專利名稱：閘極驅動信號控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關 一 種閘極驅動信號控制裝置。
背景技術：
隨著工業(yè)技術的進步及對于生活質量的要求，工業(yè)及設備安全也逐漸為人
們所重視。例如功能水平(PL, Performance Levels)和安全完整性水平(SIL, Safety Integrity Levels)為兩個常見的工業(yè)標準，且都涉及到了安全相關的電子控 制系統。盡管此兩個標準通過不同的方法實施，但都給用戶選擇最合適其使用 情況提供方案。PL標準與安全控制系統類別相關，最早出現在90年代，是歐 洲標準EN954-1的 一部分，支持歐盟(EU, European Union )機械指令(Machinery Directive )。
若考慮到一個機器或其控制系統中，各種故障情況都會出現，這樣就產生 了各種分類， 一般可命名為CategoryB、 1、 2、 3和4;借此可對控制系統內安 全相關的部分進行分類，表現對故障的耐受程度，以及在故障條件下的性能。 依據Category 3的標準，主要通過冗余或是雙通道技術，進一步加強安全性。 因此在某個故障發(fā)生時，不會破壞網絡的完整性；且在可能的情況下，故障能 被檢測出來。例如羅克韋爾自動化提供安全斷開"Safe-Off，功能，即可透過冗余 方式提供雙重保護。
圖1為公知閘極驅動信號控制裝置10的方框圖，該閘極驅動信號控制裝置 IO主要包含微處理器100、第一閘極控制集成電路120、及第二閘極控制集成 電路140;其中該微處理器100、該第一閘極控制集成電路120、及該第二閘極 控制集成電路140分別串接在一起，以傳遞閘極驅動信號。該閘極驅動信號更 借由閘極驅動光耦合器160而控制功率單元沐標號)的閘極(圖中未標出)，其中該功率單元可為絕緣柵雙極晶體管(IGBT)變頻器。
再者該第一閘極控制集成電路120的輸入端連接到隔離式多功能輸入單元180,以接收外界輸入信號；且該隔離式多功能輸入單元180的輸入端連接到外部的硬件致能跳接器(enable jumper)182，以接收外部致能信號。該第二閘極控制集成電路140連接到外部選購的安全檢測繼電器(safe relay)15()，以接收來自繼電器的控制信號。該微處理器IOO接收四個控制信號SA， SB, SC, SD，其中控制信號SA用以檢測安全檢測繼電器150是否置入系統、控制信號SB用以檢測安全檢測繼電器150是否工作正常、控制信號SC用以檢測第一閘極控制集成電路120功能是否正常、控制信號SD用以檢測第二閘極控制集成電路140功能是否正常。因此借由上述的外部的硬件致能跳接器182及安全檢測繼電器150,使用者可以依據需求切斷閘極驅動信號，以達成避免單一線路故障的保護。
然而在上述的公知閘極驅動信號控制裝置10中，由于需要兩個閘極控制集成電路，會使成本上升，且占用較大的印刷電路板面積。再者，由于提供雙檢測回路，舊有線路上需提供專用的外部輸入端子來致能其中的第一閘極控制集成電路120，這樣會占用一個輸入端。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供 一 種簡化電路布局且可以提高輸入端子使用率的閘極驅動信號控制裝置。
為達成上述目的，本發(fā)明提供一種閘極驅動信號控制裝置，通過閘極驅動光耦合器以控制功率單元的閘極，該閘極驅動信號控制裝置包含微處理器；閘極控制集成電路，與該微處理器連接，并將該微處理器的閘極驅動信號送至該與該閘極控制集成電路電連接的閘極驅動光耦合器；晶體管開關，電連接于電源及該閘極驅動光耦合器的發(fā)光二極管陽極；該晶體管開關與閘極驅動光耦合器相連接，可以受第二控制信號的控制而關閉該閘極驅動光耦合器；隔離式多功能輸入單元，其輸出電連接到該微處理器，而同時利用所述隔離式多功能輸入單元與所述閘極控制集成電路間電連接的硬件致能跳接器連接到該閘極控制集成電路。該隔離式多功能輸入單元的輸入端可以選，成電路，或利用硬件致能跳接器關斷隔離式多功能輸入單元與閘極控制集成電
路的控制關聯性；其中該硬件致能跳接器裝置連接到閘極控制集成電路上時，該隔離式多功能輸入單元可以提供對于該微處理器的輸入功能，且不影響閘極控制集成電路的正常動作。
采用本發(fā)明技術方案，該晶體管開關可以受第二控制信號的控制而關閉閘極驅動光耦合器的驅動電源，而達到關閉閘極驅動信號輸出的功能；此外當硬件致能跳接器斷路時，該隔離式多功能輸入單元除了可以提供對于該微處理器
的數字多功能輸入功能之外，同時具備將閘極控制集成電路關問
以達
到緊急關閉閘極輸出的安全要求。當使用者無安全考慮時，可以硬件致能跳接器裝置上去使該閘極控制集成電路持續(xù)呈現致能的狀態(tài)，不受多功能輸入單元的邏輯狀態(tài)變化影響。此時該隔離式多功能輸入單元接收外界的輸入信號會送至微處理器的輸入端口，且不影響閘極控制集成電路的正常功能，如此可以提高該隔離式多功能輸入單元端子的利用率。 .


