一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统及其使用方法

申请号 CN201610338613.5 申请日 2016-05-19 公开(公告)号 CN105946900A 公开(公告)日 2016-09-21
申请人 西安思源科创轨道交通技术开发有限公司; 发明人 张海旭; 郝东华; 刘小正; 赵喜桢; 侯江涛; 宋小霞; 李育平; 刘春来; 罗能斌; 王艳艳; 吕鑫; 胡玉果; 景红梅; 彭博; 康慧; 秦岭; 刘朝峰;
摘要 本 发明 公开了一种全 电子 不对称高压脉冲轨道 电路 系统,包括送端设备、受端设备、发送接收一体化控 制模 块 和区段配置信息 存储器 ,发送接收一体化 控制模块 包括主脉冲 信号 发送器、主脉冲信号接收器、备脉冲信号发送器和备脉冲信号接收器,区段配置信息存储器与主脉冲信号发送器和备脉冲信号发送器均连接,送端设备包括发送器切换继电器、送端 电缆 模拟网络和送端 变压器 ;受端设备包括受端传输调整设备,受端传输调整设备包括受端变压器、受端电缆模拟网络和衰耗调整电路。本发明还公开了一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法。本发明设计新颖合理,实现方便,功能完备,工作可靠性高,降低了电路成本,实用性强,便于推广使用。
权利要求

1.一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:包括送端设备、受端设备、发送接收一体化控制模(1),以及用于存储本区段和邻区段的配置信息的区段配置信息存储器(13);所述发送接收一体化控制模块(1)包括主脉冲信号发送器(1-1)、主脉冲信号接收器(11-1)、备脉冲信号发送器(1-2)和备脉冲信号接收器(11-2),所述区段配置信息存储器(13)与主脉冲信号发送器(1-1)和备脉冲信号发送器(1-2)均连接;所述送端设备包括发送器切换继电器(2)、送端电缆模拟网络(3)和送端变压器(5),本区段的所述主脉冲信号发送器(1-1)通过本区段的发送器切换继电器(2)与本区段的送端电缆模拟网络(3)的输入端连接,本区段的所述备脉冲信号发送器(1-2)通过邻区段的发送器切换继电器(2)与邻区段的送端电缆模拟网络(3)的输入端连接,邻区段的所述主脉冲信号发送器(1-1)通过邻区段的发送器切换继电器(2)与邻区段的送端电缆模拟网络(3)的输入端连接,邻区段的所述备脉冲信号发送器(1-2)通过本区段的发送器切换继电器(2)与本区段的送端电缆模拟网络(3)的输入端连接,所述送端电缆模拟网络(3)的输出端与送端变压器(5)的一次侧连接,所述送端变压器(5)的二次侧与轨(6)的送端连接;所述受端设备包括受端传输调整设备,所述受端传输调整设备包括受端变压器、受端电缆模拟网络和衰耗调整电路,所述受端变压器的二次侧与钢轨(6)的受端连接,所述受端电缆模拟网络的输入端与所述受端变压器的一次侧连接,所述衰耗调整电路的输入端与所述受端电缆模拟网络的输出端连接,本区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输入端与本区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输入端与邻区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输出端与本区段的轨道继电器(12)连接,本区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输出端与邻区段的轨道继电器(12)连接,邻区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输入端与邻区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输入端与本区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输出端与邻区段的轨道继电器(12)连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输出端与本区段的轨道继电器(12)连接。
2.按照权利要求1所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述受端传输调整设备的数量为一路且为主受端传输调整设备,相应所述受端变压器、受端电缆模拟网络和衰耗调整电路的数量均为一个且分别为主受端变压器(7-1)、主受端电缆模拟网络(9-1)和主衰耗调整电路(10-1),本区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输入端与本区段的主衰耗调整电路(10-1)的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输入端与邻区段的主衰耗调整电路(10-1)的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输入端与邻区段的主衰耗调整电路(10-1)的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输入端与本区段的主衰耗调整电路(10-1)的输出端连接。
3.按照权利要求1所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述受端传输调整设备的数量为两路且分别为主受端传输调整设备和一侧主受端传输调整设备,相应所述受端变压器的数量为两个且分别为主受端变压器(7-1)和一侧受端变压器(7-
2),所述受端电缆模拟网络的数量为两个且分别为主受端电缆模拟网络(9-1)和一侧受端电缆模拟网络(9-2),所述衰耗调整电路的数量为两个且分别为主衰耗调整电路(10-1)和一侧衰耗调整电路(10-2);本区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输入端与本区段的主衰耗调整电路(10-1)和一侧衰耗调整电路(10-2)的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输入端与邻区段的主衰耗调整电路(10-1)和一侧衰耗调整电路(10-2)的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输入端与邻区段的主衰耗调整电路(10-1)和一侧衰耗调整电路(10-2)的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输入端与本区段的主衰耗调整电路(10-1)和一侧衰耗调整电路(10-2)的输出端连接。
4.按照权利要求1所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述受端传输调整设备的数量为三路且分别为主受端传输调整设备、一侧主受端传输调整设备和二侧主受端传输调整设备,相应所述受端变压器的数量为三个且分别为主受端变压器(7-1)、一侧受端变压器(7-2)和二侧受端变压器(7-3),所述受端电缆模拟网络的数量为三个且分别为主受端电缆模拟网络(9-1)、一侧受端电缆模拟网络(9-2)和二侧受端电缆模拟网络(9-3),所述衰耗调整电路的数量为三个且分别为主衰耗调整电路(10-1)、一侧衰耗调整电路(10-2)和二侧衰耗调整电路(10-3),本区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输入端与本区段的主衰耗调整电路(10-1)、一侧衰耗调整电路(10-2)和二侧衰耗调整电路(10-
3)的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输入端与邻区段的主衰耗调整电路(10-1)、一侧衰耗调整电路(10-2)和二侧衰耗调整电路(10-3)的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器(11-1)的输入端与邻区段的主衰耗调整电路(10-1)、一侧衰耗调整电路(10-2)和二侧衰耗调整电路(10-3)的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器(11-2)的输入端与本区段的主衰耗调整电路(10-1)、一侧衰耗调整电路(10-2)和二侧衰耗调整电路(10-3)的输出端连接。
5.按照权利要求1-4中任一权利要求所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述主脉冲信号发送器(1-1)和备脉冲信号发送器(1-2)的结构相同且均包括电压范围为400V~700V的PWM高压电源(1-3)、充放电电容C5、IGBT晶体管Q1、充电控制逻辑与(1-5)和放电控制逻辑与门(1-6),以及第一微控制器(1-7)、第二微控制器(1-9)、发送器安全与门电路(1-8)和电容值测量电路(1-14),所述第一微控制器(1-7)上接有第一CAN通信接口电路(1-12),所述第二微控制器(1-9)上接有第二CAN通信接口电路(1-13),所述发送器安全与门电路(1-8)与第一微控制器(1-7)的输出端和第二微控制器(1-9)的输出端均连接,所述充放电电容C5的正极和负极分别与PWM高压电源(1-3)的正极输出端和负极输出端连接,所述充电控制逻辑与门(1-5)的输入端和放电控制逻辑与门(1-6)的输入端均与第一微控制器(1-7)的输出端和第二微控制器(1-9)的输出端连接,所述PWM高压电源(1-
3)与充电控制逻辑与门(1-5)的输出端连接,所述IGBT晶体管Q1的基极与放电控制逻辑与门(1-6)的输出端连接,所述IGBT晶体管Q1的发射极与充放电电容C5的负极相接且接地,所述充放电电容C5的正极为主脉冲信号发送器(1-1)或备脉冲信号发送器(1-2)的放电正极输出端V+,所述IGBT晶体管Q1的集电极为主脉冲信号发送器(1-1)或备脉冲信号发送器(1-
