專利名稱：用于交通燈的單個led驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及發(fā)光二極管(“LEDs”)。本發(fā)明尤其涉及一種在位于道路交叉口、鐵路交叉口、活動橋以及任何其它公知應用的交通燈中操作多個LED的單個驅(qū)動器。
諸如LED的半導體光源被廣泛用于交通燈上。在此應用中的半導體光源具有優(yōu)于通常白熾燈的優(yōu)點比通常白熾燈具有更長壽命和更低能耗。用于道路交叉口指揮交通的交通燈典型地具有三個LED陣列，其中從所述LED陣列所發(fā)射光功率的顏色分別是紅、黃和綠。一LED陣列通常由12至250個單獨的LED形成并且所述LED陣列的整體光輸出功率大約為1瓦特。每個LED陣列是由一專有的LED驅(qū)動器所控制。需要通過減少LED驅(qū)動器的數(shù)量來減少整個系統(tǒng)消耗。
本發(fā)明的一種形式是一種交通燈，包括一電壓源、一開關(guān)控制器和與所述電壓源并聯(lián)耦合的一LED電路。所述LED電路包括串聯(lián)的一LED陣列、一限流器和一電子開關(guān)。只要所述開關(guān)控制器打開所述電子開關(guān)，從電壓源通過所述LED陣列的LED電流流都被阻止。只要所述開關(guān)控制器閉合所述電子開關(guān)，所述限流器控制通過所述LED陣列的LED電流流。所述開關(guān)控制器有選擇地打開和閉合所述電子開關(guān)從而有選擇地從所述LED陣列發(fā)射一個交通燈。
本發(fā)明的第二形式是一種交通燈，包括一電流源、一開關(guān)控制器和與所述電流源串聯(lián)耦合的一LED電路。所述LED電路包括并聯(lián)的一LED陣列和一電子開關(guān)。只要所述開關(guān)控制器閉合所述電子開關(guān)，從所述電流源通過所述LED陣列的LED電流流被阻止。只要所述開關(guān)控制器打開所述電子開關(guān)，所述LED電流從所述電流源流經(jīng)所述LED陣列。所述開關(guān)控制器有選擇地打開和閉合所述電子開關(guān)從而有選擇地從所述LED電路發(fā)射一交通燈。
以下將結(jié)合附圖對當前優(yōu)選實施例進行詳細描述，這使得本發(fā)明的前述程序形式以及其他形式、特征和優(yōu)點更為明顯。所述詳細描述和附圖只是對本發(fā)明的描述而非限制，本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求及其等價物所定義的。


圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的一種發(fā)射紅燈的交通燈的第一實施例；
圖2示出了一種發(fā)射黃燈的圖1的交通燈；圖3示出了一種發(fā)射綠燈的圖1的交通燈；圖4示出了依據(jù)本發(fā)明的一種發(fā)射紅燈的交通燈的第二實施例；圖5示出了一種發(fā)射黃燈的圖4的交通燈；圖6示出了一種發(fā)射綠燈的圖4的交通燈；圖7示出了依據(jù)本發(fā)明的一種交通燈的第三實施例；以及圖8示出了依據(jù)本發(fā)明的一種交通燈的第四實施例；如圖1-3所示的交通燈10采用了一LED驅(qū)動器20、一開關(guān)控制器(“SC”)21、與LED驅(qū)動器20并聯(lián)的一紅LED電路、與LED驅(qū)動器20并聯(lián)的一黃LED電路以及與LED驅(qū)動器20并聯(lián)的綠LED電路。LED驅(qū)動器20采用一電壓源Vs按如下所述的方式向所述LED電路提供LED電流。實際上，電壓源Vs典型地為用于美國的120V，而用于其它市場，如歐洲和亞洲，電壓源Vs可以是230V至240V。
所述紅LED電路采用串聯(lián)的一R-LED陣列30、一常規(guī)限流器(“CL”)31和一常規(guī)電子開關(guān)32。一常規(guī)折射鏡33所處位置與R-LED陣列30相關(guān)，這使得只要從R-LED陣列30中發(fā)射任何光，所述折射鏡可傳送紅交通信號。在一個實施例中，R-LED陣列30發(fā)射白光并且折射鏡33的顏色是紅的。在第二實施例中，R-LED陣列30發(fā)射紅光并且折射鏡33的顏色是紅的。
