CN104025442A - 用于通用飞机地面支持设备车的多电压电源 - Google Patents

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CN104025442A CN201280055863.8A CN201280055863A CN104025442A CN 104025442 A CN104025442 A CN 104025442A CN 201280055863 A CN201280055863 A CN 201280055863A CN 104025442 A CN104025442 A CN 104025442A
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Abstract

飞机地面支持系统包括多电压电源(20)。此系统包括空调模块、控制模块(22)以及具有A.C.功率输入端、至少一个功率输出端、以功率输出选择信号作为输入信号的电源模块。功率转换模块内的控制系统接收功率输出端处的电压的测量结果。控制系统产生功率转换控制信号并对其进行调整以按照功率输出选择信号的命令将电源模块的输出调节至预定预置电压水平。在替换实施例中，多电压或可升级电源具有A.C.和D.C.能力、具有可用于除A.C.能力之外还添加D.C.能力的升级工具包的仅A.C.能力、具有可用于除D.C.能力之外还添加A.C.能力的升级工具包的仅D.C.能力。电源模块，其具有A.C.功率输入端、至少一个功率输出端，并且其在安装A.C.和D.C.输出能力时，作为输入信号或者通过来自操作员的选择而接收功率输出选择信号。

Description

用于通用飞机地面支持设备车的多电压电源
本申请是2008年10月13日提交的美国专利申请号12/250,265、通过引用结合到本文中的美国公开号2009/012,552A1的部分继续申请，其为2007年10月31日提交的临时申请序号60/984,164和2008年3月14日提交的临时申请序号61/036,722的非临时申请。
相关申请的交叉引用
本专利申请是与本申请在同一天提交、共享共有的某些发明人且涉及飞机地面支持设备和车的一组共同所有申请中的一个。在这里列出的该组中的其他申请被通过引用结合到本申请中：Jeffrey E.Montminy和Steven E.Bivens的“An Adjustable Cooling System forAirplane Electronics”(US2009/0107657A1，代理人档案号50-003ITW21585U)；Jeffrey E.Montminy、Brian A.Teeters以及KytaInsixiengmay的“A Frame and Panel System for Constructing Modulesto be Installed on an Airplane Ground Support Equipment Cart”(US2009/0108549A1，代理人档案号50-004ITW21588U)；Jeffrey E.Montminy、Brian A.Teeters以及Kyta Insixiengmay的“A System ofFasteners for Attaching Panels onto Modules that are to be Installed onan Airplane Ground Support Equipment Cart”(US2009/0110471A1，代理人档案号50-005ITW21587U)；James W.Mann、III和JeffreyE.Montminy的“Airplane Ground Support Equipment Cart HavingExtractable Modules and a Generator Module that is Separable fromPower and Air Conditioning Modules”(US2009/0108552A1，代理人档案号50-006ITW21586U)；James W.Mann、III、Jeffrey E.Montminy、Benjamin E.Newell以及Ty A.Newell的“An AdjustableAir Conditioning Control System for a Universal Airplane GroundSupport Equipment Cart”(US2009/0107159A1，代理人档案号50-007ITW21606U)；Jeffrey E.Montminy、Kyta Insixiengmay、James W.Mann、III、Benjamin E.Newell以及Ty A.Newell的“ACompact,Modularized Air Conditioning System that can be MountedUpon an Airplane Ground Support Equipment Cart”(US2009/0107160A1，代理人档案号50-008ITW21583U)；以及JamesW.Mann、III、Jeffrey E.Montminy、Steven E.Bivens以及DavidWayne Leadingham的“Maintenance and Control System for GroundSupport Equipment”(US2009/0112368A1，代理人档案号50-009ITW21605U)。
技术领域
本发明总体涉及电源领域，更具体地涉及适合在通用飞机地面支持设备车中使用的多电压电源。
背景技术
当飞机在其引擎关闭的情况下在地面上时，飞机通常不能为其电力系统提供功率和为其空调系统提供冷空气；并且某些飞机也不能为某些关键电子(或“航空电子”)部件提供液体冷却剂。一般习惯于将此类地面上的飞机连接到飞机地面支持设备系统。此类系统可使其部件被安装在称为飞机地面支持设备车且可方便地接近于要求地面支持的飞机而停靠、放置或安装的移动设备车上。此类车通常包含能够向飞机提供经调节且已冷却空气的空调器加能够将从本地电力网吸取的功率变换成飞机所要求的适当电压(AC或DC)和频率的功率的电功率转换器。此类飞机地面支持设备车还可包含连接到发电机的柴油机，该发电机使得此类车能够在无需任何连接到本地电力网的情况下为飞机既提供空调也提供电能。并且如果飞机需要用于其电子装置的冷却液体的源，则某些车还可包括液体冷却剂的源，通常是聚α-烯烃或PAO、载热流体或液体冷却剂。
如所讨论的，当飞机在其引擎关闭的情况下在地面上时，飞机通常不能为其电力系统提供电能；一般习惯于将此类地面上的飞机连接到电源。此类电源可使其部件被永久地安装在设施内部、在设施外面的柏油路面、飞行路线或类似区域的固定位置上，或者可将电源安装在诸如拖车之类的移动平台上以允许在各位置之间运输电源。此转换器的输出电缆在位置允许的情况下可直接地连接到飞机，或者连接到配电系统以便向多个位置供应功率。电功率转换器将从本地电力网吸取的功率变换成飞机所要求的适当电压(AC或DC)和频率的功率。可能的是设施或位置可能在最初安装转换器时需要一个类型的功率，并且然后随着新的飞机到达现场而要求第二类型的功率。
某些飞机要求将其电功率调整至115伏的交流电(A.C.)，其每秒交变或者往复流动400次(115伏，400Hz A.C.)。其他飞机要求并不往复流动的270伏直流电(270伏，D.C.)。
过去，特别是关于军用飞机，此类转换器根据飞机的特定类型而供应400Hz AC或者270VDC功率，但并不是两者都能供应。如果出现对其他类型的功率的需要，则将需要获取第二转换器。
发明内容
