一种铁路防灾系统与列控系统接口继电器的驱动装置

摘要

本发明公开了一种铁路防灾系统与列控系统接口继电器的驱动装置。该驱动装置包括电源电路、恒流控制电路和监测电路；其中电源电路与列控接口继电器连接，向KZ端供电；恒流控制电路连接在电源地与KF端之间；监测电路分别采集电源电路的输出电压、列控接口继电器的KZ端电压及恒流控制电路中三极管的集电极电压，对列控接口继电器的线路状态和工作状态进行监测。本发明实现了稳定的电源输出；采用恒流控制电路实现了列控接口继电器的远程驱动功能；通过监测恒流控制电路的电压，可以实现对线路状态的监测功能。

权利要求

1.一种铁路防灾系统与列控系统接口继电器的驱动装置，其特征在于：所述驱动装置包括电源电路、恒流控制电路和监测电路；

所述电源电路与列控接口继电器的继电器电源正极端连接；

所述恒流控制电路连接在电源地与列控接口继电器的继电器电源负极端之间,包括三极管、第一电阻、第二电阻、稳压管和电容，其中所述三极管的集电极连接所述列控接口继电器的继电器电源负极端，所述第一电阻连接在所述三极管的射极与所述电源地之间，所述稳压管和所述电容并联连接在所述三极管的基电极与所述电源地之间，所述第二电阻连接在所述三极管的基电极与所述列控接口继电器的继电器电源正极端之间；

所述监测电路分别采集所述电源电路的输出电压、所述列控接口继电器的继电器电源正极端电压及所述恒流控制电路中三极管的集电极电压，对所述列控接口继电器的线路状态和工作状态进行监测。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：

所述电源电路包括两组独立供电的BOOST-BUCK开关电源，各所述BOOST-BUCK开关电源经过二极管分别连接所述列控接口继电器的继电器电源正极端。

3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：

通过调整所述第一电阻的电阻值实现不同负载下的电流控制。

4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：

所述监测电路在进行监测时采用如下的判断规则：当所述三极管的集电极电压高于

24V时，认为所述列控接口继电器的驱动线路处于短路状态；当所述三极管的集电极电压低于4V时，认为所述列控接口继电器的逻辑断开或线路断开。

说明书

一种铁路防灾系统与列控系统接口继电器的驱动装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种接口继电器驱动装置，尤其涉及一种用于铁路防灾安全监测系统(简称为铁路防灾系统)与列车控制系统之间的接口继电器的驱动装置，属于铁路防灾安全监控领域。

背景技术

[0002] 近年来，随着铁路客运专线的快速发展，与之相关的铁路防灾系统已经在各条客运专线上广泛投入使用。铁路防灾系统负责对异物侵线、风、雨等灾害情况进行监测。对于由异物侵线引起的灾害信息，直接通过列车控制系统的接口继电器(简称列控接口继电器)进行信息交互，实现对列车控制系统的运行控制。因此，铁路防灾系统与列车控制系统之间接口的安全可靠成为铁路防灾安全监测技术中的关键环节。相关的铁路技术规范要求对列车控制系统中包括列控接口继电器在内的各个继电器的线路状态进行监控。

[0003] 如图1所示，现有列车控制系统中的列控接口继电器采用可调电源直接驱动继电器线圈的模式实现。其中可调电源作为电流源，直接连接列控接口继电器的KZ(继电器电源正极)端；电源输入地直接连接列控接口继电器的KF(继电器电源负极)端。当列控接口继电器的驱动端与继电器距离比较远时，通过调整可调电源的电压，使继电器线圈两端的电压保持为24V，确保列控接口继电器的工作正常。但是，在这种驱动模式下一组驱动电源无法对多个不同距离的列车控制系统继电器提供电源供应。

[0004] 另一方面，在传统的列控接口继电器监控模式中，通过驱动与回采的集成电路逻辑进行判断。这种判断方式是在驱动线路完好的情况下，通过回采列车控制系统中继电器的采点来完成的，因此往往需要通过人工远程调整可调电源来适应继电器线包模式，且无法通过继电器线圈的驱动端判断线路状态。在线路短路时，可能会引起驱动电源的崩溃。

[0005] 在现有技术中，虽然继电器的驱动电路可以采用电压驱动，但由于线路压降不同，需要进行现场调整，同时也无法实现电流控制与监测。采用辅助线路、回线测量模式以及继电器节点回采模式虽然可以实现继电器线路的状态监测功能，但会使线缆数量大大增加，提高了成本并降低了可维护性。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种铁路防灾系统与列控系统接口继电器的驱动装置。利用该驱动装置可以实现列车控制系统继电器的远程驱动、线路状态监测与线圈负载监测等功能。

[0007] 为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

[0008] 一种铁路防灾系统与列控系统接口继电器的驱动装置，其特征在于：

[0009] 所述驱动装置包括电源电路、恒流控制电路和监测电路；

[0010] 所述电源电路与列控接口继电器连接，向所述列控接口继电器的继电器电源正极端供电；

[0011] 所述恒流控制电路连接在电源地与列控接口继电器的继电器电源负极端之间；

[0012] 所述监测电路分别采集所述电源电路的输出电压、所述列控接口继电器的继电器电源正极端电压及所述恒流控制电路中三极管的集电极电压，对所述列控接口继电器的线路状态和工作状态进行监测。

[0013] 其中较优地，所述电源电路包括两组独立供电的BOOST-BUCK开关电源，各所述BOOST-BUCK开关电源经过二极管分别连接所述列控接口继电器的继电器电源正极端。

