具有晶體管和熔斷器的用于切斷電力供應(yīng)的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制系統(tǒng)或裝備的安全領(lǐng)域，尤其是電子系統(tǒng)或裝備，更具體而言是飛行器上的機(jī)載電子系統(tǒng)或裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]一旦確認(rèn)了條件，電氣系統(tǒng)就能夠得到控制。
[0003]已知的方案是將電力系統(tǒng)的電源連接到配置成測(cè)試指示條件為真的離散信號(hào)的電路。
[0004]例如，在飛行器的情況下，一些電氣裝備應(yīng)當(dāng)在飛行時(shí)被切斷，比如，在航空電子數(shù)據(jù)采集、處理和通信系統(tǒng)的情況下，無線傳輸無線電模塊必須被切斷以便避免干擾飛行器運(yùn)行。
[0005]通過連接到開關(guān)的與邏輯門，可以在必要時(shí)簡(jiǎn)單關(guān)閉無線電模塊的電源。
[0006]然而，這樣的方案在需要特別高的安全水平時(shí)并不令人滿意。例如，需要向表現(xiàn)出巨大風(fēng)險(xiǎn)(也就是說，可能導(dǎo)致人喪命)的電氣裝備提供的可靠性水平大約在10_9每飛行小時(shí)。

【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(gè)。
[0008]為了該目的，本發(fā)明提供了一種適合于切斷電氣設(shè)備的電力供應(yīng)的電路，所述電路接收作為輸入的至少兩個(gè)離散電氣信號(hào)，其值決定電氣設(shè)備的電力供應(yīng)，如果電氣設(shè)備有電力供應(yīng)，則離散電氣信號(hào)表現(xiàn)出高態(tài)，
[0009]-所述電路包括電壓源；
[0010]-第一切斷單元連接到電氣設(shè)備和電壓源之間，所述第一切斷單元具有取決于離散電氣信號(hào)的打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)；
[0011]-第二切斷單元連接到電氣設(shè)備和第一切斷單元之間的交叉點(diǎn)以及接地線，如果離散電氣信號(hào)處于相同狀態(tài)，則第二切斷單元具有與第一切斷單元互補(bǔ)的狀態(tài)，第二切斷單元包括并聯(lián)布置的至少兩個(gè)開關(guān)，所述并聯(lián)電路連接到電源，兩個(gè)開關(guān)的每一個(gè)的狀態(tài)都是離散電氣信號(hào)的函數(shù)，在離散電氣信號(hào)處于相同狀態(tài)時(shí)，開關(guān)處于相同狀態(tài)，所述第一切斷單元和所述第二切斷單元控制成在離散電氣信號(hào)之間存在差異的情況下產(chǎn)生短路，所述第二切斷單元的至少兩個(gè)開關(guān)具有彼此相異的狀態(tài)，以便產(chǎn)生所述短路。
[0012]本發(fā)明是通過單獨(dú)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:
[0013]-所述第二切斷單元包括并聯(lián)布置的至少兩個(gè)開關(guān)，該并聯(lián)布置連接到電源，兩個(gè)開關(guān)的每一個(gè)的狀態(tài)都是離散電氣信號(hào)的函數(shù)，所述第二切斷單元包括與離散電氣信號(hào)一樣多的開關(guān)；
[0014]-所述并聯(lián)連接的開關(guān)具有取決于電控制信號(hào)的打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)，如果所述電控制信號(hào)具有“高”態(tài)，則所述開關(guān)處于打開狀態(tài)，如果所述電控制信號(hào)具有“低”態(tài)，則所述開關(guān)處于閉合狀態(tài)；
[0015]-所述第一切斷單元包括第一開關(guān)，所述第一開關(guān)具有取決于基于離散電氣信號(hào)的電控制信號(hào)的打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)，如果所述電控制信號(hào)具有“低”態(tài)，則所述第一開關(guān)處于打開狀態(tài)，如果所述電控制信號(hào)具有“高”態(tài)，則所述第一開關(guān)處于閉合狀態(tài)；
[0016]-所述第一開關(guān)通過‘或’邏輯類型的離散信號(hào)的邏輯功能來控制；
