RU2602108C1 - Signal receiver of track generator application circuit with guide galvanic isolation - Google Patents

Signal receiver of track generator application circuit with guide galvanic isolation Download PDF

Info

Publication number
RU2602108C1
RU2602108C1 RU2015137563/11A RU2015137563A RU2602108C1 RU 2602108 C1 RU2602108 C1 RU 2602108C1 RU 2015137563/11 A RU2015137563/11 A RU 2015137563/11A RU 2015137563 A RU2015137563 A RU 2015137563A RU 2602108 C1 RU2602108 C1 RU 2602108C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
light guide
photodetector
signal
galvanic isolation
Prior art date
Application number
RU2015137563/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Георгиевич Кузнецов
Original Assignee
Александр Георгиевич Кузнецов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Георгиевич Кузнецов filed Critical Александр Георгиевич Кузнецов
Priority to RU2015137563/11A priority Critical patent/RU2602108C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602108C1 publication Critical patent/RU2602108C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • B61L23/08Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains for controlling traffic in one direction only
    • B61L23/14Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains for controlling traffic in one direction only automatically operated
    • B61L23/16Track circuits specially adapted for section blocking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to railway automation and telemechanics. Receiver comprises a capacitor, inductive throttle, insulating transformer, rectifier bridge of diodes, condenser, limiting resistor, light radiator, light guide consisting of light-conducting core made from dielectric material and having a light-proof shell from dielectric material along its whole length, and translucent ends, a photodetector with a sensor which is a phototransistor, is light-insulated from the outside environment and acting as a key in the matching device design.
EFFECT: higher protection of electronic equipment of rolling stock control modules.
1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к электротехнике и непосредственно к устройствам автоматики и телемеханики железной дороги.The invention relates to electrical engineering and directly to devices for automation and telemechanics of the railway.

Уровень техникиState of the art

Аналогами изобретения являются приемные устройства сигналов рельсовой цепи наложения, такие как электронная педаль ЭП-1 совмещающая в себе генератор и приемник. Недостатками этих устройств является непосредственное соединение рельсовой цепи с модулями аппаратуры контроля подвижного состава только через изолирующие трансформаторы, не представляющие особого препятствия для прохождения токов атмосферного перенапряжения, попадающего в рельсовую цепь, приводящих к выходу из строя модулей, поскольку расстояния между обмотками составляют миллиметры, сантиметры. Грубая варисторная защита (ВОЦН, РКН) не может полноценно защитить полупроводниковые элементы схем модулей аппаратуры контроля, поскольку пробой происходит одновременно и по варисторной защите и по полупроводникам модулей, причем напряжение пробоя транзисторов и микросхем в несколько раз меньше установленных варисторов и разрядников. Применение варисторов с более низким порогом напряжения приведет к снижению надежности работы общей рельсовой цепи участка железной дороги, приводя к возникновению временных или постоянных ложных занятостей, препятствующих нормальному движению поездов.Analogs of the invention are receiving devices of signals of the rail overlay circuit, such as an electronic pedal EP-1 combining a generator and a receiver. The disadvantages of these devices are the direct connection of the rail circuit with the modules of the rolling stock monitoring equipment only through isolation transformers, which do not present any special obstacles to the passage of atmospheric overvoltage currents entering the rail circuit, leading to failure of the modules, since the distances between the windings are millimeters, centimeters. Coarse varistor protection (VOTsN, RKN) cannot fully protect the semiconductor elements of the circuits of the modules of the control equipment, since the breakdown occurs both on the varistor protection and on the semiconductors of the modules, and the breakdown voltage of transistors and microcircuits is several times lower than the installed varistors and arresters. The use of varistors with a lower voltage threshold will lead to a decrease in the reliability of the overall rail circuit of a railway section, leading to the occurrence of temporary or permanent false occupations that impede the normal movement of trains.

