CN214451015U - Led灯泡、铁路信号灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LED灯泡、铁路信号灯，LED灯泡与铁路信号灯的点灯监测控制装置连接，其包括柱状的散热体，所述散热体外周还设有沿其高度方向布置的数个散热片；所述散热体一侧面设有基板、以及罩设所述基板的带有光学角度透镜的透明罩，所述基板上设有两路LED灯组，每路LED灯组包括至少一个LED灯珠，而且，所述两路LED灯组在点灯监测控制装置的控制下交替处于点亮状态。铁路信号灯的灯泡采用LED灯珠，所以，相比钨丝灯泡，功耗更小、亮度更高，而且，两路LED灯组交替处于点亮状态，降低了故障率，延长了使用寿命,减掉人工检测环节。同时，采用散热体以及散热片，增加散热面积，最大程度提高散热性，以确保狭小空间的产品的质量稳定。

Description

LED灯泡、铁路信号灯

技术领域

本实用新型涉及铁路信号灯领域，尤其涉及一种LED灯泡、铁路信号灯。

背景技术

目前，铁路信号灯的灯泡采用钨丝灯泡，但是，传统的钨丝灯泡存在以下问题：(1)功耗较高，一般为25W；(2)亮度较低，光通量远低于400流明；(3)两路钨丝的工作方式为：主钨丝长期工作，只有在主钨丝或其点灯单元电路出现故障时，才切换到到副钨丝工作，因此，故障率高，寿命较短，而且，需要专业技术人员定期到现场进行检测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种LED灯泡、铁路信号灯。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED灯泡，与铁路信号灯的点灯监测控制装置连接，所述LED灯泡包括柱状的散热体，所述散热体外周还设有沿其高度方向布置的数个散热片；

所述散热体一侧面设有基板、以及罩设所述基板的带有光学角度透镜的透明罩，所述基板上设有两路LED灯组，每路LED灯组包括至少一个LED灯珠，而且，所述两路LED灯组在点灯监测控制装置的控制下交替处于点亮状态。

优选地，所述散热体包括主体以及与所述主体连接的基座；

所述主体的一侧面设有平面，所述基板通过紧固件可拆卸安装于所述平面上。

优选地，所述基座形成电源正极输入端子，所述基座底部还设有两个电源负极输入端子，且每路LED灯组的正、负端均与相应的电源正极输入端子、电源负极输入端子相连。

优选地，所述电源正极输入端子与所述电源负极输入端子通过屏蔽电线与所述点灯监测控制装置中的驱动电路的相应输出端相连。

优选地，所述带有光学角度透镜的透明罩包括罩设所述紧固件的第一部分，以及与所述第一部分连接、罩设在所述LED灯珠外周的第二部分；

所述第二部分为外侧呈周圈外凸中间内凹的包围结构而内侧为半圆球状腔室的光学角度透镜。

优选地，所述紧固件包括螺栓、螺钉或圆柱销。

优选地，所述散热片设于所述主体的外周；

所述散热片为翼状铝散热片。

优选地，所述基板为铝基板。

本实用新型还构造一种铁路信号灯，包括：

上述的LED灯泡；以及

用于控制所述LED灯泡中的两路LED灯组交替处于点亮状态的点灯监测控制装置。

实施本实用新型具有以下有益效果：由于铁路信号灯的灯泡采用LED灯珠，所以，相比钨丝灯泡，功耗更小、亮度更高，而且，两路LED灯组交替处于点亮状态，降低了故障率，延长了使用寿命，减掉人工检测环节。同时，采用散热体以及散热片，增加散热面积，最大程度提高散热性，以确保狭小空间的产品的质量稳定。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型LED灯泡的立体结构示意图；

图2是本实用新型LED灯泡的主视图；

图3是本实用新型LED灯泡的左视图；

图4是本实用新型LED灯泡的俯视图；

图5是图2中LED灯泡沿A-A线的剖视图；

图6是图2中LED灯泡沿B-B线的剖视图；

图7至图13为本实用新型铁路信号灯的点灯监测控制装置的电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图6所示，是本实用新型的LED灯泡，与铁路信号灯的点灯监测控制装置连接，LED灯泡包括柱状的散热体1，散热体1外周还设有沿其高度方向布置的数个散热片2。

