專利名稱：飛行器上的管理供電中斷的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于管理航空電子設(shè)備的供電網(wǎng)絡(luò)的中斷的系統(tǒng)。該系統(tǒng)允許確
定供電中斷是短時的還是長時間的，并在斷電是長時間的情況下關(guān)閉飛行器上的計算機。 本發(fā)明還涉及由該系統(tǒng)實施的方法。 本發(fā)明可應(yīng)用于航空領(lǐng)域，尤其是飛行器上的供電管理的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在飛行器上，通常存在允許為飛行器上的各種設(shè)備(尤其是飛行器上的計算機) 供電的多個供電源。這些供電源通常提供28伏特的電壓。各種供電源可在例如其中某個 電源故障時相互替換。各種供電源通常通過轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接成網(wǎng)絡(luò)。因而可以根據(jù)航空電子 設(shè)備的需要從一供電源切換到另一供電源。但是，在供電源轉(zhuǎn)換時，在所述供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可能 突然發(fā)生供電中斷。這種供電中斷可能屬于以下多種類型-存在所謂的"透明"供電中斷。這種斷電的持續(xù)時間小于200毫秒。其與供電網(wǎng) 絡(luò)的狀態(tài)有關(guān)，且通常在飛行時發(fā)生。-存在短時供電中斷。這種短時斷電的持續(xù)時間小于5秒。與透明斷電一樣，這種 短時斷電也與供電網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)有關(guān)。其在飛行時被檢測到。 _還存在長時間斷電，其持續(xù)時間超過5秒。這種長時間斷電在飛行器處于維護階 段時在地面上發(fā)生。這種長時間斷電被維護人員用來對飛行器上的一些設(shè)備進行維修、檢 驗或測試。 當短時斷電時，飛行器上的計算機在其無供電的瞬間關(guān)閉。然而，由于飛行器仍在 飛行中，計算機必須能夠非常迅速地重新啟動，也就是說一旦供電恢復(fù)，該計算機必須能夠 正常工作。 當長時間斷電時，飛行器上的計算機同樣在其無供電的瞬間關(guān)閉。但是，在這種情 況下，飛行器上的計算機必須在其供電恢復(fù)時執(zhí)行一系列測試，以檢驗設(shè)備總體運行情況。 此時飛行器在地面上、處于維護階段，計算機可以緩慢地重新啟動以執(zhí)行被稱為"自檢"的 一系列測試。 因此可知，在飛行器里的供電中斷時，知道其涉及透明斷電或短時斷電還是涉及 長時間斷電，以對應(yīng)地控制計算機的重啟是很重要的。 短時斷電和透明斷電需要一樣的計算機快速重啟，在下文的說明中將這兩種斷電 都同樣看待并統(tǒng)稱為"短時斷電"。 在長時間斷電的情況下，保存長時間斷電的信息，也就是表明該供電斷電是長時 間的并將引起伴有自檢的計算機重啟的信息，是很重要的。因此必須存儲長時間斷電的信 息直到系統(tǒng)考慮該信息，也就是直到計算機重新啟動。 目前，當供電網(wǎng)絡(luò)中斷突然發(fā)生時，航空電子設(shè)備會進入初始化模式，且計時器被 啟動。在該斷電期間，航空電子設(shè)備依靠自身內(nèi)部的供電源例如電池工作。這種電池只能 提供有限數(shù)量的電力。而且，為了限制電力消耗，只給一部分設(shè)備功能供電。因此該設(shè)備在
