CN109149556A - 固态电力接触器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力接触器，包括：第一导电端子，第二导电端子，具有导电背板和固态开关的电力覆盖物，以及控制器模块，该控制器模块配置成选择性操作所述固态开关以实现所述第一导电端子和所述第二导电端子之间的导电通信。

Description

固态电力接触器

技术领域

本公开主要涉及电力接触器，特别是用于配电系统的固态电力接触器。

背景技术

电力系统特别是飞行器中的电力系统管理着电力从电源例如发电机到电气负载的供应。在飞行器中，燃气涡轮发动机用于推进飞行器，并通常提供机械能，所述机械能最终为发电机、起动机/发电机、永磁交流发电机(PMA)、燃料泵和液压泵等多个不同附件，例如用于飞行器上所需的除推进之外的功能的设备供电。举例来说，当代飞行器需要电力以用于航空电子设备、电动机和其它电气设备。与燃气涡轮发动机联接的发电机由配电系统的电耦合节点将发动机的机械能转换成在整个飞行器中分配的电能。配电系统可能在任何耦合节点发生故障，这可能中断电力分配以及依赖该电力的任何设备。

发明内容

在一方面，本公开涉及一种电力接触器(a power contactor)，包括：第一导电端子；第二导电端子；柔性电力覆盖物，还包括：导电背板；第一固态开关，所述第一固态开关具有与所述导电背板连接的第一源极端子和与所述第一导电端子连接的第一漏极端子；以及第二固态开关，所述第二固态开关具有与所述导电背板连接的第二源极端子和与所述第二导电端子连接的第二漏极端子。所述电力接触器还包括控制器模块，所述控制器模块配置成选择性操作所述第一固态开关和所述第二固态开关以实现所述第一导电端子和所述第二导电端子之间的导电通信。所述电力接触器形式适于与常规的机电接触器物理互换。

可选地，第一导电端子与第一配电总线连接，且所述第二导电端子与第二配电总线连接。

可选地，所述第一导电端子或所述第二导电端子中的至少一个是半圆形柱。其中，所述柔性电力覆盖物是基本上平整的结构。柔性电力覆盖物具有第一表面和第二相对表面。所述第一表面邻接所述第一固态开关和所述第二固态开关。所述柔性电力覆盖物缠绕在所述第一导电端子的至少外表面部分和所述第二导电端子的至少外表面部分上。

可选地，所述第一导电端子和所述第二导电端子是各自具有至少一个平整表面的半圆形柱，且所述第一半圆形柱和所述第二半圆形柱布置有相互邻近的相应的平整表面。所述第一半圆形柱和所述第二半圆形柱由间隙间隔开。控制器模块设置在所述间隙内。

可选地，第一固态开关和所述第二固态开关中的至少一个包括一组固态开关。其中，所述一组固态开关中的许多个固态开关与用于所述电力接触器的期望电压额定值或期望功率额定值中的至少一个有关。可选地，所述一组固态开关电并联地设置。

可选地，电力接触器还包括导热底板，并且其中第一导电端子和所述第二导电端子由所述底板支撑。电力接触器，还包括设置在所述第一、第二导电端子和所述底板之间的导热电绝缘层。

可选地，柔性电力覆盖物适于匹配所述第一导电端子或所述第二导电端子的至少一个的轮廓。

在另一方面，本公开涉及一种用于配电系统的固态电力接触器(a solid statepower contactor)，包括：第一接触器端子；第二接触器端子；柔性电力覆盖物，所述柔性电力覆盖物适于符合所述第一接触器端子和所述第二接触器端子，并支撑选择性连接所述第一接触器端子和所述第二接触器端子的一组固态开关；以及控制器模块，所述控制器模块配置成选择性操作所述一组固态开关以将所述第一接触器端子与所述第二接触器端子电连接。所述电力接触器的外形适于在空间上等于或小于常规的机电接触器。

