鐵路信號燈的使用原理分析

　　白熾燈的發光原理都是利用物體受熱發光原理和熱輻射原理而實現的。普通白熾燈具有：簡單、成本低廉、亮度容易調整和控制、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）、發光效率低（僅有12%--18%可轉化為光能，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）由高壓水銀燈發展而來，由高純度石英管材制造而成，石英管材內充入了含有汞、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：當燈絲發熱時，鎢原子被蒸發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，彌補被蒸發掉的部分，通過再生循環過程，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光效率。

　　*，半導體LED發光二極管由于制造工藝和半導體的特性，pn結溫越高，其使用壽命越短，發光效率衰減嚴重。另一方面，LED信號燈控制電路受環境和電磁干擾、雷電干擾等其它因素影響，使LED信號燈發生誤點和滅燈等現象，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、使用環境等方面，結合現有的小功率LED鐵路信號燈優缺點，研制了大功率LED信號燈和鹵素燈點燈二合一控制單元，取消現有燈絲變壓器，既可控制大功率LED信號燈，又可使用在現有鹵素信號燈單元，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光效率。對大功率LED鐵路信號燈采用恒壓供電，對每只LED發光管則采取恒流驅動、檢測取樣，使每只LED工作狀態受檢測控制電路監測，當30%LED開路或30%LED短路損壞時，點燈單元發出報警。