3低耗電模式下工作。 上述功能之一是測量直到供電中斷結(jié)束所經(jīng)過的時間。因此，計時器(或用英語 表示為timer)必須能夠在整個短時斷電期間(即大概5秒鐘)內(nèi)獲得內(nèi)部電池的供電。如 果在5秒鐘內(nèi)供電恢復(fù)，則計算機按照快速處理程序(無自檢)重新啟動，航空電子設(shè)備重 新轉(zhuǎn)換到供電網(wǎng)絡(luò)上，計時器被重新初始化，且內(nèi)部電池被重新充電。 如果在5秒鐘內(nèi)供電沒有恢復(fù)，則長時間斷電的信息被保存在非易失性存儲器 中。對長時間斷電的信息的存儲允許在整個長時間斷電期間內(nèi)確實地關(guān)閉計算機，這使得 能夠減少一點電子設(shè)備的耗電。然而，上述在非易失性存儲器中的信息存儲需要對所述非 易失性存儲器以及管理這種存儲的可編程電子部件持續(xù)地供電。但該可編程部件相對地能 耗較高。 因此可知，在現(xiàn)有的方法中，比如計時器和可編程部件等設(shè)備的一些功能必須在5
秒鐘的時間內(nèi)得到內(nèi)部電池的供電，這導(dǎo)致與內(nèi)部電池容量相比相對較大的電力消耗。另
外，這種內(nèi)部電池具有不可忽略的體積，其體積在容量增大時也會更大。 此外，從能量管理和轉(zhuǎn)換(用英語表示為switching)的角度來看，現(xiàn)有技術(shù)的供
電網(wǎng)絡(luò)中斷管理系統(tǒng)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了彌補上述技術(shù)的缺陷。為此，本發(fā)明提出允許通過電容器的放電 來測量供電中斷的持續(xù)時間的一種系統(tǒng)和一種方法。在該放電期間內(nèi)，電容器不需要電力 供應(yīng)，這使得能夠在整個斷電期間內(nèi)關(guān)閉計算機。這種通過電容器的放電對持續(xù)時間的測 量允許不使用任何內(nèi)部供電源。 更確切地說，本發(fā)明涉及一種管理飛行器上的供電中斷的方法，其特征在于包括 以下操作-檢測供電中斷，-通過測量電容器的放電時間來測量斷電的持續(xù)時間，并將測量出的持續(xù)時間與 閾值持續(xù)時間進行比較，-當斷電持續(xù)時間超過閾值持續(xù)時間時，保存長時間斷電的信息。
根據(jù)本發(fā)明的方法還可包括以下特征中的一個或者多個-在與電容器串聯(lián)連接的開關(guān)的輸入端接收到有效轉(zhuǎn)換信號后，電容器被充電。
-當斷電持續(xù)時間小于所述閾值持續(xù)時間時，幾乎是立即發(fā)送上述有效轉(zhuǎn)換信號。
-當斷電持續(xù)時間超過所述閾值持續(xù)時間時，在收到保存結(jié)束信號后發(fā)出上述有 效轉(zhuǎn)換信號。-通過將所述電容器的端電壓的值與參考電壓的值進行比較而得到對放電時間的 本發(fā)明還涉及一種管理飛行器上的供電中斷的系統(tǒng)。
—種管理飛行器上的供電中斷的系統(tǒng)，其特征在于包括
-供電中斷的檢測電路，-供電中斷持續(xù)時間的測量電路，能夠測量電容器的放電時間并將測量出的持續(xù) 時間與閾值持續(xù)時間進行比較，以及
4
-信息管理電路，能夠管理信號的發(fā)送以便在所述斷電持續(xù)時間超過所述閾值持 續(xù)時間時保存長時間斷電的信息。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可包括以下特征中的一個或者多個-上述測量電路包括電容器，該電容器一方面與比較器的輸入端連接，另一方面通 過開關(guān)與備用供電源連接。-上述管理電路包括可編程部件，該部件能夠接收測量電路的輸出端的信息，能夠 向中央單元發(fā)送保存信號，能夠接收來自所述中央單元的保存結(jié)束的信號，和能夠向所述 測量電路發(fā)送轉(zhuǎn)換信號，所發(fā)送的信號取決于所接收到的信號。-上述測量電路和上述管理電路被安裝在飛行器上的計算機的供電卡上，上述管
理電路能夠與中央單元進行通信。 本發(fā)明還涉及包括上述系統(tǒng)的飛行器。


圖l簡略地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于無需內(nèi)部供電源地管理供電中斷的電子電 路。
