CN106817027A - 故障安全电源及牵引列车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障安全电源及牵引列车，该变换器包括：第一接收端，其用于接收第一脉冲信号；第二接收端，其用于接收第二脉冲信号；驱动模块，其与第一接收端相连，其用于根据接收到的第一脉冲信号生成第一驱动信号；第一变换模块，其与第二接收端和驱动模块相连，第一变换模块用于根据接收到的第二脉冲信号将输入的第一直流电变换为第二直流电，并将第二直流电提供给驱动模块；第二变换模块，其包括第一开关管，第一开关管在第一驱动信号的驱动下导通或关断，第二变换模块用于根据第一开关管的导通或关断将第一直流电变换为第三直流电。本发明实施例的故障安全电源在第一脉冲信号和第二脉冲信号同时存在时输出第三直流电，简化了电路结构。

Description

故障安全电源及牵引列车

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种故障安全电源和一种牵引列车。

背景技术

在相关的轨道交通信号系统中，必须使用具有故障安全特性的输出电路，比如常用的故障安全电源。如图1所示，相关技术中的故障安全电源采用高频多谐振荡电路，该电路以两路脉冲信号作为使能控制信号，当且仅当两路控制脉冲同时存在时，变换器才输出直流电，且要求电路的使能信号、输入和输出实现两两相互隔离，即相关技术中的电路由故障模式明确的分立元件组成，其中的任一元件故障都会使电路输出低电压(例如小于1VDC的电压)。

但是，相关技术中的故障安全电源存在以下缺点：

其一，电路中使用的器件较多，一方面增加电源模块的成本，另一方面增大了变换器的体积，特别是三个变压器的存在将使得变换器的整体体积较大，不利于直流电源模块的小型化。

其二，经由高频多谐振荡电路形成的开关管的驱动信号并不规整，使得开关管在部分时间内工作在放大状态，增加了电路的损耗，导致整个变换器的效率偏低。

其三，利用高频多谐振荡电路来形成开关管的驱动信号，由于驱动信号容易受到电路器件离散性和环境等因素的影响，使得开关管的开关周期及占空比难以控制，极端条件下还会导致电路存在失效的风险。

因此，相关技术需要进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种故障安全电源，该故障安全电源简化了电路结构，提高了工作效率和可靠性。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种故障安全电源，包括：第一接收端，所述第一接收端用于接收第一脉冲信号；第二接收端，所述第二接收端用于接收第二脉冲信号；驱动模块，所述驱动模块与所述第一接收端相连，所述驱动模块用于根据接收到的第一脉冲信号生成第一驱动信号；第一变换模块，所述第一变换模块与所述第二接收端和所述驱动模块相连，所述第一变换模块用于根据接收到的第二脉冲信号将输入的第一直流电变换为第二直流电，并将所述第二直流电提供给所述驱动模块；第二变换模块，所述第二变换模块包括第一开关管，所述第一开关管在所述第一驱动信号的驱动下导通或关断，所述第二变换模块用于根据所述第一开关管的导通或关断将所述第一直流电变换为第三直流电。

根据本发明实施例提出的故障安全电源，第一变换模块通过第二接收端接收第二脉冲信号，并根据接收到的第二脉冲信号将输入的第一直流电变换为第二直流电，并将第二直流电作为驱动模块的供电电源，驱动模块通过第一接收端接收第一脉冲信号，并根据接收到的第一脉冲信号生成第一驱动信号，以驱动第二变换模块中的第二开关管的导通或关断以将第一直流电变换为第三直流电。因此，本发明实施例的故障安全电源在第一脉冲信号和第二脉冲信号同时存在时输出第三直流电，并且无需采用高频多谐振荡电路，简化了电路结构，减小了电源模块的体积，降低了成本，同时，实现了电路的脉冲信号、第一直流电和第三直流电的相互隔离，便于严格控制开关管的开通频率及占空比，操作方便，便于进行电路调试，提高了故障安全电源工作的一致性和可靠性。并且，本发明实施例还可以保证第一开关管的驱动信号与第一脉冲信号一致，避免第一开关管进入放大状态，提高了故障安全电源的效率。

