一种基于复位电路的低功耗智能交通灯的制作方法

本发明涉及电源设计技术领域，具体涉及一种基于复位电路的低功耗智能交通灯。

背景技术：

随着全国用电量及电力负荷增长较快，每年有多个地方出现不同程度的缺电甚至拉闸限电现象。因此节约照明用电对节能减排，低碳环保具有重要意义。现有的电源，在关机状态下，由于依靠下位电路通电检测，依然会通过数字隔离器向下位驱动电路输出少量电能，其调制电路使之处于未完全关断状态，造成电能浪费，不仅如此，余留电荷积累在调制电路中，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LCD屏幕，出现画面抖动)；现有技术没有设置反馈式过冲保护；缓冲电路可分为开通缓冲电路和关断缓冲电路。开通缓冲电路利用电感与器件串联来抑制器件的电流上升率，利用的是电感电流不能突变的原理。但是开通缓冲电感会在器件有关断动作时时产生关断尖峰电压，造成器件过压，所以开通缓冲电路相对用得较少。关断缓冲电路最基本的思想是利用电容电压不能突变的原理减小器件瞬时电压变化和抑制尖峰电压，同时也可以减小器件的开关损耗。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明目的在于提供一种基于复位电路的低功耗智能交通灯，其旨在解决现有技术LED驱动模组及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且开关损耗严重等技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于复位电路的低功耗智能交通灯,包括电源和下位电路，还包括第一脉宽控制器，用于控制电源占空比；第二脉宽控制器，用于控制余留电荷泄放和切断空载电源；第一场效应管，接收第一脉宽控制器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，接收第二脉宽控制器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，接收第一脉宽控制器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，接收第二脉宽控制器输出的控制时钟；泄放开关三极管，接收第一脉宽控制器输出的参考时钟，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滤波器接收第一脉宽控制器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第一脉宽控制器和第二脉宽控制器。实现了过冲信号反馈，由第一脉宽控制器和第二脉宽控制器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，所述的数字隔离器选用为ADUM1100型号隔离器；所述的下位电路，包括LED驱动器和LED阵列；所述的LED驱动器选为ssl2102t型号驱动芯片；所述的LED阵列，其总功率小于60瓦特。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

在下位电路或电源关闭时，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；利用关断缓冲电路原理，以接近无源的能量消耗实现对器件瞬时电压变化的控制和尖峰电压的抑制，提高了器件的能量利用率。

附图说明

图1为本发明的电路示意图；

图2为本发明无源缓冲电路的实施例电路图。

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

第一脉宽控制器，用于控制电源占空比；第二脉宽控制器，用于控制余留电荷泄放和切断空载电源；第一场效应管Q3，接收第一脉宽控制器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，接收第二脉宽控制器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，接收第一脉宽控制器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，接收第二脉宽控制器输出的控制时钟；泄放开关三极管Q6，接收第一脉宽控制器输出的参考时钟，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，第二脉宽控制器输出低电控制时钟，三极管Q6不导通且场效应管Q2截止，若第一脉宽控制器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，第一脉宽控制器立刻同步反相占空比调制时钟、参考时钟，场效应管Q3截止，第二脉宽控制器输出高电控制时钟，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导通需要相比第一脉宽控制器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。

实施例4

所述的无源缓冲电路，具体应用至之前提到的所述缓冲器U9-U12内部电路中；具体地，由电容C3、C4，二极管以及电感L1、L2组成。在复位信号VT表现为低电期间，电容C4被充电至电源电压Ud，由于负载电流经续流，C3上的电压为零。当复位信号VT开通时，电容C4经L2、VD和C3放电，将C4中的储能转存储到C3和L4中。当C4放电到电压为零时，由于二极管的存在，L2中的储能继续转移到C3中，L2的放电回路为VD1、C3。当L2中的电流衰减至零时，电容C4上的储能全部转移到电容C3上。当复位信号VT再一次关断时，负载电压从Ud变为零的过程中，C3通过VD1、R1和L1放电，使C3的储能送往负载，直到C3电压为零。

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。