[0017]-所述第一切斷單元包括第二開關(guān)，所述第二開關(guān)具有取決于基于離散電氣信號(hào)的電控制信號(hào)的打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)，如果所述電控制信號(hào)具有“低”態(tài)，則所述第二開關(guān)處于打開狀態(tài)，如果所述電控制信號(hào)具有“高”態(tài)，則所述第二開關(guān)處于閉合狀態(tài)，所述第二開關(guān)適合于在所述離散電氣信號(hào)處于低態(tài)的情況下將電源的電壓源隔離；
[0018]-第二開關(guān)通過‘與’邏輯類型的離散信號(hào)的邏輯功能來控制；
[0019]-其包括至少一個(gè)熔斷器，以便在短路的情況下隔離所述電路的元件的電壓源；
[0020]-其包括測(cè)試單元，以便檢測(cè)至少一個(gè)電路組件的故障，并且選擇性地控制所述第一切斷單元和所述第二切斷單元來產(chǎn)生短路；
[0021]-所述測(cè)試單元適合于實(shí)施如下步驟:隔離所述電路的電氣裝備；控制所述第二切斷單元，從而使得所述第二切斷單元處于閉合狀態(tài)；測(cè)量在所述第一切斷單元和所述第二切斷單元之間的電壓，以便確認(rèn)所述第二切斷單元適合于產(chǎn)生短路；
[0022]-所述測(cè)試單元適合于實(shí)施如下步驟:控制所述第一切斷單元，以便使得所述第一切斷單元處于閉合狀態(tài)；測(cè)量在第二切斷單元的端子處的電壓，電壓等于由電壓源供應(yīng)的電壓則指示所述第一切斷單元正在工作；控制所述第一切斷單元，以便使得所述第一切斷單元處于打開狀態(tài)；測(cè)量在第二切斷單元的端子處的電壓，零電壓指示所述第一切斷單元正在工作；
[0023]-所述測(cè)試單元通過可編程邏輯組件或通過微控制器來實(shí)施，所述微控制器能夠合并模擬電壓測(cè)量的方式，以便提高電路監(jiān)控水平。
[0024]并且本發(fā)明還涉及一種航空電子數(shù)據(jù)采集、處理和通信系統(tǒng)，其包括無線電模塊，所述無線電模塊連接到根據(jù)本發(fā)明的電路。
[0025]本發(fā)明的電路包括多個(gè)組件，電路的安全水平大約為10_9。此外，通過使用根據(jù)它們的狀態(tài)而可以相互作用的多級(jí)，確保系統(tǒng)對(duì)于可能影響組件的故障是穩(wěn)健的，同時(shí)使得能夠僅在電氣裝備應(yīng)當(dāng)供應(yīng)電力的情況下對(duì)其供電。
[0026]因此，我們得到了能夠在如果發(fā)生組件故障時(shí)自毀的電路。
[0027]達(dá)到的可靠性水平為，不需要預(yù)防性地監(jiān)控電路的良好運(yùn)行，這是因?yàn)槿哂嘈缘乃绞沟迷谌昊蚋L(zhǎng)的時(shí)間上可能發(fā)生導(dǎo)致不想要的電氣裝備的電源設(shè)置的完全故障在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上不可能的。
【附圖說明】
[0028]本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)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，并且應(yīng)當(dāng)參照所附附圖來理解，在所附附圖中:
[0029]-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的航空電子數(shù)據(jù)采集、處理和通信系統(tǒng)；
[0030]-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的電路的方案圖；
[0031]-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的電路的方案圖；
[0032]-圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的電路的方案圖；
[0033]在所有這些附圖中，相似的元件共享相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0034]關(guān)于圖1，航空電子數(shù)據(jù)采集、處理和通信系統(tǒng)包括:
[0035]-指示飛行器的狀態(tài)的離散電氣信號(hào)xl、x2的采集單元(未示出)；
[0036]-無線電模塊2，其適合于將系統(tǒng)的航空電子數(shù)據(jù)向遠(yuǎn)程站傳遞；
[0037]-無線電模塊2的電壓源+Vpp，以及
[0038]-無線電模塊2的電源電路I，其在飛行器處于飛行時(shí)使得能夠切斷無線電模塊的電力。
[0039]飛行器的狀態(tài)例如為處于飛行、在地面上等。當(dāng)飛行器在地面上時(shí)，指示飛行器已經(jīng)著陸的離散電氣信號(hào)例如為:指示飛行器的重量存在于輪子上的信號(hào)，或者指示飛行器的門被打開的信號(hào)。
