一种用于交通信号灯的通信和供电扩展电路的制作方法

1.本技术涉及交通信号灯技术领域，具体涉及一种用于交通信号灯的通信和供电扩展电路。


背景技术：

2.随着城市快速发展，交通道路的延伸速度更是迅猛，交通信号灯的通信线路和供电线路铺设范围和铺设距离也越来越远，也越来越困难。同时更多的智能终端设备也更多的应用到交通系统中，例如车路协同设备、电子车牌识别设备等可扩展设备越来越多，都面临通信线路和供电线路的铺设问题。在现有技术中，每增加一种新的智能终端设备都需要铺设新的通信供电线路，不但会增加新智能终端的铺设费用，还会因线路种类复杂而烦乱，增加已安装的交通信号系统的故障率和维护难度。


技术实现要素：

3.本技术主要解决的技术问题是添加交通设备需要重新铺设通信和供电线路的技术问题。
4.根据第一方面，一种实施例中提供一种用于交通信号灯的通信和供电扩展电路，包括整流电路、直流滤波电路、共模滤波电路、第一开关稳压电路、第一取电端子和第二取电端子；
5.所述整流电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述整流电路的第一连接端和第三连接端分别与所述直流滤波电路连接，所述整流电路的第二连接端和第四连接端分别用于作为交流电源的交流驱动电压信号的输入端；所述整流电路用于将所述交流驱动电压信号转化为第一电压直流电输出；
6.所述直流滤波电路包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述直流滤波电路的第一连接端和第二连接端分别与所述整流电路的第一连接端和第三连接端连接，所述直流滤波电路的第二连接端和第三连接端与所述共模滤波电路连接；所述直流滤波电路用于对所述整流电路输出的第一电压直流电滤波；
7.所述第一取电端子包括第一接线端子和第二接线端子，所述第一取电端子的第一接线端子和第二接线端子分别与所述直流滤波电路的第二连接端和第三连接端连接；所述第一取电端子用于作为所述通信和供电扩展电路的第一电压直流输出端；
8.所述共模滤波电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述共模滤波电路的第一连接端和第二连接端分别与所述直流滤波电路的第二连接端和第三连接端连接，所述共模滤波电路的第三连接端和第四连接端与所述第一开关稳压电路连接；所述共模滤波电路用于抑制所述直流滤波电路输出的第一电压直流电的干扰信号；
9.所述第一开关稳压电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一开关稳压电路的第一输入端和第二输入端分别与所述共模滤波电路的第三连接端和第四连接端连接；所述第一开关稳压电路用于将所述直流滤波电路输出的第一电压直
流电转化为第二电压直流电；
10.所述第二取电端子包括第一接线端子和第二接线端子，所述第二取电端子的第一接线端子和第二接线端子分别与所述第一开关稳压电路的第一输出端和第二输出端连接；所述第二取电端子用于作为所述通信和供电扩展电路的第二电压直流输出端。
11.一实施例中，还包括第二开关稳压电路；所述第二开关稳压电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述第二开关稳压电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第一开关稳压电路的第一输出端和第二输出端连接，所述第二开关稳压电路的第一输出端接地；所述第二开关稳压电路用于将所述第一开关稳压电路输出的第二电压直流电转化为第三电压直流电。
12.一实施例中，还包括第三开关稳压电路；所述第三开关稳压电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述第三开关稳压电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第二开关稳压电路的第一输出端和第二输出端连接，所述第三开关稳压电路的第一输出端接地；所述第三开关稳压电路用于将所述第二开关稳压电路输出的第三电压直流电转化为第四电压直流电。
13.一实施例中，还包括第三取电端子；所述第三取电端子包括第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子，所述第三取电端子的第一接线端子与所述第二开关稳压电路的第二输出端连接，所述第三取电端子的第二接线端子用于连接外接设备的电源输入端，所述第三取电端子的第三接线端子与所述第三开关稳压电路的第二输出端连接。
