专利名称：一种新型多用智能铁路信号点灯系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铁路信号技术领域，特别是涉及一种可实现对LED 灯进行脉冲点灯及对灯丝灯泡髙精度稳压点灯和故障定点定位智能远程 报瞽的新型多用智能铁路信号点灯系统。
背景技术：
现有的铁路信号点灯系统， 一般只能实现灯丝点灯，试验中的LED 点灯系统又因温度等问题使寿命等质量受到影响，灯丝和LED两种系统 不能兼用，也都不能定点定位报警，需要人工排查才能确定故障点，难以 适应铁路现状与发展的需要。 实用新型内容本实用新型的目的是要克服现有铁路信号点灯系统的缺点，而提供一 种防雷的既能实现灯丝点灯又能实现LED脉冲点灯，还能实现当主灯丝、 副灯丝、LED三分之一损坏、电路任何部分有故障时，均能利用原报瞽线 实现远距离智能报警的新型多用智能铁路信号点灯系统。本实用新型釆用的技术方案是 一种新型多用智能铁路信号点灯系 统，包括防雷变压器l、 12V整流付丝监测点灯电路2、 160V整流开关反 馈修正电路3、四档精密可调稳压电路4、故障监测转换电路5、 LED灯6、 LED点灯监测电路7、单片机电路8、报警电路9、主灯丝10、付灯丝11、 车站SJ-850时间继电器12和车站终端接收显示13,其特征在于所述防 雷变压器l输出端接12V整流付丝监测点灯电路2和160V整流开关反馈 修正电路3, 12V整流付丝监测点灯电路2输出端接故障监测转换电路5， 160V整流开关反馈修正电路3输出端接四档精密可调稳压电路4，四档精 密可调稳压电路4输出端接故障监测转换电路5、 LED点灯监测电路7和 单片机电路8，故障监测转换电路5与LED点灯监测电路7、单片机电路
8和主灯丝10连接，LED点灯监测电路7与LED灯6和单片机电路8连 接，单片机电路8经报警电路9后接车站SJ-850时间继电器12，车站SJ-850 时间继电器12接车站终端接收显示13;其中，160V整流开关反馈修正电 路3由整流管3a、开关电源3b、髙频功率管3c和光电耦合器的3e组成， 四档精密可调稳压电路4由2位开关4b和LM431髙精度可调稳压管4a 组成，故障监测转换电路5由电流继电器5a和光电耦合器5b组成，LED 点灯监测电路7由光电耦合器7a、 2073功率管7b、 3DG6功率管7c及光 敏电阻R5组成，单片机电路8由单片机8a、 5V稳压集成块8b和10路 开关8c组成，报警电路9由光电耦合器9a、 2073功率管9b和报警继电 器9c组成。本实用新型与现有技术相比具有以下优点本实用新型既能实现灯丝 点灯，又能实现LED脉冲点灯，还能实现故障实时定点定位智能报警。 它采用了直流点灯、四挡髙精度稳压、反馈修正、两套电路互补转换、副 丝在线实时监测、LED脉冲点灯等方法确保其功能的髙质量实现。特别是 LED脉冲点灯更可以实现节能、长寿、髙效、耐温。由于整个系统电路及 单片机软件处理程序的特性，使其既能实现以上各种功能，又能实现当主、 副灯丝断丝、LED三分之一损坏、电路任何部分有故障时，均能利用原报 警电缆实现远距离智能报警。该系统采用插拔安装和用原报警电缆报警， 既方便又节约成本和施工周期，符合铁路现实和长远发展的需要。
图l是新型多用智能铁路信号点灯系统的总体框图。 图2是新型多用智能铁路信号点灯系统的电子线路原理图。
具体实施方式
