一种LCU双系冗余电源结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种LCU双系冗余电源结构，涉及电源技术领域，包括电源板卡模块、背板模块和功能板卡模块，电源板卡模块连接两个独立的第一电源，并将该第一电源转换为功能板卡模块所需的两个独立的第二电源；电源板卡模块与背板模块连接，将两个第二电源输出给背板模块；背板模块与功能板卡模块连接，用于将两个第二电源给功能板卡模块供电，实现了对SIL4功能安全等级的LCU双系功能板卡的冗余供电，在双系的电源板任意一个失效的情况下，双系的功能板卡也能正常工作，实现了系统对高可靠性和可用性指标的需求。可用性指标的需求。可用性指标的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种LCU双系冗余电源结构


[0001]本技术涉及电源
，更具体的说，本技术涉及一种LCU双系冗余电源结构。

技术介绍

[0002]目前符合SIL4功能安全等级的系统，双系间的电源供电一般是独立并隔离的，这种设计固然能够满足双系对供电的要求，但具有以下的不足：双系的电源，若有其中一系的电源功能失效，不能供电时，则该系所有的功能板卡都失电不能正常工作；并且在其中一系电源出现故障，比如因元件短路导致电源输出保护而停止供电时，该系所有功能板卡都不能正常工作，极大影响可靠性指标。因此需要一种LCU双系冗余电源结构。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种LCU双系冗余电源结构。
[0004]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LCU双系冗余电源结构，其改进之处在于：包括电源板卡模块、背板模块和功能板卡模块，电源板卡模块连接两个独立的第一电源，并将该第一电源转换为功能板卡模块所需的两个独立的第二电源；电源板卡模块与背板模块连接，将两个第二电源输出给背板模块；背板模块与功能板卡模块连接，用于将两个第二电源给功能板卡模块供电。
[0005]在上述结构中，所述电源板卡模块包括第一电源板卡和第二电源板卡，第一电源板卡和第二电源板卡分别接入两个独立的第一电源，并分别将第一电源转换为所述第二电源；
[0006]背板模块包括第一供电端子和第二供电端子，第一供电端子与第一电源板卡连接，第二供电端子与第二电源板卡连接，分别接收所述第二电源；
[0007]第一供电端子和第二供电端子分别与所述功能板卡模块连接，用于将第二电源作为功能板卡模块的供电电源。
[0008]在上述结构中，所述功能板卡模块包括并联设置的CAN板卡、ETU板卡、MCU板卡和VIO 板卡，CAN板卡、ETU板卡、MCU板卡和VIO板卡均分别与所述第一供电端子和第二供电端子连接，接收第一供电端子和第二供电端子的第二电源作为供电电源。
[0009]在上述结构中，所述CAN板卡、ETU板卡、MCU板卡和VIO板卡上均并联设置有两个负载均衡保护单元，两个负载均衡保护保护单元均分别与第一供电端子和第二供电端子连接，用于对CAN板卡、ETU板卡、MCU板卡和VIO板卡的供电进行保护。
[0010]在上述结构中，所述负载均衡保护单元包括串联的保险丝和二极管，保险丝的一端与第一供电端子和/或第二供电端子连接，另一端与二极管的正极连接，二极管的负极与所述CAN 板卡、ETU板卡、MCU板卡和/或VIO板卡连接。
[0011]在上述结构中，所述ETU板卡设置有电源采集单元，该电源采集单元与所述第一电源板卡和第二电源板卡连接，动态采集两个第一电源的输入状态，ETU板卡与MCU板卡通信
连接，用于将所述第一电源的输入状态发送给MCU板卡。
[0012]在上述结构中，所述MCU板卡设置有供电采集单元，该供电采集单元与所述第一供电端子和第二供电端子连接，动态采集两个第二电源的输入状态。
[0013]在上述结构中，所述MCU板卡和VIO板卡为2oo2结构，所述两个第二电源通过双模通道的隔离电源，形成两路独立的第三电源，分别为双通通道提供所需电源。
[0014]在上述结构中，所述MCU板卡设置有过压欠压保护单元，该过压欠压保护单元与所述第一供电端子和第二供电端子连接，对两个第二电源的输入状态进行过压监测和欠压监测，MCU 板卡与VIO板卡通信连接，用于在过压欠压保护单元监测到异常时，使MCU板卡进入安全状态，保持在安全侧，不给VIO板卡输出控制数据，并使VIO板卡在收不到MCU板卡的数据以及收到MCU板卡的异常数据时，导向安全侧，停止输出端口的输出。
