CN218055192U - Led铁路信号灯系统及其智能点灯单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED铁路信号灯系统及其智能点灯单元，在该智能点灯单元中，控制模块从所述故障检测模块获取相应LED灯珠及其回路的检测结果，并根据所述两个LED灯珠及其回路的检测结果，在满足第一条件时，通过所述两个恒流驱动模块控制所述两个LED灯珠交替处于点亮状态；在满足第二条件时，通过相应的恒流驱动模块控制正常的LED灯珠恒处于点亮状态，并通过所述报警模块进行报警；在不满足所述第一条件，也不满足所述第二条件时，通过所述电源控制模块控制所述两个恒流驱动模块停止工作，以触发所述第一报警器进行报警。实施本技术方案，降低了故障率和运行费用，提高了寿命和工作效率。

Description

LED铁路信号灯系统及其智能点灯单元

技术领域

本实用新型涉及铁路信号灯领域，尤其涉及一种LED铁路信号灯系统及其智能点灯单元。

背景技术

目前，铁路信号灯采用钨丝光源、并且含有主副两个回路的铁路信号灯泡，而且，其点灯监测控制装置用于监测控制主副两个回路的工作，而且，当主回路出现故障时，自动切换到到副回路工作，同时报警。但是，现有的点灯监测控制装置所存在问题：1)是主副两个回路，只有主回路长期工作，而副回路又长期处于不工作状态，导致故障率高、寿命较短；2)主副两个回路不能自我实时切换；3)不能自我检测，需要专业技术人员定期到现场检测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的故障率高、寿命短、不能自主切换、需要专业人员定期检测的缺陷，提供一种LED铁路信号灯系统及其智能点灯单元。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED铁路信号灯系统的智能点灯单元，与含有两个LED灯珠的铁路信号灯泡及设置在前端的第一报警器相连，包括电源模块、控制模块、报警模块、电源控制模块、两个恒流驱动模块、两个故障检测模块，其中，

所述控制模块从所述故障检测模块获取相应LED灯珠及其回路的检测结果，并根据所述两个LED灯珠及其回路的检测结果，在满足第一条件时，通过所述两个恒流驱动模块控制所述两个LED灯珠交替处于点亮状态；在满足第二条件时，通过相应的恒流驱动模块控制正常的LED灯珠恒处于点亮状态，并通过所述报警模块进行报警；在不满足所述第一条件，也不满足所述第二条件时，通过所述电源控制模块控制所述两个恒流驱动模块停止工作，以触发所述第一报警器进行报警；

所述第一条件为：两个LED灯珠及其回路均正常；

所述第二条件为：其中一个LED灯珠及其回路正常，而且，另一LED灯珠或其回路发生断路故障或所述另一LED灯珠发生光衰故障。

优选地，所述恒流驱动模块包括恒流驱动芯片、第一开关管、电感、电流检测电阻，其中，所述恒流驱动芯片的电源端连接所述电源控制模块的驱动供电正端，所述恒流驱动芯片的亮度调节端连接所述控制模块相应的LED控制输出端，恒流驱动芯片的驱动端连接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的第一端通过所述电感连接相应LED灯珠的负端，所述第一开关管的第二端通过所述电流检测电阻接地，且所述第一开关管的第二端还连接所述恒流驱动芯片的电流检测端。

优选地，所述故障检测模块包括：放大器、比较器，其中，所述放大器的输入端连接相应恒流驱动模块的第一开关管的第二端，所述放大器的输出端连接所述比较器的第一输入端，所述比较器的第二输入端输入参考电压，所述比较器的输出端连接所述控制模块的故障检测输入端。

优选地，所述报警模块包括第一推挽电路和第二报警器，且所述第一推挽电路的第一输入端连接所述控制模块的第一故障输出端，所述第一推挽电路的第二输入端连接所述控制模块的第二故障输出端，所述第一推挽电路的正输出端连接所述第二报警器的继电器线圈的第一端，所述第一推挽电路的负输出端及所述第二报警器的继电器线圈的第二端一并接地。

