一種帶有電壓電流檢測功能的信號燈故障檢測電路及其檢測控制方法
【專利說明】一種帶有電壓電流檢測功能的信號燈故障檢測電路及其檢測控制方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及交通信號燈技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種帶有電壓電流檢測功能的信號燈故障檢測電路及其檢測控制方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]智能型信號機除了能夠按預(yù)設(shè)的相位對信號燈進行控制外，還需要能夠?qū)π盘枱舫霈F(xiàn)的故障進行準確的檢測。信號燈常見故障有斷路和短路兩種情況，相應(yīng)的故障檢測手段也有電流檢測和電壓檢測兩種方式。電壓檢測可以檢測到信號燈短路故障，但不能檢測出信號燈斷路的情況；電流檢測可以檢測到信號燈斷路故障，但不能檢測到信號燈短路的情況。因此如何針對信號燈既能進行電壓檢測也能進行電流檢測已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)問題。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中交通信號燈無法進行斷路和短路檢測的缺陷，提供一種帶有電壓電流檢測功能的信號燈故障檢測電路及其檢測控制方法來解決上述問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種帶有電壓電流檢測功能的信號燈故障檢測電路，包括信號燈，信號燈接在信號機可控硅輸出端上，還包括電流檢測電路和電壓檢測電路，電壓檢測電路并接在信號燈上，電流檢測電路串接在信號燈與信號機可控硅輸出端的電路回路上；
所述的電壓檢測電路包括交流光耦D311，主電壓采集端L1R串接雙向TVS管D315后接在交流光耦D311的1引腳上，從電壓采集端N串接電阻R311后接在交流光耦D311的2引腳上，交流光耦D311的3引腳接地GND，交流光耦D311的4引腳接電壓采樣點V1R，高電壓端V3串接電阻R313后并接在交流光耦D311的4引腳上，電容C312 —端并接在交流光耦D311的4引腳上，電容C312的另一端接地GND ；
所述的電流檢測電路包括兵字電流互感器L311和整流橋D314，主電流采樣端L1R0和從電流采樣端L1R之間依次串接兵字電流互感器L311和整流橋D314，整流橋D314的3引腳上串接電阻R321后接入三極管Q311的基極，整流橋D314的4引腳并接在三極管Q311的發(fā)射極上，整流橋D314的3引腳和4引腳之間依次并接電阻R320和電容C317，三極管Q311的發(fā)射極接地GND，三極管Q311的集電極接電流采集點IL1，高電壓端V3串接電阻R322后并接在三極管Q311的集電極上，三極管Q311的發(fā)射極和集電極之間并接有電容C318。
[0008]所述的主電壓采集端L1R和從電壓采集端N并接在信號燈上，所述的主電流采樣端L1R0和從電流采樣端L1R串接在信號燈與信號機可控硅輸出端的電路回路上。
[0009]所述的主電流采樣端L1R0接在兵字電流互感器L311的2引腳上，從電流采樣端L1R接在兵字電流互感器L311的1引腳上，兵字電流互感器L311的3引腳接在整流橋D314的2引腳上，兵字電流互感器L311的4引腳接在整流橋D314的1引腳上。
[0010]所述交流光耦D311的型號為TLP126，雙向TVS管D315的型號為SMCJ130CA。
[0011]所述兵字電流互感器L311的型號為TA1013-2ZM，整流橋D314的型號為HD06。
[0012]還包括MCU和信號機內(nèi)部CAN總線，信號機內(nèi)部CAN總線與MCU的數(shù)據(jù)輸入端相連，電流檢測電路的電流采集點IL1、電壓檢測電路的電壓采樣點V1R均與MCU的數(shù)據(jù)采集端相連。
[0013]一種帶有電壓電流檢測功能的信號燈故障檢測電路的檢測控制方法，包括以下步驟:
MCU從信號機內(nèi)部CAN總線獲取當前信號機相位，判斷當前信號機相位是否為信號燈使用狀態(tài)；若是，則判斷信號燈是否未亮；若否，則判斷信號燈是否誤亮；
判斷信號燈是否未亮采用以下方式:MCU從電流檢測電路獲取采樣電流值A(chǔ)，MCU從電壓檢測電路獲取采樣電壓值B，判斷邏輯式如下:
P=A or B ；
若邏輯結(jié)果P為0，則判定當前信號燈正常；若邏輯結(jié)果P為1，則判定當前信號燈故障；
判斷信號燈是否誤亮采用以下方式:MCU從電流檢測電路獲取采樣電流值A(chǔ)，MCU從電壓檢測電路獲取采樣電壓值B，判斷邏輯式如下:
P=A and B ；
若邏輯結(jié)果P為1，則判定當前信號燈正常；若邏輯結(jié)果P為0，則判定當前信號燈故障。
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有益效果
本發(fā)明的一種帶有電壓電流檢測功能的信號燈故障檢測電路及其檢測控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠同時具備電壓檢測和電流檢測功能，可實時地對信號燈進行故障檢測，提高了信號燈的使用可靠性，達到故障檢測準確可靠的目的。