如图l和图2所示的一种新型多用智能铁路信号点灯系统，包括防雷 变压器l、 12V整流付丝监测点灯电路2、 160V整流开关反馈修正电路3、 四档精密可调稳压电路4、故障监测转换电路5、 LED灯6、 LED点灯监 测电路7、单片机电路8、报警电路9、主灯丝10、付灯丝11、车站SJ-850 时间继电器12和车站终端接收显示13，所述防雷变压器1输出端接12V 整流付丝监测点灯电路2和160V整流开关反馈修正电路3,12V整流付丝 监测点灯电路2输出端接故障监测转换电路5， 160V整流开关反馈修正电路3输出端接四档精密可调稳压电路4，四档精密可调稳压电路4输出端 接故陣监测转换电路5、 LED点灯监测电路7和单片机电路8，故障监测 转换电路5与LED点灯监测电路7、单片机电路8和主灯丝10连接，LED 点灯监测电路7与LED灯6和单片机电路8连接，单片机电路8经报警 电路9后接车站SJ-850时间继电器12，车站SJ-850时间继电器12接车 站终端接收显示13;其中，160V整流开关反馈修正电路3由整流管3a、 开关电源3b、髙频功率管3c和光电耦合器的3e组成，四档精密可调稳压 电路4由2位开关4b和LM431髙精度可调稳压管4a组成，故障监测转 换电路5由电流继电器5a和光电耦合器5b组成，LED点灯监测电路7 由光电耦合器7a、 2073功率管7b、 3DG6功率管7c及光敏电阻R5组成， 单片机电路8由单片机8a、 5V稳压集成块8b和10路开关8c组成，报警 电路9由光电耦合器9a、 2073功率管9b和报警继电器9c组成。本系统中的防雷变压器1釆用12V和160V两组输出的防雷变压器可 定制，12V整流付丝监测点灯电路2中的整流管釆用PBU808集成块，160V 整流管3a采用KBP08,开关电源3b为自制，髙频整流管3c釆用 MBR3080，开关功率管3d采用TOP-227，光电耦合器3e釆用LTV817A， 髙精度可调稳压管4a釆用LM431， 2路开关4b釆用2路微型开关，电流 继电器5a采用JQX-15FD，四个光电耦合器5b、 3e、 7a和9b均采用 LTV817A;功率管7b采用2073，功率管7c采用BG-3DG6;单片机8a 采用AT89C2051, 5V稳压集成块8b釆用7805, 10路开关8c采用10路 徹型开关；报警继电器9a采用OMRON 66A-274P继电器，功率管9c采 用2703;时间继电器12釆用SJ-850时间继电器，车站终端接收显示13 采用原有设备或自制。报警线9d、 9e、 9f采用原车站报警电缆。如图2所示，所述防雷变压器1输出的一组12V与12V整流付丝监测 点灯电路2的3、 4脚相连，12V整流付丝监测点灯电路2中的l脚与电 流继电器5a的接点3、经电阻Rl与光电耦合器5b的l脚相连，12V整 流付丝监测点灯电路2中的2脚接地；光电耦合器5b的2脚与电流继电 器5a的接点4脚、付灯丝10相连，光电耦合器5b的3脚接地，光电耦 合器5b的4脚与单片机8a的ll脚、经电阻R2与5V稳压管8b的3脚 相连；防雷变压器l输出的另一组160V与整流管3a的3、 4脚相连，整
流管3a的1脚与开关变压器3b的1脚相连，整流管3a的2脚与开关变 压器3b的7脚和开关功率管3d的3脚相连，开关变压器3b的6脚与开 关功率管3d的2脚相连，开关变压器3b的8脚经开关二极管IN4148与 光电耦合器3e的4脚相连，开关变压器3b的IO脚与12V整流付丝监测 点灯电路2中的整流管的2脚相连，开关功率管3d的1脚与光电耦合器 3e的3脚相连，开关变压器3b的12脚与高频整流管3c的l， 3脚相连， 髙频整流管3c的2脚与光电耦合器3e的1脚和电感Ll的1脚相连，电 感Ll的2脚与电流继电器5a的1脚、5V稳压管8b的1脚、两路开关4b、 报瞽继电器9a的l脚相连，电流继电器Sa的2脚与主灯丝10相连，光 电耦合器3e的2脚经电阻R12与精密可调稳压管4a的3脚、再经电阻 Rll与光电耦合器3e的1脚以及髙频整流管3c的2脚相连，精密可调稳 压管4a的2脚接地，精密可调稳压管4a的l脚分别经电阻R13、 R14和 R15与两路开关4b、电感L1的2脚相连；单片机8a的1脚经电容C6与 