CN101917791B - 一种led铁路信号灯 - Google Patents

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Abstract

本发明LED铁路信号灯的主体电路由主信号灯电路和副信号灯电路组成，其中主信号灯电路I由主直流稳压电源电路4、主LED故障模拟电路5和一个(组)独立的大功率主LED6构成，副信号灯电路II由副直流稳压电源电路7和一个(组)独立的大功率副LED8构成；LED铁路信号灯工作时，点灯电路点亮主LED6，发出信号指示，主LED6或主直流稳压电源电路4发生故障时，灯丝转换电路点亮副LED8，发出信号指示，保障信号灯的正常工作，同时报警电路发出主灯丝断丝报警信号，提示信号灯出现故障，需要维护。本发明还设有主LED故障模拟电路5，为产品检验、安装调试和信号设备的定期检查提供方便。

Description

一种LED铁路信号灯
一、技术领域
本发明涉及一种铁路信号灯，尤其是用LED(发光二极管)为光源的铁路信号灯。
二、背景技术
铁路信号灯是铁路安全运行的保证。铁路信号灯长期使用白炽灯作为光源，该白炽灯的灯丝是由主灯丝和副灯丝构成，其点灯电路中有灯丝转换电路、报警电路及相关的继电器电路。正常工作时，点灯电路点亮主灯丝发出信号指示，主灯丝发生故障时，灯丝转换电路通过继电器点亮副灯丝发出信号指示，同时报警电路发出主灯丝断丝报警。经过长期的实际运营，点灯电路的技术比较成熟可靠。然而白炽灯铁路信号灯存在能耗高、寿命短，需要频繁更换灯泡，维护工作量大的缺点。
随着LED照明技术的发展和高速铁路的发展，铁路信号灯已开始了由LED逐渐替代白炽灯的过程。LED光源具有性能稳定、省电节能、寿命长、响应速度快等优点，但为了满足铁路信号灯要求的光亮度等指标，目前LED铁路信号灯普遍采用多个LED的组合构成信号灯光源，也就是由十几个到几十个LED组成信号灯光源，通过多组LED并联方式提高信号灯的可靠性，增加信号灯的亮度，从而限制了主、副光源的设置，因此，这样的LED铁路信号灯除了不能配合原铁路信号灯点灯电路中的灯丝转换电路、报警电路及相关的继电器电路，还要配上其它电路，使故障从原灯丝扩大到增加的所有元器件，有的还需要更换整个信号机。所以，只能用于站线改造或新建线路，也使维修成本提高。
虽然有些LED铁路信号灯采用了主、副光源结构，能实现主、副光源转换以及主灯丝断丝报警的功能，克服了早期LED铁路信号灯的功能不足，但主灯丝断丝的判断是以LED损坏达20％～30％为标准，这样的后果是当LED损坏没有达到主灯丝断丝判断标准时，信号灯的亮度已经下降，不能满足现场对信号灯使用的要求。
目前LED主流产品均采用直流电源供电，由于铁路信号灯供电电源为交流电，所以在用LED替代白炽灯时，都要增加交流电转换成直流电的转换电路，为使LED发出的亮度稳定，还要增加稳压电路为LED供电。而现有的LED铁路信号灯有的只有一路直流稳压电源电路，有的虽有两路直流稳压电源电路，但却共用一个整流电路，当直流稳压电源电路或整流电路出现故障时，将影响铁路信号灯的正常工作，不能保障铁路的安全运行。
本发明针对白炽灯铁路信号灯能耗高、寿命短，需要频繁更换灯泡，维护工作量大的缺点，早期LED铁路信号灯不能配合原铁路信号灯点灯电路中的灯丝转换电路、报警电路及相关的继电器电路的问题，以及虽有主、副光源结构，但主灯丝断丝的判别标准低，以及直流稳压电源电路中存在共用部分等缺点，采用两个(组)独立的大功率LED构成主、副信号灯光源，分别由两路完全独立的主、副直流稳压电源电路供电，一旦主LED或主直流稳压电源电路出现故障，马上切换到副LED和副直流稳压电源电路，保障信号灯的正常工作。此外，本发明还设有主LED故障模拟电路，方便信号设备的定期检查。
三、发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种可靠性高、节能省电、寿命长、响应速度快，能配合原铁路信号灯点灯电路，便于信号设备定期检查的，替代白炽灯铁路信号灯和早期LED铁路信号灯的LED铁路信号灯。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的LED铁路信号灯，包括主信号灯电路和副信号灯电路，其特征在于：主信号灯电路由主直流稳压电源电路、主LED故障模拟电路和一个(组)独立的大功率主LED构成；副信号灯电路由副直流稳压电源电路和一个(组)独立的大功率副LED构成；主LED、副LED作为主、副信号灯光源，分别由两路完全独立的主直流稳压电源电路和副直流稳压电源电路为主LED、副LED供电；整个电路只有三个输入端，即主灯丝电源端、副灯丝电源端和公共电源端，可配合原铁路信号灯点灯电路中的灯丝转换电路、报警电路及相关的继电器电路使用。一旦主LED或主直流稳压电源电路出现故障，通过灯丝转换电路，马上切换到副LED和副直流稳压电源电路，保障信号灯的正常工作，同时报警电路发出主灯丝断丝报警信号，提示信号灯出现故障，需要维护。
