(57)【要約】  航空機装置電源は、航空機に提供されるＡＣ電力バスまたはＤＣ電力バスのどちらかに接続することができる。航空機のＡＣ電力バスに接続する場合、ＡＣ電力信号をＥＭＩフィルタにかけ、ＤＣ電力バスのそれと同じ電圧に電圧をステップダウンし、次に整流する。航空機のＤＣ電力バスに接続する場合、ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路を経由して整流したＡＣ電力信号と合流する前に、ＤＣ電力信号をＥＭＩフィルタにかける。ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路の出力は、ＡＣ航空機電力バスまたはＤＣ航空機電力バスのどちらを電源に接続しているかどうかにかかわりなく、ブーストしたＤＣ電圧を出力する力率修正サブ回路に入力される。ステップダウンコンバータは、ブーストしたＤＣ電圧をより低いシステム電圧に減少し、次に、電力を供給する装置に適当なように、さらに減少し、修正してもよい。
2009536014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機交流（ＡＣ）電力バスまたは航空機直流（ＤＣ）電力バスのいずれかに接続するように適合させた航空機装置電源であって、
入力と出力を有する第１のサブ回路であり、前記電源を航空機ＡＣ電力バスに接続する場合は、ＡＣ電力信号を受け、前記ＡＣ電力信号をより低い電圧に変換し、整流したＡＣ電力信号を出力するように構成した前記第１のサブ回路と、
前記第１のサブ回路の出力に接続する第１の入力と第２の入力とを有し、切換出力をさらに有するＡＣ／ＤＣ切換サブ回路であり、
前記電源を航空機ＡＣ電力バスに接続し、航空機ＤＣ電力バスに接続しない場合は、整流したＡＣ電力信号を出力し、
前記電源を航空機ＤＣ電力バスに接続し、航空機ＡＣ電力バスに接続しない場合は、ＤＣ信号を出力するように構成した前記ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路と、
切換出力に接続する入力を有し、出力をさらに有する力率修正サブ回路であり、前記電源を航空機ＡＣ電力バスに接続する場合は、整流したＡＣ電力信号の力率を修正するように構成し、第１の電圧を有するＤＣ電力信号を出力するようにさらに構成した前記力率修正サブ回路と、
力率修正サブ回路の出力に接続する入力を有し、システム電圧出力をさらに有するＤＣ−ＤＣステップダウンコンバータであり、前記第１の電圧を前記第１の電圧より低い第２の電圧に減少するように構成した前記ＤＣ−ＤＣステップダウンコンバータと
を備えることを特徴とする航空機交流（ＡＣ）電力バスまたは航空機直流（ＤＣ）電力バスのいずれかに接続するように適合させた航空機装置電源。
【請求項２】
電源を前記航空機ＡＣ電力バスに接続する場合、前記第１のサブ回路の入力にフィルタをかけたＡＣ電力信号を出力するように構成したＡＣ電磁妨害（ＥＭＩ）フィルタと、
電源を航空機ＤＣ電力バスに接続する場合、前記ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路の第２の入力にフィルタをかけたＤＣ電力信号を出力するように構成したＤＣ  ＥＭＩフィルタと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の航空機装置電源。
【請求項３】
航空機のＡＣ電力バスからの１１５Ｖ、４００Ｈｚ電力信号にフィルタをかけるようにＡＣ  ＥＭＩフィルタを構成し、
航空機のＤＣ電力バスからの２８ＶＤＣ電力信号にフィルタをかけるようにＤＣ  ＥＭＩフィルタを構成することを特徴とする請求項２に記載の航空機装置電源。
【請求項４】
共通集積回路ボードにＡＣ  ＥＭＩフィルタとＤＣ  ＥＭＩフィルタとを提供することを特徴とする請求項２に記載の航空機装置電源。
【請求項５】
前記力率修正サブ回路が力率制御器チップを備えることを特徴とする請求項１に記載の航空機装置電源。
【請求項６】
前記力率制御器チップがブーストコンバータを制御し、前記第１の電圧が少なくとも６０ＶＤＣになるようにさせることを特徴とする請求項５に記載の航空機装置電源。
