DE8914703U1 - Main/secondary filament switch for AC-powered double filament lamps in traffic signal systems - Google Patents
Main/secondary filament switch for AC-powered double filament lamps in traffic signal systemsInfo
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Abstract
Description
Siemens AktiengesellschaftSiemens AG
89 G 2 9 2 5 DE89 G 2 9 2 5 EN
Haupt/Nebenfadenumschalter für wechselstromgespeiste Doppel fadenlampen in VerkehrssignalanlagenMain/secondary filament switch for AC-powered double filament lamps in traffic signal systems
Die Neuerung bezieht sich auch einen Haupt/Neber.fmdsnumschalter nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches i.The innovation also relates to a main/sub.fmdsnum switch according to the generic term of the protection claim i.
Zum Beleuchten der Signallaternen in Eisenbahn!ientsignalen werden fast ausschließlich Doppelfadenlampen verwendet. Einer dieser Lampenfiden ist der sogenannte Hauptfaden, Ober den die Ausbuchtung üblicherweise erfolgt, und der andere ist der sogenannte Nebenfaden, der fc-Jm Durchbrennen des Hauptfadens automatisch angeschaltet wird und dann die Aufgabe des durchgebrannten Hauptfadens öbetfilmst. Zum Umschalten von Haupt- auf Nebenfaden sind Haupt/Nebenfadenumschalter gebräuchlich, die den Ober den Haupt faden fließenden Strom detektieren und in stromlosem Zustand, d.h. bei ausgefallenem Hauptfaden, den jeweiligen Nebenfaden wirksam schalten. Die '!aupt/Nebenfadenüberwacher sind üblicherweise als Relais ausgebildet und in der Nähe der zu überwachenden Signallampen angeordnet (DE-PS 34 16 612).Double-filament lamps are almost exclusively used to illuminate the signal lamps in railway signals. One of these lamp filaments is the so-called main filament, over which the bulge usually occurs, and the other is the so-called secondary filament, which is automatically switched on when the main filament burns out and then takes over the task of the burned-out main filament. Main/secondary filament changeover switches are used to switch from the main filament to the secondary filament, which detect the current flowing over the main filament and, when there is no current, i.e. when the main filament has failed, switch the respective secondary filament on. The main/secondary filament monitors are usually designed as relays and are arranged near the signal lamps to be monitored (DE-PS 34 16 612).
Um die Kosten für derartige Haupt/Nebenfadenüberwacher möglichst gering zu halten, sind auch schon elektronische Haupt/ Nebenfadenumschalter entwickelt worden (DE-PS 11 81 792), bei denen auf die Verwendung teurer Spezialrelais verzichtet werden kann. Bei diesen elektronischen Haupt/Nebenfadenumschaltern sind gesonderte Indikatoren in die Haupt- und Nebenfadenkreise der Signallampen geschaltet, über die der dort jeweils fließende Lampenstrom detektiert wird. Solange der Hauptfaden leuchtet, schaltet der von diesem gesteuerte Indikator einen elektronischen Schalter im Speisekreis des Nebenfadens hochohmlg und erst wenn der Speisestrom über den Hauptfaden einen unteren Grenzwert unterschreitet, wird der Schalter im Stromkreis des Nebenfadens geschlossen und der Nebenfaden angeschaltet. Dieser bekannte Haupt/Nebenfadenumschalter erfordert für seinen Betrieb eine ganze Reihe elektronischer und elektrischerIn order to keep the costs for such main/secondary thread monitors as low as possible, electronic main/secondary thread switches have already been developed (DE-PS 11 81 792), which do not require the use of expensive special relays. In these electronic main/secondary thread switches, separate indicators are connected to the main and secondary thread circuits of the signal lamps, which detect the lamp current flowing there. As long as the main thread is lit, the indicator controlled by it switches an electronic switch in the supply circuit of the secondary thread to a high resistance and only when the supply current via the main thread falls below a lower limit is the switch in the circuit of the secondary thread closed and the secondary thread switched on. This well-known main/secondary thread switch requires a whole series of electronic and electrical components to operate.
