Контролируемый светодиодный светофор



Контролируемый светодиодный светофор
Контролируемый светодиодный светофор

 


Владельцы патента RU 2611475:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)

Заявлен контролируемый светодиодный светофор. Контролируемый светодиодный светофор содержит светодиодную матрицу, состоящую из N последовательно соединенных светодиодов. Матрица соединена через фронтовой контакт сигнального реле с источником тока. Также светофор содержит полевой транзистор, генератор импульсов, тыловой контакт сигнального реле, стандартный динамический элемент и контрольное реле. Контрольное реле подключено к выходу стандартного динамического элемента. Затвор полевого транзистора через тыловой контакт сигнального реле подключен к выходу генератора импульсов. Исток полевого транзистора соединен с минусом светодиодной матрицы и с общими выводами генератора импульсов и стандартного динамического элемента. Достигается повышение надежности работы светофора. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам управления движением на железнодорожном транспорте, а именно к устройствам регулирующим, предупреждающим, устанавливаемым вдоль маршрута следования подвижного состава.

Известны светофоры, у которых в качестве излучателя используются лампы накаливания (Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Станционные устройства автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1990. - С. 210-211, рис. 6.4). Их недостатком является невысокая надежность работы ламп накаливания и небольшой срок службы, что приводит к увеличению эксплуатационных расходов и к снижению пропускной способности участков железных дорог.

Известны также светофоры (Пат. 2207745 РФ. Светодиодный светофор / Б.С. Сергеев, С.А. Щиголев, В.В. Наговицын. МПК 7 B61L 5/18. Публ. 27.06.2003. Бюл. №18), содержащие светодиодную матрицу, состоящую из N светодиодов, трансформаторы и транзистор.

Недостатком этого устройства является сложность и высокая стоимость.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является светофор (Есюнин В.И. Приборы железнодорожной сигнализации на светодиодах. // Автоматика, связь, информатика. - 2002, №5. - С. 19, рис. 1), содержащий светодиодную матрицу, состоящую из N последовательного соединения светодиодов, которая через фронтовой контакт сигнального реле подключена к источнику тока.

Недостатком данного светофора является отсутствие контроля работоспособности светодиодной матрицы в «холодном» состоянии, что снижает надежность работы светофора.

Целью изобретения является повышение надежности работы светофора за счет обеспечения контроля работы светодиодной матрицы при разомкнутом состоянии фронтового контакта сигнального реле, то есть в «холодном» состоянии.

Указанная цель достигается тем, что в схему светодиодного светофора дополнительно введены полевой транзистор, генератор импульсов, тыловой контакт сигнального реле, стандартный динамический элемент и контрольное реле

Сущность изобретения заключается в том, что в светодиодный светофор введены полевой транзистор, генератор импульсов, тыловой контакт сигнального реле, стандартный динамический элемент и контрольное реле, подключенное к выходу стандартного динамического элемента, входом соединенного с точками соединения стока полевого транзистора, плюса светодиодной матрицы и контакта сигнального реле, а затвор полевого транзистора через тыловой контакт сигнального реле подключен к выходу генератора импульсов, причем исток полевого транзистора соединен с минусом светодиодной матрицы и с общими выводами генератора импульсов и стандартного динамического элемента.

На фигуре изображена схема контролируемого светодиодного светофора.

Устройство контролируемого светодиодного светофора состоит из светодиодной матрицы 1, состоящей из последовательного соединения светодиодов 2.1, 2.2, … 2.N, плюс которой через фронтовой контакт сигнального реле 3 и источник постоянного тока 4 подключен к минусу светодиодной матрицы 1. Точка соединения плюса светодиодной матрицы 1 с фронтовым контактом сигнального реле 3 подключена к стоку полевого транзистора 5 и к входу стандартного динамического элемента 6, а минус светодиодной матрицы 1 соединен с истоком полевого транзистора 5 и с общими полюсами генератора импульсов 7 и стандартного динамического элемента 6. Затвор полевого транзистора 5 через тыловой контакт сигнального реле 8 подключен к выходу генератора импульсов 7, а контрольное реле 9 подключено к выходу стандартного динамического элемента 6. Стандартный динамический элемент 6 включает в себя двухтактный выходной каскад, состоящий из первого 10 и второго 11 последовательно соединенных транзисторов разного типа проводимости, соединенные входы которых являются входом стандартного динамического элемента 6. Точка соединения транзисторов 10 и 11 через первый конденсатор 12 подключена к аноду первого 13 и катоду второго 14 диодов. Анод второго диода 14 соединен с выходом стандартного динамического элемента 6 и с первым выводом второго конденсатора 15, второй вывод которого подключен к катоду первого диода 13 и к общему выводу стандартного динамического элемента 6.

Контролируемый светодиодный светофор работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда фронтовой контакт сигнального реле 3 разомкнут, ток через светодиоды 2.1, 2.2, … 2.N не протекает и излучение светодиодной матрицы 1 отсутствует. При этом необходимо контролировать целостность светодиодов 2.1, 2.2, … 2.N, то есть осуществить проверку отсутствия у них обрывов р-n переходов.