圖1為公知
信號控制裝置的方框圖2為本發(fā)明閘極驅動信號控制裝置的方框圖,
附圖標記說明
閘極驅動信號控制裝置10第一閘極控制集成電路l20安全檢測繼電器150隔離式多功能輸入單元180閘極驅動信號控制裝置20閘極控制集成電路220閘極驅動光耦合器電路260
微處理器100
第二閘極控制集成電路140閘極驅動光耦合器160致能跳接器182微處理器200安全檢測繼電器250晶體管開關290隔離式多功能輸入單元280 硬件致能跳接器282
輸入端口 20具體實施例方式
參見圖2，為本發(fā)明閘極驅動信號控制裝置20的方框圖，該閘極驅動信號控制裝置20主要包含微處理器200、閘極控制集成電路220與該微處理器200串接，閘極驅動光耦合器電路260接收該閘極控制集成電路220的閘極驅動信號-,晶體管開關290電連接到該閘極驅動光耦合器電路260中的發(fā)光二極管陽極，且另 一端電連接到電源部分(+5VDC)及安全檢測繼電器250的輸出端。
再者，該閘極驅動信號控制裝置20包含隔離式多功能輸入單元280,其輸出端連接到微處理器200的一端；以及該隔離式多功能輸入單元280與所述閘極控制集成電路220間電連接的硬件致能跳接器282，其功能在于使該閘極控制集成電路220持續(xù)呈現致能狀態(tài)。
再者，該閘極驅動信號控制裝置20尚且包含外部選購的安全檢測繼電器(safe relay)250,該安全檢測繼電器250的輸入端可以接收使用者的輸入信號(第二控制信號)而選擇性地切斷該晶體管開關290。
該微處理器200接收四個控制信號SA，SB,SC，SD,其中第三控制信號SA用以檢測安全檢測繼電器250是否置入系統、第四控制信號SB用以檢測安全檢測繼電器250是否工作正常、第五控制信號SC用以檢測閘極控制集成電路220功能是否正常、第六控制信號SD用以檢測晶體管開關290功能是否正常。
該隔離式多功能輸入單元280的輸入端可以選擇性地控制閘極控制集成電路220，或利用硬件致能跳接器282關斷隔離式多功能輸入單元280與閘極控制集成電路220的控制關聯性；具體參見圖2所示，當硬件致能跳接器282斷路使閘極控制集成電路220的動作受控于隔離式多功能輸入單元280的邏輯狀態(tài)之時，該隔離式多功能輸入單元280可直接電連接該閘極控制集成電路220,該隔離式多功能輸入單元280可以接收使用者的停機輸入(第 一控制信號)，而使閘極控制集成電路220不送出閘極驅動信號，以使功率單元停止工作。再者,當硬件致能跳接器282連接到閘極控制集成電路220,使該隔離式多功能輸入單元280的邏輯輸入狀態(tài)不影響該閘極控制集成電路220之時，該隔離式多功能輸入單元280可以將輸入信號提供給微處理器200的輸入端口 202,因此可以提供額外的輸入功能。更具體而言，當使用者無須雙重的安全考慮時，可以操作硬件致能跳接器282，使該隔離式多功能輸入單元280與該閘極控制集成電路220的致能控制信號無關，此時該隔離式多功能輸入單元280接收外界的輸入信號會送至微處理器200的輸入端口 202,且不影響原閘極控制集成電路220的輸出驅動信號功能，以提高該隔離式多功能輸入單元280端子的利用率。
