专利名称：一种采用apfc升压储能技术的行人计时交通信号灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种行人交通信号灯，特别涉及一种使用三位一体的保 电技术，可以在连续绿闪中对LED笔段和CPU保电，从而使LED笔段在断电 中保持亮度不变并连续计数的采用APFC升压储能技术的行人计时交通信号 灯。
背景技术：
上海现在使用的人行交通信号灯(简称行人灯)由代表红、绿信号的二 组电线从信号机供电。红灯时显示为一站立人的图形，绿灯时显示为一走动 人的图形；由于一般行人的走路速度比较慢，为了在绿灯结束前提醒己经进 入路口的行人加快通过，通常采用绿灯闪烁的方式。这种绿灯闪烁实质上是 信号机供电的瞬时断电和上电(绿灯闪烁一般是停0.5秒，亮0.5秒，连续 若干次)。
行人见到録灯闪烁时， 一般的心理感觉是绿灯就要结束，而且想知道绿 灯的剩余时间。因此，在红灯的站立人的图形中嵌入黄色的LED，组成数字 双8的图案，在绿灯闪烁时由数字双8的图案显示绿灯剩余时间(此时红灯 的站立人的图形不亮)，该双8的图案由单片机(CPU)控制。
由于绿灯闪烁的实质就是断电，而单片机和双8的图案却又不能断电(单 片机断电，会使计数不能正常进行，而双8的图案断电，会造成数字闪烁时， 肉眼观察很不舒服)，因此，这就存在有一个在绿灯闪烁时对信号灯保电的问 题。
一般的LED信号灯的电源都是利用电容的储能性质，在交流220V整流后 用一个较大的滤波电解电容进行保电；实践证明，在310V峰值脉动电压的条 件下，需要一个很大的电容进行保电。例如，人行计时灯的最大输出功率约 为20W，需要电容的容量为330PF;而电容的容量越大，相应的其体积就越大。而且，在市电变动时，如187V(220—220*15%)时，还不可靠(笔段亮度有变 化)。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种采用APFC升压储能技术 的行人计时交通信号灯，在绿灯闪烁时保持了数字亮度的稳定，流畅，得到 了交警部门的好评。
本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现
一种采用APFC升压储能技术的行人计时交通信号灯，它包括一壳体，其 特征在于，其电源部分包含 一整流回路、 一提升电源电压的APFC升压储能 回路、 一用于储能的储能电容及保持电压稳定输出的开关电源回路；220V电 源的接入所述整流回路的输入端，整流回路的输出端接入所述APFC升压储能 回路,所述APFC升压储能回路的输出端通过储能电容连接到所述开关电源回
路，开关电源回路的输出端接入行人交通信号灯的控制部分。
所述APFC升压储能回路由芯片U1、变压器T1、晶体管M1及周边的元器 件构成，由芯片U1对所述APFC升压储能回路的输入、输出电流进行采样， 控制晶体管M1控制输入电流跟踪输入电压，由变压器T1感生电动势，叠加
在输入电压上，提升输出电压。
所述开关电源回路由芯片U2、变压器T2及其周边的元器件构成。
本实用新型的一种采用APFC升压储能技术的行人计时交通信号灯，采用 APFC升压储能技术，将电压提高，由储能电容进行保电，开关电源输出恒定 的电压。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示， 一种采用APFC升压储能技术的行人计时交通信号灯，它包 括一壳体，其电源部分包含 一整流回路l、 一提升电源电压的APFC升压储能回路2、 一用于储能的储能电容及保持电压稳定输出的开关电源回路3。
整流回路l由电阻R14、 R19和桥式整流器Bl构成；电阻R14、 R19互 相连接并连接在桥式整流器Bl的两个端点上，220V电源连接在电阻R14的 两端，桥式整流器Bl的另两个端点接入APFC升压储能回路2中。
APFC升压储能回路2由电容C2、 C3、 C4，电阻R1 R9、 Rll, 二极管D1、 D2，稳压管Zl,变压器T1、芯片m和晶体管Ml构成；电容C5并联在整流 回路1中桥式整流器Bl的两端，电阻R4的一端分别连接电阻R3、电容C5 和变压器Tl的次级的一端，变压器Tl的次级的另一端分别连接二极管D2 的正极和晶体管Ml的漏极，二极管Dl的负极接电阻R8;电阻R3的另一端 分别连接二极管D1的负极、芯片U1的3、 8脚和电容C3，电阻R4的另一端 分别连接电阻R3、电容C3、 C4和芯片Ul的3脚；二极管Dl的正极分别连 接电阻R2和稳压管Zl的负极，稳压管Zl的正极接地GND;电阻R2的另一 端连接电容C2，电容C2的另一端分别连接变压器T1的初级的一端和电阻R1， 变压器Tl的初级的另一端接地GND，电阻Rl的另一端接芯片Ul的5脚；芯 片Ul的2脚通过电阻Rll连接Ul的1脚，再分别连接电阻R8、 R9，芯片Ul 的7脚通过电阻R6连接晶体管Ml的栅极，晶体管Ml的源极分别连接芯片 U1的4和电阻R7;电阻R5、 R7、 R9的另一端、电容C3、 C4的另一端和芯片 Ul的6脚互相连接，接电容C5的另一端；储能电容C6的正极连接二极管D2 的负极，储能电容C6的负极电阻R9的另一端。
