CN101847868A - 电力分配 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为“电力分配”。本发明主要涉及例如飞机中的电力分配。更具体地说，根据第一方面，本发明涉及一种用于对安全性关键的供电网络中一个或多个负载102的电力分配的供电系统100。供电系统100包括至少一个电源104、电力总线106和分布式控制系统。该分布式控制系统包括通过数据总线112可操作地耦合到至少一个总线模块110的中央控制器108。总线模块110包括可操作以将相应电源104连接到电力总线106的总线控制器114。此类分布式控制系统的使用实现供电网络的简单模块化扩展而不损害整体供电网络安全性。

Description

电力分配
技术领域
本发明主要涉及电力分配。更具体地说，本发明涉及用于在例如可能在某个飞机中提供的安全性关键的供电网络中电力分配的供电系统和方法。
背景技术
通常，公知的是提供供电网络以将来自各种电源的电力分配到消耗分布式电力的各种电负载[1-4]。
然而，对于某些应用，各种电负载的可靠连续操作对安全性会是关键的。例如，在飞机中，可能必需确保用于操作翼面(例如，副翼、舵、襟翼、减升板)的电动执行器、用于转向系统、反推力装置的主驱动电动机等能可靠地操作。
因此，已知的是提供具有诸如冗余、负载管理等各种设计特征的供电网络，以确保各种发电机或其它供电网络组件的故障不会关闭与其耦合的所有电负载[5-12]。
然而，虽然此类供电网络提供有关以前常规供电的改进，但仍存在与此类网络相关联的各种缺陷。例如，这些网络往往要求复杂的控制器架构，该架构不但使此类系统难以在大小方面向上扩大(特别是例如当电接触器需要绕机身分布时)，而且也增加了不可预测的故障发生的可能性。
发明内容
因此，在记住与常规供电网络技术相关联的上述缺陷的同时，设计了本发明。
根据本发明的第一方面，提供一种用于对安全性关键的供电网络中一个或多个负载的电力分配的供电系统。该供电系统包括至少一个电源、电力总线和分布式控制系统。该分布式控制系统包括通过数据总线可操作地耦合到至少一个总线模块的中央控制器。总线模块包括可操作以将电源连接到电力总线的总线控制器。
根据本发明的第二方面，提供一种用于在根据本发明的第一方面提供的供电系统中使用的总线模块。该总线模块包括可操作以将电源连接到与该总线模块相关联的电力总线的总线控制器。
根据本发明的第三方面，提供一种用于在安全性关键的供电网络中分配电力的方法。该方法包括在局部化总线控制器中检查来自中央控制器的指令，并且在那些指令对于执行是安全的条件下执行它们。例如，如果根据本发明的第二方面的总线模块中提供的局部化总线控制器未确定指令对于执行是安全的，则总线控制器在安全模式中操作。
通过根据本发明的各种方面来提供用于供电的分布式控制系统架构和方法，能提供具有高可用性和可靠性的供电系统。此类供电系统特别适合在安全性关键的应用中使用，例如，在航空航天电力分配系统中。
另外，本发明的各种实施例提供一种简单的模块化架构。这使得供电系统易于扩展，而无需添加多个额外的连接导线，并且未使系统架构复杂到可能发生意外的不可预测故障(例如，由指令冲突/时序错误/等造成)的程度。
作为附加的好处，本发明的某些实施例由于要求更少的接线，因此，与常规供电系统相比，它们能变得在物理上更轻和更紧凑；这对于例如航空航天等重量和空间受约束的应用特别有利。
附图说明
现在将结合附图，描述本发明的各种方面和实施例，其中：
图1示出根据本发明的一实施例的供电系统；
图2示出连接到图1的供电系统中各种组件的总线模块的放大视图；
图3示意示出根据本发明的各种实施例、用于实现图2的总线模块的功能性的逻辑图；以及
图4示出根据本发明的一实施例的四总线供电系统。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一实施例的供电系统100。供电系统100可用于对安全性关键的供电网络中的一个或多个负载102的电力分配，如在例如各种飞机中存在的供电网络。
供电系统100包括至少一个电源104、电力总线106和分布式控制系统。分布式控制系统包括中央控制器108，其通过数据总线112可操作地耦合到至少一个总线模块110。总线模块110各自包括相应的总线控制器114，其可操作以将相应电源104连接到电力总线106。
