一种信号系统安全电源的控制电路及其控制方法与流程

本发明涉及铁路安全电源控制技术领域，具体涉及一种信号系统安全电源的控制电路及其控制方法。

背景技术：

在铁路信号控制系统中，安全电源控制是设计的关键点，要保证紧急情况下能够快速可靠地断开电源，保证安全，而不是进行主备系切换。目前安全电源控制通常是每一系主机模块各自控制本系的电源，当断开时只断开本系的电源，另外一系会继续工作。存在断开不彻底的问题，有安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种信号系统安全电源的控制电路及其控制方法，当系统宕机时，同时断开两系的电源，保证彻底断开电源，提高系统的安全性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种信号系统安全电源的控制电路，包括第一宕机控制电路、第二宕机控制电路及执行单元，信号系统包括两个主机模块，第一主机模块、第二主机模块分别通过第一宕机控制电路、第二宕机控制电路与执行单元连接，所述执行单元的输入端与车载电源连接，执行单元的输出端通过电源转换电路与第一主机模块和第二主机模块连接；

所述第一主机模块通过方波信号控制第一宕机控制电路工作，通过第一宕机控制电路控制执行单元与电源的连接，实现电源同时向第一主机模块和第二主机模块的供电状态；

所述第二主机模块通过方波信号控制第二宕机控制电路工作，通过第二宕机控制电路控制执行单元与电源的连接，实现电源同时向第一主机模块和第二主机模块的供电状态。

进一步的，所述执行单元包括第一继电器和第二继电器，所述第一宕机控制电路与第一继电器的线圈连接，第二宕机控制电路与第二继电器的线圈连接，所述第一继电器和第二继电器开关的一端与电源连接，所述开关的另一端经电源转换电路与第一主机模块和第二主机模块的供电端连接。

进一步的，所述第一宕机控制电路包括dc/dc模块、比较器、动静转换电路、第一开关、第二开关及第三开关，所述dc/dc模块的输入端为第一执行控制电路的输入端，dc/dc模块的输出端通过第一开关与第一继电器的线圈连接，所述比较器的同向输入端及反相输入端分别经外围电路与第一开关的输出端连接，比较器的输出端与第二开关的控制端连接，所述第二开关的第一端与第一继电器的线圈及第三开关的第一端连接，其第二端与第三开关的第二端连接，所述第三开关的第二端接地，所述动静转化电路的输入端与第一主机模块的输出端连接，其输出端与第三开关的控制端连接。

一种信号系统安全电源的控制方法，包括以下步骤：

（1）判断第一主机及第二主机的主系和备系状态，当第一主机模块为主系，第二主机为备系时，通过动态方波信号控制控制第一宕机控制电路工作，当第二主机为主系，第一主机为备系时，通过动态方波信号控制控制第二宕机控制电路工作；

（2）第一宕机控制电路和第二宕机控制电路分别控制执行单元中的继电器吸合，经过执行单元控制车载电源向第一主机模块和第二主机模块同时供电；

（3）第一主机模块或第二主机模块实时对执行单元的开关状态进行检测，当第一主机模块或第二主机模块发生故障时，停止动态方波信号的输出，断开执行单元的工作的继电器，实现第一主机模块和第二主机模块同时断电。

由上述技术方案可知，本发明所述的信号系统安全电源的控制电路及其控制方法，当系统宕机时，同时断开两系的电源，保证彻底断开电源，不存在安全隐患；且主机同时检测两个执行单元的状态，当主系的主机检测到执行单元状态异常时可以导向安全侧；当系统进入到宕机状态后，会保持在宕机状态，只有通过手动机械开关k4对系统重新上电才能使系统退出宕机状态，保证系统的安全性。

附图说明

图1是本发明的电路框图；

图2是本发明的宕机控制电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，本实施例的信号系统安全电源的控制电路，包括第一宕机控制电路1、第二宕机控制电路2及执行单元3，本实施例的信号系统包括两个主机模块，第一主机模块4、第二主机模块5分别通过第一宕机控制电路1、第二宕机控制电路2与执行单元3连接，执行单元3的输入端与车载电源连接，其输出端通过电源转换电路连与第一主机模块4、第二主机模块5连接。

如图1、2所示，执行单元3包括第一继电器k1和第二继电器k2，第一宕机控制电路1与第一继电器k1的线圈连接，第二宕机控制电路2与第二继电器k2的线圈连接，第一继电器k1和第二继电器k2开关的一端与电源连接，第一继电器k1和第二继电器k2开关的另一端经电源转换电路6与第一主机模块4和第二主机模块5的供电端连接。

