CN208376783U - 小型化轨道交通专用led信号机 - Google Patents

Abstract

本实用新型小型化轨道交通专用LED信号机，是一种适用于城市轨道交通领域的铁路LED信号机。信号机包括室内部分的点灯驱动和灯丝监督一体的信号机点灯装置，室外部分包括信号机构和LED光源一体式的信号灯机构。电源屏输出交流220V供电，信号机点灯装置通过多绕组变压器调节输出两路电源，一路稳定+5V供给灯丝监督模块，另一路可调节的+48V小纹波直流电源供给信号灯，灯丝监督模块对信号灯工作状态进行在线监测，同时将灯丝状态通过通讯接口传给监测主机，并通过非固定电平模式输出正常工作接点，确保信号机任何故障形态下处于紧急告警或非紧急告警状态接点状态；信号灯机构发散热良好，空间利用率高，防护等级高达IP67。

Description

小型化轨道交通专用LED信号机

技术领域

本实用新型涉及铁路信号显示技术领域，特别是涉及一种小型化轨道交通(例如地铁、有轨电车等)专用LED信号机。

背景技术

传统铁路LED信号机采用的是室内电源屏送出交流220V，经过分线盘送至室外信号机，信号机通过电源驱动电路供给LED光源，同时通过诸多电子元器件组成灯丝监督电路，完成对信号机状态的监测，并通过报警回路将状态信息回传至室内。由于室外环境的复杂性，电子元器件常年工作在严酷条件下，大大缩短产品的生命周期。传统LED信号机多采用交流220V输出点灯，由于LED抗干扰能力差，交流传输很容易因为电磁干扰、分布电容等问题造成误显示；由于信号机室外电子部件故障率较高，为了考虑维护方便，光源、机构、点灯装置采用分开设计，导致信号机的总体尺寸偏大，占界较多，对于界限要求高的城市轨道交通领域适用性不足。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种小型化轨道交通专用LED信号机，将传统室外点灯驱动及灯丝监督电路全部移至室内，并采用集成化设计，减少组合柜占用空间；室外仅保留光源、信号机构部分，亦采用一体式设计，界限利用率高且IP防护等级高达IP67。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种小型化轨道交通专用LED信号机，其特点在于，其包括一位于室内的信号机点灯装置和一位于室外的信号灯机构，所述信号机点灯装置包括用于接收电源屏供给的交流电并输出一稳定电压电源和一可调节的小纹波直流电源的R型工频变压器、用于对信号灯的工作状态进行在线监测的灯丝监督模块、用于经滤波后形成小纹波直流电源的整流滤波电路、用于实时采集灯丝监督模块检测到的信号灯的工作状态的采样电路和用于根据采样电路采样到的信号灯的工作状态控制信号灯的亮灭的开关电路，所述信号灯机构包括信号机构和信号灯，所述信号灯集成于信号机构内。

所述R型工频变压器的输入端子与电源屏电连接、输出端子分别与灯丝监督模块和整流滤波电路电连接，所述整流滤波电路通过采样电路和开关电路与信号灯电连接，所述采样电路和开关电路均与灯丝监督模块电连接。

较佳地，所述R型工频变压器的输入端子包含1个输入绕组、输出端子含有6个输出绕组，所述6个输出绕组分为3个隔离绕组，第一个隔离绕组包括1个输出绕组，第二个隔离绕组包括采用多端子串联方式的2个输出绕组，第三个隔离绕组包括采用多端子串联方式的3个输出绕组，其中第一个隔离绕组输出稳定电压电源，第二个隔离绕组和第三个隔离绕组输出多档位电压值的小纹波直流电源。

较佳地，所述灯丝监督模块通过通讯接口将信号灯的工作状态传输至监测主机，所述灯丝监督模块通过通讯接口与监测主机电连接。

较佳地，所述灯丝监督模块通过通讯接口将非紧急告警信息传输至维修机、将紧急告警信息传输至联锁系统，所述灯丝监督模块通过通讯接口分别与维修机和联锁系统电连接。

较佳地，所述信号机点灯装置插设于一组合柜的一个继电器上。

较佳地，所述信号机构包括箱体、铝基板和透镜，所述信号灯为LED管，所述铝基板安装在箱体的内背板上，所述铝基板的两端分别与透镜的两端相连接，所述铝基板和透镜围成的腔体内集成有LED管。