【請求項７】
前記第１の電圧が６０−９０ＶＤＣ間であり、
前記第２の電圧が約１２ＶＤＣであることを特徴とする請求項６に記載の航空機装置電源。
【請求項８】
航空機のＡＣ電力バスまたは航空機のＤＣ電力バスのいずれに電源を接続しても、前記力率修正サブ回路はほぼ同じ電圧を受信するように、整流したＡＣ電力信号の電圧がＤＣ信号の電圧とほぼ同じであることを特徴とする請求項１に記載の航空機装置電源。
【請求項９】
フィィルタをかけたＡＣ電力信号を、航空機のＤＣ電力バスが供給する電圧に電位がほぼ等しいところのより低い電圧に変換するように前記第１のサブ回路を構成することを特徴とする請求項１に記載の航空機装置電源。
【請求項１０】
電源を航空機ＡＣ電力バスと航空機ＤＣ電力バスの両方に接続する場合、整流したＡＣ電力信号とフィルタをかけたＤＣ電力信号の中の１つのみを出力するように前記ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路を構成することを特徴とする請求項１に記載の航空機装置電源。
【請求項１１】
電源を航空機ＡＣ電力バスと航空機ＤＣ電力バスの両方に接続する場合、整流したＡＣ電力信号のみを出力するように前記ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路を構成することを特徴とする請求項１０に記載の航空機装置電源。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項による電源を有し、航空機交流（ＡＣ）電力バスか航空機直流（ＤＣ）電力バスかのいずれかに接続するように適合する航空機搭載可能な装置。
【請求項１３】
前記装置が、計算機、表示パネル、通信機器、制御パネル、およびセンサからなるグループからの１つであることを特徴とする請求項１２に記載の航空機搭載可能な装置。
【請求項１４】
航空機交流（ＡＣ）電力バスまたは航空機直流（ＤＣ）電力バスかのいずれかに接続するように適合する航空機搭載可能な装置であって、
航空機ＡＣ電力バスに接続可能な第１の入力と第１の出力とを有するＡＣ電磁妨害（ＥＭＩ）フィルタであり、電源を前記航空機ＡＣ電力バスに接続する場合は、フィルタをかけたＡＣ電力信号を出力するように構成した前記ＡＣ  ＥＭＩフィルタと、
航空機ＤＣ電力バスに接続可能な第２の入力と第２の出力とを有するＤＣ  ＥＭＩフィルタであり、電源を前記航空機ＤＣ電力バスに接続する場合は、フィルタをかけたＤＣ電力信号を出力するように構成した前記ＤＣ  ＥＭＩフィルタと、
前記ＡＣ  ＥＭＩフィルタの第１の出力に接続された入力と第３の出力とを有する第１のサブ回路であり、電源を前記航空機ＡＣ電力バスに接続する場合は、前記フィルタをかけたＡＣ電力信号を受け、前記フィルタをかけたＡＣ電力信号をより低い電圧に変換し、整流したＡＣ電力信号を出力するように構成した前記第１のサブ回路と、
前記第２および第３の出力に接続した入力を有するＡＣ／ＤＣ切換サブ回路であり、
電源を前記航空機ＡＣ電力バスに接続し、前記航空機ＤＣ電力バスに接続しない場合は、整流したＡＣ電力信号を出力し、
電源を前記航空機ＤＣ電力バスに接続し、前記航空機ＡＣ電力バスに接続しない場合は、フィルタをかけたＤＣ電力信号を出力するように構成した前記ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路と、
切換出力に接続した入力を有し、第４の出力をさらに有する力率修正サブ回路であり、電源を前記航空機ＡＣ電力バスに接続する場合は、整流したＡＣ電力信号の力率を修正するように構成し、第１の電圧を有するＤＣ電力信号を出力するようにさらに構成した前記力率修正サブ回路と、
第４の出力に接続する入力を有し、システム電圧出力をさらに有するＤＣ−ＤＣステップダウンコンバータであり、前記第１の電圧を前記第１の電圧より低い第２の電圧に減少するように構成した前記ＤＣ−ＤＣステップダウンコンバータと
を備えることを特徴とする航空機交流（ＡＣ）電力バスか航空機直流（ＤＣ）電力バスかのいずれかに接続するように適合する航空機搭載可能な装置。
【請求項１５】
