CN211429599U - 一种储能方式的led型爆闪式信号灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，包括控制器和降压型恒流驱动器，所述控制器通过导线与储能用升压变换器之间为电性连接，且储能用升压变换器通过导线与降压型恒流驱动器之间为电性连接，所述降压型恒流驱动器通过导线与LED型爆闪灯之间为电性连接。该储能方式的LED型爆闪式信号灯使用大功率LED的替代玻璃管高压频闪管，因此LED型爆闪灯与传统的使用高压频闪管组成的爆闪灯相比，具有光效率高、寿命长、安全性高、抗振动能力强等优点，同时具有体积小，对电源输出功率的要求较小，可用小型太阳能充电器驱动等优点。

Description

一种储能方式的LED型爆闪式信号灯

技术领域

本实用新型涉及LED型爆闪式信号灯技术领域，具体为一种储能方式的LED型爆闪式信号灯。

背景技术

爆闪灯能够在短时间内发出强光，具有很好的警示作用，因此广泛应用于特种车辆(工程车、警车、消防车等)、道路交通、航空指示、工业生产等场合，最大限度避免了各种事故的发生。

传统的爆闪灯使用玻璃管高压频闪管组成，工作时升压电路给储能电容充电到250-350V后提供给高压频闪管，同时利用触发线圈产生5000V以上的高压，触发高压频闪管，则高压频闪管两端电阻变成低阻抗，在0.5-1.5ms很短的时间内把储能电容上的电能进行放电发出强光。

这种方式产品的缺点是，由于使用了玻璃管高压频闪管，因此抗振动能力差，发热量很大光效率较低，且利用2种高压来工作因此安全性较差，触发线圈和高压电容的瞬间工作电流非常大，因此容易引起击穿，产品的故障率较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，包括控制器和降压型恒流驱动器，所述控制器通过导线与储能用升压变换器之间为电性连接，且储能用升压变换器通过导线与降压型恒流驱动器之间为电性连接，所述降压型恒流驱动器通过导线与LED型爆闪灯之间为电性连接。

优选的，所述控制器包括模式开关S1、低功耗稳压芯片U3和单片机U4，所述模式开关S1通过导线与低功耗稳压芯片U3之间为电性连接，所述模式开关S1通过导线与单片机U4之间为电性连接。

优选的，所述储能用升压变换器包括电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电容C2、电容C3、电容C5、二极管D2、场效应管Q2、电感L2和集成电路U2，所述电容C2通过导线与电阻R4之间为电性连接，且电阻R4通过导线与集成电路U2之间为电性连接，所述集成电路U2通过导线与电容C5之间为电性连接，所述集成电路U2通过导线与场效应管Q2之间为电性连接，且场效应管Q2通过导线与电阻R7之间为电性连接，所述集成电路U2通过导线与电感L2之间为电性连接，且电感L2通过导线与二极管D2之间为电性连接，所述二极管D2通过导线与电阻R5之间为电性连接，且电阻R5通过导线与电阻R8之间为电性连接，所述二极管D2通过导线与电容C3之间为电性连接。

优选的，所述电容C2、电容C3和电容C5通过导线构成并联电性连接，所述电阻R7通过导线与电阻R8之间构成并联电性连接，且电阻R8通过导线与电阻R5之间构成串联电性连接。

优选的，所述降压型恒流驱动器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R9、电容C1、电容C4、二极管D1、二极管D3、场效应管Q1、电感L1、光电耦合器ISO1和集成电路U1，所述电阻R2通过导线与电容C4之间为电性连接，所述电阻R2通过导线与集成电路U1之间为电性连接，所述电阻R2通过导线与电阻R9之间为电性连接，且电阻R9通过导线与光电耦合器ISO1之间为电性连接，所述集成电路U1通过导线与电阻R6之间为电性连接，且电阻R6通过导线与场效应管Q1之间为电性连接，所述场效应管Q1通过导线与二极管D1之间为电性连接，且二极管D1通过导线与电感L1之间为电性连接，所述光电耦合器ISO1通过导线与电容C1之间为电性连接，所述光电耦合器ISO1通过导线与电阻R3之间为电性连接，所述电感L1通过导线与电阻R1之间为电性连接，且电阻R1通过导线与二极管D3之间为电性连接。

优选的，所述电阻R6通过导线与电阻R9之间为并联电性连接，且电阻R6通过导线与电感L1之间为并联电性连接。

优选的，所述LED型爆闪灯包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、发光二极管LED5、发光二极管LED6、发光二极管LED7、发光二极管LED8、发光二极管LED9、发光二极管LED10、发光二极管LED11和发光二极管LED12，所述发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、发光二极管LED5、发光二极管LED6、发光二极管LED7、发光二极管LED8、发光二极管LED9、发光二极管LED10、发光二极管LED11和发光二极管LED12通过导线构成串联电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

克服了传统的爆闪灯使用玻璃管高压频闪管组成而带来的各种缺点，如：抗振动能力差，发热量很大光效率较低，且利用2种高压来工作因此安全性较差，触发线圈和高压电容的瞬间工作电流非常大，因此容易引起击穿，产品的故障率较高等问题；

