信号控制电路及具有其的智能交通信号灯安全用电系统
阅读说明：本技术 信号控制电路及具有其的智能交通信号灯安全用电系统 (Signal control circuit and intelligent traffic signal lamp safety power utilization system with same ) 是由 黄建 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种信号控制电路及具有其的智能交通信号灯安全用电系统,包括有主控信号处理电路和第一AC/DC转换模块,主控信号处理电路包括依次连接的信号采集模块、信号整形模块、MOS管触发信号驱动模块、MOS管模块、信号转换模块,12～36AC输入分别接第一AC/DC转换模块的输入端、信号采集模块的输入端,第一AC/DC转换模块的输出端为12DC输出,信号采集模块采集12～36AC的脉冲信号,信号整形模块将脉冲信号处理成形,触发MOS管触发信号驱动模块,使其通过MOS管模块来驱动信号转换模块,使脉冲信号转换出驱动信号。本发明不仅能全程使用低电压来实现设备运作,避免触电事故的发生,而且实现电能供给和信号传输共用同一条电缆。(The invention discloses a signal control circuit and an intelligent traffic signal lamp safety power utilization system with the same, and the signal control circuit comprises a main control signal processing circuit and a first AC/DC conversion module, wherein the main control signal processing circuit comprises a signal acquisition module, a signal shaping module, an MOS tube trigger signal driving module, an MOS tube module and a signal conversion module which are sequentially connected, 12-36 AC inputs are respectively connected with an input end of the first AC/DC conversion module and an input end of the signal acquisition module, an output end of the first AC/DC conversion module is 12DC output, the signal acquisition module acquires pulse signals of 12-36 AC, the signal shaping module processes the pulse signals into shapes and triggers the MOS tube trigger signal driving module to drive the signal conversion module through the MOS tube module, and the pulse signals are converted into driving signals. The invention not only can realize the operation of the equipment by using low voltage in the whole process and avoid the occurrence of electric shock accidents, but also can realize that the electric energy supply and the signal transmission share the same cable.)
技术领域
本发明涉及交通信号灯控制技术领域，具体涉及一种信号控制电路及具有其的智能交通信号灯安全用电系统。
背景技术
现阶段，国内的交通信号设备主要是由交通信号控制机、交通信号灯、一体式人行灯等组成，交通信号控制机及其配套信号灯的设备普遍都是使用电压为220V的电源，其对市民出行存在着较多的安全隐患，比如所用的电缆需要穿过地下管道，横跨高空电杆、电箱，时间长了，电缆会因风吹日晒而出现氧化破损、表面老化等情况，最终容易导致漏电触电的意外事故，行人在安全岛等待绿灯时，经常会与一体式人行灯有身体接触，当行人碰触到设备外壳时，若是出现漏电的情况，后果不堪设想，尤其是在下雨天，危险程度更高，这种传统的交通信号设备容易对过路行人造成生命威胁。