优选地，所述电源控制模块包括第二推挽电路和电源控制继电器，且所述第二推挽电路的第一输入端连接所述控制模块的第三故障输出端，所述第二推挽电路的第二输入端连接所述控制模块的第四故障输出端，所述第二推挽电路的正输出端连接所述电源控制继电器的线圈的第一端，所述第二推挽电路的负输出端及所述电源控制继电器的线圈的第二端一并接地，所述电源控制继电器的开关的动触头为驱动供电正端，所述电源控制继电器的开关的常开触头连接所述电源模块的LED供电电源正极，所述电源控制继电器的开关的常闭触头悬空，而且，在所述动触头连接所述常闭触头时，所述第一报警器因其继电器线圈的电流低于吸合电流而报警。

优选地，还包括：

连接于所述控制模块，用于根据所述控制模块的输出信号进行状态指示的指示模块。

优选地，所述指示模块包括第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三 LED指示灯，其中，所述第一LED指示灯的正端、所述第二LED指示灯的正端和所述第三LED指示灯的正端分别连接供电电压，所述第一LED指示灯的负端、所述第二LED指示灯的负端和所述第三LED指示灯的负端分别连接所述控制模块的相应输出端，且所述第一LED指示灯在所述第一LED灯珠故障时发光，所述第二LED指示灯在所述第二LED灯珠故障时发光，所述第三 LED指示灯在所述智能点灯单元正常运行时闪烁发光。

优选地，所述电源模块包括变压器、第一整流桥、第二整流桥、DC/DC 转换器，其中，所述变压器的两输入端接入交流电源，所述变压器的输出端分别连接所述第一整流桥的输入端及所述第二整流桥的输入端，所述第一整流桥的输出端连接所述DC/DC转换器的输入端，所述DC/DC转换器的输出端为控制供电电源端；所述第二整流桥的输出端为LED供电电源端。

优选地，还包括：

用于对接入的交流电源进行雷击浪涌保护的第一SPD保护模块；

用于对所述两个恒流驱动模块进行雷击浪涌保护的第二SPD保护模块。

本发明还构造一种LED铁路信号灯系统，与设置在前端的第一报警器相连，包括：

含有两个LED灯珠的铁路信号灯泡；

以上所述的智能点灯单元。

实施本实用新型的技术方案，由于采用模块化处理、采用双回路自动循环切换工作模式取代只有一回路长期工作的模式、采用自动检测方案替代人工定期现场检测方式，确保了运行稳定和高效，在降低故障率的同时，提高了使用寿命，而且，由于不再需要专业技术维保人员定期到现场进行检测，极大地提高了工作效率和降低运行费用，且消除了人为因素的安全隐患，真正做到了智能型系统。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型LED铁路信号灯系统实施例一的逻辑结构图；

图2A至图2M是本实用新型智能点灯单元实施例一的电路图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动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。

图1是本实用新型LED铁路信号灯系统实施例一的逻辑结构图，该实施例的LED铁路信号灯系统包括智能点灯单元100以及含有两个LED灯珠210、 220的铁路信号灯泡，另外，该LED铁路信号灯系统还与设置在前端的第一报警器300相连。

该实施例的智能点灯单元100包括控制模块110、两个恒流驱动模块121、 122、两个故障检测模块131、132、报警模块140、电源模块150、电源控制模块160，而且，LED灯珠210与恒流驱动模块121、故障检测模块131组成一个回路，LED灯珠220与恒流驱动模块122、故障检测模块132组成另一个回路。其中，控制模块110从故障检测模块131、132获取相应LED灯珠及其回路的检测结果(检测结果包括短路故障、断路故障、灯珠光衰故障)，并根据两个LED灯珠210、220及其回路的检测结果，在满足第一条件时，第一条件为：两个LED灯珠及其回路均正常，通过两个恒流驱动模块121、122控制两个LED灯珠210、220交替处于点亮状态；在满足第二条件时，第二条件为：其中一个LED灯珠及其回路正常，而且，另一LED灯珠或其回路发生断路故障或所述另一LED灯珠发生光衰故障，通过相应的恒流驱动模块控制正常的 LED灯珠恒处于点亮状态，并通过报警模块140进行报警；在不满足所述第一条件，也不满足所述第二条件时，通过电源控制模块160控制两个恒流驱动模块121、122停止工作，以触发第一报警器300进行报警。在此需说明的是，第一报警器300设置在前端(主控室)，且其继电器驱动线圈与电源模块的变压器的一次侧绕组串联，当两个恒流驱动模块121、122停止工作时，两个LED 灯珠210、220都不点亮，整个智能点灯单元的电流变小，第一报警器由于其继电器驱动线圈上的电流远低于吸合电流而触发报警。