01 0101 01
Gi-6-Oas / 13.12.89:·':: Gi-6-Oas / 13.12.89:·': :
* * t «I * * t «I
2
Bauelemente und ist daher relativ aufwendig. 2
components and is therefore relatively complex.
89 G 2 9 2 5 DE89 G 2 9 2 5 EN
Aufgabe der Neuerung ist es, einen elektronischen Haupt/Nebenfadenumschalter nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1 anzugeben, der mit möglichst wenigen, in der Praxis bewährten, preiswerten Bauelementen auskommt und damit außerordentlich zuverlässig ist.The aim of the innovation is to provide an electronic main/secondary thread switch according to the generic term of claim 1, which requires as few inexpensive components as possible that have been tried and tested in practice and is therefore extremely reliable.
Neuerung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen angegeben.The innovation solves this problem through the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the innovation are specified in the subclaims.
Ein Ausföhrungsbeispiel der Neuerung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.An example of the innovation is explained in more detail below using the drawing.
Die Zeichnung zeigt eine als Doppelfadenlampe ausgebildete Signallampe L mit einem Hauptfaden HF und einem Neben faden NF, wie sie für Eisenbahnlichtsignale Verwendung findet. Gespeist wird die Signallampe über in der Zeichnung dick ausgezogene Leitungen aus einem beispielsweise in der Nähe der Signallampe angeordneten Lampentransformator Tl, der über Zuleitungen vom fernen Stellwerk aus bedarfsweise an Spannung zu legen ist und dabei die Lampe mit Lampenstrom versorgt. Mit dem Hauptfaden in Reihe liegt die Primärwicklung eines Stromwandlers T2, an dessen Sekundärwicklung über einen Strombegrenzungswiderstand die antiparallel geschalteten Sendedioden eines Optokopplers Ul angeschlossen sind. Bei einem ausreichend hohen über den Hauptfaden fließenden Lampenstrom sind die Sendedioden des Optokopplers Ul stromdurchflössen und steuern einen zugeordneten Schalttransistor in den niederohmigen Schaltzustand. Dieser Schalttransistor liegt an einer am Ausgang einer Gleichrichterschaltung G abgreifbaren Gleichspannung, die im AusfUhrungsbeiepiel aus der sekundärseitig an der Stromversorgungseinrichtung Tl abgreifbaren Wechselspannung abgeleitet ist. DerThe drawing shows a signal lamp L designed as a double filament lamp with a main filament HF and a secondary filament NF, as used for railway light signals. The signal lamp is fed via cables drawn thick in the drawing from a lamp transformer Tl, for example, located near the signal lamp, which can be connected to voltage as required via supply lines from the remote signal box and thereby supplies the lamp with lamp current. The primary winding of a current transformer T2 is connected in series with the main filament, to whose secondary winding the anti-parallel-connected transmitting diodes of an optocoupler Ul are connected via a current-limiting resistor. If the lamp current flowing through the main filament is sufficiently high, the transmitting diodes of the optocoupler Ul are current-carrying and control an associated switching transistor to the low-resistance switching state. This switching transistor is connected to a direct voltage that can be tapped at the output of a rectifier circuit G, which in the example is derived from the alternating voltage that can be tapped at the secondary side of the power supply device Tl. The
Zustand einen ihm nachgeechalteten elektronischen Schalter Sl, beispielsweise einen Feldeffekttransistor, in den leitenden Zustand, in dem dieser die Sendedlode eines optoelektronisch steuerbaren wecn"eistromschaiters uz kurzschließt} der eiek-state an electronic switch Sl connected downstream, for example a field effect transistor, into the conductive state in which it short-circuits the transmitting electrode of an optoelectronically controllable switching current switch uz} of the eiek-
01 0201 02
··· &iacgr; ':j~ '··' ··' 89 G 2 S 2 5DE tronische Schalter Sl und die Sendediode des elektronischen Wechselstromschalters U2 liegen ebenfalls an der am Gleichrichter G abgreifbaren Spannung.··· &iacgr;' : j~ '··'··' 89 G 2 S 2 5DE The electronic switch Sl and the transmitting diode of the electronic alternating current switch U2 are also connected to the voltage which can be tapped at the rectifier G.
