一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路制造技术

本发明专利技术公开了一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路，涉及电路技术领域，包括第二模块和第一模块；所述第一模块包括第一CPU、第一输出驱动模块以及第一执行单元，所述第一输出驱动模块包括依次电性连接的推挽电路、高频变压器、整流电路以及第一驱动器，所述第二模块包括第二CPU、第二输出驱动模块以及第二执行单元，第二输出驱动模块包括第二驱动器，且该第二驱动器包括MOSFET驱动芯片，第二执行单元包括第二输出电路MOS管；本发明专利技术的有益效果是：提高逻辑控制系统的使用寿命和可靠性，并且具备了免维护、节能环保的特点。节能环保的特点。节能环保的特点。

A fault safe contactless output circuit conforming to sil4 safety level

【技术实现步骤摘要】
一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路


[0001]本专利技术涉及电路
，更具体的说，本专利技术涉及一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路。

技术介绍

[0002]目前符合SIL4安全等级的安全输出电路设计大都采用的安全继电器或者安全与门电路设计，通过采集电路采集安全继电器触点或者安全与门的输出来做故障诊断，这种设计固然能够满足SIL4要求，但均有一定的不足。如下：其一、继电器和安全与门电路的故障率高，据对车辆控制故障的统计分析，发现60％以上的故障是由继电器故障引起；其二、继电器动作存在机械应力，高温、振动的运行环境和长时间连续工作，容易导致机械疲劳，造成触点接触不良或者粘连；其三、安全继电器一般均为进口器件，检修更换的成本比较高；其四、安全继电器触点在导通和关断期间会产生抖动和机械延时，为下级系统传递干扰信号；其五、安全继电器和安全与门的体积大，并且笨重，不能够满足在有限空间(3U板卡)上设计多路独立通道安全输出电路的需求。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路，其改进之处在于，包括第二模块和第一模块；
[0005]所述第一模块包括第一CPU、第一输出驱动模块以及第一执行单元，所述第一输出驱动模块包括依次电性连接的推挽电路、高频变压器、整流电路以及第一驱动器，所述第一执行单元包括第一输出电路MOS管；所述的第一CPU用于发出控制指令和动态PWM波，依次经过推挽电路、高频变压器和整流电路，经第一驱动器输出驱动第一输出电路MOS管；两组第一输出电路MOS管的漏极相连接后，形成第一电压输出端；
[0006]所述第二模块包括第二CPU、第二输出驱动模块以及第二执行单元，第二输出驱动模块包括第二驱动器，且该第二驱动器包括MOSFET驱动芯片，第二执行单元包括第二输出电路MOS管，第二CPU通过对MOSFET驱动芯片的控制，以驱动第二输出电路MOS管的输出。
[0007]进一步的，所述第一CPU与推挽电路之间设置有与门电路。
[0008]进一步的，其中一组第一模块的推挽电路包括NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q4，三极管Q1的基极与三极管Q4的基极连接后，接入第一CPU的信号输出引脚；
[0009]三极管Q1的集电极连接至供电端，三极管Q1的发射极与三极管Q4的发射极连接后，接入高频变压器的原边线圈上，三极管Q4的集电极接地。
[0010]进一步的，所述的第一驱动器包括MOS驱动芯片U5，两组第一输出电路MOS管分别为MOS管Q2和MOS管Q6；
[0011]所述MOS管Q2的G极同MOS驱动芯片U5的HO引脚相连，MOS管Q2的S极同MOS驱动芯片
U5的VS引脚相连接；MOS管Q2的G极与S极之间设置有并联的电阻R8和稳压二极管DZ3，MOS驱动芯片U5的HO引脚与MOS管Q2的D极之间设置有串联的电阻R4和二极管D3。
[0012]进一步的，另一组第一模块的推挽电路包括NPN型三极管Q5和PNP型三极管Q7，三极管Q5的基极与三极管Q7的基极连接后，接入第一CPU的信号输出引脚；
[0013]三极管Q5的集电极连接至供电端，三极管Q5的发射极与三极管Q7的发射极连接后，接入高频变压器的原边线圈上，三极管Q7的集电极接地。
[0014]进一步的，另一组第一模块的第一驱动器包括MOS驱动芯片U7；
[0015]所述MOS管Q6的G极同MOS驱动芯片U7的HO引脚相连，MOS管Q6的S极同MOS驱动芯片U7的VS引脚相连接；MOS管Q6的G极与S极之间设置有并联的电阻R22和稳压二极管DZ6，MOS驱动芯片U7的HO引脚与MOS管Q6的D极之间设置有串联的电阻R18和二极管D12；
[0016]所述的第二输出电路MOS管包括MOS管Q3和MOS管Q8，MOS管Q2的S极与MOS管Q6的S极相连接后，分别接入MOS管Q3的D极和MOS管Q8的D极。
[0017]进一步的，所述MOSFET驱动芯片的型号为FDA217S；MOSFET驱动芯片具有第一信号输入端、第二信号输入端、第一信号输出端以及第二信号输出端；
[0018]MOSFET驱动芯片的第一信号输入端和第二信号输入端连接至第二CPU；
[0019]MOSFET驱动芯片的的第一信号输出端的正极引脚连接至MOS管Q3的G极，第一信号输出端的负极引脚连接至MOS管Q3的S极，MOSFET驱动芯片的的第二信号输出端的正极引脚连接至MOS管Q8的G极，第一信号输出端的负极引脚连接至MOS管Q8的S极，MOS管Q3的S极与MOS管Q8的S极相连接后，形成对外输出的第二电压输出端。
