CN206713129U - 轨道交通led照明系统驱动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轨道交通LED照明系统驱动电源,包括滤波电路单元和恒压电路单元,滤波电路单元的输出端连接恒压电路单元的输入端,恒压电路单元的输出端引出有LED照明灯电源正极和LED照明灯电源负极,还包括故障检测切换电路单元和故障反馈电路单元,故障检测切换电路单元电连接LED照明灯电源正极和LED照明灯电源负极,故障检测切换电路单元引出备用电源连接端和故障检测信号输出端;故障反馈电路单元的控制端电连接故障检测切换电路单元的故障检测信号输出端,故障反馈电路单元引出故障检测外引信号端。本实用新型的轨道交通LED照明系统驱动电源,能够自动检测故障,遇到故障时能够及时自动切换至备用电源供电。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道交通的照明电源技术领域,具体地说,涉及一种轨道交通LED照明系统驱动电源。
背景技术
现有的轨道车辆中,在客室室内顶部以及相邻两节车厢的贯通道的顶端均安装有照明灯,照明灯通常采用LED灯。目前,轨道车辆上照明灯的驱动电源一般包括开关电源和稳压模块,将轨道车辆电源转换成照明灯所需电压的电源并稳压,驱动电源的稳压输出点连接轨道车辆上的照明灯。现有的这种轨道车辆照明灯的供电结构,在驱动电源出现故障时,容易导致轨道车辆照明系统停电,需要轨道车辆上的工作人员人工切换备用电源,既影响车辆运行,又增加工作人员的劳动负担。而随着轨道交通的日益发展,轨道交通系统对光源以及环境的要求越来越高,在控制电源设计方面,要向集中控制,要求向标准模块化、系统可扩展性好、智能化几个方面发展,因此,有必要设计新的轨道交通照明驱动电源。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种能够与备用电源互相检测故障,遇到故障时能够及时自动切换的轨道交通LED照明系统驱动电源。
为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:
轨道交通LED照明系统驱动电源,包括滤波电路单元和恒压电路单元,所述滤波电路单元的输入端用于连接轨道交通车辆供电电源,所述滤波电路单元的输出端连接所述恒压电路单元的输入端,所述恒压电路单元的输出端引出有LED照明灯电源正极和LED照明灯电源负极,还包括:
故障检测切换电路单元,所述故障检测切换电路单元电连接所述LED照明灯电源正极和所述LED照明灯电源负极,所述故障检测切换电路单元引出备用电源连接端和故障检测信号输出端,用于检测轨道交通LED照明系统驱动电源的故障和当出现故障时,输出故障检测信号,并自动切换至备用电源;
故障反馈电路单元,所述故障反馈电路单元的控制端电连接所述故障检测切换电路单元的故障检测信号输出端,所述故障反馈电路单元引出故障检测外引信号端,用于输出故障检测外引信号。
优选的,所述故障检测切换电路单元包括用于输出故障检测信号的第一开关电路,以及用于切换连接备用电源的第二开关电路。
优选的,所述第一开关电路包括开关元件Q3和开关元件Q4,所述第二开关电路包括开关元件Q14和开关元件Q15,开关元件Q3、开关元件Q4、开关元件Q14以及开关元件Q15均包括第一端、第二端以及控制其第一端和第二端导通的控制端;
开关元件Q3的控制端电连接所述LED照明灯电源正极,开关元件Q3的第一端与所述开关元件Q4的第一端电连接,开关元件Q3的第二端与所述开关元件Q4的第二端以及所述LED照明灯电源负极电连接,开关元件Q4的控制端为故障检测信号输出端;
开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端短接引出备用电源连接口,开关元件Q14的第一端和开关元件Q15的第一端与开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端的公共节点电连接,开关元件Q14的第二端和开关元件Q15的第二端与开关元件Q3的第一端和开关元件Q4的第一端的公共节点电连接。
