CN110085046B - 信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，包括信号控制机和信号灯；信号控制机包括：信号机可控硅驱动电路、交流电压检测电路；信号灯包括：保险丝F1、保险丝熔断电路、全桥整流电路、阻抗匹配电路、DC‑DC电路、LED串联灯组、LED灯组电压检测电路；信号机可控硅驱动电路的电力输入端用于接市电的火线L，电力输出端接火线L1，控制端用于接控制信号DR1；交流电压检测电路的一交流输入端接火线L1，另一交流输入端接中性线N；交流电压检测电路的检测输出端输出检测电压信号ADC；保险丝F1的一端接火线L1，另一端接火线L3；DC‑DC电路采用恒流驱动电路；本发明简化了检测方式，降低了成本。

Description

信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路及方法

技术领域

本发明涉及交通信号灯，尤其是一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路。

背景技术

交通信号控制机为路口信号控制方案的核心主机，通过可控硅控制交通信号灯的亮灭状态。信号控制机除了能按设定的方案控制信号灯外，还需要对信号灯出现的故障进行准确的判断。常见的信号灯故障检测方案，是通过检测可控硅输出端的电压及可控硅输出端串联回路内电流来进行判断，当可控硅输出端电压和电流在合理范围内，则认为信号灯处于正常工作状态。反之，当可控硅输出端电压和电流不在合理范围内，则认为信号灯处于故障状态。此种方法不仅要检测可控硅输出端的电压，还要检测可控硅输出端的电流，电路复杂、调试麻烦且成本也高。

传统信号灯采用φ5mm的子弹型LED发光二极管密集排列的型式，每个信号灯有近百颗LED组成，通过多路串联、并联形成LED阵列。随着LED技术的发展，每颗功率在2-3W的大功率LED得到广泛推广和使用。大功率LED具有光通量高、光衰小、可靠性高等优点，已经普遍应用于道路交通信号灯。由于大功率LED光通量高，每个信号灯只要5到7颗LED就能满足光学要求，只需将这些LED全部串联，无需如传统φ5mm LED多路串联和并联组合。LED驱动电源为恒流输出控制，输出电压会随着负载电阻的升高而升高。作为公知常识，大功率LED发生故障时，其内阻会变高，处于高阻抗状态。所以，当恒流电源驱动大功率LED串联灯组时，当有一个或多个LED发生故障时，LED灯组两端电压会升高。

现有专利文献CN102509471B公开了一种LED交通信号灯故障监测系统及方法，包括设置于交通信号机内部的交流电供电及检测单元，设置于交通信号机外的LED灯组电流检测模块、交流电通断控制模块和续流元件。信号机内部的交流电供电及检测单元，用于驱动点亮信号灯，同时检测可控硅输出端的电压和电流。信号灯两端LED灯组电流检测模块，用于检测LED灯组电流的大小。当LED灯组电流值大于等于LED信号灯工作电流阀值时，交流电通断控制模块保持连通状态，交流电供电及检测单元检测到交流电流不为零，认为LED信号灯工作正常。当LED信号灯工作电流小于电流阀值时，向交流电通断控制模块发送信号，控制交流电通断控制模块断开交流回路，交流电供电及检测单元检测到的交流电流为零，认为LED信号灯为故障状态

综上，现有技术中关于信号灯状态的检测，需要通过检测可控硅输出端的电压和交流电流两种信号，交流电流检测需要通过互感器、高精度运放、AD转换等电路实现，电路复杂且成本较高。现有技术中关于信号灯状态的检测，还需要检测LED灯组的电流，此电流需要高精度采样电阻、高精度运放等电路实现，电路复杂成本也高。同时，由于各品牌信号灯LED灯组电流不同，所以设置的工作电流阀值也不同，给各品牌信号灯的互换和通用性带来较大的麻烦。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，通过该电路中可控硅输出端电压即可检测信号灯故障。本发明采用的技术方案是：

