KR20050000555A - 전기 부하 관리 센터 - Google Patents

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KR20050000555A
KR20050000555A KR10-2004-7018533A KR20047018533A KR20050000555A KR 20050000555 A KR20050000555 A KR 20050000555A KR 20047018533 A KR20047018533 A KR 20047018533A KR 20050000555 A KR20050000555 A KR 20050000555A
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KR10-2004-7018533A
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마레스멀씨
리우제닝
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허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

두 개의 예비 표준 데이터 버스(1)를 통해 운송수단 관리 컴퓨터(VMC)(50)와 인터페이스를 형성하는 로직(112)을 포함한 게이트웨이 모듈(100)을 포함하는 전원 분배 시스템이 개시된다. 상기 게이트웨이 모듈(100)은 복수의 개별 전기 부하(120)에 대한 전원 제공을 선택적으로 제어하기 위해 상기 VMC(50)에 동작가능하게 연결된 예비 마이크로콘트롤러(114, 116)를 갖는다. 복수의 부하 관리 모듈(300)이 제공된다. 상기 각각의 부하관리 모듈(300)은, 로컬 마이크로컨트롤러(310); 복수개의 전원 스위칭 장치(320); 및 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 상기 전원 스위칭 장치(320)를 인터페이스 시키기 위한 주문형 집적회로(ASICs)(330)를 포함한다. 상기 각각의 주문형 집적회로(330)는 상기 주문형 집적회로(330)의 과전류 보호 특성을 프로그램하는데 사용되는 해당 디지털 전위차계(600)에 연결될 수 있다. 더하여, 각각의 주문형 집적회로(330)는 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 실 RMS 전류값을 제공하는 전압-주파수 변환기(381)을 포함할 수 있다.

Description

전기 부하 관리 센터{ELECTRIC LOAD MANAGEMENT CENTER}
전력 제어기는 항공기 및 다른 운송 수단의 전력 분배에 사용된다. 더하여, 모듈러는 고장상태에서 성능 및 운용도를 높이기 위하여 자동차 파워를 공급한다.
새로 제안된 자동차는 현저하게 다른 전력 요구사항을 갖는다. 예를 들면, 항공기 시스템에 있어서, 우세한 기계적 또는 전자-기계적 제어로부터 최소한의 또는 제로의 백업을 갖는 전기 및 컴퓨터에 기초한 제어로의 근본적인 이동이 있었다. 이러한 fly-by-wire 시스템을 지향하는 이동은 유럽에서 에어버스로부터 연구되기 시작하여, 이제 안전-임계(safety-critical) 시스템이 달성되기에 이르렀다.
기술적으로, 상술한 이동(shift)에는 기초적인 기술과 상업적인 도전이 있어야 하고, 전자 부하 관리 센터(Electric Load management Center, ELMC)와 같은 향상된 전원 분배 제어기를 요구한다. 이제 스위칭 기술(솔리드 상태)와 컴퓨터 제어의 진보에 의하여, 완전 자동 전자 파워 시스템(electric power system, EPS)이 가능하게 되었다. 상기 ELMC는 SSPC(solid state power controller), 원격 파워 제어기, 스마트 콘텍터(smart contactor)와 자동 시스템 프로세서의 병합으로 구현된다.
컴퓨터 제어 시스템 기술에 있어서, 파워 제어를 포함하는 시스템의 성능은 컴퓨터 제어 명령에 영향을 받는다. 파워 제어와 보호에 있어서의 진보된 기술은 항공기 파워 시스템이 기계적인 회로 차단기와 릴레이를 대체할 수 있게 한다.
Darty 등에 의해 제안된 미국 특허 번호 5,752,047호는 마이크로콘트롤러를 구비한 모듈러 솔리드 상태 파워 제어기(a modular solid state power controller with microcontrollers)를 공개한다. 상기 모듈러 솔리드 상태 파워 제어기는 부하 카드(load cards)내에 설치된 저비용 저속 마이크로 컴퓨터를 포함한다. 상기 마이크로 컴퓨터는 대응하는 전기 부하 회로에 연결된 복수의 반도체 파워 스위치를 제어한다. 상기 제어기 카드 상의 마스터 콘트롤러 마이크로컴퓨터는 상기 부하 카드상에 위치한 각 마이크로컴퓨터들과 각각 백프레인 카드를 따라 확장된 시리얼 데이터 경로를 통하여 쌍방 통신하고, 각 부하 카드의 상기 제어기 마이크로 컴퓨터와 상호 접속한다. 각 부하 카드는 각각의 슬레이브 카드에 연결된 반도체 파워 스위치를 포함한다. 상기 슬레이브 카드는 상기 제어기 마이크로 컴퓨터로부터의 명령에 따라서 동작된다.
상기 Darty등의 설계는 분산된 요소를 사용하여 파워 스위치의 제한된 제어를 제공한다. 그래서 이러한 마이크로컴퓨터를 구비한 모듈러 솔리드 상태 파워 제어기는 파워 스위치의 기초적인 온/오프 제어로 제한되고, 로컬 제어 기능과 SSPC의 유연한 배치를 허용할 수 없다.
이 출원은 35 U.S.C. §119(e)에 의해서, 2002년 5월 16일에 출원된 미국 가출원 번호 60/381,067 와, 35 U.S.C. §120에 의해서 2001년 2월 8일 출원된 미국 가출원 번호 60/267,520호를 2001년 12월 14일에 CIP 출원한 미국 출원번호 10/017,125를 우선권주장하여 출원되며, 상기 각 출원의 모든 내용은 본 발명에 모두 병합된다.
본 발명은 다중 개별 제어된 전기 부하를 사용하는 파워 관리 및 전력 분배 시스템에 관한 것이다.
다음의 첨부 도면과 함께 이후의 설명을 통해 본 발명에 대한 보다 완벽한 이해가 이루어질 것이다:
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 관점에 따른 모듈 아키텍처를 도시한다;
도 2는 본 발명의 일 관점에 따른 운송수단과의 ELMC 통신 블록도이다;
도 3Aa 및 도 3Ab는 본 발명의 일 관점에 따른 부하 관리 모듈의 블록도이다;
도 3Ba, 도 3Bb 및 도 3Bc는 본 발명의 일 관점에 따른 주문형 집적회로에서 로직의 블록도이다;
도 4는 본 발명의 일 관점에 따른 ELMC의 패키징을 도시한다;
도 5는 본 발명의 일 관점에 따른 프로그램 가능한 트립(trip) 기능을 도시한다;
도 6은 본 발명의 일 관점에 따른 전류 보고(reporting) 기능을 도시한다.
