一種帶有電壓電流檢測(cè)功能的信號(hào)燈故障檢測(cè)電路及其檢測(cè)控制方法
【專利說明】一種帶有電壓電流檢測(cè)功能的信號(hào)燈故障檢測(cè)電路及其檢測(cè)控制方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及交通信號(hào)燈技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種帶有電壓電流檢測(cè)功能的信號(hào)燈故障檢測(cè)電路及其檢測(cè)控制方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]智能型信號(hào)機(jī)除了能夠按預(yù)設(shè)的相位對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行控制外，還需要能夠?qū)π盘?hào)燈出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)。信號(hào)燈常見故障有斷路和短路兩種情況，相應(yīng)的故障檢測(cè)手段也有電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)兩種方式。電壓檢測(cè)可以檢測(cè)到信號(hào)燈短路故障，但不能檢測(cè)出信號(hào)燈斷路的情況；電流檢測(cè)可以檢測(cè)到信號(hào)燈斷路故障，但不能檢測(cè)到信號(hào)燈短路的情況。因此如何針對(duì)信號(hào)燈既能進(jìn)行電壓檢測(cè)也能進(jìn)行電流檢測(cè)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(hào)燈無法進(jìn)行斷路和短路檢測(cè)的缺陷，提供一種帶有電壓電流檢測(cè)功能的信號(hào)燈故障檢測(cè)電路及其檢測(cè)控制方法來解決上述問題。
[0007]為了實(shí)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(cè)功能的信號(hào)燈故障檢測(cè)電路，包括信號(hào)燈，信號(hào)燈接在信號(hào)機(jī)可控硅輸出端上，還包括電流檢測(cè)電路和電壓檢測(cè)電路，電壓檢測(cè)電路并接在信號(hào)燈上，電流檢測(cè)電路串接在信號(hào)燈與信號(hào)機(jī)可控硅輸出端的電路回路上；
所述的電壓檢測(cè)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(diǎn)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(cè)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(diǎn)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(hào)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(hào)燈與信號(hào)機(jī)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(hào)為TLP126，雙向TVS管D315的型號(hào)為SMCJ130CA。
[0011]所述兵字電流互感器L311的型號(hào)為TA1013-2ZM，整流橋D314的型號(hào)為HD06。
[0012]還包括MCU和信號(hào)機(jī)內(nèi)部CAN總線，信號(hào)機(jī)內(nèi)部CAN總線與MCU的數(shù)據(jù)輸入端相連，電流檢測(cè)電路的電流采集點(diǎn)IL1、電壓檢測(cè)電路的電壓采樣點(diǎn)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(cè)功能的信號(hào)燈故障檢測(cè)電路的檢測(cè)控制方法，包括以下步驟:
MCU從信號(hào)機(jī)內(nèi)部CAN總線獲取當(dāng)前信號(hào)機(jī)相位，判斷當(dāng)前信號(hào)機(jī)相位是否為信號(hào)燈使用狀態(tài)；若是，則判斷信號(hào)燈是否未亮；若否，則判斷信號(hào)燈是否誤亮；
判斷信號(hào)燈是否未亮采用以下方式:MCU從電流檢測(cè)電路獲取采樣電流值A(chǔ)，MCU從電壓檢測(cè)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(dāng)前信號(hào)燈正常；若邏輯結(jié)果P為1，則判定當(dāng)前信號(hào)燈故障；
判斷信號(hào)燈是否誤亮采用以下方式:MCU從電流檢測(cè)電路獲取采樣電流值A(chǔ)，MCU從電壓檢測(cè)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(dāng)前信號(hào)燈正常；若邏輯結(jié)果P為0，則判定當(dāng)前信號(hào)燈故障。
[0014]
有益效果
本發(fā)明的一種帶有電壓電流檢測(cè)功能的信號(hào)燈故障檢測(cè)電路及其檢測(cè)控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠同時(shí)具備電壓檢測(cè)和電流檢測(cè)功能，可實(shí)時(shí)地對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行故障檢測(cè)，提高了信號(hào)燈的使用可靠性，達(dá)到故障檢測(cè)準(zhǔn)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(cè)電路的電路連接圖；
圖3為本發(fā)明中電流檢測(cè)電路的電路連接圖；
其中，1-彳目號(hào)燈、2_彳目號(hào)機(jī)可控娃輸出端、3_電流檢測(cè)電路、4_電壓檢測(cè)電路、5-MCU、6-保險(xiǎn)絲、7-信號(hào)機(jī)內(nèi)部CAN總線。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)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(cè)功能的信號(hào)燈故障檢測(cè)電路，包括信號(hào)燈1，信號(hào)燈1接在信號(hào)機(jī)可控硅輸出端2上，信號(hào)燈1上還接有保險(xiǎn)絲6，信號(hào)機(jī)可控硅輸出端2為交通信號(hào)機(jī)的控制輸出端，為信號(hào)燈1提供電源輸出控制。信號(hào)燈1為紅色信號(hào)燈、綠色信號(hào)燈或黃色信號(hào)燈，即在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)一組紅綠信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，則需要分別在三路信號(hào)燈上(紅色信號(hào)燈、綠色信號(hào)燈或黃色信號(hào)燈)均安裝電流檢測(cè)電路3和電壓檢測(cè)電路4。電壓檢測(cè)電路4并接在信號(hào)燈1上，進(jìn)行電壓檢測(cè)；電流檢測(cè)電路3串接在信號(hào)燈1與信號(hào)機(jī)可控硅輸出端2的電路回路上，進(jìn)行電流檢測(cè)。
[0018]如圖2所示，電壓檢測(cè)電路4包括交流光耦D311，交流光耦D311是一個(gè)低電流導(dǎo)通的交流光耦，型號(hào)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(gè)點(diǎn)，主電壓采集端L1R和從電壓采集端N并接在信號(hào)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(hào)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(fù)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(diǎn)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(cè)電路4在使用時(shí)，主電壓采集端L1R和從電壓采集端N采集交流電壓，當(dāng)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(hào)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(huì)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(shí)，電壓采樣點(diǎn)V1R在上拉電阻R313的作用下處于高電平，電壓采樣點(diǎn)V1R輸出1。即電壓檢測(cè)電路4在當(dāng)前信號(hào)燈1未有電源供應(yīng)的情況下，電壓采樣點(diǎn)V1R輸出1。當(dāng)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(shí)，即信號(hào)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(diǎn)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(diǎn)V1R輸出0。即電壓檢測(cè)電路4在當(dāng)前信號(hào)燈1有電源供應(yīng)的情況下，電壓采樣點(diǎn)V1R輸出0。
[0020]在實(shí)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(shí)電路會(huì)由于雙向TVS管D315和交流光耦D311的器件個(gè)體差異性，會(huì)使整個(gè)電路輸出值不確定。但在信號(hào)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(cè)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(hào)為TA1013-2ZM，參數(shù)為1.25A:5mA，負(fù)責(zé)將信號(hào)燈的強(qiáng)電電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成弱電小電流信號(hào)，并將強(qiáng)電與弱電電路進(jìn)行隔離。整流橋D314的型號(hào)為HD06，負(fù)責(zé)將互感器輸出的交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電流信號(hào)。主電流采樣端L1R0和從電流采樣端L1R為電流檢測(cè)電路3的兩個(gè)電流米集點(diǎn)，主電流米樣端L1R0和從電流米樣端L1R串接在彳目號(hào)燈1與信號(hào)機(jī)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