2)的放电负极输出端V-,所述充放电电容C5的正极与所述IGBT晶体管Q1的集电极之间接有脉冲频率检测电路(1-4),所述脉冲频率检测电路(1-4)的输出端与第一微控制器(1-7)的输入端和第二微控制器(1-9)的输入端均连接,所述充放电电容C5的正极和负极之间接有第一充电电压检测电路(1-10)和第二充电电压检测电路(1-11),所述第一充电电压检测电路(1-10)的输出端与第一微控制器(1-7)的输入端和第二微控制器(1-9)的输入端均连接,所述第二充电电压检测电路(1-11)的输出端与第一微控制器(1-7)的输入端和第二微控制器(1-9)的输入端均连接,所述电容值测量电路(1-14)的输入端与充放电电容C5的正极和负极连接,所述电容值测量电路(1-14)的输出端与第一微控制器(1-7)的输入端和第二微控制器(1-9)的输入端均连接,所述区段配置信息存储器(13)和第二微控制器(1-9)均与第一微控制器(1-7)相接。
6.按照权利要求5所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述发送器安全与门电路(1-8)包括光耦隔离器U1、变压器B1、整流桥DZ1、光耦隔离器U2、变压器B2、整流桥DZ2、三极管Q2、极性电容C1、极性电容C2和极性电容C3,所述光耦隔离器U1的第1引脚与第一微控制器(1-7)的输出端连接,所述光耦隔离器U1的第2引脚通过电阻R1与变压器B1的一次侧线圈的一端相接,所述变压器B1的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述光耦隔离器U1的第3引脚和第4引脚均接地,所述整流桥DZ1的两个交流输入端分别与变压器B1的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C1正极与整流桥DZ1的正极输出端连接,所述极性电容C1负极与整流桥DZ1的负极输出端连接,所述光耦隔离器U2的第1引脚与第二微控制器(1-9)的输出端连接,所述光耦隔离器U2的第2引脚通过电阻R2与极性电容C1正极相接,所述光耦隔离器U2的第3引脚通过电阻R3接地,所述三极管Q2的基极与光耦隔离器U2的第3引脚连接,所述三极管Q2的集电极通过电阻R4与变压器B2的一次侧线圈的一端相接,所述三极管Q2的发射极通过并联的电阻R8和极性电容C3接地,所述变压器B2的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述变压器B2的一次侧线圈的两端之间接有非极性电容C7,所述整流桥DZ2的两个交流输入端分别与变压器B2的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C2的正极与整流桥DZ2的正极输出端连接且为发送器安全与门电路(1-8)的正极输出端OUT1+,所述极性电容C2的负极接地且为发送器安全与门电路(1-8)的负极输出端OUT1-。
7.按照权利要求5所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述PWM高压电源(1-3)包括共模信号抑制电路(1-31)、整流器(1-32)、第一开关电源变压器(1-
33)、第二开关电源变压器(1-34)、第三开关电源变压器(1-35),以及降压电路(1-39)、第一开关电源控制电路(1-36)、第二开关电源控制电路(1-37)和第三开关电源控制电路(1-
38);所述共模信号抑制电路(1-31)的输入端与220V交流电(14)的输出端连接,所述整流器(1-32)的输入端与共模信号抑制电路(1-31)的输出端连接,所述降压电路(1-39)、第一开关电源变压器(1-33)、第二开关电源变压器(1-34)和第三开关电源变压器(1-35)均与整流器(1-32)的输出端连接,所述第一开关电源控制电路(1-36)与降压电路(1-39)的输出端连接,所述第一开关电源变压器(1-33)与第一开关电源控制电路(1-36)的输出端连接,所述第一开关电源变压器(1-33)的输出端接有直流24V输出电路(1-310)和直流5V输出电路(1-
311),所述第二开关电源变压器(1-34)与第二开关电源控制电路(1-37)的输出端连接,所述第二开关电源变压器(1-34)的输出端接有用于输出直流700V高压的第一高压输出电路(1-312),所述第三开关电源变压器(1-35)与第三开关电源控制电路(1-38)的输出端连接,所述第三开关电源变压器(1-35)的输出端接有用于输出直流700V高压的第二高压输出电路(1-313),所述第二开关电源控制电路(1-37)和第三开关电源控制电路(1-38)均与充电控制逻辑与门(1-5)的输出端连接。
8.按照权利要求5所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述主脉冲信号接收器(11-1)和备脉冲信号接收器(11-2)的结构相同且均包括第一电压分压电路(11-3)、第二电压分压电路(11-4)、第一A/D转换电路(11-5)、第二A/D转换电路(11-6)和轨道继电器安全与门电路(11-7),所述第一电压分压电路(11-3)的输入端为主脉冲信号接收器(11-1)或备脉冲信号接收器(11-2)的正脉冲信号输入端IN+,所述第二电压分压电路(11-4)的输入端为主脉冲信号接收器(11-1)或备脉冲信号接收器(11-2)的负脉冲信号输入端IN-,所述第一A/D转换电路(11-5)的输入端与第一电压分压电路(11-3)的输出端连接,所述第一A/D转换电路(11-5)的输出端与第一微控制器(1-7)的输入端连接,所述第二A/D转换电路(11-6)的输出端与第二微控制器(1-9)的输入端连接,所述轨道继电器安全与门电路(11-7)与第一微控制器(1-7)的输出端和第二微控制器(1-9)的输出端均连接。
9.按照权利要求8所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述轨道继电器安全与门电路(11-7)包括光耦隔离器U3、变压器B3、整流桥DZ3、光耦隔离器U4、变压器B4、整流桥DZ4、三极管Q3、极性电容C4、极性电容C6和极性电容C7,所述光耦隔离器U3的第1引脚与第一微控制器(1-7)的输出端连接,所述光耦隔离器U3的第2引脚通过电阻R11与变压器B3的一次侧线圈的一端相接,所述变压器B3的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述光耦隔离器U3的第3引脚和第4引脚均接地,所述整流桥DZ3的两个交流输入端分别与变压器B3的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C4正极与整流桥DZ3的正极输出端连接,所述极性电容C4负极与整流桥DZ3的负极输出端连接,所述光耦隔离器U4的第1引脚与第二微控制器(1-9)的输出端连接,所述光耦隔离器U4的第2引脚通过电阻R5与极性电容C4正极相接,所述光耦隔离器U4的第3引脚通过电阻R6接地,所述三极管Q3的基极与光耦隔离器U4的第3引脚连接,所述三极管Q3的集电极通过电阻R7与变压器B4的一次侧线圈的一端相接,所述三极管Q3的发射极通过并联的电阻R9和极性电容C7接地,所述变压器B4的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述变压器B4的一次侧线圈的两端之间接有非极性电容C8,所述整流桥DZ4的两个交流输入端分别与变压器B4的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C6的正极与整流桥DZ4的正极输出端连接且为轨道继电器安全与门电路(11-7)的正极输出端OUT2+,所述极性电容C6的负极接地且为轨道继电器安全与门电路(11-7)的负极输出端OUT2-。
10.按照权利要求2、3或4所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述送端电缆模拟网络(3)的输出端接有用于送端叠加电码化信号并实现脉冲信号与电码化信号的隔离的送端隔离盒(4),所述送端隔离盒(4)的输入端与站内送端电码化发送器的输出端连接;所述主受端电缆模拟网络(9-1)的输入端接有用于受端叠加电码化信号并实现脉冲信号与电码化信号的隔离的受端隔离盒(8),所述受端隔离盒(8)的输入端与站内受端电码化发送器的输出端连接。
11.按照权利要求1、2、3或4所述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述发送器切换继电器(2)包括主继电器FBJ1和备继电器FBJ2,本区段的所述主脉冲信号发送器(1-1)通过本区段的发送器切换继电器(2)中的主继电器FBJ1的常开触点与本区段的送端电缆模拟网络(3)的输入端连接,本区段的所述备脉冲信号发送器(1-2)通过邻区段的发送器切换继电器(2)中的备继电器FBJ2的常开触点与邻区段的送端电缆模拟网络(3)的输入端连接,邻区段的所述主脉冲信号发送器(1-1)通过邻区段的发送器切换继电器(2)中的主继电器FBJ1的常开触点与邻区段的送端电缆模拟网络(3)的输入端连接,邻区段的所述备脉冲信号发送器(1-2)通过本区段的发送器切换继电器(2)中的备继电器FBJ2的常开触点与本区段的送端电缆模拟网络(3)的输入端连接,所述备继电器FBJ2的励磁电路中串联有主继电器FBJ1的常闭触点。
12.一种如权利要求1所述的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、系统上电后,主脉冲信号发送器(1-1)或备脉冲信号发送器(1-2)读取存储在区段配置信息存储器(13)中的区段配置信息,并根据区段配置信息产生脉冲信号;其中,存储在区段配置信息存储器(13)中的区段配置信息包括站场编号、本区段编号、本区段脉冲发送电压、本区段脉冲发送频率、本区段受端数量、本区段脉冲接收频率、本区段主受端脉冲峰头峰尾比、本区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段校验码和本区段循环冗余码校验码、邻区段编号、邻区段脉冲发送电压、邻区段脉冲发送频率、邻区段受端数量、邻区段脉冲接收频率、邻区段主受端脉冲峰头峰尾比、邻区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段校验码和本区段循环冗余码校验码;
步骤二、脉冲信号通过发送器切换继电器(2)后,经送端电缆模拟网络(3)、送端隔离盒(4)和送端变压器(5)传输至钢轨(6)的送端;
