Система электронного управления светодиодами

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДАМИ(71) Заявитель АЖД ПРАГА с.р.о.(73) Патентообладатель АЖД ПРАГА с.р.о.(57) 1. Система электронного управления светодиодами преимущественно для оптической сигнализации на железнодорожном транспорте, содержащая по меньшей мере один светодиодный столбик (1-) со вспомогательными цепями, отличающаяся тем, что к входным клеммам напряжения электропитания системы подключена схемаизмерения входного напряжения и тока, выход которой соединен со входом блокаповышающего преобразователя напряжения, содержащего генераторимпульсов и переключатель , а измерительные выходы по отдельности - с соответствующими входами взаимно соединенных, независимых друг от друга первогои второгоблоков управления, выходы которых по отдельности соединены с соответствующими входами первогои второгоблоков надежного пропуска сигнала возбуждения 16992 1 2013.04.30 переключателя , последовательно соединенных и включенных между выходом генератораимпульсов и входом управления переключателя , выход блокаповышающего преобразователя напряжения соединен со входом схемыизмерения выходного напряжения блокаповышающего преобразователя и со входом по меньшей мере одного светодиодного столбика (1-) со вспомогательными цепями, выходы схемыизмерения выходного напряжения блокаповышающего преобразователя по отдельности соединены с соответствующими входами первогои второго блоков управления, причем каждый светодиодный столбик (1-) со вспомогательными цепями содержит последовательно соединенные светодиоды , подключенные к источникутока светодиодов, последовательно соединенному со схемой измерения тока, и схемуизмерения напряжения, подключенную к источникутока светодиодов, выходы схемыизмерения тока по отдельности соединены с соответствующими входами первогои второгоблоков управления, и выходы схемыизмерения напряжения по отдельности соединены с соответствующими входами первогои второгоблоков управления, управляющий вход источникатока светодиодов соединен с соответствующим выходом первогоблока управления и/или второгоблока управления выход схемыизмерения входного напряжения и тока соединен со входом схемыкодирования входного тока, вход управления которой соединен с соответствующим выходом первогоблока управления и/или второгоблока управления. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что между входными клеммами напряжения электропитания системы и схемойизмерения входного напряжения и тока включен входной фильтр . 3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что между выходом схемыизмерения входного напряжения и тока, входом подключенной к входным клеммам напряжения электропитания системы, и входом блокаповышающего преобразователя напряжения включен выпрямитель . 4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что к выходу выпрямителяподключен вывод дросселя , другой вывод которого соединен с соответствующим выводом переключателя , другой вывод которого заземлен, и с анодом диода , катод которого соединен с выводом конденсатора , являющимся выходом блокаповышающего преобразователя напряжения, другой вывод конденсаторазаземлен, причем дроссель, диоди конденсаторявляются частями блокаповышающего преобразователя напряжения. Предметом данного изобретения является система электронного управления светодиодами, предназначенная преимущественно для применения в оптической сигнализации на железнодорожном транспорте. В настоящее время на железнодорожном транспорте применяются лампы накаливания и светодиоды. Одним из преимуществ ламп накаливания является то, что благодаря параметрам нити,которая в холодном состоянии имеет низкое полное сопротивление, исключается влияние на ее функции емкостных и индукционных напряжений и токов в кабельных сетях, предназначенных для включения этих ламп накаливания. При зажигании лампы накаливания происходит повышение температуры нити и повышение ее полного сопротивления, что обуславливает снижение потребляемой мощности, необходимой для свечения. Другим преимуществом является наличие нити, которая при свечении в случае ее целостности обеспечивает протекание тока, контролируемого высшим уровнем системы управления, и лампа излучает свет, а в случае обрыва нити обрывается цепь протекания тока, и лампа 2 16992 1 2013.04.30 прекращает излучение света. Недостатком лампы накаливания является низкий срок службы, особенно при применении ее в мигающей сигнализации. Преимуществом светодиодных источников света является высокая продолжительность срока службы. Недостатком светодиодных источников света является риск имитации свечения, возникающий при влиянии емкостных или индукционных напряжений и токов. Другим недостатком является невозможность определения снижения интенсивности свечения по причине отказов отдельных светодиодов. Целью данного изобретения является создание электронной части светодиодных источников света, исключающей недостатки ламп накаливания и применяемых до настоящего времени светодиодных источников света. Изобретение касается системы электронного управления светодиодами, в частности,для оптической сигнализации на железнодорожном транспорте, включающей по меньшей мере, один светодиодный столбик со вспомогательными цепями. Суть изобретения заключается в том, что ко входным клеммам переменного или постоянного напряжения электропитания системы подключена схема измерения входного тока и