專利名稱：大功率led鐵路信號(hào)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵路信號(hào)燈，尤其是一種大功率LED鐵路信號(hào)燈。
背景技術(shù)：
鐵路事業(yè)的高速發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的作用越來(lái)越大，鐵路信號(hào)燈對(duì)鐵路行車 安全越來(lái)越重要。鐵路信號(hào)燈以往使用單一的白熾燈，使用壽命短、更換頻繁、 勞動(dòng)強(qiáng)度大、無(wú)論是行車還是維修人員的安全受到一定的威脅。白熾燈的發(fā)光 原理都是利用物體受熱發(fā)光原理和熱輻射原理而實(shí)現(xiàn)的。普通白熾燈具有簡(jiǎn) 單、成本低廉、亮度容易調(diào)整和控制、顯色性好(Ra=100)等等，但同時(shí)有很 多缺點(diǎn)使用壽命短、發(fā)光效率低(僅有12%—18%可轉(zhuǎn)化為光能，其余部分都 以熱能的形式散失)、色溫低(2700-3100K)，電源電壓的波動(dòng)更使之壽命縮短。
隨著照明產(chǎn)品技術(shù)的提高，金屬鹵素?zé)?白光燈，簡(jiǎn)稱鹵素?zé)?，又稱鎢鹵 燈泡、鹵素石英燈泡，是白熾燈的一個(gè)變種)由高壓水銀燈發(fā)展而來(lái)，由高純 度石英管材制造而成，石英管材內(nèi)充入了含有汞、氬、鎵的碘化物、鐵的碘化 物以及一些稀有金屬鹵化物。鎢電極通過(guò)鉬帶密封后形成電路，并以金屬燈頭 帶引線作為末端。鹵素?zé)襞菖c白熾燈的最大差別在于就是鹵素?zé)舻牟Ａ鈿?br> 中充有一些鹵族元素氣體(通常是碘或溴)，其工作原理為當(dāng)燈絲發(fā)熱時(shí)，鴇
原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動(dòng)，當(dāng)接近玻璃管壁時(shí)，鉤蒸汽被冷卻到大約
800度并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鉤(碘化鵒或溴化鴿)。鹵化鴿向玻
璃管中央繼續(xù)移動(dòng)，又重新回到被氧化的燈絲上，由于鹵化鴨是一種很不穩(wěn)定 的化合物，其遇熱后又會(huì)重新分解成鹵素蒸汽和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下 來(lái)，彌補(bǔ)被蒸發(fā)掉的部分，通過(guò)再生循環(huán)過(guò)程，燈絲的使用壽命不僅得到了大 大延長(zhǎng)(幾乎是白熾燈的四倍)，同時(shí)由于燈絲可以工作在更高溫度下，從而得到了更高的亮度，更高的色溫和更高的發(fā)光效率。但是，因鐵路信號(hào)供電電源
波動(dòng)大(AC170V-AC250V)，同樣影響鹵素?zé)羰褂脡勖桶l(fā)光效率。
半導(dǎo)體LED發(fā)光二極管照明技術(shù)，是近幾年發(fā)展起來(lái)的新型綠色照明產(chǎn)業(yè)。 在20世紀(jì)90年代，隨著氮化物L(fēng)ED的發(fā)明，LED的發(fā)光效率有了質(zhì)的飛躍。 作為光源，LED的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在三個(gè)方面節(jié)能、環(huán)保和長(zhǎng)壽命。LED不依靠燈 絲發(fā)熱來(lái)發(fā)光，能量轉(zhuǎn)換效率非常高，它只需要白熾燈15%—20%的耗能，與熒 光燈相比也只需要50%左右的耗能。在使用壽命方面，LED采用固體封裝，結(jié) 構(gòu)牢固，壽命可達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí)，是熒光燈壽命的數(shù)10倍和白熾燈壽命的近百倍。 又由于制造熒光燈和白熾燈材料含汞的成份，在生產(chǎn)和使用中破裂而溢出汞從 而造成對(duì)環(huán)境二次污染，小功率LED信號(hào)燈控制電路受環(huán)境和電磁干擾、雷電 干擾等其它因素影響，使LED信號(hào)燈發(fā)生誤點(diǎn)和滅燈等現(xiàn)象，造成了鐵路停車 事故。鑒于此，我們進(jìn)行若干次試驗(yàn)和修改，特別在抗17KV-35KV電磁場(chǎng)干擾、 抗雷擊干擾(感應(yīng)雷擊)、使用環(huán)境等方面。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決現(xiàn)有的鐵路信號(hào)燈的LED燈因控制 電路受環(huán)境、電磁干擾和雷擊干擾等因素影響，使LED燈出現(xiàn)誤點(diǎn)和滅燈的故 障，研發(fā)了一種大功率抗干擾的LED鐵路信號(hào)燈。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 一種大功率LED鐵路信 號(hào)燈，具有信號(hào)燈外殼，信號(hào)燈外殼設(shè)置有信號(hào)燈及信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)，所 述的信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)由浪涌保護(hù)部分、電源電子變壓器部分和信號(hào)燈驅(qū)動(dòng) 部分組成，信號(hào)燈與信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)及信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)內(nèi)部浪涌保護(hù) 部分、電源電子變壓器部分和信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)部分之間電氣電纜為雙絞屏蔽線。
