CN114520505A - 用于操作配电系统的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在低功耗模式下操作的方法和配电系统（50，150，250）包括主配电节点（16），所述主配电节点（16）限定具有输出（60）并且可在第一导通模式和第二非导通模式下操作的主配电开关（40），并且其中在所述第二非导通模式下操作包括通过所述配电开关（40）的泄漏电流，所述主配电节点（16）下游的至少一个启用电负载（48），所述至少一个启用电负载（48）可通过所述主配电开关（40）连接到所述主配电节点（16），且所述主配电节点包括主配电节点功率源（58，158），其配置成当所述主配电开关（40）在所述第二非导通模式中正操作时向所述主配电开关（40）的所述输出（60）供应功率。

Description

用于操作配电系统的系统和方法

技术领域

本公开涉及用于操作配电系统的方法和系统。

背景技术

电功率系统（例如在飞行器配电系统中发现的那些电功率系统）采用发电系统或功率源（例如发电机）以用于产生为飞行器的系统和子系统供电的电力。当电力穿过电汇流条以将功率从功率源输送到电负载时，分散在整个功率系统中的配单节点确保输送到电负载的功率满足对于负载的设计功率标准。配电节点可以例如进一步提供开关操作，以根据例如可用的配电供应，电负载功能性的关键程度或诸如起飞，巡航或地面操作之类的飞行器操作模式来选择性地启用或禁用向特定电负载的功率输送。

发明内容

在一个方面中，本公开涉及一种配电系统，其包括主配电节点，所述主配电节点限定一组主配电开关，每个主配电开关具有输出且可在第一导通模式和第二非导通模式中操作，且其中在所述第二非导通模式中操作包括通过所述配电开关的泄漏电流，且所述主配电节点包括主配电节点功率源，所述主配电节点功率源配置成接收第一功率并将第二功率供应到输出，该第二功率小于所述第一功率，以及控制器模块，所述控制器模块与所述主配电节点相关联并且配置成识别期望在所述配电系统的空闲状态期间被通电的电负载的子集，限定一组启用的电负载，识别不与所述一组启用的电负载中的任何电负载相关联的辅助配电节点的子集，通过打开定位在辅助配电节点的所述子集的上游的主配电节点中的主配电开关的子集，可开关地将辅助配电节点的相应子集与限制的功率供应装置断开，并将第二功率供应给所打开的主配电开关的输出，其中第二功率减小跨相应主配电开关的泄漏电流。

在另一方面中，本公开涉及一种减少配电系统中的泄漏电流的方法，包括：识别期望在所述配电系统的空闲状态期间被通电的电负载的子集，限定一组启用的电负载，识别不与所述一组启用的电负载中的任何电负载相关联的辅助配电节点的子集，通过打开定位在辅助配电节点的所述子集的上游的主配电节点中的主配电开关的子集，可开关地将辅助配电节点的所述子集与限制的功率供应装置断开，并向所打开的主配电开关的输出供应低压功率供应，其中低压功率供应减小跨主配电开关两端的泄漏电流。

在又一方面中，本公开涉及一种配电系统，其包括主配电节点，所述主配电节点限定一组主配电开关，每个主配电开关具有输出且可在第一导通模式和第二非导通模式中操作，且其中在所述第二非导通模式中操作包括通过所述配电开关的泄漏电流，且所述主配电节点包括主配电节点功率源，所述主配电节点功率源配置成接收第一功率并将第二功率供应到输出，所述第二功率小于所述第一功率，第一辅助配电节点包括可在所述配电系统的低功耗模式中操作的至少一个启用的电负载，所述第一辅助配电节点可通过第一主配电开关连接到所述主配电节点，以及不与可在所述配单系统的低功耗模式中操作的任何启用的电负载相关联的第二辅助配电节点，第二辅助配电节点可通过第二主配电开关连接到主配电节点。响应于在低功耗模式下操作的配电系统，第二辅助配电节点被选择性地从配电系统功率源断开，并且其中主配电节点功率源向第二辅助配电节点供应第二功率，以可操作地减少通过第二主配电开关的泄漏电流。

本发明提供一组技术方案，如下。

技术方案1. 一种配电系统，包括：

主配电节点，所述主配电节点限定一组主配电开关，每个主配电开关具有输出并且可在第一导通模式和第二非导通模式中操作，并且其中在所述第二非导通模式中操作包括通过所述配电开关的泄漏电流，并且所述主配电节点包括主配电节点功率源，所述主配电节点功率源配置成接收第一功率，并且向输出提供第二功率，所述第二功率小于所述第一功率；以及

控制器模块，其与所述主配电节点相关联并且配置成：

识别在所述配电系统的空闲状态期间期望被通电的电负载的子集，限定一组启用的电负载；

识别不与所述一组启用的电负载中的任何电负载相关联的辅助配电节点的子集；

通过打开定位在辅助配电节点的所述子集的上游的主配电节点中的所述主配电开关的子集，可开关地将辅助配电节点的相应子集与限制的功率供应装置断开；以及

将所述第二功率供应给所打开的主配电开关的所述输出，其中所述第二功率减小跨相应主配电开关两端的泄漏电流。

技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述第二功率是低于所述第一功率的电压。

技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述第二功率限制通过所述主配电开关的所述泄漏电流。

技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述配电节点功率源是所述限制的功率供应装置。

技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述一组启用的电负载包括常通电负载。

技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述第一功率是270伏直流（DC），且所述第二功率是28伏DC。

技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，还包括第一功率源和第二可放电功率源，并且其中当通过所述第一功率源供应所供应的第一功率时，所述配电系统可在正常功率模式下操作，并且当通过所述第二可放电功率源供应所供应的第一功率时，所述配电系统还可在低功率模式下操作，其中所述低功率模式比所述正常功率模式消耗更少的功率。

