CN206374742U - 冗余控制电路及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种冗余控制电路及轨道车辆，其中，本申请实施例的冗余控制电路，包括功能及参数完全相同的第一控制芯片和第二控制芯片，及第一开关组件和第二开关组件；第一控制芯片的第一输入端与第二控制芯片的第一输入端连接，第一控制芯片的输出端与第一开关组件的控制端连接；第二控制芯片的输出端与第二开关组件的控制端连接；第一开关组件的一端与驱动信号连接，第一开关组件的另一端与第二开关组件的一端连接；第二开关组件的另一端与被控设备连接。避免了任一控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号时出现故障，对被控设备产生错误的控制，提高了控制电路的可靠性及安全性。

Description

冗余控制电路及轨道车辆

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种冗余控制电路及轨道车辆。

背景技术

随着经济建设的迅速发展，以及铁路的不断建设，轨道交通网越发复杂，对轨道车辆的控制也越发重要。

通常，在对轨道车辆进行控制时，由主控系统发送控制信号，经控制芯片处理后，再发送到被控设备，以对被控设备进行控制。

但是，上述控制方式，控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号的任何环节出现故障时，都可能会导致输出端输出结果错误，从而对被控设备产生错误的控制，影响轨道车辆的安全性和可靠性。

实用新型内容

本申请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，本申请的第一个目的在于提出一种冗余控制电路，通过在控制电路中，利用两个功能及参数完全相同的控制芯片分别处理主控系统输出的控制信号，并分别利用两个控制芯片输出的控制信号，控制两个互相串联的开关组件，以对控制被控设备的控制信号进行冗错处理，从而避免任一控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号时出现故障，对被控设备产生错误的控制，提高了控制电路的可靠性及安全性。

本申请的第二个目的在于提出一种轨道车辆。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种冗余控制电路，包括：功能及参数完全相同的第一控制芯片和第二控制芯片，及第一开关组件和第二开关组件；

