JP2011502465A - 汎用航空機地上支援装置カートのための多電圧電源 - Google Patents

Abstract

航空機地上支援システムは、多電圧電源を含む。このシステムは、空調モジュール、及びディスプレイ及びプロセッサを有する制御モジュールを備え、ディスプレイ及びプロセッサは、航空機支援技術者に航空機のタイプ又はクラス選択メニューを表示し、選択されたタイプ又はクラスの航空機によって必要とされる電力のタイプを指定する電力出力選択信号を生成することによって、航空機のタイプ又はクラスの選択に応答する。また、このシステムは、ＡＣ電力入力及び少なくとも１つの電力出力を有する電力供給モジュールを備え、電力供給モジュールは入力される信号としての電力出力選択信号を受け取る。電力供給モジュール内の電力変換システムは、ＡＣ電力入力に接続し、変換され且つ電圧が管理された電力を少なくとも１つの電力出力に供給する。また、この電力変換システムは、入力信号として電力変換制御信号を受け取る。電力変換モジュール内の制御システムは、電力供給モジュールの少なくとも１つの電力出力における電圧の測定値を受け取り、且つ制御モジュールの電力出力選択信号も受け取る。この制御システムは、電力変換システムの電力変換制御信号を生成し且つ電力変換制御信号を調整して、電力出力選択信号に従ってあらかじめ定められた所定の電圧値に電力モジュールの出力を管理する。

Description

本発明は、２００７年１０月３１日に出願された出願番号６０／９８４，１６４の仮出願（Ａｒｔｙ． Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．２１６０８−Ｐ１）及び２００８年３月１４日に出願された出願番号６１／０３６，７２２の仮出願（Ａｔｔｙ． Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．５０−００２ ＩＴＷ ２１６０８−Ｐ２）の本出願である。

本特許出願は、本出願と同日に出願され、ある発明者は共通している一連の共同所有された出願の１つであり、航空機地上支援装置及びカートに関する。ここに挙げる一連の他の出願は、参照されて本明細書に組み込まれる。”Ａｎ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ａｉｒｐｌａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，”Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｅ．Ｍｏｎｔｍｉｎｙ及びＳｔｅｖｅｎ Ｅ．Ｂｉｖｅｎｓ（出願番号 ，Ａｔｔｙ．Ｄｏｃ．Ｎｏ．５０−００３ ＩＴＷ２１５８５Ｕ）。”Ａ Ｆｒａｍｅ ａｎｄ Ｐａｎｅｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ Ｍｏｄｕｌｅｓ ｔｏ ｂｅ Ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｏｎ ａｎ Ａｉｒｐｌａｎｅ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃａｒｔ，” Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｅ．Ｍｏｎｔｍｉｎｙ，Ｂｒｉａｎ Ａ．Ｔｅｅｔｅｒｓ及びＫｙｔａ Ｉｎｓｉｘｉｅｎｇｍａｙ（出願番号 ，Ａｔｔｙ．Ｄｏｃ．Ｎｏ．５０−００４ ＩＴＷ ２１５８８Ｕ）。”Ａ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｆａｓｔｅｎｅｒｓ ｆｏｒ Ａｔｔａｃｈｉｎｇ Ｐａｎｅｌｓ ｏｎｔｏ Ｍｏｄｕｌｅｓ ｔｈａｔ ａｒｅ ｔｏ ｂｅ Ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｏｎ ａｎ Ａｉｒｐｌａｎｅ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃａｒｔ，” Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｅ．Ｍｏｎｔｍｉｎｙ，Ｂｒｉａｎ Ａ．Ｔｅｅｔｅｒｓ及びＫｙｔａ Ｉｎｓｉｘｉｅｎｇｍａｙ（出願番号 ，Ａｔｔｙ．Ｄｏｃ．Ｎｏ．５０−００５ ＩＴＷ ２１５８７Ｕ）。”Ａｉｒｐｌａｎｅ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃａｒｔ Ｈａｖｉｎｇ Ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ Ｍｏｄｕｌｅｓ ａｎｄ ａ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｍｏｄｕｌｅ ｔｈａｔ ｉｓ Ｓｅｐａｒａｂｌｅ ｆｒｏｍ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｏｄｕｌｅｓ，” Ｊａｍｅｓ Ｗ．Ｍａｎｎ，ＩＩＩ及びＪｅｆｆｒｅｙ Ｅ．Ｍｏｎｔｍｉｎｙ（出願番号 ，Ａｔｔｙ．Ｄｏｃ．Ｎｏ．５０−００６ ＩＴＷ ２１５８６Ｕ）。”Ａｎ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｉｒｐｌａｎｅ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃａｒｔ，” Ｊａｍｅｓ Ｗ．Ｍａｎｎ，ＩＩＩ，Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｅ．Ｍｏｎｔｍｉｎｙ，Ｂｅｎｊａｍｉｎ Ｅ．Ｎｅｗｅｌｌ及びＴｙ Ａ．Ｎｅｗｅｌｌ（出願番号 ，Ａｔｔｙ．Ｄｏｃ．Ｎｏ．５０−００７ ＩＴＷ ２１６０６Ｕ）。”Ａ Ｃｏｍｐａｃｔ， Ｍｏｄｕｌａｒｉｚｅｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｔｈａｔ ｃａｎ ｂｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｕｐｏｎ ａｎ Ａｉｒｐｌａｎｅ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃａｒｔ，” Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｅ．Ｍｏｎｔｍｉｎｙ，Ｋｙｔａ Ｉｎｓｉｘｉｅｎｇｍａｙ，Ｊａｍｅｓ Ｗ．Ｍａｎｎ，ＩＩＩ，Ｂｅｎｊａｍｉｎ Ｅ．Ｎｅｗｅｌｌ及びＴｙ Ａ．Ｎｅｗｅｌｌ（出願番号 ，Ａｔｔｙ．Ｄｏｃ．Ｎｏ．５０−００８ ＩＴＷ ２１５８３Ｕ）。”Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，” Ｊａｍｅｓ Ｗ．Ｍａｎｎ，ＩＩＩ，Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｅ．Ｍｏｎｔｍｉｎｙ，Ｓｔｅｖｅｎ Ｅ．Ｂｉｖｅｎｓ及びＤａｖｉｄ Ｗａｙｎｅ Ｌｅａｄｉｎｇｈａｍ（出願番号 ，Ａｔｔｙ．Ｄｏｃ．Ｎｏ．５０−００９ ＩＴＷ ２１６０５Ｕ）。

本発明は、一般に電源の分野に関し、特に、汎用航空機地上支援装置カートでの使用に適した多電圧電源に関する。

航空機がそのエンジンが停止した状態で地上にいる時、航空機は、通常、その電気システムに対して電力を供給すること、及び空調システムに対して冷却された空気を供給することができない。また、ある航空機は、ある重要な電子（又はアビオニク）部品に対して液体クーラントを供給することができない。そのような地上にいる航空機を航空機地上支援装置システムに接続することが慣習となっている。そのようなシステムは、航空機地上支援装置カートと呼ばれる移動装置カート上に搭載された部品を有しており、このカートは、地上支援を必要とする航空機の近くに利便良く駐車、配置又は据え付けられ得る。通常、そのようなカートは、調整され且つ冷却された空気を航空機に供給し得る空調機と共に、ローカル電力網から得られた電力を航空機に必要な適切な電圧（ＡＣ又はＤＣ）及び周波数の電力に変換する電力変換器を有している。また、そのような航空機地上支援装置カートは、ローカル電力網への接続なしで、カートが空調電力及び航空機の電力の両方を供給可能な発電機に接続されたジーゼルエンジンを有し得る。そして、もし航空機がその電子機器のための冷却された液体のソースを必要とする場合、あるカートは、通常、ポリαオレフィン又はＰＡＯである熱伝達流体又は液体クーラントである液体クーラントのソースも有し得る。

