專利名稱：大功率led鐵路信號燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵路信號燈，尤其是一種大功率LED鐵路信號燈。
背景技術：
鐵路事業(yè)的高速發(fā)展對國民經濟的作用越來越大，鐵路信號燈對鐵路行車 安全越來越重要。鐵路信號燈以往使用單一的白熾燈，使用壽命短、更換頻繁、 勞動強度大、無論是行車還是維修人員的安全受到一定的威脅。白熾燈的發(fā)光 原理都是利用物體受熱發(fā)光原理和熱輻射原理而實現的。普通白熾燈具有簡 單、成本低廉、亮度容易調整和控制、顯色性好(Ra=100)等等，但同時有很 多缺點使用壽命短、發(fā)光效率低(僅有12%—18%可轉化為光能，其余部分都 以熱能的形式散失)、色溫低(2700-3100K)，電源電壓的波動更使之壽命縮短。
隨著照明產品技術的提高，金屬鹵素燈(白光燈，簡稱鹵素燈，又稱鎢鹵 燈泡、鹵素石英燈泡，是白熾燈的一個變種)由高壓水銀燈發(fā)展而來，由高純 度石英管材制造而成，石英管材內充入了含有汞、氬、鎵的碘化物、鐵的碘化 物以及一些稀有金屬鹵化物。鎢電極通過鉬帶密封后形成電路，并以金屬燈頭 帶引線作為末端。鹵素燈泡與白熾燈的最大差別在于就是鹵素燈的玻璃外殼
中充有一些鹵族元素氣體(通常是碘或溴)，其工作原理為當燈絲發(fā)熱時，鴇
原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動，當接近玻璃管壁時，鉤蒸汽被冷卻到大約
800度并和鹵素原子結合在一起，形成鹵化鉤(碘化鵒或溴化鴿)。鹵化鴿向玻
璃管中央繼續(xù)移動，又重新回到被氧化的燈絲上，由于鹵化鴨是一種很不穩(wěn)定 的化合物，其遇熱后又會重新分解成鹵素蒸汽和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下 來，彌補被蒸發(fā)掉的部分，通過再生循環(huán)過程，燈絲的使用壽命不僅得到了大 大延長(幾乎是白熾燈的四倍)，同時由于燈絲可以工作在更高溫度下，從而得到了更高的亮度，更高的色溫和更高的發(fā)光效率。但是，因鐵路信號供電電源
波動大(AC170V-AC250V)，同樣影響鹵素燈使用壽命和發(fā)光效率。
半導體LED發(fā)光二極管照明技術，是近幾年發(fā)展起來的新型綠色照明產業(yè)。 在20世紀90年代，隨著氮化物LED的發(fā)明，LED的發(fā)光效率有了質的飛躍。 作為光源，LED的優(yōu)勢體現在三個方面節(jié)能、環(huán)保和長壽命。LED不依靠燈 絲發(fā)熱來發(fā)光，能量轉換效率非常高，它只需要白熾燈15%—20%的耗能，與熒 光燈相比也只需要50%左右的耗能。在使用壽命方面，LED采用固體封裝，結 構牢固，壽命可達數萬小時，是熒光燈壽命的數10倍和白熾燈壽命的近百倍。 又由于制造熒光燈和白熾燈材料含汞的成份，在生產和使用中破裂而溢出汞從 而造成對環(huán)境二次污染，小功率LED信號燈控制電路受環(huán)境和電磁干擾、雷電 干擾等其它因素影響，使LED信號燈發(fā)生誤點和滅燈等現象，造成了鐵路停車 事故。鑒于此，我們進行若干次試驗和修改，特別在抗17KV-35KV電磁場干擾、 抗雷擊干擾(感應雷擊)、使用環(huán)境等方面。 發(fā)明內容
本實用新型要解決的技術問題是解決現有的鐵路信號燈的LED燈因控制 電路受環(huán)境、電磁干擾和雷擊干擾等因素影響，使LED燈出現誤點和滅燈的故 障，研發(fā)了一種大功率抗干擾的LED鐵路信號燈。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種大功率LED鐵路信 號燈，具有信號燈外殼，信號燈外殼設置有信號燈及信號燈主體電路機構，所 述的信號燈主體電路機構由浪涌保護部分、電源電子變壓器部分和信號燈驅動 部分組成，信號燈與信號燈主體電路機構及信號燈主體電路機構內部浪涌保護 部分、電源電子變壓器部分和信號燈驅動部分之間電氣電纜為雙絞屏蔽線。
本實用新型中所述的浪涌保護部分由三級浪涌保護器(SPD)串聯構成輸入線-線耦合結構，SPD1-SPD3是采用壓敏電阻芯片和氣體放電管混合串聯構 成，第一級能抵抗4/300uS波形10kV幅值沖擊(通流容量設計為5kA)，第二級 抗雷擊浪涌通流容量設計為20kA(8/20uS波形)，第三級抗雷擊浪涌通流容量 設計為10kA(8/20uS波形)。
