專利名稱：交通信號(hào)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交通信號(hào)裝置，尤其是設(shè)在道路交叉口處，由電路自動(dòng)控制定時(shí)依序發(fā)出紅、黃、綠光的指揮交通信號(hào)燈，以及各色燈亮?xí)r間的倒計(jì)時(shí)顯示器。
目前，我國(guó)城市道路交叉路口處，用紅、黃、綠燈光相揮交通的信號(hào)燈，是采用三個(gè)100瓦白熾燈泡作發(fā)光源，各自戴上紅、黃、綠有色散射罩后，當(dāng)燈泡亮?xí)r，形成紅、黃、綠三種顏色的光；其控制電路對(duì)三個(gè)燈泡分別接入一條控制線和一條公共零線，可控制三種顏色的燈定時(shí)依序發(fā)光，達(dá)到指揮車輛行與停的作用。由于白熾燈的電光轉(zhuǎn)換效率低，發(fā)熱量大，平均壽命僅為2000小時(shí)，會(huì)加大維護(hù)的工作量。而且，有色散射罩在長(zhǎng)時(shí)的高溫下會(huì)退色，在強(qiáng)太陽(yáng)光的照射下，會(huì)出理看不清的現(xiàn)象，造成誤判斷，不利于交通。另外，在信號(hào)燈附近獨(dú)立安裝的倒計(jì)時(shí)顯示器，一般離信號(hào)燈都有一定的距離，不利于觀察，而且，這種倒計(jì)時(shí)顯示器較易出現(xiàn)缺筆劃的現(xiàn)象。因此，目前用白熾燈作光源的交通信號(hào)燈不適應(yīng)現(xiàn)代都市交通發(fā)展的需要。
本實(shí)用新型的目的是提供一種高亮度、顏色純、節(jié)能、性能可靠、長(zhǎng)壽命和結(jié)構(gòu)新穎的帶計(jì)時(shí)交通信號(hào)燈，以適應(yīng)現(xiàn)代交通發(fā)展的需要。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型使用超高亮度和顏色純的紅、黃、綠三種發(fā)光二極管LED作發(fā)光源，將三種顏色的許多LED按一定的方式電連接組成陣列發(fā)光面，并置于一殼體腔中，發(fā)光面的殼體上蓋有無(wú)色透明的散射罩，構(gòu)成一盞信號(hào)燈。三種顏色的LED在電路的控制下，定時(shí)依序發(fā)出紅、黃、綠三種光，一盞信號(hào)燈起到三盞的作用。倒計(jì)時(shí)顯示器數(shù)字“8”的7個(gè)筆段也使用超高亮度的發(fā)光二極管LED的陣列組成，置于一殼體腔中，發(fā)殼顯示面蓋有無(wú)色透明的散射罩，構(gòu)成一位計(jì)時(shí)顯示器，兩位數(shù)計(jì)時(shí)則再設(shè)置一位即可。由倒計(jì)時(shí)電路控制各色信號(hào)燈顯示的時(shí)間。這樣，將兩位數(shù)的計(jì)時(shí)顯示器設(shè)置在信號(hào)燈的右或左側(cè)，構(gòu)成一行的整體，組成了結(jié)構(gòu)緊湊帶計(jì)時(shí)的一體化信號(hào)燈。為保證信號(hào)燈和計(jì)時(shí)顯示器的可靠性，LED陣列都采用容錯(cuò)技術(shù)連接，避免了個(gè)別LED的損壞，影響整體正常工作的現(xiàn)象，而且，所用控制電路與目前使用的相容。
超高亮度LED的主要參數(shù)如下LED 亮度(cd) 視角(度) 波長(zhǎng)(nm) 功耗(w) 工作溫度范圍紅色 ＞2＞206 660≤0.04-25℃～+85℃黃色 ＞2＞20 590≤0.04-25℃～+85℃綠色 ＞2.5 ＞20 525≤0.01-25℃～+85℃在正常情況下使用，其壽命一般為5～8年。以上結(jié)構(gòu)的交通信號(hào)燈使用超高亮度LED作發(fā)光源，發(fā)光顏色為本色光，不易變退色，而且色純。從其主要參數(shù)中可知，若使用紅和黃的LED各100只，綠的80只，每色的總亮度為200cd，其視角在無(wú)色透明散射罩的配合下，大于等于30度。實(shí)踐證明本實(shí)用新型的亮度、視角、顏色等參數(shù)均達(dá)或高于國(guó)家標(biāo)GB14887。總功耗不超過(guò)30W，與100W的白熾燈泡相比，節(jié)能70％，平均壽命也比它長(zhǎng)得多，大大減少了維護(hù)的工作量，提高了可靠性和效率，而且，信號(hào)燈與計(jì)時(shí)器一體化，易觀察，利于指揮交通。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1所示，是本實(shí)用新型信號(hào)燈和計(jì)時(shí)顯示器一體化設(shè)置圖。
