CN203630960U - 一种led交通信号灯的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种LED交通信号灯的控制系统，包括依次电连接的R型电源变压器、桥式整流电路、滤波电路、PFC电路及LED驱动电路，所述R型电源变压器设有用于接入市电电源的输入端，所述LED驱动电路设有用于电连接LED光源的输出端。工作时，220VAC市电经过R型电源变压器降低电压幅值，后经过桥式整流电路整流后，得到正脉冲直流电，该正脉冲直流经过滤波电路滤波后得到较平滑的直流电压，之后经过PFC电路调整电路电流的导通角，得到较少谐波分量的直流电压作为电源，最后LED驱动电路在所述供给电源下经稳压、恒流调整输出电流大小，最终改善LED光源的亮度产生性能稳定可靠的交通信号。所得产品能够满足各项国标要求，大大提升了产品的综合性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及灯具驱动控制系统，具体是指一种LED交通信号灯的控制系统。
背景技术
随着道路交通运输事业的发展，高等级公路日益增多，车辆性能提高，车辆行驶的速度也不断提高，对信号灯提出了更高的要求。电气安全和环境试验的要求也日益严格。道路交通信号灯的光源几经变迁，从最初易发生爆炸的煤气灯发展到稳定、安全的白炽灯、卤钨灯，再到如今发光二极管（LED）得到了广泛应用。白炽灯和卤钨灯光源信号灯的特点是发光稳定、均匀，但是存在能耗高、寿命低、易产生幻像信号显示、色片易褪色等缺陷。而高亮度、低能耗LED在信号灯上的应用，给信号灯产品带来耗电小、亮度高、体积小、重量轻、寿命长、环保及响应速度快的技的革命性的变化。
LED交通信号灯通过控制系统来驱动控制LED光源工作，控制系统的优劣直接影响信号灯综合性能的好坏。各类型灯具产品的性能、参数有相应的国家标准，比如LED交通信号灯产品的相关国家标准主要有：额定电压在AC176～264V、50HZ±2内，90V关断电压，额定功率不大于15W，线性电源响应时间不大于100ms，后级功率因数补偿要大于0.85，等等。现有LED交通信号灯其控制系统设计均较为简单、不够合理优化，大部分未充分考虑国标参数，一般只满足其中某些国标参数，故而造成灯具综合性能不佳。有鉴于此，本发明人针对现有LED交通信号灯的控制系统进行优化改善，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种LED交通信号灯的控制系统，通过合理优化系统结构，使产品满足各项国标要求，大大提升了产品的综合性能。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种LED交通信号灯的控制系统，包括依次电连接的R型电源变压器、桥式整流电路、滤波电路、PFC电路及LED驱动电路，所述R型电源变压器设有用于接入市电电源的输入端，所述LED驱动电路设有用于电连接LED光源的输出端。
采用上述方案后，本新型相对于现有技术的有益效果在于：工作时，220VAC市电经过R型电源变压器降低电压幅值，后经过桥式整流电路整流后，得到正脉冲直流电，该正脉冲直流经过滤波电路滤波后得到较平滑的直流电压，之后经过PFC电路调整电路电流的导通角，得到较少谐波分量的直流电压作为电源，最后LED驱动电路在所述供给电源下经稳压、恒流调整输出电流大小，最终改善LED光源的亮度产生性能稳定可靠的交通信号；其中：
一、市电电源降压采用R型电源变压器，其频率适应性强，可满足额定电压在AC176～264V、50HZ±2内的国标要求；而且R型电源变压器采用耦合方式变压，控制系统与市电电源相互隔离，不仅减少对市电的干扰，而且还避免控制系统内电路板出现高压问题，提高控制系统安全性；
二、滤波电路之后连接PFC电路（功率因素校正电路），对输入电流进行移相和整形，通过增加输入电流的导电宽度，减缓其脉冲上升性，减小电流的谐波成分；通过扩大电流导通角，大大衰减谐波电流，调高功率因数达到0.9以上，满足国标要求；