根据本发明的一个实施例，所述第一变换模块包括：隔离放大电路，所述隔离放大电路用于对所述第二脉冲信号进行隔离并放大处理以生成第二驱动信号；第二开关管，所述第二开关管在所述第二驱动信号的驱动下导通或关断；第一隔离变压器，所述第一隔离变压器根据所述第二开关管的导通或关断对所述第一直流电进行变换；第一整流与滤波电路，所述第一整流与滤波电路对经过所述第一隔离变压器变换的第一直流电进行整流滤波处理以输出所述第二直流电。

根据本发明的一个实施例，所述驱动模块包括：隔离驱动电路，所述隔离驱动电路用于对所述第一脉冲信号进行隔离并放大处理以输出所述第一驱动信号。

根据本发明的一个实施例，所述第二变换模块还包括：第二隔离变压器，所述第二隔离变压器根据所述第一开关管的导通或关断对所述第一直流电进行变换；第二整流与滤波电路，所述第二整流与滤波电路对经过所述第二隔离变压器变换的第一直流电进行整流滤波处理以输出所述第三直流电。

根据本发明的一个实施例，所述第二变换模块还包括连接在所述第二整流与滤波电路的输出端的短路保护电路。

根据本发明的一个实施例，所述故障安全电源还包括：回采模块，所述回采模块用于对所述第二变换模块的输出进行采样以生成回采信号。

根据本发明的一个实施例，所述第一直流电的电压与所述第三直流电的电压相等。

根据本发明的一个实施例，所述第一脉冲信号可为高频脉冲信号，所述第二脉冲信号可为低频脉冲信号。

根据本发明的一个实施例，所述隔离放大电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端用于接收所述第二脉冲信号；第一光耦合器，所述第一光耦合器的第一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第一光耦合器的第二端接地，所述第一光耦合器的第三端通过第二电阻与所述第一直流电的正极端相连，所述第一光耦合器的第四端与所述第一直流电的负极端相连；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一光耦合器的第三端相连，所述第一三极管的集电极与所述第一直流电的正极端相连，所述第一三极管的发射极通过第三电阻与所述第一直流电的负极端相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第一电容的另一端与所述第二开关管的控制极相连；第四电阻，所述第四电阻的一端分别与所述第一电容的另一端和所述第二开关管的控制极相连，所述第四电阻的另一端与所述第一直流电的负极端相连。

根据本发明的一个实施例，所述隔离驱动电路包括：第五电阻，所述第五电阻的一端用于接收所述第一脉冲信号；第二光耦合器，所述第二光耦合器的第一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第二光耦合器的第二端接地，所述第二光耦合器的第三端与所述第二直流电的正极端相连，所述第二光耦合器的第四端与所述第二直流电的负极端相连；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第二光耦合器的第五端相连，所述第六电阻的另一端与所述第一开关管的控制极相连；第七电阻，所述第七电阻的一端分别与所述第六电阻的另一端和所述第一开关管的控制极相连，所述第七电阻的另一端与所述第二直流电的负极端相连。

根据本发明的一个实施例，所述回采模块包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与第二隔离变压器的次级绕组相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第二电容的另一端与所述第三直流电的负极端相连；第八电阻，所述第八电阻的一端分别与所述第二电容的一端和所述第一二极管的阴极相连；第三光耦合器，所述第三光耦合器的第一端与所述第八电阻的另一端相连，所述第三光耦合器的第二端与所述第三直流电的负极端相连，所述第三光耦合器的第三端通过第九电阻与预设电源相连，所述第三光耦合器的第四端接地，其中，所述第三光耦合器的第三端输出所述回采信号。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种牵引列车，包括：控制模块，所述控制模块用于输出第一脉冲信号和第二脉冲信号；以及所述的故障安全电源。

