RU2399957C1 - Light-emitting diode traffic light with cold state control - Google Patents
Light-emitting diode traffic light with cold state control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399957C1 RU2399957C1 RU2009123707/11A RU2009123707A RU2399957C1 RU 2399957 C1 RU2399957 C1 RU 2399957C1 RU 2009123707/11 A RU2009123707/11 A RU 2009123707/11A RU 2009123707 A RU2009123707 A RU 2009123707A RU 2399957 C1 RU2399957 C1 RU 2399957C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- secondary winding
- light
- outputs
- alternating voltage
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к организации и управлению движением на железных дорогах и средствам техники безопасности на железнодорожном транспорте, а именно к оптическим световым сигналам - светофорам.The invention relates to the organization and management of traffic on railways and safety equipment in railway transport, namely to optical light signals - traffic lights.
Известны светофоры, у которых в качестве излучателя используется лампа накаливания (Котляренко Н.Ф. и др. Путевая блокировка и авторегулировка: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1983. - С.192, рис.8.14). Недостатком подобных устройств является невысокая надежность работы и необходимость частой замены ламп вследствие их перегорания.Traffic lights are known in which an incandescent lamp is used as an emitter (Kotlyarenko N.F. et al. Track lock and auto-adjustment: Textbook for high schools. - M.: Transport, 1983. - P.192, Fig. 8.14). The disadvantage of such devices is the low reliability and the need for frequent replacement of lamps due to their burnout.
Более высокой надежностью работы обладают светофоры, в которых применяются двухнитевые лампы накаливания (Деев A.M. и др. Ресурсосберегающие технологии в устройствах управления показаниями светофоров // Автоматика, связь, информатика. - 2000. - №1. - С.32, рис.1). Их недостатком является невысокая энергетическая эффективность из-за значительного потребления мощности от источника электропитания.Traffic lights that use double-filament incandescent lamps (Deev AM et al. Resource-saving technologies in traffic control devices for indicators of traffic lights // have higher reliability) // Automation, Communications, Informatics. - 2000. - No. 1. - P.32, Fig. 1) . Their disadvantage is the low energy efficiency due to the significant power consumption from the power source.
Лучшими энергетическими характеристиками обладают светодиодные светофоры, у которых в качестве излучателя используется светодиодная матрица, питание которой осуществляется от источника постоянного напряжения (Пат. РФ №2237290. Трехзначный светодиодный светофор / Е.О.Савельев, Б.С.Сергеев. - Публ. 2004. Бюлл. №27).The best energy characteristics are possessed by LED traffic lights, for which an LED matrix is used as a radiator, the power of which is supplied from a constant voltage source (Pat. RF No. 2237290. Three-digit LED traffic light / E.O. Saveliev, B. S. Sergeev. - Publ. 2004 Bull. No. 27).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является светодиодный светофор с питанием от сети переменного напряжения (Есюнин Е.И. Приборы железнодорожной сигнализации на светодиодах // Автоматика, связь, информатика. - 2002. - №5. - С.20, рис.3), содержащий трансформатор, первичная обмотка которого коммутируется контактом сигнального реле и подключена к выходу источника низкочастотного переменного напряжения, а к вторичной обмотке трансформатора через мостовой выпрямитель подключена светодиодная матрица.Closest to the proposed technical solution is a LED traffic light powered by an alternating voltage network (Esyunin EI Railway signaling devices with LEDs // Automation, Communications, Informatics. - 2002. - No. 5. - P.20, Fig. 3) containing a transformer, the primary winding of which is switched by the contact of the signal relay and connected to the output of the low-frequency AC voltage source, and an LED matrix is connected to the secondary winding of the transformer through a bridge rectifier.
Недостатком этого устройства является невозможность контролировать целостность светодиодов матрицы в холодном состоянии, то есть при отсутствии излучения светодиодов вследствие отключения матрицы от источника электропитания.The disadvantage of this device is the inability to control the integrity of the matrix LEDs in the cold state, that is, in the absence of LED radiation due to disconnection of the matrix from the power source.
Целью изобретения является осуществление контроля целостности светодиодов матрицы в холодном состоянии.The aim of the invention is to monitor the integrity of the matrix LEDs in the cold state.
Указанная цель достигается тем, что в схему светодиодного светофора введены генератор высокочастотного переменного напряжения и контрольное реле.This goal is achieved by the fact that a high-frequency alternating voltage generator and a control relay are introduced into the LED traffic light circuit.
