CN109038245B - 配电机架组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于使用配电机架将来自电源的电力配送给一组电力输出的设备，所述设备包括歧管，所述歧管包括位于壁中的一组母排并且将电源连接到一组电子卡，其中所述电子卡将来自所述电源的电力输送到所述电力输出。

Description

配电机架组件

技术领域

本申请涉及一种配电机架组件。

背景技术

电力系统，例如飞行器配电系统中配置的电力系统采用发电系统或电源例如发电机来发电，以便为飞行器的系统和子系统供电。当电力穿过电气母排以将来自电源的电力输送到电气负载时，分散在整个电力系统各处的配电节点确保输送到电气负载的电力满足所述负载的设计电力标准。例如，配电节点可以进一步根据例如可用配电源、电气负载功能临界状态或飞行器操作模式，例如起飞、巡航或地面操作来提供升压（step-up）或降压（step-down）电力转换、直流（DC）到交流（AC）电力转换或者交流到直流电力转换，或者开关操作以便选择性地启用或禁用对特定电气负载的电力输送。

典型配电节点包括一个或多个机架组件，用于包括例如若干电子卡以提供上述转换或开关功能。所述机架组件通常未优化成包括在最小可配置安装体积内，因而致使机架组件过大并且导致部件闲置或者利用不足。

发明内容

在一个方面中，本申请涉及一种配电机架组件，所述配电机架组件包括：歧管，所述歧管包括后壁并且限定位于所述歧管内的一组槽，所述一组槽与所述后壁相对，并且所述后壁包括通信背板和一组母排导体，所述一组母排导体沿所述后壁中垂直于所述槽的至少一部分延伸；至少一个初级电子模块，所述至少一个初级电子模块包括第一电力输入连接器、适于与所述一组母排导体连接的第一电力输出连接器以及适于与所述通信背板连接的第一通信背板连接器；至少一个次级电子模块，所述至少一个次级电子模块具有适于与所述一组母排导体连接的第二电力输入连接器、适于与电气负载连接的第二电力输出连接器以及适于与所述通信背板连接的第二通信背板连接器。所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块配置成选择性地接纳在所述一组槽中。

在另一方面中，本申请涉及一种模块化配电机架组件，所述模块化配电机架组件包括：歧管，所述歧管包括一组槽，所述一组槽适于接纳一组电子卡；一组母排，所述一组母排设置在所述歧管的后壁中垂直于所述一组槽；通信背板，所述通信背板设置在所述歧管的所述后壁中垂直于所述一组槽，其中所述通信背板与所述一组电子卡通信连接。所述一组电子卡可以包括：具有电力输入的至少一个初级电子模块；具有电力输出的至少一个次级电子模块；以及机架控制器模块，所述机架控制器模块配置成控制所述至少一个初级电子模块以及所述至少一个次级电子模块。所述一组母排以导电方式与所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级模块连接。所述至少一个初级电子模块在所述电力输入处接收电力，并且配置成以可控方式将所述电力提供给所述一组母排，并且所述至少一个次级模块从所述一组母排接收所述电力，并且配置成以可控制方式将所述电力提供给所述电力输出。

技术方案1. 一种配电机架组件，所述配电机架组件包括：歧管，所述歧管包括后壁并且限定位于所述歧管内的一组槽，所述一组槽与所述后壁相对，并且所述后壁包括通信背板以及一组母排导体，所述一组母排导体沿所述后壁的至少一部分垂直于所述槽延伸；至少一个初级电子模块，所述至少一个初级电子模块包括第一电力输入连接器、适于与所述一组母排导体连接的第一电力输出连接器以及适于与所述通信背板连接的第一通信背板连接器；以及至少一个次级电子模块，所述至少一个次级电子模块包括适于与所述一组母排导体连接的第二电力输入连接器、适于与电气负载连接的第二电力输出连接器以及适于与所述通信背板连接的第二通信背板连接器；其中所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块配置成选择性地接纳在所述一组槽中。

技术方案2. 根据技术方案1所述的配电机架组件，其中所述第一电力输入连接器适于与电源连接。

技术方案3. 根据技术方案2所述的配电机架组件，其中所述至少一个初级电子模块包括至少一个电力电子元件，所述至少一个电力电子元件串联地设置在所述第一电力输入连接器与所述第一电力输出连接器之间。

技术方案4. 根据技术方案3所述的配电机架组件，其中所述至少一个电力电子元件配置成将所述第一电力输入连接器处接收到的第一电力转换成提供给所述第一电力输出连接器的第二电力。

技术方案5. 根据前述技术方案中的任一所述的配电机架组件，其中所述通信背板包括沿所述后壁的至少一部分延伸的印刷电路板。

技术方案6. 根据技术方案5所述的配电机架组件，其中所述印刷电路板至少沿所述一组槽延伸。

技术方案7. 根据技术方案5或技术方案6中所述的配电机架组件，其中所述印刷电路板包括适于与所述第一通信背板连接器或者所述第二通信背板连接器中的至少一者配合的一组连接器。