可选地，所述一组固态开关包括与所述第一接触器端子导电关联的第一组固态开关和与所述第二接触器端子导电关联的第二组固态开关。

可选地，所述固态接触器能够与所述常规的电机接触器物理互换。

可选地，所述固态电力接触器能够与传统飞行器的常规机电接触器电互换。

附图说明

在附图中：

图1是根据本文中所描述的各方面的飞行器和配电系统的自顶向下的示意图。

图2是根据本文中所描述的各方面的配电系统的示意图。

图3是根据本文中所描述的各方面的图2的配电系统的固态接触器和电力覆盖物的示意图。

图4是根据本文中描述的各个方面的图3的电力覆盖物的第一表面的视图。

图5是根据本文中描述的各个方面的图3的电力覆盖物的第二表面的视图。

具体实施方式

本公开所描述的各方面涉及用于飞行器的配电系统，所述配电系统实现电力从涡轮发动机例如燃气涡轮发动机驱动的发电机到飞行器的电气负载的产生和分配。

虽然将描述“一组”各种元件，但应当理解，“一组”可包括任何数目的相应元件，包括仅一个元件。如本文所使用，术语“径向”或“径向地”指代在电力接触器的中心纵向轴线、外发动机圆周或电力接触器或柱的圆形或环形部件之间延伸的维度。术语“邻近”或“邻近地”本身或与术语“径向”或“径向地”结合使用指代在朝中心柱的方向移动，或者一个部件与另一部件相比相对更靠近中心柱。

还如本文中所使用，虽然可将传感器描述为“感测”或“测量”相应值，但感测或测量可包括确定指示相应值或与相应值有关的值，而非直接感测或测量所述值本身。所感测的或所测量的值可进一步被提供到额外部件。举例来说，可将值提供到控制器模块或处理器，且控制器模块或处理器可对值执行处理以确定代表值或表示所述值的电气特性。另外，虽然可在本文中使用例如“电压”、“电流”和“电力”的术语，但对所属领域的技术人员来说显而易见的是，这些术语在描述电路的方面或电路操作时可以是可互换的。

所有方向性参考(例如径向、轴向、上部、下部、向上、向下、左边、右边、横向、前方、后方、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针、逆时针)仅用于指认的目的以帮助读者对本发明的理解，且并不产生具体来说关于其位置、定向或使用的限制。除非另外指明，否则连接参考(例如，附接、耦合、连接和接合)应在广义上来解释，且可以包括一系列元件之间的中间构件以及元件之间的相对移动。因而，连接参考不一定推断两个元件直接连接且彼此成固定关系。在非限制性实例中，连接或断开连接可被选择性地配置以提供、启用、停用或类似地操作相应元件之间的电连接。非限制性实例配电总线连接或断开连接可借助于切换、总线联络逻辑或被配置成启用或禁用总线下游的电气负载的通电的任何其它接头来启用或操作。

如本文中所使用，“系统”或“控制器模块”可包括至少一个处理器和存储器。存储器的非限制性实例可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器或一个或多个不同类型的便携式电子存储器(例如磁盘、DVD、CD-ROM等)，或这些类型的存储器的任何合适组合。处理器可以配置成运行任何合适的程序或可执行指令，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、计算等等以实现或达到本文中描述的技术操作或操作。

示范性附图仅仅是出于说明的目的，且本发明的附图中反映的尺寸、位置、次序和相对大小可变化。

如图1中所说明，飞行器10展示具有至少一个燃气涡轮发动机，其展示为左发动机系统12和右发动机系统14。或者，电力系统可具有更少或额外的发动机系统。左发动机系统12和右发动机系统14可大体上相同，且可进一步包括至少一个电源，例如，第一电机或发电机18。左发动机系统12和右发动机系统14可进一步包括另一电源，例如，第二电机或发电机19。可包括本发明的非限制性方面，其中，举例来说，第一发电机18为主电源，且第二发电机为次、备份或冗余电源。飞行器进一步被示为具有一组耗电部件或电负载20，例如，致动器负载、飞行关键负载(flight critical loads)和非飞行关键负载。

