RU2278416C2

RU2278416C2 - Five-valued light diode-based traffic light

Info

Publication number: RU2278416C2
Application number: RU2004130522/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Олегович Савельев (RU); Евгений Олегович Савельев
Original assignee: Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС)
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-06-20
Also published as: RU2004130522A

Abstract

FIELD: engineering of controlling or warning devices, mounted along movement routes of locomotives or trains and controlling movement of trains.

SUBSTANCE: to create five colors of traffic light radiation, one source of variable voltage is utilized. Generation of way for passage of electric current through light diode circuits is performed by means of rectifying diodes and appropriate connection of contacts of branch boxes of signal relays. In comparison to known traffic lights, additionally provided are contact groups of first, second and third signal relays, two light diode circuits and three rectifying diodes. Device prevents power losses because of absence of active resistors and, simultaneously with that, it is possible to make a traffic light with give possible indications - of green, red, blue, yellow and white colors in one optical light-emitting set, instead of five, as it is in existing lens sets. Indications of traffic light are controlled by only two conductors from controlling circuit.

EFFECT: decrease cost of traffic light, decreased operation costs.

1 dwg

Description

Изобретение относится к регулирующим или предупреждающим устройствам, устанавливаемым вдоль маршрута следования локомотивов или составов, а именно к светофорам, осуществляющим регулирование движением поездов.The invention relates to regulatory or warning devices installed along the route of locomotives or trains, and in particular to traffic lights that control the movement of trains.

Известны светофоры (Системы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учебное пособие для вузов /Ю.А.Кравцов, В.Л.Нестеров, Г.Ф.Лекута и др.; Под ред. Ю.А.Кравцова. - М.: Транспорт, 1996. -С. 68, рис.4.1), в которых в качестве излучающего элемента используются лампы накаливания, подключаемые к источникам электропитания через контакты соответствующих сигнальных реле. Недостатком подобных устройств является невысокая надежность работы, обусловленная довольно частым перегоранием нитей ламп накаливания.Traffic lights are known (Systems of railway automation and telemechanics: Textbook for universities / Yu.A. Kravtsov, V.L. Nesterov, G.F. Lekuta and others; Edited by Yu.A. Kravtsov. - M .: Transport, 1996.-S. 68, Fig. 4.1), in which incandescent lamps are used as a radiating element, which are connected to power sources through the contacts of the corresponding signal relays. The disadvantage of such devices is the low reliability due to the fairly frequent burnout of filament bulbs.

Известны также трехзначные светодиодные светофоры (Заявка №2002216988. Трехзначный светодиодный светофор /Б.С.Сергеев, Е.О.Савельев, МПК 7 B 61 L 23/00. Приоритет 09.10.02), у которых для снижения стоимости используются светодиоды различного цвета излучения, а требуемый результирующий цвет излучения, определяющий соответствующее показание светофора, реализуется переключением контактов сигнальных реле. Недостатком этих устройств является невысокая энергетическая эффективность, обусловленная наличием активных резисторов, рассеивающих бесполезную мощность потерь.Three-digit LED traffic lights are also known (Application No. 20022216988. Three-digit LED traffic light / B.S. Sergeev, E.O. Saveliev, IPC 7 B 61 L 23/00. Priority 10/09/02), in which LEDs of various colors are used to reduce the cost radiation, and the required resulting color of the radiation, which determines the corresponding indication of the traffic light, is realized by switching the contacts of the signal relays. The disadvantage of these devices is the low energy efficiency due to the presence of active resistors, which dissipate the useless power losses.

Более высокой энергетической эффективностью обладают светодиодные светофоры, у которых потери мощности, вызванные наличием активных резисторов, исключены (RU 2207745, МПК7 Н 05 В 37/00, B 61 L 5/18. Светодиодный светофор /Б.С.Сергеев, С.А.Щиголев, В.В.Наговицын. - Опубл. 27.06.2003. Бюл. №18), а электропитание светодиодных цепей осуществляется путем накопления энергии в индуктивных элементах и ее последующей передачи на светодиоды.LED traffic lights have higher energy efficiency, in which power losses caused by the presence of active resistors are excluded (RU 2207745, MPK7 N 05 V 37/00, B 61 L 5/18. LED traffic light / B.S. Sergeev, S.A. . Shchigolev, VV Nagovitsyn. - Publish. June 27, 2003. Bull. No. 18), and the power supply of LED circuits is carried out by accumulating energy in inductive elements and its subsequent transmission to the LEDs.

