CN110913527B - 监督驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种监督驱动电路，所述监督驱动电路包括：驱动电路、采样电路以及监督电路；驱动电路用以将交流电转换为直流电，并根据电缆长度自动调节电压；采样电路用以获取负载的电压电流信息，并将采集的数据发送至监督电路；监督电路分别连接驱动电路、采样电路，用以根据所述采样电路采集的信号判断负载的状态。本发明提出的监督驱动电路，可自动适应不同距离的信号机，施工即装即用。

Description

监督驱动电路

技术领域

本发明属于高可靠照明和交通信号技术领域，涉及一种监督驱动电路，尤其涉及一种负载监督驱动电路。

背景技术

LED灯是新型光源，能耗低、寿命长。为增加光通量提高可靠性，通常由多个LED管串并联组成。LED管本身使用直流电流驱动，当LED灯也使用直流电流供电时，只需简单的连接，可靠性十分高。LED灯在室外使用，如铁路和公路信号灯，考虑方便和长距离的功率传输，目前采用交流AC220V供电，用电源装置变换为直流点灯，并把电源装置安装在LED灯旁，或作为LED灯的组成部分。

但LED灯和白炽灯灯常规光源不同，故障形态有开路、短路等多种形式，其电流和光强不单调相关，简单的电流检测可靠性低，难于满足要求。在铁路等交通信号灯应用中，都希望按控制要求一直亮灯，当发生故障灭灯时，需要立即报警，进行灯光切换(如绿灯灭灯改点红灯)或迅速排除解决。因为，灭灯可能使司机误认信号，造成车毁人亡的大事故。在铁路领域，信号机离控制室距离远，电缆压降大，目前一般采用人工档位调节解决，施工不便。LED电源包含大量电子元件，长期在室外恶劣环境下工作，经常导致产品寿命不能满足现场要求。当前，LED信号机在铁路普及程度不高，主要由于当前的信号联锁电路接口方式不能满足LED灯的性能特性，和产品整体可靠性不高所致。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的监督驱动电路，以便克服现有监督驱动电路存在的上述缺陷。

发明内容

本发明提供一种监督驱动电路，可自动适应不同距离的信号机，施工即装即用。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种监督驱动电路，所述监督驱动电路包括：

驱动电路，用以将交流电转换为直流电，并根据电缆长度自动调节电压；

采样电路，用以获取负载的电压电流信息，并将采集的数据发送至监督电路；以及

监督电路，分别连接驱动电路、采样电路，用以根据所述采样电路采集的信号判断负载的状态。

作为本发明的一种实施方式，所述负载为LED灯，所述监督驱动电路为LED灯监督驱动电路；

所述监督电路包括损坏分析单元，用以分析LED灯损坏数量；并根据LED灯的损坏数量执行不同的动作。

作为本发明的一种实施方式，所述LED灯包括通信单元、至少一LED管，各LED管分别连接通信单元；所述采样电路通过通信单元获取LED灯中各LED管的状态，并将获取的信息反馈至所述监督电路。

作为本发明的一种实施方式，若损坏分析单元通过智能分析确认LED灯损坏数量达到30％以上，则维修指示灯亮，并通过隔离通信单元的串行接口通知控制主机；

若损坏分析单元智能分析确认LED灯损坏数量达到50％，则做灭灯认定，则灭灯指示灯亮，并通过隔离通信单元的串行接口通知控制主机。

作为本发明的一种实施方式，所述监督驱动电路包括脉冲驱动电路、继电器，所述继电器连接负载，控制负载的连接状态；所述继电器包括线圈；

所述监督电路连接脉冲驱动电路，脉冲驱动电路连接继电器的线圈，所述监督电路通过脉冲驱动电路控制设定线圈的状态，从而控制对应继电器的状态。

作为本发明的一种实施方式，所述负载为LED灯，所述监督驱动电路为LED灯监督驱动电路；

所述监督电路用以将灭灯信息通过脉冲驱动电路控制线圈的状态，控制继电器落下，灭灯输出接点接通；

所述监督电路用以将亮灯信息通过脉冲驱动电路控制线圈的状态，控制继电器吸起，LED灯亮起。

作为本发明的一种实施方式，当LED灯监督驱动电路异常或不工作时，监督电路不会输出交变信号，继电器将因线圈失电而落下，灭灯输出接点接通，确保在故障状态给出灭灯输出。

作为本发明的一种实施方式，所述驱动电路具有限压限流模块，在任何开路或短路时，能够自保护不会造成损坏，在异常消除后自动恢复正常。

作为本发明的一种实施方式，所述驱动电路输入端接有熔丝，当驱动电路故障导致输入电流超限时，熔丝熔断，监督驱动电路从主电路脱离。

作为本发明的一种实施方式，所述驱动电路为电源装置，连接额定输入电压，并将其变换为负载需要的直流电压，并有自动调节模块，根据电缆电阻大小，自动调节电压高低，确保负载的工作电流保持在设定的阈值或阈值区间。

