[发明专利]一种轨道车辆制动信号传输电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆制动信号传输电路，属于轨道交通通信技术领域。

背景技术

当前，轨道车辆的控制信息和状态数据采用MVB、RS-485等总线通信方式传输，但对于制动指令等重要性较高的信号，同时设计硬线信号传输用做冗余。为实现精确制动，现行城轨列车的制动指令通常为连续变化的模拟量，现阶段轨道车辆模拟量信号的传输多采用电压信号或4-20mA电流。对于来源于司机手柄或者ATO的制动指令，传输距离较远（150-200m），传输精度要求高，采用模拟电压传输易受干扰，4-20mA电流环传输对信号源和传输线要求较高，采用该方式传输的成本较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种采用高压PWM信号传输信号的电路。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种轨道车辆制动信号传输电路，包括通过传输线路连接的发送电路和接收电路；所述发送电路包括第一光耦和输入端与所述第一光耦输出端连接的高低端驱动器；所述第一光耦的输入端正极连接低压电源，负极连接需传输的PWM信号；所述高低端驱动器的高压输出端连接到一个N沟道增强型场效应管的栅极；所述高低端驱动器的低压输出端依次串联第一电阻和第二电阻后连接到高压电源的地，所述第一电阻与第二电阻的结点与一个P沟道增强型场效应管的栅极连接；所述N沟道增强型场效应管的源极连接高压电源，所述P沟道增强型场效应管的源极连接高压电源的地；所述N沟道增强型场效应管和P沟道增强型场效应管的漏极连接在一起作为所述发送电路的输出端通过所述传输线路连接所述接收电路的输入端；所述接收电路包括N沟道耗尽型场效应管和三极管，所述N沟道耗尽型场效应管的漏极与所述三极管的集电极连接后作为所述接收电路的输入端，所述N沟道耗尽型场效应管的源极通过第三电阻与栅极连接；所述N沟道耗尽型场效应管的栅极还与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极连接一个稳压块的正极，所述三极管的基极与所述N沟道耗尽型场效应管的栅极连接，所述三极管的发射极串联限流电阻后连接到所述稳压块的负极、再与第二光耦的输入端正极连接，所述第二光耦的输入端负极与所述高压电源的地连接；所述第二光耦的输出端作为接收电路的输出端与车俩制动系统连接。 

为了提高所述第二光耦输入端的最低导通电压，防止干扰，所述稳压块的负极与所述第二光耦的输入端正极之间串联有稳压二极管，所述第二光耦的输入端正极与所述稳压二极管的正极连接，所述稳压块的负极与所述稳压二极管的正极连接。 

为了防止反向电压损坏电路元件，所述第二光耦的输入端并联有第二二极管；所述第二二极管的正极与所述第二光耦的输入端负极连接，述第二二极管的负极与所述第二光耦的输入端正极连接；同时，为了滤除尖峰干扰，所述第二光耦的输入端还并联有第一滤波电容。 

为防止损坏电路元件，所述N沟道耗尽型场效应管的漏极串联第四电阻与串联第五电阻的所述三极管的集电极连接作为所述接收电路的输入端。

为了进一步的防止反向电压进入电路损坏元件，所述接收电路输入端具有正向串联第三二极管；同时，为了防止浪涌电压，所述接收电路输入端与高压电源的地之间设有压敏电阻。

上述方案进一步的改进在于：所述第二光耦的输出端与车辆制动系统之间依次串联有施密特触发器和低通滤波器。

本发明中的所述稳压块为高精度2.5V稳压块ZR4040-2.5。

为了解决上述技术问题，本发明提出的另一种技术方案是：一种如上述电路的信号传输方法，包括以下步骤：

1）、将轨道车辆制动信号进行模数转换，并根据制动信号的强弱调制成TTL电平的5%至95%占空比的PWM信号；

2）、所述发送电路将所述PWM信号进行隔离、升压为高压电源电平的PWM信号后进所述传输线路发送至接收电路；

3）、当所述接收电路的输入端接收所述发送电路发送的信号后进行降压处理，所述降压处理具体如下：当该信号为高压电源的高电平时，使所述N沟道耗尽型场效应管工作在漏电流状态，所述N沟道耗尽型场效应管的漏电流为所述三极管提供基极驱动电流，同时也为所述第一二极管和所述稳压块提供正向导通电流。所述稳压块工作后，其正极与负极之间产生电压差，使得所述三极管发射极正偏、集电极反偏；所述三极管工作在放大导通状态；所述三极管发射极电流驱动第二光耦的输入端；所述第二光耦导通，其输出低电平；当该信号为低电平时，所述N沟道耗尽型场效应管、所述稳压块和所述三极管均不工作，所以此时所述第二光耦没有输入信号，其输出端输出高电平；