用于軌道車輛的日行燈控制系統的制作方法
【專利摘要】一種用于軌道車輛的日行燈照明系統,包括:兩組日行燈,安裝在軌道車輛的車頭的前部,每組日行燈包括多組發光二極管,每組發光二極管單獨或者與其它組發光二極管的組合表示軌道車輛的具體運行狀態;控制信號發生電路,設置在控制室中,用于產生多個初始控制信號;控制器,根據從所述控制信號發生電路接收的初始控制信號產生照明控制信號;以及多個金屬氧化物半導體開關器件,接收所述照明控制信號并以導通和斷開的方式從輸出端輸出用于控制日行燈組照明的照明信號。利用多個金屬氧化物半導體開關器件以導通和斷開的方式從輸出端輸出用于控制日行燈組照明的照明信號,從而以閃爍的方式指示軌道車輛的各種運行狀態,以確保軌道車輛的穩定和正常運行。
【專利說明】
用于軌道車輛的日行燈控制系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種日行燈照明系統,更具體地說,涉及一種用于軌道車輛的日行燈控制系統。
【背景技術】
[0002]目前,用于控制例如地鐵、火車、高速火車之類的軌道車輛上的日行燈與司機室內控制開關、控制繼電器等器件組成一個完善的控制系統。日行燈具有日間行駛指示、轉向指示、車輛輪廓指示和警示(雙閃)功能。繼電器在工作過程中功耗大,有噪音,繼電器的觸點頻繁地接觸與斷開導致繼電器的使用壽命短,并干擾其它用電設備。在出現故障(燈不亮)時,往往缺乏報警機制,使駕駛司機不能及時的了解到車輛外轉向燈的工作狀態,為車輛的安全運行帶來不確定性的隱患。另外,機械開關的抗振動性較差。上述現象會縮短車輛日行燈的正常工作壽命,影響車輛的正常行駛。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所解決的技術問題在于提供一種用于軌道車輛的日行燈控制系統,其以閃爍的方式指示軌道車輛的各種運行狀態,以確保軌道車輛的穩定和正常運行。
[0004]根據本實用新型一個方面的實施例,提供一種用于軌道車輛的日行燈照明系統,包括:兩組日行燈,安裝在軌道車輛的車頭的前部,每組日行燈包括多組發光二極管,每組發光二極管單獨或者與其它組發光二極管的組合表示軌道車輛的具體運行狀態;控制信號發生電路,設置在控制室中,并被構造成用于產生多個初始控制信號;控制器,被構造成根據從所述控制信號發生電路接收的初始控制信號產生照明控制信號;以及多個金屬氧化物半導體開關器件,被構造成接收所述照明控制信號并以導通和斷開的方式從輸出端輸出用于控制日行燈組照明的照明信號。
[0005]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,還包括電壓轉換電路,所述電壓轉換電路被構造成將所述初始控制信號濾波后轉換成高電平信號和低電平信號,所述高電平信號用做所述金屬氧化物半導體開關器件的電源信號,所述低電平信號用做所述控制器的電源信號。
[0006]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,還包括輸入隔離電路,所述輸入隔離電路被構造成接收控制信號發生電路的初始控制信號,并經濾波和光電隔離之后輸送到所述控制器的控制輸入端。
[0007]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,還包括多個輸出隔離電路,分別連接在所述控制器和多個金屬氧化物半導體開關器件之間,以對所述控制器產生的照明控制信號進行光電隔離。
[0008]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,還包括報警器,安裝在所述控制室中,所述金屬氧化物半導體開關器件還被構造成在輸出端輸出閃爍信號的同時,檢測相應發光二極管的工作狀態,并在檢測到發光二極管沒有正常工作時向控制器發出異常反饋信號,所述控制器根據所述異常反饋信號控制所述報警器報警。