本发明的有益效果在于：本发明提出的监督驱动电路，把主要影响产品寿命的电源装置移到控制器旁的室内，延长了产品寿命。在驱动器增加自动调节装置，可自动适应不同距离的信号机，施工即装即用。在将本发明应用于LED灯领域时，灯端的LED管检测，和信号共线传输，加上驱动输出的电压电流采样，实现对LED灯故障的精细检测，和维修和灭灯二级报警；故障安全设计满足了高可靠的灭灯检测要求。

本发明可作为多LED管组成的LED灯的电源装置，可远距离驱动并反馈准确的灯状态信息；本发明还可作为铁路、公路、民航、船舶的LED信号灯电源，当在铁路信号领域应用时，LED灯监督驱动器可直接取代目前的灯丝继电器。

附图说明

图1为本发明一实施例中监督驱动电路的组成示意图。

图2为本发明一实施例中应用于铁路中的LED灯监督驱动电路的组成示意图。

图3为本发明一实施例中应用于铁路中的LED灯监督驱动电路的组成示意图。

图4为本发明一实施例中应用于公路交通中的LED灯监督驱动电路的组成示意图。

图中标记标注如下：

1-额定输入电压 2-驱动电路 3-监督电路

4-隔离通信单元 5-脉冲驱动电路 6-线圈

7-采样电路 8-工作指示灯 9-维修指示灯

10-灭灯指示灯 11-数码管 12-电缆

13-LED灯 14-通信单元 15-LED管

16-串行通信单元 17-灭灯输出电路 100-LED灯监督驱动电路

40-设备集中控制柜 41-信号灯控制器 42：LED灯监督驱动电路

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

本发明揭示了一种监督驱动电路，图1为本发明一实施例中监督驱动电路的组成示意图；请参阅图1，在本发明的一实施例中，所述监督驱动电路包括：驱动电路2、采样电路7、监督电路3。驱动电路2用以将交流电转换为直流电，并根据电缆长度自动调节电压；采样电路7用以获取负载的电压电流信息，并将采集的数据发送至监督电路；监督电路3分别连接驱动电路、采样电路，用以根据所述采样电路采集的信号判断负载的状态。

在本发明的一实施例中，所述负载为LED灯13，所述监督驱动电路为LED灯监督驱动电路。所述监督电路包括损坏分析单元，用以分析LED灯损坏数量；并根据LED灯的损坏数量执行不同的动作。

在本发明的一实施例中，所述LED灯13包括通信单元14、至少一LED管15，各LED管15分别连接通信单元14；所述采样电路7通过通信单元14获取LED灯13中各LED管15的状态，并将获取的信息反馈至所述监督电路3。在本发明的一实施例中，采样电路7不仅采集输出的电压电流信息，也通过驱动电缆的共线通信，获得LED灯13的LED管15的工作状态详细信息；进而精确掌握LED灯13的损坏信息。

在本发明的一实施例中，监督电路3借助采样电路7精确感知LED灯13的状态，具有二级报警输出：若损坏分析单元通过智能分析确认LED灯损坏数量达到30％以上，则维修指示灯亮，并通过隔离通信单元的串行接口通知控制主机；若损坏分析单元智能分析确认LED灯损坏数量达到50％，则做灭灯认定，则灭灯指示灯亮，并通过隔离通信单元的串行接口通知控制主机。

如图1所示，在本发明的一实施例中，所述监督驱动电路包括脉冲驱动电路5、继电器，所述继电器连接负载，控制负载的连接状态；所述继电器包括线圈6。所述监督电路3连接脉冲驱动电路5，脉冲驱动电路5连接继电器的线圈6，所述监督电路3通过脉冲驱动电路5控制设定线圈6的状态，从而控制对应继电器的状态。

在本发明的一实施例中，所述监督电路3用以将灭灯信息通过脉冲驱动电路5控制线圈6的状态，控制继电器落下，灭灯输出接点接通；所述监督电路3还用以将亮灯信息通过脉冲驱动电路5控制线圈6的状态，控制继电器吸起，LED灯亮起。

在本发明的一实施例中，灭灯检测和输出涉及环节，采用故障安全设计，信息输出继电器采用失电灭灯报警的工作方式，确保在灯光亮度小于额定值的50％或灭灯时，输出灭灯信息。

在本发明的一实施例中，当LED灯监督驱动电路异常或不工作时，监督电路3不会输出交变信号，继电器将因线圈6失电而落下，灭灯输出接点接通，确保在故障状态给出灭灯输出。

