CN112398468A - 一种动态驱动电路装置及动态驱动电路的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种动态驱动电路装置，包括：电源处理电路、双机热备处理电路、动态驱动开关控制电路、电容充电电路和电容释放电路，其中，所述电源处理电路，用于接收输入信号，对所述输入信号进行稳压处理，提供负载继电器工作所需的稳压信号；所述双机热备处理电路输入端与双机热备计算机系统连接，用于根据所述双机热备计算机系统的单路动态脉冲输入条件，向所述动态驱动开关控制电路、所述电容释放电路提供通断条件。本发明的电源处理电路对AC 24V信号进行稳压处理，动态驱动开关控制电路电容充电电路采用推挽电路为核心的电容泵式充电方式，大大提高了电路的稳定性，克服继电器错误吸起的故障。

Description

一种动态驱动电路装置及动态驱动电路的方法
技术领域
本发明属于驼峰自动控制系统领域，特别涉及一种动态驱动电路装置及动态驱动电路的方法。
背景技术
TW-2型驼峰自动控制系统是自动化驼峰场实现驼峰溜放进路及车辆调速自动控制的设备。控制系统对驼峰调车进路DXJ、道岔的锁闭继电器SJ、场联的关键继电器采用动态继电器的驱动的方式来实现。动态继电器的驱动电路板集成安装在继电器内部，以JSDXC2-1700继电器为例，其核心部件为光可控硅芯片。
TW-2型驼峰控制系统通过动态继电器实现对驼峰调车进路DXJ、道岔的锁闭继电器SJ、场联的关键继电器的控制，一般选用JSDXC2-1700动态继电器。TW-2型驼峰控制系统是由普通无极1700继电器和动态驱动电路板构成，现有的控制系统主要由以下特点：
(1)电源输入采用AC 24V(JZ、JF)驱动控制普通JWXC-1700继电器。
(2)计算机控制系统控制输入的动态驱动频率为1Hz DC 24V。
目前存在当动态继电器的动态电路板上的光可控硅芯片S22MD1V损坏后，导致当输入端微机输出电信号切断时，无法切断光可控硅输出端继电器工作电源，造成继电器错误吸起的安全隐患问题。
因此，如何提供一种较为安全的动态驱动电路装置是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种动态驱动电路装置。
一种动态驱动电路装置，包括：电源处理电路、双机热备处理电路、动态驱动开关控制电路、电容充电电路和电容释放电路，
其中，
所述电源处理电路，用于接收输入信号，对所述输入信号进行稳压处理，提供负载继电器工作所需的稳压信号；
所述双机热备处理电路输入端与双机热备计算机系统连接，用于根据所述双机热备计算机系统的单路动态脉冲输入条件，向所述动态驱动开关控制电路、所述电容释放电路提供通断条件；
所述动态驱动开关控制电路，用于根据所述双机热备处理电路提供的通断条件，以推挽电路为主体，向所述电容充电电路提供放大信号；
所述电容充电电路，用于接收所述放大信号，对负载电容进行充电，控制所述负载继电器的吸起；
所述电容释放电路，用于根据所述双机热备处理电路提供的通断条件，释放掉所述电容充电电路两端的电压。
进一步地，
所述双机热备处理电路输入端与双机热备计算机系统连接，所述双机热备处理电路输出端与所述动态驱动开关控制电路第一端连接，所述动态驱动开关控制电路第二端与所述电容充电电路第一端连接，所述电容充电电路第二端与继电器负载连接；
所述电容充电电路第二端与所述电容释放电路第一端连接，所述电容释放电路第二端与所述双机热备处理电路输出端连接；
所述电源处理电路输出第一端与所述电容释放电路第一端连接，所述电源处理电路输出第二端与所述动态驱动开关控制电路第三端连接。
进一步地，
所述电源处理电路输入端与输入信号源连接，所述输入信号源提供所述输入信号。
进一步地，
对所述输入信号进行稳压处理包括：
对所述输入信号进行限流处理，得到限流信号；
对所述限流信号进行整流处理，得到整流信号；
对所述整流信号进行滤波处理，得到稳压信号。
进一步地，
所述双机热备计算机系统包括计算机控制系统A机和计算机控制系统B机。
进一步地，
所述双机热备处理电路包括：
计算机控制系统A机输入处理电路和计算机控制系统B机输入处理电路。
进一步地，
所述动态驱动开关控制电路包括所述推挽电路。
进一步地，
所述负载电容包括主充电电容和从充电电容。
本发明还提供一种动态驱动电路的方法，所述方法包括：
