配電系統(tǒng)的電路板的供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電路板的電能供應(yīng)領(lǐng)域，尤其涉及配電系統(tǒng)中的電路板的電能供應(yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空器通常具有電能系統(tǒng)，該電能系統(tǒng)尤其包括用于分配電能的一次配電系統(tǒng)和二次配電系統(tǒng)。二次配電系統(tǒng)使保護(hù)和分配源自內(nèi)部電源或外部電源的電能成為可能，所述內(nèi)部電源例如發(fā)電機(jī)或電池，所述外部電源例如地面電能設(shè)施。
[0003]二次配電系統(tǒng)由若干電路板組成:計(jì)算和通信板(EDMU)以及保護(hù)板(SSPC)。某些配置有時(shí)包括特定的供電板。
[0004](電路)板的內(nèi)部電子功能(器件)通常通過專用28V線路，或者直接基于來自一次核心的電源被供電，或者通過二次配電系統(tǒng)內(nèi)部的供電板被供電。
[0005]圖1示出裝配有保護(hù)板的機(jī)架1的供電系統(tǒng)，保護(hù)板標(biāo)記為2a、2b和2c，用以確保三組稱為被保護(hù)路徑的SSPC路徑的保護(hù)，被保護(hù)路徑標(biāo)記為3a、3b和3c。出于清楚的目的，沒有示出用于保護(hù)板的邏輯控制的EDMU板。
[0006]每個(gè)保護(hù)板2a、2b和2c包括兩個(gè)供電輸入，第一輸入4a、4b和4c和第二輸入5a、5b和5c。第一輸入4a、4b和4c連接到輸電線路，用于通過保護(hù)板分配給由至少一個(gè)被保護(hù)路徑連接的不同負(fù)載，第二輸入5a、5b和5c連接到輔助供電線路，用于保護(hù)板和被保護(hù)路徑的內(nèi)部供電。用于內(nèi)部供電的輸入出于實(shí)用性(availability)原因可選地被制成冗余的(兩個(gè)輸入)。內(nèi)部總線由輸入6a、6b、6c、7a、7b和7c連接到保護(hù)板。
[0007]每個(gè)保護(hù)板包括單個(gè)的直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器(8a、8b和8c)，該DC/DC轉(zhuǎn)換器將在第二輸入5a、5b和5c上接收的電壓轉(zhuǎn)換為由保護(hù)板的內(nèi)部電子功能所使用的電壓(通常為12V，33V等)，尤其是微處理器9a、9b和9c的供電所使用的電壓、用于控制被保護(hù)路徑的晶體管10a、10b和10c的控制信號(hào)的產(chǎn)生所使用的電壓、以及電流和電壓的測(cè)量所使用的電壓。
[0008]考慮到保護(hù)板的其它元件或者被制成冗余的，或者專用于被保護(hù)路徑，該DC/DC轉(zhuǎn)換器實(shí)際上成為保護(hù)板和被保護(hù)路徑的所有功能共享的公共點(diǎn)。在DC/DC轉(zhuǎn)換器故障的情形下，保護(hù)板和該板的被保護(hù)路徑的所有功能丟失。
[0009]此外，SSPC的電能供應(yīng)和內(nèi)部電能供應(yīng)之間通常產(chǎn)生隔離，以防止電能供應(yīng)上的簡(jiǎn)單故障傳播到SSPC的電子器件。
[0010]在另一典型實(shí)施方式中，如圖2所示，內(nèi)部供電由供電板11提供。供電板11包括DC/DC轉(zhuǎn)換器，DC/DC轉(zhuǎn)換器具有附圖標(biāo)記11a，該DC/DC轉(zhuǎn)換器提供一個(gè)被調(diào)節(jié)和被保護(hù)的電壓，從而使簡(jiǎn)化保護(hù)板的DC/DC轉(zhuǎn)換器8a、8b和8c的設(shè)計(jì)成為可能。
[0011]該電壓還可以為冗余的，如果安全需求如此要求的話。冗余可被擴(kuò)展到供電板11的DC/DC轉(zhuǎn)換器11a。圖3示出了這樣的示例，在圖3中，供電板11包括由兩個(gè)調(diào)節(jié)電壓軌(rail)供電的兩個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器11a和11b，每個(gè)軌以冗余的方式為每個(gè)保護(hù)板的各個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器8a、8b和8c供電。
