[發(fā)明專利]使用半導(dǎo)體開關(guān)的電氣保護

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410228954.8
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN104218554B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克里斯蒂安·多納迪耶
• 申請（專利權(quán)）人: 空中客車運營簡化股份公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;李春暉

本發(fā)明涉及一種用于保護電路(110)以防過電流的方法和設(shè)備(100)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(100)使用半導(dǎo)體開關(guān)(105)的可變阻抗特性，并且該設(shè)備(100)包括用于根據(jù)待校正的過電流來控制開關(guān)(105)的阻抗的閉環(huán)控制裝置。本發(fā)明的目的是減少與防止過電流有關(guān)的電路的物理設(shè)計壓力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在飛行器中實施的保護飛行器的電路以防過電流的方法的領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及一種用于保護電路以防過電流的設(shè)備，所述電路包括由飛行器的電源供電的負載。

背景技術(shù)

過電流是大于與負載相關(guān)聯(lián)的標稱電流的電流。以供參考，負載的標稱電流是在理想操作條件下在負載中流通的電流。過電流可以由負載的電源生成，特別是在短路的情況下。

貫穿本文，術(shù)語“負載”將指代電負載。

從現(xiàn)有技術(shù)中已知在飛行器中實施的用于保護電路以防過電流的各種設(shè)備。這些設(shè)備包括可以呈現(xiàn)閉合狀態(tài)和斷開狀態(tài)的機電式開關(guān)。當檢測到過電流時，斷開開關(guān)。在過電流的開始與當電路通過機電式開關(guān)的斷開而斷開的時刻之間間隔數(shù)毫秒。在這數(shù)毫秒期間，電路經(jīng)受非常高的電流。因此，電路必須被額定成能夠耐受這些高電流達數(shù)毫秒。在瞬態(tài)模式下(在數(shù)毫秒內(nèi))，這些高電流可以最高達電源的短路電流的值。

特別地，在飛行器的電源與負載之間的電鏈路必須耐受這些高電流達數(shù)毫秒。為此，使用被額定成使得其耐受這樣的電流的電力電纜來制造這些電鏈路。因此，電力電纜具有非常大的橫截面面積，這使得電力電纜特別地笨重且體積大。

所述電力電纜的笨重且體積大的性質(zhì)違背在飛行器上所觀察到的約束，在所述約束中，與之相反，目標在于使這兩個參數(shù)最小。

飛行器中的新一代電源表現(xiàn)出特別高的電力電平。因而，可能發(fā)生幾百安培甚至幾千安培的過電流達數(shù)毫秒。在例如短路的情況下將會發(fā)生這種情況。因此電力電纜必須耐受這些過電流。從而，這些特定的電力電纜具有變得越來越大的橫截面面積，并因此具有變得越來越大的重量和體積。

本發(fā)明的一個目的是提出一種在飛行器中實施的用于管理過電流的方法，該方法使得可以減小在其中實施了該方法的電路的重量和體積。

本發(fā)明的另一目的是提出一種意在安裝在飛行器中、包括用于管理過電流的設(shè)備的電路，所述用于管理過電流的設(shè)備使得可以減小電路的重量和體積。

發(fā)明內(nèi)容

利用一種在飛行器中實施的用于保護電路以防過電流的方法來實現(xiàn)該目的，所述電路包括負載、電源以及將負載與電源連接的電鏈路，所述電源向負載供電并且包括飛行器的至少一個發(fā)電機，該方法包括測量在電鏈路上流通的電流的步驟。

根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟：

將所測電流與參考電流進行比較；

當所測電流大于參考電流時，觸發(fā)對串聯(lián)地安裝在電鏈路上的半導(dǎo)體開關(guān)的阻抗的閉環(huán)控制，以將所測電流調(diào)節(jié)至參考電流的值，只要所測電流沒有回落到參考電流以下就提供閉環(huán)控制；

測量在其間執(zhí)行閉環(huán)控制的時間，所述時間被稱為調(diào)節(jié)時間；以及

當調(diào)節(jié)時間大于預(yù)定時間時斷開開關(guān)。

然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，其構(gòu)思是將所有電路額定成使得其能夠耐受過電流，本發(fā)明所基于的構(gòu)思為對這些過電流進行限制。

所提出的方案包括：用半導(dǎo)體開關(guān)來替代在飛行器中常規(guī)地用作斷路器的機電式開關(guān)。半導(dǎo)體開關(guān)提供兩個顯著的優(yōu)點：

半導(dǎo)體開關(guān)提供典型地數(shù)微秒量級的極短響應(yīng)時間；以及

半導(dǎo)體開關(guān)提供所謂的線性模式或狀態(tài)，在該線性模式或狀態(tài)下，半導(dǎo)體開關(guān)表現(xiàn)出可變阻抗特性。從而，當電流超過預(yù)定電流閾值——被稱為參考電流——時，可以通過閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)電流。