專(zhuān)利名稱(chēng)：具有內(nèi)部電路備用系統(tǒng)的交通led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及交通控制系統(tǒng)，更具體地，涉及在發(fā)生電力損失期間的受控道路十字路口處操作交通信號(hào)燈的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
交通控制系統(tǒng)的操作要求將AC電力供應(yīng)給設(shè)備。當(dāng)停止供應(yīng)AC電力時(shí)，交通控制系統(tǒng)停止操作并且交通信號(hào)燈不再發(fā)光，從而變暗。結(jié)果是正在接近設(shè)置有交通信號(hào)的交叉路口的汽車(chē)駕駛員看不到任何信號(hào)燈。汽車(chē)駕駛員接近了該行業(yè)通常被稱(chēng)為的“黑暗十字路口”。在聯(lián)邦登記中列出的聯(lián)邦公路局的統(tǒng)一交通控制設(shè)施手冊(cè)(MUTCD)規(guī)定，可以接受將設(shè)置了交通信號(hào)的十字路口操作為“黑暗十字路口 ”，并且在這種操作期間，期望汽車(chē)駕駛員將“黑暗十字路口”認(rèn)為是與具有停車(chē)標(biāo)志的十字路口一樣；在前進(jìn)通過(guò)該十字路口之前停止他們的車(chē)輛。實(shí)際上，由于其一般被忽略，所以一些機(jī)構(gòu)要求分派警察到十字路口以確保4向G-way，四路)停止。應(yīng)該理解，這是非常費(fèi)力/昂貴的。還有一些機(jī)構(gòu)要求 DPW(公共工程部)人員在沒(méi)有電力時(shí)取出臨時(shí)的停止標(biāo)志至十字路口。這也是非常費(fèi)力/ 昂貴的。不僅工作人員必須在十字路口處放置臨時(shí)停車(chē)標(biāo)志，而且工作人員必須在電力恢復(fù)之后盡快移走臨時(shí)停車(chē)標(biāo)志。交通信號(hào)的目的之一是使十字路口更加明顯，從而更安全。對(duì)于交通控制，長(zhǎng)期存在著對(duì)于進(jìn)行改進(jìn)以使“黑暗十字路口 ”對(duì)汽車(chē)駕駛員更加明顯的需求。即使在適當(dāng)操作并點(diǎn)亮?xí)r，交通信號(hào)燈也可能難以看見(jiàn)。當(dāng)交通信號(hào)燈變暗時(shí)，十字路口變得非常難以讓汽車(chē)駕駛員看到。結(jié)果是發(fā)生交通事故，導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失和身體傷害，甚至?xí)G失生命。作為惡劣天氣的結(jié)果，非常有可能發(fā)生導(dǎo)致交通信號(hào)燈操作故障的電力損失，這使得可見(jiàn)度降低。 因此，當(dāng)急需其可靠操作時(shí)，通常會(huì)發(fā)生交通信號(hào)操作的故障。由于電力損失而在夜間引起的交通信號(hào)燈操作故障對(duì)汽車(chē)駕駛員、乘客和過(guò)路人的安全來(lái)說(shuō)造成非常大的威脅。雖然提出一旦檢測(cè)到問(wèn)題就發(fā)出警報(bào)的控制器故障，但這通常比較遲緩并且還是非常危險(xiǎn)的。例如，如果兩輛以上的車(chē)輛正在從不同方向接近十字路口而交通燈突然熄滅， 則接近的車(chē)輛不知道誰(shuí)具有通行權(quán)，會(huì)發(fā)生碰撞。已經(jīng)提出了各種系統(tǒng)用于向計(jì)算機(jī)提供備用電力(諸如，可以是由串聯(lián)耦合的電池組和反相器所提供的電力)，使得交通信號(hào)可以在備用電力下同樣正常操作。這種系統(tǒng)通常包括用于將電池組充電至預(yù)定浮動(dòng)電壓的電池充電器，通過(guò)電池的電壓總和來(lái)確定浮動(dòng)電壓。然而，如果電池中的一個(gè)或多個(gè)、或者其電池單元有缺陷(因此，實(shí)際上短路)，則跨電池組的總電壓將根本達(dá)不到浮動(dòng)電壓以關(guān)閉電池充電器，導(dǎo)致破壞性過(guò)充電余下的好電池。此外，當(dāng)公用電力恢復(fù)時(shí)，需要控制器明顯地從備用電力切換到公用電力，即，反相器的輸出必須與公用電力同相。再者，當(dāng)確定線電壓過(guò)低時(shí)，系統(tǒng)通常關(guān)閉。然而，公用線路通常具有相對(duì)較高的阻抗，并且調(diào)節(jié)公用電力的線路調(diào)節(jié)器通常是高度電感的。高電感導(dǎo)致重新啟動(dòng)控制器時(shí)電流的大量涌入，并且流經(jīng)通過(guò)高阻抗公用線路的較大突入電流導(dǎo)致短期壓降，這會(huì)欺騙系統(tǒng)使其關(guān)閉。最后，反相器通常包括功率晶體管。為了監(jiān)控耦合至反相器的負(fù)載的狀況，已經(jīng)提出了在功率晶體管導(dǎo)通時(shí)對(duì)通過(guò)其的電流進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備。