专利名称：大功率led铁路信号灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路信号灯，尤其是一种大功率LED铁路信号灯。
背景技术：
铁路事业的高速发展对国民经济的作用越来越大，铁路信号灯对铁路行车 安全越来越重要。铁路信号灯以往使用单一的白炽灯，使用寿命短、更换频繁、 劳动强度大、无论是行车还是维修人员的安全受到一定的威胁。白炽灯的发光 原理都是利用物体受热发光原理和热辐射原理而实现的。普通白炽灯具有简 单、成本低廉、亮度容易调整和控制、显色性好(Ra=100)等等，但同时有很 多缺点使用寿命短、发光效率低(仅有12%—18%可转化为光能，其余部分都 以热能的形式散失)、色温低(2700-3100K)，电源电压的波动更使之寿命縮短。
随着照明产品技术的提高，金属卤素灯(白光灯，简称卤素灯，又称钨卤 灯泡、卤素石英灯泡，是白炽灯的一个变种)由高压水银灯发展而来，由高纯 度石英管材制造而成，石英管材内充入了含有汞、氩、镓的碘化物、铁的碘化 物以及一些稀有金属卤化物。钨电极通过钼带密封后形成电路，并以金属灯头 带引线作为末端。卤素灯泡与白炽灯的最大差别在于就是卤素灯的玻璃外壳
中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴)，其工作原理为当灯丝发热时，鸨
原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动，当接近玻璃管壁时，钩蒸汽被冷却到大约
800度并和卤素原子结合在一起，形成卤化钩(碘化鹆或溴化鸽)。卤化鸽向玻
璃管中央继续移动，又重新回到被氧化的灯丝上，由于卤化鸭是一种很不稳定 的化合物，其遇热后又会重新分解成卤素蒸汽和钨，这样钨又在灯丝上沉积下 来，弥补被蒸发掉的部分，通过再生循环过程，灯丝的使用寿命不仅得到了大 大延长(几乎是白炽灯的四倍)，同时由于灯丝可以工作在更高温度下，从而得到了更高的亮度，更高的色温和更高的发光效率。但是，因铁路信号供电电源
波动大(AC170V-AC250V)，同样影响卤素灯使用寿命和发光效率。
半导体LED发光二极管照明技术，是近几年发展起来的新型绿色照明产业。 在20世纪90年代，随着氮化物LED的发明，LED的发光效率有了质的飞跃。 作为光源，LED的优势体现在三个方面节能、环保和长寿命。LED不依靠灯 丝发热来发光，能量转换效率非常高，它只需要白炽灯15%—20%的耗能，与荧 光灯相比也只需要50%左右的耗能。在使用寿命方面，LED采用固体封装，结 构牢固，寿命可达数万小时，是荧光灯寿命的数10倍和白炽灯寿命的近百倍。 又由于制造荧光灯和白炽灯材料含汞的成份，在生产和使用中破裂而溢出汞从 而造成对环境二次污染，小功率LED信号灯控制电路受环境和电磁干扰、雷电 干扰等其它因素影响，使LED信号灯发生误点和灭灯等现象，造成了铁路停车 事故。鉴于此，我们进行若干次试验和修改，特别在抗17KV-35KV电磁场干扰、 抗雷击干扰(感应雷击)、使用环境等方面。 发明内容
本实用新型要解决的技术问题是解决现有的铁路信号灯的LED灯因控制 电路受环境、电磁干扰和雷击干扰等因素影响，使LED灯出现误点和灭灯的故 障，研发了一种大功率抗干扰的LED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 一种大功率LED铁路信 号灯，具有信号灯外壳，信号灯外壳设置有信号灯及信号灯主体电路机构，所 述的信号灯主体电路机构由浪涌保护部分、电源电子变压器部分和信号灯驱动 部分组成，信号灯与信号灯主体电路机构及信号灯主体电路机构内部浪涌保护 部分、电源电子变压器部分和信号灯驱动部分之间电气电缆为双绞屏蔽线。
本实用新型中所述的浪涌保护部分由三级浪涌保护器(SPD)串联构成输入线-线耦合结构，SPD1-SPD3是采用压敏电阻芯片和气体放电管混合串联构 成，第一级能抵抗4/300uS波形10kV幅值冲击(通流容量设计为5kA)，第二级 抗雷击浪涌通流容量设计为20kA(8/20uS波形)，第三级抗雷击浪涌通流容量 设计为10kA(8/20uS波形)。
