CN1816833A - 用于交通灯的单个led驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种形式的交通灯(10、11)采用连接到电压源(Vs)的一或多个LED电路。每个LED电路包括串联的一LED阵列(30)、一限流器(31)和一电子开关(32)。只要一开关控制器(21)闭合所述相关电子开关(32)，每个限流器(31)控制通过一相关LED阵列(30)的LED电流(IRL)流。另一形式的交通灯(60、61)采用一或多个连接到一电流源(1s)的LED电路。每个LED电路包括并联的LED阵列(80)和电子开关(81)。只要一开关控制器(71)打开所述相关电子开关(81)，一LED电流(IRL)流经一LED阵列(80)。

Description

用于交通灯的单个LED驱动器
本发明通常涉及发光二极管(“LEDs”)。本发明尤其涉及一种在位于道路交叉口、铁路交叉口、活动桥以及任何其它公知应用的交通灯中操作多个LED的单个驱动器。
诸如LED的半导体光源被广泛用于交通灯上。在此应用中的半导体光源具有优于通常白炽灯的优点：比通常白炽灯具有更长寿命和更低能耗。用于道路交叉口指挥交通的交通灯典型地具有三个LED阵列，其中从所述LED阵列所发射光功率的颜色分别是红、黄和绿。一LED阵列通常由12至250个单独的LED形成并且所述LED阵列的整体光输出功率大约为1瓦特。每个LED阵列是由一专有的LED驱动器所控制。需要通过减少LED驱动器的数量来减少整个系统消耗。
本发明的一种形式是一种交通灯，包括一电压源、一开关控制器和与所述电压源并联耦合的一LED电路。所述LED电路包括串联的一LED阵列、一限流器和一电子开关。只要所述开关控制器打开所述电子开关，从电压源通过所述LED阵列的LED电流流都被阻止。只要所述开关控制器闭合所述电子开关，所述限流器控制通过所述LED阵列的LED电流流。所述开关控制器有选择地打开和闭合所述电子开关从而有选择地从所述LED阵列发射一个交通灯。
本发明的第二形式是一种交通灯，包括一电流源、一开关控制器和与所述电流源串联耦合的一LED电路。所述LED电路包括并联的一LED阵列和一电子开关。只要所述开关控制器闭合所述电子开关，从所述电流源通过所述LED阵列的LED电流流被阻止。只要所述开关控制器打开所述电子开关，所述LED电流从所述电流源流经所述LED阵列。所述开关控制器有选择地打开和闭合所述电子开关从而有选择地从所述LED电路发射一交通灯。
以下将结合附图对当前优选实施例进行详细描述，这使得本发明的前述程序形式以及其他形式、特征和优点更为明显。所述详细描述和附图只是对本发明的描述而非限制，本发明的范围是由所附权利要求及其等价物所定义的。
图1示出了依据本发明的一种发射红灯的交通灯的第一实施例；
图2示出了一种发射黄灯的图1的交通灯；
图3示出了一种发射绿灯的图1的交通灯；
图4示出了依据本发明的一种发射红灯的交通灯的第二实施例；
图5示出了一种发射黄灯的图4的交通灯；
图6示出了一种发射绿灯的图4的交通灯；
图7示出了依据本发明的一种交通灯的第三实施例；以及
图8示出了依据本发明的一种交通灯的第四实施例；
如图1-3所示的交通灯10采用了一LED驱动器20、一开关控制器(“SC”)21、与LED驱动器20并联的一红LED电路、与LED驱动器20并联的一黄LED电路以及与LED驱动器20并联的绿LED电路。LED驱动器20采用一电压源Vs按如下所述的方式向所述LED电路提供LED电流。实际上，电压源Vs典型地为用于美国的120V，而用于其它市场，如欧洲和亚洲，电压源Vs可以是230V至240V。
所述红LED电路采用串联的一R-LED阵列30、一常规限流器(“CL”)31和一常规电子开关32。一常规折射镜33所处位置与R-LED阵列30相关，这使得只要从R-LED阵列30中发射任何光，所述折射镜可传送红交通信号。在一个实施例中，R-LED阵列30发射白光并且折射镜33的颜色是红的。在第二实施例中，R-LED阵列30发射红光并且折射镜33的颜色是红的。