根据本发明实施例提出的牵引列车，通过上述故障安全电源，在第一脉冲信号和第二脉冲信号同时存在时输出第三直流电，并且无需采用高频多谐振荡电路，简化了电路结构，减小了电源模块的体积，降低了成本，同时，实现了电路的脉冲信号、第一直流电和第三直流电的相互隔离，便于严格控制第一开关管的开通频率及占空比，操作方便，便于进行电路调试，提高了故障安全电源工作的一致性和可靠性。并且，本发明实施例还可以保证第一开关管的驱动信号与第一脉冲信号一致，避免第一开关管进入放大状态，提高了故障安全电源的效率。

附图说明

图1是现有技术中的故障安全电源的方框示意图；

图2是根据本发明实施例的故障安全电源的方框示意图；

图3是根据本发明一个实施例的故障安全电源的方框示意图；

图4是根据本发明一个实施例的故障安全电源的电路原理图；以及

图5是根据本发明实施例的牵引列车的方框示意图。

附图标记：

驱动模块10、第一变换模块20、第二变换模块30、第一接收端40和第二接收端50；

故障安全电源1和外部供电电源100；回采模块60；

第一开关管301、第二隔离变压器302和第二整流与滤波电路303；

隔离放大电路201、第二开关管202、第一隔离变压器203和第一整流与滤波电路204；

隔离驱动电路101；短路保护电路304；

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一光耦合器U1、第一三极管Q1、第一电容C1和第四电阻R4；

第五电阻R5、第二光耦合器U2、第六电阻R6和第七电阻R7；

第九电阻R9；可恢复保险丝FU；

第一二极管D1、第二电容C2、第八电阻R8和第三光耦合器U3；

第二二极管D2、第三电容C3和第一稳压管ZD1；

第三二极管D3；第四二极管D4、第四电容C4和第十电阻R10；

第一直流电的正极端DC24V+、第一直流电的负极端DC24V-、第二直流电的正极端Vdc1+、第二直流电的负极端Vdc1-、第三直流电的正极端Vdc2+和第三直流电的负极端Vdc2-；

控制模块2和牵引列车3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的故障安全电源及牵引列车。

图2是根据本发明实施例的故障安全电源的方框示意图。如图2所示，该故障安全电源1包括：驱动模块10、第一变换模块20、第二变换模块30、第一接收端40和第二接收端50。

其中，第一接收端40用于接收第一脉冲信号；第二接收端50其用于接收第二脉冲信号；驱动模块10与第一接收端40相连，并根据接收到的第一脉冲信号生成第一驱动信号；第一变换模块20与第二接收端50和驱动模块10相连，第一变换模块20用于根据接收到的第二脉冲信号将输入的第一直流电变换为第二直流电，并将第二直流电提供给驱动模块10；第二变换模块30包括第一开关管301，第一开关管301在第一驱动信号的驱动下导通或关断，第二变换模块30用于根据第一开关管301的导通或关断将第一直流电变换为第三直流电。

根据本发明的一个具体实施例，第一直流电的电压和第三直流电的电压可均为24V，即故障安全电源可将输入的电压值为24V的第一直流电变换为电压值为24V的第三直流电，并将变换后的第三直流电进行输出。

具体来说，故障安全电源1用于将外部供电电源100提供的第一直流电变换为第三直流电并进行输出，其中，外部供电电源100例如车载直流24V电源与第一变换模块20和第二变换模块30相连，以为第一变换模块20和第二变换模块30提供第一直流电。在故障安全电源1进行工作时，第一变换模块20对第二接收端50接收到的第二脉冲信号进行隔离放大处理，并根据第二脉冲信号将第一直流电变换为第二直流电，以为驱动模块10进行供电。在驱动模块10接通第二直流电之后，驱动模块10根据第一接收端40接收到的第一脉冲信号生成第一驱动信号，并将第一驱动信号发送至第二变换模块30，以驱动第一开关管301开通或关断。当第一脉冲信号为高电平时，驱动模块10生成的第一驱动信号的电压大于第一开关管301的开通电压，第一开关管301开通；当第一脉冲信号为低电平时，驱动模块10生成的第一驱动信号的电压小于第一开关管301的开通电压，第一开关管301关断，这样，在第一开关管301的开通和关断动作下，第二变换模块30将第一直流电变换为第三直流电。