Сущность изобретения заключается в том, что в схему светодиодного светофора дополнительно введены генератор высокочастотного переменного напряжения, второй, третий и четвертый трансформаторы, конденсатор, высокочастотный фильтр, пороговый усилитель высокочастотного переменного напряжения, контрольное реле, причем выходы генератора высокочастотного переменного напряжения соединены с первичной обмоткой второго трансформатора, вторичная обмотка второго трансформатора подключена между первым выходом вторичной обмотки первого трансформатора и первым входом мостового выпрямителя, второй вход мостового выпрямителя через первичную обмотку третьего трансформатора соединен со вторым выходом вторичной обмотки первого трансформатора, причем первый и второй выводы конденсатора соединены с вторичной обмоткой первого трансформатора, а светодиодная матрица соединена с выходами мостового выпрямителя, вторичная обмотка третьего трансформатора подключена к входам высокочастотного фильтра, выходами соединенного с входами порогового усилителя высокочастотного переменного напряжения, выходы которого через четвертый трансформатор подключены к входам контрольного реле.The essence of the invention lies in the fact that the high-frequency alternating voltage generator, the second, third and fourth transformers, a capacitor, a high-pass filter, a threshold high-frequency alternating voltage amplifier, a control relay are additionally introduced into the LED traffic light circuit, and the outputs of the high-frequency alternating voltage generator are connected to the primary winding of the second transformer, the secondary winding of the second transformer is connected between the first output of the secondary winding of the first trans the formator and the first input of the bridge rectifier, the second input of the bridge rectifier through the primary winding of the third transformer is connected to the second output of the secondary winding of the first transformer, the first and second terminals of the capacitor connected to the secondary winding of the first transformer, and the LED matrix is connected to the outputs of the bridge rectifier, the secondary winding of the third the transformer is connected to the inputs of the high-pass filter, the outputs connected to the inputs of the threshold amplifier of the high-frequency variable th voltage outputs are through the fourth transformer is connected to the control inputs of the relay.
На чертеже приведена схема светодиодного светофора с контролем холодного состояния. Светодиодный светофор с контролем холодного состояния содержит источник низкочастотного переменного напряжения 1, подключенный через контакт сигнального реле 2 к первичной обмотке 3 первого трансформатора 4. Выходы генератора высокочастотного переменного напряжения 5 соединены с первичной обмоткой 6 второго трансформатора 7, вторичная обмотка 8 которого подключена между первым выходом вторичной обмотки 9 первого трансформатора 4 и первым входом выпрямителя 10. Второй вход мостового выпрямителя 10 через первичную обмотку 11 третьего трансформатора соединен со вторым выходом вторичной обмотки 9 первого трансформатора 4. Вторичная обмотка 13 третьего трансформатора 12 подключена к входам высокочастотного фильтра, выходами соединенного с входами порогового усилителя высокочастотного переменного напряжения 15, а его выходы подключены к первичной обмотке 16 четвертого трансформатора 17, к вторичной обмотке 18 которого подключено контрольное реле 19. Первый и второй выходы вторичной обмотки 9 первого трансформатора соединены с первым и вторым выводами конденсатора 20, а к выходам мостового выпрямителя 10 подключена светодиодная матрица 21.The drawing shows a diagram of an LED traffic light with cold control. The cold-light LED traffic light contains a source of low-frequency AC voltage 1, connected through a signal relay 2 to the primary winding 3 of the first transformer 4. The outputs of the high-frequency AC voltage generator 5 are connected to the primary winding 6 of the second transformer 7, the secondary winding of which 8 is connected between the first output the secondary winding 9 of the first transformer 4 and the first input of the rectifier 10. The second input of the bridge rectifier 10 through the primary winding 11 of the third transfer the ormator is connected to the second output of the secondary winding 9 of the first transformer 4. The secondary winding 13 of the third transformer 12 is connected to the inputs of the high-pass filter, the outputs connected to the inputs of the threshold amplifier of the high-frequency AC voltage 15, and its outputs are connected to the primary winding 16 of the fourth transformer 17, to the secondary winding 18 of which a control relay 19 is connected. The first and second outputs of the secondary winding 9 of the first transformer are connected to the first and second terminals of the capacitor 20, and to the outputs of tovogo rectifier 10 connected to the LED array 21.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
В состоянии излучения светодиодной матрицы 21 питание на нее подается от источника переменного напряжения 1 через замкнутый контакт сигнального реле 2, первый трансформатор 4 и мостовой выпрямитель 10.In the radiation state of the LED matrix 21, power is supplied to it from the AC voltage source 1 through the closed contact of the signal relay 2, the first transformer 4 and the bridge rectifier 10.