技术方案8. 根据技术方案7所述的配电机架组件，其中所述印刷电路板与所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块中的每一者连接。

技术方案9. 根据前述技术方案中的任一所述的配电机架组件，进一步包括至少一个机架控制器模块，所述至少一个机架控制器模块包括适于与所述通信背板连接的第三通信背板连接器。

技术方案10. 根据技术方案9所述的配电机架组件，其中所述机架控制器模块适于接纳在至少一个槽中。

技术方案11. 根据技术方案9或技术方案10中所述的配电机架组件，其中所述机架控制器模块配置成可操作地控制所述初级电子模块或所述次级电子模块中的至少一者。

技术方案12. 根据技术方案11所述的配电机架组件，其中所述机架控制器模块或所述通信背板中的至少一者与飞行器的配电控制模块通信连接，并且配置成响应于所述配电控制模块接收到的通信而可操作地控制所述初级电子模块或所述次级电子模块中的至少一者。

技术方案13. 根据前述技术方案中的任一所述的配电机架组件，其中所述至少一个次级电子模块包括至少一个可开关元件，所述至少一个可开关元件串联地设置在所述第二电力输入连接器与所述第二电力输出连接器之间，并且配置成选择性地对所述第二电力输出连接器供能。

技术方案14. 根据技术方案13所述的配电机架组件，其中所述至少一个可开关元件是固态电力控制器。

技术方案15. 根据技术方案13或技术方案14中所述的配电机架组件，其中所述至少一个可开关元件与所述第二通信背板连接器通信连接，并且配置成响应于所述通信背板所输送的通信操作。

技术方案16. 根据前述技术方案中的任一所述的配电机架组件，其中所述母排的子集配置成从所述第一电力输出连接器接收交流电力或直流电力中的一者。

技术方案17. 根据前述技术方案的任一所述的配电机架组件，其中所述第一电力输入连接器、所述第一电力输出连接器以及所述第一通信背板连接器位于所述至少一个初级电子模块的边缘上。

技术方案18. 一种模块化配电机架组件，包括：歧管，所述歧管包括适于接纳一组电子卡的一组槽，所述一组电子卡包括：至少一个初级电子模块，所述至少一个初级电子模块具有电力输入；至少一个次级电子模块，所述至少一个次级电子模块具有电力输出；以及机架控制器模块，所述机架控制器模块配置成控制所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块；以及一组母排，所述一组母排设置在所述歧管的后壁中垂直于所述一组槽，其中所述一组母排以导电方式与所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级模块连接；以及通信背板，所述通信背板设置在所述歧管的所述后壁中垂直于所述一组槽，其中所述通信背板与所述一组电子卡通信连接；其中所述至少一个初级电子模块在所述电力输入处接收电力，并且配置成以可控方式将所述电力提供给所述一组母排，并且其中所述至少一个次级模块从所述一组母排接收所述电力，并且配置成以可控制方式将所述电力提供给所述电力输出。

技术方案19. 根据技术方案18所述的模块化配电机架组件，其中所述歧管的所述一组槽等于所述一组电子卡的总数。

技术方案20. 根据技术方案18或技术方案19所述的模块化配电机架组件，其中所述机架控制器模块配置成针对所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块生成一组控制信号，并且将所述一组控制信号提供给所述通信背板。

附图说明

在附图中：

图1是根据本说明书所述的各个方面的飞行器以及飞行器配电系统的自顶向下示意图。

图2是根据本说明书所述的各个方面的配电机架组件的示意图。

图3是根据本说明书所述的各个方面的配电机架组件的正面等距视图。

图4是根据本说明书所述的各个方面的配电机架组件的背面等距视图。

图5是根据本说明书所述的各个方面的接纳在配电机架组件内的电子卡的截面图。

具体实施方式

本申请中所描述的方面涉及与模块化配电机架相关联的方法和设备。可以使用所述方法和设备的一个示例性环境包括但不限于飞行器的配电系统。尽管本说明书中主要涉及飞行器的配电系统，但是本发明也适用于使用基于节点的配电系统的任何环境，其中输入电力在经历接收、处理（必要情况下）例如转换或修正后分配到一个或多个电气负载。

尽管将描述“一组”各种元件，但是应理解，“一组”可以包括任何数量的相应元件，包括仅一个元件。术语“邻近”或“靠近”的使用是指某个部件相对更接近另一个部件或参考点。此外，尽管本说明书中可以使用例如“电压”、“电流”和“电力”等术语，但是所属领域中的技术人员将显而易见地了解，这些术语在描述电路方面或者电路操作时可以是可互换的。

所有方向性词语（例如，径向、轴向、上、下、向上、向下、左、右、横向、前、后、顶部、侧面、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针、逆时针）仅用于标识目的以帮助读者理解本申请，并不构成限制，特别是对位置、定向或其使用的限制。连接性词语（例如，附接、联接、连接和接合）应从广义上解释，并且除非另作说明，否则可包括一组元件之间的中间构件以及这些元件之间的相对移动。因此，连接词语不一定推断出两个元件彼此直接连接并且相对于彼此固定。