在本发明的一实施例中，本发明具有输入输出保护电路，当输出开路或短路不会损坏驱动器，当故障解除后自动恢复正常，当本身故障导致输入过流时，自动切断输入，隔离驱动器。本发明监督驱动电路还可以具有输出雷电防护模块，当雷击强度在规定范围内，不会导致驱动器损坏。

在本发明的一实施例中，所述驱动电路具有限压限流模块，在任何开路或短路时，能够自保护不会造成损坏，在异常消除后自动恢复正常。

在本发明的一实施例中，所述驱动电路输入端接有熔丝，当驱动电路故障导致输入电流超限时，熔丝熔断，监督驱动电路从主电路脱离。

在本发明的一实施例中，所述驱动电路为电源装置，连接额定输入电压，并将其变换为负载需要的直流电压，并有自动调节模块，根据电缆电阻大小，自动调节电压高低，确保负载的工作电流保持在设定的阈值或阈值区间，保持负载电流稳定。在发明应用于LED灯领域时，能保证灯光稳定。

在本发明的一实施例中，LED灯监督驱动电路包括工作指示灯8、维修指示灯9、灭灯指示灯10、数码管11等，能实时显示输出灯的电压电流信息和LED灯13的工作状态信息。

在本发明的一实施例中，本发明监督驱动电路用于铁路信号领域时，整个LED灯监督驱动电路安装在铁路信号安全型继电器内(JWXC-1700-4)，插脚定义和H18继电器兼容；可以直接替换铁路信号的灯丝继电器。

如图1所示，在本发明的一实施例中，LED灯监督驱动电路包括、驱动电路2、监督电路3、隔离通信单元4、脉冲驱动电路5、采样电路7、工作指示灯8、维修指示灯9、灭灯指示灯10、数码管11、线圈6等。其中驱动电路2是电源装置，连接额定输入电压1，如AC220V,并把它变换为LED灯需要的直流电压，并有自动调节功能，可根据电缆电阻大小，自动调节电压高低，确保LED灯的亮度不变。驱动电路2具有限压限流功能，在任何开路或短路时，能够自保护不会造成损坏，在异常消除后自动恢复正常。驱动电路2输入端接有熔丝，当驱动电路故障导致输入电流超限时，熔丝熔断，LED灯监督驱动电路从电路脱离，避免了故障的扩大。监督电路3连接采样电路7，通过它精确感知LED灯13的状态，这包括电压电流的测量，也包括通过电缆12和LED灯13的通信单元14通信，获得LED灯13中各LED管15的状态。当监督电路3经过智能分析确认LED灯损坏数量达到30％，则维修指示灯9灯亮，并通过隔离通信单元4的串行接口通知控制主机和系统监测系统。当监督单元经过智能分析确认LED灯损坏数量达到50％，则做灭灯认定，则灭灯指示灯10灯亮，并通过隔离通信单元4的串行接口通知控制主机和系统监测系统。灭灯信息也通过脉冲驱动电路5连接的线圈6输出，控制继电器落下，灭灯输出电路17接点接通，而当灯亮时，监督单元输出交变信号给脉冲驱动电路5连接的线圈6，控制继电器吸起，表示亮灯。当LED灯监督驱动器异常或不工作时，如电路单元的开路或短路、通信中断、程序死机等，则监督单元不会输出交变信号，控制继电器将因线圈失电而落下，灭灯输出电路17接点接通，确保在故障状态给出灭灯输出。

在本发明的一实施例中，本发明的LED灯监督驱动电路在铁路信号中应用，可驱动盘式和点式LED光源，并适合区间和站内使用。使用时，整个LED灯监督驱动电路100安装在铁路信号安全型继电器内(如JWXC-1700-4)，继电器内安装4组接点，和灯丝继电器接点数相同，留出空位安装驱动监督电路100，如图2所示。插脚接线和JZXC-H18兼容，LED灯监督驱动器直接替代JZXC-H18灯丝继电器，不另占组合架位置。

图3表示了LED灯监督驱动电路在铁路信号中的应用框图；请参阅图3，在本发明的一实施例中，红绿黄三个信号灯安装在室外，通过三对电缆连接到室内的6502控制电路。由于任一时刻只有一盏灯点亮，可共享一个LED灯监督驱动电路100。亮什么灯是由联锁电路通过继电器接点控制的。铁路区间最远为15KM左右，当信号灯距离车站控制室较远时，驱动器自动提高输出电压，以平衡线路电缆的压降，确保灯端电压不变，从而使灯亮度恒定。正常时，如点亮绿灯，监督单元输出脉冲信号给脉冲驱动电路，JWC-1700继电器线圈得到额定电压(DC24V)而正常吸起，6502控制电路确认灯光正常。当LED灯异常时，监督单元停止输出脉冲信号给脉冲驱动电路，JWC-1700继电器线圈失电而落下，6502控制电路确认灭灯而改点红灯，确保行车安全。报警信息同时通过每一车站的灯丝报警主机送给集中监测系统和控制台，当LED灯部分损坏达到30％时，维修人员即可获得维修信号，对LED灯进行及时的维修更换，铁路信号灭灯事故发生。

