Трехзначный светодиодный светофор
Изобретение относится к регулирующим устройствам, устанавливаемым вдоль маршрута следования составов или локомотивов. Светофор содержит контакты зеленого и желтого сигнальных реле, а также две светодиодные цепи различного цвета излучения. Выбранная схема подключения светодиодных цепей к источнику питания через контакты сигнальных реле дает возможность при наличии светодиодных цепей зеленого и красного цветов получить три цвета показаний светофора: зеленое, красное и желтое. Изобретение позволяет существенно упростить конструкцию светофора, снизить стоимость его изготовления и уменьшить эксплуатационные расходы. 1 ил.
Изобретение относится к регулирующим устройствам, устанавливаемым вдоль маршрута следования составов или локомотивов, а именно к светофорам, выполняющим функции индикатора, разрешающего или запрещающего движение поездов по участку пути.
Известны светофоры железнодорожного транспорта, в которых в качестве излучающего элемента используются однонитевые лампы накаливания, а показания светофора изменяются посредством переключения в схеме контактами зеленого и желтого сигнальных реле (Системы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учебник для вузов /Ю.А.Кравцов, В.Л.Нестеров и др.; Под ред. Ю.А.Кравцова. - М.: Транспорт, 1996. - С.68, рис.4.1). Их недостатком является невысокая надежность работы, что обусловлено довольно частым перегоранием ламп накаливания.
Более высокой надежностью обладают светофоры, в которых используются двухнитевые лампы накаливания (Деев А.М., Зенькович Ю.И., Коган Д.А. и др. Ресурсосберегающие технологии в устройствах управления показаниями светофоров // Автоматика, связь, информатика. - 2000. - №1. - С.32, рис.1). Однако надежность их работы недостаточна, так как в них принципиально остается использование ламп накаливания. Кроме того, применение ламп накаливания определяет высокие эксплуатационные расходы, что связано с необходимостью периодической замены ламп накаливания. Коэффициент полезного действия ламп накаливания, выражаемый соотношением яркости излучения и затрат электрической энергии, невелик, что определяет невысокую энергетическую эффективность таких светофоров.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является светофор, энергетическая эффективность которого существенно выше, чем у ламповых светофоров. В нем в качестве излучающих элементов используются светодиоды светодиодных матриц (Есюнин В.И., Ефрюшкин А.Е. Светодиодные переездные светофоры // Автоматика, связь, информатика, - 1999. - №12. - С.25, рис.1).
Недостатком этого устройства является его относительно высокая стоимость. Это обусловлено тем обстоятельством, что для получения, например, трех показаний светофора необходимо иметь три конструктивно законченных головки, каждая из которых соответствует одному его показанию. В этом отношении экономически существенно более выгодными являются прожекторные светофоры, реализующие три показания светофора в одной головке. Однако конструкция внутреннего механизма прожекторного светофора сложна и обладает невысокой надежностью.
Целью изобретения является устранение недостатка светофора, в котором используются светодиодные матрицы путем получения возможности реализации трех показаний светофора в одной конструктивно законченной головке. Это дает упрощение как конструкции, так и схемы светофора, что в результате определяет снижение стоимости его изготовления и уменьшение эксплуатационных расходов.
Указанная цель достигается тем, что в светофор введена вторая светодиодная цепь, состоящая из последовательного соединения согласно включенных К светодиодов и резистора, первый вывод которой подключен к первому выводу первой светодиодной цепи, второй соединен с тыловым контактом зеленого сигнального реле, фронтовой контакт которого подключен ко второму выводу первой светодиодной цепи и к фронтовому контакту желтого сигнального реле, общим контактом соединенного с общим контактом зеленого сигнального реле, причем первая светодиодная цепь соответствует зеленому показанию светофора, а вторая - красному. В предлагаемом устройстве используется свойство светодиодных элементов иметь три цвета излучения при наличии в схеме двух светодиодов (Граф Ф., Шиитс В. Энциклопедия электронных схем. Том. 7. Часть 1.: Пер. с англ. - М.: ДМК Пресс, 2001. - С.276, рис.31.11. или С.290, рис.31.30). В соответствии с этим протекание токов раздельно через зеленый и красный светодиоды дает их излучения красного и зеленого цветов. Если пропускать одновременно ток через красный и зеленый светодиоды, то их результирующее излучение будет желтого цвета.