14.一实施例中，还包括通信控制电路和通信接口电路；
15.所述通信接口电路与所述通信控制电路连接，用于外部设备与所述通信控制电路建立通信连接，以用于所述外部设备连接到所述通信控制电路所属的交通控制系统的网络中。
16.一实施例中，所述通信接口电路包括rs485收发器，所述通信控制电路包括mcu；
17.所述rs485收发器包括数据连接端rxd、数据接收输出使能连接端re、数据发送使能连接端de和数据连接端txd；所述mcu包括数据连接端rxd、数据收发控制连接端rt和数据连接端txd；
18.所述rs485收发器的数据连接端rxd与所述mcu的数据连接端rxd连接；所述rs485收发器的数据接收输出使能连接端re和数据发送使能连接端de与所述mcu的数据收发控制连接端rt连接；所述rs485收发器的数据连接端txd与所述mcu的数据连接端txd连接。
19.一实施例中，还包括第一通信连接端子，用于连接所述外接设备和所述通信接口电路；所述第一通信连接端子包括第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子和第四接线端子；所述第一通信连接端子的第二接线端子与第三取电端子的第二接线端子连接，可通过第三取电端子的跳线帽设置是获取所述第三电压直流电或所述第四电压直流电为通信电压；所述通信接口电路还包括电阻r31、电阻r32、电阻r33和电阻r34；所述rs485收发器还包括数据连接端a、数据连接端b、电源输入端vcc和接地端gnd；所述rs485收发器的接地端gnd与所述第一通信连接端子的第一接线端子连接；所述rs485收发器的电源输入端vcc用于与所述第二开关稳压电路的第二输出端连接；所述电阻r31一端与所述rs485收发器的数据连接端b连接，另一端接地；所述电阻r32一端与所述rs485收发器的数据连接端b连接，另一端与第二通信连接端子的第二接线端子连接；所述电阻r33一端所述rs485收发器的数据
连接端a连接，另一端与第二通信连接端子的第一接线端子连接；所述电阻r34一端与所述rs485收发器的数据连接端a连接，另一端与所述第二开关稳压电路的第二输出端连接。
20.一实施例中，还包括第二通信连接端子，用于通过跳线帽选择设置所述外部设备与通信控制电路的通信方式和/或通信电压的设置；所述第二通信连接端子包括第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子、第四接线端子、第五接线端子和第六接线端子；
21.所述第二通信连接端子的第一接线端子通过电阻r33与所述rs485收发器的数据连接端a连接，所述第二通信连接端子的第二接线端子通过电阻r32与所述rs485收发器的数据连接端b连接；所述第二通信连接端子的第三接线端子与所述第一通信连接端子的第三接线端子连接，所述第二通信连接端子的第四接线端子与所述第一通信连接端子的第四接线端子连接，所述第二通信连接端子的第五接线端子与所述rs485收发器的数据连接端txd连接，所述第二通信连接端子的第六接线端子与所述rs485收发器的数据连接端rxd连接。
22.一实施例中，所述整流电路包括第一整流桥电路，所述第一整流桥电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；所述第一整流桥电路的第一连接端和第三连接端与所述直流滤波电路连接，所述第一整流桥电路的第二连接端和第四连接端分别用于连接220v的交流红色驱动电压信号和220v的交流黄色驱动电压信号。
23.一实施例中，所述整流电路还包括第二整流桥电路，所述第二整流桥电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；所述第二整流桥电路的第一连接端和第三连接端与所述直流滤波电路连接，所述第二整流桥电路的第二连接端和第四连接端分别用于连接220v的交流绿色驱动电压信号和公共零线。
24.依据上述实施例的通信和供电扩展电路，包括整流电路、直流滤波电路、共模滤波电路、第一开关稳压电路、第一取电端子和第二取电端子。整流电路用于将220v的交流驱动电压信号转化为第一电压直流电输出，直流滤波电路用于对整流电路输出的第一电压直流电滤波，第一取电端子用于作为所述通信和供电扩展电路的第一电压直流输出端，共模滤波电路用于抑制干扰信号，第一开关稳压电路用于将直流滤波电路输出的第一电压直流电转化为第二电压直流电，第二取电端子用于作为第二电压直流输出端。由于将交流驱动电压信号转化为第一电压直流电和第二电压直流电，以用于提供直流电源，使得通信和供电扩展电路可以同时向多个不同电压需求的外部交通设备提供电源，进而减少供电线路的铺设。