电气负载20经由配电系统而与发电机18、19中的至少一个电耦合，所述配电系统包括例如输电线21或母排线以及配电节点16。应了解，图1的本发明的所说明的方面仅是配电系统的一个非限制性实例，且本发明涵盖除所示出之外的许多其它可能的方面和配置。此外，图1中所描绘的各种部件的数目和设置同样是与本发明相关联的方面的非限制性实例。

在飞行器10中，操作中的左发动机系统12和右发动机系统14提供机械能，其通常可经由卷轴提取以为发电机组18、19提供驱动力。发电机组18、19又产生例如AC或DC电力的电力，且将产生的电力提供到遍及飞行器10定位的输电线21，所述输电线将电力传递到电气负载20。在本发明的一个非限制性方面中，发电机组18、19中的至少一个可包括被配置或选择成产生AC电力的可变频率发电机。

实例配电管理功能可包括但不限于取决于例如可用配电供应、电气负载20功能性的关键性或例如起飞、巡航或地面操作的飞行器操作模式来选择性地启用或停用到特定电负载20的电力传递。也可包括额外管理功能。此外，可包括例如应急电源、冲压空气涡轮机系统、发电机、辅助动力单元(APU)、电池等等的用于将电力提供到电负载20的额外电源，且所述额外电源可替代电源。

实例配电管理功能可包括但不限于取决于例如可用配电供应、电气负载20功能的关键性或例如起飞、巡航或地面操作的飞行器操作模式借助于可操作连接来选择性地启用或停用到特定电气负载20的电力传递。在发电的应急或不适当周期期间，包括但不限于发动机或发电机故障，可操作、启用或连接至少一个额外电源以用于将电力提供到电气负载20。可包括额外管理功能。

应理解，虽然在图1的飞行器环境中展示本发明的各方面，但是本发明不受此限制，且一般应用到例如其它移动应用和非移动工业、商业和住宅应用的电力系统。举例来说，虽然此描述是针对飞行器中的电力系统架构，但本发明的方面可进一步可适用于在例如起飞、着陆或巡航飞行操作的另外的非应急操作中提供电力、补充电力、应急电力、必要电力等等。应理解，本发明的说明的方面只是飞行器10的一个非限制性实例，并且除了所展示的方面和配置外的许多其它可能的方面和配置也被本公开所预料。

此外，图1中所描绘的各种部件的数目和设置同样是与本发明相关联的方面的非限制性实例。举例来说，虽然已经按飞行器的相对位置说明了各种部件(例如，在飞行器10的翼上的电负载20等)，但本公开的方面不限于此，且所述部件基于其示意性描绘而不受此限制。飞行器10的额外配置也被预见。

应了解，虽然本发明的一个方面示出在飞行器环境中，但本发明不限于此且一般应用到非飞行器，例如其它移动应用和非移动工业、商业和住宅应用中的电力系统。

图2图示用于具有多个发动机系统例如图1的左发动机系统12和右发动机系统14的飞行器的配电系统22的示意性框图。左发动机系统12和右发动机系统14可由电耦合23连接。配电系统22显示为还包括具有处理器25和存储器27的控制器模块24、显示为辅助动力单元(APU)26和外部接地电源30的一个或多个非发动机电源和汇流总线33，所述APU26具有辅助电力接触器(APC)28，外部接地电源30具有外部电力接触器(EPC)32，汇流总线33将左发动机系统12、右发动机系统14、APU26和外部接地电源30并联电连接。APC 28和EPC 32的每一个配置成将相应的APU 26和外部接地电源30耦合或连接至汇流总线33。除了或代替一个或多个APU 26和/或外部接地电源30之外，可设想附加电源。例如，紧急电池系统、正常操作电池或电池组系统、燃料电池系统和/或冲压空气涡轮系统可包括于配电系统22中，且可与汇流总线33以并联配置电耦合。