供电系统100可用于为用户系统(未示出)支持多个单独供电的负载。用户系统能通过用户系统接口170连接到供电系统100。用户接口170使得用户能够看到总线网络的高层配置，例如，诸如：哪些电源可用，哪些已连接，哪些接触器连结(contactor tie)打开/关闭等等。
系统状态输入180也提供到中央控制器108。系统状态输入180是提供到控制器108以指示用户要求什么系统状态的信号，例如：上电；允许地面电力(on-groundpower)；连接/断开选定源(取代编程的逻辑)等。
对于各种应用，电源104可包括例如地面外部AC或DC供电、飞行中AC或DC供电、电池供电等。负载102可例如包括提供用于各种工业、车辆或建筑系统的那些负载，其中，多个汇流条用于隔离具有不同使用中操作特性的负载，如辅助/非必要负载(例如，背景照明和标志、诸如用于膝上型计算机的座椅电力(seat power)、用于烹饪/咖啡的厨房电力等消费者负载)、公用设施/必要负载(例如，用于用户和空气管理的特定照明、对于飞机的完全操作范围所需的负载，如除冰、完全功能飞行管理；次要飞行控制功能等)及紧急/关键负载(例如，应急标志、火警探测和灭火负载、飞到最近机场和地面所需的负载，如主要飞行控制、有限工具集(instrument set)、增压控制、燃油泵、起落架部署等)。此类负载102可例如具有不同的电压和/或频率供应要求。
在图1所示的实施例中，总线106是从多个总线段106a、106b、106c形成的分割电力总线(split power bus)。总线段106a、106b、106c的每个与其自己的总线模块110相关联，并且在其相应总线模块110的控制下可操作地可连接到相应的电源104a、104b、104c。分割总线的使用使得在需要时能够在线束中提供冗余以及使用不同的电压/频率电源/发电机。
优选的是供电系统100包括相互串联的多个总线模块110。这提供可线性扩大的架构，其中，能使用各个总线模块的选择性操作，例如，用于在总线有故障时断电(de-power)或者绕过(bypass)其本地电源的不可用性。
每个电总线段106a、106b、106c具有相关联的总线控制器114、114a、114b，总线控制器能开动连接到总线段106a、106b、106c的电接触器单元116。在各种实施例中，多个总线控制器114、114a、114b能够与其它总线控制器协调其操作。在某些实施例中，电接触器单元116可包括继电器。
例如，如果在总线段106c上有电力，则通过总线控制器114、114b协调使总线段106b也被供电，以及通过总线控制器114、114a协调以允许连接总线段106a。控制器108做出对此状态的请求，由此启动总线控制器114、114a、114b协调顺序。总线控制器114、114a、114b关闭相应电接触器单元116的顺序可能因此无关紧要。
每个总线控制器114、114a、114b优选提供有各种接口以用于测量与其自己相关联的总线106b、106a、106c以及任何相关联馈电总线(feeder bus)相关联的参数；馈电总线是能经电接触器向另一总线提供电力的任何电总线。例如，可测量各种当前值以提供总线之间的故障保护；即，在总线之间的导线与地或另一导线短路的情况下。
总线控制器114还具有数据总线接口以使得它们能够通过数据总线112与中央控制器108进行通信。可提供中央控制器108作为设计用于特定实施例的专用集成电路(ASIC)。每个总线控制器114、114a、114b可操作以解释来自中央控制器108的指令，并且测量来自各种总线和电接触器的所有状态数据。中央控制器108提供有关每个总线控制器114应关闭哪些电接触器116的系统指令。这些系统指令可基于用于处理电源、接触器、总线等的故障的逻辑和/或用户命令。
中央控制器108可以是双重或三重冗余系统，其提供确定哪些源可用于连接到供电网络、期望的正常配置是什么以及任何故障条件配置是什么的配置逻辑。因此，为中央控制器108提供有关完整的供电系统100的信息，包括有关所有电源104、接触器单元116和总线控制器114的细节。此信息充当用于访问查找表的输入，查找表能用于向总线控制器114提供用于它们应采纳的配置的命令。
