用于轨道车辆的日行灯控制系统的制作方法
【专利摘要】一种用于轨道车辆的日行灯照明系统，包括：两组日行灯，安装在轨道车辆的车头的前部，每组日行灯包括多组发光二极管，每组发光二极管单独或者与其它组发光二极管的组合表示轨道车辆的具体运行状态；控制信号发生电路，设置在控制室中，用于产生多个初始控制信号；控制器，根据从所述控制信号发生电路接收的初始控制信号产生照明控制信号；以及多个金属氧化物半导体开关器件，接收所述照明控制信号并以导通和断开的方式从输出端输出用于控制日行灯组照明的照明信号。利用多个金属氧化物半导体开关器件以导通和断开的方式从输出端输出用于控制日行灯组照明的照明信号，从而以闪烁的方式指示轨道车辆的各种运行状态，以确保轨道车辆的稳定和正常运行。
【专利说明】
用于轨道车辆的日行灯控制系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种日行灯照明系统，更具体地说，涉及一种用于轨道车辆的日行灯控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，用于控制例如地铁、火车、高速火车之类的轨道车辆上的日行灯与司机室内控制开关、控制继电器等器件组成一个完善的控制系统。日行灯具有日间行驶指示、转向指示、车辆轮廓指示和警示(双闪)功能。继电器在工作过程中功耗大，有噪音，继电器的触点频繁地接触与断开导致继电器的使用寿命短，并干扰其它用电设备。在出现故障(灯不亮)时，往往缺乏报警机制，使驾驶司机不能及时的了解到车辆外转向灯的工作状态，为车辆的安全运行带来不确定性的隐患。另外，机械开关的抗振动性较差。上述现象会缩短车辆日行灯的正常工作寿命，影响车辆的正常行驶。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种用于轨道车辆的日行灯控制系统，其以闪烁的方式指示轨道车辆的各种运行状态，以确保轨道车辆的稳定和正常运行。
[0004]根据本实用新型一个方面的实施例，提供一种用于轨道车辆的日行灯照明系统，包括:两组日行灯，安装在轨道车辆的车头的前部，每组日行灯包括多组发光二极管，每组发光二极管单独或者与其它组发光二极管的组合表示轨道车辆的具体运行状态;控制信号发生电路，设置在控制室中，并被构造成用于产生多个初始控制信号;控制器，被构造成根据从所述控制信号发生电路接收的初始控制信号产生照明控制信号；以及多个金属氧化物半导体开关器件，被构造成接收所述照明控制信号并以导通和断开的方式从输出端输出用于控制日行灯组照明的照明信号。
[0005]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，还包括电压转换电路，所述电压转换电路被构造成将所述初始控制信号滤波后转换成高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用做所述金属氧化物半导体开关器件的电源信号，所述低电平信号用做所述控制器的电源信号。
[0006]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，还包括输入隔离电路，所述输入隔离电路被构造成接收控制信号发生电路的初始控制信号，并经滤波和光电隔离之后输送到所述控制器的控制输入端。
[0007]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，还包括多个输出隔离电路，分别连接在所述控制器和多个金属氧化物半导体开关器件之间，以对所述控制器产生的照明控制信号进行光电隔离。
[0008]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，还包括报警器，安装在所述控制室中，所述金属氧化物半导体开关器件还被构造成在输出端输出闪烁信号的同时，检测相应发光二极管的工作状态，并在检测到发光二极管没有正常工作时向控制器发出异常反馈信号，所述控制器根据所述异常反馈信号控制所述报警器报警。
[0009]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，还包括反馈隔离电路，连接在所述控制器和所述金属氧化物半导体开关器件之间，以对所述金属氧化物半导体开关器件产生的异常反馈信号进行光电隔离。
[0010]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，还包括报警隔离电路，连接在所述控制器和所述报警器之间，以对所述控制器产生的报警信号进行光电隔离。
