一種具有全方位自檢功能的滅火執行器驅動裝置的製作方法

2024-02-01 04:08:15 1

本發明涉及一種具有全方位自檢功能的滅火執行器驅動裝置，屬於包含汽車消防技術領域在內的其他一切需要高可靠性，全方位自檢的驅動裝置領域。

背景技術：

滅火執行器及其驅動裝置作為滅火系統的重要組成部分，直接影響著系統可靠性及人身安全。尤其是車載滅火系統，其工作環境比室內惡劣。並且，車內空間比建築物狹小，人員更為集中。因此，必須確保滅火執行器在火災發生時能夠可靠工作。甚至，檢測滅火執行器及其驅動裝置的工作狀態，比檢測火情更為重要。因為滅火執行器及其驅動裝置的工作特點是：長期處於待啟動狀態，故障難以被察覺，一旦火情出現，隱藏的故障極有可能釀成無法挽回的損失。這一特點也揭示了滅火執行器及其驅動裝置故障檢測的難點：如何在不啟動滅火執行器的前提下進行有效地自檢？

現有滅火執行器的驅動裝置存在以下缺陷：不能檢測短路到電源，短路到地及開路。短路會導致誤觸發，或永久無法觸發，且無報警信號。本發明可以對滅火執行器及其驅動裝置進行全方位自檢，並且彌補現有滅火執行器及其驅動裝置存在的缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種具有全方位自檢功能的滅火執行器驅動裝置，彌補現有滅火執行器及其驅動裝置存在的缺陷。

本發明採取的技術方案是：一種具有全方位自檢功能的滅火執行器驅動裝置，其包括mos開關狀態檢測電路、滅火執行器短路及開路檢測電路和滅火執行器內阻檢測電路。所述mos開關狀態檢測電路包括mos開關q1、mos開關q2、電流源i1、電流源i2和比較器u1，所述mos開關q1的源極連接電源vb，柵極連接控制器，漏極連接滅火執行器等效負載，mos開關q1的漏極同時還分別連接所述電流源i1和比較器u1，在電流源i1和mos開關q1之間設有開關s1，所述mos開關q2的源極接地，柵極連接控制器，漏極分別連接滅火執行器等效負載和所述電流源i2，在電流源i2和mos開關q2之間設有開關s2。所述滅火執行器短路及開路檢測電路包括mos開關q3、mos開關q4、mos開關q5、mos開關q6、電流源i3、電流源i4、緩衝器u2、比較器u3和比較器u4，所述mos開關q3的柵極作為執行信號端，源極連接電源vb，漏極連接滅火執行器，所述mos開關q4的柵極作為檢測信號端，源極連接電源vb，漏極連接滅火執行器，所述mos開關q5的柵極作為執行信號端，源極接地，漏極分別連接滅火執行器、緩衝器u2、比較器u3和比較器u4，所述mos開關q6的柵極作為檢測信號端，源極接地，漏極分別連接滅火執行器、緩衝器u2、比較器u3和比較器u4，所述緩衝器u2的電源正端連接所述電流源i4，緩衝器u2的電源負端連接所述電流源i3。所述滅火執行器內阻檢測電路包括mos開關q7、mos開關q8、電流源i5、電流源i6、放大器u5和模數轉換器u6，所述mos開關q7的源極連接電源vb，漏極分別連接滅火執行器電阻和電流源i5，所述mos開關q8的源極接地，漏極分別連接滅火執行器電阻和電流源i6，所述電流源i5和mos開關q7之間設有開關s3，同時電流源i5還與所述放大器u5的同相輸入端連接，所述電流源i6和mos開關q8之間設有開關s4，同時電流源i6還與所述放大器u5的反相輸入端連接，放大器u5的同相輸入端和反相輸入端之間設有開關s5，放大器u5的輸出端連接所述模數轉換器u6。

進一步的，所述mos開關q1、mos開關q3、mos開關q4、mos開關q7為p型mos開關管，所述mos開關q2、mos開關q5、mos開關q6、mos開關q8為n型mos開關管。

進一步的，所述電流源i1和電流源i2提供5ma電流，電流源i3和電流源i4提供10ua電流，電流源i5提供40ma電流，電流源i6提供50ma電流。

進一步的，所述比較器u3和比較器u4的同相輸入端相互連接，比較器u3的反相輸入端提供2/3vb的電源電壓，比較器u4的反相輸入端提供1/3vb的電源電壓。

進一步的，所述比較器u1的同相輸入端提供1/2vb的電源電壓，反相輸入端連接mos開關q1的漏極。

本發明的有益效果是：本發明從三個角度對滅火執行器及其驅動裝置進行全方位檢測：高邊和低邊mos開關狀態檢測；滅火執行器短路及開路檢測；滅火執行器內阻檢測。這一檢測方案，可及時有效地發現：驅動裝置故障；驅動裝置與滅火執行器之間的走線故障；滅火執行器故障。驅動裝置，走線，滅火執行器，三個緊密相連的環節全部納入監測範圍。故障藏身的死角被徹底消除，真正實現了全方位自檢。

