[發(fā)明專利]一種變流器控制單元保護(hù)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710954201.9
• 申請(qǐng)日: 2017-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN109672328B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂陽;許峻峰;倪大成;李雪江;李澤泉;董平;邱岳烽;陳俊波;李程;胡曉東;付偉明;譚富民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32;G11C16/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 陳暉

本發(fā)明公開了一種變流器控制單元保護(hù)裝置及方法，電源電路將外部輸入電源轉(zhuǎn)換為DCU內(nèi)部所需要的電壓，監(jiān)視電路監(jiān)視外部輸入電源的掉電狀態(tài)，并將掉電狀態(tài)反饋至處理器模塊。芯片保護(hù)模塊和輸出保護(hù)模塊監(jiān)視電源電路上電和掉電狀態(tài)，根據(jù)該狀態(tài)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)處理器模塊監(jiān)測(cè)到外部輸入電源掉電后，將保護(hù)邏輯發(fā)送至芯片保護(hù)模塊和輸出保護(hù)模塊，芯片保護(hù)模塊和輸出保護(hù)模塊執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。處理器模塊同時(shí)監(jiān)測(cè)自身程序的加載狀態(tài)，并將該加載狀態(tài)傳送至輸出保護(hù)模塊，由輸出保護(hù)模塊執(zhí)行對(duì)應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。本發(fā)明能夠解決DCU在上電、掉電過程缺乏有效保護(hù)，產(chǎn)品自帶存儲(chǔ)裝置易被誤操作，從而導(dǎo)致外部變流模塊損壞失效的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變流控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于變流器控制單元的保護(hù)裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品集成度越來越高，多處理器板卡得到了越來越多的應(yīng)用設(shè)計(jì)。比如，F(xiàn)PGA具有高效的數(shù)據(jù)管理能力與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊能力、ARM具有優(yōu)秀的邏輯控制能力、DSP具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力，將三者結(jié)合用于工業(yè)設(shè)計(jì)場(chǎng)合也日益普遍。這些處理器芯片自帶的小系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器的使用也越來越多，存儲(chǔ)器一般關(guān)系到處理器的程序加載和重要數(shù)據(jù)記錄，一旦失效，造成設(shè)備無法啟動(dòng)的后果非常嚴(yán)重。而對(duì)于存儲(chǔ)器設(shè)備，上電和掉電時(shí)刻的有效保護(hù)非常重要，據(jù)某軌道交通項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，存儲(chǔ)器失效90%是因?yàn)樵谏想姾偷綦姇r(shí)刻缺乏有效保護(hù)而導(dǎo)致器件因電應(yīng)力而失效的。

軌道交通變流器控制單元，通過對(duì)變流模塊的電流、電壓等實(shí)時(shí)模擬信號(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行采集計(jì)算，通過特定的算法，對(duì)外發(fā)送脈沖控制變流模塊，從而形成變流器的閉環(huán)控制。隨著處理器技術(shù)和算法的發(fā)展，每次需要加載的程序越來越大，所需時(shí)間也越來越長(zhǎng)。在處理器上電和程序加載這個(gè)過程中，往往處理器對(duì)外狀態(tài)是不可控的，此時(shí)脈沖和指令供電系統(tǒng)如果已經(jīng)建立完畢，則會(huì)導(dǎo)致對(duì)外發(fā)送的脈沖和指令是隨機(jī)的。在運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生控制電源意外掉電以及司機(jī)對(duì)變流器控制單元電源進(jìn)行復(fù)位操作的現(xiàn)象。而現(xiàn)有軌道交通變流器控制單元在這兩種狀態(tài)下，缺乏有效的輸出狀態(tài)邏輯保護(hù)機(jī)制。首先，變流器控制單元如果在上電、掉電過程中缺乏有效保護(hù)機(jī)制，容易出現(xiàn)產(chǎn)品自帶的存儲(chǔ)裝置被誤操作，從而損壞失效的情況。其次，變流器控制單元如果在上電、程序加載及掉電過程缺乏有效保護(hù)機(jī)制，也會(huì)導(dǎo)致對(duì)外發(fā)送的脈沖和指令是隨機(jī)的，從而造成對(duì)外發(fā)送脈沖和指令被誤操作，從而導(dǎo)致意外損壞外部變流模塊等器件的情況發(fā)生。

現(xiàn)有軌道交通變流器控制單元上電、掉電過程中的單板芯片保護(hù)技術(shù)，第一種方案是利用三極管等分立器件搭建的純硬件保護(hù)模塊電路，第二種方案是利用電源芯片的PG（Power good，電源芯片正常狀態(tài)管腳）端發(fā)出的電源功能正常的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。這兩種方案均存在缺陷，第一種方案的硬件電路非常龐大，發(fā)生故障時(shí)定位監(jiān)測(cè)也很復(fù)雜。第二種電路則僅能實(shí)現(xiàn)上電的保護(hù)，覆蓋不全面。

現(xiàn)有軌道交通變流器控制單元的上電、掉電及程序加載過程中的對(duì)外發(fā)送脈沖和指令狀態(tài)保護(hù)技術(shù)，第一種方案是從脈沖輸出方面利用外部變流模塊開通、關(guān)斷的安全邏輯來固化互鎖電路來進(jìn)行保護(hù)，第二種方案則是利用整個(gè)變流器控制單元的系統(tǒng)電源上電、掉電時(shí)序來實(shí)現(xiàn)。這兩種方案也均存在缺陷，第一種方案的硬件電路非常龐大，且兼容性差，外部變流模塊的安全邏輯一旦變化，必須重新設(shè)計(jì)固化互鎖電路。第二種方案對(duì)系統(tǒng)電源的要求很高，老一代的電源無法滿足現(xiàn)有的要求。

因此，如何實(shí)現(xiàn)合理的變流器控制單元保護(hù)機(jī)制，提升軌道交通變流器控制單元的可靠性，是當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種變流器控制單元保護(hù)裝置及方法，以解決變流器控制單元在上電、掉電過程缺乏有效保護(hù)機(jī)制，容易出現(xiàn)產(chǎn)品自帶的存儲(chǔ)裝置被誤操作，從而導(dǎo)致外部變流模塊損壞失效的技術(shù)問題。