従来、特に軍用機に関しては、そのような地上支援装置カートは、特注設計されて、１つの航空機の個別のタイプ又はクラスの特別な要求にあわせていた。従って、航空機の第１のタイプ又はクラスの特定の要求及び必要を支援するように設計されたカートは、航空機の他のタイプ又はクラスの異なる特定の要求及び必要を支援するために用いることができなかった。通常、異なる航空機は、冷却された空気の異なる圧力及び容量、異なる量の電力、異なる電圧値、及び異なる電気周波数（又は直流）を要求し得る。そして、通常、異なる航空機は、搭載された電子機器の冷却に使用する冷却された液体の異なる圧力及び容量を要求し得る。従って、各空港には、各空港又は軍事基地に到着及び発着し得る航空機の異なるタイプ又はクラスがあるのと同様に、多くの異なるタイプの地上支援装置カートが供給されなければならない。航空機の特定のタイプ又はクラスの必要なものを提供するように適切に設計された地上支援装置カートよりも多くの特定のタイプの航空機が特定の位置に到着する時に、問題が生ずる。

より具体的には、ある航空機は、より小さい室内を有する他の航空機が要求するよりも、より高い圧力でかなり多くの空気流量をその地上支援装置に要求する。ある航空機は、その電力が、毎秒４００回変化する又は往復して流れる交流（ＡＣ）の１１５ボルト（ＡＣ １１５ボルト、４００Ｈｚ）に調整されることを要求する。他の航空機は、往復して流れない２７０ボルトの直流（ＤＣ２７０ボルト）を要求する。また、他の航空機は、直流の２８ボルトソース（ＤＣ２８ボルト）を要求する。また、航空機は、引き込む電力の量が異なる。

航空機のための空調及び電力変換を提供する航空機カート配置の一例として、ＰＣＴ特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４３３１２（国際公開番号ＷＯ２００７／０６１６２２Ａｌ、２００７年３月３１日公開）が、その電気変換部品のモジュール設計を有する航空機地上支援カートを開示している。このカートは、空調及び電力変換と共に任意に航空機に発電サービスを提供する。図５は、この特許出願に開示されるカートが、互換性のあるモジュール式の電力変換モジュールを受け取ることを公開している。従って、３相１１５ボルト４００ＨｚのＡＣ電力を生成するモジュール７２が取り除かれて、２７０ボルトのＤＣ電力を生成するモジュール７８と取り換えられる。図６は、このカートが、２８ボルトＤＣ電力を生成するモジュール９２も受け取ることを示している。

上記ＰＣＴ特許出願の図２は、航空機地上支援装置カート１４内の２重空調システムのメカニカル部品の典型的な配置を示す。空調機のメカニカル部品は、カート１４の全体の長さを全て横切って拡がっている。２組のコンデンサコイル３４が、カート１４の一方の端に配置されており、コイル３４及びそのハウジングの厚さは、関連する冷却ファンの厚さと共に、カートの全体の長さの約５分の１を占めている。フィルタ及び上流蒸発コイル３０及び下流蒸発コイル４０及び排気口接続部４２（航空機に導かれるダクトが取り付けられる）は、カート１４の他方の端に配置されており、カートの全体の長さの５分の１よりも幾分短い寸法を占めている。ブロワファン３２、放電プレナム３８、及び２つのコンプレッサ３６は、カート１４の中央の位置に配置されて示される。空調システムのこれらのメカニカル部品は、カート１４の容積の一部分内の長方形のモジュール内に閉じ込められていない。これらの部品は、カート１４の全てを横切って拡がっており、点検のためか又はカート１４から離れての使用のために、カート１４から容易に取り除かれることができない。ジーゼルエンジン５４及び発電機５６（ＰＣＴ出願の図４に示される）のような他のカートの部品、及び電力変換ユニット７２（ＰＣＴ出願の図５に示される）は、空間があればどこにでも、空調部品の間に無理に押し込められている。非空調部品と空調部品とのこの混合は、すべての部品が同じ余裕のない空間に混み合っているので、全ての部品の点検を非常に複雑にする。例えば、空調コンプレッサ又はブロワに従事する点検者は、これらの部品への行く手をふさぐジーゼルエンジン５４及び発電機５６を見つけるだろう。

また、そのような従来の地上支援装置システムの空調システムは、特定の温度及び圧力における特定の容量の冷却空気を、特定のタイプ又はクラスの航空機へ提供するように設計されている。もし、そのようなシステムが、その冷却空気を他のタイプ又はクラスの航空機内にダクトを通して流すと、非常に多いか又は非常に少ない空気が空調システムから流れ、これは、空調システムのバランスを狂わせて、空気がほとんど冷却されないか又は非常に冷却して、航空機の内部蒸発機を凍らせるか又は損傷させることをもたらすだろう。そして、提供される温度及び圧力は、他のタイプ又はクラスの航空機に対して適切ではないだろう。同様に、電気システムは、異なるタイプ又はクラスの航空機の要求を供給することはできないだろう。そして、ＰＡＯ液体冷却システムは、異なるタイプ又はクラスの航空機のアビオニクスを冷却するために使用された時、適切にバランスしないだろう。

本発明の実施形態は、ＡＣ及びＤＣ多電圧電源に関する。電力供給モジュールは、ＡＣ電力入力、少なくとも１つのＡＣ及びＤＣ電力出力、及び入力される電力出力選択信号を有する。このモジュールは、ＤＣ電力入力及びモジュールのＡＣ電力出力に接続する合成されたＡＣ電力出力を有する正弦波合成器を有し、この合成器はまた入力としての１つ又は複数の正弦波合成制御信号を有する。第１整流器は、モジュールのＡＣ電力入力を合成器のＤＣ電力入力に接続し、第２整流器は、合成器のＡＣ電力出力をモジュールのＤＣ電力出力に接続する。制御システムは、モジュールのＡＣ及びＤＣ電力出力における電圧の測定値を受け取り、且つモジュールのＡＣ又はＤＣ電力出力選択信号も受け取る。この制御システムは、正弦波合成制御信号を生成し且つ正弦波合成制御信号を調節し、電力出力選択信号によって選択されたＡＣ又はＤＣのいずれかの出力信号を管理して、選択された出力信号があらかじめ定められたＡＣ又はＤＣの所定の電圧値に維持される。

他の実施形態では、本発明は、多電圧電源を有する航空機地上支援システムである。このシステムは、空調モジュール並びにディスプレイ及びプロセッサを有する制御モジュールを備えており、ディスプレイ及びプロセッサは、航空機支援技術者に航空機のタイプ又はクラス選択メニューを表示し、選択された航空機のタイプ又はクラスによって必要とされる電力のタイプを指定する電力出力選択信号を生成することによって、航空機のタイプ又はクラスの選択に応答する。また、このシステムは、ＡＣ電力入力及び少なくとも１つの電力出力を有する電力供給モジュールを備え、電力供給モジュールは入力される信号としての電力出力選択信号を受け取る。電力供給モジュール内の電力変換システムは、ＡＣ電力入力に接続し、変換され且つ電圧が管理された電力を少なくとも１つの電力出力に供給する。また、この電力変換システムは、入力信号として電力変換制御信号を受け取る。電力変換モジュール内の制御システムは、電力供給モジュールの少なくとも１つの電力出力における電圧の測定値を受け取り、且つ制御モジュールの電力出力選択信号も受け取る。この制御システムは、電力変換システムの電力変換制御信号を生成し且つ電力変換制御信号を調整して、電力出力選択信号に従ってあらかじめ定められた所定の電圧値に電力モジュールの出力を管理する。