技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述第二功率足以在待机模式中可操作地启用另一控制器模块。

技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述第一功率被供应到所述主配电节点。

技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述第一功率由可放电功率源供应。

技术方案11. 根据任意前述技术方案所述的配电系统，其中，所述一组主配电开关包括一组固态开关。

技术方案12. 一种飞行器，其包括根据任意前述技术方案所述的配电系统。

技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的飞行器，其中，所述一组启用的电负载包括监测负载、安全监测负载、电动门负载或照明负载中的至少一个。

技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的飞行器，其中，所述第二功率在其中所述第一功率由可放电功率源供应的不活动周期期间限制通过所述主配电开关的所述子集的所述泄漏电流。

技术方案15. 一种减少配电系统中的泄漏电流的方法，包括：

识别在所述配电系统的空闲状态期间期望被通电的电负载的子集，限定一组启用的电负载；

识别不与所述一组启用的电负载中的任何电负载相关联的辅助配电节点的子集；

通过打开位于所述辅助配电节点的所述子集的上游的主配电节点中的主配电开关，可开关地将所述辅助配电节点的所述子集与限制的功率供应装置断开；以及

向所打开的主配电开关的输出供应低压功率供应，其中所述低压功率供应减小跨所述主配电开关两端的泄漏电流。

技术方案16. 根据任意前述技术方案所述的方法，还包括识别与所述启用的电负载的至少一个子集相关联的辅助配电节点的第二子集，以及将所述辅助配电节点的所述第二子集与所述限制的功率供应装置可开关地连接以使所述启用的电负载的子集可操作地通电。

技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述启用的电负载的所述子集包括监测负载、安全监测负载、电动门负载或照明负载中的至少一个。

技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，辅助配电节点的所述子集还包括控制器模块，所述控制器模块配置成可控制地操作每个相应辅助配电节点的开关操作，且其中所供应的低电压功率供应足以操作所述控制器模块。

技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所供应的低压功率供应足以在低功耗待机模式下操作所述控制器模块。

技术方案20. 一种配电系统，包括：

主配电节点，所述主配电节点限定一组主配电开关，每个主配电开关具有输出并且可在第一导通模式和第二非导通模式下操作，并且其中在所述第二非导通模式下操作包括通过所述配电开关的泄漏电流，并且所述主配电节点包括主配电节点功率源，所述主配电节点功率源配置成接收第一功率，并且向输出供应第二功率，所述第二功率小于所述第一功率；

第一辅助配电节点，其包括可在所述配电系统的低功耗模式中操作的至少一个启用的电负载，所述第一辅助配电节点可通过第一主配电开关连接到所述主配电节点；以及

第二辅助配电节点，所述第二辅助配电节点在没有任何启用的电负载的情况下不相关联，其可在所述配电系统的所述低功耗模式下操作，所述第二辅助配电节点可通过第二主配电开关连接到所述主配电节点；

其中响应于在所述低功耗模式下操作的所述配电系统，所述第二辅助配电节点被选择性地从配电系统功率源断开，并且其中所述主配电节点功率源向所述第二辅助配电节点提供所述第二功率，以可操作地减小通过所述第二主配电开关的所述泄漏电流。

参考以下描述和所附权利要求，本公开的这些和其他特征，方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本公开的方面，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

附图说明

在参照附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员的完整且能够实现的公开，其中：

图1是根据本文所述各个方面的飞行器和配电系统的自顶向下示意图。

图2是根据本文描述的各个方面的图1的飞行器的配电系统的示意图。

图3是根据本文描述的各个方面的图2的飞行器的配电系统的另外的详细示意图。

图4是根据本文描述的各个方面的配电系统的另一示意图。

图5是根据本文描述的各个方面的配电系统的又一示意图。

具体实施方式

本公开的各方面在本文中在飞行器中的功率源的上下文中描述，该功率源实现从诸如涡轮引擎，喷气燃料，氢，电池等的能量源产生电功率。然而，将理解，本公开不限于此，并且具有对非飞行器应用中的配单系统（包括其它移动应用和非移动工业，商业和住宅应用）一般适用性。例如，可应用的移动环境可以包括飞行器，航天器，空间发射交通工具，卫星，机车，汽车等。商业环境可以包括制造设施或发电和配电设施或基础设施。

特别地，本公开的各方面可应用于具有限制供应功率源或限制功率源的配电系统。如这里所使用的，“限制功率源”可以包括在一段时间内通过例如操作的放电循环来在供应功率量或数量中被限制的任何功率源。限制功率源可包括但不限于燃料电池系统，氢电池系统，电容器，超级电容器，电池系统，可再充电系统，任何前述示例的组或其组合。在另一非限制性示例中，限制功率源可包括可被耗尽但不方便或不实际再充电或补充的功率源（例如，没有有源补充功率源，或仅间歇补充功率源可用）。在另一非限制性示例中，“限制功率源”还可由与能量供应操作循环相关联的定时方面来限制。例如，电池可以具有限制的有效放电定时周期，直到电势电压下降到阈值以下，而在另一示例中，太阳能电池或光伏电池只能在太阳能周期的限制时间内产生功率。在这个意义上，限制的功率源可以包括具有限制的有效功率产生周期或循环的风力产生能量，光子能量源等。在又一个非限制性示例中，“限制的功率源”可以包括时间限制源与放电限制源的组合（例如，用于对在夜间放电的电池组充电的太阳能）。

