[发明专利]尤其用在航空器中的用于控制至少一个开关装置的系统和方法

说明书

尤其用在航空器中的系统，所述系统用于控制至少一个开关装置(5,5b,5n)以及控制用于测量供电通道的状态的装置，所述开关装置(5,5b,5n)能够接通或断开至少一个电源和至少一个被供电装置之间的连接，所述系统包括：至少两个微控制器(1a,1b)，每个微控制器(1a,1b)能够发出用于供电通道的每个开关装置(5,5b,5n)的指令，所述微控制器(1a,1b)连接到所述用于测量供电通道的状态的装置的至少一个部分；以及用于确定待传输指令的装置(14,14b,14n)，所述装置(14,14b,14n)能够由从每个微控制器(1a,1b)发出且用于所述开关装置(5,5b,5n)的指令，确定待传输到每个开关装置(5,5b,5n)的指令。

技术领域

本发明的技术领域涉及配电系统的控制领域，尤其涉及这种配电系统的安全控制领域。

本发明涉及用于控制和保护电力电子器件的集中式架构的使用，所述电力电子器件的功能为用来静态或动态地转换电能。

背景技术

使用基于半导体的组件的静态配电功能(器件)被称为固态功率控制器(SSPC)。这些功能(器件)在SSPC通道和SSPC板之间分配。

SSPC通道被用于，根据来自连接到航空器电子设备的控制装置的逻辑信号，将电能分配给航空器负载。SSPC通道还被用于保护将电能传输到航空器负载的线路。“航空器负载”的表述可被理解为电力设备的、消耗接收到的功率的部件。由于传输的中功率(mediumpower)，SSPC板根据对配电线路的保护对SSPC通道进行补充，且通常被并入到二次配电系统。

另外，由于每条供电线路传输的中功率，多个SSPC通道可被聚集在一起并由一个SSPC板控制。

每个SSPC通道首先包括开关装置，该开关装置接通或断开电源和负载之间的连接。开关装置包括一个或多个基于半导体的开关或晶体管，特别是JFET(结型场效应晶体管,MOSFET(金属氧化物场效应晶体管),IGBT(绝缘栅双极晶体管),双极晶体管或晶体闸流管等。这些半导体器件的制造工艺可以是特定于所使用的材料，这些材料具体可以为硅(Si),碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)。为了允许故障(特别是过流、短路或电弧出现)被检测，开关装置与一个或多个传感器关联，特别是与电流传感器和电压传感器关联，上述故障是与标称为运行(operating)的情况相对。

SSPC板动态地控制和配置SSPC通道的多个方面，特别是通道的额定电流(参见线路在正常运行中的电流)、各个内置保护功能的激活或非激活，以及场归零的能力，其中，归零指示了由于出现故障，SSPC通道已被控制打开。出于这些原因，且由于管理SSPC板运行状况的某些保护规则的复杂性，后者经常被微控制器控制。在用户的选择下，微控制器可以相对于其电子器件的电气接地被参照(reference)，即对于电源总线的电平，微控制器因此必须与SSPC板的低电平功能(器件)隔离。在这种情况下，架构被称为隔离。如果不是，则微控制器可关于SSPC板的低电平功能(器件)的电气接地被参照。这种情况下架构被称为非隔离。

SSPC板包括被称为低电平功能(器件)的主功能(器件)，它们的一些示例在以下列出。

一般的供电功能允许电能被供应到板的电子功能(器件)以及允许管理的透明时间。

与外部通信的功能通过用于与离散信号连接的块(block)(允许SSPC通道被控制、引脚编程被实施和信息被返回)和通信网关被执行，通信网关允许通过数字数据总线将信息，如控制、监测和BITE(内置测试设备)信息，与SSPC通道进行交换。

测量功能允许SSPC通道中流动的电流，以及开关装置的电压和温度被确定。

用于限制泄漏电流的功能允许补偿开关装置的泄漏电流。

同样地，以下是由每个SSPC通道实施的主功能：

——低电压电源，用于产生以下功能(器件)的供应电压：