CN109842161B - 配电节点及其编程组件、及关联永久标识的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了配电节点及其编程组件、以及关联永久标识的方法，所述配电节点包括：节点通信输入端口和节点通信输出端口；第一电力控制器，所述第一电力控制器具有第一可开关元件和被配置为操作第一可开关元件的第一控制器模块，所述第一控制器模块具有第一通信输入端口和第一通信输出端口，其中该第一通信输入端口与节点通信输入端口连接；以及第二电力控制器，所述第二电力控制器具有第二可开关元件。
Description
技术领域
本公开主题涉及用于飞行器的配电系统或配电节点、配电节点编程组件、以及将永久标识与一组电力开关相关联的方法。
背景技术
电力系统，诸如飞行器配电系统中配置的电力系统使用发电系统或电源例如发电机来发电，以为飞行器的系统和子系统供电。当电力穿过电气母线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，配电节点可进一步提供升压或降压功率转换、直流(DC)到交流(AC)功率转换或AC到DC功率转换，或者开关操作以选择性地启用或禁用向特定电气负载输送电力，这取决于例如可用的配电供应、电力负载功能的临界状态或飞行器的操作模式，诸如起飞、巡航或地面操作。在一些配置中，配电节点可包括设置在印刷电路板上的电力部件。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种配电节点，所述配电节点包括：节点通信输入端口和节点通信输出端口；第一电力控制器，所述第一电力控制器具有第一可开关元件和被配置为操作第一可开关元件的第一控制器模块，所述第一控制器模块具有与节点通信输入端口连接的第一通信输入端口和第一通信输出端口；和第二电力控制器，所述第二电力控制器具有第二可开关元件和被配置为操作第二可开关元件的第二控制器模块，所述第二控制器模块具有与第一通信输出端口连接的第二通信输入端口和与节点通信输出端口连接的第二通信输出端口。第一电力控制器和第二电力控制器被调适为通过在节点通信输入端口处可接收并由第一电力控制器和第二电力控制器顺序接收的可发送数据信号用永久标识来标识。
在另一方面，本公开涉及一种将永久标识与一组电力开关相关联的方法，所述方法包括：A)接收标识数据信号到配电节点的通信输入端，所述配电节点包括所述组电力开关和以通信序列布置的相应一组控制器模块；B)将标识数据信号供应到所述组控制器模块中的一个控制器模块；C)用唯一标识永久地标识所述组控制器模块中的一个控制器模块；和D)在通信序列中的所述组控制器模块中的下一个控制器模块中顺序地重复步骤B)和C)。
在又一方面，本公开涉及一种配电节点编程组件，所述配电节点编程组件包括：节点通信输入端口和节点通信输出端口；配电节点，所述配电节点具有一组电力控制器，每个电力控制器包括具有通信输入端口和通信输出端口的开关控制器模块，其中所述组电力控制器被顺序布置以使得节点通信输入端口与顺序布置的开关控制器模块中的第一个开关控制器模块连接，并且每个连续的开关控制器模块输入通信输入端口与前一个开关控制器模块的通信输出端口连接，并且其中顺序布置的开关控制器模块中的最后一个开关控制器模块的通信输出端口与节点通信输出端口连接；和编程控制器模块，所述编程控制器模块被配置为产生供应到节点通信输入端口的编程数据信号，其中所述编程数据信号被配置为用永久标识顺序地标识所述组电力控制器中的每一个电力控制器。
技术方案1.一种配电节点，其包括：
节点通信输入端口和节点通信输出端口；
第一电力控制器，所述第一电力控制器具有第一可开关元件和被配置为操作所述第一可开关元件的第一控制器模块，所述第一控制器模块具有第一通信输入端口和第一通信输出端口，所述第一通信输入端口与所述节点通信输入端口连接；和
第二电力控制器，所述第二电力控制器具有第二可开关元件和被配置为操作所述第二可开关元件的第二控制器模块，所述第二控制器模块具有与所述第一通信输出端口连接的第二通信输入端口和与所述节点通信输出端口连接的第二通信输出端口；
其中所述第一电力控制器和所述第二电力控制器被调适为通过在所述节点通信输入端口处可接收并且由所述第一电力控制器和所述第二电力控制器按顺序接收的可发送数据信号用永久标识来标识。
技术方案2.根据技术方案1所述的配电节点，进一步包括一组电力控制器，所述一组电力控制器具有相应一组通信输入端口和通信输出端口，并且所述一组电力控制器通过将电力控制器的相应通信输出端口连接到相邻电力控制器的相应通信输入端口来按顺序布置。
技术方案3.根据技术方案2所述的配电节点，其中所述一组按顺序布置的电力控制器中的最后一个电力控制器的所述通信输出端口与所述节点通信输出端口连接。
技术方案4.根据技术方案2或3所述的配电节点，其中所述一组电力控制器以菊花链顺序布置。
技术方案5.根据技术方案1所述的配电节点，其中所述第一电力控制器或所述第二电力控制器中的至少一个包括固态电力控制器。
技术方案6.根据技术方案1所述的配电节点，进一步包括通信数据总线，所述通信数据总线与所述第一电力控制器和所述第二电力控制器连接，并被调适为接收配电节点指令信号。
技术方案7.根据技术方案6所述的配电节点，其中所述第一电力控制器和所述第二电力控制器可通过所述永久标识经由指令信号寻址。
技术方案8.根据技术方案1所述的配电节点，其中所述可发送数据信号包括与所述永久标识相关的唯一标识值。
技术方案9.根据技术方案8所述的配电节点，其中在后续发送所述数据信号之前，所述唯一标识值通过所述第一电力控制器或所述第二电力控制器中的至少一个递增。
技术方案10.根据技术方案1所述的配电节点，其中所述永久标识对于所述配电节点是唯一的。
技术方案11.根据技术方案1所述的配电节点，其中所述第一电力控制器进一步包括与所述第二通信输出端口连接的第三通信输入端口和与所述节点通信输出端口连接的第三通信输出端口。