例如，在第一正常配置(NC1)中，每个总线106a、106b、106c将由它自己相应的电源104a、104b、104c来供电，其中电连结接触器116不关闭。然而，在第一丢失源配置(LSC1)中，例如，如果电源104b发生故障，则接触器116d打开，并且位于左侧的两个电接触器116e、116f(或备选的是，如果中央控制器108命令，则位于右侧的那些电接触器)关闭，由此重新对总线段106b供电。
检查逻辑(未示出)在每个总线控制器114、114a、114b中提供，并且可操作以确认来自中央控制器108的指令是否有效，以及对于该总线控制器执行是否在电气上安全。如果是，则总线控制器114、114a、114b可如指令地操作适当的电接触器单元116。然而，如果发生任何错误(例如，使得请求的配置未实现)，则总线控制器114、114a、114b可操作以将错误消息发送回中央控制器108，由此允许使用原未修改的配置来启动回退配置。例如，总线控制器114可发送回数字数据以标识故障类型：例如，接触器未关闭，总线有故障(短路)等。根据故障类型，中央控制器108可随后使用嵌入式逻辑来判定发送哪些接触器命令到每个总线控制器114。
下面通过进一步的示例，更详细地描述根据本发明的各种实施例、用于操作总线控制器114、114a、114b的各种技术。
供电系统100特别适合在要求高可用性和/或可靠性的安全性关键的电力分配应用中使用。一个优选的应用是用于航空航天电力分配系统。
另外，通过使用简单的模块化架构(例如，具有总线模块110的串行连接)，供电系统扩展变得容易，并且能在物理上轻松地分布，而无需不必要地使系统连接架构变复杂或潜在地引入当使用更复杂架构时可能发生的不可预测的故障，例如，可能由指令冲突/时序错误/等造成的故障。
为进一步清晰起见，图2示出连接到图1的供电系统100中各种组件的总线模块110的放大视图。
要理解的是，例如电源104、负载102、总线106及电接触器单元116等中的一项或多项的各种组件可在此类总线模块110的物理实施例中提供为外部组件。例如，在本发明的各种实施例中，由总线模块110提供的各种连接器、控制线路和逻辑和/或控制功能可由例如耦合到IC/ASIC封装外部提供的各种组件的ASIC或离散集成电路来提供。
总线模块110包括与电总线106相关联的总线控制器114。总线控制器114提供以下功能性：a)与另一总线控制器或例如发电机控制单元(GCU)合作来操作任何接触器单元116的能力；b)测量相邻总线或源电压以及其自己的本地总线106的源电压的能力；c)可操作以确定命令对于执行是否安全的逻辑。在各种实施例中，逻辑可操作使得无不相似的电源连接在一起，和/或如果执行不间断供电转换(NBPT)，则此类不相似电源仅对于有限时间耦合。
总线控制器114具有用于连接到数据总线112的数据总线接口。数据总线接口提供能链接到外部中央控制器108的双向通信信道，以用于其它和以下目的：接收指示哪些(哪个)接触器要尝试关闭的命令；以及传送操作任何此类接触器的成功和总线控制器的状态。
另外提供了可操作以确认经数据总线112收到的指令对于总线控制器114执行是否安全的检查逻辑(未示出)。可选的是，根据电系统架构，可授予总线控制器114有限的本地重新配置权以响应检查逻辑的操作。
例如，在飞机中，如果电源104意外断开，则在空中时相关联的总线控制器114能立即连接到右手边的总线106，而不等待中央控制器108发出指令消息。然而，当飞机在地面时，有更多的供电置换可用，因此，总线控制器114可转而等待来自中央控制器108的配置指令。这可以是所谓的“待发”响应，即，其中，中央控制器108指示总线控制器114：它在空中，并且如果电源丢失，它不应等待连接到右手边。此类操作极快，因此，负载102看到的任何电力丢失是短暂的(一般小于50ms)，从而使得负载102的设计能够被简化。类似地，如果从中央控制器108丢失通信，则总线控制器114可始终在此类丢失后执行预设的配置。此类设计因而为负载102提供具有极高电力可用性的系统。
