鐵路led節(jié)能信號燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種信號燈，特別是一種鐵路LED節(jié)能信號燈。
【背景技術(shù)】
[0002] LED燈作為一種節(jié)能、維修量少的新型光源已經(jīng)在鐵路信號顯示系統(tǒng)上成功運(yùn)用， 因其具有可靠性高（約30%的發(fā)光二極管出現(xiàn)故障也不會影響信號的正常顯示）、壽命長 (LED燈的壽命是雙絲信號燈泡的100倍）、環(huán)保節(jié)能（耗電量不到雙絲信號燈泡的50% )、 聚焦穩(wěn)定、光度性好、無沖擊電流等顯著特點(diǎn)。對于鐵路信號燈數(shù)量龐大、點(diǎn)多線長的情 況，采用LED鐵路顯示系統(tǒng)所體現(xiàn)的優(yōu)越性對鐵路部門開展安全可靠、節(jié)能降耗具有重要 意義，因此，用鐵路LED信號燈替換雙絲信號燈泡正逐步推廣應(yīng)用，對鐵路部門開展安全可 靠、節(jié)能降耗具有重要意義。
[0003] 目前國內(nèi)外的LED鐵路信號燈普遍存在以下主要問題：一是產(chǎn)品配置形式多樣， 驅(qū)動電流不一，不利于相互替換，兼容性差；二是LED驅(qū)動方式采用恒壓電阻串聯(lián)限流的方 式，致使LED沒有工作在額定電流，發(fā)光強(qiáng)度低，造成電能浪費(fèi)，沒有體現(xiàn)出節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)；三 是改造時(shí)更換設(shè)備較多，工作量大，耗費(fèi)工時(shí)長，對現(xiàn)場運(yùn)輸作業(yè)的干擾和影響大。同時(shí)這 些產(chǎn)品較為昂貴，若采用這些產(chǎn)品對既有線上雙絲燈泡信號燈進(jìn)行改造，改造所需投入費(fèi) 用巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種鐵路LED節(jié)能信號燈，以解決現(xiàn)有技術(shù)存 在的上述兼容性差、浪費(fèi)電能、改造難度高、改造費(fèi)用大的不足之處。
[0005] 解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種鐵路LED節(jié)能信號燈，包括發(fā)光盤、電路 模塊、透鏡、外殼以及顯示系統(tǒng)，發(fā)光盤上安裝有多顆發(fā)光二極管燈珠，所述的多顆發(fā)光二 極管燈珠以混聯(lián)方式構(gòu)成組成多個(gè)支路，按陣列方式排列在發(fā)光盤上；所述的電路模塊包 括電源輸入電路、DC-DC電源模塊、恒流源驅(qū)動電路、控制電路、維持電流負(fù)載電路、報(bào)警電 路，所述的電源輸入電路的輸出端分別與DC-DC電源模塊、恒流源驅(qū)動電路的輸入端連接， DC-DC電源模塊的輸出端分別與恒流源驅(qū)動電路、控制電路、報(bào)警電路的輸入端連接，恒流 源驅(qū)動電路的輸出端分別與混聯(lián)的發(fā)光二極管燈珠輸入端連接，恒流源驅(qū)動電路的輸出端 還通過LED檢測電路與控制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端分別與維持電流負(fù)載電 路、報(bào)警電路的輸入端連接。
[0006] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的電源輸入電路包括依次連接在一起的EMC電 路和整流電路，整流電路的輸出端分別與所述DC-DC電源模塊、恒流源驅(qū)動電路的輸入端 連接，EMC電路的輸入端與交流電源連接。
[0007] 本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的電源輸入電路還包括有防浪涌電路，該防 浪涌電路連接在交流電源、EMC電路之間。