通过该实施例的技术方案，两个LED灯珠及其回路并无主副之分，而且，在满足第一条件(两个LED灯珠及其回路均正常)时，控制模块控制其中一个LED灯珠工作一段时间后自动切换到另一个LED灯珠工作，当前LED灯珠工作一段时间后，再自动切换到另一LED灯珠工作，从而使两路点灯回路循环切换工作。在满足第二条件(其中一个LED灯珠及其回路正常，而且，另一LED灯珠或其回路发生断路故障或所述另一LED灯珠发生光衰故障)时，此时，立即切换到正常的LED灯珠工作，而且，报警模块发出报警信号。在不满足第一条件也不满足第二条件时，此时，两个恒流驱动模块停止工作，前端的第一报警器300发出报警信号。

该实施例的技术方案由于采用模块化处理、采用双回路自动循环切换工作模式取代只有一回路长期工作的模式、采用自动检测方案替代人工定期现场检测方式，确保了运行稳定和高效，在降低故障率的同时，提高了使用寿命，而且，由于不再需要专业技术维保人员定期到现场进行检测，极大地提高了工作效率和降低运行费用，且消除了人为因素的安全隐患，真正做到了智能型系统。

进一步地，智能点灯单元还包括指示模块、第一SPD保护模块、第二SPD 保护模块，其中，指示模块连接于控制模块，且用于根据控制模块的输出信号进行状态指示；第一SPD保护模块用于对接入的交流电源进行雷击浪涌保护；第二SPD保护模块用于对所述两个恒流驱动模块进行雷击浪涌保护。

图2A至图2M是本实用新型智能点灯单元实施例一的电路图，该实施例的智能点灯单元包括控制模块、两个恒流驱动模块、两个故障检测模块、报警模块、电源模块、电源控制模块、指示模块、第一SPD保护模块、第二SPD 保护模块，下面将详细说明每个模块的电路结构及工作原理：

在该实施例中，结合图2A及图2B，电源模块主要包括变压器U1、第一整流桥D2、第二整流桥D1、DC/DC转换器U3、U2。其中，变压器U1为多输入单输出的变压器，其共有4路电压输入口，分别为200V、210V、220V、 230V 50Hz的交流输入口，使用时根据外接输入电压选择相应的输入口。该变压器U1的输出电压为交流9V，且其输出端分别连接第一整流桥D2的输入端及第二整流桥D1的输入端，第一整流桥D2的输出端连接DC/DC转换器U3 的输入端，DC/DC转换器U3的输出端DVDD5V输出5V的供电电压，且连接DC/DC转换器U2的输入端，DC/DC转换器U2的输出端DVDD3V3输出 3.3V的供电电压，即，DC/DC转换器U2的输出端为控制供电电源端。第二整流桥D1的输出端为LED供电电源正极，且输出LED供电电压DVDD10。另外，电解电容C12、C13的正极分别连接在第一整流桥D2的正输出端，电解电容C8的正极及电容C9的一端分别连接DC/DC转换器U3的正输出端，电解电容C10的正极及电容C11的一端分别连接DC/DC转换器U2的正输出端，电解电容C12的负极、电解电容C13的负极、电解电容C8的负极、电容 C9的另一端、电解电容C10的负极及电容C11的另一端分别接地。电解电容 C5、C8的正极、电容C7的一端、电阻R9的一端分别接第二整流桥D1的正输出端，电解电容C5、C8的负极、电容C7的另一端、电阻R9的另一端分别接地。电阻R10、R11、R71并联后一端连接电源控制模块的驱动供电正端(LED+)，另一端接地。

