一种交通信号机的输出功率监测电路制造技术

本发明专利技术公开一种交通信号机的输出功率监测电路，包括负载信号产生电路、检测切换电路、数字电能检测电路和AC

【技术实现步骤摘要】
一种交通信号机的输出功率监测电路


[0001]本专利技术属于功率监测
，具体涉及一种交通信号机的输出功率监测电路。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，交通设备的使用越来越来广泛，设备也越来越来先进，功能越来越多，交通信号机的功能也越来越完善，从而有了信号机对负载检测的功能，以此判断信号灯或倒计时负载的好坏。
[0003]目前，现有交通信号机对负载检测都是对负载电流进行检测，但从电流公式I＝U/R看可知，即使负载不变，电压变化也会引起电流的变化，因此对负载的实际情况判断并不准确。
[0004]根据欧姆定律公式：R＝U/I，当电压变化时，电流必然发生相应的线性变化，单独检测电流无法检测出负载的真实变化情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题：提供一种能精确地监测到信号灯、倒计时或连接到信号机输出端负载的功率的交通信号机的输出功率监测电路。
[0006]技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种交通信号机的输出功率监测电路，包括负载信号产生电路、检测切换电路、数字电能检测电路和AC
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DC电源电路；所述负载信号产生电路用于将市电切换成分时输出的交流红、黄、绿驱动信号电压；所述检测切换电路将红、黄、绿驱动信号处理后输入至数字电能检测电路进行电压检测；所述数字电能检测电路检测红、黄、绿驱动信号的电压和电流，并将检测结果输出至MCU进行分析，MCU根据电压值和电流值算出负载功率，并根据电压值和电流值判断负载的变化。
[0008]进一步地，所述负载信号产生电路按照不同的信号灯分为红色驱动信号产生电路、黄色驱动信号产生电路和绿色驱动信号产生电路，负载信号产生电路包括光耦、第一开关器件及外围电路，光耦的输入端与MCU的输出端口连接，接收MCU的驱动信号；第一开关器件、市电火线与光耦连接，光耦收到低电平驱动信号时，驱动开关器件导通，市电从开关器件输出到信号输出端子，成为红色、绿色或者黄色输出驱动信号。
[0009]进一步地，第一开关器件采用可控硅、三极管、继电器或者接触器，光耦采用MOC3041M芯片。
[0010]进一步地，所述切换检测电路包括MCU、四双向模拟开关、第二开关器件和分压滤波电路，MCU与第二开关器件连接，第二开关器件与四双向模拟开关连接，同时红色、黄色和绿色输出驱动信号经分压滤波电路与四双向模拟开关连接，四双向模拟开关输出端连接数字电能检测电路。
[0011]进一步地，MCU输出低电平控制第二开关器件截止，控制四双向模拟开关相应端口导通，红色、黄色或者绿色输出驱动信号经分压滤波电路转换后，经四双向模拟开关输入到
数字电能检测电路进行电压检测。
[0012]进一步地，第二开关器件采用可控硅、三极管、继电器或者场效应管，控制四双向模拟开关采用CD4066N。
[0013]进一步地，数字电能检测电路包括交流电流互感器和电能计量芯片，交流电流互感器的输出端与电能计量芯片的输入端连接，交流电流互感器感应到驱动输出信号电流的大小，转换成电压输入到电能计量芯片，进行电流检测；同时电能计量芯片将红、黄、绿驱动信号的电压进行检测，电能计量芯片将电流值和电压值换算成数字信号发送给MCU进行分析。
[0014]进一步地，电能计量芯片采用BL0940芯片或者CS5463芯片。
[0015]进一步地，AC
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DC电源电路产生MCU供电的+5V和数字电能检测电路供电的+3.3V电压。
[0016]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0017]本专利技术的交通信号机的输出功率监测电路，根据功率公式和欧姆定律公式，W＝U*I和I＝U/R，即使电压有波动，电流也会有波动的原理，使用BL0940芯片组成的数字电能检测电路同时监测信号机输出负载的电流和电压值，然后使用MCU根据公式W＝U*I计算出负载功率，并根据欧姆定律公式R＝U/I，判断功率的变化是由于电压变化还是负载损坏引起，从而也能判断出负载的好坏。相比现在只监测负载电流的方式，功率监测更精确。
附图说明
[0018]图1是交通信号机的输出功率监测电路原理图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0020]如图1所示，本申请的交通信号机的输出功率监测电路，主要包括负载信号产生电路、检测切换电路、数字电能检测电路和AC
