具有自检功能的安全转矩关断控制电路及电子设备的制作方法

本技术属于工业控制，尤其涉及一种具有自检功能的安全转矩关断控制电路及电子设备。

背景技术：

1、当前工业控制领域，出于安全性能、硬件成本以及安装尺寸等方面的考虑，正逐步采用sto（safe torque off，安全转矩关断）方案。该方案通过含电子元件的安全电路切断电机转矩，其本质是在sto信号异常时切断电机的驱动pwm（pulse width modulation，脉冲宽度调制）信号。出于标准要求及安全考虑，需对安全电路进行自检和监控。当前自检方案采用在pwm驱动信号上直接叠加自检信号，并在安全电路输出端检测的方法。但该方案风险较大：当信号或器件存在异常时，驱动电路的上下桥pwm驱动信号可能失控，进而影响后端电机驱动，严重时可能导致逆变模块损坏甚至炸机。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种具有自检功能的安全转矩关断控制电路及电子设备，能够解决当前自检方案风险较大的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种具有自检功能的安全转矩关断控制电路，包括第一控制模块、第二控制模块、信号处理模块和信号缓冲模块，所述信号处理模块分别与所述第一控制模块、所述第二控制模块和所述信号缓冲模块连接，所述第二控制模块分别与所述第一控制模块和所述信号处理模块连接，所述信号缓冲模块分别与所述第一控制模块和驱动电路连接；

3、当所述第二控制模块停止输出pwm驱动信号时，所述第一控制模块用于根据所述第二控制模块输出的驱动使能信号输出三路自检信号；所述信号处理模块用于根据所述驱动使能信号导通，并对每路自检信号进行处理，将每路自检信号生成两路互补的自检子信号；所述信号缓冲模块用于根据六路自检子信号向所述第一控制模块输出六路自检反馈信号，向所述驱动电路输出六路自检驱动信号，所述第一控制模块用于根据六路自检反馈信号确定所述安全转矩关断控制电路的状态。

4、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述信号处理模块包括第一信号处理单元、第二信号处理单元和第三信号处理单元，所述第一信号处理单元分别与所述第二信号处理单元、所述第三信号处理单元、所述第一控制模块和所述第二控制模块连接，所述第一信号处理单元还分别与所述第一控制模块和所述信号缓冲模块连接，所述第二信号处理单元分别与所述第一控制模块和所述信号缓冲模块连接，所述第三信号处理单元分别与所述第一控制模块和所述信号缓冲模块连接；

5、当所述第二控制模块停止输出pwm驱动信号时，所述第一信号处理单元用于根据所述驱动使能信号导通，并对第一路自检信号进行处理，将第一路自检信号生成两路互补的自检子信号；所述第二信号处理单元用于根据所述驱动使能信号导通，并对第二路自检信号进行处理，将第二路自检信号生成两路互补的自检子信号；所述第三信号处理单元用于根据所述驱动使能信号导通，并对第三路自检信号进行处理，将第三路自检信号生成两路互补的自检子信号。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一信号处理单元包括第一模拟开关、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一非门，所述第一模拟开关的使能端分别与所述第二信号处理单元、所述第三信号处理单元、所述第一控制模块和所述第二控制模块连接，所述第一模拟开关的输入端与所述第一控制模块连接，所述第一模拟开关的输出端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第一非门的输入端连接，所述第一电阻的第二端接收电源电压，所述第一非门的输出端与所述信号缓冲模块连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第一电容的第一端和所述信号缓冲模块连接，所述第一电容的第二端接地。

7、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二信号处理单元包括第二模拟开关、第三电阻、第四电阻、第二电容和第二非门，所述第二模拟开关的使能端分别与所述第一信号处理单元、所述第三信号处理单元、所述第一控制模块和所述第二控制模块连接，所述第二模拟开关的输入端与所述第一控制模块连接，所述第二模拟开关的输出端分别与所述第三电阻的第一端、所述第四电阻的第一端和所述第二非门的输入端连接，所述第三电阻的第二端接收电源电压，所述第二非门的输出端与所述信号缓冲模块连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端和所述信号缓冲模块连接，所述第二电容的第二端接地。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第三信号处理单元包括第三模拟开关、第五电阻、第六电阻、第三电容和第三非门，所述第三模拟开关的使能端分别与所述第一信号处理单元、所述第二信号处理单元、所述第一控制模块和所述第二控制模块连接，所述第三模拟开关的输入端与所述第一控制模块连接，所述第三模拟开关的输出端分别与所述第五电阻的第一端、所述第六电阻的第一端和所述第三非门的输入端连接，所述第三非门的输出端与所述信号缓冲模块连接，所述第六电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端和所述信号缓冲模块连接，所述第三电容的第二端接地。

9、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述信号缓冲模块包括第一信号缓冲单元、第二信号缓冲单元和上拉单元，所述第一信号缓冲单元分别与所述信号处理模块、所述第二控制模块、所述上拉单元和所述第二信号缓冲单元连接，所述第二信号缓冲单元分别与所述驱动电路和所述第一控制模块连接；

10、当所述第二控制模块停止输出pwm驱动信号时，所述第一信号缓冲单元用于提高六路自检子信号的驱动能力，并输出六路目标自检子信号；所述第二信号缓冲单元用于提高六路目标自检子信号的驱动能力，并向所述第一控制模块输出六路自检反馈信号，向所述驱动电路输出六路自检驱动信号；所述上拉单元用于增强六路目标自检子信号的稳定性。