步骤三、脉冲信号以钢轨(6)为导体传输至受端,经所述受端变压器和所述受端电缆模拟网络传输后信号进入所述衰耗调整电路,经所述衰耗调整电路调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器(11-1)或备脉冲信号接收器(11-2);
步骤四、主脉冲信号接收器(11-1)或备脉冲信号接收器(11-2)对其接收到的信号进行解析后,输出直流电压驱动轨道继电器(12),当轨道继电器(12)吸起时,轨道区段处于空闲状态;当轨道继电器(12)落下时,轨道区段处于占用状态。
13.一种如权利要求7所述的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、系统上电后,主脉冲信号发送器(1-1)或备脉冲信号发送器(1-2)读取存储在区段配置信息存储器(13)中的区段配置信息,并根据区段配置信息产生脉冲信号,具体过程为:
步骤101、第一微控制器(1-7)通过SPI总线读取存储在区段配置信息存储器(13)中的区段配置信息,并通过数据总线将区段配置信息传输给第二微控制器(1-9);
步骤102、第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)独立对区段配置信息进行校验并相互对比区段配置信息的一致性,当第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)校验的区段配置信息不一致时,第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)均处于宕机状态;
当第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)校验的区段配置信息一致,且第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)根据第一充电电压检测电路(1-10)检测到的信号或第二充电电压检测电路(1-11)检测到的信号判断为充放电电容C5需要充电时,第一微控制器(1-
7)输出动态方波,第二微控制器(1-9)输出使能信号,经过充电控制逻辑与门(1-5)合成为充电逻辑动态方波输出给第二开关电源控制电路(1-37)和第三开关电源控制电路(1-38),第二开关电源控制电路(1-37)控制第二开关电源变压器(1-34)产生直流700V高压并通过第一高压输出电路(1-312)输出,第三开关电源控制电路(1-38)控制第三开关电源变压器(1-35)产生直流700V高压并通过第二高压输出电路(1-313)输出,实现对充放电电容C5的充电;
当第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)校验的区段配置信息一致,且第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)根据第一充电电压检测电路(1-10)检测到的信号或第二充电电压检测电路(1-11)检测到的信号判断为充放电电容C5不需要充电时,第一微控制器(1-7)输出固定电平,第二微控制器(1-9)输出使能信号,经过充电控制逻辑与门(1-5)合成为固定逻辑电平输出给第二开关电源控制电路(1-37)和第三开关电源控制电路(1-38),第二开关电源控制电路(1-37)停止控制第二开关电源变压器(1-34)产生直流700V高压,第三开关电源控制电路(1-38)停止控制第三开关电源变压器(1-35)产生直流700V高压,第一高压输出电路(1-312)和第二高压输出电路(1-313)无电压输出,充放电电容C5处于禁止充电状态;
当第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)校验的区段配置信息一致,且第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)根据脉冲频率检测电路(1-4)检测到的信号判断为需要充放电电容C5开始放电时,第一微控制器(1-7)根据区段配置信息产生放电脉冲信号,第二微控制器(1-9)输出使能信号,经过放电控制逻辑与门(1-6)合成为放电逻辑脉冲信号输出给IGBT晶体管Q1,通过控制IGBT晶体管Q1控制充放电电容C5放电,输出脉冲信号;当第一微控制器(1-7)和第二微控制器(1-9)判断为充放电电容C5开始放电时,充放电电容C5正处在充电状态时,记录为一次故障,当记录的故障次数超过三次时,第一微控制器(1-7)输出禁止放电信号,第二微控制器(1-9)输出使能信号,经过放电控制逻辑与门(1-6)合成为禁止放电信号给IGBT晶体管Q1,禁止充放电电容C5放电;
其中,存储在区段配置信息存储器(13)中的区段配置信息包括站场编号、本区段编号、本区段脉冲发送电压、本区段脉冲发送频率、本区段受端数量、本区段脉冲接收频率、本区段主受端脉冲峰头峰尾比、本区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段校验码和本区段循环冗余码校验码、邻区段编号、邻区段脉冲发送电压、邻区段脉冲发送频率、邻区段受端数量、邻区段脉冲接收频率、邻区段主受端脉冲峰头峰尾比、邻区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段校验码和本区段循环冗余码校验码;
步骤二、脉冲信号通过发送器切换继电器(2)后,经送端电缆模拟网络(3)、送端隔离盒(4)和送端变压器(5)传输至钢轨(6)的送端;
步骤三、脉冲信号以钢轨(6)为导体传输至受端,经所述受端变压器和所述受端电缆模拟网络传输后信号进入所述衰耗调整电路,经所述衰耗调整电路调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器(11-1)或备脉冲信号接收器(11-2);
步骤四、主脉冲信号接收器(11-1)或备脉冲信号接收器(11-2)对其接收到的信号进行解析后,输出直流电压驱动轨道继电器(12),当轨道继电器(12)吸起时,轨道区段处于空闲状态;当轨道继电器(12)落下时,轨道区段处于占用状态。

说明书全文

一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明属于轨道交通技术领域,具体涉及一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统及其使用方法。

背景技术

[0002] 轨道电路是利用轨线路和钢轨绝缘构成的电路。用于监督列车在区间或列车和调车车列在站内的占用,是最常用的方法。不对称高压脉冲轨道电路利用其瞬时功率大、分路瞬时电流高的特点有利提升解决了轨道电路分路不良的效果。但是,目前采用的不对称高压脉冲轨道电路功能单一,接收端采用模拟电路实现,设备缺少故障监测、报警等功能,系统的可靠性较差,使用效果欠佳;而且,现有技术中的不对称高压脉冲轨道电路中,一个脉冲信号接收器只能解析一路信号,当受端为两受或三受时,就需要增加脉冲信号接收器的数量,增加了电路成本,且使用操作不方便。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其设计新颖合理,实现方便,使用操作方便,功能完备,工作可靠性高,降低了电路成本,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:包括送端设备、受端设备、发送接收一体化控制模,以及用于存储本区段和邻区段的配置信息的区段配置信息存储器;所述发送接收一体化控制模块包括主脉冲信号发送器、主脉冲信号接收器、备脉冲信号发送器和备脉冲信号接收器,所述区段配置信息存储器与主脉冲信号发送器和备脉冲信号发送器均连接;所述送端设备包括发送器切换继电器、送端电缆模拟网络和送端变压器,本区段的所述主脉冲信号发送器通过本区段的发送器切换继电器与本区段的送端电缆模拟网络的输入端连接,本区段的所述备脉冲信号发送器通过邻区段的发送器切换继电器与邻区段的送端电缆模拟网络的输入端连接,邻区段的所述主脉冲信号发送器通过邻区段的发送器切换继电器与邻区段的送端电缆模拟网络的输入端连接,邻区段的所述备脉冲信号发送器通过本区段的发送器切换继电器与本区段的送端电缆模拟网络的输入端连接,所述送端电缆模拟网络的输出端与送端变压器的一次侧连接,所述送端变压器的二次侧与钢轨的送端连接;所述受端设备包括受端传输调整设备,所述受端传输调整设备包括受端变压器、受端电缆模拟网络和衰耗调整电路,所述受端变压器的二次侧与钢轨的受端连接,所述受端电缆模拟网络的输入端与所述受端变压器的一次侧连接,所述衰耗调整电路的输入端与所述受端电缆模拟网络的输出端连接,本区段的所述主脉冲信号接收器的输入端与本区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器的输入端与邻区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述主脉冲信号接收器的输出端与本区段的轨道继电器连接,本区段的所述备脉冲信号接收器的输出端与邻区段的轨道继电器连接,邻区段的所述主脉冲信号接收器的输入端与邻区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器的输入端与本区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述主脉冲信号接收器的输出端与邻区段的轨道继电器连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器的输出端与本区段的轨道继电器连接。
[0005] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述受端传输调整设备的数量为一路且为主受端传输调整设备,相应所述受端变压器、受端电缆模拟网络和衰耗调整电路的数量均为一个且分别为主受端变压器、主受端电缆模拟网络和主衰耗调整电路,本区段的所述主脉冲信号接收器的输入端与本区段的主衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器的输入端与邻区段的主衰耗调整电路的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器的输入端与邻区段的主衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器的输入端与本区段的主衰耗调整电路的输出端连接。