[0011]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，所述输入隔离电路、输出隔离电路、反馈隔离电路和报警隔离电路中的任一个包括:
[0012]光电二极管；以及
[0013]光敏三极管，所述光敏三极在所述光电二极管发光时导通，以实现从所述光电二极管到所述光敏三极管的光电耦合。
[0014]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，所述金属氧化物半导体开关器件包括:电源输入端;控制输入端，接收来自于所述输出隔离电路的照明控制信号;输出端，向相应的发光二极管输出照明信号；以及反馈输出端，在输出照明信号的情况下相应的发光二极管没有正常工作时向所述反馈隔离电路发出异常反馈信号。
[0015]根据本实用新型的一种实施例的日行灯照明系统，每组日行灯的多组发光二极管布置成大致的L形。
[0016]根据本实用新型的日行灯照明系统，利用多个金属氧化物半导体开关器件以导通和断开的方式从输出端输出用于控制日行灯组照明的照明信号，从而以闪烁的方式指示轨道车辆的各种运行状态，以确保轨道车辆的稳定和正常运行。
【附图说明】
[0017]本实用新型将参照附图来进一步详细说明，其中:
[0018]图1是根据本实用新型的示例性实施例的日行灯安装在轨道车辆的车头前部的简易不意图；
[0019]图2是根据本实用新型的一种示例性实施例的日行灯的布置方式的示意图；
[0020]图3是图2所示的日行灯后部的示意图；
[0021 ]图4是根据本实用新型的示例性实施例的日行灯照明系统的控制原理方框图；
[0022]图5是本实用新型的示例性实施例的电压转换电路的电路图；
[0023]图6是本实用新型的示例性实施例的输入隔离电路的电路图；
[0024]图7是本实用新型的示例性实施例的控制器的电路图；
[0025]图8是本实用新型的示例性实施例的输出隔离电路的电路图；
[0026]图9是本实用新型的示例性实施例的反馈隔离电路的电路图；
[0027]图10是本实用新型的示例性实施例的报警隔离电路的电路图；以及
[0028]图11是本实用新型的示例性实施例的金属氧化物半导体开关器件的电路图。
【具体实施方式】
[0029]虽然将参照含有本实用新型的较佳实施例的附图充分描述本实用新型，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的实用新型，同时获得本实用新型的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本实用新型所描述的示例性实施例。
[0030]另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本文披露的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
[0031]根据本实用新型总体上的发明构思，提出一种用于轨道车辆的日行灯照明系统，包括:两组日行灯，安装在轨道车辆的车头的前部，每组日行灯包括多组发光二极管，每组发光二极管单独或者与其它组发光二极管的组合表示轨道车辆的具体运行状态;控制信号发生电路，设置在控制室中，并被构造成用于产生多个初始控制信号;控制器，被构造成根据从所述控制信号发生电路接收的初始控制信号产生照明控制信号；以及多个金属氧化物半导体开关器件，被构造成接收所述照明控制信号并以导通和断开的方式从输出端输出用于控制日行灯组照明的照明信号。
[0032]图1是根据本实用新型的示例性实施例的日行灯安装在轨道车辆的车头全部的简易示意图；图4是根据本实用新型的示例性实施例的日行灯照明系统的控制原理方框图。如图1-4所示，该日行灯照明系统可用于控制例如地铁、火车、高速火车之类的轨道车辆上，以通过照明的方式指示轨道车辆的运行状态。该日行灯照明系统特别适用于安装在高速运行的列车上。
[0033]根据本实用新型的一种实施例，如图1和4所示，日行灯照明系统包括:两组日行灯
2、安装在轨道车辆的车头200的前部，每组日行灯2控制信号发生电路11、控制器3和多个金属氧化物半导体开关(MOS)器件4。
[0034]详细而言，两组日行灯2安装在轨道车辆的车头200的前部，每组日行灯2包括多组发光二极管(LED，未示出)，每组发光二极管(LED)单独或者与其它组发光二极管的组合表示轨道车辆的具体运行状态，例如用于日间行驶指示、转向指示、轮廓指示和警示(双闪)等指示功能;控制信号发生电路11设置在控制室I中，并被构造成用于产生多个初始控制信号;控制器3被构造成根据从所述控制信号发生电路11接收的初始控制信号产生照明控制信号；以及多个MOS开关器件4被构造成接收所述照明控制信号并以导通和断开的方式从输出端输出用于控制日行灯2闪烁的照明信号。