[0012]最后，冗余可被擴(kuò)展到保護(hù)板的DC/DC內(nèi)部轉(zhuǎn)換器8a、8b和8c，由此消除圖1_3中由該功能表示的公共點(diǎn)。圖4示出了這樣的示例，在圖4中，每個(gè)保護(hù)板2a、2b和2c包括兩個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，分別為8a和12a、8b和12b以及8c和12c，每個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器由供電板11的不同DC/DC轉(zhuǎn)換器11a和lib供電。每個(gè)保護(hù)板的兩個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器提供保護(hù)板的內(nèi)部供電電壓。
[0013]這種結(jié)構(gòu)存在電功能和邏輯功能之間分離的優(yōu)勢(shì)，以及實(shí)用性和SSPC成本根據(jù)采用的方案而不同的優(yōu)勢(shì)。然而，它們也顯示出需要專用供電板的缺點(diǎn)，該缺點(diǎn)包括板的機(jī)架中的額外關(guān)聯(lián)關(guān)系和附加質(zhì)量，以及額外的開發(fā)、制造和維護(hù)成本。對(duì)于保護(hù)板的各個(gè)機(jī)架，這些額外成本還用在外部供電的成對(duì)(twinning)線路上和內(nèi)部供電的成對(duì)軌中一個(gè)(twinrail)上。
[0014]對(duì)供電系統(tǒng)而言，存在這樣的需要:電路板不需要任何供電板，而且用最低成本提供最高實(shí)用性水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的主題是電路板的供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括至少兩個(gè)保護(hù)板，每個(gè)所述保護(hù)板能夠基于輸電線路控制至少一個(gè)被保護(hù)路徑的供電。每個(gè)保護(hù)板包括至少一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器能夠基于供電電壓提供所述保護(hù)板的內(nèi)部供電電壓，第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器被連接到至少一個(gè)第二保護(hù)板，以便能夠在所述第二保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器故障的情況下提供所述第二保護(hù)板的內(nèi)部供電。
[0016]所述電壓轉(zhuǎn)換器可由呈現(xiàn)不同電壓的輸電線路和輔助供電線路供電。
[0017]所述系統(tǒng)可包括供電選擇無源裝置，所述供電選擇無源裝置能夠在第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器提供的電壓不存在(absent)時(shí)，利用第二保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器提供的電壓提供第一保護(hù)板的內(nèi)部供電。所述供電選擇無源裝置包括第一輸入、第二輸入和輸出，所述第一輸入連接到第二保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器，所述第二輸入連接到第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器，所述輸出連接到所述第一保護(hù)板的內(nèi)部供電。所述第一輸入連接到第一二極管的陽(yáng)極，第一二極管的陰極連接到第二二極管的陽(yáng)極，所述第二二極管的陰極連接到所述輸出。所述第二輸入連接到第三二極管的陽(yáng)極，所述第三二極管的陰極連接到所述輸出。
[0018]每個(gè)保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器可通過公共備用供電總線能連接到至少一個(gè)其它保護(hù)板的內(nèi)部供電。
[0019]每個(gè)保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器可提供至少兩個(gè)保護(hù)板的內(nèi)部供電。
[0020]所述系統(tǒng)可包括互聯(lián)裝置，所述互聯(lián)裝置能夠在第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器提供的電壓不存在時(shí)，利用第二保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器提供的電壓提供第一保護(hù)板的內(nèi)部供電，所述互聯(lián)裝置包括所述第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器在輸入處連接到輸電線路和輔助供電線路，所述電壓轉(zhuǎn)換器在輸出處連接到保護(hù)單元，所述保護(hù)單元自身在輸出處通過第一二極管的陽(yáng)極連接到所述第一二極管，第一二極管的陰極連接到公共備用供電總線，第二二極管的陽(yáng)極連接在所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸出和所述保護(hù)單元的輸入之間，所述第二二極管的陰極連接到所述第一保護(hù)板的內(nèi)部供電，所述互聯(lián)裝置包括連接到所述公共備用供電總線和連接到斷路器的第一端子的輸入，所述斷路器的第二端子連接到第三二極管的陽(yáng)極，所述第三二極管的陰極連接到所述第二二極管的陰極和所述第一保護(hù)板的內(nèi)部供電。
