一种LED双面方位信号灯

摘要

本发明涉及一种LED双面方位信号灯，包括第一恒流驱动单元、第二恒流驱动单元、第一LED灯、第二LED灯、互锁单元和闪烁控制单元；外接直流电源分别通过第一恒流驱动单元和第二恒流驱动单元恒流驱动第一LED灯和第二LED灯；闪烁控制单元设置在直流电源与第一恒流驱动单元之间，或者直流电源与第二恒流驱动单元之间，用于控制所述第一LED灯和第二LED灯闪烁；互锁单元连接在第一恒流驱动单元和第二恒流驱动单元之间，以控制第一LED灯和第二LED灯实现互锁。本发明采用的LED双面方位信号灯具有高效、长寿命、亮度高、抗震性好的优点，能够适于宽电压输入，并能实现对双面LED灯的精准互锁控制，有效避免了安全事故。

权利要求

1.一种LED双面方位信号灯，其特征在于，包括第一恒流驱动单元(301)、第二恒流驱动单元(302)、第一LED灯(401)、第二LED灯(402)、互锁单元(500)和闪烁控制单元(700)；

外接直流电源(600)分别通过所述第一恒流驱动单元(301)和第二恒流驱动单元(302)恒流驱动所述第一LED灯(401)和第二LED灯(402)；

所述闪烁控制单元(700)设置在所述直流电源(600)与第一恒流驱动单元(301)之间，或者所述直流电源(600)与第二恒流驱动单元(302)之间，用于控制所述第一LED灯(401)和第二LED灯(402)闪烁；

所述互锁单元(500)连接在所述第一恒流驱动单元(301)和第二恒流驱动单元(302)之间，用于控制所述第一LED灯(401)和第二LED灯(402)实现互锁。

2.根据权利要求1所述的LED双面方位信号灯，其特征在于，还包括连接在所述直流电源(600)之后的稳压单元(200)，用于为闪烁控制单元(700)、第一恒流驱动单元(301)和第二恒流驱动单元(302)提供稳定电压。

3.根据权利要求2所述的LED双面方位信号灯，其特征在于，所述稳压单元(200)包括：第一电阻(R4)、第二电阻(R5)、稳压管(D2)、电解电容(C1)和第一电容(C4)；所述第一电阻(R4)和第二电阻(R5)并联，一端作为稳压单元(200)的输入端，另一端作为稳压单元(200)的输出端，并通过并联的稳压管(D2)、电解电容(C1)和第一电容(C4)接地。

4.根据权利要求2所述的LED双面方位信号灯，其特征在于，还包括连接在所述直流电源(600)与稳压单元(200)之间的防反接单元(100)，用于防止直流电源(600)正负极反接而损坏电路。

5.根据权利要求4所述的LED双面方位信号灯，其特征在于，所述防反接单元(100)为桥堆(D1)。

6.根据权利要求2-5中任意一项所述的LED 面方位信号灯，其特征在于，所述第一恒流驱动单元(301)包括第一恒流芯片(U3)和第二MOS管(Q2)；所述稳压单元(200)或闪烁控制单元(700)输出为第一恒流芯片(U3)供电，所述第一恒流芯片(U3)控制第二MOS管(Q2)的导通，为所述第一LED灯(401)恒流供电。

7.根据权利要求6所述的LED双面方位信号灯，其特征在于，所述第二恒流驱动单元(302)包括第二恒流芯片(U2)和第一MOS管(Q1)；所述稳压单元(200)或闪烁控制单元(700)输出为第二恒流芯片(U2)供电，所述第二恒流芯片(U2)控制第一MOS管(Q1)的导通，为所述第二LED灯(402)恒流供电。

8.根据权利要求7所述的LED双面方位信号灯，其特征在于，所述互锁单元(500)包括：第三MOS管(Q3)和第四MOS管(Q4)；所述第四MOS管(Q4)的源极和漏极串联在所述第二MOS管(Q2)的漏极和所述第一恒流芯片(U3)第一脚(CS)之间，所述第三MOS管(Q3)的源极和漏极串联在所述第一MOS管(Q1)的漏极和所述第二恒流芯片(U2)第一脚(CS)之间，且所述第二MOS管(Q2)的源极与第三MOS管(Q3)的栅极连通，所述第一MOS管(Q1)的源极与第四MOS管(Q4)的栅极连通。