본 발명에 따르면, 두 개의 예비(redundant) 표준 데이터 버스를 통해 운송수단(vehicle) 관리 컴퓨터(Vehicle Management Computer : VMC)와 인터페이스를 형성하는 로직을 포함한 게이트웨이 모듈; 두 개의 내부 직렬 데이터 버스; 및 복수의 부하 관리 모듈(Load Management Modules : LMMs)을 포함한 전원 분배 센터를 제공함으로써 종래 시스템의 문제점을 해결한다. 상기 게이트웨이 모듈은 복수의 개별 전기 부하에 전원 제공을 선택적으로 제어하기 위해 VMC에 동작가능하게 연결된 예비 마이크로콘트롤러들을 포함한다. 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스는 서로 다른 두 개의 타입이며 상기 예비 마이크로컨트롤러들이 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스에 동작 가능하게 각각 연결된다. 상기 각각의 부하 관리 모듈은 상기 게이트웨이 모듈로부터 제어 명령을 수신하기 위해 상기 내부 직렬 데이터 버스에 동작가능하게 연결된다. 상기 각각의 부하 관리 모듈은, 로컬 마이크로컨트롤러; 복수의 전원 스위칭 장치; 및 상기 로컬 마이크로컨트롤러에 상기 전원 스위칭 장치를 인터페이스 시키기 위해 상기 복수의 전원 스위칭 장치에 대응하는 복수의주문형 집적회로(Application Specific Integrated Circuits : ASICs)를 포함한다. 상기 각각의 주문형 집적회로는, 상기 주문형 집적회로의 과전류 보호 특성을 프로그램하는데 사용되는 디지털 전위차계(potentiometer)에 연결된다.
더하여, 본 발명은 두 개의 예비 표준 데이터 버스를 통해 운송수단 관리 컴퓨터(VMC)와 인터페이스를 형성하는 로직을 포함한 게이트웨이 모듈; 두 개의 내부 직렬 데이터 버스; 및 복수의 부하 관리 모듈(LMMs)을 포함한 전원 분배 센터를 제공한다. 상기 게이트웨이 모듈은 복수의 개별 전기 부하에 전원 제공을 선택적으로 제어하기 위해 VMC에 동작가능하게 연결된 예비 마이크로컨트롤러들을 포함한다. 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스는 서로 다른 두 개의 타입이며 상기 예비 마이크로컨트롤러들이 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스에 동작 가능하게 각각 연결된다. 상기 각각의 부하 관리 모듈은 상기 게이트웨이 모듈로부터 제어 명령을 수신하기 위해 상기 내부 직렬 데이터 버스에 동작가능하게 연결된다. 상기 각각의 부하 관리 모듈은, 로컬 마이크로컨트롤러; 복수의 전원 스위칭 장치; 및 상기 로컬 마이크로컨트롤러에 상기 전원 스위칭 장치를 인터페이스 시키기 위해 상기 복수의 전원 스위칭 장치에 대응하는 복수의 주문형 집적회로(ASICs)를 포함한다. 상기 각각의 주문형 집적회로는, 실(true) RMS 전류값을 상기 로컬 마이크로컨트롤러에 제공되는 해당 주파수로 변환하는 전압-주파수 변환기(voltage to frequency converter)를 포함한다.
더하여, 본 발명은, 두 개의 예비 표준 데이터 버스를 통해 운송수단 관리 컴퓨터(VMC)와 인터페이스를 형성하는 로직을 포함한 게이트웨이 모듈; 및 두 개의내부 직렬 데이터 버스를 포함하는 전원 분배 센터를 제공한다. 상기 게이트웨이 모듈은 복수의 개별 전기 부하에 전원 제공을 선택적으로 제어하기 위해 VMC에 동작가능하게 연결된 예비 마이크로콘트롤러들을 포함한다. 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스는 서로 다른 두 개의 타입이며 상기 예비 마이크로컨트롤러들이 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스에 동작 가능하게 각각 연결된다. 복수개의 부하 관리 모듈(LMMs)이 제공된다. 상기 각각의 부하 관리 모듈은 상기 게이트웨이 모듈로부터 제어 명령을 수신하기 위해 상기 내부 직렬 데이터 버스에 동작가능하게 연결된다. 상기 각각의 부하 관리 모듈은, 로컬 마이크로컨트롤러; 복수의 전원 스위칭 장치; 및 상기 로컬 마이크로컨트롤러에 상기 전원 스위칭 장치를 인터페이스 시키기 위해 상기 복수의 전원 스위칭 장치에 대응하는 복수의 주문형 집적회로(ASICs)를 포함한다. 상기 각각의 주문형 집적회로는 상기 복수개의 전원 스위칭 장치 중 어느 것이 동작할 것인지를 결정하는 채널 ID를 디코딩하기 위한 디코더를 포함한다. 본 발명의 추가적인 응용 범위는 이하에 제공된 상세한 설명에 의해 명확해 질 것이다.
본 발명의 다양한 관점들이 다음의 설명에 개시된다. 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자라 함)는 본 발명의 사상 또는 범위 내에서 변형된 실시형태들이 안출될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
전기 부하 관리 센터(Electrical Load Management Center : ELMC)는 챠량에 대한 전원의 분배를 담당한다. 또한, 상기 ELMC는 소정 운송수단 시스템에 대한 제어 로직을 제공한다. 따라서, 상기 ELMC는 종래의 서브시스템 관리 부품인 복잡한 릴레이 로직 및 회로 카드를 대체한다. 더하여, 상기 ELMC는 전원 시스템 구성의 실시간 화상을 제공하기 위해 전원 시스템 디스플레이에 대한 상태 정보를 제공할 수 있다.
시스템의 복잡도를 감소시키고 시스템의 기능성을 증가시킴으로써, 상기ELMC는 보다 경량화된 시스템, 보다 높은 신뢰성, 보다 높은 시스템 가용성, 보다 나은 정비성(maintainability) 및 보다 낮은 유지 비용을 사용자에게 제공한다.
