向发光二极管供电并对其进行监控的模块制造技术

公开了一种向发光二极管供电并对其进行监控的模块，它是ＬＥＤ灯电路，其基于ＬＥＤ灯的远程检验模拟白炽光的行为。ＬＥＤ灯电路提供输入功率开关电路、保险丝熔断电路、冷丝测试电路、电流检测器电路和升压功率级电路，允许在诸如铁路信号应用之类需要远程监控灯的应用中使用ＬＥＤ灯，同时保持低功耗和长寿命的有利特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发光负载的电源供给，具体涉及需要远程监控的发光二极管(LED)灯。
技术介绍
发光二极管(LED)灯在自动交通灯、铁路信号灯和其它应用中正变得越来越普遍。它们的低功耗是有吸引力的特征，但相比于标准的白炽灯(5000小时)，它们变得普遍的主要原因是它们的长寿命(100000小时)。显然，这些特征允许大大减小维修成本。在一些诸如铁路信号灯之类的应用中，如本领域普通技术人员所知的，这些灯可以用于主要线路的信号装置和/或平交路口的信号装置。平交路口的信号装置通常位于普遍的区域，比如道路交会口，并使用冗余信号。因此，在平交路口信号方面，LED灯的远程监控并不常见。另一方面，可以在远程区域中安装主线路信号装置，这并不容易达到的。因此，用于检查灯信号的完整性的远程监控是常见的做法，以减少检测的信号故障。对于配备有标准白炽灯泡的灯，可以容易检验电气完整性。如果白炽灯泡的灯丝处于正常条件下，电流依据欧姆定律(I＝V/R)流过灯泡。此外，如果灯丝是开路的。没有电流流过灯泡，它应该被换掉。然而，对于LED灯，通过电源来控制LED电流。因此，在LED灯和在白炽灯中电流特性是不相同的。在LED灯中，整流交流(ac)线路电压，并在然后通过dc-dc(直流)转换器将其实变换至合适的电平，该转换器也调节LED电流。在LED故障、或LED灯中任何其它电子部件故障的情况下，对于电源，即使LED灯不发光，也可能以额定电路值或接近额定电路值连续汲取电流。当实际上不是这样时，远程监控系统将因此把LED灯看作在正确地运行。由于它会导致极其危险的列车操作以及引起重大交通事故，这种情况是不可接受的。在从LED灯消除电力后，保持着残留电压差的各个电子部件会引起与LED灯及其电源和控制器相关的另一问题。得到的特性是，当供给LED灯的电力达到第一高电平时，LED灯将有效地点亮，而在电力达到第二低电平时LED灯关闭。引起的问题是，如果例如通过其它附近电缆感应到一定的电能时，LED灯将在它实际上应该关闭的时候保持接通。这会引起危险的情况。LED灯的这些特殊性限制了它们在需要被远程监控的情况中的普遍应用，比如铁路主线信号装置中的应用。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种变得与为监控白炽灯而设计的远程检测系统兼容的LED灯。本专利技术的另一个目的是提供一种LED灯电路，其基于LED灯的远程监控模拟白织灯的行为。本专利技术的又一个目的是提供一种控制电路，其用于根据电路电压电平来允许/禁止LED灯的电源供给。依据本专利技术，提供一种用于通过输电线路向发光二极管负载供电并对其进行监控的模块，所述模块包括输入功率开关电路，具有与输电线路连接、用于接收来自输电线路的电力的输入端，并监控其电压幅度，以依据输电线路的电压幅度允许或禁止模块；保险丝熔断电路，具有保险丝，输入功率开关电路通过该保险丝监控输电线路的电压幅度，当输入功率开关电路被激活时，如果在预定时间之后没有电流流过发光二极管负载，所述保险丝熔断电路适于熔断所述保险丝，以禁止输入功率开关电路；冷丝测试电路(cold filament test circuit)，具有连接至输电线路的输入端，用于在没有电流供给至发光二极管负载的功率级启动时间过程中模拟白炽灯的阻抗；电流检测器电路，当发光二极管负载的电流达到预定电流电平时，该电流检测器电路用于检测供给至发光二极管负载的电流，并用于禁止保险丝熔断电路和冷丝测试电路；以及升压功率级电路，具有连接至输电线路的输入端和连接至发光二极管负载的输出端，用于向发光二极管负载供电。优选地，所述模块进一步包括与保险丝熔断电路的保险丝串联连接的蛇形轨迹迹线，用于在蛇形轨迹迹线出现物理损坏时禁止输入功率开关电路。优选地，所述模块包括在输电线路和输入功率开关电路之间连接的输入滤波器电路，用于保护模块。优选地，在功率开关电路之后跨过输电线路连接虚负载电阻，以消除该模块的输入阻抗上的负斜率效应。优选地，所述模块进一步包括启动电路，其具有连接至输入滤波器电路的第一输入端和连接至电流检测器电路的第二输入端，并具有连接至升压功率级电路的输出端，用于启动所述模块。