较佳地，所述LED管为草帽直插式LED管。

较佳地，所述箱体的内背板上集成有限流电阻和防雷EMC电路。

较佳地，所述整流滤波电路包括全波整流器和电解电容，所述全波整流器和电解电容电连接。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型中，采用点灯驱动与灯丝监督一体式设计，室内直接驱动信号灯点灯并实时监督信号灯的灯丝状态，室外无需点灯装置电路。

本实用新型中，采用非固定电平模式输出工作正常信号和告警信号，任何开路或短路等静态故障都将接通故障接点，能够确保信号机在任何故障形态下分级输出告警。

本实用新型中，采用小纹波直流电源点灯，直流供电可以有效解决室外分布电容、电磁环境等情况对点灯的干扰问题，小纹波旨在满足光源显示稳定可靠的条件下适当提高功率因数和减少谐波，从而降低设备对外电网的影响。

本实用新型中，信号灯机构采用机构和光源一体式设计，相比于传统信号机构，有效解决光源散热问题，同时提高了外壳防护等级，外观结构尺寸也大大缩小，尤其适用于限界要求高的轨道交通领域。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的小型化轨道交通专用LED信号机原理图。

图2为本实用新型较佳实施例的小型化轨道交通专用LED信号机室内点灯装置结构示意图。

图3a和图3b为本实用新型较佳实施例的小型化轨道交通专用LED信号机室外信号灯单灯结构示意图。

图4为本实用新型较佳实施例的小型化轨道交通专用LED信号机应用示例图。

图5a和图5b为本实用新型较佳实施例的小型化轨道交通专用LED信号机典型应用三灯位结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种小型化轨道交通专用LED信号机，其包括一位于室内的信号机点灯装置1和一位于室外的信号灯机构2。

所述信号机点灯装置1包括R型工频变压器11、灯丝监督模块12、整流滤波电路13、采样电路14和开关电路15。所述信号机点灯装置1插设于一组合柜10的一个继电器上(见图2)，空间设计紧凑，维护便捷。所述整流滤波电路13包括全波整流器和电解电容，所述全波整流器和电解电容电连接。

所述信号灯机构2包括信号机构和信号灯，所述信号机构包括箱体、铝基板21和透镜22，所述信号灯为LED管23，所述铝基板21安装在箱体的内背板上，所述铝基板21的两端分别与透镜22的两端相连接，所述铝基板21和透镜22围成的腔体内集成有LED管23，所述LED管23为草帽直插式LED管，所述箱体的内背板上集成有限流电阻和防雷EMC电路24。

所述R型工频变压器11用于通过其输入端子接收电源屏供给的交流电，交流电经电压调节后通过两路输出端子分别输出一供给灯丝监督模块12的稳定电压电源和一供给信号灯22的可调节的小纹波直流电源。

具体地，所述R型工频变压器的输入端子包含1个输入绕组(见图1中的I1和I2)、输出端子含有6个输出绕组，所述6个输出绕组分为3个隔离绕组，第一个隔离绕组包括1个输出绕组(见图1中的II1和II2)，第二个隔离绕组包括采用多端子串联方式的2个输出绕组(见图1中的II0、II3和II4)，第三个隔离绕组包括采用多端子串联方式的3个输出绕组(见图1中的II5、II6、II7和II8)，其中第一个隔离绕组输出稳定电压电源，第二个隔离绕组和第三个隔离绕组输出多档位电压值的小纹波直流电源，可根据信号机不同距离调节输出多档位电压值以满足光源显示要求。

小纹波直流电压驱动室外信号灯点灯，既可以抵抗干扰实现光源的可靠显示，同时可以适当提高电源功率因数和减少谐波，从而降低信号机对外电网的影响。

所述整流滤波电路13用于经滤波后形成小纹波直流电源。

所述灯丝监督模块12用于对信号灯的工作状态进行在线监测，并通过通讯接口将信号灯的工作状态传输至监测主机3，通过通讯接口将非紧急告警信息传输至维修机4、将紧急告警信息传输至联锁系统5，采用非固定电平模式输出工作正常信号和告警信号。

当信号机发生故障时输出告警，告警分级为两种输出形态，包括非紧急告警和紧急告警，通过接点分别输出给维修机4和联锁系统5，采用非固定电平模式输出告警接点，这样可以实现信号灯及灯丝监督电路在任何故障形态下(包括硬件故障或软件程序死机等)准确输出告警。

