节能长寿led交通信号灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种节能长寿LED交通信号灯，包括LED发光单元以及用于驱动LED发光单元工作的驱动电源单元，驱动电源单元包括依次电性连接的EMC电路、第一整流滤波电路、功率变换电路、第二整流滤波电路和输出电路；驱动电源模块还包括PWM-PFC组合控制器、采样电路和启动电路；采样电路用于感测输出电路的电压和电流并生成相应的电压反馈信号和电流反馈信号；PWM-PFC组合控制器用于根据采样电路提供的电压反馈信号和电流反馈信号对功率变换电路进行控制；启动电路电性连接在第一整流滤波电路和PWM-PFC组合控制器之间。本实用新型能有效提高交通信号灯的功率因数并降低能耗，且可靠性高、使用寿命长。
【专利说明】节能长寿LED交通信号灯
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种交通信号灯，具体涉及一种节能长寿LED交通信号灯。
【背景技术】
[0002]交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言，其一般包括LED发光单元和驱动电源单元，驱动电源单元用于把交流电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光单元。现有交通信号灯的驱动电源单元功率因数非常低、能耗很大，而且现有的LED发光单元的可靠性较差，影响交通信号灯的使用寿命。
实用新型内容
[0003]针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种节能长寿LED交通信号灯，其能有效提高交通信号灯的功率因数并降低能耗。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0005]节能长寿LED交通信号灯，包括LED发光单元以及用于驱动该LED发光单元工作的驱动电源单元，所述驱动电源单元包括依次电性连接的EMC电路、第一整流滤波电路、功率变换电路、第二整流滤波电路和输出电路；所述驱动电源模块还包括PWM-PFC组合控制器、采样电路和启动电路；该采样电路用于感测输出电路的电压和电流并生成相应的电压反馈信号和电流反馈信号；该PWM-PFC组合控制器用于根据采样电路提供的电压反馈信号和电流反馈信号对功率变换电路进行控制；该启动电路电性连接在第一整流滤波电路和PWM-PFC组合控制器之间。
[0006]优选地，所述驱动电源单元还包括欠压关断电路，其电性连接在第一整流滤波电路和PWM-PFC组合控制器之间。
[0007]优选地，所述驱动电源单元还包括辅助电源电路，其电性连接在功率变换电路与采样电路之间，用于为采样电路提供稳定的电源。
[0008]优选地，所述EMC单元的输入端还设有防雷保护电路。
[0009]优选地，所述LED发光单元由多个LED混联构成，其包括多个串并联连接的LED发光组且每个LED发光组由一 LED和一限流电阻串联而成。
[0010]与现有技术相比，本实用新型将交流输入依次经EMC处理、整流滤波、功率因数校正和功率变换，再经整流滤波后为LED发光单元提供稳定的直流电压供应，本实用新型可通过PWM-PFC组合控制器对交通信号灯进行功率因数校正，以提高功率因数，通过启动电路降低交通信号灯的启动损耗，以提高电源转换效率，而且，本实用新型的LED发光单元采用多个LED混联构成，当某一 LED发光组上的LED品质不良而短路时，不影响余下的所有LED的正常工作，其线路简单、亮度稳定且可靠性高，能有效提高交通信号灯的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型节能长寿LED交通信号灯的较佳实施例的方框图；[0012]图2为图1中驱动电源单元的电路图。
【具体实施方式】
[0013]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本实用新型做进一步描述，以便于更清楚的理解本实用新型所要求保护的技术思想。
[0014]请参见图1和图2，本实用新型涉及一种节能长寿LED交通信号灯，其较佳实施方式包括驱动电源单元100和LED发光单元200。
[0015]驱动电源单元100用于把交流电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光单元120，其包括防雷保护电路110、EMC电路120、第一整流滤波电路131、功率变换电路140、第二整流滤波电路132、输出电路150、采样电路160、PWM-PFC组合控制器170、启动电路180和欠压关断电路190 ;其中，防雷保护电路110、EMC电路120、第一整流滤波电路131、功率变换电路140、第二整流滤波电路132和输出电路150依次电性连接；采样电路160电性连接在输出电路150和PWM-PFC组合控制器170之间。
[0016]其中，EMC电路120可有效改善驱动电源单元的电磁兼容性能，减少外网对产品的干扰，并减小产品对外网的干扰。
[0017]功率变换电路140包括一用于调节该功率变换电路输出电压的开关管Q3，该开关管Q3根据PWM-PFC组合控制器170控制周期性地导通和关断，以实现对功率变换电路输出电压的调节，该开关管Q3的漏极套设有磁环，且该开关管Q3的漏极和源极之间设有电容C2，可有效消除高频干扰，改善驱动电源单元的EMI和THD性能。
[0018]输出电路150设有假负载，以提高驱动电源单元的稳定性。
[0019]第二整流滤波电路132包括一用于整流的肖特基二极管D3，该肖特基二极管D3的正引脚和负引脚均设套设有磁环，可有效消除高频干扰，改善驱动电源单元的EMI和THD性倉泛。