図１は、本発明による電力変換モジュールを含む航空機地上支援装置カートの等角図である。 図２は、カートの他方の要素から分離された発電モジュールを備えた図１に示すカートの等角図である。 図３は、図１及び図２に示す電力変換モジュールの等角図であり、電力変換モジュールが、保守の目的のためにカートから滑り離すようにどのように搭載されるのかを示す。 図４は、本発明により構成された地上支援装置のための多電圧電源のブロック図である。 図５は、図４に用いられる変圧器の一実施形態の回路図である。 図６は、図４に用いられる整流器の一実施形態の回路図である。 図７は、図４に用いられるスイッチング４００Ｈｚ正弦波合成器の一実施形態の回路図である。 図８は、図７に用いられるスイッチの一実施形態の回路図である。 図９は、図４に用いられる出力変圧器及びフィルタの一実施形態の回路図である。 図１０は、図４に用いられる２７０ＶＤＣ整流器の一実施形態の回路図である。 図１１は、図４に用いられる出力クランプスイッチの一実施形態の回路図である。 図１２は、カート及びカート制御モジュール内で一緒にネットワークで結ばれる様々なモジュールのブロック図である。 図１３は、ディスプレイ画面上に示されるメインメニュー及びサービスされる航空機のタイプ又はクラスの選択を許容するメニュ−の図である。 図１４は、ディスプレイ画面上に映される保守メニューの図である。

下記の詳細な説明は、本発明の環境を説明する第１部Ａ、及び具体的に本発明の実施形態、多電圧電力変換モジュールの詳細に焦点をあてる第２部Ｂを含む。

Ａ．モジュール式及び汎用航空機地上支援装置カート

汎用航空機地上支援装置カートは、車輪で動く牽引可能なカートか、又は、空調、アビオニクス装置液体クーラント及び電力変換及び発電サービスを、エンジンが停止している航空機へ供給する固定されて搭載された（永久的又は一時的）装置である。これらのカートは、好ましくは、軍用及び他の航空機によって世界中の空港及び軍事基地に運ばれるべきである。この装置が、もはや標準的軍用装置搬送パレット（ｐａｌｅｔｔｅ）ではないことが、便利であり有益であろう。しかしながら、多くのそのようなカートが、今日、標準パレットに適合してなく、このことは、現場で利用可能な地上支援装置の数を低減する。伝統的には、そのような地上支援装置カートは特注設計であり、それらはそのようなサービスをたった１つのタイプ又はクラスの航空機に提供する。それ故、異なるカートが、各異なるタイプの航空機に対して供給される必要がある。また、伝統的に、そのようなカートに搭載された空調部品は、かさ高く、それらは、カート全体の領域を占有し、空間があるならば電力変換器及び他の部品を間に挟み込ませる必要があり、それによって、そのようなカートに搭載された部品を点検する又は取り換えることは、非常に扱いにくい。

本発明は、汎用航空機地上支援装置カートに具体化される。汎用は、ただ１つのタイプ又はクラスというよりは、様々なタイプ及びクラスの航空機の様々な必要性を提供するべく設計されていることを意味する。また、この地上支援装置カートは、モジュール式である。その部品は、点検又は交換のためにカートから容易に分離又は除去され得る四角形のモジュールである。また、モジュールは、カートとは独立して使用され得る。特定のタイプの航空機に必要ではないモジュールは、即座に除去されて、非常に柔軟な方法で、自立して他で使用され得る。そのようなカート１０及びいくつかのそのモジュールが、電力発電モジュール１４、電力変換モジュール２０及び２重空調モジュール４００（ＰＡＯ液体冷却も提供する）が、図１〜図３に簡単に説明される。（これらの部品のより多くの詳細な図面が、本出願及び上述した関連出願にも含まれている）

使用に際しては、カート１０は、適切なトラクタ又はトラック（図示せず）によって、航空機（図示せず）の近くに据え付けられるか又は航空機まで引き上げられる。オペレータは、２重空調モジュール４００からの空調プレナム（ｐｌｅｎｕｍ）又はエアダクト２６を、航空機の冷却空気入力ポート（図示せず）に接続する。そして、もし、航空機が、液体クーラントの供給を必要とするアビオニクス又は他の電子部品を有しているならば、オペレータは、空調モジュール４００からの一対のＰＡＯ液体クーラントコンジット（ｃｏｎｄｕｉｔ）２８も、航空機の一対のＰＡＯポートに接続する。そして、オペレータは、適切な電力ケーブル（図示せず）を用いて、電力変換モジュール２０の電力出力ポート又はレセプタクル（図１〜図３には図示せず）を、航空機の一致するポート又はケーブルに接続する。異なるタイプの航空機の様々な必要なものを供給するために、カート１０には２つの電力変換モジュール２０があり、第１のモジュール２０は１１５ボルト、４００ＨｚＡＣ電力出力ポート及び別個の２７０ボルトＤＣ電力出力ポートの両方を有しており、第２モジュール１２０８（図１２）は２８ボルトＤＣ電力出力ポートを有する（これらのモジュール２０又はモジュール１２０８の一方又は他方はカート１０から除去され得る）。

次に、図１２を参照して、オペレータは、ディスプレイ画面２４を有する制御モジュール２２のフロントパネル上の”スタート”プッシュボタン１２１６を押し下げて、画面が図１３に示されるようなメインメニューを表示する。もし航空機がＴ−５０ゴールデンイーグルであれば、オペレータは、このメニュー上のラベル” Ｔ−５０ゴールデンイーグル”（図１３）に隣接する４つのプッシュボタン１２０４の内の１つを押し下げて、オペレータは、次に現れた”Ｔ−５０”メニュー上のラベル”スタート”（図１４）に隣接する４つのプッシュボタン１２０２の内の１つを押し下げる。応答して、全てのモジュールは、この特定のタイプの航空機に、適切な圧力及び容量の空気の空調、及び適切なタイプ、電圧及び周波数の電力、及び液体クーラント（必要であれば）を提供する必要として、自動的に自らを再設定する。もしオペレータが間違ったタイプの航空機を選択した場合、圧力及び空気流量測定がこれを検知して、色のついたステータスライト１２１４を明るくしてエラーを示し、制御パネル２４上に適切なエラーメッセージをオペレータに表示しながら、システムを停止する。オペレータが、制御モジュール２２のフロント上の”ストップ”プッシュボタン１２１８又はディスプレイ画面２４のメニューの内の１つのラベル”ストップ”に隣接するプッシュボタン１２０２又は１２０４を押し下げる（図１３又は図１４）と、システムは停止する。

汎用航空機地上支援装置カートは、広く変化する空調及び液体冷却及び電力支援のニーズを有する多くの異なるタイプ及びクラスの航空機の必要に対して、柔軟な支援を提供するべく設計される。本発明は異なる圧力及び容量の冷却空気及び冷却液体を異なる航空機に提供でき、且つ本発明は異なるタイプ及び量の電力を異なる航空機に提供できる。また、本発明は、航空機の点検者がサービスが提供される航空機のタイプを容易に選択し得る簡単な統合された制御パネルを提供し、カート上の様々な電気器具が、特定のタイプの航空機のための支援を最適化すべく自動的に設定される。

モジュール式の航空機地上支援装置カートは、カートによって提供される異なる支援システムが、それぞれ、頑丈に、コンパクトに、任意にＥＭＩシールドされた四角いモジュールに閉じ込められているものである。モジュールは、容易に除去され、点検され、交換され、カート及び他のモジュール部品から分離して独立に使用され得る。