技术方案12.根据技术方案11所述的配电节点，其中该组通信端口被布置成使得可在所述节点通信输入端口处接收的所述可发送信号按顺序被所述第一电力控制器、第二电力控制器接收，然后返回到所述第一电力控制器，从而可借此传输到所述节点通信输出端口。
技术方案13.一种将永久标识与一组电力开关相关联的方法，所述方法包括：
A)接收标识数据信号到配电节点的通信输入端，所述配电节点包括所述一组电力开关和按通信序列布置的相应一组控制器模块；
B)将标识数据信号供应到所述一组控制器模块中的一个控制器模块；
C)用唯一标识永久地标识所述一组控制器模块中的所述一个控制器模块；和
D)在所述通信序列中的所述一组控制器模块中的下一个控制器模块中按顺序地重复步骤B)和C)。
技术方案14.根据技术方案13所述的方法，进一步包括在永久地标识所述一组控制器模块中的所述下一个控制器模块之前迭代所述标识数据信号。
技术方案15.根据技术方案14所述的方法，其中所述标识数据信号用于产生所述唯一标识。
技术方案16.根据技术方案13至15中任一项所述的方法，其中，在完成重复之后，通过共用通信总线进一步编程所述一组电力开关，通过它们各自的唯一标识寻址所述一组电力开关。
技术方案17.一种配电节点编程组件，其包括：
节点通信输入端口和节点通信输出端口；
配电节点，所述配电节点具有一组电力控制器，每个电力控制器包括具有通信输入端口和通信输出端口的开关控制器模块，其中所述一组电力控制器按顺序布置，使得所述节点通信输入端口与所述按顺序布置的开关控制器模块中的第一个开关控制器模块连接，并且每个连续开关控制器模块输入通信输入端口与所述前一个开关控制器模块的所述通信输出端口连接，并且其中所述按顺序布置的开关控制器模块中的最后一个开关控制器模块的所述通信输出端口与所述节点通信输出端口连接；和
编程控制器模块，所述编程控制器模块被配置为产生供应到所述节点通信输入端口的编程数据信号，其中所述编程数据信号被配置为用永久标识按顺序地标识所述一组电力控制器中的每一个电力控制器。
技术方案18.根据技术方案17所述的配电节点编程组件，其中所述编程数据信号包括与所述永久标识相关的唯一标识值。
技术方案19.根据技术方案18所述的配电节点编程组件，其中在用永久标识标识所述一组电力控制器的所述按顺序的下一个电力控制器之前，迭代所述唯一标识值。
技术方案20.根据技术方案17至19中的任一项所述的配电节点编程组件，其中所述永久标识对于所述配电节点是唯一的。
附图说明
在附图中：
图1是根据本说明书所述的多个方面的飞行器和配电系统的俯视示意图。
图2是根据本说明书所述的多个方面的图1的配电节点的示例性示意图。
图3是根据本说明书所述的多个方面的用于图2的配电节点的编程电路的示例性示意图。
图4是根据本说明书所述的多个方面的图1的配电系统的示例性示意图。
图5是根据本说明书所述的多个方面的图1的配电节点的另一示例性示意图。
图6是示出根据本说明书所述的多个方面的将永久标识与一组电力开关相关联的方法的示例流程图。
图7是示出根据本说明书所述的多个方面的在配电系统中初始化一组电力开关的方法的示例流程图。
具体实施方式
本公开所描述的方面涉及用于飞行器的配电系统或配电节点，所述配电系统或配电节点允许从涡轮发动机，诸如燃气涡轮发动机驱动的发电机，产生和分配电力到飞行器的电气负载。应将理解，虽然本公开的各方面在飞行器环境的现场使用中示出或旨在用于飞行器环境的现场使用，但是本发明不限于此，并且一般适用于非飞行器应用中的电力系统，诸如其他移动应用和非移动工业、商业和住宅应用。例如，虽然本说明书针对飞行器中的电力系统架构，但是本发明的多个方面可进一步适用于在原本非紧急操作中提供电力、补充电力、应急电力、基本电力等，诸如在起飞、着陆或巡航飞行操作中。
此外，应将理解，本公开的各方面可用于任何电子系统，并且具有一般应用，其中通过数据网络连接多个较小的电路区块，其中较小的电路区块提供有用的功能，并且如本说明书所描述的，可对其进行编程、初始化等。应将理解，本公开所示出的方面仅是飞行器的一个非限制性示例，并且除了所示出的之外，本公开还预期存在许多其他可能的方面和配置。可适用于本公开的方面的非限制性环境可包括汽车、船舶、家庭住宅、工厂、语音识别、温度测量、机器人机器控制或操作，或包括控制器模块或微控制器的任何其他系统或空间，所述控制器模块或微控制器起由其电气位置确定的特定作用，并且必须为该方位或位置分配适当的网络地址以进行数据通信。此外，虽然关于单个控制器模块或微控制器描述了本公开的各方面，但是本公开同等适用于具有一组控制器模块以执行特定角色或功能的环境。例如，单个控制器模块可具有数量为零、一或大于一的微控制器或控制器模块的子集，并且其中控制器模块的子集可用于编程、标识、寻址等，如本说明书所描述的。
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。
同样如本说明书所用，虽然传感器可以被描述为“感测”或“测量”相应值，但是感测或测量可以包括确定指示相应值或与之相关的值，而非直接感测或测量该值本身。感测值或测量值可进一步提供给其他部件。例如，该值可以被提供到控制器模块或处理器，并且控制器模块或处理器可对该值执行处理以确定表示所述值的代表值或电特性。此外，尽管本说明书中可使用诸如“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。
