CN110718899A - 用于检测电弧故障的方法和电路 - Google Patents

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Abstract

用于确定和熄灭电气故障的方法和电路包括电源，电气负载，控制器模块和电传感器，并且当控制器模块没有熄灭电气故障时，另一个开关熔断熔断器。

Description

用于检测电弧故障的方法和电路
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年12月13日提交的英国专利申请No.1820340.6的权益，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及用于操作配电系统的方法和设备，并且更具体地涉及限定容纳配电部件的内部的底盘。
背景技术
配电系统管理从能量源到消耗分布式电力的电力负载的电力分配。在飞行器中，推进飞行器的燃气涡轮发动机通常还提供机械能，其最终为许多不同的附件(例如，发电机，启动器/发电机，永磁交流发电机(PMA)，燃料泵和液压泵，即，用于推进以外的飞行器功能的设备)提供动力。同样，现代飞行器需要用于与航空电子设备，通信，电动机和其他电气设备相关的电气负载的电力。
随着时间的推移，飞行器电源电压已经增加。具有14伏和28伏直流(VDC)电力系统的飞行器已经让位于具有在115伏交流电(VAC)和230伏交流电下操作的电力系统的飞行器。目前，飞行器可包括一个或多个电源，其在包括正/负270VDC或270V的电压下操作，并且输送通常在例如40到100安培范围内的高电流。目前的宽体双引擎商用喷气式客机采用混合电压电气系统，其包括工作电压为230VAC，115VAC，28VDC的子系统以及包括正负270VDC源的双极，高压，直流子系统。
除了电压和电流分配总线之外，配电系统还使用电气母线和数英里的布线来将电力从能量源输送到电气负载。在电弧故障或其他故障情况下，高电流可能通过非预期的介质(例如，空气，介电材料，电接地连接等)传输，从而导致电路的意外操作。电路的意外操作可能导致电路或其他无意耦接的介质发生故障。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种检测电路中的故障的方法，该方法包括感测开关输出处的电力特性，在控制器模块处接收所感测的电力特性，在控制器模块中确定电路中的故障的存在，产生第一控制信号以打开开关，在控制器模块中确定电路中的故障是否仍在发生，以及如果故障仍在发生，则产生第二控制信号以闭合主动下拉开关。
在又一方面，本公开涉及一种电路，包括：电力开关，其可操作为从电源向电负载供给电力；传感器，其被构造为感测电路的电特性；控制器模块，其与电力开关和传感器通信地连接，并构造成，响应于确定所接收的感测电特性指示存在故障，控制从电源向电气负载的电力的供应，接收感测的电路的电特性，并可控制地停止从电源向电气负载的电力的供应；和比较器模块，其与传感器通信地连接并且被构造为，接收所感测的电路的电特性，并且在控制器模块通过电力开关可控制地停止从电源至电气负载的电力的供给发生故障时，可操作地控制主动下拉开关，以将来自电源的供给电力重定向到电接地。
附图说明
在附图中：
图1是根据本文描述的各个方面的飞行器和飞行器中的配电系统的俯视示意图。
图2是根据本文描述的各个方面的图1的配电系统的电路的示意图。
图3是根据本文描述的各个方面的具有至少一个电气故障的图2的配电系统的电路的示意图。
图4是根据本文描述的各个方面的示出操作图2的电路的方法的流程图的示例。
具体实施方式
所描述的本公开的方面涉及与配电网络，系统，电路或其组合相关联的方法和装置。可以使用这种方法和装置的一个示例环境包括但不限于飞行器的配电系统。虽然该描述主要针对飞行器的配电系统，但是它也适用于使用配电系统的任何商业或居住环境，其中，输入电力被接收，动作(如果需要)并且分配给一个或多个电气负载。