[0009]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,還包括反饋隔離電路,連接在所述控制器和所述金屬氧化物半導體開關器件之間,以對所述金屬氧化物半導體開關器件產生的異常反饋信號進行光電隔離。
[0010]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,還包括報警隔離電路,連接在所述控制器和所述報警器之間,以對所述控制器產生的報警信號進行光電隔離。
[0011]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,所述輸入隔離電路、輸出隔離電路、反饋隔離電路和報警隔離電路中的任一個包括:
[0012]光電二極管;以及
[0013]光敏三極管,所述光敏三極在所述光電二極管發光時導通,以實現從所述光電二極管到所述光敏三極管的光電耦合。
[0014]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,所述金屬氧化物半導體開關器件包括:電源輸入端;控制輸入端,接收來自于所述輸出隔離電路的照明控制信號;輸出端,向相應的發光二極管輸出照明信號;以及反饋輸出端,在輸出照明信號的情況下相應的發光二極管沒有正常工作時向所述反饋隔離電路發出異常反饋信號。
[0015]根據本實用新型的一種實施例的日行燈照明系統,每組日行燈的多組發光二極管布置成大致的L形。
[0016]根據本實用新型的日行燈照明系統,利用多個金屬氧化物半導體開關器件以導通和斷開的方式從輸出端輸出用于控制日行燈組照明的照明信號,從而以閃爍的方式指示軌道車輛的各種運行狀態,以確保軌道車輛的穩定和正常運行。
【附圖說明】
[0017]本實用新型將參照附圖來進一步詳細說明,其中:
[0018]圖1是根據本實用新型的示例性實施例的日行燈安裝在軌道車輛的車頭前部的簡易不意圖;
[0019]圖2是根據本實用新型的一種示例性實施例的日行燈的布置方式的示意圖;
[0020]圖3是圖2所示的日行燈后部的示意圖;
[0021 ]圖4是根據本實用新型的示例性實施例的日行燈照明系統的控制原理方框圖;
[0022]圖5是本實用新型的示例性實施例的電壓轉換電路的電路圖;
[0023]圖6是本實用新型的示例性實施例的輸入隔離電路的電路圖;
[0024]圖7是本實用新型的示例性實施例的控制器的電路圖;
[0025]圖8是本實用新型的示例性實施例的輸出隔離電路的電路圖;
[0026]圖9是本實用新型的示例性實施例的反饋隔離電路的電路圖;
[0027]圖10是本實用新型的示例性實施例的報警隔離電路的電路圖;以及
[0028]圖11是本實用新型的示例性實施例的金屬氧化物半導體開關器件的電路圖。
【具體實施方式】
[0029]雖然將參照含有本實用新型的較佳實施例的附圖充分描述本實用新型,但在此描述之前應了解本領域的普通技術人員可修改本文中所描述的實用新型,同時獲得本實用新型的技術效果。因此,須了解以上的描述對本領域的普通技術人員而言為一廣泛的揭示,且其內容不在于限制本實用新型所描述的示例性實施例。
[0030]另外,在下面的詳細描述中,為便于解釋,闡述了許多具體的細節以提供對本文披露的實施例的全面理解。然而明顯地,一個或多個實施例在沒有這些具體細節的情況下也可以被實施。在其他情況下,公知的結構和裝置以圖示的方式體現以簡化附圖。
