【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电功率转换器、特别是用于飞行器的电功率转换器，更特别地，涉及实现由碳化硅(sic)或氮化镓(gan)制成的功率部件的电功率转换器。本专利技术还涉及一种包括这种功率转换器的飞行器，以及一种经由这种功率转换器向电负载、特别是飞行器的电负载供电的方法。
技术介绍
1、一般来说，飞行器包括电功率转换器，该电功率转换器根据飞行器总线提供的持续电压控制电负载，例如飞行器的三相燃油泵。
2、功率转换器向电负载提供可变的三相电压系统，以调节提供至电负载的功率。因此，如果电负载是泵，则功率转换器向泵提供可变的三相电压系统，以调节提供至泵的功率，从而调节泵的旋转速度。
3、为了从总线输出的持续电压中获得三相电压系统，功率转换器实现了由硅制成的开关功率部件来产生两个电压电平(也称为具有两个电压电平的三相功率转换器)。
4、由硅制成的开关功率部件通常包括金属氧化物半导体场效应类型的晶体管，也称为(缩写为)mosfet，或者绝缘栅双极类型的晶体管，也称为(缩写为)igbt。
5、这些经过验证的晶体管技术广泛应用于飞行器。
6、然而，由硅制成的开关功率部件产生显著的热损失，导致它们的耗电量增加，并且这些部件和邻近部件的温度升高，这可能导致这些部件和邻近部件的使用寿命缩短。
7、此外，由硅制成的开关功率部件的体积非常大，从而增加了功率转换器的体积。
8、由碳化硅(sic)和氮化镓(gan)制成的宽带隙类型的开关功率部件(也称为(缩写为)wbg)允许克服上述的由硅
9、然而，这些wbg类型的部件尚未被证明可用于航空用途。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服所有或部分这些缺点，特别是通过将wbg类型的开关功率部件集成到功率转换器中，同时保证在wbg类型的部件中的一者发生故障时功率转换器的操作的连续性。
2、鉴于以上所述，本专利技术的目的是一种电功率转换器，该电功率转换器用于向电负载、特别是飞行器的电负载供电，该电功率转换器包括：
3、-供应模块，该供应模块旨在连接到电源、特别是连续的电源；
4、-至少一个主开关臂，该至少一个主开关臂包括第一主开关和第二主开关、特别是相同的第一主开关和第二主开关，该第一主开关和该第二主开关分别包括第一端和第二端，该第一主开关的第一端和该第二主开关的第二端连接到该供应模块，并且该第一主开关的第二端连接到该第二主开关的第一端；
5、-至少一个中间连接件，该至少一个中间连接件布置在该第一主开关与该第二主开关之间，并且旨在连接到该电负载的相；
6、-辅助电路，该辅助电路包括与主开关臂一样多的控制线路，至少一条控制线路包括至少一个开关单元，该至少一个开关单元包括：
7、○第一端，该第一端连接到该供应模块，以及
8、○第二端，该第二端连接到该中间连接件。
9、该开关单元包括至少一个辅助开关、特别是由碳化硅制成的或由氮化镓制成的辅助开关。
10、用碳化硅(sic)制成的或由氮化镓(gan)制成的宽带隙辅助开关wbg的实施方式允许减小功率转换器的体积，并且减少由电功率转换器产生的热损失。
11、优选地，该电功率转换器包括监控模块，该监控模块被配置为基于该辅助开关的功能参数来检测该辅助开关的故障或漂移，并且在检测到该辅助开关的故障或漂移时停用该辅助开关。
12、有利地，该供应模块包括供应线路，该供应线路包括旨在连接到该电源的第一端和第二端，并且其中，该供应线路包括两个阻抗、特别是能够串联连接的两个相同的阻抗。
13、优选地，该供应模块包括附加连接件，该附加连接件布置在该两个阻抗之间，并且旨在连接到该开关单元的第一端。
14、有利地，该电功率转换器包括至少一个辅助开关臂，该至少一个辅助开关臂包括第一辅助开关和第二辅助开关、特别是相同的第一辅助开关和第二辅助开关，该第一辅助开关和该第二辅助开关分别包括第一端和第二端，该第一辅助开关的第二端连接到该第二辅助开关的第一端。
15、优选地，在该第一辅助开关与该第二辅助开关之间设置有中位连接件，该中位连接件连接到该控制线路的该开关单元的第一端。
