具有冗余逻辑的包括晶体管和熔断器的用于切断电力供应的电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制系统或设备的安全的领域，具体而言是电子的系统或设备，尤其是飞行器上的机载电子系统或设备。
【背景技术】
[0002]在满足了条件之后，电气系统就能够得到控制。
[0003]一个已知的方案是将电力系统的电源连接到配置成测试指示满足条件的离散信号的电路。
[0004]例如，在飞行器的情况下，一些电气设备应当在飞行时被切断，比如，在用于采集、处理和通信航空电子数据的系统的情况下，无线传输无线电模块必须被切断以便不干扰飞行器运行。
[0005]通过连接到开关的与逻辑门，可以在必要时简单地切断无线电模块的电力供应。
[0006]然而，这样的方案在需要特别高的安全水平时并不令人满意。例如，对于表现出巨大风险的电气设备的电力供应需要的可靠性水平大约在1(Γ9传输风险每飞行小时。
【发明内容】
[0007]提出本发明以克服这些缺陷中的至少一个。
[0008]为了该目的，本发明提出一种适合于切断电气设备的电力供应的电路，所述电路包括电气设备和对所述电气设备供电的电压源，并且进一步输入有至少两个离散电气信号，其值确定设备的电力供应的切断，
[0009]所述电路的特征在于其包括:
[0010]-串联连接的至少两个用于切断电力供应的模块，其连接在电压源和电气设备之间，用于切断电力供应的每个模块根据所述离散电气信号的值进行控制，以及
[0011]-并联的至少两个用于比较所述离散电气信号的模块，
[0012]其中切断电力供应的模块中的至少一个通过比较所述离散信号的模块的输出进行控制。
[0013]本发明是通过单独采用或采用任何技术上可能的组合的以下特征而得以有利地完成:
[0014]-切断电力供应的第一模块适合于在从比较所述离散电气信号的模块发出的信号之间相异的情况下产生短路；
[0015]-其包括至少一个用于在短路的情况下将电压源与电路的元件隔离的熔断器；
[0016]-切断电力供应的模块具有不同的电子结构；
[0017]-其包括三个连续的开关对，每对开关包括两个串联连接的开关，每对开关都在上游对中的第一开关的输出和地之间并联连接，其中每对开关都通过离散电气信号的函数控制，并且根据命令相对于彼此以相反的方式作用；
[0018]-开关对适用于只要在至少一对中的开关具有在“永久导体”模式下的故障就引起短路；
[0019]-通过比较所述离散信号的模块的输出控制的切断电力供应的模块包括在电源压和地之间并行连接的三个开关，每个开关通过比较所述离散电气信号的模块的电气输出信号的逻辑函数进行控制；
[0020]-比较所述离散电气信号的模块的电气输出信号的逻辑函数是逻辑或函数；
[0021]-比较所述离散电气信号的模块具有不同的电子结构，其适合于对离散电气信号输入的值实施异或逻辑函数，所述异或逻辑函数优选以负逻辑或正逻辑实施。
[0022]本发明还涉及一种用于采集、处理和通信航空电子数据的系统，其包括根据本发明的电路。
[0023]本发明的电路包括多个组件，电路的安全水平为10_9左右的供电设备风险每飞行小时。此外，通过使用根据它们的状态而可以相互作用的多个级，确保电路对于可能影响组件的故障是稳健的，同时使得能够仅在必须的时候对电气设备供电。安全水平串联接入意味着连续条件的总和对于设备的未规定的上电来说是必须的，从而产生:切断模块的同时故障、比较模块的同时故障。
【附图说明】
[0024]本发明的其它特征、目的和优点将从下面的描述中显现出来，其纯粹是说明性的并且非限制性的，并且必须参照所附附图来阅读，在所附附图中:
[0025]-图1示出了根据本发明的实施方案的用于采集、处理和通信航空电子数据的系统；
[0026]-图2示出了根据本发明的实施方案的电路的概括图；
[0027]-图3示出了根据本发明的实施方案的电路的图示。
【具体实施方式】
[0028]关于图1，用于采集、处理和通信航空电子数据的系统包括:
[0029]-用于采集指示飞行器的状态的离散电气信号xl、x2、x3的单元(未示出)；
