[其他]动态安全型无接点驱动器

说明书

本发明主要用于非安全设备的末级驱动，从而构成安全系统。

近年来，无接点晶体管电路，集成器件及计算机控制系统的大量应用，这些电路或系统都不能保证元件损坏时使整个系统导向安全。现有的动态安全型继电器是由晶体管开关电路及铁路信号专用的偏极继电器组成。这种安全型继电器由于使用了铁路信号专用偏极继电器，不但体积大，而且不适合在振动大的场合应用，例如在机车上使用。

为了加快机车信号设备的发展，使机车信号能成为安全系统，为此发明了一种动态安全型无接点驱动器。本设备只要输入动态的脉冲就可以变为稳定的功率输出以驱动信号机点灯及其它功率负载。由于驱动器采用无接点输出，因此它具有以下优点：

1.由于没有可动接点，使用寿命长，可靠性高。

2.不怕振动，因此，可用在移动或振动较大的设备上。

3.驱动器重量轻、体积小，有利于体积受到限制的设备中使用。

4.输出功率可以根据需要进行调整。

本发明利用动态脉冲输入变成稳定的功率级输出，并且没有任何接点，可以实现“故障——安全”。目前，在国内外还没有同类的设备，是一种新型的驱动器。

本发明的原理框图如图1所示。图中（1）为光电隔离电路，主要是防止后级电路对微处理机的干扰；（2）为放大电路；（3）为可控电源；（4）为多谐振荡器；（5）为驱动放大电路；（6）为功率驱动电路；（7）为快速释能电路。

当输入级不断有动态脉冲输入时，通过光电耦合电路及放大电路把脉冲放大，这些脉冲经可控电源级就可把脉冲电压变成稳定的直流电源，此直流电源动作自激多谐振荡器，从而产生一个几十千赫的方波经功率放大就可以通过变压器输出较大功率的交流电压，此电压可直接点亮信号灯，也可经整流、稳压来驱动直流负载。当脉冲结束时，可控电源几秒钟后能量释放完毕，振荡器停止工作，最后级功放停止输出电压，如果为了快速停止输出，可以利用（7），只需输入一个高电压即可达到目的。

图2为电路图，在该图中信号从输入端（18）进入，经过光电耦合器（9）、放大器（10）、变压器（11）耦合整流后向电容器（12）充电，使多谐振荡器（13）（14）工作，输出一个20KHz～50KHz的脉冲经放大器（15）（16）（17）放大，并由变压器（21）耦合输出。当输入信号为连续脉冲时，电容器（12）经常有电，电路有连续输出，经变压器（21）点亮灯泡。当输入信号为断续脉冲，在间歇时间里，由于电容器（12）贮能，仍能保持振荡器工作，使电路有连续输出，但输入脉冲的间歇时间不能超过电容器（12）放电至振荡器停止工作的时间，因此为了保证电路有稳定的输出，电容器（12）的容量选择为200微法。

当输入信号为静态电平时，由于变压器（11）的作用，直流不能通过，电容器（12）得不到电能，振荡器不能工作，电路无输出，当本电路某一部分发生故障时，可引起振荡器不工作；或者最后表现在晶体管（17）长时间截止或长时间导通，这样变压器（21）无信号输出（即电路无输出）。

如果要使电路停止输出，在图2中的输入端（18）加入一个高电平，使三极管（20）导通，构成电容器（12）的放电回路，使振荡器（13）（14）即刻停止工作，保证了电路无输出，负载得不到能量。

本设备已做成样机，经过试验证明，当计算机输出接口发生故障或其本身损坏时，输出为静态，以及本设备任何元件发生故障时，都能使输出停止，负载得不到能量。这是符合铁路信号技术规定“故障导向安全”的要求，该设备现已被微机通用式机车信号设备选为驱动信号点灯电路，效果良好。