專利名稱：一種低能耗太陽能交通信號燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能使電能消耗降低下來的交通信號燈電路，屬信號裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED發(fā)光二極管屬于冷光源，由于其發(fā)光效率很高，被廣泛應(yīng)用于各種照明、信號裝置之中。 太陽能交通信號燈大都釆用點(diǎn)陣排列的發(fā)光二極管作為光源，其中發(fā)光二極管一般采用直流電源 供電，接電后LED—直處于持續(xù)發(fā)光的高亮度狀態(tài)。實(shí)際使用的i^i正明，LED不完全發(fā)光或者不 持續(xù)發(fā)光，在一定范圍內(nèi)并不影響太陽能交通信號燈的使用效果，但卻可以顯著節(jié)約電能。另外， 由于各個(gè)路口的寬度不同，所需信號燈的亮度也就不同，當(dāng)路口寬度較小時(shí)，適當(dāng)調(diào)低信號燈的 亮度有利于節(jié)電。因此，為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，對現(xiàn)有太陽能交通信號燈的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行改 進(jìn)，使太陽能^1信號燈的LED不完全發(fā)光或者不辦賣發(fā)光，且亮度可調(diào)，是非常必要的。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、掛共一種能顯著降低信號燈f雜的低能耗太陽 能 信號燈。
本實(shí)用新型所稱問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種低倉辦太陽能交通信號燈，構(gòu)成中包括發(fā)光二極管、蓄電池和太陽能電池板，改進(jìn)后，增 設(shè)矩形波發(fā)生器和功率驅(qū)動(dòng)三極管，所述功率驅(qū)動(dòng)三極管的集電極負(fù)載為發(fā)光二極管，矩形波發(fā) 生器的信號輸出端控制功率驅(qū)動(dòng)三極管的基極。
i^低能耗太陽能交通信號燈，所述矩形波發(fā)生器是一個(gè)由運(yùn)算放大器構(gòu)成的以RC積分電路 為反饋網(wǎng)絡(luò)的滯回比較器，在RC積分電路與滯回比較器輸出端之間設(shè)置電位器，RC積分電路經(jīng)兩 個(gè)方向相反的二極管接電位器的兩端，電位器的滑動(dòng)端接滯回比較器的輸出端。
本實(shí)用新型利用矩形波發(fā)生器產(chǎn)生一定頻率的矩,信號，由此信號控制功率驅(qū)動(dòng)三極管使
3光二極管按一定頻率發(fā)光，電位器和兩個(gè)方向相反的二極管用于調(diào)節(jié)RC 反饋網(wǎng)絡(luò)的正、反向充電時(shí)間常數(shù)，改變矩形波信號的占空比，調(diào)整發(fā)光二極管的亮度。本實(shí)用 新型能使太陽能^ffi信號燈的LED按一定頻率閃亮，并且亮度可調(diào)，可大大降低信號燈的耗電量。以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的電原理框圖； 圖2是本實(shí)用新型的電原理圖3是矩形波發(fā)生器輸入端和輸出端信號的波形圖。
圖中各標(biāo)號為F、運(yùn)算放大器；Q、功率驅(qū)動(dòng)三極管；LED、發(fā)光二極管；Dz、雙向穩(wěn)壓管； Rw、電位器；Dl、 D2、 二極管；C、電容；H R4、電阻；E、蓄電池；TY、太陽能電池板。
文中所用符號矩臓發(fā)生器輸出電壓；艱、穩(wěn)壓管正向電壓；_"、穩(wěn)壓管反向電壓； 艱、上門限電壓；-"、下門限電壓；仏、反向輸入端電位；",、正向輸入端電位；具體實(shí)施方式
LED光源是以50hz左右的頻率發(fā)光時(shí)，雖不是理論上的持續(xù)發(fā)光，但肉眼覺察不到。實(shí)事證 明，當(dāng)LED的發(fā)光頻率達(dá)到80hz時(shí)，就不閃動(dòng)了，是纟樹的持續(xù)發(fā)光；若LED以樹氐的頻率發(fā)光， 肉眼望去就比較剌眼，這些在本實(shí)用新型的實(shí)施過程中應(yīng)充分考慮。
參看圖2，圖中所示為一振蕩電路，它由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。RC回路g無作 為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡(luò)，通過RC充、〇放電實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。其電壓傳f劍爭性 如圖3所示。 工作原理