再者參見上述說明，由于依據本發(fā)明的閘極驅動信號控制裝置20使用晶體管開關290以取代另一個閘極控制集成電路，可以簡化電路布局。該晶體管開關290可以受安全檢測繼電器250控制而關閉該閘極驅動光耦合器電路260，使該閘極控制信號失效(disable)，提供保護作用。再者，使用者也可以借由操作硬件致能跳接器282斷路，使該隔離式多功能輸入單元280可接收另一個停機信號而控制該閘極控制集成電路220,進而提供雙重的保護。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1. 一種閘極驅動信號控制裝置，通過閘極驅動光耦合器以控制功率單元的閘極，其特征在于，該閘極驅動信號控制裝置包含微處理器；閘極控制集成電路，與該微處理器電連接，并將該微處理器的閘極驅動信號送至與該閘極控制集成電路電連接的閘極驅動光耦合器；晶體管開關，電連接于電源以及該閘極驅動光耦合器的發(fā)光二極管陽極；該晶體管開關與閘極驅動光耦合器相連接，可以受第二控制信號的控制而關閉該閘極驅動光耦合器；隔離式多功能輸入單元，其輸出端電連接到該微處理器，而同時利用所述隔離式多功能輸入單元與所述閘極控制集成電路間電連接的硬件致能跳接器而電連接到該閘極控制集成電路，該隔離式多功能輸入單元的輸入端可以選擇性地控制閘極控制集成電路，或利用硬件致能跳接器關斷隔離式多功能輸入單元與閘極控制集成電路的控制關聯性；其中該硬件致能跳接器裝置連接到閘極控制集成電路上時，該隔離式多功能輸入單元可以提供對于該微處理器的輸入功能，且不影響閘極控制集成電路的正常動作。
2. 如權利要求l所述的閘極驅動信號控制裝置，其特征在于，所述硬件致 能跳接器斷路時，該隔離式多功能輸入單元可以提供接收該第一控制信號，以 控制該閘極控制集成電路使閘極驅動信號失效。
3. 如權利要求l所述的閘極驅動信號控制裝置，其特征在于，所述第二控 制信號通過安全檢測繼電器輸入。
4. 如權利要求3所述的閘極驅動信號控制裝置，其特征在于，所述微處理 器接收第三控制信號以檢測該安全檢測繼電器是否置入系統。
5. 如權利要求3所述的閘極驅動信號控制裝置，其特征在于，所述微處理 器接收第四控制信號以檢測該安全檢測繼電器是否工作正常。
6. 如權利要求1所述的閘極驅動信號控制裝置，其特征在于，所述微處理 器接收第五控制信號以檢測該閘極控制集成電路功能是否正常。
7. 如權利要求l所述的閘極驅動信號控制裝置，其特征在于，所述微處理 器可以接收第六控制信號以檢測該晶體管開關功能是否正常。
全文摘要
本發(fā)明提供一種閘極驅動信號控制裝置，其包含微處理器；閘極控制集成電路，與微處理器連接并將微處理器的閘極驅動信號送至閘極驅動光耦合器；晶體管開關，電連接于電源及該光耦合器的發(fā)光二極管陽極；隔離式多功能輸入單元，其輸出端電連接到微處理器，而同時利用硬件致能跳接器連接閘極控制集成電路。該晶體管開關可關閉閘極驅動光耦合器；此外當硬件致能跳接器斷路時，隔離式多功能輸入單元具備關閉閘極控制集成電路的功能。當使用者無安全考慮時，裝上硬件致能跳接器使閘極控制集成電路持續(xù)呈現致能狀態(tài)，不受隔離式多功能輸入單元的邏輯狀態(tài)變化影響。此時隔離式多功能輸入單元接收外界輸入信號送至微處理器輸入端口，而提高其端子利用率。
文檔編號G05B9/02GK101477328SQ200810000018
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月2日 優(yōu)先權日2008年1月2日
發(fā)明者謝文政 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司