例えば、カート１０では、２段階の空調モジュール４００は、液体のＰＡＯ冷却システムを含んで、カート１０の全ての空調部品を有する。電力変換モジュール２０は、カート１０の電力変換部品を有し、２７０ボルトＤＣ電源及び１１５ボルト４００ＨｚＡＣ電源を含んでいる。モジュール２０は、２８ボルトＤＣ電源を含む他の同様なモジュール１２０８（図１２）と交換されるか、又はモジュール１２０８が追加されて、異なるタイプ及びクラスの航空機の特別な必要に従って、３つの異なるタイプの電力変換を提供する。

電力供給モジュール１４は、カートがローカル電力網によって供給される３６０〜５００ボルト、５０又は６０サイクル、ＡＣ３相電力に容易に接続できない場合に、６０サイクル、３相４６０ボルト電力を生成するためのジーゼルエンジン及び発電機を有している。電力供給モジュール１４は、カート１０の一方の端部に閉じ込められており、図２に示されるように、カート１０から取り外し可能である。

モジュール１４，２０、４００及び１２０８の内の任意のもの又は全てが、随意に内部変圧器（図示せず）を備え得る。内部変圧器は、入力する高電圧の電力を５０又は６０Ｈｚの１２０ボルト又は２４０ボルトに下げて変圧し、この低電圧を標準の雨よけ付き差し込み口（図示せず）に供給する。この差し込み口は、ハンドツール及び携帯用の照明装置及びその他に電力を供給するために使用される。これらの電気器具にも地絡防止が提供される。

図１２に示すように、制御モジュール２２が、電力変換モジュール２０上にカート１０に搭載される。制御モジュール２２は、フロントパネル上に、一対のスタート及びストッププッシュボタン１２１６及び１２１８、色の付いたステータスライト１２１４、及びディスプレイ画面２４の左側及び右側に隣接して配置される４つのプッシュボタン１２０２及び１２０４のセットを有するディスプレイ画面２４を備える。電源が入れられると、ディスプレイ画面２４は、図１３に示すように、航空機保守者が隣接するプッシュボタン１２０２及び１２０４の内の１つを押し下げることによってサービスが提供される航空機のタイプを選択することを許容するメインメニュー表示を示す。航空機点検者のみに知られている特別なプッシュボタン押し下げパターンは、これらの点検者が見て、空調及びＰＡＯモジュール４００、電力変換モジュール２０及び１２０８、及び電力供給モジュール１４の状態を（ある場合には）変えることを許容する保守メニュー表示（図示せず）を提示し得る。図１２に模式的に示すように、全てのモジュール１４、２０、２２，４００及び１２０８は、それらがカート１０に組み込まれた時、ネットワーク１２１２によって一緒に自動的にネットワークで結ばれる。また、それぞれのモジュール１４、２０、２２，４００及び１２０８は、外部の携帯用コンピュータ（図示せず）と接続し得るネットワークジャック（図示せず）を備えている。このコンピュータは、全てのモジュールに対する制御モジュール及びディスプレイとして働き、プッシュボタン１２０２及び１２０４の押し下げに換えて、図１３及び図１４に示されるメニュー上でマウスクリックし得る。

カート１０は、任意に２つの車輪及び２軸台車アッセンブリ１８及び１９上に搭載される。電力発電モジュール１４及び２段階の空調モジュール４００の間のカート１０上の空間では、図２及び図３に示すように、１つ又は両方の電力変換モジュール２０及び１２０８が滑り配置されてカート１０に取り付けられ得る（もし両方が組み込まれる場合、それらは示されるようにカートの反対側に配置され得るか、又は一方が他方の上に組み込まれる。）

電力発電モジュール１４が特定の航空機支援任務に必要でない場合、図２に示すように、モジュール１４及びモジュール１４の下の車輪及び軸台車アッセンブリ１９はカート１０の残りから完全に取りはずされ、完全に分離されて使用されるために、６０Ｈｚ、４６０ボルト、３相電力の携帯用の電源が必要とされるどこか他に移動され得る。図２及び図３に示すように、電力変換モジュール２０及び１２０８は、トラック上を滑り出されて、これらのモジュール２０及び１２０８並びにそれらの内部の電気部品及び電子部品の点検のために点検者に容易なアクセスを与える位置に固定され得る。また、それらは、修理のためか又は独立した電力変換器として他での使用のために取り除かれ得る。または、それらは、異なる航空機にサービスを提供するために必要とされる異なる電圧及び周波数を生成する異なる電力変換モジュールと交換され得る。

Ｂ．多電圧電力変換モジュールの説明

本発明は、特定の部品を有し特定の環境で使用される具体的な電力変換モジュール２０を参照して説明されるが、また本発明は他の電源、部品に実装されて、他の環境で使用され得ることが、最初に理解されるべきである。

今、図４を参照して、地上支援装置のための多電圧電力変換モジュール２０が示される。モジュール２０は、電力入力４０２から、３８０〜５００ボルト（ＲＭＳ）の範囲の５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの多相電力を受け取り、サービスが提供される航空機の電力の要求に応じて、１１５ボルト、４００Ｈｚ、ＡＣ電力又は、２７０ボルトＤＣ電力の何れかに変圧する。図１３を参照して、航空機点検者は、表示されたメニュー上の航空機の名前をタッチして航空機を選択し、電力変換モジュール２０は、自身をプログラミングして、航空機が要求するこれら２つの電圧の内のいずれかを自動的に生成して応答する。制御モジュール２２内のプロセッサ１２０６（図１２）は、ディスプレイ画面２４を含む。航空機を選択するために、支援技術者が、プッシュボタン１２０４の内の１つを押し下げて航空機のタイプを選択し、これに応答して、プロセッサ１２０６は、バス１２１２上を電力変換モジュール２０内の制御システム４１０（図４）に搬送される電力出力選択信号を生成する。この信号に応答して、制御システム４１０は、図４に示される残りの部品４００，５００，６００，７００，９００及び１０００をプログラムする電力変換制御信号６０６，７０８（その他）（後述される）を送り出す。これらは、まとめて電力変換システムと呼ばれ、選択された航空機のタイプ又はクラスのための特定のタイプ（ＡＣ又はＤＣ）及び電圧の電力を生成する。また、制御システム４１０は、出力ＡＣ又はＤＣ電圧を（４４２又は４４６で）モニタし、電力変換制御信号を調整し、具体的には正弦波合成制御信号７０８を調整して、出力電圧を管理し、それによって、電力変換選択信号に従って、あらかじめ定められた電圧値に出力電圧を維持する。

入力される電力は、電力入力４０２から共通コアフィルタ及びインダクタ回路４０４を通って多相変圧器５００を通過する。変圧器５００は、多相電力信号の位相の異なる２つのセットを生成して、それらを整流器６００に供給する。整流器６００は、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの多相電力信号を、およそ６００ボルトＤＣ信号に変換し、このＤＣ信号をスイッチング４００Ｈｚ正弦波合成器７００に与える。

スイッチング４００Ｈｚ正弦波合成器７００は、６００ボルトＤＣ電力信号を、４００Ｈｚ、１１５ボルト多相（ＲＭＳ）電力信号に変換する（後述されるように、この電圧は、２７０ボルトのＤＣ電力が生成される場合、１１５ボルトから変化するだろう）。４００Ｈｚ多相電力信号は、４００Ｈｚ電力信号をフィルタリングし且つ平滑にして比較的純粋な正弦波信号にする変圧器及びフィルタ回路９００に供給される。平滑にされた４００Ｈｚ，１１５ボルト（ＲＭＳ）多相電力信号は、その後、第１及び第２出力スイッチ４０６及び４０８に供給される。