本发明的实施例涉及多电压A.C.和D.C.电源。电源模块具有A.C.功率输入端、至少一个A.C.和一个D.C.功率输出端以及输入功率输出选择信号。此模块包含正弦波合成器，其具有D.C.功率输入端和连接到模块的A.C.功率输出端的合成A.C.功率输出端，并且该合成器还具有作为接收一个或多个正弦波合成控制信号的输入端。
在本发明另一实施例中涉及多电压A.C.和D.C.电源，其可在最初就作为双输出电源进行交付，或者可作为一种类型电源进行交付，随后可在现场升级以添加第二种类型的功率输出。例如，电源可以以115VAC、400Hz的输出进行交付以向要求这种类型功率的飞机供应功率。当要求270VDC功率的新的飞机到达现场时，然后可在现场将此电源升级以除115VAC400Hz能力之外还添加270VDC能力。因此，这些转换器的设计不仅包括115VAC、400Hz和270VDC输出能力，而且包括当最初仅购买一种功率时将被升级以添加第二种功率的固有能力。
电源具有A.C.功率输入端、至少一个A.C.和/或一个D.C.功率输出端。功率选择可以是输入功率输出选择信号或在用户接口上来自操作员的输入。此电源在包括400Hz和270VDC两者时包含正弦波合成器，其具有D.C.功率输入端和连接到模块的A.C.功率输出端的合成A.C.功率输出端，并且该合成器还具有作为接收一个或多个正弦波合成控制信号的输入端。第一整流器将模块的A.C.功率输入端连接到合成器的D.C.功率输入端，并且第二整流器将合成器的A.C.功率输出端连接到模块的D.C.功率输出端。控制系统接收模块的A.C.和D.C.功率输出端处的电压测量结果，并且还接收模块的A.C.或D.C.功率输出选择信号。此控制系统生成正弦波合成控制信号并对其进行调整以调节由选择信号选择的任何一个输出信号，A.C.或者D.C.，使得所选输出信号被保持在预定A.C.或D.C.预置电压水平。
附图说明
图1是包含根据本发明设计的功率转换模块的飞机地面支持设备车的等角视图。
图2具有与车的其他元件分离的发电模块的图1中所示的车的等角视图。
图3是图1和图2中所示的功率转换模块的等角视图以图示出如何出于维护目的而将其安装成远离车滑动。
图4是用于根据本发明构造的地面支持设备的多电压电源的框图。
图5是图4中所使用的变压器的一个实施例的电路图。
图6是图4中所使用的整流器的一个实施例的电路图。
图7是图4中所使用的开关400-Hz正弦波合成器的一个实施例的电路图。
图8是图7中所使用的开关的一个实施例的电路图。
图9是图4中所使用的输出变压器和滤波器的一个实施例的电路图。
图10是图4中所使用的270VDC整流器的一个实施例的电路图。
图11是图4中所使用的输出钳位开关的一个实施例的电路图。
图12是车内的各种模块和车控制模块的联网在一起的框图。
图13是在显示屏上示出并允许选择要维修的飞机的类型或类别的主菜单的图示。
图14是能够在显示屏上显示的维护菜单的图示。
图15图示出作为工厂预先构建而提供以便如所示地放置在图16的功率转换器模块现场组装400Hz转换器程序块中以获得270伏D.C.电功率的升级整流器组件。
图16示出了根据目前描述实施例的通过如所示地安装图15的升级整流器组件以获得D.C.电功率而升级的功率转换器模块400Hz转换器组件。
图17示出了用现场安装变压整流器单元PCB升级以便控制DC电压电功率的功率转换器模块。
图18示出了已通过安装DC平滑电容器(3034、3036、3038、3040)、DC输出接触器(3103)、瞬态转储电阻器(3108)以及输出滤波器电感器(3010)而升级以便控制DC电压水平的功率转换器模块，如所示地放置以获得270伏D.C.电功率，如可现场安装以用于升级的其他部件一样。
图19是用于根据本发明构造的地面支持设备的多电压电源的框图。
图20是图19中所使用的变压器的一个实施例的电路图。
图21是图19中所使用的整流器的一个实施例的电路图。
图22是图19中所使用的开关400-Hz正弦波合成器的一个实施例的电路图。
图23是图22中所使用的开关的一个实施例的电路图。
图24是图19中所使用的输出变压器和滤波器的一个实施例的电路图。
图25是图19中所使用的270V DC整流器的一个实施例的电路图。
图26是图22中所使用的输出钳位开关的一个实施例的电路图。
具体实施方式
以下详细描述包括：第一部分A，其描述本发明的环境；以及第二部分B，其特别地集中于本发明的实施例——多电压电功率转换模块的细节。
A.模块化和通用飞机地面支持设备车
飞机地面支持设备车是有车轮的可牵引车或者固定安装(永久地或临时地)设备，其向引擎关闭的飞机提供空气调节、航空电子设备液体冷却以及电功率转换和发生服务。这些车优选地应由军用及其他飞机运送至全世界的机场和军事基地，因此使此设备不大于标准军用设备运输货盘将是方便且有利的。然而，许多此类车现在并不适合一个标准货盘，这减少了在现场可用的地面支持设备的数目。传统上，此类地面支持设备车是定制设计的——其仅向一个类型或类别的飞机提供此类服务。因此，必须为每个不同类型的飞机提供不同的车。并且传统上，安装于此类车上的空调部件是如此庞大，使得其占用车的整个面积，使得必须将电功率转换及其他部件夹在中间的存在空间的任何位置，并且从而使得极其难以维修或替换此类车上安装的部件。
本发明在通用飞机地面支持设备车中体现——在通用的意义上，其被设计成维修多种类型和类别的飞机的变化的需要，而不仅仅是一个类型或类别。此地面支持设备车也是模块化的——其部件是可容易地从车分离或去除以用于维修或交换的矩形模块。该模块还可独立于车而使用，并且可以高度灵活的方式容易地去除对于特定类型的飞机而言不需要的模块并在别处使用，其本身独立。在图1—3中以简化形式图示出此类车10及其多个模块——电功率发生模块14、电功率转换模块20以及双重空调模块400(其还提供PAO液体冷却)。(在本申请中以及在上文引用的相关申请中包括这些部件的更详细的图。)
在使用中，车10被安装在飞机(未示出)附近或者用适当的牵引车或卡车(未示出)拖曳到该飞机。操作员将空调增压或空气管道26从双重空调模块400连接到飞机上的冷却空气输入端口(未示出)。并且如果飞机具有需要供应液体冷却剂的航空电子装置或其他电子部件，则操作员还将一对PAO液体冷却剂导管28从空调模块400连接到飞机上的一对PAO端口。操作员然后使用适当的电功率电缆(未示出)来将电功率转换模块20上的电功率输出端口或插座(图1—3中未示出)连接到飞机上的匹配端口或电缆。为了供应不同类型飞机的变化的需求，车10可存在多达两个电功率转换模块20，即具有115伏、400HzAC功率输出端口以及单独的270伏DC功率输出端口的第一模块20以及具有28伏DC功率输出端口的第二模块1208(图12)(可从车10去除这些模块20或1208中的一个或另一个)。
接下来，参考图12，操作员按下控制模块22的前面板上的“开始”按钮1216，该前面板具有然后显示诸如图13中所示的主菜单的显示屏24。如果飞机是T-50金鹰(Golden Eagle)，则操作员在此菜单(图13)中按下邻近于标签“T-50金鹰”的四个按钮1204中的一个，并且然后操作员按下邻近于然后出现的“T-50”菜单(图14)上的标签“开始”的四个按钮1202中的一个。作为响应，所有模块自动地根据需要对其本身进行配置以便用适当压力和体积的空气的空气调节、用适当类型、电压以及频率的电功率以及用液体冷却剂(如果需要的话)来服务于这种特定类型的飞机。如果操作员选择错误的飞机类型，则压力和气流测量能够检测到这一点，并关掉系统，点亮彩色状态灯1214以用信号通知错误并在控制面板24上向操作员显示适当的错误消息。当操作员按下在控制机构22前面的“停止”按钮1218或邻近于显示屏24菜单(图13和14)中的一个上的标签“停止”的按钮1202或1204时，系统停止。