在该实施例中，结合图2A，第一SPD保护模块有四个，且分别对应变压器U1的四个输入口。每一个第一SPD保护模块均包含一个压敏电阻、一个 PTC热敏电阻和一个安规电容。下面以与230V交流输入口相连的第一SPD 保护模块为例来说明浪涌保护模块的结构，压敏电阻R5接在230V输入口与零线N之间，PTC热敏电阻R1的一端与230V输入口连接，另一端与安规电容C1的一端相连，安规电容C1的另一端接零线N。应理解，其它第一SPD 保护模块的结构与该浪涌保护模块的结构类似，在此不做赘述。

在该实施例中，结合图2C及图2D，控制模块主要包括：MCU U5、电阻 R12、R18、R21、R22、R23、R30、R32、R33、R34、R35、R64、R65、R66、 R72、电容C18、C19、C22、C23。电阻R64、R65与MCU U5的第27脚构成第一路LED驱动信号，电阻R12、R66与MCU U5第26脚构成第二路LED驱动信号。电阻R22、R30与MCU U5第13脚以及电阻R21、R72与MCU U5 的第30脚构成报警模块的驱动控制脚。电阻R32、R35与MCU U5的第14 脚以及电阻R33、R34与MCU U5的第19脚构成电源控制模块的控制脚。MCU U5的第5脚为RST引脚，用于上电复位。MCU U5的第22脚接指示模块的运行指示脚，MCU U5的第20脚接指示模块的第一路LED运行状态指示脚， MCU U5的第21脚接指示模块的第二路LED运行状态指示脚。MCU U5的第 10脚及第28脚分别接两个故障检测模块的检测脚。MCU U5的第23、24脚为烧录引脚。

在该实施例中，结合图2E，与第一LED灯珠对应的恒流驱动模块主要包括恒流驱动芯片U6、开关管Q1、电感L1、三个相并联的电流检测电阻R24、 R25、R26，开关管Q1为MOS管。应理解，在其它实施例中，开关管也可选用其它类型的开关管，而且，三个并联的电阻R24、R25、R26也可用其它连接形式的电阻所替代。在该实施例中，恒流驱动芯片U6的电源端(VDD)通过电阻R13连接驱动供电正端(LED+)，恒流驱动芯片U6的亮度调节端(DIM) 连接控制模块相应的LED控制输出端(PWM_LED1)，恒流驱动芯片U6的驱动端(DRV)连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极通过电感L1连接相应LED灯珠的负端(LED1-)，MOS管Q1的源极通过相并联的电流检测电阻R24、R25、R26接地，且MOS管Q1的源极还连接恒流驱动芯片U6的电流检测端(CS)。

同样地，结合图2F，与第二LED灯珠对应的恒流驱动模块主要包括恒流驱动芯片U7、开关管Q2、电感L2、三个相并联的电流检测电阻R27、R28、 R29，开关管Q2为MOS管。应理解，在其它实施例中，开关管也可选用其它类型的开关管，而且，三个并联的电阻R27、R28、R29也可用其它连接形式的电阻所替代。在该实施例中，恒流驱动芯片U7的电源端(VDD)通过电阻 R14连接驱动供电正端(LED+)，恒流驱动芯片U7的亮度调节端(DIM)连接控制模块相应的LED控制输出端(PWM_LED2)，恒流驱动芯片U7的驱动端(DRV)连接MOS管Q2的栅极，MOS管Q2的漏极通过电感L2连接相应LED灯珠的负端(LED2-)，MOS管Q2的源极通过相并联的电流检测电阻 R27、R28、R29接地，且MOS管Q2的源极还连接恒流驱动芯片U7的电流检测端(CS)。