所述第一控制芯片的第一输入端与所述第二控制芯片的第一输入端连接，所述第一控制芯片的输出端与所述第一开关组件的控制端连接；

所述第二控制芯片的输出端与所述第二开关组件的控制端连接；

所述第一开关组件的一端与驱动信号连接，所述第一开关组件的另一端与所述第二开关组件的一端连接；

所述第二开关组件的另一端与被控设备连接。

在第一方面一种可能的实现形式中，所述第一控制芯片与所述第二控制芯片通过通信端口相互连接；

所述第一控制芯片，用于通过所述通信端口，接收所述第二控制芯片发送的第二控制芯片待输出的信号，或者向所述第二控制芯片发送第一控制芯片待输出的信号。

在第一方面的另一种可能的实现形式中，所述第一控制芯片，用于在确定待输出的信号与所述第二控制芯片待输出的信号相同时，控制所述第一开关组件导通；

所述第二控制芯片，用于在确定待输出的信号与所述第一控制芯片待输出的信号相同时，控制所述第二开关组件导通。

在第一方面的另一种可能的实现形式中，所述第一控制芯片，还用于在确定待输出的信号与所述第二控制芯片待输出的信号不同时，向主控系统上报控制异常预警消息；

所述第二控制芯片，还用于在确定待输出的信号与所述第一控制芯片待输出的信号不同时，向主控系统上报控制异常预警消息。

在第一方面的另一种可能的实现形式中，所述第一开关组件及所述第二开关组件为以下任意器件中的一种：光耦、金属氧化物半导体场效应管、三极管。

在第一方面的另一种可能的实现形式中，该电路还包括：与所述被控设备输出端及所述第一控制芯片的第二输入端连接的第一采样电路。

在第一方面的另一种可能的实现形式中，该电路还包括：与所述被控设备输出端及所述第二控制芯片的第二输入端连接的第二采样电路。

在第一方面的另一种可能的实现形式中，所述第一采样电路及所述第二采样电路中分别包括功能和参数相同的第一光耦和第二光耦。

本申请实施例的冗余控制电路，包括功能及参数完全相同的第一控制芯片和第二控制芯片，及第一开关组件和第二开关组件；第一控制芯片的第一输入端与第二控制芯片的第一输入端连接，第一控制芯片的输出端与第一开关组件的控制端连接；第二控制芯片的输出端与第二开关组件的控制端连接；第一开关组件的一端与驱动信号连接，第一开关组件的另一端与第二开关组件的一端连接；第二开关组件的另一端与被控设备连接。通过在控制电路中，利用两个功能及参数完全相同的控制芯片分别处理主控系统输出的控制信号，并分别利用两个控制芯片输出的控制信号，控制两个互相串联的开关组件，以对控制被控设备的控制信号进行冗错处理，从而避免任一控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号时出现故障，对被控设备产生错误的控制，提高了控制电路的可靠性及安全性。

为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种轨道车辆，包括：如上所述的冗余控制电路。

本申请实施里提供的轨道车辆中，冗余控制电路包括功能及参数完全相同的第一控制芯片和第二控制芯片，及第一开关组件和第二开关组件；第一控制芯片的第一输入端与第二控制芯片的第一输入端连接，第一控制芯片的输出端与第一开关组件的控制端连接；第二控制芯片的输出端与第二开关组件的控制端连接；第一开关组件的一端与驱动信号连接，第一开关组件的另一端与第二开关组件的一端连接；第二开关组件的另一端与被控设备连接。通过在控制电路中，利用两个功能及参数完全相同的控制芯片分别处理主控系统输出的控制信号，并分别利用两个控制芯片输出的控制信号，控制两个互相串联的开关组件，以对控制被控设备的控制信号进行冗错处理，从而避免任一控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号时出现故障，对被控设备产生错误的控制，提高了控制电路的可靠性及安全性。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一个实施例的冗余控制电路结构示意图；

图2本申请另一个实施例的冗余控制电路结构示意图；

图3为本申请一个实施例的轨道车辆结构示意图。

附图标记说明：

第一控制芯片-10； 第二控制芯片-11； 第一开关组件-20；

第二开关组件-21； 电源-30； 被控设备-40；

第一采样电路-50； 第二采样电路-51； 轨道车辆-31；

冗余控制电路-32。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的冗余控制电路及轨道车辆。

图1是本申请一个实施例的冗余控制电路结构示意图。

如图1所示，该冗余控制电路包括：功能及参数完全相同的第一控制芯片10和第二控制芯片11，及第一开关组件20和第二开关组件21。

其中，所述第一控制芯片10的第一输入端与所述第二控制芯片11的第一输入端连接，所述第一控制芯片10的输出端与所述第一开关组件20的控制端连接；所述第二控制芯片11的输出端与所述第二开关组件21的控制端连接；所述第一开关组件20的一端与驱动信号连接，所述第一开关组件20的另一端与所述第二开关组件21的一端连接；所述第二开关组件21的另一端与被控设备40连接。

具体的，本实施例中，为解决现有技术中，采用的控制方式，控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号的任何环节出现故障时，都可能会导致输出端输出结果错误，从而对被控设备产生错误的控制，影响轨道车辆的安全性和可靠性问题，通过在控制电路中，利用两个功能及参数完全相同的控制芯片分别处理主控系统输出的控制信号，并分别利用两个控制芯片输出的控制信号，控制两个互相串联的开关组件，以对控制被控设备的控制信号进行冗错处理，由于驱动信号需要在两个开关组件均导通时，才能传输到被控设备，从而使得任一控制芯片故障时，都无法将驱动信号传输到被控设备中，从而避免任一控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号时出现故障，对被控设备产生错误的控制，提高了控制电路的可靠性及安全性。

其中，本实施例中的驱动信号，可以是由驱动电路产生的信号，或者，也可以如图1所示，第一开关组件20的一端与电源30连接，即驱动信号是由控制芯片输出的控制信号放大或者隔离后产生的信号。本申请实施例对此不做限定。