[0006] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述受端传输调整设备的数量为两路且分别为主受端传输调整设备和一侧主受端传输调整设备,相应所述受端变压器的数量为两个且分别为主受端变压器和一侧受端变压器,所述受端电缆模拟网络的数量为两个且分别为主受端电缆模拟网络和一侧受端电缆模拟网络,所述衰耗调整电路的数量为两个且分别为主衰耗调整电路和一侧衰耗调整电路;本区段的所述主脉冲信号接收器的输入端与本区段的主衰耗调整电路和一侧衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器的输入端与邻区段的主衰耗调整电路和一侧衰耗调整电路的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器的输入端与邻区段的主衰耗调整电路和一侧衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器的输入端与本区段的主衰耗调整电路和一侧衰耗调整电路的输出端连接。
[0007] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述受端传输调整设备的数量为三路且分别为主受端传输调整设备、一侧主受端传输调整设备和二侧主受端传输调整设备,相应所述受端变压器的数量为三个且分别为主受端变压器、一侧受端变压器和二侧受端变压器,所述受端电缆模拟网络的数量为三个且分别为主受端电缆模拟网络、一侧受端电缆模拟网络和二侧受端电缆模拟网络,所述衰耗调整电路的数量为三个且分别为主衰耗调整电路、一侧衰耗调整电路和二侧衰耗调整电路,本区段的所述主脉冲信号接收器的输入端与本区段的主衰耗调整电路、一侧衰耗调整电路和二侧衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器的输入端与邻区段的主衰耗调整电路、一侧衰耗调整电路和二侧衰耗调整电路的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器的输入端与邻区段的主衰耗调整电路、一侧衰耗调整电路和二侧衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器的输入端与本区段的主衰耗调整电路、一侧衰耗调整电路和二侧衰耗调整电路的输出端连接。
[0008] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述主脉冲信号发送器和备脉冲信号发送器的结构相同且均包括电压范围为400V~700V的PWM高压电源、充放电电容C5、IGBT晶体管Q1、充电控制逻辑与和放电控制逻辑与门,以及第一微控制器、第二微控制器、发送器安全与门电路和电容值测量电路,所述第一微控制器上接有第一CAN通信接口电路,所述第二微控制器上接有第二CAN通信接口电路,所述发送器安全与门电路与第一微控制器的输出端和第二微控制器的输出端均连接,所述充放电电容C5的正极和负极分别与PWM高压电源的正极输出端和负极输出端连接,所述充电控制逻辑与门的输入端和放电控制逻辑与门的输入端均与第一微控制器的输出端和第二微控制器的输出端连接,所述PWM高压电源与充电控制逻辑与门的输出端连接,所述IGBT晶体管Q1的基极与放电控制逻辑与门的输出端连接,所述IGBT晶体管Q1的发射极与充放电电容C5的负极相接且接地,所述充放电电容C5的正极为主脉冲信号发送器或备脉冲信号发送器的放电正极输出端V+,所述IGBT晶体管Q1的集电极为主脉冲信号发送器或备脉冲信号发送器的放电负极输出端V-,所述充放电电容C5的正极与所述IGBT晶体管Q1的集电极之间接有脉冲频率检测电路,所述脉冲频率检测电路的输出端与第一微控制器的输入端和第二微控制器的输入端均连接,所述充放电电容C5的正极和负极之间接有第一充电电压检测电路和第二充电电压检测电路,所述第一充电电压检测电路的输出端与第一微控制器的输入端和第二微控制器的输入端均连接,所述第二充电电压检测电路的输出端与第一微控制器的输入端和第二微控制器的输入端均连接,所述电容值测量电路的输入端与充放电电容C5的正极和负极连接,所述电容值测量电路的输出端与第一微控制器的输入端和第二微控制器的输入端均连接,所述区段配置信息存储器和第二微控制器均与第一微控制器相接。
[0009] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述发送器安全与门电路包括光耦隔离器U1、变压器B1、整流桥DZ1、光耦隔离器U2、变压器B2、整流桥DZ2、三极管Q2、极性电容C1、极性电容C2和极性电容C3,所述光耦隔离器U1的第1引脚与第一微控制器的输出端连接,所述光耦隔离器U1的第2引脚通过电阻R1与变压器B1的一次侧线圈的一端相接,所述变压器B1的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述光耦隔离器U1的第3引脚和第4引脚均接地,所述整流桥DZ1的两个交流输入端分别与变压器B1的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C1正极与整流桥DZ1的正极输出端连接,所述极性电容C1负极与整流桥DZ1的负极输出端连接,所述光耦隔离器U2的第1引脚与第二微控制器的输出端连接,所述光耦隔离器U2的第2引脚通过电阻R2与极性电容C1正极相接,所述光耦隔离器U2的第3引脚通过电阻R3接地,所述三极管Q2的基极与光耦隔离器U2的第3引脚连接,所述三极管Q2的集电极通过电阻R4与变压器B2的一次侧线圈的一端相接,所述三极管Q2的发射极通过并联的电阻R8和极性电容C3接地,所述变压器B2的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述变压器B2的一次侧线圈的两端之间接有非极性电容C7,所述整流桥DZ2的两个交流输入端分别与变压器B2的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C2的正极与整流桥DZ2的正极输出端连接且为发送器安全与门电路的正极输出端OUT1+,所述极性电容C2的负极接地且为发送器安全与门电路的负极输出端OUT。
[0010] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述PWM高压电源包括共模信号抑制电路、整流器、第一开关电源变压器、第二开关电源变压器、第三开关电源变压器,以及降压电路、第一开关电源控制电路、第二开关电源控制电路和第三开关电源控制电路;所述共模信号抑制电路的输入端与220V交流电的输出端连接,所述整流器的输入端与共模信号抑制电路的输出端连接,所述降压电路、第一开关电源变压器、第二开关电源变压器和第三开关电源变压器均与整流器的输出端连接,所述第一开关电源控制电路与降压电路的输出端连接,所述第一开关电源变压器与第一开关电源控制电路的输出端连接,所述第一开关电源变压器的输出端接有直流24V输出电路和直流5V输出电路,所述第二开关电源变压器与第二开关电源控制电路的输出端连接,所述第二开关电源变压器的输出端接有用于输出直流700V高压的第一高压输出电路,所述第三开关电源变压器与第三开关电源控制电路的输出端连接,所述第三开关电源变压器的输出端接有用于输出直流700V高压的第二高压输出电路,所述第二开关电源控制电路和第三开关电源控制电路均与充电控制逻辑与门的输出端连接。
[0011] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述主脉冲信号接收器和备脉冲信号接收器的结构相同且均包括第一电压分压电路、第二电压分压电路、第一A/D转换电路、第二A/D转换电路和轨道继电器安全与门电路,所述第一电压分压电路的输入端为主脉冲信号接收器或备脉冲信号接收器的正脉冲信号输入端IN+,所述第二电压分压电路的输入端为主脉冲信号接收器或备脉冲信号接收器的负脉冲信号输入端IN-,所述第一A/D转换电路的输入端与第一电压分压电路的输出端连接,所述第一A/D转换电路的输出端与第一微控制器的输入端连接,所述第二A/D转换电路的输出端与第二微控制器的输入端连接,所述轨道继电器安全与门电路与第一微控制器的输出端和第二微控制器的输出端均连接。
[0012] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述轨道继电器安全与门电路包括光耦隔离器U3、变压器B3、整流桥DZ3、光耦隔离器U4、变压器B4、整流桥DZ4、三极管Q3、极性电容C4、极性电容C6和极性电容C7,所述光耦隔离器U3的第1引脚与第一微控制器的输出端连接,所述光耦隔离器U3的第2引脚通过电阻R11与变压器B3的一次侧线圈的一端相接,所述变压器B3的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述光耦隔离器U3的第3引脚和第4引脚均接地,所述整流桥DZ3的两个交流输入端分别与变压器B3的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C4正极与整流桥DZ3的正极输出端连接,所述极性电容C4负极与整流桥DZ3的负极输出端连接,所述光耦隔离器U4的第1引脚与第二微控制器的输出端连接,所述光耦隔离器U4的第2引脚通过电阻R5与极性电容C4正极相接,所述光耦隔离器U4的第3引脚通过电阻R6接地,所述三极管Q3的基极与光耦隔离器U4的第3引脚连接,所述三极管Q3的集电极通过电阻R7与变压器B4的一次侧线圈的一端相接,所述三极管Q3的发射极通过并联的电阻R9和极性电容C7接地,所述变压器B4的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述变压器B4的一次侧线圈的两端之间接有非极性电容C8,所述整流桥DZ4的两个交流输入端分别与变压器B4的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C6的正极与整流桥DZ4的正极输出端连接且为轨道继电器安全与门电路的正极输出端OUT2+,所述极性电容C6的负极接地且为轨道继电器安全与门电路的负极输出端OUT2-。
