核电KRTN16通道就地处理器硬件集成及热切换方法与流程

本发明涉及核电就地处理器，具体涉及一种核电krtn16通道就地处理器硬件集成及热切换方法。

背景技术：

1、传统的核电krt n16通道设备，设计的具备热切换技术的就地处理器硬件板卡方案，通常采用电磁继电器进行板卡热切换的方式，存在电磁线圈发热，功耗较大，对外电磁辐射较大，电磁继电器开关切换时间通常为毫秒级，切换时间较长，电磁继电器体积较大，抗振动性能较差，不适用于核工业仪器设备现场长期振动的实际应用场景。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种核电krtn16通道就地处理器硬件集成及热切换方法，以具有发热功耗低，电磁辐射小，切换时间短，抗振动应力强，且能够实现热切换，从而保证设备的稳定和可靠运行。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明提供一种核电krtn16通道就地处理器硬件集成，所述核电krt n16通道就地处理器硬件集成包括：

4、总电源、主电源、备电源、正常通道开关、备份通道开关、切换执行单元、切换控制单元、主板卡和备份板卡，所述总电源同时连接正常通道开关的输入端、备份通道开关的输入端、切换执行单元的电源输入端和切换控制单元的电源输入端，所述主电源同时连接所述正常通道开关的输出端和所述主板卡的输入端，所述主板卡的控制信号输出端和所述备份板卡的控制信号输出端同时连接所述切换控制单元的输入端，所述切换控制单元的输出端连接所述切换执行单元的输入端，所述切换执行单元的输出端同时连接所述正常通道开关的执行信号输入端和所述备份通道开关的执行信号输入端，所述备份通道开关的输出端通过所述备电源连接所述备份板卡的输入端。

5、可选择地，所述正常通道开关包括电阻r2、电阻r3、场效应管q2、发光二极管d2、稳压二极管d4、电容c2和电容c4；

6、所述电阻r2的一端、电容c2的一端和场效应管q2的源极同时连接以作为所述正常通道开关的输入端与所述总电源连接，所述电阻r2的另一端、所述电容c2的另一端和所述场效应管q2的栅极同时连接所述稳压二极管d4的负极，所述稳压二极管d4的正极作为所述正常通道开关的执行信号输入端与所述切换执行单元连接，所述场效应管q2的漏极、所述电容c4的正极和所述电阻r3的一端同时连接以作为所述正常通道开关的输出端连接所述主电源，所述电阻r3的另一端连接发光二极管d2的正极，所述发光二极管d2的负极和所述电容c4的负极同时接地。

7、可选择地，所述备份通道开关包括电阻r1、电阻r4、场效应管q1、电容c1、电容c3、发光二极管d1和稳压二极管d3；

8、所述电阻r4的一端、电容c1的一端和场效应管q1的源极同时连接以作为所述备份通道开关的输入端与所述总电源连接，所述电阻r4的另一端、所述电容c1的另一端和所述场效应管q1的栅极同时连接所述稳压二极管d3的负极，所述稳压二极管d3的正极作为所述备份通道开关的执行信号输入端与所述切换执行单元连接，所述场效应管q1的漏极、所述电容c3的正极和所述电阻r1的一端同时连接以作为所述备份通道开关的输出端连接所述备电源，所述电阻r1的另一端连接发光二极管d1的正极，所述发光二极管d1的负极和所述电容c3的负极同时接地。

9、可选择地，所述切换执行单元中，三极管q3的发射极、电阻r5的一端、电阻r6的一端、二极管d5的负极、二极管d6的负极、电阻r7的一端、电阻r8的一端和三极管q4的发射极同时连接以作为所述切换执行单元的电源输入端连接所述总电源，所述电阻r5的另一端、电阻r9的另一端、电容c5的一端、电容c7的一端、电容c9的一端和场效应管q5的漏极同时连接以作为所述切换执行单元的第一输出端与所述备份通道开关的执行信号输入端连接，所述电阻r6的另一端、所述电容c5的另一端、所述电容c7的另一端、所述电容c9的另一端、所述二极管d5的正极、二极管d8的负极、场效应管q7的漏极、接地电容c11、接地电阻r14和场效应管q6的栅极同时连接，所述二极管d6的正极、电阻r7的另一端、电容c6的一端、电容c8的一端、电容c10的一端、二极管d7的负极、场效应管q8的漏极、接地电容c12、接地电阻r13和场效应管q5的栅极同时连接，所述电阻r9的另一端连接所述三极管q3的基极，所述电容c6的另一端、所述电容c8的另一端、所述电容c10的另一端、场效应管q6的漏极、所述电阻r8的另一端和所述电阻r10的一端同时连接以作为所述切换执行单元的第二输出端与所述主通道开关的执行信号输入端连接，所述电阻r10的另一端连接所述三极管q4的基极，所述三极管q3的集电极连接接地电阻r11，所述三极管q4的集电极连接接地电阻r12，所述场效应管q5的源极、所述场效应管q6的源极、稳压二极管d9的负极和稳压二极管d10的负极同时接地，所述稳压二极管d9的正极与二极管d7的正极连接，所述稳压二极管d10的正极连接所述二极管d8的正极；