所述黃LED電路采用串聯(lián)的一Y-LED陣列40、一常規(guī)限流器(“CL”)41和一常規(guī)電子開關(guān)42。一常規(guī)折射鏡43所處位置與Y-LED陣列40相關(guān)，這使得只要從Y-LED陣列40發(fā)射任何光所述常規(guī)折射鏡可傳送一黃交通信號。在一個實施例中，Y-LED陣列40發(fā)射白光并且折射鏡33的顏色是黃的。在第二實施例中，Y-LED陣列40發(fā)射黃光并且折射鏡33的顏色是黃的。
所述綠LED電路采用串聯(lián)的一G-LED陣列50、一常規(guī)限流器(“CL”)51和一常規(guī)電子開關(guān)52。一常規(guī)折射鏡53所處位置與G-LED陣列50相關(guān)，這使得只要從G-LED陣列50發(fā)射任何光所述常規(guī)折射鏡可傳送一綠交通信號。在一個實施例中，G-LED陣列50發(fā)射白光并且折射鏡53的顏色是綠的。在第二實施例中，G-LED陣列50發(fā)射綠光并且折射鏡53的顏色是綠的。
開關(guān)控制器21通常用于有選擇地打開和閉合開關(guān)32、42和52從而在給定時間段只允許從所述LED陣列30、40、或50之一發(fā)射光。
在如圖1所述的一種紅光操作中，開關(guān)32被閉合，并且開關(guān)42和52被打開。因此，只有所述紅LED電路將具有流經(jīng)此電路的LED電流IRL從而經(jīng)由R-LED陣列30和折射鏡33發(fā)射紅交通燈。
在如圖2所述的一種黃燈操作中，開關(guān)42被閉合，并且開關(guān)32和52被打開。因此，只有所述黃LED電路將具有流經(jīng)此電路的LED電流IYL從而經(jīng)由Y-LED陣列40和折射鏡43發(fā)射黃交通燈。
在如圖3所述的一種綠燈操作中，開關(guān)52被閉合，并且開關(guān)32和42被打開。因此，只有所述綠LED電路將具有流經(jīng)此電路的LED電流IGL從而經(jīng)由G-LED陣列50和折射鏡53發(fā)射綠交通燈。
開關(guān)控制器21與交通控制器單元(未示出)電子通信，當每個開關(guān)32、42和52被排它地閉合時所述交通控制器單元將指示所述開關(guān)控制器21。為了避免向觀測者發(fā)送混亂信息，適當操作開關(guān)控制器21則永遠不會同時閉合交通信號燈10的所述開關(guān)32、42和52中的兩個。
圖4-6描述了一種交通燈60，采用一LED驅(qū)動器70、一開關(guān)控制器(“SC”)71、與LED驅(qū)動器70串聯(lián)的一紅LED電路、與所述紅LED電路串聯(lián)的一黃LED電路以及與所述黃LED電路串聯(lián)的一綠LED電路。LED驅(qū)動器70包括一電流源IS，用于按如下所述方式向所述LED電路提供LED電流。
所述紅LED電路采用并聯(lián)的一R-LED陣列80和一常規(guī)電子開關(guān)81。常規(guī)折射鏡82所處位置與R-LED陣列80相關(guān)，只要任何光從R-LED陣列80發(fā)出，折射鏡都可與傳送紅交通信號。在一個實施例中，R-LED陣列80發(fā)射白光并且折射鏡83的顏色是紅的。在第二實施例中，R-LED陣列80發(fā)射紅光和并且折射鏡83的顏色是紅的。
所述黃LED電路采用并聯(lián)的一Y-LED陣列90和一常規(guī)電子開關(guān)91。常規(guī)折射鏡92所處位置與Y-LED陣列90相關(guān)，只要任何光從Y-LED陣列90發(fā)出，折射鏡都可傳送黃交通信號。在一個實施例中，Y-LED陣列90發(fā)射白光并且折射鏡93的顏色是黃的。在第二實施例中，Y-LED陣列90發(fā)射黃光和并且折射鏡93的顏色是黃的。