此外，本发明还设有主LED故障模拟电路，可为产品检验、安装调试和信号设备的定期检查提供方便。
本发明技术方案的实质性特点和进步主要体现在：
1.LED光源具有性能稳定、可靠性高、省电节能、寿命长、响应速度快等优点，用LED铁路信号灯替代白炽灯铁路信号灯，克服了白炽灯铁路信号灯能耗高、寿命短，需要频繁更换灯泡，维护工作量大的缺点。
2.采用两个(组)独立的大功率LED构成主LED、副LED作为主、副信号灯光源，分别由两路完全独立的主、副直流稳压电源电路为主LED、副LED供电，整个电路只有三个输入端，即主灯丝电源端、副灯丝电源端和公共电源端，可配合原铁路信号灯点灯电路中的灯丝转换电路、报警电路及相关的继电器电路使用，解决了早期LED铁路信号灯不能配合原铁路信号灯点灯电路中的灯丝转换电路、报警电路及相关的继电器电路的问题。
3.当主LED或主直流稳压电源电路出现故障时，通过灯丝转换电路，马上切换到副LED和副直流稳压电源电路，保障信号灯的正常工作，解决了以LED损坏达20％～30％为主灯丝断丝判断标准，当LED损坏没有达到主灯丝断丝判断标准时，信号灯的亮度已经下降的问题。
4.本发明还设有主LED故障模拟电路，为产品检验、安装调试和信号设备的定期检查提供方便。
四、附图说明
图1为本发明LED铁路信号灯电路原理框图。
图2为由2个LED构成铁路信号灯LED光源部分电路原理图。
图3为由2个LED构成铁路信号灯LED光源部分结构主视图。
图4为由2组LED构成铁路信号灯LED光源部分电路原理图。
图5为由2组LED构成铁路信号灯LED光源部分结构主视图。
图中主要部件说明：I-主信号灯电路，II-副信号灯电路，III-原铁路信号灯点灯电路，D1、D3-主LED信号灯光源，D2、D4-副LED信号灯光源。
五、具体实施方式
结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
本发明LED铁路信号灯电路原理框图见图1。包括主信号灯电路I和副信号灯电路II，其特征在于：主信号灯电路由主直流稳压电源电路4、主LED故障模拟电路5和一个(组)独立的大功率主LED6构成；副信号灯电路II由副直流稳压电源电路7和一个(组)独立的大功率副LED8构成；所述电路采用两个(组)独立的大功率LED构成主LED6、副LED8作为主、副信号灯光源，分别由两路完全独立的主、副直流稳压电源电路为主LED、副LED供电，整个电路只有三个输入端，即主灯丝电源端1、副灯丝电源端3和公共电源端2，可配合原铁路信号灯点灯电路III中的灯丝转换电路、报警电路及相关的继电器电路使用。
正常工作时，点灯电路从主灯丝电源端1输入交流电压，经主直流稳压电源电路4转换成稳定的直流电压，为主LED6供电，点亮主LED6，发出信号指示。主LED6或主直流稳压电源电路4发生故障时，点灯电路III中的灯丝转换电路通过继电器马上切断主灯丝电源端1的输入，转换到从副灯丝电源端3输入交流电压，经副直流稳压电源电路7转换成稳定的直流电压，为副LED8供电，点亮副LED8，发出信号指示，保障信号灯的正常工作，同时报警电路发出主灯丝断丝报警信号，提示信号灯出现故障，需要维护。
主LED故障模拟电路5，用于模拟电路的故障状况，以检查副直流稳压电源电路7和副LED8是否能在主LED6或主直流稳压电源电路4发生故障时正常工作，即可用于产品检验和安装调试，也可用于信号设备的定期检查。
主LED和副LED电路原理图见图2和图4。图2为由2个LED构成铁路信号灯LED光源部分的电路原理图，其结构主视图见图3。图4为由4个LED构成铁路信号灯LED光源部分的电路原理图，其结构主视图见图5。一般情况下，采用图2所示的由2个LED构成铁路信号灯LED光源的电路，对于需要远距离使用的高柱LED铁路信号灯，可采用图4所示的由4个LED构成的铁路信号灯LED光源的电路。
主LED故障模拟电路5为一个开关电路，当需要非现场检测时，增加一个继电器常闭接点。现场检测时，通过断开开关，模拟主LED6故障。非现场检测时，通过控制继电器动作，令常闭接点打开，模拟主LED6故障。
主、副直流稳压电源电路为常用电路，这里不再赘述。