虽然将描述“一组”各种元件，但应理解“一组”可包括任何数量的相应元件，包括仅一个元件。如本文所用，术语“轴向”或“轴向地”是指沿着部件的纵向轴线的尺寸或沿着部件的纵向轴线。同样如这里所使用的，虽然传感器可以被描述为“感测”或“测量”相应的值，但是感测或测量可以包括确定指示相应值或与相应值相关的值，而不是直接感测或测量值本身。感测值或测量值可以进一步提供给其他部件。例如，可以将值提供给控制器模块或处理器，并且控制器模块或处理器可以对该值执行处理以确定代表所述值的代表值或电特性。
虽然本文可使用诸如“电力”的术语，但是对于本领域技术人员来说，当描述电路或电路操作的各方面时，这些术语可以与相应的电压，电流或其组合相关或有关。连接参考(例如，附接，耦接，连接和连结)将被广义地解释，并且除非另有指示，否则可包括元件集合之间的中间构件和元件之间的相对移动。因此，连接参考不一定推断两个元件直接连接并且处于彼此固定关系。在非限制性示例中，连接或断开连接可以选择性地构造，连接或可连接，以提供，启用，禁用等各个元件之间的电连接。在非限制性示例中，可以选择性地构造连接或断开连接，以提供，启用，禁用等各个元件之间的电连接。非限制性示例配电总线连接或断开连接可以通过开关，总线连接逻辑或被构造为启用或禁用总线下游的电气负载的通电的任何其他连接器来启用或操作。
如本文所使用的，“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，例如盘，DVD，CD-ROM等，或这些类型的存储器的任何合适的组合。处理器可以被构造为运行任何合适的程序或可执行指令，其被设计为执行各种方法，功能，处理任务，计算等，以启用或实现本文描述的技术操作或操作。该程序可以包括计算机程序产品，其可以包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是任何可用介质，其可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问。通常，这样的计算机程序可以包括例程，程序，对象，部件，数据结构，算法等，其具有执行特定任务或实现特定抽象数据类型的技术效果。
如本文所使用的，可控开关元件或“开关”是可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，在第一操作模式中，开关“闭合”，旨在将电流从开关输入传输到开关输出，在第二操作模式中，开关“打开”，旨在防止电流在开关输入和开关输出之间传输。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连接可以选择性地构造为提供，启用，禁用等各个元件之间的电连接。
可以在具有开关的任何电路环境中实现本公开的各方面。可以包括本公开的方面的电路环境的非限制性示例是飞行器电力系统架构，其能够从涡轮发动机(优选地，燃气涡轮发动机)的至少一个线轴产生电力，并且经由至少一个固态开关(例如固态功率控制器(SSPC)开关装置)将电力输送到一组电气负载。SSPC的一个非限制性示例可包括基于硅(Si)或碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)的高功率开关。可以基于它们的固态材料构造，它们以更小和更轻的形式因子处理高电压和大功率水平的能力、以及它们非常快速地执行电操作的高速切换能力来选择SiC或GaN。预期附加的开关装置或附加的硅基功率开关。
另外，如本文所使用的，电弧或电弧事件是跨越传统非导电介质(例如空气)的电流的无意或不期望的传导。例如，在非限制性实例中，平行弧可以包括电弧事件，该电弧事件至少部分地连接两个旨在彼此绝缘的点。在另一个非限制性实例中，串联电弧可以包括电弧事件，其中导电介质在预期导电路径的两个部分之间变得不导电或导电性差。此外，在非限制性实例中，电弧事件或“电弧故障”可包括意外的电力损失情况，而不管是否存在明显的电弧表现(例如，可见或视觉上可识别的发生)。在另一个非限制性实例中，串联电弧可包括意外阻抗。虽然本文中描述了“电弧故障”和“电弧”以用于理解，但是本公开的各方面适用于任何电气故障，包括漏电流故障，电介质故障，电弧故障等。