Предложенное изобретение увеличивает защиту электронных модулей аппаратуры контроля подвижного состава от выхода из строя в результате попадания в рельсовую цепь токов атмосферных перенапряжений на 50%, если питание генератора рельсовой цепи осуществляется от модуля аппаратуры контроля. При использовании отдельного от модулей блока питания генератора и изобретенного приемника можно полностью изолировать более дорогостоящую часть аппаратуры от выхода из строя в результате перенапряжении в рельсовой цепи.The proposed invention increases the protection of the electronic modules of the rolling stock control equipment from failure as a result of atmospheric overvoltage currents falling into the rail circuit by 50% if the rail circuit generator is powered by the control equipment module. When using a generator power supply separate from the modules and the invented receiver, it is possible to completely isolate the more expensive part of the equipment from failure due to overvoltage in the rail circuit.

В данном изобретенном приемнике при перенапряжении в рельсовой цепи из строя могут выйти только входные электронные элементы, имеющие непосредственное электрическое соединение и подключенные к вторичной обмотке трансформатора Т1, дальнейшее распространение опасного перенапряжения на модули аппаратуры контроля прекращается, поскольку они изолированы от входной цепи световодом, изготовленным из диэлектрика. Выход из строя электронных элементов входной цепи в предложенном устройстве в результате перенапряжений в рельсовой цепи меньше, чем в аналогичных, таких как в приемной части ЭП-1, поскольку нет потенциала аппаратуры, так как произведено разнесение в пространстве электрических цепей приемника и электронных модулей на длину световода. Не защищенными устройствами помимо входной электрической цепи предложенного устройства остаются только генератор рельсовой цепи и его блок источника питания.In this invented receiver, when overvoltage in the rail circuit, only input electronic elements that have a direct electrical connection and are connected to the secondary winding of the transformer T1 can fail, the further propagation of dangerous overvoltage to the modules of the control equipment stops, since they are isolated from the input circuit by a fiber made from dielectric. The failure of the electronic elements of the input circuit in the proposed device as a result of overvoltages in the rail circuit is less than in similar ones, such as in the receiving part of the EP-1, since there is no equipment potential, since the electrical circuits of the receiver and the electronic modules are separated in length optical fiber. Unprotected devices in addition to the input circuit of the proposed device remain only the rail circuit generator and its power supply unit.

На рисунке 1 изображена схема приемника сигналов генератора рельсовой цепи наложения со световодной гальванической развязкой.Figure 1 shows a diagram of a signal receiver of an overlay rail circuit generator with a light guide galvanic isolation.

Вход устройства подключается к двум рельсам, от которых поступает электрический сигнал генератора при отсутствии подвижного состава, шунтирующего через рельсы вход и выход устройств. Конденсатор С1 и индуктивный дроссель L1 образуют фильтр, настроенный на частоту сигнала генератора. Через изолирующий трансформатор Т1 сигнал поступает на выпрямительный мост из диодов VD1-VD4, преобразующий в постоянное напряжение, пульсации которого сглаживает фильтр на конденсаторе С2. Постоянное напряжение является источником питания светоизлучателя 1, подключенного через ограничительный резистор R1. Светоизлучатель 1 представляет собой полупроводниковый светодиод, светоизолированный от внешней среды, излучающий свет в направлении светопроницаемого торца основания сердечника 3 световода, по которому световой сигнал передается к фотоприемнику 2. Световод служит транспортной средой для светового сигнала, состоит из светопроводящего сердечника из диэлектрического материала 3 и имеет светонепроницаемую оболочку из диэлектрического материала 4 по всей его длине, светопроницаемыми противоположными торцами, основаниями соединен со светоизлучателем 1 и фотоприемником 2.The input of the device is connected to two rails, from which the electric signal of the generator is supplied in the absence of rolling stock shunting the input and output of the devices through the rails. Capacitor C1 and inductive choke L1 form a filter tuned to the frequency of the generator signal. Through an isolation transformer T1, the signal enters the rectifier bridge from the diodes VD1-VD4, which converts to direct voltage, the ripple of which smooths the filter on the capacitor C2. The constant voltage is the power source of the light emitter 1 connected through the limiting resistor R1. The light emitter 1 is a semiconductor LED, light-insulated from the external environment, emitting light in the direction of the translucent end of the base of the core 3 of the light guide, through which the light signal is transmitted to the photodetector 2. The light guide serves as a transport medium for the light signal, consists of a light-conducting core of dielectric material 3 and has opaque sheath of dielectric material 4 along its entire length, translucent opposite ends, bases connected to toizluchatelem 1 and the photodetector 2.