[0014] 其中较优地，所述恒流控制电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、稳压管和电容组成，其中所述三极管的集电极连接所述列控接口继电器的继电器电源负极端，所述第一电阻连接在所述三极管的射极与所述电源地之间，所述稳压管和所述电容并联连接在所述三极管的基电极与所述电源地之间，所述第二电阻连接在所述三极管的基电极与所述列控接口继电器的继电器电源正极端之间。

[0015] 其中较优地，通过调整所述第一电阻的电阻值实现不同负载下的电流控制。

[0016] 其中较优地，所述监测电路在进行监测时采用如下的判断规则：

[0017] 当所述三极管的集电极电压高于24V时，认为所述列控接口继电器的驱动线路处于短路状态；当所述三极管的集电极电压低于4V时，认为所述列控接口继电器的逻辑断开或线路断开。

[0018] 本发明所提供的列控接口继电器驱动装置通过采用BOOST-BUCK开关电源实现了稳定的电源输出，提高了列车控制系统驱动电流的灵活性；采用恒流控制电路实现了列控接口继电器的远程驱动功能；通过监测恒流控制电路的电压，可以实现对线路状态的监测功能。

附图说明

[0019] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0020] 图1为现有技术中，采用可调电源直接驱动列控接口继电器线圈的模式示意图；

[0021] 图2为本发明所提供的列控接口继电器驱动装置的电路原理图。

具体实施方式

[0022] 本发明所提供的列控接口继电器驱动装置主要包括电源电路、恒流控制电路和监测电路。其中电源电路为列控接口继电器提供可靠的电源供应。为了满足自适应继电器驱动距离的要求，电源电路的输出电压可以控制在40V左右，同时采用恒流方式实现继电器驱动线包的自动适应。监测电路用于监测电源电路的工作状态和列控接口继电器的工作状态，同时采集列控接口继电器的节点信息，判断线路的连接与断开状态等。

[0023] 如图2所示，电源电路由两组BOOST-BUCK开关电源及相应的二极管组成。在本发明中，所采用的BOOST-BUCK开关电源可以在列车电源输出在12～48V范围内波动时实现稳定的32V输出。在实际工作过程中，通过电压驱动型脉宽调制控制集成电路(图中未示)如TL494的控制，使输出电压调整为40V左右，为恒流控制电路提供操作空间。

[0024] 由于列控接口继电器由上行异物继电器与下行异物继电器组成，继电器的每一个驱动线圈对应一组恒流电路，因此在采用单驱模式时，需要两组恒流电源；在采用双驱模式时，需要四组恒流电源。这两组BOOS T-BUCK开关电源作为恒流电源组成双电流冗余模式，各自独立向列控接口继电器的KZ(继电器电源正极)端供电。当一路开关电源出现故障时，另一路开关电源也可以维护列控接口继电器的状态不变，不会因为电源故障引起继电器的误动作。

[0025] 另一方面，由三极管Q1、电阻R1、R2、稳压管D3和电容C1组成恒流控制电路，连接在电源地与列控接口继电器的KF(继电器电源负极)端之间。其中，三极管Q1的集电极连接列控接口继电器的KF端，电阻R1连接在三极管Q1的射极与电源地之间，稳压管D3和电容C1并联连接在三极管Q1的基电极与电源地之间，电阻R2连接在三极管Q1的基电极与列控接口继电器的KZ端之间。在本发明的一个具体实施例中，Q1优选为大功率三极管TIP41C、D3为5V稳压管、R1作为电流负反馈电路。该恒流控制电路可以使列控接口继电器与驱动电路之间的距离不等时，无需进行调整而使列控接口继电器的线圈两端电压保持在一个稳定值。

[0026] 在上述的恒流控制电路中，通过调整R1的电阻值可以实现不同负载的电流控制，例如采用如图2所示的120欧姆电阻时，可以实现35mA电流控制，如果采用300欧姆电阻时，可以实现14mA电流控制。在实际工作过程中，通过分别调整电阻值的大小，可以实现列控接口继电器线圈的双驱动模式，并实现无论其驱动距离远近，继电器线圈两端的电压均稳定在24V左右。

[0027] 在本列控接口继电器驱动装置中，监测电路分别采集BOOST-BUCK电源的输出电压，判断电源的工作状态；采集列控接口继电器的KZ(继电器电源正极)端电压，确定列控接口继电器驱动点的电压状态；采集三极管Q1的集电极电压，得到线路状态以及继电器驱动线圈的工作状态。具体的判断规则如下：当三极管Q1的集电极电压高于24V时，认为列控接口继电器驱动线路处于短路状态；当三极管Q1的集电极电压低于4V时，认为列控接口继电器的逻辑断开或线路断开。上位机可以根据监测电路所采集的节点信息准确判断列控接口继电器的线路状态和工作状态，在出现异常情况时及时采取必要的应对措施。

[0028] 与现有技术相比较，本列控接口继电器驱动装置通过采用BOOST-BUCK电源模式，实现驱动电源的冗余，提高了列控接口继电器的驱动电路可靠性；采用恒流控制电路实现远程列控接口继电器线圈的驱动功能，并实现对电源电路输出电压与输出电流的反馈控制，使电源电路可以实现过压过流调整，同时实现输入电压的自动适应功能；通过监测恒流控制电路的工作状态判断线路状态，无需采用辅助线路实现线路状态监测功能。

[0029] 以上对本发明所提供的铁路防灾系统与列控系统接口继电器的驱动装置进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。