一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，包括信号控制机和信号灯；

信号控制机包括：信号机可控硅驱动电路、交流电压检测电路；

信号灯包括：保险丝F1、保险丝熔断电路、全桥整流电路、阻抗匹配电路、DC-DC电路、LED串联灯组、LED灯组电压检测电路；

信号机可控硅驱动电路的电力输入端用于接市电的火线L，电力输出端接火线L1，控制端用于接控制信号DR1；

交流电压检测电路的一交流输入端接火线L1，另一交流输入端接中性线N；交流电压检测电路的检测输出端输出检测电压信号ADC；

保险丝F1的一端接火线L1，另一端接火线L3；

保险丝熔断电路的一个连接端接火线L3，另一个连接端接中性线N；保险丝熔断电路的电源端接DC-DC电路的正输出端，接地端接地；保险丝熔断电路的控制端接LED灯组电压检测电路输出的控制信号DR2；

全桥整流电路的两个交流输入端分别接火线L3和中性线N，全桥整流电路的正输出端接节点HV，负输出端接地；

阻抗匹配电路的一端接节点HV，另一端接地；

DC-DC电路采用恒流驱动电路；DC-DC电路的两个输入端分别接节点HV和地，DC-DC电路的正输出端接LED串联灯组的阳极和LED灯组电压检测电路的正极端，DC-DC电路的负输出端接LED串联灯组的阴极和LED灯组电压检测电路的负极端，以及地；

LED灯组电压检测电路的检测输出端输出控制信号DR2，LED灯组电压检测电路的检测输出端接保险丝熔断电路的控制端。

进一步地，信号机可控硅驱动电路包括电阻R2、R5、R6、光耦U1、可控硅Q1；光耦U1的发光器阳极通过电阻R6接电压VDD，光耦U1的发光器阴极用于接控制信号DR1；光耦U1的受光器一端接电阻R5的一端，受光器另一端接可控硅Q1的控制端；电阻R2的一端、可控硅Q1的一端和电阻R5的另一端相接，并用于接火线L，电阻R2的另一端接可控硅Q1的另一端，并连接火线L1。

更进一步地，电阻R2的阻值为数十K欧。

进一步地，交流电压检测电路包括二极管D7、D8、D9、D10、电阻R11、R13；二极管D7的阳极和二极管D9的阴极接火线L1，二极管D8的阳极和二极管D10的阴极接中性线N，二极管D7和D8的阴极接电阻R11的一端，二极管D9和D10的阳极接电阻R13的一端，电阻R11的另一端接电阻R13的另一端，并作为交流电压检测电路的检测输出端输出检测电压信号ADC。

更进一步地，电阻R11的阻值为数百K欧至1.2M欧，电阻R13的阻值为R11的数十分之一到百分之一。

进一步地，保险丝熔断电路包括继电器J1、二极管D4、电阻R8、NPN三极管Q4；电阻R8的一端接LED灯组电压检测电路的检测输出端输出的控制信号DR2，另一端接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，集电极接继电器J1线圈一端和二极管D4的阳极；继电器J1线圈另一端接二极管D4的阴极，以及DC-DC电路的正输出端；继电器J1的常开触点一端接火线L3，另一端接中性线N；

LED灯组电压检测电路包括电阻R9、稳压二极管DZ3、电阻R10；电阻R9的一端接LED串联灯组的阳极，另一端接稳压二极管DZ3的阴极，稳压二极管DZ3的阳极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接LED串联灯组的阴极和地；从稳压二极管DZ3的阳极输出控制信号DR2。

进一步地，阻抗匹配电路包括二极管D1、稳压二极管DZ1、DZ2、电阻R1、R3、R4、R7、R14、电容C1、C2、NPN三极管Q2、Q3；

二极管D1的阳极接节点HV，阴极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接稳压二极管DZ1的阴极，稳压二极管DZ1的阳极接稳压二极管DZ2的阴极，稳压二极管DZ2的阳极接电阻R7的一端、电容C2的正极和三极管Q3的基极；电阻R7的另一端、电容C2的负极和三极管Q3的发射极接地；三极管Q3的集电极接电阻R4的一端、电容C1的正极和三极管Q2的基极；电阻R4的另一端接节点HV；电容C1的负极和三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接节点HV；电阻R14的一端接节点HV，另一端接地。