开关电源回路3由电阻RIO、 R13、 R20、 R21,电容C8、 C9、 Cll、 C12， 电解电容C1、 C7， 二极管D3、 D4、 D6，电感L1，稳压管D5、 Z2，光耦Q1， 芯片U2和变压器T2构成；稳压管D5的正极分别连接电阻R10、电容C8、变 压器T2的初级的一端并连接在储能电容C6的正极，稳压管D5的负极、电阻 R10的另一端和电容C8的另一端互相连接，然后连接二极管D3的负极，二 极管D3的正极分别连接芯片U2的3脚和变压器T2的初级的另一端；芯片 U2的1脚分别连接电阻R20和光耦Ql输入端的一端，电阻R20的另一端接 电解电容Cl的正极；变压器T2次级的一次侧的一端连接二极管D4的正极， 二极管D4的负极分别连接电解电容C7的正极、电阻R21、电容C12和电感 Ll，电感L1的另一端连接电阻R13和电容C11，变压器T2次级的一次侧的 另一端分别与电解电容C7的负极、电阻R21的另一端、电容Cll、 C12的另一端和稳压管Z2的正极连接，稳压管Z2的负极接光耦Ql输出端的一端，电 阻R13的另一端接光耦Ql输出端的另一端；光耦Ql输入端的另一端分别连 接电容C9和二极管D6的负极，二极管D6的正极连接变压器T2次级二次侧 的一端，次级二次侧的另一端分别连接电容C9的另一端、电解电容C1的负 极和芯片U2的2脚，再接入储能电容C6的负极，电容C11的两端作为开关 电源回路3的输出端。
电容保电的一个首要问题是必须存储足够多的能量。由于LED双8图案 耗能较多(最大达20W)，历时较长(单闪0.5秒，最多可达30多次)，所 以，电容中需存储较多的能量。从电容储能公式E二1/2KWW (其中，E为 能量，C为电容量，V为电压)可以知道，存储同样多的能量，提高电压比增 大电容有效的多。为此，先采用APFC电路将电压提高(从310V左右提高到 400V左右)，再用一个18(HiF/450V的电解电容保电。其次，在断电的0.5秒 钟，负载消耗能量较大，该电解电容上的电压从400V左右急剧下降到140V 左右，而LED的特性，需要恒定的电压。这样大的变化范围，用线性电源是
不可能完成稳压任务的。所以需要用开关电源来解决。
APFC升压储能回路2本身是Boost升压电路，同时也校正了功率因数； 芯片U1对输入、输出的电压电流采样，并强制拉^晶体管M1控制输入电流 跟踪输入电压，由变压器T1感生电动势叠加在输入电压上，提高了输出电压。 C6作为储能电容输入开关电源回路3，使其输出电压稳定在16V。
本实用新型中，芯片U1的型号为L6561，芯片U2的型号为T0P223。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及其优点。本行业 的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说 明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围 的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求 保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。
权利要求1、一种采用APFC升压储能技术的行人计时交通信号灯，它包括一壳体，其特征在于，其电源部分包含一整流回路、一提升电源电压的APFC升压储能回路、一用于储能的储能电容及保持电压稳定输出的开关电源回路；220V电源的接入所述整流回路的输入端，整流回路的输出端接入所述APFC升压储能回路，所述APFC升压储能回路的输出端通过储能电容连接到所述开关电源回路，开关电源回路的输出端接入行人交通信号灯的控制部分。
2、 根据权利要求1所述的行人计时交通信号灯，其特征在于所述APFC 升压储能回路由芯片U1、变压器T1、晶体管M1及周边的元器件构成，由芯 片Ul对所述APFC升压储能回路的输入、输出电流进行采样，控制晶体管 Ml控制输入电流跟踪输入电压，由变压器T1感生电动势，叠加在输入电压 上，提升输出电压。
专利摘要本实用新型公开了一种采用APFC升压储能技术的行人计时交通信号灯，它包括一壳体，其电源部分包含一整流回路、一提升电源电压的APFC升压储能回路、一用于储能的储能电容及保持电压稳定输出的开关电源回路；220V电源的接入所述整流回路的输入端，整流回路的输出端接入所述APFC升压储能回路，所述APFC升压储能回路的输出端通过储能电容连接到所述开关电源回路，开关电源回路的输出端接入行人交通信号灯的控制部分；采用APFC升压储能技术，将电压提高，由储能电容进行保电，开关电源输出恒定的电压，在绿灯闪烁时保持了数字亮度的稳定，流畅。
文档编号G08G1/095GK201060557SQ20072006851
公开日2008年5月14日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者俞伟民, 俊 周, 施健夫 申请人:上海澳星照明电器制造有限公司