一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统的制作方法

本技术涉及一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，属于电机驱动系统相关。

背景技术：

1、在应用于工程机械或道路车辆的电机驱动系统中，为保证在车辆运动过程中人员的安全，电机控制器的设计应符合功能安全设计标准。

2、电机控制器在对外接口的硬件电路要满足使用的需求，功率不能过低，需要满足设备的功率要求，但由于不同设备的功率要求不一样，导致电机控制器的输出功率也需要不同，这样就需要确保电机控制器的输入功率的安全性，需要进行输入功率的检测来确保电机控制器的安全，基于此，如何实现电机控制器的输入输出安全是一个需要解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，实现了输入输出功率的检测及控制，能够基于不同输入信号的类型和安全要求，制定不同的处理策略以保证系统的安全运行。

2、为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，包括输入信号冗余检测模块和输出驱动信号检测处理模块；

3、所述输入信号冗余检测模块包括滤波单元以及与滤波单元串联的检测单元；所述检测单元一侧还并联有冗余检测单元；所述检测单元和所述冗余监测单元串联连接有驱动单元；

4、所述输出驱动信号检测处理模块通过所述驱动单元与所述输入信号冗余检测模块连接。

5、优选的一种方案，所述输出驱动信号检测处理模块包括输出预驱动单元、功率输出单元、输出状态电压检测单元和输出电流检测单元；所述输出预驱动单元与所述功率输出单元串联连接；所述输出状态电压检测单元和输出电流检测单元分别与所述功率输出单元并联连接。

6、优选的一种方案，所述滤波单元由一个电阻以及与电阻串联设置的电容组成。

7、优选的一种方案，所述检测单元以及冗余检测单元均由两串联设置的电阻和与其并联设置的一个电容组成。

8、优选的一种方案，所述驱动单元包括两个三极管；所述三极管分别与所述检测单元、冗余检测单元连接。

9、优选的一种方案，所述输出预驱动单元采用推挽式电路输出mosfet的驱动信号。

10、优选的一种方案，所述功率输出单元采用mosfet芯片，并配置设有续流二极管。

11、优选的一种方案，所述输出状态电压检测单元对mosfet输出的电压进行检测，确定mosfet的开关状态。

12、优选的一种方案，所述输出电流检测单元对所述驱动单元的负载电流进行检测。

13、由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

14、本实用新型方案的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，通过输入信号冗余检测模块对输入信号处理得到两路被检测信号，这两路被检测信号处理电路相互独立，形成冗余结构，保证信号输入检测的安全，基于不同输入信号的类型和安全要求，单片机可制定不同的处理策略以保证系统的安全运行；通过输出驱动信号检测处理模块控制输出的电流强度，使其避免mosfet的过压击穿，进行过流保护，实现了输入输出功率的检测及控制，能够基于不同输入信号的类型和安全要求，制定不同的处理策略以保证系统的安全运行。

技术特征：

1.一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：包括输入信号冗余检测模块和输出驱动信号检测处理模块；

2.如权利要求1所述的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：所述输出驱动信号检测处理模块包括输出预驱动单元、功率输出单元、输出状态电压检测单元和输出电流检测单元；所述输出预驱动单元与所述功率输出单元串联连接；所述输出状态电压检测单元和输出电流检测单元分别与所述功率输出单元并联连接。

3.如权利要求1所述的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：所述滤波单元由一个电阻以及与电阻串联设置的电容组成。

4.如权利要求1所述的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：所述检测单元以及冗余检测单元均由两串联设置的电阻和与其并联设置的一个电容组成。

5.如权利要求1所述的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：所述驱动单元包括两个三极管；所述三极管分别与所述检测单元、冗余检测单元连接。

6.如权利要求2所述的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：所述输出预驱动单元采用推挽式电路输出mosfet的驱动信号。

7.如权利要求2所述的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：所述功率输出单元采用mosfet芯片，并配置设有续流二极管。

8.如权利要求2所述的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：所述输出状态电压检测单元对mosfet输出的电压进行检测，确定mosfet的开关状态。

9.如权利要求2所述的一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，其特征在于：所述输出电流检测单元对所述驱动单元的负载电流进行检测。

技术总结
本技术涉及一种基于功能安全设计的电机控制器输入输出系统，包括输入信号冗余检测模块和输出驱动信号检测处理模块；所述输入信号冗余检测模块包括滤波单元以及与滤波单元串联的检测单元；所述检测单元一侧还并联有冗余检测单元；所述检测单元和所述冗余监测单元串联连接有驱动单元；所述输出驱动信号检测处理模块通过所述驱动单元与所述输入信号冗余检测模块连接；本技术方案保证信号输入检测的安全，通过输出驱动信号检测处理模块控制输出的电流强度，实现了输入输出功率的检测及控制，能够基于不同输入信号的类型和安全要求，制定不同的处理策略以保证系统的安全运行。

技术研发人员：张广栋
受保护的技术使用者：苏州艾思控科技有限公司
技术研发日：20230216
技术公布日：2024/1/13