专利名称：向发光二极管供电并对其进行监控的模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光负载的电源供给，具体涉及需要远程监控的发光二极管(LED)灯。
背景技术：
发光二极管(LED)灯在自动交通灯、铁路信号灯和其它应用中正变得越来越普遍。它们的低功耗是有吸引力的特征，但相比于标准的白炽灯(5000小时)，它们变得普遍的主要原因是它们的长寿命(100000小时)。显然，这些特征允许大大减小维修成本。
在一些诸如铁路信号灯之类的应用中，如本领域普通技术人员所知的，这些灯可以用于主要线路的信号装置和/或平交路口的信号装置。平交路口的信号装置通常位于普遍的区域，比如道路交会口，并使用冗余信号。因此，在平交路口信号方面，LED灯的远程监控并不常见。另一方面，可以在远程区域中安装主线路信号装置，这并不容易达到的。因此，用于检查灯信号的完整性的远程监控是常见的做法，以减少检测的信号故障。
对于配备有标准白炽灯泡的灯，可以容易检验电气完整性。如果白炽灯泡的灯丝处于正常条件下，电流依据欧姆定律(I＝V/R)流过灯泡。此外，如果灯丝是开路的。没有电流流过灯泡，它应该被换掉。然而，对于LED灯，通过电源来控制LED电流。因此，在LED灯和在白炽灯中电流特性是不相同的。在LED灯中，整流交流(ac)线路电压，并在然后通过dc-dc(直流)转换器将其实变换至合适的电平，该转换器也调节LED电流。在LED故障、或LED灯中任何其它电子部件故障的情况下，对于电源，即使LED灯不发光，也可能以额定电路值或接近额定电路值连续汲取电流。当实际上不是这样时，远程监控系统将因此把LED灯看作在正确地运行。由于它会导致极其危险的列车操作以及引起重大交通事故，这种情况是不可接受的。在从LED灯消除电力后，保持着残留电压差的各个电子部件会引起与LED灯及其电源和控制器相关的另一问题。得到的特性是，当供给LED灯的电力达到第一高电平时，LED灯将有效地点亮，而在电力达到第二低电平时LED灯关闭。引起的问题是，如果例如通过其它附近电缆感应到一定的电能时，LED灯将在它实际上应该关闭的时候保持接通。这会引起危险的情况。
LED灯的这些特殊性限制了它们在需要被远程监控的情况中的普遍应用，比如铁路主线信号装置中的应用。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种变得与为监控白炽灯而设计的远程检测系统兼容的LED灯。
本发明的另一个目的是提供一种LED灯电路，其基于LED灯的远程监控模拟白织灯的行为。
本发明的又一个目的是提供一种控制电路，其用于根据电路电压电平来允许/禁止LED灯的电源供给。
依据本发明，提供一种用于通过输电线路向发光二极管负载供电并对其进行监控的模块，所述模块包括输入功率开关电路，具有与输电线路连接、用于接收来自输电线路的电力的输入端，并监控其电压幅度，以依据输电线路的电压幅度允许或禁止模块；保险丝熔断电路，具有保险丝，输入功率开关电路通过该保险丝监控输电线路的电压幅度，当输入功率开关电路被激活时，如果在预定时间之后没有电流流过发光二极管负载，所述保险丝熔断电路适于熔断所述保险丝，以禁止输入功率开关电路；冷丝测试电路(cold filament test circuit)，具有连接至输电线路的输入端，用于在没有电流供给至发光二极管负载的功率级启动时间过程中模拟白炽灯的阻抗；电流检测器电路，当发光二极管负载的电流达到预定电流电平时，该电流检测器电路用于检测供给至发光二极管负载的电流，并用于禁止保险丝熔断电路和冷丝测试电路；以及升压功率级电路，具有连接至输电线路的输入端和连接至发光二极管负载的输出端，用于向发光二极管负载供电。
优选地，所述模块进一步包括与保险丝熔断电路的保险丝串联连接的蛇形轨迹迹线，用于在蛇形轨迹迹线出现物理损坏时禁止输入功率开关电路。
优选地，所述模块包括在输电线路和输入功率开关电路之间连接的输入滤波器电路，用于保护模块。