[0031]根據本實用新型總體上的發明構思,提出一種用于軌道車輛的日行燈照明系統,包括:兩組日行燈,安裝在軌道車輛的車頭的前部,每組日行燈包括多組發光二極管,每組發光二極管單獨或者與其它組發光二極管的組合表示軌道車輛的具體運行狀態;控制信號發生電路,設置在控制室中,并被構造成用于產生多個初始控制信號;控制器,被構造成根據從所述控制信號發生電路接收的初始控制信號產生照明控制信號;以及多個金屬氧化物半導體開關器件,被構造成接收所述照明控制信號并以導通和斷開的方式從輸出端輸出用于控制日行燈組照明的照明信號。
[0032]圖1是根據本實用新型的示例性實施例的日行燈安裝在軌道車輛的車頭全部的簡易示意圖;圖4是根據本實用新型的示例性實施例的日行燈照明系統的控制原理方框圖。如圖1-4所示,該日行燈照明系統可用于控制例如地鐵、火車、高速火車之類的軌道車輛上,以通過照明的方式指示軌道車輛的運行狀態。該日行燈照明系統特別適用于安裝在高速運行的列車上。
[0033]根據本實用新型的一種實施例,如圖1和4所示,日行燈照明系統包括:兩組日行燈
2、安裝在軌道車輛的車頭200的前部,每組日行燈2控制信號發生電路11、控制器3和多個金屬氧化物半導體開關(MOS)器件4。
[0034]詳細而言,兩組日行燈2安裝在軌道車輛的車頭200的前部,每組日行燈2包括多組發光二極管(LED,未示出),每組發光二極管(LED)單獨或者與其它組發光二極管的組合表示軌道車輛的具體運行狀態,例如用于日間行駛指示、轉向指示、輪廓指示和警示(雙閃)等指示功能;控制信號發生電路11設置在控制室I中,并被構造成用于產生多個初始控制信號;控制器3被構造成根據從所述控制信號發生電路11接收的初始控制信號產生照明控制信號;以及多個MOS開關器件4被構造成接收所述照明控制信號并以導通和斷開的方式從輸出端輸出用于控制日行燈2閃爍的照明信號。
[0035]在一種實施例中,如圖1-3所示,每組日行燈2的多組發光二極管在支撐架24上布置成大致的L形。發光二極管分成多組,例如,在支撐架24上水平布置的發光二極管作為第一組日行燈21,大致垂直布置的發光二極管作為第二組日行燈22。這樣,多組日行燈2布置在照明燈23的附件,以減少占據的空間。多個MOS開關器件4以導通和斷開的方式控制兩組日行燈2閃爍。例如,第一組日行燈21單獨以較低的頻率閃爍發光表示軌道車輛將要或者正在左轉或者右轉,第二組日行燈22以較低的頻率閃爍發光表示軌道車輛車頭的大致輪廓,第一組日行燈21和第二組日行燈22同時以較低的頻率閃爍發光表示軌道車輛正常行駛,第一組日行燈21和第二組日行燈22同時以較高的頻率(例如以2倍于較低的頻率)閃爍發光表示軌道車輛處于故障狀態,以警示操作人員和乘客注意。每組日行燈的多個LED可以設置成凸出的顆粒形狀,以增加立體感。在另一種實施例中,可以采用常亮的方式進行照明。
[0036]本實用新型的日行燈照明系統利用集成功率MOS開關器件4作為驅動LED工作的驅動電路,具有抗干擾強、耐震動、運行穩定、功耗小、無機械磨損、無觸點間拉弧打火干擾現象、無機械觸點斷開與接觸時的異響,靜音環保,特別適用于安裝在有軌電車上。
[0037]根據本實用新型的一種示例性實施例的日行燈照明系統還包括電壓轉換電路5,所述電壓轉換電路5被構造成將所述初始控制信號濾波后轉換成高電平信號和低電平信號,所述高電平信號用做所述金屬氧化物半導體開關器件4的電源信號,所述低電平信號用做所述控制器3的電源信號。
[0038]圖5是本實用新型的示例性實施例的電壓轉換電路的電路圖。如圖4和5所示,初始控制信號輸入包括三路信號的輸入源,每個輸入源包括24V的直流電源源。工作時,控制室內的操作人員可以在“Al”、“A2”、“WB/HF”端輸入可以操作指令,在提供作三路初始控制信號源的同時,也提供24V直流電源的供電接口。
