半自動閉塞模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種半自動閉塞模塊，該模塊包括：第一與第二電阻、瞬態(tài)電壓抑制TVS二極管、穩(wěn)壓二極管、電容以及磁耦；其中，所述TVS二極管并聯(lián)在所述第一與第二電阻的串聯(lián)鏈路中，所述穩(wěn)壓二極管與電容依次并聯(lián)在所述第二電阻與所述磁耦的串聯(lián)鏈路中。通過采用本實用新型公開的半自動閉塞模塊，可適應寬范圍電壓信號，且有效降低了設備成本。
【專利說明】半自動閉塞模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鐵路交通【技術領域】，尤其涉及一種半自動閉塞模塊。
【背景技術】
[0002]目前，大多鐵路仍采用繼電半自動閉塞的人工辦理閉塞方式，它是以繼電電路的邏輯關系來完成兩站間的閉塞作用的，故半自動閉塞的設備非常多:包括室內外的閉塞機、相關繼電器及一段專用軌道電路。
[0003]現(xiàn)有的半自動閉塞是通過零散模塊實現(xiàn)的，其主要用于控制閉塞、場聯(lián)、站聯(lián)、電碼化等零散電路接口。其內部電路中使用光耦采集電流的方式工作。如圖1所示，光耦U輸入端的電壓與IK采集電阻相同，而該電阻兩端的電壓是與6.2K電阻分壓取得。
[0004]該采集電路的原理為:假設光耦U輸入端的導通壓降為IV，當輸入采集電壓(81+、81-間的電壓)小于7V時，電阻8IAR1兩端的電壓分壓小于IV，達不到光耦導通電壓，因此無法被采集到；當采集電壓大于7V時，IK電阻分壓大于IV，光耦導通，電壓被采集到。
[0005]當輸入采集電壓為100V時，該電壓幾乎全部由6.2K電阻8IAR2承擔，該電阻的功耗約為1.6W;當輸入采集電壓為150V時，該電阻的功耗約為3.6W。由此可以看出在采集電壓較大時，6.2K電阻的功耗較大，發(fā)熱較大，需要考慮封裝大的電阻。但存在的問題是，電阻體積大占空間大，發(fā)熱大容易燒毀。如果改變電阻8IAR1和8IAR2的阻值，不改變分壓t匕，會導致采集電壓小時，流經光耦的電流小，使光耦處于放大區(qū)，達不到飽和導通；如果改變電阻8IAR1和8IAR2的阻值，改變分壓比，會導致采集電壓小時，光耦無法導通，提高了采集門檻。
[0006]因此，現(xiàn)有技術的半自動閉塞模塊中輸入較大電壓與輸入較小電壓存在難以平衡的問題，適用小電壓時，大電壓容易將某些器件燒壞，而調整后適用大電壓時，小電壓難以可靠驅動光耦。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的是提供一種半自動閉塞模塊，可適應寬范圍電壓信號，且有效降低了設備成本。
[0008]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0009]一種半自動閉塞模塊，該模塊包括:第一與第二電阻、瞬態(tài)電壓抑制TVS 二極管、穩(wěn)壓二極管、電容以及磁耦；其中，所述TVS 二極管并聯(lián)在所述第一與第二電阻的串聯(lián)鏈路中，所述穩(wěn)壓二極管與電容依次并聯(lián)在所述第二電阻與所述磁耦的串聯(lián)鏈路中。
[0010]由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，利用磁耦實現(xiàn)較大范圍直流開關量電壓信號采集，使得該模塊可以適用寬范圍的接口電路，因此，有效降低了設備成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0012]圖1為本實用新型【背景技術】提供的一種半自動閉塞模塊的示意圖；
[0013]圖2為本實用新型實施例一提供的一種半自動閉塞模塊的示意圖；