左发动机系统12显示为包括第一配电总线34、第二配电总线36、第一集成换流器控制器(ICC)38、第二ICC 40、能够产生AC或DC电的第一发电机18和能够产生AC或DC电的第二发电机19。第一配电总线36通过电耦合与至少一个电气负载20、汇流总线33、第二配电总线36和第一ICC 38连接，第一ICC 38又与第一发电机18电耦合。第二配电总线34通过电耦合与至少一个电气负载20和第二ICC 40连接，第二ICC 40又与第二发电机19电耦合。在图示的实施例中，发电机组18、19可适于或配置成产生AC电，AC电然后由相应的ICC 38、40转换或整流成DC电。在此意义上，一组配电总线34、36可以是DC配电总线。尽管描述了DC电压系统，但本公开的各方面可同样适用于AC电压系统、总线、发电机等等。在本公开的一个非限制性方面，配电总线34、36可配置成提供例如28VDC、270VDC、610VDC或者任何其它更高或更低的电压。

左发动机系统12还可包括定位在将第一配电总线34与汇流总线33连接的电耦合线路上的第一电力接触器46，使得第一电力接触器46在总线34和非发动机电源26、30之间，以及第二电力接触器48，其定位在将第一配电总线34与第二配电总线36连接的电耦合线路上。

左发动机系统12和右发动机系统14可基本上相同。因此，右发动机系统14显示为包括第三配电总线50、第四配电总线52、第三集成换流器控制器(ICC)54、第四ICC 56、能够产生AC或DC电的第三发电机(为与第二发电机19相似地显示)和能够产生AC或DC电的第四发电机(与第一发电机18相似地显示)。第三配电总线50通过电耦合与至少一个电气负载20和第三ICC 54连接，第三ICC 54又与第三发电机19电耦合。第四配电总线52通过电耦合与至少一个电气负载20、汇流总线33、第三配电总线50和第四ICC 56连接，第四ICC 56又与第四发电机18电耦合。右发动机系统14的操作可基本上类似于左发动机系统12的操作，除非另有解释。

右发动机系统14还可包括定位在将第四配电总线52与汇流总线33连接的电耦合线路上的第三电力接触器62，使得第三电力接触器62在总线34和非发动机电源26、30之间；以及第四电力接触器64，其定位在将第三配电总线50与第四配电总线52连接的电耦合线路上。本公开的非限制性方面还可包括定位在将左发动机系统12的第二配电总线36与右发动机系统14的第三配电总线50连接的电耦合线路上的第五电力接触器66。因此，本公开的非限制性方面可以被包括，其中，例如汇流总线33、一组电力接触器46、48、62、64、66和配电总线34、36、50、52的组合配置限定环形总线配置74。图示的配电系统22只是包括一组电力接触器的电力系统或架构的一个非限制性实例。配电系统22的附加或替代性配置可使用或包括本文中描述的一组电力接触器的各方面。

如图示，这组电力接触器46、48、62、64、66的非限制性方面可被包括，其中，可包括一组固态开关，以响应于由控制器模块24或处理器25提供的控制信号可控地连接、传导、加电、传送或另外将相应的部件电耦合在一起。例如，在图示的一个非限制性方面，这组电力接触器46、48、62、64、66中的至少一个可包括两个电力开关，显示为背靠背配置的第一电力开关68或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和第二电力开关69或MOSFET。在图示的实例中，示出了栅极(G)端、源极(S)端和漏极(D)端。第一电力开关68或第二电力开关69的非限制性实例可包括但不限于碳化硅或氮化镓型的MOSFET等，以实现高功率和高速开关操作。在一个非限制性实例中，第一电力开关68和第二电力开关69可具有共同的栅极(G)端，栅极端例如可还与控制器模块24连接，且还可具有在开关68、69之间的共同的源极(S)端。

这组电力开关68、69的背靠背配置给每个电力接触器46、48、62、64、66提供选择性的加电或导电模式以及选择性的断电或不导电模式。在加电模式期间，这组电力开关68、69被控制使得电力接触器46、48、62、64、66实现相应的两个配电总线(或根据配置任何两个部件)之间的电耦合。在断电模式期间，第一电力开关68和第二电力开关69被控制使得电力接触器46、48、62、64、66阻止例如相应的两个配电总线之间的电耦合。