圖2所示，是信號(hào)燈三種顏色的LED陣列布置放大圖。
圖3所示，是信號(hào)燈光源的控制電路原理圖。
圖4所示，是倒計(jì)時(shí)顯示器控制電路原理圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型的信號(hào)燈殼體1、密封圈2、燈遮沿4和安裝架5等與目前使用的交通信號(hào)燈的形式基本一樣。蓋在三個(gè)殼體1正面端的是無(wú)色透明散射罩3，右側(cè)和中間的殼體1中設(shè)置的是由LED陣列組成的“8”字型筆段6，分別為倒計(jì)時(shí)顯示器的個(gè)位和十位數(shù)。左側(cè)的殼體1中設(shè)置的是由紅、黃、綠LED陣列7構(gòu)成的信號(hào)燈發(fā)光源。圖中，為了表達(dá)LED陣列7，將無(wú)色透明散射罩3部開了一個(gè)90度的扇形區(qū)。當(dāng)然，信號(hào)燈也可按實(shí)際需要設(shè)置在右側(cè)。
圖2所示，為了便于理解，將三種顏色的LED陣列布置放大，由圖中可知，設(shè)每個(gè)單元由七只LED組成，用線圈起來(lái)，在下中部分的局部再放大圖中，小圓圈中的Y為黃色的LED，R為紅色的，G為綠色的。由于綠色的亮度高，故設(shè)置量少些，紅和黃色的一樣多，每單元設(shè)有一只綠色的LED在中間，周圍是2只黃色的和4只紅色的，在上下兩單元間又設(shè)有2只黃色的LED，如此反復(fù)設(shè)置，使之成為一個(gè)近似圓形的發(fā)光面。
圖3所示，控制電路輸入的紅色信號(hào)線Lr、黃色信號(hào)線Ly、綠色信號(hào)線Lg和零線N是目前使用的白熾燈泡作光源信號(hào)燈的三個(gè)燈泡的控制線和零線，以下稱原控制線或原控制電路。原控制電路是通過(guò)四芯電纜與安裝架上的三個(gè)燈泡連接，控制各燈定時(shí)依序發(fā)光的，本設(shè)計(jì)沿用原控制電路和四芯電纜線。從圖中可知，信號(hào)燈各顏色的電路結(jié)構(gòu)相同，但是相互獨(dú)立，均由整流濾波電路、LED陣列和恒流電路組成。如紅色的由整流器B1和電容器E1組成的整流濾波電路，輸入接原控制線的紅燈線Lr和零線N，輸出接LED陣列LR1…LRn1；為確保LED陣列在額定狀態(tài)下工作，LED陣列的另一端接由三極管N1、N2和N3，以及電阻R1和R4組成的恒流電路。在LED陣列電路的連接中，采用了先并后串的容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)連接法，若個(gè)別的LED壞了，不影響整體的正常工作。黃色燈的輸入線接原控制線的黃燈線Ly和零線N，經(jīng)整流濾波電路的整流器B2和電容器E2后接LED陣列L1～LYn2和由三極N4、N5和N6，以及電阻R2和R5組成的恒流電路。綠色的輸入接原控制線的綠燈線Lg和零線N，經(jīng)整流濾波電路的整流器B3和電容器E3后接LED陣列LG1～LGn3和由三極管N7、N8和N9，以及電阻R3和R5組成的恒流電路。當(dāng)原控制線Lr或Ly或Lg有220V交流電時(shí)，那種顏色的LED陣列發(fā)光。由于整流濾波電路和恒流電路的器件體積很小，可設(shè)置在殼體1中的LED陣列后面。原控制線與本電路的連接通過(guò)接插口P1來(lái)實(shí)現(xiàn)，接插口P2與計(jì)時(shí)顯示電路連接。