电弧可能发生在这样的环境中：例如，电连接中的物理缺陷导致传输能力的永久或暂时损失。在发生物理分离的情况下，除了短的分离距离之外，每个分离的端子之间的电压差可以允许电弧在端子之间撞击。在具有振动的环境中，例如在移动的飞行器中，电连接中的物理缺陷可能导致间歇性的电弧事件，因为振动在物理缺陷点处断开并重新连接电连接。在另一示例方面，电弧可能由松动的端子连接或拉长的(drawn)串联故障引起或与松动的端子连接或拉长的串联故障相关。
示例性附图仅用于说明的目的，并且附图中反映的尺寸，位置，顺序和相对大小可以变化。
如图1中所示，飞行器10被示出为具有至少一个发动机(最常见的是涡轮发动机)，示为左发动机系统12和右发动机系统14。或者，动力系统可以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可以基本相同或等同，并且还可以包括至少一个动力源，例如每个相应的发动机系统12,14中的电机或发电机18。虽然示意性地示出了一个发电机18，但是可以包括本公开的各方面，其中一组发电机用于例如在单个发动机系统12,14处发电。
所示飞行器还具有一组耗电部件或电气负载20，例如致动器负载，飞行关键负载和非飞行关键负载。电气负载20经由配电系统与至少一个发电机18电耦接，配电系统包括例如电力传输线22，导体，母线，一组配电节点16等。应当理解，图1的公开内容的所示方面仅是配电系统的一个非限制性示例，并且除了所示出的那些之外的许多其他可能的方面和构造是本公开所预期的。此外，图1中描绘的各种部件的数量和布置也是与本公开相关联的方面的非限制性示例。
在飞行器10中，操作左发动机系统12和右发动机系统14提供机械能，其通常可经由涡轮发动机线轴提取，以为发电机18提供驱动力。发电机18又产生电力，例如直流(DC)电力或交流(AC)电力，并将所产生的电力提供给传输线22。在本公开的非限制性方面，传输线22或与其连接的配电节点例如可以根据需要提供切换，电力转换或分配管理功能，以便将所需的电力提供到电气负载20用于负载操作。
示例性配电管理功能可包括但不限于，取决于例如可用的配电供应，电气负载20的功能的关键性，或者飞行器操作模式(例如起飞，巡航或地面操作)，选择性地启用或禁用(disabling)向特定电气负载20的电力输送。可以包括其他管理功能。此外，用于向电气负载20提供电力的附加电源(例如应急电源，冲压空气涡轮系统，启动器/发电机，或电池)可以被包括，并且可以代替电源。应当理解，尽管在飞行器环境中示出了本公开的一个方面，但是本公开不限于此，并且一般应用于非飞行器应用(例如，其他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示出了配电系统的非限制性示意性示例，示出为示意性电路25。如图所示，电路25可以包括图1的配电系统的各方面，包括发电机18，配电节点16，示为固态功率控制器(SSPC)17和电气负载20。发电机18通过传输线22与代表性电源总线23电连接，并且电源总线23还通过传输线22在输入24处与SSPC 17连接。SSPC 17包括输出34，输出34通过电力电缆36与电气负载20的输入46电连接。
SSPC 17还可包括与SSPC输入24连接的熔断器26和第一可切换元件(例如第一开关28)。第一开关28还可以与第二可切换元件(例如第二开关30)连接，第二可切换元件进一步与电接地32连接。第一开关28也可以与SSPC输出34连接。在一个非限制性示例中，第一开关28可以被认为是主电力开关，因为它控制在SSPC输入24处正常接收并且传输到SSPC输出34的电力的启用或禁用。类似地，在另一个非限制性示例中，第二开关30可以被认为是主动下拉开关(active pull down switch)，并且可以控制“漏电流消耗”的启用或禁用，从而为从SSPC 17泄漏的电流提供接地导电通路，因此漏电流不提供给SSPC输出34。
熔断器26可以是电气元件，其适于或构造成响应于熔断器26经历或暴露于超过由熔断器26限定的预定或预选的保护特性的一组电特性而断开SSPC输入24和SSPC输出34之间的电连接。例如，高于熔断器电流保护特性的电流可导致熔断器的可逆或不可逆的断裂或破坏(即“熔断”熔断器26)，从而断开SSPC输入24和SSPC输出34之间的电连接。