总线模块110具有第一总线连接器118和第二总线连接器120，并且其可操作以将第一和/或第二总线连接器118、120电连接到电力总线106。总线连接器118、120可用于在各种连接配置中将相邻分割总线部分相互连接和/或连接总线106。例如，a)总线连接器118、120可连接在一起，绕过总线106(例如，参见下面的图4)，b)总线连接器118、120可都连接到总线106，c)总线连接器118可连接到总线106，而总线连接器120不连接到总线106，和/或d)总线连接器120可连接到总线106，而总线连接器118不连接到总线106。
在此实施例中，总线控制器114通过第一电力连接器线路142耦合到第一总线连接器118，并且通过第二电力连接器线路152耦合到第二总线连接器120。必需时，总线控制器114能通过电力连接器线路142，152将第一总线连接器118连接到第二总线连接器120，由此绕过电力总线106。此配置使得相邻总线模块110能够在串行连接中形成菊花链，并且被操作以便绕过/隔离一个或多个总线，从而允许动态地重新配置整个系统电力总线架构。
另外，总线控制器114能将第一总线连接器118和第二总线连接器120中的任一个或这两者连接到总线106。还提供了电压感测连接146，通过其总线控制器114能测量总线106上是否提供有电力。还提供了电力感测线路140，以便总线控制器114能确定来自外部电源104的电力是否可用。接触器控制线路144可操作以结合GCU(例如，参见图3)来激活电接触器116d，以便将外部电源104连接到总线106。
总线模块110还包括连接到总线控制器114的第一信号线路134和第二信号线路136。这些信号线路134、136(例如，对应于图3中的线路S1和S3)允许相邻总线模块110的总线控制器114相互通信。信号线路134、136用于提供来自相邻总线模块110的离散二进制信号电平指示，其指示电接触器116应设置到的状态(例如，二进制1＝触点关闭，二进制0＝触点打开，或反之亦然)。
还提供的是第一外部电压感测连接132和第二外部电压感测连接138，这些连接使得外部总线模块110能够连接到电力总线106以便确定它是否是活动的、以及在它活动时正在提供什么类型的电源。例如，电压感测连接器132、138可由外部总线模块110用于确定相邻总线模块110是否正在控制活动电源104、电源104是AC还是DC源、其操作电压电平、其是AC电源时的频率等。
信号线路134、136和电压感测连接132、138一起提供可独立操作的接口，这些接口允许各个总线模块110独立于中央控制器108来安全地交互。
四个接触器控制线路144、148、150、154也由总线模块110提供。接触器控制线路144、148、150、154可操作以提供开动(和去活)信号到各种外部提供的电接触器单元116a、116b、116c、116d。
接触器控制线路150上的信令用于打开和关闭第一电接触器单元116a中的电触点，以便将电总线106连接到第一总线连接器118/从其断开。接触器控制线路148上的信令用于打开和关闭第二电接触器单元116b中的电触点，以便将电总线106连接到第二总线连接器120/从其断开。
接触器控制线路154上的信令用于打开和关闭第三电接触器单元116c中的电触点，以便将电力总线106连接到负载连接器122/从其断开，而负载连接器122又耦合到一个或多个电负载102。在各种实施例中，负载102可能指定有优先级，指示它们相对于包括总线模块110的系统中提供的其它负载102的相对重要性。
接触器控制线路144上的信令用于打开和关闭第四电接触器单元116d中的电触点，以便将电总线106直接连接到电源104/从其断开。
在各种实施例中，如果相邻总线模块110对激活电接触器单元116达成一致意见以作为动作过程，它们配置成执行此操作。例如，总线控制器114可根据相邻总线模块110在相应信号线路134、138上宣称的各种信号，检查其打开或关闭特定接触器单元116中触点的提议是否与该相邻总线模块110一致。
可选的是，可为总线模块110提供用于驱动某些类型的外部接触器单元116的驱动器电路。例如，总线模块110可包括用于为外部接触器单元116中提供的继电器触点供电的固态驱动器。可将中央控制器108提供作为常规嵌入式微控制器，具有RAM、ROM和数据总线接口，例如作为集成模块化航空电子(IMA)主管功能的部分。
