一種電路開(kāi)關(guān)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電路開(kāi)關(guān)裝置，包括CPU電路、電源電路、電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路、安全監(jiān)控電路、開(kāi)關(guān)單元。所述的CPU電路、安全監(jiān)控電路、開(kāi)關(guān)單元回環(huán)連接，所述的電源電路與CPU電路、安全監(jiān)控電路連接，所述的電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路與電源電路連接；所述的電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路用于監(jiān)測(cè)電源電壓；所述的CPU電路模塊中包含RS485總線、CAN總線、I2C、GPIO、ADC；所述的安全監(jiān)控電路內(nèi)部設(shè)有窗口看門狗；所述的開(kāi)關(guān)單元中的開(kāi)關(guān)為帶強(qiáng)制導(dǎo)向接點(diǎn)的繼電器；本實(shí)用新型提供一種電路開(kāi)關(guān)裝置，可以安全可靠的打開(kāi)或關(guān)閉電路，為系統(tǒng)的可靠性提供保障，具有較大的實(shí)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】—種電路開(kāi)關(guān)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)關(guān)電路，尤其涉及一種對(duì)安全可靠要求高的電路開(kāi)關(guān)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在電子電路及控制系統(tǒng)中，安全可靠一直是工程師需要重視的問(wèn)題。在安全緊要系統(tǒng)(Safety critical)，即與人性命攸關(guān)的系統(tǒng)中，保證安全是第一位的，像汽車電子設(shè)備、交通信號(hào)系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、航海電子設(shè)備、航天器等，對(duì)安全可靠都有嚴(yán)格的要求。
[0003]在這種對(duì)安全可靠要求高的系統(tǒng)中，有這樣一種需求:需要一個(gè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)一個(gè)重要的信號(hào)，如果這個(gè)信號(hào)出現(xiàn)異常，就要關(guān)閉或打開(kāi)一個(gè)電路。例如在醫(yī)用電動(dòng)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，如果監(jiān)測(cè)到控制系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)異常，就要立即關(guān)閉電機(jī)電路、噴水噴氣功能，以免發(fā)生意外，危及患者安全。在電腦橫機(jī)控制器中，也要在系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，及時(shí)關(guān)閉電機(jī)，以免發(fā)生撞邊。電路開(kāi)關(guān)裝置在可靠性上，就要求能夠準(zhǔn)確的接受到控制系統(tǒng)發(fā)來(lái)的信號(hào)，能監(jiān)測(cè)到異常情況，能夠排除干擾信號(hào)；監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)出現(xiàn)異常以后，還必須能夠可靠的關(guān)閉相關(guān)電路和功能。這個(gè)裝置在元器件的選擇上，也要排除容易出現(xiàn)不良的元器件，確保裝置本身具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問(wèn)題，而提供一種電路開(kāi)關(guān)裝置，可以安全可靠的打開(kāi)或關(guān)閉電路，為系統(tǒng)的可靠性提供保障。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種電路開(kāi)關(guān)裝置，包括CPU電路、電源電路、電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路、安全監(jiān)控電路、開(kāi)關(guān)單元，所述的CPU電路、安全監(jiān)控電路和開(kāi)關(guān)單元回環(huán)連接，所述的電源電路與CPU電路、安全監(jiān)控電路連接，所述的電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路和電源電路連接；
[0007]所述開(kāi)關(guān)單元打開(kāi)或關(guān)閉，由控制單元接受控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)；
[0008]所述的開(kāi)關(guān)單元具有互斥功能；
[0009]所述的控制單元對(duì)控制信號(hào)具有選擇性。
[0010]本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果如下:
[0011]1、開(kāi)關(guān)單元具有互斥功能，能夠可靠的打開(kāi)或者關(guān)閉，使電路可靠導(dǎo)通或斷開(kāi)。
[0012]2、控制單元對(duì)控制信號(hào)具有很好的選擇性，確保只有符合選擇條件的信號(hào)才能夠被控制單元接受，能夠避免對(duì)異常信號(hào)和干擾的響應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1所示為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2所示為電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路和電源電路的原理圖；
[0015]圖3所示為安全監(jiān)控電路和開(kāi)關(guān)單元的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0017]如圖1所示，一種電路開(kāi)關(guān)裝置，包括CPU電路1、電源電路2、電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路3、安全監(jiān)控電路4、開(kāi)關(guān)單元5。CPU電路1、安全監(jiān)控電路4、開(kāi)關(guān)單元5回環(huán)連接，電源電路2與CPU電路1、安全監(jiān)控電路4連接，電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路3與電源電路2連接。
[0018]其中安全監(jiān)控電路4是本裝置的核心部分，安全監(jiān)控電路4內(nèi)部設(shè)有有窗口看門狗，窗口看門狗需要由CPU電路I在規(guī)定的時(shí)間范圍和間隔區(qū)間發(fā)出喂狗信號(hào)7進(jìn)行喂狗，否則將發(fā)出開(kāi)關(guān)使能信號(hào)10使開(kāi)關(guān)單元5動(dòng)作，并向CPU電路I發(fā)出復(fù)位信號(hào)8。
