一种数字量输出电路及控制方法与流程

本技术属于数字量输出，也可用于轨道交通车载设备，具体地讲，涉及一种数字量输出电路及控制方法。

背景技术：

1、现有的轨道交通制动控制系统中，数字量输出电路实现低压控制单元对车载高压供电系统的通断控制。轨道交通制动控制系统数字量输出电路一般由车载低压供电系统、车载高压供电系统、控制单元、机械式继电器、继电器驱动系统组成。车载低压供电系统给控制单元提供工作电压，控制单元发送控制指令，继电器驱动系统控制机械式继电器通断，从而实现车载高压供电系统对后端负载供电的通断控制。

2、现有数字量输出控制方式的缺点在于：1、机械式继电器由机械结构实现开关通断，开断动作次数过多后会发生机械触点粘连的情况，导致控制器无法准确控制继电器开断。尤其在地铁制动控制系统中，需频繁控制继电器通断，机械继电器发生触点粘连的概率大大增加。2、机械式触点在闭合时由于机械碰撞，会存在抖动的情况，从而导致负载的误动作。3、机械式继电器需要继电器驱动系统，驱动系统的工作电压不同于车载低压供电系统所提供的电压，需要额外的供电电压，使得电路的供电系统更加复杂。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的至少一个问题，本技术提供一种数字量输出电路及控制方法，能够通过采用光耦和mos管组合的开关方式，解决了机械式继电器触点粘连的问题，大大提升了电路使用寿命。

2、根据本技术的第一个方面，提供了一种数字量输出电路，包括：控制单元、光耦隔离单元和mos管和负载，其中：

3、所述光耦隔离单元分别与所述控制单元和所述mos管连接，所述光耦隔离单元用于接收来自所述控制单元的数字量输出信号，并根据所述数字量输出信号生成mos管驱动信号，将所述mos管驱动信号发送至所述mos管；

4、所述mos管分别与所述光耦隔离单元和负载连接，所述mos管用于根据所述mos管驱动信号控制所述负载的上电状态。

5、在本实施例的一些可选方式中，所述光耦隔离单元与所述控制单元使用第一车载电压供电系统，所述负载通过所述mos管使用第二车载电压供电系统，其中第二车载电压供电系统的电压高于所述第一车载电压供电系统的电压。

6、在本实施例的一些可选方式中，所述数字量输出信号包括高电平输出信号和低电平输出信号，所述mos管驱动信号包括高电平驱动信号和低电平驱动信号，所述光耦隔离单元进一步用于：

7、当接收来自所述控制单元的高电平输出信号，根据所述高电平输出信号生成所述高电平驱动信号；

8、当接收来自所述控制单元的低电平输出信号，根据所述低电平输出信号生成所述低电平驱动信号。

9、在本实施例的一些可选方式中，所述mos管进一步用于：

10、当接收来自所述光耦隔离单元的高电平驱动信号时导通，以使得所述数字量输出电路为回路，所述第二车载电压供电系统通过所述mos管为所述负载提供第二车载电压，所述负载得电；

11、当接收来自所述光耦隔离单元的低电平驱动信号时关断，以使得所述数字量输出电路为断路，所述第二车载电压供电系统无法通过所述mos管为所述负载提供第二车载电压，所述负载失电。

12、在本实施例的一些可选方式中，所述光耦隔离单元进一步用于：

13、根据所述负载的上电状态，确定所述数字量输出电路的通断状态；

14、将所述数字量输出电路的通断状态反馈至所述控制单元。

15、在本实施例的一些可选方式中，所述控制单元包括：第一电阻、第二电阻、双极性晶体管和第三电阻，其中：

16、所述第一电阻的一端用于输入数字量输入信号，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端和所述双极性晶体管的基极连接；

17、所述第二电阻的另一端接地；

18、所述双极性晶体管的发射极接地，所述双极性晶体管的集电极与所述第三电阻的一端连接；

19、所述第三电阻的另一端与所述光耦隔离控制单元连接，所述第三电阻的另一端用于输出所述数字量输出信号。

20、在本实施例的一些可选方式中，所述光耦隔离单元包括：光耦电路和第四电阻，其中：

21、所述光耦电路包括第一二极管、第二二极管和第三二极管，其中：

22、所述第一二极管的正极与第一车载电压供电系统连接，所述第一二极管的负极与所述第三电阻的另一端连接，所述第一二极管的负极用于接收所述数字量输出信号；

23、所述第二二极管的正极与所述第四电阻的一端连接，所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极连接；