第１出力スイッチ４０６は、１１５ボルト４００ＨｚＡＣ多相電力信号Ａ，Ｂ及びＣを、モジュール２０の１１５ボルト４００ＨｚＡＣ電力出力４０７に接続する。１１５ボルトＡＣ電力信号は、その後、１１５ボルト４００ＨｚＡＣ電力出力４０７から、適切なケーブル上を１１５ボルト４００ＨｚＡＣ電力を要求する航空機へ流れる。第２出力スイッチ４０８は、同様の電力信号の多相セットを整流器１０００に接続する。整流器１０００は、４００Ｈｚ１１５ボルト（ＲＭＳ）多相電力信号を、航空機切断スイッチ１１０３及びクランプ回路１１００を通過してモジュール２０の２７０ボルトＤＣ電力出力４０９に流れる２７０ボルトＤＣ電力信号Ｖ２＋及びＶ２−に変換する。クランプ回路１１００は、電力変換モジュール２０内の回路を過渡電流から保護する。２７０ボルトＤＣ電力信号は、その後、２７０ボルトＤＣ電力出力４０９から、適切なケーブル上を、２７０ボルトＤＣ電力を要求する航空機に流れる。

今、図５を参照して、電力変圧器５００は、図４に記載された共通コアフィルタ及びインダクタ回路４０４から、入力多相電力信号５０２を受け取る。電力変圧器５００内では、入力多相電力信号５０２は、入力セットのＹ巻き線５０４を通過して送られる。電力変圧器は、２つの多相電力信号出力を作る。Ｙ接続セットの２次巻き線５０６は、出力電力信号のセット５１０を作り、第２のデルタ接続された巻き線５０８のセットは、信号５１０とは位相が異なる出力電力信号のセット５１２を作る。出力信号のセット５１０及び５１２の両方は、図６に記載される整流器６００に供給される。（変圧器５００は、ＩＴＷ軍用部品番号ＴＴ５１０５である）

今、図６を参照して、整流回路６００は、電力変圧器５００から、２つの多相電力信号出力５１０及び５１２を受け取る。それぞれの多相電力信号出力５１０及び５１２は、ダイオード６０４及びサイリスタ６０２を有する整流回路に供給される。

整流回路６００は、それぞれが組み合わせて使用されるサイリスタ及びダイオードを含む６つのセットを備える。一例として第１のサイリスタ及びダイオードのセットを用いて、このセットは、図５に記載された電力変圧器５００からの電力信号を一緒に受け取るダイオード６０４及びサイリスタ６０２を含む。受け取られた電力信号は、電力変圧器５００から流れ出た多相電力信号５１０及び５１２の対からきた６つの信号の内の１つである信号Ｕ₁である。第１セットの多相電力信号５１０は、多相セットの３つのＡＣ電力信号Ｕ₁、Ｖ₁及びＷ₁として表される。第２セットの多相電力信号５１２は、多相セットの３つのＡＣ電力信号Ｕ₂、Ｖ₂及びＷ₂として表される。示されるように、ＡＣ電力信号Ｕ₁は、第１のサイリスタ及びダイオードセットのダイオード６０４のカソード及びサイリスタ６０２のアノードに接続される。サイリスタ６０２のゲートは、制御システム４１０から、整流回路６００の動作を変化し得るトリガタイミング信号６０６を受け取る。サイリスタ６０２のカソードは、整流回路６００の正出力端子Ｖ１＋に接続される。ダイオード６０４のアノードは、負出力端子Ｖ１-に接続される。残りの５つのサイリスタ及びダイオードセットのそれぞれは、同様に、異なる位相の入力信号及び同じ出力信号に接続される。タイミング信号６０６は、始動時にサイリスタを開閉するのに使用される。始動時にサイリスタを開閉することは、コンデンサ４３２がゼロポテンシャルから充電されるので、電力入力４０２からの入力電流を、最大定格の電流を超えて決して増加させないことを許容する。これは、電力入力４０２に接続される電力源の過負荷による切断を排除するソフト始動機能を提供する。

図４に示されるフィルタコンデンサ４３２は、整流回路６００のＤＣ出力端子Ｖ１＋及びＶ１−に架かって接続される。サイリスタ及びダイオードの６つのセットは、ＡＣ電圧の正及び負ピーク検出器及び整流器として働き、これらの電力信号によって到達される最も正及び最も負の電圧値の差とほぼ等しい電圧レベルに、ＡＣ電力信号のそれぞれのサイクルの間に、このＤＣ出力フィルタコンデンサ４３２（図１に示される）を完全に６回充電する。６つの信号Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２及びＷ２それぞれは、１秒間に５０回又は６０回以内の６つの異なる回数で、正及び負のピークを示す（入力電力信号の周波数に依存して）。これらの６つの信号の１つが正ピーク電圧に達するいずれの時にも、これらの同じ６つの信号の内の他の１つが同時にその負ピーク電圧に達し、これらの２つのピークを示す信号は、共に働いてフィルタコンデンサ４３２を完全に充電する。正方向の信号のピークは、その対応するダイオードを通ってコンデンサ４３２のＶ＋端子に電流を供給し、同時に、負方向の信号のピークは、その対応するサイリスタを通ってコンデンサ４３２のＶ−端子から負電流を引き出し、それによって、正及び負ピーク信号の間のほぼ電圧レベル差に、コンデンサ４３２を完全に充電する。

３７マイクロファラッドの高電圧コンデンサであるコンデンサ４３２は、平滑コンデンサとして働き、整流器６００によって生成されてもたらされるＤＣ電力信号を滑らかにする。Ｖ１＋及びＶ１−出力端子は、図７に記載されるスイッチング４００Ｈｚ正弦波合成器及びフィルタ回路７００に、このＤＣ電力を直接供給する。

今、図７を参照して、スイッチング４００Ｈｚ正弦波合成器７００が示される。この回路は、Ｖ１＋及びＶ１−に架かって直列に接続されるスイッチ７０２及び７０４（図１及び図６）の６つの対を有する。典型的な対のスイッチは、図７に示されるように、直列に接続されて示される第１スイッチ７０４及び第２スイッチ７０２を有する。第１スイッチ７０４はＶ１＋に接続し、第２スイッチはＶ１−に接続する。第１スイッチ７０４及び第２スイッチ７０２の接点７０６は、３つの状態Ｖ１＋、Ｖ１−又は０Ｖの間で変動するパルス幅変調された矩形波である電力信号１₁を提示する。スイッチ７０４及び７０２は、変圧器９００の位相Ａにおける４００Ｈｚ電力信号のパルス幅変調された信号を構成する。変圧器９００の位相Ａにおける電圧が正である場合、電力信号１₁は、０ＶとＶ１＋との間で切り換わり、電圧が負である場合、電力信号１₁は、０ＶとＶ１−との間で切り換わる。８３．３３μｓ（１２ｋＨｚ）毎に、スイッチ切り換え状態の可能性が存在し、負荷に基づく。制御システム４１０で発生したパルス幅変調されたスイッチング制御信号７０８が、第１スイッチ７０４及び第２スイッチ７０２に接続される。制御システム４１０は、これらのスイッチング信号を生成して、第１スイッチ７０４及び第２スイッチ７０２に、Ｖ１＋及びＶ１−電力信号それぞれを電力信号１₁に交互に導かせる。この交番は、４００Ｈｚの基本波よりも上の全ての高調波が除去された後に（出力変圧器及びフィルタ９００、コンデンサ３４，３６及び３８によって）、信号１₁が、制御システム４１０によって調整されて航空機に供給される出力電圧値を管理する制御された振幅を有する正弦曲線になるようにタイミングされる。

同伴する信号１₂は、同様に生成されるが、信号１₁とは位相が異なっている。追加の信号２₁及び２₂の対及び３₁及び３₂の対も、信号１₁及び１₂に対して述べたのとちょうど同じように生成されるが、信号２₁及び２₂は、信号１₁及び１₂に対して位相が１２０度ずれており、信号３１及び３２は、信号１₁及び１₂に対して位相が２４０度ずれている。従って、フィルタリングの後に、これらの信号は、７１０に示されるように、３相、４００Ｈｚの電力信号のセットになる。

