一种互锁电路及包含该互锁电路的互锁系统技术方案

本发明专利技术公开一种互锁电路及包含该互锁电路的互锁系统，其中，所述互锁电路包括：控制端口，与驱动电路输入端连接，用于将控制器发出的电平信号输入驱动电路；互锁端口，与电平调整电路连接，用于向电平调整电路输入互锁信号；驱动电路，与输出控制电路连接，用于根据输入端的电平信号，控制输出控制电路导通或关闭；电平调整电路，与驱动电路输入端连接，用于根据互锁信号调整驱动电路输入端的电平信号，使驱动电路输出关闭输出的控制信号；输出控制电路，与驱动电路输出端及电源模块输出端连接，用于根据驱动电路输出端的控制信号，控制电源模块的输出。本发明专利技术不仅结构简单，成本低廉，而且灵活性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号互锁领域，尤其涉及一种互锁电路及包含该互锁电路的互锁系统。
技术介绍
目前，高频开关电源模块即高频开关电源大量应用于铁路系统，由于铁路系统信号电源要求所有高频开关电源模块必须进行热备份，所以必须把所有高频开关电源模块的输出端并联。然而，铁路用高频开关电源模块的并联属于先进技术，而且技术难点多，实现起来比较困难。这样一来，如果要实现高频开关电源模块的并联，就必须满足并联的高频开关电源模块中只有一个高频开关电源模块在工作，另一个高频开关电源模块虽然开机但是并没有输出，而达到上述目的就需要互锁电路来实现。传统的互锁电路有如下三种 (I) IGBT (绝缘栅双极性晶体管)互锁方式。如图I所示，图I为IGBT互锁方式示意图，并联的两个高频开关电源模块分别命名为第一电源模块和第二电源模块，Ul和U2均为与门，U3和U4均为非门，Ul连接第一电源模块的继电器即第一输出继电器，U2连接第二电源模块的继电器即第二输出继电器。此互锁电路原本用于避免桥式电路上下桥臂同时开通，通过四个门电路的组合和逻辑判断实现第一输出继电器触发信号和第二输出继电器触发信号的互锁。但是，该互锁电路存在以下不足一、成本高。当两个高频开关电源模块并联时，需要八个集成的门电路芯片，而门电路集成芯片的价格较高。二、结构复杂。八个门电路芯片均需供电，使得整个互锁电路的线路复杂；另外，门电路一般不能直接驱动高频开关电源模块内部的输出继电器，需要扩流电路进行扩流，后端电路将继续增加，整个互锁电路更加复杂，可靠性下降。(2)器件互锁方式。如图2所示，图2为器件互锁方式示意图，并联的两个高频开关电源模块分别命名为第一电源模块和第二电源模块，图中Pl和P2分别为第一电源模块的继电器即第一输出继电器和第二电源模块的继电器即第二输出继电器，Hl为第一电源模块的模块口，H2为第二电源模块的模块口，Gl为第一电源模块的模块最终输出端口，G2为第二电源模块的模块最终输出端口，0UT_1与0UT_2分别为第一输出继电器的触发信号输出端和第二输出继电器的触发信号输出端，第一输出继电器和第二输出继电器均是前端连接对应高频开关电源模块的模块口，后端连接对应高频开关电源模块的模块最终输出端口，当0UT_1输出低电平触发信号时，晶体管Ql导通，这样触发晶体管Q2导通，从而第一输出继电器输出。此时，如果0UT_2输出低电平,欲使第二输出继电器也输出时,第二电源模块的后端被二极管D3以及晶体管Ql拉低，从而晶体管Q4的基极无法得到高电压，第二输出继电器将无法输出，最终实现互锁。器件互锁方式虽然易于实现，但是互锁电路中的元器件太多，电路结构交复杂，而且只能用于高频开关电源模块的外部，若应用于高频开关电源模块内部，则控制电路输出的信号为高阻态时，该互锁电路状态不明确，两个并联的高频开关电源模块可能同时输出，无法实现互锁。(3)改进的器件互锁方式。如图3所示，图3为改进的器件互锁方式示意图。并联的两个高频开关电源模块分别命名为第一电源模块和第二电源模块，图中Pl和P2分别为第一电源模块的继电器即第一输出继电器和第二电源模块的继电器即第二输出继电器，Hl为第一电源模块的模块口，H2为第二电源模块的模块口，Gl为第一电源模块的模块最终输出端口，G2为第二电源模块的模块最终输出端口，0UT_1与0UT_2分别为第一输出继电器的触发信号输出端和第二输出继电器的触发信号输出端，第一输出继电器和第二输出继电器均是如端连接对应闻频开关电源1旲块的1旲块口，后端连接对应闻频开关电源1旲块的1旲块最终输出端口，当0UT_1输出高电平触发信号时，晶体管Ql导通，晶体管Q2不能导通，从而第一输出继电器不能输出，但是，晶体管Q4导通,第二输出继电器输出；当0UT_2输出高电平触发信号时，晶体管Q3导通，晶体管Q4不能导通，从而第二输出继电器断开，晶体管Q2导通，第一输出继电器输出。该互锁方式与传统的器件互锁方式相比，结构相对简单，也易于实现，但是需要对0UT_1和0UT_2输出的触发信号进行处理，以免出现逻辑混乱状态，因为当其中一个信号是高电平时，另一个信号如果也给出高电平，则两个输出继电器将全部被锁定，致使并联的两个高频开关电源模块均无法输出
