LED铁路信号机设计

论文摘要

铁路信号机是指挥列车运行,保障列车安全行驶的显示设备。本文通过深入分析铁路信号机的铁路标准和技术指标,结合LED的特点,设计了一种符合铁标的LED铁路信号机。LED铁路信号机主要有点灯单元和发光盘组成。点灯单元主要完成电源转换、电源检测、LED检测、故障告警,点灯单元采用高效的双路DC/DC热备电源为发光盘供电；发光盘由103个LED以串并混联配置组成,LED驱动电路为LED阵列提供恒定电流。为了不改变现有铁路联锁设备,该方案提供了与现有设备的兼容性。本文重点研究了点灯单元和发光盘的硬件电路组成,确定了宽电压范围、抗浪涌干扰的电源转换、双路电源检测、LED检测、告警电路组成点灯单元；研究了LED配置形式选择和LED驱动方式的选择,确定了串-并混联的LED阵列及低压差线性LED恒流驱动电路组成发光盘。本文根据设计方案,制作出了LED信号机样机。为了验证样机效果,对样机进行了相关技术指标测试及故障-安全测试,并在铁路现场进行试验。测试和试验结果表明,本文的设计完全符合各项性能指标,达到预期设计目标。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 LED的基础知识
• 1.2.1 LED的原理
• 1.2.2 LED的特点
• 1.2.3 LED主要技术参数
• 1.3 LED铁路信号机的发展现状
• 1.3.1 国外LED铁路信号机发展现状
• 1.3.2 国内LED铁路信号机发展现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 2 LED信号机设计方案
• 2.1 设计内容
• 2.1.1 点灯单元
• 2.1.2 LED发光盘
• 2.2 LED信号机原理
• 2.3 关键技术分析
• 2.4 主要技术指标
• 3 点灯单元设计
• 3.1 具体电路设计
• 3.2 DC/DC电源仿真
• 3.3 点灯单元实物
• 4 LED发光盘设计
• 4.1 LED配置形式选择
• 4.2 LED件选择
• 4.3 LED驱动方式选择
• 4.4 LED驱动电路设计
• 4.4.1 开关型DC/DC电源变换
• 4.4.2 线性电源变换
• 4.5 发光盘实物
• 5 实验结果
• 5.1 电源性能指标测试
• 5.2 故障-安全测试
• 5.3 现场试验
• 6 结束语
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集