CN213957873U - 开关的控制电路及控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种开关的控制电路及控制装置。其中，开关的控制电路包括至少一个输出控制电路，输出控制电路包括：第一开关电路，第一开关电路设置在安全电源和输出端之间；第二开关电路，第二开关电路的一端接地且另一端与输出回路端相连；第三开关电路，第三开关电路设置在输出端和输出回路端之间；控制组件，控制组件在检测第一开关电路的开关状态异常时，控制第二开关电路和第三开关电路导通。本实用新型的开关的控制电路，可以准确地检测出是否存在故障，并在存在故障时，能够快速地切断向外部的受控开关的输出，进而，确保输出的安全性和可靠性。

Description

开关的控制电路及控制装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通控制技术领域，尤其涉及开关的控制电路及控制装置。

背景技术

在轨道交通行业控制领域中，对于继电器的安全可靠控制，如复位继电器，屏蔽门控制继电器，折返继电器，照查继电器，都需要控制电路对安全电源进行可靠的输出及自检，因此对输出控制电路都有较高的安全性和可靠性要求。目前较普遍和常见的均采用单断且回线直接共地的控制电路，如图5所示。

两系控制器通过CPU间通信进行数据交互，当数据比较一致时，分别输出控制信号A和控制信号B，受控电子开关A和受控电子开关B闭合，回路接通，安全输出被送出，外部继电器动作。受控电子开关闭合后，A检测回路和B检测回路分别检测到开关闭合，将检测信号反馈给两系控制器。自检通过依次闭合及断开受控电子开关A及B，两系控制器读取A检测及B检测反馈数据，来检测两个开关状态。

单断且回线直接共地的控制电路，只要受控电子开关A及受控电子开关B闭合，此路的安全24V电源就会被送出，同时外部继电器就会动作。当第n路继电器和第m路继电器的正极因各种原因出现如图6所示的混线情况时，无论第n路或第m路的受控电子开关A及受控电子开关B闭合，另一路开关不需要任何动作，都会导致另一路未输出的继电器回路接通，导致其继电器误动作，故障导向了危险侧。如图7所示，当出现外部24V电源正负双线混线时，这种情况下继电器会误动作。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种开关的控制电路。

本实用新型的另一个目的在于提出一种控制装置。

本实用新型的再一个目的在于提出再一种开关的控制电路。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面公开了一种开关的控制电路，所述控制电路包括至少一个输出控制电路，所述输出控制电路包括：第一开关电路，所述第一开关电路设置在安全电源和输出端之间；第二开关电路，所述第二开关电路的一端接地且另一端与输出回路端相连；第三开关电路，所述第三开关电路设置在所述输出端和所述输出回路端之间；控制组件，所述控制组件分别与所述第一开关电路至第三开关电路相连，用于在检测所述第一开关电路的开关状态异常时，控制所述第二开关电路和所述第三开关电路导通。

进一步地，所述控制组件为两系控制器，所述两系控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一开关电路包括串联的第一开关和第二开关，所述第二开关电路包括串联的第三开关和第四开关。

进一步地，所述第一开关和第三开关与所述第一控制器相连，所述第一控制器用于控制所述第一开关和第三开关的通断，并检测所述第一开关和所述第三开关的开关状态；

所述第二开关和第四开关与所述第二控制器相连，所述第二控制器用于控制所述第二开关和第四开关的通断，并检测所述第二开关和所述第四开关的开关状态。

进一步地，所述第三开关电路包括并联的第五开关和第六开关，所述第一控制器与所述第五开关相连，所述第二控制器与所述第六开关相连，所述第二控制器在检测到所述第二开关的开关状态异常时，所述第一控制器控制所述第五开关闭合，所述第二控制器控制所述第六开关闭合。

进一步地，所述第一开关和所述第二开关均为带有限流功能的受控电子开关。

进一步地，所述第五开关和所述第六开关均为功率型受控电子开关。

本实用新型的第二方面公开了一种控制装置，包括：根据上述第一方面所述的开关的控制电路。

本实用新型的第三方面公开了一种开关的控制电路一种开关的控制电路，所述控制电路包括至少一个输出控制电路，所述输出控制电路包括：

第一开关电路，所述第一开关电路设置在安全电源和输出端之间，所述第一开关电路包括串联的第一开关和第二开关；

第二开关电路，所述第二开关电路的一端接地且另一端与输出回路端相连，所述第二开关电路包括串联的第三开关和第四开关；

第三开关电路，所述第三开关电路设置在所述输出端和所述输出回路端之间，所述第三开关电路包括并联的第五开关和第六开关；

控制组件，所述控制组件包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器分别与所述第一开关、第三开关和所述第五开关相连，所述第二控制器分别与所述第二开关、第四开关和所述第六开关相连，其中，所述第一控制器用于控制所述第一开关和第三开关的通断，并检测所述第一开关和所述第三开关的开关状态；所述第二控制器用于控制所述第二开关和第四开关的通断，并检测所述第二开关和所述第四开关的开关状态，所述第二控制器在检测到所述第二开关的开关状态异常时，所述第一控制器控制所述第五开关闭合，所述第二控制器控制所述第六开关闭合。