11、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一信号缓冲单元包括第一缓冲芯片和第七电阻，所述第一缓冲芯片的第一引脚和第十九引脚均与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端接地，所述第一缓冲芯片的第二引脚、第四引脚、第六引脚、第十七引脚、第十五引脚和第十三引脚分别与所述信号处理模块和所述第二控制模块连接，所述第一缓冲芯片的第十八引脚、第十六引脚、第十四引脚、第三引脚、第五引脚、第七引脚和第九引脚分别与所述上拉单元和所述第二信号缓冲单元连接。

12、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二信号缓冲单元包括第二缓冲芯片、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻和第二十电阻，所述第二缓冲芯片的第一引脚和第十九引脚均与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端接地，所述第二缓冲芯片的第二引脚、第四引脚、第六引脚、第十七引脚、第十五引脚、第十三引脚和第十一引脚分别与所述第一信号缓冲单元和所述上拉单元连接，所述第二缓冲芯片的第八引脚与所述上拉单元连接，所述第二缓冲芯片的第十八引脚分别与所述第九电阻的第一端和所述第十二电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端与所述第一控制模块连接，所述第十二电阻的第二端用于与所述驱动电路连接，所述第二缓冲芯片的第十六引脚分别与所述第十电阻的第一端和所述第十三电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第一控制模块连接，所述第十三电阻的第二端用于与所述驱动电路连接，所述第二缓冲芯片的第十四引脚分别与所述第十一电阻的第一端和所述第十四电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述第一控制模块连接，所述第十四电阻的第二端用于与所述驱动电路连接，所述第二缓冲芯片的第三引脚分别与所述第十五电阻的第一端和所述第二十电阻的第一端连接，所述第十五电阻的第二端用于与所述驱动电路连接，所述第二十电阻的第二端与所述第一控制模块连接，所述第二缓冲芯片的第五引脚分别与所述第十六电阻的第一端和所述第十九电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第二端用于与所述驱动电路连接，所述第十九电阻的第二端与所述第一控制模块连接，所述第二缓冲芯片的第七引脚分别与所述第十七电阻的第一端和所述第十八电阻的第一端连接，所述第十七电阻的第二端用于与所述驱动电路连接，所述第十八电阻的第二端与所述第一控制模块连接。

13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述上拉单元包括第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻和第二十八电阻，所述第二十一电阻的第一端、所述第二十二电阻的第一端、所述第二十三电阻的第一端、所述第二十四电阻的第一端、所述第二十五电阻的第一端、所述第二十六电阻的第一端、所述第二十七电阻的第一端和所述第二十八电阻的第一端均用于接收电源电压，所述第二十一电阻的第二端分别与所述第一信号缓冲单元和所述第二信号缓冲单元连接，所述第二十二电阻的第二端分别与所述第一信号缓冲单元和所述第二信号缓冲单元连接，所述第二十三电阻的第二端分别与所述第一信号缓冲单元和所述第二信号缓冲单元连接，所述第二十四电阻的第二端与所述第二信号缓冲单元连接，所述第二十五电阻的第二端分别与所述第一信号缓冲单元和所述第二信号缓冲单元连接，所述第二十六电阻的第二端分别与所述第一信号缓冲单元和所述第二信号缓冲单元连接，所述第二十七电阻的第二端分别与所述第一信号缓冲单元和所述第二信号缓冲单元连接，所述第二十八电阻的第二端分别与所述第一信号缓冲单元和所述第二信号缓冲单元连接。

14、第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括第一方面中任一项所述的具有自检功能的安全转矩关断控制电路。

15、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

16、本技术实施例提供了一种具有自检功能的安全转矩关断控制电路，包括第一控制模块、第二控制模块、信号处理模块和信号缓冲模块，信号处理模块分别与第一控制模块、第二控制模块和信号缓冲模块连接，第二控制模块分别与第一控制模块和信号处理模块连接，信号缓冲模块分别与第一控制模块和驱动电路连接。

17、当第二控制模块停止输出pwm驱动信号时，第一控制模块根据第二控制模块输出的驱动使能信号输出三路自检信号；信号处理模块根据驱动使能信号导通，并对每路自检信号进行处理，将每路自检信号生成两路互补的自检子信号；信号缓冲模块根据六路自检子信号向第一控制模块输出六路自检反馈信号，向驱动电路输出六路自检驱动信号；第一控制模块根据六路自检反馈信号确定安全转矩关断控制电路的状态，以实现自检功能。

18、由上可知，本技术在实现自检功能时通过两方面设计提升安全性：一方面，对自检信号与pwm驱动信号进行互锁——自检时停止输出pwm驱动信号，以此避免现有自检方案中在pwm驱动信号上直接叠加自检信号所带来的安全隐患；另一方面，自检信号经信号处理模块和信号缓冲模块处理后，最终向驱动电路输出互补的信号。这一设计确保即便自检信号异常，因输出至驱动电路的信号为互补信号，可保证驱动电路上下桥臂始终一相导通、一相截止，从而避免电路直通损坏，进一步提升了电路的可靠性与安全性。

19、可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。