牽引控制單元自檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力機車牽引控制技術(shù)，尤其涉及一種牽引控制單元自檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，電力機車牽引控制單元包括:CPU板、系統(tǒng)板、信號板、驅(qū)動反饋板和輸入/輸出板等。CPU板上的中央處理器DSP通過D/A轉(zhuǎn)換，模擬系統(tǒng)板、信號板、驅(qū)動反饋板和輸入/輸出板實際運行時所需的模擬信號和數(shù)字信號，并將模擬出來的模擬信號和數(shù)字信號分別提供給系統(tǒng)板、信號板、驅(qū)動反饋版和輸入/輸出板，并根據(jù)系統(tǒng)板、信號板、驅(qū)動反饋板和輸入/輸出板的反饋信號來判斷系統(tǒng)板、信號板、驅(qū)動反饋板和輸入/輸出板是否故障。
[0003]然而現(xiàn)有技術(shù)中，由于CPU板上的中央處理器DSP內(nèi)部資源的限制，導(dǎo)致牽引控制單元的自檢覆蓋率較低，同時影響中央處理器DSP處理核心算法的能力，從而影響牽引控制單元的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種牽引控制單元自檢測電路，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中牽引控制單元的自檢覆蓋率低，性能差的問題。
[0005]本發(fā)明的第一個方面是提供一種牽引控制單元自檢測電路，包括:
[0006]CPU板、系統(tǒng)板、信號板、驅(qū)動反饋板和輸入/輸出板；
[0007]所述CPU板與所述系統(tǒng)板、所述信號板、所述驅(qū)動反饋板和所述輸入/輸出板電連接；
[0008]所述信號板包括:FPGA芯片和模擬量自檢測電路，所述驅(qū)動反饋板中包括驅(qū)動反饋自檢測電路，所述FPGA芯片用于分別向所述模擬量自檢測電路和所述驅(qū)動反饋自檢測電路發(fā)送檢測信號，以檢測所述信號板和所述驅(qū)動反饋板是否存在故障；
[0009]所述輸入/輸出板包括:ARM芯片和輸入/輸出自檢測電路,所述ARM芯片用于向所述輸入/輸出自檢測電路發(fā)送檢測信號，以檢測所述輸入/輸出板是否存在故障。
[0010]本發(fā)明中，通過采用信號板中的FPGA芯片向信號板中的模擬量自檢測電路以及驅(qū)動反饋板中的驅(qū)動反饋自檢測電路發(fā)送電壓檢測信號來檢測信號板和驅(qū)動反饋板是否存在故障，采用輸入/輸出板中的ARM芯片向輸入/輸出自檢測電路發(fā)送電壓檢測信號來檢測輸入/輸出板是否存在故障，從而提高了牽引控制單元的自檢覆蓋率，提高了牽引控制單元的性能。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明提供的牽引控制單元自檢測電路一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明提供的牽引控制單元自檢測電路又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖3為本發(fā)明提供的牽引控制單元自檢測電路中信號板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明提供的牽引控制單元自檢測電路中驅(qū)動反饋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5為本發(fā)明提供的牽引控制單元自檢測電路中輸入/輸出板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6為本發(fā)明提供的牽引控制單元自檢測電路中系統(tǒng)板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]圖1為本發(fā)明提供的牽引控制單元自檢測電路一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，包括:
[0019]CPU板11、系統(tǒng)板12、信號板13、驅(qū)動反饋板14和輸入/輸出板15 ；