然而，這并不總是提供負(fù)載狀況的精確指示。作為電力故障期間實(shí)現(xiàn)備用電力或警報(bào)的可替換物，交通控制系統(tǒng)使用了控制單元，其通過(guò)閃光切換繼電器對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈的負(fù)載開(kāi)關(guān)提供電壓。在會(huì)發(fā)生電力故障的情況下，監(jiān)控器運(yùn)行繼電器以將交通信號(hào)負(fù)載轉(zhuǎn)換為閃光燈模塊。當(dāng)發(fā)生這種轉(zhuǎn)換時(shí)，控制器單元和負(fù)載開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)，使得交通信號(hào)燈開(kāi)啟和關(guān)閉。閃光燈模塊能夠使交通信號(hào)燈交替規(guī)則地關(guān)閉和開(kāi)啟。這通過(guò)閃光燈模塊以交通信號(hào)燈閃爍開(kāi)啟和關(guān)閉的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。如此，汽車(chē)駕駛員可以看到十字路口處的閃爍紅色交通信號(hào)燈指示，以安全方式指示他們?cè)谕ㄟ^(guò)十字路口之前停車(chē)。交通控制系統(tǒng)通常被認(rèn)為是由交通控制單元組成，該單元用于向一個(gè)或多個(gè)負(fù)載開(kāi)關(guān)(其用于使交通信號(hào)燈開(kāi)啟)提供M伏的DC輸入信號(hào)。沖突監(jiān)控器設(shè)備用于監(jiān)控被提供的、向交通信號(hào)燈供電的適當(dāng)交流被覆線電壓的存在。當(dāng)存在不合適的AC電壓時(shí)，沖突監(jiān)控器使機(jī)電繼電器運(yùn)行，該繼電器接下來(lái)使閃光切換繼電器從負(fù)載開(kāi)關(guān)中移走交通信號(hào)燈電力并將交通信號(hào)燈電力連接至閃光燈單元，這使交通信號(hào)燈閃爍開(kāi)啟和關(guān)閉。已經(jīng)在設(shè)置交通信號(hào)的十字路口處的交通控制系統(tǒng)中使用了提供有電力存儲(chǔ)能力的備用電力，以保持交通控制系統(tǒng)如同利用外部AC電源的操作一樣的操作。由于空間限制和它們的高成本，這種備用電源的使用僅限于很少的設(shè)置了交通信號(hào)的十字路口。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開(kāi)了通過(guò)外部電源供電的LED燈。該系統(tǒng)包括從外部電源接收輸入電壓的輸入電源電路。該輸入電源電路包括電源檢測(cè)電路。該電源檢測(cè)電路適合于確定LED燈的電源狀態(tài)。該系統(tǒng)還包括LED負(fù)載和電池供電驅(qū)動(dòng)電路。如果LED燈的電源狀態(tài)處于電源故障狀態(tài)，則電池供電驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開(kāi)了用于LED燈的自備用系統(tǒng)。LED燈包括LED負(fù)載。 自備用系統(tǒng)包括線路檢測(cè)器電路，其適用于生成來(lái)自電源的電壓的測(cè)量值。自備用系統(tǒng)還包括具有電壓的電池和適用于將電池的電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓的電壓轉(zhuǎn)換器電路。此外，自備用系統(tǒng)包括適合于以驅(qū)動(dòng)電壓周期性驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載的閃光燈電路；以及適合于基于電壓的測(cè)量值來(lái)確定是否使能閃光燈電路的閃光燈使能電路。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于在LED燈中提供安全備用信號(hào)的方法。LED燈從外部電源接收電力。該方法包括基于對(duì)來(lái)自外部電源的輸入電壓的測(cè)量來(lái)檢測(cè)LED燈的電源狀態(tài)。該方法還包括確定電源狀態(tài)是否處于電源故障狀態(tài)，并且如果電源狀態(tài)處于電源故障狀態(tài)，則生成來(lái)自備用電源的安全備用信號(hào)。安全備用信號(hào)是周期性的。該方法還包括，如果電源狀態(tài)處于電源故障狀態(tài)，則向LED燈提供安全備用信號(hào)。