在非限制性示例中，连接或断开可以选择性地配置成执行相应元件之间的电连接的提供、启用、禁用或类似操作。非限制性示例配电总线的连接或断开可以通过开关、总线联络逻辑或者配置成启用或禁用总线下游电气负载的供能的任何其他连接器来启用或操作。

本说明书中所用的“系统”或“控制器模块”可以包括至少一个处理器和存储器。所述存储器的非限制性示例可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、闪存或一种或多种不同类型的便携式电子存储器，例如磁盘、DVD、CD-ROM等，或者这些类型存储器的任何适当组合。所述处理器可以配置成运行任何适当程序或可执行指令，所述程序或可执行指令设计成执行各种方法、功能、处理任务、计算等，以启用或实现本说明书中所述的技术操作或操作。

示例性附图仅用于说明，并且本申请附图中所反映的尺寸、位置、顺序和相对尺寸可以更改。

如图1所示，飞行器10图示成具有至少一个燃气涡轮发动机，所述至少一个燃气涡轮发动机图示成左发动机系统12和右发动机系统14。或者，所述动力系统可以具有更少个或额外的发动机系统。左发动机系统12和右发动机系统14可以大体上相同，并且可以进一步包括至少一个电源例如电机或发电机18。所述飞行器进一步图示成包括一组耗电部件或电气负载20，例如执行器负载、飞行临界负载和非飞行临界负载。电气负载20经由配电系统与至少一个发电机18电连接，所述配电系统包括例如输电线22或母排以及配电节点16。应理解，图1所示的本申请方面仅为配电系统的一个非限制性示例，并且除了所示出的之外，本申请还预期存在许多其他可能方面和配置。此外，图1所示各种部件的数量和布置也是与本申请相关方面的非限制性示例。

在飞行器10中，运行的左发动机系统12和右发动机系统14提供机械能，所述机械能通常可以经由转轴提取，以为发电机18提供驱动力。发电机18转而产生电力，例如交流（AC）电力或直流（DC）电力，并且将所产生的电力提供给输电线22，所述输电线将所述电力输送到遍布整个飞行器10各处的配电节点16。配电节点16经由输电线22接收交流电力或直流电力，并且可以根据需要提供开关、电力转换或配电管理功能，以便为电气负载20的负载操作提供预期电力。额外的供电或发电部件可以包括在本申请的方面中，包括但不限于辅助电力单元、电池、燃料单元等。

示例性配电管理功能可以包括但不限于根据例如可用配电供应、电气负载20功能的临界状态或者飞行器操作模式例如起飞、巡航或地面操作来选择性地启用或禁用对特定电气负载20的电力输送。可以包括额外的管理功能。此外，可以包括用于向电气负载20供电的额外电源，例如应急电源、冲压空气式涡轮系统、起动机/发电机或电池，并且所述额外电源可以替代所述电源。应理解，尽管本申请的一个方面在飞行器环境中示出，但是本申请不限于此，并且普遍适用于非飞行器应用中的电力系统，例如其他移动应用和非移动性工业、商业和住宅应用。

图2示出示例性示意配电机架组件30，以便于理解。如图所示，配电机架组件30可以包括至少一个初级模块50、至少一个次级模块52和至少一个机架通信模块54。至少一个初级模块50、至少一个次级模块52和至少一个机架通信模块54通常可以通过一组母排56彼此连接，所述一组母排延伸到初级模块50和次级模块52以及通信背板58，所述通信背板延伸到相应模块50、52、54。在这个意义上，至少初级模块50和次级模块52可以具有适于与所述一组母排56连接的对应一组母排连接器60。此外，所述初级模块50、次级模块52和机架通信模块54可以包括适于与通信背板58通信连接的相应通信背板连接器62。

初级模块50可以进一步包括至少一个第一电力输入接头64，所述至少一个第一电力输入接头适于与电源66连接，例如发电机18、辅助电力单元、电池等。在一个非限制性方面中，初级模块50图示成具有两个第一电力输入接头64，所述两个第一电力输入接头例如可以提供或启用与单个电源66的冗余连接（redundant connection），或者可以提供或启用对初级模块50的双电源66输入。在本申请的另一个非限制性方面中，初级模块50可以包括第一组电力电子器件68，所述第一组电力电子器件配置、选择、适配或布置成启用从电源66到所述一组母排56的配电。在这个意义上，初级模块50的母排连接器60可以有效地作为从初级模块50到所述一组母排56的第一电力输出操作。

例如，在本申请的一个非限制性方面中，所述第一组电力电子器件68可以包括通过选择、配置或类似方式将电源66接收的电力提供给所述一组母排56的至少一个电力转换器、电力逆变器、固态开关部件等。在另一个非限制性方面中，所述第一组电力电子器件68可以将从电源66接收到的交流（AC）电力整流成提供给所述一组母排56的一个或多个直流（DC）电力（例如，正或负直流电压）。在另一个非限制性方面中，所述第一组电力电子器件68可以将从电源66接收的直流（DC）电力逆变成提供给所述一组母排56的交流（DC）电力。在这个意义上，尽管示出一组三个母排56，但是可以包括本申请的方面，其中母排56的数量选择成与预期交流电、直流电或其组合、配电机架组件30的供电特性相匹配。