优选的,开关元件Q14的第一端和开关元件Q15的第一端的公共节点与开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端的公共节点之间串联有稳压管D15,开关元件Q14的第二端和开关元件Q15的第二端分别串联有二极管。
优选的,开关元件Q3和开关元件Q4均为PNP型的三极管,开关元件Q14和开关元件Q15均为P沟道型的MOS管。
优选的,所述故障反馈电路单元包括故障反馈隔离开关电路和光耦元件,所述光耦元件的输入端电连接所述第一开关电路的故障检测信号输出端,所述光耦元件的输出端电连接所述故障反馈隔离开关电路的控制端。
优选的,所述故障反馈隔离开关电路包括开关元件Q7和开关元件Q8,开关元件Q7和开关元件Q8均包括第一端、第二端以及控制其第一端和第二端导通的控制端;所述光耦元件的输出端电连接开关元件Q7的控制端,开关元件Q7的第一端电连接开关元件Q8的控制端,开关元件Q7的控制端和开关元件Q8的第一端电连接电源正极,开关元件Q7的第二端和开关元件Q8的第二端分别连接分压元件后接地,开关元件Q8的第二端为故障检测外引信号输出端。
优选的,还包括占空比调节电路单元,所述占空比调节电路单元用于调节供电电源的占空比,以控制轨道交通照明灯的亮度。
优选的,所述占空比调节电路单元包括单片机和一个占空比调节开关,所述单片机的一个信号输入端经隔离光耦引出紧急蓄电池供电信号输入端口,所述占空比调节开关包括第一端、第二端以及控制其第一端和第二端导通的控制端,所述占空比调节开关的控制端电连接所述单片机的信号输出端,所述占空比调节开关的第一端电连接所述LED照明灯电源负极,所述占空比调节开关的第二端引出LED照明灯电源负极端口。
优选的,所述占空比调节电路单元还包括一个拨码开关,所述拨码开关电连接所述单片机的信号输入端。
采用了上述技术方案后,本实用新型的有益效果是:
本实用新型的轨道交通LED照明系统驱动电源,设置有故障检测切换电路单元和故障反馈电路单元,能够自动检测驱动电源的故障和当出现故障时,自动切换至备用电源,在驱动电源出现故障时,并通过故障反馈电路单元向轨道交通车辆主机输出故障信号,使轨道交通车辆及时了解照明系统的供电情况。轨道车辆不会因驱动电源故障停电,不影响轨道车辆运行,且不用再通过轨道车辆上的工作人员人工切换备用电源,降低了工作人员的劳动负担。
本实用新型中,包括占空比调节电路单元,所述占空比调节电路单元用于调节供电电源的占空比,以控制轨道交通照明灯的亮度。在轨道车辆的总电源故障切换至蓄电池紧急供电时,单片机收到紧急蓄电池供电信号,通过输出信号,调整占空比调节开关的导通占空比,从而自动调整LED照明灯电源负极输出的占空比,以控制轨道交通照明灯的亮度。在紧急蓄电池供电时,降低LED照明灯电源负极输出的占空比,降低轨道交通照明灯的亮度,从而降低了照明灯的用电功率,节约供电,以使蓄电池能够尽量长时间的供电。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
图1是本实用新型的轨道交通LED照明系统驱动电源的原理框图;
图2是本实用新型的轨道交通LED照明系统驱动电源的电子电路图;
图3是图2中的滤波电路单元的放大图;
图4是图2中的恒压电路单元和电源隔离开关电路单元的放大图;
图5是图2中的故障检测切换电路单元的放大图;
图6是图2中的故障反馈电路单元和占空比调节电路单元的放大图;
图7是本实用新型的轨道交通LED照明系统驱动电源应用于轨道车辆时的使用状态图;
图中:1、轨道交通LED照明系统驱动电源;11-滤波电路单元;12-恒压电路单元;13-故障检测切换电路单元;14-故障反馈电路单元;15-占空比调节电路单元;16-电源隔离开关电路单元。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