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种互锁电路及包含该互锁电路的互锁系统，其能够在电源模块的内部精确实现信号互锁，而且结构简单，成本低。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案一种互锁电路，包括控制端口、互锁端口、驱动电路、电平调整电路及输出控制电路；所述控制端口与驱动电路输入端连接，用于将控制器发出的电平信号输入驱动电路；所述互锁端口与电平调整电路连接，用于向电平调整电路输入互锁信号；所述驱动电路与输出控制电路连接，用于根据输入端的电平信号，控制输出控制电路导通或关闭；所述电平调整电路与驱动电路输入端连接，用于根据互锁信号调整驱动电路输入端的电平信号，使驱动电路输出关闭输出的控制信号；所述输出控制电路与驱动电路输出端及电源模块输出端连接，用于根据驱动电路输出端的控制信号，控制电源模块的输出。特别地，所述电平调整电路为下拉电路。特别地，所述输出控制电路为接触器。特别地，所述输出控制电路包括输出继电器和第一二极管，其中，第一二极管并联连接在输出继电器一次侧的两个输入端之间，其一端与电平调整电路连接，另一端与驱动电路输出端连接，输出继电器二次侧的一端与电源模块内部输出端连接，另一端与电源模块最终输出端连接。特别地，所述驱动电路包括第一三极管、第一电阻和第二二极管；其中，第一电阻的一端与第一二极管的一端连接，另一端与第一三极管的基极、第一三极管的发射极和第二二极管的一端连接，第二二极管的另一端与电平调整电路和控制端口连接，第一三极管的集电极接地。特别地，所述电平调整电路为上拉电路。特别地，所述上拉电路包括上拉电压输入端、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第三二极管、第四二极管以及第二三极管；其中，上拉电压输入端与第二电阻的一端、第三电阻的一端和第一二极管的一端连接，第二电阻的另一端与第四电阻的一端和第二三极管的基极连接，第三电阻的另一端与第二二极管的发射极连接，第四电阻的另一端与第三二极管的一端连接，第三二极管的另一端与互锁端口连接；第四二极管的一端与第二三极管的集电极连接，另一端与第二二极管的一端和控制端口连接。特别地，所述控制端口和第二二极管及第四二极管之间串联接入有第五电阻，第五电阻的一端与控制端口连接，另一端与第二二极管的一端和第四二极管的一端连接。特别地，所述第一三级管和第二三极管均选用金属-氧化物-半导体(MOS)管。本专利技术还公开了一种包含两个上述互锁电路的互锁系统，其中，所述两个互锁电路包括第一互锁电路和第二互锁电路，第一互锁电路的控制端口连接到第二互锁电路的互锁端口，第一互锁电路的互锁端口连接到第二互锁电路的控制端口。本专利技术的有益效果(I)整个互锁电路由几个三极管、二极管及电阻构成，结构简单，成本低廉，而且易于控制，直接驱动继电器实现互锁。(2)可靠，灵活。本专利技术可以嵌入到高频开关电源模块内部，随高频开关电源模块一起工作，不在背板实现。(3)在互锁状态下，无论给被锁定的高频开关电源块开通信号还是关断信号，该模块将始终被锁定，除非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种互锁电路，其特征在于，包括控制端口、互锁端口、驱动电路、电平调整电路及输出控制电路； 所述控制端口与驱动电路输入端连接，用于将控制器发出的电平信号输入驱动电路； 所述互锁端口与电平调整电路连接，用于向电平调整电路输入互锁信号； 所述驱动电路与输出控制电路连接，用于根据输入端的电平信号，控制输出控制电路导通或关闭； 所述电平调整电路与驱动电路输入端连接，用于根据互锁信号调整驱动电路输入端的电平信号，使驱动电路输出关闭输出的控制信号； 所述输出控制电路与驱动电路输出端及电源模块输出端连接，用于根据驱动电路输出端的控制信号，控制电源模块的输出。2.根据权利要求I所述的互锁电路，其特征在于，所述电平调整电路为下拉电路。3.根据权利要求I或2所述的互锁电路，其特征在于，所述输出控制电路为接触器。4.根据权利要求I所述的互锁电路，其特征在于，所述输出控制电路包括输出继电器和第一二极管,其中,第一二极管并联连接在输出继电器一次侧的两个输入端之间，其一端与电平调整电路连接，另一端与驱动电路输出端连接，输出继电器二次侧的一端与电源模块内部输出端连接，另一端与电源模块最终输出端连接。5.根据权利要求4所述的互锁电路，其特征在于，所述驱动电路包括第一三极管、第一电阻和第二二极管； 其中，第一电阻的一端与第一二极管的一端连接，另一端与第一三极管的基极、第一三极...

【专利技术属性】
技术研发人员：马治国，汤益锋，魏学业，
申请(专利权)人：北京鼎汉技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：