圖2示出了圖1的電子電路內(nèi)的各種信號的時序圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提出一種系統(tǒng)和一種方法，允許管理飛行器上的供電中斷，以當供電網(wǎng)絡(luò) 突然發(fā)生中斷時可將計算機完全關(guān)閉，同時還允許測量該斷電的持續(xù)時間，并在需要時保 存長時間斷電的信息。 根據(jù)本發(fā)明的方法提出，當檢測到供電中斷時測量斷電的持續(xù)時間。對斷電持續(xù) 時間的測量是通過測量電容器的放電時間而得到的。根據(jù)電容器的端電壓的值確定電容器 的放電時間。將該電壓值與對應(yīng)于5秒鐘的放電時長的參考電壓值進行比較。對電壓的比 較等效于將斷電持續(xù)時間與閾值持續(xù)時間進行比較，閾值持續(xù)時間例如為5秒鐘。
當電容器的電壓的值大于參考電壓的值時，意味著該斷電是短時的。反之，當電容
器的電壓的值小于參考電壓時，則意味著該斷電是長時間的。 當檢測到持續(xù)時間小于5秒鐘時，立刻對電容器進行充電以便能夠測量可能會發(fā) 生的新的斷電的持續(xù)時間。 當檢測到持續(xù)時間大于5秒鐘時，將長時間斷電的信息以下文描述的方式進行保 存。只有在接收到保存結(jié)束的指令時才對電容器充電。 圖1中示出了能夠?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的方法的電子電路的一個實例。該電子電路被 安裝在飛行器上的計算機的供電卡l上。該電子電路包括供電中斷檢測電路2。該檢測電 路2為與現(xiàn)有技術(shù)一致的傳統(tǒng)電路。因此本申請書中不對其進行更詳細的描述。該檢測電 路2包括連到供電網(wǎng)絡(luò)的輸入端21 ;因此它獲得該網(wǎng)絡(luò)的28伏特的電壓。該檢測電路2還 包括接地的輸入端22。 該電路2能夠在其輸入端21上檢測是否有28伏的電壓。當沒有檢測到28伏的 電壓時，這意味著在網(wǎng)絡(luò)中有供電中斷。也就是說，該檢測電路2檢測供電中斷。當檢測到 斷電結(jié)束時，電路2向信息管理電路3發(fā)送斷電信息。該信息管理電路3包括集成了多種功能的可編程電子部件31。該可編程部件31能夠接收各種信息信號并根據(jù)所接收到的信 號發(fā)出指令信號。該可編程部件是能接收和發(fā)送可為有效或無效的邏輯信號的邏輯部件。 所述邏輯信號可具有0或1的二進制值。在下文的描述中，認為有效邏輯信號為二進制值 l，而無效邏輯信號為二進制值0，同時應(yīng)當理解二進制值是可反轉(zhuǎn)的。
可編程部件31通過轉(zhuǎn)換輸出端32連接到供電中斷持續(xù)時間測量電路4。
該測量電路4包括能夠充電并在以后放電的電容器41。為此，上述電容器41與供 電源44，例如備用電源(Vaux)，串聯(lián)連接。該備用供電源44起在供電網(wǎng)絡(luò)沒有被切斷時在 一定條件下為電容器充電的作用。上述電容器充電、放電的條件將在下文中限定。
上述電容器41通過開關(guān)42與上述備用供電源44連接，開關(guān)42在由可編程部件 31傳送的轉(zhuǎn)換信號32(C0M)的作用下動作。電容器41還直接連接到電壓比較器43。
電壓比較器43在第一輸入端431接收參考電壓Vref ，且在第二輸入端432接收電 容器41的放電電壓(也稱作該電容器的剩余電壓)。這樣該比較器對電容器41的端電壓 與參考電壓Vref進行比較。 上述電壓比較器43包括與可編程部件31的輸入端連接的輸出端433。該輸出端 433發(fā)送與電壓比較的結(jié)果對應(yīng)的信息信號33 (LEVEL)。向比較器43的輸出端傳送的信號 是可為有效或無效的二進制信號。當電容器電壓高于參考電壓時，LEVEL信號為無效(該信 號為O)。反之，當電容器電壓低于參考電壓時，LEVEL信號為無效(該信號為1)。該LEVEL 信號33被傳送至可編程部件31的輸入端。根據(jù)該信號，可編程部件31視情況不同立即或 隨后向測量電路4的開關(guān)42發(fā)送有效的轉(zhuǎn)換信號COM。 