一种基于冗余补偿的常闭防滑阀电源驱动电路的制作方法

文档序号:10225895阅读:480来源:国知局
一种基于冗余补偿的常闭防滑阀电源驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道列车电力系统,具体涉及一种基于冗余补偿的常闭防滑阀电源驱动电路。
【背景技术】
[0002]现有轨道列车的各类电磁阀驱动电路,输入级控制信号是PWM脉冲信号,其脉冲电压值在5V左右,而驱动级中使用100V左右的电压值区间,如果在驱动级产生干扰噪声或电子元件短时失效,噪声或短路电流极有可能掩盖输入级控制信号,导致控制失效,进一步造成系统失效,从而引发可能的重大安全事故并承受经济损失;传统滤波电路存在增益衰减,对基准电压很低的控制信号不是有效的解决方案;驱动级缺乏有效的放电回路,影响系统的工作稳定性;输出级缺乏隔离器件、放电回路和电流引导,电路工作响应时间较长。因此,设计安全、稳定、可靠且响应时间短的驱动电路或防滑阀电源控制电路是很有必要的。

【发明内容】

[0003]针对上述现有技术,本发明目的在于提供一种基于冗余补偿的常闭防滑阀电源驱动电路,其旨在解决现有轨道列车的各类电磁阀驱动电路,缺乏短路保护、有效的放电回路或电流引导电路,存在控制失效、稳定性差且可靠性低等技术问题。
[0004]为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
[0005]一种基于冗余补偿的常闭防滑阀电源驱动电路,包括电源,进一步包括脉宽调制信号发生器:连接电源;输入钳制电路:接收脉宽调制信号发生器输出的脉冲信号;隔离单元:接收脉宽调制信号发生器输出的脉冲信号;输出驱动电路:接收隔离单元的输出电压;稳压放电回路:其中包括电磁阀,通过驱动电路获得开闭信号;隔离单元:还接收输入钳制电路输出的钳制电压;还包括冗余补偿电路:接收隔离单元的输出电压,检测输出驱动电路的输出电压,还与电磁阀连接。
[0006]上述方案中,所述的输入钳制电路,包括第一三极管:栅极连接电源,源极和漏极相连;第二三极管:栅极连接第一三极管的源极且漏极也连接第一三极管的源极;第三三极管:漏极连接第二三极管的源极,源极接地;第一反相器:输入端连接第二三极管的栅极;第二反相器:输入端连接第一反相器的输出端;第四三极管:源极接地,漏极连接第二三极管的栅极,其栅极连接第一反相器的输出端;第五三极管:源极连接第一反相器的输出端,栅极连接第二反相器的输出端,漏极连接至脉宽调制信号发生器;第六三极管:栅极连接第二反相器的输出端,源极接地,漏极连接至隔离单元。两个反相器形成正反馈;正常工作时,不会产生漏电;为控制脉冲信号提供了同步升压,显著提高了电路噪声最高容纳值;实质地增加可靠性、稳定性和电路抗噪声能力;降低控制失效发生率。
[0007]上述方案中,所述的隔离单元,包括变压器,与变压器并联的第一电容。
[0008]上述方案中,所述的输出驱动电路,包括第七三极管:栅极连接隔离单元,源极接地;上拉电源:连接第七三极管的漏极;达林顿管:基极连接第七三极管的漏极;第一二极管:正极连接达林顿管的发射极且负极连接达林顿管的集电极;第二二极管:正极连接第一二极管的正极,负极接地。
[0009]上述方案中,所述的稳压放电回路,还包括第二电容:隔离输出驱动电路和稳压放电回路;第三二极管:正极连接第二电容;第一齐纳二极管:正极接地,负极连接第三二极管的负极;第三电容:一端连接第三二极管的负极;第三电容另一端还连接有第四二极管和第二齐纳二极管;第四二极管的负极连接第三二极管的正极,第二齐纳二极管的负极连接第三二极管的负极;电磁阀并联第三电容。提供了限流,导流和放电回路,提升了电路响应时间和稳定性;提供了回路隔离保护。
[0010]上述方案中,所述的冗余补偿电路,包括第四电容:并联变压器的输出端;功率补偿三极管:基极连接第四电容,发射极接地;电压检测器:偏执电压源端连接功率补偿三极管的集电极;电压检测器的检测端连接至稳压放电回路;第八三极管:栅极连接功率补偿三极管的集电极,源极接地,漏极连接至电磁阀。提供了控制信号输出驱动补偿,确保电磁阀打开和/或关闭。
[0011]上述方案中,优选地,所述的上拉电源,选用电压100V的直流电,通过限流电阻连接第七三极管的漏极。
[0012]上述方案中,优选地,所述的电源,选用电压5V的直流源。
[0013]上述方案中,优选地,所述的三极管,选用N沟道和/或P沟道双极型绝缘栅场效应晶体管。
[0014]上述方案中,优选地,所述的反相器,包括N沟道双极型绝缘栅场效应晶体管和P沟道双极型绝缘栅场效应晶体管,P沟道双极型绝缘栅场效应晶体管的漏极连接有供电电压 VCC。
[0015]上述方案中,优选地,所述的输入钳制电路,将脉宽调制信号发生器(100)的脉冲信号基准电压钳制至7V左右,即基准电压同步升压至7V左右。提升了抗干扰性。
[0016]与现有技术相比,本发明有益效果:提高了电路承受故障或干扰噪声的可容纳值,电路失效或故障发生率显著降低;充分地保证控制脉冲信号及时到达电磁阀;提供电路故障检测;显著地并实质地增加了电源驱动的稳定性、安全可靠性和抗干扰能力。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的具体实施例的电路元件连接原理图;
[0018]图中:VDD_IC-电源,VDD-上拉电源,100-脉宽调制信号发生器,200-输入钳制电路,300-隔离单元,400-输出驱动电路,500-稳压放电回路,600-负载,Qx、Dx (x=l,2,3……)_晶体管,A-控制电压节点,Ux-反相器,T1-变压器,Cx-电容,Rx-电阻,S1-电磁阀,DET.-电压检测器的检测端,GND-接地端。
【具体实施方式】
[0019]本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
[0020]下面结合附图对本发明做进一步说明:
[0021]图1为本发明的具体实施例电路元件连接原理图,脉宽调制信号发生器100:连接电源VDD_IC ;输入钳制电路200:接收脉宽调制信号发生器100输出的脉冲信号;隔离单元300:接收脉宽调制信号发生器100输出的脉冲信号;输出驱动电路400:接收隔离单元300的输出电压;稳压放电回路500:其中包括电磁阀S1,通过驱动电路400获得开闭信号;隔离单元300:还接收输入钳制电路200输出的钳制电压;还包括冗余补偿电路700:接收隔离单元300的输出电压,检测输出驱动电路400的输出电压,还与电磁阀S1连接。
[0022]实施例1
[0023]在输入级中,正常工作中,所述的输入钳制电路200,其中第二反相器U2的输入端为高电平,输出端为低电平;第五三极管Q5将导通,第一反相器U1的输出端被强制拉高为高电平,从而形成正反馈,第六三极管Q6将截止,不会产生漏电。
[0024]实施例2
[0025]在输
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