附图说明
25.图1为一种实施例中通信和供电扩展电路连接示意图；
26.图2为一种实施例中通信接口电路连接示意图；
27.图3为一种实施例中通信连接端子连接示意图。
具体实施方式
28.下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征
在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
29.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
30.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
31.本技术基于现阶段整个交通指示系统中，每种交通指示装置都采用各自独立的供电和信号传输线路，并且扩展新的交通指示装置时需铺设新的供电和信号传输线路，不但需要消耗大量的线材，对原有交通指示系统的线路的维护也会产生影响。
32.在本技术实施例中，用于交通信号灯的通信和供电扩展电路，包括整流电路、直流滤波电路、共模滤波电路、第一开关稳压电路、第一取电端子和第二取电端子。整流电路将交流驱动电压信号转化为第一电压直流电输出给直流滤波电路滤波，第一取电端子用于作为所述通信和供电扩展电路的第一电压直流输出端，共模滤波电路用于抑制干扰信号，第一开关稳压电路用于将直流滤波电路输出的第一电压直流电转化为第二电压直流电，第二取电端子用于作为第二电压直流输出端。由于将交流电转化为第一电压直流电和第二电压直流电，以用于提供直流电源，使得通信和供电扩展电路可以同时向多个不同电压需求的其它交通设备提供电源，进而减少供电线路的铺设。
33.实施例一：
34.请参考图1，为一种实施例中通信和供电扩展电路连接示意图，通信和供电扩展电路包括整流电路1、直流滤波电路2、共模滤波电路3、第一开关稳压电路4、第一取电端子7和第二取电端子8。整流电路1包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，整流电路1的第一连接端和第三连接端分别与直流滤波电路2连接，整流电路1的第二连接端和第四连接端分别用于作为交流电源的交流驱动电压信号的输入端。整流电路1用于将交流驱动电压信号转化为第一电压直流电输出。直流滤波电路2包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，直流滤波电路2的第一连接端和第二连接端分别与整流电路1的第一连接端和第三连接端连接，直流滤波电路2的第二连接端和第三连接端与共模滤波电路3连接。直流滤波电路3用于对整流电路1输出的第一电压直流电滤波。第一取电端子7包括第一接线端子和第二接线端子，第一取电端子7的第一接线端子和第二接线端子分别与直流滤波电路2的第二连接端和第三连接端连接，第一取电端子7用于作为通信和供电扩展电路的第一电压直流输出端。共模滤波电路3包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，共模滤波电路3的第一连接端和第二连接端分别与直流滤波电路2的第二连接端和第三连接端连接，共模滤波电路3的第三连接端和第四连接端与第一开关稳压电路4连接。共模滤波电路3用于抑制直流滤波电路2输出的第一电压直流电的干扰信号。第一开关稳压电路4包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一开关稳压电路4的第一输入端
和第二输入端分别与共模滤波电路3的第三连接端和第四连接端连接。第一开关稳压电路4用于将直流滤波电路2输出的第一电压直流电转化为第二电压直流电。第二取电端子8包括第一接线端子和第二接线端子，第二取电端子8的第一接线端子和第二接线端子分别与第一开关稳压电路4的第一输出端和第二输出端连接。第二取电端子8用于作为通信和供电扩展电路的第二电压直流输出端。
35.一实施例中，通信和供电扩展电路还包括第二开关稳压电路5。第二开关稳压电路5包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第二开关稳压电路5的第一输入端和第二输入端分别与第一开关稳压电路4的第一输出端和第二输出端连接，第二开关稳压电路5的第一输出端接地，第二开关稳压电路5用于将第一开关稳压电路4输出的第二电压直流电转化为第三电压直流电。
