CN202602311U - 交通号志的备用电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种交通号志的备用电源系统，设于该交通号志的一配电系统中而于该配电系统的一主电源供电异常时通过一储能装置提供一备用电源，且该储能装置内建一检测模块、一电池模块及一传输模块而可即时检测该储能装置的一电气特性，形成一监测值并自动传送至一控制装置，而当该监测值超出一预设范围时，该控制装置即自动停止该储能装置充电或放电，如此，即可避免该储能装置过充或过放而损坏该备用电源系统，造成该交通号志于必要时刻里无法正常工作或失效，危害交通安全。

Description

交通号志的备用电源系统

技术领域

本实用新型属于备用(Backup)电力供电设备的技术领域，特别是关于一种利用内建侦测功能的储能装置自动回馈电压、电流及温度等电气特性至控制装置，并通过控制装置监控储能装置而避免异常的充放电动作的交通号志(信号或标志，signals or signs)的备用电源系统。

背景技术

诸如铁路或道路号志等交通号志设置于轨道或道路上而通过灯号或图志管制人车的通行顺序或方向，因此，交通号志必须长期工作，方能维护交通秩序与用路安全。由此可知，若交通号志发生故障或失效，将严重影响交通安全，除造成用路混乱或塞车等交通问题外，更可能造成车祸而危害用路人的生命安全。为避免上述问题发生，交通号志的供电系统是否可稳定供电即为不容忽视的要件。但是，台电所提供的电力常因发电机负载过大、产能不足、台风或地震等种种天灾人祸而出现供电不稳的情形，如此，若交通号志的配电系统直接以市电作为唯一的供电电源，无疑地交通号志将因主电源供电不稳而出现故障或失效的情况，再者，瞬间停电或瞬间供电所产生的浪涌电流更可能造成交通号志的电子元件短路或烧毁，使交通号志损坏或使用寿命减短。

有鉴于此，目前现有的配电系统利用可重复充放电的蓄电池而作为备用电源，以于主电源异常时提供电力。此时，若蓄电池异常又配电系统未内建检测功能时，工作人员将无法即时查知与修复，造成该备用电源实用性降低且效益低落。或者，当蓄电池为铅酸电池时，该备用电源将因电池特性而易于损毁，增加维护成本。甚或，若配电系统配有检测装置以监测备用电源的运作状态时，此装置将大幅提增系统自耗电流量而形成散热问题且增加成本。

发明内容

有鉴于现有技术的问题，本实用新型的目的在于提供一种交通号志的备用电源系统，以利用储能装置的内建侦测功能自动回馈即时的电气资讯至控制装置后，通过控制装置监控，以避免储能装置过度充放电。

为达上述目的，本实用新型的交通号志的备用电源系统设于该交通号志的一配电系统中，该配电系统具有一主电源，用以提供该交通号志工作电压，其包含一充电装置、至少一储能装置及一控制装置，且该充电装置输出一充电电源，该储能装置电性连接该充电装置及该交通号志，而该控制装置电性连接该充电装置及该储能装置。并且，该储能装置包括至少一电池模块、至少一检测模块及至少一传输模块，该电池模块设有多个电池单元，接收并储存该充电电源而形成一备用电源，且于该主电源停止供电时，输出该备用电源至该交通号志，而该检测模块耦接该电池模块，用以监测该电池模块的一电气特性而形成一监测值，又该传输模块耦接该检测模块，接收并输出该监测值。接着，该控制装置即接收并比较该监测值，当该监测值超出一预设范围时，该控制装置输出一异常信号并停止该储能装置充电或放电。

其中，所述多个电池单元为锂铁电池，该电气特性为电压、电流、电容量及温度的其中之一或其组合。因此该监测值对应上述该电气特性而包含有一充放电电压值、一充放电电流值、一电容量值及一温度值的其中之一或其组合，又该预设范围包括直流16～32伏特的一电压范围，以确保该储能装置正常工作。

