门头锁控制装置、系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道交通装备领域，尤其是涉及一种广泛应用于铁路机车、动车、高铁列车、地铁等城市轨道交通车辆领域门头锁控制装置、系统及其方法。
【背景技术】
[0002]全国诸多城市都有地铁建设项目，而车站屏蔽门或安全门作为附属产品，能够隔绝站台与路轨，有效改善候车环境，提高地铁运行的安全性，同时也能降低地铁运营的成本。而门头锁作为门控制系统中重要一环的作用在于:出于安全的考虑，当屏蔽门或安全门关闭到位时，进一步将门锁紧，从而避免屏蔽门或安全门被随意打开而可能引发乘客不慎跌落到路轨上造成进一步的伤害，对于特别是老人和小孩尤其如此。
[0003]而在目前，因不同的地铁线、不同的地铁站，门控制系统中选用的门头锁都不相同，相互之间不能通用。而门头锁的电磁铁一般都是定制的，连续性不好，经常会遇到更换型号及厂家情况，因此要求门头锁的驱动电路应当具有较强的适应性。目前，在门控制系统中所用的门头锁的工作电压通常有+24Vdc、+48Vdc及其它直流电压类型，而目前控制门头锁的装置只单一适用于+24Vdc门头锁或+48Vdc门头锁或其它特定工作电压的门头锁，驱动电路在门头锁更换情况下将会涉及更改电源接线，且相应的保护电路参数亦需要进行相应修改。因此，目前的门头锁控制装置对于门头锁的控制有一定的局限性。
[0004]目前，门头锁的控制主要由微控制器通过非调制方法的控制MOS管的通断，驱动门头锁的电磁铁，但输出电压，和相应的保护参数都相对较为固定。同时，门控制系统中门头锁的控制方式是门头锁的电磁铁驱动电路只适用于一种或某些工作电压相同且所需驱动电流差异不大的门头锁。因为现有控制装置中，MOS管的电源固定，MOS管输出电压、电流有限定，而门头锁电磁铁功耗大，当门头锁变化，电源及相应保护电路参数亦可能需要变更，对驱动对象的兼容性比较差。当控制对象变为不同工作电压，或相同电压不同驱动电流的门头锁时，相关的驱动电路参数就需要重新设计，这就使得产品的研发周期及研发成本相应增加。当前策略下的驱动电路只适用于某一类的门头锁，而对于目前种类繁多的门头锁，就需要多种不同参数的驱动电路即造成产品的多种版本，这对于后期的产品维护亦增加了难度。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种门头锁控制装置、系统及其方法，提高了驱动电路的适应性，输出电压灵活，能够适用于不同工作电压和驱动电流下的门头锁控制。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种门头锁控制装置的技术实现方案，一种门头锁控制装置，包括:
微控制器，产生并向电磁铁驱动电路输出PWM波；
电磁铁驱动电路，包括开关电路，所述电磁铁驱动电路与外部门头锁的电磁铁相连，所述电磁铁带动所述门头锁的门锁动作，实现门头锁的开闭；所述微控制器向所述开关电路输出PWM波，所述开关电路与所述电磁铁相连，通过控制所述开关电路输出至所述电磁铁的信号满足不同工作电压等级的门头锁的开闭；
过流保护电路，监测所述电磁铁中的电流，当所述电磁铁中的电流超过设定值时，由所述微控制器适当降低所述PWM波的占空比或关断所述电磁铁驱动电路；
数字输入电路，将所述门头锁当前的锁状态信号传送至微控制器，所述微控制器根据所述锁状态信号实现对所述门头锁的监控。
[0007]优选的，所述开关电路工作能在斩波状态，所述微控制器通过向所述开关电路输出PWM波控制开关电路的通断，从而实现输出至所述电磁铁的电压满足所述门头锁的工作电压。
[0008]优选的，所述过流保护电路进一步包括由采样电阻和运放电路组成的电流闭环，实现所述电磁铁中电流的采样，所述微控制器根据所述运放电路输出的电压计算出流经所述采样电阻的电流，实现对所述电磁铁的电流的监控，当所述电流超过一定值时，所述微控制器适当降低所述PWM波的占空比或控制所述电磁铁驱动电路关断，以停止对外输出信号。
[0009]优选的，所述门头锁控制装置设置在门控单元之外，并通过电缆与所述门控单元相连。
[0010]本发明还另外提供了一种门头锁控制系统的技术实现方案，包括如上所述的门头锁控制装置、与所述门头锁控制装置相连的门头锁，所述门头锁包括电磁铁和门锁，通过所述电磁铁带动所述门锁，实现所述门头锁的开闭。
[0011]本发明还另外提供了一种门头锁控制方法的技术实现方案，门头锁控制系统包括门头锁控制装置和门头锁，所述门头锁包括电磁铁和门锁，所述门头锁控制装置进一步包括微控制器、电磁铁驱动电路、过流保护电路和数字输入电路，所述控制方法包括以下步骤:
SlOl:所述微控制器产生并向所述电磁铁驱动电路输出PffM波；
S102:所述电磁铁驱动电路包括开关电路，所述微控制器通过PffM波控制所述开关电路的输出；
5103:所述微控制器通过控制所述开关电路输出至所述电磁铁的信号满足不同工作电压等级门头锁的开闭，所述电磁铁带动所述门头锁的门锁动作，实现所述门头锁的开闭；
5104:所述过流保护电路监测所述电磁铁中的电流，当所述电磁铁中的电流超过设定值时，由所述微控制器适当降低所述PWM波的占空比或关断所述电磁铁驱动电路；
S105:所述数字输入电路将所述门头锁当前的锁状态信号传送至微控制器，所述微控制器根据所述锁状态信号向所述电磁铁驱动电路输出相应的控制信号。
[0012]优选的，所述步骤S103进一步包括:所述微控制器能控制所述开关电路工作于斩波模式，并通过调整输出至所述电磁铁的信号满足不同工作电压等级门头锁的开闭。
[0013]优选的，所述过流保护电路包括采样电阻和运放电路，所述步骤S104进一步包括:
所述过流保护电路通过采样电阻实现所述电磁铁中电流的采样，所述微控制器根据所述运放电路输出的电压计算出流经所述采样电阻的电流，实现对所述电磁铁的电流的监控，当所述电流超过一定值时，所述微控制器适当降低所述PWM的占空比或控制所述电磁铁驱动电路关断，以停止对外输出信号。
[0014]通过实施上述本发明提供的门头锁控制装置、系统及其方法，具有如下技术效果:
(1)本发明利用斩波原理通过微控制器发送PffM波控制开关电路的输出，使其输出电压更具灵活性，实现了电磁铁驱动电路可兼容适用于多种工作电压、不同驱动电流的门头锁；
(2)本发明中的门头锁驱动电路选用较高的电源及可用于该电源下的开关器件，使得电磁铁驱动电路的驱动能力和适应性更强；
(3)本发明加入了过流保护电路，监控门头锁的电磁铁电流，形成电流闭环，有效保护了电磁铁驱动电路和门头锁，提高了系统的安全性和可靠性。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本发明门头锁控制装置一种【具体实施方式】的结构功能框图；
图2是本发明门头锁控制装置一种【具体实施方式】数字输入电路的电路原理图；