在该实施例中，故障检测模块包括：放大器、比较器，其中，放大器的输入端连接相应恒流驱动模块的第一开关管的第二端，放大器的输出端连接比较器的第一输入端，比较器的第二输入端输入参考电压，比较器的输出端连接控制模块的故障检测输入端。结合图2G，与第一LED灯珠对应的故障检测模块中，放大器由电阻R38、R42、R46及运放U8.2组成，比较器由电阻R48、R49、 R44及运放U8.1组成。而且，恒流驱动芯片U6的电流检测端(LED1_IN)通过电阻R38接到运放U8.2的第3脚，运放U8.2的第2脚通过电阻R42接到地，并通过电阻R46接到第1脚，运放U8.2的第1脚通过电阻R40接到运放 U8.1的第5脚，电阻R48与R49串联后一端接3.3V的供电电压，另一端接地，电阻R48和R49的公共端与运放U8.1的第6脚相连，运放U8.1的第7脚接 MCU的U5的第10脚(LED1_ERROR)。

同样地，在与第二LED灯珠对应的故障检测模块中，放大器由电阻R39、 R43、R47及运放U9.2组成，比较器由电阻50、R51、R45及运放U9.1组成。而且，恒流驱动芯片U6的电流检测端(LED2_IN)通过电阻R39接到运放 U9.2的第3脚，运放U9.2的第2脚通过电阻R43接到地，并通过电阻R47 接到第1脚，运放U9.2的第1脚通过电阻R41接到运放U9.1的第5脚，电阻R50与R51串联后一端接3.3V的供电电压，另一端接地，电阻R50和R51 的公共端与运放U9.1的第6脚相连，运放U9.1的第7脚接MCU的U5的第 28脚(LED2_ERROR)。

在该实施例中，报警模块包括第一推挽电路和第二报警器，且第一推挽电路的第一输入端连接控制模块的第一故障输出端，第一推挽电路的第二输入端连接控制模块的第二故障输出端，第一推挽电路的正输出端连接第二报警器的继电器线圈的第一端，第一推挽电路的负输出端及第二报警器的继电器线圈的第二端一并接地。结合图2H及图2I，第一推挽电路主要由MOS管Q5、Q6、变压器T2、二极管D10、D12、电解电容C28组成。而且，MCU U5的第13、 30脚(PWM1、PWM2)通过MOS驱动芯片U15之后作为MOS管Q5、Q6 的控制脚(PWM1_A、PWM2_B)。5V的供电电压通过电阻R69及二极管D14 后与变压器T2输入端的中间抽头(第3脚)相连，变压器T2的第1脚连接到MOS管Q5的漏极，变压器T2的第5脚连接到MOS管Q6的漏极，MOS 管Q5、Q6的源极连接到地。变压器T2的第6、10脚分别连接二极管D10、 D12的正极，二极管D10、D12的负极分别连接电解电容C28的正极及二极管 D11的负极，变压器T2的第8脚、电解电容C28的负极及二极管D11的正极接地。第二报警器K2的继电器线圈的两输入端分别连接电解电容C28的正极及负极，第二报警器K2的继电器的第3、4脚为公共端，其第1脚为常闭端，其第6脚为常开端。正常工作时，两个MOS开关管Q5、Q6以相同的开关频率200KHz交替导通，且每个开关管的占空比均小于50％，留出一定死区时间以避免MOS管Q5和Q6同时导通。由前级推挽逆变将输入直流低电压逆变为交流高频低电压，送至高频变压器T2原边，并通过变压器T2的耦合，在副边得到交流高频电压，再经过由反向快速恢复二极管D10、D12构成的整流、滤波后得到所期望的直流电压使继电器吸合。当任一LED灯珠或其回路发生断路故障，或者，任一LED灯珠发生光衰时，通过控制MOS管Q5、Q6关断使继电器常闭端闭合，产生报警信号，触发后端的第二报警器K2报警。

