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(jī)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(jī)車牽引控制單元包括:CPU板、系統(tǒng)板、信號(hào)板、驅(qū)動(dòng)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(hào)板、驅(qū)動(dòng)反饋板和輸入/輸出板實(shí)際運(yùn)行時(shí)所需的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，并將模擬出來的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分別提供給系統(tǒng)板、信號(hào)板、驅(qū)動(dòng)反饋版和輸入/輸出板，并根據(jù)系統(tǒng)板、信號(hào)板、驅(qū)動(dòng)反饋板和輸入/輸出板的反饋信號(hào)來判斷系統(tǒng)板、信號(hào)板、驅(qū)動(dòng)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(shí)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(gè)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(hào)板、驅(qū)動(dòng)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(hào)板、所述驅(qū)動(dòng)反饋板和所述輸入/輸出板電連接；
[0008]所述信號(hào)板包括:FPGA芯片和模擬量自檢測電路，所述驅(qū)動(dòng)反饋板中包括驅(qū)動(dòng)反饋?zhàn)詸z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(dòng)反饋?zhàn)詸z測電路發(fā)送檢測信號(hào)，以檢測所述信號(hào)板和所述驅(qū)動(dòng)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(hào)，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(hào)板中的FPGA芯片向信號(hào)板中的模擬量自檢測電路以及驅(qū)動(dòng)反饋板中的驅(qū)動(dòng)反饋?zhàn)詸z測電路發(fā)送電壓檢測信號(hào)來檢測信號(hào)板和驅(qū)動(dòng)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(hào)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(hào)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(dòng)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(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)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(gè)實(shí)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(hào)板13、驅(qū)動(dòng)反饋板14和輸入/輸出板15 ；
[0020]CPU板11與系統(tǒng)板12、信號(hào)板13、驅(qū)動(dòng)反饋板14和輸入/輸出板15電連接；
[0021]信號(hào)板13包括:FPGA芯片131和模擬量自檢測電路132，驅(qū)動(dòng)反饋板14中包括驅(qū)動(dòng)反饋?zhàn)詸z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(dòng)反饋?zhàn)詸z測電路141發(fā)送檢測信號(hào)，以檢測信號(hào)板13和驅(qū)動(dòng)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(hào)，以檢測輸入/輸出板15是否存在故障。
[0023]本實(shí)施例中，通過采用信號(hào)板中的FPGA芯片向信號(hào)板中的模擬量自檢測電路以及驅(qū)動(dòng)反饋板中的驅(qū)動(dòng)反饋?zhàn)詸z測電路發(fā)送電壓檢測信號(hào)來檢測信號(hào)板和驅(qū)動(dòng)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(hào)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(jìn)一步地,如圖2所示,信號(hào)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(hào)；
[0026]模擬量自檢測電路132，用于對(duì)第一電壓檢測信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換及多路復(fù)用處理，得到第一中間信號(hào)發(fā)送給模擬量采樣電路133 ；
[0027]模擬量采樣電路133，用于對(duì)第一中間信號(hào)進(jìn)行采樣，得到第一反饋信號(hào)發(fā)送給FPGA芯片131，以使FPGA芯片131根據(jù)第一反饋信號(hào)和第一電壓檢測信號(hào)判斷模擬量采樣電路133是否存在故障。
[0028]驅(qū)動(dòng)反饋板14還包括:IGBT狀態(tài)反饋電路142和IGBT驅(qū)動(dòng)脈沖電路143，驅(qū)動(dòng)反饋?zhàn)詸z測電路141包括:IGBT狀態(tài)反饋?zhàn)詸z測電路1411和IGBT驅(qū)動(dòng)脈沖自檢測電路1412 ；
[0029]IGBT狀態(tài)反饋?zhàn)詸z測電路1411，用于接收FPGA芯片131對(duì)第二電壓檢測信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換處理后得到的第二中間信號(hào)，對(duì)第二中間信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用處理，將處理后的第二中間信號(hào)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(duì)第二中間信號(hào)進(jìn)行處理，得到第二反饋信號(hào)發(fā)送給FPGA芯片131，以使FPGA芯片131根據(jù)第二反饋信號(hào)和第二電壓檢測信號(hào)判斷IGBT狀態(tài)反饋電路142是否存在故障；
[0031]IGBT驅(qū)動(dòng)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(hào)，對(duì)第三電壓檢測信號(hào)進(jìn)行處理，得到第三中間信號(hào)發(fā)送給IGBT驅(qū)動(dòng)脈沖自檢測電路1412 ；
[0032]IGBT驅(qū)動(dòng)脈沖自檢測電路1412，用于對(duì)第三中間信號(hào)進(jìn)行并入/串出處理，得到第三反饋信號(hào)發(fā)送給FPGA芯片131，以使FPGA芯片131根據(jù)第三反饋信號(hào)和第三電壓檢測信號(hào)判斷IGBT驅(qū)動(dòng)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(hào)，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(hào)；
[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(hào)，對(duì)第四電壓檢測信號(hào)進(jìn)行光耦隔離和多路復(fù)用處理，得到第四中間信號(hào)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(duì)第四中間信號(hào)進(jìn)行處理，得到第四反饋信號(hào)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(hào)和第四反饋信號(hào)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(hào)，對(duì)第五電壓檢測信號(hào)進(jìn)行處理，得到第五中間信號(hào)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(duì)第五中間信號(hào)進(jìn)行并入/串出處理，得到第五反饋信號(hào)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(hào)和第五反饋信號(hào)判斷數(shù)字量輸出調(diào)理電路154是否存在故障。
[0039]進(jìn)一步地，如圖3所示，信號(hào)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(duì)第一電壓檢測信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,得到第一模擬電壓信號(hào)；
[0041]電平轉(zhuǎn)換模塊1322，用于對(duì)第一模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，得到第一中間信號(hào);
[0042]第一多路復(fù)用開關(guān)1323，用于將第一中間信號(hào)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(hào)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(hào)送入FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片將第一反饋信號(hào)與第一電壓檢測信號(hào)進(jìn)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(hào)的電壓值就是模擬電力機(jī)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(hào)，當(dāng)模擬量采樣電路未出現(xiàn)故障時(shí)，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(hào)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(hào)的值判斷模擬量采樣電路是否存在故障，即當(dāng)FPGA芯片采集到的值為1024時(shí)，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(jìn)一步地，如圖4所示，第二中間信號(hào)為多路電壓信號(hào)，IGBT狀態(tài)反饋?zhàn)詸z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(hào)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(hào)為多路脈沖電壓信號(hào)，IGBT驅(qū)動(dòng)脈沖自檢測電路1412具體可以為:
[0047]并入/串出寄存器，用于對(duì)多路脈沖電壓信號(hào)進(jìn)行并入/串出處理，得到第三反饋信號(hào)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(hào)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(hào)后，送回信號(hào)板的FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片將第二反饋信號(hào)與輸出的第二電壓檢測信號(hào)進(jìn)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(hào)來模擬IGBT狀態(tài)反饋電路的輸入信號(hào)，當(dāng)FPGA芯片輸出高電平時(shí)，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(hào)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(hào)為低電平。當(dāng)FPGA芯片輸出低電平時(shí)，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(hào)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(hào)為高電平。
[0049]另外，當(dāng)信號(hào)板中