專(zhuān)利名稱：電路系統(tǒng)和配備有這種電路系統(tǒng)的信號(hào)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以控制半導(dǎo)體光源工作過(guò)程的電路系統(tǒng)，這種電路系統(tǒng)配備有接線端子，供與控制單元連接；輸入濾波裝置；變換器，包括控制電路；和輸出端子，供與半導(dǎo)體光源連接。本發(fā)明還涉及配備有這種電路系統(tǒng)的信號(hào)燈。
信號(hào)燈采用半導(dǎo)體光源的越來(lái)越多。這類(lèi)用途的半導(dǎo)體光源與一般的白燈燈相比有下列優(yōu)點(diǎn)使用壽命比白熾燈長(zhǎng)，功率消耗比白熾燈低得多。信號(hào)燈經(jīng)常成為復(fù)雜信號(hào)系統(tǒng)的一部分，帶交通燈的交通控制系統(tǒng)就是一個(gè)例子。要廣泛發(fā)揚(yáng)半導(dǎo)體光源的上述優(yōu)點(diǎn)，就需要使這種電路系統(tǒng)提供對(duì)現(xiàn)有信號(hào)系統(tǒng)改型的可能性。
現(xiàn)行信號(hào)系統(tǒng)中的信號(hào)燈經(jīng)常是借助固態(tài)繼電器控制的，繼電器和信號(hào)燈的狀態(tài)檢驗(yàn)在所連接電路系統(tǒng)的接線端子上進(jìn)行。固態(tài)繼電器通常有這樣的特點(diǎn)繼電器在不導(dǎo)通狀態(tài)下會(huì)漏電。采用半導(dǎo)體光源往往會(huì)使?fàn)顟B(tài)檢驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。這是采用半導(dǎo)體光源的一個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供解決上述問(wèn)題的措施。
根據(jù)本發(fā)明，是給電路系統(tǒng)再配備一個(gè)自行調(diào)節(jié)的導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)而達(dá)到上述目的的。有了這種自行調(diào)節(jié)的導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)，就可以排除控制電路、例如固態(tài)繼電器在不導(dǎo)通狀態(tài)下出現(xiàn)的漏泄電流，從而保持電路系統(tǒng)各接線端子的電壓在得出狀態(tài)檢驗(yàn)正確結(jié)果所需要的電平以下。這樣，以簡(jiǎn)單而有效的方式就可以使電路系統(tǒng)在其接線端子的性能可與白熾燈的性能高度媲美。
白熾燈這方面性能的一個(gè)重要特點(diǎn)是，燈在熄燈狀態(tài)下的阻抗較低，從而在消除流過(guò)白熾燈的漏泄電流之后僅僅使控制電路各接線端子的電壓較低。
本發(fā)明的電路系統(tǒng)最好有一個(gè)去激勵(lì)裝置，供變換器接通時(shí)使自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)去激勵(lì)，這樣做的好處是消除了不必要的功率消耗。在本發(fā)明電路系統(tǒng)的一個(gè)最佳實(shí)施例中，給電路系統(tǒng)配備了一個(gè)穩(wěn)壓低壓電源，自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)在受激勵(lì)狀態(tài)下形成所述穩(wěn)壓低壓電源的電源。這個(gè)實(shí)施例的主要優(yōu)點(diǎn)是，穩(wěn)壓低壓電源在變換器借助于控制電路(例如固態(tài)繼電器)接通進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)極其快速地提供所需要的低電壓，這是因?yàn)樽孕姓{(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)已受激勵(lì)的緣故。
在本發(fā)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，“變換器”一詞理解為是指將控制電路所提供的電能轉(zhuǎn)換成控制半導(dǎo)體光源過(guò)程所需要的電流-電壓組合的電路，為此最好采用配備有一個(gè)或幾個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)式電源。鑒于現(xiàn)代的開(kāi)關(guān)式電源通常是直流-直流變換器，因而輸入濾波器裝置最好也能配備整流裝置，這實(shí)質(zhì)上是眾所周知的。