[0020]进一步的，所述MOS管Q3的G极与S极之间设置有电阻R10，MOS管Q8的G极与S极之间设置有电阻R26；
[0021]所述MOS管Q3的S极与第二电压输出端之间设置有二极管D6，所述MOS管Q8的S极与第二电压输出端之间设置有二极管D16，二极管D6与二极管D16的连接处为公共端，该公共端与第二电压输出端之间还设置有二极管D8。
[0022]进一步的，所述第一模块还包括第一输出采集模块，所述第二模块还包括第二输出采集模块，第一输出采集模块连接在第一CPU与第一执行单元之间，第二输出采集模块连接在第二CPU与第二执行单元之间。
[0023]进一步的，所述第一CPU和第二CPU的型号为TMS570LS1227。
[0024]本专利技术的有益效果是：极大提高逻辑控制系统的使用寿命和可靠性，并且具备了免维护、节能环保的特点，减少车上占用空间，在有限的空间内满足对多路输出的需求，为用户节约大量成本。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路的原理框图。图2为本专利技术的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路中第一模块的原理框图。
[0026]图3为本专利技术的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路中第二模块的原理框图。
[0027]图4为本专利技术的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路中第一CPU
的结构原理图。
[0028]图5为本专利技术的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路中第二CPU的结构原理图。
[0029]图6为本专利技术的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路中第一输出驱动模块的具体实施例图。
[0030]图7为本专利技术的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路中第二输出驱动模块的具体实施例图。
[0031]图8为本专利技术中第一输出采集模块的电路原理图。
[0032]图9、图10为本专利技术中隔离电源的电路原理图。
具体实施方式
[0033]下面结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路，其特征在于，包括第二模块和第一模块；所述第一模块包括第一CPU、第一输出驱动模块以及第一执行单元，所述第一输出驱动模块包括依次电性连接的推挽电路、高频变压器、整流电路以及第一驱动器，所述第一执行单元包括第一输出电路MOS管；所述的第一CPU用于发出控制指令和动态PWM波，依次经过推挽电路、高频变压器和整流电路，经第一驱动器输出驱动第一输出电路MOS管；两组第一输出电路MOS管的漏极相连接后，形成第一电压输出端；所述第二模块包括第二CPU、第二输出驱动模块以及第二执行单元，第二输出驱动模块包括第二驱动器，且该第二驱动器包括MOSFET驱动芯片，第二执行单元包括第二输出电路MOS管，第二CPU通过对MOSFET驱动芯片的控制，以驱动第二输出电路MOS管的输出。2.根据权利要求1所述的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路，其特征在于，所述第一CPU与推挽电路之间设置有与门电路。3.根据权利要求1所述的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路，其特征在于，所述的第一输出驱动模块和第一执行单元具有两组，其中一组第一输出驱动模块的推挽电路包括NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q4，三极管Q1的基极与三极管Q4的基极连接后，接入第一CPU的信号输出引脚；三极管Q1的集电极连接至供电端，三极管Q1的发射极与三极管Q4的发射极连接后，接入高频变压器的原边线圈上，三极管Q4的集电极接地。4.根据权利要求3所述的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路，其特征在于，所述的第一驱动器包括MOS驱动芯片U5，两组第一输出电路MOS管分别为MOS管Q2和MOS管Q6；所述MOS管Q2的G极同MOS驱动芯片U5的HO引脚相连，MOS管Q2的S极同MOS驱动芯片U5的VS引脚相连接；MOS管Q2的G极与S极之间设置有并联的电阻R8和稳压二极管DZ3，MOS驱动芯片U5的HO引脚与MOS管Q2的D极之间设置有串联的电阻R4和二极管D3。5.根据权利要求4所述的一种符合SIL4安全等级的故障安全的无触点输出电路，其特征在于，另一组第一输出驱动模块的第一模块的推挽电路包括NPN型三极管Q5和PNP型三极管Q7，三极管Q5的基极与三极管Q7的基极连接后，接入第一CPU的信号输出引脚；三极管Q5的集电极连接至供电端，三极管Q5的发射极与三极管Q7的发射极连接后，接入高频变压器的原边...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯文军，彭琦允，刘凯，肖滋洪，刘呈炜，
申请(专利权)人：深圳通业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：