Недостатками этих устройств являются сложность и высокая стоимость, что обусловлено необходимостью применения трансформаторов и генераторов импульсов.The disadvantages of these devices are complexity and high cost, due to the need for transformers and pulse generators.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является светофор, в котором активные потери мощности также отсутствуют, а в качестве ограничивающего элемента, задающего требуемые нормы тока, протекающего через светодиодные цепи, используется конденсатор переменного напряжения (RU 2231826, МПК 7 G 08 G 1/095. Светодиодный светофор /Е.О.Савельев, Б.С.Сергеев. - Опубл. 27.06.2004. Бюл. №18). Недостатком этого устройства является его высокая стоимость. Это обусловлено тем, что для каждого из показаний светофора (красный, зеленый, синий, белый или желтый) необходимо иметь отдельный оптический светоизлучающий комплект.The closest in technical essence to the proposed one is a traffic light in which there are no active power losses, and an alternating voltage capacitor (RU 2231826, IPC 7 G 08 G 1/095) is used as a limiting element that sets the required current standards flowing through the LED circuits LED traffic light / E.O. Saveliev, B. S. Sergeev. - Publish. June 27, 2004. Bull. No. 18). The disadvantage of this device is its high cost. This is due to the fact that for each of the traffic lights (red, green, blue, white or yellow), it is necessary to have a separate optical light-emitting kit.

Целью изобретения является улучшение экономических показателей светофора, то есть уменьшение стоимости и снижение эксплуатационных расходов на его обслуживание.The aim of the invention is to improve the economic indicators of the traffic light, that is, reducing the cost and reducing operating costs for its maintenance.

Указанная цель достигается тем, что для создания пяти цветов излучения светофора используется один источник переменного напряжения, а формирование пути для протекания электрического тока через светодиодные цепи осуществляется при помощи выпрямительных диодов и соответствующего включения контактов тройников сигнальных реле.This goal is achieved by the fact that to create five colors of the traffic light radiation, one AC voltage source is used, and the formation of a path for electric current to flow through the LED circuits is carried out using rectifier diodes and the corresponding connection of the signal relay tees.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введены контактные группы второго и третьего сигнальных реле, вторая и третья светодиодные цепи и три выпрямительных диода, при этом второй входной вывод диодного моста через конденсатор подключен к другому полюсу источника переменного напряжения, а один из его выходных выводов соединен с общим контактом первого сигнального реле, в цепь фронтового контакта первого сигнального реле включена первая светодиодная цепь, тыловой контакт первого сигнального реле подключен к общему контакту второго сигнального реле, к цепи фронтового контакта второго сигнального реле параллельно присоединены вторая светодиодная цепь и через первый выпрямительный диод - общий контакт первого тройника третьего сигнального реле, фронтовой контакт первого тройника третьего сигнального реле подключен к фронтовому контакту второго тройника третьего сигнального реле, через второй выпрямительный диод - к фронтовому контакту первого сигнального реле, через третий выпрямительный диод к тыловому контакту второго тройника третьего сигнального реле, к которому также подключена третья светодиодная цепь, общий контакт второго тройника третьего сигнального реле присоединен к тыловому контакту второго сигнального реле, а к другому выходу диодного моста подключены выходные выводы светодиодных цепей, первая из которых выполнена зеленого цвета, вторая - синего цвета, а третья - красного цвета.The essence of the invention lies in the fact that the contact groups of the second and third signal relays, the second and third LED circuits and three rectifier diodes are additionally introduced, while the second input terminal of the diode bridge is connected to the other pole of the AC voltage source through a capacitor, and one of its output terminals connected to the common contact of the first signal relay, the first LED circuit is connected to the front contact circuit of the first signal relay, the rear contact of the first signal relay is connected to the common Actually the second signal relay, the second LED circuit is connected in parallel to the front contact circuit of the second signal relay and through the first rectifier diode is the common contact of the first tee of the third signal relay, the front contact of the first tee of the third signal relay is connected to the front contact of the second tee of the third signal relay rectifier diode - to the front contact of the first signal relay, through the third rectifier diode to the rear contact of the second tee of the third signal relay, to which the third LED circuit is also connected, the common contact of the second tee of the third signal relay is connected to the rear contact of the second signal relay, and the output terminals of the LED circuits are connected to the other output of the diode bridge, the first of which is green, the second is blue, and the third is red.