16、有利地，该第一主开关的第一端和/或该第一辅助开关的第一端、以及该第二主开关的第二端和/或该第二辅助开关的第二端分别连接到该供应线路的不同端。
17、优选地，该供应模块还包括选择开关，该选择开关包括控制输入端、第一功率输入端、第二功率输入端和功率输出端，并且该选择开关被配置为根据在该控制输入端上接收到的信号将功率输出端连接到这些功率输入端中的一者。
18、有利地，
19、-该第一功率输入端连接到该中位连接件，
20、-该第二功率输入端连接到该附加连接件，并且
21、-该功率输出端连接到该控制线路的该开关单元的第一端。
22、优选地，该第一主开关、该第二主开关分别由碳化硅或氮化镓制成。
23、有利地，该第一辅助开关、该第二辅助开关分别由硅制成。
24、优选地，该第一主开关、该第二主开关分别包括晶体管、特别是双极栅晶体管、特别是由氮化镓制成的双栅极晶体管。
25、有利地，该辅助开关包括至少第一晶体管和第二晶体管、特别是由氮化镓制成的串联连接的第一晶体管和第二晶体管，使得
26、-该第一晶体管的源极连接到该第二晶体管的漏极，
27、-该第一晶体管的漏极和该第二晶体管的源极连接到该开关单元的不同端。
28、这样的串联放置具有共享的源极。替代地，共享的漏极配置也是可能的。
29、还提出了一种飞行器，该飞行器包括如以上限定的电功率转换器。
30、还提出了一种用于向电负载、特别是飞行器的电负载供电的方法，该电负载连接到如以上限定的电功率转换器：
31、该方法包括：控制该第一主开关和该第二主开关，以向该电负载的相供电。
32、用于向电负载供电的方法至少还包括：
33、-基于该辅助开关的功能参数检测该辅助开关的故障或漂移的步骤，以及
34、-在检测到该辅助开关的故障或漂移时，停用该辅助开关的步骤。
35、有利地，用于向电负载供电的方法还包括：
36、-只要没有检测到该辅助开关的故障或漂移，控制该开关单元以便以三个电压电平向该相供电的步骤，以及
37、-停用该辅助开关，控制该第一主开关和该第二主开关以便以两个电压电平向该相供电的步骤。
38、优选地，用于向电负载供电的该方法还包括：
39、-在检测到该第一主开关以及该第二主开关的故障或漂移时，停用出现故障或漂移的开关，以及
40、-只要没有检测到该辅助开关的故障或漂移，控制开关单元和第一辅助开关和/或第二辅助开关，以便以两个电压电平向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电功率转换器(2)，所述电功率转换器用于向电负载(3)、特别是飞行器(1)的电负载供电，所述电功率转换器包括：
2.根据权利要求1所述的电功率转换器(2)，其中，所述电功率转换器(2)包括监控模块(66)，所述监控模块被配置为基于所述辅助开关(62)的功能参数来检测所述辅助开关(62)的故障或漂移，并且在检测到所述辅助开关(62)的故障或漂移时停用所述辅助开关(62)。
3.根据权利要求1或2所述的电功率转换器(2)，其中，所述供应模块(5)包括供应线路(13)，所述供应线路包括旨在连接到所述电源(4)的第一端(15)和第二端(16)，并且其中，所述供应线路(13)包括两个阻抗(14)、特别是能够串联连接的两个相同的阻抗(14)。
4.根据权利要求3所述的电功率转换器(2)，其中，所述供应模块(5)包括附加连接件(17)，所述附加连接件布置在所述两个阻抗(14)之间，并且旨在连接到所述开关单元(44，45，46)的第一端(47，48，49)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电功率转换器(2)，其中，所述电功率转换器(2)
6.根据权利要求5所述的电功率转换器(2)，其中，在所述第一辅助开关(73)与所述第二辅助开关(74)之间设置有中位连接件(79，86，90)，所述中位连接件连接到所述控制线路(41，42，43)的所述开关单元(44，45，46)的第一端(47，48，49)。