预期电源特性的非限制性示例可以包括用于直流电力的两个母排、用于三相交流电力的三个母排、用于三相中性交流电力的四个母排等。此外，配电机架组件30可以包括配置成选择性地输送交流电力的第一组母排，以及配置成选择性地输送直流电力或者同时输送这两种电力的第二组母排。初级模块50的一个非限制性方面可以配置、启用或设计成从第一电力输入接头64接收500安培、28伏的直流（DC）电力，并且通过所述第一组电力电子器件68将所述电力转换成200安培、270伏的直流电力，所述电力将供应到母排56的子集。

所述次级模块52可以包括至少一个第二电力输出连接器70，所述至少一个第二电力输出连接器选择性地与耗电目的地例如一组电气负载20连接。尽管次级模块52图示成通过一组导电接头连接到单个电气负载20，但是可以包括本申请的方面，其中所述一组电气负载20与次级模块52连接、选择性地由所述次级模块供电，或者选择性地由所述次级模块供能。在这个意义上，次级模块52可以包括第二组电力电子器件72，所述第二组电力电子器件配置成将来自所述一组母排56的供电逆变、整流或者选择性地接通、启用或以其他方式提供给第二电力输出连接器70或者电气负载20。因此，可以响应于控制信号以可控方式操作第二组电力电子器件72以操作开关元件，从而选择性地对布置成与次级模块52连接的电气负载20供能。

可以包括本申请的非限制性方面，其中第二组电力电子器件72可以包括采用固态电力控制器（SSPC）。SSPC的一个非限制性示例可以包括基于碳化硅（SiC）或氮化镓（GaN）的大功率开关。对SiC或GaN的选择可以基于其固态材料构造、以更小和更轻形状因数处理高电压和大电平的能力，以及非常快速执行电气操作的高速开关能力。可以包括其他开关装置或其他硅基电力开关。在次级模块52的一个非限制性方面中，模块52可以配置、启用或设计成可操作地启用或接通所述一组电气负载20，其中每个次级模块52可以处理例如高达50安培的直流电力。

在本申请的另一个非限制性方面中，用于操作或采用第二组电力电子器件72的控制信号可以源自次级模块52或其部件或者由所述次级模块或其部件产生，或者可以从另一个通信连接的部件产生，例如由通过通信背板58或通信背板连接器62与次级模块52通信连接的另一个部件产生。

还可以包括本申请的方面，其中例如机架控制器模块54进一步以通信方式与配电控制器模块74连接，所述配电控制器模块配置成操作或启用飞行器配电系统的至少一个方面，包括配电机架组件30，或者进一步与处理器76和存储器78通信连接，所述处理器76和存储器78配置成操作或启用对与配电机架组件30连接的电气负载20的供电。在这个意义上，处理器76或机架控制器模块54可以配置成运行任何适当程序或可执行指令，所述程序或可执行指令设计成操作配电机架组件30，其中所述适当程序或可执行指令存储在存储器78中或者从配电控制器模块74传送。

在本申请的一个非限制性方面中，处理器76或机架控制器模块54可以根据配电系统操作来进行操作或者可以生成一组控制信号以操作所述一组初级模块50、所述一组次级模块52或其组合，从而启用对电气负载20的选择性供电或供能。所述工作的或者所生成的控制信号可以通过通信背板58或通信背板连接器62传送到相应的模块50、52。尽管所述一组母排56没有图示成与机架控制器模块54连接，但是可以包括机架控制器模块54的非限制性方面，其中母排56的至少子集可以通过母排连接器60以导电方式与模块54连接，从而对机架控制器模块的操作或功能进行供能或者以其他方式供电。

图3示出一种形式的配电机架组件30的等距视图。配电机架组件30可以包括具有盒状构造的歧管32，所述歧管具有相对的不导电侧壁34、不导电顶壁36以及与顶壁36相对的不导电底壁38。所述歧管可以进一步限定敞开面前部（open face front）46以及相对的不导电后壁48，所述敞开面前部以及相对的不导电后壁通常与相对的侧壁34以及相对的顶壁36和底壁38隔开并且将其进行连接。歧管32的非限制性方面可以进一步限定位于歧管32的敞开面前部46内的一组槽44，所述一组槽配置成接收和引导要安装在歧管32内的一组电子卡40。槽44可以由位于一个或多个所述壁上的突起，例如顶壁36和底壁38上的突起限定，所述突起包括但不限于肋条、脊部、圆凸等。槽44可以布置成使容纳在槽44中的一组电子卡40将与相对的侧壁34平行。在图3中，电子卡40图示成以相对于其他卡并且相对于侧壁34平行的方式定位。如图所示，为了便于理解，一个电子卡40部分接纳在相应的槽44中。可以包括本申请的非限制性方面，其中歧管32或一组槽44中的至少一者可以适配、选择或配置成接纳预定、预选或全部数量的所述一组电子卡40。在这个意义上，配电机架组件30的歧管32可以以模块化方式配置，以将空间或体积减小到仅满足预期、所需、所设计等的空间或体积。