由此，第一接收端40接收到的第一脉冲信号和第二接收端50接收到的第二脉冲信号构成“与”逻辑关系，当且仅当第一脉冲信号和第二脉冲信号同时存在时，故障安全电源1才能将第一直流电变换为第三直流电后输出。

需要说明的是，本发明实施例的故障安全电源1可为具有故障安全特性的小功率直流电源变换模块。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，第一变换模块20包括：隔离放大电路201、第二开关管202、第一隔离变压器203和第一整流与滤波电路204，其中，隔离放大电路201用于对第二脉冲信号进行隔离并放大处理以生成第二驱动信号；第二开关管202在第二驱动信号的驱动下导通或关断；第一隔离变压器203根据第二开关管202的导通或关断对第一直流电进行变换；第一整流与滤波电路204对经过第一隔离变压器203变换的第一直流电进行整流滤波处理以输出第二直流电。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，驱动模块10包括：隔离驱动电路101，其中，隔离驱动电路101用于对第一脉冲信号进行隔离并放大处理以输出第一驱动信号。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，第二变换模块30还包括：第二隔离变压器302和第二整流与滤波电路303，其中，第二隔离变压器302根据第一开关管301的导通或关断对第一直流电进行变换；第二整流与滤波电路303对经过第二隔离变压器变换302的第一直流电进行整流滤波处理以输出第三直流电。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，第二变换模块30还包括连接在第二整流与滤波电路的输出端的短路保护电路304。在本发明的实施例中，如图4所示，短路保护电路304包括可恢复保险丝FU，其中，可恢复保险丝FU可在输出短路故障排除后使故障安全电源自动恢复正常工作状态。

根据本发明的一个实施例，第一脉冲信号可为高频脉冲信号，第二脉冲信号可为低频脉冲信号。

具体来说，在故障安全电源1进行工作时，第一接收端40接收到第一脉冲信号例如高频脉冲信号，且第二接收端50接收到第二脉冲信号例如低频脉冲信号，其中，高频脉冲信号输入驱动模块10，低频脉冲信号输入第一变换模块20。第一变换模块20的隔离放大电路201对低频脉冲信号进行隔离并放大处理以生成第二驱动信号，并将第二驱动信号发送至第二开关管202，以控制第二开关管202的开通或关断。当第二驱动信号为高电平时，第二开关管202开通，使得第一隔离变压器203的初级绕组与外部供电电源100提供的第一直流电例如24V直流电接通；当第二驱动信号为低电平时，第二开关管202关断，使得第一隔离变压器203的初级绕组与外部供电电源100提供的第一直流电例如24V直流电断开连接，第二驱动信号驱动第二开关管202开关动作，以使第一直流电的能量从第一隔离变压器203的初级绕组传送到第一隔离变压器203的次级绕组，从而实现对第一直流电的变换。进而，第一整流与滤波电路204对经过第一隔离变压器203变换的第一直流电进行整流滤波处理以输出第二直流电，第二直流电为驱动模块10进行供电。

在驱动模块10接通第二直流电之后，驱动模块10对高频信号进行隔离并放大处理，并直接根据处理后的高频信号生成第一驱动信号，当高频信号为高电平时，第一驱动信号直接驱动第一开关管301的驱动电路，以控制第一开关管301开通，使得第二隔离变压器302的初级绕组与外部供电电源100提供的第一直流电例如24V直流电接通；当高频信号为低电平时，第一驱动信号直接驱动第一开关管301的驱动电路，以控制第一开关管301关断，使得第二隔离变压器302的初级绕组与外部供电电源100提供的第一直流电例如24V直流电断开连接，这样，第一驱动信号驱动第一开关管301开关动作，以使第一直流电的能量从第二隔离变压器302的初级绕组传送到第二隔离变压器302的次级绕组，从而实现对第一直流电的变换。进而，第二整流与滤波电路303对经过第二隔离变压器302变换的第一直流电进行整流滤波处理以输出第三直流电，第三直流电经过短路保护电路304后从故障安全电源1的输出端输出。