在申请号为200920206824.9的中国专利文献中，公开了一种基于低压传输和供电的LED交通信号灯控制系统，包括交通信号控制机、传输/驱动模块以及LED交通信号灯三部分，其特征在于：所述交通信号控制机的输入端与220V交流电源相连，其输出与传输/驱动模块的输入相连；所述传输/驱动模块将传输的控制信号转换为36V交流信号，所述传输/驱动模块的输出的36V交流信号经过街管网中的弱电线路管道实现传输线的过街管网中的弱电线路管道实现传输线的过街布线，并直接将传输的36V交流信号作为LED交通信号灯的供电电源，实现对LED交通信号灯的驱动和控制；所述传输/驱动模块包括传输模块和驱动模块。其存在的问题是：该系统中对于传输/驱动模块的信号传输和电能供给是采用不同的传输电缆来实现，当存在多个路口时是需要布置多个交通信号灯，以上的传输方式所需的线路会使布线和维护操作变得繁琐，所需的建设成本和维护成本较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种信号控制电路及具有其的智能交通信号灯安全用电系统，不仅能全程使用低电压来实现设备运作，避免触电事故的发生，而且通过识别、处理交流电的脉冲信号来控制交通信号灯显示，实现电能供给和信号传输共用同一条电缆。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
信号控制电路，包括有主控信号处理电路和AC/DC转换模块，所述的主控信号处理电路包括依次连接的信号采集模块、信号整形模块、MOS管触发信号驱动模块、MOS管模块、信号转换模块，12～36AC输入分别接所述的AC/DC转换模块的输入端、所述的信号采集模块的输入端，所述的AC/DC转换模块的输出端为12DC输出，所述的信号采集模块采集所述的12～36AC的脉冲信号，并输出到所述的信号整形模块，所述的信号整形模块将所述的脉冲信号处理成形，已处理成形的脉冲信号触发所述的MOS管触发信号驱动模块，所述的MOS管触发信号驱动模块通过MOS管模块来驱动所述的信号转换模块，使其将所述的已处理成形的脉冲信号转换成驱动信号输出。
进一步的，所述的12～36AC的脉冲信号为PWM控制信号。
优选的，所述的信号整形模块为MAX9203高速电压比较器。
优选的，所述的MOS管触发信号驱动模块为MAX5048高速MOSFET驱动器。
优选的，所述的MOS管模块为IRF7103Q开关管。
本信号控制电路所需的输入电压为12～36AC，以此作为主控信号处理电路和AC/DC转换模块的工作电压，并由AC/DC转换模块实现对12～36AC输入电压的转换，得到12DC输出电压，用于交通信号灯的工作用电，同时，12～36AC是带有脉冲信号，由信号采集模块采集12～36AC中的脉冲信号，并输出到信号整形模块处理成形，需要说明的是，由于脉冲信号是根据自身所能检测的频率来精准控制交通信号灯的安全信号显示，但是脉冲信号的驱动能力有限，容易受到负载电路的影响，因此信号整形模块选择MAX9203高速电压比较器，其具备高速、低传输延时、低功耗的特性，以其作为负载对脉冲信号的影响非常小，不会改变脉冲信号的频率参数，保证脉冲信号的驱动能力达到后续的MOS管触发信号驱动模块触发条件，同样，MOS管触发信号驱动模块选择MAX5048高速MOSFET驱动器，其对脉冲信号的影响小，而MOS管触发信号驱动模块的作用是触发MOS管模块，使MOS管模块快速导通，MOS管模块的输出电阻非常小，为信号转换模块提供足够的电流输入，解决低压电能传输的负载损耗问题，同时也保证脉冲信号顺利的识别和转换，实时有效控制交通信号灯的安全信号显示，本信号控制电路能实现通过低电压控制设备来运作，避免触电事故的发生，同时实现电能供给和信号传输共用同一条电缆，减少布线的作业周期，降低布线所需的建设成本和维护成本。
本发明还提供了一种智能交通信号灯安全用电系统，包括有信号主机、交通信号灯，所述的信号主机接12～36AC输入，连接至信号主机内的可控硅电路，所述的可控硅电路的输出端耦合至12～36AC输出，所述的12～36AC输出通过第一共用电缆接所述的信号控制电路的输入端，第一AC/DC转换模块的输出端、信号转换模块的输出端分别通过第二共用电缆连接所述的交通信号灯内的驱动电路。
本安全用电系统是与城市自动供电系统组合使用，由城市自动供电系统提供的220AC电压通过变压器来变压至12～36AC电压，输出到交通信号主机内的可控硅电路，可控硅电路用于将12～36AC电压的脉冲信号进行调制，然后通过第一共用电缆传输到上述的信号控制电路，以便信号控制电路的识别和处理，经由信号控制电路处理之后，获得交通信号灯的驱动信号和12DC输出电压，驱动信号和12DC输出电压再通过第二共用电缆传输到交通信号灯内的驱动电路，使交通信号灯进行安全信号显示，以指示和管理当前的公路交通。
附图说明
图1是信号控制电路的原理框图。
图2是智能交通信号灯安全用电系统实施例1的原理框图。
图3是智能交通信号灯安全用电系统实施例2的原理框图。
图4是智能交通信号灯安全用电系统实施例3的原理框图。
具体实施方式
下面将结合的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
如图1所示，信号控制电路，包括有主控信号处理电路1和AC/DC转换模块2，所述的主控信号处理电路1包括依次连接的信号采集模块3、信号整形模块4、MOS管触发信号驱动模块5、MOS管模块6、信号转换模块7，12～36AC输入分别接所述的AC/DC转换模块2的输入端、所述的信号采集模块3的输入端，所述的AC/DC转换模块2的输出端为12DC输出，所述的信号采集模块3采集所述的12～36AC的脉冲信号，并输出到所述的信号整形模块4，所述的信号整形模块4将所述的脉冲信号处理成形，已处理成形的脉冲信号触发所述的MOS管触发信号驱动模块5，所述的MOS管触发信号驱动模块5通过MOS管模块6来驱动所述的信号转换模块7，使其将所述的已处理成形的脉冲信号转换成驱动信号输出。
进一步的，所述的12～36AC的脉冲信号为PWM控制信号。
优选的，所述的信号整形模块4为MAX9203高速电压比较器。