通过为总线模块110提供用于连接到相邻总线模块的至少一个外部连接器(例如，信号线路134、136和电压感测连接132、138)，两个或更多总线模块110能串行连接。由于总线模块能一起“形成菊花链”而不是以星形配置来连接(如对于集中化命令架构所必需的)，因此，这实行具有最小附加接线的轻松连接。因此，提供了一种简单的可扩大的架构，其将架构复杂性降到最低，并减少例如由于传送等待时间、数据指令时序冲突等引起的不可预测故障发生的可能性，否则，在例如飞机机身中使用物理上分散的多个控制器的情况下，这些不可预测的故障能出现。
图3示意示出用于实现图2的总线模块110的功能性的逻辑图210。
总线控制器114的逻辑功能称为“功能E”，并且在下面进一步详细描述。功能E又可由布尔逻辑电路来提供，该电路在各种实施例中能配置成以安全模式来操作总线模块110。
例如，单个通用类型布尔逻辑机214可用于通过提供独立总线级控制器来以高安全性级别管理大量汇流条。这是有利的，因为如果例如无法安全执行来自中央控制器108的指令、如果有冲突或损坏的指令等，则自治的各个总线模块110能够忽略指令。在各种实施例中，总线模块110能默认为故障安全模式，并且在局部化智能/自治运行的供应需要时，这些模块随后能在隔离中操作。
本文所述方案的一个相关益处是一旦指令总线控制器114进行配置，它们可全部自治地执行其命令，并且尽可能快。这确保一旦安全逻辑条件在本地满足，总线控制器114就能配置适当的接触器116。因此，能降低与需要从常规中央管理的系统操作多个接触器相关联的任何延迟。
功能E
如果为功能E提供可经中央控制器108发送的优选连接路径，则功能E能自治地操作。该优选连接路径可使用以下控制信号来定义：
1.other_side_exerted
2.this_side_exerted
备选的是，可从中央控制器108指定各个总线控制器114接触器状态。本发明的各种实施例提供设计者的选择，所述选择与某些逻辑功能如何在中央控制器118与总线控制器114之间分割有关。
功能E提供控制到任何汇流条(或虚拟汇流条)的电源连接的通用功能性。采纳此策略以允许用于总线管理器功能的高度模块化设计方案，并且使得它对于装配成适合任何特定总线网络的测试块(仿真、软件、固件和/或硬件)简单。
如图3所示的功能E示出模块化功能的边界和与其相关联的主要接口(由下面表1中的信号命名来标记)。注意，除了功能的完整性可能要求两个单独的单元对于某个功能操作达成一致意见的情况(例如，总线连结(bus-tie))外，逻辑功能是完全单独的，并且一般不相互依赖以获得信息，唯一的例外是源侧信号线路。此独立检查和达成一致意见的设计方法提供极高的完整性功能。
在功能E控制可用源104的区分优先级的连接的情况下，源优先级的示例可以是：
1.自己(相关联)的发电机104
2.右侧连结源120
3.左侧连结源118
功能E能够感测为连接确定源可用性所必需的所有点、操作电接触器单元、检测故障、发消息给其它功能、指示自己的电力可用以及感测其它侧电力是否可用。提供此最后的功能以实现根据优先级的控制，例如以便使得能够最初选择到源的最直接连接路径。然而，如果此连接路径出现故障，则它不排除使用备选路径，但它确实防止总线上不必要的电力间断。
功能E采用且如图3中所示的各种控制和开关信号现在在随后的表1中定义并在下面进一步描述。
表1-信号定义
 信号名称   定义  注释
 V_1   其它侧-左侧源可用  这是检测电力是否可用的感测线路。如果有2个接触器串联，则此感测点可以是第二接触器的另一侧，或者甚至是在每个接触器输入端的感测点。
 V_2   自己的总线(N)带电  这是到系统控制器的指示总线和控制器OK的BITE信号。
 V_3   发电机源可用  这是电压感测或发电机控制单元(GCU)信号线路，指示来自自己的发电机的良好电力。
 V_4   右侧源可用-自己侧  参阅V_1定义
 信号名称   定义  注释
 S_1   左侧总线连结接触器低侧开关  这是能够与另一功能E(N-1)协调工作以关闭总线连结接触器的低或高的侧开关。