На чертеже представлена схема устройства трехзначного светодиодного светофора Устройство содержит первую 1 и вторую 2 светодиодные цепи, каждая из которых состоит из последовательного соединения К светодиодов 3.1,...3.К и резистора 4. Общий контакт зеленого сигнального реле 5 соединен с общим контактом желтого сигнального реле 6 и с одним из полюсов 7 источника электропитания, другой полюс 8 которого подключен к первым выводам первой 1 и второй 2 светодиодных цепей. Второй вывод первой светодиодной цепи 1 соединен с фронтовыми контактами зеленого 5 и желтого 6 сигнальных реле, а тыловой контакт зеленого 5 сигнального реле подключен ко второму выводу второй светодиодной цепи 2. Свечение первой светодиодной цепи 1 соответствует зеленому показанию светофора, а второй 2 - красному.
Трехзначный светодиодный светофор работает следующим образом.
Функционирование схемы светофора определяется следующим состоянием контактов зеленого 5 и желтого 6 сигнальных реле. Если оба реле находятся в выключенном состоянии, то светофор имеет красное показание. При включении желтого сигнального реле светофор имеет желтое показание, а если включено зеленое сигнальное реле, то светофор имеет зеленое показание.
При замыкании общего и фронтового контактов 5 зеленого сигнального реле к первой светодиодной цепи 1 подключаются полюса 7 и 8 источника электропитания. Через светодиоды 3.1,...3.К цепи 1 начинает протекать ток, вызывающий их свечение. Величина тока зависит от сопротивления резистора 4. Физические и технологические параметры светодиодов 3.1,...3.К цепи 1 определяют их свечение зеленым цветом. То есть при подаче напряжения на первую светодиодную цепь 1 трехзначный светофор имеет зеленое показание.
Если зеленое и желтое сигнальные реле находятся в выключенном состоянии, то через общий и тыловой контакты 5 зеленого сигнального реле источник электропитания подключается ко второй светодиодной цепи 2. Через светодиоды 3.1,...3.К и резистор 4 цепи 2 начинает протекать ток. Физические и технологические параметры этих светодиодов таковы, что излучение их имеет красный цвет. Следовательно, при выключенном состоянии зеленого и желтого сигнальных реле светофор имеет красное показание.
При выключенном состоянии зеленого сигнального реле и включенном состоянии желтого сигнального реле через замкнутый контакт 6 желтого сигнального реле и через общий и тыловой контакты 5 зеленого сигнального реле ток поступает как в первую светодиодную цепь 1, так и во вторую 2. Суммирование спектров их излучения в одной конструктивно законченной светодиодной матрице определяет желтое свечение светодиодов, что дает желтое показание светофора.
В общем случае в схеме светофора в качестве первой 1 и второй 2 светодиодных цепей может быть использовано параллельное соединение нескольких аналогичных светодиодных групп.
Таким образом, в изобретении используется лишь два типа светодиодных цепей, имеющих два цвета излучения: зеленое и красное, однако результат работы устройства дает три цвета излучения: зеленый, красный и желтый.
Следовательно, использование предлагаемого устройства позволяет иметь конструктивно лишь одну головку для трех показаний светофора. Это определяет возможность снижения стоимости светофора, упрощения его эксплуатации и снижения эксплуатационных расходов.
Формула изобретения
Трехзначный светодиодный светофор, содержащий контакты зеленого и желтого сигнальных реле и первую и вторую светодиодные цепи различного цвета излучения, состоящие из последовательного соединения согласно включенных К светодиодов и резистора, где общий контакт зеленого сигнального реле соединен с одним из полюсов источника электропитания, другой полюс которого подключен к первым выводам светодиодных цепей, отличающийся тем, что второй вывод первой светодиодной цепи соединен с тыловым контактом зеленого сигнального реле, фронтовой контакт которого подключен ко второму выводу второй светодиодной цепи и фронтовому контакту желтого сигнального реле, общим контактом соединенного с общим контактом зеленого сигнального реле.
РИСУНКИРисунок 1