优选地，升压功率级电路具有输出电容器，并且所述模块进一步包括快速分压器电路，所述快速分压器电路具有连接至输出电容器的输入端，用于当所述模块关闭时，迫使输出电容器通过分路电阻器以更快速的放电率放电。在此描述的实施例提供了这样的优点这些实施例允许在诸如铁路信号应用之类需要远程监控灯的应用中使用LED灯，同时保持低功耗和长寿命的有利特征。在通过阅读仅参照附图的例子给出的优选实施例的非限制性说明，本专利技术的其它目的、优点和特征将变得清楚。附图说明图1是示出了依据本专利技术的优选实施例包括功能电路、光源LED阵列和安全电路的LED模块的示意性方框图；图2是依据本专利技术的优选实施例的LED模块的功能性方框图；图3是依据本专利技术的优选实施例组合的保护输入滤波器电路和输入功率开关电路的电路图； 图4是依据本专利技术的优选实施例在图2中示出的LED电流检测器电路的电路图；图5是依据本专利技术的优选实施例在图2中示出的时间延迟FBO(保险丝熔断)电路的电路图；图6是依据本专利技术的优选实施例在图2中示出的冷丝测试电路的电路图；图7是依据本专利技术的优选实施例在图2中示出的升压变换器启动电路的电路图；图8是依据本专利技术的优选实施例在图2中示出的分压器电路的电路图；图9是依据本专利技术的优选实施例在图2中示出的功率级电路的电路图；图10是具有用于检测其物理损害的蛇行轨迹迹线的电源单元的顶视图。具体实施例方式参照图1，将dc(直流)线路电压经线路11供给至LED(发光二极管)模块1。LED模块1包括功能电路10、PCB(印刷电路板)LED光源阵列12和安全电路14。功能电路10包括输入功率开关电路22(在图2中示出)，所述输入功率开关电路典型地将+10Vdc输入电压转换成用于红色、白色和黄色LED的100mA的输出恒定电流，以及用于LED光源阵列12的绿色LED的60mA电流。安全电路14包括保险丝熔断电路(fuse blow out circuit)30和LED电流检测器电路38(在图2中示出)，所述LED电流检测器电路监控LED的电流，并通过在LED电流典型地低于它的额定值的20％时烧断FBO保险丝，永久地关闭输入功率开关电路22(在图2中示出)。PCB LED光源阵列12可以是例如冗余设置的高亮度5mm LED矩阵。如下面进一步描述的，通过提供恒定光通量的PSU(电源单元)反馈回路调节在LED中流动的电流。通过用红色LED的22行(串联连接的22组)、用于黄色LED的4×33、用于绿色和白色LED的6×15，LED优选形成由4列(一组4个并联的LED)组成的图案。在操作过程中一组中的LED有故障的情况下，电流被再分配至相同组的其它LED，并且信号保持它的光输出。在本专利技术中LED也被更通常地称为发光二极管负载。可以使用LED阵列的各种实施例。这些实施例对本领域的普通技术人员来说是熟知的，因此在本说明书中不再作进一步的说明。现在参照图2，LED模块1由三个物理部分组成PCB LED阵列12、虚负载16和PCB PSU(电源单元)18。虚负载通过用来检测灯是否起作用的系统LOD(光输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过输电线路（１１）向发光二极管负载（１２）供电并对其进行监控的模块（１），所述模块（１）包括：输入功率开关电路（２２），具有连接至输电线路（１１）、用于从输电线路（１１）接收电力的的输入端，并监控其电压幅度，以依据输电线路 （１１）的电压幅度允许或禁止所述模块（１）；保险丝熔断电路（３０），具有被输入功率开关电路（２２）用来监控输电线路（１１）的电压幅度的保险丝，当激活输入功率开关电路（２２）时，如果在预定时间之后没有电流流过发光二极管负载（１２），所 述保险丝熔断电路（３０）适于熔断所述保险丝，以禁止输入功率开关电路（２２）；冷丝测试电路（３２），具有连接至输电线路（１１）的输入端，用于在没有电流供给至发光二极管负载（１２）的功率级启动时间过程中模拟白炽灯的阻抗；电流检测 器电路（３８），当发光二极管负载（１２）的电流达到预定电流电平时，用于检测供给至发光二极管负载（１２）的电流，并用于禁止保险丝熔断电路（３０）和冷丝测试电路（３２）；以及升压功率级电路（２０），具有连接至输电线路（１１）的输入端和连 接至发光二极管负载（１２）的输出端，用于向发光二极管负载（１２）供电。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯ST吉尔曼，雷诺德吉里纳斯，
申请(专利权)人：吉尔科有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]