通用飞机地面支持设备车被设计成为具有广泛变化的空气调节和液体冷却剂以及电功率支持需要的许多不同类型和类别的飞机的需要提供灵活支持。本发明能够向不同的飞机提供不同压力和体积的冷却空气和冷却液体，并且其能够向不同的飞机提供不同类型和数量的电功率。其还提供了一种简化、集成控制面板，其中，飞机维修人员能够简单地选择要维修的飞机类型，并且在车上具有各种器械，其被自动地配置成优化用于该特定飞机类型的支持。
模块化飞机地面支持设备车是这样的一个，其中，由该车提供的不同支持系统中的每个都被限定成坚固的、紧凑式、可选地EMI屏蔽的矩形模块，其可容易地去除、维修、替换以及与车及其其他模块化部件分开而独立使用。
例如，在车10中，两级空调模块400包含车10的所有空调部件，包括液体PAO冷却系统。电功率转换器模块20包含车10的功率转换部件，包括270伏D.C.源和115伏400Hz A.C.源；并且可用另一类似模块1208(图12)来替换或补充模块20，其包括28伏D.C.源，根据不同类型和类别的飞机的特殊化需要而提供多达三个不同类型的电功率转换。
电源模块14包含柴油机和发电机，该发电机用于在车不能被方便地钩到由本地电力网提供的360至500伏、50或60循环A.C.三相电源时产生60循环、三相、460伏电功率。电源模块14被限制于车10的一端，并且可从车10拆卸，如图2中所示。
这些模块14、20、400和1208中的任何或全部可以可选地装配有内部变压器(未示出)，该内部变压器能够将输入高压电功率向下变换成50或60Hz下的120伏或240伏，并将低压馈送给标准、天气保护电源插座(未示出)，其能够用来向手用工具和便携式照明设备等提供功率，还向这些器械提供了接地故障保护。
如图12中所示，控制模块22在功率转换器模块20上被安装于车10上面。控制模块22在其前面板上具有一对开始和停止按钮1216和1218、彩色状态灯1214以及显示屏24，该显示屏24具有邻近于显示屏24的左侧和右侧设置的成组的四个按钮1202和1204。当被开启时，显示屏24呈现图13中所示的主菜单显示，其允许飞机维护人员通过按下相邻按钮1202和1204中的一个而选择要维修的飞机的类型。只有飞机维修人员知道的特殊按钮按下图案能够产生维护菜单显示(未示出)，其允许那些维修人员观看且(在某些情况下)改变空调和PAO模块400、电功率转换器模块20和1208以及电源模块14的状态。如图12中示意性地所示，所有模块14、20、22、400以及1208在其被安装在车10上面时自动地被网络1212联网在一起。另外，模块14、20、22、400以及1208中的每一个装配有网络插孔(未示出)，其能够连接到外部便携式计算机(未示出)，该外部便携式计算机然后能够充当用于所有模块的控制模块和显示器，图13和14中所示的菜单上的鼠标点击替换按钮1202和1204的按下。
车10被可选地安装在两个轮和轴卡车组件18和19上。在发电模块14与两级空调模块400之间的车10上的空间中，可使电功率转换器模块20和1208中的一者或两者滑动就位并附接于车10，如图2和3中所示。(如果两者都被安装，则其可在车的相对侧，如所示，或者可将其一个安装在另一个上面)
如果对于特定飞机支持任务而言不需要发电模块14，则可将模块14和在模块14下面的轮和轴卡车组件19与车10的其余部分完全拆卸，如图2中所示，并去除以完全单独地在别处、在需要60Hz、460伏、三相功率的便携式源的任何地方使用。如图2和3中所示，可将电功率转换器模块20和1208在轨道上滑出并锁定在适当位置以便为维修人员提供方便的接近以用于这些模块20和1208及其内部电和电子部件的维修。还可为了修理或为了在别处作为独立功率转换器的使用而将其去除，或者可用根据不同飞机维修的需要而产生不同电压和频率的不同功率转换器模块来将其替换。
B.多电压功率转换器模块的描述
虽然将参考具有特定部件且在特定环境中使用的特定功率转换模块20来举例说明本发明，但在开始时应理解的是还可用其他电源、部件来实现本发明并在其他环境中使用。
现在参考图4，示出了用于地面支持设备的多电压功率转换模块20。模块20从功率输入端402接收在380至500伏(RMS)范围内的多相、50Hz至60Hz电功率，并根据正在维修的飞机的电功率要求而将其变换成115伏、400Hz、A.C.电功率或270伏D.C.电功率。参考图13，飞机维修人员通过在所显示菜单上触摸飞机的名称来选择飞机，并且电功率转换器模块20通过自动地将其本身编程为产生这两个电压中的飞机要求的任何一个而进行响应。控制模块22内的处理器1206(图12)包含显示屏24。为了选择飞机，支持技师按下按钮1204中的一个以选择飞机类型，并且响应于此，处理器1206生成通过总线1212而被传送至功率转换模块20内的控制系统410(图4)的功率输出选择信号。响应于此信号，控制系统410发送出功率转换控制信号606、708(等)(下面描述)，其将可共同地称为功率转换系统的图4中所示的其余部件400、500、600、700、900和1000编程为生成用于所选飞机类型或类别的特定类型(A.C.或D.C.)和电压的电功率。控制系统410还监视(在442处和446处)输出A.C.或D.C.电压并调整功率转换控制信号以及特别地正弦波合成控制信号708，以按照功率输出选择信号的命令，调节输出电压并从而将其保持在预定电压水平。
输入功率从功率输入端402开始通过公共核心滤波器和电感器电路404而到达多相变压器500。变压器500产生两组异相的多相功率信号并将其馈送给整流器600。整流器600将多相50Hz至60Hz功率信号转换成约600伏DC信号，并将此DC信号呈现给开关400Hz正弦波合成器700。
开关400正弦波合成器700将600伏DC功率信号转换成400Hz115伏多相(RMS)功率信号(如下面解释的，当正在生成270伏的D.C.功率时，此电压将不同于115伏)。该400Hz多相功率信号被馈送到变压器和滤波器电路900中，其对400Hz功率信号进行滤波并平滑化成相对纯的正弦波信号。平滑的400Hz115伏(RMS)多相功率信号然后被馈送给第一和第二输出开关406和408。
第一输出开关406将115伏400Hz A.C.多相功率信号A、B和C连接到模块20的115伏400Hz A.C.功率输出端407。115伏A.C.功率信号然后通过适当电缆从115伏400Hz A.C.功率输出端407流动至要求115伏400Hz A.C.功率的飞机。第二输出开关408将该多相功率信号组连接到整流器1000。整流器1000将400Hz115伏(RMS)多相功率信号转换成270伏DC功率信号V2+和V2-，其通过飞机断路开关1103和钳位电路1100并流动至模块20的270伏D.C.功率输出端409。钳位电路1100保护功率转换器模块20内的电路免受瞬态现象。270伏DC功率信号然后通过适当的电缆从270伏D.C.功率输出端409流动至要求270伏DC功率的飞机。
现在参考图5，功率变压器500从在图4中描述的公共核心滤波器和电感器电路404接收输入多相电功率信号502。在功率变压器500内，通过输入的一组Y绕组504来发送输入多相功率信号502。功率变压器产生两个多相功率信号输出。Y形连接的一组次级绕组506产生一组输出功率信号510，并且三角形连接的第二组绕组508产生一组输出功率信号512，与信号510异相。两组输出信号510和512都被馈送给整流器600，如图6中所述。(变压器500是ITW军用部件，号码TT5105。)
现在参考图6，整流器电路600从功率变压器500接收两个多相功率信号输出510和512。多相功率信号510和512中的每一个被馈送给包括二极管604和闸流晶体管602的整流电路。
