CN2724014Y - 信号灯驱动检测电路 - Google Patents

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苑雷
方学新
何广进
胡家彬
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Abstract

本实用新型涉及一种信号灯驱动检测电路，尤其适用于道路交通信号控制机等需要多路检测的场合。其主要采用升压变压器的初级串接在信号灯线中，与信号灯、控制开关和电源组成信号灯的控制回路，升压变压器的次级串接电阻和光电耦合器内部的发光二极管组成输入回路，光电耦合器内部的发光二极管两端反向并接开关二极管，光电耦合器内部的输出级为光敏三极管，其集电极接工作电源，发射极和信号地之间并接电阻、电容，组成信号保持电路，光电耦合器内部的光敏三极管发射极为检测信号的输出端接输出信号。本实用新型结构简单、紧凑，合理；能单电源供电，工作稳定可靠，抗干扰性好；电路元件少，体积小。

Description

信号灯驱动检测电路
技术领域
本实用新型涉及一种信号灯驱动检测电路，尤其适用于道路交通信号控制机等需要多路检测的场合。
背景技术
目前，道路交通信号控制机的信号灯状态检测的普遍采用“穿芯交流电流互感器+放大器”或“升压变压器+整流桥”的检测模式。
“穿芯交流电流互感器+放大器”检测模式的检测原理：采用信号灯线(被测电流回路)穿过互感线圈L1的中心，信号灯电源为交流50Hz/220V市电，当控制开关K1接通时、信号灯L1点亮，流经信号灯线的电流Io在灯线周围产生50Hz交变磁场，交流电流互感器线圈L1上产生电流I1，在运算放大器IC1的输出端可获得电压Uo＝I1*R1，对Uo进行整形处理，即可获取信号灯的检测信号。其不足之处是运算放大器IC1需由正负电源平衡供电，一般采用±12V电源。对于目前各城市普遍使用的LED信号灯，负载较小，箭头灯的负载一般为6-7瓦，互感器初级电流Io为30mA左右，次级电流I1为微安级，必须加大电阻R1的阻值，提高运算放大器的增益。由于信号机在野外使用，环境温度至少应达到-20～+70℃，运算放大器的零漂、温漂影响了工作的稳定性，容易产生误测误报现象，从而影响信号机工作的稳定性。
“升压变压器+整流桥”的检测模式的检测原理：采用升压变压器T1的初级串联在被测电流回路(信号灯线)，当控制开关K1接通时，信号灯点L1亮，流经信号灯线的50Hz交流电流Io同时流经变压器T1的初级，变压器T1次级电压经过整流、整形，即成为信号灯的检测信号。其不足之处是该电路的抗干扰性能欠佳。干扰信号一般为窄脉冲式，而变压器为感性元件，回路的电流不能突变，但端口的电压能够突变，电路中虽有滤波电容C1，对于尖脉冲干扰信号具有一定的抑制作用，但无法彻底滤除，因而易产生误测误报现象，影响信号机工作的稳定性。另外，该电路使用的元件较多，体积较大，特别是变压器体积较大。电源接通、信号灯点亮时，为使整形器U1输出TTL高电位，变压器的输出峰值应在3V以上，变压器的升压比较高，变压器的体积较大。一台道路交通信号控制机往往需要同时检测数十路信号灯的状态，元件较多，体积较大的缺陷也常使该电路的使用性受到限制。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种结构简单、紧凑，合理；能单电源供电，工作稳定可靠，抗干扰性好；电路元件少，体积小的信号灯驱动检测电路。
本实用新型的主要解决方案是这样实现的：
本实用新型主要采用升压变压器T1的初级串接在信号灯线中，与信号灯L1、控制开关K1和电源组成信号灯的控制回路，升压变压器T1的次级串接电阻R1和光电耦合器U1内部的发光二极管组成输入回路，光电耦合器U1内部的发光二极管两端反向并接开关二极管D1，保护光电耦合器U1，光电耦合器U1内部的输出级为光敏三极管，其集电极接工作电源VCC，发射极和信号地之间并接电阻R2、电容C1，组成信号保持电路，光电耦合器U1内部的光敏三极管发射极为检测信号的输出端接输出信号Uo。
本实用新型与已有技术相比具有以下优点：
本实用新型结构简单、紧凑，合理；单电源供电，与TTL、CMOS电路兼容；工作稳定可靠，抗干扰性好，变压器为感性元件，回路电流不能产生突变，即使变压器初级出现脉冲干扰信号，不会在次级回路产生脉冲电流，不会影响光电耦合器的工作状态，从而保持信号灯检测结果的稳定；电路元件少，体积小，变压器次级电压在1.2V左右就可点亮光电耦合器的发光二极管，变压器的体积可以做得较小，尤其适用于道路交通信号控制机等需要多路检测的场合。
附图说明
图1为本实用新型结构电路结构原理图。
具体实施方式
下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：
本实用新型主要采用升压变压器T1的初级串接在信号灯线中，与信号灯L1、控制开关K1和电源(220V/50Hz)组成信号灯的控制回路。升压变压器T1的次级串接电阻R1和光电耦合器U1内部的发光二极管(U1的输入级)组成输入回路，光电耦合器U1内部的发光二极管两端反向并接开关二极管D1，保护光电耦合器U1。光电耦合器U1内部的输出级为光敏三极管，其集电极接工作电源VCC(一般为+5V)，发射极和信号地(GND)之间并接电阻R2、电容C1，组成信号保持电路。光电耦合器U1内部的光敏三极管发射极为检测信号的输出端接输出信号Uo。
本实用新型的工作原理是采用升压变压器T1的初级串接在信号灯线L1上，流经信号灯线L1的电流Io即为被测回路电流。当控制开关K1接通时，信号灯L1点亮，流经信号灯线的50Hz交流电流Io同时流经变压器T1的初级，变压器T1的次级电压(正半周)点亮光电耦合器U1的发光二极管，光耦的输出晶体管导通，输出信号Uo为高电位，并对电容C1充电，在变压器T1次级电压的负半周期间维持输出信号Uo为高电位；当电源断开、信号灯熄灭时，变压器T1的初级次级均无电流，光电耦合器U1的发光二极管熄灭，输出晶体管截止，电阻R2成为电容C1的放电回路，输出信号Uo降为低电位。
电阻R2和电容C1取值应适当。电阻R2和电容C1构成的放电回路的放电时间常数应在0.02-0.1秒之间，既保证电源接通、信号灯L1点亮时在电源(50Hz)的负半周光耦的发光二极管熄灭期间输出信号Uo保持为高电位，又保证电源断开、信号灯L1熄灭时输出信号Uo能够尽快下降到低电位。
R1为限流电阻，D1为保护二极管，为电源的负半周提供反向通路，防止反向电压击穿光耦。

Claims (1)

1.一种信号灯驱动检测电路，主要采用升压变压器T1的初级串接在信号灯线中，与信号灯L1、控制开关K1和电源组成信号灯的控制回路，其特征是升压变压器T1的次级串接电阻R1和光电耦合器U1内部的发光二极管组成输入回路，光电耦合器U1内部的发光二极管两端反向并接开关二极管D1，保护光电耦合器U1，光电耦合器U1内部的输出级为光敏三极管，其集电极接工作电源VCC，发射极和信号地之间并接电阻R2、电容C1，组成信号保持电路，光电耦合器U1内部的光敏三极管发射极为检测信号的输出端接输出信号Uo。
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