可以理解的是，为实现第一开关组件20和第二开关组件21，在相同的控制信号下，处于相同的工作状态，本申请实施例中的第一开关组件20与第二开关组件21的功能和参数也相同。

值得注意的是，若第一控制芯片10和第二控制芯片11的处理逻辑相反，即二者在接收到相同的输入信号时，输出信号正好相反，那么选择的第一开关组件20和第二开关组件21的控制逻辑也需要互反，才能在电路正常工作时，实现当第一控制芯片10和第二控制芯片11的输入相同时，第一开关组件20和第二开关组件21的工作状态相同。

具体的，第一控制芯片10的第一输入端与第二控制芯片11的第一输入端连接，即可使第一控制芯片10与第二控制芯片11都接收主控系统输出的信号，然后分别对控制信号处理后，若第一控制芯片10与第二控制芯片11的待输出信号相同，则说明两个支路中控制信号的传输和处理过程一致，从而即可通过第一开关组件20和第二开关组件21，将处理后的信号输出到被控设备40。

具体实现时，为了比较第一控制芯片10与第二控制芯片11的待输出信号是否相同，第一控制芯片10与第二控制芯片11可以通过通信端口相互连接，以使第一控制芯片10可以通过通信端口，接收第二控制芯片11发送的第二控制芯片11待输出的信号，若第一控制芯片10确定第二控制芯片11待输出的信号与第一控制芯片10待输出的信号相同，则输出处理后的信号。

相应的，第一控制芯片10也可以向第二控制芯片11发送第一控制芯片10待输出的信号，以使第二控制芯片11接收到第一控制芯片10待输出的信号，若第二控制芯片11确定第一控制芯片10待输出的信号与第二控制芯片11待输出的信号相同，则输出处理后的信号。

可以理解的是，仅在第一开关组件20和第二开关组件21都导通时，驱动信号才可以输出到被控设备40，从而被控设备40才能根据接收到的驱动信号，执行相应的操作。

其中，第一开关组件20和第二开关组件21可以为以下任意器件中的一种，光耦、金属氧化物半导体场效应管，简称MOSFET、三极管。

具体实现时，第一开关组件20及第二开关组件21通常情况下处于关断或截止状态，若第一控制芯片10确定第二控制芯片11待输出的信号与第一控制芯片10待输出的信号相同，则输出处理后的信号，以控制第一开关组件20导通。

相应的，若第二控制芯片11确定第一控制芯片10待输出的信号与第二控制芯片11待输出的信号相同，则输出处理后的信号，以控制第二开关组件21导通。

当第一开关组件20和第二开关组件21都导通时，驱动信号即可经过第一开关组件20和第二开关组件21后，输出到被控设备40，从而被控设备40即可根据接收到的驱动信号执行相应的操作，比如若被控设备40为屏蔽门，那么即可根据驱动信号，进行开门或者关门操作。

可以理解的是，若第一控制芯片10或第二控制芯片11任意一个工作异常时，则第一控制芯片10待输出的信号，与第二控制芯片11待输出的信号不相同，第一控制芯片10和第二控制芯片11即可不输出处理后的信号，相应的，第一开关组件20和第二开关组件21处于关断或截止状态，从而使驱动信号不能传输到被控设备40，避免了对被控设备40进行错误控制。

另外，为了及时对第一控制芯片10或第二控制芯片11工作异常的情况进行处理，在本实用新型实施例中，还可以使第一控制芯片10在确定待输出的信号与第二控制芯片11待输出的信号不同时，向主控系统上报控制异常预警消息；和/或使第二控制芯片11在确定待输出的信号与所述第一控制芯片10待输出的信号不同时，向主控系统上报控制异常预警消息，以使主控系统在接收到控制异常预警消息后，及时进行处理或者通知工作人员进行处理。

