安全輸出模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二取二平臺(tái)硬件表決部分的設(shè)備或裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種安全輸出模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]安全平臺(tái)是各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域重要的平臺(tái)之一，包括二乘二取二、三取二和二取二平臺(tái)等系統(tǒng)，而安全輸出模塊裝置則可作為各大安全平臺(tái)的核心表決部件和輸出部件。作為第三方裁決裝置，安全輸出模塊通過純硬件電路的思路實(shí)現(xiàn)平臺(tái)系統(tǒng)的安全功能，即通過安全輸出模塊裝置的“故障一一安全”原則保障安全系統(tǒng)能滿足“故障一一安全”原則。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全輸出模塊，用于安全平臺(tái)的硬件表決部分，具有輸出穩(wěn)定、準(zhǔn)確、安全性高的特點(diǎn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種安全輸出模塊，其特征在于:包括前級(jí)預(yù)處理電路、中間級(jí)表決電路和末級(jí)輸出及回檢電路，所述前級(jí)預(yù)處理電路的輸入端接狀態(tài)方波信號(hào)，所述前級(jí)預(yù)處理電路的輸出端輸出互相獨(dú)立的直流電源后與中間級(jí)表決電路的輸入端連接，中間級(jí)表決電路的輸出端輸出脈沖信號(hào)后與末級(jí)輸出及回檢電路的輸入端連接，末級(jí)輸出及回檢電路的反饋輸出端與中間級(jí)表決電路的反饋輸入端連接，所述末級(jí)輸出及回檢電路的輸出端設(shè)有三個(gè)，分別為電壓回讀輸出端、電流回讀輸出端和電壓輸出端。
[0005]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述前級(jí)預(yù)處理電路的輸入端分別接具有特定頻率和幅值的兩路方波信號(hào)，輸出三路相互獨(dú)立的直流電源。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述中間級(jí)表決電路通過前級(jí)預(yù)處理電路提供的相互獨(dú)立的直流電源激發(fā)振蕩，輸出占空比一定、頻率和幅值滿足要求的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)是在前級(jí)預(yù)處理電路輸入的動(dòng)態(tài)方波均成立且通過前級(jí)預(yù)處理電路輸出正常的直流電源的情況下才震蕩輸出方波。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述中間級(jí)表決電路通過獨(dú)立的供電端口進(jìn)行供電。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述后級(jí)輸出及回檢電路，通過中間級(jí)表決電路輸出滿足要求的脈沖信號(hào)激發(fā)震蕩傳輸能量，并反饋實(shí)時(shí)控制保證輸出電壓，形成穩(wěn)定的直流電源輸出。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述前級(jí)預(yù)處理電路包括兩個(gè)子前級(jí)預(yù)處理電路，其中第一子前級(jí)預(yù)處理電路包括電容1C1A，電容1C1A的一端為所述前級(jí)預(yù)處理電路的一個(gè)輸入端，接方波信號(hào)，電容1C1A的另一端分為兩路，第一路接三極管1Q1A的基極，第二路經(jīng)電阻1R1A接地；三極管1Q1A的集電極第一路接電源，第二路經(jīng)電容1C2A接地；三極管1Q1A的發(fā)射極第一路經(jīng)電阻1R2A接地，第二路經(jīng)電阻1R3A接光耦1K1A輸入端的正極，光耦1K1A輸入端的負(fù)極接地；光耦的一個(gè)輸出端接電源，另一個(gè)輸出端分為兩路，第一路經(jīng)電阻1R4A接地，第二路經(jīng)電阻1R5A接三極管1Q2A的基極；三極管1Q2A的集電極接電源，三極管1Q2A發(fā)射極經(jīng)電阻1R6A后分為兩路，其中第一路與MOS管1Q3A的柵極連接，第二路經(jīng)電阻1R7A接地；MOS管1Q3A的源極接地，MOS管1Q3A的漏極與脈沖變壓器1T1A的一個(gè)初級(jí)輸入端連接，脈沖變壓器1T1A的另一個(gè)初級(jí)輸入端接電源，脈沖變壓器1T1A的一個(gè)次級(jí)輸出端接地，脈沖變壓器1T1A的另一個(gè)次級(jí)輸出端經(jīng)電阻1R8A與二極管1D1A的正極連接，二極管1D1A的負(fù)極為所述前級(jí)預(yù)處理電路的第一個(gè)輸出端，輸出第一路直流電源，反向二極管1D2A和濾波電容1C3A并聯(lián)在所述子前級(jí)預(yù)處理電路的輸出端上。