所述綠LED電路采用并聯(lián)的一G-LED陣列100和一常規(guī)電子開關(guān)101。常規(guī)折射鏡102所處位置與G-LED陣列100相關(guān)，只要任何光從G-LED陣列100發(fā)出，折射鏡都可傳送綠交通信號。在一個實施例中，G-LED陣列100發(fā)射白光并且折射鏡103的顏色是綠的。在第二實施例中，G-LED陣列100發(fā)射綠光和并且折射鏡103的顏色是綠的。
開關(guān)控制器71通常用于有選擇地打開和閉合開關(guān)81、91和101從而在給定時間段只允許從所述LED陣列80、90、或100之一發(fā)射光。
在如圖4所示的紅燈操作中，開關(guān)81被打開，并且開關(guān)91和101被閉合。因此，LED電流IRL將首先流經(jīng)所述R-LED陣列80從而經(jīng)由R-LED陣列80和折射鏡82發(fā)射紅交通燈，然后流經(jīng)分別由閉合的開關(guān)91和101所形成的與所述LED陣列90和100并聯(lián)的所述短路電路。
在如圖5所示的黃燈操作中，開關(guān)91被打開，并且開關(guān)81和101被閉合。因此，LED電流IYL隨后將流經(jīng)(1)由閉合的開關(guān)81所形成的與R-LED陣列80并聯(lián)的所述短路電路，(2)Y-LED陣列90從而經(jīng)由Y-LED陣列90和折射鏡92發(fā)射黃交通信號，和(3)由閉合的開關(guān)101所形成的與G-LED陣列100并聯(lián)的所述短路電路。
在如圖6所示的綠燈操作中，開關(guān)101被打開，并且開關(guān)81和91被閉合。因此，LED電流IGL將首先流經(jīng)分別由閉合的開關(guān)81和91所形成的與所述LED陣列80和90并聯(lián)的所述短路電路，然后流經(jīng)所述G-LED陣列100從而經(jīng)由G-LED陣列100和折射鏡102發(fā)射綠交通信號。
開關(guān)控制器71與一交通控制器單元(未示出)通信，當所述開關(guān)81、91和101被排它地打開時所述交通控制器單元將指示所述開關(guān)控制器71。為了避免向觀測者發(fā)送混亂信息，適當操作開關(guān)控制器71則永遠不會同時打開交通信號燈60的所述開關(guān)81、91和101中的兩個。
如圖7所示的一交通燈11采用LED驅(qū)動器20、開關(guān)控制器(“SC”)21、與LED驅(qū)動器20并聯(lián)的一紅LED電路、與LED驅(qū)動器20路并聯(lián)的兩個(2)黃LED電路，以及與LED驅(qū)動器20’并聯(lián)的兩個(2)綠LED電路。
所述紅LED電路采用如結(jié)合圖1-3先前描述的串聯(lián)的R-LED陣列30、限流器(“CL”)31和常規(guī)的電子開關(guān)32。
所述右側(cè)黃LED電路采用如結(jié)合圖1-3先前描述的串聯(lián)的Y-LED陣列40、限流器(“CL”)41和電子開關(guān)42。與右側(cè)黃LED電路相類似，所述左側(cè)黃LED電路采用串聯(lián)的一Y-LED陣列44、一常規(guī)限流器(“CL”)45和一常規(guī)電子開關(guān)46。
所述右側(cè)綠LED電路采用如結(jié)合圖1-3先前描述的串聯(lián)的G-LED陣列50、限流器(“CL”)51和電子開關(guān)52。與右側(cè)綠LED電路相類似，所述左側(cè)綠LED電路采用串聯(lián)的一G-LED陣列54、一常規(guī)限流器(“CL”)55和一常規(guī)電子開關(guān)56。
開關(guān)控制器21通常用于有選擇地打開和閉合電子開關(guān)32，42，45，52和56從而允許在特定時間段從所述LED陣列30，40，44，50和54中的一個或者兩個發(fā)射光。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將知曉基于選擇性地打開和閉合電子開關(guān)32，42，45，52和56而有選擇地流經(jīng)LED陣列30，40，44，50和54的各種LED電流的特性。
