一种led铁路信号灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及铁路信号灯领域，提供一种LED铁路信号灯，用于解决目前的单色LED铁路信号灯存在的通用性差、维护困难、需要对原铁路系统进行改造的问题，所述LED铁路信号灯由灯具和负载电阻器组成，所述灯具包括灯头和灯体，所述灯体内部设有双通道LED光源、光敏电阻、LED灯板和双通道LED驱动电路模块。本实用新型提高了产品的通用性、维修方便、避免了对铁路系统的改造、实现了“故障导向安全”。
【专利说明】一种LED铁路信号灯
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及铁路信号灯领域，特别涉及一种LED铁路信号灯。
【背景技术】
[0002]铁路信号灯是铁路系统必不可少的器件，通过铁路信号灯的不同颜色可以向铁路行车人员传达有关机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车指令等信息。传统铁路信号灯一般使用白炽灯泡或卤素灯泡作为光源，这两类普通灯泡均为热辐射光源，具有构造简单、成本低廉、显色性好等优点，但是存在以下缺点:
[0003](I)寿命较短，约3000h左右；
[0004](2)发光效率低，40W时光效仅为101m/W ；
[0005](3)对电源电压的波动适应性差；
[0006](4)不耐振动，易破碎,断丝。
[0007]以上缺点导致上述两类普通灯泡在实际使用的时候易破碎、易发生故障，因此需要频繁更换，这增加了大量的高强度劳动，给铁路维护工作带来了极大的不便。
[0008]目前，随着半导体照明技术发展，逐渐出现了单色LED铁路信号灯。这种单色LED铁路信号灯一般有两种应用方式:使用大量小功率LED构成盘式铁路信号灯；使用一颗或几颗大功率LED构成点式铁路信号灯。由于分别采用五种颜色的LED，通过这两种应用方式得到的两类LED信号灯均有五个品种:红灯、黄灯、绿灯、蓝灯和月白色灯。上述单色LED铁路信号灯相比传统铁路信号灯具有性能稳定、省电节能、寿命长灯优点，但是也存在以下缺点:
[0009](I)由于存在五种颜色的光源，因此使用时的通用性会表现不足、维护比较困难；
[0010](2)需要将现有铁路系统中与铁路信号灯连接的结构及光学系统进行改造；
[0011](3)由于功率降低，原检测系统无法满足，需要对电检系统进行改造。
实用新型内容
[0012]【要解决的技术问题】
[0013]本实用新型的目的是提供一种LED铁路信号灯，用于解决目前的单色LED铁路信号灯存在的通用性差、维护困难、需要对原铁路系统进行改造的问题。
[0014]【技术方案】
[0015]本实用新型是通过以下技术方案实现的。
[0016]本实用新型涉及一种LED铁路信号灯，所述LED铁路信号灯包括灯具和负载电阻器，所述灯具包括灯头和灯体，在所述灯体内部设有双通道LED光源、光敏电阻、LED灯板和双通道LED驱动电路模块，在所述灯头上设有第一电连接端口和第二电连接端口，所述第一电连接端口和第二电连接端口分别与双通道LED驱动电路模块电连接，所述双通道LED光源和光敏电阻设置在LED灯板上，在所述双通道LED光源的一侧设有光强探测通道，所述光强探测通道设置在与光敏电阻正对的位置，所述双通道LED驱动电路模块分别与双通道LED光源、光敏电阻、负载电阻器电连接。
[0017]作为一种优选的实施方式,所述双通道LED光源米用白光LED作为发光器件。
[0018]作为另一种优选的实施方式，所述LED灯板与灯体的侧壁之间设有导热垫片。
[0019]作为另一种优选的实施方式，所述负载电阻器包含负载电阻，所述负载电阻安装于材料为招合金板料的盒子中。
[0020]作为另一种优选的实施方式，所述灯具还包括灯盖。