24、所述第三二极管的负极与所述第四电阻的另一端连接；

25、所述第四电阻还与所述mos管连接。

26、在本实施例的一些可选方式中，所述mos管的晶体管类型是n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，其中：

27、所述mos管的栅极与所述第四电阻的一端连接，所述mos管的栅极用于接收所述mos管驱动信号，所述mos管的源极与所述负载的另一端连接，所述mos管的漏极与所述负载的一端和所述第二车载电压供电系统连接，以使得所述负载通过所述mos管使用所述第二车载电压供电系统。

28、在本实施例的一些可选方式中，还包括：浪涌电压吸收单元，其中：

29、所述浪涌电压吸收单元分别与所述mos管和所述负载连接，所述浪涌吸收单元用于吸收所述第二车载电压中的浪涌电压。

30、在本实施例的一些可选方式中，还包括反向电流抑制单元，其中：

31、所述反向电流抑制单元分别与所述mos管和所述负载连接，所述电路保护单元用于抑制从所述负载流向所述mos管的反向电流。

32、在本实施例的一些可选方式中，所述浪涌电压吸收单元包括压敏电阻、第五电阻和电容，其中：

33、所述压敏电阻的一端与所述第五电阻的一端连接，所述压敏电阻的另一端与所述电容的一端连接；

34、所述第五电阻的一端还与所述负载的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述电容的另一端连接，所述电容的一端还与所述负载的另一端连接。

35、在本实施例的一些可选方式中，所述反向电流抑制单元包括第四二极管，其中：

36、所述第四二极管的正极与所述mos管的源极连接，所述第四二极管的负极与所述负载的另一端连接。

37、根据本技术的第二个方面，还提供了一种基于前述的数字量输出电路的数字量输出控制方法，该方法包括：

38、光耦隔离单元接收来自控制单元的数字量输出信号，并根据所述数字量输出信号生成mos管驱动信号，将所述mos管驱动信号发送至mos管；

39、mos管根据所述mos管驱动信号控制所述负载的上电状态。

40、在本实施例的一些可选方式中，所述数字量输出信号包括高电平输出信号和低电平输出信号，所述mos管驱动信号包括高电平驱动信号和低电平驱动信号，所述根据所述数字量输出信号生成mos管驱动信号，包括：

41、当接收来自所述控制单元的高电平输出信号，光耦隔离单元根据所述高电平输出信号生成所述高电平驱动信号；

42、当接收来自所述控制单元的低电平输出信号，光耦隔离单元根据所述低电平输出信号生成所述低电平驱动信号。

43、在本实施例的一些可选方式中，所述根据所述mos管驱动信号控制所述负载的上电状态，包括：

44、当接收来自所述光耦隔离单元的高电平驱动信号时mos管导通，以使得数字量输出电路为回路，第二车载电压供电系统通过所述mos管为所述负载提供第二车载电压，所述负载得电；

45、当接收来自所述光耦隔离单元的低电平驱动信号时mos管关断，以使得数字量输出电路为断路，第二车载电压供电系统无法通过所述mos管为所述负载提供第二车载电压，所述负载失电。

46、在本实施例的一些可选方式中，还包括：

47、光耦隔离单元根据所述负载的上电状态，确定所述数字量输出电路的通断状态；并将所述数字量输出电路的通断状态反馈至所述控制单元。

48、本技术提供的一种数字量输出电路及控制方法，一方面，采用光耦+mos管的开关方式，解决了机械式继电器触点粘连的问题，大大提升了电路使用寿命；另一方面，简化了机械式继电器的驱动系统，相比于机械式继电器，光耦+mos管的开关方式不需要额外的供电系统，mos管的开通电压由光耦提供，控制单元与光耦采用相同的供电系统，使得电路的供电系统简化；再一方面，mos管电路的开关动作更加准确，不存在开关抖动，避免了误动作的情况。