[發明專利]配電系統中的電弧緩解電路和方法

有效

• 申請號: 201810633072.8
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN109149547B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: P.J.漢迪;R.威廉斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣航空系統有限公司
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 徐予紅;閆小龍

本發明提供了一種緩解配電系統中的電弧故障的電路，所述電路可包括連接至電源并連接至負載的固態分配系統；具有一組場效應晶體管(FET)的固態功率控制器(SSPC)，所述一組場效應晶體管響應于來自所述SSPC的命令信號，其中，故障的FET的引線鍵合中的電弧可觸發預定序列以熄滅所述電弧，并將所述故障的FET中的剩余的引線鍵合材料隔離以防止染污爬電路徑。本發明還提供了一種緩解配電系統中的電弧故障的方法和一種緩解飛行器中配電系統中的電弧故障的模塊。

技術領域

本申請涉及一種配電系統中的電弧緩解電路和方法。

背景技術

商用飛行器通常包括配電系統，配電系統可將電能分配到飛行器上的負載并保護線路和負載不受到損害。配電系統內的固態分配單元包含許多半導體以有效地分配高壓直流和/或交流電。需要管理高電壓的單個半導體的電弧故障。

發明內容

在一方面，一種緩解配電系統中的電弧故障的電路，所述電路包括：具有輸入和輸出的固態分配單元，其中，所述輸入連接至電源，所述輸出連接至負載；具有一組場效應晶體管(FET)的固態功率控制器(SSPC)，所述一組場效應晶體管連接在所述輸入和所述輸出之間，并響應于來自所述SSPC的命令信號。所述組中的每個FET具有：輸入功率軌，所述輸入功率軌與輸出功率軌間隔開，爬電路徑在所述輸入功率軌和所述輸出功率軌之間延伸；在所述輸入功率軌上的功率半導體；以及引線鍵合，所述引線鍵合電連接在所述功率半導體和所述輸出功率軌之間。所述SSPC配置成以預定序列命令所述組打開和閉合；其中，所述組中故障FET的引線鍵合中的電弧會觸發所述預定序列控制所述故障的FET中的電流，包括控制所述預定序列的時序，以熄滅所述電弧，并將所述故障的FET中剩余引線鍵合材料隔離以防止染污所述爬電路徑，并使得電流通過所述組中至少一個其它FET繞過所述故障的FET，以保持對所述負載的電力。

在另一方面，一種緩解配電系統中的電弧故障的方法，所述配電系統包括具有輸入和輸出的固態分配單元，其中，所述輸入連接至電源，所述輸出連接至負載；具有一組場效應晶體管(FET)的固態功率控制器(SSPC)，所述一組場效應晶體管連接在所述輸入和所述輸出之間，并響應于來自所述SSPC的命令信號。所述組中的每個FET具有：輸入功率軌，所述輸入功率軌與輸出功率軌間隔開，爬電路徑在所述輸入功率軌和所述輸出功率軌之間延伸；在所述輸入功率軌上的功率半導體；以及引線鍵合，所述引線鍵合電連接在所述功率半導體和所述輸出功率軌之間。所述方法包括：檢測通過所述組中每個FET的電流；如果檢測的電流超過閾值，則命令所述組的FET打開；如果在所述打開命令之后檢測的電流繼續增大，指示故障的FET中的電弧故障，則命令所述組的FET閉合；確定電弧已經被熄滅；在確定所述已經被熄滅之后等待預定時間；以及在所述預定時間之后命令所述組的FET打開。

在又一方面，一種緩解飛行器中配電系統中的電弧故障的模塊，所述模塊包括：具有輸入和輸出的固態分配單元，其中，在所述配電系統中，所述輸入適于連接至電源，所述輸出適于連接至負載；具有一組場效應晶體管(FET)的固態功率控制器(SSPC)，所述一組場效應晶體管連接在所述輸入和所述輸出之間，并響應于來自所述SSPC的命令信號。所述組中的每個FET具有：輸入功率軌，所述輸入功率軌與輸出功率軌間隔開，爬電路徑在所述輸入功率軌和所述輸出功率軌之間延伸；在所述輸入功率軌上的功率半導體；以及引線鍵合，所述引線鍵合電連接在所述功率半導體和所述輸出功率軌之間。所述SSPC配置成以預定序列命令所述組打開和閉合，其中，所述組中故障FET的引線鍵合中的電弧會觸發所述預定序列控制所述故障的FET中的電流，以熄滅所述電弧，并將所述故障的FET中剩余引線鍵合材料隔離以防止染污所述爬電路徑，并使得電流通過所述組中至少一個其它FET繞過所述故障的FET。