Устройство для управления сигнальными лампами светофора Советский патент 1991 года по МПК G08G1/07 

ON V4

4 Ю

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано при регулировании движения транспортных средств, в частности на железнодорожном транспорте.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема блока управления; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема дешифратора; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема силового пере- ключателя; на фиг. 5 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит блок 1 приема информации, блок 2 управления, дешифраторы 3.1-3.3, силовые переключатели 4.1-4.3, элементы 5.1-5.3 развязки, датчики 6.1-6.3 тока, лампы 7.1-7.3 светофора, вход 8 синхронизации, информационные входы 9,10, 11.1-11.3.

Блок 2 управления содержит ключ, выполненный в виде транзистора 12, разделительный конденсатор 13, накопительные конденсаторы 14-19, фильтрующие конденсаторы 20 и 21, задающие элементы, каждый из которых выполнен в виде резисторов 22-32, элементы 33, 34 и 35 И-НЕ, ключи, выполненные в виде транзисторных оптро- НОБ 36-40, выпрямители, выполненные в виде диодов 41-46, ключи, выполненные в виде тиристорных оптронов 47-52.

Дешифратор 3.1 содержит ключи, выполненные в виде транзисторов 53 и 54, задающие элементы, каждый из которых выполнен в виде резисторов 55-64, ключи, выполненные в виде транзисторных оптронов 65 и 66. элементы 67 и 68 И-НЕ. пемен- ты 69-72 НЕ. накопительные конденсаторы 73-76, выпрямители, выполненные в виде диодов 77-80, изолирующие трансформаторы 81 и 82. Дешифраторы 3.2 и 3.3 выполнены идентично дешифратору 3.1.

Силовой переключатель 4.1 содержит источник 83 питания, выпрямители, выполненные в виде диодов 84-87, ключи, выполненные в виде тиристоров 88 и 89, задающие элементы, каждый из которых выполнен в виде резисторов 90-93, фильтрующие элементы, выполненные в виде дросселя 94 и конденсаторов 95-97. Силовые переключатели 4.2 и 4.3 выполнены идентично силовому переключателю 4.1.

Элементы 5.1-5.3 развязки выполнены в виде изолирующих трансформаторов, первичная обмотка которых имеет отвод от середины.

Устройство работает следующим образом. На вход 8 устройства поступает высокочастотный сигнал (фиг. 5, А), а на входы 9 и 10 - сигналы тональной частоты (фиг. 5, Б и В). Сигналы с первого и второго выходов блока 1 приема информации (фиг. 5, Г и Д)

поступают на входы дешифраторов 3.1-3.3. При отсутствии сигналов на входах 11.2 и 11.3 - уровень логического нуля. На управляющем входе дешифратора. 1 присутствует отрицательный потенциал с седьмого

0 выхода блока 2 управления. При подаче сигнала на вход 11.1 дешифратора 3.1, на его выходах формируются сигналы (фиг. 5, Е и Ж), поступающие на входы силового переключателя 4.1. Силовой переключатель 4.1

5 срабатывает и на его выходе появляется сигнал, который поступает на элемент 5.1 развязки. Сигнал с выхода элемента 5.1 развязки (фиг. 5, К) поступает на светофорную лампу 7.1 запрещающего огня, напри0 мер, красного, и на датчик 6.1 тока, с выхода которого сигнал поступает на первый вход блока 2 управления. В результате чего на восьмом и девятом выходах блока 2 управления появляется отрицательный потенци5 ал. В случае перегорания лампы 7.1 запрещающего огня этот потенциал пропадает и светофор переключить на разрешающий огонь невозможно. Для включения светофорной лампы 7.2 первого разрешаю0 щего огня, например, желтого, низкий уровень на входе 11.2 усфойства (фиг. 5, И) меняется на высокий уровень (фиг. 5, Л), при этом на выходах дешифратора 3.2 появляются сигналы (фиг. 5. Е и Ж), а на выходах

5 элемента 5.2 развязки сигнал (фиг. 5, К), по которому загорается лампа 7.2 первого разрешающего огня и с выхода датчика 6 2 тока сигнал поступает ня второй вход блока 2 управления, в результате чего снимается от0 рицательный потенциал (фиг. 5. 3) с управляющего входа дешифратора 3.1. Запрещающий огонь (красный) гаснет. При перегорании лампы первого разрешающего огня пропадает сигнал с выхода датчика 6.2

5 тока и появляется отрицательное напряжение на управляющем входе дешифратора 3.1 - загорается лампа запрещающего огня. При снятии напряжения с входа 11.2 разрешающий огонь гаснет и зажигается запре

0 щающий огонь. Второй разрешающий огонь включается аналогичными образом В момент переключения с одного огня на другой управляющие входы силового переключателя предыдущего огня закорачиваются эле5 ментом, находящимся в блоке 2 управления. Блок 2 управления работает следующим образом.