更確切地說，當斷電發(fā)生以后，在檢測電路2檢測到28伏特的工作電壓(這對應(yīng) 于供電中斷的結(jié)束)后，可編程部件31迫使其轉(zhuǎn)換輸出端32為0。開關(guān)42維持斷開。只 要該開關(guān)是斷開的，電容器41就放電。于是比較器43就將電容器41的端電壓與參考電壓 Vref進行比較。參考電壓例如可以是l伏特。 如果電容器的端電壓高于參考電壓Vref，就認為該供電中斷是短時的，也就是說 短于5秒鐘。在這種情況下，通過比較器43的輸出端433所得到的LEVEL信號為0。當可 編程部件接收該為0的LEVEL信號時，其向飛行器上計算機的中央單元卡5(稱作CPU卡) 發(fā)送為O的長時間斷電信號LPF(用英語表示為Long Power Failure,長時間電力故障)34。 該LPF信號的無效狀態(tài)意味著該斷電是短時的。LPF信號(有效或無效)通過計算機的重 新初始化(即通過釋放計算機的重置按鈕)而得到。當LEVEL信號為0時，可編程部件31 發(fā)送為1的轉(zhuǎn)換信號C0M。當COM信號為1時，開關(guān)42閉合。于是電容器41由備用電源 44充電。在電容器被充電后，系統(tǒng)就準備好對下一次斷電的持續(xù)時間進行測量。
在根據(jù)本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，電容器具有10微法量級的容量。事實上，電容 器的容量是根據(jù)要測量的斷電持續(xù)時間來選擇的。例如，對于5秒鐘的持續(xù)時間，可使用10 微法的電容器。 如果電容器的端電壓低于參考電壓Vref，則認為此次斷電是長時間的。在這種情 況下，通過比較器43的輸出端433所得到的LEVEL信號為1。當接收到該為1的LEVEL信 號時，可編程部件31即向CPU卡5發(fā)送為1的長時間斷電信號LPF。該有效的LPF信號意 味著該供電中斷是長時間的。在此期間，可編程部件31的C0M信號維持為無效。因此電容 器41維持放電。如果新的供電中斷發(fā)生，因為電容器尚未充電，所以系統(tǒng)始終指示是長時間斷電。換句話說，因為測量電路4只有在已經(jīng)處理(考慮)該長時間斷電后才能執(zhí)行測 量，所以其就保存了長時間斷電的信息。 當CPU卡已處理(考慮)該長時間斷電的信息時，CPU卡向可編程部件31發(fā)送 長時間斷電結(jié)束信號RLPF(用英語表示為Reload LongPower Failure,長時間電力故障恢 復(fù))35。對可編程部件31而言，該RLPF信號意味著長時間斷電的信息已被處理(考慮)且 自檢已被執(zhí)行。因此該RLPF信號意味著對該長時間斷電的信息的保存已結(jié)束且所述長時 間斷電的信息可被擦除。當接收到該RLPF信號時，可編程部件31發(fā)送為1的C0M信號。當 接收到該C0M信號時，開關(guān)42閉合，這使得電容器41能夠通過備用電源44進行充電。系 統(tǒng)因此重新準備好來測量下一次斷電。 因此，只要有電力供應(yīng)，電容器就進行充電然后維持充了電的狀態(tài)。當斷電突然發(fā) 生時，對電容器的供電中斷，電容器進行放電。電容器的放電持續(xù)時間表明斷電的持續(xù)時 間。如果該斷電是短時的，電容器幾乎是在斷電結(jié)束后立即充電。如果該斷電為長時間的， 由測量電路自身來保存長時間斷電的信息。在中央單元5用信號表示自檢已被執(zhí)行后，電 容器隨即充電。 這樣，中央單元5知道斷電為長時間的且在計算機重啟時應(yīng)該執(zhí)行自檢。事實上， 接收到有效的LPF信號即意味著該斷電為長時間的。因此在維護階段之后可實現(xiàn)伴隨著必 要的自檢的計算機的重啟。沒有接收到LPF信號(也就是說LPF信號為無效)的事實則意 味著要么不存在供電中斷，要么該供電中斷為短時的，因此計算機就必須盡可能在供電一 恢復(fù)就重新啟動。 在整個長時間斷電持續(xù)時間內(nèi)，測量電路都是斷開的且電容器都在放電。因此在 此期間內(nèi)不可能進行對供電中斷的其它測量。在長時間斷電之后，測量電路只在接收到 RLPF信號后才閉合，這使得能夠?qū)﹄娙萜鬟M行充電，直至下一次供電中斷。
