智能安全继电器及其应用电路制造技术

本专利申请的智能安全继电器及其所应用的电路，智能安全继电器，包括：第一处理芯片MCU A、第二处理芯片MCU B、第一及第二输入驱动电路、第一至第三输入采样电路、第一及第二诊断信号发生电路、第一及第二逻辑电路、诊断信号检测电路、第一及第二继电器驱动电路、以及第一及第二继电器电路；第一处理芯片MCU A、第二处理芯片MCU B能根据输入采样电路对输入驱动电路的采样，来自动控制第一及第二继电器电路中的触点通断以令输出通断，并能根据诊断信号生成电路和诊断信号检测电路来检测各种故障来对应令输出通断，实现智能化的可靠切断，而且采用智能方案，可以通过组态，实现多种安全功能或者逻辑需求。

【技术实现步骤摘要】
智能安全继电器及其应用电路
本专利申请涉及继电器
，特别是涉及智能安全继电器及其应用电路。
技术介绍
安全继电器是一种安全控制元件，应用于安全回路中，接受安全元件的信号，如紧急停止开关，安全光幕，双手开关，安全地毯，当这些元件传递危险信号给到安全继电器时，安全继电器可靠的切断动力源，起到安全的作用。传统的安全继电器的技术方案一般有两种：1)基于强制导向继电器的技术方案，强制导向继电器的常闭触点和常开触点之间有导向杆，这使得常开触点和常闭触点永远不能发生均闭合的状态，安全继电器可以利用这一特点来有效的检测输出触点的闭合情况，达到保证安全的目地；但由于强制导向继电器的成本很高，体积也很大，使得采用该技术方案的安全继电器的成本普遍很高，且难以小型化。2)基于半导体开关的技术方案，可以串联半导体的输出，再利用电压的反馈，来检测半导体的状态，半导体开关可以将体积做小，成本也可以降低，但是由于半导体开关的特点，使得采用该技术方案的安全继电器只能切断直流负载，且负载必须同安全继电器有共地点。这就使得采用该技术方案的安全继电器的应用受到限制，如：交流负载、以及隔离需求。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利申请的目的在于提供智能安全继电器及其应用电路，解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利申请提供一种智能安全继电器，包括：第一处理芯片MCUA，包括：第一管脚至第十管脚；第二处理芯片MCUB，包括：第十一管脚至第二十管脚；第一输入驱动电路，其输入端连接第一处理芯片MCUA的第一管脚，其输出端引出第一控制端S11；第二输入驱动电路，其输入端连接第二单片机芯片第二处理芯片MCUB的第十一管脚，其输出端引出第二控制端S21；第一控制端S11及第二控制端S21分别输出第一驱动信号和第二驱动信号，所述第一驱动信号和第二驱动信号为不同波形的周期性脉冲信号；第一输入采样电路，其输入端连接第一采样端S12，其输出端分别连接第一处理芯片MCUA的第二管脚及第二处理芯片MCUB的第十二管脚；第二输入采样电路，其输入端连接第二采样端S22，其输出端分别连接第一处理芯片MCUA的第三管脚及第二处理芯片MCUB的第十三管脚；第三输入采样电路，其输入端连接第二采样端S34，其输出端分别连接第一处理芯片MCUA的第四管脚及第二处理芯片MCUB的第十四管脚；所述第一采样端S12、第二采样端S22、及第三采样端S34中的部分供耦合至S11且另一部分供耦合至S21，以进行信号采样，并在能采样到信息时，生成能被第一处理芯片MCUA识别采样信号输入至第一处理芯片MCUA、及能被第二处理芯片MCUB识别的采样信号输入至第二处理芯片MCUB，以令第一处理芯片MCUA和第二处理芯片MCUB在收到该采样信号时候控制智能安全继电器处于输出准备状态；第一处理芯片MCUA的第五管脚连接第二处理芯片MCUB的第十五管脚形成第一数据通道，其中，第五管脚为数据发送端，第十五管脚为数据接收端；第一处理芯片MCUA的第六管脚连接第二处理芯片MCUB的第十六管脚形成第二数据通道，其中，第六管脚为数据接收端，第十六管脚为数据发送端；第