УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ СВЕТОФОРА

Полезная модель относится к вспомогательному силовому оборудованию с функцией накопления энергии на светофоре и может быть использована для питания дополнительных устройств в составе светофора, входящих в обеспечение безопасности дорожного движения.
Работа светофора осуществляется подачей переменного напряжения 220 В от шкафа управления на каждый из соответствующих сигналов светофора. Шкаф управления находится на удалении от светофора и отвечает за синхронное переключение группы светофоров на перекрестке. Автоматика шкафа управления имеет, в том числе, функцию контроля проходящего тока после подачи питания на красный сигнал светофора. В случае обрыва цепи или неисправности, красный сигнал светофора не зажигается и ток в цепи равен нулю с передачей сигнала об аварии в диспетчерскую, в то время как зеленый сигнал светофора подобной аварийной функции не имеет, и в его алгоритме работы присутствует режим прерывистого мигания.
Следует отметить, что к светофору подводится только напряжение для питания сигналов светофора, при этом в штатном режиме работы мощности такого напряжения достаточно, в том числе, и для питания размещаемых на светофоре дополнительных устройств – видеокамер и т.п. Однако, в случае возникновения неисправностей, связанных с подачей питания на светоизлучающие элементы красного сигнала, возникает проблема определения таких неисправностей, поскольку автоматика шкафа управления, вследствие того, что ток в цепи будет проходить через элементы, питающие дополнительные устройства, определит ситуацию как штатную. Вышесказанное, в свою очередь, естественным образом обуславливает проблему обеспечения отдельным электропитанием дополнительных устройств, которыми в настоящее все активнее и активнее комплектуются светофоры.
Существующие на сегодняшний день варианты реализации электропитания дополнительных устройств светофора сводятся к двум основным принципам: удалённое питание и питание от воздушной линии с изолированным проводом через преобразователь, однако существенными недостатками обоих вариантов является невозможность их реализации на светофорах, не имеющих радом опор с подведённой линией питания и отсутствие возможности подключения такого питания к шкафу управления светофорным объектом.
Таким образом, задача, решаемая при создании заявленной полезной модели, состоит в обеспечении бесперебойного питания дополнительных устройств светофора с использованием только напряжения, подаваемого на сигналы светофора без нарушения алгоритмов обнаружения аварийных ситуаций. Технический результат, достигнутый при решении такой задачи, состоит в повышении безопасности регулировки дорожного движения.
Для достижения поставленного результата предлагается устройство обеспечения питанием дополнительных устройств светофора,  содержащее датчик тока, ключ, AC-DC преобразователь и накопитель энергии, при этом вход датчика тока служит для поступления напряжения питания, первый выход датчика тока выполнен с возможностью связи с красным сигналом светофора, а второй выход связан с ключом, выход которого связан с первым входом AC-DC преобразователя, второй и третий входы AC-DC преобразователя служат для поступления напряжения питания желтого и зеленого сигналов светофора, соответственно, а один из выходов AC-DC преобразователя связан с входом накопителя энергии, выход которого, в свою очередь, служит для питания дополнительных (или дополнительного) устройств светофора.
Возможность достижения технического результата обусловлена тем, что напряжение, питающие красный сигнал светофора, проходя через датчик тока, генерирует управляющий сигнал для ключа, который коммутирует напряжение питания красного сигнала светофора на изолированный вход AC-DC преобразователя, на два других входа которого подаются напряжения питания жёлтого и зелёного сигналов светофора. Коммутация ключа, соединяющая линию питания красного сигнала светофора с входом AC-DC преобразователя, происходит только в случае обнаружения в цепи тока датчиком. В случае обрыва светоизлучающих элементов красного сигнала светофора, ток через датчик тока не идет, и он посредством ключа размыкает связь AC-DC преобразователя с линией питания красного сигнала светофора. Преобразованное напряжение с AC-DC преобразователя подаётся на накопитель энергии, обеспечивающий бесперебойное питание внешних устройств при работе светофора в режиме прерывистого питания.
Специалисту очевидно, что для целей реализации настоящего технического решения количество питаемых дополнительных устройств - одно, два, три или более - не относится к существу заявленной полезной модели, а указывает исключительно на функцию (назначение) накопителя энергии, при этом фактическое количество таких дополнительных устройств определяется практическими требованиями.
На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого технического решения.
Устройство обеспечения электропитанием дополнительных устройств светофора содержит:
1 - датчик тока;
2 - ключ;
3 - AC-DC преобразователь;
4 - накопитель энергии.
Датчик тока 1 может быть реализован на основе электротехнических компонентов с функцией гистерезиса для исключения дребезга в точке переключения.
Ключ 2 может быть реализован на основе полупроводниковых решений.
AC-DC преобразователь 3 может быть реализован на основе понижающего преобразователя с раздельными, изолированными входами.
Накопитель энергии 4 может быть реализован на основе батареи суперконденсаторов с функцией балансировки.
Заявленное техническое решение работает следующим образом.
При подаче напряжения на красный сигнал светофора при исправном режиме работы, ток подаётся одновременно на ключ 2 и датчик тока 1, который в свою очередь управляет замыканием/размыканием ключа 2. Через датчик тока 1 ток далее подаётся на красный светоизлучающий элемент светофора. Ключ 2 в замкнутом состоянии пропускает через себя напряжение на преобразователь 3, заряжая накопитель 4, питающий дополнительные устройства. При подаче напряжения на желтый и зеленый сигналы светофора при исправном режиме работы, напряжение напрямую подается на соответствующие изолированные входы преобразователя 3, который заряжает накопитель 4, от которого осуществляется питание дополнительных устройств, и параллельно на соответствующие светоизлучающие элементы.
В свою очередь, при возникновении неисправностей, связанных с питанием красного сигнала светофора, ток через датчик 1 не идет, и, соответственно, ключ 2 остаётся в разомкнутом состоянии, при этом питание дополнительных устройств продолжается от накопителя 4.
Аналогично, при возникновении неисправностей, связанных с питанием желтого и зеленого сигналов, питание дополнительных устройств также происходит от накопителя 4.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет питать дополнительные устройства светофора без дополнительной прокладки кабеля или т.п. операций, при этом не нарушая алгоритма обнаружения аварийных ситуаций, что значительно упрощает процесс эксплуатации светофоров и, как следствие, повышает безопасность регулировки дорожного движения, позволяя оперативно реагировать на отключение питания соответствующих сигналов светофора, сохраняя при этом надлежащее функционирование дополнительных устройств.