半自动闭塞模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种半自动闭塞模块，该模块包括：第一与第二电阻、瞬态电压抑制TVS二极管、稳压二极管、电容以及磁耦；其中，所述TVS二极管并联在所述第一与第二电阻的串联链路中，所述稳压二极管与电容依次并联在所述第二电阻与所述磁耦的串联链路中。通过采用本实用新型公开的半自动闭塞模块，可适应宽范围电压信号，且有效降低了设备成本。
【专利说明】半自动闭塞模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及铁路交通【技术领域】，尤其涉及一种半自动闭塞模块。
【背景技术】
[0002]目前，大多铁路仍采用继电半自动闭塞的人工办理闭塞方式，它是以继电电路的逻辑关系来完成两站间的闭塞作用的，故半自动闭塞的设备非常多:包括室内外的闭塞机、相关继电器及一段专用轨道电路。
[0003]现有的半自动闭塞是通过零散模块实现的，其主要用于控制闭塞、场联、站联、电码化等零散电路接口。其内部电路中使用光耦采集电流的方式工作。如图1所示，光耦U输入端的电压与IK采集电阻相同，而该电阻两端的电压是与6.2K电阻分压取得。
[0004]该采集电路的原理为:假设光耦U输入端的导通压降为IV，当输入采集电压(81+、81-间的电压)小于7V时，电阻8IAR1两端的电压分压小于IV，达不到光耦导通电压，因此无法被采集到；当采集电压大于7V时，IK电阻分压大于IV，光耦导通，电压被采集到。
[0005]当输入采集电压为100V时，该电压几乎全部由6.2K电阻8IAR2承担，该电阻的功耗约为1.6W;当输入采集电压为150V时，该电阻的功耗约为3.6W。由此可以看出在采集电压较大时，6.2K电阻的功耗较大，发热较大，需要考虑封装大的电阻。但存在的问题是，电阻体积大占空间大，发热大容易烧毁。如果改变电阻8IAR1和8IAR2的阻值，不改变分压t匕，会导致采集电压小时，流经光耦的电流小，使光耦处于放大区，达不到饱和导通；如果改变电阻8IAR1和8IAR2的阻值，改变分压比，会导致采集电压小时，光耦无法导通，提高了采集门槛。
[0006]因此，现有技术的半自动闭塞模块中输入较大电压与输入较小电压存在难以平衡的问题，适用小电压时，大电压容易将某些器件烧坏，而调整后适用大电压时，小电压难以可靠驱动光耦。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是提供一种半自动闭塞模块，可适应宽范围电压信号，且有效降低了设备成本。
[0008]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0009]一种半自动闭塞模块，该模块包括:第一与第二电阻、瞬态电压抑制TVS 二极管、稳压二极管、电容以及磁耦；其中，所述TVS 二极管并联在所述第一与第二电阻的串联链路中，所述稳压二极管与电容依次并联在所述第二电阻与所述磁耦的串联链路中。
[0010]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，利用磁耦实现较大范围直流开关量电压信号采集，使得该模块可以适用宽范围的接口电路，因此，有效降低了设备成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0012]图1为本实用新型【背景技术】提供的一种半自动闭塞模块的示意图；
[0013]图2为本实用新型实施例一提供的一种半自动闭塞模块的示意图；
[0014]图3为本实用新型实施例一提供的又一种半自动闭塞模块的示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0016]实施例一
[0017]本发明实施例一提供一种半自动闭塞模块，通过更改原来电流驱动为电压驱动，减小输入接口输入功率；并且，利用磁耦隔离和分压实现较大范围直流开关量电压信号采集，使得该模块可以适用宽范围的接口电路，因此，有效降低了设备成本。
[0018]本实施例提供的半自动闭塞模块主要包括:
[0019]第一与第二电阻、瞬态电压抑制TVS 二极管、稳压二极管、电容以及磁耦；其中，所述TVS 二极管并联在所述第一与第二电阻的串联链路中，所述稳压二极管与电容依次并联在所述第二电阻与所述磁耦的串联链路中。
[0020]进一步的，该模块还包括:与所述第一电阻串联的快恢复二极管、并联在所述快恢复二极管与所述第一电阻之间的第三电阻，以及并联在所述第二电阻与所述稳压二极管之间的第四电阻。
[0021]进一步的，该模块还包括:分别与所述电容串联并相互并联的第五与第六电阻、串联在所述第五电阻与所述磁耦串联链路中的第一晶体二极管，以及串联在所述第六电阻与所述磁耦串联链路中的第二晶体二极管。