如圖8所示的一交通燈61采用LED驅(qū)動器70、開關(guān)控制器(“SC”)71、與LED驅(qū)動器70串聯(lián)的一紅LED電路、與所述紅LED電路串聯(lián)的兩個(2)黃LED電路，以及與所述黃LED電路串聯(lián)的兩個(2)綠LED電路。
所述紅LED電路采用如結(jié)合圖4-6先前描述的并聯(lián)的R-LED陣列80和電子開關(guān)81。
所述右側(cè)黃LED電路采用如結(jié)合圖4-6先前描述的并聯(lián)的Y-LED陣列90和電子開關(guān)92。與右側(cè)黃LED電路相類似，所述左側(cè)黃LED電路采用并聯(lián)的一Y-LED陣列93和一常規(guī)電子開關(guān)95。
所述右側(cè)綠LED電路采用如結(jié)合圖4-6先前描述的并聯(lián)的LED陣列100和電子開關(guān)101。與右側(cè)綠LED電路相類似，所述左側(cè)綠LED電路采用并聯(lián)的一G-LED陣列103和一常規(guī)電子開關(guān)104。
開關(guān)控制器71通常用于有選擇地打開和閉合電子開關(guān)81，91，94，101和104從而允許在特定時間段從所述LED陣列80，90，93，100和103中的一個或者兩個發(fā)射光。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將知曉基于選擇性地打開和閉合電子開關(guān)81，91，94，101和104而有選擇地流經(jīng)LED陣列80，90，93，100和103的各種LED電流的特性。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員依據(jù)在此描述的本發(fā)明可采用多種不同的交通燈實現(xiàn)方式。第一種典型的實現(xiàn)方式是作為用于十字路的交叉路口從而防止交叉路口的車輛沖突的標準交通燈。第二種典型的實現(xiàn)方式是作為當活動橋是不活動或者活動時發(fā)信號的交通燈。第三種典型的實現(xiàn)方式是作為在鐵路道口控制兩個閃爍紅燈的交通燈。第四種典型的實現(xiàn)方式是在交叉路口控制“行走”和“禁止行走”的振蕩信號的交通燈。第五種典型的實現(xiàn)方式是作為閃光信號驅(qū)動器從而將兩條路并成一條路的閃爍交通燈。
本發(fā)明所公開的實施例是優(yōu)選實施例，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對其進行各種改變和變化。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來指示，并且在其等價物的意義和范圍內(nèi)的所有改變被包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種交通燈(10，11)，包括一電壓源(VS)；一第一LED電路，包括與所述電壓源(VS)串聯(lián)的一第一LED陣列(30)、一第一限流器(31)和一第一電子開關(guān)(32)；以及一開關(guān)控制器(21)，用于有選擇地打開和閉合所述第一電子開關(guān)(32)，其中只要所述開關(guān)控制器(21)閉合所述第一電子開關(guān)(32)，所述第一限流器(31)控制從所述電壓源(VS)通過所述第一LED陣列(30)的第一LED電流(IRL)流，并且其中只要所述開關(guān)控制器(21)打開所述第一電子開關(guān)(32)，從所述電壓源(VS)通過所述第一LED陣列(30)的所述第一LED電流(IRL)流被阻止。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的交通燈(10，11)，還包括與所述第一LED電路并聯(lián)的一第二LED電路，所述第二LED電路包括與所述電壓源(VS)串聯(lián)的一第二LED陣列(40)，一第二限流器(41)和一第二電子開關(guān)(42)，其中所述開關(guān)控制器(21)還用于有選擇地打開和閉合所述第二電子開關(guān)(42)，其中只要所述開關(guān)控制器(21)閉合所述第二電子開關(guān)(42)，所述第二限流器(41)控制從所述電壓源(VS)通過所述第二LED陣列(40)的第二LED電流(IYL)流，并且其中只要所述開關(guān)控制器(21)打開所述第二電子開關(guān)(42)，從所述電壓源(VS)通過所述第二LED陣列(40)的所述第二LED電流(IYL)流被阻止。