电源处理电路接收输入信号，对所述输入信号进行稳压处理，提供负载继电器工作所需的稳压信号；
双机热备处理电路输入端与双机热备计算机系统连接，根据所述双机热备计算机系统的单路动态脉冲输入条件，提供所述动态驱动开关控制电路、所述电容释放电路的通断条件；
动态驱动开关控制电路根据所述双机热备处理电路提供的通断条件，以推挽电路为主体，向所述电容充电电路提供放大信号；
电容充电电路接收所述放大信号，对所述电容进行充电，控制所述负载继电器的吸起；
所述电容释放电路根据所述双机热备处理电路提供的通断条件，释放掉所述电容充电电路两端的电压。
进一步地，
对所述输入信号进行稳压处理包括：
对所述输入信号进行限流处理，得到限流信号；
对所述限流信号进行整流处理，得到整流信号；
对所述整流信号进行滤波处理，得到稳压信号。
进一步地，
所述负载电容包括主充电电容和从充电电容。
本发明的电源处理电路对AC 24V信号进行稳压处理，动态驱动开关控制电路电容充电电路采用推挽电路为核心的电容泵式充电方式，大大提高了电路的稳定性，克服继电器错误吸起的故障。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据现有技术的JSDXC2-1700动态驱动电路原理图；
图2示出了本发明实施例的动态驱动电路装置的整体结构示意图；
图3示出了本发明实施例的动态驱动电路装置的电路原理图；
图4示出了本发明实施例的电源处理电路的电路原理图；
图5示出了本发明实施例的双机热备处理电路的电路原理图；
图6示出了本发明实施例的动态驱动开关控制电路的电路原理图；
图7示出了本发明实施例的电容充电电路的电路原理图；
图8示出了本发明实施例的动态驱动电路装置的继电器形式端子定义图。
附图标记：1、双机热备处理电路；2、动态驱动开关控制电路；3、电容充电电路；4、电容释放电路；5、电源处理电路；11、计算机控制系统A机输入处理电路；12、计算机控制系统B机输入处理电路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了根据现有技术的JSDXC2-1700动态驱动电路原理图。TW-2型驼峰控制系统通过动态继电器实现对驼峰调车进路DXJ、道岔的锁闭继电器SJ、场联的关键继电器的控制，一般选用JSDXC2-1700动态继电器。是由普通无极1700继电器和动态驱动电路板构成，JSDXC2-1700动态驱动电路原理参见图1。
图2示出了本发明实施例的动态驱动电路装置的电路原理图，如图2所示，一种动态驱动电路装置，包括电源处理电路5、双机热备处理电路1、动态驱动开关控制电路2、电容充电电路3和电容释放电路4；其中，
所述双机热备处理电路1输入端与双机热备计算机系统连接，所述双机热备处理电路1输出端与所述动态驱动开关控制电路2第一端连接，所述动态驱动开关控制电路2第二端与所述电容充电电路3第一端连接，所述电容充电电路3第二端与继电器负载连接；
所述电容充电电路3第二端与所述电容释放电路4第一端连接，所述电容释放电路4第二端与所述双机热备处理电路1输出端连接；
所述电源处理电路5输出第一端与所述电容释放电路4第一端连接，所述电源处理电路5输出第二端与所述动态驱动开关控制电路2第三端连接。
进一步具体的，所述电源处理电路5输入端与输入信号源连接，所述输入信号源提供输入信号。
所述电源处理电路5，用于接收输入信号，对所述输入信号进行稳压处理，提供负载继电器工作所需的稳压信号。
所述对输入信号进行稳压处理包括：对所述输入信号进行限流处理，得到限流信号；对所述限流信号进行整流处理，得到整流信号；对所述整流信号进行滤波处理，得到稳压信号。
图3示出了本发明实施例的动态驱动电路装置的具体电路图，图4示出了本发明实施例的电源处理电路5的电路原理图。
具体的，如图4所示，在一个可实现的方式中，所述电源处理电路5由限流用电阻R11，整流用二极管D01、二极管D02、二极管D03和二极管D04组成的整流桥，以及滤波用电容C6和电容C7组成；
电容C6第一端与三极管T3集电极连接，电容C6第一端与电容C7第三端连接，电容C6第二端与继电器负极连接；电容C6第二端与电容C7第一端连接，电容C7第二端与二极管D01负极连接，电容C7第二端与二极管D02负极连接，二极管D01正极与二极管D03负极连接，二极管D03正极与电容C7第四端连接，二极管D02正极与二极管D04负极连接，二极管D04正极与电容C7第四端连接，二极管D01电容正极与电阻R11第一端连接，电阻R11第二端与继电器的JZ24端子连接，二极管D02正极与继电器的JF24端子连接。
