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LED在交通信号灯的应用领域

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  在我国,高亮度LED城市交通信号灯也已开始应用。上海市已明确规定,新安装的交通信号灯一律使用LED。一般城市的市内每个十字路口需要12个红、黄、蓝绿信号灯(4套),加上人行横道警示灯24个(8套)共36个,其中12个是蓝绿信号灯。这样每个路口需要2400只高亮度蓝绿LED。  

2000年全国设市的城市有663个,其中特大城市37个、大城市51个、中等城市216个、小城市359个,以平均每个城市500个路口计,则全国就需要高亮度蓝绿LED约8亿只。  

1.用做铁路信号灯的LED  
铁路上的交通信号灯也可用LED替代,但铁路用的交通信号灯的颜色分为红、黄、绿、月白色等,并对颜色的要求有特殊规定。铁路交通信号灯的使用环境更加苛刻,有的设置在沙漠上、有安装在大桥上。有时安装高度也比城市信号灯低,并且电源的供应也比较困难。  
首先,环境温度要求:高温测试实际应达到60-70℃,低温应达到-40~-50℃。防灰尘要求也更加严格,因为它安装位置低,火车开动时铁路上的灰尘很多,会把交通信号灯的光线挡住;而且火车司机一般几百米就应见到信号灯的信号,所以亮度要高,才能照得远。  
火车上的列车员和铁路上的工作人员手提的信号灯用量也很大,使用LED替代也是没有问题的。这种灯如果采用LED,则体积小、耗电省、使用方便,一定会受铁路员工欢迎。

2..LED交通信号灯的器件设计  
使用LED交通信号灯取代传统的白炽灯,节电可达80%以上;其光学性能比用100W的白炽灯还要好。为了保证交通信号灯的使用寿命能超过5年,建议在设计LED交通信号灯时应采取以下的技术措施:  
(1)选用亮度较高的LED芯片。选用的LED最好使用铜支架,在设计印制电路板时应当把覆铜板面积留大一些这样有利于LED将热量导出(由电路板的铜带把热量散出)。  
(2)在选用LED时,其设计指标要比交通信号灯要求的指标亮20%。采用反光杯技术,可以提高信号灯的出光效果。  
(3)驱动电流应采用可靠的恒流电源,当电压在±20%范围内变动时,电流变卦控制在1mA内。因LED的正向电压随温度的上升而下降,如果采用电阻降压、电容降压或恒压方式,其电流就会随之增加,又会引起温度上升,从而造成恶性循环直至LED损坏。  
(4)每个LED承受的电流应留有余地,小于通常室温下所用的电流值20mA。例如,红、黄LED使用17-18mA,蓝绿LED使用约16mA.因为从LED的极限工作电流与环境温度的关系可看出,对于红、黄LED,当上升到80℃时其极限电流只允许23mA;而蓝绿LED当温度上升到70℃时其基线电流只允许10mA。超过这两种LED的极限允许电流,LED就要损坏。  
3.LED交通信号灯的技术标准  
到目前为止,LED交通信号灯有圆形的红。绿、黄灯,也有箭头式的红、绿灯,还有人行道的红、黄、绿灯。这几种样式的灯的技术标准都不一样,但它们光强和亮度值测量都是以水平方向、俯视角测量的。在水平光轴上,有水平角两侧5°、水平角两侧10°、水平角两侧15°、水平角两侧20°。水平角两侧30°等;而上下是以光轴上俯角5°、俯角10°、俯角20°来测量各点的光学指标的。对于信号灯的颜色,不同国家的标准也不一样。  
由于交通信号灯的环境条件比较苛刻,要在60~-40℃中循环对其进行高低温测试。对交通信号灯防水条件要求也比较高,在一定水压下可对交通信号灯从各方面进行冲击,要保证不能进水。防尘也是对交通信号灯的又一要求,即表面透镜不能粘有灰尘。以上标准可查看交通部门的具体测试指标,在交通部门有专门负责交通信号灯指标测试和检验的研究所。  
  

2020-03-24 1647人浏览