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，连接性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成固定关系。在非限制性示例中，连接或断开可被选择性地配置成提供、启用、禁用各个元件之间的电连接等。在非限制性示例中，连接或断开可被选择性地配置成提供、启用、禁用各个元件之间的电连接等。非限制性示例配电总线的连接或断开可通过开关、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，诸如磁盘、DVD、CD-ROM等，或者这些类型存储器的任何适当组合。处理器可被配置成运行被设计成进行各种方法、功能、处理任务、计算等的任何合适的程序或可执行指令，以允许或实现本说明书所描述的技术操作或操作。该程序可包括计算机程序产品，所述产品可包括其上携带或具有机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。所述机器可读介质可以是可由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。通常，所述计算机程序可包括具有执行特定任务或实现特定抽象数据类型的技术效果的例程、程序、对象、组件、数据结构、算法等。
而且，本说明书中所用的可控开关元件或“开关”是能够控制以在第一操作模式和第二操作模式之间切换的电气装置，其中在所述第一操作模式下，所述开关“闭合”以将电流从开关输入输送到开关输出，而在所述第二操作模式下，所述开关“断开”以避免开关输入与开关输出之间发生电流输送。在非限制性示例中，诸如由可控开关元件启用或禁用的连接的连接或断开可被选择性地配置成提供、启用、禁用各个元件之间的电连接等。
本公开的各方面可在具有开关的任何电路环境中实现。A可包括本公开的方面的电路环境的非限制性示例可包括飞机电力系统架构，所述飞机电力系统架构能够从涡轮发动机的至少一个转轴，优选燃气涡轮发动机产生电力，并且经由诸如固态电力控制器(SSPC)开关装置的至少一个固态开关向一组电气负载输送电力。SSPC的一个非限制性示例可包括基于碳化硅(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。可包括其他开关装置或其他硅基电力开关。
示例性附图仅用于说明目的，相关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，并且可以进一步包括至少一个电源，诸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，诸如第二电机或发电机19。可包括本公开的非限制性方面，其中，例如，第一发电机18是主电源，并且第二发电机是辅助、备用或冗余电源。所述飞行器进一步图示成具有一组耗电部件或电气负载20，例如致动器负载、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、19电连接，所述配电系统包括例如输电线21或母线以及配电节点16。应将理解，图1所示的本公开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，本公开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公开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，以为该组发电机18、19提供驱动力。发电机18、19进而产生电力，诸如AC或DC电力，并且将所产生的电力提供给输电线21，所述输电线将电力输送到遍布整个飞行器10各处的电气负载20。在本公开的一个非限制性方面，该组发电机18、19中的至少一个发电机可包括被配置或选择以产生AC电力的可变频率发电机。
示例性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功能的临界状态或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。可包括额外的管理功能。此外，可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、发电机、辅助电力单元(APU)、电池等，并且额外电源可替代所述电源。
示例性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功能的临界状态或飞行器操作模式例如起飞、巡航或地面操作通过可操作的连接来选择性地启用或禁用向特定电气负载20的电力输送。在发电的紧急或不充分操作期间，包括但不限于在发动机或发电机故障期间，可操作、启用或连接至少一个额外的电源，以向电气负载20供电。可包括额外的管理功能。
此外，图1所示各种部件的数量和布置也是与本公开相关方面的非限制性示例。另外，虽然已经用飞行器的相对位置来说明各种部件(例如，飞行器10的机翼上的电气负载20等)，但是本公开的各方面不限于此，并且部件不限于示意性描绘。也设想了其他飞行器10配置。
图2示出了配电节点30的一个非限制性示例。配电节点30可包括一组可开关元件，诸如SSPC，图示为第一SSPC 32、第二SSPC 34和第三SSPC 36。第一SSPC 32可包括相应第一控制器模块38，所述第一控制器模块具有处理器39和存储器41，以及与第一控制器模块38通信连接的可选第一电力开关40。类似于第一SSPC 32，第二SSPC 34可包括与第二电力开关44通信连接的第二控制器模块42(例如，基本上类似于第一控制器模块38)，并且第三SSPC 36可包括与第三电力开关48通信连接的第三控制器模块46(例如，基本上类似于第一控制器模块38)。
配电节点30可布置、配置等，以具有与每个相应电力开关40、44、48连接的共用电力输入52，并且其中配电节点30可包括与每个相应电力开关40、44、48连接的一组唯一电力输出50。在配电操作期间，相应SSPC 32、34、36的控制器模块38、42、46可以可控制地操作或启用相应电力开关40、44、48的开关，以将电力输出50与共用电力输入52连接或断开连接。在这个意义上，配电节点30可通过执行一组开关指令或由相应控制器模块38、42、46或另一控制部件操作的控制器来可操作地或有效地操作以向与配电节点30的该组电力输出连接的一组或一子组电气负载供能或供电。