[0040]電源電路可以通過由離散電氣信號(hào)的邏輯功能控制的開關(guān)進(jìn)行建模(參見圖1)。
[0041]對(duì)于邏輯功能，我們指與一個(gè)或更多個(gè)變量相關(guān)的一系列操作。已知的邏輯功能為:與、或、異或等。
[0042]關(guān)于圖2，電路I接收作為輸入的至少兩個(gè)離散電氣信號(hào)，優(yōu)選三個(gè)離散電氣信號(hào)xl、x2，并且包括電壓源+Vpp。離散電氣信號(hào)的值決定無線電模塊2的電力。在這種情況下，在圖2和圖3的實(shí)施方案中，離散電氣信號(hào)必須都等于1，從而使無線電模塊2被供應(yīng)電力。
[0043]當(dāng)然，人們可以考慮接收更多數(shù)量的離散電氣信號(hào)的電路。
[0044]電路在正常工作的情況下使得能夠根據(jù)離散電氣信號(hào)的值給電氣裝備2的電源供應(yīng)電力。
[0045]在下文中，我們考慮了離散電氣信號(hào)的邏輯值；具體地，我們所考慮的是，離散電氣信號(hào)具有高態(tài)，也就是說如果其反映可以對(duì)電氣裝備供應(yīng)電力所依據(jù)的條件(例如，如果飛行器已經(jīng)著陸)，則為邏輯值‘I’，離散電氣信號(hào)具有低態(tài)，也就是說如果其反映不應(yīng)對(duì)電氣裝備供應(yīng)電力的條件，則為邏輯值‘O’。
[0046]關(guān)于圖2和圖3，所考慮的是，如果電氣裝備2必須供應(yīng)電力，則離散電氣信號(hào)需要三者都為高態(tài)。
[0047]正如下面將描述的，如果單個(gè)組件被用于測(cè)試離散信號(hào)的值，則該組件具有無法忽略的故障的可能性，使得在電氣裝備不應(yīng)有電力供應(yīng)時(shí)供應(yīng)電力。
[0048]為了克服這個(gè)問題，電路具有多個(gè)相互作用的級(jí)。在每一級(jí)中，我們能夠防止具有與離散信號(hào)不一致狀態(tài)的組件故障。
[0049]這降低了在電氣裝備不應(yīng)電力供應(yīng)時(shí)而供應(yīng)電力的可能性。
[0050]實(shí)際上，電路故障的可能性應(yīng)為大約10_9，而電子組件具有大約10_6的故障可能性。
[0051]電路邏輯I包括+Vpp電壓源，如果所有離散信號(hào)都指示電氣裝備應(yīng)進(jìn)行電力供應(yīng)，則+Vpp電壓源為電氣裝備供應(yīng)電力。例如，飛行器已經(jīng)著陸，離散信號(hào)xl、x2都等于‘I’，如果不是這樣情況，則等于‘O’。
[0052]第一切斷單元Ucl連接到+Vpp電壓源，并且在離散電氣信號(hào)指示不應(yīng)對(duì)電氣裝備供應(yīng)電力的情況下具有打開狀態(tài)，在離散電氣信號(hào)指示應(yīng)對(duì)電氣裝備供應(yīng)電力的情況下具有閉合狀態(tài)。
[0053]第二切斷單元Uc2連接到電氣裝備2和第一切斷單元Ucl之間的交叉點(diǎn)以及接地線。如果離散電氣信號(hào)xl、x2具有相同的狀態(tài)，則第二切斷單元Uc2具有與第一切斷單元Ucl互補(bǔ)的狀態(tài)。第二切斷單元Uc2連接到接地線。
[0054]然而，一旦離散信號(hào)xl、x2具有相異的狀態(tài)，則第一切斷單元和第二切斷單元被控制為產(chǎn)生短路。
[0055]具體而言，第一切斷單元Ucl在離散電氣信號(hào)相異的情況下處于閉合狀態(tài)時(shí)，并且第二切斷單元Uc2將產(chǎn)生短路。
[0056]有利地，第一切斷單元Ucl包括第一開關(guān)Q1，第一開關(guān)Ql根據(jù)基于離散電氣信號(hào)的電控制信號(hào)而具有打開或閉合狀態(tài)。如果電控制信號(hào)具有“低”態(tài)，則第一開關(guān)Ql處于打開狀態(tài)，如果電控制信號(hào)具有“高”態(tài)，則第一開關(guān)Ql處于閉合狀態(tài)。
[0057]第一開關(guān)Ql通過‘或’邏輯類型的離散信號(hào)的特殊邏輯功能來控制。
[0058]而且，第二切斷單元Uc2包括并聯(lián)布置的至少兩個(gè)開關(guān)Q2L、Q2R，該并聯(lián)布置連接到電源，兩個(gè)開關(guān)的每一個(gè)的狀態(tài)都是離散電氣信號(hào)xl、x2的函數(shù)。我們注意到，第二切斷單元Uc2包括與離散電氣信號(hào)xl、x2 —樣多的開關(guān)。
[0059]每個(gè)開關(guān)Q2L、Q2R都分別通過輸入的離散電氣信號(hào)控制。因此，與圖2至圖4相關(guān)，離散電氣信號(hào)xl控制開關(guān)Q2L，并且離散電氣信號(hào)x2控制開關(guān)Q2R。
[0060]此外，