LT5808B

LT5808B - Šviesos diodų elektroninio valdymo sistema

Info

Publication number: LT5808B
Application number: LT2011004A
Authority: LT
Inventors: Ing Pavel Doubek; Ing Martin Burda; Ing Aleš KIML; Ing Michail Kovarik; Ing. Luboš KREJZA; Ing. Josef Martinec; Ing. Jiri Teply
Original assignee: AŽD PRAHA s. r. o., ,
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-02-27
Also published as: CZ2010450A3; LT2011004A; SK500092011A3; CZ302853B6; SK288267B6

Description

TECHNIKOS SRITIS

Šio išradimo objektas yra šviesos diodų (LED) elektroninio valdymo sistema, kuri iš esmės skirta šviesos signalizacijai užtikrinti geležinkelių transporte.

TECHNIKOS LYGIS

Šiuo metu šviesos signalizacijai užtikrinti geležinkelių transporte yra naudojamos kaitrinės elektros lemputės ir LED žibintai.

Kaitrinės elektros lemputės pranašumas yra jos siūlelio parametrai. Kadangi šalto siūlelio impedanso (kompleksinės varžos) reikšmė yra maža, todėl tai neįtakuoja kaitrinės elektros lemputės funkcionavimo dėl talpinių ir indukuotų įtampų bei srovių (komponenčių), tekančių kabeliais trasose, kuriose yra nutiesti kabeliai ir prie kurių yra prijungtos šios kaitrinės elektros lemputės. Kai kaitrinė elektros lemputė pradeda šviesti, padidėja jos siūlelio temperatūra, atitinkamai padidėja jo impedansas ir tuo pačiu sumažėja švietimui reikalinga galia. Kitas pranašumas yra tas, kad tokia lemputė turi siūlelį, kuris praleidžia elektros srovę, pagal kurią pagrindinė valdymo sistema gali patikimai aptikti ir nustatyti visos sistemos būklę. Kaitrinė elektros lemputė skleidžia šviesą arba, jeigu siūlelis yra nutrūkęs, tai elektros srovė grandine neteka ir kaitrinė elektros lemputė šviesos neskleidžia. Kaitrinės elektros lemputės trūkumas - tai trumpas siūlelio tarnavimo laikas, ypač tada, kai ji naudojama signalizacijoje su cikliškai įjungiama šviesa.

Artimiausias pagal technikos lygį yra Europos patentas Nr. EP1280383, publikuotas 2003 m. sausio 29 d. Šiame patente yra pateikiama LED elementų sistema, suderinta su nuotoliniu būdu valdomomis aptikimo sistemomis, pritaikytomis stebėti šių elementų (lempų) ryškumą. Taip pat šiame patente yra pateikiamos atitinkamos schemos, pritaikytos tokioms sistemoms aprūpinti / valdyti. Tačiau šiame patente naudojami LED elementai kartu su pateikiama sistema pasižymi tokiais pagrindiniais trūkumais: LED elementų jautrumu talpinėms srovėms laiduose / kabeliuose, visų LED elementų išsijungimu (tuo metu, kai dalis jų yra pažeista), LED elementų maitinimu vienodu srovės intensyvumu. Iš kitos pusės, šiame patente

-2LT 5808 B aprašyta sistema visai nenumato matavimų, skirtų saugumui užtikrinti geležinkelio linijoje.

LED žibintų pranašumas - tai ilgas tarnavimo laikas. Žibintų LED trūkumas tai šviesos neskleidimo rizika, atsirandanti dėl talpinių ir indukuotųjų įtampų ir srovių. Kitas trūkumas - neaptinkamas skleidžiamos šviesos kiekio sumažėjimas dėl atskirų žibinto LED diodų trikdžių.

Šio išradimo tikslas - rasti LED žibinto elektroninės dalies sprendimą, pašalinantį nurodytus kaitrinių elektros lempučių ir iki šiol naudojamų LED žibintų trūkumus.

