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1、(10)申请公布号 CN 103369803 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103369803 A *CN103369803A* (21)申请号 201310097995.3 (22)申请日 2013.03.25 2012-077607 2012.03.29 JP H05B 37/03(2006.01) (71)申请人 东芝照明技术株式会社 地址 日本神奈川县 (72)发明人 新野真吾 (74)专利代理机构 广州三环专利代理有限公司 44202 代理人 温旭 郝传鑫 (54) 发明名称 标识灯及标识灯系统 (57) 摘要 本发明提供一种标识灯及标识灯系统， 其从 交流恒流。
2、电源装置经由可饱和装置供电。具有作 为光源的固体发光装置、 对固体发光装置进行点 灯控制的点灯装置。还具有监控固体发光装置的 状态， 在检测到异常状态时将对应的可饱和装置 的输出侧断开的异常监控装置。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103369803 A CN 103369803 A *CN103369803A* 1/1 页 2 1. 一种标识灯， 从交流恒流电源装置经可饱和装置供电， 其特征在于， 具备 ：。
3、 作为光源的固体发光装置 ； 点灯装置， 其对所述固体发光装置进行点灯控制 ； 异常监控装置， 其对所述固体发光装置及所述点灯装置中的至少一方的状态进行监 控， 在检测出异常状态时， 使对应的所述可饱和装置的输出侧断开。 2. 根据权利要求 1 所述的标识灯， 其特征在于， 所述固体发光装置具有相互串联连接的两个以上的固体发光元件， 所述异常监控装置通过将两个以上的所述固体发光元件分组为至少两个以上的组， 在 各组上分别并联地连接电阻， 并对各组的两端电压进行监控， 由此监控所述固体发光装置 的状态。 3. 根据权利要求 1 所述的标识灯， 其特征在于， 所述异常监控装置具有 ： 监控所述固体。
4、发光装置的状态的状态监控机构、 判定异常的 有无的判定机构及能够将所述可饱和装置的输出侧断开的开闭机构。 4. 一种标识灯系统， 其特征在于， 具备 ： 交流恒流电源装置 ； 多个可饱和装置， 其在所述交流恒流电源装置的输出侧相互串联设置 ； 多个标识灯， 其具有固体发光装置、 点灯装置及异常监控装置， 并且该多个标识灯从所 述交流恒流电源装置经所述可饱和装置供电， 其中， 所述固体发光装置作为光源， 所述点灯 装置对所述固体发光装置进行点灯控制， 所述异常监控装置对所述固体发光装置及所述点 灯装置中的至少一方的状态进行监控， 在检测到异常状态时， 使对应的所述可饱和装置的 输出侧断开。 5.。
5、 根据权利要求 4 所述的标识灯系统， 其特征在于， 所述固体发光装置具有相互串联连接的两个以上的固体发光元件， 所述异常监控装置通过将两个以上的所述固体发光元件分组为至少两个以上的组， 在 各组上分别并联地连接电阻， 并对各组的两端电压进行监控， 由此监控所述固体发光装置 的状态。 6. 根据权利要求 4 所述的标识灯系统， 其特征在于， 所述异常监控装置具有 ： 监控所述固体发光装置的状态的状态监控机构、 判定异常的 有无的判定机构及能够将所述可饱和装置的输出侧断开的开闭机构。 权 利 要 求 书 CN 103369803 A 2 1/5 页 3 标识灯及标识灯系统 技术领域 0001 本。
