專利名稱：交通號志的備用電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于備用(Backup)電カ供電設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于ー種利用內(nèi)建偵測功能的儲能裝置自動回饋電壓、電流及溫度等電氣特性至控制裝置，并通過控制裝置監(jiān)控儲能裝置而避免異常的充放電動作的交通號志(信號或標(biāo)志，signals or signs)的備用電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
諸如鉄路或道路號志等交通號志設(shè)置于軌道或道路上而通過燈號或圖志管制人車的通行順序或方向，因此，交通號志必須長期工作，方能維護交通秩序與用路安全。由此
可知，若交通號志發(fā)生故障或失效，將嚴重影響交通安全，除造成用路混亂或塞車等交通問題外，更可能造成車禍而危害用路人的生命安全。為避免上述問題發(fā)生，交通號志的供電系統(tǒng)是否可穩(wěn)定供電即為不容忽視的要件。但是，臺電所提供的電カ常因發(fā)電機負載過大、產(chǎn)能不足、臺風(fēng)或地震等種種天災(zāi)人禍而出現(xiàn)供電不穩(wěn)的情形，如此，若交通號志的配電系統(tǒng)直接以市電作為唯一的供電電源，無疑地交通號志將因主電源供電不穩(wěn)而出現(xiàn)故障或失效的情況，再者，瞬間停電或瞬間供電所產(chǎn)生的浪涌電流更可能造成交通號志的電子元件短路或燒毀，使交通號志損壞或使用壽命減短。有鑒于此，目前現(xiàn)有的配電系統(tǒng)利用可重復(fù)充放電的蓄電池而作為備用電源，以于主電源異常時提供電力。此時，若蓄電池異常又配電系統(tǒng)未內(nèi)建檢測功能時，工作人員將無法即時查知與修復(fù)，造成該備用電源實用性降低且效益低落。或者，當(dāng)蓄電池為鉛酸電池吋，該備用電源將因電池特性而易于損毀，増加維護成本。甚或，若配電系統(tǒng)配有檢測裝置以監(jiān)測備用電源的運作狀態(tài)時，此裝置將大幅提增系統(tǒng)自耗電流量而形成散熱問題且增加成本。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型的目的在于提供ー種交通號志的備用電源系統(tǒng)，以利用儲能裝置的內(nèi)建偵測功能自動回饋即時的電氣資訊至控制裝置后，通過控制裝置監(jiān)控，以避免儲能裝置過度充放電。為達上述目的，本實用新型的交通號志的備用電源系統(tǒng)設(shè)于該交通號志的ー配電系統(tǒng)中，該配電系統(tǒng)具有ー主電源，用以提供該交通號志工作電壓，其包含一充電裝置、至少ー儲能裝置及ー控制裝置，且該充電裝置輸出一充電電源，該儲能裝置電性連接該充電裝置及該交通號志，而該控制裝置電性連接該充電裝置及該儲能裝置。并且，該儲能裝置包括至少ー電池模塊、至少ー檢測模塊及至少ー傳輸模塊，該電池模塊設(shè)有多個電池単元，接收并儲存該充電電源而形成一備用電源，且于該主電源停止供電時，輸出該備用電源至該交通號志，而該檢測模塊耦接該電池模塊，用以監(jiān)測該電池模塊的ー電氣特性而形成一監(jiān)測值，又該傳輸模塊耦接該檢測模塊，接收并輸出該監(jiān)測值。接著，該控制裝置即接收井比較該監(jiān)測值，當(dāng)該監(jiān)測值超出ー預(yù)設(shè)范圍時，該控制裝置輸出ー異常信號并停止該儲能裝置充電或放電。其中，所述多個電池單元為鋰鐵電池，該電氣特性為電壓、電流、電容量及溫度的其中之一或其組合。因此該監(jiān)測值對應(yīng)上述該電氣特性而包含有一充放電電壓值、一充放電電流值、ー電容量值及ー溫度值的其中之一或其組合，又該預(yù)設(shè)范圍包括直流16 32伏特的ー電壓范圍，以確保該儲能裝置正常工作。