Световой сигнал, излучаемый из световода, поступает на датчик фотоприемника 2, который представляет собой фототранзистор, светоизолированный от внешней среды, выполняющий функцию ключа в конструкции устройства согласования УС. Наличие устройства согласования УС и его конструкция зависят от конструкции приемной части модуля аппаратуры контроля, отвечающего за прием сигнала рельсовой цепи, и может иметь дополнительный предусилитель, переменный или постоянный резистор регулировки сигнала, а может являться частью модуля аппаратуры контроля подвижного состава. Наличие электрического сигнала во входной цепи приемника и наличие светового сигнала в фотоприемнике 2 приводит фототранзистор в проводящее состояние, сигнализируя об отсутствии подвижного состава на данном участке. Нахождение подвижного состава на участке приводит к шунтированию рельсовой цепи, препятствующее передаче электрического сигнала от генератора к приемнику питающего светоизлучателя 1, и отсутствию светового сигнала в фотоприемнике 2, способствуя нахождению фототранзистора в закрытом состоянии, что сигнализирует о наличии подвижного состава на участке. Длина световода Lc характеризует разнесение в пространстве электрических цепей светоизлучателя 1 и фотоприемника 2, препятствующего переходу опасного перенапряжения из одной электрической цепи в другую.The light signal emitted from the fiber arrives at the sensor of the photodetector 2, which is a phototransistor, light-insulated from the external environment, acting as a key in the design of the device for matching the CSS. The presence of the device for matching the DC and its design depend on the design of the receiving part of the module of the control equipment responsible for receiving the signal of the rail circuit, and may have an additional preamplifier, a variable or constant resistor for signal adjustment, or may be part of the module of the equipment for monitoring the rolling stock. The presence of an electrical signal in the input circuit of the receiver and the presence of a light signal in the photodetector 2 leads the phototransistor to a conducting state, signaling the absence of rolling stock in this area. The presence of the rolling stock in the section leads to a shunting of the rail circuit, which prevents the transmission of the electric signal from the generator to the receiver of the supply light emitter 1, and the absence of the light signal in the photodetector 2, contributing to the phototransistor being in the closed state, which indicates the presence of rolling stock in the section. The fiber length Lc characterizes the spatial separation of the electric circuits of the light emitter 1 and the photodetector 2, which prevents the dangerous overvoltage from passing from one electric circuit to another.

Claims (1)

Приемник сигналов генератора рельсовой цепи наложения со световодной гальванической развязкой, состоящий на входе схемы из фильтра, настроенного на частоту генератора сигнала рельсовой цепи, состоящего из конденсатора и индуктивного дросселя, последовательно соединенных с первичной обмоткой входного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выпрямительному диодному мосту, выпрямленное напряжение, фильтруемое конденсатором, подается через ограничительный резистор на выводы светоизлучателя, светоизлучателя, преобразующего электрический сигнал в световой, светоизолированного от внешней среды и излучающего свет в торец основания светопроводящего материала световода, световода, состоящего из светопроводящего диэлектрического материала сердечника, стенки которого покрыты светонепроницаемой диэлектрической оболочкой по всей его длине с двумя светопроницаемыми торцами - основаниями с противоположных сторон для подключения светоизлучателя и фотоприемника, выполняющего функцию гальванической развязки изолятора от атмосферных перенапряжений между электрическими цепями рельсовой цепи и аппаратуры контроля подвижного состава, фотоприемника, преобразующего световой сигнал от светоизлучателя в электрический светоизолированного от внешней среды и стыкуемого фотоприемной частью со светопроводящим торцом основания световода, электрический сигнал с которого поступает на устройство согласования с модулем аппаратуры контроля подвижного состава. The signal receiver of the overlay rail circuit generator with a light guide galvanic isolation, consisting of a filter input tuned to the frequency of the rail circuit signal generator, consisting of a capacitor and inductive choke, connected in series with the primary winding of the input transformer, the secondary winding of which is connected to the rectifier diode bridge, the rectified voltage filtered by a capacitor is supplied through a limiting resistor to the terminals of the light emitter, light emitter, emitting an electric signal in a light, light-insulated from the environment and emitting light at the end of the base of the light guide material of the light guide, a light guide consisting of a light guide dielectric material of the core, the walls of which are covered with a lightproof dielectric sheath along its entire length with two translucent ends - bases on opposite sides for connection light emitter and photodetector, performing the function of galvanic isolation of the insulator from atmospheric overvoltages between circuits of the track circuit equipment and control of rolling stock, the photodetector converting the light signal from the light emitter into the electric svetoizolirovannogo from the external environment and the photodetector abutting part with the end face of the light guide fiber base, an electric signal from which is fed to a matcher module rolling stock control apparatus.
RU2015137563/11A 2015-09-02 2015-09-02 Signal receiver of track generator application circuit with guide galvanic isolation RU2602108C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137563/11A RU2602108C1 (en) 2015-09-02 2015-09-02 Signal receiver of track generator application circuit with guide galvanic isolation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137563/11A RU2602108C1 (en) 2015-09-02 2015-09-02 Signal receiver of track generator application circuit with guide galvanic isolation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602108C1 true RU2602108C1 (en) 2016-11-10