6、发明涉及检测与交流恒流电源装置连接的标识灯的异常状态的标识灯及使用 了该标识灯的标识灯系统。 背景技术 0002 例如在机场的标识灯系统中， 从交流恒流电源装置经由可饱和装置例如可饱和型 的绝缘变压器向多个标识灯供电。 为了在负载侧断开的故障时以规定电压饱和并能够向其 他的可饱和装置及标识灯供电， 而使用可饱和装置。 0003 在以往的标识灯系统中， 提出了在相对于可饱和装置而彼此串联设置的多个标识 灯中的任一个光源发生了断芯时， 检测可饱和装置饱和的时刻的交流恒流电源装置的输出 波形 （电压或电流） 的每半周期的波形变形， 从而能够在管制侧进行标识灯的断芯检测的方 案。 0004 以往， 作。
7、为标识灯的光源， 卤素灯泡等灯泡成为主流， 因此光源的异常仅将断芯 （断开） 作为对象。并且， 因光源的断芯而使可饱和装置发生饱和， 因此如上述那样检测与饱 和相伴的波形变形而能够进行断芯检测。 0005 相对于此， 近年来， 从省电力、 长寿命等的观点出发， 提出了使用发光二极管 （以 下， 称为 LED） 等固体发光装置的方案。该 LED 那样的固体发光装置以直流点灯， 且能够以 比灯泡小的电流得到所需要的光输出。并且， 在以往的交流恒流电源装置中对使用固体发 光装置的标识灯进行点灯时， 为了进行固体发光装置的稳定点灯控制， 而将具备减流单元、 整流平滑化单元、 电流限制机构等的点灯装置设。
8、于各标识灯。 0006 作为固体发光装置的异常状态， 产生短路或断路这两者， 但个体发光装置的消耗 电流原本为小电流， 而且， 由于点灯装置存在， 因此即使固体发光装置断路， 可饱和装置也 不会达到饱和。 在固体发光装置发生短路时， 由于进行恒定电流控制， 因此无法检测该异常 状态。 0007 因此， 存在标识灯的异常检测变得困难的问题。 发明内容 0008 本发明目的在于提供一种即使在使用固体发光装置作为光源的情况下， 在断路或 短路的异常时， 甚至在点灯装置的异常时， 通过与可饱和装置的饱和相伴的波形变形而能 够进行异常检测的标识灯及使用了该标识灯的标识灯系统。 0009 本发明提供的标识。
9、灯是从交流恒流电源装置经可饱和装置进行供电的标识灯。 具 有作为光源的固体发光装置、 对固体发光装置进行点灯控制的点灯装置。 而且， 具有异常监 控装置， 该异常监控装置监控固体发光装置及点灯装置的至少一方的状态， 在检测到异常 状态时将对应的可饱和装置的输出侧断开。 0010 根据本实施方式， 由于在检测到固体发光装置及点灯装置的至少一方的异常时强 制性地将可饱和装置的输出侧断开， 因此可饱和装置在交流恒流电源装置的每半循环的输 说 明 书 CN 103369803 A 3 2/5 页 4 出电压上升的过程中急剧饱和， 交流恒流电源装置的输出电流或电压波形比稳态时变形， 因此能够检测出异常。。
10、 0011 另外， 本发明提供一种标识灯系统， 其具备 ： 交流恒流电源装置 ； 多个可饱和装 置， 其在所述交流恒流电源装置的输出侧相互串联设置 ； 多个标识灯， 其具有固体发光装 置、 点灯装置、 异常监控装置， 并从所述交流恒流电源装置经所述可饱和装置进行供电， 其 中， 所述固体发光装置作为光源， 所述点灯装置对所述固体发光装置进行点灯控制， 所述异 常监控装置对所述固体发光装置及所述点灯装置中的至少一方的状态进行监控， 在检测到 异常状态时， 使对应的所述可饱和装置的输出侧断开。 附图说明 0012 图 1 是表示标识灯及标识灯系统的一实施方式的电路图。 0013 图 2 是说明上述。
11、标识灯的点灯装置具备的开关元件的高频开关动作期间比的波 形图。 具体实施方式 0014 以下， 参照图 1 及图 2， 说明本发明的第一实施方式。 0015 图 1 是表示本发明的标识灯及标识灯系统的一实施方式的电路图。 0016 1 是交流恒流电源装置， 在该交流恒流电源装置 1 上经由作为可饱和装置 10 的例 如可饱和型的绝缘变压器而连接标识灯 100。这些可饱和装置 10 及标识灯 100 分别为多 个， 彼此以串联的关系连接 （在图 1 中， 详细示出多个可饱和装置 10 及标识灯 100 中的一部 分） 。可饱和装置 10 在二次侧的断路故障时饱和， 从而能够向其他的可饱和装置 1。