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的交通燈(10，11)，還包括與所述第一LED電路和所述第二LED電路并聯(lián)的一第三LED電路，所述第三LED電路包括與所述電壓源(VS)串聯(lián)的一第三LED陣列(50)、一第三限流器(51)和一第三電子開關(guān)(52)，其中所述開關(guān)控制器(21)還用于有選擇地打開和閉合所述第三電子開關(guān)(52)，其中只要所述開關(guān)控制器(21)閉合所述第三電子開關(guān)(52)，所述第三限流器(51)控制從所述電壓源(VS)通過所述第三LED陣列(50)的第三LED電流(IGL)流，并且其中只要所述開關(guān)控制器(21)打開所述第三電子開關(guān)(52)，從所述電壓源(VS)通過所述第三LED陣列(50)的所述第三LED電流(IGL)流被阻止。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的交通燈(10，11)，還包括與所述第一LED電路、所述第二LED電路和所述第三LED電路并聯(lián)的一第四LED電路，所述第四LED電路包括與所述電壓源(VS)串聯(lián)的一第四LED陣列(44)、一第四限流器(45)和一第四電子開關(guān)(46)，其中所述開關(guān)控制器(21)還用于有選擇地打開和閉合所述第四電子開關(guān)(46)，其中只要所述開關(guān)控制器(21)閉合所述第四電子開關(guān)(46)，所述第四限流器(45)控制從所述電壓源(VS)通過所述第四LED陣列(44)的第四LED電流流，并且其中只要所述開關(guān)控制器(21)打開所述第四電子開關(guān)(46)，從所述電壓源(VS)通過所述第四LED陣列(44)的所述第四LED電流流被阻止。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的交通燈(10，11)，還包括與所述第一LED電路、所述第二LED電路、所述第三LED電路和所述第四LED電路并聯(lián)的一第五LED電路，所述第五LED電路包括與所述電壓源(VS)串聯(lián)的一第五LED陣列(54)、一第五限流器(55)和一第五電子開關(guān)(56)，其中所述開關(guān)控制器(21)還用于有選擇地打開和閉合所述第五電子開關(guān)(56)，其中只要所述開關(guān)控制器(21)閉和所述第五電子開關(guān)(56)，所述第五限流器(55)控制從所述電壓源(VS)通過所述第五LED陣列(54)的第五LED電流流，并且其中只要所述開關(guān)控制器(21)打開所述第五電子開關(guān)(56)，從所述電壓源(VS)通過所述第五LED陣列(54)的所述第五LED電流流被阻止。
6.一種交通燈(60，61)，包括一電流源(IS)；與所述電流源(IS)串聯(lián)的一第一LED電路，所述第一LED電路包括并聯(lián)的一第一LED陣列(80)和一第一電子開關(guān)(81)；以及一開關(guān)控制器(71)，用于有選擇地打開和閉和所述第一電子開關(guān)(81)，其中只要所述開關(guān)控制器(71)打開所述第一電子開關(guān)(81)，一第一LED電流(IRL)從所述電流源(IS)流經(jīng)所述第一LED陣列(80)，并且其中只要所述開關(guān)控制器(71)閉和所述電子開關(guān)(81)，從所述電流源(IS)通過所述第一LED陣列(80)的所述第一LED電流(IRL)流被阻止。