9.根据权利要求1所述的LED双面方位信号灯，其特征在于，所述闪烁控制单元(700)，包括串联的第一D触发器(U1A)和第二D触发器(U1B)。

10.根据权利要求7所述的LED双面方位信号灯，其特征在于，所述第一恒流芯片(U3)和第二恒流芯片(U2)型号为QX7136。

说明书

一种LED双面方位信号灯

技术领域

[0001] 本发明涉及列车尾部信号灯，更具体地说，涉及一种LED双面信号灯电路。

背景技术

[0002] 目前，铁路行业里基本都采用白炽灯作为信号光源，白炽灯具有电效率低、寿命短、照度低、抗震动性差且光色单一的缺点。

[0003] 随着一方面LED冷光源技术日趋完善，以及另一方面机车提速对信号光源的要求，LED信号灯光源已成为铁路信号领域的新技术。LED光源因其发光原理，具有亮度高、方向性好、寿命长且省电的优点，最终在铁路信号领域将取代现有白炽灯光源成为信号灯的主流光源。

[0004] 列车尾部信号灯为双面方位信号灯，其双面灯光源以一定频率闪烁。中国专利号为CN2585020Y的专利就公开了这样一种双面方位灯，包括灯头、与灯头连接的灯杆，灯杆的另一端连接有灯座。该专利主要涉及对双面方位灯结构的设计，而未在电路上做相应的改进，忽略了双面方位灯信号的稳定性要求。然而，在列车尾部使用的双面方位信号灯，必须保证两个信号灯同时亮或同时灭。这样确保了信号的准确性，避免因信号错误造成的安全事故。因此，必须有效改进双面方位灯的控制电路，保障其两个信号灯实现互锁控制。此外，由于列车电源稳定性不高，因此该信号灯也应适于宽电压的电源供给。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题在于，现有双面方位信号灯采用白炽灯电效率低、寿命短、照度低，且无法准确保障双面方位的信号灯之间互锁的缺陷，提供一种采用LED作为光源，且能准确实现互锁的双面方位信号灯。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用性能较佳的LED信号灯光源，并通过互锁单元设计实现对双面LED灯的精准互锁控制，同时增加稳压单元对宽电压输入进行稳压。

[0007] 本发明提供了一种LED双面方位信号灯，包括第一恒流驱动单元、第二恒流驱动单元、第一LED灯、第二LED灯、互锁单元和闪烁控制单元；

[0008] 外接直流电源分别通过所述第一恒流驱动单元和第二恒流驱动单元恒流驱动所述第一LED灯和第二LED灯；

[0009] 所述闪烁控制单元设置在所述直流电源与第一恒流驱动单元之间，或者所述直流电源与第二恒流驱动单元之间，用于控制所述第一LED灯和第二LED灯闪烁；

[0010] 所述互锁单元连接在所述第一恒流驱动单元和第二恒流驱动单元之间，用于控制所述第一LED灯和第二LED灯实现互锁。

[0011] 本发明所述的LED双面方位信号灯，还包括连接在所述直流电源之后的稳压单元，用于为闪烁控制单元、第一恒流驱动单元和第二恒流驱动单元提供稳定电压。

[0012] 在本发明所述的LED双面方位信号灯中，所述稳压单元包括：第一电阻、第二电阻、稳压管、电解电容和第一电容；所述第一电阻和第二电阻并联，一端作为稳压单元的输入端，另一端作为稳压单元的输出端，并通过并联的稳压管、电解电容和第一电容接地。

[0013] 本发明所述的LED双面方位信号灯，还包括连接在所述直流电源与稳压单元之间的防反接单元，用于防止直流电源正负极反接而损坏电路。

[0014] 在本发明所述的LED双面方位信号灯中，所述防反接单元为桥堆。

[0015] 在本发明所述的LED双面方位信号灯中，所述第一恒流驱动单元包括第一恒流芯片和第二MOS管；所述稳压单元或闪烁控制单元输出为第一恒流芯片供电，所述第一恒流芯片控制第二MOS管的导通，为所述第一LED灯恒流供电。

[0016] 在本发明所述的LED双面方位信号灯中，所述第二恒流驱动单元包括第二恒流芯片和第一MOS管；所述稳压单元或闪烁控制单元输出为第二恒流芯片供电，所述第二恒流芯片控制第一MOS管的导通，为所述第二LED灯恒流供电。

[0017] 在本发明所述的LED双面方位信号灯中，所述互锁单元包括：第三MOS管和第四MOS管；所述第四MOS管的源极和漏极串联在所述第二MOS管的漏极和所述第一恒流芯片第一脚之间，所述第三MOS管的源极和漏极串联在所述第一MOS管的漏极和所述第二恒流芯片第一脚之间，且所述第二MOS管的源极与第三MOS管的栅极连通，所述第一MOS管的源极与第四MOS管的栅极连通。