Так как целью изобретения является реализация контроля холодного состояния светодиодной матрицы 21, то рассмотрим этап работы схемы светодиодного светофора с контролем холодного состояния, когда питание от источника низкочастотного переменного напряжения 1 на первичную обмотку 3 первого трансформатора 4 не подается. Выходное переменное напряжение высокочастотного генератора 5 подается на первичную обмотку 6 второго трансформатора 7. Вторичная обмотка 9 первого трансформатора 4 зашунтирована конденсатором 20, поэтому величина тока, протекающего через светодиодную матрицу 21, не зависит от значения индуктивности вторичной обмотки 9 первого трансформатора 4. Величина тока, протекающего по последовательной цепи, включающей в себя конденсатор 20, первичную обмотку 11 третьего трансформатора 12, мостовой выпрямитель 10 и светодиодную матрицу 21, определяется выходным напряжением генератора высокочастотного переменного напряжения 5 и его внутренним сопротивлением и выбирается такой, чтобы ток не вызывал видимого излучения светодиодной матрицы 21, то есть чтобы рабочая точка находилась на начальном участке вольт-амперной характеристики светодиодной матрицы 21. Отказ светодиодной матрицы 21, выраженный отказом одного или нескольких светодиодов, приведет к изменению величины тока, протекающего в указанной последовательной цепи, и, соответственно, к изменению тока в первичной обмотке 11 третьего трансформатора 12. Эти изменения вызывают изменения переменного напряжения на вторичной обмотке 13 третьего трансформатора 12. Через высокочастотный фильтр 14 переменное напряжение поступает на пороговый усилитель высокочастотного переменного напряжения 15, усиливается им и обусловливает включенное или выключенное состояние контрольного реле 19.Since the aim of the invention is the implementation of the monitoring of the cold state of the LED matrix 21, then we consider the stage of operation of the LED traffic light circuit with the monitoring of the cold state when the power from the source of low-frequency AC voltage 1 is not supplied to the primary winding 3 of the first transformer 4. The output alternating voltage of the high-frequency generator 5 is supplied to the primary winding 6 of the second transformer 7. The secondary winding 9 of the first transformer 4 is shunted by the capacitor 20, therefore, the magnitude of the current flowing through the LED matrix 21 does not depend on the inductance of the secondary winding 9 of the first transformer 4. The magnitude of the current, flowing in a serial circuit including a capacitor 20, a primary winding 11 of the third transformer 12, a bridge rectifier 10 and an LED matrix 21, you are determined the output voltage of the high-frequency alternating voltage generator 5 and its internal resistance and is selected so that the current does not cause visible radiation of the LED matrix 21, that is, that the operating point is on the initial portion of the current-voltage characteristic of the LED matrix 21. The failure of the LED matrix 21, expressed by the failure of one or several LEDs, will lead to a change in the magnitude of the current flowing in the specified serial circuit, and, accordingly, to a change in the current in the primary winding 11 of the third tr ansformer 12. These changes cause changes in the alternating voltage at the secondary winding 13 of the third transformer 12. Through the high-pass filter 14, the alternating voltage is supplied to the threshold amplifier of the high-frequency alternating voltage 15, amplified by it and causes the on or off state of the control relay 19.
Для реализации независимости работы светодиодного светофора с контролем холодного состояния в режимах нормального излучения светодиодной матрицы 21 и в контрольном режиме, когда ее излучение отсутствует, частота переменного напряжения высокочастотного генератора 5 должна быть гораздо выше частоты переменного напряжения источника 1. Этим же определяется требование введения высокочастотного фильтра 14. Для нормального функционирования схемы необходимо, чтобы резонансная частота колебательного контура, образованного индуктивностью вторичной обмотки 9 первого трансформатора 4 и конденсатора 20, была гораздо выше, чем частота источника переменного напряжения 1. Вместе с этим необходимо, чтобы емкостное сопротивление конденсатора 20 было достаточно малым и не вызывало существенного изменения высокочастотного тока, протекающего по указанной выше последовательной цепи.To realize the independence of the work of the LED traffic light with cold monitoring in the normal radiation modes of the LED matrix 21 and in the control mode when there is no radiation, the frequency of the alternating voltage of the high-frequency generator 5 should be much higher than the frequency of the alternating voltage of the source 1. This also determines the requirement of introducing a high-frequency filter 14. For the normal functioning of the circuit, it is necessary that the resonant frequency of the oscillatory circuit formed by the inductance w The original winding 9 of the first transformer 4 and the capacitor 20 was much higher than the frequency of the AC voltage source 1. At the same time, the capacitance of the capacitor 20 should be sufficiently small and not cause a significant change in the high-frequency current flowing through the above-mentioned series circuit.
Таким образом, выходное напряжение порогового усилителя высокочастотного переменного напряжения 15 будет зависеть от величины тока, протекающего через светодиодную матрицу 21, которая, в свою очередь, определяется целостностью светодиодов этой матрицы.Thus, the output voltage of the threshold high-frequency alternating voltage amplifier 15 will depend on the magnitude of the current flowing through the LED matrix 21, which, in turn, is determined by the integrity of the LEDs of this matrix.