与“限制功率源”相反，“恒定功率源”或“无限功率源”可包括能够或配置成在配电系统的预期操作期间产生预测或预定功率量的功率源。在一个非限制性示例中，恒定功率源可包括响应于内燃机的动力运动而产生功率的发电机系统，或到诸如基于地面的功率设施的连续功率源的连接。因此，如本文所使用的，恒功率电源不受放电循环的限制。

如本文所使用的，术语“组”或“一组”元件可以是任何数量的元件，包括仅一个。如本文所使用的，术语“上游”是指与电、功率或电流流动方向相反的方向，并且术语“下游”是指与电、功率或电流流动方向相同的方向。

此外，如本文所使用的，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的值或与相应的值相关的值，而不是直接感测或测量值本身。感测或测量的值可以进一步提供给附加组件。例如，可以将该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。

另外，虽然本文可以使用诸如“电压”，“电流”和“功率”之类的术语，但是对于本领域的技术人员来说，显然的是，这些术语在描述电路操作或电路的方面时可以相互关联。

所有方向参考（例如，径向，轴向，上，下，向上，向下，左，右，横向，前，后，顶，底，上方，下方，竖直，水平，顺时针，逆时针）仅用于用来下列的识别目的：帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是关于其位置，取向或其使用。除非另外指示，否则连接参考（例如，附接，耦合，连接和接合）应被广泛地解释并且可包括元件集合之间的中间构件和元件之间的相对运动。同样地，连接参考不一定暗示两个元件直接连接并且彼此成固定关系。在非限制性示例中，连接或断开可以被选择性地配置成提供，启用，禁用等相应元件之间的电连接。非限制性示例配电母线连接或断开可通过开关，母线连结（tie）逻辑或配置成启用或禁用母线下游的电负载的通电的任何其它连接器来启用或操作。另外，如本文所使用的，“电连接”或“电耦合”可包括有线或无线连接。示范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。

另外，如本文所使用的，“控制器”或“控制器模块”可以包括配置成或适于为可操作组件提供指令，控制，操作或任何形式的通信以实现其操作的组件。控制器模块可以包括任何已知的处理器，微控制器或逻辑装置，包括但不限于：现场可编程门阵列（FPGA），专用集成电路（ASIC），全权限数字引擎控制（FADEC），比例控制器（P），比例积分控制器（PI），比例微分控制器（PD），比例积分微分控制器（PID控制器），硬件加速逻辑控制器（例如用于编码，解码，代码转换等）等，或其组合。控制器模块的非限制性示例可配置成或适于运行，操作或以其它方式执行程序代码以实现操作或功能结果，包括执行各种方法，功能性，处理任务，计算，比较，值的感测或测量等，以启用或实现本文所描述的操作或技术操作。操作或功能结果可以基于一个或多个输入，存储的数据值，感测或测量的值，真或假指示等。虽然描述了“程序代码”，但是可操作或可执行指令集的非限制性示例可以包括例程，程序，对象，组件，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。在另一非限制性示例中，控制器模块还可包括可由处理器访问的数据存储组件，包括存储器，无论是瞬态存储器，易失性存储器或非瞬态存储器，还是非易失性存储器。

存储器的其它非限制性示例可包括随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），快速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，快速驱动器，通用串行总线（USB）驱动器等，或这些类型的存储器的任何适当组合。在一个示例中，程序代码可以以可由处理器访问的机器可读格式存储在存储器内。另外，存储器可存储各种数据，数据类型，感测或测量的数据值，输入，产生或处理的数据等，其可由处理器访问以提供指令，控制或操作来实现功能或可操作结果，如本文所述。在另一个非限制性示例中，控制模块可以包括将第一值与第二值进行比较，并且基于那个比较的满足来操作或控制附加组件的操作。例如，当感测的、测量的或提供的值与另一个值（包括存储的或预定的值）进行比较时，那个比较的满足可以导致由控制器模块可控制的动作，功能或操作。如使用的，术语“满足”或比较的“满足”在本文中用于表示第一值满足第二值，例如等于或小于第二值，或在第二值的值范围内。将理解，这样的确定可以容易地改变为通过正/负比较或真/假比较来满足。示例比较可以包括将感测的或测量的值与阈值或阈值范围进行比较。

如本文所使用的，可控开关元件或“开关”是可被控制以在第一操作模式或第一模式与第二操作模式或第二模式之间切换的电气装置，在第一操作模式或第一模式中，开关“被闭合”，意图将电流从开关输入传输到开关输出，在第二操作模式或第二模式中，开关“被打开”，意图防止电流在开关输入与开关输出之间传输。在非限制性示例中，连接或断开（例如由可控开关元件启用或禁用的连接）可以被选择性地配置成在相应元件之间提供、启用、禁用等电连接。

本公开可以在具有开关的任何电路环境中实现。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行器功率系统架构，其实现从涡轮引擎（优选燃气涡轮引擎）的至少一个线轴产生电功率，并经由至少一个固态开关（诸如固态功率控制器（SSPC）开关装置）将电功率递送到一组电负载。SSPC的一个非限制性实例可包括基于碳化硅（SiC）或氮化镓（GaN）的高功率开关。SiC或GaN 可以基于它们的固态材料构造，它们以更小和更轻的形状因数处理高电压和高功率电平的能力，以及它们非常快速地执行电操作的高速开关能力来选择。可以包括附加的开关装置或附加的硅基功率开关。

现在参见图1，所示的是飞行器10，其具有至少一个涡轮引擎，示为左引擎系统12和右引擎系统14。备选地，功率系统可具有更少或更多的引擎系统。左和右引擎系统12，14可以基本上相同，并且可以进一步包括至少一个功率源，例如一组相应的发电机18。左和右引擎系统12，14可以进一步包括另一个相应的功率源，例如第二电机或一组发电机（未示出）。可以包括本公开的非限制性方面，其中，例如，左引擎系统12包括作为主功率源的第一发电机18和作为辅助、备用或冗余功率源的辅助发电机。所示的飞行器还具有一组功耗组件或电负载20，例如比如致动器负载，飞行关键负载和非飞行关键负载。