Признаком работоспособности р-n перехода является наличие на нем температурного потенциала, равного (Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. - М.: Энергия, 1977. - С. 23, формула 1-3):

где Т - температура р-n перехода в градусах Кельвина.

Например, для комнатной температуры Т≈300 К будем иметь:

.

Очевидно, что если количество светодиодов в светодиодной матрице 1 будет, например, равно N=100 шт., то суммарная величина потенциала: ϕN=100≈2,5 В. Это позволяет с достаточной степенью точности ее зафиксировать известными техническим средствами, например, посредством полевого транзистора 5 с соответствующими величинами порогового напряжения затвор-исток.

При появлении обрыва в одном или в нескольких светодиодах матрицы 1, ϕ=0. Таким образом, целостность последовательной цепи светодиодов 2.1, 2.2, … 2.Ν обусловливает появление соответствующего напряжения на входе стандартного динамического элемента 6, а при обрыве – его отсутствие.

Для обеспечения требований безопасности необходимо преобразование аналогового сигнала на входе динамического элемента 6 в импульсный. Это осуществляется генератором импульсов 7, выход которого через замкнутый тыловой контакт сигнального реле 8 подключается к входу полевого транзистора 5. Вследствие этого аналоговый сигнал потенциала на матрице 1 преобразуется в импульсный. Дальнейшее преобразование сигнала осуществляется динамическим элементом 6.

Динамический элемент 6 работает следующим образом (Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы и принципы обеспечения безопасности микроэлектронных СЖАТ. РТМ 32 ЦШ 1115842.01-94. - С-Пб.: ПГУПС, 1994. - С. 84).

Поступление импульсного сигнала на вход динамического элемента 6 обусловливает поочередное открывание транзисторов 10 и 11 двухтактного ключа. При включенном состоянии первого транзистора 10 и выключенном состоянии второго транзистора 11 через диод 13 осуществляется заряд первого конденсатора 12. При выключении первого транзистора 10 и включении второго транзистора 11 происходит разряд первого конденсатора 12 и через второй диод 14 подзаряжается второй конденсатор 15. Импульсная работа динамического элемента 6 и непрерывность напряжения на втором конденсаторе 15 обеспечивает включенное состояние контрольного реле 9.

Следовательно, импульсная работа полевого транзистора 5 реализует функцию преобразования аналогового сигнала ϕ (суммарного потенциала светодиодов 2.1, 2.2, … 2.Ν) в импульсный вид, передаваемый далее на динамический элемент 6, что обусловливает включенное состояние контрольного реле 9.

Когда фронтовой контакт сигнального реле 3 замыкается, что соответствует наличию излучения светодиодной матрицы 1, то вход полевого транзистора 5 тыловым контактом сигнального реле 8 отключается от генератора импульсов 7. Транзистор 5 выключается, и на вход динамического элемента 6 перестает поступать импульсный сигнал. Это обусловливает выключение контрольного реле 9.

Таким образом, контрольное реле 9 остается во включенном состоянии только лишь при отсутствии излучения исправной светодиодной матрицы 1. Этим реализуется функция контроля исправности матрицы 1 во время ее отключенного состояния от источника тока 4.

Кроме того, рассматриваемый светодиодный светофор позволяет контролировать появление короткого замыкания в нескольких светодиодах светодиодной матрицы 1. Это обусловлено тем, что в этом случае потенциал ϕ уменьшается и его будет недостаточно для импульсной работы динамического элемента 6, что приводит к выключению контрольного реле 9, сигнализируя о появлении опасного отказа светодиодной матрицы 1.

Таким образом, предлагаемый контролируемый светодиодный светофор обеспечивает повышение надежности его работы за счет обеспечения контроля работоспособности светодиодной матрицы при ее отключенном состоянии от источника тока.

Контролируемый светодиодный светофор, содержащий светодиодную матрицу, состоящую из N последовательно соединенных светодиодов, соединенную через фронтовой контакт сигнального реле с источником тока, отличающийся тем, что в него введены полевой транзистор, генератор импульсов, тыловой контакт сигнального реле, стандартный динамический элемент и контрольное реле, подключенное к выходу стандартного динамического элемента, входом соединенного с точками соединения стока полевого транзистора, плюса светодиодной матрицы и контакта сигнального реле, а затвор полевого транзистора через тыловой контакт сигнального реле подключен к выходу генератора импульсов, причем исток полевого транзистора соединен с минусом светодиодной матрицы и с общими выводами генератора импульсов и стандартного динамического элемента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к регулирующим или предупреждающим устройствам, устанавливаемым вдоль маршрута следования локомотивов или составов, а именно к светофорам, осуществляющим регулирование движением поездов.

Изобретение относится к технике световой сигнализации и может быть использовано для регулирования дорожного движения. Светофор светодиодный (пешеходный, транспортный) содержит плоский пылевлагозащищенный корпус с передней прозрачной крышкой, внутри которого размещены печатная плата со светоизлучающими диодами, электронная схема управления и антифантомное устройство.

Группа изобретений относится к системе и способу определения режима работы светофоров на основе информации, получаемой с навигационных устройств. Техническим результатом является обеспечение возможности определения режима работы светофора на основе информации о характеристиках передвижения навигационного устройства.

