一种制造技术

技术编号:39612475 阅读:10 留言:0更新日期:2023-12-07 12:24
本实用新型专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种SIL4功能安全输出的自检电路


[0001]本技术属于铁路通信信号
,具体涉及一种
SIL4
功能安全输出的自检电路


技术介绍

[0002]现今,
SIL4
功能安全的
IO
输出通道通常采用双通道设计,每个通道设计两个
MOSFET
,两个
MOSFET
分别受两模控制
CPU
的控制,对于通道进行自检时,需要检测
MOSFET
是否失效以及每个通道是否按输出要求进行输出,由于设计采用双通道,自检时一个通道按输出要求进行输出,另一个执行自检,自检完成后检查另一通道

[0003]但现有技术中的双通道在进行自检时,自检电压是额外加入的,自检时容易将自检电压注入输入电路,影响输入接口电压,同时,输入接口的电压也会对自检电压产生影响,而且,现有的
MOSFET
为共电源设计,这样对
MOSFET
自检时,会受到电源的影响,进而影响自检电路对输出状态的判断,而且也限制了负载的接入方式

[0004]申请人依据检索式(
(SIL4/desc AND 自检
/desc AND MOS

/desc)
)检索到一篇公布号为
CN110830013A
的专利,公开了一种具备实时自检功能的安全开关实现电路,包括
VCU
处理单元

驱动单元r/>、MOS
开关单元和回采单元,
VCU
处理单元通过驱动单元与
MOS
开关单元连接,所述的回采单元与
MOS
开关单元连接,但上述专利文件中所记载的技术方案中,
MOS
开关管为共电源设计,
MOS

K1

K2
只能接电源
VCC
,限制了负载只能从
OUTPUT
端接入,同时,
MOS
开关单元中的四个
MOS
管是两上管并联

两下管并联,总体串联的连接方式,每个通道并非独立通道


技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题,本技术提供一种
SIL4
功能安全输出的自检电路

[0006]具体方案如下:
[0007]一种
SIL
功能安全输出的自检电路,包括双模
CPU
,还包括双通道
IO
输出模块,所述双通道
IO
输出模块包括左通道和右通道,左通道中和右通道中均设置有输入端


MOS



MOS
管和输出端,所述上
MOS
管和下
MOS
管串接于输入端和输出端之间,双通道
IO
输出模块中的每一个
MOS
管处均设置有隔离驱动模块和信号采集模块,所述双通道
IO
输出模块通过信号采集模块与双模
CPU
电连接,所述双模
CPU
通过隔离驱动模块与双通道
IO
输出模块电连接,所述隔离驱动模块内设置有悬浮地,每个通道的上
MOS
管和下
MOS
管均与所述悬浮地电连接

[0008]每个通道的输入端和输出端均设置有第一防护二极管,每个通道的输入端均通过第一防护二极管与上
MOS
管的电连接,所述下
MOS
管通过第一防护二极管与输出端电连接,所述左通道的输入端与右通道的输入端电连接,所述左通道的输出端与右通道的输出端电连接

[0009]所述隔离驱动模块包括隔离电路和
MOS
驱动电路,所述隔离电路包括推挽输入电
路和隔离变压器,所述双模
CPU
通过推挽输入电路与隔离变压器电连接,所述隔离变压器与
MOS
驱动电路电连接

[0010]所述推挽输入电路包括
NPN
型三极管和
PNP
型三极管,所述双模
CPU

NPN
型三极管或
PNP
型三极管的基极电连接,
NPN
型三极管的基极与
PNP
型三极管的基极电连接,
NPN
型三极管的发射极与
PNP
型三极管的发射极电连接,
NPN
型三极管的发射极或
PNP
型三极管的发射极与隔离变压器电连接