[0030]-无线电模块2，其适合于将航空电子数据从系统传递至远程站；
[0031]-对无线电模块2供电的电压源+Vpp，以及
[0032]-用于无线电模块2的电力供应的电路1，其使得在飞行器处于飞行时能够切断无线电模块2的供电。
[0033]飞行器的状态例如为处于飞行、在地面上等。当飞行器在地面上时，指示飞行器已经着陆的离散电气信号例如为:指示飞行器的重量存在于轮子上的信号，或者指示飞行器的门被打开的信号。
[0034]电源电路可以通过由离散电气信号的逻辑函数(fonct1n 1gique)控制的开关进行建模(参见图1)。
[0035]逻辑函数指的是具有一个或更多个变量的一系列逻辑操作。已知的逻辑函数为:与、或、异或等。
[0036]关于图2，电路I接收作为输入的至少两个离散电气信号，优选三个离散电气信号xl、x2、x3，并且包括电压源+Vpp。离散电气信号的值决定无线电模块2的电力供电。在这种情况下，在图2和图3的实施方案中，为了使无线电模块2被供电，离散电气信号必须都等于1
[0037]自然地，可以设想接收作为输入的更多数量的离散电气信号的电路。
[0038]电路在正常工作的情况下使得能够根据离散电气信号的值提供对电气设备2的电力供应。
[0039]下文考虑到了离散电气信号的逻辑值。具体地，考虑的是，离散电气信号具有高态，也就是说如果其反映可以对电气设备供电所依据的条件(例如，如果飞行器已经着陆)，则逻辑I值，以及考虑的是，离散电气信号具有低态，也就是说如果其反映不应对电气设备供电所依据的条件，则逻辑O值。
[0040]关于图2和图3，考虑的是，如果电气设备2被供电，则离散电气信号必须全部三个都为尚态。
[0041]正如下面将描述的，如果仅一个组件被用于测试离散信号的值，则该组件具有并非无关紧要的故障的可能性，使得在电气设备不应当被供电时被供电。
[0042]为了克服这个问题，电路具有多个相互作用的级。在每一级中，能够防止具有与离散信号不一致状态的组件的故障。
[0043]这使得能够降低在电气设备不应被供电时而供电的可能性。
[0044]这是因为，电路故障的可能性应为10_9左右，而电子组件单独具有10 _6左右的故障的可能性。
[0045]电路包括两个串联连接的，用于切断电力供应的模块A1、A2，每个模块都根据离散电气信号的值进行控制。
[0046]切断模块Al、A2连接在电压源+Vpp和电气设备2之间。
[0047]有利地，两个用于切断电力供应的模块Al、A2具有不同的电子结构，以便验证离散电气信号的值(即其是不同的并因此同样地易于故障)，因此以便于降低电气设备的供电错误的概率。
[0048]电路进一步包括两个并行设置的用于比较离散电气信号的模块C1、C2。该比较模块作为输入接收的是离散电气信号，该模块的输出是具有高态(“I”)或者低态(“O”)的电气信号。
[0049]第一电力供应切断模块
[0050]有利地，电力供应模块中的一个，模块Al设置在最远的上游，通过比较离散电气信号的模块C1、C2的输出电气信号进行控制。
[0051 ] 该电力供应切断模块Al包括三个并联的开关T，其连接在供电电压源+Vpp的输出和地之间。这些开关T有利地为CMOS晶体管。
[0052]这三个开关T接收相同的信号作为输入，其为比较离散电气信号的模块Cl、C2的输出电气信号的逻辑函数，有利地为逻辑或函数。从比较模块发出的电气信号是具有高态(“I”)或低态(“O”)的逻辑信号。
[0053]在开关T中的一个故障的情况下，开关的冗余维持切断模块Al的正确运行。
[0054]参照图3，开关有利地为CMOS晶体管，使得:
[0055]-如果它们通过处于I的信号进行控制，晶体管闭合，
[0056]-如果它们通过处于O的信号进行控制，晶体管断开。
[0057]当开关中的一个接收处于高态(“I”)的电气信号作为输入时，则开关中的一个的闭合将电气设备2与电压源+Vpp隔离并引起短路。因此电路I有利地包括熔断器FUSE，其在短路的情况下将电压源与电路的其他元件隔离。