本实用新型中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

根据本实用新型的实施例，可以准确地检测出是否存在故障，并在存在故障时，能够快速地切断向外部的受控开关(如复位继电器、屏蔽门控制继电器、折返继电器、照查继电器)的输出，进而，确保输出的安全性和可靠性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型一个实施例的开关的控制电路的结构框图；

图2是根据本实用新型一个实施例的开关的控制电路的示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的开关的控制电路在一种故障下的电路图；

图4是根据本实用新型一个实施例的开关的控制电路在另一种故障下的电路图；

图5是现有的开关的控制电路的示意图；

图6是现有的开关的控制电路在一种故障下的电路图；

图7是现有的开关的控制电路在另一种故障下的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例是用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

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实用新型实施例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是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。

以下结合附图描述根据本实用新型实施例的开关的控制电路及控制装置。

图1是根据本实用新型一个实施例的开关的控制电路的结构框图。如图1所示，并结合图2、图3和图4，根据本实用新型一个实施例的开关的控制电路，包括：至少一个输出控制电路，输出控制电路包括：第一开关电路110、第二开关电路120、第三开关电路130和控制组件140。其中：

第一开关电路110设置在安全电源和输出端(也称为安全输出端)之间。第二开关电路120的一端接地且第二开关电路120的另一端与输出回路端(也称为安全输出回路端)相连。第三开关电路130设置在输出端和输出回路端之间。控制组件140分别与第一开关电路110至第三开关电路130相连，用于在检测第一开关电路110的开关状态异常时，控制第二开关电路120和第三开关电路130导通。

根据本实用新型的实施例的开关的控制电路，可以准确地检测出是否存在故障，并在存在故障时，能够快速地切断向外部的受控开关(如复位继电器、屏蔽门控制继电器、折返继电器、照查继电器)的输出，进而，确保输出的安全性和可靠性。

本实施例中，安全电源例如为如图2所示的第n路安全24v，当然，也可以是如图3和图4所示的安全24v。结合图3和图4所示，以第n路继电器为例，输出端与第n路继电器的一端(第n路继电器的上端)相连，输出回路端与第n路继电器的另一端(第n路继电器的下端)相连。

结合图2、图3和图4所示，控制组件140为两系控制器，两系控制器包括第一控制器CUPA和第二控制器CUPB，第一开关电路110包括串联的第一开关A(如第n路、第m路受控开关A)和第二开关B(如第n路、第m路受控开关B)，第二开关电路120包括串联的第三开关C(如第n路、第m路受控开关C)和第四开关D(如第n路、第m路受控开关D)。控制组件140通过两系控制器的设计，两系控制器之间可以进行数据的相互校验，当校验通过时进行相应的控制操作，由此，提升了对开关控制的可靠性。

在本实用新型的一个实施例中，第一开关A和第三开关C与第一控制器CUPA相连，第一控制器CUPA用于控制第一开关A和第三开关C的通断，并检测第一开关A和第三开关C的开关状态。第二开关B和第四开关D与第二控制器CUPB相连，第二控制器CUPB用于控制第二开关B和第四开关D的通断，并检测第二开关B和第四开关D的开关状态。在该示例中，由第一控制器CUPA单独控制第一开关A和第三开关C的通断，第二控制器CUPB单独控制第二开关B和第四开关D的通断，因此，可以在第一控制器CUPA和第二控制器CUPB均确保正确的情况下，才可以两者一同控制第一开关电路、第二开关电路的通断，进一步提升了开关控制的可靠性和安全性。

在本实用新型的一个实施例中，第三开关电路130包括并联的第五开关E和第六开关F，第一控制器CUPA与第五开关E相连，第二控制器CUPB与第六开关F相连，第二控制器CUPB在检测到第二开关B的开关状态异常时，第一控制器CUPA控制第五开关E闭合，第二控制器CUPB控制第六开关F闭合。其中，第五开关E例如为如图2、图3和图4中的受控电子开关E，第六开关F例如为如图2、图3和图4中的受控电子开关F。从而可以准确地检测出是否存在故障，并在存在故障时，能够快速地切断向外部的受控开关的输出，提升开关控制的安全性。