7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的交通燈(60，61)，還包括與所述第二LED電路串聯(lián)的一第二LED電路，所述第二LED電路包括并聯(lián)的一第二LED陣列(90)和一第二電子開關(guān)(91)，其中所述開關(guān)控制器(71)還用于有選擇地打開和閉和所述第二電子開關(guān)(91)，其中只要所述開關(guān)控制器(71)打開所述第二電子開關(guān)(91)，一第二LED電流(IYL)從所述電流源(IS)流經(jīng)所述第二LED陣列(90)，并且其中只要所述開關(guān)控制器(71)閉和所述第二電子開關(guān)(91)，從所述電流源(IS)通過所述第二LED陣列(90)的所述第二LED電流(IYL)流被阻止。
8.依據(jù)權(quán)利要求7所述的交通燈(60，61)，還包括與所述第二LED電路串聯(lián)的一第三LED電路，所述第三LED電路包括并聯(lián)的一第三LED陣列(100)和一第三電子開關(guān)(101)，其中所述開關(guān)控制器(71)還用于有選擇地打開和閉和所述第三電子開關(guān)(101)，其中只要所述開關(guān)控制器(71)打開所述第三電子開關(guān)(101)，一第三LED電流(IGL)從所述電流源(IS)流經(jīng)所述第三LED陣列(100)，并且其中只要所述開關(guān)控制器(71)閉和所述第三電子開關(guān)(101)，從所述電流源(IS)通過所述第三LED陣列(100)的所述第三LED電流(IGL)流被阻止。
9.依據(jù)權(quán)利要求8所述的交通燈(60，61)，還包括與所述第四LED電路串聯(lián)的一第四LED電路，所述第四LED電路包括并聯(lián)的一第四LED陣列(93)和一第四電子開關(guān)(94)，其中所述開關(guān)控制器(71)還用于有選擇地打開和閉和所述第四電子開關(guān)(94)，其中只要所述開關(guān)控制器(71)打開所述第四電子開關(guān)(94)，一第四LED電流從所述電流源(IS)流經(jīng)所述第四LED陣列(93)，并且其中只要所述開關(guān)控制器(71)閉和所述第四電子開關(guān)(94)，從所述電流源(IS)通過所述第四LED陣列(93)的所述第四LED電流流被阻止。
10.依據(jù)權(quán)利要求9所述的交通燈(60，61)，還包括與所述第五LED電路串聯(lián)的一第五LED電路，所述第五LED電路包括并聯(lián)的一第五LED陣列(103)和一第五電子開關(guān)(104)，其中所述開關(guān)控制器(71)還用于有選擇地打開和閉和所述第五電子開關(guān)(104)，其中只要所述開關(guān)控制器(71)打開所述第五電子開關(guān)(104)，一第五LED電流從所述電流源(IS)流經(jīng)所述第五LED陣列(103)，并且其中只要所述開關(guān)控制器(71)閉和所述第五電子開關(guān)(104)，從所述電流源(IS)通過所述第五LED陣列(103)的所述第五LED電流流被阻止。
全文摘要
一種形式的交通燈(10、11)采用連接到電壓源(Vs)的一或多個LED電路。每個LED電路包括串聯(lián)的一LED陣列(30)、一限流器(31)和一電子開關(guān)(32)。只要一開關(guān)控制器(21)閉合所述相關(guān)電子開關(guān)(32)，每個限流器(31)控制通過一相關(guān)LED陣列(30)的LED電流(IRL)流。另一形式的交通燈(60、61)采用一或多個連接到一電流源(1s)的LED電路。每個LED電路包括并聯(lián)的LED陣列(80)和電子開關(guān)(81)。只要一開關(guān)控制器(71)打開所述相關(guān)電子開關(guān)(81)，一LED電流(IRL)流經(jīng)一LED陣列(80)。
文檔編號H05B33/08GK1816833SQ200480018549
公開日2006年8月9日 申請日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
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