尽管所述一组电子卡40进一步定位成相对于相对的侧壁34平行并且定位在所述相对的侧壁之间，但是本申请的方面可以包括电子卡40的子集配置成平行的构造，或者电子卡40的不同子集配置在不同的平行构造中。此外，尽管机架组件30图示成位于歧管32中，但是预期存在替代性歧管构造（例如形状、轮廓、剖面），并且所述歧管构造可以至少部分基于操作环境中的空间限制来确定。

另外，尽管上述配电机架组件30限定侧壁34、顶壁36、底壁38、后壁48和前敞开面46，但应理解，壁34、36、38、48、敞开面46或者它们的组合可以基于配电机架组件30本身的位置、旋转和布置而可互换地限定。例如，尽管顶壁36在图3中图示成直立的水平上壁，但是将机架组件30顺时针旋转90度，例如在将配电机架组件30安装在飞行器中时就必需如此做，可能导致原先的顶壁36作为侧壁34有效地对准。因此，应理解，提及的一个或多个具体或特定“壁”仅相对于所示的附图而言，并且在实践中可以互换。

至少一组上述的壁34、36、38、48可以提供配电机架组件30维持预期形状、轮廓或剖面以及支撑所述一组电子卡40以及任何必要环境考虑因素所需的结构刚性，包括但不限于起飞和着陆期间施加到配电机架组件30的飞行器振动或力。例如，配电机架组件30图示成具有以虚线轮廓示出的安装托架42，用于将配电机架组件30的至少一部分与另一个结构例如飞行器表面或壁安装在一起。可以使用任何适当安装材料或安装技术，并且所述任何适当安装材料或安装技术可以包括但不限于机械紧固件、螺钉、环氧树脂、粘合剂或者力或张紧安装件。

此外，尽管已经将侧壁34或底壁38描述成不导电的，但是本申请的方面可以包括壁34、36、38、48，所述壁由导电材料，包括但不限于铝、铜等机加工或制成以提供所需的刚性，并且涂覆不导电涂料、环氧树脂或材料以提供维持电气部件连续性所必需的不导电性质。在本申请的另一个非限制性方面中，壁34、36、38、48、安装托架42或者它们的组合可以由至少部分导电的材料形成，例如以提供整合到配电机架组件30中的任何电子器件的电气接地通路。此外，尽管与本申请没有密切关系，但是配电机架组件30的方面还可以包括微孔、穿孔或入口/出口组合以使得冷却剂例如空气或液体能够在适当情况下或者出于热管理设计考虑的需要而穿过内部配电机架组件30。

如图所示，所述一组电子卡40可以接纳在所述一组槽44内，其中如图所示，所述一组电子卡可以包括一组初级模块50、一组次级模块52或其组合。所述一组槽44可以配置或预先布置成包括槽宽度，所述槽宽度匹配、楔锁（keyed）或者尺寸设定为接纳对应的电子卡40。例如，在一个非限制性方面中，第一槽宽度80可以设定尺寸成或楔锁成与第一电子卡40例如次级模块52匹配。在另一个非限制性方面中，第二槽宽度82可以设定尺寸成或楔锁成与第二电子卡例如初级模块50匹配。可以包括本申请的方面，其中第一槽宽度80和第二槽宽度82可以相对于彼此设定尺寸。例如，第一槽宽度80可以以第一尺寸来设定尺寸、形状、轮廓等，而第二槽宽度82可以以第一槽宽度80的两倍或双倍来设定尺寸、形状、轮廓等。可以包括任何参考尺寸。在相应理解中，初级模块50或次级模块52的方面可以同样地设定与相应槽宽度80、82匹配的尺寸、大小或轮廓，或者相对于彼此设定尺寸、大小或轮廓。在一个非限制性方面中，初级模块50可以是次级模块52的宽度的两倍或双倍。槽44或模块50、52的尺寸的非限制性方面可以基于例如电气部件的体积要求、输入、输出或者加热或冷却考虑因素。

所述一组电子卡40还可以限定机械连接器84，所述机械连接器楔锁或定位成与设置在歧管32上的机械接口86相对应。在前述示例中，机械连接器84可以包括但不限于夹紧接口88或更快的接口89，例如螺钉。可以包括本申请的方面，其中机械连接器84与对应的机械接口86永久地或以可拆除方式连接，以将电子卡40固持、保持、约束或以其他方式连接在槽44内或歧管32内。