[0013] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述送端电缆模拟网络的输出端接有用于送端叠加电码化信号并实现脉冲信号与电码化信号的隔离的送端隔离盒,所述送端隔离盒的输入端与站内送端电码化发送器的输出端连接;所述主受端电缆模拟网络的输入端接有用于受端叠加电码化信号并实现脉冲信号与电码化信号的隔离的受端隔离盒,所述受端隔离盒的输入端与站内受端电码化发送器的输出端连接。
[0014] 上述的一种全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,其特征在于:所述发送器切换继电器包括主继电器FBJ1和备继电器FBJ2,本区段的所述主脉冲信号发送器通过本区段的发送器切换继电器中的主继电器FBJ1的常开触点与本区段的送端电缆模拟网络的输入端连接,本区段的所述备脉冲信号发送器通过邻区段的发送器切换继电器中的备继电器FBJ2的常开触点与邻区段的送端电缆模拟网络的输入端连接,邻区段的所述主脉冲信号发送器通过邻区段的发送器切换继电器中的主继电器FBJ1的常开触点与邻区段的送端电缆模拟网络的输入端连接,邻区段的所述备脉冲信号发送器通过本区段的发送器切换继电器中的备继电器FBJ2的常开触点与本区段的送端电缆模拟网络的输入端连接,所述备继电器FBJ2的励磁电路中串联有主继电器FBJ1的常闭触点。
[0015] 本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
[0016] 步骤一、系统上电后,主脉冲信号发送器或备脉冲信号发送器读取存储在区段配置信息存储器中的区段配置信息,并根据区段配置信息产生脉冲信号;其中,存储在区段配置信息存储器中的区段配置信息包括站场编号、本区段编号、本区段脉冲发送电压、本区段脉冲发送频率、本区段受端数量、本区段脉冲接收频率、本区段主受端脉冲峰头峰尾比、本区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段校验码和本区段循环冗余码校验码、邻区段编号、邻区段脉冲发送电压、邻区段脉冲发送频率、邻区段受端数量、邻区段脉冲接收频率、邻区段主受端脉冲峰头峰尾比、邻区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段校验码和本区段循环冗余码校验码;
[0017] 步骤二、脉冲信号通过发送器切换继电器后,经送端电缆模拟网络、送端隔离盒和送端变压器传输至钢轨的送端;
[0018] 步骤三、脉冲信号以钢轨为导体传输至受端,经所述受端变压器和所述受端电缆模拟网络传输后信号进入所述衰耗调整电路,经所述衰耗调整电路调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器或备脉冲信号接收器;
[0019] 步骤四、主脉冲信号接收器或备脉冲信号接收器对其接收到的信号进行解析后,输出直流电压驱动轨道继电器,当轨道继电器吸起时,轨道区段处于空闲状态;当轨道继电器落下时,轨道区段处于占用状态。
[0020] 本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便、自动化程度高、控制精确可靠的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
[0021] 步骤一、系统上电后,主脉冲信号发送器或备脉冲信号发送器读取存储在区段配置信息存储器中的区段配置信息,并根据区段配置信息产生脉冲信号,具体过程为:
[0022] 步骤101、第一微控制器通过SPI总线读取存储在区段配置信息存储器中的区段配置信息,并通过数据总线将区段配置信息传输给第二微控制器;
[0023] 步骤102、第一微控制器和第二微控制器独立对区段配置信息进行校验并相互对比区段配置信息的一致性,当第一微控制器和第二微控制器校验的区段配置信息不一致时,第一微控制器和第二微控制器均处于宕机状态;
[0024] 当第一微控制器和第二微控制器校验的区段配置信息一致,且第一微控制器和第二微控制器根据第一充电电压检测电路检测到的信号或第二充电电压检测电路检测到的信号判断为充放电电容C5需要充电时,第一微控制器输出动态方波,第二微控制器输出使能信号,经过充电控制逻辑与门合成为充电逻辑动态方波输出给第二开关电源控制电路和第三开关电源控制电路,第二开关电源控制电路控制第二开关电源变压器产生直流700V高压并通过第一高压输出电路输出,第三开关电源控制电路控制第三开关电源变压器产生直流700V高压并通过第二高压输出电路输出,实现对充放电电容C5的充电;
[0025] 当第一微控制器和第二微控制器校验的区段配置信息一致,且第一微控制器和第二微控制器根据第一充电电压检测电路检测到的信号或第二充电电压检测电路检测到的信号判断为充放电电容C5不需要充电时,第一微控制器输出固定电平,第二微控制器输出使能信号,经过充电控制逻辑与门合成为固定逻辑电平输出给第二开关电源控制电路和第三开关电源控制电路,第二开关电源控制电路停止控制第二开关电源变压器产生直流700V高压,第三开关电源控制电路停止控制第三开关电源变压器产生直流700V高压,第一高压输出电路和第二高压输出电路无电压输出,充放电电容C5处于禁止充电状态;
[0026] 当第一微控制器和第二微控制器校验的区段配置信息一致,且第一微控制器和第二微控制器根据脉冲频率检测电路检测到的信号判断为需要充放电电容C5开始放电时,第一微控制器根据区段配置信息产生放电脉冲信号,第二微控制器输出使能信号,经过放电控制逻辑与门合成为放电逻辑脉冲信号输出给IGBT晶体管Q1,通过控制IGBT晶体管Q1控制充放电电容C5放电,输出脉冲信号;当第一微控制器和第二微控制器判断为充放电电容C5开始放电时,充放电电容C5正处在充电状态时,记录为一次故障,当记录的故障次数超过三次时,第一微控制器输出禁止放电信号,第二微控制器输出使能信号,经过放电控制逻辑与门合成为禁止放电信号给IGBT晶体管Q1,禁止充放电电容C5放电;
[0027] 其中,存储在区段配置信息存储器中的区段配置信息包括站场编号、本区段编号、本区段脉冲发送电压、本区段脉冲发送频率、本区段受端数量、本区段脉冲接收频率、本区段主受端脉冲峰头峰尾比、本区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段校验码和本区段循环冗余码校验码、邻区段编号、邻区段脉冲发送电压、邻区段脉冲发送频率、邻区段受端数量、邻区段脉冲接收频率、邻区段主受端脉冲峰头峰尾比、邻区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段校验码和本区段循环冗余码校验码;
[0028] 步骤二、脉冲信号通过发送器切换继电器后,经送端电缆模拟网络、送端隔离盒和送端变压器传输至钢轨的送端;
[0029] 步骤三、脉冲信号以钢轨为导体传输至受端,经所述受端变压器和所述受端电缆模拟网络传输后信号进入所述衰耗调整电路,经所述衰耗调整电路调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器或备脉冲信号接收器;
[0030] 步骤四、主脉冲信号接收器或备脉冲信号接收器对其接收到的信号进行解析后,输出直流电压驱动轨道继电器,当轨道继电器吸起时,轨道区段处于空闲状态;当轨道继电器落下时,轨道区段处于占用状态。
[0031] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0032] 1、本发明的设计新颖合理,实现方便,使用操作方便。
[0033] 2、本发明具有故障监测、报警等功能,系统的可靠性强。
[0034] 3、本发明一个脉冲信号接收器能够同时解析六路信号,当受端为两受或三受时,无需增加脉冲信号接收器的数量,降低了电路成本。
[0035] 4、本发明的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法的方法步骤简单,实现方便,自动化程度高,控制精确可靠。
[0036] 5、本发明的实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0037] 综上所述,本发明的设计新颖合理,实现方便,使用操作方便,功能完备,工作可靠性高,降低了电路成本,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0038] 下面通过附图实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0039] 图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0040] 图2为本发明实施例2的结构示意图。
[0041] 图3为本发明实施例3的结构示意图。
[0042] 图4为本发明主脉冲信号发送器和备脉冲信号发送器的电路原理图。
[0043] 图5为本发明PWM高压电源的电路原理图。
[0044] 图6为本发明发送器安全与门电路的电路原理图。
[0045] 图7为本发明主脉冲信号接收器和备脉冲信号接收器的电路原理图。
[0046] 图8为本发明轨道继电器安全与门电路的电路原理图。
[0047] 附图标记说明:
[0048] 1-1—主脉冲信号发送器;           1-2—备脉冲信号发送器;
[0049] 1-3—PWM高压电源;                1-31—共模信号抑制电路;
[0050] 1-32—整流器;                    1-33—第一开关电源变压器;
[0051] 1-34—第二开关电源变压器;        1-35—第三开关电源变压器;
[0052] 1-36—第一开关电源控制电路;      1-37—第二开关电源控制电路;
[0053] 1-38—第三开关电源控制电路;      1-39—降压电路;
[0054] 1-310—直流24V输出电路;          1-311—直流5V输出电路;
[0055] 1-312—第一高压输出电路;         1-313—第二高压输出电路;
[0056] 1-4—脉冲频率检测电路;           1-5—充电控制逻辑与门;
[0057] 1-6—放电控制逻辑与门;           1-7—第一微控制器;
[0058] 1-8—发送器安全与门电路;         1-9—发送器安全与门电路;
[0059] 1-10—第一充电电压检测电路;      1-11—第二充电电压检测电路;
[0060] 1-12—第一CAN通信接口电路;       1-13—第二CAN通信接口电路;