전술한 바와 같이, 최근 운송수단들은 현저하게 다른 전원 요구를 갖는다. 이러한 요구는 운송수단 관리 컴퓨터와의 원격 제어/ 인터페이싱, 증가된 신뢰성, 오차 허용(예를 들어, 전자식 엔진 제어(powered-by-wire) 또는 플라이바이와이어(fly-by-wire)의 실행 및 특징을 커버하는), 정가된 전원 요구 및 감소된 직접 유지비용(Direct Maintenance Cost : DMC)을 포함한다.
상기 ELMC는 가용성 및 정비성을 개선하기 위해 제어, 보호, 및 빌트인 테스트(Built-In Test : BIT) 기능을 통합한다. 상기 ELMC는 명령 제어 빛 상태 보고를 위해 보다 높은 레벨의 관리 컴퓨터와 인터페이스 될 수 있다. 전원 및 제어 하드웨어는 크기 무게 및 효용성의 제약을 최적화 하는 동안 전원 흐름 및 상태 데이터를 제공하도록 현재 운송수단(예를 들어, 항공기) 시스템에 호환될 수 있도록 주의 깊게 설계된다.
더하여, 본 발명에 따른 ELMC는 다양한 고장 감지 및 격리 기능을 갖는다. 상기 ELMC는 시스템(예를 들어, 전원)의 상태를 테스트, 감시하고 그에 대한 보고 기능을 가지며, 운송수단 전체에 대한 유지보수 노력을 최소화 하기 위해 특정 LMM들에서 고장난 고체 소자 스위칭 장치(SSSDs)/전원 스위칭 장치(PSDs)를 개별적으로 인식하는 기능을 갖는다.
본 발명의 다른 관점은, 상기 ELMC가 항공기, 선박, 지상용 운송수단 또는 우주선용 전원 분배에 사용되는 라인 대체 유닛(Line Replaceable Unit : LRU)으로구성된다는 것이다. 여기서, 분배라는 용어는 상기 ELMC 내의 다양한 전원 버스로부터의 전원의 스위칭, 전원 스위칭 장치의 와이어링(wiring) 다운스트림(downstream)의 보호, 전원 스위칭 장치의 상태의 보고 및 부하 평균 분배(load shedding), 부하 스위칭의 시퀀스 등과 같은 부하 관리 기능의 제공 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 ELMC는 적용성(flexibility)을 위해 모듈 아키텍쳐 컨셉으로 제작된다. 상기 ELMC는 조정된 전원 공급장치, 게이트웨이 모듈 및 연결 제어기를 통해 호스트 운송수단을 조절하고 그에 인터페이스된 아날로그 및 디지털 신호를 제공하기 위해 LMMs 및 다른 회로 카드를 포함한다.
LMM은 복수개의 고체 소자 스위칭 장치/전원 스위칭 장치를 포함하는 회로 카드 어셈블리이다. 상기 LMM은 교류 또는 직류 전원을 스위칭 하고, 과전류 상태로부터 와이어링을 보호하고 이용 장비에 대한 전원을 분배하는데 사용된다. 상기 LMM은 하이브리드 고체 소자 전원 제어기 또는 릴레이 및 회로 차단기의 결합을 대체할 수 있다. 상기 SSSD 및 LMM은 각각이 다양한 응용장치에 적용될 수 있도록 자체가 모듈로 설계된다. 상기 LMM 상에 위치한 마이크로컨트롤러는 게이트웨이 모듈을 이용하여 상기 SSSDs와 인터페이스 연결된다. 각 SSSD는 스위치 드라이버, 감시기능 및 과전류 보호 기능 등을 제어하는 복합 기술의 주문형 집적회로(ASIC)를 포함한다. 상기 LMM 상에 설치된 각 전원 스위칭 장치(PSD)는 라인 전원 스위칭을 제공하고 ASIC에 의해 제어된다.
본 발명에 따른 모듈 아키텍쳐의 일실시형태가 도 1A 및 도 1B에 도시된다.게이트웨이 모듈(100)은 두 개의 예비 표준 데이터 버스(1)를 통해 운송수단 관리 컴퓨터(VMC)(50)로 인터페이스 연결된 로직(112)을 포함한다. 여기에 사용된 "로직"이라는 용어는, 당 기술분야에서 당업자가 이해하는 것과 같이, 관련 기능을 실행하기 위한 하드웨어의 결합, 소프트웨어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 의미한다. 게이트웨이 모듈(100)은, 복수개의 개별 전기 부하(120)에 전원 공급을 선택적으로 제어하기 위해 상기 VMC(50)에 동작가능하게 연결된 예비 마이크로컨트롤러(114, 116)를 포함한다. 상기 VMC(50)와의 통신은 ARINC 429, ARINC 629, MIL-STD-1 553, 에이비오닉스 풀 듀플렉스 스위치 이더넷(Avionics Full Duplex Switch Ethernet : AFDX)과 같은 임의의 적절한 직렬 통신에 의해 실행된다.
상기 ELMC 내에서, 두 개의 형식의 직렬 데이터 버스(2, 3)는 인트라(intra)-ELMC 통신용으로 사용된다. 예비 마이크로컨트롤러(114, 116)는 각각 두 개의 내부 직렬 제어 버스(2, 3)에 각각 동작 가능하게 연결된다. 예를 들어, 두 개의 내부 직렬 데이터 버스는, 다른 목적을 위해 선택된 동기식 직렬 보조 인터페이스(Serial Peripheral Interface : SPI) 및 비동기식 직렬 통신 인터페이스(Serial Communications Interface : SCI)이다. 상기 SPI는 고속 통신, 양방향 동시 전송방식(full-duplex)의 3-와이어 동기식 전송 버스이다. 상기 SCI는 직렬 UART형 비동기 통신 버스이며 양방향 동시 전송 방식의 단일 와이어 동작 모드이다. ELMC 마더보드가 게이트웨이 모듈과 LMMs 사이의 임계(critical) 공통 링크일 때, 두 개의 통신 버스는 두 개의 여분을 제공하고 공통 모드 실패의 발생 비율을 감소시킨다. 공통 보드 실패를 감소시키기 위해 임계 시스템에서 다른 제어 및 통신 기술이 사용된다. 예를 들어, 감지되지 않은 소프트웨어 에러(예를 들어, 바이러스, 버그 등)는 하나의 시스템에는 영향을 미치나 다른 시스템에 의해 복제되지 않거나 다른 시스템에 영향을 미치지 않는다.