本实用新型中所述的电源电子变压器部分为一种耐短路的安全隔离电子 变压器，具有欠压检测电路、过流保护电路、功率因素矫正电路和工作状态指 示电路。
本实用新型中所述的信号灯驱动部分由信号灯驱动电路和故障检测控制
本实用新型中所述的故障检测控制电路中设置有报警电路。 本实用新型中所述的信号灯外壳上设置有散热 L，信号灯与信号灯主体电 路机构间设置有散热隔层。
本实用新型中所述的信号灯与信号灯外壳之间通过散热硅脂固定。 本实用新型中所述的信号灯为大功率LED灯，LED灯表面设置有半球透
镜o
本实用新型中所述的LED灯与半球透镜各有9个，且一一对应。 本实用新型的有益效果是，本实用新型的有利于铁路信号灯使用操作方 便、使用时间(寿命)是白炽灯、卤素灯使用寿命的近百倍和数十倍，使铁路 运输更安全。2)、有利于降低能耗。 一般的卤素灯功率为25W-35W，而大功率 LED信号灯为15W左右，大大减轻铁路电力系统的负担，节省电能约3/5，节能 效果相当明显。3)、有利于铁路信号的保护。本项目产品独有的特殊安全设计 电路，短路保护装置，无负载保护措施，逆压保护设计，高新科技芯片控制， 大大提升了大功率LED信号灯的自身安全性。并且提供了亮度更高、显色更清晰，更远的可视距离。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的剖面结构示意图，
图2是本实用新型的俯视图3是本实用新型的运行框架示意图中1.LED灯，ll.半球透镜，2.信号灯外壳，21.散热孔。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这 些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构， 因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
图1是本实用新型所述的大功率LED铁路信号灯的中心剖面图，图2是本 实用新型的俯视图。
大功率LED铁路信号灯，具有信号灯外壳2，信号灯外壳2由筒状铸铁外 壳和固定在铸铁外壳一端的屏蔽罩组成，在铸铁外壳上设置有散热孔21，在大 功率LED灯安装在铸铁外壳的另一端，LED灯与铸铁外壳之间通过散热硅脂 固定，散热硅脂能提高LED灯1的散热效率，在LED灯的表面安装有半球透 镜11，在LED灯上设置有9个LED发光件与半球透镜11上的9个凸出的半 球透镜ll 一一对应，提高光线的平行率。
在信号灯外壳内设置有浪涌保护部分，浪涌保护部分为由三级浪涌保护器 (SPD)串联构成输入线-线耦合结构，SPD1-SPD3是采用压敏电阻芯片和气 体放电管混合串联构成，第一级能抵抗4/300uS波形10kV幅值冲击(通流容量 设计为5kA)，第二级抗雷击浪涌通流容量设计为20kA(8/20uS波形)，第三级抗雷击浪涌通流容量设计为10kA(8/20uS波形)。
浪涌保护部分与电源电子边压器通过双绞屏蔽线串联在一起，电源由铁路 信号灯电源电子变换器输出的直流电源提供，为一种耐短路的安全隔离电子变 压器(开关电源)，该部分具有欠压检测保护、过流保护、功率因素矫正和工作
状态指示等功能当电网电压太低或由于安装距离比较远而造成输入变换器的
电压低于AC125V时(根据实际需要可设定)，内部电压检测电路送出控制信号 关闭变换器的输出；当安装或使用过程中造成变换器的输出短路时，变换器内 部过电流检测电路响应，并关闭输出，直到故障排除后可立即自动恢复工作； 电路结合实际功率和各项指标要求，采用反激变换器结构，为AC125V-265V宽 范围输入电压，恒定DC14.5V输出，最大负载驱动能力为60W， >50%满载的转 换效率>85%，输出电压精度优于1.5%，输出电压纹波小于O. lVp-p，采用该恒 压源对传统的白炽灯供电能有效延长使用寿命、转换效率高、发光强度恒定(发 光强度不受输入电压波动和安装距离的影响)等特点；由于电网谐波造成的波 形畸变而造成用电设备有功功率下降或电源电子变换器工作过程中造成电网 谐波污染，该电源电子变换器具有有源功率因素矫正功能，在使用的时候可以 选择带有功率因素矫正功能或根据实际情况选择不带功率因素矫正功能的变 换器；在电源电子变换器和信号灯驱动板均设计了工作状态指示灯，当信号灯 电源电子变换器正常工作时，变换器输出端的两个LED指示灯正常发光；当变 换器出现输出故障(输出过载/短路、输入电压过低等)时P-power灯熄灭；当 A-power灯熄灭时代表整个变换器不工作。