12、0（标识 灯 100） 供电。 0017 交流恒流电源装置 1 在飞机场的标识灯用电源装置的情况下， 例如与使用灯泡的 标识灯的情况同样地， 能够使输出电流值变化为 6.6A、 5.2A、 4.1A、 3.4A、 2.8A 这五级。而 且， 作为这种交流恒流电源装置 1， 作为例示， 使用 SCR（Silicon Controlled Rectifier ： 可控硅整流器） 而输出相位控制波形的相位控制式的电源装置、 输出正弦波的共振型的电 源装置、 输出正弦波的逆变器控制型的电源装置， 但当然也可以是其他的形式的交流恒流 电源装置。 0018 可饱和装置 10 只要在二次侧或负载侧的断路故障。
13、时发生饱和或导通而能够向其 他的标识灯 100 供电即可。因此， 可以取代绝缘变压器而使用其他的可饱和元件或与电压 值随动而导通的元件等。 0019 标识灯 100 具有固体发光装置 110、 点灯装置 120、 异常监控装置 140。 0020 固体发光装置 110 具备例如发光二极管 （以下， 称为 LED） 作为固体发光元件， 将两 个或四个、 或这以外的所需的个数串联连接、 并联连接或串并联连接而使用。 在本实施方式 中， 由串联连接的两个 LED111a、 111b 构成。 0021 点灯装置 120 将交流恒流电源装置 1 的输出首先向整流装置 121 输入。在整流装 置 121 。
14、的输出侧设有作为平滑机构 122 的平滑电容器。 0022 另外， 点灯装置 120 构成为能够使输出电力变化。在本实施方式中， 在平滑机构 122 的两输出端间具有与固体发光装置 110 相互串联连接的开关元件 123 即例如场效应型 说 明 书 CN 103369803 A 4 3/5 页 5 晶体管。 0023 而且， 点灯装置 120 具有用于使平滑机构 122 的输出恒压化的恒压化机构 124。 该恒压化机构 124 主要包括 ： 通过防逆流用的二极管 125 而与平滑机构 122 电分离且设置 在整流装置 121 的输出侧的开关装置 126 ； 检测平滑机构 122 的两端电压的电。
15、压检测装置 127。 0024 并且， 根据电压检测装置127的检测结果， 通过后述的控制装置128来控制开关装 置 126 的导通， 使平滑机构 122 的输出电压恒压化。 0025 需要说明的是， 在使用恒压化机构 124 时， 并不局限于本实施方式的结构， 可以从 各种结构中适当选择。 0026 另外， 相对于交流恒流电源装置 1 输出 6.6A 2.8A 这样相对大的灯泡用的电流， 固体发光装置110的所需电流只不过是几十mA几百mA左右。 因此， 需要对所述电流的差 量进行减流， 但也可以通过恒压化机构 124 来实现该功能。即， 只要使与上述差量相当的电 流经由开关装置126分流即。
16、可。 然而， 关于该减流功能， 也可以在例如作为可饱和装置10的 绝缘变压器的输出侧设置切换抽头， 并根据来自交流恒流电源装置1的输出电流值6.6A 2.8A 来切换该切换抽头等其他的机构。 0027 控制装置 128 根据交流恒流电源装置 1 的输出电流信号来控制开关元件 123 的输 出。在本实施方式中， 对开关元件 123 进行脉冲宽度调制 （PWM） 。 0028 作为检测交流恒流电源装置 1 的输出电流时的电流信号， 根据交流恒流电源装置 1 的形式或输出波形等， 能够设为实际值、 平均值、 导通相位等， 总之检测交流恒流电源装置 1 的输出电流所示的输出电平。检测这种交流恒流电源装。