更进一步地，电阻R2的阻值为数十K欧，电阻R3的阻值为数K欧，电阻R2的阻值为电阻R3阻值的十倍以上。

更进一步地，电阻R14的阻值为数十K欧。

更进一步地，稳压二极管DZ1、DZ2的稳压值之和在100v～170v之间；或者稳压二极管DZ1、DZ2采用单个稳压二极管替换，该单个稳压二极管的稳压值在100v～170v之间。

一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测方法，适用于上述信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，包括：

将信号机可控硅驱动电路中的可控硅Q1设定为截止状态，然后检测可控硅Q1输出端火线L1与中性线N之间电压有效值；

当所述电压有效值小于等于第一门限电压，则信号灯处于正常工作状态；

当所述电压有效值大于等于第二门限电压，则信号灯处于故障状态；

所述第一门限电压小于第二门限电压。

进一步地，所述第一门限电压设置在12Vrms～20Vrms；所述第二门限电压设置在160Vrms～180Vrms。

本发明的优点在于：与原有技术相比，省去了信号灯故障检测需要高精度电流检测电路，简化了检测方式，降低了成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的信号机可控硅驱动电路原理图。

图3为本发明的交流电压检测电路原理图。

图4为本发明的保险丝熔断电路原理图。

图5为本发明的全桥整流电路原理图。

图6为本发明的LED灯组电压检测电路原理图。

图7为本发明的阻抗匹配电路原理图。

图8为本发明的HV节点全波电压为220Vrms时波形图。

图9为本发明的LED串联灯组正常工作、可控硅截止时节点HV和地之间的电压波形图。

图10为本发明的LED串联灯组正常工作、可控硅截止时L1和N两端电压波形图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提出的一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，如图1所示，包括信号控制机和信号灯；

信号控制机包括：信号机可控硅驱动电路、交流电压检测电路；

信号灯包括：保险丝F1、保险丝熔断电路、全桥整流电路、阻抗匹配电路、DC-DC电路、LED串联灯组、LED灯组电压检测电路；

信号机可控硅驱动电路的电力输入端用于接市电的火线L，电力输出端接火线L1，控制端用于接控制信号DR1；控制信号DR1由信号控制机内的控制器发出，控制器不是本发明的重点，因此未画出；控制器可包括MCU和外围的一些电路，例如模数转换电路等；

交流电压检测电路的一交流输入端接火线L1，另一交流输入端接中性线N；交流电压检测电路的检测输出端输出检测电压信号ADC；检测电压信号ADC发送给控制器；

保险丝F1的一端接火线L1，另一端接火线L3；

保险丝熔断电路的一个连接端接火线L3，另一个连接端接中性线N；保险丝熔断电路的电源端接DC-DC电路的正输出端，接地端接地；保险丝熔断电路的控制端接LED灯组电压检测电路输出的控制信号DR2；

全桥整流电路的两个交流输入端分别接火线L3和中性线N，全桥整流电路的正输出端接节点HV，负输出端接地；

阻抗匹配电路的一端接节点HV，另一端接地；

DC-DC电路采用恒流驱动电路；DC-DC电路的两个输入端分别接节点HV和地，DC-DC电路的正输出端接LED串联灯组的阳极和LED灯组电压检测电路的正极端，DC-DC电路的负输出端接LED串联灯组的阴极和LED灯组电压检测电路的负极端，以及地；

