[发明专利]信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路及检测方法

说明书

本发明提供一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，包括信号控制机和信号灯；信号控制机包括：信号机可控硅驱动电路、交流电压检测电路；信号灯包括：保险丝F1、保险丝熔断电路、全桥整流电路、阻抗匹配电路、DC‑DC电路、LED串联灯组、LED灯组电压检测电路；信号机可控硅驱动电路的电力输入端用于接市电的火线L，电力输出端接火线L1，控制端用于接控制信号DR1；交流电压检测电路的一交流输入端接火线L1，另一交流输入端接中性线N；交流电压检测电路的检测输出端输出检测电压信号ADC；保险丝F1的一端接火线L1，另一端接火线L3；DC‑DC电路采用恒流驱动电路；本发明简化了检测方式，降低了成本。

技术领域

本发明涉及交通信号灯，尤其是一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路。

背景技术

交通信号控制机为路口信号控制方案的核心主机，通过可控硅控制交通信号灯的亮灭状态。信号控制机除了能按设定的方案控制信号灯外，还需要对信号灯出现的故障进行准确的判断。常见的信号灯故障检测方案，是通过检测可控硅输出端的电压及可控硅输出端串联回路内电流来进行判断，当可控硅输出端电压和电流在合理范围内，则认为信号灯处于正常工作状态。反之，当可控硅输出端电压和电流不在合理范围内，则认为信号灯处于故障状态。此种方法不仅要检测可控硅输出端的电压，还要检测可控硅输出端的电流，电路复杂、调试麻烦且成本也高。

传统信号灯采用φ5mm的子弹型LED发光二极管密集排列的型式，每个信号灯有近百颗LED组成，通过多路串联、并联形成LED阵列。随着LED技术的发展，每颗功率在2-3W的大功率LED得到广泛推广和使用。大功率LED具有光通量高、光衰小、可靠性高等优点，已经普遍应用于道路交通信号灯。由于大功率LED光通量高，每个信号灯只要5到7颗LED就能满足光学要求，只需将这些LED全部串联，无需如传统φ5mm LED多路串联和并联组合。LED驱动电源为恒流输出控制，输出电压会随着负载电阻的升高而升高。作为公知常识，大功率LED发生故障时，其内阻会变高，处于高阻抗状态。所以，当恒流电源驱动大功率LED串联灯组时，当有一个或多个LED发生故障时，LED灯组两端电压会升高。

现有专利文献CN102509471B公开了一种LED交通信号灯故障监测系统及方法，包括设置于交通信号机内部的交流电供电及检测单元，设置于交通信号机外的LED灯组电流检测模块、交流电通断控制模块和续流元件。信号机内部的交流电供电及检测单元，用于驱动点亮信号灯，同时检测可控硅输出端的电压和电流。信号灯两端LED灯组电流检测模块，用于检测LED灯组电流的大小。当LED灯组电流值大于等于LED信号灯工作电流阀值时，交流电通断控制模块保持连通状态，交流电供电及检测单元检测到交流电流不为零，认为LED信号灯工作正常。当LED信号灯工作电流小于电流阀值时，向交流电通断控制模块发送信号，控制交流电通断控制模块断开交流回路，交流电供电及检测单元检测到的交流电流为零，认为LED信号灯为故障状态

综上，现有技术中关于信号灯状态的检测，需要通过检测可控硅输出端的电压和交流电流两种信号，交流电流检测需要通过互感器、高精度运放、AD转换等电路实现，电路复杂且成本较高。现有技术中关于信号灯状态的检测，还需要检测LED灯组的电流，此电流需要高精度采样电阻、高精度运放等电路实现，电路复杂成本也高。同时，由于各品牌信号灯LED灯组电流不同，所以设置的工作电流阀值也不同，给各品牌信号灯的互换和通用性带来较大的麻烦。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，通过该电路中可控硅输出端电压即可检测信号灯故障。本发明采用的技术方案是：

一种信号灯与信号控制机相结合的信号灯故障检测电路，包括信号控制机和信号灯；

信号控制机包括：信号机可控硅驱动电路、交流电压检测电路；

信号灯包括：保险丝F1、保险丝熔断电路、全桥整流电路、阻抗匹配电路、DC-DC电路、LED串联灯组、LED灯组电压检测电路；