本實用新型中所述的電源電子變壓器部分為一種耐短路的安全隔離電子 變壓器，具有欠壓檢測電路、過流保護電路、功率因素矯正電路和工作狀態(tài)指 示電路。
本實用新型中所述的信號燈驅動部分由信號燈驅動電路和故障檢測控制
本實用新型中所述的故障檢測控制電路中設置有報警電路。 本實用新型中所述的信號燈外殼上設置有散熱 L，信號燈與信號燈主體電 路機構間設置有散熱隔層。
本實用新型中所述的信號燈與信號燈外殼之間通過散熱硅脂固定。 本實用新型中所述的信號燈為大功率LED燈，LED燈表面設置有半球透
鏡o
本實用新型中所述的LED燈與半球透鏡各有9個，且一一對應。 本實用新型的有益效果是，本實用新型的有利于鐵路信號燈使用操作方 便、使用時間(壽命)是白熾燈、鹵素燈使用壽命的近百倍和數十倍，使鐵路 運輸更安全。2)、有利于降低能耗。 一般的鹵素燈功率為25W-35W，而大功率 LED信號燈為15W左右，大大減輕鐵路電力系統的負擔，節(jié)省電能約3/5，節(jié)能 效果相當明顯。3)、有利于鐵路信號的保護。本項目產品獨有的特殊安全設計 電路，短路保護裝置，無負載保護措施，逆壓保護設計，高新科技芯片控制， 大大提升了大功率LED信號燈的自身安全性。并且提供了亮度更高、顯色更清晰，更遠的可視距離。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的剖面結構示意圖，
圖2是本實用新型的俯視圖3是本實用新型的運行框架示意圖中1.LED燈，ll.半球透鏡，2.信號燈外殼，21.散熱孔。
具體實施方式
現在結合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。這 些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構， 因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。
圖1是本實用新型所述的大功率LED鐵路信號燈的中心剖面圖，圖2是本 實用新型的俯視圖。
大功率LED鐵路信號燈，具有信號燈外殼2，信號燈外殼2由筒狀鑄鐵外 殼和固定在鑄鐵外殼一端的屏蔽罩組成，在鑄鐵外殼上設置有散熱孔21，在大 功率LED燈安裝在鑄鐵外殼的另一端，LED燈與鑄鐵外殼之間通過散熱硅脂 固定，散熱硅脂能提高LED燈1的散熱效率，在LED燈的表面安裝有半球透 鏡11，在LED燈上設置有9個LED發(fā)光件與半球透鏡11上的9個凸出的半 球透鏡ll 一一對應，提高光線的平行率。
在信號燈外殼內設置有浪涌保護部分，浪涌保護部分為由三級浪涌保護器 (SPD)串聯構成輸入線-線耦合結構，SPD1-SPD3是采用壓敏電阻芯片和氣 體放電管混合串聯構成，第一級能抵抗4/300uS波形10kV幅值沖擊(通流容量 設計為5kA)，第二級抗雷擊浪涌通流容量設計為20kA(8/20uS波形)，第三級抗雷擊浪涌通流容量設計為10kA(8/20uS波形)。
浪涌保護部分與電源電子邊壓器通過雙絞屏蔽線串聯在一起，電源由鐵路 信號燈電源電子變換器輸出的直流電源提供，為一種耐短路的安全隔離電子變 壓器(開關電源)，該部分具有欠壓檢測保護、過流保護、功率因素矯正和工作
狀態(tài)指示等功能當電網電壓太低或由于安裝距離比較遠而造成輸入變換器的
電壓低于AC125V時(根據實際需要可設定)，內部電壓檢測電路送出控制信號 關閉變換器的輸出；當安裝或使用過程中造成變換器的輸出短路時，變換器內 部過電流檢測電路響應，并關閉輸出，直到故障排除后可立即自動恢復工作； 電路結合實際功率和各項指標要求，采用反激變換器結構，為AC125V-265V寬 范圍輸入電壓，恒定DC14.5V輸出，最大負載驅動能力為60W， >50%滿載的轉 換效率>85%，輸出電壓精度優(yōu)于1.5%，輸出電壓紋波小于O. lVp-p，采用該恒 壓源對傳統的白熾燈供電能有效延長使用壽命、轉換效率高、發(fā)光強度恒定(發(fā) 光強度不受輸入電壓波動和安裝距離的影響)等特點；由于電網諧波造成的波 形畸變而造成用電設備有功功率下降或電源電子變換器工作過程中造成電網 諧波污染，該電源電子變換器具有有源功率因素矯正功能，在使用的時候可以 選擇帶有功率因素矯正功能或根據實際情況選擇不帶功率因素矯正功能的變 換器；在電源電子變換器和信號燈驅動板均設計了工作狀態(tài)指示燈，當信號燈 電源電子變換器正常工作時，變換器輸出端的兩個LED指示燈正常發(fā)光；當變 換器出現輸出故障(輸出過載/短路、輸入電壓過低等)時P-power燈熄滅；當 A-power燈熄滅時代表整個變換器不工作。