[0021 ] 下面将更详细的描述本实用新型。
[0022]本实用新型使用的双通道LED光源由主灯、副灯和基板组成，在主灯上设置了光强探测通道。具体地，基板上设置有第一发光二极管电气回路，第一发光二极管电气回路是主灯；主灯上设置有光强探测通道；基板上设置有第二发光二极管电气回路，第二发光二极管电气回路是副灯。在本实用新型中，主灯和副灯采用白光LED作为发光器件，增强了通用性，而且维护方便。需要说明，在本实用新型中，光强探测通道设置在双通道LED光源的侧壁上，该侧壁为与光敏电阻正对的一侧。双通道LED光源的主灯与副灯同时连接在双通道LED驱动电路模块上，光强探测通道上设置有光强探测器，光强探测器连接双通道LED驱动电路模块。光强探测器实时探测主灯亮度，当主灯亮度熄灭或灰暗时，将探测信号传输给双通道LED驱动电路模块，双通道LED驱动电路模块控制副灯亮。因此，通过把两个电气回路发光二极管同时固定在一个基座上。当主灯回路失效时，副灯可以继续工作。
[0023]本实用新型提供的LED铁路信号灯内设有光敏电阻，光敏电阻对双通道LED光源中的主灯光线变化情况取样，通过内部逻辑电路判定LED是否失效，并据此处理主副灯的切换和功率电阻的关断，这样就可以兼容由灯丝检测继电器等构成的铁路信号检测系统。
[0024]本实用新型中的双通道LED驱动电路模块用于驱动双通道LED光源，并可在双通道LED光源的主灯损坏时切断主灯供电回路并驱动副灯点亮。
[0025]具体地，如图4所示，所述双通道LED驱动电路模块由主灯驱动电路、副灯驱动电路和开关电路组成，所述主灯驱动电路与副灯驱动电路共用第二输入端N，所述主灯驱动电路上的第一输入端Va通过功率电阻Rl与开关电路电连接，所述副灯驱动电路上的第二输入端Vb与开关电路电连接；
[0026]所述主灯驱动电路包括相互电连接的光检测电路和第一脉冲宽度调制控制芯片DC1，所述光检测电路包括光敏电阻RL、第二电阻R2和运算放大器U1，所述光敏电阻RL与第二电阻R2串联，所述光敏电阻RL与第二电阻R2的串联节点接入运算放大器Ul的INl-管脚，所述第一脉冲宽度调制控制芯片DCl上的DM管脚上电连接有第一电容Cl ；
[0027]所述副灯驱动电路包括第二脉冲宽度调制控制芯片DC2，所述第二脉冲宽度调制控制芯片DC2上的DM管脚上电连接有第二电容C2，所述第二电容C2两端并联有第三电阻R3 ；
[0028]所述开关电路为一个双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器上的第六管脚通过功率电阻Rl接入第一输入端Va，所述双刀双掷继电器上的第三管脚接入第二输入端Vb，所述双刀双掷继电器上的第五管脚接入第三输入端N。
[0029]【有益效果】
[0030]本实用新型具有以下优点:
[0031](I)本实用新型采用的双通道LED光源能够满足色灯信号机颜色、光强的要求，同时也满足主副灯位置要求，因此提高了产品的通用性，而且维修方便；
[0032](2)本实用新型的灯头设计能够完全兼容铁路系统中与铁路信号灯连接的结构，避免了对铁路系统的改造；
[0033](3)本实用新型采用LED铁路信号灯驱动电路，该电路采用的光检测判别故障方式、主副灯切换方式以及主副灯上电工作延时方式等确保了本实用新型所提供的LED铁路信号灯能够满足相关铁路标准，避免了对铁路信号检测系统的改造，同时从根本上实现了“故障导向安全”。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为本实用新型一种实施例提供的LED铁路信号灯的结构示意图；
[0035]图2为本实用新型一种实施例中的双通道LED光源的结构示意图；
[0036]图3为本实用新型一种实施例提供的双通道LED光源与光敏电阻的工作示意图；
