[發明專利]電力控制器系統

有效

• 申請號: 201110335910.1
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102545182A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: A·施普利
• 申請（專利權）人: 通用電氣航空系統有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H9/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

發明背景

本發明涉及電力控制器系統，特別地涉及受保護以防例如雷擊或故障狀態的電力控制器系統。

背景技術

典型地，電力控制器系統包括在雷擊或故障狀態情況下中斷向負載供應電力的開關裝置，例如機電開關。然而，為了設法提供更快的反應時間并且減小開關裝置的尺寸和成本，正使用例如微機電開關(MEMS)和晶體管(例如MOSFET)等更快的操作裝置。盡管這些裝置在操作中更快，它們的尺寸與它們可以容納的故障瞬態成比例。因為它們一般具有相對低的熱質量，它們可以僅容納有限的故障瞬態。

在例如在飛行器中等航空應用中，故障狀態或雷擊不中斷到例如駕駛艙控制和儀器、起落架、發動機控制、環境系統等給定負載的電流(這對飛行器可能是至關重要的)，這是重要的。此外，航空工業中的配電正在向越來越高的電壓架構邁進，使得例如雷擊等故障電流和環境因素正變得越來越嚴重。典型地，配電系統被過分設計，例如其中晶體管開關大得多以便能夠承受如雷擊和故障這樣的事件而在這樣的瞬態期間不中斷負載。然而，過分設計配電系統和開關增加成本、尺寸和重量，這減小飛行器的航程并且增加它的燃料消耗。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供有設置成通過電路向負載供電的電力控制器系統，該系統包括：

在電通路中提供的用于向該負載供應電流的開關裝置；

設置成當通過該開關裝置的電流或該開關裝置兩端的電壓超過預定水平時斷開該開關裝置的控制器；和

電通路，其并聯于該負載以便當斷開該開關裝置時使負載電流能夠持續流過該并聯的電通路和該負載來耗散存儲在電路(其連接該并聯的電通路至該負載)中的電感能量。

在例如雷擊等故障瞬態情景期間，當通過開關裝置的電流超過預定水平(例如是預期電流的十倍)時，控制器將命令開關裝置關斷。在這段期間，負載電流將持續流過并聯于負載的電通路，從而耗散存儲在電路電纜(其連接配電系統和負載)中的電感能量。因此，負載電流將不被中斷，這在航空中例如對于飛行器在飛行期間所依賴的系統是十分重要的。

電通路優選地包括確保存儲在電路中的電感能量在適當的方向持續圍繞電路流動的二極管。

控制器優選地設置成在預定時段后再次閉合開關，在該預定時段期間，例如雷擊等瞬態事件可能已經消退或例如故障等瞬態事件可能已經被糾正，使得負載可持續由配電系統供電。

根據本發明的第二方面，提供有操作電力控制器系統的方法，該電力控制器系統設置成通過電路向負載供電，該方法包括：

當通過該開關裝置的電流或該開關裝置兩端的電壓超過預定水平時，斷開電通路中的開關裝置以用于向負載供應電流，使得負載電流持續流過負載和與負載并聯的電通路來耗散存儲在電路中的電感能量，該電路包括并且連接并聯的電通路至負載。

開關裝置優選地在預定時段后閉合使得負載可再次接收來自電源的電流，并且如果該電源電流或電壓仍超過預定水平，開關裝置則再次斷開，否則它保持閉合直到再次檢測到超過預定水平的電流或電壓。

附圖說明

現在將參照附圖僅通過示例的方式描述本發明的實施例，其中：

圖1示出圖示本發明的示例的具有負載的電力控制器系統；

圖2是圖示在開關裝置斷開和閉合期間該開關裝置兩端的電壓和通過并聯于負載的電通路的電流的曲線圖；

圖3示出圖示本發明的實施例的方法的流程圖；以及

圖4示出圖示本發明的電力控制器系統的更詳細的示例。

具體實施方式

圖1示出設置成向負載20供電的電力控制器系統10。該電力控制器系統包括電路11，其包括在電通路31中提供的用于向該負載20供應電流的開關裝置30。該電通路31包括連接于該開關裝置30(其進而連接于該負載20)的電源40。在實踐中，該電通路31可一般包括電纜或類似物，其可以是幾米或幾十米長(這取決于飛行器)，并且其固有地提供一定量的電感(在圖1中由標號32指示)。

控制器50設置成當通過開關裝置30的電流或開關裝置30兩端的電壓超過預定水平時斷開開關裝置30。該控制器50優選地連接于電通路31以檢測通過電通路31的電流或開關裝置30兩端的電壓。該控制器50可包括當檢測的電流或電壓超過該預定水平時斷開開關裝置30的適合的控制部件，例如微處理器。開關裝置30可以是例如晶體管(例如MOSFET)、MEMS或機電開關等任何適合的裝置。