[0035]在一种实施例中，如图1-3所示，每组日行灯2的多组发光二极管在支撑架24上布置成大致的L形。发光二极管分成多组，例如，在支撑架24上水平布置的发光二极管作为第一组日行灯21，大致垂直布置的发光二极管作为第二组日行灯22。这样，多组日行灯2布置在照明灯23的附件，以减少占据的空间。多个MOS开关器件4以导通和断开的方式控制两组日行灯2闪烁。例如，第一组日行灯21单独以较低的频率闪烁发光表示轨道车辆将要或者正在左转或者右转，第二组日行灯22以较低的频率闪烁发光表示轨道车辆车头的大致轮廓，第一组日行灯21和第二组日行灯22同时以较低的频率闪烁发光表示轨道车辆正常行驶，第一组日行灯21和第二组日行灯22同时以较高的频率(例如以2倍于较低的频率)闪烁发光表示轨道车辆处于故障状态，以警示操作人员和乘客注意。每组日行灯的多个LED可以设置成凸出的颗粒形状，以增加立体感。在另一种实施例中，可以采用常亮的方式进行照明。
[0036]本实用新型的日行灯照明系统利用集成功率MOS开关器件4作为驱动LED工作的驱动电路，具有抗干扰强、耐震动、运行稳定、功耗小、无机械磨损、无触点间拉弧打火干扰现象、无机械触点断开与接触时的异响，静音环保，特别适用于安装在有轨电车上。
[0037]根据本实用新型的一种示例性实施例的日行灯照明系统还包括电压转换电路5，所述电压转换电路5被构造成将所述初始控制信号滤波后转换成高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用做所述金属氧化物半导体开关器件4的电源信号，所述低电平信号用做所述控制器3的电源信号。
[0038]图5是本实用新型的示例性实施例的电压转换电路的电路图。如图4和5所示，初始控制信号输入包括三路信号的输入源，每个输入源包括24V的直流电源源。工作时，控制室内的操作人员可以在“Al”、“A2”、“WB/HF”端输入可以操作指令，在提供作三路初始控制信号源的同时，也提供24V直流电源的供电接口。
[0039]如图4和5所示，在电压转换电路5中，操作人员可以根据实际需要，选择Al、A2、WB端的三路信号中的任一路作为电源或者初始控制信号。为了不影响供电过程中对其它几路信号造成干扰而导致误动作，设置防逆流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D8。防逆流二极管与保险管Fl电连接，以在电源电路发生异常时，保险管Fl发生熔断，供电电路断开，从而起保护作用。由电容CXl、电感LFl和电容C20组成抗干扰电路，以抑制外面的入侵的干扰信号，同时也抑制开关电源自身产生的干扰信号对外线的干扰。设置电源转换集成芯片U2，以将例如24V的高电平直流电压信号转换成5V的低电平直流电压信号，在电源转换集成芯片U2的输出端连接电容C2、C15，以进行滤波，并设置稳压二极管ZD1，以实现过压保护功能，从而输出稳定的低电平电压信号。
[0040]根据本实用新型的一种示例性实施例的日行灯照明系统还包括输入隔离电路6，所述输入隔离电路6被构造成接收控制信号发生电路11的初始控制信号，并经滤波和光电隔离之后输送到所述控制器3的控制输入端。
[0041]图6是本实用新型的示例性实施例的输入隔离电路的电路图，图7是本实用新型的示例性实施例的控制器的电路图。如图4和5所示，来自于控制信号发生电路11的三路初始控制信号还分别输入到输入隔离电路6。例如，从输入端“Al”输入初始控制信号通过输入隔离电路6以光电耦合的方式传输到控制器3。如图7所示，控制器3包括集成芯片U1。例如，该集成芯片Ul型号为STM8(F003F3，并包括20个引脚。
[0042]具体而言，从“Al”端输入初始控制信号经电阻R18和R13、稳压二极管ZD2、电阻R19、电容C18进行稳压、滤波之后输送到光电耦合器U3(输入隔离)的发光二极管的正极，发光二极管的负极直接接地，于是发光二极管工作发光，此时光电耦合器U3内部的光敏三极管感应到发光二极管的光后，集电极C与发射极E导通。所以+5V的电压信号经电阻R22、光敏三极管的集电极C和发射极E极，再由电阻R26分压、和电容C16的去親作用而将信号传送给控制器的集成芯片Ul的I脚。
[0043]根据本实用新型的一种示例性实施例的日行灯照明系统还包括多个输出隔离电路7，分别连接在所述控制器3和多个MOS开关器件4之间，以对所述控制器3产生的照明控制信号进行光电隔离。