圖2中示出了表示在長時間斷電和短時斷電的情況下圖1的電路中的各種信號的 時序圖的一個實例。該時序圖的通道1表示網(wǎng)絡(luò)電壓，通道2表示可編程部件的供電電壓， 通道3表示計算機重新初始化的脈沖，通道4表示長時間斷電恢復(fù)信號RLPF，通道5表示比 較器的輸出端的信號LEVEL而通道6表示轉(zhuǎn)換信號C0M。 這6個通道中的每一個都表示了如下時期的信號在短時斷電以后(在t0和t3 之間)、在長時間斷電期間和以后(t3和t6之間)以及恢復(fù)(acquittement)以后(t6起) (即中央單元已返回長時間斷電的信息保存結(jié)束的指令以后)。 在tO時亥lj，在短時斷電以后，網(wǎng)絡(luò)電壓(通道l)上升至28伏特的平臺(在tl時 刻)。可編程部件(通道2)在供電中斷結(jié)束后立即重新獲得來自28伏特的供電電壓。因此 可編程部件重新被28伏特電壓供電。片刻之后，在t2時刻，計算機重新初始化(通道3)， 也就是說計算機重新啟動。RLPF信號和LEVEL信號均為無效，轉(zhuǎn)換信號C0M(通道6)則在 t2時刻(即計算機重新初始化的時刻)變?yōu)橛行顟B(tài)。 在t3時刻，長時間斷電開始。網(wǎng)絡(luò)電壓(通道1)降到0。同樣，稍有時間上的偏 移，可編程部件的供電電壓(通道2)也降到0。時序圖上所有其它通道也都為O。
在t4時刻，長時間斷電結(jié)束。網(wǎng)絡(luò)電壓回到28伏特。稍許時間偏移之后，可編程 部件的供電電壓重新回到有效電平。片刻后，在t5時刻，計算機重新初始化(通道3)。在 t4時刻，在可編程部件重獲供電的同時，LEVEL信號變?yōu)橛行顟B(tài)。只要LEVEL信號為有
7效，COM信號就為0。在t6時亥lj，發(fā)出RLPF信號。于是LEVEL信號回到0且COM信號變?yōu)?1。 在本發(fā)明中，選擇可編程部件，優(yōu)選地使得保證在供電上升的階段期間內(nèi)其輸出 端在高電平或低電平，這使得能夠確保供電的上升不會通過轉(zhuǎn)換信號來控制開關(guān)。
恢復(fù)之后，即中央單元已發(fā)送長時間斷電信息的保存結(jié)束的RLPF信號后，網(wǎng)絡(luò)電 壓為恒定的28伏特?？删幊滩考墓╇婋妷和瑯訛槠涓唠娖?。計算機重新初始化的重置 信號為l，這意味著該計算機有供電且正常工作。RLPF信號和LEVEL信號變?yōu)镺。轉(zhuǎn)換信號 COM保持在1。 從前述內(nèi)容應(yīng)當理解，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的可編程部件可以是沒有計數(shù)器的簡單
部件。其可以是新式部件，例如供電定序器，該供電定序器較現(xiàn)有技術(shù)的低耗部件而言相對 可靠且成本較低。 另外，根據(jù)本發(fā)明，其上安裝有圖1的電子電路的供電卡相對小巧且輕便。這種供 電卡需要供應(yīng)電流(尤其需要啟動電流)，由于其電能儲存能力下降，所以較現(xiàn)有技術(shù)而言
更可靠。 另外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)既不需要任何非易失性存儲器，也不需要管理任何低耗 模式，這樣就簡化了其結(jié)構(gòu)。事實上，在本發(fā)明中，長持續(xù)時間的信息并非儲存在存儲器中， 而是由電容器自身利用放電階段保存下來的。
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權(quán)利要求
