[发明专利]一种基于分立器件的动态安全开关方法及装置

说明书

本发明提供一种基于分立器件的动态安全开关方法及装置，其中，装置包括直流隔离电路、负压生成电路、前级驱动电路和执行器件；所述直流隔离电路的一端作为控制输入端，所述直流隔离电路的另一端连接所述负压生成电路，所述负压生成电路连接所述前级驱动电路，所述前级驱动电路连接所述执行器件的控制端；正常工作时，控制输入端的PWM信号经过直流隔离电路，过滤掉直流信号后，作用于负压生成电路生成负压信号，负压信号驱动前级驱动电路开启，使前级驱动电路驱动执行器件工作；当控制输入端的PWM信号异常或者电路内部自身异常时，负压电路将无法生成负压，前级驱动电路关闭，使执行器件关闭导向失效安全状态。

技术领域

本发明属于故障安全保障领域，具体的说，涉及了一种基于分立器件的动态安全开关方法及装置。

背景技术

自上世纪七八十年代，在世界范围内，尤其是在化工领域多次发生爆炸或污染泄露事故，事故主要原因是因为控制系统相关安全功能失效导致的，而造成失效的很重要的原因是其电子电气可编程控制产品的自身功能的不完善。因此IEC（国际电工委员会）组织在多方专家参与下在1998年颁布了IEC61508相关标准，随后国内也根据该标准制定了GB/T20438系列标准。

然而，如何使用动态原理，使在外部输入端发生器件开路、短路到低电平、短路到高电平等各种情况时，能够实现执行器正常导向故障安全状态，从而实现设备异常后的安全关断作用，保证设备的安全可靠，是本领域技术人员一直在寻求的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于分立器件的动态安全开关方法及装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明第一方面提供一种基于分立器件的动态安全开关方法，包括：

正常工作时，控制输入端的PWM信号经过直流隔离电路，过滤掉直流信号后，作用于负压生成电路生成负压信号，负压信号驱动前级驱动电路开启，使前级驱动电路驱动执行器件工作；

当控制输入端的PWM信号异常或者电路内部自身异常时，负压电路将无法生成负压，前级驱动电路关闭，使执行器件关闭导向失效安全状态。

本发明第二方面提供一种基于分立器件的动态安全开关装置，包括直流隔离电路、负压生成电路、前级驱动电路和执行器件；

所述直流隔离电路的一端作为控制输入端，用于在正常工作时输入PWM信号；

所述直流隔离电路的另一端连接所述负压生成电路，以在直流隔离电路过滤掉直流信号后，作用于负压生成电路生成负压信号；所述负压生成电路还用于在控制输入端的PWM信号异常或者电路内部自身异常时不生成负压信号；

所述负压生成电路连接所述前级驱动电路，以根据负压信号的有无驱动前级驱动电路的启闭；

所述前级驱动电路连接所述执行器件的控制端，以根据所述前级驱动电路的启闭，驱动执行器件的通断；

所述执行器件的通断连接端作为本动态安全开关装置的开关连接端。

基于上述，所述负压信号为小于-1V的负压信号。

基于上述，所述直流隔离电路包括电容C1；所述负压生成电路包括二极管D1、二极管D2和电容C2；所述前级驱动电路包括三极管Q1；所述执行器件包括电阻R1、电阻R2和PMOS管Q2；所述电容C1的一端作为控制输入端；所述电容C1的另一端连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D1的阳极连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D1的阴极接地，所述电容C2的一端连接所述二极管D2的阳极，所述电容C2的另一端接地；所述二极管D2的阳极连接所述三极管Q1的发射极，所述三极管Q1的基极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述电阻R2的一端；所述电阻R2的另一端连接所述PMOS管Q2的栅极，所述电阻R1并接在所述PMOS管Q2的漏极和栅极之间；所述PMOS管Q2的漏极和源极作为本动态安全开关装置的开关连接端。