図４では、電流振幅“Ｉ”は、出力信号１₂，２₂及び３₂において測定される。これらの電流測定値４４８は、電力変換モジュール２０から引き出された電流及び電力の尺度として、制御システム４１０に中継される（測定値４４０）。ホール効果電流センサが、電流を測定するために使用される。このセンサは、電流トランスデューサ部品番号ＬＦ５０５−Ｓとして、ＬＥＭ ＳＡ（スイス国ジュネーブ）から入手可能である。

今、図８を参照して、図７で用いられるスイッチの回路図が示される。スイッチ７０２は、示されるように、ゲート８１０を有し、且つソース８０６及びドレイン８０８を相互接続するダイオード８０４が組み込まれているパワー電界効果型トランジスタとして視覚化され得るＩＧＢＴトランジスタである。そのように、スイッチ７０２は、幾分ダイオードによってバイパスされたスイッチとして作動する。スイッチ７０２は、部品番号ＢＳＭ３００ＧＢ１２０ＤＬＣとして、Ｅｕｐｅｃ社（ニュージャージー州、レバノン）によって製造された集積回路である。

４００Ｈｚ正弦波合成器７００の電力出力信号７１０は、図９に示される電力出力変圧器及びフィルタ９００を通って供給される。電力出力信号１₁及び１₂の対は、電力出力変圧器９００の１次巻き線９０４の第１巻き線に適用される。電力出力信号２₁及び２₂の対は、電力出力変圧器９００の１次巻き線９０４の第２巻き線に適用される。電力出力信号３₁及び３₂の対は、電力出力変圧器９００の１次巻き線９０４の第３巻き線に適用される。

変圧器及びフィルタ９００の他方の側の２次巻き線９０６は、Ａ，Ｂ，Ｃ及び中性に対するＮがラベル付けされている多相、正弦曲線、Ｙ接続電力出力信号９０８を示す。これらの電力出力信号は、モジュール２０が動作している時はいつでも多相、４００Ｈｚ電力を示す。示された電圧は、電力変換モジュール２０が生成するように求められた出力電圧に依存して変化する。制御システム４１０は、信号Ａ，Ｂ及びＣによって示される電圧を測定し、これらの電圧測定値４４２は、電圧及び電流測定値４４０の一部として、制御システム４１０に供給される。モジュール２０が１１５ボルト４００ＨｚＡＣ電力を生成するように求められた場合、制御システム４１０は、正弦波合成器７００に命令して、信号Ａ，Ｂ及びＣによって示される正弦曲線電圧を負荷とは独立に（４４２で測定された）１１５ボルト（ＲＭＳ）に維持するべくパルス幅に調整される波形を、信号線１₁，１₂，２₁，２₂，３₁及び３₂上に生成させる。しかし、システムは、電流及び電力消費（電力は電圧と電流の積である）が過剰である時には、停止する。異なる電流及び電力制限が、異なる航空機に対して定められ得る。制御システム４１０は、スイッチ４０６を閉じて、適切なケーブルによって航空機に接続される１１５ボルト４００ＨｚＡＣ電力出力４０７に、電力信号Ａ，Ｂ及びＣを提示する。電圧測定値４４２は、スイッチ４０６が閉じている場合の電力出力４０７における電圧の測定値である。

モジュール２０が、２７０ボルトＤＣを、このように電力変換を要求する航空機に対して生成するように求められた場合、制御システム４１０は、信号Ａ，Ｂ及びＣが２７０ボルトＤＣ整流器１０００を通って供給され、且つ整流器１０００によって整流されて、適切なケーブルによって航空機に接続される２７０ボルトＤＣ電力出力４０９に提示されるように、スイッチ４０６を開き、且つスイッチ４０８を閉じる。制御システム４１０は、信号Ａ，Ｂ及びＣの電圧を無視し、代わりに、ＤＣ出力電流Ｉ（電流測定値４４８）及び電圧Ｖ２＋（電圧測定値４４６）を測定する。これら両方は、ＤＣ電力出力４０９（図４）の正端子において測定される。制御システム４１０は、電流及び電力消費が過剰にならない限り、正弦波合成器７００によって生成されるパルス幅を調整して、ＤＣ出力電圧を２７０ボルトに安定に保持するべくパルス幅が調整された波形を、信号線１₁，１₂，２₁，２₂，３₁及び３₂上に生成する。異なる電流及び電力制限が、異なる航空機に対して定められ得る。

ちょうど説明されたように、信号９０８（Ａ，Ｂ及びＣ）は、第１ＡＣ出力スイッチ４０６及び第２ＤＣ出力スイッチ４０８に送られる（図４）。また、信号９０８（Ａ，Ｂ及びＣ）は、更に残っている４００サイクルの高調波を抑える一連の平滑化コンデンサ４３４，４３６及び４３８（図４に示される）に接続される。

今、図１０を参照して、第２整流器１０００が示される。整流器１０００は、ＤＣ電力スイッチ４０８が閉じているときはいつでも、４００Ｈｚ電力信号Ａ，Ｂ及びＣを整流する。２７０ボルトＤＣが生成されている場合、電力信号Ａ，Ｂ及びＣによって提示される電圧は、上下に調整されて、２７０ボルトＤＣ電力出力４０９（図４）を２７０ボルトＤＣに維持する。図１０は、３つの電力信号Ａ，Ｂ及びＣ（９０８で示される）のそれぞれが、４つの整流ダイオードのセット１００２，１００４および１００６それぞれに接続されることを示す。４つのダイオードのそれぞれのセット１００２，１００４および１００６は、例えば４つのダイオード１０１６，１０１８，１０２０及び１０２２の説明のためのセットは、並列接続された２対のダイオード１０１６−１０１８及び１０２０−１０２２を含む。２つの並列接続されたダイオード１０１６−１０１８のアノードは、電力信号Ａに接続され、これら２つのダイオードのカソードは、ＤＣ正電力出力線１０３０に接続される。２つの並列接続されたダイオード１０２０−１０２２のカソードは、電力信号Ａに接続され、これら２つのダイオードのアノードは、ＤＣ負電力出力線１０３２に接続される。残りの２つのダイオードセット１００４及び１００６それぞれは、同様に、入力電力線Ｂ及びＣから正及び負出力線１０３０及び１０３２に接続される。出力線１０３０及び１０３２は、第１フィルタコンデンサ１００８に結合する。今しがた述べた回路配置は、ダイオードのセット１００２，１００４及び１００６が、シングルピーク検出整流器のように、フィルタコンデンサ１００８に、３つの電力信号Ａ，Ｂ及びＣの最も正及び最も負の電圧の振幅の間の瞬間的な電圧差とほぼ等しいＤＣ電圧を成長させることをもたらす。

ＤＣ電流は、コンデンサ１００８から、フィルタインダクタ１０１０を通り、４つの４７００μＦ、４００ボルトフィルタコンデンサ１０３４，１０３６，１０３８及び１０４０のバンクに流れ込む。このフィルタコンデンサのバンクに成長したＤＣ電圧は、２７０ボルトのフィルタリングされた１０２８におけるＤＣ出力電圧Ｖ２＋及びＶ２−として提示される。