主体电路中电源电子变压器与信号灯驱动部分，信号灯驱动部分由信号灯 驱动电路和故障检测控制电路组成完成信号灯驱动和故障检测控制等功能，故 障检测控制电路中设置有报警电路，LED驱动方案采用恒流驱动电路对单个LED独立驱动方案，可以对各LED进行驱动电流微调，避免了传统串联驱动模式中 容易出现由于任意LED损坏而造成一系列LED故障的问题，也避免了采用恒压 驱动方案中出现的色温变化和功耗较大的问题，与LED的连接采用单灯接口连 接模式，当出现9个LED发光元件中任意2个LED发光元件故障(2个LED发光 元件开路、2个LED发光元件短路或1个LED发光元件开路1个LED发光元件 短路)时，内部电流和故障检测电路均能检测到故障信号，并产生故障指示和 报警输出。正常工作时，LED驱动板上的Ok灯发光，继电器无故障输出；当 LED出现2个或2个以上故障(不发光)时，Erro等发光，继电器输出鼓掌控制 信号。信号灯驱动部分与信号灯相连，9个信号灯之间是相互并联的关系。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内 容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内， 进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明 书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求1. 一种大功率LED铁路信号灯，具有信号灯外壳，信号灯外壳内设置有信号灯及信号灯主体电路机构，其特征是所述的信号灯主体电路机构由浪涌保护部分、电源电子变压器部分和信号灯驱动部分组成，信号灯与信号灯主体电路机构及信号灯主体电路机构内部之间的电气连接电缆为双绞屏蔽线。
2. 根据权利要求1中所述的大功率LED铁路信号灯，其特征是所述的 浪涌保护部分由三级浪涌保护器串联构成输入线一线耦合结构。
3. 根据权利要求1中所所述的大功率LED铁路信号灯，其特征是所述 的电源电子变压器部分为一种耐短路的安全隔离电子变压器，具有欠压检测电 路、过流保护电路、功率因素矫正电路和工作状态指示电路。
4. 根据权利要求1中所所述的大功率LED铁路信号灯，其特征是所述 的信号灯驱动部分由信号灯驱动电路和故障检测控制电路组成。
5. 根据权利要求4中所所述的大功率LED铁路信号灯，其特征是所述 的故障检测控制电路中设置有报警电路。
6. 根据权利要求1中所所述的大功率LED铁路信号灯，其特征是所述 的信号灯外壳上设置有散热孔，信号灯与信号灯主体电路机构间设置有散热隔 层。
7. 根据权利要求1中所所述的大功率LED铁路信号灯，其特征是所述 的信号灯与信号灯外壳之间通过散热硅脂固定。
8. 根据权利要求1中所所述的大功率LED铁路信号灯，其特征是所述 的信号灯为大功率LED灯，LED灯表面设置有半球透镜。
9. 根据权利要求8中所所述的大功率LED铁路信号灯，其特征是所述 的LED灯与半球透镜各有9个，且一一对应。
专利摘要本实用新型涉及一种铁路信号灯，尤其是一种大功率LED铁路信号灯，具有信号灯外壳，信号灯外壳内设置有信号灯及信号灯主体电路机构，所述的信号灯主体电路机构由浪涌保护部分、电源电子变压器部分和信号灯驱动部分组成，信号灯与信号灯主体电路机构及信号灯主体电路机构内部之间的电气连接电缆为双绞屏蔽线，解决现有的铁路信号灯的LED灯因控制电路受环境、电磁干扰和雷击干扰等因素影响LED灯出现误点和灭灯的故障。
文档编号F21V23/00GK201265833SQ20082015998
公开日2009年7月1日 申请日期2008年9月24日 优先权日2008年9月24日
发明者周国华 申请人:常州市良久机械制造有限公司