目前所公開(kāi)的主題可以采用按照各種部件和部件布置以及各種步驟和步驟布置的形式。附圖僅是示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而不應(yīng)將其解釋為限制性的。此外，應(yīng)該理解， 附圖未按比例繪制。圖1是本發(fā)明的示例性交通LED燈的框圖；圖2是電涌保護(hù)電路的示例性實(shí)施方式的電路示意圖；圖3是線路檢測(cè)電路的示例性實(shí)施方式的電路示意圖；圖4是參考電路的示例性實(shí)施方式的電路示意圖；圖5是閃光燈使能電路的示例性實(shí)施方式的電路示意圖；圖6是電池的示例性實(shí)施方式的電路示意圖；圖7是電壓轉(zhuǎn)換電路的示例性實(shí)施方式的電路示意圖；圖8是閃光燈電路的示例性實(shí)施方式的電路示意圖；圖9是反饋電路的示例性實(shí)施方式的電路示意圖；以及圖10是交通LED燈的透視圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)示例性實(shí)施方式，交通LED(或鐵路，rail)燈包括在失去電力期間以閃光模式操作信號(hào)的自備用系統(tǒng)。可以在交通的每個(gè)方向上(諸如，4路)安裝交通LED燈，以在電力故障期間在十字路口處使得所有通行停止。根據(jù)另一示例性實(shí)施方式，普通的照明燈 (諸如，住宅LED燈)包括在電力失去期間以穩(wěn)定狀態(tài)模式運(yùn)行燈的自備用系統(tǒng)。自備用系統(tǒng)包括自備用電路和電池。自備用電路可包括線路檢測(cè)器電路、安全電路、沖突監(jiān)控器電路適配器、閃光燈使能電路、電壓轉(zhuǎn)換器電路、閃光燈電路、電池充電電路以及光輸出調(diào)整電路。在一些實(shí)施方式中，自備用系統(tǒng)在電源線的關(guān)閉狀態(tài)下是禁用的，因?yàn)橹悄茈娐反_定關(guān)閉狀態(tài)與電力故障狀態(tài)之間的差別。根據(jù)以下的討論應(yīng)該理解，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其低價(jià)格、所需驅(qū)動(dòng)電壓較低、安全、較小空間要求、沒(méi)有AC/DC轉(zhuǎn)換器要求、無(wú)電池維護(hù)以及獨(dú)立于外部電源。預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)電池可以提供6-8小時(shí)的閃光模式，直到AC電源恢復(fù)。例如，AAA電池或車(chē)用蓄電池。以這種方式，可以采用具有電力提高電路的6V甚至3V電池。參照?qǐng)D1，示出了示例性交通LED燈100的高級(jí)示圖。交通LED燈100包括功率因數(shù)校正電源102、LED負(fù)載104和自備用系統(tǒng)106。功率因數(shù)校正電源102包括電涌保護(hù)電路108、金屬氧化物變阻器(MOV) 110、熔絲熔斷(FBO)熔絲112、電磁干擾(EMI)濾波器 114、整流橋116、沖突監(jiān)控器118、開(kāi)啟/關(guān)閉電路120以及開(kāi)關(guān)式電源122。功率因數(shù)校正電源102是在傳統(tǒng)交通LED燈中存在的。LED負(fù)載104包括一個(gè)或多個(gè)LED。自備用系統(tǒng) 106包括線路檢測(cè)器電路124、電池126、閃光燈使能電路128、電壓轉(zhuǎn)換器電路130、閃光燈電路132以及反饋電路136。閃光燈使能電路128包括參考電路134。在正常操作下，交通LED燈100接收來(lái)自外部電源的輸入電壓。應(yīng)該理解，即使在交通LED燈100處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，也仍然存在正輸入電壓(例如，6V至7V AC)。然后，輸入電壓被反饋到作為功率因數(shù)校正電源102的一部分的電涌保護(hù)電路108。電涌保護(hù)電路108用于將交通LED燈100與外部電源隔離，并且可選地將輸入電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓。此后， 輸入電壓被分配給自備用系統(tǒng)106以及功率因數(shù)校正電源102中的其他電路。自備用系統(tǒng) 106經(jīng)由線路檢測(cè)器電路124接收輸入電壓。線路檢測(cè)器電路IM和閃光燈使能電路1 僅在存在電力故障(即，不是交通LED 燈100處于關(guān)閉或開(kāi)啟的情況)時(shí)，才使能閃光燈電路132。線路檢測(cè)器電路IM測(cè)量輸入電壓并將測(cè)量的電壓傳送給閃光燈使能電路128。閃光燈使能電路1 將來(lái)自線路檢測(cè)器電路124的測(cè)量電壓與來(lái)自參考電路134的參考電壓進(jìn)行比較。如已經(jīng)提到的，參考電路 134是閃光燈使能電路128的一部分。如果來(lái)自線路檢測(cè)電路124的測(cè)量電壓超過(guò)來(lái)自參考電路134的參考電壓，則存在電力，并且閃光燈電路132應(yīng)被禁用。類(lèi)似地，如果來(lái)自線路檢測(cè)電路124的測(cè)量電壓小于來(lái)自參考電路134的參考電壓，則不存在電力并且應(yīng)該使能閃光燈電路132。