[0015]
【附圖說明】
圖1為本發(fā)明的電路原理連接框圖；
圖2為本發(fā)明中電壓檢測電路的電路連接圖；
圖3為本發(fā)明中電流檢測電路的電路連接圖；
其中，1-彳目號燈、2_彳目號機可控娃輸出端、3_電流檢測電路、4_電壓檢測電路、5-MCU、6-保險絲、7-信號機內(nèi)部CAN總線。
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【具體實施方式】
[0017]為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下:
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種帶有電壓電流檢測功能的信號燈故障檢測電路，包括信號燈1，信號燈1接在信號機可控硅輸出端2上，信號燈1上還接有保險絲6，信號機可控硅輸出端2為交通信號機的控制輸出端，為信號燈1提供電源輸出控制。信號燈1為紅色信號燈、綠色信號燈或黃色信號燈，即在實際應(yīng)用中，對一組紅綠信號燈實現(xiàn)監(jiān)測，則需要分別在三路信號燈上(紅色信號燈、綠色信號燈或黃色信號燈)均安裝電流檢測電路3和電壓檢測電路4。電壓檢測電路4并接在信號燈1上，進行電壓檢測；電流檢測電路3串接在信號燈1與信號機可控硅輸出端2的電路回路上，進行電流檢測。
[0018]如圖2所示，電壓檢測電路4包括交流光耦D311，交流光耦D311是一個低電流導(dǎo)通的交流光耦，型號為TLP126。主電壓采集端L1R和從電壓采集端N為電壓采集的兩個點，主電壓采集端L1R和從電壓采集端N并接在信號燈1上。主電壓采集端L1R串接雙向TVS管D315后接在交流光耦D311的1引腳上，雙向TVS管D315的型號為SMCJ130CA。從電壓采集端N串接電阻R311后接在交流光耦D311的2引腳上，電阻R311為功率電阻，其具體參數(shù)為阻值30K、功率2W、封裝為2512。交流光耦D311的1引腳和2引腳分別為AC1和AC2，交流光耦D311的3引腳為負輸出，交流光耦D311的3引腳接地GND。交流光耦D311的4引腳為正輸出，交流光耦D311的4引腳接電壓采樣點V1R。高電壓端V3串接電阻R313后并接在交流光耦D311的4引腳上，高電壓端V3這高電壓端，電阻R313則為上拉電阻。電容C312 —端并接在交流光耦D311的4引腳上，電容C312的另一端接地GND，電容C312則為濾波電容。
[0019]電壓檢測電路4在使用時，主電壓采集端L1R和從電壓采集端N采集交流電壓，當主電壓采集端L1R和從電壓采集端N之間的交流電壓小于AC110V，即信號燈1未有電源供應(yīng)。由于雙向TVS管D315的使用特性，其低于110V雙向TVS管D315不會導(dǎo)通，則交流光耦D311中無電流通過，交流光耦D311輸出處于斷路狀態(tài)。此時，電壓采樣點V1R在上拉電阻R313的作用下處于高電平，電壓采樣點V1R輸出1。即電壓檢測電路4在當前信號燈1未有電源供應(yīng)的情況下，電壓采樣點V1R輸出1。當主電壓采集端L1R和從電壓采集端N之間的交流電壓大于AC135V時，即信號燈1有電源供應(yīng)。雙向TVS管D315導(dǎo)通，交流光耦D311中有電流通過，交流光耦D311的4引腳輸出在高電壓端V3的作用下處于短路狀態(tài)。電路采樣點V1R在交流光耦D311短路狀態(tài)的作用下被拉成低電平，電壓采樣點V1R輸出0。即電壓檢測電路4在當前信號燈1有電源供應(yīng)的情況下，電壓采樣點V1R輸出0。
[0020]在實際應(yīng)用中，主電壓采集端L1R和從電壓采集端N之間的交流電壓介于AC110V和AC135V之間，此時電路會由于雙向TVS管D315和交流光耦D311的器件個體差異性，會使整個電路輸出值不確定。但在信號燈的應(yīng)用中，不涉及此區(qū)間范圍，避開了此電壓區(qū)間。
[0021]如圖3所示，電流檢測電路3包括兵字電流互感器L311和整流橋D314。兵字電流互感器L311的型號為TA1013-2ZM，參數(shù)為1.25A:5mA，負責將信號燈的強電電流信號轉(zhuǎn)換成弱電小電流信號，并將強電與弱電電路進行隔離。整流橋D314的型號為HD06，負責將互感器輸出的交流電流信號轉(zhuǎn)換成直流電流信號。主電流采樣端L1R0和從電流采樣端L1R為電流檢測電路3的兩個電流米集點，主電流米樣端L1R0和從電流米樣端L1R串接在彳目號燈1與信號機可控硅輸出端2的電路回路上。主電流采樣端L1R0和從電流采樣端L1R之間依次串接兵字電流互感器L311和整流橋D314，主電流采樣端L1R0接在兵字電流互感器L311的2引腳上，從電流采樣端L1R接在兵字電流互感器L311的1引腳上，兵字電流互感器L311的3引腳接在整流橋D314的2引腳上，兵字電流互感器L311的4引腳接在整流橋D314的1引腳上。整流橋D314的3引腳上串接電阻R321后接入三極管Q311的基極，串接電阻R321為限流電阻。整流