本公开的非限制性方面可包括其中，例如，配电系统22的控制器模块24与每个电力接触器46、48、62、64、66，每个ICC 38、40、54、56，APC 28和EPC 32电连接或通信连接，使得控制器模块24可与每个前述部件双向通信并且能够控制每个前述部件。控制器模块24例如可独立地控制每个前述部件或者根据需要按组控制多个部件。

尽管示出了左发动机系统12和右发动机系统14，但设想了具有用于飞行器的更多发动机系统的替代性方面。每个发动机系统可与图示的那些基本上相同，且可以基本相似的方式操作。另外，尽管描述了发电机18、19，但设想了一个或多个发电机18、19可替代性地由起动机/发电机代替，用于提供左发动机系统12或右发动机系统14的起动功能。另外，设想了每个发动机系统12、14可具有更多或更少的发电机、ICC、配电总线等等的替代性方面。

在配电系统22操作期间，左发动机系统12和右发动机系统14的运行的燃气涡轮发动机提供由每个相应的第一发电机18和第二发电机19使用的机械功率以产生电力输出。每个发电机的电力输出例如可供应至相应的ICC 38、40、54、56，ICC 38、40、54、56中的每一个被控制器模块24控制以充当AC至DC整流器，提供受控的DC电力输出例如270VDC至每个相应的配电总线34、36、50、52，配电总线34、36、50、52用来为电气负载20供电。同样设想了配电系统22的AC方面。

配电总线34、36、50、52可通过每个配电总线34、36、50、52之间的多个选择性电耦合路径，另外供应电力至另一配电总线34、36、50、52或者从另一配电总线34、36、50、52接收电力。配电总线34、36、50、52之间的多个电耦合路径中的每一个可由控制器模块24控制，以在正常总线开关操作期间，通过控制信号选择性对每个单独的或多个电力接触器46、48、62、64、66加电或断电。在此意义上，控制器模块24能够控制配电系统22以重新引导电力分配。

图3图示本文中描述的电力接触器46、48、62、64、66的示意图。可以包括电力接触器46、48、62、64、66的非限制性方面，电力接触器46、48、62、64、66可包括或并入物理形式为物理接触器器件的一组固态器件以执行电力开关操作。例如，图示的电力接触器46、48、62、64、66被布置或配置成机电接触器的形式100，仍包括固态开关元件。在此意义上，设想固态电力接触器46、48、62、64、66可以机电接触器形式100布置，因此在接收机电接触器的地方可互换地设置、替换或另外安装、布置等。与机电接触器相比，固态电力接触器46、48、62、64、66可以以基本相似的电力连接方面操作。然而，相比机电接触器，固态器件包括许多优点，这将在下面进行描述。

如所示的，固态电力接触器46、48、62、64、66可包括第一半圆形导电柱102和第二半圆形导电柱104，第一半圆形导电柱102和第二半圆形导电柱104例如通过导热但电绝缘的层108热安装到底板106。固态电力接触器46、48、62、64、66的非限制性方面可包括适于或使得固态电力接触器46、48、62、64、66与另一安装表面安装的配置。例如，如所示的，底板106可包括一组机械紧固件安装孔114，其适于接收机械紧固件以将固态电力接触器46、48、62、64、66安装到飞行器等。在一个非限制性实例中，导热绝缘层108可包括陶瓷等。

在一个非限制性方面，这组半圆形导电柱102、104可布置成相互电绝缘，每个相应柱102、104的“背面”或平整侧面对另一柱102、104的平整侧。相应柱102、104之间的间隔可限定柱102、104之间的间隙116。第一导电柱102可包括第一连接接口110，第一连接接口110配置成、适于及类似方式与第一端子电连接，第一端子例如母线、配电总线等。类似地，第二导电柱104可包括第二连接接口112，第二连接接口112配置成、适于及类似方式与第二端子电连接，第二端子例如母线、配电总线等。在此意义上，固态电力接触器46、48、62、64、66可选择性地将第一端子与第二端子连接。