LED灯组电压检测电路的检测输出端输出控制信号DR2，LED灯组电压检测电路的检测输出端接保险丝熔断电路的控制端。

如图2所示，信号机可控硅驱动电路包括电阻R2、R5、R6、光耦U1、可控硅Q1；光耦U1的发光器阳极通过电阻R6接电压VDD，VDD可采用+5V，光耦U1的发光器阴极用于接控制信号DR1；光耦U1的受光器一端接电阻R5的一端，受光器另一端接可控硅Q1的控制端；电阻R2的一端、可控硅Q1的一端和电阻R5的另一端相接，并用于接火线L，电阻R2的另一端接可控硅Q1的另一端，并连接火线L1；

电阻R2的阻值为数十K欧，例如51K欧，通常需要大于阻抗匹配电路中电阻R3阻值的十倍以上；传统可控硅驱动电路，无并接电阻R2，无法在可控硅Q1关断时提供辅助电流驱动回路；本发明中，在可控硅Q1两端并接了电阻R2，阻值为51K，用于在可控硅Q1关断时提供辅助电流驱动回路；L、N之间施加220Vrms交流电压，当信号控制机内部的控制器输出DR1为高电平（5V）时，光耦U1的发光器部分截止，光耦U1受光器部分也不导通，可控硅Q1关断，L与L1之间只能经电阻R2流过较小的电流；当DR1为低电平（0V）时，光耦U1的发光器部分导通，光耦受光器部分也导通，可控硅Q1导通，与电阻R2并联后驱动后级信号灯。

如图3所示，交流电压检测电路包括二极管D7、D8、D9、D10、电阻R11、R13；二极管D7的阳极和二极管D9的阴极接火线L1，二极管D8的阳极和二极管D10的阴极接中性线N，二极管D7和D8的阴极接电阻R11的一端，二极管D9和D10的阳极接电阻R13的一端，电阻R11的另一端接电阻R13的另一端，并作为交流电压检测电路的检测输出端输出检测电压信号ADC；检测电压信号ADC发送给信号控制机内部的控制器；

电阻R11的阻值为数百K欧至1.2M欧，例如取1M欧；电阻R13的阻值可为10K，通常为R11的数十分之一到百分之一；

正常工作时，L1和N之间为220Vrms交流电压，通过四个整流二极管D7、D8、D9、D10，将交流220V正弦波电压整形成全波电压，电阻R11、R13构成分压电路，从两者的连接点取分压信号，作为检测电压信号ADC，发送至信号控制机内部的控制器，以计算出可控硅输出端的L1和N之间的电压有效值；

如图4所示，保险丝熔断电路包括继电器J1、二极管D4、电阻R8、NPN三极管Q4；电阻R8的一端接LED灯组电压检测电路的检测输出端输出的控制信号DR2，另一端接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，集电极接继电器J1线圈一端和二极管D4的阳极；继电器J1线圈另一端接二极管D4的阴极，以及DC-DC电路的正输出端；继电器J1的常开触点一端接火线L3，另一端接中性线N；

当DR2信号为低电平时（0V），Q4处于截止状态，继电器J1也不工作，继电器J1常开触点处于常开状态；当DR2信号为高电平时，通过电阻R8驱动三极管Q4，Q4处于导通状态，继电器J1工作，继电器J1常开触点处于闭合状态；当继电器J1常开触点闭合后，保险丝F1快速熔断，熔断时电流小于5A，处于继电器交流端触点合理使用范围之内；二极管D4为续流二极管，当继电器J1直流线圈由导通切换到截止时，其两端的反向电动势由此二极管释放。

如图5所示，全桥整流电路包括二极管D2、D3、D5、D6；二极管D2的阳极和二极管D6的阴极接火线L3，二极管D3的阳极和二极管D5的阴极接中性线N；二极管D2和D3的阴极接节点HV，二极管D5和D6的阳极接地；

全桥整流电路通过四个整流二极管，将交流220Vrms正弦波电压整形成全波电压，作为后级DC-DC电路的电压输入源；

LED串联灯组由5～7颗大功率LED串联而成，在正常工作时两端的电压VCC小于等于25V；

如图6所示，LED灯组电压检测电路包括电阻R9、稳压二极管DZ3、电阻R10；电阻R9的一端接LED串联灯组的阳极，另一端接稳压二极管DZ3的阴极，稳压二极管DZ3的阳极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接LED串联灯组的阴极和地；从稳压二极管DZ3的阳极输出控制信号DR2；

