电力分配制造技术

本发明专利技术名称为“电力分配”。本发明专利技术主要涉及例如飞机中的电力分配。更具体地说，根据第一方面，本发明专利技术涉及一种用于对安全性关键的供电网络中一个或多个负载１０２的电力分配的供电系统１００。供电系统１００包括至少一个电源１０４、电力总线１０６和分布式控制系统。该分布式控制系统包括通过数据总线１１２可操作地耦合到至少一个总线模块１１０的中央控制器１０８。总线模块１１０包括可操作以将相应电源１０４连接到电力总线１０６的总线控制器１１４。此类分布式控制系统的使用实现供电网络的简单模块化扩展而不损害整体供电网络安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及电力分配。更具体地说，本专利技术涉及用于在例如可能在某个飞机 中提供的安全性关键的供电网络中电力分配的供电系统和方法。
技术介绍
通常，公知的是提供供电网络以将来自各种电源的电力分配到消耗分布式电力的 各种电负载。然而，对于某些应用，各种电负载的可靠连续操作对安全性会是关键的。例如，在 飞机中，可能必需确保用于操作翼面(例如，副翼、舵、襟翼、减升板)的电动执行器、用于转 向系统、反推力装置的主驱动电动机等能可靠地操作。因此，已知的是提供具有诸如冗余、负载管理等各种设计特征的供电网络，以确保 各种发电机或其它供电网络组件的故障不会关闭与其耦合的所有电负载。然而，虽然此类供电网络提供有关以前常规供电的改进，但仍存在与此类网络相 关联的各种缺陷。例如，这些网络往往要求复杂的控制器架构，该架构不但使此类系统难以 在大小方面向上扩大(特别是例如当电接触器需要绕机身分布时)，而且也增加了不可预 测的故障发生的可能性。
技术实现思路
因此，在记住与常规供电网络技术相关联的上述缺陷的同时，设计了本专利技术。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于对安全性关键的供电网络中一个或多个负 载的电力分配的供电系统。该供电系统包括至少一个电源、电力总线和分布式控制系统。该 分布式控制系统包括通过数据总线可操作地耦合到至少一个总线模块的中央控制器。总线 模块包括可操作以将电源连接到电力总线的总线控制器。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于在根据本专利技术的第一方面提供的供电系统 中使用的总线模块。该总线模块包括可操作以将电源连接到与该总线模块相关联的电力总 线的总线控制器。根据本专利技术的第三方面，提供一种用于在安全性关键的供电网络中分配电力的方 法。该方法包括在局部化总线控制器中检查来自中央控制器的指令，并且在那些指令对于 执行是安全的条件下执行它们。例如，如果根据本专利技术的第二方面的总线模块中提供的局 部化总线控制器未确定指令对于执行是安全的，则总线控制器在安全模式中操作。通过根据本专利技术的各种方面来提供用于供电的分布式控制系统架构和方法，能提 供具有高可用性和可靠性的供电系统。此类供电系统特别适合在安全性关键的应用中使 用，例如，在航空航天电力分配系统中。另外，本专利技术的各种实施例提供一种简单的模块化架构。这使得供电系统易于扩 展，而无需添加多个额外的连接导线，并且未使系统架构复杂到可能发生意外的不可预测 故障(例如，由指令冲突/时序错误/等造成)的程度。作为附加的好处，本专利技术的某些实施例由于要求更少的接线，因此，与常规供电系 统相比，它们能变得在物理上更轻和更紧凑；这对于例如航空航天等重量和空间受约束的 应用特别有利。附图说明现在将结合附图，描述本专利技术的各种方面和实施例，其中图1示出根据本专利技术的一实施例的供电系统；图2示出连接到图1的供电系统中各种组件的总线模块的放大视图；图3示意示出根据本专利技术的各种实施例、用于实现图2的总线模块的功能性的逻 辑图；以及图4示出根据本专利技术的一实施例的四总线供电系统。 具体实施例方式图1示出根据本专利技术的一实施例的供电系统100。供电系统100可用于对安全性 关键的供电网络中的一个或多个负载102的电力分配，如在例如各种飞机中存在的供电网络。供电系统100包括至少一个电源104、电力总线106和分布式控制系统。分布式控 制系统包括中央控制器108，其通过数据总线112可操作地耦合到至少一个总线模块110。 