所述黄LED电路采用串联的一Y-LED阵列40、一常规限流器(“CL”)41和一常规电子开关42。一常规折射镜43所处位置与Y-LED阵列40相关，这使得只要从Y-LED阵列40发射任何光所述常规折射镜可传送一黄交通信号。在一个实施例中，Y-LED阵列40发射白光并且折射镜33的颜色是黄的。在第二实施例中，Y-LED阵列40发射黄光并且折射镜33的颜色是黄的。
所述绿LED电路采用串联的一G-LED阵列50、一常规限流器(“CL”)51和一常规电子开关52。一常规折射镜53所处位置与G-LED阵列50相关，这使得只要从G-LED阵列50发射任何光所述常规折射镜可传送一绿交通信号。在一个实施例中，G-LED阵列50发射白光并且折射镜53的颜色是绿的。在第二实施例中，G-LED阵列50发射绿光并且折射镜53的颜色是绿的。
开关控制器21通常用于有选择地打开和闭合开关32、42和52从而在给定时间段只允许从所述LED阵列30、40、或50之一发射光。
在如图1所述的一种红光操作中，开关32被闭合，并且开关42和52被打开。因此，只有所述红LED电路将具有流经此电路的LED电流IRL从而经由R-LED阵列30和折射镜33发射红交通灯。
在如图2所述的一种黄灯操作中，开关42被闭合，并且开关32和52被打开。因此，只有所述黄LED电路将具有流经此电路的LED电流IYL从而经由Y-LED阵列40和折射镜43发射黄交通灯。
在如图3所述的一种绿灯操作中，开关52被闭合，并且开关32和42被打开。因此，只有所述绿LED电路将具有流经此电路的LED电流IGL从而经由G-LED阵列50和折射镜53发射绿交通灯。
开关控制器21与交通控制器单元(未示出)电子通信，当每个开关32、42和52被排它地闭合时所述交通控制器单元将指示所述开关控制器21。为了避免向观测者发送混乱信息，适当操作开关控制器21则永远不会同时闭合交通信号灯10的所述开关32、42和52中的两个。
图4-6描述了一种交通灯60，采用一LED驱动器70、一开关控制器(“SC”)71、与LED驱动器70串联的一红LED电路、与所述红LED电路串联的一黄LED电路以及与所述黄LED电路串联的一绿LED电路。LED驱动器70包括一电流源IS，用于按如下所述方式向所述LED电路提供LED电流。
所述红LED电路采用并联的一R-LED阵列80和一常规电子开关81。常规折射镜82所处位置与R-LED阵列80相关，只要任何光从R-LED阵列80发出，折射镜都可与传送红交通信号。在一个实施例中，R-LED阵列80发射白光并且折射镜83的颜色是红的。在第二实施例中，R-LED阵列80发射红光和并且折射镜83的颜色是红的。
所述黄LED电路采用并联的一Y-LED阵列90和一常规电子开关91。常规折射镜92所处位置与Y-LED阵列90相关，只要任何光从Y-LED阵列90发出，折射镜都可传送黄交通信号。在一个实施例中，Y-LED阵列90发射白光并且折射镜93的颜色是黄的。在第二实施例中，Y-LED阵列90发射黄光和并且折射镜93的颜色是黄的。
所述绿LED电路采用并联的一G-LED阵列100和一常规电子开关101。常规折射镜102所处位置与G-LED阵列100相关，只要任何光从G-LED阵列100发出，折射镜都可传送绿交通信号。在一个实施例中，G-LED阵列100发射白光并且折射镜103的颜色是绿的。在第二实施例中，G-LED阵列100发射绿光和并且折射镜103的颜色是绿的。
开关控制器71通常用于有选择地打开和闭合开关81、91和101从而在给定时间段只允许从所述LED阵列80、90、或100之一发射光。