[0061] 1-14—电容值测量电路;            2—发送器切换继电器;
[0062] 3—送端电缆模拟网络;             4—送端隔离盒;
[0063] 5—送端变压器;                   6—钢轨;
[0064] 7-1—主受端变压器;               7-2—一侧受端变压器;
[0065] 7-3—二侧受端变压器;             8—受端隔离盒;
[0066] 9-1—主受端电缆模拟网络;         9-2—一侧受端电缆模拟网络;
[0067] 10-1—主衰耗调整电路;            10-2—一侧衰耗调整电路;
[0068] 10-3—二侧衰耗调整电路;          11-1—主脉冲信号接收器;
[0069] 11-2—备脉冲信号接收器;          12—轨道继电器;
[0070] 13—区段配置信息存储器。

具体实施方式

[0071] 实施例1
[0072] 如图1所示,本实施例的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,包括送端设备、受端设备、发送接收一体化控制模块1,以及用于存储本区段和邻区段的配置信息的区段配置信息存储器13;所述发送接收一体化控制模块1包括主脉冲信号发送器1-1、主脉冲信号接收器11-1、备脉冲信号发送器1-2和备脉冲信号接收器11-2,所述区段配置信息存储器13与主脉冲信号发送器1-1和备脉冲信号发送器1-2均连接;所述送端设备包括发送器切换继电器2、送端电缆模拟网络3和送端变压器5,本区段的所述主脉冲信号发送器1-1通过本区段的发送器切换继电器2与本区段的送端电缆模拟网络3的输入端连接,本区段的所述备脉冲信号发送器1-2通过邻区段的发送器切换继电器2与邻区段的送端电缆模拟网络3的输入端连接,邻区段的所述主脉冲信号发送器1-1通过邻区段的发送器切换继电器2与邻区段的送端电缆模拟网络3的输入端连接,邻区段的所述备脉冲信号发送器1-2通过本区段的发送器切换继电器2与本区段的送端电缆模拟网络3的输入端连接,所述送端电缆模拟网络3的输出端与送端变压器5的一次侧连接,所述送端变压器5的二次侧与钢轨6的送端连接;所述受端设备包括受端传输调整设备,所述受端传输调整设备包括受端变压器、受端电缆模拟网络和衰耗调整电路,所述受端变压器的二次侧与钢轨6的受端连接,所述受端电缆模拟网络的输入端与所述受端变压器的一次侧连接,所述衰耗调整电路的输入端与所述受端电缆模拟网络的输出端连接,本区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输入端与本区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输入端与邻区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,本区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输出端与本区段的轨道继电器12连接,本区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输出端与邻区段的轨道继电器12连接,邻区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输入端与邻区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输入端与本区段的所述衰耗调整电路的输出端连接,邻区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输出端与邻区段的轨道继电器12连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输出端与本区段的轨道继电器12连接。
[0073] 如图1所示,本实施例中,所述受端传输调整设备的数量为一路且为主受端传输调整设备,相应所述受端变压器、受端电缆模拟网络和衰耗调整电路的数量均为一个且分别为主受端变压器7-1、主受端电缆模拟网络9-1和主衰耗调整电路10-1,本区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输入端与本区段的主衰耗调整电路10-1的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输入端与邻区段的主衰耗调整电路10-1的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输入端与邻区段的主衰耗调整电路10-1的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输入端与本区段的主衰耗调整电路10-1的输出端连接。
[0074] 如图4所示,本实施例中,所述主脉冲信号发送器1-1和备脉冲信号发送器1-2的结构相同且均包括电压范围为400V~700V的PWM高压电源1-3、充放电电容C5、IGBT晶体管Q1、充电控制逻辑与门1-5和放电控制逻辑与门1-6,以及第一微控制器1-7、第二微控制器1-9、发送器安全与门电路1-8和电容值测量电路1-14,所述第一微控制器1-7上接有第一CAN通信接口电路1-12,所述第二微控制器1-9上接有第二CAN通信接口电路1-13,所述发送器安全与门电路1-8与第一微控制器1-7的输出端和第二微控制器1-9的输出端均连接,所述充放电电容C5的正极和负极分别与PWM高压电源1-3的正极输出端和负极输出端连接,所述充电控制逻辑与门1-5的输入端和放电控制逻辑与门1-6的输入端均与第一微控制器1-7的输出端和第二微控制器1-9的输出端连接,所述PWM高压电源1-3与充电控制逻辑与门1-5的输出端连接,所述IGBT晶体管Q1的基极与放电控制逻辑与门1-6的输出端连接,所述IGBT晶体管Q1的发射极与充放电电容C5的负极相接且接地,所述充放电电容C5的正极为主脉冲信号发送器1-1或备脉冲信号发送器1-2的放电正极输出端V+,所述IGBT晶体管Q1的集电极为主脉冲信号发送器1-1或备脉冲信号发送器1-2的放电负极输出端V-,所述充放电电容C5的正极与所述IGBT晶体管Q1的集电极之间接有脉冲频率检测电路1-4,所述脉冲频率检测电路1-4的输出端与第一微控制器1-7的输入端和第二微控制器1-9的输入端均连接,所述充放电电容C5的正极和负极之间接有第一充电电压检测电路1-10和第二充电电压检测电路1-
11,所述第一充电电压检测电路1-10的输出端与第一微控制器1-7的输入端和第二微控制器1-9的输入端均连接,所述第二充电电压检测电路1-11的输出端与第一微控制器1-7的输入端和第二微控制器1-9的输入端均连接,所述电容值测量电路1-14的输入端与充放电电容C5的正极和负极连接,所述电容值测量电路1-14的输出端与第一微控制器1-7的输入端和第二微控制器1-9的输入端均连接,所述区段配置信息存储器13和第二微控制器1-9均与第一微控制器1-7相接。使用时,所述第一CAN通信接口电路1-12用于实现第一微控制器1-7与上位监控计算机的通信,所述第二CAN通信接口电路1-13用于实现第二微控制器1-9与上位监控计算机的通信。所述第一微控制器1-7和第二微控制器1-9相互独立,是主脉冲信号发送器1-1和备脉冲信号发送器1-2的控制核心。
[0075] 如图6所示,本实施例中,所述发送器安全与门电路1-8包括光耦隔离器U1、变压器B1、整流桥DZ1、光耦隔离器U2、变压器B2、整流桥DZ2、三极管Q2、极性电容C1、极性电容C2和极性电容C3,所述光耦隔离器U1的第1引脚与第一微控制器1-7的输出端连接,所述光耦隔离器U1的第2引脚通过电阻R1与变压器B1的一次侧线圈的一端相接,所述变压器B1的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述光耦隔离器U1的第3引脚和第4引脚均接地,所述整流桥DZ1的两个交流输入端分别与变压器B1的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C1正极与整流桥DZ1的正极输出端连接,所述极性电容C1负极与整流桥DZ1的负极输出端连接,所述光耦隔离器U2的第1引脚与第二微控制器1-9的输出端连接,所述光耦隔离器U2的第2引脚通过电阻R2与极性电容C1正极相接,所述光耦隔离器U2的第3引脚通过电阻R3接地,所述三极管Q2的基极与光耦隔离器U2的第3引脚连接,所述三极管Q2的集电极通过电阻R4与变压器B2的一次侧线圈的一端相接,所述三极管Q2的发射极通过并联的电阻R8和极性电容C3接地,所述变压器B2的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述变压器B2的一次侧线圈的两端之间接有非极性电容C7,所述整流桥DZ2的两个交流输入端分别与变压器B2的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C2的正极与整流桥DZ2的正极输出端连接且为发送器安全与门电路1-8的正极输出端OUT1+,所述极性电容C2的负极接地且为发送器安全与门电路1-8的负极输出端OUT1-。所述发送器安全与门电路1-8为发送器切换继电器2的驱动电路,用于主脉冲信号发送器1-1和备脉冲信号发送器1-2的切换。
[0076] 如图5所示,本实施例中,所述PWM高压电源1-3包括共模信号抑制电路1-31、整流器1-32、第一开关电源变压器1-33、第二开关电源变压器1-34、第三开关电源变压器1-35,以及降压电路1-39、第一开关电源控制电路1-36、第二开关电源控制电路1-37和第三开关电源控制电路1-38;所述共模信号抑制电路1-31的输入端与220V交流电14的输出端连接,所述整流器1-32的输入端与共模信号抑制电路1-31的输出端连接,所述降压电路1-39、第一开关电源变压器1-33、第二开关电源变压器1-34和第三开关电源变压器1-35均与整流器1-32的输出端连接,所述第一开关电源控制电路1-36与降压电路1-39的输出端连接,所述第一开关电源变压器1-33与第一开关电源控制电路1-36的输出端连接,所述第一开关电源变压器1-33的输出端接有直流24V输出电路1-310和直流5V输出电路1-311,所述第二开关电源变压器1-34与第二开关电源控制电路1-37的输出端连接,所述第二开关电源变压器1-