[0037]图4为本实用新型一种实施例中的双通道LED驱动电路模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0038]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本实用新型的限制。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0039]图1为本实用新型实施例提供的LED铁路信号灯的结构示意图，如图1所示，LED铁路信号灯由灯具和负载电阻器3组成，其中灯具包括灯头I和灯体2，在灯体2内部设有双通道LED光源4、光敏电阻5、LED灯板6和双通道LED驱动电路模块7，在灯头I上设有第一电连接端口 11和第二电连接端口 12，第一电连接端口 11和第二电连接端口 12分别与双通道LED驱动电路模块7电连接，双通道LED光源4和光敏电阻5设置在LED灯板6上，在双通道LED光源4的一侧设有光强探测通道41，光强探测通道41设置在与光敏电阻5正对的位置，双通道LED驱动电路模块7分别与双通道LED光源4、光敏电阻5、负载电阻器3电连接，在LED灯板6与灯体2的侧壁之间设有导热垫片8。
[0040]具体地，负载电阻器3作为负载消耗功率，用于保持光源功率与传统灯泡相同，其构成是将一个负载电阻安装在一个根据铁路信号灯结构设计的盒子中，盒子材料为板料铝合金，主要是为了便于成型、表面处理多样化，同时又能够为负载电阻的散热起到作用。在实际使用时，负载电阻器是作为一个模块单元安装在铁路信号灯机构中，并通过软线及固定在软线上的快速连接器与灯体2中双通道LED驱动电路模块7电连接，本实施例中光敏电阻的具体型号为LXD4526，负载电阻器的阻值为10Ω、功率为50W。
[0041]如图2所示，双通道LED光源4由主灯42、副灯43和基板44组成，在主灯上设置了光强探测通道41，主灯42和副灯43采用白光LED作为发光器件。需要说明，在本实施例中，光强探测通道41设置在双通道LED光源4的侧壁上(如图3所示)。主灯42与副灯43同时与双通道LED驱动电路模块7电连接，光强探测通道41上设置有光强探测器，光强探测器连接双通道LED驱动电路模块。光强探测器实时探测主灯42亮度，当主灯亮度熄灭或灰暗时，将探测信号传输给双通道LED驱动电路模块7，双通道LED驱动电路模块控制副灯43点亮。因此，通过主灯42和副灯43同时固定在基板44上，当主灯42回路失效时，副灯43可以继续工作。
[0042]图3为双通道LED光源4与光敏电阻5的工作示意图，图中双通道LED光源4的光强探测通道41与光敏电阻5正对，以保障光敏电阻5能够有效接收主灯42光线。需要说明，图中的箭头表示光线的照射情况，并不表示连接关系。光敏电阻5对双通道LED光源4中的主灯42光线变化情况取样，通过内部逻辑电路判定LED是否失效，并据此处理主副灯的切换和功率电阻的关断，这样就可以兼容由灯丝检测继电器等构成的铁路信号检测系统。
[0043]图4为双通道LED驱动电路模块7的电路原理图，双通道LED驱动电路模块7用于驱动双通道LED光源4，并可以在双通道LED光源4的主灯42损坏时切断主灯42供电回路并驱动副灯43点亮。
[0044]具体地，双通道LED驱动电路模块7由主灯驱动电路71、副灯驱动电路72和开关电路73组成，主灯驱动电路71与副灯驱动电路72共用第二输入端N，主灯驱动电路71上的第一输入端Va通过功率电阻Rl与开关电路73电连接，副灯驱动电路72上的第二输入端Vb与开关电路73电连接。
[0045]主灯驱动电路71包括相互电连接的光检测电路74和第一脉冲宽度调制控制芯片DCl，光检测电路74包括光敏电阻RL、第二电阻R2和运算放大器Ul，光敏电阻RL与第二电阻R2串联，所述光敏电阻RL与第二电阻R2的串联节点接入运算放大器Ul的INl-管脚，第一脉冲宽度调制控制芯片DCl上的DM管脚上电连接有第一电容Cl。