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DC电源电路4部分电路。其中，负载信号产生电路用于将市电切换成分时输出的交流红、黄、绿驱动信号电压。检测切换电路包括MCU、四双向模拟开关以及外围电路，将红、黄、绿驱动信号处理后输入至数字电能检测电路进行电压检测；数字电能检测电路：包括精密的交流电流互感器L1和电能计量芯片，数字电能检测电路检测红、黄、绿驱动信号的电流和电压，并将检测结果输出至MCU进行分析，MCU根据电压值和电流值算出负载功率，并根据电压值和电流值判断负载的变化。AC
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DC电源电路产生MCU供电的+5V和数字电能检测电路供电的+3.3V电压。
[0021]负载信号产生电路按照不同的信号灯分为红色驱动信号产生电路、黄色驱动信号产生电路和绿色驱动信号产生电路。三者的电路结构相同，负载信号产生电路包括光耦、开关器件及外围电路，光耦的输入端与MCU的输出端口连接，接收MCU的驱动信号；开关器件、市电火线与光耦连接，光耦收到低电平驱动信号时，驱动开关器件导通，市电从第一开关器件输出到信号输出端子，成为红色、绿色或者黄色输出驱动信号。第一开关器件可以采用可控硅(晶闸管)、三极管、继电器、接触器等，光耦采用MOC3041M芯片，各电路详细电路结构如下：
[0022]红色驱动信号产生电路包括的电路部件有：光耦U2、可控硅Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R7和电容C3。光耦U2的1脚通过电阻R1连接+5v电源，光耦U2的2脚与MCU的3脚连接，光耦U2的4脚连接可控硅Q1的3脚，光耦U2的6脚通过电阻R2连接市电ACL。可控硅Q1的3脚和1脚之间设置电阻R7，可控硅Q1的1脚和2脚之间连接电容C3和电阻R4，同时可控硅Q1的1脚连接信号输出端子CON2的端口1，输出红色驱动信号。当光耦U2的2脚收到MCU的低电平驱动信号时，6脚到4脚导通，驱动可控硅Q1导通，市电从可控硅Q1的1脚输出到信号输出端子CON2的端口1，成为红色输出驱动信号。
[0023]黄色驱动信号产生电路包括的电路部件有：光耦U3、可控硅Q3、电阻R21、电阻R15、电阻R25、电阻R26和电容C7。光耦U3的1脚通过电阻R21连接+5v电源，光耦U3的2脚与MCU的3脚连接，光耦U3的4脚连接可控硅Q3的3脚，光耦U3的6脚通过电阻R15连接市电ACL。可控硅Q3的3脚和1脚之间设置电阻R26，可控硅Q3的1脚和2脚之间连接电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交通信号机的输出功率监测电路，其特征在于：包括负载信号产生电路、检测切换电路、数字电能检测电路和AC
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DC电源电路；所述负载信号产生电路用于将市电切换成分时输出的交流红、黄、绿驱动信号电压；所述检测切换电路将红、黄、绿驱动信号处理后输入至数字电能检测电路进行电压检测；所述数字电能检测电路检测红、黄、绿驱动信号的电压和电流，并将检测结果输出至MCU进行分析，MCU根据电压值和电流值算出负载功率，并根据电压值和电流值判断负载的变化。2.根据权利要求1所述的交通信号机的输出功率监测电路，其特征在于：所述负载信号产生电路按照不同的信号灯分为红色驱动信号产生电路、黄色驱动信号产生电路和绿色驱动信号产生电路，负载信号产生电路包括光耦、第一开关器件及外围电路，光耦的输入端与MCU的输出端口连接，接收MCU的驱动信号；第一开关器件、市电火线与光耦连接，光耦收到低电平驱动信号时，驱动开关器件导通，市电从开关器件输出到信号输出端子，成为红色、绿色或者黄色输出驱动信号。3.根据权利要求2所述的交通信号机的输出功率监测电路，其特征在于：第一开关器件采用可控硅、三极管、继电器或者接触器，光耦采用MOC3041M芯片。4.根据权利要求1所述的交通信号机的输出功率监测电路，其特征在于：所述切换检测电路包括MCU、四双向模拟开关、第二开关器件和分压滤波电路，MCU与第二开关器件连接，第二开...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴港书，朱顺，胡杏鸳，王云云，李鹏远，孙婧，董浩，孔凡祥，姚正新，刘俊，
申请(专利权)人：扬州市法马智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：