鐵路信號燈的使用原理分析

　　白熾燈的發(fā)光原理都是利用物體受熱發(fā)光原理和熱輻射原理而實現(xiàn)的。普通白熾燈具有：簡單、成本低廉、亮度容易調(diào)整和控制、顯色性好（Ra=100）等等，但同時有很多缺點：使用壽命短（1000小時-3000小時）、發(fā)光效率低（僅有12%--18%可轉(zhuǎn)化為光能，其余部分都以熱能的形式散失）、色溫低（2700-3100K），電源電壓的波動使之使用壽命更短。

　　隨著照明產(chǎn)品技術的提高，金屬鹵素燈（白光燈，簡稱鹵素燈，又稱鎢鹵燈泡、鹵素石英燈泡，是白熾燈的一個變種）由高壓水銀燈發(fā)展而來，由高純度石英管材制造而成，石英管材內(nèi)充入了含有汞、氬、鎵的碘化物、鐵的碘化物以及一些稀有金屬鹵化物。鎢電極通過鉬帶密封后形成電路，并以金屬燈頭帶引線作為末端。鹵素燈泡與白熾燈的zui大差別在于：就是鹵素燈的玻璃外殼中充有一些鹵族元素氣體（通常是碘或溴），其工作原理為：當燈絲發(fā)熱時，鎢原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動，當接近玻璃管壁時，鎢蒸汽被冷卻到大約800度并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鎢（碘化鎢或溴化鎢）。鹵化鎢向玻璃管中央繼續(xù)移動，又重新回到被氧化的燈絲上，由于鹵化鎢是一種很不穩(wěn)定的化合物，其遇熱后又會重新分解成鹵素蒸汽和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補被蒸發(fā)掉的部分，通過再生循環(huán)過程，燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長（幾乎是白熾燈的四倍），同時由于燈絲可以工作在更高溫度下，從而得到了更高的亮度，更高的色溫和更高的發(fā)光效率。但是，因鐵路信號供電電源波動大（AC170V-AC250V），同樣影響鹵素燈使用壽命和發(fā)光效率。

　　*，半導體LED發(fā)光二極管由于制造工藝和半導體的特性，pn結(jié)溫越高，其使用壽命越短，發(fā)光效率衰減嚴重。另一方面，LED信號燈控制電路受環(huán)境和電磁干擾、雷電干擾等其它因素影響，使LED信號燈發(fā)生誤點和滅燈等現(xiàn)象，造成了鐵路停車等事故。為此，我們進行若干次試驗和修改，特別在抗17KV-35KV電磁場干擾、抗雷擊干擾、使用環(huán)境等方面，結(jié)合現(xiàn)有的小功率LED鐵路信號燈優(yōu)缺點，研制了大功率LED信號燈和鹵素燈點燈二合一控制單元，取消現(xiàn)有燈絲變壓器，既可控制大功率LED信號燈，又可使用在現(xiàn)有鹵素信號燈單元，不改變鐵路部門原有的信號燈信號開放及控制模式。

　　而采用電源寬電壓輸入（AC130V-265V），直流恒壓輸出，則對鹵素信號燈泡正常工作和延長使用壽命起到了很好的作用，解決了以往變壓器單一供電，電源電壓波動大，影響燈泡使用壽命和發(fā)光效率。對大功率LED鐵路信號燈采用恒壓供電，對每只LED發(fā)光管則采取恒流驅(qū)動、檢測取樣，使每只LED工作狀態(tài)受檢測控制電路監(jiān)測，當30%LED開路或30%LED短路損壞時，點燈單元發(fā)出報警。