整流电路600由每个包括组合地使用的闸流晶体管和二极管的6个组组成。使用第一闸流晶体管和二极管组作为示例，此组包括二极管604和闸流晶体管602，其一起从图5中所描述的功率变压器500接收功率信号。接收功率信号是信号U1，来自从功率变压器500流出的成对多相功率信号510和512的六个信号中的一个。第一组多相功率信号510被表示为多相的一组三个AC功率信号U1、V1和W1。第二组多相功率信号512被表示为多相的一组三个AC功率信号U2、V2和W2。如所示，AC功率信号U1被连接到第一闸流晶体管和二极管组中的二极管604的阴极及闸流晶体管602的阳极。闸流晶体管602的栅极从能够改变整流电路600的性能的控制系统410接收触发定时信号606。闸流晶体管602的阴极被连接到整流电路600的正输出端子V1+。二极管604的阳极被连接到负输出端子V1-。其余五个闸流晶体管和二极管组中的每一个被以相同的方式连接到不同相位的输入信号和相同输出信号。定时信号606被用来在启动时对闸流晶体管进行选通。启动时的闸流晶体管的选通允许来自功率输入端402的输入电流绝不会随着从零电位开始对电容器432进行充电而增加至最大额定电流。这提供软启动功能，其排除了连接到功率输入端402的电源的过载跳闸。
图4中所示的滤波电容器432被跨整流器600的D.C.输出端子V1+和V1-连接。六组闸流晶体管和二极管充当AC电压正和负峰值检测器和整流器，其在输入A.C.功率信号的每个循环期间使此D.C.输出滤波电容器432(在图1中示出)充满电六次至近似等于这些功率信号所达到的最大正和最大负电压水平之间的差的电压水平。六个信号U1、V1、W1、U2、V2和W2每个在每1/50或1/60秒(取决于输入功率信号的频率)内正地且负地达到峰值六次。每当这六个信号中的一个达到其峰值正电压时，这六个信号中的另一个同时地达到其峰值负电压；并且这两个峰值信号一起工作以使滤波电容器432充满电。在正方向上达到峰值的电流通过其相应的二极管向电容器432的V+端子中供应电流，并且同时地在负方向上达到峰值的信号通过其相应的闸流晶体管从电容器432的V-端子吸取电流，从而使电容器432充满电至大约正峰值信号与负峰值信号之间的电压水平差。
电容器432、37微法拉高压电容器充当平滑电容器以使由整流器600产生的结果得到的D.C.功率信号平滑。V1+和V1-输出端子将此D.C.功率直接馈送至在图7中描述的开关400Hz正弦波合成器和滤波器电路700。
现在参考图7，示出了开关400Hz正弦波合成器700。此电路包括如所示地跨V1+和V1-(图1和6)串联连接的六对开关702和704。典型的一对开关包括在图7中串联连接地示出的第一开关704和第二开关702。第一开关704连接到V1+且第二开关连接到V1-。第一和第二开关704和702的结706呈现功率信号11，其为在三个状态V1+、V1-或0V之间波动的脉宽调制方波。开关704和702在变压器900的相位A下构造400Hz功率信号的脉宽调制表示。当变压器900的相位A下的电压为正时，功率信号11将在0V与V1+之间切换，并且当为负时，功率信号11将在0V与V1-之间切换。每83.33μs(12kHz)，存在开关改变状态的可能性且其基于负载。连接到第一和第二开关702和704两者的是源自于控制系统410中的脉宽调制开关控制信号708。控制系统410生成这些开关信号以促使第一和第二开关702、704在将各V1+和V1-功率信号传导至功率信号11中时进行交变。此交变是以这种方式定时的，在已经滤出在400Hz基波以上的所有高次谐波之后(由输出变压器和滤波器900及电容器34、36和38)，信号11变成具有受控振幅的正弦曲线，其可被控制系统410调整以调节供应给飞机的输出电压水平。
伴随信号12以类似方式生成，但是与信号11异相。附加的成对信号21和22以及31和32以与刚刚针对信号11和12所述的相同方式生成，但是信号21和22相对于信号11和12移相120度；并且信号31和32相对于信号11和12移相240度。相应地，在滤波之后，在710处所示的信号变成3相、400Hz的一组功率信号。
在图4中，在输出信号12、22和32中测量电流振幅“I”。这些电流测量结果448被作为从功率转换器模块20吸取的电流和功率的度量而中继至控制系统410(测量结果440)。使用霍尔效应电流传感器来测量电流。这些能够从作为电流换能器零件号LF505-S的LEM SA(瑞士日内瓦)获得。
现在参考图8，示出了在图7中使用的开关的电路图。IGBT晶体管中的开关702，如所示可设想为具有栅极810且已向其设计中结合了将其源极806和漏极808互连的二极管804的功率场效应晶体管。开关702因此略微作为被二极管绕过的开关进行操作。开关702是由Eupec公司(新泽西州黎巴嫩市)制造的集成电路，具有零件号BSM300GB120DLC。
通过图9中所示的变压器和滤波器900来馈送400Hz正弦波合成器700的功率输出信号710。成对功率输出信号11和12被施加于功率输出变压器900的初级绕组904的第一绕组。成对功率输出信号21和22被馈送给功率输出变压器900的初级绕组904的第二绕组。成对功率输出信号31和32被馈送给功率输出变压器900的初级绕组904的第三绕组。
在变压器和滤波器900的另一侧的次级绕组906呈现被标记为A、B、C和用于中性的N的多相、正弦、Y形连接功率输出信号908。这些功率输出信号每当模块20在操作中时呈现多相、400Hz功率。呈现的电压根据请求电功率转换器模块20产生的输出电压而改变。控制系统410测量由信号A、B和C呈现的电压，并且这些电压测量结果442被作为电压和电流测量结果440的一部分馈送给控制系统410。当请求模块20生成115400Hz A.C.功率时，控制系统410命令正弦波合成器700在信号线11、12、21、22、31和32上产生波形，其已在脉冲宽度方面被调整，以独立于负载而将由信号A、B和C(在442处测量)的正弦电压保持在115伏(RMS)。然而，如果电流和功率消耗过大(功率是电压乘以电流)，则系统关闭。针对不同的飞机可确立不同的电流和功率极限。控制系统410闭合开关406并在被适当电缆连接到飞机的115伏400Hz A.C.功率输出407处呈现功率信号A、B和C。电压测量结果442是开关406被闭合时的功率输出端407处的电压的测量结果。
当请求功率转换器模块20为要求以这种方式转换的功率的飞机生成270伏D.C.时，控制系统410打开开关406并闭合开关408，使得信号A、B和C通过270伏D.C.整流器1000被馈送并被其整流，并且呈现在被适当电缆连接到飞机的270伏D.C.功率输出端409处。控制系统410忽视信号A、B和C的电压，并且替代地测量D.C.输出电流I(电流测量结果448)和电压V2+(电压测量结果446)，其两者中是在D.C.功率输出端409(在图4中)的正端子处测量的，并调整由正弦波合成器700产生的脉冲宽度以在信号线11、12、21、22、31和32上产生波形，其已在脉冲宽度方面被调整，以使D.C.输出电压在270伏下保持稳定，条件是电流和功率消耗不过大。针对不同的飞机可确立不同的电流和功率极限。
如刚刚解释的，信号908(A、B和C)被路由(在图4中)到第一A.C.输出开关406和第二D.C.输出开关408。信号98(A、B和C)也被连接到一组平滑电容器434、436和438(在图4中示出)，其进一步抑制400个循环的任何其余谐波。
现在参考图10，示出了第二整流器1000。整流器1000每当D.C.功率开关408被闭合时对400Hz功率信号A、B和C进行整流。当正在生成270伏D.C.时，将由功率信号A、B和C呈现的电压向上或向下调整以将270伏D.C.功率输出409(图4)保持在270伏D.C.。图10显示三个功率信号A、B和C(在908处示出)中的每一个被连接到各组的四个整流二极管1002、1004和1006。每组1002、1004和1006的四个二极管、例如说明性的一组四个二极管1016、1018、1020和1022包括并联连接的两对二极管1016—1018和1020—1022。两个并联连接二极管1016—1018的阳极连接到功率信号A，并且这两个二极管的阴极连接到D.C.正输出线1030。两个并联连接二极管1020—1022的阴极连接到功率信号A，并且这两个二极管的阳极连接到D.C.负输出线1032。同样地，其余的两个四二极管组1004和1006分别地将输入电源线B和C连接到正和负输出线1030和1032。输出线1030和1032被耦合到第一滤波电容器1008。刚刚描述的电路布置促使二极管组1002、1004和1006以信号峰值检测器整流器方式跨滤波电容器1008逐渐产生D.C.电压，其近似等于三个功率信号A、B和C的最正和最负电压摆动之间的瞬时电压差。
