一种适用于安全输出的看门狗电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及看门狗电路。
【背景技术】
[0002]在轨道交通、航空电子等具有安全完整性要求的控制系统中，系统的安全电路(如:安全电源)需要具备故障导向安全功能，实现故障导向安全功能需要使用看门狗电路。
[0003]看门狗电路通过监测处理器单元等处理单元行为，当处理单元按照预定的执行动作运行时，看门狗电路输出允许运行信号，如:继电器吸合，电源输出；当看门狗电路监测到处理单元未按预定的状态，看门狗输出电路输出安全信号，如:继电器断开，电源关闭。
[0004]从检测范围看，大部分的看门狗电路只检测喂狗周期的下限，即只有喂狗信号周期大于设定周期时才能检测出来，处理单元故障导致喂狗周期过于频繁则无法检测。而有安全完整性要求的系统往往即监控喂狗周期的下限，还需要监控喂狗周期的上限，即需要使用“具备时间窗口检测功能”的看门狗电路。
[0005]现有的具备时间窗口检测功能的看门狗电路常规实现方案是，使用现有的具备时间窗口检测功能的看门狗芯片或使用PLD等可编程逻辑电路搭建实现，再用晶体管或驱动芯片驱动继电器进行监控。该实现方法无法解决看门狗输出信号的自身粘连失效或者输出的晶体管失效使得看门狗无法输出安全信号，最终导致输出状态处于危险状态。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种适用于安全输出的看门狗电路，具有看门狗电路及驱动电路的自身故障导向安全的功能。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种适用于安全输出的看门狗电路，由处理单元向看门狗电路输入喂狗信号，看门狗电路向继电器输出安全信号，该看门狗电路包括窗口检测单元、驱动单元、信号转换单元；
[0008]所述窗口检测单元对喂狗信号的频率范围进行检测，若检测到的喂狗信号频率符合设定要求，则继续输送喂狗信号，若检测到的喂狗信号频率异常，则切断喂狗信号传输；
[0009]所述驱动单元不改变处理单元输出的方波喂狗信号频率，转换成继电器的额定电压；
[0010]所述信号转换单元将方波喂狗信号转换成稳定电压信号，并且该电压信号与驱动单元的电压相反，用于直接驱动继电器动作。
[0011]优选的，所述窗口检测单元包括高频检测模块、低频检测模块、控制开关，所述高频检测模块用于对频率过高的喂狗信号进行检测，所述低频检测模块用于对频率过低的喂狗信号进行检测；若高频检测模块及低频检测模块检测到的喂狗信号频率均符合要求，所述控制开关闭合，若高频检测模块及低频检测模块检测到的喂狗信号频率异常，所述控制开关断开。
[0012]优选的，所述驱动单元包括电平转换电路，所述电平转换电路将看门狗电路的输入信号转换成继电器的额定电压。
[0013]优选的，所述驱动单元还包括驱动增强电路，所述驱动增强电路对看门狗电路的输出电流进行增强，使看门狗电路的输出电流能够直接驱动继电器。
[0014]优选的，所述驱动增强电路为由三极管Q6、三极管Q8组成的一个推挽式输出电路。
[0015]优选的，所述驱动单元还设有电阻R9、电阻R10，所述电阻R9连接在三极管Q8的基极，所述电阻RlO连接在三极管Q6的基极。
[0016]优选的，所述信号转换单元包括电容C3、电容C4、二级管D4、二级管D5、二极管D6以及输出S2，电容C3 —端与驱动单元输出端相连，电容C3另一端与二极管D5的正极、二极管D4的负极相连，二极管D5的负极与GND连接，二极管D4的正极与输出S2连接，电容C4与输出S2及GND连接，二极管D6的正极与输出S2连接，二极管D6的负极与GND连接。
[0017]本实用新型的看门狗电路不仅具备时间窗口检测功能，还具备单一器件故障不会导致电路处于危险侧的能力，适用于安全电源、安全开关等使用继电器输出驱动的信号。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步描述:
[0019]图1是本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，一种适用于安全输出的看门狗电路，该看门狗电路主要由窗口检测单元、驱动单元、信号转换单元组成，该看门狗电路输入为处理单元的喂狗信号，输出为直接驱动继电器的电压信号。
[0021]其中，窗口检测单元对喂狗信号的频率范围进行检测，若检测到的喂狗信号频率符合设定要求，则继续输送喂狗信号，若检测到的喂狗信号频率异常，则切断喂狗信号传输；驱动单元不改变处理单元输出的方波喂狗信号频率，转换成继电器的额定电压；信号转换单元将方波喂狗信号转换成稳定电压信号，并且该电压信号与驱动单元的电压相反，用于直接驱动继电器动作。
[0022]以下对窗口检测单元、驱动单元、信号转换单元做出具体说明。
[0023]窗口检测单兀包括尚频检测t旲块、低频检测t旲块、控制开关K，控制开关K被尚频检测模块、低频检测模块控制，所述高频检测模块用于对频率过高的喂狗信号进行检测，所述低频检测模块用于对频率过低的喂狗信号进行检测；若高频检测模块及低频检测模块检测到的喂狗信号频率均符合要求，所述控制开关K闭合，此时喂狗信号能够按照原先的频率、幅值往后一级输出；若高频检测模块及低频检测模块检测到的喂狗信号频率异常，所述控制开关K断开，此时喂狗信号不能输出到驱动单元，驱动单元获取不了喂狗信号，最终将安全继电器断开，系统导向安全。
[0024]窗口检测单元部分的电路实现可以通过基于触发器组成的触发电路实现，也可以通过PLD等可编程单元通过编程实现。
[0025]驱动单元包括电平转换电路、驱动增强电路，其中电平转换电路将看门狗电路的输入信号转换成继电器的额定电压。驱动增强电路对看门狗电路的输出电流进行增强，使看门狗电路的输出电流能够直接驱动继电器，而不需要经过放大电路。在本实施例中驱动增强电路为由三极管Q6、三极管Q8组成的一个推挽式输出电路。另外，驱动单元还设有电阻R9、电阻R10，电阻R9连接在三极管Q8的基极，电阻RlO连接在三极管Q6的基极，电阻R9、电阻RlO用于起到限流作用。
[0026]驱动单元的电路可通过晶体管、集成驱动IC等方式实现。如实例的应用，使用的是12V需要30mA电流的继电器，则电路驱动部分电路将喂狗信号转换成，具有50mA驱动能力的12V电压的方波信号，输出的占空比、频率与输入一致。
[0027]信号转换单元是将动态信号转换成转静态信号，具体电路包括电容C3、电容C4、二级管D4、二级管D