铁路机车用蓄电池欠压报警装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及铁路机车的改进，具体是一种铁路机车用蓄电池欠压报警装置。提高了铁路机车的运行安全，提供了一种铁路机车用蓄电池欠压报警装置。包括输入回路、电压检测电路、语音报警电路及工作电源；本实用新型结构合理，应用方便，可有效避免因蓄电池欠压而造成的蓄电池损坏和机破事故发生，对机车运用可靠性有一定程度的提升，具有极好的经济性和社会效益，可应用于各型韶山型电力机车和内燃机车上。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及铁路机车的改进，具体是一种铁路机车用蓄电池欠压报警装置。 铁路机车用蓄电池欠压报警装置

【背景技术】
[0002] 现有蓄电池欠压报警装置采用蜂鸣器进行报警，无明确提示，易与其它报警装置 混淆；且结构简单，未采用单片机结构，不利于报警参数调整、功能扩展和软件升级。


【发明内容】

[0003] 本实用新型为了提高铁路机车的运行安全，提供了一种铁路机车用蓄电池欠压报 警装置。
[0004] 本实用新型是采用如下技术方案实现的：铁路机车用蓄电池欠压报警装置，包括 输入回路、电压检测电路、语音报警电路及工作电源；
[0005] 输入回路由正极输入端经二极管D6、滤波电容CX1、保险丝F1与负极输入端串联 构成，滤波电容CX1并联有滤波器LF1，滤波器LF1的两输出端间串联有滤波电容CX2与滤 波电容C1的并联支路，滤波器LF1和滤波电容CXI、CX2构成共模抑制滤波器；
[0006] 电压检测电路包含比较器N1、光电耦合器N2、由电阻R11A和可调电阻RP1串联构 成的电压取样支路；电压取样支路与滤波电容CX1并联，电阻R11A、电阻RP1之间的连接节 点与比较器N1的同相端连接，并经电阻R15A与比较器N1的输出端连接；比较器N1的反相 端与工作电源连接；光电耦合器N2中发光二极管的阴极与比较器N1的输出端连接，阳极经 电阻R9A与工作电源连接；
[0007] 语音报警电路包含单片机U1A、由语音芯片U2A和扬声器SPK构成的语音模块、报 警指示用发光二极管VI、静音键S1 ;
[0008] 光电耦合器N2中光敏三极管的发射极接地，集电极经电阻R8A与工作电源连接， 并经由非门U3A、非门U3B串联构成的双非门串联支路与单片机U1A连接，非门U3B的输出 端经电阻R7A与工作电源连接；
[0009] 静音键S1-端经电阻R1A与工作电源连接，另一端接地；电阻R1A、静音按钮S1之 间的连接节点经由非门U3D、非门U3E串联构成的双非门串联支路与单片机U1A连接；
[0010] 发光二极管VI的阴极与单片机U1A连接，阳极经电阻R3A与工作电源连接；
[0011] 语音模块与单片机U1A连接。其中，滤波器LF1和电容CXI、CX2构成的共模抑制 滤波器可将电源产生的噪声及输入电源噪声隔离。
[0012] 使用时，将本实用新型所述报警装置输入回路的正、负极输入端与机车的蓄电池 连接。在报警装置工作后，对机车蓄电池电压(机车运用工况下为蓄电池与电源柜并联输出 的电压，以下为叙述方便考虑，仍统一称为"机车蓄电池电压"）可以一直进行实时监测。当 机车蓄电池电压处于欠压状态时，电压检测电路的比较器N1将输出低电平，光电稱合器N2 中发光二极管发光，光电耦合器N2中光敏三极管感光导通，进而在集电极产生触发信号， 触发信号经双非门串联支路整形后，送至单片机U1A，由单片机U1A触发报警灯闪烁、语音 模块发出报警语音，提醒司机注意，采取措施，防止意外的发生。在获知报警信息后，司机如 有需要，可以按下静音键S1，触发单片机U1A，使单片机U1A控制语音模块静音，仅屏蔽语 音，通过发光二极管VI闪烁提示蓄电池欠压，以方便司机或工作人员在安静的环境下进行 工作。