36.一实施例中，通信和供电扩展电路还包括第三开关稳压电路6，第三开关稳压电路6包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第三开关稳压电路6的第一输入端和第二输入端分别与第二开关稳压电路5的第一输出端和第二输出端连接，第三开关稳压电路6的第一输出端接地。第三开关稳压电路6用于将第二开关稳压电路5输出的第三电压直流电转化为第四电压直流电。
37.一实施例中，通信和供电扩展电路还包括第三取电端子9。第三取电端子9包括第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子，第三取电端子9的第一接线端子与第二开关稳压电路5的第二输出端连接，第三取电端子9的第二接线端子用于连接外接设备的电源输入端，第三取电端子9的第三接线端子与第三开关稳压电路6的第二输出端连接。
38.请参考图2，为一种实施例中通信接口电路连接示意图，一实施例中，通信和供电扩展电路还包括通信控制电路12和通信接口电路11。通信接口电路11与通信控制电路12连接，用于外接设备与通信控制电路的通信连接。一实施例中，通信接口电路11包括rs485收发器，通信控制电路包括mcu，通信控制电路可使用rs485芯片与外部设备通信，也可以直接使用通信控制电路12自身的通用同步/异步串行接收/发送器(usart)与外部设备进行通信。因此，外部设备可使用信号灯的通信线路与交通信号机等交通系统的设备通信，以连接到交通系统的网络。rs485收发器包括数据连接端rxd、数据接收输出使能连接端re、数据发送使能连接端de和数据连接端txd。mcu包括数据连接端rxd、数据收发控制连接端rt和数据连接端txd。rs485收发器的数据连接端rxd与mcu的数据连接端rxd连接。rs485收发器的数据接收输出使能连接端re和数据发送使能连接端de与mcu的数据收发控制连接端rt连接。rs485收发器的数据连接端txd与mcu的数据连接端txd连接。
39.请参考图3，为一种实施例中通信连接端子连接示意图，一实施例中，通信和供电扩展电路还包括第一通信连接端子13，用于连接外接设备和通信接口电路11。第一通信连接端子13包括第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子和第四接线端子。第一通信连接端子13的第二接线端子与第三取电端子的第二接线端子连接，可通过第三取电端子的跳线帽设置是使用 5v还是3.3v的通信电压。通信接口电路11还包括电阻r31、电阻r32、电阻r33和电阻r34。rs485收发器还包括数据连接端a、数据连接端b、电源输入端vcc和接地端gnd。rs485收发器的接地端gnd与第一通信连接端子13的第一接线端子连接。rs485收发器的电源输入端vcc用于与第二开关稳压电路5的第二输出端连接。电阻r31一端与rs485收发器的数据连接端b连接，另一端接地。电阻r32一端与rs485收发器的数据连接端b连接，另一端与
第二通信连接端子14的第二接线端子连接。电阻r33一端rs485收发器的数据连接端a连接，另一端与第二通信连接端子14的第一接线端子连接。电阻r34一端与rs485收发器的数据连接端a连接，另一端与第二开关稳压电路5的第二输出端连接。
40.一实施例中，通信和供电扩展电路还包括第二通信连接端子14，用于通过跳线帽选择设置外部设备与通信控制电路的通信方式和/或通信电压的设置。第二通信连接端子包括第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子、第四接线端子、第五接线端子和第六接线端子。第二通信连接端子14的第一接线端子通过电阻r33与rs485收发器的数据连接端a连接，第二通信连接端子14的第二接线端子通过电阻r32与rs485收发器的数据连接端b连接，第二通信连接端子14的第三接线端子与第一通信连接端子的第三接线端子连接，第二通信连接端子14的第四接线端子与第一通信连接端子的第四接线端子连接，第二通信连接端子14的第五接线端子与rs485收发器的数据连接端txd连接，第二通信连接端子14的第六接线端子与rs485收发器的数据连接端rxd连接。