[0044]图8是本实用新型的示例性实施例的输出隔离电路的电路图。如图4、7和8所示，来自于输入隔离电路6的初始控制信号经控制器3的集成芯片Ul处理后形成照明控制信号。该照明控制信号从隔离电路7的输入端U1-19输出到隔离电路7。
[0045]具体而言，由集成芯片Ul的第15、17脚输出照明控制信号至隔离电路7的输入端Ul-19，该照明控制信号经电阻R5输入到光电親合器U6的发光二极管的正极，发光二极管的负极直接接地，于是发光二极管工作发光，此时光电耦合器U6内部的光敏三极管感应到发光二极管的光后，集电极C与发射极E导通。所以+5V的电压信号经电阻R8、光敏三极管的集电极C和发射极E极，再由输出端Ql -2输出。
[0046]图11是本实用新型的示例性实施例的MOS开关器件的电路图。如图7、8和11所示，根据本实用新型的一种示例性实施例，MOS开关器件4包括:用于输入例如24V直流电源的电源输入端(例如引脚3和6);控制输入端(例如引脚42)，接收来自于所述输出隔离电路7的照明控制信号；照明输出端(例如引脚5)，向相应的指示灯(未示出)输出照明信号；以及反馈输出端(例如引脚4)，在输出照明信号的情况下相应的指示灯没有正常工作时向所述反馈隔离电路8发出异常反馈信号。进一步地，在所述控制输入端连接有包括电阻R9和电容CS的滤波电路。
[0047]具体而言，由输出隔离电路的输出端Q1-2输出的照明控制信号经包括电阻R9和电容C8的滤波电路滤波后，输入到功率集成MOS器件的控制输入端(引脚2)，功率集成MOS器件的G极达到开启阈值电压后，其D极(引脚6)和S极(引脚5)导通。与24V直流电源连接的D极由S极输出把24V+直流照明信号送给被控制的LED转向灯。被控制的转向灯将随着功率集成MOS器件Q2的闪烁频率变化而变化，从而实现信号灯可控的目的。
[0048]在向某一LED信号灯输出照明信号而该信号灯出现故障而不亮的情况下，例如通过由功率集成MOS器件采集并检测输出电流功率，从而识别闪光灯发生了异常情况，同时从引脚4发出异常反馈信号至输出端Q1-4。
[0049]根据本实用新型的一种示例性实施例的日行灯照明系统还包括反馈隔离电路8，反馈隔离电路8连接在所述控制器3和所述金属氧化物半导体开关器件4之间，以对所述金属氧化物半导体开关器件4产生的异常反馈信号进行光电隔离。
[0050]图9是本实用新型的示例性实施例的反馈隔离电路的电路图。如图4、7、9和11所示，从功率集成MOS器件Q2输出异常反馈信号输送到反馈隔离电路8的输入端，使反馈隔离电路8的光电耦合器U7的发光二极管发光，此时光电耦合器U7内部的光敏三极管感应到发光二极管的光后，集电极C与发射极E导通，并从输出端U1-14输出异常反馈信号。在此情况下，异常反馈信号输送到控制器3的引脚14，控制器3对该异常反馈信号进行处理后，由控制器3(U1)的引脚20(输出端U1-20)输出一个报警信号。
[0051]根据本实用新型的一种示例性实施例的日行灯照明系统还包括报警隔离电路9，连接在所述控制器3和所述报警器12之间，以对所述控制器3产生的报警信号进行光电隔离。
[0052]图10是本实用新型的示例性实施例的报警隔离电路的电路图。如图4、7和10所示，控制器3产生的报警信号输入到报警隔离电路9的光电耦合器Ull的发光二极管发光，此时光电親合器Ul I内部的光敏三极管感应到发光二极管的光后，集电极C与发射极E导通，并从输出端CONTROL输出报警信号。报警器12可以包括安装在控制室中的蜂鸣器或者闪烁灯。在闪烁灯的情况下，加倍闪烁的报警信号输送到故障发光指示二极管的负极，故障发光指示二极管随闪烁信号闪烁实现了故障报警功能。例如报警闪烁灯的闪烁频率是转向灯闪烁的频率的2倍，从而明显提示控制室的操作人员转向灯发生了故障，以便于驾驶司机识别及时采取措施，从而确保列车的安全行驶。
[0053]可以理解，如图5所示，当断开“Al”端输入的信号时，控制器3和转向灯由于没有供电而完全停止工作，达到环保节能的目的。
[0054]虽然上面以从Al端输入信号的控制过程对本实用新型的实施例进行了描述，可以理解，从“A2”、“WB”端输入信号的方式与上述“Al”端输入信号的方式基本上相同，这里省略其详细描述。在三种接入模式全断开，即当无输入信号时，本实用新型实施例的日行灯照明系统将完全不工作。
[0055]在本实用新型实施例的日行灯照明系统中，如图6、8_10所示，所述输入隔离电路
6、输出隔离电路7、反馈隔离电路8和报警隔离电路9中的任一个包括:光电二极管；以及光敏三极管，所述光敏三极在所述光电二极管发光时导通，以实现从所述光电二极管到所述光敏三极管的光电耦合。这样，控制器与外围电路实现完全隔离，抗干扰度强，工作稳定性尚O