在本发明实施例中，输入信号是AC 24V信号。所述电源处理电路5将输入AC 24V处理成继电器工作较为稳定的AC 24V。
所述双机热备处理电路1输入端与双机热备计算机系统连接，用于根据所述双机热备计算机系统的单路动态脉冲输入条件，向所述动态驱动开关控制电路2、所述电容释放电路4提供通断条件。
在本发明实施例中，包括计算机控制系统A机和计算机控制系统B机的动态脉冲输入。第二输入信号是DC 24V、1Hz方波信号，其低电平为0V，高电平为24V。
所述双机热备处理电路1输入端与双机热备计算机系统连接，用于根据所述双机热备计算机系统的单路动态脉冲输入条件，提供所述动态驱动开关控制电路2、所述电容释放电路4的通断条件；其中，所述双机热备处理电路1包括：计算机控制系统A机输入处理电路11和计算机控制系统B机输入处理电路12。双机热备处理电路1控制输入条件，一系有效，另一系热备。动态驱动电路的适用单系输入和一般的双机热备系统输入条件。
图5示出了本发明实施例的双机热备处理电路1的电路原理图；如图5所示，在一个可实现的方式中，计算机控制系统A机输入处理电路11包括：发光二极管D1、电阻R1、电阻R3、电容C1、二极管D3、光电耦合器UA和光电耦合器UB；
51端子与发光二极管D1正极连接，发光二极管D1负极与电阻R1第一端连接，电阻R1第二端与二极管D3负极连接，二极管D3负极与光电耦合器UA第一端连接，AF61端子与电阻R3第一端连接，电阻R3第一端与电容C1第一端连接，电容C1第二端与二极管D3正极连接，电阻R3第二端与光电耦合器UA第二端连接，电阻R3第二端与光电耦合器UB第一端连接，二极管D3正极与光电耦合器UB第二端连接。
如图5所示，在一个可实现的方式中，计算机控制系统B机输入处理电路12包括：发光二极管D2、电阻R2、电阻R4、电容C2、二极管D4、光电耦合器UC和光电耦合器UD；
53端子与发光二极管D2正极连接，发光二极管D2负极与电阻R2第一端连接，电阻R2第二端与二极管D4负极连接，二极管D4负极与光电耦合器UC第一端连接，BF62端子与电阻R4第一端连接，电阻R4第一端与电容C2第一端连接，电容C2第二端与二极管D4正极连接，电阻R4第二端与光电耦合器UC第二端连接，电阻R4第二端与光电耦合器UD第一端连接，二极管D4负极与光电耦合器UD第二端连接；
其中，
光电耦合器UA第三端与光电耦合器UC第三端连接；
光电耦合器UA第四端与光电耦合器UC第四端连接；
光电耦合器UB第三端与光电耦合器UD第三端连接；
光电耦合器UB第四端与光电耦合器UD第四端连接。
所述动态驱动开关控制电路2，用于根据所述双机热备处理电路1提供的通断条件，以推挽电路为主体，向所述电容充电电路3提供放大信号；其中，所述动态驱动开关控制电路2包括推挽电路。
图6示出了本发明实施例的动态驱动开关控制电路2的电路原理图；如图6所示，在一个可实现的方式中，动态驱动开关控制电路2包括二极管D5、二极管D6、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电感L、电容C3、三极管T1、电阻R8、三极管T2和三极管T3；
光电耦合器UB第四端与二极管D5正极连接，光电耦合器UD第四端与二极管D6正极连接，二极管D5负极与二极管D6负极连接，二极管D5负极与电阻R5第一端连接，电阻R5第二端与电阻R6第一端连接，电阻R5第二端与电阻R7第一端连接，电阻R7第二端与，电阻R5第二端与电感L第一端连接，电感L第二端与电容C3第一端连接，电容C3第三端与电阻R6第二端连接，电阻R7第二端连接与光电耦合器UA第四端连接，电容C3第二端与三极管T1基极连接，三极管T1发射极与电容C3第四端连接，三极管T1集电极与电阻R8第一端连接，三极管T1集电极与三极管T2基极连接，三极管T1集电极与三极管T3基极连接，三极管T2集电极与光电耦合器UA第四端连接，三极管T2发射极与三极管T3发射极连接，三极管T3集电极与电容C3第三端连接，三极管T2发射极与电容C4第一端连接，三极管T3集电极与电容C6第一端连接。