优选的，所述的MOS管触发信号驱动模块5为MAX5048高速MOSFET驱动器。
优选的，所述的MOS管模块6为IRF7103Q开关管。
在本实施例中，本信号控制电路所需的输入电压为12～36AC，以此作为主控信号处理电路1和AC/DC转换模块2的工作电压，并由AC/DC转换模块2实现对12～36AC输入电压的转换，得到12DC输出电压，用于交通信号灯9的工作用电，同时，12～36AC是带有脉冲信号，由信号采集模块3采集12～36AC中的脉冲信号，并输出到信号整形模块4处理成形，需要说明的是，由于脉冲信号是根据自身所能检测的频率来精准控制交通信号灯9的安全信号显示，但是脉冲信号的驱动能力有限，容易受到负载电路的影响，因此信号整形模块4选择MAX9203高速电压比较器，其具备高速、低传输延时、低功耗的特性，以其作为负载对脉冲信号的影响非常小，不会改变脉冲信号的频率参数，保证脉冲信号的驱动能力达到后续的MOS管触发信号驱动模块5触发条件，同样，MOS管触发信号驱动模块5选择MAX5048高速MOSFET驱动器，其对脉冲信号的影响小，而MOS管触发信号驱动模块5的作用是触发MOS管模块6，使MOS管模块6快速导通，MOS管模块6所选择的IRF7103Q开关管，其输出电阻非常小，为信号转换模块7提供足够的电流输入，解决低压电能传输的负载损耗问题，同时也保证脉冲信号顺利的识别和转换，实时有效控制交通信号灯9的安全信号显示，本信号控制电路能实现通过低电压控制设备来运作，避免触电事故的发生，同时实现电能供给和信号传输共用同一条电缆，减少布线的作业周期，降低布线所需的建设成本和维护成本。
智能交通信号灯安全用电系统实施例1
如图2所示，智能交通信号灯安全用电系统，包括有信号主机8、交通信号灯9，所述的信号主机8接12～36AC输入，连接至信号主机8内的可控硅电路10，所述的可控硅电路10的输出端耦合至12～36AC输出，所述的12～36AC输出通过第一共用电缆11接所述的信号控制电路的输入端，第一AC/DC转换模块2的输出端、信号转换模块7的输出端分别通过第二共用电缆12连接所述的交通信号灯9内的驱动电路13。
在本实施例中，交通信号灯9为由红灯18、绿灯19、黄灯20组成的常规型安全信号灯，本安全用电系统是与城市自动供电系统21组合使用，由城市自动供电系统21提供的220AC电压通过变压器22来变压至12～36AC电压，输出到信号主机8内的可控硅电路10，可控硅电路10用于将12～36AC的脉冲信号进行调制，带有脉冲信号的12～36AC会选择红灯供电及信号控制线23、黄灯供电及信号控制线24、绿灯供电及信号控制线25其中之一，输出到信号控制电路，经由信号控制电路的转换和处理，得到驱动信号和12DC输出，驱动信号通过驱动线组26来传输到驱动电路13，驱动信号用于控制红灯18、绿灯19、黄灯20的灯光显示，12DC输出通过供电电线27来输送到驱动电路13，为交通信号灯9提供工作用电，最终使交通信号灯9进行相对颜色的灯光显示，可以理解的是，本实施例中所述的红灯供电及信号控制线23、黄灯供电及信号控制线24、绿灯供电及信号控制线25，即本安全用电系统中所述的第一共用电缆11；本实施例中所述的驱动线组26和供电电线27，即为本安全用电系统中所述的第二共用电缆12。
智能交通信号灯安全用电系统实施例2
如图3所示，所述的交通信号灯9为带有单8倒计时灯芯14的倒计时交通灯。当本安全用电系统应用于倒计时交通灯时，驱动信号不仅能驱使倒计时交通灯进行信号颜色的灯光显示，也能使倒计时交通灯进行倒计时显示，便于过路的行人获悉清晰、精准的交通信号。
智能交通信号灯安全用电系统实施例3
如图4所示，所述的交通信号灯9的外表面安装有单八倒计时灯芯14，所述的驱动电路13的输出端接所述的单八倒计时灯芯14的输入端，所述的交通信号灯9的外表面还安装有LED显示屏15，所述的12～36AC输出还接所述的LED显示屏15内的LED屏控制电路16，所述的LED屏控制电路16配置有所述的信号控制电路中的主控信号处理电路1，所述的可控硅电路10的输出端还耦合至36AC输出，所述的36AC输出接所述的交通信号灯9内的第二AC/DC转换模块17的输入端,所述的第二AC/DC转换模块17的输出端分别为12DC输出和5DC输出，所述的12DC输出接所述的LED屏控制电路16的输入端，所述的5DC输出接所述的LED显示屏15的输入端。
在本实施例中，交通信号灯9为人行一体灯，其带有单八倒计时灯芯14和LED显示屏15，一方面，驱动电路13在接收驱动信号和12DC输出之后，单八倒计时灯芯14只会执行红、绿两色的灯光显示，以及倒计时显示，使过路的行人获悉清晰、精准的交通信号，了解准确的过路等待时间；另一方面，信号主机8会额外输出36AC电压，经由第二AC/DC转换模块17转换，得到12DC输出和5DC输出，12DC输出接LED屏控制电路16的输入端，12DC为LED屏控制电路16的工作用电，5DC输出接LED显示屏15的输入端，为LED显示屏15提供工作用电，同样，带有脉冲信号的12～36AC也会输出到LED屏控制电路16，LED屏控制电路16单独安装有信号控制电路中的主控信号处理电路1，以对脉冲信号进行识别和处理，使LED显示屏15进行相对应的图文显示。
进一步的，所述的信号控制电路封装在所述的交通信号灯9内。信号控制电路和交通信号灯9的组合封装能够快速方便运输至现场，并且实现快速又简单的安装。
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