可包括配电节点30的非限制性方面，其中，例如，每个相应SSPC 32、34、36或控制器模块38、42、46与共用通信总线输入54通信连接。例如，第一SSPC 32可包括第一通信连接56，第二SSPC 34可包括第二通信连接58，并且第三SSPC 36可包括第三通信连接60，其中每个通信连接与配电节点30的共用通信总线输入54连接。在本公开的一个非限制性方面，共用通信总线可包括控制器区域网络(CAN)总线或RS-485，但是可设想附加的通信总线或通信连接。在本公开的一个非限制性方面，配电节点30可接收从控制器模块(未示出)传送的控制指令，用于配电节点30的操作。例如，在共用通信总线输入54处接收的控制指令可包括由相应SSPC 32、34、36的每个相应通信连接56、58、60或控制器模块38、42、46同等接收的广播类型指令，并且其中广播可包括寻址方案，使得仅所欲SSPC 32、34、36操作、响应或执行期望的指令。本公开的非限制性方面可包括任何前述或进一步描述的通信总线、端口、连接器等中的单向或双向通信。可包括本公开的其他非限制性方面，其中该组SSPC 32、34、36根据需要在设计或性能(例如，电流额定值、电气特性等)上基本相似，或不相似(例如，第一SSPC 32包括电流额定值为25安培，而第二SSPC 34和第三SSPC 36每一个包括电流额定值为50安培)。
配电节点30的非限制性方面可进一步包括专用数据输入端口62和专用数据输出端口68。本说明书所用的“专用”数据可包括被调适或配置为接收补充数据、非操作数据(例如，与共用通信总线输入54不同的数据)或其组合的端口，用于配电节点30的开关操作。例如，专用数据可包括但不限于编程数据、标识数据、初始化数据、通电或“启动”数据等。在一个非限制性示例中，专用数据端口62、68可被配置、调整或布置为根据串行总线或通用异步接收器/发送器(UART)端口或协议操作。设想了附加或替代端口类型或协议。
可包括本公开的其他非限制性方面，其中每个相应SSPC 32、34、36可包括相应SSPC专用数据输入端口64和SSPC专用数据输出端口66。在本发明的另一个非限制性方面，相应SSPC 32、34、36可通过相应专用数据端口62、64、66、68以串联或线性类型布置来布置、连接等。例如，第一SSPC 32的SSPC专用数据输入端口64可与配电节点30的专用数据输入端口62连接。第一SSPC 32的SSPC专用数据输出端口66可进一步与第二SSPC 34的SSPC专用数据输入端口64连接。第二SSPC 34的SSPC专用数据输出端口66可进一步与下一顺序SSPC的SSPC专用数据输入端口64连接。最终或最后顺序SSPC专用数据输出端口66可进一步与配电节点30的专用数据输出端口68连接。在这个意义上，该组SSPC 32、34、36可经由专用数据端口62、64、66、68以连续“菊花链”来连接或以线性或顺序“菊花链”布置来排列。
虽然示出了三个SSPC 32、34、36，但是配电节点30的非限制性方面可包括任何数量的可开关元件。
现在转到图3，示出了用于编程配电节点30的操作的示例性测试或编程电路72。在一个非限制性方面，可以应用编程电路72，或者配电节点30的编程操作可在制造期间发生，或在配电节点30安装在预期的操作环境诸如飞行器中之前发生。如图所示，编程电路72可包括编程模块74，进一步包含测试或编程电源82和具有处理器86和存储器87的测试或编程控制器模块84。
编程电源82可与电力总线78连接。编程控制器模块可进一步包括与通信总线76(诸如CAN总线)连接的编程通信连接92，以及编程模块专用数据输入端口94和编程模块专用数据输出端口96。编程模块专用数据端口94、96可进一步与专用数据总线80连接。如图所示，配电节点30可进一步通过共用通信总线输入54与通信总线76连接，通过共用电力输入52与电力总线78连接，并通过专用数据输入端口62(例如，与编程模块专用数据输出端口96连接)和专用数据输出端口68(例如，与编程模块专用数据输入端口94连接)与专用数据总线80连接。
编程模块74可进一步包括一组测试或编程数据90，例如存储在编程控制器模块84的存储器87中。示意性地示出，该组编程数据90可包括但不限于测试集ID值、模块计数值或其组合。在本公开的另一个非限制性方面，该组配电节点电力输出50可与一组测试负载98连接。
可包括本公开的非限制性方面，其中，例如，该组SSPC控制器模块38、42、46能够通过至少SSPC专用数据输入端口64来接收新代码或数据，并将代码或数据存储在存储器中，诸如控制器模块存储器41。可包括本公开的各方面，其中新代码或数据可包括唯一寻址信息或数据，诸如配电节点30中的相应SSPC 32、34、36的相对或物理位置。另外，可包括本公开的各方面，其中针对每个相应SSPC 32、34、36对唯一寻址信息或数据进行编程、“烧录”(burned-in)等仅一次。在这个意义上，每个SSPC 32、34、36可通过编程电路72或编程模块74操作接收与配电节点30相关的永久识别信息/永久性标识(permanentidentification)。
在编程操作期间，该组SSPC控制器模块38、42、46将准备好接收在编程模块的专用数据输出端口96处产生的专用数据，并经由专用数据总线80提供给配电节点30的专用数据输入端口62。随后，第一SSPC 32或第一控制器模块38将在SSPC专用数据输入端口从配电节点30的专用数据输入端口接收专用数据。专用数据可包括但不限于标识数据，诸如数字、数据序列等。出于示例目的，第一控制器模块38可接收指示或标识数字“0”的专用数据。