5V稳压管8b的输出3脚、单片机8a的20脚相连，并经电阻R4与地及 单片机8a的IO脚相连，单片机8a的2脚与光电耦合器7a的2脚相连， 单片机8a的3脚与光电耦合器9b的2脚相连，单片机8a的P3.5、 P3.4、 P1.2、 P1.3、 P1.4、 P1.5、 P1.6和P1.7脚与10路微型开关8c的9、 8、 7、 6、 5、 4、 3和2脚相连，单片机8a的4、 5脚与晶振体相连；光电耦合器 7a的1脚与光电耦合器9b的1脚、经电阻R3与5V稳压管8b的3脚相 连，光电耦合器7a的3脚与光电耦合器9b的3脚均与地相连，光电耦合 器7a的4脚与功率管7b的l脚、经电阻R9与电感L1的2脚相连，光电 耦合器9b的4脚与功率管9c的1脚、经电阻R10与电感L1的2脚相连， 功率管9c的2脚与报警继电器9a的2脚相连，功率管7b的2脚与LED 的1脚、光敏电阻R5的l脚及经电阻R6与功率管7c的2脚相连，功率 管7b的2脚经电阻R19与电感Ll的2脚相连，功率管7c的1脚经电阻 R8与光敏电阻R5的2脚相连，功率管7c的3脚与地相连；报警继电器 9a的三个节点分别与原铁路信号报警电缆9d、 9e和9f相连。参见图1和图2:系统运行时，防雷变压器l分别输出两路电压，一 路12V经整流桥整流后送监测转换电路5供付丝在线监测、在主灯丝断丝 电路转换后供付灯丝点灯并向单片机电路8送出故障信号。另一路160V
经整流开关电源反馈修正电路3实现11V直流的髙精度稳压，此11V电压 经四档可调稳压电路4可调整为四档以供选择，经选择的某当电压分别送 1、监测转换电路5经电流继电器5a线圃供主灯丝10点灯和监测。2、送 LED点灯监测电路7在单片机电路8控制下实现脉冲调制供LED灯6点 灯，同时将LED监测结果送监测转换电路5监测转换。3、送微机电路8 经5V稳压后为单片机电源，当单片机电路8查询到监测转换电路5为故 障状态时，即向报警电路9发出该故障点的定位报警控制信号，经过报瞽 电路9处理后可直接用原报警电缆远距离传送到车站SJ-850时间继电器 12,车站微机终端液晶显示屏13从时间继电器12采集到该信号后进行终 端处理、报警和显示。参见图2，系统运行时2. 1防雷变压器l分别输出两路电压， 一路 经12V整流付丝监测点灯电路2中的整流管整流后从1脚输出到电流继电 器5a接点3、同时通过Rl接光电耦合器5b的l脚，电流继电器5a不落 下接点3、 4断开时，光电耦合器5b的2脚输出到继电器5a接点4脚和 付灯丝DS2的1脚供副丝在线监测。通过付丝DS2的2脚接地故光电耦 合器5b的2脚为低导通、光电耦合器5b的3脚接地，导通后光电耦合器 5b的3、 4脚接通均为低，与4脚相连的单片机8a的ll脚为低不报警。 当付灯丝断丝时光电耦合器5b的2脚与地断开为高，或因电路有故障时1 脚断开为低，导致光电耦合器5b的3、 4脚断开，4脚经R2与5V稳压管 8b的输出3脚相连为髙，与4脚相连的单片机8a的ll脚变髙，实现付丝 和电路的监测、点灯、报警。2. 2在主灯丝10断丝或LED三分之一损坏时，电流继电器5a的2 脚失电，电流继电器5a落下接点3、 4接通，点亮付灯丝DS2(LED状态 三分之二继续亮)，同时光电耦合器5b的2脚变髙，故电流继电器5a的 接点3、 4断开，接点4经R2与5V稳压块8b的输出脚3脚相连，当光 电耦合器5b的4脚与3脚即地断开后4脚为髙，与之相连的单片机8a的 ll脚变髙而运行报警程序，单片机8a的P3.4、 P3.5、 P1.2—P1.7与编码 开关8c的2—9脚相连，当软件程序监测到11脚变髙后即从编码开关8c 接收该故障点的定位编码信息，经过单片机软件程序处理后从P3.1脚输 出。P3.1与报警电路中光电耦合器9b的2脚相连，光电耦合器9b的l