本實(shí)用新型中所述的浪涌保護(hù)部分由三級(jí)浪涌保護(hù)器(SPD)串聯(lián)構(gòu)成輸入線-線耦合結(jié)構(gòu)，SPD1-SPD3是采用壓敏電阻芯片和氣體放電管混合串聯(lián)構(gòu) 成，第一級(jí)能抵抗4/300uS波形10kV幅值沖擊(通流容量設(shè)計(jì)為5kA)，第二級(jí) 抗雷擊浪涌通流容量設(shè)計(jì)為20kA(8/20uS波形)，第三級(jí)抗雷擊浪涌通流容量 設(shè)計(jì)為10kA(8/20uS波形)。
本實(shí)用新型中所述的電源電子變壓器部分為一種耐短路的安全隔離電子 變壓器，具有欠壓檢測(cè)電路、過(guò)流保護(hù)電路、功率因素矯正電路和工作狀態(tài)指 示電路。
本實(shí)用新型中所述的信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)部分由信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路和故障檢測(cè)控制
本實(shí)用新型中所述的故障檢測(cè)控制電路中設(shè)置有報(bào)警電路。 本實(shí)用新型中所述的信號(hào)燈外殼上設(shè)置有散熱 L，信號(hào)燈與信號(hào)燈主體電 路機(jī)構(gòu)間設(shè)置有散熱隔層。
本實(shí)用新型中所述的信號(hào)燈與信號(hào)燈外殼之間通過(guò)散熱硅脂固定。 本實(shí)用新型中所述的信號(hào)燈為大功率LED燈，LED燈表面設(shè)置有半球透
鏡o
本實(shí)用新型中所述的LED燈與半球透鏡各有9個(gè)，且一一對(duì)應(yīng)。 本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型的有利于鐵路信號(hào)燈使用操作方 便、使用時(shí)間(壽命)是白熾燈、鹵素?zé)羰褂脡勖慕俦逗蛿?shù)十倍，使鐵路 運(yùn)輸更安全。2)、有利于降低能耗。 一般的鹵素?zé)艄β蕿?5W-35W，而大功率 LED信號(hào)燈為15W左右，大大減輕鐵路電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，節(jié)省電能約3/5，節(jié)能 效果相當(dāng)明顯。3)、有利于鐵路信號(hào)的保護(hù)。本項(xiàng)目產(chǎn)品獨(dú)有的特殊安全設(shè)計(jì) 電路，短路保護(hù)裝置，無(wú)負(fù)載保護(hù)措施，逆壓保護(hù)設(shè)計(jì)，高新科技芯片控制， 大大提升了大功率LED信號(hào)燈的自身安全性。并且提供了亮度更高、顯色更清晰，更遠(yuǎn)的可視距離。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是本實(shí)用新型的俯視圖3是本實(shí)用新型的運(yùn)行框架示意圖中1.LED燈，ll.半球透鏡，2.信號(hào)燈外殼，21.散熱孔。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這 些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)， 因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
圖1是本實(shí)用新型所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈的中心剖面圖，圖2是本 實(shí)用新型的俯視圖。
大功率LED鐵路信號(hào)燈，具有信號(hào)燈外殼2，信號(hào)燈外殼2由筒狀鑄鐵外 殼和固定在鑄鐵外殼一端的屏蔽罩組成，在鑄鐵外殼上設(shè)置有散熱孔21，在大 功率LED燈安裝在鑄鐵外殼的另一端，LED燈與鑄鐵外殼之間通過(guò)散熱硅脂 固定，散熱硅脂能提高LED燈1的散熱效率，在LED燈的表面安裝有半球透 鏡11，在LED燈上設(shè)置有9個(gè)LED發(fā)光件與半球透鏡11上的9個(gè)凸出的半 球透鏡ll 一一對(duì)應(yīng)，提高光線的平行率。
在信號(hào)燈外殼內(nèi)設(shè)置有浪涌保護(hù)部分，浪涌保護(hù)部分為由三級(jí)浪涌保護(hù)器 (SPD)串聯(lián)構(gòu)成輸入線-線耦合結(jié)構(gòu)，SPD1-SPD3是采用壓敏電阻芯片和氣 體放電管混合串聯(lián)構(gòu)成，第一級(jí)能抵抗4/300uS波形10kV幅值沖擊(通流容量 設(shè)計(jì)為5kA)，第二級(jí)抗雷擊浪涌通流容量設(shè)計(jì)為20kA(8/20uS波形)，第三級(jí)抗雷擊浪涌通流容量設(shè)計(jì)為10kA(8/20uS波形)。