示例性的，三极管T1采用3DK4B三极管，三极管T2采用TIP31C三极管，三极管T3均采用TIP32C三极管。
所述电容充电电路3，用于接收所述放大信号，对负载电容进行充电，控制所述负载继电器的吸起。
图7示出了本发明实施例的电容充电电路3的电路原理图，如图7所示，在一个可实现的方式中，电容充电电路3包括电容C4、二极管D7、二极管D8和电容C5；电容C4为主充电电容，电容C5为从充电电容。
电容C4第二端与二极管D7负极连接，二极管D7正极与三极管T2集电极连接，二极管D7正极与电容C5第一端连接，二极管D7负极与二极管D8正极连接，二极管D8负极与电阻R8第二端连接，二极管D8负极与电容C5第二端连接。
其中，
电容C5第一端与继电器负载负极连接；电容C5第二端通过二极管D9与继电器负载正极连接，其中，电容C5第二端与二极管D9正极连接，二极管D9负极与继电器负载正极连接。
所述电容释放电路4，用于根据所述双机热备处理电路1提供的通断条件，释放掉所述电容充电电路3两端的电压。
如图7所示，在一个可实现的方式中，电容释放电路4包括三极管T4、电阻R10和电阻R9；
光电耦合器UA第三端与三极管T4基极连接，三极管T4发射极与电容C5第一端连接，三极管T4集电极与电阻R10第一端连接，电阻R10第二端与电容C5第二端连接，三极管T4基极与电阻R9第一端连接，电阻R9第二端与电阻R10第二端连接。示例性的，三极管T4采用TIP31C三极管。
其中，图8示出了本发明实施例的动态驱动电路装置的继电器形式端子定义图。
在本发明实施例中，AC 24V信号和DC 24V、1Hz方波信号为继电器正常工作时需要两个输入信号。AC 24V为常态电源，计算机控制系统为双机热备，所述双机热备处理电路1的AF和BF仅有一路有电，输出DC 24V、1Hz方波信号，其低电平为0V，高电平为24V。
当需要继电器吸起时，计算机控制系统向继电器输入方波信号，继电器吸起；当需要继电器落下时，计算机控制系统切断方波信号，继电器落下。
具体的，当计算机系统A机正常工作时，计算机控制系统A机输入处理电路11的AF61端子相当于24V的负；
当51端子微机输入为高电平时，光电耦合器UA和光电耦合器UB开通工作，动态驱动开关控制电路2与电容充电电路3的主充电电容C4配合工作，以动态驱动开关控制电路2的推挽电路为主体，三极管T1导通，三极管T3导通，电容C4充电；
当51端子微机输入为低电平时，光电耦合器UA和光电耦合器UB关断，三极管T1关断，三极管T2工作，24V正极流向充电完成的电容C4负极，以推动抬升C4电容正极电动势，带起继电器负载1700Ω线圈继电器以及为C5电容为保持继电器维持一定时间吸起充电。
在计算机系统A机输入关断后，微机输入为低电平，电容释放电路4中的三极管T4导通，电容释放电路4工作，释放掉所述电容充电电路3两端的电压，继电器落下。
具体的，如表1所示，动态驱动电路应用的输入、输出条件限制，包括电源以及计算机动态方波输入，输出条件就是所带负载继电器的吸起落下的时间。
表1主要技术指标
Figure BDA0002751564690000101
综上所述，本发明满足现有继电器的工作条件，可做到安装方式、输入频率、驱动工作电源可与既有JSDXC2-1700继电器保持一致，针对既有使用JSDXC2-1700继电器可直接进行插拔更换，计算机控制系统控制输入采用宽频率设计，便于各类计算机控制系统使用，继电器工作电源可兼容AC 24V和DC25V两种制式，兼容和适应各类信号电源屏供电，采用推挽电路为核心的电容泵式充电方式，继电器的吸起强依赖于电路的可靠，相关器件故障后，继电器不吸起，克服继电器错误吸起的故障。
本发明还提供一种动态驱动电路的方法，包括：
电源处理电路5接收输入信号，对所述输入信号进行稳压处理，提供负载继电器工作所需的稳压信号；
所述对输入信号进行稳压处理包括：
对所述输入信号进行限流处理，得到限流信号；
对所述限流信号进行整流处理，得到整流信号；
对所述整流信号进行滤波处理，得到稳压信号；
双机热备处理电路1输入端与双机热备计算机系统连接，根据所述双机热备计算机系统的单路动态脉冲输入条件，提供所述动态驱动开关控制电路2、所述电容释放电路4的通断条件；