[0019]開(kāi)關(guān)單元5中的開(kāi)關(guān)為帶強(qiáng)制導(dǎo)向接點(diǎn)的繼電器，通過(guò)聯(lián)鎖電路避免設(shè)備的危險(xiǎn)狀態(tài)。開(kāi)關(guān)單元5的關(guān)閉或打開(kāi)由開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)9送入到CPU電路I。
[0020]CPU電路I的電路模塊中包含RS485總線、CAN總線、I2C、GP10、ADC。外部設(shè)備可以通過(guò)這些路徑提供受測(cè)信息。電路開(kāi)關(guān)裝置如果檢測(cè)到這些受測(cè)信息沒(méi)有及時(shí)發(fā)送過(guò)來(lái)，或發(fā)送過(guò)來(lái)的信息異常，則認(rèn)為外部設(shè)備出現(xiàn)故障，即停止發(fā)出喂狗信號(hào)7，從而會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)單元5動(dòng)作。
[0021]電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路3用于監(jiān)測(cè)電源電壓，若電源電壓不在預(yù)定的范圍，則電源電路2會(huì)關(guān)閉，使電路開(kāi)關(guān)裝置失電，也會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)單元5動(dòng)作。
[0022]本實(shí)施例中，CPU電路I中的微控制器為STM8S207，安全監(jiān)控電路4使用的芯片為EM6152，開(kāi)關(guān)單元5中的開(kāi)關(guān)為安全繼電器G7S-4A2B，電源電路芯片為L(zhǎng)P38690DT-2.5，電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路3使用的芯片為NCP303LSN27T1。
[0023]如圖2所示，本實(shí)施例中電源電路2中使用的低壓差電源調(diào)節(jié)器為L(zhǎng)P38690DT-2.5，電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路3中使用的芯片為NCP303LSN27T1，LP38690DT-2.5的使能腳與NCP303LSN27T1的復(fù)位腳連接。電阻Rl和電阻R2使得NCP303LSN27T1工作于一個(gè)確定的電壓區(qū)間內(nèi)，小于這個(gè)電壓區(qū)間或大于這個(gè)電壓區(qū)間，都會(huì)通過(guò)復(fù)位腳關(guān)閉LP38690DT-2.5。電容C2與NCP303LSN27T1的設(shè)置延時(shí)引腳連接，能夠防止VCC的毛刺引起誤操作。如果VCC容性很大，在失電時(shí)，掉電會(huì)很慢，容易引起NCP303LSN27T1的振蕩，二極管Dl和電容Cl能夠有效防止這種振蕩。
[0024]如圖3所示，本實(shí)施例中安全監(jiān)控電路4內(nèi)部具有窗口看門狗，窗口看門狗需要由CPU電路I在規(guī)定的時(shí)間范圍和間隔區(qū)間發(fā)出喂狗信號(hào)7進(jìn)行喂狗，否則將發(fā)出開(kāi)關(guān)使能信號(hào)10使開(kāi)關(guān)單元5動(dòng)作，并向CPU電路I發(fā)出復(fù)位信號(hào)8。
[0025]開(kāi)關(guān)單元5中的開(kāi)關(guān)為帶強(qiáng)制導(dǎo)向接點(diǎn)的安全繼電器，通過(guò)聯(lián)鎖電路避免設(shè)備的危險(xiǎn)狀態(tài)。開(kāi)關(guān)單元5的關(guān)閉或打開(kāi)由開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)9送入CPU電路1，由CPU電路I發(fā)出報(bào)警信息。開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)9通過(guò)電流檢測(cè)電路提供，在電氣上與開(kāi)關(guān)電路是隔離的，使電路開(kāi)關(guān)裝置不受開(kāi)關(guān)信號(hào)的影響。電流檢測(cè)電路可以使用霍爾元件，光耦，磁性電流檢測(cè)元件等電流檢測(cè)。開(kāi)關(guān)單元5中的開(kāi)關(guān)也可以是其它類型的繼電器、M0SFET、三極管、可控硅。
[0026]本實(shí)用新型為了提高電路開(kāi)關(guān)裝置的可靠性，對(duì)開(kāi)關(guān)、電源、CPU都做了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)電路考慮到了各種情況，具有很高的可靠等級(jí)，確保在監(jiān)測(cè)到異常情況時(shí)開(kāi)關(guān)能夠可靠的動(dòng)作。并且在實(shí)施例中，選用了具有極高可靠性的帶強(qiáng)制導(dǎo)向接點(diǎn)的安全繼電器，通過(guò)聯(lián)鎖電路避免設(shè)備的危險(xiǎn)狀態(tài)。本實(shí)用新型中的CPU電路I的作用是提供多種接口供用戶使用，因此去掉CPU電路I在很多場(chǎng)合也是可以使用的，并不降低裝置的可靠性。本實(shí)用新型實(shí)用功能齊全，可靠性穩(wěn)定性高，功耗低，體積小。
[0027] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改型和改變，特別是可以選擇具有同類或相似功能的其它型號(hào)的元器件。因此，本實(shí)用新型覆蓋了落入所附的權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)的各種改型和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種電路開(kāi)關(guān)裝置，包括CPU電路、電源電路、電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路、安全監(jiān)控電路、開(kāi)關(guān)單元，其特征在于:所述的CPU電路、安全監(jiān)控電路和開(kāi)關(guān)單元回環(huán)連接，所述的電源電路與CPU電路、安全監(jiān)控電路連接，所述的電源電壓監(jiān)測(cè)與控制電路與電源電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電路開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)單元打開(kāi)或關(guān)閉，由控制單元接受控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電路開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于:所述的開(kāi)關(guān)單元具有互斥功倉(cāng)泛。
4.如權(quán)利要求2所述的一種電路開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于:所述的控制單元對(duì)控制信號(hào)具有選擇性。
【文檔編號(hào)】G05B9/02GK203858464SQ201320812619
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】馮偉, 張津濤, 張燦斌 申請(qǐng)人:睿芯信息科技（上海）有限公司