一種飛行器上的供電中斷的管理方法，其特征在于包括以下操作-檢測供電中斷，-通過測量電容器(41)的放電時間來測量所述供電中斷的持續(xù)時間，并將該測量出的持續(xù)時間與閾值持續(xù)時間進行比較，-當斷電持續(xù)時間超過所述閾值持續(xù)時間時，保存長時間斷電的信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在與所述電容器串聯(lián)連接的開關(guān)(42)的 輸入端接收到有效轉(zhuǎn)換信號(32)后，所述電容器(41)被充電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當所述斷電持續(xù)時間小于所述閾值持續(xù) 時間時，幾乎立即發(fā)送所述有效轉(zhuǎn)換信號(32)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，當所述斷電持續(xù)時間超過所述閾值持 續(xù)時間時，在接收到保存結(jié)束的信號(34)后發(fā)出所述有效轉(zhuǎn)換信號(32)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意之一所述的方法，其特征在于，對所述放電時間的測量是通 過將所述電容器(41)的端電壓的值與參考電壓(Vref)的值進行比較而得到的。
6. —種飛行器上的供電中斷的管理系統(tǒng)，其特征在于包括 -供電中斷的檢測電路(2)，-供電中斷持續(xù)時間的測量電路(4)，能夠測量電容器(41)的放電時間并將測量出的 該持續(xù)時間與閾值持續(xù)時間進行比較，以及-信息管理電路(3)，能夠管理信號的發(fā)送，以便在所述斷電持續(xù)時間超過所述閾值持 續(xù)時間時保存長時間斷電的信息。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述測量電路包括電容器(41)，所述電容 器一方面與比較器(43)的輸入端連接，而另一方面通過開關(guān)(42)與供電源(44)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述管理電路(3)包括可編程部件 (31)，所述可編程部件能夠_接收所述測量電路的輸出端的信息，-向中央單元發(fā)送保存信號，-接收來自所述中央單元的保存結(jié)束信號，以及-向所述測量電路發(fā)送轉(zhuǎn)換信號，所發(fā)送的信號取決于所接收到的信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8任意之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測量電路(4)和所述管 理電路(3)被安裝在飛行器上的計算機的供電卡上，所述管理電路能夠與中央單元(5)進 行通信。
10. —種飛行器，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求6至9任意之一所述的供電中斷的管理 系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛行器上供電中斷的管理方法，包括以下操作檢測供電中斷；通過測量電容器(41)的放電時間來測量供電中斷的持續(xù)時間，并將測量出的持續(xù)時間與閾值持續(xù)時間進行比較；當斷電持續(xù)時間超過閾值持續(xù)時間時，保存長時間斷電的信息。本發(fā)明還涉及一種實施所述方法的系統(tǒng)，包括供電中斷的檢測電路(2)；供電中斷持續(xù)時間的測量電路(4)；以及能夠根據(jù)測量出的供電中斷的持續(xù)時間來管理信號的發(fā)送的信息管理電路(3)。
文檔編號G06F1/30GK101796469SQ200880105094
公開日2010年8月4日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者大衛(wèi)·魯塞, 洛朗·佩拉斯, 阿諾·達維 申請人:空中客車營運有限公司