浪涌保護(hù)部分與電源電子邊壓器通過(guò)雙絞屏蔽線串聯(lián)在一起，電源由鐵路 信號(hào)燈電源電子變換器輸出的直流電源提供，為一種耐短路的安全隔離電子變 壓器(開(kāi)關(guān)電源)，該部分具有欠壓檢測(cè)保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、功率因素矯正和工作
狀態(tài)指示等功能當(dāng)電網(wǎng)電壓太低或由于安裝距離比較遠(yuǎn)而造成輸入變換器的
電壓低于AC125V時(shí)(根據(jù)實(shí)際需要可設(shè)定)，內(nèi)部電壓檢測(cè)電路送出控制信號(hào) 關(guān)閉變換器的輸出；當(dāng)安裝或使用過(guò)程中造成變換器的輸出短路時(shí)，變換器內(nèi) 部過(guò)電流檢測(cè)電路響應(yīng)，并關(guān)閉輸出，直到故障排除后可立即自動(dòng)恢復(fù)工作； 電路結(jié)合實(shí)際功率和各項(xiàng)指標(biāo)要求，采用反激變換器結(jié)構(gòu)，為AC125V-265V寬 范圍輸入電壓，恒定DC14.5V輸出，最大負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力為60W， >50%滿載的轉(zhuǎn) 換效率>85%，輸出電壓精度優(yōu)于1.5%，輸出電壓紋波小于O. lVp-p，采用該恒 壓源對(duì)傳統(tǒng)的白熾燈供電能有效延長(zhǎng)使用壽命、轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)光強(qiáng)度恒定(發(fā) 光強(qiáng)度不受輸入電壓波動(dòng)和安裝距離的影響)等特點(diǎn)；由于電網(wǎng)諧波造成的波 形畸變而造成用電設(shè)備有功功率下降或電源電子變換器工作過(guò)程中造成電網(wǎng) 諧波污染，該電源電子變換器具有有源功率因素矯正功能，在使用的時(shí)候可以 選擇帶有功率因素矯正功能或根據(jù)實(shí)際情況選擇不帶功率因素矯正功能的變 換器；在電源電子變換器和信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)板均設(shè)計(jì)了工作狀態(tài)指示燈，當(dāng)信號(hào)燈 電源電子變換器正常工作時(shí)，變換器輸出端的兩個(gè)LED指示燈正常發(fā)光；當(dāng)變 換器出現(xiàn)輸出故障(輸出過(guò)載/短路、輸入電壓過(guò)低等)時(shí)P-power燈熄滅；當(dāng) A-power燈熄滅時(shí)代表整個(gè)變換器不工作。
主體電路中電源電子變壓器與信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)部分，信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)部分由信號(hào)燈 驅(qū)動(dòng)電路和故障檢測(cè)控制電路組成完成信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)和故障檢測(cè)控制等功能，故 障檢測(cè)控制電路中設(shè)置有報(bào)警電路，LED驅(qū)動(dòng)方案采用恒流驅(qū)動(dòng)電路對(duì)單個(gè)LED獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方案，可以對(duì)各LED進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電流微調(diào)，避免了傳統(tǒng)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式中 容易出現(xiàn)由于任意LED損壞而造成一系列LED故障的問(wèn)題，也避免了采用恒壓 驅(qū)動(dòng)方案中出現(xiàn)的色溫變化和功耗較大的問(wèn)題，與LED的連接采用單燈接口連 接模式，當(dāng)出現(xiàn)9個(gè)LED發(fā)光元件中任意2個(gè)LED發(fā)光元件故障(2個(gè)LED發(fā)光 元件開(kāi)路、2個(gè)LED發(fā)光元件短路或1個(gè)LED發(fā)光元件開(kāi)路1個(gè)LED發(fā)光元件 短路)時(shí)，內(nèi)部電流和故障檢測(cè)電路均能檢測(cè)到故障信號(hào)，并產(chǎn)生故障指示和 報(bào)警輸出。正常工作時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)板上的Ok燈發(fā)光，繼電器無(wú)故障輸出；當(dāng) LED出現(xiàn)2個(gè)或2個(gè)以上故障(不發(fā)光)時(shí)，Erro等發(fā)光，繼電器輸出鼓掌控制 信號(hào)。信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)部分與信號(hào)燈相連，9個(gè)信號(hào)燈之間是相互并聯(lián)的關(guān)系。