IŠRADIMO ESMĖ

Šis išradimas yra susietas su šviesos diodų (LED) elektroninio valdymo sistema, kuri visų pirma skirta šviesos signalizacijai užtikrinti geležinkelių transporte ir į kurios sudėtį įeina ne mažiau kaip vienas LED diodų tiltelis su pagalbinėmis grandinėmis. Išradimo esmė yra ta, kad prie sistemos kintamosios arba pastoviosios įtampos įėjimo yra prijungta įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinė, kurios išėjimas yra prijungtas prie didinančio keitiklio bloko, kurio sudėtyje yra impulsų generatorius, ritė, diodas ir jungiklis. Įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinės matavimo išėjimai yra atskirai prijungti prie pirmo ir antro valdymo blokų, kurie yra tarpusavyje sujungti, nepriklausomi vienas nuo kito ir yra atskirai prijungti prie jungiklio sužadinimo signalo saugaus perėjimo pirmo ir antro blokų. Tie sužadinimo signalo saugaus perėjimo blokai, kurie yra prijungti prie didinančio keitiklio grandinių, yra vienas su kitu nuosekliai sujungti tarp impulsų generatoriaus išėjimo ir jungiklio. Prie didinančio keitiklio išėjimo bloko yra prijungta didinančio keitiklio išėjimo įtampos matavimo grandinė ir taip pat ne mažiau kaip vienas LED diodų tiltelis su pagalbinėmis grandinėmis. Didinančio keitiklio išėjimo įtampos matavimo grandinės išėjimai yra atskirai prijungti prie pirmo ir antro valdymo blokų. Kiekviename LED diodų tiltelyje yra LED diodų, nuosekliai sujungtų su LED diodų elektros srovės šaltiniu ir elektros srovės matavimo grandine, ir taip pat yra LED diodų elektros srovės šaltinio ir elektros srovės matavimo grandinės nuosekliai sujungtų derinių įtampos matavimo grandinė. Elektros srovės matavimo grandinės išėjimai ir įtampos matavimo grandinės išėjimai į LED diodų elektros srovės šaltinio ir elektros srovės matavimo grandinės nuosekliai sujungtus derinius yra atskirai prijungti prie pirmo ir

-3LT 5808 B antro valdymo blokų, be to, LED diodų elektros srovės šaltinio įėjimas jo valdymo reikmėms yra prijungtas prie pirmo valdymo bloko ir/arba antro valdymo bloko, o už tos įėjimo įtampos ir elektros srovės matavimo grandinės yra prijungtas kodavimo įrenginys, kurį valdo pirmas valdymo blokas ir/arba antras valdymo blokas.

Tarp sistemos kintamosios arba pastoviosios įtampos įėjimo ir įtampos bei elektros srovės matavimo grandinės įėjimo gali būti prijungtas įėjimo filtras, kuris naudojamas interferuojantiems signalams slopinti.

Prie lygintuvo išėjimo yra prijungta ritė, o prie jos priešingo galo yra prijungtas jungiklis, kuris kitu jo poliumi yra įžemintas, ir per anodą prijungtas diodas, prie kurio katodo yra prijungtas vienas kondensatoriaus polius, ir kondensatorius kitu jo poliumi yra įžemintas, o ta ritė, diodas ir kondensatorius yra didinančio keitiklio bloko sudedamosios dalys, ir jo išėjimas yra kondensatoriaus, prie kurio yra prijungta didinančio keitiklio išėjimo įtampos matavimo grandinė ir ne mažiau kaip vienas LED diodų tiltelis su pagalbinėmis grandinėmis.

Pirmas arba antras valdymo blokas, arba jie abu gali būti sujungti su LED diodų tiltelio su pagalbinėmis grandinėmis elektros srovės šaltiniu, siekiant sureguliuoti skleidžiamos šviesos intensyvumą.

Jeigu sistemos įėjimo įtampa yra kintamoji, tai tarp įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinės išėjimo ir didinančio keitiklio bloko yra prijungtas lygintuvas.