[0011]所述
MOS
驱动电路为
MOS
驱动芯片,所述
MOS
驱动芯片的接地端为悬浮地,每个通道的上
MOS
管的源极和下
MOS
管的源极均与
MOS
驱动芯片的悬浮地电连接,每个通道的上
MOS
管的栅极和下
MOS
管的栅极均与
MOS
驱动芯片的输入端电连接

[0012]每个通道的上
MOS
管的源极处和下
MOS
管的源极处均设置采样端,所述信号采样模块为光耦,所述采样端通过光耦与所述双模
CPU
电连接

[0013]所述自检电路中还包括自检电源,左侧自检电压输入端

右侧自检电压输入端

继电器和第二防护二极管,所述双模
CPU
通过继电器与自检电源电连接,所述自检电源分别与左侧自检电压输入端和右侧自检电压输入端电连接,每个通道的上
MOS
管处的漏极还均连接有第二防护二极管,所述左侧自检电压输入端通过第二防护二极管与左通道的上
MOS
管电连接,所述右侧自检电压输入端通过第二防护二极管与右通道的上
MOS
管电连接

[0014]本技术公开了一种
SIL4
功能安全输出的自检电路,在隔离驱动模块内设置有悬浮地,每个通道内的
MOS
管与悬浮地电连接,对
MOS
管的自检不受外部电路的干扰,同时每个通道中设置第一防护二极管和第二防护二极管,使得自检电压不会反灌入输入端,同时输入端电压不会影响自检电压,又由于输出电路和双模
CPU
所在电路电气隔离,使得双通道
IO
输出模块类似于电气无关节点,可应用于不同电压等级的电路中,其电路上方和下方均可以接负载,用途更加广阔,并且满足
SIL4
的功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
SIL4
功能安全输出的自检电路,包括双模
CPU
(1),其特征在于:还包括双通道
IO
输出模块(
11
),所述双通道
IO
输出模块(
11
)包括左通道(9)和右通道(
10
),左通道(9)中和右通道(
10
)中均设置有输入端


MOS
管(7)


MOS
管(8)和输出端,所述上
MOS
管(7)和下
MOS
管(8)串接于输入端和输出端之间,双通道
IO
输出模块(
11
)中的每一个
MOS
管处均设置有隔离驱动模块(2)和信号采集模块(3),所述双通道
IO
输出模块(
11
)通过信号采集模块(3)与双模
CPU
(1)电连接,所述双模
CPU
(1)通过隔离驱动模块(2)与双通道
IO
输出模块(
11
)电连接,所述隔离驱动模块(2)内设置有悬浮地(
18
),每个通道的上
MOS
管(7)和下
MOS
管(8)均与所述悬浮地(
18
)电连接
。2.
根据权利要求1所述的
SIL4
功能安全输出的自检电路,其特征在于:每个通道的输入端和输出端均设置有第一防护二极管(
12
),每个通道的输入端均通过第一防护二极管(
12
)与上
MOS
管(7)的电连接,所述下
MOS
管(8)通过第一防护二极管(
12
)与输出端电连接,所述左通道(9)的输入端与右通道(
10
)的输入端电连接,所述左通道(9)的输出端与右通道(
10
)的输出端电连接
。3.
根据权利要求1所述的
SIL4
功能安全输出的自检电路,其特征在于:所述隔离驱动模块(2)包括隔离电路和
MOS
驱动电路,所述隔离电路包括推挽输入电路(
15
)和隔离变压器(
16
),所述双模
CPU
(1)通过推挽输入电路(
15
)与隔离变压器(
16
)电连接,所述隔离变压器(
16
)与
MOS
驱动电路电连接
。4.
根据权利要求3所述的
SIL4
功能安全输出的自检电路,其特征在于:所述推挽输入电路(
15
)包括

【专利技术属性】
技术研发人员:郑智华朱佳王栋博尹艳松韩伟坤孙海涛尹星左元堃李政王仕财
申请(专利权)人:河南思维轨道交通技术研究院有限公司
类型:新型
国别省市:

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