在一个示例性图示中，所拆除的初级模块50示出本说明书中所述的非限制性示意操作方式。如图所示，初级模块50可以包括限定初级模块50的边缘的衬底90，例如印刷电路板（PCB）。图示成后边缘的衬底90的至少一个边缘可以包括参照2描述的通信背板连接器62、母排连接器60和第一电力输入连接器64。初级模块50还示意性地示出第一电力电子器件68，所述第一电力电子器件接纳来自第一电力输入接头64的导电接头（如箭头所示），并且提供连接到所述一组母排连接器60的导电接头（如箭头所示）。背板连接器也图示成通过虚线所示通信线路以通信方式与第一电力电子器件68连接。

图4以后壁48的等距透视视角，即与图3中的等距视图相反的视角示出配电机架组件30。如图4所示，后壁48可以包括采用衬底92或PCB形式的通信背板58，所述通信背板沿后壁48的至少一部分水平延伸，以便使背板58或通信背板连接器62可用于所述一组电子卡40、所述一组初级模块50、所述一组次级模块52或者它们的组合之间的机架内通信。如图所示，通信背板58的方面可以水平延伸穿过大部分后壁48，以便在需要情况下，由每个槽44安装或接纳的电子卡40可以与背板58连接。同样如图所示，配电机架组件30或通信背板58可以视情况包括外部通信连接器94，所述外部通信连接器94配置成以通信方式与外部控制系统，例如图2所示以及本说明书中所述的配电控制器模块74连接。

配电机架组件30还可以包括沿后壁48的至少一部分水平延伸的一组通道96，其中所述一组通道96设定尺寸成并且配置成接纳所述一组母排56。如图所示，所述一组通道96或者一组母排56的方面可以水平延伸穿过大部分后壁48，以便在需要情况下，由每个槽44安装或接纳的电子卡40可以与所述一组通道96或一组母排56连接。尽管示出三个母排56和三个对应的通道96，但是可以包括替代数量的通道96、母排56或其组合。在本申请的一个非限制性方面中，非导电面板可以安装成叠加在所述一组母排56或所述一组通道96之上，以防止或减小意外与由所述一组母排56所输送的电力发生电接触的风险。在本申请的另一个非限制性方面中，另一个非导电面板或上述非导电面板可以安装成叠加在通信背板58之上，以防止或减小意外与通信背板58接触的风险，或者保护通信背板58。

在图4中所示的示例中，部分拆除的电子卡40以次级模块52的形式示出。如图中示意性所示，次级模块52可以包括限定次级模块52的边缘的衬底98，例如印刷电路板（PCB）。衬底98的图示成后边缘的至少一个边缘可以包括参照2描述的通信背板连接器62、母排连接器60和第二电力输出连接器70。次级模块52还示意性地示出第二电力电子器件72，所述第二电力电子器件接纳来自所述一组母排连接器60的导电接头（如箭头所示），并且提供与第二电力输出连接器70连接的导电接头，所述第二电力输出连接器图示成双第二电力输出连接器70。背板连接器也图示成通过虚线所示通信线路以通信方式与第一电力电子器件68连接。

在另一个非限制性方面中，配电机架组件30的后壁48可以进一步包括一组开口或孔98，所述开口或孔布置或设置成提供通到至少一个电子卡40的至少一个输入或输出端的通道。在一个非限制性方面中，后壁48可以包括一组孔98，所述一组孔布置或设置成提供通到对应一组次级模块52的所述一组第二电力输出连接器70的通道。如图中示意性地图示，所述一组第二电力输出连接器70可以进一步经由所述一组孔98与一组电气负载20连接。

在又一个非限制性方面中，配电机架组件30的后壁48还可以包括一组电力输入连接器，例如第一电力输入连接器64，所述一组电力输入连接器布置、设置成具有槽44或与其对准，从而固持至少一个初级模块50。如图中示意性地图示，所述一组第一电力输入接头64可以与至少一个电源66连接，如本说明书中所述。

图5示出配电机架组件30的截面图，其中示出容纳在相应槽44中并且与整合到歧管32的后壁48中的部件相连接的次级模块52。如图所示，通信背板连接器62与通信背板58通信连接，母排连接器60的至少子集以导电方式与所述一组母排56连接，并且所述一组第二电力输出连接器70延伸穿过后壁48的孔98。尽管图示了次级模块52，但是如本说明书中所述，与整合到歧管32、配电机架组件30或后壁48中的部件连接的类似接头可以与初级模块50连接。

可以包括本申请的非限制性方面，其中后壁48、所述一组通道96、所述一组母排56或者所述一组母排连接器60中的至少一者配置或布置成以导电方式与母排56的子集连接。例如，某些电子卡40可以出于电力负载或电力共用的考虑与选定母排56连接。在另一个非限制性方面中，母排56的子集与母排连接器60的对应子集之间的一个或多个导电接头可以由可执行程序有效地、可操作地或选择性地禁用，从而永久或暂时禁用从所述母排56到电子卡40的供电。

在本申请的另一个非限制性方面中，作为不同集合或数量的母排56的添加或替代，母排56的至少子集可以具有沿水平延伸的不同长度。例如，第一母排56的水平跨距可以比第二母排56短。可以包括本申请的方面，其中所述一组母排56的数量、长度和布置是完全可配置并且可选择的，以用于布置或启用模块化配电机架组件30。