[0018] 在本发明所述的LED双面方位信号灯中，所述闪烁控制单元，包括串联的第一D触发器和第二D触发器。

[0019] 在本发明所述的LED双面方位信号灯中，所述第一恒流芯片和第二恒流芯片型号为QX7136。

[0020] 实施本发明的LED双面方位信号灯，具有以下有益效果：

[0021] 1、本发明采用的LED灯具有高效率、长寿命、亮度高、抗震性好、适用温度范围宽、不需要频繁更换光源的优点，也节约了成本；

[0022] 2、本发明通过互锁单元实现对双面LED灯的精准互锁控制，不会造成列车信号判断错误，有效避免了安全事故；

[0023] 3、本发明采用D触发器组成的闪烁控制单元，实现了对LED双面方位信号灯的闪烁控制；

[0024] 4、本发明的LED双面方位信号灯增加了防反接单元，能有效防止直流电源反接对电路造成损坏；

[0025] 5、本发明的LED双面方位信号灯还增加了稳压单元，可对宽电压输入进行稳压，适用于DC43-53V宽电压范围。

附图说明

[0026] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0027] 图1是本发明LED双面方位信号灯实施例的结构示意图；

[0028] 图2是本发明LED双面方位信号灯实施例的电路原理图。

具体实施方式

[0029] 本发明提供的双面方位信号灯为在两个方向上同时给出方位信号的灯具，可应用在铁路、航空、交通等场合。如图1所示，为本发明LED双面方位信号灯实施例的结构示意图；LED双面方位信号灯包括防反接单元100、稳压单元200、第一恒流驱动单元301、第二恒流驱动单元302、第一LED灯401、第二LED灯402、互锁单元500和闪烁控制单元700；所述防反接单元100输入端与直流电源600相连，以防止直流电源600正负极反接而损坏电路，所述防反接单元100输出端分别与第一LED灯401和第二LED灯402正极相连，为其供电；所述稳压单元200与所述防反接单元100输出端相连，以输出稳定的电压；所述第一恒流驱动单元301输入端与所述稳压单元200相连，输出端与所述第一LED灯401负极相连，以恒流驱动第一LED灯401发光；所述第二恒流驱动单元302输入端与所述稳压单元200相连，输出端与所述第二LED灯402负极相连，以恒流驱动第二LED灯402发光；所述互锁单元500连接在所述第一LED灯401和第二LED灯402之间，以控制所述第一LED灯401和第二LED灯402实现互锁。所述闪烁控制单元700设置在所述直流电源600与第一恒流驱动单元301之间，或者所述直流电源600与第二恒流驱动单元302之间，用于控制所述第一LED灯401和第二LED灯402闪烁。在本实施例中，所述闪烁控制单元700设置在第二恒流驱动单元之前。

[0030] 如图2所示，为本发明LED双面方位信号灯实施例的电路原理图。在本实施例中，在双面LED灯中，第一LED灯为红色LED灯，第二LED灯为白色LED灯。

[0031] 下面对图2中各个电路单元进行详细说明：

[0032] 1、防反接单元100

[0033] 防反接单元100为桥堆D1，主要作用是整流以及调整电流方向。直流电源600输入不分方向，皆可保障端口2引出的电信号为正，这样避免了直流电源600输入接反后烧毁灯具。桥堆D1内部由4个二极管组成，其参数接近，工作时性能较稳定。防反接单元100的输出端一路分别提供给第一LED灯401和第二LED灯402能量，另一路提供给稳压单元200。

[0034] 2、稳压单元200

[0035] 从桥堆D1的端口2引出的电信号，通过开关S1控制其导通，然后输入到稳压单元200；稳压单元200包括：第一电阻R4、第二电阻R5、稳压管D2、电解电容C1和第一电容C4。
所述第一电阻R4和第二电阻R5并联，一端接所述防反接单元100的输出端，另一端通过并联的稳压管D2、电解电容C1和第一电容C4接地。通过选择稳压管D2的参数，可以对其输出的电压进行调节。直流电源600为直流48V输入，实际输入的可能为43-53V直流宽电压，经过R4和R6的并联限流作用，然后通过D2稳压，C1为滤波电解电容，防止电压波动，然后为第一恒流驱动单元301和第二恒流驱动单元302的芯片提供稳定的电源。稳压单元200的输出端还通过电阻R8与黄色LED灯相连，在电路工作时为亮，从而为用户提供工作指示。

[0036] 3、第一恒流驱动单元301

[0037] 第一恒流驱动单元301包括第一恒流芯片U3。在本实施例中，恒流芯片U3选用的型号为QX7136。第一恒流驱动单元301还包括：第一恒流芯片U3、第二MOS管Q2、第三电阻R0、第四电阻R10、第五电阻R11、第六电阻R7和第二电容C6。第一恒流芯片U3第三脚VDD通过第三电阻R0接稳压单元200，所述第一恒流芯片U3第四脚DRV接所述第二MOS管Q2的栅极，所述第一恒流芯片U3第一脚CS通过并联的第六电阻R7和第二电容C6接地，所述第二MOS管Q2的源极通过并联的第四电阻R10和第五电阻R11接所述第一LED灯401的负极。第一恒流芯片U3为调流芯片，通过R7上的电流检测，调节输出电压，控制调流MOS管Q2的Vgs电压，调节Q2导通电阻，从而调节第一LED灯401电流，达到LED恒流的目的。

