專利名稱：一種用于制動閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)電磁閥的驅(qū)動保護電路，特別是屬于一種用于制動系統(tǒng) EP閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路。
背景技術(shù)：
隨著我國鐵路運輸規(guī)模越來越大、運輸速度越來越高，對運輸車輛的可靠性提出 了更高的要求，其中制動系統(tǒng)的可靠性顯得尤為重要。EP閥、防滑閥又是制動系統(tǒng)的核心部 件，因此對EP閥、防滑閥的驅(qū)動用功率開關(guān)器件的保護顯得極其重要。若制動系統(tǒng)出現(xiàn)問 題，將會造成重大安全事故、造成重大經(jīng)濟損失，因此對EP閥、防滑閥驅(qū)動保護電路的可靠 性、實時性提出了更高的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種用于制動閥、防滑閥 的驅(qū)動保護電路，通過硬件電路來實現(xiàn)EP閥、防滑閥及驅(qū)動電路過流或短路故障的保護及 對故障的定時的監(jiān)測功能，若故障解除，驅(qū)動電路可以恢復(fù)正常工作，達到了提高保護電路 的可靠性、實時性，同時也降低了軟件復(fù)雜性、提高軟件的執(zhí)行效率，從而保證整個制動系 統(tǒng)運行的可靠性和實時性。為了達到以上的目的本實用新型是一種用于制動閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路，其 特征在于組成包括依次連接的信號隔離電路、保護電路、驅(qū)動及故障檢測電路、功率器件， 所述功率器件的電源輸出端口與開關(guān)閥連接。所述信號隔離電路包括光耦Ul及其外圍電路；所述保護電路包括電容C7、與非門 U3A、反相器U4、三極管Q2，所述電容C7 —端接地另一端接直流電壓，所述與非門U3A的一 號輸入端口與光耦Ul的信號輸出端連接，其三號輸出端口與驅(qū)動及故障檢測電路連接，電 容C7與直流電壓連接的一端分別連接與非門U3A的二號輸入端口、三極管Q2的集電極連 接，所述反相器U4的驅(qū)動信號輸出端接三極管Q2的基極，所述三極管Q2的發(fā)射極接地；所 述驅(qū)動及故障檢測電路包括型號為IR2128的驅(qū)動芯片U2、快恢復(fù)二極管D2及其外圍電路， 驅(qū)動芯片U2的故障輸出腳FMTf接反相器U4的信號輸入端口，驅(qū)動芯片U2的VB管腳依 次經(jīng)電容C5、電阻R8、電阻R9、快恢復(fù)二極管D2后與功率器件的輸出端口連接，驅(qū)動芯片 U2的HO管腳一路經(jīng)R5接功率器件的驅(qū)動信號輸入端，另一路經(jīng)電阻R2接快恢復(fù)二極管 D2的陽極，VS管腳、CS管腳分別接電阻R8的兩端。輸出腳FXUUf發(fā)出的低電平時間極短，導(dǎo)致三極管放電過程極短，從而導(dǎo)致電容 上的電不能完全放完不能實現(xiàn)有效的短路保護，所以本設(shè)計在驅(qū)動芯片輸出腳FMTf到地 加入一個小容量的充電電容C8以保證低電平的持續(xù)時間，從而保證三極管由足夠的放電 時間放完電容C7上的電荷，實現(xiàn)可靠有效的保護功能。本實用新型通過硬件電路來實現(xiàn)EP閥、防滑閥及驅(qū)動電路過流或短路故障的保 護及對故障的定時的監(jiān)測功能，若故障解除，驅(qū)動電路可以恢復(fù)正常工作，達到了提高保護電路的可靠性、實時性，同時也降低了軟件復(fù)雜性、提高軟件的執(zhí)行效率，從而保證整個制 動系統(tǒng)運行的可靠性和實時性。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1為本實用新型電路框圖。圖2為本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