电负载20经由配电系统与发电机18中的至少一个电耦合，该配电系统包括例如输电线或汇流条（即，功率母线22）以及一组配电节点16。飞行器10还可以包括一组补充功率源（未示出），所述补充功率源可选择地与功率母线22连接，并且可操作以提供主功率、补充功率、冗余功率、备用功率、紧急功率等的至少一部分。补充功率源的非限制性示例可包括但不限于可放电或可再充电的电能源，例如燃料电池、电池、电容器、超级电容器、一组装置的能源“组”或任何其它电功率。该组补充功率源可以向功率母线22提供功率，并且因此向该组功率分配节点16或该组电负载20提供功率。

在飞行器10的典型操作期间，操作的左引擎系统12和右引擎系统14提供机械能，该机械能可以通常经由线轴被提取，以为该组发电机18提供驱动力。该组发电机18又产生功率（例如AC或DC功率），并将所产生的功率提供给功率母线22，该功率母线22将功率输送到位于整个飞行器10中的电负载20。此外，在飞行器10的典型操作期间，该组补充功率源可以可选择地与功率母线22连接，并且可操作以向电负载20的子集提供主功率或补充功率。

在飞行器10的非飞行或非典型操作期间，额外的操作考虑可以包括在配电系统中。例如，当飞机10停在地面上或以空闲状态存储时或同时，飞行器引擎系统12，14通常不工作或不运行。如本文所使用的，“空闲状态”可以包括任何非操作状态（例如，诸如飞行或准备飞行时的操作），无论是有意或无意的非操作，诸如临时或扩展存储，在维护操作下，延迟操作等。在没有操作引擎系统12，14以及对应地没有由引擎系统12，14机械驱动的发电机18的操作的情况下，可以通过该组补充功率源来满足或满意配电系统的功率供应预期或需求。在这个意义上，该组补充功率源不依赖于飞行器10的典型操作，并且可以独立于飞行器10操作。该组补充功率源的非限制性示例还可以包括限制功率源，如本文所解释的。

示例配电管理功能可以包括，但不限于，根据例如可用配电供应，电负载20功能性的关键程度，或诸如起飞，巡航或地面操作之类的飞机操作模式，选择性地启用或禁用向特定电负载20的功率输送。在电功率产生的紧急或不充分期间，包括但不限于引擎或发电机故障期间，补充功率源24中的至少一个可被操作，启用或连接以向电负载20提供功率。可以包括附加的管理功能。

在空闲状态的周期期间，该组电负载20的一部分可以可操作地或电禁用（例如，关断），以便通过配电系统保存由限制功率源供应的电功率。相反地，电负载20的子集（诸如电负载20的预定子集)可以被通电，启用，激活或以其他方式“待机”以用于操作，而不管空闲状态。例如，电负载20的预定子集可以包括不管飞行器10或配电系统的空闲状态而使用的电负载20。尽管处于空闲状态但仍被使用的电负载20的非限制性示例可以包括常通电负载20，安全监测电负载20，电动访问电负载20（例如，门，面板等），照明电负载20，监测电负载20，远程可控电负载20等。在这个意义上，不管空闲状态如何而使用的电负载20可以被认为是空闲状态期间的“启用电负载”。如前所述，启用电负载可以是预定的。

应当理解，虽然在图1的飞行器环境中示出了本公开的方面，但是本公开不限于此，并且可以在各种环境中具有适用性。例如，虽然本说明书针对飞行器中的功率系统架构，但是本公开的方面还可适用于在诸如起飞，着陆或巡航飞行操作等其他非紧急操作中提供功率、补充功率、紧急功率、基本功率等。

此外，图1中所描绘的各种组件的数目和放置也是与本公开相关联的方面的非限制性示例。例如，虽然以飞行器10的相对位置示出了各种组件（例如飞行器10的机翼上的电负载20等），但是本公开的方面不限于此，并且基于它们的示意性描绘，组件不限于此。可以设想附加的飞行器10配置。

现在参考图2，示出了可以在飞行器10中使用的示范配电系统50的示意图。配电系统50被示出为具有一组功率源，例如发电机18中的一个或多个，可放电的或以其他方式限制的功率源，例如补充功率单元32等，或其组合。如图所示，在一个非限制性示例中，补充功率单元32可包括一组电池34。虽然示出了一组电池34，但是补充功率单元32可以包括任何数量的功率源或功率源的组合，包括如本文所述的限制功率源。发电机18和补充功率单元32中的每一个通过相应的可开关元件与主配电节点16（例如，图1的配电节点16）的主配电功率母线22（例如，图1的功率母线22）连接，所述可开关元件被示出为相应的发电机开关36和补充功率单元开关38。在此意义上，发电机18或补充功率单元32中的每个可独立地连接以供应或以其它方式激励主配电功率母线22。

主配电节点16可以包括与相应的一组或子集的辅助配电节点30连接的多个输出，其用来限定配电系统50的层次拓扑。在非限制性示例中，可与相应的辅助配电节点30连接的每个输出可通过独立的主配电开关40从主配电功率母线22选择性地通电或以其他方式供应。如图所示，主配电节点16可以包括一组主配电开关40。每个相应的主配电开关40的输出可与相应的辅助配电节点30的辅助配电功率母线42连接，以使相应的辅助配电功率母线42通电或向其供应功率。

