CN207216473U - 一种信号灯程控补偿程控恒流电源 - Google Patents

Abstract

本实用公开了一种信号灯程控补偿程控恒流电源，包括外部AC220V输入、并依次连接到储能电路、电源控制电路、电源输出电压电流检测电路，AC220V输入另一路连接到输入检测电路、单片机接入输入检测电路和电源输出电压电流检测电路运算处理后反馈给电源反馈电路、电源控制电路，单片机再控制负载输出驱动电路，完成实现控制输出补偿和控制恒流功能。

Description

一种信号灯程控补偿程控恒流电源

技术领域

本实用涉及交通信号灯领域，具体来说涉及一种信号灯程控补偿程控恒流电源。

背景技术

目前公知的交通信号灯有些使用脉冲方式触发倒计时，即定程倒计时，其特点是信号机使用150～300ms的灭闪信号触发倒计时系统工作，灭闪信号期间是无信号输出的，这个信号在传统信号灯上表现是一次150～300ms的熄灭，这个信号灯的熄灭表现会给行人及车辆带来错误信息，信号灯在绿灯灭闪时，行人及车辆会误认为是绿闪开始而提前准备出发，信号灯在红灯灭闪时，行人及车辆会误认为是红灯结束而提前准备出发，这样给交通带来安全隐患，同时灭闪出现的熄灭现象还会给摄像头拍照带来误导；目前公知的信号灯大量使用LED，不同的信号灯需要不同的工作电流，传统的恒流电源一般通过可调电阻的方式调节输出电流，可调电阻可靠性一般，给安装调试使用带来较多麻烦。

实用新型内容

本实用所要解决的技术问题在于，克服现在信号灯电源的不能解决灭闪问题和可调电阻调节电流带来使用不方便不可靠的特点，提供一种信号灯程控补偿程控恒流电源。

一种信号灯程控补偿程控恒流电源，

外部电源输入一路依次连接储能电路、电源控制电路、电源输出电压电流检测电路；

外部电源输入另一路依次连接输入检测电路、单片机、负载输出驱动电路，所述电源输出电压电流检测电路连接单片机，单片机连接电源反馈电路，电源反馈电路连接所述电源控制电路；

单片机检测电源输出电压电流检测电路的电压电流信息，单片机通过检测到的电源输出电压电流信息再根据程序设定值运算后通过电源反馈电路反馈给电源控制电路，单片机再控制负载输出驱动电路，实现控制输出补偿和控制恒流功能。

电源控制电路根据反馈信息实时调整输出，实现恒流输出功能。

恒流输出根据使用需求更改程序设定值实现不同的恒流值输出需求。

在一个相位期间里，单片机通过输入检测电路判断是否有第一次断电信号，是第一次断电信号则是灭闪信号的开始，这时候是开启负载输出驱动电路和储能电路达到维持输出功能直至灭闪信号结束，反之第二次及以后次的关断不是灭闪信号，则控制输出跟随输入情况，有电输入则开启负载输出，反之关闭负载输出。

有益效果：本实用通过储能电路和单片机连接输入检测电路实现识别定程灭闪信号及通过负载输出驱动电路实现对负载输出控制，达到灭闪时开启输出，实现控制输出补偿；单片机通过电源输出电压电流检测电路，再根据程序设定值运算后反馈给电源控制电路，电源控制电路根据反馈信息实时调整输出，实现电源恒流输出功能，用户还可以根据不同的使用需求，更改程序设定值达到所需要的输出电流大小，达到程序控制恒流功能。

附图说明

下面结合附图和实施样例对本实用进一步说明。

图1是本实用的结构框图。

图2是本实用样例的原理图。

图2中AC220输入P3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R7、R8、R9、R10、 R11、R12、R14、R15、R16、R17、R18，整流桥BR1，保险电阻RF1，压敏电阻RV1，安规X电容C1，安规Y电容C5，光耦U2、U3，快恢复二级管D1、 D2，肖特基二极管D3，TVS管DZ1，稳压管D4，LED指示灯D5，电容C2、C3、C4、C7、C8、C13、C14、C15、C16，共模电感L1，高频变压器T1，场效应管Q1，负载输出P2，烧录端口P1、单片机U5，电源芯片U1，三端稳压器U4。

