一种列车LCU保护电路及其故障检测方法技术

本发明专利技术公开了一种列车LCU保护电路及其故障检测方法，其中，所述列车LCU保护电路包括：至少一个高边驱动电路，用于串联在所述负载和所述负载电源之间，并在流经所述高边驱动电路的电流大于等于第一阈值时断开所述负载与所述负载电源之间的电连接；慢熔保险丝，用于串联在所述负载和所述负载电源之间，所述慢熔保险丝的熔断电流小于所述第一阈值。本发明专利技术中，在负载短路时高边驱动电路断开，从而切断流过负载的电流；当负载发生过流时慢熔保险丝发挥作用，过流持续一段时间后，慢熔保险丝熔断，切断流过负载的电流，从而在保证电路一定的过流能力的同时避免长期过流损坏负载。能力的同时避免长期过流损坏负载。能力的同时避免长期过流损坏负载。

【技术实现步骤摘要】
一种列车LCU保护电路及其故障检测方法


[0001]本专利技术涉及LCU
，特别是涉及一种列车LCU保护电路及其故障检测方法。

技术介绍

[0002]在目前的列车LCU产品中，输出IO板的输出电路只能在短路保护或过流保护中任选一项进行设计，没有一种同时兼容过流保护和短路保护的保护方法。如果选择短路保护的方式，输出电路的过流能力会很大，带容性负载能力强，但是在过流保护上就有欠缺，不能预防持续过流输出对设备的损害；如果选择过流保护的方式，输出电路带容性负载能力弱，且输出电路在短路时大电流很容易损坏电流采样电路，导致板卡损坏。如果第一MOS管损坏，输出回路的控制失效率会提升一倍，若此时另一支第一MOS管也失效，则会导致整个回路处于失控状态，这对安全类控制产品是致命的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种列车LCU保护电路及其故障检测方法。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种列车LCU保护电路，用于与负载和负载电源连接，所述列车LCU保护电路包括：至少一个高边驱动电路，用于串联在所述负载和所述负载电源之间，并在流经所述高边驱动电路的电流大于等于第一阈值时断开所述负载与所述负载电源之间的电连接；慢熔保险丝，用于串联在所述负载和所述负载电源之间，所述慢熔保险丝的熔断电流小于所述第一阈值。
[0005]优选的，所述列车LCU保护电路还包括：至少一个第一检测电路，与所述至少一个高边驱动电路一一对应连接，用于检测对应的高边驱动电路是否处于故障状态；至少一个控制器，与所述至少一个第一检测电路和所述至少一个高边驱动电路一一对应连接，用于获取对应的第一检测电路的检测结果，并在对应的高边驱动电路处于故障状态时关断对应的高边驱动电路，以便断开所述负载与所述负载电源之间的电连接。
[0006]优选的，所述高边驱动电路的数量为两个或以上时，任意一个高边驱动电路处于故障状态时，该高边驱动电路对应的控制器向其余所有控制器共享故障信息，所有控制器均关断各自对应的高边驱动电路。
[0007]优选的，所述列车LCU保护电路还包括：第二检测电路，用于与所述负载连接，并检测流经所述负载的电流；控制器，与所述第二检测电路连接，用于根据所述第二检测电路的检测结果判断所述列车LCU保护电路是否失效和/或所述负载是否正常供电。
[0008]优选的，所述高边驱动电路包括触发电路、高边驱动芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第一二极管和MOS管，所述触发电路的输出端与高边驱动芯片
的触发信号输入端连接，所述高边驱动芯片的控制信号输出端经第一电阻与第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与MOS管的漏极连接，所述高边驱动芯片的控制信号输出端经第二电阻与MOS管的栅极连接，所述高边驱动芯片的电流侦测端经第三电阻与第一二极管的阳极连接，所述高边驱动芯片的电流侦测端经第四电阻与MOS管的源极连接，所述第一电容与第四电阻并联。
[0009]优选的，所述触发电路包括驱动电压源、脉冲源、变压器、第二二极管、第五电阻、第二电容和第三电容，所述驱动电压源的正极经第五电阻与变压器初级线圈的第一端连接，所述驱动电压源的负极与脉冲源的输入端连接，所述脉冲源的输出端与变压器初级线圈的第二端连接，所述变压器次级线圈的第一端与高边驱动芯片的接地端连接，所述变压器次级线圈的第一端经第二电容与第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阴极与高边驱动芯片的触发信号输入端连接，所述第二二极管的阳极与变压器次级线圈的第二端连接，所述第三电容与第二电容并联。
[0010]优选的，所述列车LCU保护电路还包括控制器、第一光电开关、第二光电开关、第六电阻和第七电阻，所述第一光电开关和第二光电开关均包括四个端口，所述第一光电开关的第一端口经第六电阻与第一高边驱动芯片的触发信号输入端连接，所述第一光电开关的第二端口与第一二极管的阴极连接，所述第一光电开关的第三端口与控制器的第一信号端连接，所述第一光电开关的第四端口接地，所述第二光电开关的第一端口经第七电阻与第一MOS管的栅极连接，所述第二光电开关的第二端口与第一MOS管的源极连接，所述第二光电开关的第三端口与控制器的第二信号端连接，所述第二光电开关的第四端口接地，所述控制器的第一控制端与所述触发电路的控制端连接。