在如图4所示的红灯操作中，开关81被打开，并且开关91和101被闭合。因此，LED电流IRL将首先流经所述R-LED阵列80从而经由R-LED阵列80和折射镜82发射红交通灯，然后流经分别由闭合的开关91和101所形成的与所述LED阵列90和100并联的所述短路电路。
在如图5所示的黄灯操作中，开关91被打开，并且开关81和101被闭合。因此，LED电流IYL随后将流经(1)由闭合的开关81所形成的与R-LED阵列80并联的所述短路电路，(2)Y-LED阵列90从而经由Y-LED阵列90和折射镜92发射黄交通信号，和(3)由闭合的开关101所形成的与G-LED阵列100并联的所述短路电路。
在如图6所示的绿灯操作中，开关101被打开，并且开关81和91被闭合。因此，LED电流IGL将首先流经分别由闭合的开关81和91所形成的与所述LED阵列80和90并联的所述短路电路，然后流经所述G-LED阵列100从而经由G-LED阵列100和折射镜102发射绿交通信号。
开关控制器71与一交通控制器单元(未示出)通信，当所述开关81、91和101被排它地打开时所述交通控制器单元将指示所述开关控制器71。为了避免向观测者发送混乱信息，适当操作开关控制器71则永远不会同时打开交通信号灯60的所述开关81、91和101中的两个。
如图7所示的一交通灯11采用LED驱动器20、开关控制器(“SC”)21、与LED驱动器20并联的一红LED电路、与LED驱动器20路并联的两个(2)黄LED电路，以及与LED驱动器20’并联的两个(2)绿LED电路。
所述红LED电路采用如结合图1-3先前描述的串联的R-LED阵列30、限流器(“CL”)31和常规的电子开关32。
所述右侧黄LED电路采用如结合图1-3先前描述的串联的Y-LED阵列40、限流器(“CL”)41和电子开关42。与右侧黄LED电路相类似，所述左侧黄LED电路采用串联的一Y-LED阵列44、一常规限流器(“CL”)45和一常规电子开关46。
所述右侧绿LED电路采用如结合图1-3先前描述的串联的G-LED阵列50、限流器(“CL”)51和电子开关52。与右侧绿LED电路相类似，所述左侧绿LED电路采用串联的一G-LED阵列54、一常规限流器(“CL”)55和一常规电子开关56。
开关控制器21通常用于有选择地打开和闭合电子开关32，42，45，52和56从而允许在特定时间段从所述LED阵列30，40，44，50和54中的一个或者两个发射光。本领域普通技术人员将知晓基于选择性地打开和闭合电子开关32，42，45，52和56而有选择地流经LED阵列30，40，44，50和54的各种LED电流的特性。
如图8所示的一交通灯61采用LED驱动器70、开关控制器(“SC”)71、与LED驱动器70串联的一红LED电路、与所述红LED电路串联的两个(2)黄LED电路，以及与所述黄LED电路串联的两个(2)绿LED电路。
所述红LED电路采用如结合图4-6先前描述的并联的R-LED阵列80和电子开关81。
所述右侧黄LED电路采用如结合图4-6先前描述的并联的Y-LED阵列90和电子开关92。与右侧黄LED电路相类似，所述左侧黄LED电路采用并联的一Y-LED阵列93和一常规电子开关95。
所述右侧绿LED电路采用如结合图4-6先前描述的并联的LED阵列100和电子开关101。与右侧绿LED电路相类似，所述左侧绿LED电路采用并联的一G-LED阵列103和一常规电子开关104。
开关控制器71通常用于有选择地打开和闭合电子开关81，91，94，101和104从而允许在特定时间段从所述LED阵列80，90，93，100和103中的一个或者两个发射光。本领域普通技术人员将知晓基于选择性地打开和闭合电子开关81，91，94，101和104而有选择地流经LED阵列80，90，93，100和103的各种LED电流的特性。