На чертеже представлена схема пятизначного светодиодного светофора. Устройство содержит диодный мост 1, первый входной вывод подключен к полюсу 2 источника переменного напряжения, другой полюс 3 которого через конденсатор 4 соединен со вторым входным выводом диодного моста 1. Один из его выходных выводов соединен с общим контактом первого сигнального реле 5, в цепь его фронтового контакта последовательно включена первая светодиодная цепь зеленого цвета 6.1,...6.К, его тыловой контакт подключен к общему контакту второго сигнального реле 7. К цепи фронтового контакта сигнального реле 7 параллельно присоединены вторая светодиодная цепь синего цвета 8.1,...8.К и через первый выпрямительный диод 9 - общий контакт первого тройника третьего сигнального реле 10. Фронтовой контакт первого тройника третьего сигнального реле 10 подключен через второй выпрямительный диод 11 к фронтовому контакту первого сигнального реле 5, к фронтовому контакту второго тройника третьего сигнального реле 12 и через третий выпрямительный диод 13 - к тыловому контакту сигнального реле 12. К тыловому контакту сигнального реле 12 также подключена третья светодиодная цепь красного цвета 14.1,...14.К. Тыловой контакт второго сигнального реле 7 соединен с общим контактом сигнального реле 12.The drawing shows a diagram of a five-digit LED traffic light. The device contains a diode bridge 1, the first input terminal is connected to the pole 2 of the AC voltage source, the other pole 3 of which is connected through a capacitor 4 to the second input terminal of the diode bridge 1. One of its output terminals is connected to a common contact of the first signal relay 5, in its circuit the front contact, the first green LED 6.1, ... 6.K is connected in series, its rear contact is connected to the common contact of the second signal relay 7. To the front contact circuit of the signal relay 7 are connected in parallel to The main blue LED circuit 8.1, ... 8.K and through the first rectifier diode 9 - the common contact of the first tee of the third signal relay 10. The front contact of the first tee of the third signal relay 10 is connected through the second rectifier diode 11 to the front contact of the first signal relay 5 , to the front contact of the second tee of the third signal relay 12 and through the third rectifier diode 13 to the rear contact of the signal relay 12. A third red LED circuit is also connected to the rear contact of the signal relay 12 14.1, ... 14.K. The rear contact of the second signal relay 7 is connected to a common contact of the signal relay 12.

Выходы светодиодных цепей 6.1...6.К, 8.1...8.K, 14.1...14.K подключены к другому выходу диодного моста 1.The outputs of the LED circuits 6.1 ... 6.K, 8.1 ... 8.K, 14.1 ... 14.K are connected to the other output of the diode bridge 1.

Пятизначный светодиодный светофор работает следующим образом.A five-digit LED traffic light operates as follows.

Для зеленого показания светофора необходимо, чтобы сигнальное реле 5 было включено. При замыкании его фронтового контакта от полюсов 3 и 2 на схему подается переменное напряжение. Конденсатор 4 обладает реактивным сопротивлением, которое ограничивает величину переменного тока, протекающего во входной цепи диодного моста 1, и в соответствии с этим формирует величину тока через светодиоды 6.1,...6.К, что определяет излучение светодиодов зеленого цвета.For the green indication of the traffic light, it is necessary that the signal relay 5 was on. When its front contact is closed from poles 3 and 2, an alternating voltage is applied to the circuit. The capacitor 4 has a reactance that limits the amount of alternating current flowing in the input circuit of the diode bridge 1, and in accordance with this forms the amount of current through the LEDs 6.1, ... 6.K, which determines the emission of green LEDs.

Для синего показания светофора необходимо, чтобы сигнальные реле 5 и 10, 12 были выключены, а сигнальное реле 7 включено. При замыкании фронтового контакта реле 7 от полюсов 3 и 2 на схему подается переменное напряжение. Конденсатор 4 обладает реактивным сопротивлением, которое ограничивает величину переменного тока, протекающего во входной цепи диодного моста 1, и в соответствии с этим формирует величину тока через светодиоды 8.1,...8.К, что определяет излучение светодиодов синего цвета.For the blue indication of the traffic light, it is necessary that the signal relays 5 and 10, 12 are turned off and the signal relay 7 is turned on. When the front contact of relay 7 is closed from poles 3 and 2, an alternating voltage is applied to the circuit. The capacitor 4 has a reactance that limits the amount of alternating current flowing in the input circuit of the diode bridge 1, and in accordance with this forms the amount of current through the LEDs 8.1, ... 8.K, which determines the emission of blue LEDs.

Когда первое 5 и второе 7 и третье 12, 10 сигнальные реле находятся в выключенном состоянии, то через последовательное соединение их тыловых и общих контактов аналогичным образом через светодиоды 14.1,...14.К начинает протекать ток, определяющий красное излучение этих светодиодов.When the first 5 and second 7 and third 12, 10 signal relays are off, then through the serial connection of their rear and common contacts in a similar way through the LEDs 14.1, ... 14.K, the current begins to flow, which determines the red radiation of these LEDs.