1、本实用新型储能方式的LED爆闪灯，由于采用电容中储能后，利用恒流驱动器把这个储存在电容的能量，以恒流方式驱动120W的LED灯组发出强烈的爆闪光的方式，因此可以使用2W左右的小功率电源，且使用大功率LED的替代玻璃管高压频闪管，因此LED型爆闪灯与传统的使用高压频闪管组成的爆闪灯相比，具有光效率高、寿命长、安全性高、抗振动能力强等优点，同时具有体积小，对电源输出功率的要求较小，可用小型太阳能充电器驱动等优点；

2、本实用新型利用电容储存的能量与时间的关系，先用2W左右的小功率给电容升压充电，由于电容储存的能量WC＝0.5CU2与充电电压的平方有关，因此充电电压越高能量越大，所以充电电压选用200V；为了满足产品宽电压范围工作的要求，升压变换器把输入电压Ui＝10-30V，经过升压后在tC时间内给电容充电储能，当充电电压达到200V时控制器发出停止充电命令；

3、本实用新型当充电电压达到200V时控制器发出爆闪命令，则恒流驱动器利用这个电容储存的能量以恒流方式驱动120W的LED灯组，在th＝0.5-5ms的短时间内发出强烈的爆闪光，爆闪用LED灯组在三角形柱子的每个面上安装4个10W的LED，共安装12个LED组成，总功率为120W，每个LED的驱动电流为1A，工作电压为10V，为了减少工作电流，提高变换器的效率，12个LED全部串联方式工作。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图；

图2为本实用新型控制器结构示意图；

图3为本实用新型储能用升压变换器结构示意图；

图4为本实用新型降压型恒流驱动器结构示意图；

图5为本实用新型LED型爆闪灯结构示意图；

图6为本实用新型工作原理结构示意图。

图中：1、控制器；2、储能用升压变换器；3、降压型恒流驱动器；4、LED型爆闪灯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，包括控制器1和降压型恒流驱动器3，控制器1通过导线与储能用升压变换器2之间为电性连接，且储能用升压变换器2通过导线与降压型恒流驱动器3之间为电性连接，控制器1包括模式开关S1、低功耗稳压芯片U3和单片机U4，模式开关S1通过导线与低功耗稳压芯片U3之间为电性连接，模式开关S1通过导线与单片机U4之间为电性连接；

储能用升压变换器2包括电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电容C2、电容C3、电容C5、二极管D2、场效应管Q2、电感L2和集成电路U2，电容C2通过导线与电阻R4之间为电性连接，且电阻R4通过导线与集成电路U2之间为电性连接，集成电路U2通过导线与电容C5之间为电性连接，集成电路U2通过导线与场效应管Q2之间为电性连接，且场效应管Q2通过导线与电阻R7之间为电性连接，集成电路U2通过导线与电感L2之间为电性连接，且电感L2通过导线与二极管D2之间为电性连接，二极管D2通过导线与电阻R5之间为电性连接，且电阻R5通过导线与电阻R8之间为电性连接，二极管D2通过导线与电容C3之间为电性连接，电容C2、电容C3和电容C5通过导线构成并联电性连接，电阻R7通过导线与电阻R8之间构成并联电性连接，且电阻R8通过导线与电阻R5之间构成串联电性连接；

降压型恒流驱动器3通过导线与LED型爆闪灯4之间为电性连接，降压型恒流驱动器3包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R9、电容C1、电容C4、二极管D1、二极管D3、场效应管Q1、电感L1、光电耦合器ISO1和集成电路U1，电阻R2通过导线与电容C4之间为电性连接，电阻R2通过导线与集成电路U1之间为电性连接，电阻R2通过导线与电阻R9之间为电性连接，且电阻R9通过导线与光电耦合器ISO1之间为电性连接，集成电路U1通过导线与电阻R6之间为电性连接，且电阻R6通过导线与场效应管Q1之间为电性连接，场效应管Q1通过导线与二极管D1之间为电性连接，且二极管D1通过导线与电感L1之间为电性连接，光电耦合器ISO1通过导线与电容C1之间为电性连接，光电耦合器ISO1通过导线与电阻R3之间为电性连接，电感L1通过导线与电阻R1之间为电性连接，且电阻R1通过导线与二极管D3之间为电性连接，电阻R6通过导线与电阻R9之间为并联电性连接，且电阻R6通过导线与电感L1之间为并联电性连接；

LED型爆闪灯4包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、发光二极管LED5、发光二极管LED6、发光二极管LED7、发光二极管LED8、发光二极管LED9、发光二极管LED10、发光二极管LED11和发光二极管LED12，发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、发光二极管LED5、发光二极管LED6、发光二极管LED7、发光二极管LED8、发光二极管LED9、发光二极管LED10、发光二极管LED11和发光二极管LED12通过导线构成串联电性连接。