10、所述场效应管q8的栅极、接地电阻r19、接地电容c13、电阻r17的一端和场效应管q12的漏极同时连接，所述场效应管q8的源极接地，所述电阻r17的另一端与电阻r18的一端连接，所述电阻r18的另一端同时连接接地电容c14、接地电阻r20、场效应管q7的栅极和场效应管q13的漏极，所述场效应管q12的源极接地，其栅极同时连接接地电阻r25和接地电容c17，所述场效应管q13的源极接地，其栅极同时连接接地电阻r2和接地电容c18。

11、可选择地，所述切换控制单元中，电阻r15的一端、电阻r16的一端、三极管q9的集电极和三极管q10的集电极同时连接以作为切换控制单元的电源输入端连接所述总电源，所述电阻r15的另一端、所述电阻r16的另一端、所述三极管q9的基极和三极管q11的基极同时连接以作为所述切换控制单元的输入端以同时连接所述主板卡的控制信号输出端和所述备份板卡的控制信号输出端，所述三极管q9的发射极、所述三极管q11的发射极和电阻r21的一端同时连接，所述电阻r21的另一端连接电容c15的一端，所述电容c15的另一端同时连接二极管d11的正极和二极管d12的负极，所述二极管d11的负极、接地电容c16、接地电阻r23和三极管q10的基极同时连接，所述二极管d12的正极接地，所述三极管q10的发射极、接地电阻r24和电阻r22的一端同时连接以作为所述切换控制单元的输出端与所述切换执行单元连接，所述电阻r22的另一端与发光二极管d13的正极连接，所述发光二极管d13的负极接地。

12、可选择地，所述切换执行单元具有第一执行状态和第二执行状态，在所述第一执行状态，所述总电源上电，所述正常通道开关导通，以给所述主板卡供电，所述主板卡持续输出第一控制信号，以触发所述切换控制单元输出持续的直流信号，使切换执行单元保持正常通道开关导通，主板卡持续得电正常运行；

13、在所述第二执行状态，所述主板卡停止输出控制信号，所述切换执行单元自动关闭所述正常通道开关并打开所述备份通道开关给所述备份板卡供电，所述备份板卡持续输出第二控制信号，以触发所述切换控制单元输出持续的直流信号，使切换执行单元保持备份通道开关导通，备份板卡持续得电正常运行。

14、本发明还提供一种基于上述核电krtn16通道就地处理器硬件集成的热切换方法，所述热切换方法包括：

15、s1：给所述总电源供电；

16、s2：控制所述执行切换单元打开正常通道开关以给所述主板卡供电；

17、s3：判断所述主板卡是否正常工作，若是，进入步骤s4，否则，进入步骤s6；

18、s4：控制所述主板卡持续输出第一控制信号；

19、s5：根据所述第一控制信号触发所述切换控制单元输出持续的直流信号，以使所述切换执行单元保持所述正常通道开关导通，所述主板卡持续得电；

20、s6：控制所述执行切换单元打开备份通道开关以给所述备份板卡供电；

21、s7：控制所述备份板卡持续输出第二控制信号；

22、s8：根据所述第二控制信号触发所述切换控制单元输出持续的直流信号，以使所述切换执行单元保持所述备份通道开关导通，所述备份板卡持续得电；

23、s9：判断所述备份板卡是否正常工作，若是，重复步骤s6-s8，否则，返回步骤s2。

24、本发明具有以下有益效果：

25、本发明能够在总电源供电时，切换执行单元默认打开正常通道开关，主板卡得电工作，在主板卡故障或失电时，切换执行单元打开备份通道开关，备份板卡得电工作，实现关键功能冗余板卡的自动热切换，该核电krt n16通道就地处理器硬件集成具有体积小、发热功耗低、电磁干扰辐射小、抗振动性能良好，热切换速度快等优势。