SSPC 17还可包括位于第一开关28和SSPC输出34之间的第一电压传感器56，以及电接地32。第一电压传感器56可以适于或构造成检测，感测或测量SSPC输出34处的电压。SSPC 17还可以包括位于第一开关28和SSPC输出34之间的电流传感器54，并且可以适于或构造为检测，感测或测量在SSPC输出34处提供或供给的电流。
SSPC 17还可以包括控制器模块60，控制器模块60具有处理器62和存储器64。控制器模块60可以接收来自第一电压传感器56的感测或测量的电压以及来自电流模块54的感测或测量的电流。控制器模块60还可以与第一开关28和第二开关30通信连接。如图所示，控制器模块60可以通过通信线66与相应的部件28,30,54,56通信地连接。
电力电缆36可包括在SSPC输出34和电气负载输入46之间延伸的电导体38，由介电材料40包围或环绕。介电材料40可以进一步被导电屏蔽件或护套层42包围或环绕。虽然未示出，但是导电护套层42可以进一步被其他层包围或环绕。在一个非限制性示例中，电力电缆36可以是基本上柱形的组合物，其中导体38沿着纵向轴线延伸，由介电材料40径向包围，介电材料40进一步被导电护套42径向包围。电力电缆36的一个非限制性示例可包括同轴连接电缆。导体38可以经由第一阻抗元件44与导电护套42电连接，第一阻抗元件44示为第一电阻器R1。
SSPC 17可以包括通过导体48与导电护套层42电连接的第二电压传感器52，并且可以适于或构造为检测，感测或测量导电护套层42与电接地32之间的电压。例如，第二电压传感器52可以感测或测量跨越示例性第二阻抗元件50的电压，第二阻抗元件50示为第二电阻器R2。第二电压传感器52可以进一步适于或构造成通过通信线66向控制器模块60和比较器模块68提供，供给或传送所感测或测量的电压。如图所示，比较器模块68还可以包括处理器70和存储器72。虽然未示出，但是第一电压传感器56还可以将感测或测量的电压提供给比较器模块68。在又一个非限制性示例中，控制器模块60可以通过比较器模块68和控制器模块60之间的通信来接收所感测或测量的电压。比较器模块68还可以通过通信线66与第二开关30通信连接。在另一个非限制性示例中，比较器模块68可以包括离散的模拟部件，即，没有处理器70或存储器72。
在配电系统的操作期间，电路25可以适于或构造成提供故障保护，例如电弧故障保护。图3示出了图2的电路25，其中发生或已经发生了一个或多个电弧故障。如图所示，代表性的第一串联电弧故障80发生在SSPC 17内，在第一开关28和SSPC输出34之间。同样如图所示，代表性的第一并联电弧故障82发生在第一开关28的下游并且与电接地32形成电弧。另外，图3示出了沿着电力电缆36的导体38的轴向部分发生的代表性的第二串联电弧故障84。代表性的第二并联电弧故障86也发生在电力电缆36的导体38和导电护套层42之间。在一个非限制性示例中，由于导体38或护套层42与地之间的高阻抗，电力电缆36的并联电弧故障86可包括很少或没有电弧。所示的电弧故障80,82,84,86的具体位置仅是SSPC 17或电力电缆36内的电弧事件的非限制性示意性示例。
在所示的示例中，控制器模块60适于或构造成通过电特性(例如由电流传感器54和第一电压传感器56感测或测量的电流和电压)的变化，来检测第一串联电弧故障80，第一并联电弧故障82或其组合。同样地，控制器模块60适于或构造成最终检测第二串联电弧故障84，第二并联电弧故障86或其组合。在这种意义上，第二串联电弧故障84，第二并联电弧故障86或其组合的出现将导致电特性(例如由第二电压传感器52感测或测量的电压)的变化。例如，第二串联电弧故障84可以将由第二电压传感器52感测或测量的电压改变为零，或者可以在电弧事件发生时使电压在零和非零值之间交替。在另一示例中，第二并联电弧故障86可以改变由第二电压传感器52感测或测量的电压，因为第二电压传感器52“期望”与第一阻抗元件44和第二阻抗元件50之间的分压器相当的电压测量。在又一个示例中，第二串联电弧故障84或第二并联电弧故障86的各方面可以由电流传感器54感测或测量的电特性变化来检测或感测。同样地，第一串联电弧故障80或第一并联电弧故障82的各方面可以由第二电压传感器52感测或测量的电特性变化来检测或感测。