母排连接器60、通信背板连接器62等可以进一步配置成包括任何机械、电气或通信接头，包括但不限于弹簧夹、端口、公共接口连接器等。在本申请的另一个非限制性方面中，电子卡40、初级模块50、次级模块52、第一电力输入接头64、第二电力输出连接器70或其组合中的至少一者可以定位、配置或以其他方式选择成使相应部件能够延伸穿过对应一组孔98或后壁48，如本说明书中所述。应理解，后壁48中的一组孔98可以替代地配置或布置成延伸在后壁48的一部分或大部分之上的单个细长孔98。

本申请中预期存在除上述附图中所示之外的许多其他可能的实施例和配置。

本说明书中所述方面的可选性和可配置性可以限定用于将来自电源（例如发电机18）的电力分配给一组电力输出连接器70或至少一个电气负载20的模块化配电机架组件30。例如，飞行器10的一部分中的已知一组电气负载20可以限定预定或预期一组电力输出70。在预期电力输出70和由电源供应的一组电力已知的情况下，可以选择一组电子卡40以改变由电源供应给预期电力输出70的电力。在一个非限制性方面中，所提供的电力可以由一组初级模块50接收，所述初级模块配置成接收电力、根据需要转换或改变电力，并且将电力供应给整合到配电机架组件30中的一组母排56。一组次级模块52可以以导电方式与机架组件30的所述一组母排56连接，并且接收向其供应的电力。次级模块52之后可以可操作地、有效地或可操作地控制对连接到配电机架组件30的所述一组电气负载的供能。在这个意义上，电子卡40可以至少部分基于所供应的电力和预期电力输出70、电力处理能力、冗余度、电气负载的临界状态或者它们的组合来选择或模块化。

此外，所述一组电子卡40、后壁48、所述一组母排56以及电源66供应的电力的布置可以进一步针对特定预期配电机架组件30来定制。利用本说明书中所描述的模块化组件，配电节点16或配电机架组件30可以选择性地配置或布置成包括一组电子卡40，以用于将来自电源的已知或预定电力改变成或输送到已知或预定一组电力输出70或负载20的预期电力输出。

本申请中预期还存在除了上述附图中所示之外的许多其他可能方面和配置。例如，一个方面预期存在具有顶壁的机架组件30，其中所述顶壁具有与相应电子卡40的电力输出连接器70、通信背板58、一组母排56等相对应的一组开口。在此方面中，后壁的开口可以楔锁到选定或特定至少一个电力输出连接器70或电子卡40。在另一个示例中，配电机架组件30本身可以基于预期配置进行选择，如上所述。例如，仅需要三个电子卡40的配电节点16可以选择具有恰好三个槽44的机架组件，以将飞行器10中的安装体积减至最小。此外，各部件的设计和布置可以重新布置，使得能够实现若干不同线内配置（in-lineconfiguration）。

本说明书中所公开的方面提供一种用于配电机架组件的设备，以用于利用一系列可配置部件来针对特定需求或预期配电节点定制或定做配电机架组件，从而将来自电源的电力分配给一组电力输出接头或电气负载。上述方面中可以实现的一个优势是：针对特定配电需求进行定制可以减少包括在配电节点中的不必要部件的数量。此外，机架组件本身可以选择成仅提供有限数量的槽，所述有限数量的槽针对特定节点操作所需的预期数量的电子卡定制。通过减少部件数量并且减小总安装包体积，本申请的上述方面具有优于常规配电系统的优异重量和尺寸优势。

上述方面的另一个优势是：减少不必要部件的数量可以降低配电机架组件或节点的成本。此外，系统零件数量减少将使配电系统、机架组件或节点本质上更可靠。上述方面的又一个优势是：减小机架组件的安装体积使得能够将组件安装在更接近节点所供电的电气负载处。所述更接近的定位可减小与组件输出互联的导线长度，并且因此而相应地减小由于布线产生的重量。

在设计飞行器部件时，要解决的重要因素是大小、重量和可靠性。上述配电机架将减小重量、减小尺寸、提高性能并且提高系统可靠性。零件数量减少并且维护减少将降低产品成本并且降低操作成本。重量和尺寸减小与飞行期间的竞争优势相关联。

在尚未描述的范围内，可以根据需要将各个方面的不同特征和结构与其他特征和结构组合使用。一个特征未在所有方面中说明并不意味着所述特征无法用于相关方面中，而是出于简要说明的目的如此描述。因此，可以根据需要对不同方面的各种特征进行结合和匹配以形成新方面，无论所述新方面是否明确描述。此外，尽管已经描述了“一组”各种元件，但是应理解，“一组”可以包括任何数量的相应元件，包括仅一个元件。本申请包括本说明书中所述特征的所有组合或排列。

本说明书使用示例来描述本申请，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本申请，包括制造并使用任何装置或系统、并实施所涵盖的任何方法。本申请的专利保护范围由权利要求书限定，并且可以包括所属领域的技术人员得出的其他示例。如果其他示例的结构构件与权利要求书的字面意义相同，或者如果所述示例包括的等效结构构件与权利要求书的字面意义无实质差别，则所述示例也应在权利要求书的覆盖范围内。