优选地，在功率开关电路之后跨过输电线路连接虚负载电阻，以消除该模块的输入阻抗上的负斜率效应。
优选地，所述模块进一步包括启动电路，其具有连接至输入滤波器电路的第一输入端和连接至电流检测器电路的第二输入端，并具有连接至升压功率级电路的输出端，用于启动所述模块。
优选地，升压功率级电路具有输出电容器，并且所述模块进一步包括快速分压器电路，所述快速分压器电路具有连接至输出电容器的输入端，用于当所述模块关闭时，迫使输出电容器通过分路电阻器以更快速的放电率放电。
在此描述的实施例提供了这样的优点这些实施例允许在诸如铁路信号应用之类需要远程监控灯的应用中使用LED灯，同时保持低功耗和长寿命的有利特征。
在通过阅读仅参照附图的例子给出的优选实施例的非限制性说明，本发明的其它目的、优点和特征将变得清楚。
图1是示出了依据本发明的优选实施例包括功能电路、光源LED阵列和安全电路的LED模块的示意性方框图；图2是依据本发明的优选实施例的LED模块的功能性方框图；图3是依据本发明的优选实施例组合的保护输入滤波器电路和输入功率开关电路的电路图；
图4是依据本发明的优选实施例在图2中示出的LED电流检测器电路的电路图；图5是依据本发明的优选实施例在图2中示出的时间延迟FBO(保险丝熔断)电路的电路图；图6是依据本发明的优选实施例在图2中示出的冷丝测试电路的电路图；图7是依据本发明的优选实施例在图2中示出的升压变换器启动电路的电路图；图8是依据本发明的优选实施例在图2中示出的分压器电路的电路图；图9是依据本发明的优选实施例在图2中示出的功率级电路的电路图；图10是具有用于检测其物理损害的蛇行轨迹迹线的电源单元的顶视图。
具体实施例方式
参照图1，将dc(直流)线路电压经线路11供给至LED(发光二极管)模块1。LED模块1包括功能电路10、PCB(印刷电路板)LED光源阵列12和安全电路14。
功能电路10包括输入功率开关电路22(在图2中示出)，所述输入功率开关电路典型地将+10Vdc输入电压转换成用于红色、白色和黄色LED的100mA的输出恒定电流，以及用于LED光源阵列12的绿色LED的60mA电流。
安全电路14包括保险丝熔断电路(fuse blow out circuit)30和LED电流检测器电路38(在图2中示出)，所述LED电流检测器电路监控LED的电流，并通过在LED电流典型地低于它的额定值的20％时烧断FBO保险丝，永久地关闭输入功率开关电路22(在图2中示出)。PCB LED光源阵列12可以是例如冗余设置的高亮度5mm LED矩阵。如下面进一步描述的，通过提供恒定光通量的PSU(电源单元)反馈回路调节在LED中流动的电流。通过用红色LED的22行(串联连接的22组)、用于黄色LED的4×33、用于绿色和白色LED的6×15，LED优选形成由4列(一组4个并联的LED)组成的图案。在操作过程中一组中的LED有故障的情况下，电流被再分配至相同组的其它LED，并且信号保持它的光输出。在本发明中LED也被更通常地称为发光二极管负载。可以使用LED阵列的各种实施例。这些实施例对本领域的普通技术人员来说是熟知的，因此在本说明书中不再作进一步的说明。
现在参照图2，LED模块1由三个物理部分组成PCB LED阵列12、虚负载16和PCB PSU(电源单元)18。
虚负载通过用来检测灯是否起作用的系统LOD(光输出检测)功能监控输出线路电流。在优选实施例中，如果输出电流低于预定值，模块1检测光输出(Light Out)。
PSU 18调节LED电流，以保持恒定的光强度。功率级电路20提供输出恒定功率，并假定内部损耗对于不同的输入电压条件几乎恒定，可以假定传送至PSU 18的输入功率是恒定的。具有恒定的输入功率，在8Vdc处线路电流幅度是较高的，并在16Vdc处线路电流幅度是较低的。根据输入阻抗，PSU 18具有负的斜率电阻。
