集成多种电源转换功能的远程配电装置架构制造方法及图纸

本发明专利技术公开集成多种电源转换功能的远程配电装置架构，包含有，电源转换模块，其用于接收来自外部的输入电源230VAC及输入电源28VDC并且根据输入电源230VAC及输入电源28VDC转换成输出电源230VAC、输出电源115VAC、输出电源+/‑270VDC、输出电源+/‑135VDC及输出电源28VDC；SSPC 230VAC模块；SSPC 115VAC模块；SSPC+/‑270VDC模块；SSPC+/‑135VDC模块；SSPC 28VDC模块；以及，COM通讯模块。本发明专利技术的有益效果在于：在采用新的电源架构后，RPDU的输入功率馈线数量由以前的多根导线改为三根，同时由于馈线电压等级的提高，输入电流可以减小，降低导线的线径，从两个维度降低了飞机电缆的重量。

Architecture of remote power distribution device integrating multiple power conversion functions

【技术实现步骤摘要】
集成多种电源转换功能的远程配电装置架构
本专利技术涉及集成多种电源转换功能的远程配电装置架构。
技术介绍
传统飞机（包括B787等多电飞机）的电源系统包括发电、二次电源、一次配电和二次配电四个组成部分。其中发电机是飞机的一次电源，通常是115VAC或235VAC交流电源，二次电源将其转换成28VDC给一次配电汇流条，之后由一次配电系统细分给二次配电装置，由后者对终端负载供电。这种系统架构由于引入了二次电源这种转换装置，以及所需的一次配电中间环节，导致系统架构复杂，降低了电源系统可靠性，增加了飞机重量和成本。图1为B787的RPDU架构设计。从图中可以看出，该RPDU包含8个模块，即两个通信模块（COM1和COM2）和6个SSPC（3个DCSSPC和3个ACSSPC）。其中，通信模块从外部获取28VDC工作电源，为自己及其它SSPC提供工作电源，同时，它还提供了RPDU与其它RPDU的通信接口，用于RPDU通信组网。其通信方式采用的是AFDX和TTP。ACSSPC和DCSSPC的功率输入来自外部的115VAC功率馈线和28VDC功率馈线，分别为115VAC和28VDC负载提供供电电源。从该架构设计中，我们可以看到，它存在以下几个缺陷：a、产品既需要工作电源输入（28VDC），也需要功率馈线输入（115VAC、28VDC），功率输入电压种类多，增加了电缆重量；b、SSPC输出电压太单一，只能输出115VAC和28VDC电压，不能满足未来多电飞机对多种电压等级（+/-135VDC，+/-270VDC）的需要；c、通信总线采用了TTP，价格昂贵，可以采用其它成熟的低成本穿行通信总线。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是飞机电缆重量较大，提供一种新型的集成多种电源转换功能的远程配电装置架构。为了实现这一目的，本专利技术的技术方案如下：集成多种电源转换功能的远程配电装置架构，包含有，电源转换模块，其用于接收来自外部的输入电源230VAC及输入电源28VDC并且根据输入电源230VAC及输入电源28VDC转换成输出电源230VAC、输出电源115VAC、输出电源+/-270VDC、输出电源+/-135VDC及输出电源28VDC；SSPC230VAC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源230VAC及输出电源28VDC；SSPC115VAC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源115VAC及输出电源28VDC；SSPC+/-270VDC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源+/-270VDC及输出电源28VDC；SSPC+/-135VDC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源+/-135VDC及输出电源28VDC；SSPC28VDC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源28VDC；以及，COM通讯模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源28VDC。作为集成多种电源转换功能的远程配电装置架构的优选方案，所述COM通讯模块的通讯模式为AFDX/CAN总线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：将原有的集中式电源转换改为分布式，降低单个电源转换装置的功率容量，使得原有的强迫风冷散热或液冷散热不再成为必要，可以采用自然散热，优化飞机电源系统的热分布；在采用新的电源架构后，RPDU的输入功率馈线数量由以前的多根导线改为三根，同时由于馈线电压等级的提高，输入电流可以减小，降低了导线的线径，从两个维度降低了飞机电缆的重量；应急回路有蓄电池供电，飞机安全性得到了保障；通信总线支持AFDX/CAN组合,降低了通信系统的成本。除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本专利技术所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将结合附图作出进一步详细的说明。