航空器的配電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及航空器的配電系統(tǒng)，尤其涉及這種系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，航空器具有尤其包括一次配電系統(tǒng)和二次配電系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)。該二次配 電系統(tǒng)能夠保護(hù)和分配來自內(nèi)部電源或外部電源的電功率，內(nèi)部電源例如為發(fā)電機(jī)或電 池，外部電源例如為地面功率單元。
[0003] 上述二次分配系統(tǒng)由多個電路板構(gòu)成，這些電路板尤其是通信和計算板（EDMU) 以及保護(hù)板（SSPC)。
[0004] 圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的二次分配系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括兩種類型的板：被稱為電 力分配管理單元（Electrical Distribution Management Unit，簡稱"EDMU"）的通信和計 算板，參見（la、lb)，以及被稱為固態(tài)功率控制器（Solid State Power Controller，簡稱 "SSPC"）的保護(hù)板，參見（2a、2b、2n)。
[0005] 不同板可安裝在單個機(jī)架中，或它們可以以包括至少一個板的不同物理組件的形 式分布在航空器中。
[0006] 通信和計算板的功能為：確定集成在也稱為功率單元的保護(hù)板上的電源開關(guān)的指 令（開啟或切斷），該保護(hù)板控制將電能運輸?shù)胶娇掌鞯母髫?fù)載的各條線路的供電情況。詞 語"航空器的各負(fù)載"表示消耗可用電能的電力設(shè)備。
[0007] 更確切地說，尤其根據(jù)ARINC 429、航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)（AFDX)、控制器 局域網(wǎng)（CAN)以及以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，通信和計算板提供通過航空器總線（3a、3b)與航空 器通信的功能；通信和計算板還提供獲取離散輸入的功能、在離散輸入和/或航空器總線 上接收的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對受保護(hù)路徑（功率單元）的指令進(jìn)行計算的功能、通過尤其是CAN 或RS485型的內(nèi)部總線（4a、4b)與保護(hù)板通信的功能，以及對保護(hù)板進(jìn)行編程的功能（在 通信故障的情況下額定功率、保護(hù)曲線的類型、反饋模式）。
[0008] 獲取裝置直接設(shè)置在通信和計算板上，或它們位于被稱為配電輸入單元 (Electrical Distribution Inputs Unit，簡稱 "EDIU"）的特定附加板上。
[0009] 與保護(hù)板的通信包括：將指令發(fā)送到被稱為SSPC路徑的受保護(hù)路徑的功率單元， 然后讀取保護(hù)板的狀態(tài)，尤其是功率單元的狀態(tài)、電流和電壓測量值或自測結(jié)果。
[0010] 通常通過使用集中在每個通信和計算板中的數(shù)據(jù)庫計算受保護(hù)路徑的指令，對于 每個輸出，上述數(shù)據(jù)庫均包含所參與的輸入（離散輸入或通過航空器總線的輸入）的列表 和例如真值表形式的控制邏輯。
[0011] 在每個周期中，通信和計算板獲取可能被控制邏輯使用的所有輸入，計算每個受 保護(hù)路徑的指令，然后通過內(nèi)部通信總線（4a、4b)將上述指令發(fā)送到保護(hù)板（2a、2b、2n)。
[0012] 通信和計算板還為每個保護(hù)板提供用于保護(hù)的所必需的數(shù)據(jù)，尤其是額定功率、 曲線的類型、激活順序或非保護(hù)功能（例如電弧檢測）的順序、反饋模式，即，在內(nèi)部通信總 線完全故障的情況下，受保護(hù)路徑切換到的狀態(tài)（例如開啟、切斷或在以前的狀態(tài)）。
[0013] 這些數(shù)據(jù)在特定模式下傳輸（例如當(dāng)供電時，從地面上獲?。?，且這些數(shù)據(jù)在說明 書的其余部分不再考慮。
[0014] 為確保二次分配功能的良好可用性，通信和計算板具有冗余。每個保護(hù)板通過第 一通信和計算板la的缺省來管理。在第一通信和計算板la故障的情況下，保護(hù)板自動切 換到第二通信和計算板lb。
[0015] 保護(hù)板的功能為：確定在功率單元和/或電力供應(yīng)線路的層面上發(fā)生的異常。在 這種情況下，保護(hù)板指示功率單元開啟，以防止損壞所連接的負(fù)載。
