【技术实现步骤摘要】
用于电机驱动的安全系统
本文公开的主题涉及电力转换系统，包括具有过电压保护和监视电路的电机驱动控制电路电力系统。
技术介绍
类别4功能安全(CAT4)符合性涉及在安全电路中两次不同故障之后继续操作的能力。安全转矩关闭(STO)功能确保在电机驱动的安全关闭期间受驱动电机不会施加转矩。防止电力供应超过最大预期输出电压的保护(过电压保护)对于电机驱动中的CAT4功能安全来说是重要的，因为在过电压事件期间PWM驱动电路的冗余安全关闭电路可能会丢失。用于覆盖两个并发故障的过电压保护对于具有多个电源轨的高性能电机驱动控制板而言是复杂的，多个电源轨在实现STO或其他安全功能的同时为相关联的下游设备供电。将诸如STO使能和VCC的安全功能实现为单通道元件需要高诊断覆盖率。双通道架构是有问题的。可以使用TVS二极管、保险丝和其他分立元件来为每个受保护的电源轨创建冗余箝位电路以防止可能发生多次故障，但是这些解决方案在电机驱动中的电路板空间方面是昂贵的。对于三个电源轨的容忍两个故障的过电压保护，这种解决方案涉及在每个电压轨的输出端上串联的两个箝位电路。随着电动机驱动控制板尺寸减小，传统的箝位电路解决方案是不期望的或者不可行的。
技术实现思路
所公开的示例包括电机驱动控制板和具有安全系统的相关联的电力系统，该安全系统具有：用于根据DC输入信号和监视信号选择性地将第一DC至DC转换器和第二DC至DC转换器连接至DC输入信号或从DC输入信号断开连接的保护电路；以及根据第一DC输出信号和第二DC输出信号来提供监视信号的监视电路。某些示例提供了用于电机驱动的控制电路，其包括：用于接收DC输入...
【技术保护点】
1.一种控制电路，包括：输入端，所述输入端用于接收DC输入信号；第一DC至DC转换器，所述第一DC至DC转换器用于转换所述DC输入信号以提供第一DC输出信号；第二DC至DC转换器，所述第二DC至DC转换器用于转换所述DC输入信号以提供第二DC输出信号；保护电路，包括：开关，所述开关被配置成当开关控制信号处于第一状态时将所述输入端连接至所述第一DC至DC转换器和所述第二DC至DC转换器、并且被配置成当所述开关控制信号处于不同的第二状态时将所述输入端从所述第一DC至DC转换器和所述第二DC至DC转换器断开连接，以及保护控制电路，所述保护控制电路包括保护控制电路输出端以根据所述DC输入信号和监视信号来提供所述开关控制信号；以及监视电路，所述监视电路包括监视电路输出端以根据所述第一DC输出信号和所述第二DC输出信号来提供处于第一状态和第二状态中的一个的所述监视信号。
【技术特征摘要】
2017.12.01 US 15/828,8731.一种控制电路，包括：输入端，所述输入端用于接收DC输入信号；第一DC至DC转换器，所述第一DC至DC转换器用于转换所述DC输入信号以提供第一DC输出信号；第二DC至DC转换器，所述第二DC至DC转换器用于转换所述DC输入信号以提供第二DC输出信号；保护电路，包括：开关，所述开关被配置成当开关控制信号处于第一状态时将所述输入端连接至所述第一DC至DC转换器和所述第二DC至DC转换器、并且被配置成当所述开关控制信号处于不同的第二状态时将所述输入端从所述第一DC至DC转换器和所述第二DC至DC转换器断开连接，以及保护控制电路，所述保护控制电路包括保护控制电路输出端以根据所述DC输入信号和监视信号来提供所述开关控制信号；以及监视电路，所述监视电路包括监视电路输出端以根据所述第一DC输出信号和所述第二DC输出信号来提供处于第一状态和第二状态中的一个的所述监视信号。2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述保护控制电路包括：用于接收表示所述DC输入信号的电压的第一感测信号的第一输入端；以及被耦接用于接收所述监视信号的第二输入端。3.根据权利要求2所述的控制电路，其中，所述保护控制电路被配置成当所述第一感测信号低于第一预定阈值并且所述监视信号处于所述第一状态时提供处于所述第一状态的所述开关控制信号。4.根据权利要求3所述的控制电路，其中，所述监视电路包括：用于接收表示所述第一DC输出信号的电压的第二感测信号的第二输入端；用于接收表示所述第二DC输出信号的电压的第三感测信号的第三输入端；以及用于当所述第二感测信号低于第二预定阈值并且所述第三感测信号低于第三预定阈值时提供处于所述第一状态的所述监视信号的输出电路。5.