再者，為避免該儲能裝置過度充放電，該儲能裝置更包括ー開關(guān)模塊，該開關(guān)模塊設(shè)有耦接該充電裝置的一充電開關(guān)及耦接該交通號志的ー放電開關(guān)。當(dāng)該配電系統(tǒng)驅(qū)動該充電裝置并導(dǎo)通該充電開關(guān)以充電該儲能裝置吋，該充電裝置輸出一充電信號至該控制裝置，而該控制裝置接收該充電信號后，若該儲能裝置的充電電壓值大于該電壓范圍時，該控制裝置將截止該充電開關(guān)，以停止該儲能裝置充電?；蛘?，當(dāng)該配電系統(tǒng)驅(qū)動該儲能裝置并導(dǎo)通該放電開關(guān)以放電至該交通號志時，該儲能裝置輸出ー放電信號至該控制裝置，且該控制裝置接收該放電信號后，若該儲能裝置的放電電壓值小于該電壓范圍 時，該控制裝置將截止該放電開關(guān)，以停止該儲能裝置放電。同吋，為方便遠程監(jiān)控該備用電源系統(tǒng)的運作狀態(tài)，該控制裝置更包括一通信模塊，電信連接遠程的ー電子設(shè)備，用以傳輸該監(jiān)測值及該異常信號至該電子設(shè)備。

圖I為本實用新型較佳實施例的第一實施形態(tài)的方塊圖；圖2為本實用新型較佳實施例的第二實施形態(tài)的方塊圖；圖3為本實用新型較佳實施例的第二實施形態(tài)的實施示意圖。附圖標(biāo)記說明1-交通號志；2_配電系統(tǒng)；20_主電源；21_監(jiān)控器；22_備用電源系統(tǒng)；220_充電裝置；221-儲能裝置；2210_開關(guān)模塊；2211_電池模塊；2212_檢測模塊；2213-傳輸模塊；222_控制裝置；2220_通信模塊；3_電子設(shè)備。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。請參閱圖I 圖3，其分別為本實用新型較佳實施例的第一實施形態(tài)的方塊圖、第ニ實施形態(tài)的方塊圖及實施示意圖。如圖所示，該交通號志I的一配電系統(tǒng)2具有用以常態(tài)性提供該交通號志I工作電壓的一主電源20、用以監(jiān)控該主電源20供電狀態(tài)的ー監(jiān)控器21及必要時提供暫時電カ的該備用電源系統(tǒng)22。當(dāng)該主電源20出現(xiàn)供電異常，諸如電壓不穩(wěn)或斷電時，該監(jiān)控器21即切換供電來源而驅(qū)動該備用電源系統(tǒng)22暫態(tài)性地供電，而當(dāng)該主電源20恢復(fù)供電或供電穩(wěn)定時，該監(jiān)控器21再次將供電來源切換至該主電源20，如此，可提升該配電系統(tǒng)2的穩(wěn)定度及可靠度，避免該交通號志I因電カ問題而失效。該備用電源系統(tǒng)22包含一充電裝置220、至少ー儲能裝置221及ー控制裝置222，該充電裝置220電性連接該儲能裝置221及該控制裝置222，以可直接截取市電或該主電源20的電能而變壓輸出一充電電源至該儲能裝置221。該儲能裝置221電性連接該控制裝置222及該交通號志I,包括一開關(guān)模塊2210、至少一電池模塊2211、至少一檢測模塊2212及耦接該控制裝置222的至少ー傳輸模塊2213，該開關(guān)模塊2210、該檢測模塊2212及該傳輸模塊2213可通過ー印刷電路板上的電路元件實現(xiàn)，以使該備用電源系統(tǒng)22的整體自耗電流量可僅為100mA，且該開關(guān)模塊2210設(shè)有可為電子控制開關(guān)或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的一充電開關(guān)及一放電開關(guān)(圖未示)。其中，該充電開關(guān)的柵極可耦接該監(jiān)控器21及該控制裝置222而漏極或源極分別耦接該充電裝置220及該電池模塊2211，該放電開關(guān)的柵極耦接該控制裝置222而漏極或源極則分別耦接該電池模塊2211及該交通號志
