[发明专利]用于故障穿越的系统和方法

说明书

本公开的发明名称是“用于故障穿越的系统和方法”。一种处于与源105和多个负载106的操作关联中的配电系统100包含：转换器102；配电单元104，包含多个固态功率控制器，且配置成将电力从转换器102提供到所述多个负载106；以及故障保护单元108，在操作上耦合到转换器102、配电单元104或两者。故障保护单元108包含：传感器114，配置成感测配电单元104和转换器102的至少一个的输出端子处的电流；以及控制器110，配置成将所感测电流与电流的对应阈值进行比较，基于所述比较来识别多个负载106、配电单元104和转换器102的至少一个中故障的存在，且激活期望保护方案以在故障存在期间提供故障穿越。

技术领域

本说明书的实施例一般涉及配电系统，以及更具体来说涉及配置成穿越（ridethrough）任何关联故障的直流(DC)配电系统。

背景技术

通常，飞行器中使用的配电系统是交流(AC)配电系统。但是，最近正商讨飞行器中的直流(DC)配电系统的使用。DC配电系统的使用帮助避免变压器的使用，由此减小配电系统的底座（footprint）。

飞行器、船舶、工业应用和军事应用中使用的DC配电系统通常包含用于为多个28伏特(V)负载馈电的转换器。这个转换器配置成将输入电压从+/-270 V DC下转换到28 VDC。此外，转换器经由配电单元向28 V负载的每个提供电力，其中配电单元包含开关的集合体。

在操作期间，这些28 V负载可遭遇不同类型的故障。有故障负载引起对经由配电单元来自转换器的较高电流值的需求。另外，当28 V负载耦合到DC配电系统时，在初始期期间，存在对来自转换器的电流的突然高需求。对电流的突然高需求进而引起对DC配电系统的损坏。

一般来说，在DC配电系统中，与配电单元的总额定值相比，转换器向配电单元提供基本上相似或者略高的输出电流。因此，从配电单元所吸取的任何过电流也从转换器吸取。在一个示例中，供飞行器中使用的DC配电系统设计成对长达100毫秒耐受高达过电流的十倍。因此，转换器需要设计成对至少100毫秒提供较高电流值。转换器设计的任何修改引起转换器的尺寸、重量和/或成本的增加。另外，转换器的总额定值可相当大地增加。

发明内容

按照本说明书的方面，提供一种用于提供故障穿越的配电系统。该系统处于与源和多个负载的操作关联中。该系统包含：转换器；配电单元，包含多个固态功率控制器，并且配置成将电力从转换器提供到所述多个负载；以及故障保护单元，在操作上耦合到转换器、配电单元或两者。故障保护单元包含传感器，其配置成感测配电单元和转换器的至少一个的输出端子处的电流。此外，故障保护单元包含控制器，其配置成将所感测电流与电流的对应阈值进行比较，基于该比较来识别所述多个负载、配电单元和转换器的至少一个中故障的存在，并且激活期望保护方案以在故障的存在期间提供故障穿越。

按照本说明书的另一方面，提供一种用于提供配电系统中的故障穿越的方法，其中系统处于与源和多个负载的操作关联中。该方法包含使用传感器来感测配电系统的配电单元和转换器的至少一个的输出端子处的电流。此外，该方法包含使用配电系统中的故障保护单元的控制器，经由故障保护单元的控制器将配电单元和转换器的所述至少一个的输出端子处所感测的电流与电流的对应阈值进行比较。此外，该方法包含使用所述控制器基于该比较来识别多个负载、配电单元和转换器的至少一个中故障的存在。该方法还包含使用所述控制器激活期望保护方案，以在故障的存在期间提供故障穿越。

由此，本公开提供以下技术方案：

技术方案1. 一种用于提供故障穿越的配电系统，其中，所述系统处于与源和多个负载的操作关联中，所述系统包括：

转换器；

配电单元，包括多个固态功率控制器，并且配置成将电力从所述转换器提供到所述多个负载；

故障保护单元，在操作上耦合到所述转换器、所述配电单元或两者，其中所述故障保护单元包括：