一种基于谐振式固有安全驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于谐振式固有安全驱动电路，包括第一谐振回路和第二谐振回路，所述第一谐振回路包括第一电容

【技术实现步骤摘要】
一种基于谐振式固有安全驱动电路


[0001]本专利技术涉及一种基于谐振式固有安全驱动电路，属于轨道交通信号控制系统

。

技术介绍

[0002]根据
EN50129
的规定当控制系统发生单点故障时系统不会导致危险测输出，同时需要尽快的检测出故障在第二点故障发生前将系统导向安全测
。
固有故障安全原则是指
:
允许安全功能由单一部件来完成，且该部件自身所有的故障模式没有危险性，都是可以预见的，可信的，并需要在指定的应用环境下，结合该部件的故障模式，分析该部件的所有特性
。
固有故障安全的部件除了能够单独实现安全功能外，也可以用在组合式或反应式故障安全系统的某些功能上，如危险事件发生时切断系统输出
。
由于固有电路可以被允许安全功能由单一部件来完成，这样的好处是可以实现节约成本和降低系统的复杂度
。
[0003]既有的轨道交通信号控制系统的执行层固有安全电路主要有两种分别是电容式动态驱动驱动电路和变压器的脉冲驱动电路
。
这两种电路的优点是体积小，可以直接驱动安全型继电器常作为输入
/
输出单元驱动输出
。
缺点是无法直接驱动大功率，同时也无法实现电子器件全链路故障检测
。
当发生故障时只能导向安全侧，但是无法实现全链路的故障检测导致电路，因此其使用范围受到限制
。
电容式固有驱动电路参见图
1。
变压器式固有驱动电路参见图
2。
[0004]因此，需要一种新的固有安全驱动电路以解决上述问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于谐振式固有安全驱动电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]一种基于谐振式固有安全驱动电路，包括第一谐振回路和第二谐振回路，所述第一谐振回路包括第一电容
C1
和变压器
T1
的初级线圈，所述第一电容
C1
的一端与所述初级线圈的一端连接，所述第二谐振回路包括变压器
T1
的次级线圈
、
第二电容
C2
和负载
Z1
，所述第二电容
C2
的两端分别连接所述次级线路的两端，所述负载
Z1
的两端分别连接所述第二电容
C2
的两端
。
[0007]更进一步的，所述第一谐振回路的谐振频率为，其中，
C
为第一电容
C1
的电容值，
L
为初级线圈电感量
。
[0008]更进一步的，所述第二谐振回路还包括二极管
D1
，所述二极管
D1
的正极和负极分别连接所述次级线圈的一端和所述第二电容
C2
的一端
。
[0009]更进一步的，包括取样电阻
R1
，所述取样电阻
R1
的一端连接所述第一电容
C1
的另一端，所述取样电阻
R1
的另一端接地
。
[0010]更进一步的，所述取样电阻
R1
为取样环
。
[0011]更进一步的，包括
N
沟道
MOS
管，所述
N
沟道
MOS
管的漏极和源极分别连接所述第一电容
C1
的两端
。
[0012]更进一步的，所述第一谐振回路的谐振频率不大于
200KHz。
[0013]检测的原理：轨道交通信号领域的驱动负载的复阻抗都是固定不变的，因此工作正常情况下驱动特性不会变化，只有当负载故障时才会导致驱动特性发生变化（负载的阻抗发生变化），根据这一特性可以将电路工作初始状态调制谐振模式，此时电路效率最高
。
当负载复阻抗发生变化时，将会破坏电路固有的谐振频率，使驱动电路电流和驱动电压相位信息发生变化，因此依据相位差信息就可以判断出负载的运行状态为正常状态还是故障状态
。
[0014]有益效果：本专利技术的基于谐振式固有安全驱动电路采用变压器进行电气隔离，抗干扰能力强，适用于电气化轨道区段，采用谐振式的驱动方式，对驱动波形环路的电流进行采样，根据驱动电压与电流的波形相位信息可以实现对负载的实时检测
。
附图说明
[0015]图1是基于变压器的铁路固有安全驱动电路；图2是基于电容的铁路固有安全驱动电路；图3是本专利技术的基于谐振式固有安全驱动电路；图4是本专利技术的基于谐振式固有安全驱动电路电压与电流相位图；图5是本专利技术采用电流取样环进行取样电路
。
实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围
。
[0017]请参阅图3所示，本专利技术的基于谐振式固有安全驱动电路，包括第一谐振回路和第二谐振回路，第一谐振回路包括第一电容
C1
和变压器
T1
的初级线圈，第一电容
C1
的一端与初级线圈的一端连接，第二谐振回路包括变压器
T1
的次级线路
、
第二电容
C2
和负载
Z1
，第二电容
C2
的两端分别连接次级线路的两端，负载
Z1
的两端分别连接第二电容
C2
的两端
。
[0018]优选的，第一谐振回路的谐振频率为，其中，
C
为第一电容
C1
的电容值，
L
为初级线圈电感量
。
[0019]优选的，第二谐振回路还包括二极管
D1
，二极管
D1
的正极和负极分别连接次级线圈的一端和第二电容
C2
的一端
。
[0020]优选的，包括取样电阻
R1
，取样电阻
R1
的一端连接第一电容
C1
的另一端，取样电阻
R1
的另一端接地
。
还包括
N
沟道
MOS
管，
N
沟道
MOS
管的漏极和源极分别连接第一电容
C1
的两端
。
取样电阻
R1
上进行电流取样，其中，取样电阻
R1
不大于
0.05
欧姆，当驱动功率较大时采用电流取样环进行取样降低取样损耗，见图5所示
。
[0021]为了解决现有固有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于谐振式固有安全驱动电路，其特征在于，包括第一谐振回路和第二谐振回路，所述第一谐振回路包括第一电容
C1
和变压器
T1
的初级线圈，所述第一电容
C1
的一端与所述初级线圈的一端连接，所述第二谐振回路包括变压器
T1
的次级线圈
、
第二电容
C2
和负载
Z1
，所述第二电容
C2
的两端分别连接所述次级线路的两端，所述负载
Z1
的两端分别连接所述第二电容
C2
的两端
。2.
根据权利要求1所述的基于谐振式固有安全驱动电路，其特征在于：所述第一谐振回路的谐振频率为，其中，
C
为第一电容
C1
的电容值，
L
为初级线圈电感量
。3.
如权利要求1所述的基于谐振式固有安全驱动电路，其特征在于，所述第二谐振回路还包括二极管
D1
，所述二极管
D1
的正极和负极分别连接所述次级线圈的一端和所述第二电容
C2<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨进，
申请(专利权)人：南京铁道职业技术学院，
类型：发明
国别省市：