Prie pateikto išradimo pranašumų taip pat priskiriamas ženklus geležinkelio pervažų ir šalikelės šviesos signalizacijos, skirtos traukiniams valdyti, tarnavimo laiko prailginimas geležinkelių transporte. Ypač svarbu tai, kad pagal matuojamą įtampą ir srovę saugiai nustatoma, ar šviečia pakankamas skaičius LED diodų, užtikrinai galimybę saugiai išjungti sistemą, jeigu šviečiančių LED diodų skaičius yra nepakankamas. Taip pat ypač svarbu tai, kad, koduojant sistemos elektros srovės naudojimą, yra užtikrintai nustatoma galima sistemos būsenos klaida.

TRUMPAS BRĖŽINIŲ FIGŪRŲ APRAŠYMAS

Pridedamame brėžinyje Fig. 1 yra pavaizduotas pateikto išradimo įgyvendinimo pavyzdys.

TRUMPINIŲ SĄRAŠAS

F........ įėjimo filtras

-4LT 5808 B

MOUI.. įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinė

U ....... lygintuvas

ZM ..... didinančio keitiklio blokas

GI ...... impulsų generatorius

SP...... jungiklis

L ........ ritė

D ........diodas

C ........kondensatorius

BSa..... jungiklio SP sužadinimo signalo saugaus perėjimo pirmas blokas

BSb .... jungiklio SP sužadinimo signalo saugaus perėjimo antras blokas CPUa ... pirmas valdymo blokas

CPU_B ... antras valdymo blokas

MOUC .. matavimo grandinė išėjimo įtampos didinančio keitiklio ZM

SL .......LED diodų tiltelis su pagalbinėmis grandinėmis

PZ .......LED diodų elektros srovės šaltinis, skirtas reguliuoti diodų šviesos ryškumą

MOI......elektros srovės matavimo grandinė

MOU.....nuosekliai sujungtų LED diodų elektros srovės šaltinių PZ ir elektros srovės matavimo grandinės MOI derinių įtampos matavimo grandinė

KO .......kodavimo įrenginys

TINKAMIAUSI ĮGYVENDINIMO VARIANTAI

Šviesos diodų (LED) elektroninio valdymo sistema, skirta šviesos signalizacijai užtikrinti geležinkelių transporte, apima vieną arba daugiau (nuo SLį iki SLk) LED diodų tiltelių su pagalbinėmis grandinėmis. Prie sistemos kintamosios arba pastoviosios įtampos įėjimo per įėjimo filtrą F yra prijungta įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinė MOUI, kurios išėjimas yra prijungtas per lygintuvą U prie didinančio keitiklio bloko ZM. Į šio didinančio keitiklio bloko sudėtį ZM įeina impulsų generatorius GĮ ir jungiklis SP. Taip pat į jo sudėtį įeina ritė L, prijunta prie lygintuvo ĮJJšėjimo, o prie jos priešingo galo yra prijungtas jungiklis SP, kuris kitu jo poliumi yra įžemintas, ir per anodą prijungtas diodas D, prie kurio katodo yra prijungtas vienas kondensatoriaus C polius, ir kondensatorius kitu jo poliumi yra įžemintas. Didinančio keitiklio bloko ZM išėjimas yra diodo D katodas, prie kurio yra prijungta didinančio ⁵ LT 5808 B keitiklio ZM išėjimo įtampos matavimo grandinė MOUC ir ne mažiau kaip vienas (nuo SL-ι iki St_k) LED diodų tiltelis su pagalbinėmis grandinėmis.

(ėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinė MOUI jos matavimo išėjimais yra atskirai prijungti prie pirmo ir antro valdymo blokų CPUa. CPUr. kurie yra tarpusavyje sujungti ir taip pat yra atskirai prijungti prie saugios sandaugos bloko BS, ir šis prijungtas prie jungiklio SP sužadinimo signalo saugaus perėjimo pirmo ir antro blokų BSa. BSr. Tie jungiklio SP sužadinimo signalo saugaus perėjimo blokai BSa. BSr yra vienas su kitu nuosekliai sujungti tarp impulsų generatoriaus GĮ išėjimo ir jungiklio SP.