외부 이산 및 아날로그 입력 신호(4)는 서브시스템 제어를 위해 게이트웨이 모듈(100) 및 LMMs(300)에 제공될 수 있다. 로컬 마이크로컨트롤러(310)를 포함하는 복수개의 LMMs(300)가 도시된다. 각 부하 관리 모듈(300)은 게이트웨이 모듈(100)을 통해 제어 명령을 수신하기 위해 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)에 동작 가능하게 연결된다.
도 2를 참조하면, 상기 게이트웨이 모듈의 블럭도가 도시된다. 이중-예비 채널을 갖는 마이크로컨트롤러와 같은 주요 구성요소들은 장애 허용성을 확보하기 위하여 이중화로 구성된다. 상기 게이트웨이 모듈(100)은 데이터 버스 원격 단자 인터페이스(214,216)에 인터페이스된 채널당 하나의 저비용 마이크로컨트롤러(114,116)를 각각 포함한다. 상기 데이터 버스 원격 단자 인터페이스(214,216)는 내부 제어 버스(230)을 통해 상기 마이크로컨트롤러(114,116)와 통신한다. 예비 제어로직(240)은 감시 제어를 제공하고 특정 시점에 상기 두 채널 중 어느 채널(두 채널은 동시에 활성화됨)이 제어 상태가 되는지를 결정한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면, 두 마이크로컨트롤러(114,116)가 상기 예비 데이터 버스(1)을 통해 상기 VMC(50)과 통신하고, 내부 직렬 게이터 버스(2,3)을 이용하여 LMMs(300)와 통신 가능하도록 상기 게이트웨이 모듈(100)이 상호 연결된다는 것을 이해할 것이다. 이로써 상기한 구성요소들 중 임의의 하나에 장애를 발생되면 ELMC은 동작하지 않는다.
부하 관리 모듈(300)의 블럭도가 도 3Aa 및 도 3Ab를 포함하는 도 3A에 도시된다. 각 부하 관리 모듈은 로컬 마이크로컨트롤러(310), 복수의 전원 스위칭 장치(320) 및 상기 전원 스위칭 장치(320)를 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 인터페이스 시키기 위한 상기 복수의 전원 스위칭 장치에 대응하는 복수의 주문형 직접 회로(ASICs: Application Specific Integrated Circuit)(330)를 포함한다.
상기 LMMs은 종래의 장치와 비교할 때 온도 손실 및 비용을 최소화하도록 패키지로 구성된다. LMM 단계에서의 로컬 감시 기능은 채널 추적을 근거로 한다. 이러한 시도의 장점은 침입 없이 시스템 동작을 감시할 수 있다는 것이다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면 이러한 시도는 실행 시간동안의 응용 태스크를 감시하고 태스크 상태, 이산값 등을 감시하기 위한 추가적인 소프트웨어가 요구된다는 것을 인지할 것이다.
도 3Ba, 3Bb 및 3Bc를 포함하는 도 3B에 도시된 바와 같이, 직접화의 상위 단계를 수행하기 위해서 상기한 특징 및 관련 회로들은 혼합된 기술 ASIC(330)에 통합된다. 상기 ASIC(330)는 부하 스위칭 및 보호 기능들을 통합하여 패키지화된다. 상기 기능들은 관련 "로직(logic)"에 의해 동작된다. 상기 로직이 상기한 바와 같이 상기 관련 기능을 실행시키는 하드웨어의 조합, 소프트웨어 및/또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 지칭한다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면 이해할 것이다. 상기 로직은 AC와 DC 모드 및 다양한 전류 정격을 갖는 응용분야를 포함한다. 모드 선택은 모드 선택 핀(331)을 해당 로직 단계에 연결함으로써실행된다. 예를 들어, 디폴트 모드(연결되지 않음)는 AC이다.
전원 업 리셋 로직(332)은 온도 및 에이징 범위 내에서 정확도를 높이기 위해 전원 업 시퀀스 동안 내부 리셋 및 측정 주기를 실행한다. ASIC(330)의 추가적인 기능/회로는, 명령 신호에 대응하여 PSD의 게이트 온 신호를 제공하는 게이트 드라이버(333); I2t 특성(334) 제공; 빠른 셧 다운(예: 순간적인 트립(trip) 기능)(335); 상기 전원 스위칭 장치의 실시간 상태 제공; 스위칭 동안 전류 등급을 제어 또는 제한하기 위한 전원 스위칭 기능의 주문(예를 들어, DC에 대한 부드러운 턴온/오프 및 AC에 대한 제로 전압 크로싱 턴온/제어 크로싱 전류 턴오프)을 포함한다.
또한, 각 ASIC(330)은 아날로그 신호 처리 블럭(338)을 포함한다. 상기 블럭(338)은 RMS값 계산 로직(337)을 통해 실(true) RMS 전류값을 생성하기 위하여 분기(shunt) 저항에 걸리는 부하 전류 감지 전압을 조정한다. 상기 실(true) RMS 전류는, 특히 DC 전류가 순수한 DC 전류가 아니고 AC 전류가 단지 하나의 주파수를 포함하는 순수한 정현파가 아닌 스위칭 전원 시스템에서 얻어지는 평범한(trivial) 값이 아니라는 것을 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면 이해할 것이다. 그러나, 상기 실 RMS 전류는 보호 구성요소 및 보호 와이어링의 온도 제한과 관련하여 RMS 가열 및 I2t 값 계산에 있어 중요한 요소이다. 예를 들어, 각 ASIC는 다른 응용 구성(예를 들어, I2t 식에 근거하여 계산된 시간 동안의 과전류)에서 상기 I2t값을 이용하여 가변 트립 시간을 제어(예:다운 스트림 장치에서 전원 제거)하는 아날로그 프로세서(334)를 포함한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 각 ASIC는 제로-크로싱(zero-crossing) 전류 처리/검출(339) 및 제로-크로싱 전압 처리/검출(341)을 포함한다. 제로-크로싱 전압 검출은 중앙 위치(예: 전원 공급장치 모듈)에서 수행되며, AC 라인 전압과 동일 위상의 사각 파형을 나타낸다(그래서, AC 라인 전압의 주기 및 위상을 따른다 - 일정 또는 가변 주파수). 상기 제로-크로싱 전류 처리/검출(339) 및 제로-크로싱 전압 처리/검출(341)은 AC 모드에서 동작될 때 대응되는 전원 스위칭 장치의 온/오프 활성화 및 각 비활성화를 제어하는데 이용된다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면 부드러운 시작 기능은 DC 모드에서 동작될 때 이용된다는 것을 이해할 것이다. 상기 부드러운 시작은 간단한 램프 기능(ramp function), 로그 기능(log function), S-기능(S-function) 및 이와 유사한 공지의 기능일 수 있다.