[0021]第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器和另一保護(hù)板的內(nèi)部供電之間的每個(gè)連接可在輸入處由熔斷器保護(hù)，所述熔斷器用于使所述第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器與第二保護(hù)板的內(nèi)部供電隔離，以便限制所述第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器的故障傳播到所述第二保護(hù)板的內(nèi)部供電，以及，每個(gè)連接還在輸出處由保護(hù)單元保護(hù)，以便避免所述第二保護(hù)板的內(nèi)部供電的故障傳播到所述第一保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器。
[0022]保護(hù)單元可以是受電流或熔斷器限制的獨(dú)立部件。
【附圖說明】
[0023]當(dāng)閱讀以下的描述時(shí)，本發(fā)明的其它的目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得明顯，以下的描述僅通過非限制性示例并參考附圖給出，其中:
[0024]圖1示出裝配有保護(hù)板的機(jī)架的供電系統(tǒng)；
[0025]圖2示出裝配有保護(hù)板的機(jī)架的另一典型供電系統(tǒng)，該保護(hù)板包含板PS;
[0026]圖3示出機(jī)架的另一典型供電系統(tǒng)，該機(jī)架裝配有具有冗余供電板的保護(hù)板；
[0027]圖4示出機(jī)架的另一典型供電系統(tǒng)，該機(jī)架裝配有具有冗余供電的保護(hù)板、和冗余供電板；
[0028]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的電路板的供電系統(tǒng)的第一實(shí)施例；
[0029]圖6示出供電選擇無源裝置；
[0030]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的電路板的供電系統(tǒng)的第二實(shí)施例；以及
[0031]圖8示出與公共備用供電總線互聯(lián)的裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖5示出保護(hù)板供電系統(tǒng)的第一實(shí)施例，其中內(nèi)部的電源供應(yīng)器串在一起。
[0033]相對(duì)于前面的示例，該系統(tǒng)沒有供電板11。
[0034]可以看出該實(shí)施例還因?yàn)橐韵率聦?shí)不同于上文描述的那些內(nèi)容:每個(gè)保護(hù)板特定的電壓轉(zhuǎn)換器13a、13b和13c以與前面的示例中連接到保護(hù)板的內(nèi)部供電相似的方式連接到輔助供電線路以及為被保護(hù)路徑供電的輸電線路4a、4b和4c。
[0035]因此，電壓轉(zhuǎn)換器13a、13b和13c包括與上文描述的那些DC/DC轉(zhuǎn)換器相似的DC/DC轉(zhuǎn)換功能，并且還包括整流交流(AC)電壓的功能，以便能通過兩種不同的供應(yīng)電壓運(yùn)作，包括如果他們具有不同的特性(如，115V的AC輸電線路，28V的DC輔助線路)。
[0036]該方案能夠在輸電線路故障的情況下(如輸送期間電壓為空)具有穩(wěn)定的供電，從而避免保護(hù)板的重新初始化，并因此能夠最快返回到負(fù)載的供電，或避免負(fù)載短路引起經(jīng)由保護(hù)板的供電驟降。
[0037]該方案還能夠在航空器在地面上運(yùn)作，而所有或部分一次供電非活躍的情況下，具有穩(wěn)定供電。然后保護(hù)板可以由輔助供電來供電用于維護(hù)操作。
[0038]由于已經(jīng)由輸電線路4a、4b和4c提供了冗余，因此該方案避免了必須使輔助供電輸入5a、5b和5c冗余。
[0039]此外，通過將保護(hù)板串接在一起確保了保護(hù)板的電壓轉(zhuǎn)換器13a、13b和13c的冗余，以便保護(hù)板的DC/DC轉(zhuǎn)換器為相鄰的保護(hù)板供電。然后電壓轉(zhuǎn)換器13a、13b和13c被設(shè)定為為兩個(gè)保護(hù)板供