根据编程操作，第一控制器模块38可被配置为将标识号“0”可操作地递增到“1”，第一控制器模块38随后可将这个标识号永久地存储在存储器中作为标识数据，诸如“本地ID”值。随后，第一控制器模块38可被配置为将标识号“1”发送到通过专用数据端口64、66的线性布置串联布置的下一个SSPC 34。在所示的示例中，将包括标识号“1”的专用数据从第一SSPC 32的专用数据输出端口66发送到第二SSPC 34或第二控制器模块42的专用数据输入端口64。类似于第一控制器模块38的编程操作，第二控制器模块42可被配置为将标识号“1”可操作地递增到“2”，第二控制器模块42随后可将这个标识号永久地存储在存储器中作为标识数据，诸如“本地ID”值。随后，第二控制器模块42可被配置为将标识号“2”发送到通过专用数据端口64、66的线性布置串联布置的下一个SSPC 36，依此类推，直到该组SSPC32、34、36中的每一个SSPC已经接收和已经用唯一标识数据编程为止。在一系列SSPC 32、34、36的末端，最终SSPC专用数据输出端口66可经由配电节点专用数据输出端口68和专用数据总线80将标识号发送回编程模块74的专用数据输入端口94。
可包括本公开的非限制性方面，其中，例如，编程模块74或编程控制器模块84证实或验证返回的标识号、专用数据等是否符合配电节点30的预期编程或标识。另外或替代地，可包括本公开的非限制性方面，其中一旦该组SSPC 32、34、36已经用标识数据或专用数据编程，编程电路72、编程模块74等可进一步提供该组SSPC 32、34、36的编程或进一步配置，例如，通过通信总线76或共用通信总线输入54。在这个意义上，由于标识数据或专用数据，该组SSPC 32、34、36可通过进一步通信连接标识或寻址。在本公开的另一个非限制性方面，可包括编程电路72、编程模块74或编程控制器模块84的各方面，其中，例如，编程电路72可被配置为感测专用数据传输的“超时(timing out)”的故障，以确定配电节点30(或其上的SSPC)是否有缺陷。在本公开的又一个非限制性方面，上述过程可应用于修复的配电节点30，并在后续编程中重写任何存储的标识数据或专用数据。
本公开的非限制性方面可包括标识数据或专用数据中包括的附加信息或数据。例如，在一个非限制性示例中，标识数据或专用数据可进一步被编码或至少包括来自编程数据90的信息子集(例如，测试集ID、模块计数等)。在这个意义上，可进一步标识该组SSPC32、34、36，不仅在配电节点30内相对于彼此标识，而且用对所制造的每个SSPC唯一的唯一一组标识数据或专用数据(例如，世界上唯一的)。可包括任何数量的寻址方案以向每个SSPC提供唯一标识符、专用数据等。
图4示出了安装在配电系统101中的“原位”布置的一组配电节点30的示意性示例视图。如前所述，配电系统101可包括类似的输入、输出、总线等，因此，相同的部分将用相同数字增加100来标识，应理解，除非另有说明，否则相同部分或数字的描述适用于配电系统101。
如图所示，配电系统101可包括系统控制器102，包括系统控制器模块109。系统控制器模块109可包括处理器111和存储器113、通信连接192、专用数据输入端口194和专用数据输出端口196。专用数据端口194、196可与专用数据总线180连接，并且通信连接192可与通信总线176连接。可包括本公开的非限制性方面，其中电源106(诸如发电机)与电力总线178连接。在另一非限制性方面，系统控制器102、109可进一步与外部控制器模块108连接或响应于来自所述外部控制器模块的通信可控制，所述外部控制器模块具有处理器105和存储器107。在一个非限制性示例中，外部控制器模块108可控制配电系统101的整体方面，同时系统控制器102、109控制配电节点30的子集的各方面。
配电系统101的每个配电节点30可分别经由共用通信总线输入54与通信总线176连接、经由共用电力输入52与电力总线178连接以及经由专用数据输入和输出端口62、68与专用数据总线180连接。该组输出50中的每一个输出可与相应可供能电气负载连接，示意性地示为电阻器100。配电系统101的非限制性方面可假设该组SSPC32、34、36先前已用可寻址位置、标识信息或数据，或至少专用数据的子集进行编程，如关于图3所描述的。
图4的各方面可用于在配电系统101中引用、进一步编程、进一步标识等该组配电节点30、该组SSPC 32、34、36等。例如，在飞行器中，可使用数十或数百个配电节点30，或数百或数千个SSPC 32、34、36来选择性地激励电气负载。本说明书描述的方面可用于证实或验证该组SSPC 32、34、36或配电节点30，以及标识或提供类似的寻址。在一个非限制性示例中，证实、验证、标识、寻址等可在开启过程、启动过程、初始化过程、初始化过程等期间发生，或者在维护操作之后发生，诸如当更换或固定SSPC或配电节点时。
在一个非限制性方面，在相应开启过程、启动过程、初始化过程、初始化过程等期间，每个SSPC 32、34、36可被配置为在相应SSPC专用数据输入端口64处等待专用数据消息。系统控制器102或系统控制器模块109随后可在专用数据输出端口196处产生和发送专用数据消息，以经由专用数据总线180和专用数据输入端口62以菊花链式序列传送到第一SSPC32，如本说明书所说明的。在一个非限制性方面，专用数据消息可包括第一发现消息。例如，发现消息可以可操作地促使相应配电节点30将配电节点标识符或标识值(例如，示出“模块ID”)发出或发送到通信总线176上，随后可通过系统控制器102、109记录。应理解，可包括本公开的非限制性方面，其中，在事件序列中的这一点处，SSPC 32、34、36不一定已被分配单独的标签、地址、唯一标识符等(为了寻址目的)，这些可为经由通信总线176进行操作或功能消息传输所需。例如，可使用对所有SSPC 32、34、36、配电节点30、控制器模块或其组合“通用”的共用预分配地址或标签来发出或发送此初始或发现消息。通用地址或标签的这种使用可能不符合某些“正常”通信总线176数据协议，并且可限于此初始发现阶段。可包括发现消息的附加非限制性方面。