[0015]本技术的有益效果是：提供了一种SIL4安全等级LCU的双系冗余的电源结构，实现了对SIL4功能安全等级的LCU双系功能板卡的冗余供电，在双系的电源板任意一个失效的情况下，双系的功能板卡也能正常工作，实现了系统对高可靠性和可用性指标的需求。
附图说明
[0016]附图1为本技术的一种LCU双系冗余电源结构的方框示意图。
[0017]附图2为本技术的功能板卡模块的结构示意图。
[0018]附图3为本技术的供电采集单元的电路结构图。
[0019]附图4为本技术中的MCU板卡和VIO板卡的2oo2结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0021]以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本技术保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
[0022]参照图1所示，一种LCU双系冗余电源结构，包括电源板卡模块10、背板模块20和功能板卡模块30，所述电源板卡模块10包括第一电源板卡101和第二电源板卡102，第一电源板卡101和第二电源板卡102分别接入两个独立的第一电源，例如车载供电的电源DC110V，并分别将第一电源DC110V转换为功能板卡模块所需的两个独立的第二电源，例如DC12V，电源板卡模块10输入接口的电压范围为43
‑
160V，具备输入过压、欠压保护、输出短路、过流、过压、过温保护等，满足车辆电源77V
‑
137.5V波动范围要求，承担EMC防护、车辆电源与 LCU系统内部电源的电气隔离、电平转换以及电源状态指示功能等；背板模块20包括第一供电端子201和第二供电端子202，第一供电端子201与第一电源板卡101连接，第二供电端子202与第二电源板卡102连接，分别接收所述第二电源DC12V；第一供电端子201和第二供电端子202分别与所述功能板卡模块30连接，用于将两个独立的第二电源DC12V作为功能板卡模块
30的供电电源，当其中一路第一电源DC110V接口异常时，另外一路第一电源DC110V 供电正常，背板模块20中的第一供电端子201或第二供电端子202依然可以提供第二电源 DC12V给功能板卡模块30供电，实现了LCU系统冗余双系供电，确保正常工作。
[0023]结合图2所示，所述功能板卡模块30包括并联设置的可实现相应功能的CAN板卡301、 ETU板卡302、MCU板卡303和VIO板卡304等各功能板卡，MCU板卡303可设置多个，比如 2个，VIO板卡304可设置多个，比如12个，CAN板卡301、ETU板卡302、MCU板卡303和 VIO板卡304均分别与所述第一供电端子2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LCU双系冗余电源结构，其特征在于：包括电源板卡模块、背板模块和功能板卡模块，电源板卡模块连接两个独立的第一电源，并将该第一电源转换为功能板卡模块所需的两个独立的第二电源；电源板卡模块与背板模块连接，将两个第二电源输出给背板模块；背板模块与功能板卡模块连接，用于将两个第二电源给功能板卡模块供电。2.如权利要求1所述的一种LCU双系冗余电源结构，其特征在于：所述电源板卡模块包括第一电源板卡和第二电源板卡，第一电源板卡和第二电源板卡分别接入两个独立的第一电源，并分别将第一电源转换为所述第二电源；背板模块包括第一供电端子和第二供电端子，第一供电端子与第一电源板卡连接，第二供电端子与第二电源板卡连接，分别接收所述第二电源；第一供电端子和第二供电端子分别与所述功能板卡模块连接，用于将第二电源作为功能板卡模块的供电电源。3.如权利要求2所述的一种LCU双系冗余电源结构，其特征在于：所述功能板卡模块包括并联设置的CAN板卡、ETU板卡、MCU板卡和VIO板卡，CAN板卡、ETU板卡、MCU板卡和VIO板卡均分别与所述第一供电端子和第二供电端子连接，接收第一供电端子和第二供电端子的第二电源作为供电电源。4.如权利要求3所述的一种LCU双系冗余电源结构，其特征在于：所述CAN板卡、ETU板卡、MCU板卡和VIO板卡上均并联设置有两个负载均衡保护单元，两个负载均衡保护单元均分别与第一供电端子和第二供电端子连接，用于对CAN板卡、ETU板卡、MCU板卡和VIO板卡的供电进行保护。5.如权利要求4所述的一种LCU双系冗...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅思良，王建文，王振兴，孙信贤，孔令倩，
申请(专利权)人：深圳地铁运营集团有限公司，
类型：新型
国别省市：