D.C.电流从电容器1008开始流过滤波电感器1010并输入一组四个4700uf、400伏滤波电容器1034、1026、1038和1040。跨这组滤波电容器逐渐产生的DC电压在1028处被呈现为270伏滤波D.C.输出电压V2+和V2-。
现在参考图11，示出了钳位电路1100。此钳位电路1100包括电压尖峰捕捉电容器1118和电子钳位电路1104—1106，其被跨电功率调节模块20(在图4中示出)的270伏D.C.功率输出端409直接连接。此钳位电路被跨从整流器1000(在图10中示出)流动的270伏D.C.功率信号V2+和V2-1028与飞机断路开关1103(由控制系统410控制的继电器)串联连接。电容器1110保护电子钳位电路免受突然的瞬态电压上升，其可能超过开关1104、1006、1112和1114的击穿电压。两个钳位电路1104—1106和1112—1114使由起弧或感应逆弧或者可能从飞机反馈的电瞬态现象的其他源引起的浪涌电流短路。当开关1103将D.C.电源完全从飞机断开连接时，钳位电路1100防止开关1103的继电器接触点的起弧，并使可存储在附着于转换器的DC总线上的任何电荷消散。在某些情况下，可以使飞机朝着转换器反馈功率。在此类事件期间，钳位电路1100使此类功率消散并防止在反馈事件进行的同时跨开关1103的起弧和对电源的损坏。
钳位电路1100包含串联连接的一对电子开关1104—1106。这些开关是图8中所示的类型。
成对开关1104—1106包括第一开关1106和第二开关1104，其与被如所示(图8和11)地连接到第一开关1106的漏极的第二开关1104的源极和栅极相连。第一开关1106的源极和漏极与电容器1110并联连接。第一开关1106的源极和栅极通过钳位紧急信号1116而连接到控制系统410。第二开关1104的源极和漏极与电阻器1108并联连接。此布置使得可以使两个开关耐受在电路中的此点处可能出现的高压。
参考图4，为了使得控制提供410能够提供所有上述控制信号，控制系统必须接收在115伏400Hz A.C.功率信号输出端407处和270伏D.C.功率输出端409处的电压“V”和电流“I”的测量结果。如在图4中能够看到的，在D.C.功率输出端409处测量电压和电流两者。在信号A、B和C处测量400Hz A.C.电压，并在信号11、12和32处使用霍尔效应电流传感器来测量400Hz A.C.电流。这些电压和电流测量结果被馈送到控制系统410中，并且控制系统410分析这些电压和电流中的适当的一些且然后在包括开关控制信号708的脉冲的宽度方面进行所需修正，以使400Hz A.C.电压稳定在115伏或者使D.C.电压稳定在270伏，当前正在向飞机馈送功率的任何一个类型。
现在参考图12，图示出地面支持设备车10的各种模块之间的信号交互的框图。显示器24及通用控制和诊断处理器1206是控制模块22的一部分。显示器24正常地向用户显示图13中所示的主菜单。此主菜单允许用户通过简单地按下指定要维修的飞机的类型或类别的推动按钮1202或1204中的一个来针对飞机的特定类型或类别而配置车10上的所有模块。一旦指定了飞机类型或类别，则通用控制和诊断处理器1206向网络总线驱动器1210且通过CAN总线1212向安装在地面支持设备车10上的各种模块14、20、400和1208发送控制信号。各种模块14、20、400和1208被这些信号配置成使得所有模块能够安全地与用户所选飞机类型或类别一起使用。在功率转换器模块20的情况下，控制信号促使控制系统410：如果飞机要求115伏、400Hz功率，则闭合开关406；如果飞机要求270伏D.C.功率，则闭合开关408；或者如果飞机要求28伏D.C.功率，则打开开关406和408两者——在这种情况下，控制信号开启240伏D.C.功率转换器模块1208，如果其存在于车10上的话。
现在参考图13，示出了显示器24的主菜单。显示器24允许用户指定飞机的特定类型或类别，在这种情况下，所有模块被针对飞机的该特定类型或类别自动地适当地配置。用户还可选择某个其他选项，诸如“维护”。如果用户选择“维护”选项，则显示图14中所示的维护菜单。此维护菜单上的选项中的一个是“270伏维护”，其导致报告功率转换模块20的状态—诸如产生的电压、电流以及功率、状态(115伏400Hz A.C.、270伏D.C.或备用)以及历史日志之类的东西—的一个或多个屏幕。可允许具有适当口令的维修人员改变各种特性，诸如电压水平及警报和关机电流和功率水平。
图15图示出升级整流器组件2100，其作为工厂预先构建而提供以用于如图16中所示和下面所述的放置，在工厂中预先构建以便放置在功率转换器模块21中，其从功率输入端2402接收在380至500伏(RMS)范围内的多相、50Hz至60Hz电功率，允许升级整流器组件2100变换成A.C.电功率至270伏D.C.电功率。图16示出了功率转换模块21、现场组装400Hz转换器模块，其产生通过在如本文所述针对270伏D.C.电功率如所示地放置的情况下安装升级整流器组件2100而被升级的115伏、400Hz、A.C.电功率。图17示出了通过具有现场安装变压整流器单元(PCB3000)以便控制DC电压水平而升级的功率转换器模块21，针对270伏D.C.电功率具有如所示的放置。图18示出了已通过安装DC平滑电容器(3034、3036、3038、3040)、DC输出接触器(3103)、瞬态转储电阻器(3108)以及输出滤波器电感器(3010)而升级以便控制DC电压水平的功率转换器模块21，如所示地放置以获得270伏D.C.电功率，作为可现场安装以用于升级的其他部件。
现在参考图19，示出了用于地面支持设备的多电压电源的替换实施例。虽然将参考具有特定部件且在特定环境中使用的特定电源来举例说明本发明，但在开始时应理解的是还可用其他电源、部件来实现本发明并在其他环境中使用。模块21从功率输入端2402接收在380至500伏(RMS)范围内的多相、50Hz至60Hz电功率，并根据正在维修的飞机的电功率要求而将其变换成115伏、400Hz、A.C电功率或270伏D.C.电功率。期望的功率输出类型可以是由遥控面板、外部信号或者来自电源本身上的控制面板的输入。响应于这些信号中的一个，控制系统2410发送出功率转换控制信号2606、2708(等)(下面描述)，其将可共同地称为功率转换系统的图19中所示的其余部件2400、2500、2600、2700、2900和3000编程为生成用于正在维修的飞机类型或类别的特定类型(A.C.或D.C.)的电压的电功率。控制系统2410还监视(在2442处和2446处)输出A.C.或D.C.电压并调整功率转换控制信号以及特别地正弦波合成控制信号2708，以按照功率输出选择信号的命令，调节输出电压并从而将其保持在预定电压水平。控制系统产生功率转换控制信号并对其进行调整以按照功率输出选择信号的命令将电源模块的输出调节至预定预置电压水平。在当前所述实施例中，多电压或可升级电源具有A.C.和D.C.能力、具有可用于除A.C.能力之外还添加D.C.能力的升级工具包的仅A.C.能力、具有可用于除D.C.能力之外还添加A.C.能力的升级工具包的仅D.C.能力。电源模块，其具有A.C.功率输入端、至少一个功率输出端，并且其在安装A.C.和D.C.输出能力时，作为输入信号或者通过来自操作员的选择而接收功率输出选择信号。