在该实施例中，电源控制模块包括第二推挽电路和电源控制继电器，且第二推挽电路的第一输入端连接控制模块的第三故障输出端，第二推挽电路的第二输入端连接控制模块的第四故障输出端，第二推挽电路的正输出端连接电源控制继电器K1的线圈的第一端，第二推挽电路的负输出端及电源控制继电器 K1的线圈的第二端一并接地，电源控制继电器K1的开关的动触头(第1脚) 为驱动供电正端(LED+)，电源控制继电器K1的开关的常开触头(第3脚) 连接电源模块的LED供电电源正极(DVDD10)，电源控制继电器K1的开关的常闭触头(第4脚)悬空，而且，在动触头连接常闭触头时，两个恒流驱动芯片U6、U7均无接入供电电压，整个智能点灯单元只剩下MCU工作，此时，变压器U1的一次侧电流远小于10mA，而由于第一报警器的线圈与变压器的一次侧绕组串联，所以第一报警器因其继电器线圈的电流低于吸合电流而报警。结合图2J及图2K，第二推挽电路主要由MOS管Q3、Q4、变压器T1、二极管D7、D9、电解电容C26组成。而且，MCU U5的第14、19脚(PWM3、 PWM4)通过MOS驱动芯片U14稳压之后作为MOS管Q3、Q4的控制脚 (PWM3_A、PWM4_B)。5V的供电电压通过二极管D13与变压器T1输入端的中间抽头第3脚相连，变压器T1输入端的第1、5脚分别连接到MOS管 Q3的漏极MOS管Q4的D极，MOS管Q3、Q4的源极连接到地。变压器T1 输出端的第6、10分别连接二极管D7、D9的正极，二极管D7、D9的负极连接电解电容C26的正端及二极管D8的负极，电解电容C26的负端及二极管 D8的正极接地。变压器T1的第8脚接地。电源控制继电器的第1脚为公共端，即，驱动供电正端(LED+)，其第4脚为常闭端，其第3脚为常开端，且接第二整流桥所输出的10V供电电压(DVDD10)。该电源控制模块用于控制电源模块，若两个LED灯珠或其回路都出现断路故障，或者，任一LED灯珠或其回路出现短路故障，或者，两个LED灯珠均出现光衰；或者，一个LED灯珠发生光衰故障，另一LED灯珠或其回路出现断路故障时，关闭两个恒流驱动模块，使整个电路电流最小，使主控室的第一报警器由于电流远低于吸合电流而报警。

在该实施例中，结合图2L，指示模块包括第一LED指示灯L1、第二LED 指示灯L2和第三LED指示灯L3，其中，第一LED指示灯L1的正端、第二 LED指示灯L2的正端和第三LED指示灯L3的正端分别连接3.3V的供电电压，第一LED指示灯L1的负端、第二LED指示灯L2的负端和第三LED指示灯L3的负端分别连接控制模块的相应输出端LED1、LED2、LED3，且第一LED指示灯L1在第一LED灯珠故障时发光，第二LED指示灯L2在第二 LED灯珠故障时发光，第三LED指示灯L3在智能点灯单元正常运行时闪烁发光。

在该实施例中，结合图2M，第二SPD保护模块可分别对用于对所述两个恒流驱动模块进行雷击浪涌保护，具体地，陶瓷放电管D17的一脚连两个LED 灯珠的阳极(LED+OUT)，并通过自恢复保险丝F2连接到TVS管D19，构成 LED灯珠的阳极雷击浪涌保护电路。陶瓷放电管D20的一脚连第一LED灯珠的阴极(LEN1-IN)，并通过自恢复保险丝F3连接到TVS管D21，构成第一 LED灯珠的阴极雷击浪涌保护电路。陶瓷放电管D18的一脚连第二LED灯珠的阴极，并通过自恢复保险丝F4连接到TVS管D22，构成第二LED灯珠的阴极雷击浪涌保护电路。当发生雷击时，能量先通过相应的陶瓷放电管快速释放后再通过自恢复保险丝及TVS管释放，使残压稳定在可接受范围。

下面结合图2A至图2M说明该实施例的智能点灯单元的工作原理：交流电源所输出的交流电压通过变压器U1转换成9V交流电压，然后分成两路，一路依次经第一整流桥D2、DC/DC转换器U3、U2后可获取到5V的直流供电电压和3.3V的直流供电电压，从而为控制模块供电；另一路经第二整流桥 D1后可获取到10V的直流供电电压，以为两个LED灯珠供电。