根据本发明的一个实施例，故障安全电源1还包括：回采模块60，回采模块60用于对第二变换模块30的输出进行采样以生成回采信号。

具体来说，第二变换模块30的第二整流与滤波电路303将整流滤波处理后的第三直流电输送到回采模块60，回采模块60生成相应的回采信号，并对回采信号进行隔离处理，并将隔离处理后的回采信号输送至牵引列车的控制模块，以便于牵引列车的控制模块对电路的输出进行观测，例如，在第一脉冲信号和第二脉冲信号同时存在时，牵引列车的控制模块可根据回采信号判断故障安全电源1是否发生故障，并在故障发生后通知维护人员进行维护。

在本发明的实施例中，由于分别采用第一隔离变压器203和第二隔离变压器302作为能量传输通道，当任意一路或两路脉冲异常(例如第一脉冲信号和/或第二脉冲信号始终为高电平、低电平或脉冲信号悬空)时，即使电路中的任何器件损坏，与脉冲相对应的第一隔离变压器203和/或第二隔离变压器302都不会传输直流电(即输出电压小于1VDC)，故障安全电源1的输出端不输出直流电，以保证整个电路是故障安全的。

由此，根据低频脉冲信号生成第一开关管的驱动模块的供电电源，并根据高频脉冲直接生成第一开关管的第一驱动信号，从而，两路脉冲信号构成了“与”逻辑关系，当且仅当两路脉冲同时存在时，故障安全电源1的输出端才会输出变换后的直流电。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，隔离放大电路201包括：第一电阻R1、第一光耦合器U1、第一三极管Q1、第一电容C1和第四电阻R4。

其中，第一电阻R1的一端用于接收第二脉冲信号；第一光耦合器U1的第一端与第一电阻R1的另一端相连，第一光耦合器U1的第二端接地，第一光耦合器U1的第三端通过第二电阻R2与第一直流电的正极端DC24V+相连，第一光耦合器U1的第四端与第一直流电的负极端DC24V-相连；第一三极管Q1的基极与第一光耦合器U1的第三端相连，第一三极管Q1的集电极与第一直流电的正极端DC24V+相连，第一三极管Q1的发射极通过第三电阻R3与第一直流电的负极端DC24V-相连；第一电容C1的一端与第一三极管Q1的发射极相连，第一电容C1的另一端与第二开关管202的控制极相连；第四电阻R4的一端分别与第一电容C1的另一端和第二开关管202的控制极相连，第四电阻R4的另一端与第一直流电的负极端DC24V-相连。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，隔离驱动电路101包括：第五电阻R5、第二光耦合器U2、第六电阻R6和第七电阻R7。

其中，第五电阻R5的一端用于接收第一脉冲信号；第二光耦合器U2的第一端与第五电阻R5的另一端相连，第二光耦合器U2的第二端接地，第二光耦合器U2的第三端与第二直流电的正极端Vdc1+相连，第二光耦合器U2的第四端与第二直流电的负极端Vdc1-相连；第六电阻R6的一端与第二光耦合器U2的第五端相连，第六电阻R6的另一端与第一开关管301的控制极相连；第七电阻R7的一端分别与第六电阻R6的另一端和第一开关管301的控制极相连，第七电阻R7的另一端与第二直流电的负极端Vdc1-相连。

