[發明專利]一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路

有效

• 申請號: 201910896600.3
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110837438B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 周世亮;付贊松;蔣坤;馬季軍;屈誠志;陳啟忠;張翊臣;侯飛
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14;G06F11/07;G06F1/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

1.一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路，其特征在于，包括：復位計數電路、單穩態觸發電路和電流放大驅動電路；

在主份CPU電路工作發生異常時，復位計數電路拾取主份CPU周期性復位信號RSTZ的上升沿，并對該周期性上升沿信號進行計數，計數次數達到設定值后，復位計數電路輸出高電平信號；

單穩態觸發電路拾取復位計數電路輸出高電平信號的上升沿，并形成固定脈寬的高電平單穩態輸出信號；

電流放大驅動電路對單穩態觸發電路輸出的高電平單穩態信號進行電流放大，并通過28V上拉電源，用于驅動主備份切換繼電器線圈電阻，執行繼電器切換操作；

所述單穩態觸發電路包括時間常數電阻R2、時間常數電容C2、單穩態觸發器D2；時間常數電阻R2一端接+5V電源，時間常數電阻R2另一端同時接單穩態觸發器D2的RC輸入腳和時間常數電容C2一端，時間常數電容C2另一端接單穩態觸發器D2的C輸入腳，單穩態觸發器D2的A輸入腳接上述復位計數電路中計數器電路D1的Q7端；所述常數電阻R2、時間常數電容C2組成時間常數電路，控制單穩態觸發電路輸出高電平單穩態脈寬的時間長度。

2.如權利要求1所述的一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路，其特征在于，所述復位計數電路保證系統每次重新上電后，自動切換電路的復位計數器計數初始值為0。

3.如權利要求2所述的一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路，其特征在于，所述復位計數電路包括復位電阻R1、復位電容C1，計數器電路D1；復位電阻R1一端接地，另一端同時接計數器電路D1的RST輸入腳和復位電容C1的一端，復位電容C1另一端接+5V電源；所述復位電阻R1和復位電容C1組成計數器復位電路。

4.如權利要求3所述的一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路，其特征在于，所述單穩態觸發電路的單穩態高電平寬度，由時間常數電阻R2和時間常數電容C2組成的RC時間常數決定，單穩態高電平寬度設計留有裕度，保證自動切換電路繼電器可靠切換。

5.如權利要求4所述的一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路，其特征在于，所述單穩態高電平寬度設計留有的裕度＝(B1-A1)/A1，其中A1為驅動指令電平需求時間寬度，B1為RC時間常數。

6.如權利要求1所述的一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路，其特征在于，所述電流放大驅動電路，包括NPN三極管Q1、NPN三極管Q2、繼電器線圈電阻R3；NPN三極管Q1的e級接地，NPN三極管Q1的b級接Q2的e級，NPN三極管Q1的c級同時接NPN三極管Q2的c級和繼電器線圈電阻R3的一端，R3的另外一端接+28V電源，NPN三極管Q2的e級接上述單穩態觸發電路中單穩態觸發器D2的Q端。

7.如權利要求6所述的一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路，其特征在于，所述NPN三極管Q1、NPN三極管Q2級聯構成達林頓驅動電路，配合+28V上拉電源使用，對單穩態觸發電路的輸出高電平脈寬帶載電流進行兩級放大，電流放大倍數設計留有裕度，保證自動切換電路繼電器的可靠切換。

8.如權利要求7所述的一種用于主備份嵌入式系統的自動切換電路，其特征在于，所述電流放大倍數設計留有裕度＝(B-A)/A，其中A2為驅動指令電流需求，B2為輸出高電平脈寬帶載電流。

9.一種利用權利要求1-8任一所述用于主備份嵌入式系統的自動切換電路進行自動切換的方法，其特征在于步驟如下：

1)飛行器在軌運行時，監控電路發出復位信號對嵌入式系統硬件電路進行復位；

2)監控電路會持續發出復位信號；

3)自動切換電路拾取復位計數信號的上升沿，計數次數到達預設值后，自動切換電路會自動發出切換指令驅動切換繼電器動作。