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述前級(jí)預(yù)處理電路包括兩個(gè)子前級(jí)預(yù)處理電路，其中第二子前級(jí)預(yù)處理電路包括電容1C1B，電容1C1B的一端為所述前級(jí)預(yù)處理電路的一個(gè)輸入端，接方波信號(hào)，電容1C1B的另一端分為兩路，第一路接三極管1Q1B的基極，第二路經(jīng)電阻1R1B接地；三極管1Q1B的集電極第一路接電源，第二路經(jīng)電容1C2B接地；三極管1Q1B的發(fā)射極第一路經(jīng)電阻1R2B接地，第二路經(jīng)電阻1R3B接光耦1K1B輸入端的正極，光耦1K1B輸入端的負(fù)極接地；光耦的一個(gè)輸出端接電源，另一個(gè)輸出端分為兩路，第一路經(jīng)電阻1R4B接地，第二路經(jīng)電阻1R5B接三極管1Q2B的基極；三極管1Q2B的集電極接電源，三極管1Q2B發(fā)射極經(jīng)電阻1R6B后分為兩路，其中第一路與M0S管1Q3B的柵極連接，第二路經(jīng)電阻1R7B接地；M0S管1Q3B的源極接地，M0S管1Q3B的漏極與脈沖變壓器1T1B的一個(gè)初級(jí)輸入端連接，脈沖變壓器1T1B的另一個(gè)初級(jí)輸入端接電源，脈沖變壓器1T1B設(shè)有兩個(gè)次級(jí)線圈，其中第一個(gè)次級(jí)線圈的一個(gè)輸出端接地，另一個(gè)輸出端經(jīng)電阻1R8B與二極管1D1B的正極連接，二極管1D1B的負(fù)極為所述前級(jí)預(yù)處理電路的第二個(gè)輸出端，輸出第二路直流電源，反向二極管1D2B和濾波電容1C3B并聯(lián)在第二個(gè)輸出端上；第二個(gè)次級(jí)線圈的一個(gè)輸出端接地，另一個(gè)輸出端經(jīng)電阻1R8C與二極管1D1C的正極連接，二極管1D1C的負(fù)極為所述前級(jí)預(yù)處理電路的第三個(gè)輸出端，輸出第三路直流電源，反向二極管1D2C和濾波電容1C3C并聯(lián)在第三個(gè)輸出端上。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述中間級(jí)表決電路包括電阻2R1A，電阻2R1A的一端和電阻2R2A的一端合并后接前級(jí)預(yù)處理電路的第一路直流電源輸出端，電阻2R1A的另一端接三極管2Q1B的基極，電阻2R2A的另一端分為三路，第一路與電阻2R4的一端連接，第二路與三極管2Q1A的集電極連接，第三路經(jīng)電容2C1A與三極管2Q1B的基極連接；
電阻2R1B的一端和電阻2R2B的一端合并后接前級(jí)預(yù)處理電路的第二路直流電源輸出端，電阻2R1B的另一端接三極管2Q1B的集電極，電阻2R2B的另一端分為兩路，第一路依次經(jīng)電容2C1B和電阻2R3后接地，第二路與三極管2Q1A的基極連接，三極管2Q1A和三極管2Q1B的發(fā)射極接地；
三極管2Q2的集電極接前級(jí)預(yù)處理電路的第三路直流電源輸出端，電阻2R4的另一端經(jīng)電容2C2分別與三極管2Q2、三極管2Q3的基極連接，三極管2Q2的發(fā)射極分為兩路，第一路與電阻2R5的一端連接，第二路與三極管2Q3的發(fā)射極連接，三極管2Q3的集電極接地；電阻2R5的另一端分為兩路，第一路經(jīng)電阻2R6接地，第二路與M0S管2Q4的柵極連接，M0S管2Q4的源極接地，電阻2R4與電容2C2的結(jié)點(diǎn)為所述中間級(jí)表決電路的反饋輸入端；
電阻2R8的一端接電源，另一端分為三路，第一路與脈沖變壓器2T1的一個(gè)初級(jí)輸入端連接，第二路依次經(jīng)電阻2R7、反向二極管2D1與脈沖變壓器2T1的另一個(gè)初級(jí)輸入端連接，第三路經(jīng)電容2C3接電阻2R7與二極管2D1的結(jié)點(diǎn)，M0S管2Q4的柵極接二極管2D1與脈沖變壓器2T1的結(jié)點(diǎn)，脈沖變壓器2T1次級(jí)的一端接地，另一端依次經(jīng)二極管2D7、電阻2R9與二極管2D6的正極連接，二極管2D6的負(fù)極為所述中間級(jí)表決電路的輸出端，電容2E1的一端接地，另一端接二極管2D7與電阻2R9的結(jié)點(diǎn)，反向二極管2D5并聯(lián)在所述中間級(jí)表決電路的輸出端，所述二極管2D7與電阻2R9的結(jié)點(diǎn)為回讀檢查端口。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述末級(jí)輸出及回檢電路的輸入端分為四路，第一路與三極管3Q2的發(fā)射極連接，第二路經(jīng)電阻3R5與三極管3Q6的發(fā)射極連接，第三路與三極管3Q3的集電極連接，第四路經(jīng)電阻3R6分別與三極管3Q3的基極以及三極管3Q4的集電極連接；三極管3Q3的發(fā)射極分為兩路，第一路與三極管3Q4的基極連接，第二路依次經(jīng)電阻3R7、電阻3R8與光耦3K2的正極輸入端連接，光耦3K2的負(fù)極輸入端接地，光耦3K2的發(fā)射極輸出端接地，光耦3K2的集電極輸出端分為兩路，第一路經(jīng)電阻3R12接電源，第二路為所述末級(jí)輸出及回檢電路的電壓回讀輸出端，三極管3Q6的集電極經(jīng)電阻3R9與光耦3K4的正極輸入端連接，光耦3K4的負(fù)極輸入端接地，光耦3K4的發(fā)射極輸出端接地，光耦3K4的集電極輸出端分為兩路，第一路經(jīng)電阻3R13接電源，第二路為所述末級(jí)輸出及回檢電路的電流回讀輸出端；
三極管3Q6的基極經(jīng)電阻3R11后分為兩路，第一路經(jīng)電阻3R10接地，第二路經(jīng)二極管3D2后分為兩路，其中第一路經(jīng)電阻3R4接三極管3Q2的基極，第二路為所述末級(jí)輸出及回檢電路的電壓輸出端，三極管3Q2的集電極經(jīng)電