Prie didinančio keitiklio bloko ZM išėjimo yra prijungta didinančio keitiklio ZM išėjimo įtampos matavimo grandinė MOUC ir ne mažiau kaip vienas (nuo SU iki SLk) LED diodų tiltelis su pagalbinėmis grandinėmis. Didinančio keitiklio ZM išėjimo įtampos matavimo grandinės MOUC išėjimai yra atskirai prijungti prie pirmo ir antro valdymo bloku CPUa. CPUr.

Kiekviename LED diodų tiltelyje nuo SLį iki SL_k yra LED diodų, nuosekliai sujungtų su LED diodų elektros srovės šaltiniu PZ ir elektros srovės matavimo grandine MOI ir taip pat yra LED diodų elektros srovės šaltinio PZ ir elektros srovės matavimo grandinės MOI nuosekliai sujungtų derinių įtampos matavimo grandinė MOU. Elektros srovės matavimo grandinės MOI išėjimai ir įtampos matavimo grandinės MOU išėjimai į LED diodų elektros srovės šaltinio PZ ir elektros srovės matavimo grandinės MOI nuosekliai sujungtus derinius yra atskirai prijungti prie pirmo ir antro valdymo blokų CPUa. CPUr. LED diodų elektros srovės šaltinio PZ įėjimas yra prijungtas prie antro valdymo bloko CPUr. jis taip pat gali būti prijungtas prie pirmo valdymo bloko CPUa arba vienu metu prie abiejų valdymo blokų CPUa. CPUr. Kodavimo įrenginio KO įėjimas yra prijungtas prie pirmo valdymo bloko CPUa jis taip pat gali būti prijungtas prie prie antro valdymo bloko CPUb arba vienu metu prie abiejų valdymo blokų CPUa. CPUr.

Prijungus kintamąją arba pastoviąją įėjimo įtampą, pradeda veikti pirmas ir antras valdymo blokai CPUa. CPUr. kurie išmatuoja ir įvertina iš anksto apibrėžtus įtampos ir srovės dydžius, ar jie yra tinkami, šiuo atveju įvertina visus įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinės MOUI, elektros srovės matavimo grandinių (nuo MOIį iki MOĮk), LED diodų elektros srovės šaltinių (nuo PZį iki PZk) nuosekliai sujungtų derinių įtampos matavimo grandinių (nuo MOUi iki MOĮJ_k), skirtų reguliuoti diodų šviesos ryškumą, ir didinančio keitiklio ZM išėjimo įtampos matavimo grandinės

-6LT 5808 B

MOUC matuojamus dydžius. Tuo pačiu metu vyksta abiejų valdymo blokų CPUa. CPUr tarpusavio ryšio seansas, t.y. keitimasis atliktų matavimų duomenimis ir jų palyginimas. Jeigu duomenys abiejuose valdymo blokuose CPUa. CPUr būna įvertinami kaip tinkami, t.y. jų dydis yra toks, kaip iš anksto apibrėžtas, tai abu valdymo blokai CPUa. CPUr pradeda generuoti pastoviojo dažnio dinaminius signalus, kurie yra atskirai perduodami į jungiklio SP sužadinimo signalo saugaus perėjimo pirmą ir antrą blokus BSa. BSr. Siekiant užtikrinti saugą, tuos dinaminius signalus valdymo blokai CPUa. CPUr kontroliuoja abipusiai. Kitaip sakant, pirmas valdymo blokas CPUa tikrina antro valdymo bloko CPUr veikimą ir atvirkščiai. Jeigu būna nustatytas neatitikimas, tai valdymo blokas, kuris tą neatitikimą aptiko, nustoja veikti, t.y. nustoja generuoti dinaminį signalą, skirtą atitinkamam jungiklio SP sužadinimo signalo saugaus perėjimo pirmam arba antram blokui BSa. BSr. Tai, kad jungiklio SP sužadinimo signalo saugaus perėjimo blokų BSa. BSr įėjimuose vienu metu yra dinaminių signalų, signalams suteikia galimybę pereiti iš impulsų generatorius GĮ į jungiklį SP, kuris tada suveikia, t.y. įsijungia, esant atitinkamo dažnio impulsams, gaunamiems iš impulsų generatoriaus GĮ.