Claims (20)

1.一种配电机架组件，所述配电机架组件包括：

歧管，所述歧管包括后壁并且限定位于所述歧管内的一组槽，所述一组槽与所述后壁相对，并且所述后壁包括通信背板以及一组母排导体，所述一组母排导体沿所述后壁的至少一部分垂直于所述槽延伸；

至少一个初级电子模块，所述至少一个初级电子模块包括第一电力输入连接器、适于与所述一组母排导体连接的第一电力输出连接器以及适于与所述通信背板连接的第一通信背板连接器；以及

至少一个次级电子模块，所述至少一个次级电子模块包括适于与所述一组母排导体连接的第二电力输入连接器、适于与电气负载连接的第二电力输出连接器以及适于与所述通信背板连接的第二通信背板连接器；

其中所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块配置成选择性地接纳在所述一组槽中。

2.根据权利要求1所述的配电机架组件，其中所述第一电力输入连接器适于与电源连接。

3.根据权利要求2所述的配电机架组件，其中所述至少一个初级电子模块包括至少一个电力电子元件，所述至少一个电力电子元件串联地设置在所述第一电力输入连接器与所述第一电力输出连接器之间。

4.根据权利要求3所述的配电机架组件，其中所述至少一个电力电子元件配置成将所述第一电力输入连接器处接收到的第一电力转换成提供给所述第一电力输出连接器的第二电力。

5.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的配电机架组件，其中所述通信背板包括沿所述后壁的至少一部分延伸的印刷电路板。

6.根据权利要求5所述的配电机架组件，其中所述印刷电路板至少沿所述一组槽延伸。

7.根据权利要求5所述的配电机架组件，其中所述印刷电路板包括适于与所述第一通信背板连接器或者所述第二通信背板连接器中的至少一者配合的一组连接器。

8.根据权利要求7所述的配电机架组件，其中所述印刷电路板与所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块中的每一者连接。

9.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的配电机架组件，进一步包括至少一个机架控制器模块，所述至少一个机架控制器模块包括适于与所述通信背板连接的第三通信背板连接器。

10.根据权利要求9所述的配电机架组件，其中所述机架控制器模块适于接纳在至少一个槽中。

11.根据权利要求9所述的配电机架组件，其中所述机架控制器模块配置成可操作地控制所述初级电子模块或所述次级电子模块中的至少一者。

12.根据权利要求11所述的配电机架组件，其中所述机架控制器模块或所述通信背板中的至少一者与飞行器的配电控制模块通信连接，并且配置成响应于所述配电控制模块接收到的通信而可操作地控制所述初级电子模块或所述次级电子模块中的至少一者。

13.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的配电机架组件，其中所述至少一个次级电子模块包括至少一个可开关元件，所述至少一个可开关元件串联地设置在所述第二电力输入连接器与所述第二电力输出连接器之间，并且配置成选择性地对所述第二电力输出连接器供能。

14.根据权利要求13所述的配电机架组件，其中所述至少一个可开关元件是固态电力控制器。

15.根据权利要求13所述的配电机架组件，其中所述至少一个可开关元件与所述第二通信背板连接器通信连接，并且配置成响应于所述通信背板所输送的通信操作。

16.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的配电机架组件，其中所述母排的子集配置成从所述第一电力输出连接器接收交流电力或直流电力中的一者。

17.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的配电机架组件，其中所述第一电力输入连接器、所述第一电力输出连接器以及所述第一通信背板连接器位于所述至少一个初级电子模块的边缘上。

18.一种模块化配电机架组件，包括：

歧管，所述歧管包括适于接纳一组电子卡的一组槽，所述一组电子卡包括：

至少一个初级电子模块，所述至少一个初级电子模块具有电力输入；

至少一个次级电子模块，所述至少一个次级电子模块具有电力输出；以及

机架控制器模块，所述机架控制器模块配置成控制所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块；以及

一组母排，所述一组母排设置在所述歧管的后壁中垂直于所述一组槽，其中所述一组母排以导电方式与所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级模块连接；以及

通信背板，所述通信背板设置在所述歧管的所述后壁中垂直于所述一组槽，其中所述通信背板与所述一组电子卡通信连接；

其中所述至少一个初级电子模块在所述电力输入处接收电力，并且配置成以可控方式将所述电力提供给所述一组母排，并且其中所述至少一个次级模块从所述一组母排接收所述电力，并且配置成以可控制方式将所述电力提供给所述电力输出。

19.根据权利要求18所述的模块化配电机架组件，其中所述歧管的所述一组槽等于所述一组电子卡的总数。

20.根据权利要求18或权利要求19所述的模块化配电机架组件，其中所述机架控制器模块配置成针对所述至少一个初级电子模块和所述至少一个次级电子模块生成一组控制信号，并且将所述一组控制信号提供给所述通信背板。

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