散热体1一侧面设有基板3、以及罩设基板3的带有光学角度透镜的透明罩，基板3上设有两路LED灯组，每路LED灯组包括至少一个LED灯珠，如第一路LED灯组包括一个LED灯珠101，第二路LED灯组包括一个LED灯珠102，而且，两路LED灯组在点灯监测控制装置的控制下交替处于点亮状态。

通过该实施例的技术方案，由于铁路信号灯的灯泡采用LED灯珠，所以相比钨丝灯泡，具有以下有益技术效果：

1.功耗较小，在采用恒流方式下，输入电流2A时,输入电压为3V左右，每路的功率为6W左右；

2.亮度较高，每路的输出光通量大于400流明；

3.两路LED灯组交替处于点亮状态，降低了故障率，延长了使用寿命。

另外，可将LED灯泡灯头外形尺寸与老式LTX-25的钨丝灯泡保持一致，这样可在保留原有的底座和外罩的条件下，直接更换老式LTX-25的钨丝灯泡，并达到更好的工作功效，极大地降低更新换代的成本。

进一步的，该散热体1为一体化结构，其包括主体11以及与主体11连接的基座12，该主体11的一侧面设有平面，基板3通过紧固件可拆卸安装于平面上。该紧固件可以是多个，如第一紧固件6、第二紧固件7以及第三紧固件8，该紧固件可以是螺栓、螺钉或圆柱销，可根据需求进行选择设置。在本实施例中，该散热体1为铝材质制成。

进一步的，基座12形成电源正极输入端子，基座12底部还设有两个电源负极输入端子9，且每路LED灯组的正、负端均与相应的电源正极输入端子、电源负极输入端子9相连。

优选地，电源正极输入端子、电源负极输入端子9通过屏蔽电线与点灯监测控制装置中的驱动电路的相应输出端相连。

另外，由于铁路信号灯装设在铁道边，极易受到雷击、电磁辐射等的影响，为了确保安全，铁路信号灯必须具备极强的抗雷击、抗电磁辐射等抗干扰能力，而LED产品抗雷击、抗电磁辐射等抗干扰能力差的特性。因此，可将驱动电路设置在基座12外，电源正极输入端子、电源负极输入端子9等可通过屏蔽电线与点灯监测控制装置中的驱动电路的相应输出端相连。通过将点灯监测控制装置中的驱动电路与LED灯组分开设置，且通过屏蔽电线进行连接，所以可更好地达到抗干扰要求。

在一个可替换的实施例中，也可将点灯监测控制装置中的驱动电路设置在基座12内，且与两路LED灯组的相应正、负端相连。

结合图5所示，带有光学角度透镜的透明罩包括罩设紧固件的第一部分4，以及与第一部分4连接、罩设在LED灯珠外周的第二部分5，第二部分5为外侧呈周圈外凸中间内凹的包围结构而内侧为半圆球状腔室的光学角度透镜，以罩住LED灯珠。该带有光学角度透镜的透明罩完全覆盖住基板3。优选的，该第二部分5大致呈半胶囊形状。

优选地，该带有光学角度透镜的透明罩可以是玻璃罩，当然，也可以是其他材质，其可以通过螺接方式、插接、卡扣或者压板压合等方式进行固定安装。该第二部分5(光学角度透镜)可以把LED灯珠的发光特性和现有的铁路信号灯的菲涅尔透镜系统有机结合，提高了光效，也降低了更新换代的成本，与传统的钨丝灯泡(LTX-25)铁路信号灯相比，发出的光柱浑圆饱满，极大的提高了光照度，并很好地解决了双回路结构的两路灯组的聚焦点问题。

在本实施例中，散热片2设于主体11的外周，该散热片2为翼状铝散热片2，相邻的散热片2间隔设置，二者之间存在沟槽结构。优选地，该散热片2的截面大致呈等腰梯形结构，其形状可以根据需求选择。优选地，该散热片2与散热体1可以是一体化结构。