以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi) 容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)， 進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明 書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求1. 一種大功率LED鐵路信號(hào)燈，具有信號(hào)燈外殼，信號(hào)燈外殼內(nèi)設(shè)置有信號(hào)燈及信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)，其特征是所述的信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)由浪涌保護(hù)部分、電源電子變壓器部分和信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)部分組成，信號(hào)燈與信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)及信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)內(nèi)部之間的電氣連接電纜為雙絞屏蔽線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈，其特征是所述的 浪涌保護(hù)部分由三級(jí)浪涌保護(hù)器串聯(lián)構(gòu)成輸入線一線耦合結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈，其特征是所述 的電源電子變壓器部分為一種耐短路的安全隔離電子變壓器，具有欠壓檢測(cè)電 路、過(guò)流保護(hù)電路、功率因素矯正電路和工作狀態(tài)指示電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈，其特征是所述 的信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)部分由信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路和故障檢測(cè)控制電路組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4中所所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈，其特征是所述 的故障檢測(cè)控制電路中設(shè)置有報(bào)警電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈，其特征是所述 的信號(hào)燈外殼上設(shè)置有散熱孔，信號(hào)燈與信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)間設(shè)置有散熱隔 層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈，其特征是所述 的信號(hào)燈與信號(hào)燈外殼之間通過(guò)散熱硅脂固定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈，其特征是所述 的信號(hào)燈為大功率LED燈，LED燈表面設(shè)置有半球透鏡。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8中所所述的大功率LED鐵路信號(hào)燈，其特征是所述 的LED燈與半球透鏡各有9個(gè)，且一一對(duì)應(yīng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鐵路信號(hào)燈，尤其是一種大功率LED鐵路信號(hào)燈，具有信號(hào)燈外殼，信號(hào)燈外殼內(nèi)設(shè)置有信號(hào)燈及信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)，所述的信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)由浪涌保護(hù)部分、電源電子變壓器部分和信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)部分組成，信號(hào)燈與信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)及信號(hào)燈主體電路機(jī)構(gòu)內(nèi)部之間的電氣連接電纜為雙絞屏蔽線，解決現(xiàn)有的鐵路信號(hào)燈的LED燈因控制電路受環(huán)境、電磁干擾和雷擊干擾等因素影響LED燈出現(xiàn)誤點(diǎn)和滅燈的故障。
文檔編號(hào)F21V23/00GK201265833SQ20082015998
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者周國(guó)華 申請(qǐng)人:常州市良久機(jī)械制造有限公司