一种对信号处理的逻辑与门继电器驱动电路的制作方法

本技术涉及电子电力，特别是涉及一种对信号处理的逻辑与门继电器驱动电路。

背景技术：

1、在地铁、轻轨、高铁等领域，为满足功能安全的要求，多采用二取二控制系统以达到sil4安全等级。此类控制系统一般均含有一个“逻辑与门”电路结构，它的负载通常为继电器。系统中的安全计算机平台会输出两路动态脉冲信号给逻辑与门电路，逻辑与门电路通过将这两个信号“与”操作输出稳定的电压来驱动继电器。任意一路动态脉冲信号失效说明系统异常，“逻辑与门”电路输出电压为零，来保证继电器工作的安全性。

2、相关技术中，逻辑与门电路由两个正激电路级联构成，多采用两个脉冲宽度调制信号(pulse width modulation，以下简称pwm信号)驱动这两个正激电路工作。此类电路一般有两种串联方案：

3、(1)第一级正激电路的输出电压作为第二级电路的光耦隔离器件的电源，第二级电路的输出电压可以驱动继电器。在逻辑与门电路工作时，由于输入电压存在波动性，连带着正激电路的输出端的输出电压也存在波动。由于第一级电路的输出端与第二级电路的光耦隔离器件连接，功率较小，输出电压的波动尚可接受。但是第二级电路的输出端与继电器连接，第二级电路的输出端功率为第一级电路的4-8倍，负载相对较大，所以第二级电路的输出电压存在较大幅波动，大幅波动的电压会导致继电器频繁动作，影响电路安全性。

4、(2)第一级正激电路的输出电压作为第二级正激电路的电源。由于第一级电路起到了预稳压的作用，使第二级电路输出电压比较稳定，克服了输出电压波动幅度比较大的弊端，可以很好驱动继电器负载。此方案负载所需能量需要两个变压器级联转换2次，所需第一级正激变压器较大、占用面积大、成本高。

5、以上两种方案，均存在输入电压范围适应性较窄的问题，一般只能满足22v-32v输入要求。而在某些输入在18v-36v电压范围的系统，存在不适用的情况。而且在使用中输入电压可能在22v-32v范围内波动，且pwm信号是由系统中的安全计算机平台的逻辑部分发出的，所以需要安全计算机平台对两个pwm信号的占空比进行调制，占用一部分安全计算机平台的计算量。

技术实现思路

1、基于此，针对上述技术问题，提供一种对信号处理的逻辑与门继电器驱动电路，用以解决现有技术不能同时满足导致继电器频繁动作以及变压器较大、占用面积大、成本高，且现有技术适用的电压输入范围窄、以及需要占用计算机平台的计算量的问题。

2、一种对信号处理的逻辑与门继电器驱动电路，包括：第一级电路和第二级电路；

3、所述第一级电路包括第一耦合器ic1和反激稳压电源电路；所述第二级电路包括第二光耦合驱动器ic11和正激稳压电源电路；所述第一耦合器ic1中的发光二极管阳极为第一方波信号的输入端；所述第二光耦合驱动器ic11中的发光二极管阳极为第二方波信号的输入端；

4、所述反激稳压电源电路包含反激pwm信号生成电路和反激功率电路，所述反激pwm信号生成电路包括三端稳压器vt1、三极管q1、光耦ic2、稳压管z1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c1、电容c2；所述稳压器三端vt1的输入端为电源输入端，所述三端稳压器vt1的输出端连接所述三极管q1的集电极，在所述三端稳压器vt1的输出端与所述三极管q1的集电极连接线上设置第一结点，自所述第一结点引出第一支路连接电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端与所述三极管q1的基极相连；所述三极管q1的基极与所述第一耦合器ic1中光敏三极管的集电极相连；所述三极管q1的发射极与电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端与所述第一耦合器ic1中光敏三极管的发射极相连，自所述电阻r1的另一端与三极管q1的基极的连接点上引出第二支路，所述第二支路连接所述电容c1的一端，所述电容c1的另一端连接在所述电阻r2的另一端与所述第一耦合器ic1中光敏三极管的发射极连接线上后接地；所述电阻r3的一端连接所述反激功率电路，电阻r3另一端连接所述电阻r2的另一端，在所述三极管q1的发射极与电阻r2的一端的连接线上设置第二节点，自所述第二节点引出第三支路连接所述电容c2的一端，所述电容c2的另一端连接在电阻r3的一端与所述反激功率电路的连接线上，在所述电阻r3的一端与所述反激功率电路连接线上设置第三节点，自所述第三节点引出第四支路连接所述光耦ic2中的光敏三极管集电极，所述光耦ic2中的光敏三极管发射极连接所述电阻r3的另一端；所述光耦ic2中光敏二极管阳极连接所述电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端连接所述反激功率电路的输出电源端；所述光耦ic2中光敏二极管阴极连接所述稳压管z1的一端，所述稳压管z1另一端连接所述电阻r3的另一端后接地；

