安全扭矩关断电路制造技术

公开了一种安全扭矩关断(STO)电路，包括：驱动控制器，用于生成驱动控制信号；驱动电路，经由传输路径从驱动控制器接收驱动控制信号，并用于根据驱动控制信号来驱动负载；驱动电源电路，用于向驱动电路供电；第一光耦，包括第一原边和第一副边；第二光耦，包括第二原边和第二副边，其中第二原边与第一原边串联连接。第一副边的输出作为驱动电源电路的控制信号，用于控制驱动电源电路的工作与否。传输路径包括可通断器件，第二副边的输出作为该可通断器件的控制信号，用于控制其通断。于是，在STO被使能时，驱动电路的电力供应和驱动控制信号供应可以被同时切断，提高了电路的可靠性。

Safety torque turn off circuit

A safety torque turn-off (STO) circuit is disclosed, which comprises a driving controller for generating a driving control signal, a driving circuit for receiving a driving control signal from the driving controller via a transmission path and for driving a load according to the driving control signal, a driving power supply circuit for supplying power to the driving circuit, and a first optical coupling. A second optical coupler includes a second primary edge and a second secondary edge, wherein the second primary edge is connected in series with the first primary edge. The output of the first pair of edges is used as the control signal of the driving power circuit to control whether the driving power circuit works or not. The transmission path includes an on-off device, and the output of the second secondary side serves as the control signal of the on-off device for controlling its on-off. Thus, when STO is enabled, the power supply of the driving circuit and the supply of the driving control signal can be cut off simultaneously, which improves the reliability of the circuit.