第一发现消息可通过该组SSPC 32、34、36的菊花链进行，直到序列中的最后一个将第一发现消息输出到配电节点30的专用数据输出端口68到下一个顺序配电节点30的专用数据输入端口62。随后，下一个顺序配电节点30将其自己的配电节点标识符或标识值广播到通信总线176上，随后由系统控制器102、109记录。此序列继续，直到配电系统101中的最后一个配电节点30将专用数据或第一发现消息返回到系统控制器102、109的专用数据输入端口194。
可包括本公开的各方面，其中，通过每个相应配电节点30的广播的排序是可控制的，使得或者确保配电节点30的广播在通信总线176上不重叠。
此时，系统控制器102、109现在具有用于该组连接的配电节点30的日志、列表、表格或数据。在非限制性示例中，系统控制器102、109可确定所连接的该组配电节点30的顺序，并且可将一个或多个附加可寻址标识符分配给每个相应节点30。本说明书所用的“附加可寻址标识符”是指超出或不包括作为专用数据的一部分所包括的先前描述的标识数据的可寻址标识符。随后，系统控制器102或系统控制器模块109可通过专用数据总线180的通信总线176产生或发送第二专用数据消息，包括至少一组或一系列数据总线分配消息。第二专用数据消息可包括配电节点30的一个或多个附加标识值，其基于节点30的序列或系列中的配电节点30的顺序。例如，接收先前描述的发现消息的第一配电节点30将是第一个将配电节点标识符或标识值广播到通信总线176上，并且因此，通过系统控制器102、109接收和记录的第一广播将是“最接近”的配电节点。第二广播配电节点30将是下一个最接近的配电节点30，依此类推。
因此，第二专用数据消息可基于配电节点30的相应序列分配另一个标识值，例如，将最接近的节点30标识为“10”，将第二个最接近的节点标识为“20”等等。以这种方式，系统控制器102、109可进一步在开启或初始化时分配标识值，例如，用于命令或控制指令的寻址。在一个非限制性方面，操作相应SSPC 32、34、36的命令或控制指令可通过配电节点标识值(例如，“10”)和SSPC标识值(例如，“2”；序列中的第一配电节点30的第二SSPC 34)来寻址。可进一步包括本公开的非限制性方面，其中，例如，系统控制器模块109，响应于节点30的序列或系列。例如，可为相应的该组节点30组织、应用、制表或以其他方式分配和记录一个或多个标签或地址的进一步分配。分配可进一步传送到例如外部控制器模块108。
应将理解，本公开的非限制性方面可包括方法、过程、数据结构等(例如，除响应顺序的定时之外)用于确定物理序列可为优选的并且可选地可单独或组合使用以提供交叉检查、证实、验证等功能。例如，在一个非限制性示例中，第一发现消息可包括计数器数据字段，所述计数器数据字段被初始化以通过系统控制器模块109传送标识符(例如，“零”)，并且当它通过每个相应控制器模块38、42、46、SSPC 32、34、36等时递增1。因此，通过在由系统控制器模块109记录的每个相应广播消息中包括由相应控制器模块38、42、46、SSPC 32、34、36等接收的这一字段的本地值的副本，系统控制器模块109可确定每个控制器的链中的物理位置。可能由于自动重发功能、传输优先级协议、传输错误等，此方法具有保证系统控制器接收的消息顺序的抗扰性的优点。
在另一个非限制性示例中，相应开启过程、启动过程、初始化过程等可包括故障恢复过程。例如，在本说明书描述的初始化过程期间，如果节点30的序列中的配电节点30中的一个配电节点未响应、超时或以其他方式未按意图、期望或预期等回复发现消息，则序列中的后续配电节点30仍可在广播消息中报告它们各自的存在，如所描述的。在一个非限制性示例中，配电节点30可能由于故障、错误或另外的其他意外操作而无法响应。在此示例中，系统控制器模块109仍可通过操作或非功能控制器模块38、42、46、SSPC 32、34、36等可操作地记录或接收广播消息。
在另一个非限制性示例中，相应开启过程、启动过程、初始化过程等可以可操作地传递或“跳过”未能以其他方式响应的配电节点30。例如，一组配电节点30可被配置为在它们等待接收它们的专用数据时可操作地监听来自其他配电节点30的广播响应。在配电节点30未能广播响应(例如，节点30以某种方式发生故障)的情况下，下游配电节点30(相对于序列或链)可监测通信总线176(针对来自节点30的其他广播响应)，并且在满足超时值(同时也未接收到发现消息)时，广播其自己的包括超时指示符的广播消息。包括超时指示符的无序广播消息可通过系统控制器模块109接收、记录等，从而可进一步通过通信总线176协商“重启”消息以重新开始、重新分配或以其他方式发起下游配电节点30可响应的另一发现消息，并且通过每个相应控制器模块38、42、46、SSPC 32、34、36等传递，如本说明书所描述的。系统控制器模块109可利用错误指示符等日志记录或记录超时或未响应配电节点30，并且可操作地禁用非响应节点30的操作。可包括此示例的非限制性方面，其中该组配电节点30可改变它们的广播超时值(例如，通过随机化、顺序组织的值等)，以确保当下游节点30重新启动发现消息时在通信总线176上不发生消息冲突。可包括此示例的另一个非限制性方面，其中该组配电节点30可改变它们的广播超时值以最小化冲突概率，例如，结合冲突检测，并重试或重新发送发现消息操作，如所描述的。
在非限制性示例中，所描述的操作将允许或启用配电系统通常在没有故障配电节点30的情况下操作，并且将最小化非操作配电节点30、SSPC 32、34、36等的数量，而不破坏整个配电系统。
图5示出了根据本公开的另一方面的另一配电节点230。配电节点230与配电节点30类似；因此，类似部分将用类似数字加上200进行标识，其中应理解，除非另有说明，否则对配电节点30的类似部分的描述也适用于配电节点230。一个区别是该组SSPC 232、234、236可包括多个专用数据输入和输出端口。例如，每个相应SSPC 232、234、236可包括第一专用数据输入端口264和第二专用数据输入端口267，以及第一专用数据输出端口266和第二专用数据输出端口265。