[0011]优选的，所述列车LCU保护电路还包括控制器、第三光电开关和第八电阻，所述第三光电开关包括四个端口，所述第三光电开关的第一端口经第八电阻与负载的一端连接，所述第三光电开关的第二端口与负载的另一端连接，所述第三光电开关的第三端与控制器的第三信号端连接，所述第三光电开关的第四端接地。
[0012]优选的，所述第一高边驱动芯片在接收到所述触发电路的触发信号后进入延时状态，并在延时状态结束后驱动所述第一MOS管工作。
[0013]一种故障检测方法，应用于上述列车LCU保护电路，所述故障检测方法包括：检测第一工作阶段中是否有MOS管处于故障状态，并在有MOS管处于故障状态时关闭所有触发电路；检测第二工作阶段中是否有MOS管处于故障状态，并在有MOS管处于故障状态时关闭所有触发电路；其中，所述第一工作阶段中，高边驱动芯片接收到触发信号，所述MOS管未工作；所述第二工作阶段中，高边驱动芯片接收到触发信号，所述MOS管工作。
[0014]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术中，在负载短路时，流经高边驱动电路的电流急剧增加，高边驱动电路断开，从而切断流过负载的电流；当负载发生过流（流过负载的电流大于慢熔保险丝的熔断电流、但是小于第一阈值）时，不会触发高边驱动电路断开，此时慢熔保险丝发挥作用，过流持续一段时间后，慢熔保险丝熔断，切断流过负载的电流，从而在保证电路一定的过流能力的同时避免长期过流损坏负载；
（2）本专利技术中高边驱动电路的数量为多个，各高边驱动电路可以互为冗余，从而提高了列车LCU保护电路的可靠性；（3）本专利技术可以检测MOS管的故障，并根据MOS管的故障状态对回路进行封锁，避免控制失效，保证列车控制系统的安全性；（4）本专利技术中各高边驱动电路分别由一个控制器控制，降低了因单控制器宕机等引起的系统失控。
附图说明
[0015]图1为本专利技术中列车LCU保护电路的一种组成框图；图2为本专利技术中列车LCU保护电路的一种实施例的示意图；图3为本专利技术中列车LCU保护电路的又一种实施例的示意图；图4为本专利技术中故障检测方法的一种流程图。
具体实施方式
[0016]下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]参阅图1
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图4，本实施例提供了一种列车LCU保护电路及其故障检测方法：图1为本专利技术公开的列车LCU保护电路的一个实施例的组成框图，所述列车LCU本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车LCU保护电路，用于与负载和负载电源连接，其特征在于，所述列车LCU保护电路包括：至少一个高边驱动电路，用于串联在所述负载和所述负载电源之间，并在流经所述高边驱动电路的电流大于等于第一阈值时断开所述负载与所述负载电源之间的电连接；慢熔保险丝，用于串联在所述负载和所述负载电源之间，所述慢熔保险丝的熔断电流小于所述第一阈值。2.根据权利要求1所述的一种列车LCU保护电路，其特征在于，所述列车LCU保护电路还包括：至少一个第一检测电路，与所述至少一个高边驱动电路一一对应连接，用于检测对应的高边驱动电路是否处于故障状态；至少一个控制器，与所述至少一个第一检测电路和所述至少一个高边驱动电路一一对应连接，用于获取对应的第一检测电路的检测结果，并在对应的高边驱动电路处于故障状态时关断对应的高边驱动电路，以便断开所述负载与所述负载电源之间的电连接。3.根据权利要求2所述的一种列车LCU保护电路，其特征在于，所述高边驱动电路的数量为两个或以上时，任意一个高边驱动电路处于故障状态时，该高边驱动电路对应的控制器向其余所有控制器共享故障信息，所有控制器均关断各自对应的高边驱动电路。4.根据权利要求1所述的一种列车LCU保护电路，其特征在于，所述列车LCU保护电路还包括：第二检测电路，用于与所述负载连接，并检测流经所述负载的电流；控制器，与所述第二检测电路连接，用于根据所述第二检测电路的检测结果判断所述列车LCU保护电路是否失效和/或所述负载是否正常供电。5.根据权利要求1所述的一种列车LCU保护电路，其特征在于，所述高边驱动电路包括触发电路、高边驱动芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第一二极管和MOS管，所述触发电路的输出端与高边驱动芯片的触发信号输入端连接，所述高边驱动芯片的控制信号输出端经第一电阻与第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与MOS管的漏极连接，所述高边驱动芯片的控制信号输出端经第二电阻与MOS管的栅极连接，所述高边驱动芯片的电流侦测端经第三电阻与第一二极管的阳极连接，所述高边驱动芯片的电流侦测端经第四电阻与MOS管的源极连接，所述第一电容与第四电阻并联。6.根据权利要求5所述的一种列车LCU保护电路，其特征在于，所述触发电路包括驱动电压源、脉冲源、变压器、第二二极管、第五电阻、第二电容和第三电容，所述驱动电压源的正极经第五电阻与变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋振宇，余俊儒，夏飞远，邓雪，吴才铭，谢科，杨文飞，
申请(专利权)人：成都运达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：