可以跨过输入线路添加虚负载电阻器16，以抵消PSU的输入阻抗的负斜率效应。在PSU 18关闭时，输入功率开关电路22隔离虚负载。
PSU PCB经连接器J3将+10Vdc输入线路电压供给至PSU PCB 18。连接器J3也提供接口连接，以在当输入功率开关电路22接通时把+10Vdc提供至虚负载电阻器16。PSU的功率级电路20将+10Vdc转换成经连接至连接器J1的布线路电缆24和LED阵列PCB连接器26流进LED12的恒定电流。
如图2所示，PSU 18提供将在后面描述的如下功能-保护输入滤波器电路28；-输入功率开关电路22；
-熔丝熔断(FBO)电路30；-冷丝测试(CFT)电路32；-启动电路34；-功率级电路20；-分压器电路36；-LED电流检测器电路38；连接器如图3所示，连接器J3是4个电路连接器，用于利用AWG16线路连接+10Vdc电压源和虚负载线路。在图3中所示的连接器J2和J4仅用于测试在制造工艺过程中的PSU 18，以校验PSU 18的主要功能。
保护输入滤波器电路参照图2和3，保护输入滤波器电路28提供保护，以防止PSU的内部过载、输入电压反极性和线路电压浪涌。输入滤波器电路28滤波功率级输入电流的开关频率，从而满足FCC感应和辐射的FCC A类EMC。
参照图3，保险丝F1防止大于2A的过载。电源具有恒定的输出电流和仅当部件如上所述地短路时将出现的情况。
二极管D1防止反极性连接。二极管D1可以是具有4A额定电流的MUR420二极管，并且可以处理能够在1.2和2A之间变化的输入线路电流。
PSU 18可以承受1000伏1.2/50μs开路电压的浪涌和具有2欧姆电源阻抗的8/20μs短路电流的浪涌。当面临这样的情况时，变阻器V1把VIN箝位在170V。
通过L1和C1滤波功率级输入电流的开关频率。对感应和辐射信号的测量表明能够满足EMC规范。
输入功率开关电路铁路安全问题需要控制LED模块1的接通和关闭的电路。PSU 18的输入功率开关电路22的实施能够防止处于低输入电压范围之外。
输入功率开关电路22具有监控输入线路电压的接通特征。规范典型地需要在8Vdc接通光信号，并在4Vdc将其关闭。因此将输入功率开关电路22设计成在输入线路电压超过7Vdc时接通，而在低于5.5Vdc时关闭，提供充分的裕量(margin)。
参照图3，其中示出了组合的保护输入滤波器和输入功率开关电路。通过在图3中示出的125mA保险丝F70，在图2中示出的输入功率开关电路22连接至输入电压。当在线路F2允许FBO(保险丝熔断)命令时保险丝F70熔断。以这种方式，PSU 18将关闭，并且通过系统的控制器，CFT(冷丝测试)电路32将检测错误，如下面将进一步说明的。
此外，为了确定一旦出现信号的物理损害(由于子弹或其它冲击)输入开关就保持关闭，与在PSU 18周围的保险丝F70串联地增加蛇形轨迹迹线(serpentine trace)42。该轨迹迹线42占据多层PCB的整个层，以使如果插塞(bullet)穿透电源PCB 18或如果电源的PCB 18损坏时，轨迹迹线42开路。这等同于使保险丝F70熔断，并且确保在物理损坏情况下能检测打破黑暗信号(dark signal)。
参照图3，二极管D70的功能是当在线路F2处激励FBO命令时使电容器C70免于放电。当保险丝F70短路接地时候出现这种情况。当激励FBO电路30时，电容器C70的能量储藏保持金属氧化物半导体场效应晶体管Q70和Q71导通足够长的时间，以熔断保险丝F70。电阻器C70与电容器C70提供充分的时间常数，以允许在需要时FBO电路30断开保险丝F70。此外，电阻器R70限制了在接通时通过保险丝F70的突入电流。