5、所述正激稳压电源电路包含正激pwm信号生成电路、正激功率电路以及前级稳压电路；所述正激pwm信号生成电路包含三极管q11、三极管q12、光耦ic12、二极管d10、稳压二极管d13、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电容c11、电容c12；所述反激功率电路的输出电源端分别连接所述三极管q11的集电极和第二光耦合驱动器ic11的驱动侧输入端；所述三极管q11的基极依次与电容c11、电阻r11串联后与所述第二光耦合驱动器ic11的驱动侧输出端连接；所述三极管q11的发射极连接所述三极管q12的发射极，所述三极管q12的基级与二极管d10的阳极连接，所述二极管d10的阴极与所述电容c12的一端连接，所述电容c12的另一端与所述光耦ic12中光敏三极管的发射极连接；在所述二极管d10的阴极与所述电容c12的一端的连接连接线上设置第四节点引出第五支路，所述第五支路连接所述电阻r13的一端，所述电阻r13的另一端连接在所述电容c12和所述光耦ic12中光敏三极管的发射极连接线上，在所述电容c12和所述光耦ic12中光敏三极管的发射极连接线上设置第五节点引出第六支路，所述第六支路接地；在所述电容c11与三极管q11的基极的连接线上设置第六节点引出第七支路，所述第七支路连接在所述三极管q12的基级与二极管d10的阳极连接线上；所述电阻r11和电容c11的连接线上设置第七节点引出第八支路，第八支路连接所述光耦ic12中光敏三极管的集电极；在所述三极管q11的发射极与所述三极管q12的发射极连接线上设置第八节点引出第九支路，所述第九支路连接电阻r14后与所述正激功率电路连接；所述光耦ic12中二极管阳极依次与电阻r12和稳压二极管d13连接后与所述正激功率电路的负载正极输出端口连接；所述光耦ic12中二极管阴极为负载负极输出端口；所述前级稳压电路的输入端口为电源输入端，所述前级稳压电路的输出端连接所述正激功率电路。

6、上述方案中，可选地，所述反激功率电路包括：变压器t1、mos管q2、整流管d1和电容c3；所述变压器t1的初级绕组的一端为输入电源端，所述变压器t1的初级绕组的另一端连接所述mos管q2的漏极，所述mos管q2的源极连接所述电阻r3；所述变压器t1的次级绕组的一端连接所述整流管d1的一端，所述整流管d1的另一端与所述输出电源端连接，所述变压器t1的次级绕组的另一端连接所述mos管q2的栅极；自所述整流管d1的另一端与所述输出电源端连接线上设置第九节点引出第十支路，所述第十支路连接所述电容c3的一端，所述电容c3的另一端连接所述mos管q2的栅极。

7、上述方案中，可选地，所述正激功率电路包括：变压器t11、mos管q13、整流管d11、整流管d12和电容c13；

8、所述变压器t11的第一初级线圈的一端与所述前级稳压电路的输出端连接，所述变压器t11的第一初级线圈的另一端与所述mos管q13的漏极连接；所述变压器t11的第一初级线圈的一端与所述前级稳压电路的输出端的连接线设置第十节点引出第十一条支路，所述第十一条支路连接所述整流管d11的一端，所述整流管d11的另一端与所述变压器t11的第二初级线圈的一端连接；所述变压器t11的第二初级线圈的另一端与所述mos管q13的源极连接；所述mos管q13的栅极与所述电阻r14连接；

9、所述变压器t11的次级线圈的一端与所述整流管d12的一端连接，所述整流管d12的另一端与所述负载正极输出端口连接；自所述整流管d12的另一端与所述负载正极输出端口的连接线上设置第十一节点引出第十二支路，所述第十二支路连接电容c13的一端，所述电容c13的另一端与所述变压器t11的次级线圈的另一端连接，在所述电容c13的另一端与所述变压器t11的次级线圈的另一端的连接线上设置第十二节点引出第十三支路，所述第十三支路与所述负载负极输出端口连接。

10、上述方案中，进一步可选地，所述前级稳压电路包括：前级稳压器vt11，所述前级稳压器vt11的输入端为电源输入端，所述前级稳压器vt11的输出端连接所述正激功率电路中的变压器t11的初级线圈的一端。

11、上述方案中，可选地，所述三端稳压器vt1的型号为lm7812或lm7815。

12、本技术至少具有以下有益效果：

13、本技术通过反激pwm信号生成电路以输入电压作为电源，将cpu1方波信号的固定频率作为自己的固定频率，采集反激功率电路输出电压，生成维持输出稳定所需占空比的pwm信号；同时通过正激pwm信号生成电路将cpu2方波信号的固定频率作为自己的固定频率，采集正激功率电路输出电压，生成维持输出稳定所需占空比的pwm信号。由此不需要占用计算机平台的计算量进行两个pwm信号的调控。而且，第一级电路可在输入电源的全范围情况下生成稳定的电压v1输出，给所述第二级中的第二光耦驱动器的输出侧及正激pwm信号生成电路提供电源，由此可在宽电压输入范围内保持稳定输出；第一级功率输出器采用反激式电源拓扑，功率负载小，不需要很大的变压器，降低成本及pcb面积。