参照图1、图2、图3和图4,本实用新型的轨道交通LED照明系统驱动电源1,包括滤波电路单元11和恒压电路单元12,滤波电路单元11的输入端用于连接轨道交通车辆供电电源,滤波电路单元11的输出端连接恒压电路单元12的输入端,恒压电路单元12包括恒压模块U1,恒压模块U1的电源输入端并联有电容;恒压模块U1的控制端电连接有电源隔离开关电路单元16。恒压电路单元12的输出端引出有LED照明灯电源正极V0+,和LED照明灯电源负极V0-,其中VO+即图1中的输出DC24V+,V0-即为图1中的输出DC24-。电源隔离开关电路单元16的控制端连接轨道交通车辆上的主机,主机输出ON/OFF信号,经过隔离开关Q1,连接恒压模块U1的控制端,用于控制恒压模块U1的输出开关。还包括故障检测切换电路单元13和故障反馈电路单元14。故障检测切换电路单元13电连接LED照明灯电源正极和LED照明灯电源负极,故障检测切换电路单元13引出备用电源连接端LED2和故障检测信号输出端LED1,用于检测轨道交通LED照明系统驱动电源的故障和当出现故障时,输出故障检测信号,并自动切换至备用电源。
故障反馈电路单元14的控制端电连接故障检测切换电路单元13的故障检测信号输出端LED1,故障反馈电路单元14引出故障检测外引信号端G,用于输出故障检测外引信号。
参照图5,故障检测切换电路单元13可采取以下具体结构:包括用于输出故障检测信号LED1的第一开关电路,以及用于切换连接备用电源的第二开关电路。
第一开关电路包括开关元件Q3和开关元件Q4,第二开关电路包括开关元件Q14和开关元件Q15,开关元件Q3、开关元件Q4、开关元件Q14以及开关元件Q15均包括第一端、第二端以及控制其第一端和第二端导通的控制端。
开关元件Q3的控制端电连接LED照明灯电源正极V0+,开关元件Q3的第一端与开关元件Q4的第一端电连接,开关元件Q3的第二端与开关元件Q4的第二端以及LED照明灯电源负极V0-电连接,开关元件Q4的控制端引出故障检测信号输出端LED1,用于输出故障检测信号。开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端短接引出备用电源连接口LED2,开关元件Q14的第一端和开关元件Q15的第一端与开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端的公共节点电连接,开关元件Q14的第二端和开关元件Q15的第二端与开关元件Q3的第一端和开关元件Q4的第一端的公共节点电连接。
开关元件Q14的第一端和开关元件Q15的第一端的公共节点与开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端的公共节点之间串联有稳压管D15,开关元件Q14的第二端和开关元件Q15的第二端分别串联有二极管。
开关元件Q3和开关元件Q4均为PNP型的三极管,开关元件Q14和开关元件Q15均为P沟道型的MOS管。当驱动电源正常无故障时,LED照明灯电源正极V0+和LED照明灯电源负极V0-正常输出时,开关元件Q3和开关元件Q4均不导通,而开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端连接备用电源LED2为高电平,故障检测输出端LED1输出高电平。当驱动电源有故障无输出时,LED照明灯电源正极V0+无输出,此时,备用电源LED2使开关元件Q3和开关元件Q4导通,LED2的电源加到故障驱动电源的LED照明灯电源正极V0+,使故障驱动电源供电的轨道交通照明灯组通过备用的驱动电源供电,此时,故障检测LED1输出低电平。本实用新型的轨道交通LED照明系统驱动电源,设置有故障检测切换电路单元和故障反馈电路单元,能够自动检测驱动电源的故障和当出现故障时,自动切换至备用电源,在驱动电源出现故障时,轨道车辆不会因驱动电源故障停电,不影响轨道车辆运行,且不用再通过轨道车辆上的工作人员人工切换备用电源,降低了工作人员的劳动负担。
参照图6,故障反馈电路单元14可采取以下具体结构:包括故障反馈隔离开关电路和光耦元件PC4,光耦元件PC4的输入端电连接第一开关电路的故障检测信号输出端LED1,光耦元件PC4的输出端电连接故障反馈隔离开关电路的控制端。