在本发明的实施例中，如图4所示，第一开关管301和第二开关管202均可为N沟道MOS管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管)。其中，第二开关管202的源极与第一直流电的负极端DC24V-相连，第一开关管301的源极与第二直流电的负极端Vdc1-相连。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，第一隔离变压器203具有第一初级绕组和第一次级绕组，其中，第一初级绕组的同名端与第一直流电的正极端DC24V+相连，第一初级绕组的异名端与第二开关管202的漏极相连，第一次级绕组的同名端与第一直流电的负极端DC24V-相连，第一次级绕组的异名端与第一整流与滤波电路204相连。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，第一整流与滤波电路204包括：第二二极管D2、第三电容C3和第一稳压管ZD1，其中，第二二极管D2的阳极与第一次级绕组的异名端相连，第二二极管D2的阴极与第三电容C3的一端相连，第二二极管D2的阴极与第三电容C3之间具有第一节点，第三电容C3的另一端与第一直流电的负极端DC24V-相连；第一稳压管ZD1的正极与第一节点相连，第一稳压管ZD1的负极与第一直流电的负极端DC24V-相连，第一节点与第二直流电的正极端Vdc1+相连。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，第二隔离变压器302包括：第二初级绕组、第三初级绕组、第二次级绕组和第三二极管D3，其中，第三二极管D3的阴极与第一直流电的正极端DC24V+相连；第二初级绕组的同名端与第一直流电的正极端DC24V+相连，第二初级绕组的异名端与第一开关管301的漏极相连；第三初级绕组的同名端与第二直流电的负极端Vdc1-相连，第三初级绕组的异名端与第三二极管D3的阳极相连；第二次级绕组的同名端与第二整流与滤波电路303相连，第二次级绕组的异名端与第三直流电的负极端Vdc2-相连。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，第二整流与滤波电路303包括：第四二极管D4、第四电容C4和第十电阻R10，其中，第四二极管D4的阳极与第二隔离变压器302的次级绕组相连，第四二极管D4的阴极与第四电容C4的一端相连，第四二极管D4的阴极与第四电容C4之间具有第二节点；第四电容C4的另一端与第三直流电的负极端Vdc2-相连；第十电阻R10的一端与第二节点相连，第十电阻R10的另一端与第三直流电的负极端Vdc2-相连。

具体来说，在故障安全电源1进行工作时，电路由外部供电电源100例如车载直流24V电源进行供电，并为电路提供第一直流电。第二接收端50接收到的第二脉冲信号可为占空比为50％的低频脉冲信号，低频脉冲信号经过第一电阻R1输入第一变换模块20的隔离放大电路201，经过隔离放大电路201的第一光耦合器U1进行隔离处理之后传输到放大电路的输入端，其中，第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1和第一三极管Q1构成放大电路，以将低频脉冲信号放大为可以驱动第二开关管202开通或关断的第二驱动信号。由于第四电阻和第一电容C1的存在，放大电路通过低频脉冲信号的触发，会在A点的位置形成一个宽度固定(远小于低频脉冲信号周期)，且频率与低频信号脉冲相同的电压信号Vgs，并能将该电压信号作为第二开关管202的第二驱动信号，电压信号Vgs驱动第二开关管202周期性的开关动作，通过第二开关管202的开关动作，第一隔离变压器203将第一初级绕组接收到的第一直流电的能量传输到第一次级绕组，经过第一整流与滤波电路204进行整流稳压处理之后输出第二直流电，第二直流电为驱动第二光耦合器U2进行供电。

同时，第一接收端40接收到的第一脉冲信号可为高频脉冲信号，第二光耦合器U2得电后进行工作，对高频脉冲信号进行隔离和放大处理，以生成第一驱动信号，并将第一驱动信号直接输送到第一开关管301，以驱动第一开关管301周期性的开关动作，通过第一开关管301的开关动作，第二隔离变压器302将第二初级绕组接收到的第一直流电的能量传输第二次级绕组，经过第二整流与滤波电路303进行整流稳压处理之后输出第三直流电，第三直流电经过具有短路保护作用的保险丝之后输出24V的直流电。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，回采模块60包括：第一二极管D1、第二电容C2、第八电阻R8和第三光耦合器U3。