Der elektronische Wechselstromschalter U2 dient dazu, einen im Stromkreis des Nebenfadens NF angeordneten elektronischen Wechselstromschalter TR, vorzugsweise einen Triac, abhängig vom Betriebszustand des Hauptfadens nieder- oder hochohmig zu schalten. Die Empfangsdioden des elektronischen Wechselstrom-The electronic AC switch U2 is used to switch an electronic AC switch TR, preferably a triac, arranged in the circuit of the secondary filament NF to a low or high resistance depending on the operating state of the main filament. The receiving diodes of the electronic AC switch
iö schalters ü2 beziehen ihre Vefsäfgüngsspännung über den Nebenfaden NF aus der die Lampe speisenden Stromversorgungseinrichtung Tl. Der über sie fließende Strom ist durch Vorschaltwiderstände so niedrig eingestellt, daß der Nebenfaden bei stromloser Sendediode des Wechselstromschalters U2 noch nicht aufleuchtet.The diodes of the AC switch U2 receive their supply voltage via the secondary filament NF from the power supply device Tl that feeds the lamp. The current flowing through them is set so low by series resistors that the secondary filament does not light up when the transmitting diode of the AC switch U2 is de-energized.
Bei der angenommenen Konstellation hat der Schalter Sl die Sendediode des Wechselstromschalters U2 kurzgeschlossen. Das am Steuereingang des Wechselstromschalters TR anliegende Potential ist nicht im Stande, den Wechselstromschalter niederohmig zu schalten und der Nebenfaden der Signallampe L bleibt dunkel.In the assumed configuration, the switch Sl has short-circuited the transmitting diode of the alternating current switch U2. The potential present at the control input of the alternating current switch TR is not able to switch the alternating current switch to low resistance and the secondary filament of the signal lamp L remains dark.
Brennt der Hauptfaden HF der Signallampe durch, so wird der Schalttransistor des Optokopplers Ul hochohmig und schaltet
dabei den elektronischen Schalter Sl in den nicht leitenden Zustand. Nunmehr ist die Sendediode des elektronischen
Wechselstromschalters U2 stromdurchflossen und schaltet die zugehörigen Empfangsdioden niederohmig. Dadurch wird dem
Steuereingang des Triac TR ein zum Durchsteuern dieses Schalters ausreichendes Potential zugeführt. Mit dem Durchsteuern
des Triac wird der über den Nebenfaden NF geführte Speisekreis der Signallampe niederohmig und die Signallampe leuchtet über
ihren Nebenfaden auf.
35If the main filament HF of the signal lamp burns out, the switching transistor of the optocoupler Ul becomes high-resistance and switches the electronic switch Sl to the non-conductive state. Current now flows through the transmitting diode of the electronic alternating current switch U2 and switches the associated receiving diodes to low-resistance. This supplies the control input of the triac TR with a potential sufficient to switch this switch through. When the triac switches through, the supply circuit of the signal lamp, which is led via the secondary filament NF, becomes low-resistance and the signal lamp lights up via its secondary filament.
35
Zur Kennzeichnung des angeschalteten Nebenfadens ist ein Optokoppler U3 vorgesehen, dessen Sendediode mit der Sendediode des elektronischen Wechselstromschalters U2 in Reihe geschaltet ist. Solange der Hauptfaden der Signallampe leuchtet, schaltetTo identify the switched-on secondary filament, an optocoupler U3 is provided, the transmitting diode of which is connected in series with the transmitting diode of the electronic AC switch U2. As long as the main filament of the signal lamp is lit,
01 0301 03
.!. : -y- *·'· ··· 8962 92 5DE der Schalter Sl die Sendedioden des elektronischen Wechselstromschalters U2 und des Optokopplers U3 kurz, so daß der Schalttransistor dieses Optokopplers hoehohmig ist. Nur bei angeschaltetem Nebenfaden ist die Sendediode des Optokopplers U3 stromdurchflossen und der Schalttransistor niederohmig geschaltet. .!. : -y- *·'· ··· 8962 92 5DE the switch Sl shorts the transmitting diodes of the electronic AC switch U2 and the optocoupler U3, so that the switching transistor of this optocoupler has a high resistance. Only when the secondary filament is switched on does the transmitting diode of the optocoupler U3 carry current and the switching transistor has a low resistance.