Didinančio keitiklio bloko ZM išėjime atsiranda pastoviosios įtampos padidėjimas, reikalingas tam, kad tinkamai veiktų LED diodų tilteliai (nuo SLį iki SL_k) su pagalbinėmis grandinėmis, t.y., kad tie diodai šviestų, esant elektros srovės šaltiniu (nuo PZį iki PZ_k) nustatytai elektros srovės vertei, ir kad būtų reguliuojamas tų LED diodų šviesos ryškumas. LED diodų tilteliuose nuo SLį iki SL_ksu pagalbinėmis grandinėmis tekanti elektros srovė ir taip pat atskirų LED diodų tiltelių (nuo SLį iki SLk) skleidžiamos šviesos intensyvumas yra nustatomas elektros srovės šaltiniais (nuo PZį iki PZ_k). valdomais iš atitinkamo valdymo bloko CPUa. CPUr.

Remiantis visų įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinės MOUI, elektros srovės matavimo grandinių (nuo MOh iki MOI_k). įtampos matavimo grandinių (nuo MOUį iki MOUk) ir matavimo grandinės MOUC didinančio keitiklio ZM išėjimo įtampos matuojamų dydžių matavimo rezultatais ir įvertinimu, kad jie yra tinkami, kodavimo įrenginio KO valdomu būdu pradeda vykdyti įėjimo elektros srovės kodavimą, t.y. valdomą visos sistemos elektros srovės ėmimo keitimą. Tokį elektros srovės pasikeitimą įvertina pagrindinė valdymo sistema, kuri pagal šį išradimą tai įvertina kaip tinkamą sistemos veikimą. Sąvoka „pagrindinė valdymo sistema“ suprantama kaip išmani sistemos darbo valdymo ir priežiūros grandinė.

-7Sistema suteikia galimybę aukščiau aprašytu būdu aptikti LED diodų šviesos trikdžius ir priimti sprendimą dėl to, ar jų šviesa dar yra pakankama ar jau neatitinka šviesumo parametrų. Jeigu šviesa yra sumažėjusi, tačiau dar pakankama, tai apie tai per kodavimo įrenginį KO yra informuojama pagrindinė valdymo sistema. Jeigu šviesa yra nepakankama, tai nustojus veikti nors vienam valdymo blokui CPUa. CPUr , sistemos veikimas nutrūksta. Sistemos veikimas gali nutrūkti ir dėl gedimo sistemos viduje, pavyzdžiui, vieno iš valdymo bloku CPUa, CPUb ir pan. gedimo. Tokiu atveju dingsta iŠ valdymo blokų CPUa. CPUr perduodami pastoviojo dažnio dinaminiai signalai ir taip nustoja veikti didinantis keitiklis ZM ir kartu būna prarandama sistemos geba koduoti imamą elektros srovę.

Impulsų generatoriaus GĮ išėjime naudojant specialų signalą, yra pasiektas tikslas sukurti harmoninio elektros srovės ėmimo sistemą.

PRAMONINIS PRITAIKOMUMAS

Šviesos diodų (LED) elektroninio valdymo sistema, kuri yra šio išradimo objektas, visų pirma skirta naudoti šviesos signalizacijai užtikrinti geležinkelių transporte.

