[发明专利]一种智能化安全输出模块

权利要求书

1.一种智能化安全输出模块，其特征在于：包括两个相同且独立的子模块A和子模块B以及故障拒绝模块和二取二表决模块，子模块A包括第一逻辑处理模块和第一输出模块；子模块B包括第二逻辑处理模块和第二输出模块；所述第一逻辑处理模块与第二逻辑处理模块通过隔离的同步校核通道进行通信，并分别与控制层通信；第一逻辑处理模块和第二逻辑处理模块分别向第一输出模块和第二输出模块输出驱动信号，且分别对第一输出模块和第二输出模块输出的输出信号回检得到回检信号；所述故障拒绝模块接收第一逻辑处理模块和第二处理模块输出的动态脉冲信号，用于输出对第一输出模块和第二输出模块的电源控制；所述的二取二表决模块的输入分别与第一输出模块和第二输出模块的输出连接，二取二表决的输出与负载连接；

第一逻辑处理模块包括CPU-1子处理单元、及与其连接的第一通信驱动隔离模块、第一故障检测模块和第一输出信号驱动模块；第二逻辑处理模块包括CPU-2子处理单元、及与其连接的第二通信驱动隔离模块、第二故障检测模块和第二输出信号驱动模块；

所述故障拒绝模块包括与CPU-1子处理单元连接的第一光电隔离、CPU-2子处理单元连接的第二光电隔离，第一光电隔离的输出与第三整流电路的输入连接，第三整流电路的输出与第二光电隔离连接，为其提供电源，第二光电隔离的输出与故障继电器（K1）连接，在CPU-1子处理单元和CPU-2子处理单元均输出动态脉冲信号时，故障继电器（K1）得电吸合，其控制分别与第一输出模块和第二输出模块的电源连接的故障继电器（K1）的常开触点，控制电源的通断；

所述第一输出模块包括第一隔离电路、第一输出驱动电路和第一输出信号回检电路；第二输出模块包括第二隔离电路、第二输出驱动电路和第二输出信号回检；所述的第一隔离电路和第二隔离电路分别与第一输出驱动电路和第二输出驱动电路的输出端、第一输出信号回检电路和第二输出信号回检电路的输出端连接，将第一输出驱动电路和第二输出驱动电路输出的驱动信号以及回检信号进行隔离转换；第一输出信号回检电路和第二输出信号回检电路的输入端分别与第一输出驱动电路和第二输出驱动电路的输出端连接；

第一输出驱动电路、第二输出驱动电路采用斯密特触发器74HC14芯片，对CPU输出脉冲进行整形和驱动，第一隔离电路、第二隔离电路采用光电隔离，第一输出驱动电路、第二输出驱动电路包括第一整流电路、第二整流电路和继电器电路；整流电路将隔离后的脉冲信号转换为直流电源以驱动继电器电路，所述继电器电路包括与第一整流电路的输出端连接的第一继电器（J1）和与第二整流电路的输出连接的第二继电器（J2）；二取二表决模块为第一继电器（J1）和第二继电器（J2）的常开触点串联后与输出负载连接实现二取二输出；第一输出信号回检和第二输出信号回检为第一继电器（J1）和第二继电器（J2）的常闭触点经光电隔离后分别与CPU-1子处理单元和CPU-2子处理单元连接。

2.如权利要求1所述的智能化安全输出模块，其特征在于：所述的第一通信驱动隔离模块和第二通信驱动隔离模块分别包括网络控制器和与网络控制器连接的网络变压器；CPU-1子处理单元、CPU-2子处理单元通过 RMII接口与网络控制器连接，网络控制器连接网络变压器；CPU-1子处理单元、CPU-2子处理单元通过网络变压器隔离后与控制层进行通信，接收控制层命令；同时CPU-1子处理单元和CPU-2子处理单元的CAN控制信号通过隔离CAN收发器隔离后，实现子模块间数据的校验及核对。

3.如权利要求1所述的智能化安全输出模块，其特征在于：所述的第一故障检测模块、第二故障检测模块分别包括CPU自身检测和采用电源管理芯片对CPU 的IO供电电压、CPU核供电电压、时钟进行检测，采用LTC2991对电路电压电流进行监视，采用MAX31826芯片对温度进行检测，CPU自身检测包括RAM、FLASH、电压和时钟监视。

4.如权利要求1所述的智能化安全输出模块，其特征在于：二取二表决模块通过EMC防护电路输出信号至负载。