假設(shè)沒(méi)有電力(即，應(yīng)該使能閃光燈電路132)，如以下所描述的，電壓轉(zhuǎn)換器電路 130和閃光燈電路132生成來(lái)自備用電源的安全備用信號(hào)。此后，該安全備用信號(hào)被提供給 LED 負(fù)載 104。電壓轉(zhuǎn)換器電路130將來(lái)自電池126的電池電壓轉(zhuǎn)換為足以驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載 104(即，驅(qū)動(dòng)電壓)的電平。優(yōu)選地，電壓轉(zhuǎn)換器電路130是降壓、升壓或降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，其允許電壓轉(zhuǎn)換器電路130調(diào)整由LED負(fù)載104牽引的電流。假定當(dāng)代電池技術(shù)的限制，限制牽引電流可以延長(zhǎng)電池126的壽命并且允許用于LED負(fù)載104的有用備用時(shí)間。然后，由電壓轉(zhuǎn)換器電路130生成的驅(qū)動(dòng)電壓被傳送至閃光燈電路132。閃光燈電路132包括定時(shí)器電路以有助于閃光。當(dāng)閃光燈使能電路128和線路檢測(cè)器電路1 確定存在電力故障時(shí)，使能定時(shí)器電路。當(dāng)定時(shí)器電路被使能時(shí)，其以預(yù)定的頻率進(jìn)行脈沖，從而脈沖能夠使電壓轉(zhuǎn)換器電路130驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載140。脈沖部分地借助于反饋電路136來(lái)使電壓轉(zhuǎn)換器電路130能夠驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載140。應(yīng)該理解，使電壓轉(zhuǎn)換器電路130能夠驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載140，有助于LED負(fù)載104的閃光。在可替換實(shí)施方式中，可以更改閃光燈電路132從而以穩(wěn)定狀態(tài)驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載104(即，LED負(fù)載104將被持續(xù)驅(qū)動(dòng)，而不是周期性的)。因此，閃光燈電路132可以更一般地被稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)電路。參照?qǐng)D2，示出了圖1的電涌保護(hù)電路108的示例性實(shí)施方式。電涌保護(hù)電路包括連接器202、變壓器204以及多個(gè)二極管206、208、210、212。電涌保護(hù)電路108接收來(lái)自外部電源的輸入電壓。在正常操作下，輸入電壓通常為用于開(kāi)啟狀態(tài)的80V-135V AC和用于關(guān)閉狀態(tài)的6V-7V AC中的一個(gè)。然而，當(dāng)存在電力故障時(shí)，輸入電壓接近0V。連接器202 連接至變壓器204，其中，通過(guò)預(yù)定的比率因數(shù)(例如，4. 8)轉(zhuǎn)換輸入電壓。此后，經(jīng)由橋式整流器217對(duì)經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓進(jìn)行整流，該整流器由多個(gè)二極管 206、208、210、212組成。應(yīng)該理解，如果輸入電壓為DC電壓，則可以不把橋式整流器包含在電涌保護(hù)電路108中。然而，不管實(shí)施方式如何，從電涌保護(hù)電路108輸出DC電壓。隨后， 該電壓被傳送至圖1的線路檢測(cè)器電路1 和圖1的功率因數(shù)校正電源102的其他電路。參照?qǐng)D3，示出了圖1的線路檢測(cè)器電路IM的示例性實(shí)施方式。線路檢測(cè)器電路包括齊納二極管302，第一多個(gè)電阻器304、306，第二多個(gè)電阻器308、310、312、314以及電容器316。線路檢測(cè)器電路IM接收來(lái)自電涌保護(hù)電路的輸入電壓。在一個(gè)實(shí)施方式中，輸入電壓被轉(zhuǎn)換為24V至108V左右的DC電壓。齊納二極管302用于與第一多個(gè)電阻器304、306聯(lián)合來(lái)保護(hù)閃光燈使能電路，從而該部件限制了牽引電流并防止跨電容器316的電壓超過(guò)預(yù)定電壓。在優(yōu)選實(shí)施方式中，防止跨電容器316的電壓超過(guò)13V。此外，應(yīng)該理解，齊納二極管302通常在交通LED燈處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)調(diào)整輸入電壓，而在交通LED燈處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)不調(diào)整輸入電壓。