再者，为避免该储能装置过度充放电，该储能装置更包括一开关模块，该开关模块设有耦接该充电装置的一充电开关及耦接该交通号志的一放电开关。当该配电系统驱动该充电装置并导通该充电开关以充电该储能装置时，该充电装置输出一充电信号至该控制装置，而该控制装置接收该充电信号后，若该储能装置的充电电压值大于该电压范围时，该控制装置将截止该充电开关，以停止该储能装置充电。或者，当该配电系统驱动该储能装置并导通该放电开关以放电至该交通号志时，该储能装置输出一放电信号至该控制装置，且该控制装置接收该放电信号后，若该储能装置的放电电压值小于该电压范围时，该控制装置将截止该放电开关，以停止该储能装置放电。

同时，为方便远程监控该备用电源系统的运作状态，该控制装置更包括一通信模块，电信连接远程的一电子设备，用以传输该监测值及该异常信号至该电子设备。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的第一实施形态的方块图；

图2为本实用新型较佳实施例的第二实施形态的方块图；

图3为本实用新型较佳实施例的第二实施形态的实施示意图。

附图标记说明：1-交通号志；2-配电系统；20-主电源；21-监控器；22-备用电源系统；220-充电装置；221-储能装置；2210-开关模块；2211-电池模块；2212-检测模块；2213-传输模块；222-控制装置；2220-通信模块；3-电子设备。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1～图3，其分别为本实用新型较佳实施例的第一实施形态的方块图、第二实施形态的方块图及实施示意图。如图所示，该交通号志1的一配电系统2具有用以常态性提供该交通号志1工作电压的一主电源20、用以监控该主电源20供电状态的一监控器21及必要时提供暂时电力的该备用电源系统22。当该主电源20出现供电异常，诸如电压不稳或断电时，该监控器21即切换供电来源而驱动该备用电源系统22暂态性地供电，而当该主电源20恢复供电或供电稳定时，该监控器21再次将供电来源切换至该主电源20，如此，可提升该配电系统2的稳定度及可靠度，避免该交通号志1因电力问题而失效。

该备用电源系统22包含一充电装置220、至少一储能装置221及一控制装置222，该充电装置220电性连接该储能装置221及该控制装置222，以可直接截取市电或该主电源20的电能而变压输出一充电电源至该储能装置221。该储能装置221电性连接该控制装置222及该交通号志1，包括一开关模块2210、至少一电池模块2211、至少一检测模块2212及耦接该控制装置222的至少一传输模块2213，该开关模块2210、该检测模块2212及该传输模块2213可通过一印刷电路板上的电路元件实现，以使该备用电源系统22的整体自耗电流量可仅为100mA，且该开关模块2210设有可为电子控制开关或金属氧化物半导体场效应晶体管的一充电开关及一放电开关(图未示)。其中，该充电开关的栅极可耦接该监控器21及该控制装置222而漏极或源极分别耦接该充电装置220及该电池模块2211，该放电开关的栅极耦接该控制装置222而漏极或源极则分别耦接该电池模块2211及该交通号志1。该电池模块2211设有多个电池单元，用以接收并储存该充电电源而形成一备用电源，并且，所述多个电池单元可为锂铁电池而具有高放电性、高效能电热性及使用寿命长等优点，以提升该备用电源系统22的供电可靠度，同时符合环保。

该检测模块2212耦接该电池模块2211及该传输模块2213，用以周期性地，例如每隔10～999秒即检测涵盖电压、电流、电容量及温度的其中之一或其组合的该电池模块2211的一电气特性而对应形成包含一充放电电压值、一充放电电流值、一电容量值及一温度值的其中之一或其组合的一监测值后，通过该传输模块2213传送至该控制装置222，使该控制装置222接收并比较该监测值，并于该监测值超出一预设范围，例如电压范围DC16～32V或温度-10～65℃等该储能装置221维持正常运作的工作条件时，输出一异常信号并停止该储能装置221充电或放电。