主體電路中電源電子變壓器與信號燈驅動部分，信號燈驅動部分由信號燈 驅動電路和故障檢測控制電路組成完成信號燈驅動和故障檢測控制等功能，故 障檢測控制電路中設置有報警電路，LED驅動方案采用恒流驅動電路對單個LED獨立驅動方案，可以對各LED進行驅動電流微調，避免了傳統串聯驅動模式中 容易出現由于任意LED損壞而造成一系列LED故障的問題，也避免了采用恒壓 驅動方案中出現的色溫變化和功耗較大的問題，與LED的連接采用單燈接口連 接模式，當出現9個LED發(fā)光元件中任意2個LED發(fā)光元件故障(2個LED發(fā)光 元件開路、2個LED發(fā)光元件短路或1個LED發(fā)光元件開路1個LED發(fā)光元件 短路)時，內部電流和故障檢測電路均能檢測到故障信號，并產生故障指示和 報警輸出。正常工作時，LED驅動板上的Ok燈發(fā)光，繼電器無故障輸出；當 LED出現2個或2個以上故障(不發(fā)光)時，Erro等發(fā)光，繼電器輸出鼓掌控制 信號。信號燈驅動部分與信號燈相連，9個信號燈之間是相互并聯的關系。
以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內 容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內， 進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明 書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
權利要求1. 一種大功率LED鐵路信號燈，具有信號燈外殼，信號燈外殼內設置有信號燈及信號燈主體電路機構，其特征是所述的信號燈主體電路機構由浪涌保護部分、電源電子變壓器部分和信號燈驅動部分組成，信號燈與信號燈主體電路機構及信號燈主體電路機構內部之間的電氣連接電纜為雙絞屏蔽線。
2. 根據權利要求1中所述的大功率LED鐵路信號燈，其特征是所述的 浪涌保護部分由三級浪涌保護器串聯構成輸入線一線耦合結構。
3. 根據權利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號燈，其特征是所述 的電源電子變壓器部分為一種耐短路的安全隔離電子變壓器，具有欠壓檢測電 路、過流保護電路、功率因素矯正電路和工作狀態(tài)指示電路。
4. 根據權利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號燈，其特征是所述 的信號燈驅動部分由信號燈驅動電路和故障檢測控制電路組成。
5. 根據權利要求4中所所述的大功率LED鐵路信號燈，其特征是所述 的故障檢測控制電路中設置有報警電路。
6. 根據權利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號燈，其特征是所述 的信號燈外殼上設置有散熱孔，信號燈與信號燈主體電路機構間設置有散熱隔 層。
7. 根據權利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號燈，其特征是所述 的信號燈與信號燈外殼之間通過散熱硅脂固定。
8. 根據權利要求1中所所述的大功率LED鐵路信號燈，其特征是所述 的信號燈為大功率LED燈，LED燈表面設置有半球透鏡。
9. 根據權利要求8中所所述的大功率LED鐵路信號燈，其特征是所述 的LED燈與半球透鏡各有9個，且一一對應。
專利摘要本實用新型涉及一種鐵路信號燈，尤其是一種大功率LED鐵路信號燈，具有信號燈外殼，信號燈外殼內設置有信號燈及信號燈主體電路機構，所述的信號燈主體電路機構由浪涌保護部分、電源電子變壓器部分和信號燈驅動部分組成，信號燈與信號燈主體電路機構及信號燈主體電路機構內部之間的電氣連接電纜為雙絞屏蔽線，解決現有的鐵路信號燈的LED燈因控制電路受環(huán)境、電磁干擾和雷擊干擾等因素影響LED燈出現誤點和滅燈的故障。
文檔編號F21V23/00GK201265833SQ20082015998
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權日2008年9月24日
發(fā)明者周國華 申請人:常州市良久機械制造有限公司