无论发生哪个电弧故障80,82,84,86或电弧故障80,82,84,86的组合，相应的感测或测量的电压或电流都被提供给控制器模块60用于检测。在检测时，控制器模块60可以产生控制信号，或者以其他方式命令第一开关28打开，以断开由SSPC输入24接收的电力到SSPC输出34的供应。通常，电力供给的断开将熄灭电弧故障80,82,84,86或电弧故障80,82,84,86的组合。除了打开第一开关28之外，控制器模块60还可以产生控制信号，或以其他方式命令第二开关30闭合，从而允许任何漏电流流到电接地32。可以包括本公开的各方面，其中提供给第一开关28和第二开关30的控制信号被同时产生或供给，或者顺序地产生或供给，例如，在信号之间引入定时延迟。
可以进一步包括本公开的各方面，其中在电弧故障80,82,84,86期间可以考虑第一开关28的故障。例如，在第一开关28在闭合位置失效(例如，第一开关28不可控制为打开和断开电力供给)的示例中，控制器模块60可进一步构造为产生控制信号，或者以其他方式命令第二开关30闭合，提供在SSPC输入24处接收到的电力供应至电接地32的另外无阻碍的排放路径。在该示例中，预期电流的无阻碍排放将超过由熔断器26限定的预定或预选的保护特性，导致熔断器熔断，这将断开SSPC输入24处接收的电力到SSPC输出34的供应。在这个意义上，在第一开关28发生故障的情况下，电路25可以作为故障保护进行操作。
可以包括本公开的其他方面，其中可以在电弧故障80,82,84,86期间考虑控制器模块60的故障。例如，在控制器模块60失效(例如，控制器模块60未检测到一个或多个电弧故障80,82,84,86的发生，或者无法响应于一个或多个电弧故障80,82,84,86进行操作，以禁止(disable)向SSPC输出34供电)的示例中，电路25仍然可以操作以停止向SSPC输出34供电。在该示例中，第二电压传感器52可以感测或测量表示一个或多个电弧故障80,82,84,86的出现的电特性，并且同时向控制器模块60(其在该示例中不起作用)和比较器模块68提供所感测或测量的电特性。在这个意义上，比较器模块68可以接收所感测或测量的电特性，并将电压值与表示一个或多个电弧故障80,82,84,86的出现的阈值进行比较。在满足比较时，可以确定发生或已经发生了一个或多个电弧故障80,82,84,86。这里使用的比较的术语“满足”是指感测值满足预定阈值，例如等于或小于阈值，或者在阈值范围内。应当理解，可以容易地改变这种确定以通过正/负比较或真/假比较来满足。比较器模块68的非限制性示例可以包括基于硬件的比较器，例如运算放大器。
比较器模块68还可以适于或构造成直接产生第二控制信号，或以其他方式命令第二开关30闭合，以将第一开关28与电接地32连接。在一个非限制性示例中，比较器模块68可以以限定动态或预设时间的时间或定时延迟进行操作。在这种意义上，在比较器模块68确定发生了一个或多个电弧故障80,82,84,86时，计时器可以开始跟踪一个或多个电弧故障80,82,84,86发生的长度。当计时器超过时间或定时延迟时，比较器模块68可以直接控制或命令第二开关30闭合。在这个意义上，第二开关30可以由控制器模块60或比较器模块68独立控制。
在另一个非限制性示例中，可以构造或调整电路25，其中控制器模块60不与第二开关30通信连接，并且不包括用于控制本文所述的第二开关30的故障保护机构。
在第一开关28也闭合的情况下，在SSPC输入24处接收的电力供应将排放到电接地，从而熔断熔断器26，如本文所述。在一个非限制性示例中，除了可控制地操作第一开关打开，定时延迟可以大于控制器模块60识别或确定发生或已经发生了电弧故障80,82,84,86的非失效或正确操作所需的预期时间。在这个意义上，没有停止电弧故障80,82,84,86发生的定时延迟的到期可以指示控制器模块60已经停止工作，或者不能可操作地控制第一开关28打开。在这个意义上，在失效的控制模块60操作的情况下，利用比较器模块68的定时操作可以作为故障保护或冗余操作器来进行动作或操作。