I。該電池模塊2211設(shè)有多個電池単元，用以接收并儲存該充電電源而形成ー備用電源，并且，所述多個電池單元可為鋰鐵電池而具有高放電性、高效能電熱性及使用壽命長等優(yōu)點，以提升該備用電源系統(tǒng)22的供電可靠度，同時符合環(huán)保。該檢測模塊2212耦接該電池模塊2211及該傳輸模塊2213，用以周期性地，例如每隔10 999秒即檢測涵蓋電壓、電流、電容量及溫度的其中之一或其組合的該電池模塊2211的ー電氣特性而對應(yīng)形成包含一充放電電壓值、一充放電電流值、ー電容量值及ー溫度值的其中之一或其組合的一監(jiān)測值后，通過該傳輸模塊2213傳送至該控制裝置222， 使該控制裝置222接收并比較該監(jiān)測值，并于該監(jiān)測值超出ー預(yù)設(shè)范圍，例如電壓范圍DC16 32V或溫度-10 65°C等該儲能裝置221維持正常運作的工作條件時，輸出ー異常信號并停止該儲能裝置221充電或放電。換言之，當(dāng)該主電源20停止供電時，該監(jiān)控器21即驅(qū)動該儲能裝置221并導(dǎo)通該放電開關(guān)，使該儲能裝置221輸出ー放電信號至該控制裝置222且通過該電池模塊2211輸出該備用電源至該交通號志1，此時，該控制裝置222持續(xù)接收井比較該監(jiān)測值，一旦該儲能裝置221的放電電壓值小于16V時，輸出該異常信號并截止該放電開關(guān)而停止該儲能裝置221放電。接著，當(dāng)該主電源20恢復(fù)供電或供電穩(wěn)定吋，該監(jiān)控器21將停止該備用電源系統(tǒng)22輸出電力，驅(qū)動該充電裝置220并導(dǎo)通該充電開關(guān)以充電該儲能裝置221，且該充電裝置220可輸出一充電信號至該控制裝置222，此時，若該控制裝置222測得該儲能裝置221的充電電壓值大于32V時，截止該充電開關(guān)而停止該儲能裝置221充電。如此，通過具自動回報其電氣特性功能的該儲能裝置221及可自動控制充放電的該控制裝置222即可避免該備用電源系統(tǒng)22過度充放電，確保該交通號志I的供電穩(wěn)定度。于本實施例中，為考慮該印刷電路板上各電子元件的負載能力，可利用ニ個分別具有四顆電池單元且各配有該印刷電路板的電池模塊2211相互串聯(lián)成24V/100Ah的該儲能裝置11，以使該儲能裝置11于充電電流O 100A充電I 50小時后，得以提供約為175A的放電電流予該交通號志1，如此，本實用新型可應(yīng)用于火車的各式鉄路號志中。順帶ー提的是，其中的ー個所述的電池模塊2211所配的該印刷電路板可僅設(shè)有該檢測模塊2212而通過相互耦接的另ー該電池模塊2211 —井傳送測得的該電氣特性至該控制裝置222。另夕卜，另ー該電池模塊2211可設(shè)有ー散熱元件(圖未示)，以加速串接的所述多個電池模塊2211散熱，且所述多個電池模塊2211的至少ー個可設(shè)有ー顯示面板(圖未示)，以使工作人員便于即時查看該電池模塊2211的運作狀況。再者，為方便工作人員遠程監(jiān)控該備用電源系統(tǒng)22的運作狀態(tài)，該控制裝置222可為火車站站管中心的電腦主機而具一通信模塊2220，如此，該通信模塊2220可通過有線或無線的通信接ロ電信連接遠程的ー電子設(shè)備3，例如平板電腦、個人數(shù)字助理、手機或服務(wù)數(shù)據(jù)庫而傳輸該監(jiān)測值及該異常信號至該電子設(shè)備3，以方便即時通知正巡視所述多個交通號志I的鉄路工作人員，或方便鐵路總局掌握即時狀況與匯整數(shù)據(jù)。