三、由LED驱动电路调整输出电流，通过电流驱动方式使流过LED光源的每个LED的电流都相等，即使LED的一致性相差比较大，LED的亮度还是一致；当个别LED发生短路的时候，流过LED的电流还是不变，不会造成个别LED偏亮现象，且能将不同形状信号灯的关断电压控制在90V-100V之间，满足国标电压关断要求。
附图说明
图1是本新型的电路原理框图。
标号说明
R型电源变压器 1 桥式整流电路 2
滤波电路 3 PFC电路 4
LED驱动电路 5 市电电源 6
LED光源 7
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本案作进一步详细的说明。
本案涉及一种LED交通信号灯的控制系统，如图1所示，包括依次电连接的R型电源变压器1、桥式整流电路2、滤波电路3、PFC电路4及LED驱动电路5。R型电源变压器1的输入端供市电电源6接入，LED驱动电路5的输出端电连接LED光源7。
工作时，220VAC市电经过R型电源变压器1降低电压幅值，之后经过桥式整流电路2整流后，得到正脉冲直流电，该正脉冲直流经过滤波电路3滤波后得到较平滑的直流电压，之后经过PFC电路4调整电路电流的导通角，得到较少谐波分量的直流电压作为电源，最后LED驱动电路5在所述供给电源下经稳压、恒流调整输出电流大小，最终改善LED光源7的亮度产生性能稳定可靠的交通信号。所得产品能够满足各项国标要求，大大提升了产品的综合性能。
市电电源降压采用R型电源变压器1，R型电源变压器1比传统EI型变压器体积小、重量轻，且该R型电源变压器1采用高性能硅钢片，100%利用的圆形断面，没有切断联为一个整体的R型铁心的高性能的理想变压器，而且铁心与线包间隙相当小的原因，使这卷线一圈长度变更最小，从而减小了内部电阻的损耗；频率适应性强，应用在交通信号灯的控制系统中，可满足国标AC176～264V,50HZ±2要求，并且响应时间快，满足相关国标要求。另外与传统阻容降压器相比，R型电源变压器1还能减少对市电的干扰，且高压电未直接接入电路板，提高安全性。
整流电路选用桥式整流电路2，具体为单相全控桥式整流电路。桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高等优点。而且桥式整流电路其输出平均电压是半波整流电路的2倍，在相同的负载下流过整流管的平均电流减小一半，且功率因数提高了一半。
所述PFC电路4为填谷式无源PFC电路，也称不完全滤波电路，其利用电容、二极管组成滤波器，对输入电流进行移相和整形，通过增加输入电流的导电宽度，减缓其脉冲上升性，从而减小电流的谐波成分；通过扩大电流导通角，大大衰减谐波电流、调高功率因数达到0.9以上，能满足国标要求。
由LED驱动电路5调整输出电流，通过电流驱动方式使流过LED光源7的每个LED的电流都相等，即使LED的一致性相差比较大，LED的亮度还是一致；当个别LED发生短路的时候，流过LED的电流还是不变，不会造成个别LED偏亮现象，且能将不同形状信号灯的关断电压控制在90V-100V之间，满足国标电压关断要求。
优选地，为了克服LED一致性问题和避免因为单颗灯珠损坏导致信号灯的不能工作，LED光源7采用6串多并（即LED呈6*n排列），尽量减少少LED灯珠影响整个路口的信号指示，且能将功耗控制在国标规定的15W以内。
以上所述仅为本新型的优选实施例，凡跟本新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本新型权利要求的范围。
Claims (1)
1.一种LED交通信号灯的控制系统，其特征在于：包括依次电连接的R型电源变压器、桥式整流电路、滤波电路、PFC电路及LED驱动电路，所述R型电源变压器设有用于接入市电电源的输入端，所述LED驱动电路设有用于电连接LED光源的输出端。
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