電容器316平滑跨齊納二極管302的電壓。然后，跨電容器316(和齊納二極管30 的電壓被傳送至由第二多個(gè)電阻器308、 310、312、314組成的簡(jiǎn)單分壓器。所劃分的電壓創(chuàng)建了測(cè)量電壓。當(dāng)交通LED燈處于開(kāi)啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，測(cè)量電壓超過(guò)預(yù)定閾值(例如，在一個(gè)實(shí)施方式中為1.MV)。應(yīng)該理解，系統(tǒng)處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)的測(cè)量電壓(例如，13V)將超過(guò)系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的測(cè)量電壓 (例如，2V)。類(lèi)似地，當(dāng)交通LED燈沒(méi)有電力(例如，電力故障)時(shí)，測(cè)量電壓將低于預(yù)定閾值。隨后，測(cè)量電壓被輸出至閃光燈使能電路。參照?qǐng)D4，示出了參考電路134的示例性實(shí)施方式。參考電路134包括電阻器402 和齊納并聯(lián)穩(wěn)壓器404。如上所述，通過(guò)參考電路134設(shè)置預(yù)定閾值。參考電路134是閃光燈使能電路的子電路并且獲得來(lái)自電池的參考電壓。在一個(gè)實(shí)施方式中，參考電路134創(chuàng)建1. 24V的參考電壓。齊納并聯(lián)穩(wěn)壓器404與電阻器402聯(lián)合確保在改變負(fù)載期間參考電壓保持穩(wěn)定。因此，電阻器402用作電流限制電阻器。參照?qǐng)D5，示出了圖1的閃光燈使能電路128的示例性實(shí)施方式。閃光燈使能電路 128由電池供電并包括比較器502以及多個(gè)電阻器504、506、508、510。比較器502允許閃光燈使能電路1 確定何時(shí)復(fù)位閃光燈電路。比較器502得到來(lái)自參考電路的參考電壓并將其與來(lái)自線路檢測(cè)器電路的測(cè)量電壓進(jìn)行比較。例如，比較器502被配置為具有滯后的非反相比較器。多個(gè)電阻器504、506、508、510限定比較器502的操作及其滯后量。當(dāng)來(lái)自線路檢測(cè)器電路的測(cè)量電壓小于參考電壓時(shí)，比較器502輸出邏輯“1”(在一個(gè)實(shí)施方式中為6V DC)。當(dāng)來(lái)自線路檢測(cè)器電路的測(cè)量電壓大于參考電壓時(shí)，比較器502 輸出邏輯“0” (在一個(gè)實(shí)施方式中為0VDC)。因此，應(yīng)該理解，如果交通LED燈處于開(kāi)啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)(即，存在電力)，返回邏輯“0”，否則返回邏輯“1” (即，存在電力故障)。 比較器502的輸出對(duì)應(yīng)于復(fù)位電壓，其被傳送至閃光燈電路。參照?qǐng)D6，示出了圖1的電池126的示例性實(shí)施方式。如圖6所示，電池被模型化為電壓電源602和電容器604。電容器604簡(jiǎn)單地用于模擬電池126中的固有電容。電池 1 對(duì)電壓轉(zhuǎn)換器電路供電。參照?qǐng)D7，示出了圖1的電壓轉(zhuǎn)換器電路130的示例性實(shí)施方式。電壓轉(zhuǎn)換器電路 130包括恒定電流提升電路702、第一電阻器704、第二電阻器706、電感器708、二極管710 以及電容器712。應(yīng)該理解，電壓轉(zhuǎn)換器電路130調(diào)整由LED負(fù)載牽引的電流，和/或?qū)㈦姵仉妷?在一些實(shí)施方式中為6V DC)轉(zhuǎn)換為足以驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載的電平。如圖7所示，電壓轉(zhuǎn)換器電路130是升壓轉(zhuǎn)換器，用于接通和斷開(kāi)以產(chǎn)生跨LED負(fù)載的調(diào)整電壓?？商鎿Q地， 取決于LED負(fù)載，電壓轉(zhuǎn)換器電路130可以為降壓或降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。恒定電流提升電路702在開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間協(xié)調(diào)切換。電感器708在切換處于開(kāi)啟狀態(tài)的同時(shí)存儲(chǔ)能量，并且在切換處于關(guān)閉狀態(tài)的同時(shí)將能量傳送至LED負(fù)載。 應(yīng)該理解，這允許來(lái)自電池的、比其他可能方式更高的電壓。