具体实施方式

为了使本实用实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于理解，下面结合具体实施样例进一步阐述本实用。

参见图1，一种信号灯程控补偿程控恒流电源结构框图，包括外部AC220V 输入依次连接到储能电路、电源控制电路、电源输出电压电流检测电路， AC220V输入另一路连接到输入检测电路、单片机接入输入检测电路和电源输出电压电流检测电路运算处理后反馈依次连接到电源反馈电路、电源控制电路，单片机再控制负载输出驱动电路，完成实现控制输出补偿和控制恒流功能。

现结合图2具体样例原理图做说明，外部交流电接入到AC220V输入P3，电经过保险电阻RF1到整流桥BR1，安规X电容C1是实现滤波作用，当外部输入电压过高，压敏电阻RV1钳位保护，实现防雷保护作用，外部输入的电经过整流桥BR1整流后的电一路通过快恢复二极管D1到电容C2、C3，其中电容C2、C3、共模电感L1构成滤波功能，快恢复二极管D1和电容C4实现电量储能功能，有电输入时，电容C4存储电能，当无电输入时，电容C4存储的电能还能维持灭闪期间负载输及自身电源工作的电能，电源芯片U1得到电能开始工作，电源芯片U1工作后，电源芯片U1实现电源控制电路，电阻 R7、R8是电源芯片U1的工作电压范围控制电阻，电容C7是电源芯片U1的限功率控制电容，电源芯片U1通过控制，电通过高频变压器T1变换后低压电输出，次级电一路经过R18到VCC，稳压二极管D4是防过压保护作用，VCC 通过电容C16、C15、C14、三端稳压器U4转化成单片机U5所需的工作电压，单片机U5获得电量，开始工作，TVS管DZ1与快恢复二级管D2构成钳位电路，吸收高频变压器T1反激后的高电压，安规Y电容C5实现滤波作用，低压电输出电经过肖特基二极管D3后到达电容C8，肖特基二极管D3起单向导通作用，电容C8实现稳压滤波，电阻R11、R12实现对电源输出电压分压后的输出电压供给单片机检测，电阻R16是实现电流检测功能，当有电流流过电阻R16后，单片机U4通过电阻R17读取电压换算出流过电阻R16的电流，实现电源输出电流检测电路，其中Q1导通电阻很小忽略不必，如果影响可以计算校正，电阻R1、R3、场效应管Q1、负载输出P2实现负载输出驱动电路，单片机U4输出高电平时通过电阻R1后，场效应管Q1导通，单片机U4输出低电平时通过电阻R1后，场效应管Q1高阻，实现开关输出电路功能，电阻 R3是场效应管Q1关断后的吸收电阻，光耦U2、电阻R9、R10、R14组成电源反馈电路，单片机U5通过检测到的电流电压计算后通过调节PWM_CC引脚的高低电平状态，通过电阻R9、R10达到调节光耦U2的输入电流大小功能，光耦U2输出端随之变化，即实现把电源的工作情况反馈给电源芯片U1，电源芯片U1根据反馈电流调节电源工作情况，这个光耦U2的反馈比较频繁实现电源输出稳定功能，外部输入的电经过整流桥BR1整流后的电另一路通过电阻R4、R5到光耦U3，电阻R2、电容C13构成输入检测电路，当外部接入到AC220V输入P3后，光耦U3输入导通，光耦U3输出导通，电阻R2和电容C13中间到单片机连接表现是低电平，反之表现是高电平，实现单片机U4 检测的外部有没有电输入功能，实现单片机U5检测外部电是否输入灭闪开始，是则开启控制RA5引脚为高电平，控制场效应管Q1导通，维护电源输出，实现电源补偿输出功能，反之控制RA5根随输入，输入有电则开启控制场效应管Q1导通，输入无电则控制场效应管Q1关断导通，烧录端口P1是单片机程序烧录接口，供程序下载使用，电阻R15和LED指示灯D5是输出指灯功能。