信號(hào)燈最好配備一個(gè)裝有本發(fā)明半導(dǎo)體光源的外殼，最好也配備本發(fā)明的電路系統(tǒng)，這樣就大大提高了用信號(hào)燈作為現(xiàn)行信號(hào)燈改型單元的可能性。當(dāng)電路系統(tǒng)配備有與信號(hào)燈外殼合成一個(gè)整體的外殼時(shí)，作為改型的信號(hào)燈使用的可能性就最佳。
下面參閱本發(fā)明電路系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的上述和其它方面。附圖中

圖1是電路系統(tǒng)示意圖；圖2是更詳細(xì)的自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)圖；圖3是穩(wěn)壓低壓電源的電路圖。
圖1中，A和B是連接例如配備有固態(tài)繼電器的控制單元VB的接線端子。編號(hào)I表示輸入濾波裝置，III表示帶控制電路的變換器。C和D是接半導(dǎo)體光源LB的輸出端子。II表示自行調(diào)節(jié)的導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)。輸入濾波裝置I設(shè)有正極+和負(fù)極-。
圖2更詳細(xì)地示出了自行調(diào)節(jié)的導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)II，該網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)1，其中g(shù)為柵極，d為漏極，s為源極。MOSFET 1的柵極g經(jīng)電阻器R2接電氣上與輸入濾波裝置I并聯(lián)連接的分壓網(wǎng)絡(luò)，它包括由電阻器R1和電容器C1組成的串聯(lián)電路。電容器C1與齊納二極管Z1并聯(lián)連接。MOSFET 1的漏極d直接接輸入濾波裝置I的正極+。源極s經(jīng)電阻器R11和齊納二極管Z11組成的串聯(lián)電路接輸入濾波裝置I的負(fù)極-。E表示自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成電路系統(tǒng)一部分的穩(wěn)壓低電源的連接點(diǎn)。自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)II在受激狀態(tài)下通過(guò)連接點(diǎn)E成為穩(wěn)定低壓電源的電源。
圖2還示出了裝在電路系統(tǒng)中的裝置IV，供變換器III導(dǎo)通時(shí)使自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)去激勵(lì)用。為此開(kāi)關(guān)SR一方面接電阻器R1與電容器C1的公共連接點(diǎn)，另一方面接輔助電壓V-、開(kāi)關(guān)SR的控制極通過(guò)一個(gè)分壓器接正極+。當(dāng)控制單元接通，即為接通變流器III而接通時(shí)，正極+處的電壓會(huì)上升，這時(shí)開(kāi)關(guān)SR導(dǎo)通，MOSFET 1截止，從而使自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)去激勵(lì)。
在所示的實(shí)施例中，輔助電壓V-最好由與流經(jīng)所連接的半導(dǎo)體光源的電流成比例的信號(hào)調(diào)制。這樣做的好處是可以避免每次所連接的控制部分的電壓過(guò)零時(shí)起動(dòng)變換器III接通狀態(tài)下的自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)。這在另一個(gè)實(shí)施例中是這樣實(shí)現(xiàn)的例如使裝置IV連接變換器的輸出端C或連接低壓電源的端子F，此外輔助電壓V-的電壓不變，例如負(fù)極的電壓。此外，還有一種有益的方式是在變換器接通時(shí)由裝置IV根據(jù)半導(dǎo)體光源提供的電流使自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)去激勵(lì)，這樣就不致在控制部分的電壓過(guò)零時(shí)激勵(lì)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)。
雖然圖中自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)的去激勵(lì)裝置是作為獨(dú)立的裝置IV標(biāo)出的，但最好還是使其成為變換器III的控制電路的一部分。圖3示出了構(gòu)成電路系統(tǒng)一部分的穩(wěn)壓低壓電源單元V。穩(wěn)壓低壓電源V的輸入端接自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)II的連接點(diǎn)E，從而在受激狀態(tài)下成了穩(wěn)壓低壓電源的電源。連接點(diǎn)E經(jīng)二極管D1和由電阻器R3和電容器C2組成的電路連接集成電路(IC)100的插腳101。IC100的插腳103形成載有可用接插件F提取的穩(wěn)定低電壓的輸出端插腳。插腳103經(jīng)電容器C3接地。IC100的插腳102也接地。