當(dāng)切換處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，二極管710隔離電感器708。第一電阻器704是使能恒定電流提升電路702的限流電阻。在可替換實(shí)施方式中，第二電阻器706可以代替第一電阻器704連接在恒定電流提升電路702 (引腳3)與圖8的連接器822(引腳幻之間，以在交通LED燈具有電力時(shí)(S卩，LED燈處于開(kāi)啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài))時(shí)關(guān)閉恒定電流提升電路702。應(yīng)該理解，這有利地延長(zhǎng)了電池的壽命。 恒定電流提升電路702還接收來(lái)自反饋電路的反饋電壓，以調(diào)整跨LED負(fù)載的電壓。如果反饋電壓接地，則恒定電流提升電路702被禁用，并且不發(fā)生切換。電容器712用于去除切換噪聲并平滑調(diào)整電壓。此后，調(diào)整電壓被輸出至閃光電路。參照?qǐng)D8，示出了圖1的閃光電路132的示例性實(shí)施方式。閃光電路132由電池驅(qū)動(dòng)并包括定時(shí)器802，電容器804，多個(gè)電容器806、808，第一電阻器810，第二電阻器812，第三電阻器814，第四電阻器816，第五電阻器818，M0SFET 820以及連接器822。閃光電路接收來(lái)自閃光燈使能電路的復(fù)位電壓，其控制定時(shí)器802上的復(fù)位輸入。在優(yōu)選實(shí)施方式中， 定時(shí)器802的復(fù)位輸入是反相輸入，因此，來(lái)自復(fù)位電壓的邏輯“0”復(fù)位定時(shí)器802 ( S卩，定時(shí)器802禁用)，而來(lái)自復(fù)位電壓的邏輯“1”使能定時(shí)器802。如前所討論的，當(dāng)存在電力時(shí)，復(fù)位電壓僅為邏輯“0”。否則，復(fù)位電壓為邏輯“1”，從而使能定時(shí)器802。電容器804 用于保持對(duì)定時(shí)器802的輸入電壓。如果使能定時(shí)器802，則定時(shí)器802產(chǎn)生周期脈沖。第一電阻器810以及第二電阻器812與多個(gè)電容器806、808聯(lián)合用于確定脈沖的周期(即，定時(shí)器的脈沖有多頻繁)。 來(lái)自定時(shí)器802的脈沖控制MOSFET 820的柵極。在脈沖期間，定時(shí)器802導(dǎo)通MOSFET 820，從而完成電路并使來(lái)自電壓轉(zhuǎn)換器電路的調(diào)整電壓驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載。第四電阻器816將 M0SFET820的柵極接地，以確保其從不浮動(dòng)(S卩，其總是接地或拉高)。LED負(fù)載連接至連接器822，從而通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換器電路驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載。參照?qǐng)D9，示出了圖1的反饋電路136的示例性實(shí)施方式。反饋電路136包括電阻器902和MOSFET 904。圖8的連接器822的引腳2處的電壓(即，跨圖8的第三電阻器 814和第五電阻器818的電壓總和)對(duì)應(yīng)于將被施加給電壓轉(zhuǎn)換器電路的反饋電壓。圖8 的定時(shí)器802控制M0SFET904的柵極。在定時(shí)器的脈沖期間，MOSFET 904通過(guò)將反饋電壓連接至電壓轉(zhuǎn)換器電路來(lái)完成對(duì)于電壓轉(zhuǎn)換器的反饋路徑。反饋電壓使能控制電壓轉(zhuǎn)換器電路并允許電壓轉(zhuǎn)換器電路的恒定電流提升電路保持調(diào)整電壓。應(yīng)該理解，可以改變圖8 的第三電阻器814以控制跨LED的電壓。此外，在可替換實(shí)施方式中，可以添加圖8的第五電阻器818和電阻器902以禁用圖8的MOSFET 820和MOSFET 904的使用。在這種實(shí)施方式中，閃光燈電路將被禁用，而LED負(fù)載將被永久驅(qū)動(dòng)(即，事故備用燈應(yīng)用)。因此，閃光燈電路可以更一般地被稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)電路。參照?qǐng)D10，示出了圖1的交通LED燈100的一個(gè)示例性實(shí)施方式的透視圖。如上所述，交通LED燈100包括功率因數(shù)校正電源(未示出)、自備用系統(tǒng)(未示出)以及LED 負(fù)載1002。交通LED燈100還包括殼體1004以及多個(gè)連接器1006、1008。應(yīng)該理解，在殼體1004內(nèi)放置功率因數(shù)校正電源和自備用系統(tǒng)。多個(gè)電力連接器1006、1008將交通LED 燈100連接至外部電源。