第一主机模块4及第二主机模块5通过动态方波信号控制分别控制第一宕机控制电路1和第二宕机控制电路2工作；第一宕机控制电路1和第二宕机控制电路2分别控制执行单元3中的继电器吸合，经过执行单元3控制电源向第一主机模块4、第二主机模块5同时供电；第一主机模块4或第二主机模块5实时对执行单元3的开关状态进行检测，当第一主机模块4或第二主机模块5发生故障时，停止动态方波信号的输出，断开执行单元3的工作的继电器，实现第一宕机控制电路1和第二宕机控制电路2同时断电。

上电起始时，宕机控制电路会控制执行单元3处于吸合状态，以维持主机的初始化。如果在一定时间内主机初始化失败，宕机控制电路会自动断开对执行单元3的控制信号，使其处于释放状态以保证安全。主机初始化完成后以i系为主系时为例，此时第一主机模块4发出动态方波信号，而第二主机模块5不发出动态方波信号。

第一主机模块4发送动态方波信号，通过第一宕机控制电路1控制执行单元3的继电器k1吸合，经过继电器k1控制后的110vdc供给第一主机模块4和第二主机模块5工作，此时执行单元k2处于释放状态；同时两系的主机对执行单元k1和k2的状态进行检测，当第一主机模块4发生故障或者检测到故障需要宕机时，停止动态方波信号的输出，执行单元的继电器k1释放，从而实现两系电源同时断开。当第二主机模块为主系时同理。

如图2所示，第一宕机控制电路包括dc/dc模块6、比较器u1、动静转换电路u2、第一开关k4、第二开关k2、第三开关k3，dc/dc模块6的输入端为第一执行控制电路1的输入端，dc/dc模块6的输出端通过第一开关k4与第一继电器k4的线圈连接，该比较器u1的同向输入端通过电阻r2与第一开关k4的输出端连接，该同向输入端并通过电阻r3接地，比较器u1的反相输入端通过电阻r1与第一开关k4的输出端连接，该反相输入端并经电容c1接地。比较器u1的输出端与第二开关k2的控制端连接，第二开关k2的第一端与第一继电器k1的线圈及第三开关k3的第一端连接，其第二端与第三开关k3的第二端连接，第三开关k3的第二端接地，该动静转化电路7的输入端与第一主机模块4的输出端连接，动静转化电路7的输出端与第三开关k3的控制端连接。本实施例的开关k2和开关k3可以采用光耦、mos管、继电器或三极管。

图2中a表示第二主机模块5的方波信号连接端，b表示第一主机模块4的方波信号连接端，c表示第二主机模块5的回测连接端，d表示第一主机模块4的回测连接端。

dc/dc模块6，用于将未经过控制的vcc110v转换为宕机控制电路工作所需要的电压，信号系统的主机通过动态信号（方波）的方式通过动静转化电路u2将控制信号转化为稳定的电平信号从而控制着开关k3。当系统需要断开电源时可以停止动态信号的方式断开k1。

上电伊始，闭合机械开关k4，电阻r2和电阻r3分压构成的比较器的基准电压迅速建立，同时电容c1通过电阻r1开始进行充电，此时比较器u1输出低电平，驱动开关k2闭合，从而闭合继电器k1，信号系统开始工作。在电容c1两端的电压高于电阻r3两端的电压时，比较器u1输出翻转，继电器k1断开，如果在此之前信号系统没有正常启动输出动态信号，则系统将失电，从而保证安全。如果在此之前系统能正常启动并输出动态信号，则信号系统会通过动静转化电路u2输出一个静态电平，控制开关k3闭合，从而控制继电器k1闭合，维持信号系统的供电。

动静转换电路u2是内在式故障安全的，它可将动态控制信号转化为静态电平控制信号。当没有动态信号输入或者自身故障时，会输出静态电平信号自动控制开关k3断开，使执行单元处于释放状态，从而断开两系的电源以保证安全。当信号系统发现危险需要断电时，可以通过停止动态信号的方式，通过断开k2切断继电器k1的控制回路，从而切换信号系统的供电。当系统进入到宕机状态后，只有通过手动机械开关k4对系统重新上电才能使系统退出宕机状态，以保证安全。

本实施例的第二执行控制电路2与第一执行控制电路1的具体电路相同，其工作原理也相同，与第一执行控制电路的区别是，开关k2的第一端连接继电器k2，动静转换电路u2的输入端连接的是第二主机模块5。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。