其中，第一二极管D1的阳极与第二隔离变压器302的次级绕组相连；第二电容C2的一端与第一二极管D1的阴极相连，第二电容C2的另一端与第三直流电的负极端相连；第八电阻R8的一端分别与第二电容C2的一端和第一二极管D1的阴极相连；第三光耦合器U3的第一端与第八电阻R8的另一端相连，第三光耦合器U3的第二端与第三直流电的负极端相连，第三光耦合器U3的第三端通过第九电阻R9与预设电源VCC相连，第三光耦合器U3的第四端接地，其中，第三光耦合器U3的第三端输出回采信号。

具体来说，第三光耦合器U3在输出回采信号的同时对回采信号进行隔离处理，并将隔离处理后的回采信号发送至牵引列车的控制模块，以便于牵引列车的控制模块对电路的输出进行观测，例如，在第一脉冲信号和第二脉冲信号同时存在时，牵引列车的控制模块可根据回采信号判断故障安全电源1是否发生故障，并在故障发生后通知维护人员进行维护。

根据本发明的一个具体实施例，预设电源VCC可为+3.3V。

由此，通过低频脉冲信号控制第二直流电的生成，第二直流电作为驱动第二光耦合器U2的供电电源，是高频脉冲信号直接驱动第一开关管301进行开关动作的前提，从而，实现了两路脉冲信号“与”逻辑信号的控制。

综上，根据本发明实施例提出的故障安全电源，第一变换模块通过第二接收端接收第二脉冲信号，并根据接收到的第二脉冲信号将输入的第一直流电变换为第二直流电，并将第二直流电作为驱动模块的供电电源，驱动模块通过第一接收端接收第一脉冲信号，并根据接收到的第一脉冲信号生成第一驱动信号，以驱动第二变换模块中的第二开关管的导通或关断以将第一直流电变换为第三直流电。因此，本发明实施例的故障安全电源在第一脉冲信号和第二脉冲信号同时存在时输出第三直流电，并且无需采用高频多谐振荡电路，简化了电路结构，减小了电源模块的体积，降低了成本，同时，实现了电路的脉冲信号、第一直流电和第三直流电的相互隔离，便于严格控制开关管的开通频率及占空比，操作方便，便于进行电路调试，提高了故障安全电源工作的一致性和可靠性。并且，本发明实施例还可以保证第一开关管的驱动信号与第一脉冲信号一致，避免第一开关管进入放大状态，提高了故障安全电源的效率。

图5是根据本发明实施例的牵引列车的方框示意图。如图5所示，该牵引列车3包括故障安全电源1和控制模块2，其中，控制模块2用于输出第一脉冲信号和第二脉冲信号。

综上，根据本发明实施例提出的牵引列车，通过上述故障安全电源，在第一脉冲信号和第二脉冲信号同时存在时输出第三直流电，并且无需采用高频多谐振荡电路，简化了电路结构，减小了电源模块的体积，降低了成本，同时，实现了电路的脉冲信号、第一直流电和第三直流电的相互隔离，便于严格控制第一开关管的开通频率及占空比，操作方便，便于进行电路调试，提高了故障安全电源工作的一致性和可靠性。并且，本发明实施例还可以保证第一开关管的驱动信号与第一脉冲信号一致，避免第一开关管进入放大状态，提高了故障安全电源的效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种故障安全电源，其特征在于，包括：

第一接收端，所述第一接收端用于接收第一脉冲信号；

第二接收端，所述第二接收端用于接收第二脉冲信号；

驱动模块，所述驱动模块与所述第一接收端相连，所述驱动模块用于根据接收到的第一脉冲信号生成第一驱动信号；

第一变换模块，所述第一变换模块与所述第二接收端和所述驱动模块相连，所述第一变换模块用于根据接收到的第二脉冲信号将输入的第一直流电变换为第二直流电，并将所述第二直流电提供给所述驱动模块；

第二变换模块，所述第二变换模块包括第一开关管，所述第一开关管在所述第一驱动信号的驱动下导通或关断，所述第二变换模块用于根据所述第一开关管的导通或关断将所述第一直流电变换为第三直流电。