脚通过R3接5V稳压管8b的输出极3脚相连，光电耦合器9b的3脚接 地，当2脚低时3、 4脚接通，当2较髙时3、 4脚断开，故4脚就产生与 2脚相对应的IIV左右的信息吗，4脚与功率管9c的l脚相连，功率管9c 的3脚接地，2脚与报警继电器9a的2脚相连，功率管9c的l脚的髙低 控制功率管9c的2、 3的通断，进而控制2脚的高低，并控制与之相连的 报警继电器9a及其接点产生相应的通断动作，此动作使与节点相连的报 警电缆产生与单片机输出的编码相对应的、电缆电位的定位编码信息，实 现直接用原报警电缆远距离传送到车站SJ-850时间继电器12，车站徽机 接收终端13从时间继电器12采集到该信号后进行终端处理、报警和显示。 2. 3防雷变压器1输出的另一路160V经整流管3a整流后从其1脚送 开关电源3b的l脚，整流管3a的2脚与开关功率管3d的3脚、开关电 源3b的7脚相连，开关变压器3b的6脚与开关功率管3d的2脚相连， 10脚与整流管2的2脚相连，与开关变压器3b的12脚构成一组输出，12 脚与髙频整流管3c的l， 3脚相连，由3c的2脚输出后与3e的l脚和电 感Ll的1脚相连，开关变压器3b的8脚输出经开关二极管IN4148与光 电耦合器3e的4脚相连，7脚与整流管3a的2脚相连，构成另一组输出， 光电耦合器3e的3脚与功率开关管3d的l脚相连。当3c的输出端2脚电 压高于3e的2脚电压时，光电耦合器3e的3、 4脚接通，反之当3c的输 出端2脚电压低于3e的2脚电压时，光电耦合器3e的3、 4脚断开，实现 输出电压波动对开关功率管3d的频率控制，从而调整开关电源3b的12 脚输出电压，达到反馈修正开关电源输出电压的目的，实现在输入电压波 动很大时对开关电源输出IIV直流电压的髙精度稳压。此11V电压经两路 开关4b的调整和髙精度可调稳压管LM431及相关电阻作用，可调整为四 档电压以供选择。2. 4在灯丝点灯状态下，所选的某档电压由电感2脚送入电流继电器 5a的1脚经绕组后从2脚引出到主灯丝DS1的l脚点亮主灯丝，当主灯 丝10断丝时，电流继电器5a失电，其接点落下接点3、 4接通点亮付灯 丝ll，同时光电耦合器Sb的2脚变髙系统转而执行2. 2项报警过程，实 现点亮主灯丝10，主灯丝10断丝时点亮付灯丝11并进行智能定位报警。2. 5在LED点灯状态下10路傲型开关8c的1、 10接通(灯丝点灯状
态下断开)，当单片机8a监测到P3.2为低电平时系统进入LED点灯状态， 在此状态下单片机运行脉冲生成输出程序，此脉冲从单片机8a的P3.0脚 输出到光电耦合器7a的2脚，光电耦合器7a的1脚通过R3接5V稳压管 8b的输出极3脚，光电耦合器7a的3脚接地，当2脚低时3、 4脚接通， 当2较高时3、 4脚断开，故4脚就输出与2脚相对应的11V左右的信息 吗，4脚与功率管7b的l脚相连，功率管7b的3脚接地，2脚与LED灯 的1脚、光敏电阻R5的1脚相连并通过电阻R19与11V电源电感2脚相 连，功率管7b的1脚的髙低控制功率管7b的2、 3的通断，进而控制2 脚产生与单片机8a的P3.0脚相应的llV循环脉冲，实现与2脚相连的LED 灯的脉冲点灯。当LED有三分之一损坏时，因光强度变小致使光敏电阻 R15电阻变小，使光敏电阻R15电阻2脚变高，经R8使与之相连的功率 管7c的l脚变髙，功率管7c的2、 3脚接通，由于3脚接地故2脚变低。 使与之相连的电流继电器5a的2脚变低失电报警，系统转而执行2. 2报 警过程，实现LED有三分之一损坏的智能定位报警。上述单片机及软件程序、集成块、功率管、二极管、稳压管、继电器、 整流桥、变压器等均可以用功能相同的同类元件或软件替代，均属本实用 新型的保护范围。本实用新型提供一种既能实现灯丝点灯，又能实现LED脉冲点灯，还 能实现故障实时定点定位智能报警。它采用了直流点灯、四挡髙精度稳压、 反馈修正、两套电路互补转换、副丝在线实时监测、LED脉冲点灯等方法 确保其功能的髙质量实现。特别是LED脉冲点灯更可以实现节能、长寿、 高效、耐温。由于整个系统电路及单片机软件处理程序的特性，使其既能 实现以上各种功能，又能实现当主、副灯丝断丝、LED三分之一损坏、电 路任何部分有故障时，均能利用原报警电缆实现远距离智能报警。该系统 采用插拔安装和用原报警电缆报警，既方便又节约成本和施工周期，符合 铁路现实和长远发展的需要。
