專利名稱：電路裝置和配備有這種電路裝置的信號燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適宜控制半導(dǎo)體光源工作過程的電路裝置，這種電路裝置配備有輸入端子，供連接電源電壓；輸入濾波器；變換器，包括控制電路；和輸出端子，供連接半導(dǎo)體光源。
本發(fā)明還涉及配備有這種電路裝置的信號燈。
信號燈越來越多用于半導(dǎo)體光源。在這種應(yīng)種場合，半導(dǎo)體光源比起普通白熾燈好的地方是，使用壽命比白熾燈長得多，耗電量比白熾燈小得多。信號燈往往構(gòu)成復(fù)雜信號系統(tǒng)的一部分，例如帶有多個(gè)交通燈的交通控制系統(tǒng)的一部分。半導(dǎo)體光源通常有這樣的特點(diǎn)，即其作為光源的工作過程取決于提供給半導(dǎo)體的電流，因而變流器應(yīng)起電流發(fā)生器的作用。這樣做的缺點(diǎn)是，若半導(dǎo)體光源有毛病，輸出端處可能會產(chǎn)生非常高的電壓。在這種情況下，若光源繼續(xù)長時(shí)間工作，則電路裝置有擊穿的風(fēng)險(xiǎn)，從而損壞。這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)可能引起的短路也是不可忽視的。
本發(fā)明的目的是提供本說明書開端所述的那一種避免了上述缺點(diǎn)的電路裝置。
按照本發(fā)明，上述目的是在本說明書開端所述的那一種電路裝置中實(shí)現(xiàn)的，即給所述電路裝置配備了電壓檢測器，供檢測各輸出端的電壓。本發(fā)明這種措施的好處是，可以直接檢驗(yàn)出當(dāng)時(shí)變流器輸出端的電壓級。這不僅可以檢測出半導(dǎo)體光源電否損壞，而且還確定可以檢測出對變流器安全工作的任何干擾。
電壓檢測器最好在輸出端處產(chǎn)生的電壓Vu高于閾電壓Vud時(shí)產(chǎn)生信號S。這樣做的好處是，可以檢測所連接的半導(dǎo)體光源的阻抗是否增加。半導(dǎo)體光源通常包括在電氣上相互連接的多個(gè)半導(dǎo)體組成的矩陣，例如呈多個(gè)發(fā)光二極管的形式。一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)半導(dǎo)體有毛病就已經(jīng)會使光源的阻抗增加。雖然輸出端電壓增高本身未必危害變流器的工作，但卻會使光源光通量的輸出下降到信號燈再也不能可靠工作的程度。若閾電壓電平Vud選擇得適當(dāng)?shù)脑?，這種檢測的好處是，適宜檢測半導(dǎo)體光源是完全損壞還是部分損壞。
在本發(fā)明電路裝置的一個(gè)有益實(shí)施例中，給輸入濾波器配備一個(gè)切換元件，供將變流器切換到Vu＜Vud的工作狀態(tài)。這樣做可以簡單而可靠地避免變流器過載。由于采用與變流器分開的切換元件，因而具體保證了上述防止變流器過載的可靠性。這個(gè)可靠性在一個(gè)最佳實(shí)施例中通過下列措施進(jìn)一步提高了，即切換元件采用斷路元件，并用信號S促使變流器在啟動(dòng)斷路元件的工作狀態(tài)下工作。這樣做的好處是，可以采用較簡單的控制電路，同時(shí)可以將變流器的控制電路與輸入濾波器的切換元件完全分開，從而確保在可靠和受控制的情況下切斷變流器。將切換元件制成熔絲還可進(jìn)一步提高變流器切斷操作的可靠性。為廣泛體現(xiàn)半導(dǎo)體光源的上述好處，電路裝置還需要能根據(jù)現(xiàn)有的信號系統(tǒng)翻新。采用熔絲的好處是，可以使各接線端的情況在變流器已為斷路元件所切斷時(shí)可與有毛病的白熾燈媲美，從而進(jìn)一步促使人們更樂于以半導(dǎo)體光源代替白熾燈。
