[發明專利]輸入輸出通道混線檢測電路

有效

• 申請號: 201310473219.9
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103513153A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 嚴文煜;俞泓;王軍偉
• 申請（專利權）人: 上海富欣智能交通控制有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 孫大為

技術領域

本發明屬于電子電路設計技術領域，具體是指一種應用于鐵路安全信號系統等系統中的輸入輸出通道混線檢測電路。

背景技術

在鐵路信號產品中，有大量的輸入輸出通道用于采集及驅動遠端的繼電器節點，而這些線纜在現場使用過程中，難免有線纜破損的現象發生（鼠害，老化，振動磨損等），這樣就有可能引起混線故障發生，如圖1所示?，F有的鐵路信號產品對輸入輸出的安全檢測均以假設外部的輸入輸出線纜是正常的前提設計的，對于輸入采集，當外部輸入是“1”時，輸入板卡能正確采集到，但并不能識別，這個“1”是本輸入的實際繼電器狀態還是混線進來的其他線路的“1”，對于輸出驅動，實際并沒發輸出驅動，但由于混線，就有可能產生誤輸出，所以有必要對這一安全的盲區進行有效的檢測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種輸入輸出通道混線檢測電路，它可以及時發現輸入輸出通道混線故障。

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種包括反激變換器，直流電橋，繼電器回路，模數轉換A/D采集部分，CPU部分，實現成批量地自動測試輸入輸出線纜的混線故障；反激變換器為直流電橋提供測試電壓，其脈沖寬度調制PWM波由CPU來控制開啟關斷；直流電橋利用反激變換器提供的高壓對繼電器的引入的I/O節點進行測試；繼電器回路把待測I/O節點引入直流電橋，把其他I/O節點并接到公共節點；模數轉換A/D采集部分對VA、VB進行模數轉換，并送到CPU中處理；在模數轉換A/D采集部分的輸入端連接限壓二極管；CPU部分控制各繼電器觸點位置，處理模數轉換A/D采集部分的數據，把得到的各節點間的絕緣電阻值通過通信接口送到終端，監視控制脈沖寬度調制PWM波的開啟關斷。

本發明的有益效果在于：可以及時發現輸入輸出通道混線故障；控制方便靈活；易于擴展。

所述繼電器為利用4觸點的互斥型繼電器，利用該繼電器切換測試通道，配合直流電橋，A/D采集,CPU實現成批量地自動測試輸入輸出線纜的混線故障。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是I/O1+與I/O2+以及I/O2+與I/O16+的混線故障示意圖；

圖2是本發明所述混線測試電路原理框圖；

圖3是本發明所述反激變換電路原理圖；

圖4是直流電橋原理圖；

圖5是本發明所述混線檢測電路實施方式示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種自動化成批量的輸入輸出通道混線檢測電路來檢測安全信號系統的混線故障，避免由此引起嚴重的安全事故后果。該電路主要應用于鐵路信號產品。

混線測試電路的原理框圖如圖2所示，該電路主要由5個部分組成：1、反激變換器；2、直流電橋；3、繼電器；4、模數轉換A/D轉換器；5、CPU。

反激變換器(flyback)主要功能是把24V直流電壓變換為240V直流電壓，為直流電橋提供測試電壓，其脈沖寬度調制PWM波由CPU來控制開啟關斷。

直流電橋主要功能是利用反激變換器提供的高壓對繼電器的引入的I/O節點進行測試，其詳細原理如圖4所示：

由于R混線與5MΩ均很大，所以分母中的其他電阻均可省略。

從上式可看出，混線間的絕緣電阻值只與VA,VB的比值有關，這樣就有效地避免了由反激變換器輸出電壓波動引起的測試偏差。

繼電器回路的主要作用是把待測I/O節點引入直流電橋，把其他I/O節點并接到公共節點。所以該繼電器要求為4觸點的互斥型安全繼電器。

模數轉換A/D采集就對VA、VB進行模數轉換，并送到CPU中處理。在模數轉換A/D的輸入端加限壓二極管，當有混線發生時，保證模數轉換A/D的輸入電壓在限定的范圍內。

CPU部分主要完成以下功能：控制各繼電器觸點位置；處理模數轉換A/D采集的數據；把得到的各節點間的絕緣電阻值通過通信接口送到終端監視4控制脈沖寬度調制PWM波的開啟關斷。

本輸入輸出通道混線檢測電路有以下優點：及時發現輸入輸出通道混線故障；控制方便靈活；易于擴展。

下面結合以上的混線檢測電路原理分析說明其在實際的鐵路信號產品的輸入輸出混線檢測中的應用。

以16路輸入輸出檢測為一個單元把其集成在一塊PCB上，如圖5的方框內。每路I/O通過一個4觸點互斥安全繼電器引入板內，實際的測試方法如下：