[0008] 本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：在所述的交流電源的輸入電路上還并接有Tvs 管。
[0009] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的報(bào)警電路包括報(bào)警檢測模塊、燈絲繼電器、報(bào) 警輸出模塊，所述的報(bào)警檢測模塊的輸入端分別與控制電路、DC-DC電源模塊的輸出端連 接，報(bào)警檢測模塊的輸出端通過繼電器與報(bào)警輸出模塊連接。
[0010] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的控制電路輸出端與恒流源驅(qū)動電路的輸入端 之間還連接有使能控制電路。
[0011] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述發(fā)光盤的外形尺寸與信號機(jī)內(nèi)玻尺寸相吻合。
[0012] 本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的透鏡為蜂窩式透鏡。
[0013] 由于采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明之鐵路LED節(jié)能信號燈及其節(jié)能控制方法與現(xiàn)有技術(shù) 相比，具有以下有益效果： 1.兼容性好： 由于本發(fā)明采用多顆發(fā)光二極管燈珠以混聯(lián)方式構(gòu)成組成多個(gè)支路，按陣列方式排 列在發(fā)光盤上，使發(fā)光盤的光源性能指標(biāo)符合《LED鐵路信號機(jī)構(gòu)通用技術(shù)條件》（TB/T 3242-2010)和《鐵路燈光信號顏色》（TB/T2081-89)中規(guī)定的相關(guān)要求，可取代傳統(tǒng)的白熾 燈信號光源，該發(fā)光盤結(jié)構(gòu)尺寸符合既有信號機(jī)構(gòu)安裝要求，并可兼容DDX型點(diǎn)燈單元和 DZDL型點(diǎn)燈單元，其兼容性較好，安裝時(shí)無需改動信號機(jī)構(gòu)，易于安裝，節(jié)省投資。
[0014] 2.發(fā)光強(qiáng)度高，節(jié)能效果好： 由于本發(fā)明的電路模塊包括電源輸入電路、DC-DC電源模塊、恒流源驅(qū)動電路、控制電 路、維持電流負(fù)載電路、報(bào)警電路，其中恒流源驅(qū)動電路的輸出端分別與混聯(lián)的發(fā)光二極管 輸入端連接，因此，本發(fā)明采用多路恒流技術(shù)驅(qū)動發(fā)光二極管（LED)陣列，通過調(diào)整聯(lián)接在 發(fā)光二極管支路上的電阻使各路發(fā)光二極管電流差異控制在2 %以內(nèi)，確保提高發(fā)光二極 管的發(fā)光效率、發(fā)光盤的亮度一致性及發(fā)光二極管色度的穩(wěn)定性，因而本發(fā)明可使LED燈 工作在額定電流，其發(fā)光強(qiáng)度高，節(jié)能效果好，使用壽命長，減少維修工作量。
[0015] 可抑制電磁干擾： 由于信號機(jī)構(gòu)處于露天狀態(tài)，很容易受到雷擊及高壓放電的干擾，雖然信號機(jī)構(gòu)具有 一定的防雷功能，但是殘余高壓脈沖還是能對機(jī)構(gòu)內(nèi)的電子設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。本發(fā)明在 交流電源的輸入端并接Tvs管（瞬間抑制二極管），可抑制通過輸入線和感應(yīng)傳輸?shù)诫娐飞?的殘余高壓；通過電源輸入電路上加入EMC(EMC是Electromagneticcompatibility的縮 寫，即電磁兼容性，指設(shè)備所產(chǎn)生的電磁能量既不對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，也不受其他設(shè)備的 電磁能量干擾的能力）電路，可抑制電磁干擾。