[0014]圖3為本實用新型實施例一提供的又一種半自動閉塞模塊的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0016]實施例一
[0017]本發(fā)明實施例一提供一種半自動閉塞模塊，通過更改原來電流驅動為電壓驅動，減小輸入接口輸入功率；并且，利用磁耦隔離和分壓實現(xiàn)較大范圍直流開關量電壓信號采集，使得該模塊可以適用寬范圍的接口電路，因此，有效降低了設備成本。
[0018]本實施例提供的半自動閉塞模塊主要包括:
[0019]第一與第二電阻、瞬態(tài)電壓抑制TVS 二極管、穩(wěn)壓二極管、電容以及磁耦；其中，所述TVS 二極管并聯(lián)在所述第一與第二電阻的串聯(lián)鏈路中，所述穩(wěn)壓二極管與電容依次并聯(lián)在所述第二電阻與所述磁耦的串聯(lián)鏈路中。
[0020]進一步的，該模塊還包括:與所述第一電阻串聯(lián)的快恢復二極管、并聯(lián)在所述快恢復二極管與所述第一電阻之間的第三電阻，以及并聯(lián)在所述第二電阻與所述穩(wěn)壓二極管之間的第四電阻。
[0021]進一步的，該模塊還包括:分別與所述電容串聯(lián)并相互并聯(lián)的第五與第六電阻、串聯(lián)在所述第五電阻與所述磁耦串聯(lián)鏈路中的第一晶體二極管，以及串聯(lián)在所述第六電阻與所述磁耦串聯(lián)鏈路中的第二晶體二極管。
[0022]進一步的，該模塊還包括:并聯(lián)在所述穩(wěn)壓二極管與所述電容之間的第七電阻、并聯(lián)在所述電容與所述磁耦之間的三極管，以及連接于所述磁耦與所述三極管基極之間的第八電阻。
[0023]進一步的，該模塊還包括:分別與所述磁耦串聯(lián)連接的第一光耦與第二光耦；其中，所述第一光耦的一端經由第九電阻與所述磁耦連接，另一端接地；所述第二光耦的一端直接與所述磁耦連接，另一端經由第十電阻接地。
[0024]為了便于理解，下面結合附圖2-3對本發(fā)明提供的半自動閉塞模塊做進一步說明。
[0025]如圖2所示，為本實用新型實施例一提供的一種半自動閉塞模塊的示意圖。該半自動閉塞模塊主要包括:
[0026]第一與第二電阻(RIl與1R2)、TVS (瞬態(tài)電壓抑制)二極管DI1、穩(wěn)壓二極管1D2、電容ICl以及磁耦Ul ;其中，所述TVS 二極管DIl并聯(lián)在所述第一與第二電阻(RIl與1R2)的串聯(lián)鏈路中，所述穩(wěn)壓二極管1D2與電容ICl依次并聯(lián)在所述第二電阻1R2與所述磁耦Ul的串聯(lián)鏈路中。
[0027]該模塊還包括:與所述第一電阻RIl串聯(lián)的快恢復二極管D1、并聯(lián)在所述快恢復二極管Dl與所述第一電阻RIl之間的第三電阻RIX1，以及并聯(lián)在所述第二電阻1R2與所述穩(wěn)壓二極管1D2之間的第四電阻1R3。
[0028]該模塊還包括:分別與所述電容串聯(lián)并相互并聯(lián)的第五與第六電阻(IRB與1RA)、串聯(lián)在所述第五電阻IRB與所述磁耦Ul串聯(lián)鏈路中的第一晶體二極管DB1，以及串聯(lián)在所述第六電阻IRA與所述磁耦Ul串聯(lián)鏈路中的第二晶體二極管DA1。
[0029]另外，該模塊還包括并聯(lián)在磁耦Ul的VSEL 口與GND2 口之間的電容1C2。
[0030]本實施例中的元件可使用下述參數:第一電阻RIl的電阻為20K，第二電阻1R2的電阻為51K，第三電阻RIXl的電阻為15K，第四電阻1R3的電阻為20K，第五與第六電阻(1RB與1RA)的電阻為100K，電容ICl的電容量為4.7uF，電容1C2的電容量為0.1uF0