在一个独立的信号输入期间，外部接入到AC220V输入P3，经过整流桥 BR1转化后的电，一路通过快恢复二极管D1到达电容C4，电源芯片U1工作，启动电源工作，电源工作后经过高频变压器T1转换成低压电，经过电容C8 稳压，稳压后的电经过电阻R18到VCC，VCC经过三端稳压器U4实现降压产生单片机U5所需电压，单片机U5得到电压工作，单片机U5通过电阻R11、 R12检测低压侧的电压大小，单片机U5通过检测电阻R16端电压监测计算输出电流，当电源输出恒流时，忽略检测的电压参数，当用户需要电源驱动不同类型负载时根据需要预先修改程序设定值实现不同的恒流值，当输出电流值小时恒流设定值时让电源工作在恒压功能，当外部输入有电时，另一路电通过电阻R4、R5和光耦U3，光耦输出侧电阻R2与电容C13表现是低电平，其中交流电变化特点，其低电平特点由电容C13维持，当外部输入没电时，电容C13维护不了而受电阻R2上位变成高电平，单片机检测外部输入有电时让RA5引脚输出高电平控制开启场效应管Q1，实现开启输出功能，单片机 U5通过检测到的电流电压计算后通过调节PWM_CC引脚的高低电平状态，通过电阻R9、R10达到调节光耦U2的输入电流大小功能，光耦U2输出端随之变化，即实现把电源的工作情况反馈给电源芯片U1，电源芯片U1根据反馈电流调节电源工作情况，这个光耦U2的反馈比较频繁实现电源输出稳定功能，当输入第一次关闭，为灭闪信号的开始，这时由于电容C4存储了一定的电能，能维持电源及输出电能，单片机检测到这个灭闪信号的开始，继续控制RA5 引脚为高电平，控制场效应管Q1导通，维护电源输出，实现电源补偿输出功能，当第一次灭闪信号结束后，输入恢复有电，电源维持输出，当输入第二次关闭则不是灭闪信号，单片机U2控制负载输出P2根随对应输入情况，有输入则开启输出，无输入则断开输出，当一个信号期间完成后，电容C4存储的电能由电源中电源芯片U1、单片机U5等电路消耗完，不足以维护到下上信号期间，实现下个信号输入期间再重复上述功能，达到每个红或绿信号期间的补偿功能，综上所述，实现了电源程控补偿程控恒流功能。

以上显示和描述了本实用的基本原理、主要特征和本实用的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用主要功能的原理，在不脱离本实用精神和范围的前提下本实用还会有各种变化，这些变化都落入要求保护的本实用的范围内。本实用要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种信号灯程控补偿程控恒流电源，其特征在于：

外部电源输入一路依次连接储能电路、电源控制电路、电源输出电压电流检测电路；

外部电源输入另一路依次连接输入检测电路、单片机、负载输出驱动电路，所述电源输出电压电流检测电路连接单片机，单片机连接电源反馈电路，电源反馈电路连接所述电源控制电路；

单片机检测电源输出电压电流检测电路的电压电流信息，单片机通过检测到的电源输出电压电流信息再根据程序设定值运算后通过电源反馈电路反馈给电源控制电路，单片机再控制负载输出驱动电路，实现控制输出补偿和控制恒流功能。

2.根据权利要求1所述的一种信号灯程控补偿程控恒流电源，其特征在于：电源控制电路根据反馈信息实时调整输出，实现恒流输出功能。

3.根据权利要求1所述的一种信号灯程控补偿程控恒流电源，其特征在于：恒流输出根据使用需求更改程序设定值实现不同的恒流值输出需求。

4.根据权利要求1所述的一种信号灯程控补偿程控恒流电源，其特征在于：在一个相位期间里，单片机通过输入检测电路判断是否有第一次断电信号，是第一次断电信号则是灭闪信号的开始，这时候是开启负载输出驱动电路和储能电路达到维持输出功能直至灭闪信号结束，反之第二次及以后次的关断不是灭闪信号，则控制输出跟随输入情况，有电输入则开启负载输出，反之关闭负载输出。