每个辅助配电节点30还可以包括连接到相应组或子集电负载20的一组辅助配电开关44。如图所示，每个电负载20可以通过相应的辅助配电开关44由辅助配电功率母线42选择性地通电。在这个意义上，每个电负载20可以通过相应的辅助配电开关44独立地可控或可激励。而且，如图所示，用于辅助配电节点30中的至少一个的电负载20的至少一组或子集可包括至少一个启用的电负载48，如本文所定义。电负载20还被示出具有至少一个典型的或常规的电负载46，其在空闲状态期间不被使用，如本文所述。可以包括本公开的非限制性方面，其中启用电负载48的至少一个子集可通过在一段时间内消耗恒定功率来操作。在本公开的另一非限制性方面中，启用电负载48的至少一个子集是暂时可操作的，例如在时间间隔周期内可操作。启用电负载48的子集的暂时可操作状态可以是周期性的，或者例如响应于按需操作的命令。可以包括启用电负载48的可操作子集和暂时可操作子集的组合。

在配电系统50的非空闲状态期间，配电系统50可以由发电机18通过操作的涡轮引擎来通电或以其他方式供应，并且可以通过发电机开关36与主配电节点16连接。配电系统50可以根据需要基于系统50的操作需求，通过主配电节点16，辅助配电节点30或其子集将功率分配给该组电负载20，46，48。可以进一步包括本公开的非限制性方面，其中补充功率单元32可以通过补充功率单元开关38进一步使主配电节点16通电或以其他方式向其供应功率，或补充由发电机18供应的功率。另外地或备选地，补充功率单元32可以由通过发电机18，例如通过主配电功率母线22供应的功率再充电。

在配电系统50的空闲状态期间，如本文所述，发电机18将通常不会运行，并且因此，将通常不会向主配电节点16或任何下游辅助配电节点30或电负载20供应功率或以其他方式使其通电。可以包括本公开的非限制性方面，其中，例如，补充功率单元32可以可操作地向配电系统50供应至少一部分功率，以满足如本文所定义的至少一个启用的电负载48或一组启用的电负载48的功率需求。还可以包括本公开的非限制性方面，其中补充功率单元32可以可操作地向配电系统50供应至少一部分功率，以满足常规电负载46的子集，启用的电负载48的子集，辅助配电节点30的子集，其组合等的另外的功率需求。

在空闲状态期间，操作相应组的主配电开关40，相应组的辅助配电开关44，其子集等将消耗来自补充功率单元32的功率。即使在例如开关36，38，40，44的各种组或子集可操作地处于打开状态（例如，非导通模式）的实例中，泄漏电流也可以通过开关36，38，40，44的组或子集或跨其传导，这原本难以避免。当在开关操作中使用固态器件时，泄漏电流可在一段时间内达到大的功率消耗或功率消耗。如所解释的，由于补充功率单元32是限制的功率供应装置，与通过开关操作的较少功率消耗相比，过量的功率消耗将使补充功率单元32更快地放电，同时启用或以其它方式激励启用电负载48的组或子集。在用于说明的一个非限制性示例中，飞行器配电系统可以包括将功率分配给数千个电负载的层次开关拓扑。在此示例中，一千（或更多）个开关（其每个在打开非导通状态中消耗甚至较小的泄漏电流）将总计为大得多的总功率消耗。

图3示出了图2的飞行器的配电系统的另外的详细示意图。如图所示，为了简洁和易于理解，仅示出了单个辅助配电节点30，但是本公开的方面适用于每个辅助配电节点30或辅助配电节点30的子集。

如图所示，可以包括本公开的方面，其中主配电节点16还包括主配电节点功率源58，该主配电节点功率源58与主配电功率母线22连接并适于从主配电功率母线22接收第一功率。主配电节点功率源58还可以与每个相应的输出连接，所述输出与每个相应的辅助配电节点30连接或以其他方式可连接。在这个意义上，主配电节点功率源58可以向一组输出60提供第二功率，每个输出60电连接在相应的主配电开关40的下游和相应的辅助配电节点30的上游。在一个非限制性示例中，该组输出端60可以与相应的二极管62以电气的方式成一直线，实现从主配电节点功率源58向该组输出60单向功率供应。在本公开的另一非限制性方面中，第二功率可小于或低于第一功率，可满足下游组件的功率需求，或其组合。

而且，如图所示，本公开的非限制性方面可以包括主配电节点16的控制器模块56，或者与主配电节点16相关联，并且与主配电节点功率源58可通信地连接，并且与每个相应的主配电开关40可操作地连接的控制器模块56。在这个意义上，控制器模块56可以启用，实施，操作或以其他方式控制主配电开关40的组或子集的独立或公共操作。如本文所使用的，控制器模块56可以包括处理器和存储器。在本公开的非限制性方面中，控制器模块56可进一步与附加配电控制器模块连接以操作配电系统50控制模式。附加配电控制器模块可包括本地控制模块，联网控制模块，可从远离配电系统50的远程位置提供命令和指令的远程控制模块，或其组合。

辅助配电节点30还被示出包括辅助配电节点电源54，该辅助配电节点电源54与辅助配电节点30的控制器模块52可通信地连接，并且与每个相应的辅助配电开关44可操作地连接。在这个意义上，可以类似于主配电节点16的控制器模块56的控制器模块52可以启用，实施，操作或以其他方式控制辅助配电开关44的组或子集的独立或公共操作。

在配电系统50的非空闲状态或操作周期期间，主配电节点16，辅助配电节点30或其组合的方面可以与常规配电系统50的操作没有区别。例如，主配电功率母线22可以向主配电节点功率源58供应功率，主配电节点功率源58又可以向控制器模块56供应功率以根据需要操作主配电节点16的开关操作。类似地，通电的辅助配电节点30包括通电的辅助配电功率母线42，其可以向辅助配电功率源54供应功率。辅助配电电源54又可以向控制器模块52供应功率，以根据需要操作辅助配电节点30的开关操作。