权利要求1、一种新型多用智能铁路信号点灯系统，包括防雷变压器(1)、12V整流付丝监测点灯电路(2)、160V整流开关反馈修正电路(3)、四档精密可调稳压电路(4)、故障监测转换电路(5)、LED灯(6)、LED点灯监测电路(7)、单片机电路(8)、报警电路(9)、主灯丝(10)、付灯丝(11)、车站SJ-850时间继电器(12)和车站终端接收显示(13)，其特征在于所述防雷变压器(1)输出端接12V整流付丝监测点灯电路(2)和160V整流开关反馈修正电路(3)，12V整流付丝监测点灯电路(2)输出端接故障监测转换电路(5)，160V整流开关反馈修正电路(3)输出端接四档精密可调稳压电路(4)，四档精密可调稳压电路(4)输出端接故障监测转换电路(5)、LED点灯监测电路(7)和单片机电路(8)，故障监测转换电路(5)与LED点灯监测电路(7)、单片机电路(8)和主灯丝(10)连接，LED点灯监测电路(7)与LED灯(6)和单片机电路(8)连接，单片机电路(8)经报警电路(9)后接车站SJ-850时间继电器(12)，车站SJ-850时间继电器(12)接车站终端接收显示(13)；其中，160V整流开关反馈修正电路(3)由整流管(3a)、开关电源(3b)、高频功率管(3c)和光电耦合器的(3e)组成，四档精密可调稳压电路(4)由2位开关(4b)和LM431高精度可调稳压管(4a)组成，故障监测转换电路(5)由电流继电器(5a)和光电耦合器(5b)组成，LED点灯监测电路(7)由光电耦合器(7a)、2073功率管(7b)、3DG6功率管(7c)及光敏电阻R5组成，单片机电路(8)由单片机(8a)、5V稳压集成块(8b)和10路开关(8c)组成，报警电路(9)由光电耦合器(9b)、2073功率管(9c)和报警继电器(9a)组成。
2、根据权利要求1所述的一种新型多用智能铁路信号点灯系统，其 特征在于所述防雷变压器(l)采用12V和160V两组输出的防雷变压器， 12V整流付丝监测点灯电路(2)中的整流管采用PBU808集成块，160V 整流管(3a)釆用KBP08，开关电源(3b)为自制，髙频整流管(3c)采 用MBR3080，开关功率管(3d)釆用TOP-227，光电耦合器(3e)采用 LTV817A，髙精度可调稳压管(4a)采用丄M431, 2路开关(4b)采用2 路徼型开关，电流继电器(5a)釆用JQX-15FD，四个光电耦合器(5b、 3e、 7a和9b)均釆用LTV817A;功率管(7b)釆用2073，功率管(7c) 釆用BG-3DG6;单片机(8a)釆用AT89C2051， 5V稳压集成块(8b)采 用7805， 10路开关(8c)采用10路微型开关；报警继电器(9a)采用 OMRON 66A-274P继电器，功率管(9c)采用2703;时间继电器(12) 采用SJ-850时间继电器，车站终端接收显示(13)釆用原有设备或自制。 