[0016] 更精確地說，保護(hù)板確保具有：通過內(nèi)部總線（通常為CAN、RS485……）與通信和 計算板通信的功能，接收受保護(hù)路徑的功率單元的指令的功能，發(fā)送保護(hù)板的狀態(tài)（切換 狀態(tài)、電流、電壓、自測結(jié)果）的功能，控制受保護(hù)路徑的功率單元的功能，根據(jù)航空器的特 定需求以保護(hù)受保護(hù)路徑（過壓、短路、差動保護(hù)、電弧……）的功能，獲取受保護(hù)路徑的內(nèi) 部參數(shù)（切換狀態(tài)、電流、電壓、自測結(jié)果）的功能。
[0017] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這種結(jié)構(gòu)允許計算和保護(hù)功能的良好分離，且具有良好的可靠性 和良好的可用性。
[0018] 用于通信和計算板的設(shè)計的處理器和存儲器能夠承載整個航空器的完整數(shù)據(jù)庫， 然而用于保護(hù)板的處理器卻很?。總€受保護(hù)路徑均具有一個微處理器）。因此每個微處 理器均用到其最大的潛能。
[0019] 然而，這種結(jié)構(gòu)具有一定數(shù)量的缺點，例如需要將板專屬于指令的計算。這增加了 系統(tǒng)的重量和成本，且需要特定參考，具有額外開發(fā)。
[0020] 例如，在"行政專機(jī)"類型的航空器上，二次分配系統(tǒng)包括四個機(jī)架，每個機(jī)架容納 有八個保護(hù)板以及兩個通信和計算板。
[0021] 因此，這些通信和計算板表示硬件環(huán)境的完整設(shè)計和軟件環(huán)境的完整設(shè)計，這使 電子開發(fā)的成本加倍，增加了相當(dāng)于所有所需板的生產(chǎn)成本的20%的額外生產(chǎn)成本。
[0022] 在開發(fā)或航空器的使用壽命期間，在改裝系統(tǒng)的情況下，這兩種類型的板都需要 由航空器制造商或運營商進(jìn)行改裝以及可能升級，每次都會使設(shè)計和物流成本加倍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 本發(fā)明的目的是航空器的配電系統(tǒng)，所述配電系統(tǒng)包括至少一條電力供應(yīng)路徑， 所述電力供應(yīng)路徑包括至少一個功率單元，所述功率單元能夠開啟或切斷至少一個電能源 與至少一個航空器設(shè)備之間的連接。所述配電系統(tǒng)包括：多個保護(hù)板，每個所述保護(hù)板均包 括至少兩個微控制器，每個所述微控制器能夠?qū)⒅噶畎l(fā)送到由每個保護(hù)板所保護(hù)的電力供 應(yīng)路徑的每個功率單元，以及在保護(hù)板的微控制器的集合中，保護(hù)板的所有微控制器中至 少兩個微控制器設(shè)置有通信和計算功能。
[0024] 設(shè)置有通信和計算功能的各微控制器能夠設(shè)置在相同的保護(hù)板上，設(shè)置有通信和 計算功能的微控制器各自具有與航空器總線相接的接口。
[0025] 設(shè)置有通信和計算功能的各微控制器能夠設(shè)置在不同的保護(hù)板上，設(shè)置有通信和 計算功能的微控制器各自具有與航空器總線相接的接口。
[0026] 設(shè)置有通信和計算功能的微控制器可以為設(shè)置有子板的保護(hù)板，所述子板包括與 航空器總線相接的接口。
[0027] 所述配電系統(tǒng)可包括至少兩個能夠容納保護(hù)板的插槽，每個所述插槽包括允許保 護(hù)板、集成有保護(hù)板插槽的子板運行的電源和數(shù)據(jù)連接。
[0028] 所述子板以這種方式連接和設(shè)置：所述子板與保護(hù)板集成在一起。
[0029] 所述配電系統(tǒng)可包括至少兩個能夠容納保護(hù)板的插槽，每個插槽均包括允許所述 保護(hù)板運行的電源和數(shù)據(jù)連接，當(dāng)包括設(shè)置有通信和計算功能的微處理器的保護(hù)板設(shè)置在 預(yù)定保護(hù)板插槽中時，包括設(shè)置有通信和計算功能的微處理器的保護(hù)板是配置為具有通信 和計算功能的保護(hù)板。
[0030] 設(shè)置有通信和計算功能的各微控制器可設(shè)置在相同的保護(hù)板上，這個保護(hù)板集中 所有信息，所述信息來自航空器總線以及來自所述配電系統(tǒng)的所有保護(hù)板的離散輸入，所 述設(shè)置有通信和計算功能的各微控制器能夠計算經(jīng)由內(nèi)部總線的、所述保護(hù)板的功率單元 的所有指令。
[0031] 每個保護(hù)板的微控制器可接收來自直接連接到每個保護(hù)板的離散輸入的信息，所 述微控制器能夠確定并發(fā)送所述功率單元的指令，所述指令作為從離散輸入讀取的信息的 函數(shù)。
[0032] 每個保護(hù)板的微控制器能夠接收來自直接連接到每個保護(hù)板的離散輸入的信息， 所述微控制器能夠確定并發(fā)送所述功率單元的指令，所述指令作為從離散輸入讀取的信息 的函數(shù)，或者所述微控制器能夠接收由至少一個包括設(shè)置有通信功能的微控制器是保護(hù)板 計算