[0013] 所述工作电源可以直接采用干电池提供，或者由机车的车载蓄电池提供；在以 电机车的车载蓄电池提供时，所述工作电源可以采用如下电路实现，包含高频变压器T1、 CLC π型滤波器、开关器件U1及其控制电路、由电阻R1和发光二极管LED1串联构成的工作 状态指示电路；
[0014] 高频变压器Τ1的初级线圈与开关器件U1串联，且串联支路与输入回路中的滤波 电容C1并联；高频变压器Τ1的第一次级线圈经稳压二极管D4与CLC π型滤波器连接，第 二次级线圈与稳压二极管D3、电容C4串联形成回路；工作状态指示电路与CLC π型滤波器 输出端连接；
[0015] 开关器件U1的控制电路包括光电耦合器U2、比较器U3、由电阻R5和电阻R6串联 构成的电压取样支路；电压取样支路与CLC π型滤波器的输出端连接，电阻R5、电阻R6之 间的连接节点与比较器U3的同相端连接，比较器U3的反相端与比较器U3的输出端连接； 光电耦合器Ν2中发光二极管的阴极与比较器U3的输出端连接，阳极经电阻R8与CLC π型 滤波器的输出端连接；光电耦合器U2中光敏三极管的发射极与开关器件U1的控制端连接， 稳压二极管D3、电容C4之间的连接节点与光电耦合器U2中光敏三极管的集电极连接。
[0016] 该工作电源由开关器件U1的控制电路检测高频变压器Τ1的输出电压，依据高频 变压器Τ1的输出电压控制开关器件U 1的导通时间，调整高频变压器Τ1的输出电压，形成 反馈回路，保证稳定的电压输出，实现DC/DC高频变换器，具有输入电压范围宽、体积小、效 率高、可靠性高等特点，可以为本实用新型所述报警装置中的单片机及其它1C提供稳定的 工作电源。所述开关器件U1可以采用晶体三极管、场效应管等等。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型采用语音提示方式实施报警功能，设计更为人性化； 机车在蓄电池单独工作时，蓄电池电压低于设定值(用户可根据需要进行调整）时，本装置 及时进行语音和LED灯光报警，提醒操作者尽快对蓄电池进行充电，避免因蓄电池亏电造 成蓄电池损坏或因控制电路故障造成机破事故的发生；在蓄电池与机车电源柜并联工作 时，能够对控制电路输出电压进行监测，当控制电路输出电压低于设定值(用户可根据需要 进行调整）时，及时进行语音和LED灯光报警，提醒乘务员查找电源柜是否未投入或电源柜 出现故障，避免因蓄电池电压过低造成机破事故的发生，提高机车运用可靠性。本实用新型 采用单片机控制，能有效解决语音播放过程中的控制问题，并便于功能升级和维护。
[0018] 此外，在相应软件支持下，本装置通过简单的软硬件改造并增加相应接口，即可通 过对机车网压信号等信号判别，确定机车是在库内还是在网下工作，并能够根据网压情况， 判断机车是在过分相状态还是电源柜确实存在故障，并根据不同工况进行智能检测，以语 音提示进行播报，方便操作者及时做好相应故障处理工作。在具体实施时，应采用规范的电 气接口，以便在各型机车上进行推广。
[0019] 本实用新型结构合理，应用方便，可有效避免因蓄电池欠压而造成的蓄电池损坏 和机破事故发生，对机车运用可靠性有一定程度的提升，具有极好的经济性和社会效益，可 应用于各型韶山型电力机车和内燃机车上。