图4示出了说明操作如本文所述的用于检测电弧故障80,82,84,86的电路的方法100的流程图。方法100可以通过在步骤110在SSPC输出34处或在步骤160在电力电缆36处感测或测量电力特性(例如，电压或电流)开始。如果方法100在步骤110开始，则在120，方法100可以继续通过在控制器模块60中接收感测的电压或电流来确定SSPC输出34下游的电弧故障80,82的存在，如本文所述。步骤120中的确定可以基于例如感测的电压或电流与电弧故障概况或已知的电弧故障电特性的比较。在满足比较时，控制器模块60可以确定发生或已经发生了电弧故障80,82。如果确定发生电弧故障80,82，则方法100可以继续到130，由控制器模块60产生第一控制信号以打开第一开关28或电力开关。
在140，控制器模块60还可以产生第二控制信号以闭合第二开关30或主动下拉开关。然后，在150，当电弧故障80,82,84,86熄灭时方法100结束。
如果方法100在步骤160开始，则方法100可以继续到170，确定电力电缆36上存在电弧故障84,86，如本文所述。步骤170中的确定可以基于例如感测的电压或电流与电弧故障概况或已知的电弧故障电特性的比较。在满足比较时，比较器模块68可以确定发生或已经发生了电弧故障84,86。在确定发生或已经发生了电弧故障84,86时，方法100可以继续到步骤130，其中控制器模块60产生控制信号以打开第一开关28，接着是步骤140和150。在步骤170中，除了返回到步骤130之外，方法100可以在比较器模块68处同时启动定时计数器，并且前进到步骤180。
在步骤180中，如果尚未经过定时延迟，则方法100可以返回到步骤170以确认仍然发生电弧故障84,86的确定。在步骤180中，如果定时延迟已经过去，并且电弧故障84,86仍然在发生，则方法100可以继续到步骤190，其中比较器模块68产生第三故障保护控制信号以闭合第二开关30或者主动下拉开关以熔断熔断器26，如本文所述。在熔断熔断器26时，然后在150，当电弧故障80,82,84,86熄灭时该方法结束。
所描绘的次序仅用于说明性目的，并不意味着以任何方式限制方法100，因为应理解方法100的各部分可以以不同的逻辑顺序进行，可以包括附加或中间部分，或者描述的方法100的部分可以分成多个部分，或者可以在不偏离所描述的方法的情况下省略方法的所述部分。
除了以上附图中所示的那些之外的许多其他可能的方面和构造是本公开所预期的。另外，可以包括本公开的非限制性方面，其中可以在配电系统中包括任何数量的发电机系统(例如，三个发电机系统，四个发电机系统，五个发电机系统等)以根据需要或期望提供补充或冗余电力输出或电力供给。另外，可以重新布置各种部件的设计和布置，使得可以实现许多不同的直列式构造。
本文所公开的方面提供了一种用于检测电弧故障发生和熄灭电弧故障的方法和电路。技术效果是上述方面使得电路的操作能够允许或使得能够检测和消除电网络或电路(具有内置的故障保护冗余)中的一个或多个电弧故障。在本公开的上述方面中可以实现的一个优点是，对于熄灭的电弧故障的冗余操作可以限制在电弧事件期间能量逸出的损坏。此外，上述方面的冗余操作可以有助于或导致例如在航空应用中的电弧故障保护控制方案的认证。在航空认证的示例中，将考虑具有不同实施方式(例如，基于软件的和基于硬件的)的冗余系统。上述方面包括控制方案(例如控制器模块)和硬件实例(例如熔断器)。
本公开的方面可以进一步允许高压电力(例如270或540伏直流电力)，同时确保仍然充分地管理电气故障，以便不允许高电流故障，从而最小化或减小电弧对地故障风险。通过减少和管理故障电流，不需要高电流直流断路器，从而降低了电力系统的成本和重量。另一个优点可包括通过需要更小的线间距(EWIS)和更少或更轻的机械保护或屏蔽机构来减轻重量。上述方面的另一个优点是配电系统允许在飞行中或在过程中重新构造，以启用或禁用在该特定情况下不必要的电气负载，同时为一组电气负载(例如飞行关键或紧急负载)提供电力供给冗余。
在设计飞行器部件时，要解决的重要因素是尺寸，重量和可靠性。上述配电系统导致较轻的重量，较小的尺寸，增加的性能和增加的可靠性系统。零件数量减少和减少维护将降低产品成本并降低运营成本。减轻重量和尺寸与飞行期间的竞争优势相关。
