具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图4描述本发明的轨道交通信号系统的安全控制组件。

信号系统是轨道交通运输体系的耳目，是保证运行安全和提高运输效率的有力工具。信号系统一旦出现严重故障，整个轨道交通运输体系将陷入瘫痪，造成国民经济的重大损失。因此，轨道交通信号系统中对安全性要求比较高，需要对轨道交通信号系统的安全进行监测控制。

如图1所示，本发明提供一种轨道交通信号系统的安全控制组件，该轨道交通信号系统的安全控制组件包括：电源组件10、第一正激电路20和第二正激电路30。

该安全控制组件属于一种安全与门电路，主要用于对轨道交通信号系统的第一脉冲信号和第二脉冲信号进行监测，在第一脉冲信号或者第二脉冲信号中的一个出现异常时，都能够及时响应，做出相应的反馈。

其中，如图2所示，第一正激电路20包括第一光耦元件和第一变压器HFT1，第一光耦元件具有用于输入轨道交通信号系统的第一脉冲信号的输入端，第一光耦元件的输出端以及电源组件10的输出端均与第一变压器HFT1的输入端电连接。

可以理解的是，第一光耦元件能够实现安全控制组件与轨道交通信号系统的电器隔离，第一光耦元件属于光耦合器，也称为光电隔离器或光电耦合器，简称光耦，是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器与受光器封装在同一管壳内，当输入端加电信号时，发光器发出光线，受光器接收光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电-光-电”控制，光耦合器是以光为媒介传输电信号，对输入电信号和输出电信号有良好的隔离作用。

第一变压器HFT1为高频变压器，第一变压器HFT1用于对电源组件10输出的电压进行降压，此处第一光耦元件的输出端以及电源组件10的输出端均与第一变压器HFT1的输入端电连接，第一光耦元件对第一脉冲信号进行运算处理，输出的电信号能够反映第一脉冲信号携带的控制信息，此处第一光耦元件输出的电信号能够对电源组件10输入到第一变压器HFT1的输入端的电压按比例进行调控，也就是通过第一脉冲信号来控制第一变压器HFT1的输入端的输入电压。

如图3所示，第二正激电路30包括第二光耦元件和第二变压器HFT2，第二光耦元件具有用于输入轨道交通信号系统的第二脉冲信号的输入端，第一变压器HFT1的输出端与第二光耦元件的输入端电连接，第二光耦元件的输出端以及电源组件10的输出端均与第二变压器HFT2的输入端电连接，第二变压器HFT2具有用于和轨道交通信号系统的继电器电连接的输出端。

可以理解的是，第二光耦元件也能够实现安全控制组件与轨道交通信号系统的电器隔离，第二光耦元件也属于光耦合器，也称为光电隔离器或光电耦合器，简称光耦，是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器与受光器封装在同一管壳内，当输入端加电信号时，发光器发出光线，受光器接收光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电-光-电”控制，光耦合器是以光为媒介传输电信号，对输入电信号和输出电信号有良好的隔离作用。

第二变压器HFT2也是高频变压器，第二变压器HFT2也用于对电源组件10输出的电压进行降压，此处第二光耦元件的输入端与第一变压器HFT1的输出端电连接，第二光耦元件的输入端同时接入第二脉冲信号，那么第二光耦元件输出的电信号就受到了第一脉冲信号和第二脉冲信号的双重影响，能够反映第一脉冲信号携带的控制信息和第二脉冲信号携带的控制信息，此处第二光耦元件输出的电信号能够对电源组件10输入到第二变压器HFT2的输入端的电压按比例进行调控，也就是第二变压器HFT2的输入端的输入电压实际上受到了第一脉冲信号和第二脉冲信号的双重影响。

第一脉冲信号和第二脉冲信号可以均为PWM信号，第一脉冲信号可以记为PWM1，第二脉冲信号可以记为PWM2。

第二变压器HFT2的变压比例不变，那么输入电压在受到第一脉冲信号和第二脉冲信号的影响情况下，就会直接影响到第二变压器HFT2的输出结果RELAY，第二变压器HFT2的输出端和轨道交通信号系统的继电器连接，那么当第一脉冲信号或者第二脉冲信号中的一个或者两个出现异常时，第二变压器HFT2的输出电压也会出现异常，这样可以直接切断轨道交通信号系统。