输入功率从功率输入端2402开始通过公共核心滤波器和电感器电路2404而到达多相变压器2500。变压器2500产生两组异相的多相功率信号并将其馈送给整流器2600。整流器2600将多相50Hz至60Hz功率信号转换成约2600伏DC信号，并将此DC信号呈现给开关400Hz正弦波合成器2700。
开关400正弦波合成器2700将600伏DC功率信号转换成400Hz115伏多相(RMS)功率信号(如下面解释的，当正在生成270伏的D.C.功率时，此电压将不同于115伏)。该400Hz多相功率信号被馈送到变压器和滤波器电路2900中，其对400Hz功率信号进行滤波并平滑化成相对纯的正弦波信号。平滑400Hz115伏(RMS)多相功率信号然后被馈送给第一和第二输出开关2406和2408。
第一输出开关2406将115伏400Hz A.C.多相功率信号A、B和C连接到模块21的115伏400Hz A.C.功率输出端2407。115伏A.C.功率信号然后通过适当电缆从115伏400Hz A.C.功率输出端2407流动至要求115伏400Hz A.C.功率的飞机。第二输出开关2408将该多相功率信号组连接到整流器3000。整流器3000将400Hz115伏(RMS)多相功率信号转换成270伏DC功率信号V2+和V2-，其通过飞机断路开关1103和钳位电路3100并流动至模块21的270伏D.C.功率输出端2409。钳位电路3100保护功率转换器模块21内的电路免受瞬态现象。270伏DC功率信号然后通过适当的电缆从270伏D.C.功率输出端2409流动至要求270伏DC功率的飞机。
现在参考图20，功率变压器2500从在图22中描述的公共核心滤波器和电感器电路2404接收输入多相电功率信号2502。在功率变压器2500内，通过输入的一组Y绕组2504来发送输入多相功率信号2502。功率变压器产生两个多相功率信号输出。Y形连接的一组次级绕组2506产生一组输出功率信号2510，并且三角形连接的第二组绕组2508产生一组输出功率信号2512，与信号2510异相。两组输出信号2510和2512都被馈送给整流器2600，如图6中所述。(变压器500是ITW军用部件，号码TT5105。)
现在参考图21，整流器电路2600从功率变压器2500接收两个多相功率信号输出2510和2512。多相功率信号2510和2512中的每一个被馈送给包括二极管2604和闸流晶体管2602的整流电路。
整流器电路2600由每个包括组合地使用的闸流晶体管和二极管的6个组组成。使用第一闸流晶体管和二极管组作为示例，此组包括二极管2604和闸流晶体管2602，其一起从所述的功率变压器2500接收功率信号。接收功率信号是信号U1，来自从功率变压器2500流出的成对多相功率信号2510和2512的六个信号中的一个。第一组多相功率信号2510被表示为多相的一组三个AC功率信号U1、V1和W1。第二组多相功率信号2512被表示为多相的一组三个AC功率信号U2、V2和W2。如所示，AC功率信号U1被连接到第一闸流晶体管和二极管组中的二极管2604的阴极及闸流晶体管2602的阳极。闸流晶体管2602的栅极从能够改变整流电路2600的性能的控制系统2410接收触发定时信号2606。闸流晶体管2602的阴极被连接到整流电路2600的正输出端子V1+。二极管2604的阳极被连接到负输出端子V1-。其余五个闸流晶体管和二极管组中的每一个被以相同的方式连接到不同相位的输入信号和相同输出信号。定时信号2606被用来在启动时对闸流晶体管进行选通。启动时的闸流晶体管的选通允许来自功率输入端2402的输入电流绝不会随着从零电位开始对电容器2432进行充电而增加至最大额定电流。这提供软启动功能，其排除了连接到功率输入端2402的电源的过载跳闸。
图19中所示的滤波电容器2432被跨整流器2600的D.C.输出端子V1+和V1-连接。六组闸流晶体管和二极管充当AC电压正和负峰值检测器和整流器，其在输入A.C.功率信号的每个循环期间使此D.C.输出滤波电容器2432(在图19中示出)完全充电六次至近似等于这些功率信号所达到的最大正和最大负电压水平之间的差的电压水平。六个信号U1、V1、W1、U2、V2和W2每个在每1/50或1/60秒(取决于输入功率信号的频率)内正地且负地达到峰值六次。每当这六个信号中的一个达到其峰值正电压时，这六个信号中的另一个同时地达到其峰值负电压；并且这两个峰值信号一起工作以使滤波电容器2432充满电。在正方向上达到峰值的电流通过其相应的二极管向电容器2432的V+端子中供应电流，并且同时地在负方向上达到峰值的信号通过其相应的闸流晶体管从电容器2432的V-端子吸取电流，从而使电容器2432充满电至大约正峰值信号与负峰值信号之间的电压水平差。
电容器2432、37微法拉高压电容器充当平滑电容器以使由整流器2600产生的结果得到的D.C.功率信号平滑。V1+和V1-输出端子将此D.C.功率直接馈送至在图22中描述的开关400Hz正弦波合成器和滤波器电路2700中。
现在参考图22，示出了开关400Hz正弦波合成器2700。此电路包括如所示地跨V1+和V1-串联连接的六对开关2702和2704。典型的一对开关包括在图22中串联连接地示出的第一开关2704和第二开关2702。第一开关2704连接到V1+且第二开关连接到V1-。第一和第二开关2704和2702的结2706呈现功率信号11，其为在三个状态V1+、V1-或0V之间波动的脉宽调制方波。开关2704和2702在变压器2900的相位A下构造400Hz功率信号的脉宽调制表示。当变压器2900的相A处的电压是正的时，功率信号11将在0V与V1+之间切换，并且当为负时，功率信号11将在0V与V1-之间切换。每83.33μs(12kHz)，存在开关改变状态的可能性且其基于负载。连接到第一和第二开关2702和2704两者的是源自于控制系统2410中的脉宽调制开关控制信号2708。控制系统2410生成这些开关信号以促使第一和第二开关2702、2704在将各V1+和V1-功率信号传导至功率信号11中时进行交变。此交变是以这种方式定时的，在已经滤出在400Hz基波以上的所有高次谐波之后(由输出变压器和滤波器2900及电容器2434、2436和2438)，信号11变成具有受控振幅的正弦曲线，其可被控制系统2410调整以调节供应给飞机的输出电压水平。
伴随信号12以类似方式生成，但是与信号11异相。附加的成对信号21和22以及31和32以与刚刚针对信号11和12所述的相同方式生成，但是信号21和22相对于信号11和12移相120度；并且信号31和32相对于信号11和12移相240度。相应地，在滤波之后，在710处所示的信号变成3相、400Hz的一组功率信号。
在图19中，在输出信号12、22和32中测量电流振幅“I”。这些电流测量结果2448被作为从功率转换器模块21吸取的电流和功率的度量而中继至控制系统2410(测量结果2440)。使用霍尔效应电流传感器来测量电流。这些能够从作为电流换能器零件号LF505-S的LEM SA(瑞士日内瓦)获得。
现在参考图23，示出了在图22中使用的开关的电路图。IGBT晶体管中的开关2702，如所示可设想为具有栅极2810且已向其设计中结合了将其源极2806和漏极2808互连的二极管2804的功率场效应晶体管。开关2702因此略微作为被二极管绕过的开关进行操作。开关2702是由Eupec公司(新泽西州黎巴嫩市)制造的集成电路，具有零件号BSM300GB120DLC。
通过图24中所示的变压器和滤波器2900来馈送400Hz正弦波合成器2700的功率输出信号2710。成对功率输出信号11和12被施加于功率输出变压器2900的初级绕组2904的第一绕组。成对功率输出信号11和22被馈送到功率输出变压器2900的初级绕组2904的第二绕组。成对功率输出信号31和32被馈送给功率输出变压器2900的初级绕组2904的第三绕组。