Will man im Stellwerk das Leuchten des Hauptfadens der Signallampe überwachen, so ist die Sendediode eines entsprschsndsn Optokopplers mit dsr Schsltstrscks des Schalters Sl oder mit der des Schalttransistors des ersten Optokopplers Ul in Reihe zu schalten.If you want to monitor the lighting of the main filament of the signal lamp in the signal box, the transmitting diode of a corresponding optocoupler must be connected in series with the switching circuit of the switch Sl or with that of the switching transistor of the first optocoupler Ul.
nische Schalter Sl bei über den Hauptfaden HF fließendem Speisestrom die Sendedlode des elektronischen Wechselstromschalters !J2 kurz. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, daß der Schalter Sl in diesem Falle den Speisekreis für die Sendediode dieses Wechselstromschalters auftrennt.electronic switch Sl short-circuits the transmitting diode of the electronic AC switch !J2 when the supply current flows through the main filament HF. However, the arrangement can also be such that in this case the switch Sl breaks the supply circuit for the transmitting diode of this AC switch.
In Abweichung von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Schalttransistor des Optokopplers Ul die Sendediode des optoelektronisch steuerbaren Wechselstromschalters U2 auch unmittelbar kurzschließen bzw. deren Speisekreis auftrennen. Wegen der Welligkeit der den Sendedioden des Optokopplers Ul zugeführten Spannung wird dabei an der Schaltstrecke des Optokoppler-Schalttransistors eine sehr geringe pulsierende Gleichspannung abgreifbar sein. Um zu verhindern, daß als Folge dieser Gleichspannung der optoelektronisch steuerbare Wechselstromschalter U2 durchschaltet, ist der Schaltstrecke des Optokoppler-Schalttransistors ein Kondensator zum Glatten dieser Spannung parallelzuschalten. Ggf. ist mit der Sendediode des optoelektronisch steuerbaren Wechselstromschalters U2 noch eine Zenerdiode in Reihe zu schalten, deren Zenerspannung mindestens gleich der bei durchgesteuertem Optokoppler-Schalttransistor am Kondensator liegenden Spannung ist. Diese Zenerspannung addiert sich zu der Durchlaßspannung der Sendediode des optoelektronisch steuerbaren Wechselstromschalters und verhindert bei leuchtendem Hauptfachen das Durch-In contrast to the embodiment shown in the drawing, the switching transistor of the optocoupler Ul can also directly short-circuit the transmitting diode of the optoelectronically controllable alternating current switch U2 or break its supply circuit. Due to the ripple of the voltage supplied to the transmitting diodes of the optocoupler Ul, a very low pulsating direct voltage can be tapped off at the switching path of the optocoupler switching transistor. In order to prevent the optoelectronically controllable alternating current switch U2 from switching through as a result of this direct voltage, a capacitor must be connected in parallel to the switching path of the optocoupler switching transistor to smooth out this voltage. If necessary, a Zener diode must be connected in series with the transmitting diode of the optoelectronically controllable alternating current switch U2, the Zener voltage of which must be at least equal to the voltage across the capacitor when the optocoupler switching transistor is switched through. This Zener voltage is added to the forward voltage of the transmitting diode of the optoelectronically controllable AC switch and prevents the passage of the main compartment when the main compartment is lit.
01 0401 04
i 89 G 2 92 5DE i 89 G 2 92 5EN
steuern dieses Schalters.control this switch.