在正常操作期間，交通LED燈100由外部電源驅(qū)動(dòng)。然而，在電力故障的情況下，通過(guò)自備用系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)交通LED燈100。例如，當(dāng)電力故障時(shí)，自備用系統(tǒng)將被使能，從而閃爍LED負(fù)載1002 (優(yōu)選為紅色)并警告路人η路停車(chē)。已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施方式描述了示例性實(shí)施方式。明顯地，在閱讀并理解前面的詳細(xì)描述的情況下可以進(jìn)行修改和變化。示例性實(shí)施方式包括所有這些修改和改變，它們都在所附權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種由外部電源供電的LED燈，所述系統(tǒng)包括輸入電力電路，接收來(lái)自所述外部電源的輸入電壓，其中，所述輸入電力電路包括適于確定所述LED燈的電力狀態(tài)的電力檢測(cè)電路；LED負(fù)載；以及電池供電的驅(qū)動(dòng)電路，其中，如果所述LED燈的所述電力狀態(tài)處于電力故障狀態(tài)，則所述電池供電的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述LED負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中，所述電池供電的驅(qū)動(dòng)電路包括用于周期性驅(qū)動(dòng)所述LED負(fù)載的閃光燈電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中，所述LED燈還包括殼體，其中，在所述殼體內(nèi)設(shè)置所述輸入電力電路、所述LED負(fù)載以及所述電池供電的驅(qū)動(dòng)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED燈，其中，與所述電池供電的驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)的電池位于所述殼體內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED燈，其中，與所述電池供電的驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)的電池位于所述殼體外部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，還包括電池充電電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中，所述電力檢測(cè)電路通過(guò)生成所述輸入電壓的測(cè)量值來(lái)確定所述電力狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈，其中，所述電力檢測(cè)電路通過(guò)進(jìn)一步將所述輸入電壓的測(cè)量值與參考閾值進(jìn)行比較來(lái)確定所述電力狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈，其中，當(dāng)所述LED燈的所述電力狀態(tài)處于開(kāi)啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述輸入電壓的測(cè)量值超過(guò)第一預(yù)定閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED燈，其中，當(dāng)所述LED燈的電力狀態(tài)處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，所述輸入電壓的測(cè)量值超過(guò)第二預(yù)定閾值，但是當(dāng)所述LED燈處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述輸入電壓的測(cè)量值不超過(guò)所述第二預(yù)定閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED燈，其中，當(dāng)交通LED燈的電力狀態(tài)處于所述電力故障狀態(tài)時(shí)，所述輸入電壓的測(cè)量值小于所述第一預(yù)定閾值。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中，當(dāng)所述LED燈處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，由所述外部電源驅(qū)動(dòng)所述LED負(fù)載，其中，當(dāng)所述LED燈處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述LED負(fù)載不被驅(qū)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中，所述LED燈的所述電力狀態(tài)為以下?tīng)顟B(tài)之一 開(kāi)啟狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)或所述電力故障狀態(tài)。