【专利附图】

【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型的电路原理图；

【具体实施方式】
[0021] 如图1所示，铁路机车用蓄电池欠压报警装置，包括输入回路、电压检测电路、语 音报警电路及工作电源；输入回路由正极输入端经二极管D6、滤波电容CX1、保险丝F1与负 极输入端串联构成，滤波电容CX1并联有滤波器LF1，滤波器LF1的两输出端间串联有滤波 电容CX2与滤波电容C1的并联支路，滤波器LF1和滤波电容CXI、CX2构成共模抑制滤波器； 电压检测电路包含比较器N1、光电耦合器N2、由电阻R11A和可调电阻RP1串联构成的电压 取样支路；电压取样支路与滤波电容CX1并联，电阻R11A、电阻RP1之间的连接节点与比较 器N1的同相端连接，并经电阻R15A与比较器N1的输出端连接；比较器N1的反相端与工作 电源连接；光电耦合器N2中发光二极管的阴极与比较器N1的输出端连接，阳极经电阻R9A 与工作电源连接；语音报警电路包含单片机U1A、由语音芯片U2A和扬声器SPK构成的语音 模块、报警指示用发光二极管VI、静音键S1 ;光电耦合器N2中光敏三极管的发射极接地， 集电极经电阻R8A与工作电源连接，并经由非门U3A、非门U3B串联构成的双非门串联支路 与单片机U1A连接，非门U3B的输出端经电阻R7A与工作电源连接；静音键S1 -端经电阻 R1A与工作电源连接，另一端接地；电阻R1A、静音按钮S1之间的连接节点经由非门U3D、非 门U3E串联构成的双非门串联支路与单片机U1A连接；发光二极管VI的阴极与单片机U1A 连接，阳极经电阻R3A与工作电源连接；语音模块与单片机U1A连接。
[0022] 所述工作电源包含高频变压器T1、CLC π型滤波器、开关器件U1及其控制电路、由 电阻R1和发光二极管LED1串联构成的工作状态指示电路；高频变压器Τ1的初级线圈与开 关器件U1串联，且串联支路与输入回路中的滤波电容C1并联；高频变压器Τ1的第一次级 线圈经稳压二极管D4与CLC π型滤波器连接，第二次级线圈与稳压二极管D3、电容C4串 联形成回路；工作状态指示电路与CLC π型滤波器输出端连接；开关器件U1的控制电路包 括光电耦合器U2、比较器U3、由电阻R5和电阻R6串联构成的电压取样支路；电压取样支路 与CLC π型滤波器的输出端连接，电阻R5、电阻R6之间的连接节点与比较器U3的同相端连 接，比较器U3的反相端与比较器U3的输出端连接；光电耦合器Ν2中发光二极管的阴极与 比较器U3的输出端连接，阳极经电阻R8与CLC π型滤波器的输出端连接；光电耦合器U2 中光敏三极管的发射极与开关器件U1的控制端连接，稳压二极管D3、电容C4之间的连接节 点与光电耦合器U2中光敏三极管的集电极连接。
【权利要求】
1. 一种铁路机车用蓄电池欠压报警装置，其特征在于：包括输入回路、电压检测电路、 语音报警电路及工作电源；输入回路由正极输入端经二极管D6、滤波电容CX1、保险丝F1与 负极输入端串联构成，滤波电容CX1并联有滤波器LF1，滤波器LF1的两输出端间串联有滤 波电容CX2与滤波电容C1的并联支路，滤波器LF1和滤波电容CX1、CX2构成共模抑制滤波 器；电压检测电路包含比较器N1、光电耦合器N2、由电阻R11A和可调电阻RP1串联构成的 电压取样支路；电压取样支路与滤波电容CX1并联，电阻R11A、电阻RP1之间的连接节点与 比较器N1的同相端连接，并经电阻R15A与比较器N1的输出端连接；比较器N1的反相端与 工作电源连接；光电耦合器N2中发光二极管的阴极与比较器N1的输出端连接，阳极经电 阻R9A与工作电源连接；语音报警电路包含单片机U1A、由语音芯片U2A和扬声器SPK构成 的语音模块、报警指示用发光二极管VI、静音键S1 ;光电耦合器N2中光敏三极管的发射极 接地，集电极经电阻R8A与工作电源连接，并经由非门U3A、非门U3B串联构成的双非门串 联支路与单片机U1A连接，非门U3B的输出端经电阻R7A与工作电源连接；静音键S1 -端 经电阻R1A与工作电源连接，另一端接地；电阻R1A、静音按钮S1之间的连接节点经由非门 U3D、非门U3E串联构成的双非门串联支路与单片机U1A连接；发光二极管VI的阴极与单片 机U1A连接，阳极经电阻R3A与工作电源连接；语音模块与单片机U1A连接。
2. 根据权利要求1所述的铁路机车用蓄电池欠压报警装置，其特征在于：所述工作电 源包含高频变压器Tl、CLC π型滤波器、开关器件U1及其控制电路、由电阻R1和发光二极 管LED1串联构成的工作状态指示电路；高频变压器Τ1的初级线圈与开关器件U1串联，且 串联支路与输入回路中的滤波电容C1并联；高频变压器Τ1的第一次级线圈经稳压二极管 D4与CLC π型滤波器连接，第二次级线圈与稳压二极管D3、电容C4串联形成回路；工作状 态指示电路与CLCji型滤波器输出端连接；开关器件U1的控制电路包括光电耦合器U2、t匕 较器U3、由电阻R5和电阻R6串联构成的电压取样支路；电压取样支路与CLC π型滤波器 的输出端连接，电阻R5、电阻R6之间的连接节点与比较器U3的同相端连接，比较器U3的反 相端与比较器U3的输出端连接；光电耦合器Ν2中发光二极管的阴极与比较器U3的输出端 连接，阳极经电阻R8与CLC π型滤波器的输出端连接；光电耦合器U2中光敏三极管的发射 极与开关器件U1的控制端连接，稳压二极管D3、电容C4之间的连接节点与光电耦合器U2 中光敏三极管的集电极连接。
【文档编号】G01R31/36GK203849382SQ201320776825
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】张战东, 严俊祥, 石志峰, 韩志刚, 孙新贤, 尤昕宇 申请人:太原轨道交通装备有限责任公司