[0020]CPU板11與系統(tǒng)板12、信號板13、驅(qū)動反饋板14和輸入/輸出板15電連接；
[0021]信號板13包括:FPGA芯片131和模擬量自檢測電路132，驅(qū)動反饋板14中包括驅(qū)動反饋自檢測電路141，F(xiàn)PGA芯片用于分別向模擬量自檢測電路132和驅(qū)動反饋自檢測電路141發(fā)送檢測信號，以檢測信號板13和驅(qū)動反饋板14是否存在故障；
[0022]輸入/輸出板包括:ARM芯片151和輸入/輸出自檢測電路152，ARM芯片151用于向輸入/輸出自檢測電路152發(fā)送檢測信號，以檢測輸入/輸出板15是否存在故障。
[0023]本實施例中，通過采用信號板中的FPGA芯片向信號板中的模擬量自檢測電路以及驅(qū)動反饋板中的驅(qū)動反饋自檢測電路發(fā)送電壓檢測信號來檢測信號板和驅(qū)動反饋板是否存在故障，采用輸入/輸出板中的ARM芯片向輸入/輸出自檢測電路發(fā)送電壓檢測信號來檢測輸入/輸出板是否存在故障，從而提高了牽引控制單元的自檢覆蓋率，提高了牽引控制單元的性能。
[0024]進一步地,如圖2所示,信號板13還包括:模擬量采樣電路133 ；
[0025]FPGA芯片131，用于向模擬量自檢測電路132發(fā)送第一電壓檢測信號；
[0026]模擬量自檢測電路132，用于對第一電壓檢測信號進行電平轉(zhuǎn)換及多路復(fù)用處理，得到第一中間信號發(fā)送給模擬量采樣電路133 ；
[0027]模擬量采樣電路133，用于對第一中間信號進行采樣，得到第一反饋信號發(fā)送給FPGA芯片131，以使FPGA芯片131根據(jù)第一反饋信號和第一電壓檢測信號判斷模擬量采樣電路133是否存在故障。
[0028]驅(qū)動反饋板14還包括:IGBT狀態(tài)反饋電路142和IGBT驅(qū)動脈沖電路143，驅(qū)動反饋自檢測電路141包括:IGBT狀態(tài)反饋自檢測電路1411和IGBT驅(qū)動脈沖自檢測電路1412 ；
[0029]IGBT狀態(tài)反饋自檢測電路1411，用于接收FPGA芯片131對第二電壓檢測信號進行電平轉(zhuǎn)換處理后得到的第二中間信號，對第二中間信號進行多路復(fù)用處理，將處理后的第二中間信號發(fā)送給IGBT狀態(tài)反饋電路142 ；
[0030]IGBT狀態(tài)反饋電路142，用于對第二中間信號進行處理，得到第二反饋信號發(fā)送給FPGA芯片131，以使FPGA芯片131根據(jù)第二反饋信號和第二電壓檢測信號判斷IGBT狀態(tài)反饋電路142是否存在故障；
[0031]IGBT驅(qū)動脈沖電路143，用于接收FPGA芯片131發(fā)送的第三電壓檢測信號，對第三電壓檢測信號進行處理，得到第三中間信號發(fā)送給IGBT驅(qū)動脈沖自檢測電路1412 ；
[0032]IGBT驅(qū)動脈沖自檢測電路1412，用于對第三中間信號進行并入/串出處理，得到第三反饋信號發(fā)送給FPGA芯片131，以使FPGA芯片131根據(jù)第三反饋信號和第三電壓檢測信號判斷IGBT驅(qū)動脈沖電路143是否存在故障。
[0033]輸入/輸出板15還包括:數(shù)字量輸入調(diào)理電路153和數(shù)字量輸出調(diào)理電路154，輸入/輸出自檢測電路152包括:數(shù)字量輸入自檢測電路1521和數(shù)字量輸出自檢測電路1522 ；
[0034]ARM芯片151，用于向數(shù)字量輸入自檢測電路發(fā)送第四電壓檢測信號，或者向數(shù)字量輸出調(diào)理電路154發(fā)送第五電壓檢測信號；
[0035]數(shù)字量輸入自檢測電路1521，用于接收ARM芯片151發(fā)送的第四電壓檢測信號，對第四電壓檢測信號進行光耦隔離和多路復(fù)用處理，得到第四中間信號發(fā)送給數(shù)字量輸入調(diào)理電路153 ；
[0036]數(shù)字量輸入調(diào)理電路153，用于對第四中間信號進行處理，得到第四反饋信號發(fā)送給ARM芯片151，以使ARM芯片151根據(jù)第四電壓檢測信號和第四反饋信號判斷數(shù)字量輸入調(diào)理電路153是否存在故障；