总线模块110各自包括相应的总线控制器114，其可操作以将相应电源104连接到电力总线 106。供电系统100可用于为用户系统(未示出)支持多个单独供电的负载。用户系统 能通过用户系统接口 170连接到供电系统100。用户接口 170使得用户能够看到总线网络 的高层配置，例如，诸如哪些电源可用，哪些已连接，哪些接触器连结(contactor tie)打开/关闭等等。系统状态输入180也提供到中央控制器108。系统状态输入180是提供到控制器 108以指示用户要求什么系统状态的信号，例如上电；允许地面电力(on-groundpower)； 连接/断开选定源(取代编程的逻辑)等。对于各种应用，电源104可包括例如地面外部AC或DC供电、飞行中AC或DC供 电、电池供电等。负载102可例如包括提供用于各种工业、车辆或建筑系统的那些负载，其 中，多个汇流条用于隔离具有不同使用中操作特性的负载，如辅助/非必要负载(例如，背 景照明和标志、诸如用于膝上型计算机的座椅电力(seat power)、用于烹饪/咖啡的厨房 电力等消费者负载)、公用设施/必要负载(例如，用于用户和空气管理的特定照明、对于飞 机的完全操作范围所需的负载，如除冰、完全功能飞行管理；次要飞行控制功能等)及紧急 /关键负载(例如，应急标志、火警探测和灭火负载、飞到最近机场和地面所需的负载，如主 要飞行控制、有限工具集(instrument set)、增压控制、燃油泵、起落架部署等)。此类负载 102可例如具有不同的电压和/或频率供应要求。在图1所示的实施例中，总线106是从多个总线段106a、106b、106c形成的分割电 力总线(split power bus)。总线段106a、106b、106c的每个与其自己的总线模块110相关 联，并且在其相应总线模块110的控制下可操作地可连接到相应的电源104a、104b、104c。分割总线的使用使得在需要时能够在线束中提供冗余以及使用不同的电压/频率电源/发 电机。优选的是供电系统100包括相互串联的多个总线模块110。这提供可线性扩 大的架构，其中，能使用各个总线模块的选择性操作，例如，用于在总线有故障时断电 (de-power)或者绕过(bypass)其本地电源的不可用性。每个电总线段106a、106b、106c具有相关联的总线控制器114、114a、114b，总线控 制器能开动连接到总线段106a、106b、106c的电接触器单元116。在各种实施例中，多个总 线控制器114、114a、114b能够与其它总线控制器协调其操作。在某些实施例中，电接触器 单元116可包括继电器。例如，如果在总线段106c上有电力，则通过总线控制器114、114b协调使总线段 106b也被供电，以及通过总线控制器114、114a协调以允许连接总线段106a。控制器108做 出对此状态的请求，由此启动总线控制器114、114a、114b协调顺序。总线控制器114、114a、 114b关闭相应电接触器单元116的顺序可能因此无关紧要。每个总线控制器114、114a、114b优选提供有各种接口以用于测量与其自己相关 联的总线106b、106a、106c以及任何相关联馈电总线(feeder bus)相关联的参数；馈电总 线是能经电接触器向另一总线提供电力的任何电总线。例如，可测量各种当前值以提供总 线之间的故障保护；即，在总线之间的导线与地或另一导线短路的情况下。总线控制器114还具有数据总线接口以使得它们能够通过数据总线112与中央 控制器108进行通信。可提供中央控制器108作为设计用于特定实施例的专用集成电路 (ASIC)。每个总线控制器114、114a、114b可操作以解释来自中央控制器108的指令，并且 测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对安全性关键的供电网络中一个或多个负载的电力分配的供电系统，所述供电系统包括：至少一个电源；电力总线；以及分布式控制系统，其中所述分布式控制系统包括通过数据总线可操作地耦合到至少一个总线模块的中央控制器，所述总线模块包括可操作以将相应电源连接到所述电力总线的相应总线控制器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DV威尔，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]