固态电力接触器46、48、62、64、66还可包括至少部分地覆盖第一导电柱102和第二导电柱104的一部分的柔性电力覆盖物120。在柔性电力覆盖物120在至少部分地弯曲以匹配、对应于、对准(或类似操作)下面的物理结构的意义上讲或其轮廓的意义上讲，柔性电力覆盖物120可以是柔性的或者半柔性的。在图示的实例中，柔性电力覆盖物120可配置成或布置成匹配第一导电柱102或第二导电柱104中至少一个的半圆形或圆形面。

柔性电力覆盖物120的非限制性方面可包括具有第一表面的柔性背板121，第一表面显示为外部表面122，“外部”是与第一导电柱102或第二导电柱104相对或从第一导电柱102或第二导电柱104径向面向外的表面。柔性电力覆盖物120还可包括第二表面，第二表面显示内部表面124，“内部”是与第一导电柱102或第二导电柱104邻近的表面或者朝第一导电柱102或第二导电柱104径向面向内的表面。在图示的实例中，柔性背板121以虚点划线显示，使得可以观察布置在柔性电力覆盖物120的内部表面124上的一组电气元件。

如所示的，柔性电力覆盖物120的内部表面124可包括并支撑许多个电气元件，这些电气元件与第一导电柱102或第二导电柱104对准或对应。例如，柔性电力覆盖物120的内部表面124可支撑被对准或覆盖第一导电柱102的电气元件，包括但不限于第一组栅极端子130、第一组栅极电阻器132、第一开关133，类似于第一电力开关68并包括第一组或第一阵列的MOSFET 134等。第一开关133可包括径向并联配置的第一组或第一阵列的MOSFET 134，使得第一组MOSFET 134的外表面(相对于柱102)是与柔性背板121导电关联或连接的源极端子，使得第一组MOSFET 134的内表面(邻近柱102)是导电接触第一导电柱102的漏极端子。如本文中描述的，柔性背板121的至少一个连续部分可以是导电部分。在此意义上，外部表面122、内部表面124或其之间的层中的至少一个可以是导电的。

在另一实例中，柔性电力覆盖物120的内部表面124可支撑被对准或覆盖第二导电柱104的电气元件，包括但不限于第二组栅极端子140、第二组栅极电阻器142、第二开关135，类似于第二电力开关69并包括第二组或第二阵列的MOSFET 136等。第二开关135可包括径向并联配置的第二组或第二阵列的MOSFET 136，使得第二组MOSFET 136的外表面(相对于柱104)是与柔性背板121导电连接的源极端子，且使得第二组MOSFET 136的内表面(邻近柱104)是导电接触第二导电柱104的漏极端子。

本公开的非限制性方面可被包括，其中，柔性电力覆盖物120与电力接触器46、48、62、64、66布置或连接在一起，使得一组MOSFET 134、136一致地或可靠地与相应的导电柱102、104导电接触。在此意义上，柔性电力覆盖物120可通过任何连接或紧固机构与电力接触器46、48、62、64、66连接，所述连接或紧固机构包括但不限于焊料、粘合剂、机械带、机械紧固件等或其组合。另外，柔性电力覆盖物120的非限制性方面可被包括，其中，柔性电力覆盖物120只覆盖导电柱102、104的一部分。

一组栅极端子130、140可与控制器模块24或处理器25通信连接或导电连接，且可以例如与相应组的栅极电阻器132、142结合，并响应于来自控制器模块24或处理器25的指令或控制信号，在柔性背板和导电柱102、104之间选择性传导电流或功率。在此意义上，当可控地操作以传导电流时，一组MOSFET 134、136作为闭合开关操作以例如将在第一接口110接收的电力通过第一导电柱102、通过第一组MOSFET 134的内表面传导到在第一组MOSFET 134的外表面处的柔性背板121的导电部分。柔性背板121还在固态电力接触器46、48、62、64、66的至少圆周周围传导电力到第二组MOSFET 136的外表面，通过第二组MOSFET136的内表面(例如漏极端子)传导到第二导电柱104，其中，电力可通过第二导电柱104传导到第二接口112。在此意义上，固态电力接触器46、48、62、64、66可如机电接触器一样高效地操作。