【技术实现步骤摘要】
安全扭矩关断电路
本公开涉及电子电路领域，更具体地，涉及具有改进性能的安全扭矩关断(STO)电路。
技术介绍
为了可靠实现安全扭矩关断(STO)功能，STO电路通常使用双通道配置。具体地，两路STO通道可以分别控制作为驱动部件的绝缘栅双极晶体管(IGBT)上下臂驱动电源来实现STO功能。驱动电源被断开后，驱动电源的输出不会直接变为零，而是会有一个缓慢下降过程。如果此时仍然向IGBT发送驱动信号，则IGBT可能在一段时间内仍然处于工作状态，且工作于驱动电压不足的状态下。这可能导致IGBT过热并失效。另外，出于成本和电气安全考虑，在STO电路中使用光耦。通常，在低安全性要求系统中，STO极少被触发。也即，光耦的原边(发光二极管，LED)在极长的时间段内处于常通状态。这将会严重降低光耦的寿命。另外，由于几乎没有机会关断光耦的LED进行有效诊断，从而可能发生卡壳(stuck-at)故障而影响安全。通常，光耦的可靠性并不很高(与其他类型隔离部件相比)。因此，在高安全性要求系统中，对光耦是否正常工作进行诊断是重要的。
技术实现思路
有鉴于此，本公开的目的至少部分地在于提供一种具有改进性能的安全扭矩关断(STO)电路。根据本公开的实施例，提供了一种STO电路，包括：驱动控制器，用于生成驱动控制控制信号；驱动电路，经由传输路径从驱动控制器接收驱动控制信号，并用于根据驱动控制信号来驱动负载；驱动电源电路，用于向驱动电路供电；第一光耦，包括第一原边和第一副边；第二光耦，包括第二原边和第二副边，其中第二原边与第一原边串联连接，其中，第一副边的输出作为驱动电源电路的控制信号，用于控制驱动电源电路的工作与否，其中，所述传输路径包括可通断器件，第二副边的输出作为该可通断器件的控制信号，用于控制其通断。根据本公开的实施例，在双通道STO电路中，第一光耦和第二光耦的原边采用串联连接方式，而不是常规双通道STO电路中两个通道的光耦独立设置的配置。由于这种串联连接方式，任一通道的STO信号被使能(通常为低电平有效或者开路)的情况下，两路STO通道均会触发STO。根据本公开的实施例，在副边一侧，两个STO通道可以分别控制驱动电源电路向驱动电路的供电和驱动控制器向驱动电路的驱动控制信号传输。于是，在STO被触发时，向驱动电路的供电和驱动控制信号的供应均可被切断。结果，可以保证驱动电路的可靠关断，避免驱动电路在供电下降期间由于接收到驱动控制信号而处于工作状态下，并因此可以避免IGBT由于工作于驱动电压不足的状态下而发热并可能爆炸。根据本公开的实施例，第一原边和第二原边可以被串联连接为实现第一STO信号和第二STO信号二者的电平“与”逻辑。例如，第一原边和第二原边串联后的阳极可以接收第一STO信号，且第一原边和第二原边串联后的阴极可以通过开关器件接地，开关器件的控制端子受控于第二STO信号。这样，当第一STO信号和第二STO信号中任一个被使能时，第一原边和第二原边的串联电路可以断开。根据本公开的实施例，第一副边的输出可以被连接为控制驱动电源电路的供电路径，第一副边可以被连接为在STO功能被使能时断开所述供电路径。这样，当触发STO时，驱动电源电路的供电可以断开，且因此可以断开驱动电源电路向驱动电路的供电。根据本公开的实施例，第二副边的输出可以被连接为控制可通断器件的供电路径，第二副边被连接为在STO功能被使能时断开所述供电路径。这样，当触发STO时，可通断器件的供电可以断开，且因此可通断器件可以断开，从而断开向从驱动控制器向驱动电路提供驱动控制信号的传输路径，且因此切断了向驱动电路的驱动控制信号供应。在一个示例中，可通断器件可以包括第三光耦，上述供电路径可以连接至第三光耦的原边的阳极，且驱动控制信号可以连接至第三光耦的原边的阴极。根据本公开的实施例，STO电路还可以包括：原边通断控制电路，连接至第一原边和第二原边的串联路径，用于周期性接通和关断该串联路径；以及分别连接至第一副边和第二副边的第一副边滤波电路和第二副边滤波电路，各副边滤波电路被配置为截止频率低于原边通断控制电路所控制的所述串联路径的周期性通断频率的低通滤波电路。与常规技术中在正常工作时光耦的原边保持常通状态不同，根据本公开的实施例，可以使光耦的原边断续接通，即，处于接通和关断相交替的模式。这样，可以降低光耦的接通时长，从而延长光耦的寿命。根据本公开的实施例，原边通断控制电路可以包括：连接在第一原边和第二原边的串联路径中的开关器件；以及连接至开关器件的控制端子的振荡器。通过这种方式，可以低成本、低复杂度地实现原边的周期性通断。根据本公开的实施例，振荡器可以接收STO信号作为其供电。这样，当触发STO时，振荡器的供电可以断开，且因此停止振荡。根据本公开的实施例，STO电路还可以包括：诊断电路，用于监视第一副边的输出及其滤波后的输出、以及第二副边的输出及其滤波后的输出。附图说明通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示意性示出了安全扭矩关断(STO)电路的方框图；图2示意性示出了根据本公开实施例的STO电路的方框图；图3示意性示出了根据本公开实施例的STO电路的电路图；图4示意性示出了根据本公开另一实施例的STO电路的电路图。贯穿附图，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。除非另外明确指出，否则本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含特定数量在一些实施例中例如±10％或更多或更少的变化。说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等用词，以修饰相应的元件，其本身并不代表该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，或是其重要性。序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。图1示意性示出了安全扭矩关断(STO)电路的方框图。如图1所示，STO电路100可以分为低压(例如，保护特低电压，PELV)侧和高压侧。低压侧主要涉及低电压，例如各种控制信号；而高压侧主要涉及高电压，例如向负载(例如，电机)的供电。为了电气安全性，在低压侧与高压侧之间，设置电隔离部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全扭矩关断电路，包括：驱动控制器，用于生成驱动控制信号；驱动电路，经由传输路径从驱动控制器接收驱动控制信号，并用于根据驱动控制信号来驱动负载；驱动电源电路，用于向驱动电路供电；第一光耦，包括第一原边和第一副边；第二光耦，包括第二原边和第二副边，其特征在于：第二原边与第一原边串联连接，第一副边的输出作为驱动电源电路的控制信号，用于控制驱动电源电路的工作与否，以及所述传输路径包括可通断器件，第二副边的输出作为该可通断器件的控制信号，用于控制其通断。

【技术特征摘要】
1.一种安全扭矩关断电路，包括：驱动控制器，用于生成驱动控制信号；驱动电路，经由传输路径从驱动控制器接收驱动控制信号，并用于根据驱动控制信号来驱动负载；驱动电源电路，用于向驱动电路供电；第一光耦，包括第一原边和第一副边；第二光耦，包括第二原边和第二副边，其特征在于：第二原边与第一原边串联连接，第一副边的输出作为驱动电源电路的控制信号，用于控制驱动电源电路的工作与否，以及所述传输路径包括可通断器件，第二副边的输出作为该可通断器件的控制信号，用于控制其通断。2.根据权利要求1所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，第一原边和第二原边被串联连接为实现第一安全扭矩关断信号和第二安全扭矩关断信号二者的电平“与”逻辑。3.根据权利要求2所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，第一原边和第二原边串联后的阳极接收第一安全扭矩关断信号，且第一原边和第二原边串联后的阴极通过开关器件接地，开关器件的控制端子受控于第二安全扭矩关断信号。4.根据权利要求1所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，第一副边的输出被连接为控制驱动电源电路的供电路径，第一副边被连接为在安全扭矩关断功能被使能时断开所述供电路径。5.根据权利要求1所述的安全扭矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晶荣，徐笑然，袁涛，
申请(专利权)人：浙江海利普电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33