圖4所示，倒計(jì)時(shí)顯示器由供電電路、紅色信號(hào)取樣電路、計(jì)時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)電路、紅色信號(hào)計(jì)時(shí)電路、綠色信號(hào)計(jì)時(shí)電路，計(jì)時(shí)選擇電路、減計(jì)數(shù)電路、七段譯碼電路、筆段驅(qū)動(dòng)電路和LED筆段陣列電路組成。由電容器C1、電阻10、晶振器CRY和集成塊U1構(gòu)成的振蕩器與分頻器U2，以及反相器F1組成的計(jì)時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)電路，輸出1HZ的脈沖信號(hào)。由電阻R20和R40電容器E10和E30、或門H1和H2、非門F2，以及同步計(jì)數(shù)器集成塊U3和U4組成紅色信號(hào)的兩位數(shù)計(jì)時(shí)電路。由電阻R31和R50、電容器E20和E4、或門H3和H4、非門F3，以及同步計(jì)數(shù)器U5和U6組成綠色信號(hào)的兩位數(shù)計(jì)時(shí)電路。由數(shù)據(jù)選擇器U7和U8組成兩位數(shù)的計(jì)時(shí)選擇電路。由或門H6和H7、非門F4和F5、電阻R12、二極管D1和D2以及減計(jì)數(shù)器U9和U10組成兩位數(shù)的減計(jì)數(shù)電路。由七段譯碼器U11和U12組成兩位數(shù)的七段譯碼電路。由電阻R25、R26和R03、三極管N13和N14組成一個(gè)筆段的驅(qū)動(dòng)電路，1位數(shù)有7個(gè)筆段，兩位數(shù)有14個(gè)筆段，因此，此結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)有14個(gè)，每個(gè)電路與7段譯器U11和U12的輸出腳11～16對(duì)應(yīng)相連接。在圖4中為了方便和圖面清晰，只畫出一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。由多個(gè)發(fā)光二極管L1、L2……Ln構(gòu)成一個(gè)筆段陣列電路，與驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)應(yīng)，應(yīng)有14個(gè)筆段陣列電路與驅(qū)動(dòng)電路電連接，筆段陣列電路也采用了先并后串的容錯(cuò)接法。由整流橋B4、電阻R7和R60、電容E5構(gòu)成的整流濾波電路，以及光耦合器OP1、電阻R6、R9、R11、R41、R21、三極管Q1、電容器E8和E6、反相器F6和F7與或門H8組成紅色信號(hào)取樣電路，其輸入接紅色控制線Lr和零線N。供電電路是開關(guān)電源SP1，其輸入通過(guò)接插口P2實(shí)現(xiàn)，開關(guān)電源SP1輸出直流48V和12V的兩組電源，48V的供給LED筆段陣列，接陣列的正極M端。12V的供整個(gè)計(jì)時(shí)器電路工作，接VDD端。本電路是這樣工作的當(dāng)紅色信號(hào)燈亮?xí)r，交流22V的信號(hào)經(jīng)開關(guān)電源SP1后輸48V和12V電源，分別供給LED筆段陣列的正極和整個(gè)計(jì)時(shí)電路，由計(jì)時(shí)基準(zhǔn)電路產(chǎn)生的1HZ脈沖信號(hào)送到紅色和綠色計(jì)時(shí)電路。同時(shí)，紅色信號(hào)經(jīng)取樣電路后，由非門F6輸出正脈沖信號(hào)，送到計(jì)時(shí)選擇電路U7、U8的A、B腳。此時(shí)，紅色信號(hào)計(jì)時(shí)電路開始計(jì)數(shù)，并通過(guò)計(jì)時(shí)選擇、減計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)和LED筆段陣列顯示。當(dāng)沒有紅色信號(hào)時(shí)，非門F6輸出負(fù)脈沖信號(hào)，紅色信號(hào)計(jì)時(shí)電路停止工作，綠色信號(hào)計(jì)時(shí)電路工作，并使后面的電路按綠色信號(hào)選擇的方式工作。