напряжения, выход которой подключен к блоку повышающего преобразователя, содержащего генератор импульсов, дроссель, диод и переключатель. Выходы схемы измерения входного напряжения и тока по отдельности подключены к первому и второму блокам управления, которые взаимно соединены, независимы друг от друга и по отдельности подключены к первому и второму блокам надежного пропуска сигнала возбуждения преобразователем. Блоки надежного пропуска сигнала возбуждения переключателя в блоке повышающего преобразователя соединены последовательно друг с другом и включены между выходом генератора импульсов и переключателем. К выходу блока повышающего преобразователя подключены, во-первых, схема измерения выходного напряжения повышающего преобразователя и, во-вторых, по меньшей мере один светодиодный столбик со вспомогательными цепями. Выходы схемы измерения выходного напряжения повышающего преобразователя по отдельности подключены к первому и второму блокам управления. Каждый светодиодный столбик состоит из последовательно соединенных светодиодов и включен последовательно с источником тока светодиодов, к которому последовательно присоединена схема измерения тока, при этом схема измерения напряжения подключена к цепи последовательно соединенных источника тока светодиодов и схемы измерения тока. Выходы схемы измерения тока и выходы схемы измерения напряжения, подключенной к источнику тока светодиодов, последовательно соединенному со схемой измерения тока, по отдельности подключены к первому и второму блокам управления, причем вход источника тока светодиодов для возможности управления им подключен к первому блоку управления и/или ко второму блоку управления, а к схеме измерения входного напряжения и тока подключена схема кодирования, управляемая первым блоком управления и/или вторым блоком управления. Между входной клеммой для подключения переменного или постоянного напряжения и схемой измерения входного напряжения и тока может быть включен входной фильтр,который служит для подавления сигналов помех. К выходу выпрямителя подключен дроссель, к противоположному выводу дросселя подключен, во-первых, переключатель, другой вывод которого заземлен, а также анод диода, к катоду которого подключен один вывод конденсатора, второй вывод которого заземлен, при этом упомянутые дроссель, диод и конденсатор являются частями блока повышающего преобразователя, на выходе которого установлен конденсатор, к которому подключены, во-первых, схема измерения выходного напряжения повышающего преобразователя и, во-вторых, по меньшей мере один светодиодный столбик со вспомогательными цепями. 3 16992 1 2013.04.30 Первый, или второй, или оба блока управления могут быть соединены с источником тока светодиодного столбика со вспомогательными цепями для управления интенсивностью светоизлучения. Для случая когда используется входное переменное напряжение для обеспечения работы системы, между выходом схемы измерения входного напряжения и тока и блоком повышающего преобразователя должен быть подключен выпрямитель. Преимуществом предлагаемого изобретения, кроме того, является существенное увеличение срока эксплуатации оптической сигнализации на железнодорожном транспорте для светофоров на переездах и светофоров, управляющих движением поездов. Существенным преимуществом является высокая надежность определения работоспособности необходимого количества светодиодов на основании измеренных значений напряжений и токов, а также возможность надежного выключения системы при недостаточном количестве работоспособных светодиодов. Кроме этого, существенным преимуществом является высокая надежность определения состояния неисправности системы с помощью кодирования потребления тока системой. На прилагаемом чертеже показан пример выполнения системы согласно изобретению,а ниже дано его подробное описание. Система электронного управления светодиодами, предназначенная для оптической сигнализации на железнодорожном транспорте, включает в себя один или более светодиодных столбиков 1- со вспомогательными цепями. Ко входным клеммам переменного или постоянного напряжения электропитания системы через входной фильтрподключена схемаизмерения входного напряжения и тока, выход которой, в свою очередь через выпрямительподключен к блокуповышающего преобразователя. Блокповышающего преобразователя включает генераторимпульсов, переключатель , а также содержит дроссель , подключенный к выходу выпрямителя , к противоположному выводу дросселяподключен, во-первых, переключатель , второй вывод которого заземлен, и, во-вторых, анод диода , к катоду которого подключен один вывод конденсатора , второй вывод которого заземлен. Выходом блокаповышающего преобразователя является катод диода , к которому подключена, во-первых, схемаизмерения выходного напряжения блокаповышающего преобразователя и, во-вторых,по меньшей мере один светодиодный столбик 1- со вспомогательными цепями. Схемаизмерения входного напряжения и тока своими измерительными выходами по отдельности подключена к первому и второму блокам ,управления,которые взаимно соединены и по отдельности подключены к блокуповышения коэффициента надежности, точнее к первому и второму блокам ,надежного пропуска сигнала возбуждения переключателя . Упомянутые блоки ,надежного пропуска сигнала возбуждения переключателясоединены последовательно между собой и включены между выходом генератора импульсови переключателем . К выходу