也就是说，只有在第一脉冲信号和第二脉冲信号都正常的情况下，安全控制组件才会正常工作，当第一脉冲信号或者第二脉冲信号不能正常工作时，会触发安全控制组件的保护功能，能够实现高可靠性和安全性。

当然，也可以设定轨道交通信号系统的继电器的通电状态与第二变压器HFT2的输出电压的对应关系，这样就能够通过对第一脉冲信号和第二脉冲信号的监测，来控制轨道交通信号系统的运行。

现有技术中对轨道交通信号系统进行监测控制的装置对于脉冲信号的响应较慢，且判断不够准确，不能对轨道交通信号系统进行准确高效地控制，可靠性较差。

本发明提供的轨道交通信号系统的安全控制组件，通过设置第一正激电路20和第二正激电路30，对第一脉冲信号和第二脉冲信号进行隔离监测，在第一脉冲信号和第二脉冲信号双重影响下，控制轨道交通信号系统，能够提高对脉冲信号的响应速度，对轨道交通信号系统进行准确高效控制，提高安全性和可靠性。

如图2所示，在一些实施例中，第一正激电路20还包括：双极结型晶体管、第一二极管D1和第二二极管D2。

双极性结型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)是一种具有三个终端的电子器件，由三部分掺杂程度不同的半导体制成，晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。

第一光耦元件的输出端与双极结型晶体管的基极电连接，第一变压器HFT1的输入端与双极结型晶体管的集电极电连接，双极结型晶体管的发射极与电源组件10的负极电连接。

第一二极管D1的阴极与第一变压器HFT1的输入端电连接，第一二极管D1的阳极与电源组件10的负极电连接。

第一脉冲信号PWM1的高电平可以使BJT导通，低电平可以使BJT关断，当BJT导通时，第一变压器HFT1的输入端被导通，第一变压器HFT1内部产生磁通，当BJT关断时，第一变压器HFT1的输入端不再导通，第一变压器HFT1和第一二极管D1构成磁通复位电路，完成去磁功能。

第二二极管D2的阳极与第一变压器HFT1的输出端电连接，第二二极管D2的阴极与第二光耦元件的输入端电连接。

第二二极管D2可以输出直流电压，作为第二光耦元件的电源。

在一些实施例中，第一变压器HFT1的工作频率可以和第一脉冲信号的工作频率一致，比如可以为40kHZ。

如图2所示，在一些实施例中，第一变压器HFT1包括：第一绕组21、第二绕组22和第三绕组23。

第一绕组21的同名端与电源组件10的正极电连接，第一绕组21的非同名端与双极结型晶体管的集电极电连接；第二绕组22的同名端与第一二极管D1的阴极电连接，第二绕组22的非同名端与电源组件10的正极电连接；第三绕组23的同名端与第二二极管D2的阳极电连接，第三绕组23的非同名端与电源组件10的负极电连接。

可以理解的是，第一脉冲信号PWM1的高电平可以使BJT导通，低电平可以使BJT关断，当BJT导通时，第一绕组21导通，在第一变压器HFT1内部产生磁通，第三绕组23输出电压；当BJT关断时，第一绕组21不再导通，第三绕组23输出电压为0，此时第二绕组22和第一二极管D1构成磁通复位电路，完成去磁功能，第二二极管D2输出直流电压，作为第二光耦元件的电源。

电源组件10的输出电压可以为24V，第一绕组21的工作电压可以为24V，第二绕组22的工作电压可以为24V，第三绕组23的工作电压可以为12V，第一变压器HFT1的容量可以为0.8W，BJT可以为硅材料制成，BJT可以为NPN型。

如图2所示，在一些实施例中，第一正激电路20还包括：第一电阻R1。

第一电阻R1的一端与双极结型晶体管的发射极电连接，第一电阻R1的另一端与电源组件10的负极电连接。

可以理解的是，双极结型晶体管的发射极通过第一电阻R1与电源组件10的负极电连接，第一电阻R1可以限制电流的大小，起到限流和保护作用，防止BJT被烧毁。

如图3所示，在一些实施例中，第二正激电路30还包括：金氧半场效晶体管、第三二极管D3和第四二极管D4。

金属氧化物半导体场效晶体管(简称：金氧半场效晶体管；英语：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，缩写：MOSFET)，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。金属氧化物半导体场效应管依照其沟道极性的不同，可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型，通常被称为N型金氧半场效晶体管(NMOSFET)与P型金氧半场效晶体管(PMOSFET)。