[0039]如圖4和5所示,在電壓轉換電路5中,操作人員可以根據實際需要,選擇Al、A2、WB端的三路信號中的任一路作為電源或者初始控制信號。為了不影響供電過程中對其它幾路信號造成干擾而導致誤動作,設置防逆流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D8。防逆流二極管與保險管Fl電連接,以在電源電路發生異常時,保險管Fl發生熔斷,供電電路斷開,從而起保護作用。由電容CXl、電感LFl和電容C20組成抗干擾電路,以抑制外面的入侵的干擾信號,同時也抑制開關電源自身產生的干擾信號對外線的干擾。設置電源轉換集成芯片U2,以將例如24V的高電平直流電壓信號轉換成5V的低電平直流電壓信號,在電源轉換集成芯片U2的輸出端連接電容C2、C15,以進行濾波,并設置穩壓二極管ZD1,以實現過壓保護功能,從而輸出穩定的低電平電壓信號。
[0040]根據本實用新型的一種示例性實施例的日行燈照明系統還包括輸入隔離電路6,所述輸入隔離電路6被構造成接收控制信號發生電路11的初始控制信號,并經濾波和光電隔離之后輸送到所述控制器3的控制輸入端。
[0041]圖6是本實用新型的示例性實施例的輸入隔離電路的電路圖,圖7是本實用新型的示例性實施例的控制器的電路圖。如圖4和5所示,來自于控制信號發生電路11的三路初始控制信號還分別輸入到輸入隔離電路6。例如,從輸入端“Al”輸入初始控制信號通過輸入隔離電路6以光電耦合的方式傳輸到控制器3。如圖7所示,控制器3包括集成芯片U1。例如,該集成芯片Ul型號為STM8(F003F3,并包括20個引腳。
[0042]具體而言,從“Al”端輸入初始控制信號經電阻R18和R13、穩壓二極管ZD2、電阻R19、電容C18進行穩壓、濾波之后輸送到光電耦合器U3(輸入隔離)的發光二極管的正極,發光二極管的負極直接接地,于是發光二極管工作發光,此時光電耦合器U3內部的光敏三極管感應到發光二極管的光后,集電極C與發射極E導通。所以+5V的電壓信號經電阻R22、光敏三極管的集電極C和發射極E極,再由電阻R26分壓、和電容C16的去親作用而將信號傳送給控制器的集成芯片Ul的I腳。
[0043]根據本實用新型的一種示例性實施例的日行燈照明系統還包括多個輸出隔離電路7,分別連接在所述控制器3和多個MOS開關器件4之間,以對所述控制器3產生的照明控制信號進行光電隔離。
[0044]圖8是本實用新型的示例性實施例的輸出隔離電路的電路圖。如圖4、7和8所示,來自于輸入隔離電路6的初始控制信號經控制器3的集成芯片Ul處理后形成照明控制信號。該照明控制信號從隔離電路7的輸入端U1-19輸出到隔離電路7。
[0045]具體而言,由集成芯片Ul的第15、17腳輸出照明控制信號至隔離電路7的輸入端Ul-19,該照明控制信號經電阻R5輸入到光電親合器U6的發光二極管的正極,發光二極管的負極直接接地,于是發光二極管工作發光,此時光電耦合器U6內部的光敏三極管感應到發光二極管的光后,集電極C與發射極E導通。所以+5V的電壓信號經電阻R8、光敏三極管的集電極C和發射極E極,再由輸出端Ql -2輸出。
[0046]圖11是本實用新型的示例性實施例的MOS開關器件的電路圖。如圖7、8和11所示,根據本實用新型的一種示例性實施例,MOS開關器件4包括:用于輸入例如24V直流電源的電源輸入端(例如引腳3和6);控制輸入端(例如引腳42),接收來自于所述輸出隔離電路7的照明控制信號;照明輸出端(例如引腳5),向相應的指示燈(未示出)輸出照明信號;以及反饋輸出端(例如引腳4),在輸出照明信號的情況下相應的指示燈沒有正常工作時向所述反饋隔離電路8發出異常反饋信號。進一步地,在所述控制輸入端連接有包括電阻R9和電容CS的濾波電路。
[0047]具體而言,由輸出隔離電路的輸出端Q1-2輸出的照明控制信號經包括電阻R9和電容C8的濾波電路濾波后,輸入到功率集成MOS器件的控制輸入端(引腳2),功率集成MOS器件的G極達到開啟閾值電壓后,其D極(引腳6)和S極(引腳5)導通。與24V直流電源連接的D極由S極輸出把24V+直流照明信號送給被控制的LED轉向燈。被控制的轉向燈將隨著功率集成MOS器件Q2的閃爍頻率變化而變化,從而實現信號燈可控的目的。