Family

ID=57277953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015137563/11A RU2602108C1 (en) 2015-09-02 2015-09-02 Signal receiver of track generator application circuit with guide galvanic isolation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602108C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU97701U1 (en) * 2010-04-22 2010-09-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" PULSE RAIL CHAIN RECEIVER
RU104526U1 (en) * 2010-12-21 2011-05-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" AC RAIL CIRCUIT

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU97701U1 (en) * 2010-04-22 2010-09-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" PULSE RAIL CHAIN RECEIVER
RU104526U1 (en) * 2010-12-21 2011-05-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" AC RAIL CIRCUIT

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Электронная педаль типа ЭП1, ТУ 32 ЦШ 1087-75, 14.10.1975. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10009024B2 (en) Power conversion device, driving device and driving method
US8610358B2 (en) Electrostatic discharge protection for luminaire
RU2611109C2 (en) Method and apparatus for detecting lightning strike
JP2017063607A (en) Ac power supply (ac) direct coupling lamp including leakage current protection circuit
US20080272658A1 (en) Integrated gate drive for use in control and protection of power modules
TWI481140B (en) Switching power supply circuit and electronic equipment with protection function
JP4528841B2 (en) Power converter
US20130044523A1 (en) Power supply having a surge protection circuit
US20160259086A1 (en) Ground Fault Tolerant Data Communication System For A Downhole Instrument
Anurag et al. Gate drivers for medium-voltage SiC devices
BRPI0704608A (en) auxiliary device and data transmission process, auxiliary unit and electrical circuit breaker comprising said device
WO2017069522A1 (en) Flickerless led driver device
RU2602108C1 (en) Signal receiver of track generator application circuit with guide galvanic isolation
US10026372B2 (en) Alternating current-direct current converter, power supply board and display apparatus
RU2009149212A (en) POWER SUPPLY DEVICE
KR20160061272A (en) Surge protection for light-emitting diodes
US2896126A (en) Lightning protection for an electronic track circuit
KR102057667B1 (en) Digital io board for detecting a railway signal lamp
RU2013104141A (en) DIAGNOSTIC DEVICE FOR THE CONDITION OF ELECTRICAL RESISTANCE OF RAIL LINES IN RAIL CHAINS AT SITES WITH ELECTRIC AC AC
EP2375856A1 (en) Transformer arrangement for protecting optoelectronics components
RU2784471C1 (en) Apparatus for activating and monitoring an led emitter of a traffic light
RU2457137C1 (en) Receiver of tonal rail circuit
CN105340168A (en) Internal power supply of a device
RU162214U1 (en) WAY RECEIVER OF PHASE-SENSITIVE RAIL CHAIN FOR SECTIONS WITH ELECTRIC AC AC
JP3079262U (en) Railroad crossing security system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170903