第二光耦元件的输出端与金氧半场效晶体管的栅极电连接，第二变压器HFT2的输入端与金氧半场效晶体管的漏极电连接，金氧半场效晶体管的源极与电源组件10的负极电连接。

第三二极管D3的阴极与第二变压器HFT2的输入端电连接，第三二极管D3的阳极与电源组件10的负极电连接。

第二脉冲信号PWM2的高电平可以使MOSFET导通，低电平可以使MOSFET关断，当MOSFET导通时，第二变压器HFT2的输入端导通，在第二变压器HFT2内部产生磁通，第二变压器HFT2的输出端输出电压，当MOSFET关断时，第二变压器HFT2的输入端不再导通，第二变压器HFT2的输出端的输出电压为0，此时第二变压器HFT2和第三二极管D3构成磁通复位电路，完成去磁功能。

第四二极管D4的阳极与第二变压器HFT2的输出端电连接，第四二极管D4的阴极用于和轨道交通信号系统的继电器电连接。

在一些实施例中，第二变压器HFT2的工作频率可以和第二脉冲信号的工作频率一致，比如可以为100kHZ。

在一些实施例中，第二变压器HFT2的工作频率是第一变压器HFT1的工作频率的2.5倍。当第二脉冲信号PWM2的工作频率与第一脉冲信号PWM1的工作频率接近时，第二变压器HFT2完全饱和，不能正常工作，从而触发安全控制组件的保护功能，只有第一脉冲信号PWM1和第二脉冲信号PWM2均正常时，安全控制组件才能正常工作，实现高可靠性和安全性。

如图3所示，在一些实施例中，第二变压器HFT2包括：第四绕组31、第五绕组32和第六绕组33。

其中，第四绕组31的同名端与电源组件10的正极电连接，第四绕组31的非同名端与金氧半场效晶体管的漏极电连接；第五绕组32的同名端与第三二极管D3的阴极电连接，第五绕组32的非同名端与电源组件10的正极电连接；第六绕组33的同名端与第四二极管D4的阳极电连接，第六绕组33的非同名端用于和轨道交通信号系统的继电器电连接。

可以理解的是，第二脉冲信号PWM2的高电平可以使MOSFET导通，低电平可以使MOSFET关断，当MOSFET导通时，第四绕组31导通，在第二变压器HFT2内部产生磁通，第六绕组33输出电压，当MOSFET关断时，第四绕组31不再导通，第六绕组33输出电压为0，此时第五绕组32和第三二极管D3构成磁通复位电路，完成去磁功能。

第四二极管D4的阴极和第六绕组33的非同名端共同构成第二正激电路30的输出端口，与轨道交通信号系统的继电器电连接，能够控制轨道交通信号系统的通断。

电源组件10的输出电压可以为24V，第四绕组31的工作电压可以为24V，第五绕组32的工作电压可以为24V，第六绕组33的工作电压可以为28V，第二变压器HFT2的容量可以为3W，MOSFET可以为硅材料制成，MOSFET可以为N沟道增强型。

如图3所示，在一些实施例中，第二正激电路30还包括：第二电阻R2。

第二电阻R2的一端与金氧半场效晶体管的源极电连接，第二电阻R2的另一端与电源组件10的负极电连接。

可以理解的是，金氧半场效晶体管的源极通过第二电阻R2与电源组件10的负极电连接，第二电阻R2可以限制电流的大小，起到限流和保护作用，防止MOSFET被烧毁。

如图1和图4所示，在一些实施例中，轨道交通信号系统的安全控制组件还包括：温度检测组件40。

温度检测组件40的测温探头与第一正激电路20或者第二正激电路30的距离为目标距离阈值范围内，温度检测组件40的输入端与电源组件10电连接，温度检测组件40具有用于和轨道交通信号系统电连接的输出端。

可以理解的是，目标距离阈值可以为0至10cm，也就是说温度检测组件40的测温探头靠近第一正激电路20或者第二正激电路30，第一正激电路20、第二正激电路30和电源组件10也可以互相靠近，温度检测组件40的测温探头可以检测整个安全控制组件的温度值TEM，并将温度值TEM反馈给轨道交通信号系统，轨道交通信号系统可以根据温度值TEM做出相应反馈，在温度值TEM超过目标温度阈值时可以切断安全控制组件。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。