图4图示基本上为平面布置的图3的柔性电力覆盖物220的另一非限制性实例的透视图，以清楚地显示装置的各方面。如所示的，柔性电力覆盖物220的各方面可包括基本上平面的结构，其是柔性的以匹配下层物理结构，如图3所示的。例如，如所示的，柔性电力覆盖物220的第一部分150和第一组MOSFET 134可设置成覆盖第一导电柱102。同样，柔性电力覆盖物220的第二部分152和第二组MOSFET 136可设置成覆盖第二导电柱104。第一部分150和第二部分152可包括连接“桥”部分158，连接“桥”部分158还可将第一部分150与第二部分152导电连接。图4还图示如本文中描述的外部表面122，相应组的栅极端子130和源极端子140以及与相应的第一部分150和第二部分152对应的导电线或迹线154、156的非限制性实例布置或配置。

图5示出了图4的柔性电力覆盖物220的非限制性实例的相对表面的透视图。如图所示，柔性电力覆盖物220的内部表面124支撑与第一部分150和第二部分152对应的几组MOSFET 134、136以及几组栅极电阻器132、142(未示出)、几组栅极端子130、140(示意性显示与相应的MOSFET 134、136连接)等。尽管图5图示了示意性与几组栅极端子130、140连接的几组MOSFET 134、136，但本公开的非限制性方面可被包括，其中，电互连(例如除了几组MOSFET 134、136的漏极端子之外)通过外部表面122或者例如通过多层柔性电力覆盖物120、220内的导电连接来连接。图5还示意性图示相应的栅极端子130、140与控制器模块24或处理器25的通信连接或导电连接。

本发明涵盖除了上图中所示出的方面和配置之外的许多其它可能的方面和配置。例如，固态电力接触器的配置可被包括，其中，底部、导电柱或电力覆盖物中的至少一个配置或布置成匹配或与另一物理机电接触器形式对应，使得所描述的固态电力接触器可代替机电接触器形式，或者在本会占用机电接触器形式的相同物理空间互换地安装。另外，本公开的各方面可包括其中，例如包括的MOSFET 134、136的数目或柔性电力覆盖物120、220的配置可至少部分地基于对于固态电力接触器46、48、62、64、66的预期功率额定值。例如，较高功率额定值可包括用于电流分担目的的另外的MOSFET 134、136。另外，在操作期间由MOSFET 134、136产生的热可通过导电柱102、104并经由相应的接口110、112或者通过导热绝缘层108从MOSFET 134、136去除或热传导到底板106。在又一方面，间隙116可用控制电路、控制器模块24等或者用介电绝缘体填充或占据。

本文中公开的各方面提供了具有固态电力接触器的配电系统。技术效果是上述的各方面使得具有固态器件益处的配电系统能够双向切换。当要求电路中与高电流负载、高电压(例如270伏直流)或其组合物理连接和断开物理耦合时，常规的机电接触器具有有限的寿命。常规机电接触器的故障可包括由于电弧触头变成焊接闭合，从而降低配电系统的总体可靠性。

在本公开的上述方面可实现的一个优点是上述的各方面具有优异的导电性质以及与固态器件关联的开关操作。例如，固态器件可以是灵活关联、对准、形成或配合到任何数目的空间或几何形状配置中，使其基本上呈现所需的接触器的形式。这使得可创建和实施一组固态接触器，其可安装或以与传统飞行器上的现有或常规的机电设计相同形式电互换，并以实际相似的方式操作。因此，上述的各方面可包括以与常规机电电力接触器基本上相同或较小的物理外形(例如形状、配置、布置、轮廓、尺寸等等)的固态电力接触器。另外，通过控制器模块，固态接触器的各方面可以可控的“软起动”、可编程电流极限等等有效地操作，使得固态电力接触器可控制或降低高涌入电流。而且，本公开的各方面可同样应用于交流或直流电力系统配置中。