設(shè)某一時(shí)刻輸出電壓"。=艱，則同相輸入端電位"/^ft (艱為上門限電壓)。"。通過必對電容 C正向充電，如圖中箭頭所示。反相輸入端電位"A隨時(shí)間t增長而逐漸升高，當(dāng)t艦于無窮時(shí)，
一旦1+&再稍增大，"。就從艱躍變?yōu)?"(-"為下門限電壓)，與此同時(shí)仏從+"躍變?yōu)?"。
4隨后，"。X31il必對電容C放電，如圖中箭頭所示。
反相輸入端電位W隨時(shí)間t增長而逐漸降低，當(dāng)t趨近于無窮時(shí)，Ov趨于-"; 一旦l-"， 再稍減小，"。就從-"躍變?yōu)?&與此同時(shí)，W從-"躍變?yōu)?ft電容又開始正向充電。 ，過程周而復(fù)始，電路產(chǎn)生了自激振蕩。
占空比是指高電平所占的時(shí)間的比率，占空比越大，電路開通時(shí)間就越長，LED的亮度就越高， 同時(shí)信號燈耗電量也越大。反之，占空比小，LED的亮度就低，耗電量也小。
由于路口的寬度不同，所需的信號燈的亮度也就不同，因此電路的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到占空比 的可調(diào)性，占空比的改變方法使電容的正向和反向充電時(shí)間常數(shù)不同。利用二極管的單向?qū)щ?br> 性可以弓l導(dǎo)電流流經(jīng)不同的通珞。
參看圖2，運(yùn)算放大器F的輸出端的信號經(jīng)限流電阻R4限流后形成矩形波發(fā)生器的輸出信號， 該信號接至功率驅(qū)動(dòng)三極管Q的基極。電阻R1、 R2將矩形波發(fā)生器輸出信號分壓后接至運(yùn)算放大 器F的同向輸入端，電位器Rw的滑動(dòng)端將電位器Rw分成Rwi、 ！4兩部分。RW1 (或RJ與R3、 C構(gòu) 成反饋網(wǎng)絡(luò)，電容C兩端的電壓接至運(yùn)算放大器F的反向輸入端。電路工作原理
當(dāng)"。=艱時(shí)，A導(dǎo)通，必截止，仏通過A、 A和A對電容C正向充電，若忽略二極管導(dǎo)通時(shí)的 等效電阻，則時(shí)間常數(shù)
當(dāng)"。=-"時(shí)，A導(dǎo)通，A截止，"。ffiiH、必和A對電容C反向充電，若忽略二極管導(dǎo)通時(shí)的 等效電阻，貝U時(shí)間常數(shù)
利用一階RC電路的三要素法可以解出
"，
■5紹T^in
f,鴻、
、. 鳥
f 9# 、
一 & x\，
r=3+^ w (及,+2i 3:^* la
，2《i
1 +---調(diào)節(jié)電位器的滑動(dòng)端可改變占空比。 當(dāng)占空比達(dá)到5TO時(shí)，可節(jié)電50%， 當(dāng)占空比達(dá)到6W時(shí)，可節(jié)電40%，以此類推。 本實(shí)用新型中所需的矩形波也可以采用其它矩形波發(fā)生電路產(chǎn)生。
權(quán)利要求1、一種低能耗太陽能交通信號燈，構(gòu)成中包括發(fā)光二極管(LED)、蓄電池(E)和太陽能電池板(TY)，其特征是，增設(shè)矩形波發(fā)生器和功率驅(qū)動(dòng)三極管(Q)，所述功率驅(qū)動(dòng)三極管(Q)的集電極負(fù)載為發(fā)光二極管，矩形波發(fā)生器的信號輸出端控制功率驅(qū)動(dòng)三極管的基極。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低能耗太陽能M信號燈，其特征是，所述矩微發(fā)生器是一個(gè)由 運(yùn)算放大器(F)構(gòu)成的以RC積分電路為反饋網(wǎng)絡(luò)的滯回比較器，在RC積分電路與滯回比較器輸 出端之間設(shè)置電位器RC積分電路經(jīng)兩個(gè)方向相反的二極管接電位器(Rw)的兩端，電位器(Rw)的滑動(dòng)端接滯回比較器的輸出端。
專利摘要一種低能耗太陽能交通信號燈，屬信號裝置技術(shù)領(lǐng)域，用于解決節(jié)能降耗問題。其技術(shù)方案是構(gòu)成中包括發(fā)光二極管、蓄電池E和太陽能電池板TY，改進(jìn)后，增設(shè)矩形波發(fā)生器和功率驅(qū)動(dòng)三極管，所述功率驅(qū)動(dòng)三極管的集電極負(fù)載為發(fā)光二極管，矩形波發(fā)生器的信號輸出端控制功率驅(qū)動(dòng)三極管的基極。本實(shí)用新型能使太陽能交通信號燈的LED按一定頻率閃亮，并且亮度可調(diào)，可大大降低信號燈的耗電量。
文檔編號F21S9/00GK201273508SQ200820106029
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者王士元 申請人:保定維特瑞交通設(shè)施工程有限責(zé)任公司