具有冗余邏輯的包括晶體管和熔斷器的用于切斷電力供應的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)或設備的安全的領(lǐng)域，具體而言是電子的系統(tǒng)或設備，尤其是飛行器上的機載電子系統(tǒng)或設備。
【背景技術(shù)】
[0002]在滿足了條件之后，電氣系統(tǒng)就能夠得到控制。
[0003]一個已知的方案是將電力系統(tǒng)的電源連接到配置成測試指示滿足條件的離散信號的電路。
[0004]例如，在飛行器的情況下，一些電氣設備應當在飛行時被切斷，比如，在用于采集、處理和通信航空電子數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的情況下，無線傳輸無線電模塊必須被切斷以便不干擾飛行器運行。
[0005]通過連接到開關(guān)的與邏輯門，可以在必要時簡單地切斷無線電模塊的電力供應。
[0006]然而，這樣的方案在需要特別高的安全水平時并不令人滿意。例如，對于表現(xiàn)出巨大風險的電氣設備的電力供應需要的可靠性水平大約在1(Γ9傳輸風險每飛行小時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]提出本發(fā)明以克服這些缺陷中的至少一個。
[0008]為了該目的，本發(fā)明提出一種適合于切斷電氣設備的電力供應的電路，所述電路包括電氣設備和對所述電氣設備供電的電壓源，并且進一步輸入有至少兩個離散電氣信號，其值確定設備的電力供應的切斷，
[0009]所述電路的特征在于其包括:
[0010]-串聯(lián)連接的至少兩個用于切斷電力供應的模塊，其連接在電壓源和電氣設備之間，用于切斷電力供應的每個模塊根據(jù)所述離散電氣信號的值進行控制，以及
[0011]-并聯(lián)的至少兩個用于比較所述離散電氣信號的模塊，
[0012]其中切斷電力供應的模塊中的至少一個通過比較所述離散信號的模塊的輸出進行控制。
[0013]本發(fā)明是通過單獨采用或采用任何技術(shù)上可能的組合的以下特征而得以有利地完成:
[0014]-切斷電力供應的第一模塊適合于在從比較所述離散電氣信號的模塊發(fā)出的信號之間相異的情況下產(chǎn)生短路；
[0015]-其包括至少一個用于在短路的情況下將電壓源與電路的元件隔離的熔斷器；
[0016]-切斷電力供應的模塊具有不同的電子結(jié)構(gòu)；
[0017]-其包括三個連續(xù)的開關(guān)對，每對開關(guān)包括兩個串聯(lián)連接的開關(guān)，每對開關(guān)都在上游對中的第一開關(guān)的輸出和地之間并聯(lián)連接，其中每對開關(guān)都通過離散電氣信號的函數(shù)控制，并且根據(jù)命令相對于彼此以相反的方式作用；
[0018]-開關(guān)對適用于只要在至少一對中的開關(guān)具有在“永久導體”模式下的故障就引起短路；
[0019]-通過比較所述離散信號的模塊的輸出控制的切斷電力供應的模塊包括在電源壓和地之間并行連接的三個開關(guān)，每個開關(guān)通過比較所述離散電氣信號的模塊的電氣輸出信號的邏輯函數(shù)進行控制；
[0020]-比較所述離散電氣信號的模塊的電氣輸出信號的邏輯函數(shù)是邏輯或函數(shù)；
[0021]-比較所述離散電氣信號的模塊具有不同的電子結(jié)構(gòu)，其適合于對離散電氣信號輸入的值實施異或邏輯函數(shù)，所述異或邏輯函數(shù)優(yōu)選以負邏輯或正邏輯實施。
[0022]本發(fā)明還涉及一種用于采集、處理和通信航空電子數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其包括根據(jù)本發(fā)明的電路。
[0023]本發(fā)明的電路包括多個組件，電路的安全水平為10_9左右的供電設備風險每飛行小時。此外，通過使用根據(jù)它們的狀態(tài)而可以相互作用的多個級，確保電路對于可能影響組件的故障是穩(wěn)健的，同時使得能夠僅在必須的時候?qū)﹄姎庠O備供電。安全水平串聯(lián)接入意味著連續(xù)條件的總和對于設備的未規(guī)定的上電來說是必須的，從而產(chǎn)生:切斷模塊的同時故障、比較模塊的同時故障。
【附圖說明】
[0024]本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將從下面的描述中顯現(xiàn)出來，其純粹是說明性的并且非限制性的，并且必須參照所附附圖來閱讀，在所附附圖中:
[0025]-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的用于采集、處理和通信航空電子數(shù)據(jù)的系統(tǒng)；
[0026]-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的電路的概括圖；