今、図１１を参照して、クランプ回路１１００が示される。このクランプ回路１１００は、電圧―スパイクー取得コンデンサ（ｖｏｌｔａｇｅ−ｓｐｉｋｅ−ｃａｐｔｕｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）１１１８、及び電子電力コンディショニングモジュール２０（図４に示される）の２７０ボルトＤＣ電力出力４０９に架かって直接接続される電子クランプ回路１１０４―１１０６を有する。このクランプ回路は、整流器１０００（図１０に示される）から流れる２７０ボルトＤＣ電力信号Ｖ２＋及びＶ２−１０２８に架かっており、航空機切断スイッチ１１０３（制御システム４１０によってリレー制御される）と直列に接続される。コンデンサ１１１０は、スイッチ１１０４，１１０６，１１１２及び１１１４の絶縁破壊電圧を超え得る突然の一時的な電圧上昇から、電子クランプ回路を保護する。２つのクランプ回路１１０４−１１０６及び１１１２−１１１４は、アーク又は誘導アークバック又は航空機から戻って供給され得る電気的に一時的な他のソースにより引き起こされるサージ電流を放電する。スイッチ１１０３が航空機からのＤＣ電力供給を完全に切断すると、クランプ回路１１００は、スイッチ１１０３のリレー接触点のアークを防止して、変換器に取り付けられたＤＣバスに蓄えられ得る充電を消散させる。状況次第では、航空機は、変換器に向かって電力を送り戻し得る。そのような事象中には、クランプ回路１１００は、そのような電力を消散して、フィードバック事象が進行している間のスイッチ１１０３に架かるアーク及び電力供給への損傷を防止する。

クランプ回路１１００は、直列に接続された一対の電子スイッチ１１０４−１１０６を含む。これらのスイッチは、図８に示されるタイプである。

一対のスイッチ１１０４−１１０６は、図８及び図１１に示されるように、第２スイッチ１１０４のソース及びゲートが第１スイッチ１１０６のドレインに接続された第１スイッチ１１０６及び第２スイッチ１１０４を含んでいる。第１スイッチ１１０６のソース及びドレインは、コンデンサ１１１０と並列に接続される。第１スイッチ１１０６のソース及びゲートは、クランプエマージェンシー信号１１１６によって、制御システム４１０に接続される。第２スイッチ１１０４のソース及びドレインは、抵抗１１０８と並列に接続される。この配置は、２つのスイッチが、回路のこの点において起こり得る高電圧に耐えることを許容する。

図４を参照して、制御システム４１０が上述した全ての制御信号を供給できるためには、制御システムは、１１５ボルト４００ＨｚＡＣ電力信号出力４０７及び２７０ボルトＤＣ電力出力４０９の両方における電圧”Ｖ”及び電流”Ｉ”の測定値を受け取る必要がある。図４に見られるように、電圧及び電流の両方が、ＤＣ電力出力４０９において測定される。４００ＨｚＡＣ電圧は、信号Ａ，Ｂ及びＣにおいて測定され、４００ＨｚＡＣ電流は、ホール効果電流センサを用いて、信号１₂，２₂及び３₂において測定される。これらの電圧及び電流測定値は制御システム４１０に供給されて、制御システム４１０は、これらの電圧及び電流の内の適当な１つを解析し、航空機に現在供給されているタイプの電力の１１５ボルトにおける４００ＨｚＡＣ電圧か又は２７０ボルトにおけるＤＣ電圧の何れかを安定させるスイッチング制御信号７０８を含むパルスの幅の必要な補正を行う。

今、図１２を参照して、地上支援装置カート１０の様々なモジュール間の信号相互作用のブロック図が説明される。デイズプレイ２４及び汎用制御及び診断プロセッサ１２０６は、制御モジュール２２の一部である。ディスプレイ２４は、通常、図１３に示されるメインメニューをユーザに表示する。このメインメニューは、ユーザが、サービスが提供される航空機のタイプ又はクラスを指名するプッシュボタン１２０２又は１２０４の１つを単に押し下げることによって、特定のタイプ又はクラスの航空機に対して、カート１０上の全てのモジュールを設定することを許容する。航空機のタイプ又はクラスが指名されると、汎用制御及び診断プロセッサ１２０６は、ネットワークバスドライバ１２１０に、及びＣＡＮバス１２１２を通って地上支援装置カート１０上に搭載される様々なモジュール１４、２０、４００及び１２０８に、制御信号を送る。様々なモジュール１４、２０、４００及び１２０８は、全てのモジュールがユーザが選択したタイプ又はクラスの航空機で安全に使用され得るように、これらの信号によって設定される。電力変換モジュール２０の場合には、制御信号は、航空機が１１５ボルト、４００Ｈｚ電力を要求する時にスイッチ４０６を閉じること、又は航空機が２７０ボルトＤＣ電力を要求する時にスイッチ４０８を閉じること、又は航空機が２８ボルトＤＣ電力を要求する時にスイッチ４０６及び４０８の両方を開くことを（この場合には、制御信号は、２４０ボルトＤＣ電力変換モジュールがカート１０上に存在する時にそれをオンにする）、制御システム４１０にもたらす。

今、図１３を参照して、ディスプレイ２４のメインメニューが説明される。ディスプレイ２４は、ユーザが特定のタイプ又はクラスの航空機を指名することを許容して、この場合には全てのモジュールはその特定のタイプ又はクラスの航空機に対して自動的に正しく設定される。また、ユーザは、”保守”のような他のオプションを選択し得る。もしユーザが”保守”を選択する場合、図１４に示される保守メニューが表示される。この保守メニューのオプションの１つは、”２７０ボルト保守”であり、これは、電圧、電流及び発電された電力、状態（１１５ボルト４００ＨｚＡＣ、２７０ボルトＤＣ又は待機中）及び履歴ログのもののような、電力変換モジュール２０の状態を報告する１つ又は複数の画面に導く。正しいパスワードを有する点検者は、電圧レベル、並びに警告及び停止の電流及び電力レベルのような、様々な特性を変えることを許容され得る。

本発明の一実施形態が開示されているが、当業者は、別添付された請求項によって定められる特許請求の範囲の真実の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの修正及び変更がなされ、本明細書の一部を形成し得ることを認識するだろう。

Claims (19)