一处理芯片MCUA和第二处理芯片MCUB之间通过第一数据通道和第二数据通道传输数据或时钟同步；第一处理芯片MCUA的第七管脚连接第一诊断信号发生电路的输入端；第二处理芯片MCUB的第十七管脚连接第二诊断信号发生电路的输入端；诊断信号检测电路，其具有连接第一处理芯片MCUA的第八管脚的第一输出端、连接第二处理芯片MCUB的第十八管脚的第二输出端、及输入端；第一逻辑电路，其具有连接第一处理芯片MCUA的第九管脚的第一输入端、连接第一处理芯片MCUA的第十管脚的第二输入端、及连接第一继电器驱动电路的输入端的输出端；所述第一继电器驱动电路的输出端连接于一第一继电器电路的第一继电器线圈，所述第一继电器电路还包括：与第一诊断信号发生电路输出端连接的第一常闭触点NC、与第一继电器输出端连接的第一常开触点NO、以及与所述诊断信号检测电路输入端连接的第一公共触点G；其中，所述第一逻辑电路，用于根据第一处理芯片MCUA的第九管脚和第十管脚输入信号进行逻辑运算得到第一开关控制信号，来令第一继电器驱动电路驱动第一继电器线圈得电或失电，以作用至令所述第一公共触点G与第一常闭触点NC或第一常开触点NO电性连接；第二逻辑电路，其具有连接第二处理芯片MCUB的第十九管脚的第一输入端、连接第二处理芯片MCUB的第二十管脚的第二输入端、及连接第二继电器驱动电路14的输入端的输出端；所述第二继电器驱动电路的输出端连接于一第二继电器电路的第二继电器线圈，所述第二继电器电路还包括：与第二诊断信号发生电路输出端连接的第二常闭触点NC、与第二继电器输出端连接的第二常开触点NO、以及与所述诊断信号检测电路输入端及第一公共触点G连接的第二公共触点G；其中，所述第二逻辑电路，用于根据第二处理芯片MCUB的第十九管脚和第二十管脚输入信号进行逻辑运算得到第二开关控制信号，来令第二继电器驱动电路驱动第二继电器线圈得电或失电，以作用至令所述第二公共触点G与第二常闭触点NC或第二常开触点NO电性连接；其中，第一公共触点G和第一常开触点NO间的电性连接、以及第二公共触点G和第二常开触点NO间的电性连接令第一继电器输出端和第二继电器输出端间导通。于本专利申请的一实施例中，所述第一逻辑电路包括：第一与门，其包括第一输入端、第二输入端及输出端；第一看门狗电路；其中，所述第一与门的第一输入端连接第一处理芯片MCUA的第九管脚，所述第一处理芯片MCUA的第十管脚连接第一看门狗电路的输入端，所述第一看门狗电路的输出端连接第一与门的第二输入端；所述第一与门的输出端连接所述第一继电器驱动电路的输入端；所述第二逻辑电路包括：第二与门，其包括第一输入端、第二输入端及输出端；第二看门狗电路；其中，所述第二与门的第一输入端连接第二处理芯片MCUB的第十九管脚，所述第二处理芯片MCUB的第二十管脚连接第二看门狗电路的输入端，所述第二看门狗电路的输出端连接第二与门的第二输入端；所述第二与门的输出端连接所述第二继电器驱动电路的输入端。于本专利申请的一实施例中，第一处理芯片MCUA，用于通过其第十管脚周期性输出脉冲信号给第一看门狗电路；所述第一看门狗电路，用于在预定时间内未收到所述脉冲信号的情况下，输出低电平信号，以令第一与门的输出端输出低电平信号，令第一继电器驱动电路输出低电平，使得第一继电器线圈失电以令第一开关的第一公共触点G和第一常开触点NO断开；第二处理芯片MCUB，用于通过其第二十管脚周期性输出脉冲信号给第二看门狗电路；所述第二看门狗电路，用于在预定时间内未收到所述脉冲信号的情况下，输出低电平信号，以令第二与门的输出端输出低电平信号，令第二继电器驱动电路输出低电平的，使得第二继电器线圈失电以令第二开关的第二公共触点G和第二常开触点NO相连。于本专利申请的一实施例中，所述输入驱动电路采用三极管或高边开关实现。