 S_2   GCB低侧开关  这是能够与GCU协调工作以关闭GCB的低或高的侧开关。
 S_3   右侧总线连结接触器低侧开关  这是能够与另一功能E(N+1)协调工作以关闭总线连结接触器的低或高的侧开关。
 N_OK   功能E(N)运行正常  如果由于接触器不运行或者接触器驱动器不操作使功能E无法操作，则此信号将转低
 bus_N_inhibit   禁止总线N连接到源的输入  这是即使合适的源可用、也阻止总线连接的模式信号。在有取代功能E逻辑的模式特定配置的情况下使用此信号。
  this_side_exerted   指示自己侧有电力   这是任何适当的功能E能拉低以指示特定优先级顺序(或已选通)的线路。
  other_side_exerted   指示其它侧有电力   这是任何适当的功能E能拉低以指示特定优先级顺序(或已选通)的线路。
注意：N_OK、bus_N_inhibit、this_side_exerted及other_side_exerted是典型的信号，这些信号根据特定实现架构可以是离散信号或可集成到通信总线112中。
“this_side_exerted”和“this_side_exerted”信号的目的是确保在有环形连接和每侧有不止一个发电机的电网络中使用最佳连接路由，因为在此类网络中，在其它情况下总线功能E有可能可以不经最佳可用路由来连接。
在本发明的各种实施例中，功能E的提供因而使得能够提供一种电总线管理控制器，该控制器能根据可用电力和连接的负载要求，精确、安全和有效地配置哪些源对每个特定的汇流条类型供电。例如，此类控制器可在总线模块110中提供以用于在具有多个电源的飞机中使用，所述多个电源例如有主发电机、辅助发电机以及可以是AC和/或DC的用于支持飞机上相应负载类型的外部电源。此类布置因此可提供每电源一个电分配总线及子总线以便支持各种操作模式。
在一个实施例中，总线和子总线通过继电器或电接触器来连接，并且接触器设置到的状态在逻辑上根据一个或多个以下条件来定义：a)可用电源和有关的“飞机”操作模式，例如，诸如外部电源可用的地面客舱和货舱维修、无外部电源可用的地面操作、仅有电池电力的地面维护、所有正常源可用时的地面、空中正常操作、空中(任何)一个主源丢失、空中(任何)两个主源丢失、空中(任何)三个主源丢失、空中(任何)四个主源丢失、空中所有AC源丢失、空中等；b)任何分配过载条件约束；以及c)任何一个或多个接触器故障。
图4示出根据本发明的一实施例的四总线供电系统400。供电系统400包括通过相应总线模块(未示出)以环形配置串行连接的总线406a、406b、406c、406d。总线模块包括用于实现功能E的逻辑电路，例如，根据以上结合图3所述的逻辑电路。
考虑示出连接难题的图4，其中，仅第二发电机404b通电，并且所有主总线406a、406b、406c、406d尝试连接到该发电机。在这种情况下，此条件有三个可能的问题：
1.逻辑优先级可导致连接不通过所要求的路由。
2.等待时间可在进行最高优先级连接时导致不必要的间断转换；以及
3.由于独立总线控制器114的动作造成的时序竞争，接触器可在打开和关闭之间振荡。
例如：总线406b上电，并且总线406a和406c看到什么电力是可用的。总线406a和406c随后通过其总线连结接触器来连接。总线406d随后看到来自406a或406c的电力(取决于竞争条件性能)。如果我们假设它连接到406a，然后连接到406c，则它将视406d为优选源(因为它在它自己侧上，并且现在将打开406b与406c之间的连结)。
从此逻辑论证中，能示出每个总线应知道它是否需要根据电源是在其自己面板(panel)中还是另一面板中来修正其优选的优先级列表。
因此，功能E优先级规格(如为四发电机架构中相当于第三发电机的总线n的特定情况所定义的)可在逻辑上编码如下：
IF NOT bus_n_inhibit THEN
CASE{
1.IF V_1 AND this_side_exerted THEN priority
1.S_2
2.S_3
3.S_1
2.IF V_1 AND other_side_exerted THEN priority：
1.S_2
2.S_1
3.S_3
}
ELSE