在以上描述中，第一开关A和第二开关B均为带有限流功能的受控电子开关，从而可以根据实际需求调整限流的大小，提升开关的控制电路的适用性。第五开关E和第六开关F均为功率型受控电子开关，从而，避免功率过大造成开关的控制电路受损。

在介绍了本实用新型实施例的开关的控制电路的电路结构后，以下结合图2至图4对本实用新型实施例的开关的控制电路的工作原理进行详细阐述。

本实用新型实施例的开关的控制电路是在现有的单断且回线直接共地的控制电路基础上，在回线回路上分别增加受两系控制器控制的电子开关，增加此两电子开关，使各路继电器回线也受控制器控制，进而共地回路在开关之前被隔离开。其次将受控电子开关A由普通电子开关改进为带限流功能的受控电子开关，且限流大小可根据实际情况调整。同时输出正线增加两个受两系控制器控制的功率型电子开关。

具体来说，两系控制器通过CPU间通信进行数据交互，当数据比较一致时，分别输出控制信号A和B，及控制信号C和D，受控电子开关A和B及受控电子开关C和D都闭合，回路才会接通，安全输出被送出，外部继电器动作。受控电子开关闭合后，A检测回路、B检测回路及C和D检测回路分别检测到开关闭合，将检测信号反馈给两系控制器。

自检时，利用继电器的动作时间(毫秒级别)远大于电子开关动作时间(微秒至纳秒级别)，不会导致继电器误动作来实现。通过瞬时闭合及断开受控电子开关A、B及C、D，两系控制器读取A检测，B检测及C和D检测反馈数据，来检测四个开关状态。

受控电子开关A、B及C、D自检逻辑如表1所示，其中，受控电子开关断开为定义为“0”，闭合定义为“1”，检测到开关断开定义为“0”，检测到开关闭合定义为“1”

表1

开关A	开关B	开关C	开关D	A检测	B检测	C检测	D检测
								0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	1	0	0	0
								0	1	0	0	0	0	0	0
1	1	0	0	1	1	0	0
								0	0	1	0	0	0	0	0
1	0	1	0	1	0	0	0
								0	1	1	0	0	0	0	0
1	1	1	0	1	1	1	1
								0	0	0	1	0	0	0	0
1	0	0	1	1	0	0	0
								0	1	0	1	0	0	0	0
1	1	0	1	1	1	0	0
								0	0	1	1	0	0	0	0
1	0	1	1	1	0	0	0
								0	1	1	1	0	0	0	0
1	1	1	1	1	1	0	0

由于受控电子开关A改进为带限流功能，且受控电子开关E和F为功率型开关，通过A检测及B检测状态，也可对功率型受控电子开关E和F进行定期自检，确保其状态正常。

受控电子开关E和F自检逻辑如表2所示，其中，受控电子开关断开为定义为“0”，闭合定义为“1”，检测到开关断开定义为“0”，检测到开关闭合定义为“1”

表2

当第n路继电器和第m路继电器的正极因各种原因出现如图3所示的混线情况，其中一路四个受控开关闭合输出时，另一路只有回线上两个开关都闭合，才能导致其继电器误动作，而实际使用过程中，不会存在正线两个开关断开的情况下，单独闭合回路两个开关的情况，当然自检的过程除外。

出现上述混线故障时，第n路或第m路安全输出控制的B检测能够检测到异常并反馈给两系控制器，两系控制器首先将受控电子开关E和F闭合，将混线后输出短接到回线受控开关的前级，然后将回线上的受控电子开关C和D闭合，将混线的24V短接到地上。由于受控电子开关A改进为带限流功能，因此，输出被短到地上后，不会电路器件不会因为过流烧毁。因此，混线故障后，该电路可更加可靠的导向安全侧。

当出现外部24V电源正负双线混线时，如图4所示，这种情况下输出控制的B检测能够检测到异常并反馈给控制器，控制器可闭合受控开关E和F，将外部24V电源直接短接到外部24V电源的地上，外部继电器被短接旁路，因此不会动作。而受控开关E和F为功率型开关，能够承受较大功率，外部24V电源直接短接到地上也不会引起控制电路器件过流烧毁。

根据本实用新型实施例的开关的控制电路，可以准确地检测出是否存在故障，并在存在故障时，能够快速地切断向外部的受控开关(如复位继电器、屏蔽门控制继电器、折返继电器、照查继电器)的输出，进而，确保输出的安全性和可靠性。