在上述各方面可以实现的另一优点是多个可选择的配电路径提供了可靠的配电系统，该配电系统具有对一种或多种电气故障的提高的免疫，降低局部或整个飞行器电气故障的可能性。上述各方面的再一优点是由固态器件耦合和去耦合DC配电总线的操作提供了提高的可靠性，原因是没有机械元件部分，因此降低配电系统中机械故障的可能性。上述各方面的又一优点是本公开提供了具有高速开关操作的配电系统，配电系统提供故障的检测，所述故障的清除或交替传导(alternate routing)。

当设计飞行器部件时，所要解决的重要因素是大小、重量和可靠性。上述的配电系统具有降低数目的部件，因为系统能够提供调整的电力分配，使得整个系统内在地更加可靠。这产生重量更低、尺寸更小、性能提升且可靠性提高的系统。较少数目个部件和减少的维护将使得产品成本和操作成本降低。在飞行期间，重量和大小的减小与竞争性优点相关。

在尚未描述的程度上，各个方面的不同特征和结构可根据需要相互结合使用。一个特征不能在所有方面中说明并不意味着被解释为它不能被包括，而是为了简化描述才未说明。因此，不同方面的各种特征可根据需要混合和匹配来形成本公开的新的方面，而不论新方面是否被明确地描述。本发明涵盖本文所描述的特征的所有组合或排列。

本书面描述使用实例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使所属领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明的可获专利范围由所附权利要求限定，且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例具有并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么它们在权利要求书的既定范围内。

Claims (10)

1.一种电力接触器，包括：

第一导电端子；

第二导电端子；

柔性电力覆盖物，所述柔性电力覆盖物包括：

导电背板；

第一固态开关，所述第一固态开关具有与所述导电背板连接的第一源极端子和与所述第一导电端子连接的第一漏极端子；以及

第二固态开关，所述第二固态开关具有与所述导电背板连接的第二源极端子和与所述第二导电端子连接的第二漏极端子；以及

控制器模块，所述控制器模块配置成选择性操作所述第一固态开关和所述第二固态开关以实现所述第一导电端子和所述第二导电端子之间的导电通信；

其中，所述电力接触器形式适于与常规的机电接触器物理互换。

2.根据权利要求1所述的电力接触器，其中，所述第一导电端子与第一配电总线连接，且所述第二导电端子与第二配电总线连接。

3.根据权利要求1所述的电力接触器，其中，所述第一导电端子或所述第二导电端子中的至少一个是半圆形柱。

4.根据权利要求3所述的电力接触器，其中，所述柔性电力覆盖物是基本上平整的结构。

5.根据权利要求4所述的电力接触器，其中，所述柔性电力覆盖物具有第一表面和第二相对表面。

6.根据权利要求5所述的电力接触器，其中，所述第一表面邻接所述第一固态开关和所述第二固态开关。

7.根据权利要求6所述的电力接触器，其中，所述柔性电力覆盖物缠绕在所述第一导电端子的至少外表面部分和所述第二导电端子的至少外表面部分上。

8.根据权利要求3所述的电力接触器，其中，所述第一导电端子和所述第二导电端子是各自具有至少一个平整表面的半圆形柱，且所述第一半圆形柱和所述第二半圆形柱布置有相互邻近的相应的平整表面。

9.根据权利要求8所述的电力接触器，其中，所述第一半圆形柱和所述第二半圆形柱由间隙间隔开。

10.一种用于配电系统的固态电力接触器，包括

第一接触器端子；

第二接触器端子；

柔性电力覆盖物，所述柔性电力覆盖物适于符合所述第一接触器端子和所述第二接触器端子，并支撑选择性连接所述第一接触器端子和所述第二接触器端子的一组固态开关；以及

控制器模块，所述控制器模块配置成选择性操作所述一组固态开关以将所述第一接触器端子与所述第二接触器端子电连接；

其中，所述电力接触器的形式适于在空间上等于或小于常规的机电接触器。