当需要第一路LED灯珠点亮时，MCU U5的第27脚输出高电平使恒流驱动芯片U6开始工作，MCU U5的第26脚输出低电平，使恒流驱动芯片U7停止工作。恒流驱动芯片U6在工作时，其第1脚输出高电平，MOS管Q1导通。 10V的直流供电电压通过第一路LED灯珠、功率电感L1、MOS管Q1以及电流检测电阻R24、R25、R26到地形成电流回路。恒流驱动芯片U6根据其第6脚检测到的压降，调整其第1脚的输出频率，形成稳定的电流，以驱动该LED 灯珠正常工作。同样地，当需要第二路LED灯珠点亮时，工作原理与之类似，在此不做赘述。

另外，该智能点灯单元在工作时，MCU U5还根据故障检测模块反馈的信息判断正在工作的LED灯珠及其回路(恒流驱动模块、故障检测模块的电路) 是否正常。以第一路为例，通过放大电路将采样电压放大后再通过比较电路将信号输入MCU的第10脚。而且，LED灯珠及其回路正常工作时，MCU U5 将检测到一定频率范围(100KHz-250KHz)的PWM信号。但是，若该LED 灯珠或其回路发生断路故障，或者其它由于光衰引起LED灯珠压降变化，则所检测到的PWM信号的频率减小，小于100KHz；若该LED灯珠或其回路发生短路故障，则所检测到的PWM信号的频率会大于250KHz。因此，MCU U5 可根据其检测到的PWM信号的频率来判断当前点亮的LED灯珠及其回路是否正常。

若MCU U5在工作中检测到满足第二条件(其中一个LED灯珠及其回路正常，而且，另一LED灯珠或其回路发生断路故障或所述另一LED灯珠发生光衰故障)，则通过其第13脚、第30脚控制第二报警器K2输出报警信号。若MCU U5在工作中检测到不满足第一条件也不满足第二条件(两路LED灯珠或其回路都出现断路故障，或者，任一LED灯珠或其回路出现短路故障，或者，两个LED灯珠均发生光衰故障；或者，一个LED灯珠发生光衰故障，另一LED灯珠或其回路出现断路故障)，则过其第14脚、第19脚控制电源控制继电器K1关闭两个LED灯珠的电源，使整个电路电流最小，并使主控室的第一报警器由于电流低于吸合电流而报警。

另外，当MCU U5被严重干扰烧毁或者击穿，LED灯珠将无法工作，同时，供电电路将无法维持，变压器U1的一次侧电流将降低到10mA以下，也触发一次侧的第一报警器报警，同时，智能点灯单元的第二报警继电器由于得不到驱动，触点将自动落到报警位置，产生灯故障报警。当MCU U5工作正常，但是报警模块的电路发生异常，那么第二报警器也因得不到驱动源而产生报警。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种LED铁路信号灯系统的智能点灯单元，与含有两个LED灯珠的铁路信号灯泡及设置在前端的第一报警器相连，其特征在于，包括电源模块、控制模块、报警模块、电源控制模块、两个恒流驱动模块、两个故障检测模块，其中，

所述控制模块从所述故障检测模块获取相应LED灯珠及其回路的检测结果，并根据所述两个LED灯珠及其回路的检测结果，在满足第一条件时，通过所述两个恒流驱动模块控制所述两个LED灯珠交替处于点亮状态；在满足第二条件时，通过相应的恒流驱动模块控制正常的LED灯珠恒处于点亮状态，并通过所述报警模块进行报警；在不满足所述第一条件，也不满足所述第二条件时，通过所述电源控制模块控制所述两个恒流驱动模块停止工作，以触发所述第一报警器进行报警；