41.一实施例中，整流电路1包括第一整流桥电路br1，第一整流桥电路br1包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，第一整流桥电路br1的第一连接端和第三连接端用于分别与交流电源的正输出端和负输出端连接，第一整流桥电路br1的第二连接端和第四连接端分别连接220v的交流红色驱动电压信号和220v的交流黄色驱动电压信号。一实施例中，整流电路1还包括第二整流桥电路br2，第二整流桥电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，第二整流桥电路br2的第一连接端和第三连接端用于分别与交流电源的正输出端和负输出端连接，第二整流桥电路br2的第二连接端和第四连接端分别连接220v的交流绿色驱动电压信号和公共零线。一实施例中，第一整流桥电路br1包括二极管d11、二极管d12、二极管d13和二极管d14。其中，二极管d11和二极管d13的正极与第一整流桥电路br1的第一连接端连接，二极管d12和二极管d14的负极与第一整流桥电路br1的第三连接端连接，二极管d13的负极和二极管d14的正极与第一整流桥电路br1的第二连接端连接，二极管d11的负极和二极管d12的正极与第一整流桥电路br1的第四连接端连接。第二整流桥电路br2包括二极管d21、二极管d22、二极管d23和二极管d24，第二整流桥电路br1和第一整流桥电路br2的电路结构相同。
42.在本技术一实施例中，通信和供电扩展电路将交通信号灯的220v交流驱动电压信号经第一整流桥电路br1、第二整流桥电路br2和直流滤波电路2转换成300v的直流电。再将输出的直流电通过共模滤波电路3进行去干扰，以为第一开关稳压电路提供电源。一实施例中，第二取电端子8的power 端和power-端输出300v的直流电，可供外部需要输入交流220v电压的设备使用。第一取电端子7输出 12v稳压电压，一路给外部设备取电，另一路给后面的第二开关稳压电路5和第三开关稳压电路6供电，输出 5v和 3.3v的稳定电压，另给通信接口电路11和外部通信设备用。通信接口电路11、通信控制电路12、第三取电端子9、第一通信连接端子13和第二通信端子14组成通信电路，第三取电端子9和第二通信连接端子14为排针，通过跳线帽设置，可设置成485通信或usart通信，第一通信连接端子13为通信连接端子。
43.一实施例中，交通信号灯的220v交流信号电压经第二整流桥电路br1和第一整流桥电路br2、电容c11滤波成300多伏的直流电，一路从第二取电端子8的power 端和power-端输出给需要输入交流220v的外部设备取电，另一路通过共模滤波电路3的l1共模电感给
第一开关稳压电路提供电源，第一开关电源稳压电路输出12v直流电压，一路从第一取电端子7输出给外部设备取电，另一路给第二开关稳压电路和第三开关稳压电路，以产生 5v和 3.3v的稳定电压输出，并与外部设备和第一通信连接端子连接，当用跳线帽短路第二通信连接端子排针的1、3脚和2、4脚时设置为485通信方式，当用跳线帽短路第二通信连接端子排针的3、5脚和4、6脚时设置为usart通信方式，当跳线帽短路第三取电端子9排针的2脚和3脚时，设置为 5v通信，当跳线帽短路第三取电端子9的2脚和1脚时设置为 3.3v通信。因此外部设备通过通信控制电路共用信号灯的通信线路和交通信号机或其它的网络通信，省去了再次铺设线路。解决了交通系统外部设备取电和通信线路共用的技术问题，减少系统线路的铺设。本技术一实施例中，提供交流220v整流后的300v电压和12v直流电输出，供外部设备取电选择。在本技术一实施例中，通信方式上采用电路的跳线设置，可设置为485通信或者usart通信方式，使外部设备可使用信号灯内部通信线路直接与交通信号机或其它网络通信。
44.在本技术实施例中的通信和供电扩展电路，包括整流电路、直流滤波电路、共模滤波电路、第一开关稳压电路、第一取电端子和第二取电端子。整流电路用于将交流驱动电压信号转化为第一电压直流电输出，直流滤波电路用于对整流电路输出的第一电压直流电滤波，第一取电端子用于作为所述通信和供电扩展电路的第一电压直流输出端，共模滤波电路用于抑制干扰信号，第一开关稳压电路用于将直流滤波电路输出的第一电压直流电转化为第二电压直流电，第二取电端子用于作为第二电压直流输出端。由于将交流驱动电压信号转化为第一电压直流电和第二电压直流电，以用于提供直流电源，使得通信和供电扩展电路可以同时向多个不同电压需求的交通信号灯提供电源，进而减少供电线路的铺设。
45.以上应用了具体个例对本技术进行阐述，只是用于帮助理解本技术，并不用以限制本技术。对于本技术所属技术领域的技术人员，依据本技术的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。