1. ＡＣ電力入力、少なくとも１つのＡＣ電力出力、少なくとも１つのＤＣ電力出力及び入力される電力出力選択信号を有する電力供給モジュールと、
   ＤＣ電力入力、合成されたＡＣ電力出力、及び入力としての１つ又は複数の正弦波合成制御信号を有する前記モジュール内の正弦波合成器と、
   前記モジュールのＡＣ電力入力と前記合成器のＤＣ電力入力との間の第１接続部であって、前記第１接続部は第１整流器を有している第１接続部と、
   前記合成器のＡＣ電力出力と前記モジュールのＡＣ電力出力との間の第２接続部と、
   前記合成器のＡＣ電力出力と前記モジュールのＤＣ電力出力との間の第３接続部であって、前記第３接続部は第２整流器を有している第３接続部と、
   前記モジュールのＡＣ及びＤＣ電力出力における電圧の測定値を受け取り、且つ前記モジュールのＡＣ又はＤＣの電力出力選択信号も受け取る制御システムであって、前記制御システムは、前記正弦波合成制御信号を生成し且つ前記正弦波合成制御信号を調節し、前記電力出力選択信号によって選択されたＡＣ又はＤＣのいずれかの出力信号を管理して、選択された出力信号があらかじめ定められたＡＣ又はＤＣの所定の電圧値に維持される制御システムと、
   を備えたＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
2. 前記合成されたＡＣ電力出力と前記モジュールのＡＣ電力出力との間の前記第２接続部が、第１スイッチ閉鎖信号によって制御される第１スイッチを有し、
   前記合成されたＡＣ電力出力と前記モジュールのＤＣ電力出力との間の前記第３接続部が、第２スイッチ閉鎖信号によって制御される第２スイッチと直列に接続される前記第２整流器を有し、
   前記制御システムは、前記電力出力選択信号によってＡＣ電力が選択される時に前記第１スイッチ閉鎖信号を生成し、ＤＣ電力が選択される時に前記第２スイッチ閉鎖信号を生成する請求項１に記載のＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
3. 前記モジュールのＡＣ電力入力と前記合成器のＤＣ電力入力との間の前記第１接続部は、前記第１整流器と直列に接続されデルタ及びＹ出力を有する３相変圧器を備え、前記第１整流器が前記デルタ及びＹ電力信号を整流する請求項１に記載のＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
4. 前記正弦波合成器のＡＣ電力出力は、多相の４００Ｈｚのスイッチング信号を生成し、前記スイッチング信号は、出力端子に接続されるコンデンサを有する多相変圧器を通過することによってフィルタリングされる請求項１に記載のＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
5. クランプ信号によって制御されるクランプ回路が、前記モジュールの少なくとも１つの電力出力に接続されており、前記制御システムは、その電力出力への反対の電力の流れの測定値に応答して前記クランプ信号を生成する請求項１に記載のＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
6. 切断信号によって制御される切断回路が、前記モジュールの少なくとも１つの電力出力への前記接続部の１つと直列に接続されており、前記制御システムは、その電力出力における不適切な電力の流れの測定値に応答して前記切断信号を生成する請求項１に記載のＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
7. 前記正弦波合成器のＡＣ電力出力は、前記電力出力選択信号がＡＣタイプの電力を要求する時に、１１５ボルト又は１１５ボルト付近における４００Ｈｚである請求項１に記載のＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
8. 前記ＤＣ電力出力は、前記電力出力選択信号がＤＣタイプの電力を要求する時に、２７０ボルト又は２７０ボルト付近に維持される請求項１に記載のＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
9. 前記ＤＣ電力出力は、前記電力出力選択信号がＤＣタイプの電力を要求する時に、２８ボルト又は２８ボルト付近に維持される請求項１に記載のＡＣ及びＤＣ多電圧電源。
10. 空調モジュールと、
    ディスプレイ及びプロセッサを有する制御モジュールであって、前記ディスプレイ及び前記プロセッサは、航空機支援技術者に航空機のタイプ又はクラス選択メニューを表示し、選択された航空機のタイプ又はクラスによって必要とされる電力のタイプを指定する電力出力選択信号を生成することによって、航空機のタイプ又はクラスの前記選択に応答する制御モジュールと、
    ＡＣ電力入力、少なくとも１つの電力出力、及び入力される信号としての電力出力選択信号を有する電力供給モジュールと、
    前記ＡＣ電力入力に接続し、変換され且つ電圧が管理された電力を前記少なくとも１つの電力出力に供給し、入力としての少なくとも１つの電力変換制御信号を有する前記電力供給モジュール内の電力変換システムと、
    前記電力供給モジュールの少なくとも１つの電力出力における電圧の測定値を受け取り、且つ前記制御モジュールの電力出力選択信号も受け取る制御システムであって、前記制御システムは、前記電力変換システムの電力変換制御信号を生成し且つ前記電力変換制御信号を調整して、前記電力出力選択信号に従ってあらかじめ定められた所定の電圧値に前記電力モジュールの出力を管理する制御システムと、
    を備えた多電圧電源を有する航空機地上支援システム。
11. 空調モジュールと、
    ディスプレイ及びプロセッサを有する制御モジュールであって、前記ディスプレイ及び前記プロセッサは、航空機支援技術者に航空機のタイプ又はクラス選択メニューを表示し、選択された航空機のタイプ又はクラスによって必要とされる電力のタイプを指定する電力出力選択信号を生成することによって、航空機のタイプ又はクラスの前記選択に応答する制御モジュールと、
    ＡＣ電力入力、少なくとも１つのＡＣ電力出力、少なくとも１つのＤＣ電力出力、及び入力信号としての電力出力選択信号を有する電力供給モジュールと、
    ＤＣ電力入力、合成されたＡＣ電力出力、及び入力としての１つ又は複数の正弦波合成制御信号を有する前記電力供給モジュール内の正弦波合成器と、
    前記電力供給モジュールのＡＣ電力入力と前記合成器のＤＣ電力入力との間の第１接続部であって、前記第１接続部は第１整流器を有している第１接続部と、
    前記合成器のＡＣ電力出力と前記電力供給モジュールのＡＣ電力出力との間の第２接続部と、
    前記合成器のＡＣ電力出力と前記電力供給モジュールのＤＣ電力出力との間の第３接続部であって、前記第３接続部は第２整流器を有している第３接続部と、
    前記電力供給モジュールのＡＣ及びＤＣ電力出力における電圧の測定値を受け取り、且つ前記電力供給モジュールの電力出力選択信号も受け取る制御システムであって、前記制御システムは、前記正弦波合成制御信号を生成し且つ前記正弦波合成制御信号を調節し、前記電力出力選択信号によって選択されたＡＣ又はＤＣのいずれかの出力信号を管理して、選択された出力信号があらかじめ定められたＡＣ又はＤＣの所定の電圧値に維持される制御システムと、
    を備えたＡＣ及びＤＣ多電圧電源を有する航空機地上支援システム。
12. 前記合成されたＡＣ電力出力と前記電力供給モジュールのＡＣ電力出力との間の前記第２接続部が、第１スイッチ閉鎖信号によって制御される第１スイッチを有し、
    前記合成されたＡＣ電力出力と前記電力供給モジュールのＤＣ電力出力との間の前記第３接続部が、第２スイッチ閉鎖信号によって制御される第２スイッチと直列に接続される前記第２整流器を有し、
    前記制御システムは、前記電力出力選択信号によってＡＣ電力が選択される時に前記第１スイッチ閉鎖信号を生成し、ＤＣ電力が選択される時に前記第２スイッチ閉鎖信号を生成する請求項１１に記載の航空機地上支援システム。
13. 前記電力供給モジュールのＡＣ電力入力と前記合成器のＤＣ電力入力との間の前記第１接続部は、前記第１整流器と直列に接続されデルタ及びＹ出力を有する３相変圧器を備え、前記第１整流器が前記デルタ及びＹ電力信号を整流する請求項１１に記載の航空機地上支援システム。
14. 前記正弦波合成器のＡＣ電力出力は、多相の４００Ｈｚのスイッチング信号を生成し、前記スイッチング信号は、出力端子に接続されるコンデンサを有する多相変圧器を通過することによってフィルタリングされる請求項１１に記載の航空機地上支援システム。
15. クランプ信号によって制御されるクランプ回路が、前記電力供給モジュールの少なくとも１つの電力出力に接続されており、前記制御システムは、その電力出力への反対の電力の流れの測定値に応答して前記クランプ信号を生成する請求項１１に記載の航空機地上支援システム。
16. 切断信号によって制御される切断回路が、前記電力供給モジュールの少なくとも１つの電力出力への前記接続部の１つと直列に接続されており、前記制御システムは、その電力出力における不適切な電力の流れの測定値に応答して前記切断信号を生成する請求項１１に記載の航空機地上支援システム。
17. 前記正弦波合成器のＡＣ電力出力は、前記電力出力選択信号がＡＣタイプの電力を要求する時に、１１５ボルト又は１１５ボルト付近における４００Ｈｚである請求項１１に記載の航空機地上支援システム。
18. 前記ＤＣ電力出力は、前記電力出力選択信号がＤＣタイプの電力を要求する時に、２７０ボルト又は２７０ボルト付近に維持される請求項１１に記載の航空機地上支援システム。
19. 前記ＤＣ電力出力は、前記電力出力選択信号がＤＣタイプの電力を要求する時に、２８ボルト又は２８ボルト付近に維持される請求項１１に記載の航空機地上支援システム。

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