[0027]-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的電路的圖示。
【具體實施方式】
[0028]關(guān)于圖1，用于采集、處理和通信航空電子數(shù)據(jù)的系統(tǒng)包括:
[0029]-用于采集指示飛行器的狀態(tài)的離散電氣信號xl、x2、x3的單元(未示出)；
[0030]-無線電模塊2，其適合于將航空電子數(shù)據(jù)從系統(tǒng)傳遞至遠程站；
[0031]-對無線電模塊2供電的電壓源+Vpp，以及
[0032]-用于無線電模塊2的電力供應的電路1，其使得在飛行器處于飛行時能夠切斷無線電模塊2的供電。
[0033]飛行器的狀態(tài)例如為處于飛行、在地面上等。當飛行器在地面上時，指示飛行器已經(jīng)著陸的離散電氣信號例如為:指示飛行器的重量存在于輪子上的信號，或者指示飛行器的門被打開的信號。
[0034]電源電路可以通過由離散電氣信號的邏輯函數(shù)(fonct1n 1gique)控制的開關(guān)進行建模(參見圖1)。
[0035]邏輯函數(shù)指的是具有一個或更多個變量的一系列邏輯操作。已知的邏輯函數(shù)為:與、或、異或等。
[0036]關(guān)于圖2，電路I接收作為輸入的至少兩個離散電氣信號，優(yōu)選三個離散電氣信號xl、x2、x3，并且包括電壓源+Vpp。離散電氣信號的值決定無線電模塊2的電力供電。在這種情況下，在圖2和圖3的實施方案中，為了使無線電模塊2被供電，離散電氣信號必須都等于1
[0037]自然地，可以設想接收作為輸入的更多數(shù)量的離散電氣信號的電路。
[0038]電路在正常工作的情況下使得能夠根據(jù)離散電氣信號的值提供對電氣設備2的電力供應。
[0039]下文考慮到了離散電氣信號的邏輯值。具體地，考慮的是，離散電氣信號具有高態(tài)，也就是說如果其反映可以對電氣設備供電所依據(jù)的條件(例如，如果飛行器已經(jīng)著陸)，則邏輯I值，以及考慮的是，離散電氣信號具有低態(tài)，也就是說如果其反映不應對電氣設備供電所依據(jù)的條件，則邏輯O值。
[0040]關(guān)于圖2和圖3，考慮的是，如果電氣設備2被供電，則離散電氣信號必須全部三個都為尚態(tài)。
[0041]正如下面將描述的，如果僅一個組件被用于測試離散信號的值，則該組件具有并非無關(guān)緊要的故障的可能性，使得在電氣設備不應當被供電時被供電。
[0042]為了克服這個問題，電路具有多個相互作用的級。在每一級中，能夠防止具有與離散信號不一致狀態(tài)的組件的故障。
[0043]這使得能夠降低在電氣設備不應被供電時而供電的可能性。
[0044]這是因為，電路故障的可能性應為10_9左右，而電子組件單獨具有10 _6左右的故障的可能性。
[0045]電路包括兩個串聯(lián)連接的，用于切斷電力供應的模塊A1、A2，每個模塊都根據(jù)離散電氣信號的值進行控制。
[0046]切斷模塊Al、A2連接在電壓源+Vpp和電氣設備2之間。
[0047]有利地，兩個用于切斷電力供應的模塊Al、A2具有不同的電子結(jié)構(gòu)，以便驗證離散電氣信號的值(即其是不同的并因此同樣地易于故障)，因此以便于降低電氣設備的供電錯誤的概率。
[0048]電路進一步包括兩個并行設置的用于比較離散電氣信號的模塊C1、C2。該比較模塊作為輸入接收的是離散電氣信號，該模塊的輸出是具有高態(tài)(“I”)或者低態(tài)(“O”)的電氣信號。
[0049]第一電力供應切斷模塊
[0050]有利地，電力供應模塊中的一個，模塊Al設置在最遠的上游，通過比較離散電氣信號的模塊C1、C2的輸出電氣信號進行控制。
[0051 ] 該電力供應切斷模塊Al包括三個并聯(lián)的開關(guān)T，其連接在供電電壓源+Vpp的輸出和地之間。這些開關(guān)T有利地為CMOS晶體管。
[0052]這三個開關(guān)T接收相同的信號作為輸入，其為比較離散電氣信號的模塊Cl、C2的輸出電氣信號的邏輯函數(shù)，有利地為邏輯或函數(shù)。從比較模塊發(fā)出的電氣信號是具有高態(tài)(“I”)或低態(tài)(“O”)的邏輯信號。
[0053]在開關(guān)T中的一個故障的情況下，開關(guān)的冗余維持切斷模塊Al的正確運行。
[0054]參照圖3，開關(guān)有利地為CMOS晶體管，使得:
[0055]-如果它們通過處于I的信號進行控制，晶體管閉合，
[0056]-如果它們通過處于O的信號進行控制，晶體管斷開。
[0057]當開關(guān)中的一個接收處于高態(tài)(“I”)的電氣信號作為輸入時，則開關(guān)中的一個的閉合將電氣設備2與電壓源+Vpp隔離并引起短路。因此電路I有利地包括熔斷器FUSE，其在短路的情況下將電壓源與電路的其他元件隔離。