나아가, 상기한 구조와는 달리, ELMC의 구조는 각각의 ASICs(330)가 대응하게 되도록 하여 집단적으로 동작하도록 설계될 수 있다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 상기 LMM(310)은 복수개(예: 도시된 바와 같이 8개)의 전원 스위칭 장치(320) 및 대응되는 ASICs(330)을 갖는다. 예를 들어, 세 개의 ASICs(330)은 3상의 전원 공급원을 제어하기 위하여 AC 모드에서 집단적으로 동작될 수 있다. 미국 특허 US 5,752,047호에 이미 제시된 바와 같이, 종래의 시스템은 대응한 기법으로 다중 위상 부하를 제어하는 실용적인 방법이 기재되어 있지 않다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면, ASICs(330)의 집단적인 동작에 대한 허용이 각 집단화된 ASIC 동작을 다른 집단화된 ASIC(330)와 대등하게 되도록 소프트웨어가 제어한다는것을 이해할 것이다. 예를 들어, 집단적인 동작에서 상기 집단화된 ASICs 중 하나에 의해 제어되는 PSDs 중의 하나를 활성화시키는 명령은 다른 집단화된 ASICs와 연관된 다른 PSDs를 활성화시키도록 동작한다. 나아가, 다른 관련 기능들은 여기에 설명되지는 않았지만 본 발명의 기술분야에서 공지된 집단적인 동작(예를 들어, 트립(trip), 상태(status) 등과 같은)에서 조정된다.
도 3Ab에 도시된 바와 같이, 로컬 마이크로컨트롤러(310)은 광-커플러(340)을 이용하여 상기 ASICs(330) 고전압측 드라이버 및 전원 라인과 절연된다. 예비 전원 공급장치(342,344)는 각 ASIC 채널을 동작시키고 절연을 유지한다. 상기 예비 전원 공급장치(342,344)는 상기 ASICs(330)에 전원을 공급하는 절연된 저전원 DC-DC 변환기이다. DC-DC 변환기는 공지의 변환기이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 광-커플러(340)은 마이크로컨트롤러(310) 및 ASICs(330) 간에 절연된 통신 브릿지를 제공하는 다양한 개별 커플러를 포함한다. 도 3Ba에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로컨트롤러(310)으로부터 상기 ASICs(330)로 통과된 신호 중 하나는 채널 식별자(ID) 신호이며, 상기 채널 ID 신호는 적절한 ASIC(330)를 인에이블하도록 디코더(345)에 의해 복호화된다. 따라서 각 ASIC(330)은 관련된 채널 ID(예를 들어, 1~n)를 가지며, 상기 채널 ID는 각각의 ASIC(330)에 의해 제어되는 PSD(320)에 대응된다. 따라서, 상기 채널 ID 신호는 적절한 명령에 따라 모든 ASICs(330)에 전송되며, 단지 원하는 PSD(320)망이 활성화될 수 있을 것이다. 이와 같이, VMC(50)에 의해 생성된 주소(채널 ID)는 상기 ASIC(330)의 결선 위치 ID(347)와 비교되고, 상기 주소(채널 ID)와 결선된 위치 ID가 일치될 때 그 일치정보가 상기 ASIC(330)의 내부로 전송된다. 예를 들어, 상기 VMC(50)는 장치의 주소 및 그 장치에 대한 명령을 게이트웨이 모듈(100) 및 로컬 마이크로컨트롤러(310)을 통해 적절한 ASIC(330)으로 전송한다. 상기 VMC(50)에서 출력된 데이터는 상기 게이트웨이 모듈(100)을 통해 내부 직렬 버스로 전송된다. 상기 내부 버스를 통한 직렬 통신은 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 의해 수신되며 내부적으로 상기 ASICs(330)로 전달된다. 이때, 각 ASIC(330)은 상기 정보와 관련된 상기 주소(채널 ID)와 그와 결선된 위치 ID(347)를 비교한다. 상기 주소와 그 결선된 위치 ID(347)이 일치하면 상기 관련된 정보는 서브시퀀스 처리(예: PSD(320)의 활성화)를 위해 ASIC(330)에 의해 수신된다.
상기 마이크로컨트롤러 및 VMC 감시 데이터에 통보하도록 상기와 동일한 시도(여기서는 엔코드(346)을 이용)가 사용될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면, 상기한 직렬 통신 기술은 다중 채널을 갖는 시스템에서 광-커플러의 개수를 최소화할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
PSDs(320)은 극한 환경 조건을 위해 밀봉된 구성요소 및 패키지를 사용하거나 또는 공업적인 응용을 위한 플라스틱 패키지를 사용할 수 있다. 상기 PSDs(320)은 전원 MOSFET 기술을 사용하여 상기 전원 스위칭 장치에서 전원 손실을 최소화하며, AC 및 DC 용량을 제공한다. 각 PSD는 적어도 하나의 트랜지스터/스위칭 장치(미도시), 검지저항(분기)(322) 및 온도 센서(324)를 포함한다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 각 ASIC(330)는 온도 셧-다운 회로(336)를 포함한다. 상기 온도 셧-다운 회로(336)은 상기 온도 센서(324)에 의해 검출된 전원 스위칭 장치의 기판 온도가설정된 기준 온도를 초과할 때 그 대응되는 전원 스위칭 장치를 개방(open)한다. 상기 설정된 기준 온도는 외부의 설정 저항(미도시)을 이용하여 조정할 수 있다. ELMC의 동작은 상기 PSDs(320)의 무결성에 크게 의존하기 때문에 각 PSD(320)의 접점 온도는 안정된 동작 영역에서 유지될 것이다. 이를 위하여 전원 반도체에 대한 온도 경로의 최적화 및 실리콘의 합에 대한 선택이 주의깊에 수행되었다. 상기 LMM(310) 구성은 상기한 바와 같이 충분한 냉각을 제공하고, 관련된 ASICs(330)을 통해 상기 PSDs(320)에 대한 온도 셧-다운 보호 특성을 포함한다.