稳压二极管DZ3的稳压值需要大于LED串联灯组正常工作时两端电压；例如选用稳压值为33v的稳压二极管DZ3；所以当LED串联灯组正常工作时，稳压二极管DZ3处于截止状态，控制信号DR2处于低电平（0v）状态，当有一个或多个大功率LED发生故障时，其内阻会变高，处于高阻抗状态；由于DC-DC电路采用恒流驱动电路，此时LED串联灯组两端的电压会随着故障LED内阻升高而升高，超过DZ3的稳压值，稳压管DZ3处于击穿状态，DR2处于高电平状态，能够驱动保险丝熔断电路，使得保险丝F1快速熔断；

如图7所示，阻抗匹配电路包括二极管D1、稳压二极管DZ1、DZ2、电阻R1、R3、R4、R7、R14、电容C1、C2、NPN三极管Q2、Q3；

二极管D1的阳极接节点HV，阴极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接稳压二极管DZ1的阴极，稳压二极管DZ1的阳极接稳压二极管DZ2的阴极，稳压二极管DZ2的阳极接电阻R7的一端、电容C2的正极和三极管Q3的基极；电阻R7的另一端、电容C2的负极和三极管Q3的发射极接地；三极管Q3的集电极接电阻R4的一端、电容C1的正极和三极管Q2的基极；电阻R4的另一端接节点HV；电容C1的负极和三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接节点HV；电阻R14的一端接节点HV，另一端接地；

其中，电阻R3的阻值为数K欧，例如2K欧；电阻R14的阻值为数十K欧，例如51K欧；

稳压二极管DZ1、DZ2的稳压值之和在100v～170v之间，例如，选取稳压值均为68v的稳压二极管DZ1、DZ2；或者，稳压二极管DZ1、DZ2采用单个稳压二极管替换，该单个稳压二极管的稳压值在100v～170v之间；

阻抗匹配电路及故障检测原理：

a）当信号灯的大功率LED串联灯组正常工作时，保险丝熔断电路未工作，保险丝F1处于正常状态时，阻抗匹配电路如图7所示，有以下两种情况：

当DR1为低电平（0V）时，信号机可控硅Q1导通，由于信号灯功率较小，流经可控硅Q1和保险丝F1的电流均小于等于150ma，可控硅Q1两端压降小于等于1Vrms，可以近似认为L1和N之间电压为220Vrms。保险丝F1两端压降也非常低，也可以近似认为L3和N之间电压为220Vrms。此时，信号控制机内部的交流电压检测电路检测到L1和N两端电压为220Vrms。HV节点的全波电压为220Vrms，如图8所示，HV节点的全波电压波峰为311V。DZ1、DZ2均为68V稳压管，D1为1N4007整流二极管，小电流时正向压降为0.7V，当HV节点瞬时电压超过136.7V时，DZ1和DZ2开始进入击穿稳压状态。R1为限流电阻，电阻值为120K，流过R1电阻有效值电流约为1.2ma。R7和C2为积分电路，对流经电阻R1的电流进行平滑和滤波。Q3为三极管，此时处于导通状态，其集电极c和发射极e之间电压为0.1V。Q2处于截止状态。所以，R3两端无电压，阻抗匹配电路节点HV和地之间呈现高阻抗状态，因为电阻R14阻值为51K，阻抗匹配电路节点HV和地之间的高阻抗状态可减少不必要的功率消耗。

