[发明专利]配电系统中的电弧缓解电路和方法

说明书

本发明提供了一种缓解配电系统中的电弧故障的电路，所述电路可包括连接至电源并连接至负载的固态分配系统；具有一组场效应晶体管(FET)的固态功率控制器(SSPC)，所述一组场效应晶体管响应于来自所述SSPC的命令信号，其中，故障的FET的引线键合中的电弧可触发预定序列以熄灭所述电弧，并将所述故障的FET中的剩余的引线键合材料隔离以防止染污爬电路径。本发明还提供了一种缓解配电系统中的电弧故障的方法和一种缓解飞行器中配电系统中的电弧故障的模块。

技术领域

本申请涉及一种配电系统中的电弧缓解电路和方法。

背景技术

商用飞行器通常包括配电系统，配电系统可将电能分配到飞行器上的负载并保护线路和负载不受到损害。配电系统内的固态分配单元包含许多半导体以有效地分配高压直流和/或交流电。需要管理高电压的单个半导体的电弧故障。

发明内容

在一方面，一种缓解配电系统中的电弧故障的电路，所述电路包括：具有输入和输出的固态分配单元，其中，所述输入连接至电源，所述输出连接至负载；具有一组场效应晶体管(FET)的固态功率控制器(SSPC)，所述一组场效应晶体管连接在所述输入和所述输出之间，并响应于来自所述SSPC的命令信号。所述组中的每个FET具有：输入功率轨，所述输入功率轨与输出功率轨间隔开，爬电路径在所述输入功率轨和所述输出功率轨之间延伸；在所述输入功率轨上的功率半导体；以及引线键合，所述引线键合电连接在所述功率半导体和所述输出功率轨之间。所述SSPC配置成以预定序列命令所述组打开和闭合；其中，所述组中故障FET的引线键合中的电弧会触发所述预定序列控制所述故障的FET中的电流，包括控制所述预定序列的时序，以熄灭所述电弧，并将所述故障的FET中剩余引线键合材料隔离以防止染污所述爬电路径，并使得电流通过所述组中至少一个其它FET绕过所述故障的FET，以保持对所述负载的电力。

在另一方面，一种缓解配电系统中的电弧故障的方法，所述配电系统包括具有输入和输出的固态分配单元，其中，所述输入连接至电源，所述输出连接至负载；具有一组场效应晶体管(FET)的固态功率控制器(SSPC)，所述一组场效应晶体管连接在所述输入和所述输出之间，并响应于来自所述SSPC的命令信号。所述组中的每个FET具有：输入功率轨，所述输入功率轨与输出功率轨间隔开，爬电路径在所述输入功率轨和所述输出功率轨之间延伸；在所述输入功率轨上的功率半导体；以及引线键合，所述引线键合电连接在所述功率半导体和所述输出功率轨之间。所述方法包括：检测通过所述组中每个FET的电流；如果检测的电流超过阈值，则命令所述组的FET打开；如果在所述打开命令之后检测的电流继续增大，指示故障的FET中的电弧故障，则命令所述组的FET闭合；确定电弧已经被熄灭；在确定所述已经被熄灭之后等待预定时间；以及在所述预定时间之后命令所述组的FET打开。

在又一方面，一种缓解飞行器中配电系统中的电弧故障的模块，所述模块包括：具有输入和输出的固态分配单元，其中，在所述配电系统中，所述输入适于连接至电源，所述输出适于连接至负载；具有一组场效应晶体管(FET)的固态功率控制器(SSPC)，所述一组场效应晶体管连接在所述输入和所述输出之间，并响应于来自所述SSPC的命令信号。所述组中的每个FET具有：输入功率轨，所述输入功率轨与输出功率轨间隔开，爬电路径在所述输入功率轨和所述输出功率轨之间延伸；在所述输入功率轨上的功率半导体；以及引线键合，所述引线键合电连接在所述功率半导体和所述输出功率轨之间。所述SSPC配置成以预定序列命令所述组打开和闭合，其中，所述组中故障FET的引线键合中的电弧会触发所述预定序列控制所述故障的FET中的电流，以熄灭所述电弧，并将所述故障的FET中剩余引线键合材料隔离以防止染污所述爬电路径，并使得电流通过所述组中至少一个其它FET绕过所述故障的FET。