다른 실시형태에서, 개별적인 MOSFET 트랜지스터에서의 와이어 본드는 상기 트랜지스터에 직렬로 가용성의 링크로 동작하도록 설계된다. MOSFET 트랜지스터에서의 고유 약점 중 하나는 상기 장치가 고장날 경우 드레인 및 소스 간에 단락 회로가 형성된다는 것이다. 전원 스위칭 및 보호 장치에 있어서 이러한 고장 모드는 상기 보호된(예를 들어, 부하, 와이어링 등) 장치에 대하여 최악의 경우가 될 수 있다. 따라서 가용성 링크으로서 동작하기 위한 와이어 본드의 설계는 상기 보호된 장치에 대한 피해를 완화시킬 수 있다. 퓨즈를 설계하는데 사용되는 동일한 설계 규칙(예를 들어, 상기 보호된 와이어의 안정된 동작 영역 하에서 계산된 I2t)을 적용하면, MOSFET 와이어 본드는 지연 퓨즈를 SSDD의 공칭 전류 등급(예: 10 암페어의 공칭 등급 장치에 대하여 14 암페어 퓨즈)에 제공하도록 설계될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면, 이러한 특정 설계 범주는 와이어 본드 물질, 적용될 환경 및 동작 온도 등과 같은 많은 인자에 의존한다는 것을 이해할 것이다. 나아가, MOSFETs는 병렬로 연결될 때 양호한 전류 공유 장치로서의 역할을 하기 때문에 가용성 링크를 병렬로 구현하는 것이 설계에 있어 고려사항이 될 수 있을 것이다.
ELMC 패키지화는 도 4에 도시된 바와 같이 수행된다. 이러한 특정한 경우, 상기 ELMC는 릴레이 LMM 카드(405), 5개의 AC SSSD LMMs(406~410), 하나의 전원 공급 카드(411), 하나의 전기 부하 콘택터 유닛(ELCU:Electronic Load Contactor Unit) 카드(412), 5개의 DC SSSD LMMs(413~417) 및 게이트웨이 카드(418)을 포함한다. 상기 릴레이 카드는 SSSD LMM과 동일한 방법으로 구현되며, 단일 위상의 AC 또는 DC 응용을 위한 복수개의 2 극 이중 쓰로우(PDT: Pole Double Throw) 스위치, AC 3상 응용을 위한 4 PDT 스위치 및 상기 로컬 마이크로컨트롤러에 의해 제어되는 관련 릴레이 드라이버를 포함한다. 관련 감시 회로는 필요한 만큼 제공된다. ELCU 카드는 복수개의 전기-기계 컨택터 외부 ELMC를 제어하도록 제공된다. 상기 ELCU 카드는 상기 SSSD LMM과 동일하게 구현된다. 상기 SSSD는 콘택터 코일 드라이버로서 사용된다. 상기 ASIC는 컨택터의 극을 통해 전도되는 전류를 감시하고, 상기한 바와 같이 동일한 방식으로 관련 감시를 수행한다. 새시의 전단에 있는 원형 연결자(421)는 호스트 운송수단과 전기적으로 인터페이스 한다. 내부 통신, 신호 조절 및 LMM으로의 내부 전원 공급은 상기 새시의 후단의 반쪽에 있는 마더보더 카드(419)에 의해 처리된다. 모든 전원 라인 및 분산 라인은 백플레인(420)을 이용하여 후단의 다른 반쪽에 연결된다.
상기에서 설명한 바와 같이, 각 LMM은 다수의 SSSDs를 제어하고 감시하는 실장된 마이크로컨트롤러를 포함한다. 상기 LMM은 직렬 데이터 버스를 통해 다른 서브시스템 프로세서와 통신하는 단독 구현 모듈로서 동작할 수 있으며, 또는 상기 마더보더(419)를 따라 확장되는 상기 직렬 데이터 버스를 통해 게이트웨이 모듈 카드와 통신할 수도 있다. 본 발명에 속하는 기술분야에서 당업자라면 각 LMM 시스템 구조는 제한된 개수의 가용 입력에 따라 로컬을 결정할 수 있는 용량을 제공하도록 설계된다는 것을 이해할 것이다.
도 5는 ASIC(330)의 트립 기능에 대한 프로그래머블한 측면을 설명하는 것이다. 통상적으로 상기 LMMs의 SSPC는 이산 전원 범위(예를 들어, 5,15 및 25 암페어)로 설계되기 때문에, 상기 ASIC이 상기 이산 전원 범위 사이의 레벨 인에서 트립하도록 프로그램하는 방법을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 25 암페어 시스템은 단지 20 암페어를 요구하는 부하에 대하여 공급될 수 있다. 따라서 트립 조건은 상기 20 암페어 요구를 반영하고 상기 모듈의 전체 25 암페어가 되지 않도록 조정될 수 있다. 그러므로 디지털로 제어되는 전위차계(600)는 상기한 ASIC(330)과 인터페이스 하도록 제공하여 I2t 특성 및 순간적인 트립 기능을 조정한다.
상기 디지털 제어 전위차계(600)는 비휘발성 메모리(601) 및 프로그래머블 전위차계(602)를 포함한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면 상기 디지털 전위차계(600)의 이러한 단순한 버전과, 이러한 장치들 및 그와 동등한 가변 저항들은 상업적으로 유용하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명은 이러한 특정 장치들에 의해 한정되는 것은 아니며, 동일한 기능을 제공하는 다른 장치들을 사용할 수 있다. 본 실시형태에서, 와이퍼(603)의 위치는 비휘발성 메모리(601)에 저장되며, 상기 위치는 모든 서브시퀀스 전원 업 동작에서 읽혀진다. 구성요소 선택(즉, 프로그램될 수 있는 ASIC에 대응되는 디지털 전위차계의 주소), 와이퍼의 동작의 방향(감지:Sense) 및 인크리먼트의 개수(인크리먼트:Increment)는 광-커플러를 통해 상기 로컬 마이크로컨트롤러로부터 전송되어 저전압측 요소의 전기 절연을 유지하도록 한다. 상기 프로그래머블 전위차계(601)의 저항 값(R-값)은 상기 디지털 전위차계(600)으로부터 상기 마이크로컨트롤러에 피드백되어 제공된다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면 상기 디지털 전위차계(600) 및 상기 로컬 마이크로컨트롤러/VMC 간의 통신들(즉, R-값, 감지, 인크리먼트, 주소)은 상기한 바와 같이 절연을 필요로하는 독립된 통신 라인의 개수를 줄이기 위하여 상기 직렬 주소화, 복호화 및 암호화 기술을 이용하여 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 선택적으로, 이러한 통신들은 시스템 설계 파라미터(즉, 채널 수, 통신되는 데이터, 가용한 광-커플러의 개수, 회로 보드 크기 등)를 가장 만족하도록, 독립된 라인 또는 이러한 기술들의 조합을 이용하여 수행될 수도 있다.