在本实施例中，基板3为铝基板，也可以为陶瓷基板、铜基板。

本申请还公开一种铁路信号灯，包括：上述的LED灯泡；以及用于控制LED灯泡中的两路LED灯组交替处于点亮状态的点灯监测控制装置。

在本实施例中，点灯监测控制装置与两路LED灯组相连，而且，该实施例的点灯监测控制装置包括电源模块、切换模块、控制模块、以及两个整流模块、两个检测模块、两个恒流驱动模块、两个抗干扰模块。

在该实施例中，整流模块用于在接入电源模块时，对电源模块的输出电压进行转换，并输出至相应的恒流驱动模块；恒流驱动模块用于向相应LED灯组输出恒流驱动信号；检测模块用于检测相应点灯回路是否故障；控制模块用于在两路点灯回路均无故障时，进入循环工作模式；在检测到其中一路点灯回路故障时，进入单路工作模式。其中，循环工作模式为：通过切换模块控制两个整流模块周期性地交替接入电源模块来控制两路点灯回路交替处于点亮状态；单路工作模式为：通过切换模块控制另一点灯回路的整流模块接入电源模块来控制另一点灯回路恒处于点亮状态，例如，假设第一点灯回路处于故障，控制模块将会通过切换模块控制整流模块接入电源模块，以使第二点灯回路恒处于点亮状态。

通过该实施例的技术方案，两个相同的点灯回路并无主副之分，而且，在两个点灯回路均无故障时，控制模块控制第一点灯回路工作一段时间后自动切换到第二点灯回路工作，第二点灯回路工作一段时间后，再自动切换到第一点灯回路，从而使两路点灯回路循环切换工作。如果其中一个点灯回路出现故障，立即切换到另一个点灯回路工作，因此，该实施例的点灯监测控制装置是智能的全自动工作状态。这样，不但可以降低故障率、提高使用寿命，使得性能更加稳定；而且，不再需要专业技术人员定期到现场进行检测，大大减少了技术人员配置，提高了工作效率，且消除了人为因素的安全隐患。

进一步地，由于铁路信号灯装设在铁道边，火车经过时，极易受电磁信号的干扰，为了消除干扰信号的影响，在每一路点灯回路里增设抗干扰模块，该抗干扰模块用于检测相应点灯回路是否存在干扰信号，并在存在干扰信号时，消除该干扰信号。另外，控制模块还用于在检测到正在点亮的一路点灯回路存在干扰信号时，通过切换模块控制另一点灯回路的整流模块接入电源模块。

进一步地，该实施例的点灯监测控制装置还包括报警模块，该报警模块用于在任何一路点灯回路故障时，输出报警信号。另外，控制模块在上电和/或切换时，还可进行自检，当自检出故障时，也会输出报警信号。

进一步地，本实用新型的点灯监测控制装置还包括传送模块，例如为远程智能控制端口。该传送模块用于将两路点灯回路的工作状态、检测模块的检测结果传送至远程监控室，方便监控中心随时了解产品工作状态，使系统更加智能化。

图7至图13为点灯监测控制装置的电路图，具体的，该实施例的点灯监测控制装置包括电源模块、切换模块、控制模块、报警模块以及两个整流模块、两个检测模块、两个恒流驱动模块、两个抗干扰模块。

结合图7所示，电源模块L1为一多输入接口的电压转换器。切换模块包括：第一继电器KM1、第一三极管Q1、第一电阻R10和第二电阻R11，其中，第一电阻R10的第一端连接高电平，第一电阻R10的第二端连接第一继电器KM1的线圈的第一端K1，第一继电器KM1的线圈的第二端K2连接第一三极管Q1的集电极，第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R11接地，第一三极管Q1的基极通过电阻R12连接控制模块的第一输出端(C)，当然，电阻R12在其它实施例中也可省去。第一继电器KM1的开关的动触头K3连接电源模块L1的第一输出端，第一继电器KM1的开关的第一静触头K4连接整流模块DB1的第一输入端(A)，第一继电器KM1的开关的第二静触头K5连接整流模块DB2的第一输入端(B)，整流模块DB1的第二输入端与整流模块DB2的第二输入端分别连接电源模块的第二输出端(D)。

