Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

работоспособности светофоров

Описанные выше физические свойства p-n перехода светодиода позволяют создать схемотехнические решения для практической реализации устройств опре- деления работоспособности СДМ светофора.

Первое из разработанных технических решений приведено на рисунке 4.15, а соответствующие ей вольтамперные характеристики, определяющие принцип ее функционирования, – на рисунке 4.16.
Здесь при обесточенном состоянии сигнального реле СР на светодиоды от генератора G подается переменное напряжение достаточно высокой частоты, и величина тока фиксируется компаратором К через датчик тока ДТ, в качестве ко- торого может использоваться, например, индуктивный трансформатор.

СР
E

Рисунок 4.15 – Схема контроля светофора

с использованием емкостных свойствp-n перехода светодиодов

Рисунок 4.16 – Временная диаграмма работы схемы рисунка 4.15

Для обеспечения работоспособности рассматриваемой схемы должно вы- полняться условие:


U_ген(+)<NU_вкл, (4.10)

где U_ген(+) – амплитуда положительной полуволны выходного напряжения генера- тора,

G, В; N – количество последовательно включенных светодиодов в СДМ;
U_вкл. – пороговое напряжения включения суммы светодиодов в СДМ, В.
Очевидно, что в этой схеме выходное напряжение генератора G может быть не только синусоидальными, но и прямоугольным вида «меандр».
Схема определения работоспособности светофора, в которой использовано существование в p-n переходе светодиодов температурного потенциала напряже- ния, приведена на рисунке 4.17.



Источник тока
Рисунок 4.17 –Схема определения работоспособности светофора с использованием температурного потенциала p-n перехода

Здесь для безопасного преобразования сигнала температурного потенциала постоянного напряжения используется его коммутация импульсным генератором G и соответствующим транзисторным ключом VT_комм. В схеме используются МОП транзисторы, входное сопротивление которых не оказывает шунтирующего влияния на импульсный сигнал постоянного напряжения.

Для преобразования импульсного сигнала в напряжение включения кон- трольного реле КР используется типовая стандартная схема безопасного элемен- та, выполненного также на МОП транзисторах.
Существуют также другие варианты устройства контроля работоспособно- сти СДМ, которые реализованы на аналогичном принципе использования напря- жения температурного потенциала p-n перехода[100].

3. Выводы и заключение по главе 4

1. 
   Выполненный анализ показал, что существующие принципы контроля функционирования и определения работоспособности СДМ не обеспечивают тре-
   

бований по безопасности движения поездов, предъявляемых к светофорам желез- нодорожного транспорта.

2. 
   Для выполнения заданных требований предложено использование двух свойств p-n перехода, а именно: емкостной характер его сопротивления и на- личие постоянного напряжения температурного потенциала в переходе.
   
3. 
   На основе этих свойств p-n перехода разработаны и проанализирова- ны схемы устройств, которые позволяют обеспечить контроль функционирования светофора при подаче на него сигнала включения СДМ, а также осуществить про- гнозирование работоспособности СДМ в режиме «холодного» состояния.
   

ГЛАВА 5