在变压器和滤波器2900的另一侧的次级绕组2906呈现被标记为A、B、C和用于中性的N的多相、正弦、Y形连接功率输出信号2908。这些功率输出信号每当模块21在操作中时呈现多相、400Hz功率。呈现的电压根据请求电功率转换器模块21产生的输出电压而改变。控制系统2410测量由信号A、B和C呈现的电压，并且这些电压测量结果2442被作为电压和电流测量结果2440的一部分而馈送至控制系统2410中。当请求模块21生成115伏400HzA.C.功率时，控制系统2410命令正弦波合成器2700在信号线11、12、21、22、31和32上产生波形，其在脉冲宽度方面被调整以独立于负载而将由信号A、B和C(在2442处测量)呈现的正弦电压保持在115伏(RMS)。然而，如果电流和功率消耗过大(功率是电压乘以电流)，则系统关闭。针对不同的飞机可确立不同的电流和功率极限。控制系统2410闭合开关2406并在被适当电缆连接到飞机的115伏400Hz A.C.功率输出2407处呈现功率信号A、B和C。电压测量结果2442是开关2406被闭合时的功率输出端2407处的电压测量结果。
当请求功率转换器模块21为要求以这种方式转换的功率的飞机生成270伏D.C.时，控制系统2410打开开关2406并闭合开关2408，使得信号A、B和C通过270伏D.C.整流器3000被馈送并被其整流，并且呈现在被适当电缆连接到飞机的270伏D.C.功率输出端2409处。控制系统2410忽视信号A、B和C的电压，并且替代地测量D.C.输出电流I(电流测量结果2448)和电压V2+(电压测量结果2446)，其两者中是在D.C.功率输出端2409(在图19中)的正端子处测量的，并调整由正弦波合成器2700产生的脉冲宽度以在信号线11、12、21、22、31和32上产生波形，其已在脉冲宽度方面被调整以使D.C.输出电压在270伏下保持稳定，条件是电流和功率消耗不过大。针对不同的飞机可确立不同的电流和功率极限。
如刚刚解释的，信号2908(A、B和C)被路由(在图19中)到第一A.C.输出开关2406和第二D.C.输出开关2408。信号2908(A、B和C)也被连接到一组平滑电容器2434、2436和2438(在图19中示出)，其进一步意指400个循环的任何其余谐波。
现在参考图25，示出了第二整流器3000。整流器3000每当D.C.功率开关2408被闭合时对400Hz功率信号A、B和C进行整流。当正在生成270伏D.C.时，将由功率信号A、B和C呈现的电压向上或向下调整以将270伏D.C.功率输出2409(图19)保持在270伏D.C.。图25显示三个功率信号A、B和C(在2908处示出)中的每一个被连接到各组的四个整流二极管3002、3004和3006。每组3002、3004和3006的四个二极管、例如说明性的一组四个二极管3016、3018、3020和3022包括并联连接的两对二极管3016-3018和3020—3022。两个并联连接二极管3016—3018的阳极连接到功率信号A，并且这两个二极管的阴极连接到D.C.正输出线3030。两个并联连接二极管3020—3022的阴极连接到功率信号A，并且这两个二极管的阳极连接到D.C.负输出线3032。同样地，其余的两个四二极管组3004和3006分别地将输入电源线B和C连接到正和负输出线3030和3032。输出线3030和3032被耦合到第一滤波电容器3008。刚刚描述的电路布置促使二极管组3002、3004和3006以信号峰值检测器整流器方式跨滤波电容器3008逐渐产生D.C.电压，其近似等于三个功率信号A、B和C的最正和最负电压摆动之间的瞬时电压差。
D.C.电流从电容器3008开始流过滤波电感器3010并输入一组四个4700uf、400伏滤波电容器3034、3026、3038和3040。跨这组滤波电容器逐渐产生的DC电压在3028处被呈现为270伏滤波D.C.输出电压V2+和V2-。
现在参考图26，示出了钳位电路3100。钳位电路3100包括电子钳位电路3104—3106，其被跨电功率调节模块21(在图16和19中示出)的270伏D.C.功率输出端2409直接地连接。此钳位电路被跨从整流器3000(在图25中示出)流动的270伏D.C.功率信号V2+和V2-3028与飞机断路开关3103(由控制系统2410控制的继电器)串联连接。两个钳位电路3104—3106和3112—3114使由起弧或感应逆弧或者可能从飞机反馈的电瞬态现象的其他源引起的浪涌电流短路。当开关3103将D.C.电源完全从飞机断开连接时，钳位电路3100防止开关3103的继电器接触点的起弧，并使可存储在附着于转换器的DC总线上的任何电荷消散。在某些情况下，可以使飞机朝着转换器反馈功率。在此类事件期间，钳位电路3100使此类功率消散并防止在反馈事件进行的同时跨开关3103的起弧和对电源的损坏。
钳位电路3100包含串联连接的一对电子开关3104—3106。这些开关是图23中所示的类型。
成对开关3104—3106包括第一开关3106和第二开关3104，其与被如所示(图23和26)地连接到第一开关3106的漏极的第二开关3104的源极和栅极相连。第一开关3106的源极和栅极通过钳位紧急信号3116而连接到控制系统2410。第二开关3104的源极和漏极与11欧姆电阻器3108并联连接。此布置使得可以使两个开关耐受在电路中的此点处可能出现的高压。
参考图19，为了使得控制提供1910能够提供所有上述控制信号，控制系统必须接收在115伏400Hz A.C.功率信号输出端2407处和270伏D.C.功率输出端2409处的电压“V”和电流“I”的测量结果。如在图19中能够看到的，在D.C.功率输出端2409处测量电压和电流两者。在信号A、B和C处测量400Hz A.C.电压，并在信号11、12和32处使用霍尔效应电流传感器来测量400Hz A.C.电流。这些电压和电流测量结果被馈送到控制系统2410中，并且控制系统2410分析这些电压和电流中的适当的一些且然后在包括开关控制信号2708的脉冲的宽度方面进行所需修正，以使400HzA.C.电压稳定在115伏或者使D.C.电压稳定在270伏，当前正在向飞机馈送功率的任何一个类型。
虽然已公开了本发明的实施例，但本领域的技术人员将认识到在不脱离由附加于本说明书并构成其一部分的权利要求定义的主旨精神和范围的情况下可进行许多修改和变更。

Claims (19)

1.一种多电压电源，包括：
控制模块，具有显示器和处理器，该显示器和处理器向飞机支持技师呈现飞机类型或类别选择菜单，并通过生成指定飞机的所选类型或类别所需的功率类型的功率输出选择信号而对飞机的类型或类别的选择进行响应；
电源模块，具有A.C.功率输入端、A.C.功率输出端和D.C.功率输出端中的至少一个，并且具有作为输入信号的功率输出选择信号；
在所述电源模块内的正弦波合成器，具有D.C.功率输入端、合成A.C.功率输出端，并且具有作为输入的一个或多个正弦波合成控制信号；
电源模块的A.C.功率输入端与合成器的D.C.功率输入端之间的第一连接，所述第一连接包括第一整流器；
合成器的A.C.功率输出端与电源模块的A.C.功率输出端之间的第二连接；
合成器的A.C.功率输出端与电源模块的D.C.功率输出端之间的第三连接，所述第三连接包括第二整流器；以及
控制系统，接收电源模块的功率输出端处的电压的测量结果，并且还接收控制模块的功率输出选择信号，该控制系统调节由选择信号选择的输出信号，使得所选输出信号被保持在由功率输出选择信号规定的预定预置电压水平，其中，控制系统调整正弦波合成控制信号以根据选择信号而调节至A.C.或D.C.输出信号，使得所选输出信号被保持在预定A.C.或D.C.预置电压水平。
2.根据权利要求1所述的多电压电源，其中：
合成A.C.功率输出端与模块的A.C.功率输出端之间的第二连接包括由第一开关闭合信号控制的第一开关；