34的输出端接有用于输出直流700V高压的第一高压输出电路1-312,所述第三开关电源变压器1-35与第三开关电源控制电路1-38的输出端连接,所述第三开关电源变压器1-35的输出端接有用于输出直流700V高压的第二高压输出电路1-313,所述第二开关电源控制电路
1-37和第三开关电源控制电路1-38均与充电控制逻辑与门1-5的输出端连接。
[0077] 如图7所示,本实施例中,所述主脉冲信号接收器11-1和备脉冲信号接收器11-2的结构相同且均包括第一电压分压电路11-3、第二电压分压电路11-4、第一A/D转换电路11-5、第二A/D转换电路11-6和轨道继电器安全与门电路11-7,所述第一电压分压电路11-3的输入端为主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2的正脉冲信号输入端IN+,所述第二电压分压电路11-4的输入端为主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2的负脉冲信号输入端IN-,所述第一A/D转换电路11-5的输入端与第一电压分压电路11-3的输出端连接,所述第一A/D转换电路11-5的输出端与第一微控制器1-7的输入端连接,所述第二A/D转换电路11-6的输出端与第二微控制器1-9的输入端连接,所述轨道继电器安全与门电路11-7与第一微控制器1-7的输出端和第二微控制器1-9的输出端均连接。具体实施时,所述第一电压分压电路11-3和第二电压分压电路11-4能够同时接收最多6路受端的信息,包括区段一三路受端与区段二三路受端的信息,可以根据区段是一送一受、一送两受、一送三受的实际情况进行配置。所述第一电压分压电路11-3、第一A/D转换电路11-5的和第一微控制器1-7依次连接,所述第二电压分压电路11-4、第二A/D转换电路11-6和第二微控制器1-9依次连接,接收处理采用二取二机制,电路结构上完全独立。
[0078] 如图8所示,本实施例中,所述轨道继电器安全与门电路11-7包括光耦隔离器U3、变压器B3、整流桥DZ3、光耦隔离器U4、变压器B4、整流桥DZ4、三极管Q3、极性电容C4、极性电容C6和极性电容C7,所述光耦隔离器U3的第1引脚与第一微控制器1-7的输出端连接,所述光耦隔离器U3的第2引脚通过电阻R11与变压器B3的一次侧线圈的一端相接,所述变压器B3的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述光耦隔离器U3的第3引脚和第4引脚均接地,所述整流桥DZ3的两个交流输入端分别与变压器B3的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C4正极与整流桥DZ3的正极输出端连接,所述极性电容C4负极与整流桥DZ3的负极输出端连接,所述光耦隔离器U4的第1引脚与第二微控制器1-9的输出端连接,所述光耦隔离器U4的第2引脚通过电阻R5与极性电容C4正极相接,所述光耦隔离器U4的第3引脚通过电阻R6接地,所述三极管Q3的基极与光耦隔离器U4的第3引脚连接,所述三极管Q3的集电极通过电阻R7与变压器B4的一次侧线圈的一端相接,所述三极管Q3的发射极通过并联的电阻R9和极性电容C7接地,所述变压器B4的一次侧线圈的另一端与+24V电源的输出端连接,所述变压器B4的一次侧线圈的两端之间接有非极性电容C8,所述整流桥DZ4的两个交流输入端分别与变压器B4的二次侧线圈的两端相接,所述极性电容C6的正极与整流桥DZ4的正极输出端连接且为轨道继电器安全与门电路11-7的正极输出端OUT2+,所述极性电容C6的负极接地且为轨道继电器安全与门电路11-7的负极输出端OUT2-。所述轨道继电器安全与门电路11-7接收第一微控制器1-7和第二微控制器1-9输出的方波信号,当两路方波信号完全正常时,驱动轨道继电器12吸起。
[0079] 如图1所示,本实施例中,所述送端电缆模拟网络3的输出端接有用于送端叠加电码化信号并实现脉冲信号与电码化信号的隔离的送端隔离盒4,所述送端隔离盒4的输入端与站内送端电码化发送器的输出端连接;所述主受端电缆模拟网络9-1的输入端接有用于受端叠加电码化信号并实现脉冲信号与电码化信号的隔离的受端隔离盒8,所述受端隔离盒8的输入端与站内受端电码化发送器的输出端连接。
[0080] 本实施例中,所述发送器切换继电器2包括主继电器FBJ1和备继电器FBJ2,本区段的所述主脉冲信号发送器1-1通过本区段的发送器切换继电器2中的主继电器FBJ1的常开触点与本区段的送端电缆模拟网络3的输入端连接,本区段的所述备脉冲信号发送器1-2通过邻区段的发送器切换继电器2中的备继电器FBJ2的常开触点与邻区段的送端电缆模拟网络3的输入端连接,邻区段的所述主脉冲信号发送器1-1通过邻区段的发送器切换继电器2中的主继电器FBJ1的常开触点与邻区段的送端电缆模拟网络3的输入端连接,邻区段的所述备脉冲信号发送器1-2通过本区段的发送器切换继电器2中的备继电器FBJ2的常开触点与本区段的送端电缆模拟网络3的输入端连接,所述备继电器FBJ2的励磁电路中串联有主继电器FBJ1的常闭触点。当主继电器FBJ1吸起时,主继电器FBJ1的常开触点闭合,主继电器FBJ1的常闭触点断开备继电器FBJ2的励磁电路,备继电器FBJ2不能吸起,只能将主脉冲信号发送器1-1接入电路;当主继电器FBJ1落下时,主继电器FBJ1的常开触点断开,断开接入电路的主脉冲信号发送器1-1,备继电器FBJ2的常闭触点接通备继电器FBJ2的励磁电路,备继电器FBJ2吸起,只能将备脉冲信号发送器1-2接入电路。这样,通过发送器切换继电器2,就实现了主脉冲信号发送器1-1和备脉冲信号发送器1-2的状态切换。
[0081] 本发明中,相邻两个区段的两个脉冲信号发送器可以互作主脉冲信号发送器和备脉冲信号发送器,即区段一中的脉冲信号发送器既向区段一发送脉冲信号,又可作为区段二的备脉冲信号发送器;同理,区段二中的脉冲信号发送器既向区段二发送脉冲信号,又可作为区段一的备脉冲信号发送器;当区段二中的脉冲信号发送器故障时,区段一中的脉冲信号发送器既向区段一发送脉冲信号,又向区段二发送脉冲信号,区段二正常工作的状态不受影响;同理,当区段一中的脉冲信号发送器故障时,区段一中的脉冲信号发送器既向区段一发送脉冲信号,又向区段二发送脉冲信号,区段一正常工作的状态不受影响;即每两个区段使用两套脉冲信号发送器,两套脉冲信号发送器互为主备,此方案既实现双机冗余设置又节省了设备成本。
[0082] 具体实施时,所述送端电缆模拟网络3和主受端电缆模拟网络9-1的总计长度均为1km,所述送端电缆模拟网络3和主受端电缆模拟网络9-1的环路阻抗均为45Ω,所述送端电缆模拟网络3和主受端电缆模拟网络9-1能够模拟0~1000m、间距100m的任意长度。
[0083] 具体实施时,所述主衰耗调整电路10-1用于实现轨入信号与轨出信号的调整,调整比例为146:(2~146),同时,所述主衰耗调整电路10-1还用于实现主脉冲信号接收器11-1和备脉冲信号接收器11-2的信号隔离。
[0084] 具体实施时,所述送端变压器5和主受端变压器7-1均为扼流变压器或轨道变压器,所述送端变压器5用于实现脉冲信号从电缆侧到钢轨侧的传输,所述主受端变压器7-1用于实现脉冲信号从钢轨侧到电缆侧的传输,其中,扼流变压器应用于电气化区段,轨道变压器应用于非电气化区段。
[0085] 本实施例的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法,包括以下步骤:
[0086] 步骤一、系统上电后,主脉冲信号发送器1-1或备脉冲信号发送器1-2读取存储在区段配置信息存储器13中的区段配置信息,并根据区段配置信息产生脉冲信号;其中,存储在区段配置信息存储器13中的区段配置信息包括站场编号、本区段编号、本区段脉冲发送电压、本区段脉冲发送频率、本区段受端数量、本区段脉冲接收频率、本区段主受端脉冲峰头峰尾比、本区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段校验码(64位)和本区段循环冗余码校验码(64位)、邻区段编号、邻区段脉冲发送电压、邻区段脉冲发送频率、邻区段受端数量、邻区段脉冲接收频率、邻区段主受端脉冲峰头峰尾比、邻区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段校验码(64位)和本区段循环冗余码校验码(64位);
[0087] 步骤二、脉冲信号通过发送器切换继电器2后,经送端电缆模拟网络3、送端隔离盒4和送端变压器5传输至钢轨6的送端;
[0088] 步骤三、脉冲信号以钢轨6为导体传输至受端,经主受端变压器7-1和主受端电缆模拟网络9-1传输后信号进入主衰耗调整电路10-1,经主衰耗调整电路10-1调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2;
[0089] 步骤四、主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2对其接收到的信号进行解析后,输出直流电压驱动轨道继电器12,当轨道继电器12吸起时,轨道区段处于空闲状态;当轨道继电器12落下时,轨道区段处于占用状态。
[0090] 具体而言,本实施例的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法,包括以下步骤:
[0091] 步骤一、系统上电后,主脉冲信号发送器1-1或备脉冲信号发送器1-2读取存储在区段配置信息存储器13中的区段配置信息,并根据区段配置信息产生脉冲信号,具体过程为:
[0092] 步骤101、第一微控制器1-7通过SPI总线读取存储在区段配置信息存储器13中的区段配置信息,并通过数据总线将区段配置信息传输给第二微控制器1-9;
[0093] 步骤102、第一微控制器1-7和第二微控制器1-9独立对区段配置信息进行校验并相互对比区段配置信息的一致性,当第一微控制器1-7和第二微控制器1-9校验的区段配置信息不一致时,第一微控制器1-7和第二微控制器1-9均处于宕机状态;