故障反馈隔离开关电路包括开关元件Q7和开关元件Q8,开关元件Q7和开关元件Q8均包括第一端、第二端以及控制第一端和所述第二端导通的控制端;光耦元件PC4的输出端电连接开关元件Q7的控制端,开关元件Q7的第一端电连接开关元件Q8的控制端,开关元件Q7的控制端和开关元件Q8的第一端电连接电源正极,开关元件Q7的第二端和开关元件Q8的第二端分别连接分压元件后接地,其中,开关元件Q7的第二端连接稳压管D10后接地,开关元件Q8的第二端连接分压电阻R31后接地,分压电阻R31并联有故障指示灯D5,开关元件Q8的第二端为故障检测外引信号端G,输出故障检测外引信号。当驱动电源无故障时,故障检测输出LED1输出高点平,光耦元件PC4导通,则开关元件Q7的控制端为低电平,开关元件Q7开关元件Q8不通,则故障检测外引信号G为低电平。当驱动电源有故障时,故障检测输出LED1输出低电平,光耦元件PC4不通,则开关元件Q7的控制端为高电平,开关元件Q7开关元件Q8导通,故障检测外引信号G为高电平,故障指示灯D5亮,故障检测外引信号G上传到轨道交通车辆上的主机上,使轨道交通车辆及时了解照明系统的供电情况。
本实用新型的轨道交通LED照明系统驱动电源,还包括占空比调节电路单元15,占空比调节电路单元15用于调节供电电源的占空比,以控制轨道交通照明灯的亮度。
占空比调节电路单元15包括单片机U3和一个占空比调节开关Q12,单片机U3的一个信号输入端经隔离光耦引出紧急蓄电池供电信号输入端口,占空比调节开关包括第一端、第二端以及控制其第一端和第二端导通的控制端,占空比调节开关Q12的控制端电连接单片机U3的信号输出端,占空比调节开关Q12的第一端电连接LED照明灯电源负极,占空比调节开关Q12的第二端引出LED照明灯电源负极端口。
在轨道车辆的总电源故障切换至蓄电池紧急供电时,单片机U3收到紧急蓄电池供电信号EM,通过输出信号,调整占空比调节开关Q12的导通占空比,从而自动调整LED照明灯电源负极输出VO-的占空比,以控制轨道交通照明灯的亮度。在紧急蓄电池供电时,降低LED照明灯电源负极输出的占空比,降低轨道交通照明灯的亮度,从而降低了照明灯的用电功率,节约供电,以使蓄电池能够尽量长时间的供电。
占空比调节电路单元15还包括一个拨码开关SW,拨码开关SW电连接单片机U3的信号输入端。通过拨码开关SW可选择多个挡位,例如可选择100%、95%、90%、85%四个档位手动调节,也可以实现紧急照明模式的自动调整占空比变为正常供电的50%,降低灯具整体亮度从而实现对整车照度进行控制。
参照图7,在轨道交通车辆中,客室以左、右单侧为控制单元,每个单元设置有两个轨道交通LED照明系统驱动电源1和多个客室灯,多个客室灯以间隔交替并联的形式分成两组排列,每个轨道交通LED照明系统驱动电源1控制一组灯具,两个轨道交通LED照明系统驱动电源1互为备用,由故障检测切换电路单元检测故障,以及在故障时自动控制切换至另一路轨道交通LED照明系统驱动电源。举例来说,正常工作时功率约为100W左右,此时轨道交通LED照明系统驱动电源1半功率运行,而轨道交通LED照明系统驱动电源1设计额定功率为200W,这样能保证轨道交通LED照明系统驱动电源1不会超负荷运行能够降低故障发生率。当一个轨道交通LED照明系统驱动电源发生故障,该轨道交通LED照明系统驱动电源发出故障信号,两个轨道交通LED照明系统驱动电源1可以通过通信快速切换供电模式,变为一个电源控制两组客室灯,满负荷运行。当然,轨道交通LED照明系统驱动电源1的具体功率根据实际应用情况而定。
以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例,其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准,任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换,也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.轨道交通LED照明系统驱动电源,包括滤波电路单元和恒压电路单元,所述滤波电路单元的输入端用于连接轨道交通车辆供电电源,所述滤波电路单元的输出端连接所述恒压电路单元的输入端,所述恒压电路单元的输出端引出有LED照明灯电源正极和LED照明灯电源负极,其特征在于,还包括:
故障检测切换电路单元,所述故障检测切换电路单元电连接所述LED照明灯电源正极和所述LED照明灯电源负极,所述故障检测切换电路单元引出备用电源连接端和故障检测信号输出端,用于检测轨道交通LED照明系统驱动电源的故障和当出现故障时,输出故障检测信号,并自动切换至备用电源;
故障反馈电路单元,所述故障反馈电路单元的控制端电连接所述故障检测切换电路单元的故障检测信号输出端,所述故障反馈电路单元引出故障检测外引信号端,用于输出故障检测外引信号。