Die Speisespannung für die antiparallel geschalteten Eingangsdioden des Optokopplers Ul wird bei dem vorstehend erläuterten Ausührungsbeispiel der Neuerung an der Sekundärwicklung eines Stromwandlers T2 abgegriffen, dessen Primärwicklung mit dem Hauptfaden der Signallampe in Reihe liegt. In Abweichung von dieser Ausführungsform ist es auch möglich, die Spannung für die S ndedioden des Optokopplers Ul an einer mit dem Hauptfsden dsr Signallampe in Relhs liegenden Bürde, beispielsweise einem Widerstand, abzugreifen. Als Sendediode des Optokopplers Ul kann auch eine einzige Leuchtdiode verwendet sein.In the above-described embodiment of the innovation, the supply voltage for the anti-parallel connected input diodes of the optocoupler Ul is tapped off from the secondary winding of a current transformer T2, the primary winding of which is in series with the main filament of the signal lamp. In deviation from this embodiment, it is also possible to tap off the voltage for the transmitting diodes of the optocoupler Ul from a load, for example a resistor, which is in series with the main filament of the signal lamp. A single light-emitting diode can also be used as the transmitting diode of the optocoupler Ul.
Der neuerungsgemäße Haupt/Nebenfadenumschalter kommt mit einem Minimum an preiswerten und in der Praxis bewährtenThe new main/secondary thread switch comes with a minimum of inexpensive and proven in practice
elektronischen Bauelementen aus und ist so konzipiert, daß durch Einfügen weiterer elektronischer Bauelemente leicht Uberwachungsmeldungen
sowohl für den Haupt- als auch für den Nebenfaden gewonnen werden können.
20electronic components and is designed in such a way that monitoring messages for both the main and the secondary thread can easily be obtained by inserting further electronic components.
20
9 Schutzansprüche
1 Figur9 Protection claims
1 figure
01 0501 05
Claims (9)
Wechselstromschalters (U2) eine Zenerdiode in Reihe geschaltet ist, deren Zenerspannung mindestens gleich der sich an der '"*'-Schaltstrecke des eingestellten Optokoppler-Schalttransistors .; bzw. tin Kondensator einstellenden Spannung ist. -;at least one transmitting diode of the optoelectronically controllable
AC switch (U2) a Zener diode is connected in series, the Zener voltage of which is at least equal to the voltage at the '"*'- switching path of the set optocoupler switching transistor .; or tin capacitor. -;
Schalters (Sl) und/oder mit der Schaltstrecke des erster.
Gptokoppler-Schalttranslstors die Leuchtdiode mindestens eines : weiteren Optokopplers (U3) in Reihe geschaltet ist, dessen
Schalttransistor zum Auslösen eine? Uberwachungsmeldung dient.
20a light emitting diode of the optoelectronically controllable AC switch (U2), with the switching path of the electronic
switch (Sl) and/or with the switching distance of the first.
Optocoupler switching transistor, the light emitting diode of at least one further optocoupler (U3) is connected in series, the
Switching transistor used to trigger a monitoring message.
20
gekennzeichnet , daß der elektronische Schalter ! (Sl) als Feldeffekttransistor ausgebildet ist.7. Main/secondary thread switch according to claim 3, characterized
characterized in that the electronic switch (Sl) is designed as a field effect transistor.
dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung zum Betrieb der Gleichstrombauelemente des
Haupt/Nebenfadenumschalters an einem Gleichrichter (G) abgreifbar ist, der eingangsseitig an einen die Signallampe (L)8. Main/secondary thread switch according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the supply voltage for operating the direct current components of the
Main/secondary thread switch can be tapped at a rectifier (G) which is connected on the input side to a signal lamp (L)
gekennzeichnet , daß der elektronische Wechselstromschalter (TR) als Triac ausgebildet ist.
359. Main/secondary thread switch according to claim 1, characterized by
characterized in that the electronic AC switch (TR) is designed as a triac.
35
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