[0038] 4、第二恒流驱动单元302

[0039] 第二恒流驱动单元302包括第二恒流芯片U2。在本实施例中，第二恒流芯片U2选用的型号为QX7136。第二恒流驱动单元302还包括：第一MOS管Q1、第七电阻R5、第八电阻R15和第九电阻R14。第二恒流芯片U2第四脚DRV接所述第一MOS管Q1的栅极，第二恒流芯片U2第一脚CS通过第七电阻R5接地，第一MOS管Q1的源极通过并联的第八电阻R15和第九电阻R14接所述第二LED灯402的负极。第二恒流芯片U2为调流芯片，通过R17上的电流检测，调节输出电压，控制调流第一MOS管Q1的Vgs电压，调节Q1导通电阻，从而调节第二LED402电流，达到LED恒流的目的。

[0040] 电路还充分考虑到了光源的可替换性，可以满足各种小功率LED光源。R21和R13可以根据具体光源特性焊接其中一个，同样R12和R20也可以根据具体光源特性焊接其中一个，这样就有效设置第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的驱动电压，保证电路稳定。

[0041] 6、互锁单元500

[0042] 互锁单元500包括：第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第十五电阻R16、第十电阻R17、第十一电阻R18、第十二电阻R19和根据第一LED灯401选择的第十三电阻R13或第十四电阻R21，以及根据第二LED灯402选择的第十三电阻R12或第十四电阻R20。第四MOS管Q4的源极和漏极串联在第二MOS管Q2的漏极和第一恒流芯片U3第一脚CS之间，第一LED灯401的负极通过依次串联的第十三电阻R13、第十五电阻R16和第十电阻R17接地，或者所述第二二极管Q2的源极通过依次串联的第十四电阻R21、第十五电阻R16和第十电阻R17接地；所述第三MOS管Q3的源极和漏极串联在所述第一MOS管Q1的漏极和所述第二恒流芯片U2第一脚CS之间，第二LED灯402的负极通过依次串联的第十三电阻R12、第十一电阻R18和第十二电阻R19接地，或者所述第一二极管Q1的源极通过串联的电阻第十四电阻R20、第十一电阻R18和第十二电阻R19接地；所述第十五电阻R16和第十电阻R17之间的节点与所述第三MOS管Q3的栅极相连，所述第十一电阻R18和第十二电阻R19之间的节点与所述第四MOS管Q4的栅极相连。

[0043] 上述电路实现了对第一LED灯和第二LED灯的互锁控制。如上所述，第十五电阻R16和第十电阻R17之间的节点与所述第三MOS管Q3的栅极相连，有效控制第三MOS管Q3的驱动电压，同时所述第十一电阻R18和第十二电阻R19之间的节点与所述第四MOS管Q4的栅极相连，有效控制第四MOS管Q4的驱动电压，使第一LED灯401和第二LED灯402的电路互相公用一部分资源，从而实现互锁的目的。

[0044] 7、闪烁控制单元700

[0045] 在本单元中使用了两个串联的D触发器U1A和U1B，实现对LED灯的闪烁控制。第一D触发器U1A的第五脚D接稳压单元200，第三脚CK通过并联的电阻R2和电容C2接地，第五脚D和第三脚CK之间接电阻R1；第三脚通过二极管D1接第三脚Q非；第六脚S端接地，第四脚通过电容C3接地，且通过电阻R3接到第一脚Q。第一D触发器U1A的第一脚Q接第二D触发器U1B的第十一脚CK，第八脚S和第十脚R接地，第九脚D接第十二脚Q非。第二D触发器U1B分第十三脚Q作为输出，为第二恒流芯片U2供电。第一D触发器U1A能够产生触发信号，并通过第二D触发器U1B使周期扩大为两倍，从而输入到第二恒流驱动单元402控制第二LED灯302闪烁。同时通过互锁单元500以及第一恒流驱动单元401控制第一LED灯301闪烁。

[0046] 本发明提供的LED双面方位信号灯，采用选用高亮度铁标LED光源，性能完全满足TB/T 2175-90(中华人民共和国铁路行业标准)，且具有高效率、长寿命、亮度高、抗震性好、适用温度范围宽、不需要频繁更换光源的优点，也节约了成本。并通过增加的稳压单元对宽电压输入进行稳压，适用于DC43-53V宽电压范围。本发明还使用D触发器控制LED灯闪烁，并通过互锁单元实现对双面LED灯的精准互锁控制，不会造成列车信号判断错误，有效避免了安全事故。

[0047] 以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡根据本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。