[0094] 当第一微控制器1-7和第二微控制器1-9校验的区段配置信息一致,且第一微控制器1-7和第二微控制器1-9根据第一充电电压检测电路1-10检测到的信号或第二充电电压检测电路1-11检测到的信号判断为充放电电容C5需要充电时,第一微控制器1-7输出动态方波,第二微控制器1-9输出使能信号,经过充电控制逻辑与门1-5合成为充电逻辑动态方波输出给第二开关电源控制电路1-37和第三开关电源控制电路1-38,第二开关电源控制电路1-37控制第二开关电源变压器1-34产生直流700V高压并通过第一高压输出电路1-312输出,第三开关电源控制电路1-38控制第三开关电源变压器1-35产生直流700V高压并通过第二高压输出电路1-313输出,实现对充放电电容C5的充电;
[0095] 当第一微控制器1-7和第二微控制器1-9校验的区段配置信息一致,且第一微控制器1-7和第二微控制器1-9根据第一充电电压检测电路1-10检测到的信号或第二充电电压检测电路1-11检测到的信号判断为充放电电容C5不需要充电时,第一微控制器1-7输出固定电平,第二微控制器1-9输出使能信号,经过充电控制逻辑与门1-5合成为固定逻辑电平输出给第二开关电源控制电路1-37和第三开关电源控制电路1-38,第二开关电源控制电路1-37停止控制第二开关电源变压器1-34产生直流700V高压,第三开关电源控制电路1-38停止控制第三开关电源变压器1-35产生直流700V高压,第一高压输出电路1-312和第二高压输出电路1-313无电压输出,充放电电容C5处于禁止充电状态;
[0096] 当第一微控制器1-7和第二微控制器1-9校验的区段配置信息一致,且第一微控制器1-7和第二微控制器1-9根据脉冲频率检测电路1-4检测到的信号判断为需要充放电电容C5开始放电时,第一微控制器1-7根据区段配置信息产生放电脉冲信号,第二微控制器1-9输出使能信号,经过放电控制逻辑与门1-6合成为放电逻辑脉冲信号输出给IGBT晶体管Q1,通过控制IGBT晶体管Q1控制充放电电容C5放电,输出脉冲信号;当第一微控制器1-7和第二微控制器1-9判断为充放电电容C5开始放电时,充放电电容C5正处在充电状态时,记录为一次故障,当记录的故障次数超过三次时,第一微控制器1-7输出禁止放电信号,第二微控制器1-9输出使能信号,经过放电控制逻辑与门1-6合成为禁止放电信号给IGBT晶体管Q1,禁止充放电电容C5放电;
[0097] 其中,存储在区段配置信息存储器13中的区段配置信息包括站场编号、本区段编号、本区段脉冲发送电压、本区段脉冲发送频率、本区段受端数量、本区段脉冲接收频率、本区段主受端脉冲峰头峰尾比、本区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、本区段校验码(64位)和本区段循环冗余码校验码(64位)、邻区段编号、邻区段脉冲发送电压、邻区段脉冲发送频率、邻区段受端数量、邻区段脉冲接收频率、邻区段主受端脉冲峰头峰尾比、邻区段一侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段二侧受端脉冲峰头峰尾比、邻区段校验码(64位)和本区段循环冗余码校验码(64位);
[0098] 步骤二、脉冲信号通过发送器切换继电器2后,经送端电缆模拟网络3、送端隔离盒4和送端变压器5传输至钢轨6的送端;
[0099] 步骤三、脉冲信号以钢轨6为导体传输至受端,经主受端变压器7-1和主受端电缆模拟网络9-1传输后信号进入主衰耗调整电路10-1,经主衰耗调整电路10-1调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2;
[0100] 步骤四、主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2对其接收到的信号进行解析后,输出直流电压驱动轨道继电器12,当轨道继电器12吸起时,轨道区段处于空闲状态;当轨道继电器12落下时,轨道区段处于占用状态。
[0101] 实施例2
[0102] 如图2所示,本实施例的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统,与实施例1不同的是:所述受端传输调整设备的数量为两路且分别为主受端传输调整设备和一侧主受端传输调整设备,相应所述受端变压器的数量为两个且分别为主受端变压器7-1和一侧受端变压器7-2,所述受端电缆模拟网络的数量为两个且分别为主受端电缆模拟网络9-1和一侧受端电缆模拟网络9-2,所述衰耗调整电路的数量为两个且分别为主衰耗调整电路10-1和一侧衰耗调整电路10-2;本区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输入端与本区段的主衰耗调整电路10-1和一侧衰耗调整电路10-2的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输入端与邻区段的主衰耗调整电路10-1和一侧衰耗调整电路10-2的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输入端与邻区段的主衰耗调整电路10-1和一侧衰耗调整电路10-2的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输入端与本区段的主衰耗调整电路10-1和一侧衰耗调整电路10-2的输出端连接。其余结构均与实施例1相同。
[0103] 具体实施时,所述送端电缆模拟网络3、主受端电缆模拟网络9-1和一侧受端电缆模拟网络9-2的总计长度均为1km,所述送端电缆模拟网络3、主受端电缆模拟网络9-1和一侧受端电缆模拟网络9-2的环路阻抗均为45Ω,所述送端电缆模拟网络3、主受端电缆模拟网络9-1和一侧受端电缆模拟网络9-2能够模拟0~1000m、间距100m的任意长度。
[0104] 具体实施时,所述主衰耗调整电路10-1和一侧衰耗调整电路10-2用于实现轨入信号与轨出信号的调整,调整比例为146:(2~146),同时,所述主衰耗调整电路10-1和一侧衰耗调整电路10-2还用于实现主脉冲信号接收器11-1和备脉冲信号接收器11-2的信号隔离。
[0105] 本实施例的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法,与实施例1不同的是:步骤三、脉冲信号以钢轨6为导体传输至受端,经所述受端变压器和所述受端电缆模拟网络传输后信号分两路,一路经主受端变压器7-1和主受端电缆模拟网络9-1传输后信号进入主衰耗调整电路10-1,经主衰耗调整电路10-1调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2;另一路经一侧受端变压器7-2和一侧受端电缆模拟网络9-2传输后进入一侧衰耗调整电路10-2,经一侧衰耗调整电路10-2调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2。其余使用方法均与实施例1相同。
[0106] 实施例3
[0107] 如图3所示,本实施例与实施例1不同的是:所述受端传输调整设备的数量为三路且分别为主受端传输调整设备、一侧主受端传输调整设备和二侧主受端传输调整设备,相应所述受端变压器的数量为三个且分别为主受端变压器7-1、一侧受端变压器7-2和二侧受端变压器7-3,所述受端电缆模拟网络的数量为三个且分别为主受端电缆模拟网络9-1、一侧受端电缆模拟网络9-2和二侧受端电缆模拟网络9-3,所述衰耗调整电路的数量为三个且分别为主衰耗调整电路10-1、一侧衰耗调整电路10-2和二侧衰耗调整电路10-3,本区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输入端与本区段的主衰耗调整电路10-1、一侧衰耗调整电路10-2和二侧衰耗调整电路10-3的输出端连接,本区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输入端与邻区段的主衰耗调整电路10-1、一侧衰耗调整电路10-2和二侧衰耗调整电路10-3的输出端连接;邻区段的所述主脉冲信号接收器11-1的输入端与邻区段的主衰耗调整电路10-
1、一侧衰耗调整电路10-2和二侧衰耗调整电路10-3的输出端连接,邻区段的所述备脉冲信号接收器11-2的输入端与本区段的主衰耗调整电路10-1、一侧衰耗调整电路10-2和二侧衰耗调整电路10-3的输出端连接。其余结构均与实施例1相同。
[0108] 具体实施时,所述送端电缆模拟网络3、主受端电缆模拟网络9-1、一侧受端电缆模拟网络9-2和二侧受端电缆模拟网络9-3的总计长度均为1km,所述送端电缆模拟网络3、主受端电缆模拟网络9-1、一侧受端电缆模拟网络9-2和二侧受端电缆模拟网络9-3的环路阻抗均为45Ω,所述送端电缆模拟网络3、主受端电缆模拟网络9-1、一侧受端电缆模拟网络9-2和二侧受端电缆模拟网络9-3能够模拟0~1000m、间距100m的任意长度。
[0109] 具体实施时,所述主衰耗调整电路10-1、一侧衰耗调整电路10-2和二侧衰耗调整电路10-3用于实现轨入信号与轨出信号的调整,调整比例为146:(2~146),同时,所述主衰耗调整电路10-1、一侧衰耗调整电路10-2和二侧衰耗调整电路10-3还用于实现主脉冲信号接收器11-1和备脉冲信号接收器11-2的信号隔离。
[0110] 本实施例的全电子不对称高压脉冲轨道电路系统的使用方法,与实施例1不同的是:步骤三、脉冲信号以钢轨6为导体传输至受端,经所述受端变压器和所述受端电缆模拟网络传输后信号分三路,第一路经主受端变压器7-1和主受端电缆模拟网络9-1传输后信号进入主衰耗调整电路10-1,经主衰耗调整电路10-1调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2;第二路经一侧受端变压器7-2和一侧受端电缆模拟网络9-2传输后进入一侧衰耗调整电路10-2,经一侧衰耗调整电路10-2调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2;第三路信号经二侧受端变压器7-3和二侧受端电缆模拟网络9-3传输后进入二侧衰耗调整电路10-3,经二侧衰耗调整电路10-3调整后的信号传输至所述主脉冲信号接收器11-1或备脉冲信号接收器11-2。其余使用方法均与实施例1相同。
[0111] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
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