[0020]采样电路160用于感测输出电路的电压和电流并生成相应的电压反馈信号和电流反馈信号，且将上述电压反馈信号和电流反馈信号发送至PWM-PFC组合控制器170。该PWM-PFC组合控制器170用于根据采样电路160提供的电压反馈信号和电流反馈信号对功率变换电路进行控制，其由PWM控制电路和主动式PFC组成，本实用新型可通过PWM-PFC组合控制器对交通信号灯进行功率因数校正，以提高功率因数。其中，主动式PFC优选采用单级 PFC。
[0021]启动电路180电性连接在第一整流滤波电路131和PWM-PFC组合控制器170之间，其包括三极管Ql、三极管Q2、二极管Dl、稳压管DZl、稳压管DZ2、电容Cl以及电阻Rl至电阻R4。该三极管Ql的集电极通过电阻Rl连接第一整流滤波电路131，该三极管Ql的发射极连接该二极管Dl的阳极，该二极管Dl的阴极连接该PWM-PFC组合控制器170，该三极管Ql的基极依次通过电阻R3和电阻R2连接第一整流滤波电路131，该三极管Ql的基极还连接稳压管DZl的阴极，该稳压管DZl的阳极接地；该三极管Q2的集电极连接该三极管Ql的基极，该三极管Q2的发射极接地，该三极管Q2的基极连接该稳压管DZ2的阳极，该稳压管DZ2的阴极依次通过电阻R4和电容Cl接地；该二极管D2的阳极连接在电阻R4和电容Cl之间，该二极管D2的阴极连接二极管Dl的阴极。
[0022]当驱动电源单元100启动时，三极管Ql的基极得电使该三极管Ql的发射极正偏导通，此时经第一整流滤波电路131整流后输出的直流电经电阻R1、三极管Ql和二极管Dl传输至该PWM-PFC组合控制器170，并为PWM-PFC组合控制器170供电，当驱动电源单元100启动后，该三极管Ql的发射极反偏不导通，启动电路180处于关闭状态。本实用新型通过启动电路可降低交通信号灯的启动损耗，以提高电源转换效率。
[0023]欠压关断电路190电性连接在第一整流滤波电路131和PWM-PFC组合控制器170之间。
[0024]作为优选，驱动电源单元100还包括辅助电源电路161，其电性连接在功率变换电路140与米样电路160之间,用于为米样电路160提供稳定的电源。
[0025]LED发光单元120连接在驱动电源单元100的输出端，其由多个LED混联构成，包括多个串并联连接的LED发光组且每个LED发光组由一 LED和一限流电阻串联而成。当某一 LED发光组上的LED品质不良而短路时，不影响余下的所有LED的正常工作，其线路简单、亮度稳定且可靠性高，能有效提高交通信号灯的使用寿命。
[0026]对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.节能长寿LED交通信号灯，包括LED发光单元以及用于驱动该LED发光单元工作的驱动电源单元，其特征在于:所述驱动电源单元包括依次电性连接的EMC电路、第一整流滤波电路、功率变换电路、第二整流滤波电路和输出电路；所述驱动电源模块还包括PWM-PFC组合控制器、采样电路和启动电路；该采样电路用于感测输出电路的电压和电流并生成相应的电压反馈信号和电流反馈信号；该PWM-PFC组合控制器用于根据采样电路提供的电压反馈信号和电流反馈信号对功率变换电路进行控制；该启动电路电性连接在第一整流滤波电路和PWM-PFC组合控制器之间。
2.如权利要求1所述的节能长寿LED交通信号灯，其特征在于:所述驱动电源单元还包括欠压关断电路，其电性连接在第一整流滤波电路和PWM-PFC组合控制器之间。
3.如权利要求1所述的节能长寿LED交通信号灯，其特征在于:所述第二整流滤波电路包括一用于整流的肖特基二极管，该肖特基二极管的正引脚和负引脚均设套设有磁环。
4.如权利要求1所述的节能长寿LED交通信号灯，其特征在于:所述功率变换电路包括一开关管，该开关管用于根据PWM-PFC组合控制器的控制周期性地导通和关断以实现对功率变换电路输出电压的调节，该开关管的漏极套设有磁环，且该开关管的漏极和源极之间设有第二电容。
5.如权利要求1所述的节能长寿LED交通信号灯，其特征在于:所述启动电路包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一稳压管、第二稳压管、第一电容以及第一电阻至第四电阻；该第一三极管的集电极通过第一电阻连接第一整流滤波电路，该第一三极管的发射极连接该第一二极管的阳极，该第一二极管的阴极连接该PWM-PFC组合控制器，该第一三极管的基极依次通过第三电阻和第二电阻连接第一整流滤波电路，该第一三极管的基极还连接第一稳压管的阴极，该第一稳压管的阳极接地；该第二三极管的集电极连接第一三极管Ql的基极，该第二三极管的发射极接地，该第二三极管的基极连接该第二稳压管的阳极，该第二稳压管的阴极依次通过第四电阻和第一电容接地；该第二二极管的阳极连接在第四电阻和第一电容之间，该第二二极管的阴极连接该第一二极管的阴极。
6.如权利要求1所述的节能长寿LED交通信号灯，其特征在于:所述驱动电源单元还包括辅助电源电路，其电性连接在功率变换电路与采样电路之间，用于为采样电路提供稳定的电源。
7.如权利要求1所述的节能长寿LED交通信号灯，其特征在于:所述EMC单元的输入端还设有防雷保护电路。
8.如权利要求1所述的节能长寿LED交通信号灯，其特征在于:所述LED发光单元由多个LED混联构成，其包括多个串并联连接的LED发光组且每个LED发光组由一 LED和一限流电阻串联而成。
【文档编号】H05B37/02GK203761633SQ201320881372
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月28日 优先权日:2013年12月28日
【发明者】吕杏军 申请人:深圳市法马新智能设备有限公司