在一個(gè)有益的實(shí)施例中，本發(fā)明的電路裝置適宜與固態(tài)繼電器連接，在輸入濾波器與變流器之間接上一個(gè)自行調(diào)節(jié)的限流電路。斷路元件切斷變流器時(shí)，自行調(diào)節(jié)的限流電路也被切斷。這樣做的好處是，可以使情況再次與有毛病的白熾燈媲美。這一點(diǎn)可說明如下。配備有交通燈的交通控制系統(tǒng)通常是裝有所謂沖突監(jiān)視器的，這種監(jiān)視器的作用是定期測定有關(guān)的交通燈各接線端之間的電壓。交通燈的控制通常采用固態(tài)繼電器進(jìn)行。固態(tài)繼電器不導(dǎo)通時(shí)，通常有小的漏泄電流流過。若交通燈為白熾燈，其阻抗低，因而流經(jīng)交通燈的漏泄電流不會使各接線端之間的電壓大幅增加。另一方面，若白熾燈有毛病，則其阻抗非常高，這意味著漏泄電流的產(chǎn)生會使各接線端之間的電壓大幅升高，因此各接線端之間的電壓向沖突監(jiān)視器表明，所連接的白熾燈是否有毛病。在本說明書和權(quán)利要求書中，“變流器”一詞是指用以將電源供應(yīng)的電能轉(zhuǎn)換成使半導(dǎo)體光源工作所需要的電流/電壓組合的電路。變流器最好采用配備有一個(gè)或幾個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)式電源。鑒于現(xiàn)代的開關(guān)式電源通常為直流-直流變流器，因而最好也給輸入濾波器配備周知的整流器。
本發(fā)明外殼中裝有半導(dǎo)體光源的信號燈最好也配備本發(fā)明的電路裝置。這樣可以大大提高用信號燈作為現(xiàn)有信號的翻新部分的可能性。如果將電路裝置裝在與信號燈外殼形成一個(gè)整體的外殼中，則用作翻新信號燈的可能性最大。
下面參看本發(fā)明電路裝置實(shí)施例的附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的上述和其它方面。附圖中

圖1是電路裝置的示意圖；圖2是電壓檢測器更為詳細(xì)的示意圖；圖3是輸入濾波器的細(xì)節(jié)。
圖1中，A和B是連接例如配備有固態(tài)繼電器的供電電源VB的接線端子。編號I表示輸入濾波器，III表示帶控制電路的變流器。C和D是連接半導(dǎo)體光源LB的輸出端子。II表示電壓檢測器，供檢測輸出端的電壓。自行調(diào)節(jié)的限流網(wǎng)絡(luò)IV連接在輸入濾波器I與變流器III之間。變流器III最好是裝有一個(gè)或幾個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)式電源。
圖2示出了電壓檢測器更詳細(xì)的示意圖，電壓檢測器的分壓器支路由電阻器R1、齊納二極管Z1和RC電路RC組成。齊納二極管Z1和RC網(wǎng)絡(luò)RC之間有一個(gè)連接點(diǎn)1，晶體管T1的基極b即接連接點(diǎn)1，供輸出端得出的電壓Vu高于閾值電壓Vud時(shí)產(chǎn)生信號S。這里閾電壓為齊納二極管Z1的齊納電壓。輸出電壓Vu輸出電壓Vu高于閾電壓Vud時(shí)，信號S就出現(xiàn)在晶體管T1的集電極C。此信號S傳送給變流器III的控制電路。
圖3詳細(xì)示出了輸入濾波器I，它包括連同電容器C1，C2和電阻器R2，R3一起構(gòu)成濾波器的兩個(gè)耦合的自感L，供抑制電磁干擾用。熔絲F也形成輸入濾波器一部分，在其中起斷路器的作用。這樣，斷路器就成了切換器，供將變流器切換到Vu＜Vud的工作狀態(tài)。傳送到變流器III的控制電路的信號S用來使變流器在促使斷路器動(dòng)作的工作狀態(tài)下工作。