7.根据权利要求1至4中任一项与权利要求5或6相结合所述的电功率转换器(2)，其中，所述第一主开关(21)的第一端和/或所述第一辅助开关(73)的第一端、以及所述第二主开关(22)的第二端和/或所述第二辅助开关(74)的第二端分别连接到所述供应线路(13)的不同端。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电功率转换器(2)，其中，所述供应模块(5)还包括选择开关(92)，所述选择开关包括控制输入端(93)、第一功率输入端(94)、第二功率输入端(95)和功率输出端(96)，
9.根据权利要求8与权利要求6结合所述的电功率转换器(2)，其中，
10.根据权利要求3所述的电功率转换器(2)，其中，所述第一主开关(21)、所述第二主开关(22)分别由碳化硅或氮化镓(200)制成。
11.根据权利要求3所述的电功率转换器(2)，其中，所述第一辅助开关(73)、所述第二辅助开关(74)分别由硅制成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电功率转换器(2)，其中，所述第一主开关(21)、所述第二主开关(22)分别包括晶体管(103)、特别是双栅极晶体管(103)、特别是由氮化镓制成的双栅极晶体管(103)。
13.根据前述权利要求中一项所述的电功率转换器(2)，
14.一种飞行器(1)，所述飞行器包括根据前述权利要求中一项所述的电功率转换器(2)。
15.一种用于向电负载(3)供电的方法，所述电负载特别是飞行器(1)的电负载，所述电负载连接到根据权利要求1至7中任一项所述的电功率转换器(2)，
16.根据权利要求15所述的用于向电负载(3)供电的方法，所述方法还包括：
17.根据权利要求16所述的用于向电负载(3)供电的方法，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电功率转换器(2)，所述电功率转换器用于向电负载(3)、特别是飞行器(1)的电负载供电，所述电功率转换器包括：
2.根据权利要求1所述的电功率转换器(2)，其中，所述电功率转换器(2)包括监控模块(66)，所述监控模块被配置为基于所述辅助开关(62)的功能参数来检测所述辅助开关(62)的故障或漂移，并且在检测到所述辅助开关(62)的故障或漂移时停用所述辅助开关(62)。
3.根据权利要求1或2所述的电功率转换器(2)，其中，所述供应模块(5)包括供应线路(13)，所述供应线路包括旨在连接到所述电源(4)的第一端(15)和第二端(16)，并且其中，所述供应线路(13)包括两个阻抗(14)、特别是能够串联连接的两个相同的阻抗(14)。
4.根据权利要求3所述的电功率转换器(2)，其中，所述供应模块(5)包括附加连接件(17)，所述附加连接件布置在所述两个阻抗(14)之间，并且旨在连接到所述开关单元(44，45，46)的第一端(47，48，49)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电功率转换器(2)，其中，所述电功率转换器(2)包括至少一个辅助开关臂(70，82，83)，所述至少一个辅助开关臂包括第一辅助开关(73)和第二辅助开关(74)、特别是相同的第一辅助开关(73)和第二辅助开关(74)，所述第一辅助开关和所述第二辅助开关分别包括第一端(75，76)和第二端(77，78)，所述第一辅助开关(73)的第二端(77)连接到所述第二辅助开关(74)的第一端(76)。
6.根据权利要求5所述的电功率转换器(2)，其中，在所述第一辅助开关(73)与所述第二辅助开关(74)之间设置有中位连接件(79，86，90)，所述中位连接件连接到所述控制线路(41，42，43)的所述开关单元(44，45，46)的第一端(47，...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅努阿尔·阿梅兹阿尼，
申请(专利权)人：赛峰航空系统公司，
类型：发明
国别省市：
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