充当功率开关的金属氧化物半导体场效应晶体管Q70和Q71提供固态开关的功能，其在输入电压低于输入电压范围时隔离功率级电路20。当比较器U70A的线路3处的电压达到1.225V时金属氧化物半导体场效应晶体管Q70和Q71接通，并当其低于它时关闭。二极管D71时在温度变化下稳定的1.225V高精度基准电压二极管。电阻器R73限制了二极管D71的偏置电流。电阻器R71和R72形成相比基准电压减小输入电压的分压器。与磁滞电阻器(hysteresis resistor)R74结合的比较器U70A和U70B提供一定的抗扰度，以防止错误地触发信号。当比较器U70B比U70反应快时，二极管D75强制比较器U70A的线路1至低电压。比较器U70B的线路7提供了充当功率开关的金属氧化物半导体场效应晶体管Q70和Q71的接口命令。
二极管D71、D72、D73和D74防止变阻器V1箝位电压闪电浪涌。当出现输入线路电压浪涌时，电阻器R77限制电流。
LED电流检测器电路参照图4，当LED电流超过它的额定值的20％时，LED电流检测器电路38禁止FBO、CFT和启动电路30、32、34。如果300ms内LED电流没有达到INOM的20％，然后FBO电路30熔断F70，并且PSU 18关闭。
在电流检测器电路38中，将感测电压Vs(跨越电流感测电阻器的电压)与基准电压进行比较。在正常操作中，在2.5V处调节感测电压Vs，并在额定值的17％处设置基准电压。从电压Vcc通过电阻器R57偏置4.7V齐纳二极管D53，以提供电压VREF，并且分压器电阻器R58和R59减小电压VREF至0.43V或额定电流INOM的17％，提供了3％的裕量。在比较器U50B(反相输入)的线路6处施加感测电压Vs，并在比较器U50B(非反相输入)的线路5处施加0.45V的基准电压。在接通时，感测电压Vs是0V，并且在比较器U50B-7的线路7处的比较器输出不固定(LM2903是开路集电极比较器)，其允许FBO、CFT和启动电路30、32、34工作。典型地，在50ms之后，感测电压Vs达到0.43V，并且比较器U50B的线路7短路接地，以禁止FBO、CFT和启动电路30、32、34。感测电压Vs达到0.43V花费的时间直接取决于输入线路电压幅度、串联LED的量和LED的正向电压。
保险丝熔断(FBO)电路参照图5，当LED电流低于额定值的20％时，保险丝熔断(FBO)电路30强制保险丝F70熔断。如果出现这种情况，电压VIN和输入功率开关电路22之间的链接永久开路，因为金属氧化物半导体场效应晶体管Q70和Q71开路，并且PSU 18关闭。LED模块1然后将不再不能使用，并且系统的CFT(冷丝测试)电路32检测故障。
时间延迟电路40，用于提供足够的时间(100至170ms)以接通PSU 18，以及在电弧放电模式中充分短路以熔断F70的时间(330ms)。从由电阻器R50、R51和电容器C50给出的时间常数获得时间延迟。电容器C50(1μF)通过电阻器R50(523k)充电至一半的VREF(2.4V)，并通过电阻器R53供给至比较器U50A的线路3。在关闭时，电阻器R51提供至地的路径，以放电电容器C50。为了最小化比较器U50A的补偿电压，电阻器R52的电阻值匹配比较器U50A的线路3处的输入阻抗(电阻器R53和R54的并联组合)。电阻器R53和R54提供在比较器U50A的线路2处的比较器阀值电压，其匹配一半的VREF的63％(1.5V)。电容器C50是1μF，通过将电阻器R53的值除以2容易计算时间延迟，其中结果是毫秒级的(1μF×532K/1＝262ms)。
在接通时，如针对LED电流检测器电路38所述的，当达到LED电流ILED的20％，电容器C50典型地仅在50ms期间中充电，并通过比较器U50B的线路7，通过至地的二极管D50将其箝位。在25℃处箝位电压是大约0.5V，并将在热和冷的温度处变化。在出现故障的情况下，比较器U50B的线路7在接通之后浮动，然后电容器C50开始从0.5V向2.4V充电，并较快的达到1.5V比较器阀值电压，但这不会引起任何问题。当电容器C50充电超过1.5V，比较器U50A的线路1变成浮空，将电压VCC通过电阻器R55施加至功率金属氧化物半导体场效应晶体管Q55的栅极，使金属氧化物半导体场效应晶体管Q55饱和，拉至接地二极管D55，并且保险丝F70上出现+10V dc输入电压，并且保险丝F70熔断。在正常操作中，比较器U50B的线路7短路接地，比较器U50A的线路1保持金属氧化物半导体场效应晶体管Q50的栅极至地，并禁止FBO命令。二极管D54限制金属氧化物半导体场效应晶体管Q50的栅极—源极电压低于它的最大限度20V。二极管D55的用途是在禁止FBO电路30时从电压VCC隔离保险丝F70。