当DR1为高电平（5V）时，可控硅Q1处于截止状态，L与L1之间只能经由并接在可控硅两端的电阻R2提供辅助电流，R2阻值为51K，阻值较大，流过电流较小，驱动能力较弱，节点HV和地之间的电压约9.2Vrms，如图9所示。此时电压小于DZ1和DZ2串联击穿电压，DZ1和DZ2均处于截止状态。Q3处于截止状态，Q2就处于导通状态。所以，阻抗匹配电路节点HV和地之间呈现低阻抗状态，电阻R3阻值远比R2小，分压后可极大拉低节点HV电压，由此L1的电压也被拉低。交流电压检测电路检测到L1和N两端电压约为10.4Vrms，如图10所示，小于等于第一门限电压15Vrms。

b）当信号灯的大功率LED串联灯组故障时，LED灯组电压检测电路检测到此故障状态，DR2输出高电平信号，驱动保险丝熔断电路，保险丝F1处于熔断状态，阻抗匹配电路，如图7所示，此时有以下两种情况：

当DR1为低电平（0V）时，信号机可控硅Q1导通，由于流经可控硅Q1的电流非常小（F1熔断后后级电路不通，R11阻值又很大），可控硅Q1两端压降小于等于1Vrms，由于信号灯保险丝F1已熔断，信号灯保险丝F1的后级电路已断开，呈现非常高的阻抗（大于1M），可以认为L1和N之间电压为220Vrms。此时，信号机内部的交流电压检测电路检测到L1和N两端电压为220Vrms。

当DR1为高电平（5V）时，可控硅Q1处于截止状态，L与L1之间只能经由并接在可控硅两端的电阻R2流经较小的电流。由于信号灯保险丝F1已熔断，信号灯保险丝F1的后级电路已断开，呈现非常高的阻抗（大于1M）。由于R2的存在，此时交流电压检测电路检测到L1和N两端电压较高，大于等于门限电压160Vrms。

总结以上分析，当信号机可控硅Q1导通时，无论LED串联灯组出于正常工作或故障，交流电压检测电路检测到L1和N两端电压均为220Vrms；

当信号机可控硅Q1关断时，交流电压检测电路检测到L1和N两端电压小于等于门限电压15Vrms时，则判断信号灯处于正常工作状态，当检测到L1和N两端电压大于等于门限电压160Vrms时，则判断信号灯处于故障状态。

总之，通过巧妙地在可控硅两端并接电阻R2后，结合信号灯内部的LED灯组电压检测电路、保险丝熔断电路及保险丝F1，通过可控硅Q1在关断时判断L1和N之间的电压，能够有效检测出LED信号灯的故障状态。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (12)

1.一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，包括信号控制机和信号灯；其特征在于,

信号控制机包括：信号机可控硅驱动电路、交流电压检测电路；

信号灯包括：保险丝F1、保险丝熔断电路、全桥整流电路、阻抗匹配电路、DC-DC电路、LED串联灯组、LED灯组电压检测电路；

信号机可控硅驱动电路的电力输入端用于接市电的火线L，电力输出端接火线L1，控制端用于接控制信号DR1；

交流电压检测电路的一交流输入端接火线L1，另一交流输入端接中性线N；交流电压检测电路的检测输出端输出检测电压信号ADC；

保险丝F1的一端接火线L1，另一端接火线L3；

保险丝熔断电路的一个连接端接火线L3，另一个连接端接中性线N；保险丝熔断电路的电源端接DC-DC电路的正输出端，接地端接地；保险丝熔断电路的控制端接LED灯组电压检测电路输出的控制信号DR2；

全桥整流电路的两个交流输入端分别接火线L3和中性线N，全桥整流电路的正输出端接节点HV，负输出端接地；

阻抗匹配电路的一端接节点HV，另一端接地；

DC-DC电路采用恒流驱动电路；DC-DC电路的两个输入端分别接节点HV和地，DC-DC电路的正输出端接LED串联灯组的阳极和LED灯组电压检测电路的正极端，DC-DC电路的负输出端接LED串联灯组的阴极和LED灯组电压检测电路的负极端，以及地；