动态驱动开关控制电路2根据所述双机热备处理电路1提供的通断条件，以推挽电路为主体，向所述电容充电电路3提供放大信号；
电容充电电路3接收所述放大信号，对所述电容进行充电，控制所述负载继电器的吸起；
所述电容释放电路4根据所述双机热备处理电路1提供的通断条件，释放掉所述电容充电电路3两端的电压。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种动态驱动电路装置，其特征在于，包括：电源处理电路(5)、双机热备处理电路(1)、动态驱动开关控制电路(2)、电容充电电路(3)和电容释放电路(4)，
其中，
所述电源处理电路(5)，用于接收输入信号，对所述输入信号进行稳压处理，提供负载继电器工作所需的稳压信号；
所述双机热备处理电路(1)输入端与双机热备计算机系统连接，用于根据所述双机热备计算机系统的单路动态脉冲输入条件，向所述动态驱动开关控制电路(2)、所述电容释放电路(4)提供通断条件；
所述动态驱动开关控制电路(2)，用于根据所述双机热备处理电路(1)提供的通断条件，以推挽电路为主体，向所述电容充电电路(3)提供放大信号；
所述电容充电电路(3)，用于接收所述放大信号，对负载电容进行充电，控制所述负载继电器的吸起；
所述电容释放电路(4)，用于根据所述双机热备处理电路(1)提供的通断条件，释放掉所述电容充电电路(3)两端的电压。
2.根据权利要求1所述的动态驱动电路装置，其特征在于，
所述双机热备处理电路(1)输入端与双机热备计算机系统连接，所述双机热备处理电路(1)输出端与所述动态驱动开关控制电路(2)第一端连接，所述动态驱动开关控制电路(2)第二端与所述电容充电电路(3)第一端连接，所述电容充电电路(3)第二端与继电器负载连接；
所述电容充电电路(3)第二端与所述电容释放电路(4)第一端连接，所述电容释放电路(4)第二端与所述双机热备处理电路(1)输出端连接；
所述电源处理电路(5)输出第一端与所述电容释放电路(4)第一端连接，所述电源处理电路(5)输出第二端与所述动态驱动开关控制电路(2)第三端连接。
3.根据权利要求2所述的动态驱动电路装置，其特征在于，
所述电源处理电路(5)输入端与输入信号源连接，所述输入信号源提供所述输入信号。
4.根据权利要求1所述的动态驱动电路装置，其特征在于，
对所述输入信号进行稳压处理包括：
对所述输入信号进行限流处理，得到限流信号；
对所述限流信号进行整流处理，得到整流信号；
对所述整流信号进行滤波处理，得到稳压信号。
5.根据权利要求2所述的动态驱动电路装置，其特征在于，
所述双机热备计算机系统包括计算机控制系统A机和计算机控制系统B机。
6.根据权利要求5所述的动态驱动电路装置，其特征在于，
所述双机热备处理电路(1)包括：
计算机控制系统A机输入处理电路(11)和计算机控制系统B机输入处理电路(12)。
7.根据权利要求1-6任一所述的动态驱动电路装置，其特征在于，
所述动态驱动开关控制电路(2)包括所述推挽电路。
8.根据权利要求1-6任一所述的动态驱动电路装置，其特征在于，
所述负载电容包括主充电电容和从充电电容。
9.一种动态驱动电路的方法，其特征在于，所述方法包括：
电源处理电路(5)接收输入信号，对所述输入信号进行稳压处理，提供负载继电器工作所需的稳压信号；
双机热备处理电路(1)输入端与双机热备计算机系统连接，根据所述双机热备计算机系统的单路动态脉冲输入条件，提供所述动态驱动开关控制电路(2)、所述电容释放电路(4)的通断条件；
动态驱动开关控制电路(2)根据所述双机热备处理电路(1)提供的通断条件，以推挽电路为主体，向所述电容充电电路(3)提供放大信号；
电容充电电路(3)接收所述放大信号，对所述电容进行充电，控制所述负载继电器的吸起；
所述电容释放电路(4)根据所述双机热备处理电路(1)提供的通断条件，释放掉所述电容充电电路(3)两端的电压。
10.根据权利要求9所述的动态驱动电路的方法，其特征在于，
对所述输入信号进行稳压处理包括：
对所述输入信号进行限流处理，得到限流信号；
对所述限流信号进行整流处理，得到整流信号；
对所述整流信号进行滤波处理，得到稳压信号。
11.根据权利要求9所述的动态驱动电路的方法，其特征在于，
所述负载电容包括主充电电容和从充电电容。
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