于本专利申请的一实施例中，所述输入驱动电路采用三极管实现；所述第一输入驱动电路和第二输入驱动电路的电路结构相同，该电路结构包括：第一PNP型三极管、第一NPN型三极管、第一电阻、第二电阻、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能安全继电器，其特征在于，包括：第一处理芯片MCU A，包括：第一管脚至第十管脚；第二处理芯片MCU B，包括：第十一管脚至第二十管脚；第一输入驱动电路，其输入端连接第一处理芯片MCU A的第一管脚，其输出端引出第一控制端S11；第二输入驱动电路，其输入端连接第二单片机芯片第二处理芯片MCU B的第十一管脚，其输出端引出第二控制端S21；第一控制端S11及第二控制端S21分别输出第一驱动信号和第二驱动信号，所述第一驱动信号和第二驱动信号为不同波形的周期性脉冲信号；第一输入采样电路，其输入端连接第一采样端S12，其输出端分别连接第一处理芯片MCU A的第二管脚及第二处理芯片MCU B的第十二管脚；第二输入采样电路，其输入端连接第二采样端S22，其输出端分别连接第一处理芯片MCU A的第三管脚及第二处理芯片MCU B的第十三管脚；第三输入采样电路，其输入端连接第二采样端S34，其输出端分别连接第一处理芯片MCU A的第四管脚及第二处理芯片MCU B的第十四管脚；所述第一采样端S12、第二采样端S22、及第三采样端S34中的部分供耦合至S11且另一部分供耦合至S21，以进行信号采样，并在能采样到信息时，生成能被第一处理芯片MCU A识别采样信号输入至第一处理芯片MCU A、及能被第二处理芯片MCU B识别的采样信号输入至第二处理芯片MCU B，以令第一处理芯片MCU A和第二处理芯片MCU B在收到该采样信号时候控制智能安全继电器处于输出准备状态；第一处理芯片MCU A的第五管脚连接第二处理芯片MCU B的第十五管脚形成第一数据通道，其中，第五管脚为数据发送端，第十五管脚为数据接收端；第一处理芯片MCU A的第六管脚连接第二处理芯片MCU B的第十六管脚形成第二数据通道，其中，第六管脚为数据接收端，第十六管脚为数据发送端；第一处理芯片MCU A的第七管脚连接第一诊断信号发生电路的输入端；第二处理芯片MCU B的第十七管脚连接第二诊断信号发生电路的输入端；诊断信号检测电路，其具有连接第一处理芯片MCU A的第八管脚的第一输出端、连接第二处理芯片MCU B的第十八管脚的第二输出端、及输入端；第一逻辑电路，其具有连接第一处理芯片MCU A的第九管脚的第一输入端、连接第一处理芯片MCU A的第十管脚的第二输入端、及连接第一继电器驱动电路的输入端的输出端；所述第一继电器驱动电路的输出端连接于一第一继电器电路的第一继电器线圈，所述第一继电器电路还包括：与第一诊断信号发生电路输出端连接的第一常闭触点NC、与第一继电器输出端连接的第一常开触点NO、以及与所述诊断信号检测电路输入端连接的第一公共触点G；其中，所述第一逻辑电路，用于根据第一处理芯片MCU A的第九管脚和第十管脚输入信号进行逻辑运算得到第一开关控制信号，来令第一继电器驱动电路驱动第一继电器线圈得电或失电，以作用至令所述第一公共触点G与第一常闭触点NC或第一常开触点NO电性连接；第二逻辑电路，其具有连接第二处理芯片MCU B的第十九管脚的第一输入端、连接第二处理芯片MCU B的第二十管脚的第二输入端、及连接第二继电器驱动电路14的输入端的输出端；所述第二继电器驱动电路的输出端连接于一第二继电器电路的第二继电器线圈，所述第二继电器电路还包括：与第二诊断信号发生电路输出端连接的第二常闭触点NC、与第二继电器输出端连接的第二常开触点NO、以及与所述诊断信号检测电路输入端及第一公共触点G连接的第二公共触点G；其中，所述第二逻辑电路，用于根据第二处理芯片MCU B的第十九管脚和第二十管脚输入信号进行逻辑运算得到第二开关控制信号，来令第二继电器驱动电路驱动第二继电器线圈得电或失电，以作用至令所述第二公共触点G与第二常闭触点NC或第二常开触点NO电性连接；其中，第一公共触点G和第一常开触点NO间的电性连接、以及第二公共触点G和第二常开触点NO间的电性连接令第一继电器输出端和第二继电器输出端间导通。...