其中，控制异常预警消息，可以是警报声形式、闪烁的灯光形式、或者是在主控系统的控制界面上弹出提示消息，等等，此处不作限制。

本申请实施例的冗余控制电路，包括功能及参数完全相同的第一控制芯片和第二控制芯片，及第一开关组件和第二开关组件；第一控制芯片的第一输入端与第二控制芯片的第一输入端连接，第一控制芯片的输出端与第一开关组件的控制端连接；第二控制芯片的输出端与第二开关组件的控制端连接；第一开关组件的一端与驱动信号连接，第一开关组件的另一端与第二开关组件的一端连接；第二开关组件的另一端与被控设备连接。通过在控制电路中，利用两个功能及参数完全相同的控制芯片分别处理主控系统输出的控制信号，并分别利用两个控制芯片输出的控制信号，控制两个互相串联的开关组件，以对控制被控设备的控制信号进行冗错处理，从而避免任一控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号时出现故障，对被控设备产生错误的控制，提高了控制电路的可靠性及安全性。

进一步地，由于若第一控制芯片10和第二控制芯片11输出的信号直接传输给被控设备40，则第一控制芯片10和第二控制芯片11极易受后级电路的影响，例如当后级电路存在较大电磁波时，不仅会影响第一控制芯片10和第二控制芯片11的稳定性，严重时甚至可能损坏第一控制芯片10和第二控制芯片11，因此，本实用新型提供的冗余控制电路中，若第一开关组件20和第二开关组件21为光耦，那么不仅可以对控制信号进行冗余处理，还可以实现控制芯片和被控设备40的隔离。

另外，当需要较大的驱动能量对被控设备40进行控制时，本实用新型实施例提供的冗余控制电路中，第一开关组件20和第二开关组件21可以为由开关管组成的放大电路，使其不仅可以对控制信号进行冗余处理，还可以将驱动信号进行放大。其中，开关管可以为三极管或金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，本实施例对此不作限定。

可以理解的是，本实用新型提供的冗余控制电路，第一开关组件20和第二开关组件21还可以同时包括光耦和由开关管组成的放大电路，使其不仅可以对控制信号进行冗余处理，还可以同时实现控制芯片和被控设备40的隔离及对驱动信号的放大。

下面以第一开关组件20及第二开关组件21为光耦为例，结合图2所示的电路，对本申请提供的冗余控制电路进行进一步说明。

图2为本申请另一个实施例的冗余控制电路结构示意图。

进一步的，为了验证从主控系统输出，经第一控制芯片10和第二控制芯片11处理，并经第一开关组件20和第二开关组件21传输到被控设备40后的信号是否存在错误，如图2所示，冗余控制电路中，还可以在被控设备40和第一控制芯片10之间，连接第一采样电路50，和/或在被控设备40和第二控制芯片11之间，连接第二采样电路51，以将被控设备40执行的操作反馈到第一控制芯片10或第二控制芯片11，从而使第一控制芯片10或第二控制芯片11可以根据被控设备40执行的操作，判断被控设备40接收到的信号是否与第一控制芯片10或第二控制芯片11待输出的信号一致，从而判断冗余控制电路的各个环节是否存在异常，若异常，则可以及时停止信号输出，并向主控系统上报控制异常预警消息，从而提高控制信号输出电路的可靠性及安全性。

其中，第一采样电路50与被控设备40输出端及第一控制芯片10的第二输入端连接；第二采样电路51与被控设备40输出端及第二控制芯片11的第二输入端连接。第一采样电路50及第二采样电路51中可以分别包括功能和参数相同的第一光耦和第二光耦。