Светофор // 2556045
Изобретение относится к организации и управлению движением на железных дорогах, а именно к оптическим световым сигнальным устройствам - светофорам. Светофор содержит трансформатор, излучатель, контакты сигнального реле, жилы кабельной линии, источник переменного напряжения, первый выход которого через первый контакт сигнального реле и первую жилу кабельной линии подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора.

Изобретение относится к области регулирования движения дорожного транспорта, а именно к способам управления включением светофоров на регулируемом перекрестке. В способе управления включения светофоров на регулируемом перекрестке разрешающий сигнал включен с временной задержкой от момента включения запрещающего сигнала светофора.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ работы линзового светофора с двухнитевой лампой, включает контроль целостности нитей лампы и подачу напряжения на одну из нитей, при этом напряжение подают на нити поочередно при каждом включении лампы.

Светофор // 2491648
Изобретение относится к светотехнике и предназначено для использования при регулировании движения автотранспорта. .

Изобретение относится к технике регулирования движения транспорта и предназначено для использования при построении светофоров на линиях с интенсивным движением. .

Изобретение относится к технике световой сигнализации и может быть использовано в сигнальных источниках света. .

Светофор // 2435227
Изобретение относится к технике светофорного регулирования и может быть использовано для управления движением городского транспорта. .

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, для светофорной сигнализации, используемой в устройствах интервального регулирования движением поездов.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики. Устройство задействует рельсовые линии блок-участков с генераторами и путевыми реле, при этом контакты путевых реле подключены к первому и второму блокам ввода информации, соединенным с логическими устройствами первого и второго каналов обработки информации, причем выходы первого логического устройства соединены с реле управления проходным светофором.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в автоматизированных системах диспетчерского управления. Система содержит на каждом из перегонов, ограниченных станциями, путевые устройства автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, постовые устройства электрической централизации, диспетчерский центр управления, линию проводной связи, радиоканал цифровой связи на основе щелевого волновода.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и связи. Система содержит установленные на станции базовую станцию, рабочее место дежурного по станции с аппаратно-программным устройством, дифференциальную станцию спутниковой навигации и блок определения расстояния между локомотивом и составителем, локомотивную радиостанцию маневрового локомотива, пульт машиниста и носимую радиостанцию составителя.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Технический результат - повышение эффективности автоматизированной системы за счет анализа перевозочного процесса на железнодорожных участках полигона за анализируемый промежуток времени и определения влияния отказов технических средств (ТС) инфраструктуры на ход его выполнения на каждом участке.
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Система содержит металлический корпус, в котором установлены материнская плата мини-АТС, на которой установлен контроллер базовых станций DECT, кросс-плата с разъемами для внешнего подключения к интерфейсам материнской платы мини-АТС, над материнской платой расположена металлическая платформа, на которой размещены блок питания мини-АТС и плата подогрева антенны со схемой защиты от перегрузки по току.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта в части обеспечения безопасности процесса перевозок. Способ предупреждения нарушений режима скоростного движения на железнодорожном транспорте, вызванных повреждением рабочих поверхностей катания колесных пар в виде ползуна, обеспечивает защиту рельса от ударного воздействия поврежденным колесом и предупреждает нарастание износа поврежденного колеса на время движения состава поезда до ближайшего стационарного пункта технического обслуживания.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики контрольных элементов устройств контроля схода подвижного состава (УКСПС).

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для регулирования движения поездов на перегоне. Система для регулирования движения поезда на перегоне содержит стационарные комплекты, каждый из которых состоит из вычислительного устройства автоматизированного рабочего места электромеханика и вычислительного устройства автоматизированного рабочего места дежурного по станции, первый и второй CAN-интерфейс, управляющий модуль, модуль интерфейса, модуль электрической централизации, модуль контроль сигналов рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации, модуль межстанционной связи.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в устройствах для шунтирования рельсовых цепей при нахождении на них транспортного средства, в том числе локомобиля.

Изобретение относится к области регулирования движения дорожного транспорта, а именно к способам управления включением сигналов светофоров в зависимости от дорожной ситуации и оповещения приближающихся транспортных средств о наличии затора на перекрестке, оснащенном светофором. Система предупреждения водителя транспортных средств о приближении к затору содержит средство учета транспортных средств, модуль передачи сигнала на транспортное средство, радар-детекторы, выступающие радиоприемником. Система способна передавать предупреждающий сигнал в заданном диапазоне частот на радар-детекторы, а с помощью модуля передачи сигнала передается сигнал о количестве транспортных средств на перекрестке в обрабатывающий центр организации дорожного движения (ЦОДД) посредством GSM модуля передачи, при этом модуль GSM не требует согласования с оператором сотовой связи и способен посылать сообщения с высокой скоростью не только в GSM диапазоне, но и в диапазоне GPRS, что делает возможным прием сигнала с модуля GSM навигационными системами. Обеспечивается регулирование плотностью транспортного потока на перекрестке и оповещение приближающихся транспортных средств о приближении к затору. 2 ил.
Наверх