合成A.C.功率输出端与模块的D.C.功率输出端之间的第三连接包括与由第二开关闭合信号控制的第二开关串联连接的第二整流器；以及
所述控制系统在由选择信号选择A.C.功率时生成第一开关闭合信号，在选择D.C.功率时生成第二开关闭合信号。
3.根据权利要求1所述的多电压电源，其中：
模块的A.C.功率输入端到合成器的D.C.功率输入端之间的第一连接包括3相变压器，其具有与第一整流器串联连接的三角形和Y形输出端，使得第一整流器对三角形和Y形功率信号进行整流；
所述正弦波合成器A.C.输出端生成经由通过具有跨其输出端子连接的电容器的多相变压器而被滤波的多相、400Hz开关信号；以及
其中，由钳位信号控制的钳位电路被跨模块的功率输出端中的至少一个连接，所述控制系统响应于到该功率输出端中的逆向功率流动的测量而生成钳位信号。
4.根据权利要求1所述的多电压电源，其中，由断路信号控制的断路电路与所述连接中的一个串联连接到模块的功率输出端中的至少一个，所述控制系统响应于该功率输出端处的不适当功率流动的测量而生成断路信号。
5.根据权利要求1所述的多电压电源，其中，所述控制系统从操作员界面接收命令，该控制系统生成正弦波合成控制信号，并对其进行调整以调节由选择信号或操作员界面选择的任何一个输出信号，A.C.或D.C.，使得所选输出功率被保持在预定A.C.或D.C.预置电压水平。
6.根据权利要求1所述的多电压电源，其中，当选择信号要求该类型的功率时，所述正弦波合成器A.C.输出是115伏下或附近的400Hz。
7.根据权利要求1所述的多电压电源，其中，D.C.输出根据选择信号而被保持在270伏处或附近或者28伏处或附近。
8.一种多电压电源，包括：
电源模块，具有A.C.功率输入端和至少一个A.C.功率输出端，其具有准备接受添加D.C.输出功率能力的升级工具包的电路和机械结构；
在所述模块内的正弦波合成器，具有D.C.功率输入端、合成A.C.供输出端，并且具有作为输入的一个或多个正弦波合成控制信号；
所述模块的A.C.功率输入端与所述合成器的D.C.功率输入端之间的第一连接，所述第一连接包括第一整流器；
所述合成器的A.C.功率输出端与所述模块的A.C.功率输出端之间的第二连接；
控制系统，接收所述模块的A.C.输出端处的电压的测量结果，该控制系统生成正弦波合成控制信号并对其进行调整以调节输出A.C.信号，因此其被保持在预定A.C.预置电压水平；
D.C.输出端信号升级工具包，添加所述合成器的A.C.功率输出端与所述模块的D.C.功率输出端之间的第三连接，所述第三连接包括第二整流器；以及
D.C.控制系统升级工具包，接收所述模块的功率输出端处的电压的测量结果，并且还接收所述模块的功率输出选择信号或操作员界面，该控制系统生成正弦波合成控制信号并对其进行调整以调节由选择信号或用户界面选择的输出信号中的任何一个，A.C.或D.C.，使得所选输出信号被保持在预定A.C.或D.C.预置电压水平。
9.根据权利要求8所述的多电压电源，其中：
合成A.C.功率输出端与所述模块的A.C.功率输出端之间的第二连接包括由第一开关闭合信号控制的第一开关；
合成A.C.功率输出端与所述模块的D.C.功率输出端之间的第三连接是D.C.升级工具包的一部分，并且包括与由第二开关闭合信号控制的第二开关串联连接的第二整流器；以及
作为D.C.输出升级工具包的一部分而升级的控制系统在由选择信号或操作员界面选择A.C.功率时生成第一开关闭合信号，当选择D.C.功率时生成第二开关闭合信号。
10.根据权利要求8所述的多电压电源，其中：
电源的A.C.功率输入端到合成器的D.C.功率输入端之间的第一连接包括3相变压器，其具有与第一整流器串联连接的三角形和Y形输出端，使得第一整流器对三角形和Y形功率信号进行整流；以及
所述正弦波合成器A.C.输出端生成经由通过具有跨其输出端子连接的电容器的多相变压器而被滤波的多相、400Hz开关信号。
11.根据权利要求8所述的多电压电源，其中：
由钳位信号控制的钳位电路被跨电源输出端连接，所述控制系统响应于到该功率输出端中的逆向功率流动的测量而生成钳位信号。
12.根据权利要求8所述的电源，其中，由断路信号控制的断路电路与电源输出端串联连接，所述控制系统响应于该功率输出端处的不适当功率流动的测量而生成断路信号；以及
当选择信号要求该类型的功率时，正弦波合成器A.C.输出端在115伏下或附近的400Hz。
13.根据权利要求8所述的电源，其中
由断路信号控制的断路电路与电源输出端串联连接，所述控制系统响应于该功率输出端处的不适当功率流动的测量结果而生成断路信号；以及
当在已安装D.C.升级之后选择信号要求该类型的功率时，D.C.输出端被保持在270伏或附近。
14.一种多电压电源，包括：
电源模块，具有A.C.功率输入端和至少一个A.C.功率输出端，其具有准备接受添加A.C.输出功率能力的升级工具包的电路和机械结构；
在所述模块内的正弦波合成器，具有D.C.功率输入端、合成A.C.功率输出端，并且具有作为输入的一个或多个正弦波合成控制信号；
所述模块的A.C.功率输入端与所述合成器的D.C.功率输入端之间的第一连接，所述第一连接包括第一整流器；
所述合成器的A.C.功率输出端与所述模块的D.C.功率输出端之间的第三连接，所述第三连接包括第二整流器；
控制系统，接收所述模块的D.C.输出端处的电压的测量结果，该控制系统生成正弦波合成控制信号并对其进行调整以调节输出D.C.信号，因此其被保持在预定D.C.预置电压水平；
A.C.信号输出端升级工具包，添加所述合成器的A.C.功率输出端与所述模块的A.C.功率输出端之间的第二连接；以及
A.C.控制系统升级工具包，接收所述模块的A.C.和D.C.功率输出端处的电压的测量结果，并且还接收所述模块的A.C.或D.C.功率输出选择信号或操作员界面，该控制系统生成正弦波合成控制信号并对其进行调整以调节由选择信号或用户界面选择的输出信号中的任何一个，A.C.或D.C.，使得所选输出信号被保持在预定A.C.或D.C.预置电压水平。
15.根据权利要求14所述的多电压电源，其中：
合成A.C.功率输出端与所述模块的A.C.功率输出端之间的第二连接是A.C.升级工具包的一部分，包括由第一开关闭合信号控制的第一开关；
合成A.C.功率输出端与所述模块的D.C.功率输出端之间的第三连接包括与由第二开关闭合信号控制的第二开关串联连接的第二整流器；以及
作为A.C.输出端升级工具包的一部分而升级的控制系统在由选择信号或操作员界面选择A.C.功率时生成第一开关闭合信号，当选择D.C.功率时生成第二开关闭合信号。
16.根据权利要求14所述的多电压电源，其中：
所述模块的A.C.功率输入端到所述合成器的D.C.功率输入端之间的第一连接包括3相变压器，其具有与第一整流器串联连接的三角形和Y形输出端，使得第一整流器对三角形和Y形功率信号进行整流；以及
所述正弦波合成器A.C.输出端生成经由通过具有跨其输出端子连接的电容器的多相变压器而被滤波的多相、400Hz开关信号。
17.根据权利要求14所述的电源，其中，由钳位信号控制的钳位电路被跨电源输出端连接，所述控制系统响应于到该功率输出端中的逆向功率流动的测量而生成钳位信号。
18.根据权利要求14所述的多电压电源，其中：
由断路信号控制的断路电路与电源输出端串联连接，所述控制系统响应于该功率输出端处的不适当功率流动的测量结果而生成断路信号；以及
当在已安装A.C.升级之后选择信号要求该类型的功率时，正弦波合成器A.C.输出端在115伏下或附近的400Hz。
19.根据权利要求14所述的多电压电源，其中：
由断路信号控制的断路电路与电源输出端串联连接，所述控制系统响应于该功率输出端处的不适当功率流动的测量结果而生成断路信号；以及
当选择信号要求该类型的功率时，D.C.输出端被保持在270伏或附近。
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