本申请实施例的冗余控制电路，包括功能及参数完全相同的第一控制芯片和第二控制芯片，及第一开关组件和第二开关组件；第一控制芯片的第一输入端与第二控制芯片的第一输入端连接，第一控制芯片的输出端与第一开关组件的控制端连接；第二控制芯片的输出端与第二开关组件的控制端连接；第一开关组件的一端与驱动信号连接，第一开关组件的另一端与第二开关组件的一端连接；第二开关组件的另一端与被控设备连接。通过在控制电路中，利用两个功能及参数完全相同的控制芯片分别处理主控系统输出的控制信号，并分别利用两个控制芯片输出的控制信号，控制两个互相串联的开关组件，以对控制被控设备的控制信号进行冗错处理，从而避免任一控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号时出现故障，对被控设备产生错误的控制，并且利用第一采样电路和/或第二采样电路，将被控设备执行的操作反馈到第一控制芯片或第二控制芯片，从而判断冗余控制电路的各个环节是否存在异常，提高了控制电路的可靠性及安全性。

基于上述实施例提供的冗余控制电路，本申请再一方面提供一种轨道车辆。

图3为本申请一个实施例的轨道车辆结构示意图。

如图3所示，该轨道车辆31，包括冗余控制电路32。

其中，所述冗余控制电路的结构和工作原理可参照上述各实施例的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施里提供的轨道车辆中，冗余控制电路包括功能及参数完全相同的第一控制芯片和第二控制芯片，及第一开关组件和第二开关组件；第一控制芯片的第一输入端与第二控制芯片的第一输入端连接，第一控制芯片的输出端与第一开关组件的控制端连接；第二控制芯片的输出端与第二开关组件的控制端连接；第一开关组件的一端与驱动信号连接，第一开关组件的另一端与第二开关组件的一端连接；第二开关组件的另一端与被控设备连接。通过在控制电路中，利用两个功能及参数完全相同的控制芯片分别处理主控系统输出的控制信号，并分别利用两个控制芯片输出的控制信号，控制两个互相串联的开关组件，以对控制被控设备的控制信号进行冗错处理，从而避免任一控制芯片在接收信号、处理信号或者发送信号时出现故障，对被控设备产生错误的控制，提高了控制电路的可靠性及安全性。

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、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种冗余控制电路，其特征在于，包括：功能及参数完全相同的第一控制芯片和第二控制芯片，及第一开关组件和第二开关组件；

所述第一控制芯片的第一输入端与所述第二控制芯片的第一输入端连接，所述第一控制芯片的输出端与所述第一开关组件的控制端连接；

所述第二控制芯片的输出端与所述第二开关组件的控制端连接；

所述第一开关组件的一端与驱动信号连接，所述第一开关组件的另一端与所述第二开关组件的一端连接；

所述第二开关组件的另一端与被控设备连接。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一控制芯片与所述第二控制芯片通过通信端口相互连接；

所述第一控制芯片，用于通过所述通信端口，接收所述第二控制芯片发送的第二控制芯片待输出的信号，或者向所述第二控制芯片发送第一控制芯片待输出的信号。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一控制芯片，用于在确定待输出的信号与所述第二控制芯片待输出的信号相同时，控制所述第一开关组件导通；

所述第二控制芯片，用于在确定待输出的信号与所述第一控制芯片待输出的信号相同时，控制所述第二开关组件导通。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一控制芯片，还用于在确定待输出的信号与所述第二控制芯片待输出的信号不同时，向主控系统上报控制异常预警消息；

所述第二控制芯片，还用于在确定待输出的信号与所述第一控制芯片待输出的信号不同时，向主控系统上报控制异常预警消息。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关组件及所述第二开关组件为以下任意器件中的一种：光耦、金属氧化物半导体场效应管、三极管。

6.如权利要求1-5任一所述的电路，其特征在于，还包括：与所述被控设备输出端及所述第一控制芯片的第二输入端连接的第一采样电路。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，还包括：与所述被控设备输出端及所述第二控制芯片的第二输入端连接的第二采样电路。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第一采样电路及所述第二采样电路中分别包括功能和参数相同的第一光耦和第二光耦。

9.一种轨道车辆，其特征在于包括如权利要求1-8任一所述的冗余控制电路。