工作原理：在使用该储能方式的LED型爆闪式信号灯时，爆闪式信号灯采用二级变换器，第一级升压变换器把输入电压Ui＝10-30V，经过tC时间进行升压后在电容中储能，第二级恒流驱动器利用这个储存的能量以恒流方式驱动120W的LED灯组，在th＝0.5-5ms的短时间内发出强烈的爆闪光。由于LED的电光转换效率很高，通常认为是白炽灯的5倍以上，是很节能的光源。因此LED型爆闪灯与传统的使用高压频闪管组成的爆闪灯相比，具有光效率高、寿命长、安全性高、抗振动能力强等优点，同时具有体积小，对电源输出功率的要求较小，可用小型太阳能充电器驱动，因此可替代传统的爆闪灯；

如果不采用储能模式，而是利用一级变换器直接驱动LED灯组进行爆闪，则由于瞬间爆闪功率大而输入电压低，电源必须提供很大的电流，因此需要很大容量的电源；

如果设计输入电压Ui＝10-30V范围内改变，LED灯组的驱动功率PLED＝120W，以tC＝500ms时间间隔内爆闪一次，爆闪时间为th＝5ms，设变换器的效率η＝85％，则所需要的电源电流，得出电源电流为14.1-4.7A，电源功率为141W，电源的输出电流和功率过大，导致电源的体积增加。而如果采用储能模式的工作方式则可大大降低对电源的功率要求。设电源提供的功率为P，升压变换器的效率η1＝75％，恒流变换器的效率η2＝80％，则经过升压变换器在储能电容中储存的能量为η1tCP，再经过转换效率为η2的恒流驱动器，以PLED功率工作th时间，则。计算可得所需要的电源功率P仅为1.9W，则当输入电压在10-30V范围内改变时，所需要的电源电流仅为0.19-0.06A，因此可以使用小功率的电源供电。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，包括控制器(1)和降压型恒流驱动器(3)，其特征在于：所述控制器(1)通过导线与储能用升压变换器(2)之间为电性连接，且储能用升压变换器(2)通过导线与降压型恒流驱动器(3)之间为电性连接，所述降压型恒流驱动器(3)通过导线与LED型爆闪灯(4)之间为电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，其特征在于：所述控制器(1)包括模式开关S1、低功耗稳压芯片U3和单片机U4，所述模式开关S1通过导线与低功耗稳压芯片U3之间为电性连接，所述模式开关S1通过导线与单片机U4之间为电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，其特征在于：所述储能用升压变换器(2)包括电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电容C2、电容C3、电容C5、二极管D2、场效应管Q2、电感L2和集成电路U2，所述电容C2通过导线与电阻R4之间为电性连接，且电阻R4通过导线与集成电路U2之间为电性连接，所述集成电路U2通过导线与电容C5之间为电性连接，所述集成电路U2通过导线与场效应管Q2之间为电性连接，且场效应管Q2通过导线与电阻R7之间为电性连接，所述集成电路U2通过导线与电感L2之间为电性连接，且电感L2通过导线与二极管D2之间为电性连接，所述二极管D2通过导线与电阻R5之间为电性连接，且电阻R5通过导线与电阻R8之间为电性连接，所述二极管D2通过导线与电容C3之间为电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，其特征在于：所述电容C2、电容C3和电容C5通过导线构成并联电性连接，所述电阻R7通过导线与电阻R8之间构成并联电性连接，且电阻R8通过导线与电阻R5之间构成串联电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，其特征在于：所述降压型恒流驱动器(3)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R9、电容C1、电容C4、二极管D1、二极管D3、场效应管Q1、电感L1、光电耦合器ISO1和集成电路U1，所述电阻R2通过导线与电容C4之间为电性连接，所述电阻R2通过导线与集成电路U1之间为电性连接，所述电阻R2通过导线与电阻R9之间为电性连接，且电阻R9通过导线与光电耦合器ISO1之间为电性连接，所述集成电路U1通过导线与电阻R6之间为电性连接，且电阻R6通过导线与场效应管Q1之间为电性连接，所述场效应管Q1通过导线与二极管D1之间为电性连接，且二极管D1通过导线与电感L1之间为电性连接，所述光电耦合器ISO1通过导线与电容C1之间为电性连接，所述光电耦合器ISO1通过导线与电阻R3之间为电性连接，所述电感L1通过导线与电阻R1之间为电性连接，且电阻R1通过导线与二极管D3之间为电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，其特征在于：所述电阻R6通过导线与电阻R9之间为并联电性连接，且电阻R6通过导线与电感L1之间为并联电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种储能方式的LED型爆闪式信号灯，其特征在于：所述LED型爆闪灯(4)包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、发光二极管LED5、发光二极管LED6、发光二极管LED7、发光二极管LED8、发光二极管LED9、发光二极管LED10、发光二极管LED11和发光二极管LED12，所述发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、发光二极管LED5、发光二极管LED6、发光二极管LED7、发光二极管LED8、发光二极管LED9、发光二极管LED10、发光二极管LED11和发光二极管LED12通过导线构成串联电性连接。

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