И я Mf TpopTiiM , 10 л подлется частота синхронизации (фиг. 5. А). При горении запрещающего от« на первый вход

блока поступает положительный потенциал, который через резистор 25 включает фо- тотрэнзистор транзисторного оптрона 36, сигнал с эмиттера фототранзистора подается на первый вход элемента 33 И-НЕ. На выходе элемента 33 И-НЕ образуется модифицированный сигнал высокой частоты, который поступает на удвоители напряжения, образованные соответственно диодом 41, светодиодом тиристорного оптрона 47, конденсаторами 14 и 21 и диодом 42, светоди- одом тиристорного оптрона 48, конденсаторами 15 и 20. В результате чего на восьмом и девятом выходах блока присутствует отрицательный потенциал для возможности включения первого и второго разрешающих огней. При включении запрещающего огня открываются тиристоры ти- ристорных оптронов 47 и 48, закорачивая второй с пятым и третий с шестым выходы блока. При горении первого разрешающего огня возможен переход на второй разрешающий огонь и наоборот. При перегорании лампы разрешающего огня происходит автоматический переход на запрещающий огонь.

Дешифратор 3.1 работает следующим образом. При наличии сигналов на информационных входах и сигнала отрицательного напряжения на управляющем входе, сигналы (фиг. 5, Г и Д) проходят через резисторы 56 и 59. на светодиоды транзисторных оптронов 65 и 66. включая их. Одновременно сигнал по входу 11.1 устройства через резисторы 55 и 58 включает фототранзисторы транзисторных оптронов 65 и 66, сигнал с выхода,которых через элементы 67 и 68 И-НЕ, элементы 69. 70 и 71, 72 НЕ поступает на вход удвоителей напряжения, образованных соответственно диодами 77 и 78, конденсаторами 73 и 74 диодами 79 и 80, конденсаторами 75 и 76. При плюсе на выходах элементе 70 и 72 НЕ заряжаются конденсаторы 73 и 75 через диоды 77 и 79. После появления нулевого сигнала на выходах элементов 70 и 72 НЕ, конденсаторы 73 и 75 разряжаются на конденсаторы 74 и 76 через общую клемму источника питания и диоды 78 и 80. Таким образом на обкладках конденсаторов 74 и 76 подключенных к вы водам трансформаторов 81 и 82 формируются импульсы отрицательного напряжения (фиг. 5, Е и Ж), которые поступают на выходы дешифратора

Силовой переключатель 4 1 работает следующим образом. При подаче ня вход сигналов поочередно открываются тиристоры 88 и 89, которые совместно с конденсатором 95, диодами 86, 87. 84, 85. дротглем 94 и источником питания 83 образую па

раллельный инвертор. При включении фото- тисторов тиристорных оптронов в блоке 2 управления образуются, соответственно в момент их открытия, аналогичные инверторы с учетом конденсаторов 97 и 96, резисторов 92 и 93 и того из плеч инвертора на тиристорах 88 и 89, который в данный момент открыт. Т.е. в момент закорачивания выходов первого и четвертого, второго и пя0 того, третьего и шестого блока 2 управления инвертор переходит в третье состояние, потребляя при этом незначительную энергию. При подаче на входы силового переключателя импульсных сигналов (фиг. 5, Е и Ж), они

5 проходят через диоды 84 и 85 на управляющие электроды тиристоров 88 и 89 и включают их.

Формула изобретения

1 Устройство для управления сигналь0 ными лампами светофора, содержащее блок приема информации, первый выход которого соединен с первым информационным входом первого дешифратора, блок управления, первый выход которого соединен с

5 первым управляющим входом первого силового переключателя, первые выводы ламп светофора подключены к первым входам соответствующих датчиков тока, первый и второй входы блока приема информации

0 являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, о т- личающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в него введены два дешифратора, два

5 силовых переключателя, три элемента развязки, выходы датчиков тока подключены соответственно к первому, второму и треть ему входам блока управления, второй и тре тий выходы которого соединены с первыми

0 управляющими входами соответственно второго и третьего силовых переключате лей четвертый, пятый и шестой выходы блока управления подключены к вторым управляющим входам соответственно пер

5 вого второю и третьего силовых переклю чателей первый выход блока приема информации подключен к первым информационным входам второго и третьего дешифраторов второй выход блока приема

0 информации соединен с вторыми информл ционными входами дешифраторов, третьи информационные влоды первого второго и тре1ье;о дешифраторов являются соогпег ственнп третьим четвертым и пятым инфор

5 мационкыми в одами устройства, седьмой восьмой и девятый вылоды блока управле ния соединены с управляющими входами соответственно первого, второго и третьего дешифраторов выходы которых соединены с информационными входами com ве тс г вен

но первого, второго и третьего силовых переключателей, первые, вторые и третьи выходы каждого из которых соединены с группами входов соответственно первого, второго и третьего элементов развязки, первые выходы которых подключены к вторым входам датчиков тока, вторые выходы элементов развязки соединены с вторыми выводами соответствующих ламп светофора, вход синхронизации блока приема информации и четвертый вход блока управления являются входом синхронизации устройства.

2. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что блок управления содержит ключ, выполненный в виде транзистора, пять ключей, выполненных в виде транзисторных оптронов, шесть ключей, выполненных в виде тиристорных оптронов. одиннадцать задающих элементов, каждый из которых выполнен в виде резисторов, один разделительный конденсатор, шесть накопительных конденсаторов, два фильтрующих конденсатора, шесть выпрямителей в виде диодов, три элемента И-НЕ, коллектор транзистора подключен через цепочку последовательно включенных световодов первого, второго и третьего транзисторных оптронов к общей клемме источника питания, первая обкладка разделительного конденсатора подключена через первый резистор к базе транзистора и к первому выводу второго резистора, второй вывод которого соединен с общей клеммой источника питания, отрицательная клемма которого соединена через третий резистор с эмиттером транзистора, вторая обкладка разделительного конденсатора является четвертым входом блока, первые выводы четвертого, пятого и шестого резисторов соединены с коллекторами фототранзисторов соответственно первого, второго и третьего транзисторных оптронов, эмиттеры фототранзисторов которых подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего элементов И-НЕ выходы которых подключены к первым обкладкам соответственно первого и вюрого,

третьего и четвертого, пятого и шестого накопительных конденсаторов, вторые обкладки которых подключены к анодам соответственно первого второго, третьего,

четвертого, пятого и шестого диодов и к катодам светодиодов соответственно первого, второго,третьего, четвертого, пятого и шестого тиристорных оптронов, аноды светодиодов второго, четвертого и шестого тиристорных оптронов подключены к первой обкладке первого фильтрующего конденсатора и являются восьмым выходом блока, аноды светодиодов третьего и пятого тиристорных оптронов соединены с катодами

светодиодов соответственно четвертого и пятого транзисторных оптронов, аноды светодиодов которых соединены с анодом све- тодиода первого тиристорного оптрона, с первой обкладкой второго фильтрующего

конденсатора и являются девятым выходом блока, коллекторы фототранзисторов четвертого и пятого транзисторных оптронов, вторые обкладки фильтрующих конденсаторов, вторые входы элементов И-НЕ подключены к общей клемме источника питания, положительная клемма которого соответственно через седьмой восьмой и девятый резисторы соединена с выходами первого, второго и третьего элементов И-НЕ, эмиттеры фототранзисторов четвертого и пятого транзисторных оптронов подключены через последовательно соединенные десятый и одиннадцатый резисторы к отрицательной клемме источника питания, точка соединения десятого и одиннадцатого резисторов является седьмым выходом блока, вторые выводы четвертого, пятого и шестого резисторов являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока, аноды

фототиристоров первого и шестого, второго и четвертого, третьего и пятого тиристорныхоптроновявляютсясоответственно вторым, третьим и первым выходами блока катоды фототиристоров

первого и шестого, второго и четвертого, третьего и пятого тиристорных оптронов являются соответственно пятым, шестым и четвертым выходами блока.

Фиг. 2

Л

Фиг.4

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики и может быть использовано при регулировании движения транспортных средств, в частности, на железнодорожном транспорте. Цель изобретения состоит в повышении функциональной надежности устройства. Устройство содержит блок 1 приема информации, блок 2 управления, дешифраторы 3.1 ... 3.3, силовые переключатели 4.1 ... 4.3, элементы 5.1 ... 5.3 развязки, датчики 6.1 ... 6.3 тока. Лампы 7.1 ... 7.3 светофора включаются при появлении информационных сигналов на выходах блока 1 приема информации, одном из входов 11.1 ... 11.3 устройства и сигнала на управляющем входе соответствующего дешифратора. Блок 2 управления обеспечивает включение запрещающего сигнала при перегорании ламп 7.2 ... 7.3, соответствующих разрешающим сигналам. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

А :

Ь)Ј

В)

Г) 11П111||| 1ГIII I III1Illl 1111111Ж/

Л) IIllllllliiiillIliilll1

EJ

- /

$

J

-/

- /