在未描述的范围内，各个方面的不同特征和结构可以根据需要彼此组合使用。该一个特征不能在所有方面中示出，并不意味着被解释为它不能有，而是为了描述的简洁而这样做。因此，可以根据需要混合和匹配不同方面的各种特征以形成新方面，无论是否明确地描述了新方面。本公开内容涵盖本文描述的特征的组合或置换。
本书面描述使用示例来公开本公开的各方面，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本公开的各方面，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
在未描述的范围内，各个方面的不同特征和结构可以根据需要彼此组合使用。该一个特征不能在所有方面中示出，并不意味着被解释为它不能有，而是为了描述的简洁而这样做。因此，可以根据需要混合和匹配不同方面的各种特征以形成新方面，无论是否明确地描述了新方面。本公开内容涵盖本文描述的特征的组合或置换。
本公开的各种特征，方面和优点还可以体现在本公开的方面的任何置换中，包括但不限于在列举的方面中限定的以下技术方案：
1.一种检测电路中的故障的方法，该方法包括：
感测开关输出处的电力特性；
在控制器模块处接收所感测的电力特性；
在控制器模块中确定电路中故障的存在；
产生第一控制信号以打开开关；
在控制器模块中确定电路中的故障是否仍在发生；和
如果故障仍在发生，则产生第二控制信号以闭合主动下拉开关。
2.根据任何所公开方面的方法，其中确定电路中的故障的存在包括确定固态功率控制器或导体下游的故障的存在。
3.根据任何所公开方面的方法，其中导体是具有导电屏蔽件的电力电缆。
4.根据任何所公开方面的方法，其中感测开关输出处的电力特性包括感测导电屏蔽件的电压。
5.根据任何所公开方面的方法，其中确定电路中的故障是否仍在发生包括确定电力供给仍然被供给到开关输出。
6.根据任何所公开方面的方法，其中确定电路中的故障是否仍在发生包括确定开关已失效或者开关尚未打开中的至少一个。
7.根据任何所公开方面的方法，还包括：响应于产生第二控制信号，闭合主动下拉开关，以通过开关和主动下拉开关完成从电源到电接地的导电通路。
8.根据任何所公开方面的方法，其中导电通路包括熔断器，并且其中响应于所完成的导电通路通过熔断器，熔断器禁止通过开关输送电力。
9.根据任何所公开方面的方法，其中确定电路中的故障是否仍在发生还包括确定在延迟计时器到期之后，电路中的故障是否仍在发生。
10.一种检测电路中的故障的方法，该方法包括：
在比较器模块中，将感测到的电力特性与表示电路中发生故障的阈值进行比较；
由比较器模块基于比较来确定故障存在；
产生第一控制信号以打开电力开关，从而禁止在故障的上游供给电力；和
在未能打开电力开关以禁止在故障的上游供给电力时，产生第二控制信号以闭合主动下拉开关，以将供给的电力重定向到电接地。
11.根据任何所公开方面的方法，还包括确定电力开关的打开是否已经失效。
12.根据任何所公开方面的方法，其中确定电力开关的打开是否已经失效包括确定在延迟计时器到期之后故障是否仍然存在。
13.根据任何所公开方面的方法，其中电力开关是固态功率控制器，并且其中产生第一控制信号包括由固态功率控制器的控制器模块确定第一控制信号以打开电力开关。
14.根据任何所公开方面的方法，其中确定电力开关的打开是否已经失效包括确定控制器模块是否已经失效。
15.根据任何所公开方面的方法，还包括：在控制器模块发生故障时，由比较器模块产生第二控制信号以闭合主动下拉开关。
16.根据任何所公开方面的方法，其中将供给的电力从故障重定向到电接地通过熔断熔断器来禁用电路。
17.一种电路，包括：
电力开关，其可操作为从电源向电气负载供给电力；
传感器，其被构造为感测电路的电特性；
控制器模块，其与电力开关和传感器通信地连接，并被构造为，响应于确定所接收的感测的电特性指示存在故障，通过电力开关，控制从电源向电气负载的电力的供给，以接收所感测的电路的电特性，并可控制地停止从电源向电气负载的电力的供给；和
比较器模块，其与传感器通信地连接，并且被构造为接收所感测的电路的电特性，并且在控制器模块通过电力开关可控制地停止从电源至电气负载的电力的供给发生故障时，可操作地控制主动下拉开关，以将来自电源的供给电力重定向到电接地。