【技术特征摘要】
1.一种智能安全继电器，其特征在于，包括：第一处理芯片MCUA，包括：第一管脚至第十管脚；第二处理芯片MCUB，包括：第十一管脚至第二十管脚；第一输入驱动电路，其输入端连接第一处理芯片MCUA的第一管脚，其输出端引出第一控制端S11；第二输入驱动电路，其输入端连接第二单片机芯片第二处理芯片MCUB的第十一管脚，其输出端引出第二控制端S21；第一控制端S11及第二控制端S21分别输出第一驱动信号和第二驱动信号，所述第一驱动信号和第二驱动信号为不同波形的周期性脉冲信号；第一输入采样电路，其输入端连接第一采样端S12，其输出端分别连接第一处理芯片MCUA的第二管脚及第二处理芯片MCUB的第十二管脚；第二输入采样电路，其输入端连接第二采样端S22，其输出端分别连接第一处理芯片MCUA的第三管脚及第二处理芯片MCUB的第十三管脚；第三输入采样电路，其输入端连接第二采样端S34，其输出端分别连接第一处理芯片MCUA的第四管脚及第二处理芯片MCUB的第十四管脚；所述第一采样端S12、第二采样端S22、及第三采样端S34中的部分供耦合至S11且另一部分供耦合至S21，以进行信号采样，并在能采样到信息时，生成能被第一处理芯片MCUA识别采样信号输入至第一处理芯片MCUA、及能被第二处理芯片MCUB识别的采样信号输入至第二处理芯片MCUB，以令第一处理芯片MCUA和第二处理芯片MCUB在收到该采样信号时候控制智能安全继电器处于输出准备状态；第一处理芯片MCUA的第五管脚连接第二处理芯片MCUB的第十五管脚形成第一数据通道，其中，第五管脚为数据发送端，第十五管脚为数据接收端；第一处理芯片MCUA的第六管脚连接第二处理芯片MCUB的第十六管脚形成第二数据通道，其中，第六管脚为数据接收端，第十六管脚为数据发送端；第一处理芯片MCUA的第七管脚连接第一诊断信号发生电路的输入端；第二处理芯片MCUB的第十七管脚连接第二诊断信号发生电路的输入端；诊断信号检测电路，其具有连接第一处理芯片MCUA的第八管脚的第一输出端、连接第二处理芯片MCUB的第十八管脚的第二输出端、及输入端；第一逻辑电路，其具有连接第一处理芯片MCUA的第九管脚的第一输入端、连接第一处理芯片MCUA的第十管脚的第二输入端、及连接第一继电器驱动电路的输入端的输出端；所述第一继电器驱动电路的输出端连接于一第一继电器电路的第一继电器线圈，所述第一继电器电路还包括：与第一诊断信号发生电路输出端连接的第一常闭触点NC、与第一继电器输出端连接的第一常开触点NO、以及与所述诊断信号检测电路输入端连接的第一公共触点G；其中，所述第一逻辑电路，用于根据第一处理芯片MCUA的第九管脚和第十管脚输入信号进行逻辑运算得到第一开关控制信号，来令第一继电器驱动电路驱动第一继电器线圈得电或失电，以作用至令所述第一公共触点G与第一常闭触点NC或第一常开触点NO电性连接；第二逻辑电路，其具有连接第二处理芯片MCUB的第十九管脚的第一输入端、连接第二处理芯片MCUB的第二十管脚的第二输入端、及连接第二继电器驱动电路14的输入端的输出端；所述第二继电器驱动电路的输出端连接于一第二继电器电路的第二继电器线圈，所述第二继电器电路还包括：与第二诊断信号发生电路输出端连接的第二常闭触点NC、与第二继电器输出端连接的第二常开触点NO、以及与所述诊断信号检测电路输入端及第一公共触点G连接的第二公共触点G；其中，所述第二逻辑电路，用于根据第二处理芯片MCUB的第十九管脚和第二十管脚输入信号进行逻辑运算得到第二开关控制信号，来令第二继电器驱动电路驱动第二继电器线圈得电或失电，以作用至令所述第二公共触点G与第二常闭触点NC或第二常开触点NO电性连接；其中，第一公共触点G和第一常开触点NO间的电性连接、以及第二公共触点G和第二常开触点NO间的电性连接令第一继电器输出端和第二继电器输出端间导通。