[0031]該模塊在工作時，輸入電壓從11+與I1-端子輸入后，首先，經過快恢復二極管D1，該二極管用于電壓反接保護，然后進入第三電阻RIX1，該電阻進行能量小的干擾信號消除。然后，電壓在第一、第二與第四電阻(RI1UR2與1R3)分壓；并聯(lián)在所述第一與第二電阻(RIl與1R2)的串聯(lián)鏈路中的TVS 二極管DIl用于消除浪涌信號，保護后面電路；同時，第一電阻RIl也保護了 TVS 二極管DI1，防止其擊穿電流過大。第四電阻1R3上的分壓進入穩(wěn)壓二極管1D2，當電壓小于5V時，該二極管不起作用，然后經過電容ICl濾波，再通過第五與第六電阻(1RB與1RA)分成兩路后，進入磁耦Ul的兩個輸入端1A+、1B+，經磁耦隔離后從輸出端1AI+、1BI+輸出。
[0032]磁耦Ul右側信號AJ和BJ是檢查信號，可以控制第一與第二晶體DBl，DAl進行檢查功能，當有信號時，晶體二極管導通，輸入信號被禁止，反之，輸入正常。通過檢查電路，可以判斷磁耦芯片的好壞狀態(tài)，當有故障時，可以通過軟件進行故障安全處理，提高了安全性倉泛。
[0033]本實施例中的磁稱Ul輸入電流很小,最大為10uA。在5V電源工作模式下，輸入邏輯高電平為3.5V，低電平為1.5V。輸入電壓經很大的電阻后進入調理電路，輸入能量變得很小，后面用采集電壓的方式進行采集，可以適應較大范圍輸入。
[0034]示例性的，當輸入為22.5V時，輸出為5V，輸入電流為250uA ;當輸入大于22.5V時，穩(wěn)壓管二極管1D2導通，輸出仍為5V ;當輸入約為170V時，輸入電流為120V/51K=2.4mA功率非常小，約為0.288W。由此可以看出，該電路可以適應較大范圍電壓，而如果加反向電壓的時候，有防反向二極管Dl存在，不會影響輸入采集端電路，就不會產生不良后果。
[0035]另外，該模塊具有完備的自檢、報警功能，且支持熱插拔，允許用戶不間斷系統(tǒng)進行更換；以及，模塊的控制電路采用二取二安全控制模式，并采用歐標認證的小型進口安全型繼電器接點控制，實時回讀接點狀態(tài)，保證輸出安全可靠。
[0036]與現(xiàn)有技術比較，本實施例的半自動閉塞模塊兼容性強，適應各種電氣輸入范圍接口，抗干擾性高，且成本較低。例如，現(xiàn)有技術中原零散模塊每通道約為10元器件成本，零散模塊共有8路輸入，總為80元左右。本實施例的電路每通道約為30元器件成本，則為240元左右，材料成本增加160元，但作為半自動閉塞模塊，減少了外置兩個JPXC-1000型繼電器，每套半自動閉塞通道可節(jié)省1000多元。且采用新技術會大大降低故障率，減少維護成本。[0037]另一方面，還可以以磁耦隔離形式實現(xiàn)較寬電壓信號采集功能。如圖3所示，為本實用新型實施例一提供的又一種半自動閉塞模塊的示意圖。該半自動閉塞模塊主要包括:
[0038]第一與第二電阻(RIl與1R2)、TVS (瞬態(tài)電壓抑制)二極管DI1、穩(wěn)壓二極管1D2、電容ICl以及磁耦Ul ;其中，所述TVS 二極管DIl并聯(lián)在所述第一與第二電阻(RIl與1R2)的串聯(lián)鏈路中，所述穩(wěn)壓二極管1D2與電容ICl依次并聯(lián)在所述第二電阻1R2與所述磁耦Ul的串聯(lián)鏈路中。[0039]該模塊還包括:并聯(lián)在所述穩(wěn)壓二極管1D2與所述電容ICl之間的第七電阻RL6、并聯(lián)在所述電容ICl與所述磁耦Ul之間的三極管Q1，以及連接于所述磁耦Ul與所述三極管Ql基極之間的第八電阻RL2。
[0040]該模塊還包括:分別與所述磁耦Ul串聯(lián)連接的第一光耦U2與第二光耦U3 ;其中，所述第一光耦U2的一端通過第九電阻R9與所述磁耦Ul的VOA 口連接，另一端接地(GND);所述第二光耦U3的一端直接與所述磁耦Ul的VIB 口連接，另一端經由第十電阻RlO接地。
[0041]另外，該模塊還包括電容C2，一端與所述磁耦的VISO 口連接，一端接地。
