動態(tài)冗余控制的供電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動態(tài)冗余輸出實施供電控制與安全性設(shè)計的技術(shù)，特別用于對可靠性較高而PCB面積小、對成本敏感的場合。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，常用的供電控制方案是:首先從處理器或者可編程器件的不同輸出口輸出高低電平，通過光耦隔離、驅(qū)動增強后，驅(qū)動不同的繼電器動作。由于繼電器的結(jié)構(gòu)特點，在使用中最易出現(xiàn)故障，因此，公知方法中一般采用靜態(tài)冗余輸出實現(xiàn)供電控制。即采用繼電器作為控制執(zhí)行元件，兩個繼電器共同完成一路供電輸出控制，形成冗余設(shè)計。具體地說，就是把兩個或多個輸出口控制的繼電器的輸出端并聯(lián)在一起，然后和負載串聯(lián)，實現(xiàn)對負載的供電。
[0003]其供電控制方式如下圖1所示。從處理器的輸出口 101、102、103...1n輸出高低電平驅(qū)動光耦，由光耦經(jīng)過電氣隔離后再輸出到驅(qū)動器1、驅(qū)動器2...驅(qū)動器m，再由驅(qū)動器控制繼電器控制電源Vcc經(jīng)繼電器輸出。圖1中，1l的輸出經(jīng)過光耦1、驅(qū)動器1、繼電器Jl后控制Vcc-out I輸出，1n的輸出經(jīng)過光親η、驅(qū)動器m、繼電器Jn后控制Vcc-out η輸出，Vcc-out I和Vcc-out η并聯(lián)后接到負載上，形成雙冗余回路。在工作時，只要1l通道和1n通道中有一個正常，負載I就可正常得電。當回路中有多個負載時，供電控制方法類似。當需要進一步提高安全性時，可把多個1的輸出Vcc-out并聯(lián)，實現(xiàn)三冗余、四冗余。
[0004]這種方法中，每個回路中供電可靠性與繼電器個數(shù)成正比；當控制回路中有多路供電輸出時，需用到多個繼電器，占用PCB空間大、成本高，不適合于PCB面積有限、成本敏感而有需要保證供電可靠性的場合。
[0005]此外該方法對每一個通道的冗余都是固定的，一旦接好，無法更改。即使某一通道的繼電器都故障，另一通道的繼電器全正常，正常的繼電器也無法分出自己的備份繼電器接替故障繼電器的工作，不能充分發(fā)揮冗余的作用。另外，在其中一個通道故障或者負載出現(xiàn)短路開路時，無法識別和記錄，也不能進行故障診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決PCB面積小、對成本敏感的產(chǎn)品實現(xiàn)對外設(shè)的供電控制與安全性問題，本專利提出了一種新的動態(tài)冗余控制的供電電路，它可以在有限的PCB面積內(nèi)完成供電要求，不但可以有效保證供電可靠性安全性，還可以實時監(jiān)控供電狀態(tài)便于故障記錄、事后分析，進一步提高可靠性安全性。
[0007]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種動態(tài)冗余控制的供電電路，其包括若干個正常執(zhí)行模塊，開關(guān)控制模塊，一個冗余執(zhí)行模塊和監(jiān)測模塊；其中，
每個正常執(zhí)行模塊包括繼電器； 所述的冗余執(zhí)行模塊包括繼電器；
監(jiān)測模塊包括相互連接的電路參數(shù)檢測裝置和檢測信號分析判斷裝置，所述的電路參數(shù)檢測裝置監(jiān)測正常執(zhí)行模塊工作時電路的參數(shù)并將檢測結(jié)果傳輸給檢測信號分析裝置，檢測信號分析裝置對信號進行分析判斷，生成指令，將指令傳送給開關(guān)控制模塊，開關(guān)控制模塊根據(jù)指令開關(guān)；
所述的開關(guān)控制模塊包括開關(guān)器件，它分別與所述的冗余執(zhí)行模塊，所述的檢測信號分析判斷裝置連接。
[0008]優(yōu)選地，所述的電路參數(shù)檢測裝置為傳感器。
[0009]更優(yōu)選地，所述的傳感器為電流或電壓傳感器。
[0010]或者優(yōu)選地，每個正常執(zhí)行模塊均連接有一個隔離模塊。
[0011]進一步優(yōu)選地，所述的供電電路還包括相互連接的處理器和隔離驅(qū)動模塊；所述的檢測信號分析判斷裝置設(shè)置在處理器中；所述的隔離驅(qū)動模塊包括相互連接的光耦，驅(qū)動器和交叉矩陣開關(guān)，該隔離驅(qū)動模塊與開關(guān)控制模塊，正常執(zhí)行模塊和冗余執(zhí)行模塊均連接。
[0012]更進一步優(yōu)選地，所述的開關(guān)控制模塊設(shè)有若干個，它們與正常執(zhí)行模塊一一對應(yīng)。
[0013]最優(yōu)選地，每個開關(guān)控制模塊還連接有隔離模塊。
[0014]本發(fā)明的電路，采用監(jiān)測電流或電壓等電路參數(shù)變化判斷通道故障以控制冗余繼電器動作完成動態(tài)冗余的方法進行智能供電控制和安全性設(shè)計。這種動態(tài)冗余備份的方法實現(xiàn)冗余控制，不同于常見的靜態(tài)冗余設(shè)計。一個冗余執(zhí)行模塊可以在不同的時刻為所有故障工作，且互不影響。因此可以有效降低成本，縮小電路板體積，并保證一定的可靠性與安全性。
[0015]此外，在優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明采用交叉矩陣開關(guān)，可以通過處理器控制避開易出故障的光耦，提高供電可靠性。下面以8路輸入開關(guān)量驅(qū)動8路輸出為例說明，原理框圖如圖3所示。8路開關(guān)量輸入經(jīng)光耦隔離后接到交叉矩陣開關(guān)的輸入端，再由交叉矩陣開關(guān)的輸出端接到驅(qū)動模塊的輸入端。交叉矩陣開關(guān)由處理器或可編程邏輯器件的1管腳經(jīng)光耦隔離后進行控制。正常工作時，光耦I(lǐng)到光耦8的輸出對應(yīng)驅(qū)動模塊的INl到IN8輸入，但當某一光耦所在通道故障時，通過改變交叉矩陣開關(guān)的配置，就可以避開出現(xiàn)故障的通道，改由其它通道進行控制，不影響正常工作。只有當所有光耦全部故障時，才會失去全部功能。
【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有的供電控制原理示意圖。
[0017]圖2為實施例一的供電控制原理示意圖。
[0018]圖3為隔離驅(qū)動模塊原理示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實施例進一步詳細舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0020]實施例一如圖2所示，本實施例以4路負載為例，虛線框內(nèi)為4路負載，表明了負載在本發(fā)明中電路的位置，不屬于電路本身。
[0021 ] 本實施例中，所述的動態(tài)冗余控制的供電電路由處理器，隔離驅(qū)動模塊，4個正常執(zhí)行模塊，4個負載，4個隔離模塊，4個開關(guān)控制模塊，冗余執(zhí)行模塊和監(jiān)測模塊組成。
[0022]其中處理器分別和隔離驅(qū)動模塊，監(jiān)測模塊連接。
[0023]隔離驅(qū)動模塊分別和每個正常執(zhí)行模塊，開關(guān)控制模塊和冗