然而，在空闲状态或操作周期期间，当仅指定有限数目的启用电负载48被通电时，本公开的方面可操作地启用低功耗或低功率耗散配电系统50。例如，在空闲状态期间，主配电功率母线22可由补充功率单元34通电或从补充功率单元34接收功率。主配电功率母线22又可以使主配电节点功率源58通电或向其进一步供应功率。主配电节点功率源58可以根据需要选择性地，独立地或可操作地向各个输出60供应功率，以及根据需要向控制器模块56供应功率以操作主配电节点16的开关操作。

在一个非限制性示例中，不包括任何活动或启用的电负载48的相应辅助配电节点30通常将不从主配电节点16接收功率，使得连接主配电开关40将例如由控制器模块56设置为打开非导通状态。这原本将导致泄漏电流通过打开的非导电开关40耗散，如本文所解释的。

可以包括本公开的非限制性方面，其中，例如，主配电节点功率源58启用，供应或提供低电压给与辅助配电节点30相关联的相应输出60，而没有任何活动的或启用的电负载48。如本文所使用的，“低电压”是小于在正常（非空闲）配电系统50操作期间由功率供应装置的典型电压的电压（即，“高电压”）。在一个非限制性示例中，如果在非空闲状态期间从主配电节点16供应到辅助配电节点30的典型电压是270伏直流（DC），则相应的“低电压”可以是较小的数量级，诸如10伏DC或30伏DC等。

可操作地，通过在没有任何活动的或使能的电负载48的情况下向与辅助配电节点30相关联的相应输出60提供低电压，将减少由相应打开的不导通开关40耗散的泄漏电流量。此外，可以包括本公开的非限制性方面，其中可以配置或选择由主配电节点功率源58供应给辅助配电节点30的低电压或辅助配电节点30的控制器模块52中的至少一个，使得控制器模块52可以响应于低电压（通过辅助配电功率母线42供应给辅助配电节点功率源54）而操作。在这个意义上，即使在配电系统50的空闲状态下，控制器模块52也可以由于常规功率供应装置而“活动”。该“活动”状态例如可以包括“睡眠”状态，“待机”状态或低功耗状态，并且可以允许控制器模块52在监测或其他操作任务的情况下保持警报，这些操作任务可以发生在周期性的，暂时的，按需的或以其他方式不规则的操作中，与（一个或多个）连续的操作相反。附加的非限制性示例可以包括处于睡眠或待机状态的控制器模块52的远程激活，例如通过联网操作或命令，“唤醒局域网（LAN）”命令等。这可以减少上电，通电，启动，启动例程等中的延迟，并且与如果控制器模块52在其他情况下是不活动的相比，导致总体上更响应的系统。启动控制器模块可能花费相当长的时间，并且延迟实现来自控制器模块的任何命令。在此意义上，启用对控制器模块52的供电可被包括为启用的电负载48，使得即使在空闲状态期间也期望控制器模块52的低功率操作。

可以进一步包括本公开的非限制性方面，其中，例如，主配电节点16可操作地利用任何活动的或启用的电负载48为相应的辅助配电节点30供应功率或以其他方式使其通电。在这个意义上，配电系统50可以识别或以其他方式考虑电负载20的子集，例如在空闲状态期间可操作或通电的活动或启用电负载48，并且可以例如控制相应的主配电开关40闭合或在导通状态下操作，以对辅助配电节点30通电，辅助配电节点30可以进一步将功率分配给活动或启用电负载48。

因此，本公开的非限制性方面可被包括，配电系统50可在空闲或低功耗状态中操作，其中具有启用的电负载48的辅助配电节点30根据需要通电，且其中不具有启用的电负载48的辅助配电节点30可被可开关地禁用，且由低电压供电，所述低电压减小功耗或功率耗散，所述功耗或功率耗散原本归因于通过相应组的打开或非导通开关的泄漏电流。

图4是根据本公开的另一方面的另一配电系统150。配电系统150类似于配电系统50；因此，相同的部件将用相同的附图标记加上100来标识，应当理解，配电系统50的相同部件的描述适用于配电系统50，除非另有说明。一个差异在于，主分配节点功率源158还可包括单独且独立的功率供应装置172，在一个示例中示出为包括一组电池或一组低压电池。在这个意义上，主配电功率源158可以独立地向相应组的输出60供应功率，如上所述，而不需要主配电功率母线22由例如补充电源单元32通电。

而且，如图所示，主配电功率源158可包括可通过再充电开关174与独立功率供应装置172和主配电功率母线22连接的再充电控制器170。在这个意义上，在独立功率供应装置172放电时，独立功率供应装置172可以通过主配电功率母线22（经由再充电开关174）选择性地再充电，主配电功率母线22可以进一步由补充功率单元32或发电机18（如果可用的话）暂时通电。一旦主配电功率源158的再充电完成，再充电开关174可以可控地打开，如果需要，补充功率单元32也可以如此。

图5是根据本公开的另一方面的另一配电系统250。配电系统250类似于配电系统50；因此，相同的部件将用相同的附图标记加上200来标识，应当理解，配电系统50的相同部件的描述适用于配电系统250，除非另有说明。一个差异在于辅助配电节点230可以基于当前操作条件选择性地操作以供应不同的电压。

