[发明专利]飞行器通用电力转换器

说明书

本发明公开了飞行器通用电力转换器和适用于飞行器的电源系统。该电源系统将来自未调节直流电源的电力转换为多个交流和直流电压输出。该电源系统包括交错降压转换器、交错全桥转换器、交错逆变器以及控制系统。在一种配置中，交错逆变器使用由交错四桥转换器产生的高压直流电作为其电力输入，从而产生高压交流电输出。

本申请是申请日为2014年7月18日的名称为“飞行器通用电力转换器”的中国专利申请201410344706.X的分案申请。

背景技术

在飞行器的分布式电力系统中使用来自燃料电池或者其他未调节电源的低压、未调节直流输出电力是新兴的技术。当前的飞行器电力系统使用集中式发电系统，例如使用引擎驱动的发电机，其典型的电压为115伏的交流电或230伏的交流电。飞行器的应急备用电源可使用低压电池。然而，这种备用电力系统不使用电力转换器，因为所述电池只能用来支持局部电力总线。

燃料电池可以被用作飞行器上的辅助电源来传送局部和/或峰值电力。它们也可被用作应急电力的来源。然而，燃料电池提供未调节直流电压，该未调节直流电压会随着负载从低负载到满负载操作而发生多达50％的变化。因此，单独的燃料电池并不是在当前飞行器中使用的引擎驱动发电机的有效替代品，因为它们不能提供直流和交流电压的不同水平和配置。

发明内容

本发明公开了适于飞行器使用的电源系统。该电源系统经配置将来自未调节直流电源诸如燃料电池的电力转换为多个交流和直流电压输出。这种电源系统包括交错降压转换器、交错全桥转换器、交错逆变器和控制系统。交错降压转换器经配置使用直流电源电力来产生已调节低压直流电输出。交错全桥转换器经配置使用直流电源的电力来产生高压直流电输出。交错逆变器经配置使用未调节直流电源的电力来产生高压交流电输出。控制系统经配置控制交错降压转换器来产生已调节低压直流电输出，控制交错全桥转换器来产生高压直流电输出，并且控制交错逆变器来产生高压交流电输出。在一种配置中，交错逆变器使用交错四桥转换器的高压直流电输出作为其电力输入从而产生高压交流电输出。

另外，本公开包括根据以下条款的实施例：

条款1.一种经配置将来自未调节直流电源的电力转换为多个交流和直流电压输出的电源系统，所述电源系统包括：

交错降压转换器，其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生已调节低压直流电输出；

交错全桥转换器，其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生高压直流电输出；

交错逆变器，其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生高压交流电输出；以及

控制系统，其经配置控制所述交错降压转换器来产生所述已调节低压直流电输出，控制所述交错全桥转换器来产生所述高压直流电输出，并且控制所述交错逆变器来产生高压交流电输出。

条款2.根据条款1所述的电源系统，其中来自所述交错全桥转换器的高压直流电被提供到所述交错逆变器的输入端。

条款3.根据条款1所述的电源系统，其中所述控制系统包括：

第一控制器，其经配置控制所述交错降压转换器；

第二控制器，其经配置控制所述交错全桥转换器；

第三控制器，其经配置控制所述交错逆变器；以及

监督控制器，其经配置控制所述第一、第二和第三控制器的操作。

条款4.根据条款3所述的电源系统，其中所述监督控制器响应多个控制信号来控制所述第一、第二和第三控制器的操作。

条款5.根据条款1所述的电源系统，其中所述控制系统进一步经配置操作所述交错逆变器从而闭合和断开所述高压直流电输出。

条款6.根据条款1所述的电源系统，其中所述未调节直流电源包括燃料电池。