在上述本發(fā)明的電路系統(tǒng)實(shí)施例的實(shí)際應(yīng)用中，這種電路系統(tǒng)適宜連接接通狀態(tài)下的供電電壓最低為80伏60赫、最高為135伏60赫的控制單元，因而適宜控制包括下列部分的半導(dǎo)體光源的工作過(guò)程3×6LED(發(fā)光二極管)矩陣，LED為Hewlett-Packard公司出品，在250毫安和25℃環(huán)境溫度下規(guī)定的正向電壓VF在2伏和3伏之間。變換器處于受激狀態(tài)時(shí)，在輸入濾波裝置正極+上出現(xiàn)有效值最低80伏最高135伏的經(jīng)整流的電壓。自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)II的MOSFET 1為IRF820型(IRF公司出品)。齊納二極管Z1的齊納電壓為15伏，齊納二極管Z11的齊的電壓則為5.6伏。電容器C1的電容值為330皮法，電阻器R1、R2和R3的電阻值分別為240千歐、10千歐和220千歐。當(dāng)控制單元斷開(kāi)時(shí)，MOSFET 1中會(huì)有31毫安的最大電流流過(guò)，與此相應(yīng)，在輸入端子A出現(xiàn)最高均方根值10伏的電壓，這相當(dāng)于控制單元在斷開(kāi)狀態(tài)下正好使其狀態(tài)檢驗(yàn)?zāi)艿贸稣_結(jié)果的最高容許電壓級(jí)。
開(kāi)關(guān)SR為BC×70型(Philips公司出品)，IC100為78LU9型(National半導(dǎo)體制品公司出品)，能提供9伏穩(wěn)定低壓，精確度1％。電阻器R3的電阻值為10歐，電容器C2和C3的電容值各為1微法。
電路系統(tǒng)配備的外殼形成信號(hào)燈的一部分，信號(hào)燈配備有一個(gè)帶半導(dǎo)體光源的外殼，同時(shí)電路系統(tǒng)的外殼與信號(hào)燈的外殼合成一個(gè)整體。所述實(shí)施例特別適用作交通控制系統(tǒng)的交通燈。
權(quán)利要求
1.一種電路系統(tǒng)，供控制半導(dǎo)體光源的工作過(guò)程，配備有接線端子，供與控制單元連接；輸入濾波裝置；一個(gè)變換器，構(gòu)成一個(gè)控制電路；和輸出端子，供與半導(dǎo)體光源連接；其特征在于，電路系統(tǒng)還配備有自調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，電路系統(tǒng)包括一個(gè)去激勵(lì)裝置，供變換器接通時(shí)使自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)去激勵(lì)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，電路系統(tǒng)配備有穩(wěn)壓低壓電源，且自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)在受激狀態(tài)下成為所述穩(wěn)壓低壓電源的電源。
4.一種信號(hào)燈，配備有一個(gè)里面裝有半導(dǎo)體光源的外殼，其特征在于，信號(hào)燈配備有以上任一權(quán)利要求所述的電路系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所述的信號(hào)燈，其特征在于，電路系統(tǒng)配備的外殼與信號(hào)燈的外殼合成一個(gè)整體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電路系統(tǒng),供控制半導(dǎo)體光源的工作過(guò)程,配備有:接線端子,供與控制部分連接;輸入濾波裝置;一個(gè)變換器,構(gòu)成控制電路;和輸出端子,供與半導(dǎo)體光源連接。按照本發(fā)明,電路系統(tǒng)還配備有一個(gè)自行調(diào)節(jié)導(dǎo)流網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明還涉及配備有這種電路系統(tǒng)的信號(hào)燈。
文檔編號(hào)H05B37/02GK1241349SQ98801403
公開(kāi)日2000年1月12日 申請(qǐng)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·G·尼霍夫 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司