如图所示，相应的主配电开关40的输出在辅助配电节点230中由并行的组件接收。并行组件可包括：导体284，其将所接收的输入传递到第一输出；电压转换器280，例如高电压到低电压转换器，其将在输入处接收的高电压转换为供应到第二输出的较低相对电压；及电压控制282，其可操作地控制可连接到第一输出或第二输出且进一步与辅助配电功率母线42连接的电压控制开关286。辅助配电节点230可响应于接收高电压（例如在空闲状态配电系统250操作期间由主配电节点16供应的电压）而操作。在此示例中，电压控制器282可感测在并行输入处接收的高电压，且操作电压控制开关286以将电压转换器280的输出与辅助配电功率母线42连接。

在另一示例中，辅助配电节点230可操作以响应于接收到低电压，例如在空闲状态配电系统250操作期间由主配电节点16供应的电压（例如，如参考图3，图4或其组合所示和解释的）。在此示例中，电压控制器282可感测在并行输入处接收的低电压，且操作电压控制开关286以将导体284的输出与辅助配电功率母线42连接，从而将低电压传递到辅助配电功率母线42。在启用电负载48可在低电压下操作的非限制性示例中，本公开的方面可操作地允许由辅助配电节点230对这些启用电负载48供电。在这个意义上，由主配电节点功率源58供应给辅助配电节点230的低电压可以被选择或与启用的电负载48的功率需求相匹配。

因此，可以包括本公开的方面来限定一种减少配电系统50，150，250中的泄漏电流的方法。减小泄漏电流的方法可以包括首先识别期望在配电系统50，150，250的空闲状态期间通电的电负载20的子集，从而限定一组启用的电负载48。接下来，该方法可以包括识别辅助配电节点30，230的子集，该子集不与任何活动的或启用的电负载48相关联或不对其供电。然后，该方法具有通过打开位于辅助配电节点30，230的子集的上游的主配电节点16中的主配电开关40来可操作地或可开关地将辅助配电节点30，230的子集与诸如补充功率单元32或主配电功率源158中的至少一个之类的限制的功率供应装置断开的规程。最后，该方法通过向打开的主配电开关40的输出60供应低压功率供应而继续，其中低压功率供应减小跨主配电开关40两端的漏电流。

所描述的顺序仅用于非限制性示例的目的，并不意味着以任何方式限制该方法，因为应当理解，该方法的部分可以以不同的逻辑顺序进行，可以包括附加的或中间的部分，或者该方法的所描述的部分可以被分成多个部分，或者该方法的所描述的部分可以被省略而不脱离所描述的方法。例如，可以包括本公开的非限制性方面，其进一步包括：识别与启用的电负载48的至少一个子集相关联的辅助配电节点30，230的第二子集，以及将辅助配电节点30，230的第二子集与诸如补充功率单元32或辅助配电功率源158之类的限制的功率供应装置可开关地连接，以可操作地激励启用的电负载48的子集。

在本公开的附加或备选非限制性方面中，可包括所述方法，其中启用的电负载48的子集包括监测负载，安全监测负载，电动门负载或照明负载中的至少一者。在本公开的又一非限制性方面中，可包括所述方法，其中辅助配电节点30，230的子集进一步包括控制器模块52，其配置成可控制地操作每个相应辅助配电节点30，230的开关操作，且其中所供应的低电压功率供应足以操作控制器模块52，例如在较低功耗待机或休眠模式中操作。在本公开的又一非限制性方面中，可包括所述方法，其中所述限制的功率供应装置包括可放电功率供应装置。

除了以上附图中所示的以外，本公开还考虑了许多其它可能的方面和配置。本文所公开的各方面提供了一种可在诸如空闲状态的低功耗或低功耗状态下操作的方法和配电系统。技术效果是上述方面使得配电系统能够使用具有最小电流泄漏的固态技术向大量电负载分配和控制功率，同时保持对变化的功率需求的快速响应。

本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明，并且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合方法。本发明的可取得专利范围由权利要求书来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例包括与权利要求书的文字语言完全相同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构元件，则它们意在处于权利要求书的范围之内。

本发明的另外的方面由以下条款的主题提供：

1. 一种配电系统，包括主配电节点，所述主配电节点限定一组主配电开关，每个主配电开关具有输出并且可在第一导通模式和第二非导通模式下操作，并且其中在所述第二非导通模式下操作包括通过所述配电开关的泄漏电流，并且所述主配电节点包括主配电节点功率源，所述主配电节点功率源被配置成接收第一功率，并且向输出供应第二功率，所述第二功率小于所述第一功率，以及控制器模块，所述控制器模块与所述主配电节点相关联并且被配置成识别在所述配电系统的空闲状态期间期望被通电的电负载的子集，限定一组启用的电负载，识别不与所述一组启用的电负载中的任何电负载相关联的辅助配电节点的子集，通过打开位于辅助配电节点的相应子集的上游的主配电节点中的主配电开关的子集将所述辅助配电节点的子集与限制的功率供应装置可开工地断开，并将第二功率提供给打开的主配电开关的输出，其中第二功率减小跨相应主配电开关两端的泄漏电流。

2. 根据任何前述条款所述的功率分配系统，其中，第二功率是比第一功率低的电压。

3.根据任何前述条款所述的配电系统，其中，所述第二功率限制通过所述初级配电开关的泄漏电流。

4. 根据任何前述条款所述的配电系统，其中，所述配电节点功率源是所述限制的功率供应装置。

5. 根据任何前述条款所述的配电系统，其中，所述一组启用的电负载包括常通电负载。

6. 根据任何前述条款所述的配电系统，其中，所述第一功率是270伏直流（DC）且所述第二功率是28伏DC。

7. 根据任何前述条款所述的配电系统，进一步包括第一功率源和第二可放电功率源，并且其中当通过所述第一功率源供应所述第一功率时，所述功率分配系统可在正常功率模式下操作，并且当通过所述第二可放电功率源供应所述第一功率时，所述配电系统进一步可在低功率模式下操作，其中所述低功率模式比所述正常功率模式消耗更少的功率。