[0016] 4.可及時(shí)進(jìn)行故障監(jiān)測： 由于本發(fā)明的控制電路輸入端通過LED檢測電路與恒流源驅(qū)動電路的輸出端連接，可 使控制電路通過實(shí)時(shí)檢測LED燈的工作電流來判別其工作狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)有LED燈出現(xiàn)開 路、短路情況，立即將有問題的LED通路關(guān)斷，這樣LED燈的總工作電流減少。當(dāng)總電流減 少達(dá)到30 ± 5 %時(shí)，將LED燈切換為副絲供電的工作狀態(tài)；當(dāng)總電流減少達(dá)到50 ± 5 %時(shí)，將 LED燈電源關(guān)閉。
[0017] 5?可進(jìn)行故障報(bào)警： 由于本發(fā)明的控制電路的輸出端連接有報(bào)警電路連接，當(dāng)LED燈損壞的數(shù)量達(dá)到 30±5%時(shí)，燈繼續(xù)亮，輸出報(bào)警信號；LED燈珠損壞的數(shù)量達(dá)到50±5%及以上時(shí)，關(guān)閉LED 驅(qū)動電路，使輸入電流降至燈絲繼電器的維持電流以下，燈絲繼電器落下。
[0018] 性能可靠： 由于LED燈工作電流較低，為保證燈絲繼電器可靠吸起落下，本發(fā)明還在控制電路的 輸出端連接有維持電流負(fù)載電路，當(dāng)需要負(fù)載時(shí)，接通該維持電流負(fù)載電路，不需要時(shí)，斷 開該維持電流負(fù)載電路。
[0019] 7?節(jié)約電能： 與雙絲信號燈相比，本發(fā)明的信號燈能耗小，對于某鐵路局既有線上8056架雙絲信 號燈信號機(jī)，約22200個(gè)雙絲信號燈，用本發(fā)明信號燈完全改造雙絲信號燈，每年可節(jié)電 50%，節(jié)電243. 09萬度電（本發(fā)明鐵路LED節(jié)能信號燈與雙絲信號燈泡耗電量對比如表 1)〇
[0020] 8?改造難度小、改造費(fèi)用低： 由于本發(fā)明發(fā)光盤的外形尺寸與信號機(jī)內(nèi)玻尺寸相吻合，使安裝時(shí)不需要變動信號機(jī) 構(gòu)，因此，采用本發(fā)明對雙絲信號燈鐵路顯示系統(tǒng)進(jìn)行改造有兩大優(yōu)勢：其一是改動少，其 二是費(fèi)用低。其中： (1)改動少主要體現(xiàn)在：采用本發(fā)明對目前雙絲信號燈泡鐵路顯示系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)， 不改動室內(nèi)系統(tǒng)，對信號機(jī)設(shè)備投入和改動最少，工作量少，工時(shí)短，對現(xiàn)場運(yùn)輸作業(yè)的干 擾和影響最小，易于實(shí)現(xiàn)；對于約占70%的采用DDX型點(diǎn)燈轉(zhuǎn)換單元的顯示系統(tǒng)，只用LED 燈替換雙絲信號燈泡，更換透鏡裝置，顯示系統(tǒng)其他裝置不變；對于約占30%的采用DZD型 智能點(diǎn)燈單元的顯示系統(tǒng)，只用LED燈替換雙絲信號燈泡，點(diǎn)燈單元更換為LED型點(diǎn)燈單 元，更換透鏡裝置，顯示系統(tǒng)其他裝置不變（具體改造工作見表2)。因此，本發(fā)明極大的降 低了鐵路信號系統(tǒng)改造的難度，加快鐵路局對鐵路信號系統(tǒng)改造。 表2
[0021] (2)改造費(fèi)用低主要體現(xiàn)在：由于改動設(shè)備少，其所需投入的設(shè)備成本和人工成 本少，從而大幅度降低了鐵路信號系統(tǒng)改造的成本，加快鐵路局對鐵路信號系統(tǒng)改造。
[0022] 9.維修方便，降低勞動強(qiáng)度和工作量： 由于雙絲信號燈易損壞和不穩(wěn)定，在日常檢修工作中經(jīng)常需要進(jìn)行電氣特性測試、燈 光檢查、調(diào)整聚焦以及損壞燈泡更換，而且調(diào)