一种安全控制器制造技术

技术编号:21894042 阅读:55 留言:0更新日期:2019-08-17 15:20
本实用新型专利技术提供了一种安全控制器,其包括:主芯片、从属芯片以及场效应管,所述主芯片、所述从属芯片以及所述场效应管均设置在所述壳体中,所述主芯片的第一端以及所述从属芯片的第一端均与所述场效应管的第一端连接,所述主芯片的第二端与所述从属芯片的第二端连接。通过设置主芯片和从属芯片,由从属芯片控制主芯片输出的脉冲宽度调制信息,降低输出控制的失效概率,提高安全等级。

A Security Controller

【技术实现步骤摘要】
一种安全控制器
本技术涉及控制器,尤其涉及一种安全控制器。
技术介绍
控制器vehiclecontrolunit(简称VCU,电子控制单元)是现代高自动化程度非道路机器设备必然搭载的设备,是实现控制策略的核心部件,犹如大脑之与人体。VCU硬件采用标准化核心模块电路和VCU专用电路(传感器采集等)设计;处理器技术的发展,VCU从基于16位向32位处理器芯片逐步过渡,32位已成为业界的主流产品。但是随着软件与硬件的复杂程度增加,人们对机器的安全性要求也越来越高,引入了安全功能性标准IEC61508《电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全》作为系统安全功能性要求和安全完整性要求。在现有技术中,VCU硬件采用标准化核心模块电路(16/32位主处理器、电源、存储器、CAN)集成输出模块,所以整个输出都由单一芯片控制,单一芯片限于成本因素必然导致每小时失效概率无法满足SIL2等级要求的10-7至10-6。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种安全控制器。本技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种安全控制器,其包括:主芯片、从属芯片以及场效应管,所述主芯片的第一端以及所述从属芯片的第一端均与所述场效应管的第一端连接,所述主芯片的第二端与所述从属芯片的第二端连接。本技术的有益效果是:通过设置主芯片和从属芯片,由从属芯片控制主芯片输出的脉冲宽度调制信息,降低输出控制的失效概率,提高安全等级。在上述技术方案的基础上,本技术还可以做如下改进。进一步地,还包括:第一电阻以及第二电阻,所述第一电阻的一端以及所述第二电阻的一端均与所述从属芯片的第一端连接,所述第一电阻的另一端连接电源,所述第二电阻的另一端接地。采用上述进一步方案的有益效果是:第一电阻以及第二电阻的设置,用于为从属芯片提供保护作用,防止电压过高烧毁从属芯片。进一步地,所述主芯片与所述从属芯片通过串行外设接口连接。采用上述进一步方案的有益效果是:主从芯片通过SPI(串行外设接口,SerialPeripheralInterface)进行通信,由从属芯片完成对主控芯片PWM输出的控制,通过这种架构方式将有效降低输出控制的失效概率从而提升安全等级。进一步地,还包括:放大器,所述从属芯片的第一端通过所述放大器与所述场效应管的第一端连接。采用上述进一步方案的有益效果是:放大器的设置,用于放大从属芯片发出的指令,便于场效应管识别相关指令并进行相应的操作。进一步地,所述放大器为倒相放大器。采用上述进一步方案的有益效果是:放大器的设置,用于放大从属芯片发出的指令,便于场效应管识别相关指令并进行相应的操作。进一步地,所述场效应管的第二端与第一输出端连接。进一步地,还包括:第三电阻,所述场效应管的第二端通过所述第三电阻与第一输出端连接。采用上述进一步方案的有益效果是:第三电阻的设置,用于保护场效应管,提高电路的可靠性。进一步地,还包括:第四电阻以及电流监控器,所述第四电阻与所述第三电阻并联,所述电流监控器的第一端与所述第三电阻的一端连接,所述电流监控器的第二端与所述第三电阻的另一端连接,所述电流监控器的第三端连接电源,所述电流监控器的第四端与第二输出端连接。采用上述进一步方案的有益效果是:电流监控器的设置,用于检测场效应管的输出电流,为系统提供实时反馈。进一步地,还包括:第五电阻、第一电容以及第二电容,所述电流监控器的第四端通过所述第五电阻与第二输出端连接,所述第一电容的一端与所述第二输出端连接,所述第一电容的另一端接地,所述第二电容的一端与所述电流监控器的第三端连接,所述第二电容的另一端接地。采用上述进一步方案的有益效果是:第五电阻和第一电容的组合,一方面二者组合起到低通滤波的功能,保留低频信号,防止电路中的重要信号流失,同时防止接地端的干扰信号进入电路中,另一方面用于保护电流监控器。第二电容的设置,用于防止接地端的干扰信号进入电路中。进一步地,还包括:稳压二极管,所述场效应管的第二端通过所述稳压二极管连接电源。