8. 根据任何前述条款所述的配电系统，其中，所述第二功率足以在待机模式中可操作地启用另一控制器模块。

9. 根据任何前述条款所述的配电系统，其中，所述第一功率被供应到所述主配电节点。

10. 根据任何前述条款所述的配电系统，其中，所述第一功率由可放电功率源供应。

11. 根据任何前述条款所述的配电系统，其中，所述一组主配电开关包括一组固态开关。

12. 一种飞行器，其包括任何前述条款所述的配电系统。

13. 根据任何前述条款所述的飞行器，其中，所述一组启用的电负载包括监测负载、安全监测负载、电动门负载或照明负载中的至少一个。

14. 根据任何前述条款所述的飞行器，其中，所述第二功率在所述第一功率由可放电功率源提供的不活动时段期间限制通过所述主配电开关的所述子集的泄漏电流。

一种减少配电系统中的漏电流的方法，包括：识别期望在所述配电系统的空闲状态期间被通电的电负载的子集，限定一组启用的电负载，识别不与所述一组启用的电负载中的任何电负载相关联的辅助配电节点的子集，通过打开位于辅助配电节点子集上游的主配电节点中的主配电开关来可开关地将所述辅助配电节点的子集从限制的功率供应装置断开，并向打开的主配电开关的输出供应低压功率供应，其中低压功率供应减小跨主配电开关两端的泄漏电流。

16.根据任何前述条款所述的方法，还包括识别与所述启用的电负载的至少一个子集相关联的辅助配电节点的第二子集，以及将所述辅助配电节点的第二子集与所述限制的功率供应可开关地连接，以可操作地使所述启用的电负载的子集通电。

17.根据任何前述条款所述的方法，其中，所述启用的电负载的子集包括监测负载、安全监测负载、电动门负载或照明负载中的至少一个。

18.根据任何前述条款所述的方法，其中，所述辅助配电节点的子集进一步包括控制器模块，所述控制器模块配置成可控制地操作每个相应辅助配电节点的开关操作，且其中所述所供应的低压功率供应足以操作所述控制器模块。

19.根据任何前述条款所述的方法，其中，所供应的低压功率供应足以在低功率消耗待机模式中操作所述控制器模块。

20. 一种配电系统，包括：主配电节点，所述主配电节点限定一组主配电开关，每个主配电开关具有输出端并且可在第一导通模式和第二非导通模式下操作，并且其中在所述第二非导通模式下操作包括通过所述配电开关的泄漏电流，并且所述主配电节点包括主配电节点功率源，所述主配电节点功率源配置成接收第一功率，并且向输出供应第二功率，所述第二功率小于所述第一功率；第一辅助配电节点，其包括可在所述配电系统的低功耗模式中操作的至少一个启用的电负载，所述第一辅助配电节点可通过第一主配电开关连接到所述主配电节点；以及不与可在所述配电系统的低功耗模式中操作的任何启用的电负载相关联的第二辅助配电节点，所述第二辅助配电节点可通过第二主配电开关连接到所述主配电节点，其中，响应于在所述低功耗模式下操作的所述配电系统，所述第二辅助配电节点被选择性地从配电系统功率源断开，并且其中所述主配电节点功率源向所述第二辅助配电节点提供所述第二功率，以可操作地减少通过所述第二主配电开关的泄漏电流。

Claims (10)

1.一种配电系统，包括：

主配电节点，所述主配电节点限定一组主配电开关，每个主配电开关具有输出并且可在第一导通模式和第二非导通模式中操作，并且其中在所述第二非导通模式中操作包括通过所述配电开关的泄漏电流，并且所述主配电节点包括主配电节点功率源，所述主配电节点功率源配置成接收第一功率，并且向输出提供第二功率，所述第二功率小于所述第一功率；以及

控制器模块，其与所述主配电节点相关联并且配置成：

识别在所述配电系统的空闲状态期间期望被通电的电负载的子集，限定一组启用的电负载；

识别不与所述一组启用的电负载中的任何电负载相关联的辅助配电节点的子集；

通过打开定位在辅助配电节点的所述子集的上游的主配电节点中的所述主配电开关的子集，可开关地将辅助配电节点的相应子集与限制的功率供应装置断开；以及

将所述第二功率供应给所打开的主配电开关的所述输出，其中所述第二功率减小跨相应主配电开关两端的泄漏电流。

2.根据权利要求1所述的配电系统，其中，所述第二功率是低于所述第一功率的电压。

3.根据权利要求1或2所述的配电系统，其中，所述第二功率限制通过所述主配电开关的所述泄漏电流。

4.根据权利要求1或2所述的配电系统，其中，所述配电节点功率源是所述限制的功率供应装置。

5.根据权利要求1或2所述的配电系统，其中，所述一组启用的电负载包括常通电负载。

6.根据权利要求1或2所述的配电系统，其中，所述第一功率是270伏直流（DC），且所述第二功率是28伏DC。

7.根据权利要求1或2所述的配电系统，还包括第一功率源和第二可放电功率源，并且其中当通过所述第一功率源供应所供应的第一功率时，所述配电系统可在正常功率模式下操作，并且当通过所述第二可放电功率源供应所供应的第一功率时，所述配电系统还可在低功率模式下操作，其中所述低功率模式比所述正常功率模式消耗更少的功率。

8.根据权利要求1或2所述的配电系统，其中，所述第二功率足以在待机模式中可操作地启用另一控制器模块。

9.根据权利要求1或2所述的配电系统，其中，所述第一功率被供应到所述主配电节点。

10.根据权利要求1或2所述的配电系统，其中，所述第一功率由可放电功率源供应。

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