2.根据权利要求1所述的智能安全继电器，其特征在于，所述第一逻辑电路包括：第一与门，其包括第一输入端、第二输入端及输出端；第一看门狗电路；其中，所述第一与门的第一输入端连接第一处理芯片MCUA的第九管脚，所述第一处理芯片MCUA的第十管脚连接第一看门狗电路的输入端，所述第一看门狗电路的输出端连接第一与门的第二输入端；所述第一与门的输出端连接所述第一继电器驱动电路的输入端；所述第二逻辑电路包括：第二与门，其包括第一输入端、第二输入端及输出端；第二看门狗电路；其中，所述第二与门的第一输入端连接第二处理芯片MCUB的第十九管脚，所述第二处理芯片MCUB的第二十管脚连接第二看门狗电路的输入端，所述第二看门狗电路的输出端连接第二与门的第二输入端；所述第二与门的输出端连接所述第二继电器驱动电路的输入端。3.根据权利要求2所述的智能安全继电器，其特征在于：第一处理芯片MCUA，用于通过其第十管脚周期性输出脉冲信号给第一看门狗电路；所述第一看门狗电路，用于在预定时间内未收到所述脉冲信号的情况下，输出低电平信号，以令第一与门的输出端输出低电平信号，令第一继电器驱动电路输出低电平，使得第一继电器线圈失电以令第一开关的第一公共触点G和第一常开触点NO断开；第二处理芯片MCUB，用于通过其第二十管脚周期性输出脉冲信号给第二看门狗电路；所述第二看门狗电路，用于在预定时间内未收到所述脉冲信号的情况下，输出低电平信号，以令第二与门的输出端输出低电平信号，令第二继电器驱动电路输出低电平的，使得第二继电器线圈失电以令第二开关的第二公共触点G和第二常开触点NO断开。4.根据权利要求1所述的智能安全继电器，其特征在于，所述输入驱动电路采用三极管、高边开关或MOS管实现。5.根据权利要求4所述的智能安全继电器，其特征在于，所述输入驱动电路采用三极管实现；所述第一输入驱动电路和第二输入驱动电路的电路结构相同，该电路结构包括：第一PNP型三极管、第一NPN型三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻；第一PNP型三极管的发射极连接供电电源，其基极经第一电阻连接第一NPN型三极管的集电极，第一PNP型三极管的集电极经第二电阻接地；第一NPN型三极管的集电极接地，其基极连接第三电阻及第四电阻的一端，第三电阻的另一端接地；在所述电路结构应用于第一输入驱动电路时，第一PNP型三极管的集电极引出至第一控制端S11；第四电阻的另一端连接至第一处理芯片MCUA的第一管脚；在所述电路结构应用于第二输入驱动电路时，第一PNP型三极管的集电极引出至第二控制端S21；第四电阻的另一端连接至第二处理芯片MCUB的第十一管脚。6.根据权利要求1所述的智能安全继电器，其特征在于，所述第一输入采样电路、第二输入采样电路及第三输入采样电路通过电阻分压或逻辑控制元件实现，所述逻辑控制元件包括：运算放...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小全，周婷，李兴磊，宋光勇，覃云丽，
申请(专利权)人：上海辰竹仪表有限公司，上海辰竹安全科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31