所述第一条件为：两个LED灯珠及其回路均正常；

所述第二条件为：其中一个LED灯珠及其回路正常，而且，另一LED灯珠或其回路发生断路故障或所述另一LED灯珠发生光衰故障。

2.根据权利要求1所述的智能点灯单元，其特征在于，所述恒流驱动模块包括恒流驱动芯片、第一开关管、电感、电流检测电阻，其中，所述恒流驱动芯片的电源端连接所述电源控制模块的驱动供电正端，所述恒流驱动芯片的亮度调节端连接所述控制模块相应的LED控制输出端，恒流驱动芯片的驱动端连接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的第一端通过所述电感连接相应LED灯珠的负端，所述第一开关管的第二端通过所述电流检测电阻接地，且所述第一开关管的第二端还连接所述恒流驱动芯片的电流检测端。

3.根据权利要求2所述的智能点灯单元，其特征在于，所述故障检测模块包括：放大器、比较器，其中，所述放大器的输入端连接相应恒流驱动模块的第一开关管的第二端，所述放大器的输出端连接所述比较器的第一输入端，所述比较器的第二输入端输入参考电压，所述比较器的输出端连接所述控制模块的故障检测输入端。

4.根据权利要求1所述的智能点灯单元，其特征在于，所述报警模块包括第一推挽电路和第二报警器，且所述第一推挽电路的第一输入端连接所述控制模块的第一故障输出端，所述第一推挽电路的第二输入端连接所述控制模块的第二故障输出端，所述第一推挽电路的正输出端连接所述第二报警器的继电器线圈的第一端，所述第一推挽电路的负输出端及所述第二报警器的继电器线圈的第二端一并接地。

5.根据权利要求1所述的智能点灯单元，其特征在于，所述电源控制模块包括第二推挽电路和电源控制继电器，且所述第二推挽电路的第一输入端连接所述控制模块的第三故障输出端，所述第二推挽电路的第二输入端连接所述控制模块的第四故障输出端，所述第二推挽电路的正输出端连接所述电源控制继电器的线圈的第一端，所述第二推挽电路的负输出端及所述电源控制继电器的线圈的第二端一并接地，所述电源控制继电器的开关的动触头为驱动供电正端，所述电源控制继电器的开关的常开触头连接所述电源模块的LED供电电源正极，所述电源控制继电器的开关的常闭触头悬空，而且，在所述动触头连接所述常闭触头时，所述第一报警器因其继电器线圈的电流低于吸合电流而报警。

6.根据权利要求1所述的智能点灯单元，其特征在于，还包括：

连接于所述控制模块，用于根据所述控制模块的输出信号进行状态指示的指示模块。

7.根据权利要求6所述的智能点灯单元，其特征在于，所述指示模块包括第一LED指示灯、第二LED指示灯和第三LED指示灯，其中，所述第一LED指示灯的正端、所述第二LED指示灯的正端和所述第三LED指示灯的正端分别连接供电电压，所述第一LED指示灯的负端、所述第二LED指示灯的负端和所述第三LED指示灯的负端分别连接所述控制模块的相应输出端，且所述第一LED指示灯在所述第一LED灯珠故障时发光，所述第二LED指示灯在所述第二LED灯珠故障时发光，所述第三LED指示灯在所述智能点灯单元正常运行时闪烁发光。

8.根据权利要求1所述的智能点灯单元，其特征在于，所述电源模块包括变压器、第一整流桥、第二整流桥、DC/DC转换器，其中，所述变压器的两输入端接入交流电源，所述变压器的输出端分别连接所述第一整流桥的输入端及所述第二整流桥的输入端，所述第一整流桥的输出端连接所述DC/DC转换器的输入端，所述DC/DC转换器的输出端为控制供电电源端；所述第二整流桥的输出端为LED供电电源端。

9.根据权利要求1所述的智能点灯单元，其特征在于，还包括：

用于对接入的交流电源进行雷击浪涌保护的第一SPD保护模块；

用于对所述两个恒流驱动模块进行雷击浪涌保护的第二SPD保护模块。

10.一种LED铁路信号灯系统，与设置在前端的第一报警器相连，其特征在于，包括：

含有两个LED灯珠的铁路信号灯泡；

权利要求1-9任一项所述的智能点灯单元。

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