[0037]數(shù)字量輸出調(diào)理電路154，用于接收ARM芯片151發(fā)送的第五電壓檢測信號，對第五電壓檢測信號進行處理，得到第五中間信號發(fā)送給數(shù)字量輸出自檢測電路；
[0038]數(shù)字量輸出自檢測電路1522，用于對第五中間信號進行并入/串出處理，得到第五反饋信號發(fā)送給ARM芯片151，以使ARM芯片151根據(jù)第五電壓檢測信號和第五反饋信號判斷數(shù)字量輸出調(diào)理電路154是否存在故障。
[0039]進一步地，如圖3所示，信號板13中的模擬量自檢測電路132還包括:
[0040]D/A芯片1321,用于對第一電壓檢測信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換,得到第一模擬電壓信號；
[0041]電平轉(zhuǎn)換模塊1322，用于對第一模擬電壓信號進行電平轉(zhuǎn)換，得到第一中間信號;
[0042]第一多路復(fù)用開關(guān)1323，用于將第一中間信號分別送入模擬量采樣電路133中各模擬量采樣電阻的后側(cè)輸入端口。
[0043]其中，送入模擬量采樣電路133中各模擬量采樣電阻的后側(cè)輸入端口的第一中間信號經(jīng)過模擬量采樣電路中的調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換后得到第一反饋信號送入FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片將第一反饋信號與第一電壓檢測信號進行比較，用于判斷該路模擬量采樣電路是否存在故障。FPGA芯片輸出的第一電壓檢測信號的電壓值就是模擬電力機車電流、電壓傳感器輸出的電流值經(jīng)米樣電阻轉(zhuǎn)換后的電壓值。例如，若FPGA芯片發(fā)出一路IV的電壓檢測信號，當模擬量采樣電路未出現(xiàn)故障時，經(jīng)模擬量自檢測電路、模擬量采樣電路中的調(diào)理電路處理、A/D轉(zhuǎn)換后得到的第一反饋信號的數(shù)字量應(yīng)該為1024，因此FPGA芯片可以根據(jù)第一反饋信號的值判斷模擬量采樣電路是否存在故障，即當FPGA芯片采集到的值為1024時，代表模擬量采集電路無故障，否則可以判斷模擬量采集電路存在故障。
[0044]更進一步地，如圖4所示，第二中間信號為多路電壓信號，IGBT狀態(tài)反饋自檢測電路1411具體可以為:
[0045]第二多路復(fù)用開關(guān)，用于將多路電壓信號分別發(fā)送到IGBT狀態(tài)反饋電路142的各IGBT狀態(tài)反饋端口 ；
[0046]第三中間信號為多路脈沖電壓信號，IGBT驅(qū)動脈沖自檢測電路1412具體可以為:
[0047]并入/串出寄存器，用于對多路脈沖電壓信號進行并入/串出處理，得到第三反饋信號發(fā)送給FPGA芯片131。
[0048]其中，發(fā)送到IGBT狀態(tài)反饋電路142的各IGBT狀態(tài)反饋端口的多路電壓信號經(jīng)過IGBT狀態(tài)反饋電路142中的狀態(tài)反饋調(diào)理電路處理得到第二反饋信號后，送回信號板的FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片將第二反饋信號與輸出的第二電壓檢測信號進行比較，判斷IGBT狀態(tài)反饋硬件電路是否存在故障。例如，F(xiàn)PGA芯片可以輸出第二電壓檢測信號來模擬IGBT狀態(tài)反饋電路的輸入信號，當FPGA芯片輸出高電平時，若IGBT狀態(tài)反饋電路正常，IGBT狀態(tài)反饋電路送回到FPGA芯片的第二反饋信號為高電平；若IGBT狀態(tài)反饋電路存在故障，IGBT狀態(tài)反饋電路送回到FPGA芯片的第二反饋信號為低電平。當FPGA芯片輸出低電平時，若IGBT狀態(tài)反饋電路正常，IGBT狀態(tài)反饋電路送回到FPGA芯片的第二反饋信號為低電平；若IGBT狀態(tài)反饋電路存在故障，IGBT狀態(tài)反饋電路送回到FPGA芯片的第二反饋信號為高電平。
[0049]另外，當信號板中