3、根据权利要求1或2所述的一种新型多用智能铁路信号点灯系统， 其特征在于所述防雷变压器(1)输出的一组12V与12V整流付丝监测 点灯电路(2)的3、 4脚相连，12V整流付丝监测点灯电路(2)中的1 脚与电流继电器(5a)的接点3、经电阻R1与光电耦合器(5b)的l脚 相连，12V整流付丝监测点灯电路(2)中的2脚接地；光电耦合器(5b) 的2脚与电流继电器(Sa)的接点4脚、付灯丝(ll)相连，光电耦合器 (5b)的3脚接地，光电耦合器(5b)的4脚与单片机(8a)的11脚、 经电阻R2与5V稳压管(8b)的3脚相连；防雷变压器(1)输出的另一 组160V与整流管(3a)的3、 4脚相连，整流管(3a)的l脚与开关变压 器(3b)的l脚相连，整流管(3a)的2脚与开关变压器(3b)的7脚和 开关功率管(3d)的3脚相连，开关变压器(3b)的6脚与开关功率管(3d) 的2脚相连，开关变压器(3b)的8脚经开关二极管IN4148与光电耦合 器(3e)的4脚相连，开关变压器(3b)的10脚与12V整流付丝监测点 灯电路(2)中的整流管的2脚相连，开关功率管(3d)的1脚与光电耦 合器(3e)的3脚相连，开关变压器(3b)的12脚与髙频整流管(3c)的 1， 3脚相连，髙频整流管(3c)的2脚与光电耦合器(3e)的1脚和电 感L1的l脚相连，电感L1的2脚与电流继电器(5a)的l脚、5V稳压 管(8b)的l脚、两路开关(4b)和报警继电器(9a)的l脚相连，电流 继电器(5a)的2脚与主灯丝相连，光电耦合器(3e)的2脚经R12与精 密可调稳压管(4a)的3脚、再经R11与光电耦合器(3e)的l脚以及高 频整流管(3c)的2脚相连，精密可调稳压管(4a)的2脚接地，精密可 调稳压管(4a)的1脚分别经R13、 R14、 R15与链路开关(4b)、电感 Ll的2脚相连；单片机(8a)的1脚经电容C6与5V稳压管(8b)的输出3脚、单片机(8a)的20脚相连，并经R4与地及单片机(8a)的10 脚相连，单片机(8a)的2脚与光电耦合器(7a)的2脚相连，单片机(8a) 的3脚与光电耦合器(9b)的2脚相连，单片机(8a)的P3.5、 P3.4、 P1.2、 P1.3、 P1.4、 P1.5、 P1.6和P1.7脚与IO路微型开关(8c)的9、 8、 7、 6、 5、 4、 3和2脚相连，单片机(8a)的4、 5脚与晶振体相连；光电耦合器 (7a)的l脚与光电耦合器(9b)的1脚、经R3与5V稳压管(8b)的3 脚相连，光电耦合器(7a)的3脚与光电耦合器(9b)的3脚均与地相连， 光电耦合器(7a)的4脚与功率管(7b)的l脚、经电阻R9与电感L1 的2脚相连，光电耦合器(9b)的4脚与功率管(9c)的1脚、经电阻 R10与电感L1的2脚相连，功率管(9c)的2脚与报警继电器(9a)的2 脚相连，功率管(7b)的2脚与LED的l脚、光敏电阻R5的l脚及经电 阻R6与功率管(7c)的2脚相连，功率管(7b)的2脚经电阻R19与电 感L1的2脚相连，功率管(7c)的1脚经电阻R8与光敏电阻R5的2脚 相连，功率管(7c)的3脚与地相连；报警继电器(9a)的三个节点分别 与原铁路信号报警电缆(9d、 9e和9f)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种新型多用智能铁路信号点灯系统，它包括防雷变压器、整流和开关反馈修正电路、LED点灯监测电路、单片机及报警电路和车站接收显示电路，防雷变压器输出端接副丝监测点灯电路和开关反馈修正电路，副丝监测点灯电路输出端接故障监测转换电路，开关反馈修正电路输出端接四档精密可调稳压电路，四档精密可调稳压电路输出端接故障监测转换电路、LED点灯监测电路和单片机电路，故障监测转换电路与单片机电路和主灯丝连接，单片机电路经报警电路、车站时间继电器后接车站终端接收显示。本实用新型既可实现灯丝灯泡点灯又能实现节能、长寿和耐温的LED脉冲点灯，还能利用原报警电缆实现远距离定点定位智能报警。
文档编号H05B37/00GK201023492SQ20062007963
公开日2008年2月20日 申请日期2006年8月23日 优先权日2006年8月23日
发明者张义政 申请人:张义政