[發明專利]一種動態信號控制的安全電源輸出電路

有效

• 申請號: 201410266046.8
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN105322804B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 周沖;凌源;王奇;羅永升;代飛;申竹林;王業流;殷源;楊玻雅
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及電子電氣技術，尤其是涉及一種應用于當需要兩個或兩個以上的多個處理器同時控制一個外部設備供電時，采用動態信號進行控制的安全電源輸出電路。

背景技術

在現有的控制系統中，當需要兩個或多個處理器（CPU）同時控制一個外部設備的供電時，一般由兩個或多個處理器分別輸出一個恒定的電平信號，再利用邏輯門電路對兩個或多個處理器輸出的控制信號進行運算后得到最終的供電控制信號，并使用該信號對外部設備的供電電源芯片進行控制，從而實現對外部設備進行控制。但是，當一個或多個處理器故障時，該處理器對應的電平信號將失去控制，無法保證該信號的邏輯狀態與處理器正常時相反，導致邏輯門電路輸出的控制信號不能及時變化，最終造成無法正確、及時地切斷外部設備的供電。

現有技術中的這種控制方式存在的技術缺陷主要有以下幾個方面：

（1）現有技術的控制方法當單個或多個處理器由于各種原因（如電磁干擾、環境溫度變化等）而死機或進入死循環后，其對應的輸出信號將失去控制，無法保證該信號的邏輯狀態將切換至與處理器正常時相反，最終造成無法正確、及時地切斷外部設備供電；

（2）現有技術的控制方法僅能傳遞控制邏輯，最終的供電電源需要通過第三方電源由電源芯片提供。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種動態信號控制的安全電源輸出電路，能夠有效地解決現有兩個或兩個以上的多個處理器供電控制系統中由于處理器故障導致的輸出信號不可控的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種動態信號控制的安全電源輸出電路的技術實現方案，一種動態信號控制的安全電源輸出電路，包括：

第一級安全電源輸出電路，接收來自于外部的第一處理器輸出的兩路互為反相的PWM信號，并向第二級安全電源輸出電路輸出控制信號；

第二級安全電源輸出電路，根據所述第一級安全電源輸出電路輸出的控制信號，以及來自于外部的第二處理器輸出的兩路互為反相的PWM信號，向電源轉換電路輸出信號；

電源轉換電路，根據所述第二級安全電源輸出電路的輸出信號對外輸出電源信號，或在所述第一處理器和/或第二處理器發生故障時，切斷對外輸出的電源信號。

優選的，所述第一級安全電源輸出電路向所述第二級安全電源輸出電路輸出的控制信號為所述第二級安全電源輸出電路的電源信號。

優選的，所述第二級安全電源輸出電路包括：第三光耦隔離單元和第四光耦隔離單元，所述第一級安全電源輸出電路向所述第二級安全電源輸出電路輸出的控制信號為所述第三光耦隔離單元、第四光耦隔離單元的電源信號。

優選的，所述第一級安全電源輸出電路包括：第一光耦隔離單元、第二光耦隔離單元、第一級推挽電路、第一級變壓器和第一級整流濾波電路，兩路由所述第一處理器輸出的PWM信號分別經過所述第一光耦隔離單元、第二光耦隔離單元進行光耦隔離后，進入所述第一級推挽電路，分別驅動所述第一級推挽電路內部的兩個開關管進行斬波處理，再由所述第一級變壓器傳輸斬波能量至所述第一級整流濾波電路進行整流和濾波處理。

優選的，所述第二級安全電源輸出電路還包括：第二級推挽電路、第二級變壓器和第二級整流濾波電路，經過所述第一級整流濾波電路整流和濾波處理后的信號輸出至所述第三光耦隔離單元和第四光耦隔離單元，為所述第三光耦隔離單元和第四光耦隔離單元提供電源，兩路由所述第二處理器輸出的PWM信號分別經過所述第三光耦隔離單元、第四光耦隔離單元進行光耦隔離后，進入所述第二級推挽電路，分別驅動所述第二級推挽電路內部的兩個開關管進行斬波處理，再由所述第二級變壓器傳輸斬波能量至所述第二級整流濾波電路進行整流和濾波處理，經過所述第二級整流濾波電路整流和濾波處理后的信號輸出至所述電源轉換電路，由所述電源轉換電路對外輸出電源信號。

優選的，所述第二級變壓器為功率變壓器，所述第二級變壓器的原邊和次邊相互隔離，用于在所述第二級推挽電路與所述第二級整流濾波電路之間傳遞功率。

優選的，在所述第一光耦隔離單元與所述第一級推挽電路之間，以及所述第二光耦隔離單元與所述第一級推挽電路之間均設置有電阻和電容，所述電阻和電容組成第一隔直電路，以降低所述第一級推挽電路的直流損耗。

優選的，在所述第一隔直電路與所述第一級推挽電路之間進一步并聯有二極管，所述二極管對經過所述第一光耦隔離單元、第二光耦隔離單元的PWM信號進行穩壓和鉗位，并保證輸出至所述第一級推挽電路的壓差。