采用上述进一步方案的有益效果是:稳压二极管的设置,用于稳定电压,提高安全控制器的可靠性。本技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术实践了解到。附图说明图1为本技术实施例提供的一种安全控制器的示意性结构框图之一。图2为本技术实施例提供的一种安全控制器的示意性结构框图之二。图3为本技术实施例提供的一种安全控制器的示意性电路结构图。附图标号说明:1-壳体;2-主芯片;3-从属芯片;4-场效应管;5-第一输出端;6-稳压二极管;7-放大器;8-第一电阻;9-第二电阻;10-第三电阻;11-第四电阻;12-电流监控器;13-第二输出端;14-第五电阻;15-第一电容;16-第二电容。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本技术,并非用于限定本技术的范围。本技术实施例针对目前大部分控制器架构不满足SIL2要求而对VCU芯片架构进行了改进,以期不更换SBC(系统基础芯片)的低成本升级改造方案。如图1至图3所示,图1为本技术实施例提供的一种安全控制器的示意性结构框图之一。图2为本技术实施例提供的一种安全控制器的示意性结构框图之二。图3为本技术实施例提供的一种安全控制器的示意性电路结构图。如图1至图3所示,本技术提供了一种安全控制器,其包括:主芯片2、从属芯片3以及场效应管4,所述主芯片2的第一端以及所述从属芯片3的第一端均与所述场效应管4的第一端连接,所述主芯片2的第二端与所述从属芯片3的第二端连接。上述结构中,还可以包括:壳体1,所述主芯片2、所述从属芯片3以及所述场效应管4均设置在所述壳体1中。其中,所述主芯片2与所述从属芯片3通过串行外设接口连接。主芯片和从属芯片通过SPI(串行外设接口,SerialPeripheralInterface)进行通信,由从属芯片完成对主控芯片PWM(脉冲宽度调制,PulseWidthModulation)输出的控制,通过这种架构方式将有效降低输出控制的失效概率从而提升安全等级。本技术实施例提供的安全控制器满足IEC61508SIL2等级的安全控制器。具体地,本技术提供了一种VCU芯片架构,包括32位主芯片2和8位从属芯片3,还包括场效应管4。主芯片2的型号可以为FujitsuCortexM3-32bit,从属芯片3的型号可以为NXPmc9s08pa8vtg-8bit,从属芯片3作为安全芯片,主从芯片2通过SPI(SPI是串行外设接口(SerialPeripheralInterface))进行通信,由从属芯片3完成对主控芯片PWM输出的控制,通过这种架构方式将有效降低输出控制的失效概率从而提升安全等级。场效应管4的型号可以为VND14N。其中第一输出端由从属芯片3控制,当主芯片和从属芯片之间的校验异常或者通讯异常的情况下,从属芯片3给出拉低信号,从而关闭VND14N场效应管4,从而第二输出端就会切断,本技术也是通过这种途径使得输出控制的安全系数得到提升,也使得该控制器架构满足安全型控制器的架构。此外,所述场效应管4的第二端与第一输出端5连接。还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全控制器,其特征在于,包括:主芯片、从属芯片以及场效应管;所述主芯片的第一端以及所述从属芯片的第一端均与所述场效应管的第一端连接,所述主芯片的第二端与所述从属芯片的第二端连接。

【技术特征摘要】
1.一种安全控制器,其特征在于,包括:主芯片、从属芯片以及场效应管;所述主芯片的第一端以及所述从属芯片的第一端均与所述场效应管的第一端连接,所述主芯片的第二端与所述从属芯片的第二端连接。2.根据权利要求1所述的一种安全控制器,其特征在于,还包括:第一电阻以及第二电阻,所述第一电阻的一端以及所述第二电阻的一端均与所述从属芯片的第一端连接,所述第一电阻的另一端连接电源,所述第二电阻的另一端接地。3.根据权利要求1所述的一种安全控制器,其特征在于,所述主芯片与所述从属芯片通过串行外设接口连接。4.根据权利要求1所述的一种安全控制器,其特征在于,还包括:放大器,所述从属芯片的第一端通过所述放大器与所述场效应管的第一端连接。5.根据权利要求4所述的一种安全控制器,其特征在于,所述放大器为倒相放大器。6.根据权利要求1所述的一种安全控制器,其特征在于,所述场效应管的第二端与第一输出端连接。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜珂季宇杰李德芳张继伟张继东
申请(专利权)人:雷沃重工股份有限公司
类型:新型
国别省市:山东,37

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