冷丝测试(CFT)电路在最初，已经引入冷丝测试(CFT)电路，以检验白炽灯的灯丝是否是接通的。系统控制器供给灯2ms，并检查灯电流。当然，2ms对于白炽灯辐射光来说是很短的，但足以确定它的状态。在LED模块1上执行相同的测试以对其检测。
当系统控制器施加输入电压至PSU 18，输入功率开关电路22接通，并且电容器C1开始充电。将跨过电容器C1的电压VFL通过R60直接施加至金属氧化物半导体场效应晶体管Q60的栅极(见图6)。典型地，当VFL达到4.2V时，金属氧化物半导体场效应晶体管Q60开始导通。VFL上升至+10Vdc输入线路电压。金属氧化物半导体场效应晶体管Q60饱和，并连接电阻器R61和R62至地，提供跨过+10Vdc输入线路电压的7.5欧姆。在施加了输入电压之后，系统控制器开始监控LED模块的输入电流，并且电流必须大于预定值，否则测试失败。接通过程中与虚负载电流和电容器C1的突入电流组合的CFT电路32的负载电流提供了必须的电流8Vdc。二极管D60限制金属氧化物半导体场效应晶体管Q60的栅极-源极电压低于的它的最大限度20V。
在接通过程的正常操作中，CFT电路32保持禁止，直至达到LED电流的20％。然后，比较器U50B的线路7(见图4)变低，并且金属氧化物半导体场效应晶体管Q60的栅极保持低于通过二极管D52禁止CFT电路32的栅极阀值电压。
启动电路参照图7，在图2中示出的启动电路34是开关模式升压转换器，其利用跨过电容器C1的电压VFL(在图3中示出)产生电压VCC。占空因数是恒定的，并被设置成针对7V的输入电压获得15V的输出电压。脉宽调制器(PWM)U1(在图9中示出)需要15V才能启动。启动电路34保持禁止，直至达到LED电流的20％。启动电路停止供给VCC，并且变压器T1的线路6和10开始通过电阻器R49和二极管D5(在图9中示出)供给VCC。
从VFL向升压转换器供电，并它由电感器L30、金属氧化物半导体场效应晶体管Q30、二极管D31和电容器C3构成。当金属氧化物半导体场效应晶体管Q30是接通的，电感器L30在它的磁芯建立能量，并且当金属氧化物半导体场效应晶体管Q30是关闭时，电感器L30通过二极管D31转移它的能量至电容器C3。以通过定时电路提供的50％的恒定比率驱动金属氧化物半导体场效应晶体管Q30，并且电容器C3处的电压是大约两倍的VFL。诸如SE555CN定时器的定时电路U30的线路3在非稳定的模式中工作，其中通过电阻器R33、R34设置占空因数。通过二极管D32将定时电路U30的线路8处的供给电压限制为14V。电压VFL能够在80ms内达到36V。电阻器R31是二极管D32的偏压电阻器。电容器C31是用于滤波定时电路U30的线路5处的控制电压的高频旁路电容器。通过上拉电阻器R32，定时电路U30的线路4处的复位保持高的，以确保定时电路U30的线路3处的操作。然后，比较器U50B的线路7(在图4中示出)变低，下拉接地定时电路U30的线路4处的复位引线，以禁止定时电路U30的线路3。
快速分压器电路参照图8，快速分压器电路36(也在图2中示出)的用途是更快地关闭LED模块1。分压器电路36利用峰值电压检测器监控变压器T1的开关波形电压。在关闭时，开关波形电压消失，并且1K欧姆的电阻器R1分路输出电容器C7，以强制电容器C7更快地放电。
