[发明专利]一种硬件保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及电气自动化控制领域，特别涉及一种硬件保护电路。

背景技术

为了防止重大事故的发生，机车牵引变流器中均设置了硬件保护电路。当 所述牵引变流器中的工作信号，例如电压或电流等，超过预先设定的阀值电压 时，硬件保护电路中的执行单元动作，切断工作电路，从而防止重大事故的发 生。

参见图1，该图为现有技术中硬件保护电路的原理图。

硬件保护电路主要包括电压比较器。电压比较器是一种用来比较输入电压 和参考电压的电路元件。记所述输入电压为U_in，所述参考电压为U_ref。所述U_in加于电压比较器的同向输入端(+)。所述U_ref加于所述电压比较器的反向输入端 (-)。所述U_ref可以是正值，也可以是负值。当所述U_in小于所述U_ref时，电压比 较器输出端输出逻辑低电平。当所述U_in大于所述U_ref时，电压比较器输出端输 出逻辑高电平。将电压比较器输出端从一个电平跳变到另一个电平的相应输出 电压称为门限电压或阀值电压，记为U_th，U_th＝U_ref。

传感器将牵引变流器中工作信号转换为电压信号，作为所述电压比较器的 U_in。将所述U_in与预先设定的容许阀值进行比较。所述容许阀值即为所述U_ref。 当所述U_in大于所述U_ref时，电压比较器输出端输出高电平，执行单元动作，切 断工作电路，从而防止重大事故的发生。

参见图2，该图为现有技术中电阻分压的硬件保护电路的原理图。

现有的硬件保护电路中的阀值电压是通过电阻分压进行设置的。硬件保护 电路主要由一个电压比较器和两个分压电阻组成。第一分压电阻R₁的一端接电 源电压Vdc，另一端接电压比较器的反向输入端(-)。第二分压电阻R₂的一端接 所述电压比较器的反向输入端(-)，另一端接地。

由电阻分压原理可得，所述阀值电压即参考电压为U_ref。

Uref=R2R1+R2×Vdc]]>

由此可见，只要选取合适的分压电阻即可得到需要的阀值电压。

但是，不同的阀值电压需要选择不同的分压电阻，而且一旦设置好所述分 压电阻，所述阀值电压的后续调整极为不便。从而造成硬件保护电路不能通用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种硬件保护电路，该硬件保护电路可以方 便设置阀值电压，并且具有通用性。

本发明提供一种硬件保护电路，包括：数字信号处理单元，数模转换单元、 电压比较器和执行单元；

所述数字信号处理单元，用于设置数字阀值电压，发送所述阀值电压至数 模转换单元；

所述数模转换单元，用于将数字阀值电压转换为模拟阀值电压，发送至所 述电压比较器的反向输入端；

所述电压比较器，用于比较正向输入端的输入电压和所述阀值电压，当所 述输入电压大于所述阀值电压时，所述电压比较器输出逻辑高电平至执行单 元；

所述执行单元，用于接到所述逻辑高电平后动作。

优选地，所述硬件保护电路还包括模数转换单元，所述模数转换单元的输 入端连接所述电压比较器的反向输入端，用于将所述阀值电压转换成数字电 压，输出至所述数字信号处理单元；所述数字信号处理单元还用于检测所述数 字电压与发送到数模转换单元的数字阀值电压是否一致，如果否，则发出故障 报警信息。