ASIC(330)의 TRIP_PROG 입력에 연결된 프로그래머블 전위차계(601)의 저항값을 변화시킴으로써, 트립 곡선의 대응율에 전류 값을 맞추기 위해 증폭기 게인을 상기 디지털 전위차계(600)에 의해 프로그램화될 수 있다. 나아가, 고장-안전 저항(610)은 상기 디지털 전위차계(600)이 고장날 경우에 개방 회로 조건이 되도록 하기 위하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 고장-안정 저항(610)은 ASIC(330)과 연결된 PSD의 최소 전류 정격에 대응할 수 있다. 외부 디지털 전위차계(600)로 과전류 보호 특성을 프로그램함으로써 상기 ASIC 및 마이크로컨트롤러간에 통신 요구와 같은 상기 ASIC 상에서의 처리 부하는 줄어든다. 나아가, 디지털 전위차계는 설정된 값을 저장하는 비휘발성 메모리를 가지므로 트립 위치는 일단 설정되면 변화된 조건에 의해 요구될 때까지 재프로그램화되지 않는다. 따라서 상기 시스템은 종래의 시스템에서 요구되는 바와 같은 모든 전원-업/리셋 시퀀스 이후에 장치 트립 파라메터를 재실장할 필요가 없다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 전류 보고 기능에 대한 블럭도가 도시된다.상기에서 설명한 바와 같이, 상기 전류는 PSD 내부의 분기저항(322)으로부터 검출되고, 이는 실 RMS 전류 값을 생성하기 위해 ASIC(330)에 의해 처리된다. 상기 실 RMS 전류 값은 I2t 계산에 이용된다. 나아가, 상기 실 RMS 전류 값은 전압 대 주파수 변환기(381)에서 주파수로 변환된다. 상기 주파수 출력은 광-커플러(382)를 통해 전송되어 저전압 및 고전압측 요소를 절연시키며 이로써 상기 ASIC 및 로컬 마이크로컨트롤러 간의 전기적 절연을 유지하도록 한다. 상기 절연 주파수는 상기 실 RMS 전류 값을 상기 마이크로컨트롤러로 제공하기 위하여 마이크로컨트롤러에 제공된다. 기본적인 저장장치가 주파수 입력을 실 RMS 전류 값을 나타내는 디지털 값으로 변환하는데 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에 속하는 기술분야에서 당업자라면 주파수 신호를 디지털 값로 변환하는 다른 방법들이 존재하고, 이러한 방법들은 RMS 전류 값을 상기 마이크로컨트롤러에 제공하는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
나아가, 상기 LMM's는 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 인터페이스 함으로써 추가된 장치, 로직 등에 인터페이스 될 수 있다. 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)는 실장된 아날로그 대 디지털 변환기 및 로직 I/O에서 아날로그 및 이산 신호, 인터럽트(IRQ) 포트 및 직렬 통신 버스(2,3)을 통해 인터페이스 될 수 있다. 예를 들어, 접지 장애 인터럽터(GFI:ground fault interrupter) 기능은 더 나아가 사람이나 장비를 보호(관련된 PSD를 스위칭 오프함으로써)하기 위하여 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 인터페이스 될 수 있다. 나아가, 아크 장애 검출(AFD:Arc Fault Detection) 기능은 항공기 또는 다른 운송수단에서 와이어를 보호하도록 사용될 수 있다. 분산 시스템의 외부에서 처리된 로직 기능은 상기와 동일한 방법으로 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 인터페이스 될 수 있다. 예를 들어, 팬(fan)의 온도가 낮은 임계치에 도달한 이후 상기 팬이 60초간 턴오프될 필요가 있거나, 또는 만약 두개의 이산 신호가 모두 높은 로직 단계에 있는 경우 전원이 스위치 오프될 필요가 있다. 이러한 형태의 로직 기능은 상기 로컬 마이크로컨트롤러에서 용이하게 구현된다. 따라서, 이러한 동작을 제어할 필요가 있는 것을 제외한 일부 릴레이 로직은, 외부 이산 및 아날로그 입력 신호(4)를 거친 입력을 통해 이러한 신호를 상기 로컬 마이크로컨트롤러에 제공함으로써 제거될 수 있다. 본 발명에 속하는 기술분야에서 당업자라면 모토롤라(Motorola 68HC912) 시리즈와 같이 상업적으로 유용한 마이크로컨트롤러는 상기에서 설명한 작용을 가능하게 하는 직접화된 아날로그 및 디지털 입력 용량을 갖는다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 여기에서는 인터페이스에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상술한 상세한 설명 및 도면의 내용은 본 발명의 기술적 원리를 설명한 것이다. 상기에서 명백하게 설명되지 않은 부분이 있더라도 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자라면 본 발명의 기술적 범위 및 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경, 정리 등이 가능할 것이다. 예들 들어, 상기에서 기재된 각 구성요소는 완전한 유닛(예; LRU) 또는 모듈(예: 라인 대용 모듈 LRM)으로서 사용될 수 있다. 나아가, 상기한 PSD 및 관련 전자장치와 결합된 ASIC는 단일 고체 상태 전원 컨트롤러 기능을 제공하기 위하여 복합형 케이스로 패키지화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기한 설명에 의해 제한되는 것이 아니라 첨부된 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (10)

  1. 두 개의 예비(redundant) 표준 데이터 버스(1)를 통해 운송수단 관리 컴퓨터(VMC)(50)와 인터페이스를 형성하는 로직(112)을 포함한 게이트웨이 모듈(100);
    두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3); 및
    상기 게이트웨이 모듈(100)로부터 제어 명령을 수신하기 위해 상기 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)에 동작가능하게 각각 연결된 복수의 부하 관리 모듈(LMMs)(300)을 포함하며,
    상기 게이트웨이 모듈(100)은 복수의 개별 전기 부하(120)에 대한 전원 제공을 선택적으로 제어하기 위해 상기 VMC(50)에 동작가능하게 연결된 예비 마이크로컨트롤러(114, 116)를 포함하고,
    상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)는 서로 다른 두 개의 타입이며 상기 예비 마이크로컨트롤러(114, 116)가 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)에 동작 가능하게 각각 연결되고,
    상기 각각의 부하관리 모듈(300)은,
