一种低功耗带驱动功能的智能交通灯的制作方法

本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种低功耗带驱动功能的智能交通灯。

背景技术：

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。本设计就是以单片机为架构的智能交通灯系统。本系统由单片机系统、LED显示、交通灯演示系统组成。系统包括直行、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

现有技术中在交通灯在下次开启电源时，开通瞬间的冲击电荷幅值很高，与余留电荷叠加后，容易损坏电路元件(如下位电路的LED，出现闪烁、忽亮忽暗)；现有技术没有设置反馈式过冲保护以及串联LED灯组的驱动板块。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明目的在于解决现有技术LED控制电路和LED本体高耗能高耗能，存在大量余留电荷，不能够及时处理过冲信号，以及LED灯的驱动效果不好的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低功耗带驱动功能的智能交通灯,包括电源和下位电路，还包括脉冲控制器A，用于控制电源占空比；脉冲控制器B，用于控制余留电荷泄放和切断空载电源；第一场效应管，接收脉冲控制器A输出的占空比调制时钟且导通或关闭电源；降压调制电路，具有泄放电路结构，接收第一场效应管输出的第一调制电源，接收脉冲控制器B输出的控制时钟且补偿或泄放第一场效应管输出的第一调制电源；第二场效应管，受控于降压调制电路且与第一场效应管构成降压开关电路结构；数字隔离器，隔离降压调制电路和下位电路。

上述方案中，所述的降压调制电路，包括电感，接收第一场效应管输出的第一调制电源且输出第二调制电源至数字隔离器；第一电容，滤除第二调制电源的高频周期噪声或短促毛刺；第二电容，与电感、第一电容构成π型滤波结构，补偿第一调制电源；第三场效应管，用于关闭电源时泄放电荷，接收脉冲控制器A输出的参考时钟且泄放或维持第一场效应管输出的第一调制电源，参考时钟与占空比调制时钟同步；第四场效应管，用于泄放结寄生电容电荷，接收脉冲控制器B输出的控制时钟；泄放开关三极管，接收脉冲控制器A输出的参考时钟，受控于第四场效应管且控制第二场效应管导通或截止。

上述方案中，所述的电源，包括交流电源和全波整流桥。

上述方案中，所述的第一场效应管，依次通过第一二极管、RC滤波器接收脉冲控制器A输出的占空比调制时钟。实现了与不同电源的频率匹配，特别是为了符号部分DC-DC电源的频率匹配特性。

上述方案中，还包括齐纳二极管，其低电极连接至电感；光耦器，其发光管高电极连接齐纳二极管的高电极且光敏管反馈由齐纳二极管受反向过冲输出的击穿信号至脉冲控制器A和脉冲控制器B。实现了过冲信号反馈，由脉冲控制器A和脉冲控制器B及时触发电源主动关断与电路电荷泄放，从而保护电路元件。

上述方案中，还包括第二二极管和第三二极管，其低电极均连接至第三场效应管且高电极接地。用于形成电势差，驱动泄放电荷。

上述方案中，所述的下位电路，包括灯驱动单元和LED阵列；所述的灯驱动单元包括所述的灯驱动单元包括芯片U5，芯片U5型号为LTM8042，芯片U5的输入端连接芯片U5的VCC引脚、RUN引脚和BSTIN引脚，BSTIN引脚还串联电容C15后接地，芯片U5的SYNC引脚和TGEN引脚接地，芯片U5的RT引脚还串联电阻R15后接地，芯片U5的GND引脚接地，芯片U5的BUSOUT引脚还串联电容C16后接地，芯片U5的LED+引脚为输出端；所述的LED阵列，其总功率小于130瓦特。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明，利用了同步反相时钟信号对调制电路进行控制，实现了在关断瞬间对输入电源截止并泄放回路电荷；输出的调制电源噪声低，稳定性好；提供了过冲保护；LED及其驱动模组功率消耗低；具有较高的电源适配特性和通用性；灯组总功率在130瓦特内时，本电路可很好的控制。

附图说明

图1为本发明中的灯驱动单元电路原理图。

图2本发明低功耗电路图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本发明做进一步说明：

实施例1

脉冲控制器A，用于控制电源占空比；脉冲控制器B，用于控制余留电荷泄放和切断空载电源；第一场效应管Q3，接收脉冲控制器A输出的占空比调制时钟且导通或关闭电源；降压调制电路，具有泄放电路结构，接收第一场效应管输出的第一调制电源，接收脉冲控制器B输出的控制时钟且补偿或泄放第一场效应管Q3输出的第一调制电源；第二场效应管Q2，受控于降压调制电路且与第一场效应管Q3构成降压开关电路结构；数字隔离器，隔离降压调制电路和下位电路。

所述的降压调制电路，包括电感L1，接收第一场效应管Q3输出的第一调制电源且输出第二调制电源至数字隔离器；第一电容C1，滤除第二调制电源的高频周期噪声或短促毛刺；第二电容C3，与电感L1、第一电容C1构成π型滤波结构，补偿第一调制电源；第三场效应管Q5，用于关闭电源时泄放电荷，接收脉冲控制器A输出的参考时钟且泄放或维持第一场效应管Q3输出的第一调制电源；第四场效应管Q4，用于泄放结寄生电容电荷，接收脉冲控制器B输出的控制时钟；泄放开关三极管Q6，接收脉冲控制器A输出的参考时钟，受控于第四场效应管Q4且控制第二场效应管Q2导通或截止。

实施例2

在下位电路用电态时，电源选用交流电，脉冲控制器B输出低电控制时钟，三极管Q6不导通且场效应管Q2截止，若脉冲控制器A输出低电参考时钟且输出高电占空比调制时钟，场效应管Q5截止，场效应管Q3导通，下位电路通过数字隔离器获得稳定的直流电源，电容C1、电容C3为满电荷状态；在下位电路断电瞬间，脉冲控制器A立刻同步反相占空比调制时钟、参考时钟，场效应管Q3截止，脉冲控制器B输出高电控制时钟，三极管Q6、场效应管Q2、场效应管Q4和场效应管Q5导通，且场效应管Q4导通需要相比脉冲控制器A输出发生同步反相快，它们对回路电荷、结电容进行快速泄放，泄放周期可根据经验值，但场效应管Q4需要最后关断。

实施例3

所述的LED阵列，包括本体，漫射罩，反射板和带有LED的板，所述反射板由多个部分反射板组成，所述部分反射板由空气间隙隔开，倾斜地分布在所述本体和所述漫射罩之间的空间内，与所述本体呈不同的角度。所述部分反射板相对于所述本体倾斜不同的角度γ，所述角度γ满足条件8°＜γ＜50°，从而消除LED灯的耀眼效应，防止由于本发明灯光耀眼而对道路中行人行车造成威胁，同时简化灯的设计。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。