2.根据权利要求1所述的故障安全电源，其特征在于，所述第一变换模块包括：

隔离放大电路，所述隔离放大电路用于对所述第二脉冲信号进行隔离并放大处理以生成第二驱动信号；

第二开关管，所述第二开关管在所述第二驱动信号的驱动下导通或关断；

第一隔离变压器，所述第一隔离变压器根据所述第二开关管的导通或关断对所述第一直流电进行变换；

第一整流与滤波电路，所述第一整流与滤波电路对经过所述第一隔离变压器变换的第一直流电进行整流滤波处理以输出所述第二直流电。

3.根据权利要求1或2所述的故障安全电源，其特征在于，所述驱动模块包括：

隔离驱动电路，所述隔离驱动电路用于对所述第一脉冲信号进行隔离并放大处理以输出所述第一驱动信号。

4.根据权利要求3所述的故障安全电源，其特征在于，所述第二变换模块还包括：

第二隔离变压器，所述第二隔离变压器根据所述第一开关管的导通或关断对所述第一直流电进行变换；

第二整流与滤波电路，所述第二整流与滤波电路对经过所述第二隔离变压器变换的第一直流电进行整流滤波处理以输出所述第三直流电。

5.根据权利要求4所述的故障安全电源，其特征在于，所述第二变换模块还包括连接在所述第二整流与滤波电路的输出端的短路保护电路。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的故障安全电源，其特征在于，还包括：

回采模块，所述回采模块用于对所述第二变换模块的输出进行采样以生成回采信号。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的故障安全电源，其特征在于，所述第一脉冲信号为高频脉冲信号，所述第二脉冲信号为低频脉冲信号。

8.根据权利要求2所述的故障安全电源，其特征在于，所述隔离放大电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端用于接收所述第二脉冲信号；

第一光耦合器，所述第一光耦合器的第一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第一光耦合器的第二端接地，所述第一光耦合器的第三端通过第二电阻与所述第一直流电的正极端相连，所述第一光耦合器的第四端与所述第一直流电的负极端相连；

第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一光耦合器的第三端相连，所述第一三极管的集电极与所述第一直流电的正极端相连，所述第一三极管的发射极通过第三电阻与所述第一直流电的负极端相连；

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第一电容的另一端与所述第二开关管的控制极相连；

第四电阻，所述第四电阻的一端分别与所述第一电容的另一端和所述第二开关管的控制极相连，所述第四电阻的另一端与所述第一直流电的负极端相连。

9.根据权利要求3所述的故障安全电源，其特征在于，所述隔离驱动电路包括：

第五电阻，所述第五电阻的一端用于接收所述第一脉冲信号；

第二光耦合器，所述第二光耦合器的第一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第二光耦合器的第二端接地，所述第二光耦合器的第三端与所述第二直流电的正极端相连，所述第二光耦合器的第四端与所述第二直流电的负极端相连；

第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第二光耦合器的第五端相连，所述第六电阻的另一端与所述第一开关管的控制极相连；

第七电阻，所述第七电阻的一端分别与所述第六电阻的另一端和所述第一开关管的控制极相连，所述第七电阻的另一端与所述第二直流电的负极端相连。

10.根据权利要求6所述的故障安全电源，其特征在于，所述回采模块包括：

第一二极管，所述第一二极管的阳极与第二隔离变压器的次级绕组相连；

第二电容，所述第二电容的一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第二电容的另一端与所述第三直流电的负极端相连；

第八电阻，所述第八电阻的一端分别与所述第二电容的一端和所述第一二极管的阴极相连；

第三光耦合器，所述第三光耦合器的第一端与所述第八电阻的另一端相连，所述第三光耦合器的第二端与所述第三直流电的负极端相连，所述第三光耦合器的第三端通过第九电阻与预设电源相连，所述第三光耦合器的第四端接地，其中，所述第三光耦合器的第三端输出所述回采信号。

11.一种牵引列车，其特征在于，包括：

控制模块，所述控制模块用于输出第一脉冲信号和第二脉冲信号；以及

根据权利要求1-10中任一项所述的故障安全电源。