结合图8，控制模块包括MCU U1、数据存储芯片U2、电容C9、C10和晶振Y1，其中，数据存储芯片U2预先输入切换周期，切换周期可为1小时至24小时之间的任一数值。晶振Y1的第一端通过电容C9接地，晶振Y1的第二端通过电容C10接地，晶振Y1的第一端和第二端分别连接数据存储芯片U2的脚2和脚3，数据存储芯片U2的脚5与MCU U1的脚8连接，用于传输复位信号(RST)；数据存储芯片U2的脚6与MCU U1的脚9连接；数据存储芯片U2的脚7与MCU U1的脚10连接。

结合图9、图10，两个整流模块均为整流桥DB1、DB2。两个检测模块均为检测电阻RI1、RI2，而且，检测电阻RI1串联在整流模块DB1的正输出端与恒流驱动模块的电压输入端(G)之间，检测电阻RI2串联在整流模块DB2的正输出端与恒流驱动模块的电压输入端(I)之间。而且，检测电阻RI1的第二端(E)还连接MCU U1的脚11，检测电阻RI2的第二端(F)还连接MCU U1的脚7。

结合图11，在第一恒流驱动模块中，恒流驱动芯片U3的电压输入端(脚7)通过熔断器F1连接检测电阻RI1的第二端，恒流驱动芯片U3的恒流输出端(脚8)连接第一LED灯组的正极。在第一抗干扰模块中，电阻RM1的第一端连接第一恒流驱动模块的电压输入端(G)，电阻RM1的第二端连接稳压二极管WE1的负极，稳压二极管WE1的正极连接光耦U5的正输入端，光耦U5的负输入端通过电阻RM2接地，光耦U5的正输出端连接电阻RM3的第一端，电阻RM3的第二端分别连接恒流驱动芯片U3的电流输出端及双向可控硅Q3的第一阳极，双向可控硅Q3的第二阳极连接第一LED灯组的正极，光耦U5的负输出端连接双向可控硅Q3的控制极。

结合图12，在第二恒流驱动模块中，恒流驱动芯片U4的电压输入端(脚7)通过熔断器F2连接检测电阻RI2的第二端，恒流驱动芯片U4的恒流输出端(脚8)连接第二LED灯组的正极。在第二抗干扰模块中，电阻RM4的第一端连接第二恒流驱动模块的电压输入端(I)，电阻RM4的第二端连接稳压二极管D1的负极，稳压二极管WE2的正极连接光耦U6的正输入端，光耦U6的负输入端通过电阻RM5接地，光耦U6的正输出端连接电阻RM6的第一端，电阻RM6的第二端分别连接恒流驱动芯片U4的电流输出端及双向可控硅Q4的第一阳极，双向可控硅Q4的第二阳极连接第二LED灯组的正极，光耦U6的负输出端连接双向可控硅Q4的控制极。

结合图13，报警模块包括：第二继电器KM2、第二三极管Q2、第五电阻R1和第六电阻R2，其中，第五电阻R1的第一端连接高电平，第五电阻R1的第二端连接第二继电器KM2的线圈的第一端，第二继电器KM2的线圈的第二端连接第二三极管Q2的集电极，第二三极管Q2的发射极通过第六电阻R2接地，第二三极管Q2的基极连接MCU U1的第二输出端(K)。第二继电器的开关接入报警器。

下面说明该实施例的点灯监测控制装置的工作原理：

首先，在以下任一情况下：开机、重启、准备切换点灯回路、定期，MCU U1可进行自检，确定是否正常工作，如果异常，取消循环并报警。

当MCU自检正常时，数据存储芯片U2由于预设写入有切换时间，所以可根据该切换时间(例如24小时)进入循环工作模式：控制两路点灯回路的整流模块DB1、DB2交替接入电源模块L1，从而实现两个LED灯组交替点亮。具体地，当需要切换至第二路LED灯组时，MCUU1的第一输出端(脚6)输出高电平，第一三极管Q1导通，第一继电器KM1的线圈上电，其动触头K3连接静触头K5，这样，便将整流模块DB2接入了电源模块L1。当需要切换至第一路LED灯组时，MCU U1的第一输出端(脚6)输出低电平，第一三极管Q1截止，第一继电器KM1的线圈掉电，其动触头K3连接静触头K4，这样，便将整流模块DB1接入了电源模块L1。