2.根据权利要求1所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:所述故障检测切换电路单元包括用于输出故障检测信号的第一开关电路,以及用于切换连接备用电源的第二开关电路。
3.根据权利要求2所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:所述第一开关电路包括开关元件Q3和开关元件Q4,所述第二开关电路包括开关元件Q14和开关元件Q15,开关元件Q3、开关元件Q4、开关元件Q14以及开关元件Q15均包括第一端、第二端以及控制其第一端和第二端导通的控制端;
开关元件Q3的控制端电连接所述LED照明灯电源正极,开关元件Q3的第一端与所述开关元件Q4的第一端电连接,开关元件Q3的第二端与所述开关元件Q4的第二端以及所述LED照明灯电源负极电连接,开关元件Q4的控制端为故障检测信号输出端;
开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端短接引出备用电源连接口,开关元件Q14的第一端和开关元件Q15的第一端与开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端的公共节点电连接,开关元件Q14的第二端和开关元件Q15的第二端与开关元件Q3的第一端和开关元件Q4的第一端的公共节点电连接。
4.根据权利要求3所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:开关元件Q14的第一端和开关元件Q15的第一端的公共节点与开关元件Q14的控制端和开关元件Q15的控制端的公共节点之间串联有稳压管D15,开关元件Q14的第二端和开关元件Q15的第二端分别串联有二极管。
5.根据权利要求4所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:开关元件Q3和开关元件Q4均为PNP型的三极管,开关元件Q14和开关元件Q15均为P沟道型的MOS管。
6.根据权利要求2所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:所述故障反馈电路单元包括故障反馈隔离开关电路和光耦元件,所述光耦元件的输入端电连接所述第一开关电路的故障检测信号输出端,所述光耦元件的输出端电连接所述故障反馈隔离开关电路的控制端。
7.根据权利要求6所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:所述故障反馈隔离开关电路包括开关元件Q7和开关元件Q8,开关元件Q7和开关元件Q8均包括第一端、第二端以及控制其第一端和第二端导通的控制端;所述光耦元件的输出端电连接开关元件Q7的控制端,开关元件Q7的第一端电连接开关元件Q8的控制端,开关元件Q7的控制端和开关元件Q8的第一端电连接电源正极,开关元件Q7的第二端和开关元件Q8的第二端分别连接分压元件后接地,开关元件Q8的第二端为故障检测外引信号输出端。
8.根据权利要求1至7任一项所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:还包括占空比调节电路单元,所述占空比调节电路单元用于调节供电电源的占空比,以控制轨道交通照明灯的亮度。
9.根据权利要求8所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:所述占空比调节电路单元包括单片机和一个占空比调节开关,所述单片机的一个信号输入端经隔离光耦引出紧急蓄电池供电信号输入端口,所述占空比调节开关包括第一端、第二端以及控制其第一端和第二端导通的控制端,所述占空比调节开关的控制端电连接所述单片机的信号输出端,所述占空比调节开关的第一端电连接所述LED照明灯电源负极,所述占空比调节开关的第二端引出LED照明灯电源负极端口。
10.根据权利要求9所述的轨道交通LED照明系统驱动电源,其特征在于:所述占空比调节电路单元还包括一个拨码开关,所述拨码开关电连接所述单片机的信号输入端。
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