换言之，当该主电源20停止供电时，该监控器21即驱动该储能装置221并导通该放电开关，使该储能装置221输出一放电信号至该控制装置222且通过该电池模块2211输出该备用电源至该交通号志1，此时，该控制装置222持续接收并比较该监测值，一旦该储能装置221的放电电压值小于16V时，输出该异常信号并截止该放电开关而停止该储能装置221放电。接着，当该主电源20恢复供电或供电稳定时，该监控器21将停止该备用电源系统22输出电力，驱动该充电装置220并导通该充电开关以充电该储能装置221，且该充电装置220可输出一充电信号至该控制装置222，此时，若该控制装置222测得该储能装置221的充电电压值大于32V时，截止该充电开关而停止该储能装置221充电。如此，通过具自动回报其电气特性功能的该储能装置221及可自动控制充放电的该控制装置222即可避免该备用电源系统22过度充放电，确保该交通号志1的供电稳定度。

于本实施例中，为考虑该印刷电路板上各电子元件的负载能力，可利用二个分别具有四颗电池单元且各配有该印刷电路板的电池模块2211相互串联成24V/100Ah的该储能装置11，以使该储能装置11于充电电流0～100A充电1～50小时后，得以提供约为175A的放电电流予该交通号志1，如此，本实用新型可应用于火车的各式铁路号志中。顺带一提的是，其中的一个所述的电池模块2211所配的该印刷电路板可仅设有该检测模块2212而通过相互耦接的另一该电池模块2211一并传送测得的该电气特性至该控制装置222。另外，另一该电池模块2211可设有一散热元件(图未示)，以加速串接的所述多个电池模块2211散热，且所述多个电池模块2211的至少一个可设有一显示面板(图未示)，以使工作人员便于即时查看该电池模块2211的运作状况。

再者，为方便工作人员远程监控该备用电源系统22的运作状态，该控制装置222可为火车站站管中心的电脑主机而具一通信模块2220，如此，该通信模块2220可通过有线或无线的通信接口电信连接远程的一电子设备3，例如平板电脑、个人数字助理、手机或服务数据库而传输该监测值及该异常信号至该电子设备3，以方便即时通知正巡视所述多个交通号志1的铁路工作人员，或方便铁路总局掌握即时状况与汇整数据。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种交通号志的备用电源系统，其特征在于，设于该交通号志的一配电系统中，该配电系统具有一主电源，用以提供该交通号志工作电压，其包含：

一充电装置，输出一充电电源；

至少一储能装置，电性连接该充电装置及该交通号志，其包括：

至少一电池模块，设有多个电池单元，接收并储存该充电电源而形成一备用电源，且于该主电源停止供电时，输出该备用电源至该交通号志；

至少一检测模块，耦接该电池模块，用以监测该电池模块的一电气特性而形成一监测值；及

至少一传输模块，耦接该检测模块，接收并输出该监测值；及

一控制装置，电性连接该充电装置及该储能装置，接收并比较该监测值，当该监测值超出一预设范围时，该控制装置输出一异常信号并停止该储能装置充电或放电。

2.如权利要求1所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，所述多个电池单元为锂铁电池。

3.如权利要求1所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，该电气特性为电压、电流、电容量及温度的其中之一或其组合。

4.如权利要求3所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，该预设范围包括直流16～32伏特的一电压范围。

5.如权利要求4所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，该储能装置更包括一开关模块，该开关模块设有耦接该充电装置的一充电开关及耦接该交通号志的一放电开关。

6.如权利要求5所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，当该配电系统驱动该充电装置并导通该充电开关以充电该储能装置时，该充电装置输出一充电信号至该控制装置。

7.如权利要求6所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，该控制装置接收该充电信号后，若该储能装置的充电电压值大于该电压范围时，该控制装置将截止该充电开关，以停止该储能装置充电。

8.如权利要求5所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，当该配电系统驱动该储能装置并导通该放电开关以放电至该交通号志时，该储能装置输出一放电信号至该控制装置。

9.如权利要求8所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，该控制装置接收该放电信号后，若该储能装置的放电电压值小于该电压范围时，该控制装置将截止该放电开关，以停止该储能装置放电。

10.如权利要求1所述的交通号志的备用电源系统，其特征在于，该控制装置更包括一通信模块，电信连接远程的一电子设备，用以传输该监测值及该异常信号至该电子设备。

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