Введение в схему светодиодного светофора с контролем холодного состояния четвертого трансформатора 17 обеспечивает выполнение требований безопасности функционирования предлагаемого устройства, так как при любых видах отказов элементов, например в усилителе высокочастотного переменного напряжения 15 или в высокочастотном фильтре 14, исключается ложное включение контрольного реле 19.Introduction to the circuit of the LED traffic light with the cold state control of the fourth transformer 17 ensures the fulfillment of the safety requirements for the functioning of the proposed device, since for any type of failure of the elements, for example in the high-frequency alternating voltage amplifier 15 or in the high-pass filter 14, the false switching on of the control relay 19 is excluded.
Следовательно, разделение функций контроля холодного состояния светодиодов и состояния излучения, реализуемое при помощи различных частот переменного напряжения, позволяет выделить наличие отказов светодиодов в светодиодной матрице 21. Практически при частоте переменного напряжения источника 1, обычно равной 50 Гц, достаточно иметь частоту высокочастотного генератора переменного напряжения 5 не ниже 5÷10 кГц.Therefore, the separation of the functions for monitoring the cold state of LEDs and the state of radiation, implemented using different frequencies of alternating voltage, allows us to identify the presence of LED failures in LED matrix 21. In practice, at a frequency of alternating voltage of source 1, usually equal to 50 Hz, it is sufficient to have the frequency of a high-frequency alternating voltage generator 5 not lower than 5 ÷ 10 kHz.
Следовательно, применение предлагаемого технического решения дает возможность осуществить контроль функционирования светодиодов светодиодной матрицы светофора в холодном состоянии.Therefore, the application of the proposed technical solution makes it possible to monitor the functioning of the LEDs of the LED matrix of the traffic light in the cold state.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123707/11A RU2399957C1 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Light-emitting diode traffic light with cold state control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123707/11A RU2399957C1 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Light-emitting diode traffic light with cold state control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2399957C1 true RU2399957C1 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=42939325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009123707/11A RU2399957C1 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Light-emitting diode traffic light with cold state control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2399957C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544428C1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Traffic light control device (versions) |
RU2617023C2 (en) * | 2015-08-21 | 2017-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Light-emitting diode traffic light with cold state control |
RU2658730C1 (en) * | 2017-07-13 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Device for control of the led traffic light functioning |
RU2660842C2 (en) * | 2014-08-15 | 2018-07-10 | Юрий Вячеславович Ивлиев | Led lamp for rail lights with reactive-pulsed ballast |
-
2009
- 2009-06-22 RU RU2009123707/11A patent/RU2399957C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЕСЮНИН Е.И. Приборы железнодорожной сигнализации на светодиодах /Автоматика, связь, информатика. - 2002. №5, с.20, рис.3. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544428C1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Traffic light control device (versions) |
RU2660842C2 (en) * | 2014-08-15 | 2018-07-10 | Юрий Вячеславович Ивлиев | Led lamp for rail lights with reactive-pulsed ballast |
RU2617023C2 (en) * | 2015-08-21 | 2017-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Light-emitting diode traffic light with cold state control |
RU2658730C1 (en) * | 2017-07-13 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Device for control of the led traffic light functioning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6802578B2 (en) | Lighting equipment with earth leakage prevention function | |
US20200060005A1 (en) | Monitoring lighting | |
RU2399957C1 (en) | Light-emitting diode traffic light with cold state control | |
TWM455820U (en) | Light emitting diode lamp tube | |
JP2004296205A (en) | Led dimming and lighting device and illuminating equipment | |
JP6087937B2 (en) | Driver for connecting LED to electronic ballast | |
US6703795B2 (en) | Auxiliary controller | |
CN106900103B (en) | With the lighting apparatus and system of electrically insulated structures between light modulator and driver | |
US9173263B2 (en) | Light module with linear LED serial group drive device | |
KR101400369B1 (en) | Led lighting device using ballaster for fluorescent lamp | |
US6222326B1 (en) | Ballast circuit with independent lamp control | |
RU2572048C1 (en) | Led lamp for railway traffic lights with reactive ballast | |
WO2016003055A1 (en) | Led lamp driving device | |
CN102428753A (en) | Driver circuit for an led | |
KR100447796B1 (en) | A Self-Diagnois Gradual Rise Circuit For Discharge Lamp | |
KR101315141B1 (en) | Lighting system | |
TWM442462U (en) | LED lamp tube | |
US20110254452A1 (en) | Gas discharge lamps | |
RU2013101770A (en) | POWER SUPPLY UNIT FOR SIGNAL LIGHTING | |
RU2250846C2 (en) | Capacitor-type light-emitting diode light signal | |
AU762052B2 (en) | Control gear for fluorescent lamps | |
US11425805B2 (en) | Control circuit for tubular light emitting diode | |
US9717128B1 (en) | High-safety LED tube | |
CN107396482A (en) | Railway signal LED point lamp supply unit | |
US9629219B1 (en) | Methods and apparatus of incandescent bulb emulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160623 |