Когда первое 5 и второе 7 сигнальные реле находятся в выключенном состоянии, а третье сигнальное реле 12, 10 - во включенном, то электрический ток будет одновременно протекать через второй выпрямительный диод 11, светодиоды 6.1,...6.К, определяющие зеленое излучение этих светодиодов, и через третий выпрямительный диод 13, светодиоды 14.1,...14.K, определяющие красное излучение, что обуславливает метамерный желтый цвет результирующего излучения светодиодов.When the first 5 and second 7 signal relays are off, and the third signal relay 12, 10 is on, the electric current will simultaneously flow through the second rectifier diode 11, LEDs 6.1, ... 6.K, which determine the green radiation of these LEDs, and through the third rectifying diode 13, the LEDs 14.1, ... 14.K, which determine the red radiation, which causes the metamer yellow color of the resulting radiation of the LEDs.

Когда первое 5 сигнальное реле находится в выключенном состоянии, а второе 7 и третье 12, 10 сигнальные реле - во включенном, то электрический ток будет одновременно протекать через светодиоды 8.1,...8.K, определяющие их синее излучение, через первый выпрямительный диод 9 и через второй выпрямительный диод 11 и светодиоды 6.1,...6.К, определяющие их зеленое излучение, и через третий выпрямительный диод 13, светодиоды 14.1,...14.K, определяющие красное излучение этих светодиодов, что обуславливает метамерный белый цвет результирующего излучения светодиодов.When the first 5 signal relays are off, and the second 7 and third 12, 10 signal relays are on, the electric current will simultaneously flow through the 8.1, ... 8.K LEDs, which determine their blue radiation, through the first rectifier diode 9 and through the second rectifier diode 11 and the LEDs 6.1, ... 6.K, which determine their green radiation, and through the third rectifier diode 13, the LEDs 14.1, ... 14.K, which determine the red radiation of these LEDs, which causes metameric white color of the resulting light emitting diodes.

Спектральный состав метамерных желтого и белого цветов, цветовой температуры, может регулироваться включением в светодиодные цепи светодиодов с цветами, отличными от основных (синий, красный, зеленый).The spectral composition of metameric yellow and white colors, color temperature, can be regulated by inclusion in the LED circuit of LEDs with colors other than the main ones (blue, red, green).

Требуемая сила света определяется величиной протекающего через конденсатор и светодиодные цепи тока и при заданном напряжении источника переменного напряжения может регулироваться величиной емкости конденсатора 4.The required light intensity is determined by the magnitude of the current flowing through the capacitor and the LED circuit, and at a given voltage, the AC voltage source can be controlled by the value of the capacitance of the capacitor 4.

Таким образом, в предлагаемом устройстве сохраняется возможность исключения потерь мощности из-за отсутствия активных резисторов и одновременно с этим сохраняется возможность исполнения светофора с пятью показаниями - зеленого, красного, синего, желтого и белого в одном оптическом светоизлучающем комплекте, вместо пяти, как это имеет место в существующих линзовых комплектах. Кроме того, управление показаниями светофора осуществляется при помощи только двух проводников от схемы управления до предлагаемого устройства. Это снижает стоимость светофора и уменьшает эксплуатационные расходы на его обслуживание.Thus, the proposed device retains the possibility of eliminating power losses due to the absence of active resistors and at the same time, it remains possible to execute a traffic light with five readings - green, red, blue, yellow and white in one optical light-emitting set, instead of five, as it has place in existing lens kits. In addition, the control of the traffic light is carried out using only two conductors from the control circuit to the proposed device. This reduces the cost of the traffic light and reduces the operating costs of its maintenance.

Claims

A five-digit LED traffic light containing an AC voltage source, a capacitor, a first LED circuit, a diode bridge, the first of which is connected to one of the poles of the AC voltage source, a contact group of the first signal relay, characterized in that contact groups of the second and third signal are additionally introduced a relay, a second and third LED circuit and three rectifier diodes, while the second input terminal of the diode bridge is connected to the other pole of the AC source through a capacitor voltage, and one of its output terminals is connected to the common contact of the first signal relay, the first LED circuit is connected to the front contact circuit of the first signal relay, the rear contact of the first signal relay is connected to the common contact of the second signal relay, to the front contact circuit of the second signal relay in parallel the second LED circuit is connected and through the first rectifier diode - the common contact of the first tee of the third signal relay, the front contact of the first tee of the third signal the relay is connected to the front contact of the second tee of the third signal relay, through the second rectifying diode to the front contact of the first signal relay, through the third rectifying diode to the rear contact of the second tee of the third signal relay, to which the third LED circuit is also connected, the common contact of the second tee of the third signal the relay is connected to the rear contact of the second signal relay, and the output terminals of the LED circuits are connected to the other output of the diode bridge, the first of which is made and green, the second is blue, and the third is red.