本领域普通技术人员依据在此描述的本发明可采用多种不同的交通灯实现方式。第一种典型的实现方式是作为用于十字路的交叉路口从而防止交叉路口的车辆冲突的标准交通灯。第二种典型的实现方式是作为当活动桥是不活动或者活动时发信号的交通灯。第三种典型的实现方式是作为在铁路道口控制两个闪烁红灯的交通灯。第四种典型的实现方式是在交叉路口控制“行走”和“禁止行走”的振荡信号的交通灯。第五种典型的实现方式是作为闪光信号驱动器从而将两条路并成一条路的闪烁交通灯。
本发明所公开的实施例是优选实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可对其进行各种改变和变化。本发明的范围由所附权利要求来指示，并且在其等价物的意义和范围内的所有改变被包含在其中。

Claims (10)

1.一种交通灯(10，11)，包括：
一电压源(VS)；
一第一LED电路，包括与所述电压源(VS)串联的一第一LED阵列(30)、一第一限流器(31)和一第一电子开关(32)；以及
一开关控制器(21)，用于有选择地打开和闭合所述第一电子开关(32)，
其中只要所述开关控制器(21)闭合所述第一电子开关(32)，所述第一限流器(31)控制从所述电压源(VS)通过所述第一LED阵列(30)的第一LED电流(IRL)流，并且
其中只要所述开关控制器(21)打开所述第一电子开关(32)，从所述电压源(VS)通过所述第一LED阵列(30)的所述第一LED电流(IRL)流被阻止。
2.依据权利要求1所述的交通灯(10，11)，还包括：
与所述第一LED电路并联的一第二LED电路，所述第二LED电路包括与所述电压源(VS)串联的一第二LED阵列(40)，一第二限流器(41)和一第二电子开关(42)，
其中所述开关控制器(21)还用于有选择地打开和闭合所述第二电子开关(42)，
其中只要所述开关控制器(21)闭合所述第二电子开关(42)，所述第二限流器(41)控制从所述电压源(VS)通过所述第二LED阵列(40)的第二LED电流(IYL)流，并且
其中只要所述开关控制器(21)打开所述第二电子开关(42)，从所述电压源(VS)通过所述第二LED阵列(40)的所述第二LED电流(IYL)流被阻止。
3.依据权利要求2所述的交通灯(10，11)，还包括：
与所述第一LED电路和所述第二LED电路并联的一第三LED电路，所述第三LED电路包括与所述电压源(VS)串联的一第三LED阵列(50)、一第三限流器(51)和一第三电子开关(52)，
其中所述开关控制器(21)还用于有选择地打开和闭合所述第三电子开关(52)，
其中只要所述开关控制器(21)闭合所述第三电子开关(52)，所述第三限流器(51)控制从所述电压源(VS)通过所述第三LED阵列(50)的第三LED电流(IGL)流，并且
其中只要所述开关控制器(21)打开所述第三电子开关(52)，从所述电压源(VS)通过所述第三LED阵列(50)的所述第三LED电流(IGL)流被阻止。
4.依据权利要求3所述的交通灯(10，11)，还包括：
与所述第一LED电路、所述第二LED电路和所述第三LED电路并联的一第四LED电路，所述第四LED电路包括与所述电压源(VS)串联的一第四LED阵列(44)、一第四限流器(45)和一第四电子开关(46)，
其中所述开关控制器(21)还用于有选择地打开和闭合所述第四电子开关(46)，
其中只要所述开关控制器(21)闭合所述第四电子开关(46)，所述第四限流器(45)控制从所述电压源(VS)通过所述第四LED阵列(44)的第四LED电流流，并且
其中只要所述开关控制器(21)打开所述第四电子开关(46)，从所述电压源(VS)通过所述第四LED阵列(44)的所述第四LED电流流被阻止。
5.依据权利要求4所述的交通灯(10，11)，还包括：
与所述第一LED电路、所述第二LED电路、所述第三LED电路和所述第四LED电路并联的一第五LED电路，所述第五LED电路包括与所述电压源(VS)串联的一第五LED阵列(54)、一第五限流器(55)和一第五电子开关(56)，