[0056]根据本实用新型上述实施例的日行灯照明系统，利用多个MOS开关器件以导通和断开的方式从输出端输出用于控制日行灯组照明的照明信号，从而以闪烁的方式指示轨道车辆的各种运行状态，以确保轨道车辆的稳定和正常运行。能够及时反馈信号灯的异常工作状态，便于司机及时做出处理，从而确保列车的安全行驶。该日行灯照明系统利用功率集成MOS器件取代机械式继电器的控制方式，并具有异常信号反馈功能，具有抗干扰强、耐震动、运行稳定、功耗小、无机械磨损、无触点间飞弧干扰现象、无机械触点断开与接触时的异响、静音环保、判断准确、迅速等特点，特别适用于安装在轨道车辆上。如被控制的灯有异常不亮，此控制器可通过反馈信号及时通知驾驶司机发现异常并及时得到处理。
[0057]本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，从而在解决本实用新型的技术问题的基础上，实现更多种日行灯照明系统。
[0058]在详细说明本实用新型的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本实用新型亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本实用新型的范围。
【主权项】
1.一种用于轨道车辆的日行灯照明系统，其特征在于，包括: 两组日行灯，安装在轨道车辆的车头的前部，每组日行灯包括多组发光二极管，每组发光二极管单独或者与其它组发光二极管的组合表示轨道车辆的具体运行状态； 控制信号发生电路，设置在控制室中，并被构造成用于产生多个初始控制信号； 控制器，被构造成根据从所述控制信号发生电路接收的初始控制信号产生照明控制信号；以及 多个金属氧化物半导体开关器件，被构造成接收所述照明控制信号并以导通和断开的方式从输出端输出用于控制日行灯组照明的照明信号。2.如权利要求1所述的日行灯照明系统，其特征在于，还包括电压转换电路，所述电压转换电路被构造成将所述初始控制信号滤波后转换成高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用做所述金属氧化物半导体开关器件的电源信号，所述低电平信号用做所述控制器的电源信号。3.如权利要求1或2所述的日行灯照明系统，其特征在于，还包括输入隔离电路，所述输入隔离电路被构造成接收控制信号发生电路的初始控制信号，并经滤波和光电隔离之后输送到所述控制器的控制输入端。4.如权利要求3所述的日行灯照明系统，其特征在于，还包括多个输出隔离电路，分别连接在所述控制器和多个金属氧化物半导体开关器件之间，以对所述控制器产生的照明控制信号进行光电隔离。5.如权利要求4所述的日行灯照明系统，其特征在于，还包括报警器，安装在所述控制室中， 所述金属氧化物半导体开关器件还被构造成在输出端输出闪烁信号的同时，检测相应发光二极管的工作状态，并在检测到发光二极管没有正常工作时向控制器发出异常反馈信号，所述控制器根据所述异常反馈信号控制所述报警器报警。6.如权利要求5所述的日行灯照明系统，其特征在于，还包括反馈隔离电路，连接在所述控制器和所述金属氧化物半导体开关器件之间，以对所述金属氧化物半导体开关器件产生的异常反馈信号进行光电隔离。7.如权利要求6所述的日行灯照明系统，其特征在于，还包括报警隔离电路，连接在所述控制器和所述报警器之间，以对所述控制器产生的报警信号进行光电隔离。8.如权利要求7所述的日行灯照明系统，其特征在于，所述输入隔离电路、输出隔离电路、反馈隔离电路和报警隔离电路中的任一个包括: 光电二极管；以及 光敏三极管，所述光敏三极在所述光电二极管发光时导通，以实现从所述光电二极管到所述光敏三极管的光电耦合。9.如权利要求6所述的日行灯照明系统，其特征在于，所述金属氧化物半导体开关器件包括: 电源输入端； 控制输入端，接收来自于所述输出隔离电路的照明控制信号； 输出端，向相应的发光二极管输出照明信号；以及 反馈输出端，在输出照明信号的情况下相应的发光二极管没有正常工作时向所述反馈隔离电路发出异常反馈信号。10.如权利要求1或2所述的日行灯照明系统，其特征在于，每组日行灯的多组发光二极管布置成大致的L形。
【文档编号】H05B33/08GK205491271SQ201521116912
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】蔡建明, 岳爽, 张欢
【申请人】北京地铁车辆装备有限公司