本實施例的一種用于制動閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路，如圖1所示，組成包括依次 連接的信號隔離電路、保護電路、驅(qū)動及故障檢測電路、功率器件，所述功率器件的電源輸 出端口與開關(guān)閥連接。從圖1中可以直觀地看到此實用新型驅(qū)動保護電路的各個模塊以及 各種信號的流向。如圖2，信號隔離電路包括光耦Ul及其外圍電路；所述保護電路包括電容C7、與非 門U3A、反相器U4、三極管Q2，所述電容C7 —端接地另一端通過IOM的電阻與5V電壓相連， 所述與非門U3A的一號輸入端口與光耦Ul的信號輸出端連接，其三號輸出端口與驅(qū)動及故 障檢測電路連接，電容C7與IOM的電阻連接的一端分別連接與非門U3A的二號輸入端口、 三極管Q2的集電極連接，所述反相器U4的驅(qū)動信號輸出端接三極管Q2的基極，所述三極 管Q2的發(fā)射極接地；所述驅(qū)動及故障檢測電路包括型號為IR2128的驅(qū)動芯片U2、快恢復(fù) 二極管D2及其外圍電路，驅(qū)動芯片U2的故障輸出腳FXUUf接反相器U4的信號輸入端口， 驅(qū)動芯片U2的VB管腳直接與電源相連，同時電阻R8、電阻R9、快恢復(fù)二極管D2后與功率 器件MOSFET的輸出端口連接構(gòu)成過流檢測電路，驅(qū)動芯片U2的HO管腳一路經(jīng)R5接功率 器件MOSFET的驅(qū)動信號輸入端，另一路經(jīng)電阻R2接快恢復(fù)二極管D2的陽極，VS管腳、CS 管腳分別接電阻R8的兩端；所述保護電路還包括一個一端接地一端與驅(qū)動芯片U2的故障 輸出腳FXUUf連接的充電電容C8。如圖2所示，主控單元(CPU)的輸出信號(圖中的IN)決定著光耦Ul的通斷。在 此首先以主控單元輸出低電平為例對此電路的正常工作情況進行描述，當(dāng)IN為低電平時， 光耦Ul的3腳輸出高電平(與非門U3A的輸入1腳為高電平輸入)，此時電容C7是充滿電 為高電平(與非門U3A的輸入2腳為高電平輸入)，因此與非門U3A的輸出3腳為低電平。 因為驅(qū)動芯片IR2128為輸入低電平有效，此時驅(qū)動芯片IR2128驅(qū)動輸出腳HO輸出高電平 驅(qū)動MOSFET導(dǎo)通，開關(guān)閥開始工作。在上述電路正常工作的基礎(chǔ)上參照圖2對過流及短路故障的故障檢測、故障保護 以及故障解除后恢復(fù)正常工作進行詳細的描述。圖2中的R2、D2、R5、R8、R9構(gòu)成了過流檢測 電路，當(dāng)電流超過設(shè)定的保護電流值時，驅(qū)動芯片IR2128輸入端CS的電壓值將超過CS端 的門限電壓值，此時檢測到過流信號。當(dāng)驅(qū)動芯片檢測到過流信號，它的故障輸出腳FMTf 將會發(fā)出一個時間就有ns級的低電平信號，此低電平信號通過反相器U4反相得到高電平 驅(qū)動三極管Q2導(dǎo)通，則電容C7迅速通過三極管Q2放電，從而導(dǎo)致與非門U3A的輸入2腳 輸入為低電平驅(qū)動信號失去作用實現(xiàn)保護。但由于輸出腳FMTf發(fā)出的低電平時間極短， 導(dǎo)致三極管發(fā)電過程極短，從而導(dǎo)致電容上的電不能完全放完不能實現(xiàn)有效的短路保護，所以本設(shè)計在驅(qū)動芯片輸出腳FMTf到地加入一個小容量的充電電容C8以保證低電平的 持續(xù)時間，從而保證三極管由足夠的放電時間放完電容C7上的電荷，實現(xiàn)可靠有效的保護 功能。電路實現(xiàn)定時監(jiān)測及故障解除后恢復(fù)正常工作的功能描述如下根據(jù)上述分析若有 故障產(chǎn)生，電容C7上的電將會放完導(dǎo)致驅(qū)動信號失效，因此必須對電容重新充電才會是使 電路恢復(fù)正常工作。據(jù)此本實用新型在此引入一個較大電阻R10，電路實現(xiàn)保護后驅(qū)動信 號將被封鎖，此時功率管Q1截止相當(dāng)于故障信號清除，三極管Q2截止，電源可以通過電阻 R10再次給電容C7充電。充電完成后電路恢復(fù)正常工作，若故障情況仍然存在電路將再次 檢測到故障實現(xiàn)上述的保護功能，由此實現(xiàn)對故障的定時檢測，其中保護時間的設(shè)定主要 是由充電電阻R10及電容C7決定。據(jù)此分析，若故障產(chǎn)生后及時的清除故障，電路將會向 前面所述很好的恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，實現(xiàn)故障排除后恢復(fù)正常工作的功能。綜合上述本實用新型對EP閥、防滑閥以及其功率器件M0SFET具有良好的實時、可 靠的保護功能，能夠?qū)收锨闆r進行定時監(jiān)測功能，同時能夠在故障切除后電路恢復(fù)正常 的驅(qū)動功能。