[0022]进一步的，该模块还包括:并联在所述稳压二极管与所述电容之间的第七电阻、并联在所述电容与所述磁耦之间的三极管，以及连接于所述磁耦与所述三极管基极之间的第八电阻。
[0023]进一步的，该模块还包括:分别与所述磁耦串联连接的第一光耦与第二光耦；其中，所述第一光耦的一端经由第九电阻与所述磁耦连接，另一端接地；所述第二光耦的一端直接与所述磁耦连接，另一端经由第十电阻接地。
[0024]为了便于理解，下面结合附图2-3对本发明提供的半自动闭塞模块做进一步说明。
[0025]如图2所示，为本实用新型实施例一提供的一种半自动闭塞模块的示意图。该半自动闭塞模块主要包括:
[0026]第一与第二电阻(RIl与1R2)、TVS (瞬态电压抑制)二极管DI1、稳压二极管1D2、电容ICl以及磁耦Ul ;其中，所述TVS 二极管DIl并联在所述第一与第二电阻(RIl与1R2)的串联链路中，所述稳压二极管1D2与电容ICl依次并联在所述第二电阻1R2与所述磁耦Ul的串联链路中。
[0027]该模块还包括:与所述第一电阻RIl串联的快恢复二极管D1、并联在所述快恢复二极管Dl与所述第一电阻RIl之间的第三电阻RIX1，以及并联在所述第二电阻1R2与所述稳压二极管1D2之间的第四电阻1R3。
[0028]该模块还包括:分别与所述电容串联并相互并联的第五与第六电阻(IRB与1RA)、串联在所述第五电阻IRB与所述磁耦Ul串联链路中的第一晶体二极管DB1，以及串联在所述第六电阻IRA与所述磁耦Ul串联链路中的第二晶体二极管DA1。
[0029]另外，该模块还包括并联在磁耦Ul的VSEL 口与GND2 口之间的电容1C2。
[0030]本实施例中的元件可使用下述参数:第一电阻RIl的电阻为20K，第二电阻1R2的电阻为51K，第三电阻RIXl的电阻为15K，第四电阻1R3的电阻为20K，第五与第六电阻(1RB与1RA)的电阻为100K，电容ICl的电容量为4.7uF，电容1C2的电容量为0.1uF0
[0031]该模块在工作时，输入电压从11+与I1-端子输入后，首先，经过快恢复二极管D1，该二极管用于电压反接保护，然后进入第三电阻RIX1，该电阻进行能量小的干扰信号消除。然后，电压在第一、第二与第四电阻(RI1UR2与1R3)分压；并联在所述第一与第二电阻(RIl与1R2)的串联链路中的TVS 二极管DIl用于消除浪涌信号，保护后面电路；同时，第一电阻RIl也保护了 TVS 二极管DI1，防止其击穿电流过大。第四电阻1R3上的分压进入稳压二极管1D2，当电压小于5V时，该二极管不起作用，然后经过电容ICl滤波，再通过第五与第六电阻(1RB与1RA)分成两路后，进入磁耦Ul的两个输入端1A+、1B+，经磁耦隔离后从输出端1AI+、1BI+输出。
[0032]磁耦Ul右侧信号AJ和BJ是检查信号，可以控制第一与第二晶体DBl，DAl进行检查功能，当有信号时，晶体二极管导通，输入信号被禁止，反之，输入正常。通过检查电路，可以判断磁耦芯片的好坏状态，当有故障时，可以通过软件进行故障安全处理，提高了安全性倉泛。
[0033]本实施例中的磁稱Ul输入电流很小,最大为10uA。在5V电源工作模式下，输入逻辑高电平为3.5V，低电平为1.5V。输入电压经很大的电阻后进入调理电路，输入能量变得很小，后面用采集电压的方式进行采集，可以适应较大范围输入。
[0034]示例性的，当输入为22.5V时，输出为5V，输入电流为250uA ;当输入大于22.5V时，稳压管二极管1D2导通，输出仍为5V ;当输入约为170V时，输入电流为120V/51K=2.4mA功率非常小，约为0.288W。由此可以看出，该电路可以适应较大范围电压，而如果加反向电压的时候，有防反向二极管Dl存在，不会影响输入采集端电路，就不会产生不良后果。
[0035]另外，该模块具有完备的自检、报警功能，且支持热插拔，允许用户不间断系统进行更换；以及，模块的控制电路采用二取二安全控制模式，并采用欧标认证的小型进口安全型继电器接点控制，实时回读接点状态，保证输出安全可靠。
[0036]与现有技术比较，本实施例的半自动闭塞模块兼容性强，适应各种电气输入范围接口，抗干扰性高，且成本较低。例如，现有技术中原零散模块每通道约为10元器件成本，零散模块共有8路输入，总为80元左右。本实施例的电路每通道约为30元器件成本，则为240元左右，材料成本增加160元，但作为半自动闭塞模块，减少了外置两个JPXC-1000型继电器，每套半自动闭塞通道可节省1000多元。且采用新技术会大大降低故障率，减少维护成本。[0037]另一方面，还可以以磁耦隔离形式实现较宽电压信号采集功能。如图3所示，为本实用新型实施例一提供的又一种半自动闭塞模块的示意图。该半自动闭塞模块主要包括:
[0038]第一与第二电阻(RIl与1R2)、TVS (瞬态电压抑制)二极管DI1、稳压二极管1D2、电容ICl以及磁耦Ul ;其中，所述TVS 二极管DIl并联在所述第一与第二电阻(RIl与1R2)的串联链路中，所述稳压二极管1D2与电容ICl依次并联在所述第二电阻1R2与所述磁耦Ul的串联链路中。[0039]该模块还包括:并联在所述稳压二极管1D2与所述电容ICl之间的第七电阻RL6、并联在所述电容ICl与所述磁耦Ul之间的三极管Q1，以及连接于所述磁耦Ul与所述三极管Ql基极之间的第八电阻RL2。
[0040]该模块还包括:分别与所述磁耦Ul串联连接的第一光耦U2与第二光耦U3 ;其中，所述第一光耦U2的一端通过第九电阻R9与所述磁耦Ul的VOA 口连接，另一端接地(GND);所述第二光耦U3的一端直接与所述磁耦Ul的VIB 口连接，另一端经由第十电阻RlO接地。
[0041]另外，该模块还包括电容C2，一端与所述磁耦的VISO 口连接，一端接地。
[0042]本实施例中的元件可使用下述参数:第一电阻RIl的电阻为100K，第二电阻1R2的电阻为51K，第七电阻RL6的电阻为51K，第八电阻RL2的电阻为5K，第九电阻R9的电阻为1K，第十九电阻RlO的电阻为5K，电容ICl的电容量为0.1uF0
[0043]该模块在工作时，输入电压从IN、GND_IN端子输入后，首先在第一、第二与第七电阻(RI1、1R2与RL6)分压，TVS 二极管DIl用于消除浪涌信号，保护后面电路，同时，第一电阻RIl也保护了 TVS 二极管DI1，防止其击穿电流过大。第七电阻RL6上的分压电压与稳压二极管1D2并联，当电压小于5V时，该二极管不起作用，然后经过电容ICl滤波，进入磁耦的输入端VLA，经磁耦隔离后从输出端VOA输出，并通过第九电阻R9输入至所述第一光耦U2中。
[0044]其中，第二光耦U3为自检光耦，可以控制三极管Ql进行检查功能，当有信号时，Ql导通，输入信号被禁止，反之，输入正常。通过检查电路，可以判断磁耦芯片的好坏状态，当有故障时，可以通过软件进行故障安全处理，提高了安全性能。
[0045]本实施例的半自动闭塞模块中输入电压经很大的电阻后进入调理电路，输入能量变得很小，后面用采集电压的方式进行采集，可以适应较大范围输入。
[0046]示例性的，当输入为20V时，输出为5V，输入电流为IOOuA ;当输入大于20V时，稳压管二极管1D2导通，输出仍为5V ;当输入约为70V时，第二电阻1R2上电流为22V/51K=0.43mA功率非常小，约为9.5mW ;当输入大于70V时，TVS 二极管DIl导通，钳位电压为27￥;当输入为20(^时，第一电阻1?11压降为173V，电流为1.73mA，约为0.4W。由此可以看出，该电路可以适应较大范围电压，而如果加反向电压的时候，第一电阻RIl导通，但有第一电阻RIl电阻较大，不会影响输入电压，也不会产生不良后果。
[0047]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种半自动闭塞模块,其特征在于，该模块包括:第一与第二电阻、瞬态电压抑制TVS 二极管、稳压二极管、电容以及磁耦；其中，所述TVS 二极管并联在所述第一与第二电阻的串联链路中，所述稳压二极管与电容依次并联在所述第二电阻与所述磁耦的串联链路中。
2.根据权利要求1所述的半自动闭塞模块，其特征在于，该模块还包括:与所述第一电阻串联的快恢复二极管、并联在所述快恢复二极管与所述第一电阻之间的第三电阻，以及并联在所述第二电阻与所述稳压二极管之间的第四电阻。
3.根据权利要求2所述的半自动闭塞模块，其特征在于，该模块还包括:分别与所述电容串联并相互并联的第五与第六电阻、串联在所述第五电阻与所述磁耦串联链路中的第一晶体二极管，以及串联在所述第六电阻与所述磁耦串联链路中的第二晶体二极管。
4.根据权利要求1所述的半自动闭塞模块，其特征在于，该模块还包括:并联在所述稳压二极管与所述电容之间的第七电阻、并联在所述电容与所述磁耦之间的三极管，以及连接于所述磁耦与所述三极管基极之间的第八电阻。
5.根据权利要求4所述的半自动闭塞模块，其特征在于，该模块还包括:分别与所述磁耦串联连接的第一光耦与第二光耦；其中，所述第一光耦的一端经由第九电阻与所述磁耦连接，另一端接地；所述第二光耦的一端直接与所述磁耦连接，另一端经由第十电阻接地。
【文档编号】B61L19/14GK203439062SQ201320545007
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】靳红宇, 刘龙, 唐水雄, 杨雪峰, 胡永焕, 钟白平, 李大飞, 周莹 申请人:北京康吉森交通技术有限公司