[发明专利]用于向负载提供支持电力的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力中断，并且特别涉及在电力中断期间提供支持（hold-up）电力的系统和方法。

背景技术

例如由于蓄电池与主发电机之间的电力传递而导致在飞行器系统上经常发生电力中断。这些系统，包括辅助电力单元（APU）系统，需要在这些电力中断整个过程中操作。若干方法已经用于满足这个要求。例如，永磁发电机（PMG）已安装在APU上以便向APU的控制电子设备提供后备电力。此实施方式对APU增加了显著的成本、重量、复杂性和电路线路。

选择性地，受控熄火已被用于针对APU电子设备处理电力中断。受控熄火包括当电力中断发生时熄灭燃烧室内的火焰。这么做是为了消除在电力中断期间对APU电子设备控制的需要。当在中断之后恢复电力时，APU对燃烧室重新点火并且恢复操作。利用受控熄火要求需要有力的系统水平测试来确保可靠性的复杂系统方法。

此外，大容量电容器已被添加到系统中以在中断期间提供支持电力。传统地，输入电压被简单地施加于电容器，并且被存储直到发生电力中断为止。在电力中断期间，存储在电容器上的电压被直接用于向APU的电子设备控制和其他外加负载供电。随着中断的长度增加，电容量的大小必须增加。这些电容器重并且对APU系统的设计添加了显著的成本。

发明内容

用于提供支持电力的系统和方法包括电源、一个或多个负载、升压电路、电容器以及降压电路。所述升压电路升高来自所述电源的输入电压，所述电容器存储来自所述升压电路的升压电压，并且所述降压电路逐步降低来自所述电容器的电压。当所述电源不可用时，所述降压电路向所述一个或多个负载提供逐步降低的电压。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的电力支持系统的框图。

图2是示出根据本发明实施例的电力支持方法的流程图。

具体实施方式

本发明描述了在电力中断期间提供支持电力的系统和方法。该系统包括升压电路、存储电容器以及降压电路。升压电路接收来自主电源的直流（DC）输入电压。该主电源也被用于在正常的系统操作过程中向负载供电。升压电路将输入电压升高到逐步升高的输出电压，在正常的系统操作过程中该输出电压被提供以对存储电容器充电。通过利用升压电路逐步升高电压，将电容器充电到较高电压，因此存储更多的能量。在失去来自主电源的电力时，存储电容器通过负载放电以便对负载提供支持电力。降压电路逐步降低来自存储电容器的电压并将逐步降低的电压提供到负载。

存储在电容器中的能量等于?(C)(V²)，其中C是存储电容器的电容的值，并且V是存储电容器两端电压的值。在电力中断期间，从存储电容器中得到的能量的量取决于负载。一些外加负载的作用像简单的电阻。因此，负载电压越高，所得到的电流越高，并且因此，所需的能量越高。通过将来自主电源的电压从典型的28伏特升高到更高电压并且在电力中断期间降低被传递到负载的输出电压，存储电容器所需的电容能够被大大减少。因此，通过对系统添加升压电路和降压电路，在给定的时间向负载提供支持电力的必要电容减少。因为升压电路和降压电路已经变得相对轻、廉价和可靠，因此这在很大程度上减少了系统的整体重量和成本。

图1是示出根据本发明实施例的电力支持系统10的框图。系统10包括主电源12、升压电路14、存储电容器16、降压电路18、二极管20a和20b、负载22，升压输出线路24、降压输入线路26、降压输出线路28、涌入电路30、控制器32、升压电路使能线路34、降压电路使能线路36以及基准电阻38。主电源12是任何主电力源，诸如通过飞行器的引擎驱动的发电机。涌入电路30限制涌入电流进入系统10并且是在本领域已知的任何涌入电流保护电路。存储电容器16是在本领域已知的任何存储电容器，举例来讲诸如为铝电解电容器。控制器32可以被实现为举例来讲诸如为现场可编程门阵列（FPGA）等的微控制器。