    로컬 마이크로컨트롤러(310);
    복수개의 전원 스위칭 장치(320); 및
    상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 상기 전원 스위칭 장치(320)를 인터페이스 시키기 위해 상기 복수의 전원 스위칭 장치(320)에 대응하는 복수의 주문형 집적회로(ASICs)(330)를 포함하고,
    상기 각각의 주문형 집적회로(330)는 상기 주문형 집적회로(330)의 과전류 보호 특성을 프로그램하는데 사용되는 해당 디지털 전위차계(600)에 연결된 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과전류 보호 특성은 디지털 전위차계(600)의 저항값에 의해 설정된 I2t 곡선의 적분파라미터이고,
    상기 각각의 주문형 집적회로(330)는, 실 RMS 전류값을 생성하기 위해 감지 저항(322)의 양단에 인가된 부하 전류 감지 전압을 조절하는 아날로그 신호 처리 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 전위차계(600)는 비휘발성 메모리(601) 및 프로그램 가능한 전위차계(602)를 포함하며,
    상기 프로그램 가능한 전위차계(602)의 저항값은 전원이 단절된 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 전위차계(600)와 병렬로 연결된 고장 안전 저항(610)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  5. 두 개의 예비(redundant) 표준 데이터 버스(1)를 통해 운송수단 관리 컴퓨터(VMC)(50)와 인터페이스를 형성하는 로직(112)을 포함한 게이트웨이 모듈(100);
    두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3); 및
    상기 게이트웨이 모듈(100)로부터 제어 명령을 수신하기 위해 상기 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)에 동작가능하게 각각 연결된 복수의 부하 관리 모듈(LMMs)(300)을 포함하며,
    상기 게이트웨이 모듈(100)은 복수의 개별 전기 부하(120)에 대한 전원 제공을 선택적으로 제어하기 위해 상기 VMC(50)에 동작가능하게 연결된 예비 마이크로콘트롤러(114, 116)를 포함하고,
    상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)는 서로 다른 두 개의 타입이며 상기 예비 마이크로컨트롤러(114, 116)가 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)에 동작 가능하게 각각 연결되고,
    상기 각각의 부하관리 모듈(300)은,
    로컬 마이크로컨트롤러(310);
    복수개의 전원 스위칭 장치(320); 및
    상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 상기 전원 스위칭 장치(320)를 인터페이스 시키기 위해 상기 복수의 전원 스위칭 장치(320)에 대응하는 복수의 주문형 집적회로(ASICs)(330)를 포함하고,
    상기 각각의 주문형 집적회로(330)는 실(true) RMS 전류값을 상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 제공되는 해당 주파수로 변환하는 전압-주파수 변환기(381)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주파수를 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 전송하는 상기 주문형 집적회로(330)와 로컬 마이크로컨트롤러(310) 사이에 연결된 광결합기(382)를 더 포함하며,
    상기 로컬 마이크로컨트롤러는 상기 주파수를 실 RMS 전류값을 나타내는 값으로 변환하기 위해 누산기를 사용하는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  7. 두 개의 예비(redundant) 표준 데이터 버스(1)를 통해 운송수단 관리 컴퓨터(VMC)(50)와 인터페이스를 형성하는 로직(112)을 포함한 게이트웨이 모듈(100);
    두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3); 및
    상기 게이트웨이 모듈(100)로부터 제어 명령을 수신하기 위해 상기 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)에 동작가능하게 각각 연결된 복수의 부하 관리 모듈(LMMs)(300)을 포함하며,
    상기 게이트웨이 모듈(100)은 복수의 개별 전기 부하(120)에 대한 전원 제공을 선택적으로 제어하기 위해 상기 VMC(50)에 동작가능하게 연결된 예비 마이크로콘트롤러(114, 116)를 포함하고,
    상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)는 서로 다른 두 개의 타입이며 상기 예비 마이크로컨트롤러(114, 116)가 상기 두 개의 내부 직렬 데이터 버스(2, 3)에 동작 가능하게 각각 연결되고,
    상기 각각의 부하관리 모듈(300)은,
    로컬 마이크로컨트롤러(310);
    복수개의 전원 스위칭 장치(320); 및
    상기 로컬 마이크로컨트롤러(310)에 상기 전원 스위칭 장치(320)를 인터페이스 시키기 위해 상기 복수의 전원 스위칭 장치(320)에 대응하는 복수의 주문형 집적회로(ASICs)(330)를 포함하고,
    상기 각각의 주문형 집적회로(330)는, 상기 복수개의 전원 스위칭 장치(320) 중 어느 것이 동작할 것인지를 결정하는 채널 ID를 디코딩하기 위한 디코더(345)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각각의 주문형 집적회로는 상기 마이크로컨트롤러(310)로 되돌아 온 감시 데이터를 보고하는데 사용된 상태 정보에 따라 상기 채널 ID를 엔코딩하는 엔코더(346)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각각의 주문형 집적회로(330)는 상기 엔코더(346)에 의해 엔코딩된 채널 ID로서 사용된 결선 위치 ID(347)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 채널 ID는 모든 주문형 집적회로(330)에 전송되며,
    상기 각각의 주문형 집적회로(330)는 상기 채널 ID와 비교되는 결선 위치 ID(347)를 포함하고,
    상기 결선 위치 ID(347) 및 채널 ID가 일치할 때, 상기 채널 ID에 관련된 정보가 상기 주문형 집적회로(330)로 통과되는 것을 특징으로 하는 전원 분배 센터.
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