Claims

IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

1. Šviesos diodų LED elektroninio valdymo sistema, kuri iš esmės skirta šviesos signalizacijai geležinkelių transporte, apimanti ne mažiau kaip vieną (nuo SLi iki SL_k) LED diodų tiltelių su pagalbinėmis grandinėmis, besiskirianti tuo, kad prie sistemos kintamosios arba pastoviosios įtampos įėjimo yra prijungta įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinė (MOUI), kurios išėjimas yra prijungtas prie didinančio keitiklio bloko (ZM), kurio sudėtyje yra impulsų generatorius (GI) ir jungiklis (SP), o įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinės (MOUI) matavimo išėjimai yra atskirai prijungti prie pirmo ir antro valdymo blokų (CPUa, CPUb), kurie yra tarpusavyje sujungti, nepriklausomi vienas nuo kito ir yra atskirai prijungti prie jungiklio (SP) sužadinimo signalo saugaus perėjimo pirmo ir antro blokų (BSa, BSb), kur tie jungiklio (SP) sužadinimo signalo saugaus perėjimo blokai (BSa, BSb) yra vienas su kitu nuosekliai sujungti tarp impulsų generatoriaus išėjimo (GI) ir jungiklio (SP) bei kur prie didinančio keitiklio išėjimo bloko (ZM) yra prijungta didinančio keitiklio (ZM) išėjimo įtampos matavimo grandinė (MOUC) ir taip pat ne mažiau kaip vienas LED diodų tiltelis (nuo SLi iki SL _k) su pagalbinėmis grandinėmis, o didinančio keitiklio (ZM) išėjimo įtampos matavimo grandinės (MOUC) išėjimai yra atskirai prijungti prie pirmo ir antro valdymo blokų (CPUa, CPUb), kiekviename LED diodų tiltelyje (nuo SLį iki SL _k) yra LED diodų, nuosekliai sujungtų su LED diodų elektros srovės šaltiniu (PZ) ir elektros srovės matavimo grandine (MOI) bei taip pat yra LED diodų elektros srovės šaltinio (PZ) ir elektros srovės matavimo grandinės (MOI) nuosekliai sujungtų derinių įtampos matavimo grandinė (MOU), kur elektros srovės matavimo grandinės (MOI) išėjimai ir įtampos matavimo grandinės (MOU) išėjimai į LED diodų elektros srovės šaltinio (PZ) ir elektros srovės matavimo grandinės (MOI) nuosekliai sujungtus derinius yra atskirai prijungti prie pirmo ir antro valdymo blokų (CPUa, CPUb), be to, LED diodų elektros srovės šaltinio (PZ) įėjimas jo valdymo reikmėms yra prijungtas prie pirmo valdymo bloko (CPUa) ir/arba antro valdymo bloko (CPUb), o už tos įėjimo įtampos ir elektros srovės matavimo grandinės (MOUI) yra prijungtas kodavimo įrenginys (KO), kurį valdo pirmas valdymo blokas (CPUa) ir/arba antras valdymo blokas (CPUb).

-9LT 5808 B
2. Sistema pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad tarp įėjimo kintamosios arba pastoviosios sistemos įtampos a matavimo grandinės (MOUI) įėjimo įtampos ir srovės yra prijungtas įėjimo filtras (F).
3. Sistema pagal 1 arba 2 punktą, besiskirianti tuo, kad prie lygintuvo (U) išėjimo yra prijungta ritė (L), o prie jos priešingo galo yra prijungtas jungiklis (SP), kuris kitu jo poliumi yra įžemintas, ir per anodą prijungtas diodas (D), prie kurio katodo yra prijungtas vienas kondensatoriaus polius (C), ir kondensatorius kitu jo poliumi yra įžemintas, o ritė (L), diodas (D) ir kondensatorius (C) yra didinančio keitiklio bloko (ZM) sudedamosios dalys, jo išėjimas yra kondensatorius (C), prie kurio yra prijungta didinančio keitiklio (ZM) išėjimo įtampos matavimo grandinė (MOUC) ir ne mažiau kaip vienas LED diodų tiltelis (nuo SLi iki SL_k) su pagalbinėmis grandinėmis.
4. Sistema pagal ankstesnius 1-3 punktus, besiskirianti tuo, kad, jeigu įėjimo kintamosios sistemos įtampa yra kintamoji, tai tarp įėjimo įtampos ir srovės matavimo grandinės (MOUI) išėjimo ir didinančio keitiklio bloko (ZM) yra prijungtas lygintuvas (U).