辅助电压VAUX是用于通过二极管D5馈送VCC的矩形波形(在图7中示出)。电容器C6通过电阻器R49和二极管D8充电至VAUX。当VAUX是0V时，二极管D8避免电容器C6放电。基于通过电容器C6和电阻器R17建立的时间常数，电容器C6通过电阻器R17和晶体管Q5慢速放电。电动器C6在VAUX的每个周期的开始时再充电。只要跨过电容器C6的电压足以驱动基极电流，比如被强制的hFE大于15(被强制的hFE＝1c/1b)，就保持晶体管Q5的饱和。晶体管Q5的集电极强制晶体管Q4的栅极接地，这样保持晶体管Q4关闭。
当系统控制器从输入电压线路消除+10Vdc时，出现LED模块关闭命令。当由电感器L1和电容器C1构成的输入滤波器消失时，输入功率开关电路22关闭，并且开关波形电压VAUX停止。电容器C6停止再充电，并以100μs的定时放电率缓慢地朝向0V放电。在500uμs之后，晶体管Q5关闭，晶体管Q4的栅极充电至14V，其被二极管D9限制，经过R16。当VGS超过4.2V时，晶体管Q4接通，并且电阻器R1被下拉至地。电容器C7通过LEDs和电阻器R1放电。不使用分压器电阻器R1，电容器C7将以通过下降至VF最小的LEDs的特性VF-IF建立的恒定放电速率放电。在VF最小处，IF非常小，并且电容器C7将甚至更慢地放电。结果是LED将仍发射可被眼睛检测的光。电阻器R1将强制电容器C7在短的时间周期中放电直至0V。
升压功率级电路参照图9，在图2中示出的升压功率级电路20是开关模式的转换器，其将跨过电容器c1的+10Vdc电压VFL变换至恒定输出DC电流，以供给LED。以这种方式，LED发射恒定的光。由于得到的跨过LED的电压是用于22个红色LED的57V、用于33个黄色LED的75V和用于15和绿色LED的52V，使用升压变压器拓扑结构。
当VCC超过15V，脉宽调制器U11启动。从VFL向功率级供电，并且脉宽调制器由变压器T1(在线路1和5处的初级线圈电感)、金属氧化物半导体场效应晶体管Q1和电容器C7构成。当金属氧化物半导体场效应晶体管Q1接通时，变压器T1(在线路1和5处)在它的磁芯中建立能量，并当金属氧化物半导体场效应晶体管Q1是关闭时，通过二极管D7将能量转移至电容器C7。通过PWM U1的线路7驱动金属氧化物半导体场效应晶体管Q1，其中电阻器R8限制接通栅极时电流。脉宽调制器U11(MC33262)不具有振荡器，但通过功率级确定工作频率。功率级是峰值检测器电流模式升压转换器，其在固定的导通(接通)时间和可变的截止(关闭)时间工作在临界导通模式。临界导通模式是引起不需要斜率补偿的稳定电流回路的功率电感电流的连续和不连续的导电模式之间的边缘限制。当使用临界模式时不存在开关损耗。
当变压器T1完全放电时确定关闭时间。通过电阻器R5将变压器T1(线路10和6)处的电压VAUX供给至PWM U1的线路5。当PWM U1的线路5处的电压变得低于1.5V，PWM U1复位PWM U1的线路7处的驱动输出，并且金属氧化物半导体场效应晶体管Q1接通。通过电阻器R7和R9的并联组合感测开关功率级电流。
当升压电感器电流达到确定的峰值，导通时间结束。通过电阻器R7和R9感测开关功率级电流。通过电阻器R6和电容器C5滤波得到的感测电压，并供给至PWM U1的线路4。将PWM U1的线路4处的电压与通过PWM U1的线路2和3处电压的乘积组合建立的基准电压进行比较。当在U1-4处的电压超过基准电压时，功率金属氧化物半导体场效应晶体管Q1关闭。在U1-3处的电压成比例于通过由电阻器R2和R3制成的电压分压器确定的输入电压VFL，这样允许补偿输入电压变化的前馈。将跨过LED电流感测电阻器的电压供给至PWM U1的线路1，并将其内部反向。在PWM U1的线路1处反馈电压是可变的，其中电容器C4用于补偿回路。LED电流是恒定的，在线路1和5处的晶体管T1的峰值电流直接成比例于输入电压，并且工作时间保持恒定。
电容器C2是用于滤波在PWM U1的线路3处的前馈电压的高频电路电容器。二极管D10箝位-0.2V处的电压，以避免错误触发。