17、置 1 的输出电流的电流检测机构 129 在图 1 中为电流检测变压器， 将该电流检测机构 129 的检测信号通过波形整形电路 130 转换成适当的直流信号而向控制装置 128 输入。 0029 并且， 控制装置 128 根据波形整形电路 130 的输出而控制开关元件 123 的高频开 关动作期间比 （PWM 的一周期中的高频开关动作期间 /PWM 的一周期） 。例如图 2 所示， 控制 装置 128 在 PWM 信号 （例如几百 Hz 几十 kHz 之间） 的一周期 （T） 中， 对高频开关动作期间 （t） 的时间比例进行控制， 该高频开关动作期间输出以高频 （例如几百 Hz 几十 MHz 。
18、之间） 使开关元件 123 进行开关的信号。由此， 使向固体发光装置 110 供给的电力量发生变化而 使光输出改变。 0030 这种控制装置 128 从小型、 轻量化的点出发优选以微型计算机或 IC 为主体构成。 而且， 在以微型计算机为主构成时， 容易存储或运算使固体发光装置110的供给电流量-光 输出特性与灯泡的供给电流量 - 光输出特性一致的转换数据。不过， 当然并未限定于此。 0031 而且， 作为本实施方式的点灯装置 120 也可以附加反馈控制机构。例如， 检测流过 固体发光装置110的电流， 改变开关元件123的高频开关动作期间 （t） 、 或高频开关的频率、 占空比， 以与调光度。
19、相应的基准值相比而成为规定的电流。 由此， 将实际流过固体发光装置 110 的电流控制成与调光程度相应的电流， 从而能够高精度地使光输出恒定化。 0032 异常监控装置 140 具有状态监控机构 142、 判定异常的有无的判定机构 143、 及能 够将可饱和装置 10 的输出侧断开的开闭机构 144。 0033 在本实施方式中， 状态监控机构 142 在 LED111a、 111b 上分别并联连接电阻 141a、 141b， 监控由上述 LED111a、 111b 及电阻 141a、 141b 构成的各并联电路的两端电压。即， 对 说 明 书 CN 103369803 A 5 4/5 页 6 。
20、于 LED111a、 111b 的正向压降并联连接电阻值大的电阻 141a、 141b。因此， 在 LED111a 及电 阻 141a 的并联电路、 LED111b 及电阻 142b 的电路中， 当 LED111a、 111b 的任一个断路或短 路时， 各并联电路的两端电压比稳态时较大地变化。 0034 因此， 利用判定机构 143 将该电压值的变化与预先存储的稳态时的电压值进行比 较， 或与其他的电路的电压值进行对比， 由此能够检测出异常的情况。 0035 作为这种判定机构143， 能够以微型计算机或IC为主体构成。 这种情况下， 也能够 与控制装置 128 一体化。但当然也可以组合运算放大。
21、器或半导体开关等电子部件而构成。 0036 在LED的个数为3个以上时， 构成状态监控机构142的并联电阻可以对应于各LED 进行并联连接， 也可以将 LED 组至少分为 2 组并对应于各组来连接电阻。 0037 作为将可饱和装置 10 的输出侧断开的开闭机构 144， 可以与绝缘变压器的输出绕 组串联地设置开关机构。作为开关机构， 可以使用半导体开关元件、 继电器等。 0038 如上所述当判定机构 143 判定为异常状态时， 控制开闭机构 144 而将可饱和装置 10 的输出侧断开。 0039 因此， 交流恒流电源装置 1 的输出波形会产生变形。例如利用设置于管制室等的 断芯检测装置 200。
22、 检测该波形变形， 由此进行标识灯 100 的断芯检测。断芯检测装置 200 中的波形变形的分析机构、 方法可以适当采用。 0040 需要说明的是， 点灯装置 120 的控制装置 128 或异常监控装置 140 的判定机构 143、 开闭机构 144 等的电源可以从整流装置 121 的输出或者从电流检测机构 129 的输出得 到， 或者可以另外设置降压变压器来得到。 0041 接下来， 说明本实施方式的作用。 0042 当为了从交流恒流电源装置 1 得到所希望的例如 100% 的光输出的输出即在本实 施方式中输出6.6A的电流时， 该6.6A的恒定电流经由可饱和装置10向各标识灯100供给。 。