以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化， 或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在干，設(shè)于該交通號志的一配電系統(tǒng)中，該配電系統(tǒng)具有ー主電源，用以提供該交通號志工作電壓，其包含 一充電裝置，輸出一充電電源； 至少ー儲能裝置，電性連接該充電裝置及該 交通號志，其包括 至少ー電池模塊，設(shè)有多個電池単元，接收并儲存該充電電源而形成一備用電源，且于該主電源停止供電時，輸出該備用電源至該交通號志； 至少ー檢測模塊，耦接該電池模塊，用以監(jiān)測該電池模塊的ー電氣特性而形成一監(jiān)測值；及 至少ー傳輸模塊，耦接該檢測模塊，接收并輸出該監(jiān)測值；及 ー控制裝置，電性連接該充電裝置及該儲能裝置，接收并比較該監(jiān)測值，當(dāng)該監(jiān)測值超出一預(yù)設(shè)范圍時，該控制裝置輸出ー異常信號并停止該儲能裝置充電或放電。
2.如權(quán)利要求I所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述多個電池單元為鋰鐵電池。
3.如權(quán)利要求I所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在干，該電氣特性為電壓、電流、電容量及溫度的其中之一或其組合。
4.如權(quán)利要求3所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在干，該預(yù)設(shè)范圍包括直流16 32伏特的ー電壓范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在干，該儲能裝置更包括一開關(guān)模塊，該開關(guān)模塊設(shè)有耦接該充電裝置的一充電開關(guān)及耦接該交通號志的一放電開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在干，當(dāng)該配電系統(tǒng)驅(qū)動該充電裝置并導(dǎo)通該充電開關(guān)以充電該儲能裝置吋，該充電裝置輸出一充電信號至該控制裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在于，該控制裝置接收該充電信號后，若該儲能裝置的充電電壓值大于該電壓范圍時，該控制裝置將截止該充電開關(guān)，以停止該儲能裝置充電。
8.如權(quán)利要求5所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在干，當(dāng)該配電系統(tǒng)驅(qū)動該儲能裝置并導(dǎo)通該放電開關(guān)以放電至該交通號志時，該儲能裝置輸出ー放電信號至該控制裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在于，該控制裝置接收該放電信號后，若該儲能裝置的放電電壓值小于該電壓范圍時，該控制裝置將截止該放電開關(guān)，以停止該儲能裝置放電。
10.如權(quán)利要求I所述的交通號志的備用電源系統(tǒng)，其特征在于，該控制裝置更包括一通信模塊，電信連接遠程的ー電子設(shè)備，用以傳輸該監(jiān)測值及該異常信號至該電子設(shè)備。
專利摘要本實用新型公開一種交通號志的備用電源系統(tǒng)，設(shè)于該交通號志的一配電系統(tǒng)中而于該配電系統(tǒng)的一主電源供電異常時通過一儲能裝置提供一備用電源，且該儲能裝置內(nèi)建一檢測模塊、一電池模塊及一傳輸模塊而可即時檢測該儲能裝置的一電氣特性，形成一監(jiān)測值并自動傳送至一控制裝置，而當(dāng)該監(jiān)測值超出一預(yù)設(shè)范圍時，該控制裝置即自動停止該儲能裝置充電或放電，如此，即可避免該儲能裝置過充或過放而損壞該備用電源系統(tǒng)，造成該交通號志于必要時刻里無法正常工作或失效，危害交通安全。
文檔編號H02J7/00GK202602311SQ201220111138
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者林永珅 申請人:永泰動力科技有限公司