[0048]在向某一LED信號燈輸出照明信號而該信號燈出現故障而不亮的情況下,例如通過由功率集成MOS器件采集并檢測輸出電流功率,從而識別閃光燈發生了異常情況,同時從引腳4發出異常反饋信號至輸出端Q1-4。
[0049]根據本實用新型的一種示例性實施例的日行燈照明系統還包括反饋隔離電路8,反饋隔離電路8連接在所述控制器3和所述金屬氧化物半導體開關器件4之間,以對所述金屬氧化物半導體開關器件4產生的異常反饋信號進行光電隔離。
[0050]圖9是本實用新型的示例性實施例的反饋隔離電路的電路圖。如圖4、7、9和11所示,從功率集成MOS器件Q2輸出異常反饋信號輸送到反饋隔離電路8的輸入端,使反饋隔離電路8的光電耦合器U7的發光二極管發光,此時光電耦合器U7內部的光敏三極管感應到發光二極管的光后,集電極C與發射極E導通,并從輸出端U1-14輸出異常反饋信號。在此情況下,異常反饋信號輸送到控制器3的引腳14,控制器3對該異常反饋信號進行處理后,由控制器3(U1)的引腳20(輸出端U1-20)輸出一個報警信號。
[0051]根據本實用新型的一種示例性實施例的日行燈照明系統還包括報警隔離電路9,連接在所述控制器3和所述報警器12之間,以對所述控制器3產生的報警信號進行光電隔離。
[0052]圖10是本實用新型的示例性實施例的報警隔離電路的電路圖。如圖4、7和10所示,控制器3產生的報警信號輸入到報警隔離電路9的光電耦合器Ull的發光二極管發光,此時光電親合器Ul I內部的光敏三極管感應到發光二極管的光后,集電極C與發射極E導通,并從輸出端CONTROL輸出報警信號。報警器12可以包括安裝在控制室中的蜂鳴器或者閃爍燈。在閃爍燈的情況下,加倍閃爍的報警信號輸送到故障發光指示二極管的負極,故障發光指示二極管隨閃爍信號閃爍實現了故障報警功能。例如報警閃爍燈的閃爍頻率是轉向燈閃爍的頻率的2倍,從而明顯提示控制室的操作人員轉向燈發生了故障,以便于駕駛司機識別及時采取措施,從而確保列車的安全行駛。
[0053]可以理解,如圖5所示,當斷開“Al”端輸入的信號時,控制器3和轉向燈由于沒有供電而完全停止工作,達到環保節能的目的。
[0054]雖然上面以從Al端輸入信號的控制過程對本實用新型的實施例進行了描述,可以理解,從“A2”、“WB”端輸入信號的方式與上述“Al”端輸入信號的方式基本上相同,這里省略其詳細描述。在三種接入模式全斷開,即當無輸入信號時,本實用新型實施例的日行燈照明系統將完全不工作。
[0055]在本實用新型實施例的日行燈照明系統中,如圖6、8_10所示,所述輸入隔離電路
6、輸出隔離電路7、反饋隔離電路8和報警隔離電路9中的任一個包括:光電二極管;以及光敏三極管,所述光敏三極在所述光電二極管發光時導通,以實現從所述光電二極管到所述光敏三極管的光電耦合。這樣,控制器與外圍電路實現完全隔離,抗干擾度強,工作穩定性尚O
[0056]根據本實用新型上述實施例的日行燈照明系統,利用多個MOS開關器件以導通和斷開的方式從輸出端輸出用于控制日行燈組照明的照明信號,從而以閃爍的方式指示軌道車輛的各種運行狀態,以確保軌道車輛的穩定和正常運行。能夠及時反饋信號燈的異常工作狀態,便于司機及時做出處理,從而確保列車的安全行駛。該日行燈照明系統利用功率集成MOS器件取代機械式繼電器的控制方式,并具有異常信號反饋功能,具有抗干擾強、耐震動、運行穩定、功耗小、無機械磨損、無觸點間飛弧干擾現象、無機械觸點斷開與接觸時的異響、靜音環保、判斷準確、迅速等特點,特別適用于安裝在軌道車輛上。如被控制的燈有異常不亮,此控制器可通過反饋信號及時通知駕駛司機發現異常并及時得到處理。