因此，此電路具有良好的保護及可恢復(fù)功能。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變 換形式的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權(quán)利要求一種用于制動閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路，其特征在于組成包括依次連接的信號隔離電路、保護電路、驅(qū)動及故障檢測電路、功率器件，所述功率器件的電源輸出端口與開關(guān)閥連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制動閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路，其特征在于所述信號 隔離電路包括光耦U1及其外圍電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制動閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路，其特征在于所述保護 電路包括電容C7、與非門U3A、反相器U4、三極管Q2，所述電容C7 —端接地另一端接直流電 壓，所述與非門U3A的一號輸入端口與光耦U1的信號輸出端連接，其三號輸出端口與驅(qū)動 及故障檢測電路連接，電容C7與直流電壓連接的一端分別連接與非門U3A的二號輸入端 口、三極管Q2的集電極連接，所述反相器U4的驅(qū)動信號輸出端接三極管Q2的基極，所述三 極管Q2的發(fā)射極接地
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制動閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路，其特征在于所述驅(qū)動 及故障檢測電路包括型號為IR2128的驅(qū)動芯片U2、快恢復(fù)二極管D2及其外圍電路，驅(qū)動 芯片U2的故障輸出腳FAULT接反相器U4的信號輸入端口，驅(qū)動芯片U2的VB管腳依次經(jīng) 電容C5、電阻R8、電阻R9、快恢復(fù)二極管D2后與功率器件的輸出端口連接，驅(qū)動芯片U2的 H0管腳一路經(jīng)R5接功率器件的驅(qū)動信號輸入端，另一路經(jīng)電阻R2接快恢復(fù)二極管D2的陽 極，VS管腳、CS管腳分別接電阻R8的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于制動閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路，其特征在于所述 保護電路還包括一個一端接地一端與驅(qū)動芯片U2的故障輸出腳FAULT連接的充電電容C8。
專利摘要一種用于EP閥、防滑閥的驅(qū)動保護電路，包括開關(guān)閥、功率器件以及驅(qū)動保護電路，所述驅(qū)動保護電路包括專用驅(qū)動芯片、電流檢測、各級充電電容以及電容的放電電路。電流檢測電路主要指的是由驅(qū)動芯片外圍配置的電阻及快恢復(fù)二極管實現(xiàn)電流檢測的功能；各級充電電容主要是指有兩處充電電容各自實現(xiàn)不同的功能；放電電路是指主要由三極管構(gòu)成的電容放電回路。采用本方法可以通過硬件電路來實現(xiàn)過流或短路故障的保護及對故障定時監(jiān)測的功能，若發(fā)現(xiàn)故障解除，驅(qū)動電路可以恢復(fù)正常工作。此電路采用硬件電路保護提高了保護電路的可靠性、實時性以及可恢復(fù)性，同時也降低了軟件復(fù)雜性、提高軟件的執(zhí)行效率，從而保證整個制動系統(tǒng)運行的可靠性和實時性。
文檔編號H02H3/093GK201616653SQ20092028282
公開日2010年10月27日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者劉寅虎, 劉毅, 奚華峰, 楊正專, 王愛武 申請人:南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司