在本發(fā)明電路裝置實(shí)施例的實(shí)際應(yīng)用方面，這種電路裝置適宜接電壓最低80伏60赫最高135伏60赫的供電電源，且適宜控制包括下列各部的半導(dǎo)體光源Hewlett-Packard公司出品的3×6發(fā)光二極管矩陣，正向電壓VF在200毫安下在2伏和3伏之間，環(huán)境溫度25℃。所述的實(shí)施特別適用作交通控制系統(tǒng)的交通燈。變流器III由配備有半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)式電源構(gòu)成。電壓檢測器II齊納二基管Z1的齊納電壓為27伏。電阻器R1的阻值為1千歐。晶體管T1為BC×70型(菲利浦斯公司出品)。RC網(wǎng)絡(luò)RC包括并聯(lián)連接的10千歐電阻器和10納法的電容器。只要輸出電壓Vu一高于27伏且保持這個(gè)電壓值，晶體管T1就導(dǎo)通，電流就開始流經(jīng)集電極C。此流經(jīng)集電極C的電流形成信號S。在這里所述的實(shí)施例中，集電極C接TLP555型集成電路的觸發(fā)輸入端(由T1構(gòu)成)，后者構(gòu)成開關(guān)式電源控制電路的一部分。這樣就使開關(guān)電源的半導(dǎo)體開關(guān)在切換時(shí)使開關(guān)式電源從供電電源提取連續(xù)的強(qiáng)勁電流。
輸入濾波器I的兩個(gè)耦合自感L的電感值各為1.5微亨，電容器C1和C2的電容值各為100納法，電阻器R2和R3的阻值各為5.6歐。構(gòu)成輸入濾波器一部分的熔絲F采用菲利浦斯出品的NFR25H型10歐熔斷器。
本發(fā)明的電路裝置配備有外殼，形成配備有里面裝有半導(dǎo)體光源的外殼的信號燈的一部分，電路裝置的外殼與信號燈的外殼合成一個(gè)整體。所述的實(shí)施例特別適用作交通控制系統(tǒng)的交通燈。
權(quán)利要求
1.一種電路裝置，適宜供控制半導(dǎo)體光源的工作過程，且配備有輸入端子，供連接電源電壓；輸入濾波器；一個(gè)變流器，包括控制電路；和輸出端子，供連接半導(dǎo)體光源；其特征在于，電路裝置配備有電壓檢測器，供檢測輸出端的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，電壓檢測器在輸出端得出的電壓Vu高于閾電壓Vud時(shí)產(chǎn)生信號S。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電路裝置，其特征在于，輸入濾波器配備有切換器，供將變流器切換到Vu＜Vud的工作狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的電路裝置，其特征在于，切換器包括斷路器，信號S供控制變流器，使其在促使斷路器動(dòng)作的工作狀態(tài)下工作。
5.如權(quán)利要求4所述的電路裝置，其特征在于，切換裝置制成熔絲的形式。
6.如以上任一權(quán)利要求所述的電路裝置，其特征在于，電路裝置適宜接固態(tài)繼電器，這時(shí)在輸入濾波器與變流器之間接上一個(gè)自行調(diào)節(jié)的限流網(wǎng)絡(luò)。
7.一種配備有里面裝有半導(dǎo)體光源的外殼的信號燈，其特征在于，信號燈配備有以上任一權(quán)利要求所述的電路裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的信號燈，其特征在于，電路裝置配備有與信號燈外殼合成一個(gè)整體的外殼。
全文摘要
一種電路裝置,適宜控制半導(dǎo)體光源的工作過程,配備有輸入端子、輸入濾波器、一個(gè)變流器和輸出端子,輸入端子接電源電壓,變流器構(gòu)成控制電路,輸出端接半導(dǎo)體光源。電路裝置配備有電壓檢測器,供檢測輸出端的電壓。本發(fā)明還涉及配備有這種電路裝置的信號燈。
文檔編號H05B37/02GK1241348SQ98801402
公開日2000年1月12日 申請日期1998年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月1日
發(fā)明者M·J·M·布克斯, E·B·C·尼霍夫 申請人:皇家菲利浦電子有限公司