一種用于模擬電路的三取二冗余開關控制電路及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及模擬電路回路的可靠性冗余設計技術領域，具體涉及一種用于模擬電路的三取二冗余開關控制電路及控制方法。
【背景技術】
[0002]模擬電路回路開關的冗余控制設計是模擬電路可靠性設計技術領域的一個重要組成部分，冗余設計的輸出方式在近年來在各個領域都得到了大量的研究。
[0003]傳統的模擬電路回路開關控制方法雖然簡單易用，原理示意圖如圖3所示，但是該控制方法存在固有的單點故障模式，如指令源Vx由于故障原因出現恒高電平輸出時，回路開關管Q由于發射極與基極無正向電壓差，回路開關管Q恒關斷，即模擬電路回路恒斷開。另外，回路開關管Q由于故障原因出現發射極與集電極開路故障或短路故障，無論指令源Vx如何變化，模擬電路回路將恒斷開(開路故障)或恒導通(短路故障)。因此，傳統的模擬電路回路開關控制方法由于其自身固有缺陷的存在，一定程度上降低了模擬電路回路開關的可靠性和安全性。因此如何提高模擬電路回路開關的可靠性和安全性成為目前亟待解決的問題之一。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種用于模擬電路的三取二冗余開關控制電路及控制方法，采用第一回路開關電路、第二回路開關電路、第三回路開關電路、輸出端電阻、第一指令源、第二指令源及第三指令源建立起三取二冗余開關控制電路。當任一指令源出現恒高或恒低故障輸出，或任一開關三極管出現開路或短路故障，或任一開關驅動電阻出現開路或短路故障時；本發明公開的三取二冗余開關控制電路均能夠實現不會影響模擬電路的正確開關信號輸出。本發明公開的技術方案能夠提高模擬電路開關控制的可靠性及安全性。
[0005]為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現:
一種用于模擬電路的三取二冗余開關控制電路，其特點是，該開關控制電路包含:
第一回路開關電路，所述第一回路開關電路的輸入端與外部電源的輸入端連接；
第二回路開關電路，所述第二回路開關電路的輸入端與外部電源的輸入端連接；
第三回路開關電路，所述第二回路開關電路的輸入端與外部電源的輸入端連接；
輸出端電阻，所述輸出端電阻的一端分別與所述第一回路開關電路的輸出端、所述第二回路開關電路的輸出端、所述第三回路開關電路的輸出端連接，該輸出端電阻的另一端接地；
第一指令源，分別與所述第一回路開關電路、所述第二回路開關電路連接；
第二指令源，分別與所述第一回路開關電路、所述第三回路開關電路連接；
第三指令源，分別與所述第二回路開關電路、所述第三回路開關電路連接。
[0006]所述第一回路開關電路包含:
第一開關三極管，所述第一開關三極管的發射極與外部電源的輸入端連接； 第二開關三極管，所述第二開關三極管的發射極與所述第一開關三極管的集電極連接，該第二開關三極管的集電極與所述輸出端電阻連接；
第一電阻，所述第一電阻的一端與所述第一開關三極管的基極連接，該第一電阻的另一端與所述第一指令源連接；
第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第二開關三極管的基極連接，該第二電阻的另一端與所述第二指令源連接。
[0007]所述第二回路開關電路包含:
第三開關三極管，所述第三開關三極管的發射極與外部電源的輸入端連接；
第四開關三極管，所述第四開關三極管的發射極與所述第三開關三極管的集電極連接，該第四開關三極管的集電極與所述輸出端電阻連接；
第三電阻，所述第三電阻的一端與所述第三開關三極管的基極連接，該第三電阻的另一端與所述第一指令源連接；
第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第四開關三極管的基極連接，該第四電阻的另一端與所述第三指令源連接。
[0008]所述第三回路開關電路包含:
第五開關三極管，所述第五開關三極管的發射極與外部電源的輸入端連接；
第六開關三極管，所述第六開關三極管的發射極與所述第五開關三極管的集電極連接，該第六開關三極管的集電極與所述輸出端電阻連接；
第五電阻，所述第五電阻的一端與所述第五開關三極管的基極連接，該第五電阻的另一端與所述第二指令源連接；
第六電阻，所述第六電阻的一端與所述第四開關三極管的基極連接，該第六電阻的另一端與所述第三指令源連接。
[0009]—種用于模擬電路的三取二冗余開關控制電路的開關控制方法，其特點是，該開關控制方法包含:
S1，控制第一指令源、第二指令源及第三指令源中任意兩個指令源同時設置為低電平信號輸出，另外一個指令源設置為高電平信號輸出；
S2，當任意兩個指令源同時向對應的回路開關電路輸入低電平信號后，對應回路開關電路中對應的開關三極管的發射極與其基極形成正向電壓差，使得上述開關三極管處于導通狀態；
S3，經所述步驟S2處理后，其中僅有一個回路開關電路處于導通狀態。
[0010]所述步驟S1包含:
S1A，控制所述第一指令源、所述第二指令源同時為低電平信號輸出，所述第三指令源設置為高電平信號輸出；跳轉至步驟S2 ;
S1B，控制所述第一指令源、所述第三指令源同時為低電平信號輸出，所述第二指令源設置為高電平信號輸出；跳轉至步驟S2 ;
S1C，控制所述第二指令源、所述第三指令源同時為低電平信號輸出，所述第一指令源設置為高電平信號輸出；跳轉至步驟S2。
[0011]所述步驟S2包含:
S2A，當所述第一指令源、所述第二指令源同時為低電平信號輸出，所述第三指令源設置為高電平信號輸出時；該第一指令源通過第一電阻連接的第一開關三極管的發射極與其基極有正向電壓差，該第二指令源通過第二電阻連接的第二開關三極管的發射極與其基極有正向電壓差；跳轉至步驟S3 ；
S2B，當所述第一指令源、所述第三指令源同時為低電平信號輸出，所述第二指令源設置為高電平信號輸出時；該第一指令源通過第三電阻連接的第三開關三極管的發射極與其基極有正向電壓差，該第三指令源通過第四電阻連接的第四開關三極管的發射極與其基極有正向電壓差；跳轉至步驟S3 ；
S2C，當所述第二指令源、所述第三指令源同時為低電平信號輸出，所述第一指令源設置為高電平信號輸出時；該第二指令源通過第五電阻連接的第五開關三極管的發射極與其基極有正向電壓差，該第三指令源通過第六電阻連接的第六開關三極管的發射極與其基極有正向電壓差；跳轉至步驟S3。
[0012]所述步驟S3包含:
S3A，當所述第一開關三極管與所述第二開關三極管均處于導通狀態時，所述第一回路開關電路處于導通狀態，所述第二回路開關電路、第三回路開關電路均處于斷開狀態，結束；
S3B，當所述第三開關三極管與所述第四開關三極管均處于導通狀態時，所述第二回路開關電路處于導通狀態，所述第一回路開關電路、第三回路開關電路均處于斷開狀態，結束；
S3C，當所述第五開關三極管與所述第六開關三極管均處于導通狀態時，所述第三回路開關電路處于導通狀態，所述第一回路開關電路、第二回路開關電路均處于斷開狀態。
[0013]本發明與現有技術相比具有以下優點:
本發明公開了一種用于模擬電路的三取二冗余開關控制電路及控制方法，采用第一回路開關電路、第二回路開關電路、第三回路開關電路、輸出端電阻、第一指令源、第二指令源及第三指令源建立起三取二冗余開關控制電路。當任一指令源出現恒高或恒低故障輸出，或任一開關三極