功率级利用分路器S1提供选择LED电流的特征。电流选择是40mA、60mA、80mA、100mA和120mA。电流感测电阻器(current sensingresistor)R40、R41、R43-R47用于设置上面示出的预定值处的LED电流。在正常操作中，在PWM U1的线路1处调节电压，并通过2.5V除以电流读出电阻器获得电流值。电阻器R42和电容器C8是低通滤波器，以衰减跨过电容器C7的开关脉动。
尽管本发明公开的内容描述了在附图中示出的不同的电路中的具体类型的晶体管，但可以理解，可通过其它可用类型的晶体管替代或取代这些不同类型的晶体管。
尽管已经于此详细说明了本发明的优选实施例，并在附图中对其进行了描述，但可以理解，本发明不局限于所述精确的实施例，并可以于此进行各种变化和修改，只要其不脱离本发明的精神的范围。
权利要求
1.一种用于通过输电线路(11)向发光二极管负载(12)供电并对其进行监控的模块(1)，所述模块(1)包括输入功率开关电路(22)，具有连接至输电线路(11)、用于从输电线路(11)接收电力的的输入端，并监控其电压幅度，以依据输电线路(11)的电压幅度允许或禁止所述模块(1)；保险丝熔断电路(30)，具有被输入功率开关电路(22)用来监控输电线路(11)的电压幅度的保险丝，当激活输入功率开关电路(22)时，如果在预定时间之后没有电流流过发光二极管负载(12)，所述保险丝熔断电路(30)适于熔断所述保险丝，以禁止输入功率开关电路(22)；冷丝测试电路(32)，具有连接至输电线路(11)的输入端，用于在没有电流供给至发光二极管负载(12)的功率级启动时间过程中模拟白炽灯的阻抗；电流检测器电路(38)，当发光二极管负载(12)的电流达到预定电流电平时，用于检测供给至发光二极管负载(12)的电流，并用于禁止保险丝熔断电路(30)和冷丝测试电路(32)；以及升压功率级电路(20)，具有连接至输电线路(11)的输入端和连接至发光二极管负载(12)的输出端，用于向发光二极管负载(12)供电。
2.根据权利要求1的模块(1)，进一步包括与保险丝熔断电路(30)的保险丝串联连接的蛇形轨迹迹线(42)，用于在蛇形轨迹迹线(42)出现的物理损坏时禁止输入功率开关电路(22)。
3.根据权利要求1的模块(1)，其中模块(1)包括在输电线路(11)和输入功率开关电路(22)之间连接的输入滤波器电路(28)，用于保护模块(1)。
4.根据权利要求3的模块(1)，进一步包括通过输入滤波器电路(28)跨过输电线路(11)连接的电阻器(16)，通过输入滤波器电路(28)控制所述电阻器(16)，用于消除模块(1)的输入阻抗上的负斜率效应。
5.根据权利要求3的模块(1)，其中模块(1)进一步包括启动电路(34)，该启动电路具有连接至输入滤波器电路(28)的第一输入端和连接至电流检测器电路(38)的第二输入端，并具有连接至升压功率级电路(20)的输出端，用于启动模块(1)。
6.根据权利要求3的模块(1)，其中升压功率级电路(20)具有输出电容器(C7)，并且所述模块(1)进一步包括快速分压器电路(36)，所述快速分压器电路具有连接至输出电容器(C7)的输入端，用于当所述模块(1)关闭时，迫使输出电容器(C7)通过分路器电阻器(R1)以更快的放电率放电。
全文摘要
公开了一种向发光二极管供电并对其进行监控的模块，它是LED灯电路，其基于LED灯的远程检验模拟白炽光的行为。LED灯电路提供输入功率开关电路、保险丝熔断电路、冷丝测试电路、电流检测器电路和升压功率级电路，允许在诸如铁路信号应用之类需要远程监控灯的应用中使用LED灯，同时保持低功耗和长寿命的有利特征。
文档编号B61L5/18GK1754407SQ200480004894
公开日2006年3月29日 申请日期2004年2月19日 优先权日2003年2月20日
发明者尼古拉斯·St－吉尔曼, 雷诺德·吉里纳斯 申请人:吉尔科有限公司