如图所示，序列中的第一SSPC 232可具有与配电节点230的专用数据输入端口262连接的第一专用数据输入端口264，并且被配置为接收上述专用数据消息或信号。序列中的第一SSPC 232可进一步具有与配电节点230的专用数据输出端口268连接的第一专用数据输出端口266，并且被配置为将上述专用数据消息或信号发送或传送到下一个节点或返回到始发节点或模块。序列中的第一SSPC 232还可具有与下一个顺序SSPC 234的第二专用数据输入端口267连接的第二专用数据输出端口265，并且被配置为将上述专用数据消息或信号发送或传送到下一个顺序SSPC 234。序列中的最终SSPC 236的第二专用数据输出端口265可与第一顺序SSPC 232的第二专用数据输入端口267连接。在这个意义上，专用数据的至少一部分可在第一顺序SSPC 232处被接收，并被传送到下一个节点或模块，而专用数据的至少一部分可为菊花链式的或在配电节点30内同时顺序发送。
图6示出了说明将永久标识(permanent identity)与一组电力开关相关联的方法300的流程图，如关于图3所描述的。方法300开始于310处，接收标识数据信号到配电节点30、230的通信输入端，标识数据信号包括但不限于专用数据，配电节点具有以通信序列布置/排布的该组电力开关40、44、48和相应一组控制器模块38、42、46、238、242、246。在一个非限制性示例中，可通过编程模块专用数据输入和输出端口94、96以及SSPC专用数据输入和输出端口264、265、266、267来布置通信序列。方法300可进一步包括将标识数据信号供应到该组控制器模块38、42、46、238、242、246中的一个控制器模块。接下来，方法300在320处用唯一标识永久地标识该组控制器模块38、42、46、238、242、246中的一个控制器模块。随后，方法300可在330处针对通信序列中的每个连续和顺序SSPC、电力开关或控制器模块至少重复310处的接收步骤和320处的永久标识步骤。
方法300的附加的非限制性方面可包括，例如，在永久地标识该组控制器模块38、42、46、238、242、246中的下一个控制器模块之前，进一步递增或迭代标识数据信号。在又一个示例中，标识数据信号可用于产生唯一标识。在另一非限制性方面，在完成步骤330的重复之后，通过诸如通信总线76的共用通信总线进一步编程该组电力开关40、44、48或控制器模块38、42、46、238、242、246，通过它们各自的唯一标识寻址该组电力开关40、44、48或控制器模块38、42、46、238、242、246。
图7示出了说明在配电系统中初始化一组电力开关的方法400的流程图，如关于图4所描述的。方法400开始于410处，通过系统控制器模块102、109在不可寻址和顺序布置的数据路径上向该组电力开关40、44、48或控制器模块38、42、46、238、242、246发送发现消息。在一个非限制性示例中，可通过系统控制器专用数据输入和输出端口194、196以及SSPC专用数据输入端和输出端264、265、266、267来布置不可寻址和顺序布置的数据路径。接下来，方法400包括在420处通过数据路径序列中的第一电力开关(例如，第一SSPC 32、232或第一控制器模块38、238)获得发现消息。
随后，方法400可在430处通过SSPC控制器模块38、42、46、238、242、246在诸如通信总线176的可寻址数据总线上广播电力开关的标识。方法400可进一步包括在440处通过第一电力开关(例如，第一SSPC 32、232或第一控制器模块38、238)将发现消息发送到数据路径序列中的下一个电力开关(例如，第二SSPC 34、234或第二控制器模块42、242)。在一个非限制性示例中，可以预定义的方式(例如，递增计数器)修改发现消息，如上所述。在广播期间，方法400可包括在450处通过系统控制器模块102、109记录电力开关的广播标识。随后，方法可重复420处的获得，430处的广播，440处的发送，或450处的记录，直到顺序布置的数据路径已经完成。
所绘序列仅出于说明目的，而不意图以任何方式来限制方法300、400，应了解，所述方法的各部分可以不同逻辑顺序执行，可添加或插入其他部分，或可将方法的描述部分拆分成多个部分，或可在不损害所述方法的情况下忽略所述方法的描述部分。
除了上述附图中所示的之外，本公开还涵盖许多其他可能的方面、配置等。此外，各部件的设计和设置可重新布置，使得能够实现许多不同的线内配置(in-lineconfiguration)。例如，图2的配电节点30或图5的配电节点230可同等适用于本说明书所述的公开内容和方法。
本说明书公开的方面提供了用于编程、标识、初始化具有一组电力开关的配电节点等的装置和方法。技术效果在于上述方面允许编程、标识、初始化具有一组电力开关的配电节点等。在上述方面可以实现的一个优点是上述方面提供了利用标识对多个配电节点SSPC或电力开关的编程或标识，从而可进一步用于广播型通信总线上的可寻址指令。所描述的配电节点可通过顺序通信路径顺序地编程或标识，而无需通过手动程序单独或独立建立编程标识信息。在大型配电节点中，可在每个节点上包括数十或数百个SSPC，从而以最少的人工干预从原本的手工活动中节省时间和精力。
本公开的另一个优点是，可在启动、初始化或重新初始化时段期间确定用于配电节点或SSPC中的至少一个的标识信息的至少一部分，其中配电系统可以扫描和标识其部件。在这个意义上，当部件已被修复、替换、重新配置等等时，配电系统可适当地可操作地重新标识和重新配置关联或控制模式。同样，重新配置可在最少的人工干预下进行，从而节省时间和精力。
在尚未描述的范围内，可以根据需要将多个方面的不同特征和结构彼此组合使用。无法说明一个特征的所有方面并不意味着被理解为不能说明它的所有方面，而是出于简要说明的目的而这样描述。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。本公开涵盖本说明书中所述特征的组合或布置。