根据权利要求4所述的控制电路，其中，所述输出电路被配置成当所述第二感测信号大于或等于所述第二预定阈值或者所述第三感测信号大于或等于所述第三预定阈值时提供处于所述第二状态的所述监视信号；以及其中，所述保护控制电路被配置成当所述第一感测信号大于或等于所述第一预定阈值或者所述监视信号处于所述第二状态时提供处于所述第二状态的所述开关控制信号。6.根据权利要求4所述的控制电路，其中，所述监视电路包括：第一电阻分压器电路，所述第一电阻分压器电路耦接在所述第一DC至DC转换器的输出端与参考节点之间以提供表示所述第一DC输出信号的电压的所述第二感测信号；以及第二电阻分压器电路，所述第二电阻分压器电路耦接在所述第二DC至DC转换器的输出端与所述参考节点之间以提供表示所述第二DC输出信号的电压的所述第三感测信号。7.根据权利要求4所述的控制电路，其中，所述监视电路包括：比较电路，所述比较电路用于将所述第二感测信号与表示所述第二预定阈值的参考信号相比较、并且用于将所述第三感测信号与表示所述第三预定阈值的另一参考信号相比较，所述比较电路包括输出端以当所述第二感测信号低于所述第二预定阈值并且所述第三感测信号低于所述第三预定阈值时提供具有第一状态的驱动输出信号、而当所述第二感测信号大于或等于所述第二预定阈值或者所述第三感测信号大于或等于所述第三预定阈值时提供具有不同的第二状态的驱动输出信号；以及晶体管，所述晶体管由所述驱动输出信号控制成当所述驱动输出信号处于所述第一状态时提供处于所述第一状态的所述监视信号、而当所述驱动输出信号处于所述第二状态时提供处于所述第二状态的所述监视信号。8.根据权利要求2所述的控制电路，其中，所述监视电路被配置成：当表示所述第一DC输出信号的电压的第二感测信号低于第二预定阈值并且表示所述第二DC输出信号的电压的第三感测信号低于第三预定阈值时提供处于所述第一状态的所述监视信号；以及当所述第二感测信号大于或等于所述第二预定阈值或者所述第三感测信号大于或等于所述第三预定阈值时提供处于所述第二状态的所述监视信号。9.根据权利要求8所述的控制电路，其中，所述监视电路包括：比较电路，所述比较电路用于将所述第二感测信号与表示所述第二预定阈值的参考信号相比较、并且用于将所述第三感测信号与表示所述第三预定阈值的另一参考信号相比较，所述比较电路包括输出端以当所述第二感测信号低于所述第二预定阈值并且所述第三感测信号低于所述第三预定阈值时提供具有第一状态的驱动输出信号、而当所述第二感测信号大于或等于所述第二预定阈值或者所述第三感测信号大于或等于所述第三预定阈值时提供具有不同的第二状态的驱动输出信号；以及晶体管，所述晶体管由所述驱动输出信号控制成当所述驱动输出信号处于所述第一状态时提供处于所述第一状态的所述监视信号、而当所述驱动输出信号处于所述第二状态时提供处于所述第二状态的所述监视信号。10.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述监视电路被配置成：当表示所述第一DC输出信号的电压的感测信号低于预定阈值并且表示所述第二DC输出信号的电压的另一感测信号低于另一预定阈值时提供处于所述第一状态的所述监视信号；以及当所述感测信号大于或等于所述预定阈值或者所述另一感测信号大于或等于所述另一预定阈值时提供处于所述第二状态的所述监视信号。11.根据权利要求10所述的控制电路，其中，所述监视电路包括：比较电路，所述比较电路用于将所述感测信号与表示所述预定阈值的参考信号相比较、并且用于将所述另一感测信号与表示所述另一预定阈值的另一参考信号相比较，所述比较电路包括输出端以当所述感测信号低于所述预定阈值并且所述另一感测信号低于所述另一预定阈值时提供具有第一状态的驱动输出信号、而当所述感测信号大于或等于所述预定阈值或者所述另一感测信号大于或等于所述另一预定阈值时提供具有不同的第二状态的驱动输出信号；以及晶体管，所述晶体管由所述驱动输出信号控制成当所述驱动输出信号处于所述第一状态时提供处于所述第一状态的所述监视信号、而当所述驱动输出信号处于所述第二状态时提供处于所述第二状态的所述监视信号。12.一种安全系统，包括：保护电路，...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·A·巴茨，迈克尔·W·维列布斯基，马克·F·皮耶罗内克，约瑟夫·D·赖利，
申请(专利权)人：罗克韦尔自动化技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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