附图说明图1为现有技术中B787的RPDU架构设计。图2为本专利提出的集成了多种电源转换功能的RPDU架构设计。图3为本专利提出的RPDU内部原理框图，其转换模块包含多种电压变换功能。图4为本专利RPDU的DCSSPC板卡设计原理。图5为本专利RPDU的ACSSPC板卡设计原理。图6为本专利RPDU的DCSSPC通道设计原理。图7为本专利RPDU的ACSSPC通道设计原理。具体实施方式下面通过具体的实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利提出的集成了多种电源转换功能的RPDU架构设计如图2所示，为简化航空电源系统架构，提高安全性和经济性，可以考虑将原有飞机上集中式的电源转换装置集成到RPDU内部，为此，需要在原有RPDU装置的基础上作如下改进：a)增加电源转换模块，功率输入由以前的115VAC/28VDC体制改为230VAC/28VDC体制，通过提高输入电压等级来降低输入电流，从而减小电缆线径，降低飞机重量；b)增加的电源转换模块支持多种电压变换，可以从230VAC功率输入产生28VDC，+/-135VDC和+/-270VDC，以满足多电飞机中，各种电压等级负载的需要；c)保留原有的28VDC功率输入，该输入来自蓄电池，当飞机处于多发失效模式时，飞机上的关键电子设备仍然可以从蓄电池获取备用电源，以最大限度的保障飞行安全；d)在外部通信总线上进一步优化，将B787的AFDX/TTP组合，改为AFDX/CAN总线组合，即弃用价格昂贵的TTP总线，进一步提高飞机的安全性。此外，由于多种电压规格SSPC的出现，在SSPC板卡及通道的设计上，也要作相应的考虑。本专利给出了直流和交流SSPC板卡及通道的设计原理框图。在作了这些改进后，集成了多种电源转换模块的RPDU可以支持28VDC、115VAC、+/-135VDC、+/-270VDC，以及230VAC等多种SSPC规格，可以满足未来多电飞机对多种电压等级的需要。本专利提出的RPDU内部原理框图，其转换模块包含多种电压变换功能如图3所示，为实现对负载的控制，在RPDU内部要进行电源转换。首先是235VAC到28VDC的转换，转换后的28VDC与外部的28VDCBatt汇流条进行“或”操作后给28VDCSSPC供电，由后者对28VDCLoad进行供电控制。235VAC还要进行115VAC的电压转换，为115VACSSPC提供功率输入，并由后者为115VAC负载进行供电控制。235VACBus可以直接作为230VACSSPC的供电输入，为230VAC负载供电。同理，+/-135VDC和+/-270VDC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.集成多种电源转换功能的远程配电装置架构，其特征在于，包含有，/n电源转换模块，其用于接收来自外部的输入电源230VAC及输入电源28VDC并且根据输入电源230VAC及输入电源28VDC转换成输出电源230VAC、输出电源115VAC、输出电源+/-270VDC、输出电源+/-135VDC及输出电源28VDC；/nSSPC 230VAC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源230VAC及输出电源28VDC；/nSSPC 115VAC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源115VAC及输出电源28VDC；/nSSPC +/-270VDC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源+/-270VDC及输出电源28VDC；/nSSPC +/-135VDC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源+/-135VDC及输出电源28VDC；/nSSPC 28VDC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源28VDC；以及，/nCOM通讯模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源28VDC。/n

【技术特征摘要】
1.集成多种电源转换功能的远程配电装置架构，其特征在于，包含有，
电源转换模块，其用于接收来自外部的输入电源230VAC及输入电源28VDC并且根据输入电源230VAC及输入电源28VDC转换成输出电源230VAC、输出电源115VAC、输出电源+/-270VDC、输出电源+/-135VDC及输出电源28VDC；
SSPC230VAC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源230VAC及输出电源28VDC；
SSPC115VAC模块，其用于接收来自所述电源转换模块的输出电源115VAC及输出电源28VDC；
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：万波，
申请(专利权)人：上海航空电器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31