В Уральском Государственном Университете Путей Сообщения создали светофор, который обеспечивает высокую энергетическую эффективность и реализует автоматическое выравнивание токов, протекающих через группы светодиодов. Он может найти широкое применения на железнодорожном транспорте, где до сих пор возникали сложности с внедрением светодиодных светофоров, а также и в городских светофорах для регулирования автомобильного движения на улицах и перекрестках, поскольку он значительно эффективнее своих существующих светодиодных аналогов.
Раньше все светофоры на автодорогах и путях железнодорожного сообщения работали на лампах накаливания. Они характеризовали невысокую надежность работы, обусловленную довольно частым перегоранием нитей ламп накаливания.
Позже их сменили двухнитевые лампы накаливания, которые лишь вдвое повысили ресурс работы, но не решили общую проблему ненадежности при перегорании ламп. Кроме того, применение ламп накаливания определяет высокие эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью периодической замены ламп. Коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый соотношением яркости излучения и затрат электрической мощности, невелик, что определяет низкую энергетическую эффективность светофоров.
С развитием техники была отмечена надежность и энергетическая эффективность светофоров с использованием светодиодных матриц. Их повсеместное использование на российских автодорогах позволило решить множество проблем.
Однако осталась другая - подобные устройства не могут быть применены на отечественных железных дорогах в связи со спецификой Российской системы сигнализации. Дело в том, что практические отечественные устройства светофоров с применением светодиодов содержат источник питания и светодиодные матрицы (СДМ), разбитые на группы, последовательно с каждой из которых включаются активные токозадающие резисторы, определяющие яркость излучения.
Недостатком подобных устройств является невысокая энергетическая эффективность, обусловленная наличием активных токозадающих резисторов, рассеивающих мощность потерь, а также невозможность достаточно точного выравнивания токов в группах светодиодов.
В Уральском Государственном Университете Путей Сообщения решили устранить эти недостатки и разработали светофор, исключающий потери мощности при задании требуемых токов через группы светодиодов и обеспечивающий достаточные точностные характеристики выравнивания этих токов.
Сущность работы нового светофора основана на том, что в устройстве используется принцип импульсного распределения токов через группы светодиодов, реализуемый при помощи трансформаторов, осуществляющих предварительное накопление тока в их индуктивности намагничивания и последующую его передачу на светодиоды.
Независимо от количества трансформаторов в устройстве обеспечивается неизменность энергии, передаваемой на группы светодиодов, и для него не требуется дополнительных устройств или элементов для выравнивания токов через светодиоды.
Отсутствие в светофоре активных сопротивлений, предназначенных для задания и выравнивания токов через светодиоды, определяет отсутствие в нем потерь мощности.
Использование высокой частоты переключения транзистора, которая может лежать в пределах нескольких десятков или сотен килогерц, дает возможность реализации достаточно малогабаритных и дешевых трансформаторов и выполнения их на ферритовых сердечниках с малым расходом обмоточной меди.
Благодаря этому новый светофор обеспечивает высокую энергетическую эффективность и реализует автоматическое выравнивание токов, протекающих через группы светодиодов.
Кроме применения на железнодорожном транспорте данное устройство может использоваться и в городских светофорах для регулирования автомобильного движения на улицах и перекрестках, поскольку он значительно эффективнее своих существующих светодиодных аналогов.
Информация для контакта:
620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, УрГУ ПС, ОНТИ,
Л.Б. Никулиной
Телефон: (3432) 45-13-79, 47-97 (ж.д.)