14.一種用于LED燈的自備用系統(tǒng)，其中，所述LED燈包括LED負(fù)載，所述自備用系統(tǒng)包括線路檢測(cè)器電路，適于生成來(lái)自電源的電壓的測(cè)量值；電池，具有電壓；電壓轉(zhuǎn)換器電路，適于將所述電池的電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓；閃光燈電路，適于以所述驅(qū)動(dòng)電壓周期性地驅(qū)動(dòng)所述LED負(fù)載；以及閃光燈使能電路，適于基于所述電壓的測(cè)量值確定是否使能所述閃光燈電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的LED燈，其中，當(dāng)所述LED燈處于開(kāi)啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)， 所述電壓的測(cè)量值超過(guò)第一預(yù)定閾值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的LED燈，其中，當(dāng)所述LED燈處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，所述電壓的測(cè)量值超過(guò)第二預(yù)定閾值，但是當(dāng)所述LED燈處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述電壓的測(cè)量值不超過(guò)所述第二預(yù)定閾值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的LED燈，其中，當(dāng)所述LED燈處于電力故障狀態(tài)時(shí)，所述電壓的測(cè)量值小于所述第一預(yù)定閾值。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的自備用系統(tǒng)，其中，所述閃光燈使能電路將所述電壓的測(cè)量值與參考閾值進(jìn)行比較。
19.一種用于在LED燈中提供安全備用信號(hào)的方法，其中，所述LED燈接收來(lái)自外部電源的電力，所述方法包括基于來(lái)自所述外部電源的輸入電壓的測(cè)量值來(lái)檢測(cè)所述LED燈的電力狀態(tài)； 確定所述電力狀態(tài)是否處于電力故障狀態(tài)；如果所述電力狀態(tài)處于所述電力故障狀態(tài)，則生成來(lái)自備用電源的所述安全備用信號(hào)，其中，所述安全備用信號(hào)是周期性的；以及如果所述電力狀態(tài)處于所述電力故障狀態(tài)，則將所述安全備用信號(hào)提供給所述LED燈。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述檢測(cè)過(guò)程用于區(qū)分開(kāi)啟狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)以及所述電力故障狀態(tài)，所述檢測(cè)過(guò)程包括調(diào)整所述輸入電壓，其中，經(jīng)過(guò)調(diào)整的電壓為第一預(yù)定閾值和所述輸入電壓中的最小值；以及將所述經(jīng)過(guò)調(diào)整的電壓與第二預(yù)定閾值進(jìn)行比較，以確定所述電力狀態(tài)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的一個(gè)方面，提供了一種LED燈。在一個(gè)實(shí)施方式中，LED燈被制作為安裝在包括其他燈的交通信號(hào)殼體中，其中，LED燈可以為紅色、黃色、綠色或另一顏色，并且可以表示完整球狀顯示、箭頭顯示或另一顯示。LED燈適用于由外部電源供電并包括從外部電源接收輸入電壓的輸入電力電路。輸入電力電路包括適于確定交通LED燈的電力狀態(tài)的電力檢測(cè)電路。LED燈進(jìn)一步包括LED負(fù)載和電池供電驅(qū)動(dòng)電路。如果LED燈的電力狀態(tài)處于電力故障狀態(tài)，則電池供電驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載。
文檔編號(hào)G08G1/095GK102171739SQ200980139509
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者伯努瓦·埃斯拉姆布雷, 克里斯蒂安·波里爾, 穆罕默德·謝里夫·加南, 約翰·克里斯曼 申請(qǐng)人:照明有限責(zé)任公司