图4揭示了本发明LED灯监督驱动电路在公路交通信号中的应用框图；请参阅图4，在本发明的一实施例中，十字交叉路口的二个灯组可用二个LED灯监督驱动电路来驱动，亮灯通过信号灯控制器控制41，信号灯控制器41和LED灯监督驱动电路42在室外的设备集中控制柜40中，其中LED灯监督驱动电路的状态和报警信息，则可通过通信通道传到交通信号设备维修部门集中处理，当LED灯异常及时进行维修，确保交通信号正常。

综上所述，本发明提出的监督驱动电路，把主要影响产品寿命的电源装置移到控制器旁的室内，延长了产品寿命。在驱动器增加自动调节装置，可自动适应不同距离的信号机，施工即装即用。在将本发明应用于LED灯领域时，灯端的LED管检测，和信号共线传输，加上驱动输出的电压电流采样，实现对LED灯故障的精细检测，和维修和灭灯二级报警；故障安全设计满足了高可靠的灭灯检测要求。

本发明可作为多LED管组成的LED灯的电源装置，可远距离驱动并反馈准确的灯状态信息；本发明还可作为铁路、公路、民航、船舶的LED信号灯电源，当在铁路信号领域应用时，LED灯监督驱动器可直接取代目前的灯丝继电器。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (6)

1.一种监督驱动电路，其特征在于，所述监督驱动电路包括：

驱动电路，用以将交流电转换为直流电，并根据电缆长度自动调节电压；

采样电路，用以获取负载的电压电流信息，并将采集的数据发送至监督电路；以及

监督电路，分别连接驱动电路、采样电路，用以根据所述采样电路采集的信号判断负载的状态；

所述监督驱动电路包括脉冲驱动电路、继电器，所述继电器连接负载，控制负载的连接状态；所述继电器包括线圈；

所述监督电路连接脉冲驱动电路，脉冲驱动电路连接继电器的线圈，所述监督电路通过脉冲驱动电路控制设定线圈的状态，从而控制对应继电器的状态；

所述负载为LED灯，所述监督驱动电路为LED灯监督驱动电路；

所述监督电路用以将灭灯信息通过脉冲驱动电路控制线圈的状态，控制继电器落下，灭灯输出接点接通；

所述监督电路用以将亮灯信息通过脉冲驱动电路控制线圈的状态，控制继电器吸起，LED灯亮起；

当LED灯监督驱动电路异常或不工作时，监督电路不会输出交变信号，继电器将因线圈失电而落下，灭灯输出接点接通，确保在故障状态给出灭灯输出；

所述驱动电路为电源装置，连接额定输入电压，并将其变换为负载需要的直流电压，并有自动调节模块，根据电缆电阻大小，自动调节电压高低，确保负载的工作电流保持在设定的阈值或阈值区间。

2.根据权利要求1所述的监督驱动电路，其特征在于：

所述负载为LED灯，所述监督驱动电路为LED灯监督驱动电路；

所述监督电路包括损坏分析单元，用以分析LED灯损坏数量；并根据LED灯的损坏数量执行不同的动作。

3.根据权利要求2所述的监督驱动电路，其特征在于：

所述LED灯包括通信单元、至少一LED管，各LED管分别连接通信单元；所述采样电路通过通信单元获取LED灯中各LED管的状态，并将获取的信息反馈至所述监督电路。

4.根据权利要求2所述的监督驱动电路，其特征在于：

若损坏分析单元通过智能分析确认LED灯损坏数量达到30％以上，则维修指示灯亮，并通过隔离通信单元的串行接口通知控制主机；

若损坏分析单元智能分析确认LED灯损坏数量达到50％，则做灭灯认定，则灭灯指示灯亮，并通过隔离通信单元的串行接口通知控制主机。

5.根据权利要求1所述的监督驱动电路，其特征在于：

所述驱动电路具有限压限流模块，在任何开路或短路时，能够自保护不会造成损坏，在异常消除后自动恢复正常。

6.根据权利要求1所述的监督驱动电路，其特征在于：

所述驱动电路输入端接有熔丝，当驱动电路故障导致输入电流超限时，熔丝熔断，监督驱动电路从主电路脱离。

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