NOT(S_1 AND S_2 AND S_3)
END；
IF S_2 AND V_2 THEN this_side_exerted
IF(S_1 OR S_2 OR S_3)AND NOT V_2 THEN NOT n_OK
本领域技术人员将认识到能够提供本发明的许多各种实施例。例如，可为本发明的各种实施例提供编码的功能性以实现供电系统、总线模块、总线控制器、控制方法及诸如此类。此类功能性例如可使用一个或多个软件、硬件和固件元件来提供。
虽然常规上用于电总线的分配系统一般包含在箱中，但新架构没那么集中化，并且箱正变得更多，并且物理上是分布式的，从而使控制更困难。例如，电总线控制传统上以几种方式来进行，例如：1)通过一起工作的多达6个单元的电源控制器，使用交叉链接(cross link)维护协调和正确的逻辑操作来管理电总线的连接；以及2)使用系统地集中放置的、具有到所有分配单元的连接的一个或两个单元(例如，在星状接线配置中)。然而，与此相反，本发明的各种实施例在尽可能地简化逻辑控制器的同时提供能在本地执行的分布式功能性。
本发明的各种方面和实施例能够提供相对常规方案的一个或多个以下优点：a)在中央控制器与总线控制器之间提供独立的命令和保护电路，并且将危险的错误操作的可能性降到最低；b)通过使用独立的本地控制器，在本地级别实现高速的重新配置；c)允许提供数字中央控制器或监督器以提供所有电总线的一致和确定性逻辑配置；d)提供模块化和可扩展系统以轻松地处理不同数量的电总线和网络配置；e)将用于分布式电总线系统的电控制和监视连接(例如，导线或印刷电路迹线)降到最低；以及f)通过总线控制器逻辑中的逻辑改变，支持非平行源操作(non-paralleled source operation)和平行源(paralleledsource)。
例如，本发明的一方面提供一种用于在安全性关键的供电网络中分配电力的方法。该方法包括在局部化总线控制器中检查来自中央控制器的指令，并且在那些指令对于执行是安全的条件下执行它们，否则在安全模式中操作总线控制器。可选的是，错误码可发送回中央控制器。此外，可选的是，可为任何新指令来定期轮询中央控制器，可选的是由多个局部化总线控制器合作，以确定是否发出任何冲突指令和/或测试总线控制器是否能相互通信和/或与中央控制器通信。

Claims (10)

1.一种用于对安全性关键的供电网络中一个或多个负载的电力分配的供电系统，所述供电系统包括：
至少一个电源；
电力总线；以及
分布式控制系统，其中所述分布式控制系统包括通过数据总线可操作地耦合到至少一个总线模块的中央控制器，所述总线模块包括可操作以将相应电源连接到所述电力总线的相应总线控制器。
2.如权利要求1所述的供电系统，其中所述电力总线是包括多个总线段的分割总线，并且所述分割总线的每段在相应总线模块的控制下可操作地可连接到相应电源。
3.如权利要求1所述的供电系统，其中所述总线模块具有第一总线连接器和第二总线连接器，并且可操作以将所述第一和/或第二总线连接器电连接到所述电力总线。
4.如权利要求1所述的供电系统，其中所述总线模块具有至少一个负载连接器，并且可操作以将所述至少一个负载连接器电连接到所述电力总线。
5.如权利要求1所述的供电系统，其中所述总线模块具有用于连接到相邻总线模块的至少一个外部连接器。
6.如权利要求1所述的供电系统，其中所述总线模块具有用于驱动外部接触器单元的驱动器电路。
7.一种用于在如权利要求1所述的供电系统中使用的总线模块，所述总线模块包括可操作以将电源连接到与所述总线模块相关联的电力总线的总线控制器。
8.如权利要求11所述的总线模块，还包括第一总线连接器和第二总线连接器，所述总线控制器可操作以将所述第一和/或第二总线连接器电连接到电力总线。
9.如权利要求11所述的总线模块，包括配置成以安全模式来操作所述总线模块的布尔逻辑电路。
10.一种用于在安全性关键的供电网络中分配电力的方法，所述方法包括：
在局部化总线控制器中检查来自中央控制器的指令；以及
在那些指令对于执行是安全的条件下执行它们，否则在安全模式中操作所述总线控制器。
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