LED灯组电压检测电路的检测输出端输出控制信号DR2，LED灯组电压检测电路的检测输出端接保险丝熔断电路的控制端。

2.如权利要求1所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

信号机可控硅驱动电路包括电阻R2、R5、R6、光耦U1、可控硅Q1；光耦U1的发光器阳极通过电阻R6接电压VDD，光耦U1的发光器阴极用于接控制信号DR1；光耦U1的受光器一端接电阻R5的一端，受光器另一端接可控硅Q1的控制端；电阻R2的一端、可控硅Q1的一端和电阻R5的另一端相接，并用于接火线L，电阻R2的另一端接可控硅Q1的另一端，并连接火线L1。

3.如权利要求2所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

电阻R2的阻值为数十K欧。

4.如权利要求2所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

交流电压检测电路包括二极管D7、D8、D9、D10、电阻R11、R13；二极管D7的阳极和二极管D9的阴极接火线L1，二极管D8的阳极和二极管D10的阴极接中性线N，二极管D7和D8的阴极接电阻R11的一端，二极管D9和D10的阳极接电阻R13的一端，电阻R11的另一端接电阻R13的另一端，并作为交流电压检测电路的检测输出端输出检测电压信号ADC。

5.如权利要求4所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

电阻R11的阻值为数百K欧至1.2M欧，电阻R13的阻值为R11的数十分之一到百分之一。

6.如权利要求1或2所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

保险丝熔断电路包括继电器J1、二极管D4、电阻R8、NPN三极管Q4；电阻R8的一端接LED灯组电压检测电路的检测输出端输出的控制信号DR2，另一端接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，集电极接继电器J1线圈一端和二极管D4的阳极；继电器J1线圈另一端接二极管D4的阴极，以及DC-DC电路的正输出端；继电器J1的常开触点一端接火线L3，另一端接中性线N；

LED灯组电压检测电路包括电阻R9、稳压二极管DZ3、电阻R10；电阻R9的一端接LED串联灯组的阳极，另一端接稳压二极管DZ3的阴极，稳压二极管DZ3的阳极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接LED串联灯组的阴极和地；从稳压二极管DZ3的阳极输出控制信号DR2。

7.如权利要求2所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

阻抗匹配电路包括二极管D1、稳压二极管DZ1、DZ2、电阻R1、R3、R4、R7、R14、电容C1、C2、NPN三极管Q2、Q3；

二极管D1的阳极接节点HV，阴极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接稳压二极管DZ1的阴极，稳压二极管DZ1的阳极接稳压二极管DZ2的阴极，稳压二极管DZ2的阳极接电阻R7的一端、电容C2的正极和三极管Q3的基极；电阻R7的另一端、电容C2的负极和三极管Q3的发射极接地；三极管Q3的集电极接电阻R4的一端、电容C1的正极和三极管Q2的基极；电阻R4的另一端接节点HV；电容C1的负极和三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接节点HV；电阻R14的一端接节点HV，另一端接地。

8.如权利要求7所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

电阻R2的阻值为数十K欧，电阻R3的阻值为数K欧，电阻R2的阻值为电阻R3阻值的十倍以上。

9.如权利要求7所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

电阻R14的阻值为数十K欧。

10.如权利要求7所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

稳压二极管DZ1、DZ2的稳压值之和在100v～170v之间；或者稳压二极管DZ1、DZ2采用单个稳压二极管替换，该单个稳压二极管的稳压值在100v～170v之间。

11.一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测方法，适用于如权利要求1～10中任一项所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，其特征在于，

将信号机可控硅驱动电路中的可控硅Q1设定为截止状态，然后检测可控硅Q1输出端火线L1与中性线N之间电压有效值；

当所述电压有效值小于等于第一门限电压，则信号灯处于正常工作状态；

当所述电压有效值大于等于第二门限电压，则信号灯处于故障状态；

所述第一门限电压小于第二门限电压。

12.如权利要求11所述的信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测方法，其特征在于，

所述第一门限电压设置在12Vrms～20Vrms；所述第二门限电压设置在160Vrms～180Vrms。