Claims (4)

1.一种LED铁路信号灯，包括主信号灯电路和副信号灯电路，其特征在于：主信号灯电路由主直流稳压电源电路(4)、主LED故障模拟电路(5)和一个或一组独立的大功率主LED(6)构成；副信号灯电路由副直流稳压电源电路(7)和一个或一组独立的大功率副LED(8)构成；主LED(6)、副LED(8)作为主、副信号灯光源，分别由两路完全独立的主直流稳压电源电路(4)和副直流稳压电源电路(7)为主LED(6)、副LED(8)供电；该LED铁路信号灯还包括可配合原铁路信号灯点灯电路中的灯丝转换电路、报警电路及相关的继电器电路使用的主灯丝电源端(1)、副灯丝电源端(3)和公共电源端(2)，主直流稳压电源电路(4)的一个输入端与主灯丝电源端(1)连接，另一个输入端与公共电源端(2)连接；副直流稳压电源电路(7)的一个输入端与副灯丝电源端(3)连接，另一个输入端与公共电源端(2)连接；所述主LED(6)的输入端通过所述主LED故障模拟电路(5)与所述主直流稳压电源电路(4)的输出端之一连接，所述副LED(8)的输入端与所述副直流稳压电源电路(7)的输出端之一连接，所述主直流稳压电源电路(4)的另一个输出端和所述副直流稳压电源电路(7)的另一个输出端分别与所述主LED(6)和副LED(8)的公共端连接，一旦主LED(6)或主直流稳压电源电路(4)出现故障，通过灯丝转换电路，马上切换到副LED(8)和副直流稳压电源电路(7)，保障信号灯的正常工作，同时报警电路发出主灯丝断丝报警信号，提示信号灯出现故障，需要维护。
2.根据权利要求1所述的LED铁路信号灯，其特征在于：主直流稳压电源电路(4)和副直流稳压电源电路(7)是两路完全独立的直流稳压电源电路。
3.根据权利要求1所述的LED铁路信号灯，其特征在于：采用两个或两组独立的大功率LED构成主LED(6)、副LED(8)作为主、副信号灯光源。
4.根据权利要求1所述的LED铁路信号灯，其特征在于：在主信号灯电路中采用主LED故障模拟电路(5)，此电路可用于产品检验、安装调试和信号设备的定期检查。
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