进一步地，本实用新型的实施例公开了一种控制装置，包括：根据上述的任意一个实施例所述的开关的控制电路。本实用新型实施例的控制装置可以准确地检测出是否存在故障，并在存在故障时，能够快速地切断向外部的受控开关(如复位继电器、屏蔽门控制继电器、折返继电器、照查继电器)的输出，进而，确保输出的安全性和可靠性。

进一步地，本实用新型的实施例公开了一种开关的控制电路，控制电路包括至少一个输出控制电路，所述输出控制电路包括：第一开关电路，所述第一开关电路设置在安全电源和输出端之间，所述第一开关电路包括串联的第一开关和第二开关；第二开关电路，所述第二开关电路的一端接地且另一端与输出回路端相连，所述第二开关电路包括串联的第三开关和第四开关；第三开关电路，所述第三开关电路设置在所述输出端和所述输出回路端之间，所述第三开关电路包括并联的第五开关和第六开关；控制组件，所述控制组件包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器分别与所述第一开关、第三开关和所述第五开关相连，所述第二控制器分别与所述第二开关、第四开关和所述第六开关相连，其中，所述第一控制器用于控制所述第一开关和第三开关的通断，并检测所述第一开关和所述第三开关的开关状态；所述第二控制器用于控制所述第二开关和第四开关的通断，并检测所述第二开关和所述第四开关的开关状态，所述第二控制器在检测到所述第二开关的开关状态异常时，所述第一控制器控制所述第五开关闭合，所述第二控制器控制所述第六开关闭合。该开关的控制电路，可以准确地检测出是否存在故障，并在存在故障时，能够快速地切断向外部的受控开关(如复位继电器、屏蔽门控制继电器、折返继电器、照查继电器)的输出，进而，确保输出的安全性和可靠性。

以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例的方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型的各实施例的技术方案的精神和范围。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种开关的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括至少一个输出控制电路，所述输出控制电路包括：

第一开关电路，所述第一开关电路设置在安全电源和输出端之间；

第二开关电路，所述第二开关电路的一端接地且另一端与输出回路端相连；

第三开关电路，所述第三开关电路设置在所述输出端和所述输出回路端之间；

控制组件，所述控制组件分别与所述第一开关电路、所述第二开关和所述第三开关电路相连，用于在检测所述第一开关电路的开关状态异常时，控制所述第二开关电路和所述第三开关电路导通。

2.根据权利要求1所述的开关的控制电路，其特征在于，所述控制组件为两系控制器，所述两系控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一开关电路包括串联的第一开关和第二开关，所述第二开关电路包括串联的第三开关和第四开关。

3.根据权利要求2所述的开关的控制电路，其特征在于，

所述第一开关和第三开关与所述第一控制器相连，所述第一控制器用于控制所述第一开关和第三开关的通断，并检测所述第一开关和所述第三开关的开关状态；

所述第二开关和第四开关与所述第二控制器相连，所述第二控制器用于控制所述第二开关和第四开关的通断，并检测所述第二开关和所述第四开关的开关状态。

4.根据权利要求3所述的开关的控制电路，其特征在于，所述第三开关电路包括并联的第五开关和第六开关，所述第一控制器与所述第五开关相连，所述第二控制器与所述第六开关相连，所述第二控制器在检测到所述第二开关的开关状态异常时，所述第一控制器控制所述第五开关闭合，所述第二控制器控制所述第六开关闭合。

5.根据权利要求2-4任一项所述的开关的控制电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为带有限流功能的受控电子开关。

6.根据权利要求4所述的开关的控制电路，其特征在于，所述第五开关和所述第六开关均为功率型受控电子开关。

7.一种控制装置，其特征在于，包括：根据权利要求1-6任一项所述的开关的控制电路。

8.一种开关的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括至少一个输出控制电路，所述输出控制电路包括：

第一开关电路，所述第一开关电路设置在安全电源和输出端之间，所述第一开关电路包括串联的第一开关和第二开关；

第二开关电路，所述第二开关电路的一端接地且另一端与输出回路端相连，所述第二开关电路包括串联的第三开关和第四开关；

第三开关电路，所述第三开关电路设置在所述输出端和所述输出回路端之间，所述第三开关电路包括并联的第五开关和第六开关；

控制组件，所述控制组件包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器分别与所述第一开关、第三开关和所述第五开关相连，所述第二控制器分别与所述第二开关、第四开关和所述第六开关相连，其中，所述第一控制器用于控制所述第一开关和第三开关的通断，并检测所述第一开关和所述第三开关的开关状态；所述第二控制器用于控制所述第二开关和第四开关的通断，并检测所述第二开关和所述第四开关的开关状态，所述第二控制器在检测到所述第二开关的开关状态异常时，所述第一控制器控制所述第五开关闭合，所述第二控制器控制所述第六开关闭合。

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