CN200965177Y - 交通信号灯用单管恒流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对目前的交通信号灯中使用的LED连接方式所存在的易损坏，稳定性不佳的问题，公开了一种电流值恒定、可靠性好的交通信号灯用单管恒流电路，它由若干个由串接的LED发光二极管组成的发光支路并联而成，其特征是在各并联的发光支路上至少串接有一个恒流源器件。本实用新型用较低廉的成本实现了极高的可靠性，同时在生产上又非常方便，可实现免调试的目的。

Description

交通信号灯用单管恒流电路

技术领域

本实用新型涉及一种交通信号光源产生电路，具体地说是一种交通信号灯用单管恒流电路。

背景技术

早期的交通信号灯光源多采用白炽灯和低压卤钨灯，近年来随着LED灯发光效率和亮度的不断提高，成本的不断下降，加之它固有的抗冲击和振动的机械特性，相对白炽灯高几个数量级的使用寿命，更高的相应速度等优点，LED开始成为交通信号灯光源的首选，有的城市干脆强行规定新工程必须全部使用LED交通信号灯。通常一个交通信号灯盘由几十个或几百个LED组成，这里就存在一个那么多LED的连接组合问题，目前国内的做法大概有以下这些：

1、m个LED串联起来，再串上一个限流电阻，作为一个单元，然后把n个这样的单元并联起来，接到一个直流电源上去，通常制造商为了节省成本，这个电源是个不稳定电源，简单地由变压器次级整流滤波得到，见图1。这种情况下还有些衍生的方案：比如如图2所示的LED并联后串联以及如图3所示的交叉阵列式。

2、把一个灯盘上的所有LED串联起来，然后接到接到一个恒流源或接近于恒流源的电源上，见图4。

其中图1的方案是目前国内最常见的电路形式，它存在的主要问题有：(1)一个单元中一旦有那个LED漏电或短路后，该LED两端的压降减小了，导致该单元电流增大，电流增大后LED会发热，发热后由于LED固有的特点其正向压降Vf会降低，大约在-2mV/C左右，这会导致该单元电流进一步增大，而LED正向电流If在正常工作电流最大值附近几毫安的变化，对LED的寿命和光衰均产生很大的影响；从原理上说，正常使用条件下LED开路的可能极小，但由于上述的现象导致任何一个单元电流过大后就容易造成LED开路，导致整串熄灭，这种现象在马路上经常看到。由于电源是不稳定的，一串开路后会导致电源电压升高一些，这会影响到其它单元，恶性循环。这是器件本身的原因导致产品可靠性降低的机理。(2)基于成本的考虑，使用的大都是不稳定直流电源，当电源电压升高时，流过LED的电流就跟着升高，这同样会招致LED损坏，机理类同1；(3)随着每批次LED正向压降Vf的变化，串联的电阻值需要作调整，生产上叫配阻，这是件麻烦的事情，费时费力，生产部门不希望这样。

图2所示的方案使用得不多。其问题主要在于单组并联LED中，由于器件和使用条件的差别，导致单组中个别LED芯片丧失PN级特性，出现短路，使该组内其它LED失去工作电流If，导致整组熄灭，而较长时间的短路电流又使器件内部开路，这时该组其他未失效的LED重新获得工作电流If，从现象上看该组恢复发光(开路那个LED当然是不亮了)，只是工作电流If比原来要大一些。所以这种电路形式会出现先是一组几个LED一起熄灭，一段时间后，除其中一个LED不亮，其它LED又恢复正常的现象。这种电路如使用不稳定电源，其工作电流同样会受到外界电源电压波动的影响。

图3所示的方案其主要问题是电路形式复杂，工作电流If随着内部器件或外部电源电压的变化仍然是变化的，它的好处是个别LED开路或短路后不会造成整组失效。

而图4所示的方案，只能局限于LED数目较少的情况。目前仅见一些厂家用在小规模的灯盘上。LED数多到一定程度后，需要的∑Vf会变得很大，这一方面会有安全方面的隐患；另一方面增大了全盘熄灭的概率，因为一旦哪一个LED开路，即会招致全盘熄灭。但这个方案能抗击外部电源电压的变化。

发明内容

本实用新型的目的针对目前的交通信号灯中使用的LED连接方式所存在的易损坏，稳定性不佳的问题，设计一种电流值恒定、可靠性好的交通信号灯用单管恒流电路。

本实用新型的技术方案是：

一种交通信号灯用单管恒流电路，它由若干个由串接的LED发光二极管组成的发光支路并联而成，其特征是在各并联的发光支路上至少串接有一个恒流源器件。

本实用新型的有益效果：

1、采用本实用新型的单管恒流电路，不管哪一单元内部有一个或几个LED漏电或短路，都能确保该组电流If不超过预先确定的值；

2、不管外界的电源电压如何变化，也能确保流过LED的电流If不超过预先确定的值；所以这种方案既能克服产品内部元器件性能变化或元器件本身参数的离散性造成的影响，又能抵御外部电源电压的波动影响，使得流过LED的电流If始终不超过预先确定的某一个值；

3、采用本实用新型的电路后，生产中不需要配阻这一步，只要使用确定的元器件，焊接无误，不需任何调试即可正常工作；

4、运用本实用新型的电路，对直流电源的要求不高，采用那种变压器降压，直接整流滤波后即可，不必做稳定处理；

5、由于采用了恰当的恒流源器件，成本很低。

所以本实用新型的电路用较低廉的成本实现了极高的可靠性，同时在生产上又非常方便，几乎是免调试的。

附图说明

图1是现有的交通信号灯用LED发光二极管的电路示意图之一。

图2是现有的交通信号灯用LED发光二极管的电路示意图之二。

图3是现有的交通信号灯用LED发光二极管的电路示意图之三。

图4是现有的交通信号灯用LED发光二极管的电路示意图之四。

图5是本实用新型的电原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图5所示。

一种交通信号灯用单管恒流电路，它由多个发光支路并联而成，每个发光支路均由一个恒流源器件(型号可为LM31)和若干个(具体数量可根据光强度计算设定)LED发光二极管串接而成，其中恒流器件串接在第一个LED发光极的正极和电源正极之间。若采用三个并联的发光支路，它们可分别为红、黄、绿三种颜色发光支路。每路发光支路的控制可采用现有技术加以实现。

Claims (1)

1、一种交通信号灯用单管恒流电路，它由若干个由串接的LED发光二极管组成的发光支路并联而成，其特征是在各并联的发光支路上至少串接有一个恒流源器件。

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