附圖說明

圖1是半橋式驅動電路的mos開關狀態檢測電路圖。

圖2是滅火執行器短路及開路檢測電路。

圖3、圖4是滅火執行器內阻檢測電路。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

如圖1至圖3所示，一種具有全方位自檢功能的滅火執行器驅動裝置，其包括mos開關狀態檢測電路、滅火執行器短路及開路檢測電路和滅火執行器內阻檢測電路。所述mos開關狀態檢測電路包括mos開關q1、mos開關q2、電流源i1、電流源i2和比較器u1，所述mos開關q1的源極連接電源vb，柵極連接控制器，漏極連接滅火執行器等效負載，mos開關q1的漏極同時還分別連接所述電流源i1和比較器u1，在電流源i1和mos開關q1之間設有開關s1，所述mos開關q2的源極接地，柵極連接控制器，漏極分別連接滅火執行器等效負載和所述電流源i2，在電流源i2和mos開關q2之間設有開關s2。所述滅火執行器短路及開路檢測電路包括mos開關q3、mos開關q4、mos開關q5、mos開關q6、電流源i3、電流源i4、緩衝器u2、比較器u3和比較器u4，所述mos開關q3的柵極作為執行信號端，源極連接電源vb，漏極連接滅火執行器，所述mos開關q4的柵極作為檢測信號端，源極連接電源vb，漏極連接滅火執行器，所述mos開關q5的柵極作為執行信號端，源極接地，漏極分別連接滅火執行器、緩衝器u2、比較器u3和比較器u4，所述mos開關q6的柵極作為檢測信號端，源極接地，漏極分別連接滅火執行器、緩衝器u2、比較器u3和比較器u4，所述緩衝器u2的電源正端連接所述電流源i4，緩衝器u2的電源負端連接所述電流源i3。所述滅火執行器內阻檢測電路包括mos開關q7、mos開關q8、電流源i5、電流源i6、放大器u5和模數轉換器u6，所述mos開關q7的源極連接電源vb，漏極分別連接滅火執行器電阻和電流源i5，所述mos開關q8的源極接地，漏極分別連接滅火執行器電阻和電流源i6，所述電流源i5和mos開關q7之間設有開關s3，同時電流源i5還與所述放大器u5的同相輸入端連接，所述電流源i6和mos開關q8之間設有開關s4，同時電流源i6還與所述放大器u5的反相輸入端連接，放大器u5的同相輸入端和反相輸入端之間設有開關s5，放大器u5的輸出端連接所述模數轉換器u6。

本發明中，所述mos開關q1、mos開關q3、mos開關q4、mos開關q7為p型mos開關管，所述mos開關q2、mos開關q5、mos開關q6、mos開關q8為n型mos開關管。所述電流源i1和電流源i2提供5ma電流，電流源i3和電流源i4提供10ua電流，電流源i5提供40ma電流，電流源i6提供50ma電流。所述比較器u3和比較器u4的同相輸入端相互連接，比較器u3的反相輸入端提供2/3vb的電源電壓，比較器u4的反相輸入端提供1/3vb的電源電壓。所述比較器u1的同相輸入端提供1/2vb的電源電壓，反相輸入端連接mos開關q1的漏極。

在半橋式驅動電路的mos開關狀態檢測電路，電流源i1和i2的電流遠小於滅火執行器的啟動電流，因此檢測過程不會導致滅火執行器誤動作。mos開關檢測過程如下：

1.檢測高邊mos開關q1。

s1閉合，若a1＝1，則t1端加開啟信號，若a1＝0，則q1正常。

2.檢測低邊mos開關q2。

s2閉合，若a1＝0，則t2端加開啟信號，若a1＝1，則q2正常。

在滅火執行器短路及開路檢測電路中，q3和q5是驅動滅火執行器的mos開關；q4和q6是用於檢測的mos開關。滅火執行器的內阻約2ω，遠小於q3和q4的導通電阻。滅火執行器的啟動電流大於2a，而q3和q4的電阻較大，電流不足以啟動滅火執行器。因此，即使q3和q4導通，也不會導致滅火執行器誤動作。

以下是檢測條件：

1.正常狀態。

先開啟q4，v1＝v2＝vb，a1＝1，a0＝1。

然後關閉q4，開啟q6，v1＝v2＝0，a1＝0，a0＝0。

2.v1端短路到vb。

先開啟q4，v1＝v2＝vb，a1＝1，a0＝1。

然後關閉q4，開啟q6，v1＝v2＝vb，a1＝1，a0＝1。

3.v1端短路到gnd。

先開啟q4，v1＝v2＝0，a1＝0，a0＝0。

然後關閉q4，開啟q6，v1＝v2＝0，a1＝0，a0＝0。

4.滅火執行器開路。

在緩衝器的作用下，v1＝v2＝vb/2。

先開啟q4，v1＝v2＝vb/2，a1＝0，a0＝1。

然後關閉q4，開啟q6，v1＝v2＝0，a1＝0，a0＝0。

在滅火執行器內阻檢測電路中，滅火執行器的內阻反映其自身狀態，通過檢測滅火執行內阻可直接診斷滅火執行器可能存在的故障。

檢測過程如下：

在圖3中的q7和q8處於常閉狀態。

1.s3和s4閉合，放大器u5讀取rs的電壓差vs。

2.s3，s4和s5閉合，放大器u5讀取外界漏電流在rs上形的壓降vleakage。

3.s3，s4和s5斷開，電路引入標準電阻rref，測量電壓降vref。如4所示：

計算：

最終，rs的準確值被讀出，用以檢測滅火執行器的狀態。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和優點。本領域的普通技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發明的保護範圍，凡採用等同替換等方式所獲得的技術方案，均落於本發明的保護範圍內。

本發明未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。