[0057]本領域的技術人員可以理解,上面所描述的實施例都是示例性的,并且本領域的技術人員可以對其進行改進,各種實施例中所描述的結構在不發生結構或者原理方面的沖突的情況下可以進行自由組合,從而在解決本實用新型的技術問題的基礎上,實現更多種日行燈照明系統。
[0058]在詳細說明本實用新型的較佳實施例之后,熟悉本領域的技術人員可清楚的了解,在不脫離隨附權利要求的保護范圍與精神下可進行各種變化與改變,且本實用新型亦不受限于說明書中所舉示例性實施例的實施方式。應注意,措詞“包括”不排除其它元件或步驟,措詞“一”或“一個”不排除多個。另外,權利要求的任何元件標號不應理解為限制本實用新型的范圍。
【主權項】
1.一種用于軌道車輛的日行燈照明系統,其特征在于,包括: 兩組日行燈,安裝在軌道車輛的車頭的前部,每組日行燈包括多組發光二極管,每組發光二極管單獨或者與其它組發光二極管的組合表示軌道車輛的具體運行狀態; 控制信號發生電路,設置在控制室中,并被構造成用于產生多個初始控制信號; 控制器,被構造成根據從所述控制信號發生電路接收的初始控制信號產生照明控制信號;以及 多個金屬氧化物半導體開關器件,被構造成接收所述照明控制信號并以導通和斷開的方式從輸出端輸出用于控制日行燈組照明的照明信號。2.如權利要求1所述的日行燈照明系統,其特征在于,還包括電壓轉換電路,所述電壓轉換電路被構造成將所述初始控制信號濾波后轉換成高電平信號和低電平信號,所述高電平信號用做所述金屬氧化物半導體開關器件的電源信號,所述低電平信號用做所述控制器的電源信號。3.如權利要求1或2所述的日行燈照明系統,其特征在于,還包括輸入隔離電路,所述輸入隔離電路被構造成接收控制信號發生電路的初始控制信號,并經濾波和光電隔離之后輸送到所述控制器的控制輸入端。4.如權利要求3所述的日行燈照明系統,其特征在于,還包括多個輸出隔離電路,分別連接在所述控制器和多個金屬氧化物半導體開關器件之間,以對所述控制器產生的照明控制信號進行光電隔離。5.如權利要求4所述的日行燈照明系統,其特征在于,還包括報警器,安裝在所述控制室中, 所述金屬氧化物半導體開關器件還被構造成在輸出端輸出閃爍信號的同時,檢測相應發光二極管的工作狀態,并在檢測到發光二極管沒有正常工作時向控制器發出異常反饋信號,所述控制器根據所述異常反饋信號控制所述報警器報警。6.如權利要求5所述的日行燈照明系統,其特征在于,還包括反饋隔離電路,連接在所述控制器和所述金屬氧化物半導體開關器件之間,以對所述金屬氧化物半導體開關器件產生的異常反饋信號進行光電隔離。7.如權利要求6所述的日行燈照明系統,其特征在于,還包括報警隔離電路,連接在所述控制器和所述報警器之間,以對所述控制器產生的報警信號進行光電隔離。8.如權利要求7所述的日行燈照明系統,其特征在于,所述輸入隔離電路、輸出隔離電路、反饋隔離電路和報警隔離電路中的任一個包括: 光電二極管;以及 光敏三極管,所述光敏三極在所述光電二極管發光時導通,以實現從所述光電二極管到所述光敏三極管的光電耦合。9.如權利要求6所述的日行燈照明系統,其特征在于,所述金屬氧化物半導體開關器件包括: 電源輸入端; 控制輸入端,接收來自于所述輸出隔離電路的照明控制信號; 輸出端,向相應的發光二極管輸出照明信號;以及 反饋輸出端,在輸出照明信號的情況下相應的發光二極管沒有正常工作時向所述反饋隔離電路發出異常反饋信號。10.如權利要求1或2所述的日行燈照明系統,其特征在于,每組日行燈的多組發光二極管布置成大致的L形。
【文檔編號】H05B33/08GK205491271SQ201521116912
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月29日
【發明人】蔡建明, 岳爽, 張歡
【申請人】北京地鐵車輛裝備有限公司