18.根据任何所公开方面的电路，其中电力开关和主动下拉开关串联布置在电源和电接地之间。
19.根据任何所公开方面的电路，还包括熔断器，其与电力开关和主动下拉开关串联，并且其中比较器模块还被构造为将供给的电力从电源到重定向到电接地，以使熔断器熔断，从而停止从电源的电力的供给。
20.根据任何所公开方面的电路，其中控制器模块通过电力开关可控制地停止从电源至电气负载的电力的供给发生故障包括控制器模块发生故障或电力开关使电源和电气负载之间的电路开路发生故障。
本书面描述使用示例来公开本公开的各方面，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本公开的各方面，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种检测电路中的故障的方法，其特征在于，所述方法包括：
感测开关输出处的电力特性；
在控制器模块处接收所感测的电力特性；
在所述控制器模块中确定所述电路中的故障的存在；
产生第一控制信号以打开所述开关；
在所述控制器模块中确定所述电路中的所述故障是否仍在发生；和
如果所述故障仍在发生，则产生第二控制信号以闭合主动下拉开关。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中确定所述电路中的故障的存在包括确定固态功率控制器或导体下游的故障的存在。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中确定所述电路中的所述故障是否仍在发生包括确定电力供给仍被供给到所述开关输出。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中确定所述电路中的所述故障是否仍在发生包括确定所述开关中的至少一个已失效或所述开关尚未打开。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括：响应于产生所述第二控制信号，闭合所述主动下拉开关，以完成从电源、通过所述开关和所述主动下拉开关、到电接地的导电通路。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述导电通路包括熔断器，并且其中，响应于所完成的导电通路通过所述熔断器，所述熔断器禁止通过所述开关的电力输送。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中确定所述电路中的所述故障是否仍在发生进一步包括确定在延迟计时器到期后，所述电路中的所述故障是否仍在发生。
8.一种电路，其特征在于，包括：
电力开关，所述电力开关能够操作为从电源向电气负载供给电力；
传感器，所述传感器被构造为感测所述电路的电特性；
控制器模块，所述控制器模块与所述电力开关和所述传感器通信地连接，并且被构造为，响应于确定所接收的感测的电特性指示故障的存在，通过所述电力开关，控制从所述电源至所述电气负载的电力的供给，接收所感测的所述电路的电特性，并且可控制地停止从所述电源至所述电气负载的所述电力的供给；和
比较器模块，所述比较器模块与所述传感器通信地连接，并且被构造为，接收所感测的所述电路的电特性，并且在所述控制器模块通过所述电力开关可控制地停止从所述电源至所述电气负载的所述电力的所述供给发生故障时，可操作地控制主动下拉开关，以将来自所述电源的供给电力重定向至电接地。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，其中所述电力开关和所述主动下拉开关串联布置在所述电源和所述电接地之间。
10.根据权利要求8或9所述的电路，其特征在于，进一步包括熔断器，所述熔断器与所述电力开关和所述主动下拉开关串联，并且其中所述比较器模块进一步被构造为将来自所述电源的所述供给电力重定向到所述电接地，以熔断所述熔断器，从而停止从所述电源的所述电力的供给。
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