[实用新型]安全扭矩关断电路

说明书

公开了一种安全扭矩关断(STO)电路，包括：驱动控制器，用于生成驱动控制信号；驱动电路，经由传输路径从驱动控制器接收驱动控制信号，并用于根据驱动控制信号来驱动负载；驱动电源电路，用于向驱动电路供电；第一光耦，包括第一原边和第一副边；第二光耦，包括第二原边和第二副边，其中第二原边与第一原边串联连接。第一副边的输出作为驱动电源电路的控制信号，用于控制驱动电源电路的工作与否。传输路径包括可通断器件，第二副边的输出作为该可通断器件的控制信号，用于控制其通断。于是，在STO被使能时，驱动电路的电力供应和驱动控制信号供应可以被同时切断，提高了电路的可靠性。

技术领域

本公开涉及电子电路领域，更具体地，涉及具有改进性能的安全扭矩关断(STO)电路。

背景技术

为了可靠实现安全扭矩关断(STO)功能，STO电路通常使用双通道配置。具体地，两路STO通道可以分别控制作为驱动部件的绝缘栅双极晶体管(IGBT)上下臂驱动电源来实现STO功能。驱动电源被断开后，驱动电源的输出不会直接变为零，而是会有一个缓慢下降过程。如果此时仍然向IGBT发送驱动信号，则IGBT可能在一段时间内仍然处于工作状态，且工作于驱动电压不足的状态下。这可能导致IGBT过热并失效。

另外，出于成本和电气安全考虑，在STO电路中使用光耦。通常，在低安全性要求系统中，STO极少被触发。也即，光耦的原边(发光二极管，LED)在极长的时间段内处于常通状态。这将会严重降低光耦的寿命。另外，由于几乎没有机会关断光耦的LED进行有效诊断，从而可能发生卡壳(stuck-at)故障而影响安全。通常，光耦的可靠性并不很高(与其他类型隔离部件相比)。因此，在高安全性要求系统中，对光耦是否正常工作进行诊断是重要的。

实用新型内容

有鉴于此，本公开的目的至少部分地在于提供一种具有改进性能的安全扭矩关断(STO)电路。

根据本公开的实施例，提供了一种STO电路，包括：驱动控制器，用于生成驱动控制控制信号；驱动电路，经由传输路径从驱动控制器接收驱动控制信号，并用于根据驱动控制信号来驱动负载；驱动电源电路，用于向驱动电路供电；第一光耦，包括第一原边和第一副边；第二光耦，包括第二原边和第二副边，其中第二原边与第一原边串联连接，其中，第一副边的输出作为驱动电源电路的控制信号，用于控制驱动电源电路的工作与否，其中，所述传输路径包括可通断器件，第二副边的输出作为该可通断器件的控制信号，用于控制其通断。

根据本公开的实施例，在双通道STO电路中，第一光耦和第二光耦的原边采用串联连接方式，而不是常规双通道STO电路中两个通道的光耦独立设置的配置。由于这种串联连接方式，任一通道的STO信号被使能(通常为低电平有效或者开路)的情况下，两路STO通道均会触发STO。

根据本公开的实施例，在副边一侧，两个STO通道可以分别控制驱动电源电路向驱动电路的供电和驱动控制器向驱动电路的驱动控制信号传输。于是，在STO被触发时，向驱动电路的供电和驱动控制信号的供应均可被切断。结果，可以保证驱动电路的可靠关断，避免驱动电路在供电下降期间由于接收到驱动控制信号而处于工作状态下，并因此可以避免IGBT由于工作于驱动电压不足的状态下而发热并可能爆炸。

根据本公开的实施例，第一原边和第二原边可以被串联连接为实现第一STO信号和第二STO信号二者的电平“与”逻辑。例如，第一原边和第二原边串联后的阳极可以接收第一STO信号，且第一原边和第二原边串联后的阴极可以通过开关器件接地，开关器件的控制端子受控于第二STO信号。这样，当第一STO信号和第二STO信号中任一个被使能时，第一原边和第二原边的串联电路可以断开。

根据本公开的实施例，第一副边的输出可以被连接为控制驱动电源电路的供电路径，第一副边可以被连接为在STO功能被使能时断开所述供电路径。这样，当触发STO时，驱动电源电路的供电可以断开，且因此可以断开驱动电源电路向驱动电路的供电。