[0046]副灯驱动电路包括第二脉冲宽度调制控制芯片DC2，第二脉冲宽度调制控制芯片DC2上的DM管脚上电连接有第二电容C2，所述第二电容C2两端并联有第三电阻R3。
[0047]开关电路73为一个双刀双掷继电器，双刀双掷继电器上的第六管脚736通过功率电阻Rl接入第一输入端Va，双刀双掷继电器上的第三管脚733接入第二输入端Vb，双刀双掷继电器上的第五管脚735接入第三输入端N。
[0048]下面说明双通道LED驱动电路模块7在本实施例中与其他模块的连接关系，其中，主灯驱动电路71的输出端与主灯42电连接、副灯驱动电路72的输出端与副灯43电连接，在本实施例中，功率电阻Rl的电阻值小于10 Ω，第一电容Cl的电容值为2.2uF，第二电容C2的电容值为22uF，第三电阻R3的电阻值为45KΩ，两个脉冲宽度调制控制芯片的具体型号为NCL30160，运算放大器的具体型号为NCS1002，双刀双掷继电器具体型号为JW2SN-12。
[0049]下面说明本实施例的具体工作流程。当本实施例的LED铁路信号灯插入铁路系统中的铁路信号灯连接机构时，第一电连接端口 11和第二电连接端口 12接通，LED铁路信号灯的线路接通，光敏电阻5对双通道LED光源4进行取样并将取样信号反馈至双通道LED驱动电路模块7，双通道LED驱动电路模块7中的光检测电路74会根据光敏电阻5的取样信号判断主灯42是否正常工作，若其正常工作，则光检测电路74会对双刀双掷继电器上电，使双刀双掷继电器将功率电阻Rl接入电路中，并将副灯43从电路中断开；若主灯42熄灭或主灯42光照强度低于某个极低的值，双通道LED驱动电路模块7中的光检测电路74会释放对双刀双掷继电器线圈的控制，使功率电阻Rl从电路中断开，并将副灯43从电路中接通。从本实施例的工作流程可知，本实施例在双刀双掷继电器的连接上使用“电阻长断、副灯长闭”，保证副灯43在主灯42损坏或主驱动电路71损坏时能可靠点亮，实现了 “故障导向安全”。
【权利要求】
1.一种[￡0铁路信号灯，其特征在于:其包括灯具和负载电阻器(3),所述灯具包括灯头(1)和灯体(2),在所述灯体(2)内部设有双通道120光源(4)、光敏电阻(5)、120灯板(6)和双通道1^0驱动电路模块(7),在所述灯头(1)上设有第一电连接端口(11)和第二电连接端口(12),所述第一电连接端口(11)和第二电连接端口(12)分别与双通道1^0驱动电路模块⑵电连接，所述双通道1^0光源⑷和光敏电阻(5)设置在1^0灯板(6)上，在所述双通道[￡0光源(4)的一侧设有光强探测通道(41),所述光强探测通道(41)设置在与光敏电阻(5)正对的位置，所述双通道1^0驱动电路模块(7)分别与双通道1^0光源⑷、光敏电阻(5)、负载电阻器(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的[￡0铁路信号灯，其特征在于所述双通道1^0光源(4)采用白光120作为发光器件。
3.根据权利要求1所述的[￡0铁路信号灯，其特征在于所述1^0灯板(6)与灯体(2)的侧壁之间设有导热垫片(8)。
4.根据权利要求1所述的[￡0铁路信号灯，其特征在于所述负载电阻器(3)包含负载电阻，所述负载电阻安装于材料为铝合金板料的盒子中。
5.根据权利要求1所述的⑶!)铁路信号灯，其特征在于所述灯具还包括灯盖。
【文档编号】H05B37/02GK204201654SQ201420617379
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】韩永忠, 李武龙, 石杨, 李佳俊 申请人:四川九洲光电科技股份有限公司