本说明书使用各种实例来公开本发明的多个方面，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实施本发明的多个方面，包括制造并使用任何装置或系统以及实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书限定，并可包括所属领域的技术人员构想的其他实例。如果其他此类示例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类示例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类示例也应在权利要求书的覆盖范围内。
Claims (20)
1.一种配电节点，其包括：
节点通信输入端口和节点通信输出端口；
第一电力控制器，所述第一电力控制器具有第一可开关元件和被配置为操作所述第一可开关元件的第一控制器模块，所述第一控制器模块具有第一通信输入端口和第一通信输出端口，所述第一通信输入端口与所述节点通信输入端口连接；和
第二电力控制器，所述第二电力控制器具有第二可开关元件和被配置为操作所述第二可开关元件的第二控制器模块，所述第二控制器模块具有与所述第一通信输出端口连接的第二通信输入端口和与所述节点通信输出端口连接的第二通信输出端口；
其中所述第一电力控制器和所述第二电力控制器被调适为通过在所述节点通信输入端口处能够接收并且由所述第一电力控制器和所述第二电力控制器按顺序接收的可发送数据信号用永久标识来标识。
2.根据权利要求1所述的配电节点，进一步包括一组电力控制器，所述一组电力控制器具有相应一组通信输入端口和通信输出端口，并且所述一组电力控制器通过将电力控制器的相应通信输出端口连接到相邻电力控制器的相应通信输入端口来按顺序布置。
3.根据权利要求2所述的配电节点，其中所述一组按顺序布置的电力控制器中的最后一个电力控制器的所述通信输出端口与所述节点通信输出端口连接。
4.根据权利要求2或3所述的配电节点，其中所述一组电力控制器以菊花链顺序布置。
5.根据权利要求1所述的配电节点，其中所述第一电力控制器或所述第二电力控制器中的至少一个包括固态电力控制器。
6.根据权利要求1所述的配电节点，进一步包括通信数据总线，所述通信数据总线与所述第一电力控制器和所述第二电力控制器连接，并被调适为接收配电节点指令信号。
7.根据权利要求6所述的配电节点，其中所述第一电力控制器和所述第二电力控制器能够通过所述永久标识经由指令信号寻址。
8.根据权利要求1所述的配电节点，其中所述可发送数据信号包括与所述永久标识相关的唯一标识值。
9.根据权利要求8所述的配电节点，其中在后续发送所述数据信号之前，所述唯一标识值通过所述第一电力控制器或所述第二电力控制器中的至少一个递增。
10.根据权利要求1所述的配电节点，其中所述永久标识对于所述配电节点是唯一的。
11.根据权利要求1所述的配电节点，其中所述第一电力控制器进一步包括与所述第二通信输出端口连接的第三通信输入端口和与所述节点通信输出端口连接的第三通信输出端口。
12.根据权利要求11所述的配电节点，其中所述第三通信输入端口和所述第三通信输出端口被布置成使得能够在所述节点通信输入端口处接收的所述可发送数据信号按顺序被所述第一电力控制器、第二电力控制器接收，然后返回到所述第一电力控制器，从而能够借此传输到所述节点通信输出端口。
13.一种将永久标识与一组电力开关相关联的方法，所述方法包括：
A)接收标识数据信号到配电节点的通信输入端，所述配电节点包括所述一组电力开关和按通信序列布置的相应一组控制器模块；
B)将标识数据信号供应到所述一组控制器模块中的一个控制器模块；
C)用唯一标识永久地标识所述一组控制器模块中的所述一个控制器模块；和
D)在所述通信序列中的所述一组控制器模块中的下一个控制器模块中按顺序地重复步骤B)和C)。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括在永久地标识所述一组控制器模块中的所述下一个控制器模块之前迭代所述标识数据信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述标识数据信号用于产生所述唯一标识。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，在完成重复之后，通过共用通信总线进一步编程所述一组电力开关，通过它们各自的唯一标识寻址所述一组电力开关。
17.一种配电节点编程组件，其包括：
节点通信输入端口和节点通信输出端口；
配电节点，所述配电节点具有一组电力控制器，每个电力控制器包括具有通信输入端口和通信输出端口的开关控制器模块，其中所述一组电力控制器按顺序布置，使得所述节点通信输入端口与所述按顺序布置的开关控制器模块中的第一个开关控制器模块连接，并且每个连续开关控制器模块输入通信输入端口与前一个开关控制器模块的所述通信输出端口连接，并且其中所述按顺序布置的开关控制器模块中的最后一个开关控制器模块的所述通信输出端口与所述节点通信输出端口连接；和
编程控制器模块，所述编程控制器模块被配置为产生供应到所述节点通信输入端口的编程数据信号，其中所述编程数据信号被配置为用永久标识按顺序地标识所述一组电力控制器中的每一个电力控制器。
18.根据权利要求17所述的配电节点编程组件，其中所述编程数据信号包括与所述永久标识相关的唯一标识值。
19.根据权利要求18所述的配电节点编程组件，其中在用永久标识标识所述一组电力控制器的所述按顺序的下一个电力控制器之前，迭代所述唯一标识值。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的配电节点编程组件，其中所述永久标识对于所述配电节点是唯一的。
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