本公开的实施例总体涉及工业控制的领域,并且更具体地涉及一种模拟量电流输出系统。
背景技术:
1、模拟量电流输出系统常用于工业控制场合,为了提高可靠性,常常采用两个设备进行冗余的方式使用。冗余切换一般遵循“谁健康谁工作”的原理,因此需要实时获取工作和备用模块的健康状态,要求备用模块也能进行完整的输出回路诊断。而电流输出系统功耗较高,如果备用模块也具有完整的输出回路(电流走模块内部,不走负载),那么大量功耗全部消耗在模块内部,导致发热严重,影响可靠性。同时,输出模块的内外部故障很难有效区分,导致冗余切换混乱。
技术实现思路
1、针对上述问题,本公开提供了一种模拟量电流输出系统,能够保证冗余切换稳定、避免冗余切换混乱。
2、根据本公开的一个方面,提供一种模拟量电流输出系统。该模拟量电流输出系统包括:第一电流输出模块,所述第一电流输出模块的当前工作状态被配置为工作模式并且向负载输出电流,第一电流输出模块还生成关于当前工作状态的第一自检信号;以及第二电流输出模块,所述第二电流输出模块的当前工作状态处于备用模式;以及冗余切换模块被配置为响应于所述第一自检信号由表征自检正常的状态转换为表征自检故障的状态,将所述第二电流输出模块切换为工作模式,将所述第一电流输出模块切换为备用模式,以及响应于所述第二电流输出模块被切换为工作模式后的预定时间内的自检信号表征自检故障而维持第一电流输出模块以及第二电流输出模块的工作状态。
3、在一些实施例中,冗余切换单元被配置为使得第一电流输出模块以及第二电流输出模块互斥地处于工作模式以及备用模式中的一个工作状态。
4、在一些实施例中,冗余切换模块包括:第一冗余切换单元,被配置为第一自检信号由表征自检正常的状态转换为表征自检故障的状态时,生成表征让权的第一冗余控制信号,以便切换第一电流输出模块和第二电流输出模块的工作状态。
5、在一些实施例中,第一电流输出模块还包括:第一电源选择单元,与第一电流源电连接,第一电源选择单元被配置为响应于表征让权的第一冗余控制信号向第一电流源输出第一电压,以及响应于表征不让权的第一冗余控制信号向第一电流源输出第二电压,第一电压小于第二电压;以及第一电流源,第一电流源的电流输出端与负载电连接。
6、在一些实施例中,第一电流输出模块还包括:第一冗余控制单元,与第一电流源的输出端以及负载电连接,被配置为响应于表征不让权的第一冗余控制信号使得第一电流源所输出的电流被输出至负载。
7、在一些实施例中,第一冗余控制单元包括:第一电阻,第一电阻的一端被配置为接收第一冗余控制信号,第一电阻的另一端与第一开关单元的控制端电连接;第一开关单元,第一开关单元的第一端与第一电流源的电流输出端电连接,第一开关单元的第二端接地;以及第一二极管,第一二极管的正极与第一电流源的电流输出端电连接,第一二极管的负极与负载电连接。
8、在一些实施例中,第一开关单元包括第一mos管,第一mos管的栅极作为第一开关单元的控制端,第一mos管的漏极作为第一开关单元的第一端,第一mos管的源极作为第一开关单元的第二端,第一mos管导通时的漏源电压小于第一二极管的导通压降。
9、在一些实施例中,第一开关单元包括第一三极管,第一三极管的基极作为第一开关单元的控制端,第一三极管的集电极作为第一开关单元的第一端,第一三极管的发射极作为第一开关单元的第二端,第一三极管导通时处于饱和状态,以使得第一三极管的导通压降小于第一二极管的导通压降。
10、在一些实施例中,第一电流输出模块还包括:第一自检单元,与第一电流源的电流输出端电连接,被配置为检测第一电流源所输出的电流是否符合预定条件,响应于确定第一电流源所输出的电流符合预定条件生成表征自检正常的自检信号,以及响应于确定第一电流源所输出的电流不符合预定条件生成表征自检故障的自检信号。
11、在一些实施例中,第一电流输出模块还包括:第一控制单元,被配置为生成切换指令;第一冗余切换单元还被配置为根据切换指令生成表征让权的第一冗余控制信号。
12、在一些实施例中,冗余切换模块还被配置为响应于复位信号由无效状态转换为有效状态而使得第一电流输出模块以及第二电流输出模块的工作状态切换。
13、根据本公开的模拟量电流输出系统,处于工作模式的第一电流输出模块还生成关于当前工作状态的第一自检信号,第二电流输出模块的当前工作状态处于备用模式并且输出关于当前工作状态的第二自检信号和关于前一工作状态的第三自检信号,基于第一自检信号、第二自检信号以及第三自检信号,切换第一电流输出模块和第二电流输出模块的工作状态,可以有效避免冗余切换混乱。
14、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
1.一种模拟量电流输出系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,冗余切换单元被配置为使得第一电流输出模块以及第二电流输出模块互斥地处于工作模式以及备用模式中的一个工作状态。
3.根据权利要求2所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,冗余切换模块包括:
4.根据权利要求1所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,第一电流输出模块还包括:
5.根据权利要求4所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,第一冗余控制单元包括:
6.根据权利要求5所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,第一开关单元包括第一mos管,第一mos管的栅极作为第一开关单元的控制端,第一mos管的漏极作为第一开关单元的第一端,第一mos管的源极作为第一开关单元的第二端,第一mos管导通时的漏源电压小于第一二极管的导通压降。
7.根据权利要求5所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,第一开关单元包括第一三极管,第一三极管的基极作为第一开关单元的控制端,第一三极管的集电极作为第一开关单元的第一端,第一三极管的发射极作为第一开关单元的第二端,第一三极管导通时处于饱和状态,以使得第一三极管的导通压降小于第一二极管的导通压降。
8.根据权利要求1所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,第一电流输出模块还包括:
9.根据权利要求8所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,第一电流输出模块还包括:
10.根据权利要求8所述的模拟量电流输出系统,其特征在于,冗余切换模块还被配置为响应于复位信号由无效状态转换为有效状态而使得第一电流输出模块以及第二电流输出模块的工作状态切换。