其中所述开关控制器(21)还用于有选择地打开和闭合所述第五电子开关(56)，
其中只要所述开关控制器(21)闭和所述第五电子开关(56)，所述第五限流器(55)控制从所述电压源(VS)通过所述第五LED阵列(54)的第五LED电流流，并且
其中只要所述开关控制器(21)打开所述第五电子开关(56)，从所述电压源(VS)通过所述第五LED阵列(54)的所述第五LED电流流被阻止。
6.一种交通灯(60，61)，包括：
一电流源(IS)；
与所述电流源(IS)串联的一第一LED电路，所述第一LED电路包括并联的一第一LED阵列(80)和一第一电子开关(81)；以及
一开关控制器(71)，用于有选择地打开和闭和所述第一电子开关(81)，
其中只要所述开关控制器(71)打开所述第一电子开关(81)，一第一LED电流(IRL)从所述电流源(IS)流经所述第一LED阵列(80)，并且
其中只要所述开关控制器(71)闭和所述电子开关(81)，从所述电流源(IS)通过所述第一LED阵列(80)的所述第一LED电流(IRL)流被阻止。
7.依据权利要求6所述的交通灯(60，61)，还包括：
与所述第二LED电路串联的一第二LED电路，所述第二LED电路包括并联的一第二LED阵列(90)和一第二电子开关(91)，
其中所述开关控制器(71)还用于有选择地打开和闭和所述第二电子开关(91)，
其中只要所述开关控制器(71)打开所述第二电子开关(91)，一第二LED电流(IYL)从所述电流源(IS)流经所述第二LED阵列(90)，并且
其中只要所述开关控制器(71)闭和所述第二电子开关(91)，从所述电流源(IS)通过所述第二LED阵列(90)的所述第二LED电流(IYL)流被阻止。
8.依据权利要求7所述的交通灯(60，61)，还包括：
与所述第二LED电路串联的一第三LED电路，所述第三LED电路包括并联的一第三LED阵列(100)和一第三电子开关(101)，
其中所述开关控制器(71)还用于有选择地打开和闭和所述第三电子开关(101)，
其中只要所述开关控制器(71)打开所述第三电子开关(101)，一第三LED电流(IGL)从所述电流源(IS)流经所述第三LED阵列(100)，并且
其中只要所述开关控制器(71)闭和所述第三电子开关(101)，从所述电流源(IS)通过所述第三LED阵列(100)的所述第三LED电流(IGL)流被阻止。
9.依据权利要求8所述的交通灯(60，61)，还包括：
与所述第四LED电路串联的一第四LED电路，所述第四LED电路包括并联的一第四LED阵列(93)和一第四电子开关(94)，
其中所述开关控制器(71)还用于有选择地打开和闭和所述第四电子开关(94)，
其中只要所述开关控制器(71)打开所述第四电子开关(94)，一第四LED电流从所述电流源(IS)流经所述第四LED阵列(93)，并且
其中只要所述开关控制器(71)闭和所述第四电子开关(94)，从所述电流源(IS)通过所述第四LED阵列(93)的所述第四LED电流流被阻止。
10.依据权利要求9所述的交通灯(60，61)，还包括：
与所述第五LED电路串联的一第五LED电路，所述第五LED电路包括并联的一第五LED阵列(103)和一第五电子开关(104)，
其中所述开关控制器(71)还用于有选择地打开和闭和所述第五电子开关(104)，
其中只要所述开关控制器(71)打开所述第五电子开关(104)，一第五LED电流从所述电流源(IS)流经所述第五LED阵列(103)，并且
其中只要所述开关控制器(71)闭和所述第五电子开关(104)，从所述电流源(IS)通过所述第五LED阵列(103)的所述第五LED电流流被阻止。
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