当整流模块接入电源模块L1后，以第一路点灯回路为例，整流模块DB1将电源模块L1输出的交流电压转换成直流电压，并通过电流检测电阻RI1输出至恒流驱动芯片U3，恒流驱动芯片U3通过其脚8向第一LED灯组输出恒流驱动信号，从而点亮该第一LED灯组。应理解，第二路点灯回路的工作原理与第一路点灯回路相同，在此不做赘述。

在该点灯监测控制装置工作时，MCU U1还可实时检测电阻RI1、RI2的电压，并通过所检测的电压判断正在点亮的一路点灯回路是否发生开路、短路，并在发生开路或短路时，通过改变其脚6输出的电平信号来切换至另一点灯回路工作。

另外，假设当前第一点灯回路处于点亮状态，若第一点灯回路(即点亮的一路点灯回路)受到了电磁信号干扰源的影响，此时，第一点灯回路中的稳压管WE1会对干扰电压进行限制，从而使恒流驱动芯片U3有一个稳定的工作环境。同时，假如干扰电压很大，MCU U1判断其脚11端的电压变化幅度超过预设值，通过改变其脚6端的电压来切换至第二点灯回路点亮。反之，假设当前第一点灯回路处于点亮状态，若第二点灯回路(即非点亮的一路点灯回路)受到了电磁信号干扰源的影响，此时，第二点灯回路中的稳压管WE2会对干扰电压进行限制，通过合适设置元器件的参数来输入电压小于光耦U6的导通电压，光耦U6不动作，进而双向可控硅Q4不导通，因此可起到防止干扰电压传导致后面的第二LED灯组中的作用，避免了第二LED灯组误点亮。

该点灯监测控制装置在工作过程中，如有故障，故障类型可包括：任一点灯回路开路/短路(例如，LED灯组故障、恒流驱动模块故障、切换模块故障)、MCU自检故障、报警模块自身故障，MCU均通过其第二输出端(脚2)输出高电平，此时，第二三极管Q2导通，第二继电器KM2的线圈上电，报警器工作，以输出报警信号。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种LED灯泡，与铁路信号灯的点灯监测控制装置连接，其特征在于，所述LED灯泡包括柱状的散热体(1)，所述散热体(1)外周还设有沿其高度方向布置的数个散热片(2)；

所述散热体(1)一侧面设有基板(3)、以及罩设所述基板(3)的带有光学角度透镜的透明罩，所述基板(3)上设有两路LED灯组，每路LED灯组包括至少一个LED灯珠，而且，所述两路LED灯组在点灯监测控制装置的控制下交替处于点亮状态。

2.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述散热体(1)包括主体(11)以及与所述主体(11)连接的基座(12)；

所述主体(11)的一侧面设有平面，所述基板(3)通过紧固件可拆卸安装于所述平面上。

3.根据权利要求2所述的LED灯泡，其特征在于，所述基座(12)形成电源正极输入端子，所述基座(12)底部还设有两个电源负极输入端子，且每路LED灯组的正、负端均与相应的电源正极输入端子、电源负极输入端子相连。

4.根据权利要求3所述的LED灯泡，其特征在于，所述电源正极输入端子与所述电源负极输入端子通过屏蔽电线与所述点灯监测控制装置中的驱动电路的相应输出端相连。

5.根据权利要求2所述的LED灯泡，其特征在于，所述带有光学角度透镜的透明罩包括罩设所述紧固件的第一部分(4)，以及与所述第一部分(4)连接、罩设在所述LED灯珠外周的第二部分(5)；

所述第二部分(5)为外侧呈周圈外凸中间内凹的包围结构而内侧为半圆球状腔室的光学角度透镜。

6.根据权利要求5所述的LED灯泡，其特征在于，所述紧固件包括螺栓、螺钉或圆柱销。

7.根据权利要求2所述的LED灯泡，其特征在于，所述散热片(2)设于所述主体(11)的外周；

所述散热片(2)为翼状铝散热片。

8.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述基板(3)为铝基板。

9.一种铁路信号灯，其特征在于，包括：

权利要求1-8任一项所述的LED灯泡；以及

用于控制所述LED灯泡中的两路LED灯组交替处于点亮状态的点灯监测控制装置。

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