所述采样电路14用于实时采集灯丝监督模块12检测到的信号灯的工作状态。

所述开关电路15用于根据采样电路14采样到的信号灯的工作状态控制信号灯的亮灭。

室外采用光源&结构一体式设计，低功耗LED管配合透镜输出光源显示，采用铝基板设计焊接限流电阻及防雷EMC电路，将主要发热组件铝基板安装在机构箱体的内背板上，然后装配成图3a和图3b总体结构，整体设计小巧，防护等级高。

本实用新型的小型化轨道交通专用LED信号机应用在城市轨道交通领域的信号显示，应用示例见图4。R型工频变压器输入交流220V，输出3组隔离绕组，分别为0-5V、0-48V-56V、0-2V-6V-14V。绕组0-5V供电给灯丝监督模块，绕组0-48V-56V和绕组0-2V-6V-14V通过多档调节输出多达16档电压值，档位间隔为2V/档，输出范围为48V～78V，根据信号机不同距离选择合适档位以满足信号灯电气参数48V/120mA。整流滤波电路采用全波整流配47uF/200V电解电容，实现信号机功率因数＞0.9，THD＜20％的标准要求。通过电流采样实时监督灯丝状态，当信号灯LED故障数量达到30％时，输出非紧急告警接点给维修机，并通过通讯接口上传给监测主机，当信号灯LED故障数量达到50％或灯丝监督模块本身故障时，输出紧急告警接点给联锁系统，接点输出采用非固定电平模式实现，确保硬件故障或软件程序死机时能准确输出告警。小型化轨道交通专用LED信号机黄/绿/红三灯位信号灯结构见图5a和图5b，采用螺栓式固定排列安装在导板上，设计紧凑，拆装方便，尤其适用于城市轨道交通领域。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，其包括一位于室内的信号机点灯装置和一位于室外的信号灯机构，所述信号灯机构包括信号机构和信号灯，所述信号灯集成于信号机构内，所述信号机点灯装置包括用于接收电源屏供给的交流电并输出一稳定电压电源和一可调节的小纹波直流电源的R型工频变压器、用于对信号灯的工作状态进行在线监测的灯丝监督模块、用于经滤波后形成小纹波直流电源的整流滤波电路、用于实时采集灯丝监督模块检测到的信号灯的工作状态的采样电路和用于根据采样电路采样到的信号灯的工作状态控制信号灯的亮灭的开关电路；

所述R型工频变压器的输入端子与电源屏电连接、输出端子分别与灯丝监督模块和整流滤波电路电连接，所述整流滤波电路通过采样电路和开关电路与信号灯电连接，所述采样电路和开关电路均与灯丝监督模块电连接。

2.如权利要求1所述的小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，所述R型工频变压器的输入端子包含1个输入绕组、输出端子含有6个输出绕组，所述6个输出绕组分为3个隔离绕组，第一个隔离绕组包括1个输出绕组，第二个隔离绕组包括采用多端子串联方式的2个输出绕组，第三个隔离绕组包括采用多端子串联方式的3个输出绕组，其中第一个隔离绕组输出稳定电压电源，第二个隔离绕组和第三个隔离绕组输出多档位电压值的小纹波直流电源。

3.如权利要求1所述的小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，所述灯丝监督模块通过通讯接口将信号灯的工作状态传输至监测主机，所述灯丝监督模块通过通讯接口与监测主机电连接。

4.如权利要求1所述的小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，所述灯丝监督模块通过通讯接口将非紧急告警信息传输至维修机、将紧急告警信息传输至联锁系统，所述灯丝监督模块通过通讯接口分别与维修机和联锁系统电连接。

5.如权利要求1所述的小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，所述信号机点灯装置插设于一组合柜的一个继电器上。

6.如权利要求1所述的小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，所述信号机构包括箱体、铝基板和透镜，所述信号灯为LED管，所述铝基板安装在箱体的内背板上，所述铝基板的两端分别与透镜的两端相连接，所述铝基板和透镜围成的腔体内集成有LED管。

7.如权利要求6所述的小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，所述LED管为草帽直插式LED管。

8.如权利要求6所述的小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，所述箱体的内背板上集成有限流电阻和防雷EMC电路。

9.如权利要求1所述的小型化轨道交通专用LED信号机，其特征在于，所述整流滤波电路包括全波整流器和电解电容，所述全波整流器和电解电容电连接。