блокаповышающего преобразователя подключена, во-первых, схемаизмерения выходного напряжения блокаповышающего преобразователя, во-вторых, как минимум один светодиодный столбик 1- со вспомогательными цепями. Выходы схемыизмерения выходного напряжения повышающего преобразователяпо отдельности подключены к первому и второму блокам ,управления. Каждый светодиодный столбик 1- содержит последовательно соединенные светодиоды , соединен последовательно с источникомтока светодиодов и схемойизмерения величины тока и также соединен со схемойизмерения напряжения. Выходы схемыизмерения тока и выходы схемыизмерения напряжения, подключенной к последовательно соединенным источникутока светодиодов и схемеизмерения тока, по отдельности подключены к первому и второму блокам ,управления. Вход источникатока светодиодов подключен ко второму блокууправления, в необходимых случаях он может быть подключен к первому блоку 4 16992 1 2013.04.30 управления или одновременно к обоим блокам ,управления Вход схемы кодирования КО подключен к первому блокууправления, в необходимых случаях он может быть подключен ко второму блокууправления или одновременно к обоим блокам ,управления. После подключения входного переменного или постоянного напряжения начинают работать первый и второй блоки ,управления, которые оценивают соответствие предварительно заданным значениям измеренных значений напряжения и тока, в данном случае всех значений, измеренных схемойизмерения входного напряжения и тока, схемами 1-к измерения тока, схемами 1-к измерения напряжения при подключении к последовательно соединенным источникам 1-к светодиодов для регулировки их яркости и схемойизмерения выходного напряжения повышающего преобразователя . Одновременно происходит взаимная коммуникация обоих блоков ,управления, т.е. обмен и сравнивание измеренных данных. Если данные в обоих блоках ,управления оценены как действующие, т.е. имеют предварительно заданные значения, то оба блока ,управления начинают генерировать динамические (изменяющиеся) сигналы постоянной частоты, которые по отдельности подаются на первый и второй блоки ,надежного пропуска сигнала возбуждения переключателя . Для обеспечения надежности эти динамические сигналы взаимно контролируются управляющими блоками , . Другими словами, первый блокуправления проверяет работу второго блокауправления и наоборот. В случае обнаружения несоответствия блок управления, которым это несоответствие обнаружено, прекращает свою работу, в частности генерирование динамического сигнала соответственно для первого или второго блоков ,надежного пропуска сигнала возбуждения переключателя . Одновременное наличие динамических сигналов на выходах блоков ,надежного пропуска сигнала возбуждения переключателядает возможность прохождения сигнала от генератораимпульсов к переключателю , который начинает работать, т.е. замыкает цепь с частотой сигнала поступающего от генератораимпульсов. На выходе блокаповышающего преобразователя возникает повышенное постоянное напряжение, необходимое для правильной работы светодиодных столбиков 1- со вспомогательными цепями, т.е. включения светодиодовпри величине тока, установленного источником тока 1-к для регулирования яркости свечения светодиодов. Ток в светодиодных столбиках 1- со вспомогательными цепями, и тем самым интенсивность свечения отдельных светодиодных столбиков 1-, устанавливается с помощью источников тока 1-к, управляемых соответствующим блоком ,управления. На основании оценки всех измеренных значений схемойвходного напряжения и тока, схемами 1-к измерения тока, схемами 1-к измерения напряжения и схемойизмерения выходного напряжения повышающего преобразователяи проверки их соответствия происходит управляемым образом кодирование входного тока при помощи схемы КО кодирования, т.е управляемое изменение потребления тока всей системой. Это изменение тока оценивается вышестоящей системой, которой она оценивается как правильная работа системы согласно данному изобретению. Под понятием вышестоящая система подразумевается интеллектуальная схема управления и контроля функционирования системы. Система позволяет вышеописанным способом обнаружить неисправные светодиоды и принять решение о том, достаточно ли еще их свечение или они не удовлетворяют параметрам свечения. Если свечение понижено, но еще достаточно, об этом информируется вышестоящая система посредством схемыкодирования. Если свечение недостаточно,работа системы обеспечивает завершение работы по меньшей мере одного блока ,5 16992 1 2013.04.30 управления управляемым способом. Завершение работы может произойти и в результате неполадок внутри системы, например, в одном из управляющих блоков , управления, и т.п. В таком случае прекращается поступление динамических сигналов с постоянной частотой из блоков ,управления, и тем самым заканчивается работа блокаповышающего преобразователя и одновременно исчезает способность системы кодировать потребляемый ток. При применении специфического сигнала на выходе генератораимпульсов достигается гармоничное потребление тока системой. Система электронного управления светодиодами, согласно данному изобретению,может применяться, в частности, для оптической сигнализации на железнодорожном транспорте, причем вход источникатока светодиодов подключают ко второму блокууправления, в то время как первый блокуправления подключают к схемекодирования. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6