本實(shí)用新型的引出線是四芯的電纜線，分別為紅色信號(hào)線、黃色信號(hào)線、綠色信號(hào)線和公共零線，與原控制電路的信號(hào)線相對(duì)應(yīng)，通過(guò)接插口連接即可。當(dāng)原控制電路輸出紅色信號(hào)時(shí)，信號(hào)燈中的紅色的LED發(fā)光，同時(shí)倒計(jì)數(shù)顯示器顯示紅色信號(hào)計(jì)時(shí)的最大時(shí)間，隨后開始以秒遞減，直至為0秒。當(dāng)輸出為綠色信號(hào)時(shí)，信號(hào)燈中的綠色的LED發(fā)光，同時(shí)倒計(jì)時(shí)顯示器顯示綠色信號(hào)計(jì)時(shí)的最大時(shí)間，其中包括黃色信號(hào)閃爍的4秒時(shí)間，隨后也開始以秒遞減，減到最后4秒時(shí)，原控制線路輸出黃色信號(hào)，信號(hào)燈中的黃色LED閃爍發(fā)光，直至顯示0為止，又繼續(xù)下一個(gè)周期的信號(hào)顯示。
權(quán)利要求1.一種交通信號(hào)燈，由發(fā)光源、燈殼體、燈遮沿、散射燈罩、密封圈和安裝架組成，其特征在于采用多個(gè)紅、黃、綠三種顏色的超高亮度發(fā)光二極管LED作發(fā)光源，置于一個(gè)燈殼體中，一盞信號(hào)燈就能分別發(fā)出紅、黃、綠三種光的信號(hào)，信號(hào)燈與倒計(jì)時(shí)顯示器同設(shè)置在一個(gè)安裝架中成一行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號(hào)燈，其特征在于每種顏色的超高亮度發(fā)光二極管LED，均以先并后串的容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)電連接，構(gòu)成發(fā)光面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述交通信號(hào)燈，其特征在于信號(hào)燈和倒計(jì)時(shí)顯示器的散射罩是無(wú)色透明的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的交通信號(hào)燈，其特征在于還包括了紅色信號(hào)取樣電路、紅色和綠色兩個(gè)計(jì)時(shí)電路、計(jì)時(shí)選擇電路、減計(jì)數(shù)電路和LED筆段電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的交通信號(hào)燈，其特征在于倒計(jì)時(shí)顯示器的“8”字形七筆段由多個(gè)超高亮度的發(fā)光二極管LED，以先并后串的容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)電連接，構(gòu)成各筆段。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種交通信號(hào)燈,它采用紅、黃、綠三種顏色的多個(gè)超高亮度發(fā)光二極管LED作發(fā)光源,一盞信號(hào)燈就能分別發(fā)出紅、黃、綠三種光的信號(hào),信號(hào)燈與倒計(jì)時(shí)顯示器同設(shè)置在一個(gè)安裝架中成一行,計(jì)時(shí)顯示器的發(fā)光筆段也使用高亮度的發(fā)光二極管。發(fā)光二極管均以容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)電連接,個(gè)別管子壞不影響整體的正常工作。本實(shí)用新型高亮度、顏色純、可靠性高、易觀察、節(jié)能、長(zhǎng)壽命和結(jié)構(gòu)新穎,適于現(xiàn)代交通的指揮。
文檔編號(hào)G08G1/095GK2366913SQ9920216
公開日2000年3月1日 申請(qǐng)日期1999年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月15日
發(fā)明者廖裕慶, 韋加寬, 曾慶堯, 唐忠瑜, 黃濟(jì)民 申請(qǐng)人:防城港市大榕樹技術(shù)中心