[发明专利]一种LED单元及恒流式单元稳压LED交通信号灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED单元及包括多个LED单元的恒流式单元稳压LED交通信号灯。

背景技术

发光二极管的简称为LED，是英文Light Emitting Diode的缩写，由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管，也就是在PN结上，空穴和电子之间跳跃时，能量多的以光的形式发出。光的颜色视发光二极管的制造材料而定，有红、黄、绿等多种颜色。

随着我国交通工业的发展，各类交通信号LED显示设备已经大量得到使用，它取代了传统的白炽灯式的交通信号灯，实现了节约能源和环境保护的绿色环保目标。同时，低成本、长寿命也是它特有的优点之一。

然而，一般红色和黄色超高亮度发光二极管的正向工作电压不超过2V，绿色的正向工作电压不超过3V，正向工作电流在10～25mA左右。要满足LED发光二极管的正常工作条件，其电路需要满足两个方面：第一、满足LED发光二极管正向工作电压；第二、满足LED发光二极管正向工作电流。目前在LED的使用方面，绝大部分的产品只是就LED本身的优点而发挥，其控制电路是靠各式变压器恒压、稳压或各类稳压(开关)电源供电工作。由于变压器的转换效率较低，再加上稳压电源的功耗，造成整体电源功耗与LED的实际负载消耗差的比例在4∶1左右，且由于变压器属于感性负载，功率因数较低，因而造成一定的无功损耗。其二，目前大多数LED交通信号灯多采用开关电源供电，这类的交通信号灯在受到系统的回路检测及信号反馈时反映出较大的问题。在接到系统开启命令时，信号灯的开关电源启动电流很大，约为正常工作电流的8～10倍，电压与电流的相位差也在100ms左右，容易造成控制器检测回路的错误判断，尤其在信号灯处于闪动的状态时，极易产生信号回路的检测困难。此外，开关电源对于频繁闪动的信号灯工作状态(如进入黄闪状态)，极易产生故障，是造成交通信号灯一次故障时间短的主要原因。

发明内容

本发明提供一种LED单元及包括多个LED单元的恒流式单元稳压LED交通信号灯，解决现有技术中信号灯开关电源启动电流过大带来的控制器检测回路的错误判断，容易产生故障的问题，在同等亮度的条件下，实现了小功率、高亮度，且电路工作稳定可靠。

本发明提供一种LED单元，包括：发光二极管以及与所述发光二极管和串联的限流电阻电路之间相并联的稳压电路。

进一步，所述LED单元中的稳压电路包括至少一个正向压降接近发光二极管工作电压且与发光二极管和限流电阻相并联的二极管。

本发明利用二极管正向压降的特性，将发光二极管与正向压降接近发光二极管工作电压的二极管并联，起到稳压的作用。

进一步，LED稳压电路中所述至少一个二极管为6个正向串联的硅二极管或为11个正向串联的锗二极管。

采用此进一步的技术手段的效果是一般硅二极管PN结的正向压降在0.5V～0.7V之间，在正向结压降为0.55V时，6支的串联总和稳压值VZ为3.3V，接近发光二极管的工作电压；在锗二极管的正向结压降为0.3V时，11个正向串联的锗二极管总和稳压值VZ为3.3V，接近发光二极管的工作电压。

进一步，所述的LED单元还包括与发光二极管串联的限流电阻。

进一步，所述稳压电路还包括与所述稳压电路并联的电容，其大小优选为4.7μF。

采用此进一步的技术手段的效果为起到一定的滤波作用，且由于电路电容总量很小，基本上没有无功损耗，对电源不会产生影响。

本发明还提供了一种恒流式单元稳压LED交通信号灯，包括与电源连接的整流桥，以及至少一个与整流桥连接的如上所述的LED单元串联支路。

其有益效果是系统的降压没有通过变压器或电阻、电容式降压和分压原理降压，而是通过单元稳压电路实现降压。单元稳压电路可直接安装一电阻实现降压，每个单元稳压电路可在功耗允许的条件下任意加装二极管的个数来满足所需降压值的设计要求，且单元降压功率很小，使整个控制系统无任何功率组件和发热元件，也使电路可以得到稳定可靠的工作

进一步，所述恒流式单元稳压LED交通信号灯中的LED单元串联支路还串联有恒流控制模块。

采用此技术手段的效果是利用恒流控制模块使整体电路在其需要的电流范围内起到恒流控制作用。

进一步，恒流式单元稳压LED交通信号灯中所述LED串联支路为多个，且多个支路为并联连接。

进一步，恒流式单元稳压LED交通信号灯中所述整流桥通过与其串联的保险管与电源连接。

进一步，恒流式单元稳压LED交通信号灯中所述LED单元串联中LED单元的个数优选为60个。