23、0043 在各标识灯 100 中， 从整流装置 121 输出的直流电压由平滑机构 122 进行平滑， 转 换成规定的直流电压， 并由恒压化机构 124 实现减流后的规定的恒定化。该直流电压经由 开关元件 123 向固体发光装置 110 供给。 0044 另一方面， 控制装置 128 从电流检测机构 129 输入交流恒流电源装置 1 的输出电 流信号。当前由于输出 100% 的 6.6A 的电流， 因此控制装置 128 对开关元件 123 的开关动 作期间进行 PWM 控制， 实际有效地向固体发光装置 110 供给例如 350mA 的电流。由此， 固体 发光装置 110 以 100% 的明亮度点。
24、灯。 0045 若固体发光装置 110 正常， 则异常监控装置 140 不使开闭机构 144 动作， 因此可饱 和装置 10 不会将输出侧断开， 交流恒流电源装置 1 的输出波形不会产生异常时的变形。 0046 相对于此， 当固体发光装置110异常， 例如一方的LED111a断路时， 包含该LED111a 的并联电路的两端电压值增大。而且， 当一方的 LED111a 短路时， 包含该 LED111a 的并联电 路的两端电压减小。因此， 无论是何种异常状态， 判定机构 143 均控制开闭机构 144 而将可 饱和装置 10 的输出侧断开。 0047 因此， 与存在异常的标识灯 100 对应的可饱。
25、和装置 10 在交流恒流电源装置 1 的半 循环中， 在某程度的电压值之前为非饱和， 但是当电压值上升而达到饱和电压时急剧导通。 在该导通时， 交流恒流电源装置 1 的输出波形会产生过渡现象的波形变形， 因此通过断芯 检测装置 200 能够检测标识灯 100 的异常。 说 明 书 CN 103369803 A 6 5/5 页 7 0048 调光范围可以任意设定， 但在本实施方式中， 由于交流恒流电源装置 1 能够使输 出电流值进行五级的变化， 因此能够进行五级内的任意的级数的调光。不过， 并不局限于 此， 也可以是例如连续地使光输出变化的所谓连续调光。 0049 如此， 以本发明的优选的实施方。
26、式为中心进行了说明， 但并未限定为上述的实施 方式， 在不脱离本发明的主旨的范围内， 容许各种变形。 0050 例如， 异常监控装置的状态监控机构也可以与固体发光装置并联地连接电阻， 并 检测流过该并联电路的电流信号而检测固定发光装置及点灯装置的至少一方有无异常。 但 是， 这种情况下负载电流始终流过检测电阻等， 会产生电力损失。 0051 另外， 除了电压或电流信号之外， 也可以基于固体发光装置的光或热、 点灯装置的 热量这样的其他的物理量来检测异常的有无。 0052 另外， 点灯装置能够进行各种变形， 例如作为固体发光装置的电流限制机构， 除了 对向固体发光装置的通流电流进行开关的结构之外。
27、， 也可以使用例如具备降压斩波器那样 的开关装置的 DC-DC 转换装置， 通过控制装置来控制开关装置的占空比或开关频率， 从而 控制向固体发光装置的供给电力。 0053 对本发明的几个实施方式进行了说明， 但这些实施方式是作为例子而提示的方 式， 并非限定发明的范围。 这些新的实施方式能够以其他的各种方式实施， 在不脱离发明的 主旨的范围内， 能够进行各种省略、 置换、 变更。这些实施方式及其变形也包含于发明的范 围或主旨内， 并且包含在权利要求书的范围记载的发明及其均等的范围内。 说 明 书 CN 103369803 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103369803 A 8 。