[0042]本實施例中的元件可使用下述參數:第一電阻RIl的電阻為100K，第二電阻1R2的電阻為51K，第七電阻RL6的電阻為51K，第八電阻RL2的電阻為5K，第九電阻R9的電阻為1K，第十九電阻RlO的電阻為5K，電容ICl的電容量為0.1uF0
[0043]該模塊在工作時，輸入電壓從IN、GND_IN端子輸入后，首先在第一、第二與第七電阻(RI1、1R2與RL6)分壓，TVS 二極管DIl用于消除浪涌信號，保護后面電路，同時，第一電阻RIl也保護了 TVS 二極管DI1，防止其擊穿電流過大。第七電阻RL6上的分壓電壓與穩(wěn)壓二極管1D2并聯(lián)，當電壓小于5V時，該二極管不起作用，然后經過電容ICl濾波，進入磁耦的輸入端VLA，經磁耦隔離后從輸出端VOA輸出，并通過第九電阻R9輸入至所述第一光耦U2中。
[0044]其中，第二光耦U3為自檢光耦，可以控制三極管Ql進行檢查功能，當有信號時，Ql導通，輸入信號被禁止，反之，輸入正常。通過檢查電路，可以判斷磁耦芯片的好壞狀態(tài)，當有故障時，可以通過軟件進行故障安全處理，提高了安全性能。
[0045]本實施例的半自動閉塞模塊中輸入電壓經很大的電阻后進入調理電路，輸入能量變得很小，后面用采集電壓的方式進行采集，可以適應較大范圍輸入。
[0046]示例性的，當輸入為20V時，輸出為5V，輸入電流為IOOuA ;當輸入大于20V時，穩(wěn)壓管二極管1D2導通，輸出仍為5V ;當輸入約為70V時，第二電阻1R2上電流為22V/51K=0.43mA功率非常小，約為9.5mW ;當輸入大于70V時，TVS 二極管DIl導通，鉗位電壓為27￥;當輸入為20(^時，第一電阻1?11壓降為173V，電流為1.73mA，約為0.4W。由此可以看出，該電路可以適應較大范圍電壓，而如果加反向電壓的時候，第一電阻RIl導通，但有第一電阻RIl電阻較大，不會影響輸入電壓，也不會產生不良后果。
[0047]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種半自動閉塞模塊,其特征在于，該模塊包括:第一與第二電阻、瞬態(tài)電壓抑制TVS 二極管、穩(wěn)壓二極管、電容以及磁耦；其中，所述TVS 二極管并聯(lián)在所述第一與第二電阻的串聯(lián)鏈路中，所述穩(wěn)壓二極管與電容依次并聯(lián)在所述第二電阻與所述磁耦的串聯(lián)鏈路中。
2.根據權利要求1所述的半自動閉塞模塊，其特征在于，該模塊還包括:與所述第一電阻串聯(lián)的快恢復二極管、并聯(lián)在所述快恢復二極管與所述第一電阻之間的第三電阻，以及并聯(lián)在所述第二電阻與所述穩(wěn)壓二極管之間的第四電阻。
3.根據權利要求2所述的半自動閉塞模塊，其特征在于，該模塊還包括:分別與所述電容串聯(lián)并相互并聯(lián)的第五與第六電阻、串聯(lián)在所述第五電阻與所述磁耦串聯(lián)鏈路中的第一晶體二極管，以及串聯(lián)在所述第六電阻與所述磁耦串聯(lián)鏈路中的第二晶體二極管。
4.根據權利要求1所述的半自動閉塞模塊，其特征在于，該模塊還包括:并聯(lián)在所述穩(wěn)壓二極管與所述電容之間的第七電阻、并聯(lián)在所述電容與所述磁耦之間的三極管，以及連接于所述磁耦與所述三極管基極之間的第八電阻。
5.根據權利要求4所述的半自動閉塞模塊，其特征在于，該模塊還包括:分別與所述磁耦串聯(lián)連接的第一光耦與第二光耦；其中，所述第一光耦的一端經由第九電阻與所述磁耦連接，另一端接地；所述第二光耦的一端直接與所述磁耦連接，另一端經由第十電阻接地。
【文檔編號】B61L19/14GK203439062SQ201320545007
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權日:2013年9月3日
【發(fā)明者】靳紅宇, 劉龍, 唐水雄, 楊雪峰, 胡永煥, 鐘白平, 李大飛, 周瑩 申請人:北京康吉森交通技術有限公司