前記力率修正サブ回路が力率制御器チップを備えることを特徴とする請求項１４に記載の航空機装置電源。
【請求項１６】
前記力率制御器チップがブーストコンバータを制御し、前記第１の電圧が少なくとも６０ＶＤＣになるようにさせることを特徴とする請求項１５に記載の航空機装置電源。
【請求項１７】
前記第１の電圧が６０−９０ＶＤＣ間であり、
前記第２の電圧が約１２ＶＤＣであることを特徴とする請求項１６に記載の航空機装置電源。
【請求項１８】
航空機のＡＣ電力バスまたは航空機のＤＣ電力バスのいずれに電源を接続しても、前記力率修正サブ回路はほぼ同じ電圧を受信するように整流したＡＣ電力信号の電圧がフィルタをかけたＤＣ信号の電圧とほぼ同じであることを特徴とする請求項１４に記載の航空機装置電源。
【請求項１９】
フィルタをかけたＡＣ電力信号を、航空機のＤＣ電力バスが供給する電圧に電位がほぼ等しいところのより低い電圧に変換するように前記第１のサブ回路を構成することを特徴とする請求項１に記載の航空機装置電源。
【請求項２０】
航空機のＡＣ電力バスからの１１５Ｖ、４００Ｈｚ電力信号にフィルタをかけるようにＡＣ  ＥＭＩフィルタを構成し、
航空機のＤＣ電力バスからの２８ＶＤＣ電力信号にフィルタをかけるようにＤＣ  ＥＭＩフィルタを構成することを特徴とする請求項１４に記載の航空機装置電源。
【請求項２１】
共通集積回路ボードにＡＣ  ＥＭＩフィルタとＤＣ  ＥＭＩフィルタとを提供することを特徴とする請求項２０に記載の航空機装置電源。
【請求項２２】
電源を航空機ＡＣ電力バスと航空機ＤＣ電力バスの両方に接続する場合、整流したＡＣ電力信号とフィルタをかけたＤＣ電力信号の中の１つのみを出力するように前記ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路を構成することを特徴とする請求項１４に記載の航空機装置電源。
【請求項２３】
電源を航空機ＡＣ電力バスと航空機ＤＣ電力バスの両方に接続する場合、整流したＡＣ電力信号のみを出力するように前記ＡＣ／ＤＣ切換サブ回路を構成することを特徴とする請求項２２に記載の航空機装置電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の１つの実施形態は、航空機搭載装置のための電源を対象とする。具体的には、１つの実施形態は、１１５ＶＡＣ航空機電力バスまたは２８ＶＤＣ航空機電力バスのどちらかに接続するように構成した電源を対象とし、１つ以上の予め定めたＤＣ電圧を出力する。
【背景技術】
【０００２】
多くの航空機搭載装置は、１１５ＶＡＣ電力バスか２８ＶＤＣ電力バスのどちらかを使用するが、両方は使用しない。これらの装置には、計算機、表示パネル、通信機器、制御パネル、センサおよび同様のものを含む。当業者には既知のように、そのような装置それぞれは、前記の２つの航空機電力バスの１つに接続する電源を含む。次に、そのような各々の装置における電源は、その装置内にファン、集積回路チップ、表示器、送信器等のような電力部品に対して、１つ以上のシステム電圧をその装置に提供する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４，１００，５９６号明細書
【特許文献２】米国特許第４，１０３，３２５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，４９，１８７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，６５４，２６７号明細書
【特許文献５】米国特許第７，１１２，９４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および特許文献２は、単相ＡＣ電圧とＤＣ電圧を取り込み、３相ＡＣ電圧を出力する航空機電源を開示している。
【０００５】
特許文献３は、電圧が航空機ＡＣ電圧か、航空機ＤＣ電圧かを感知し、ＤＣ電圧を出力する航空機電源を開示している。
【０００６】
特許文献４は、普通に利用可能な４００Ｈｚ１１５ＶＡＣ電力を取り、乗客が使用するＤＣ電圧、例えば、１２ＶＤＣまたは２４ＶＤＣに変換する航空機電源を開示している。電源は４００Ｈｚ１１５ＶＡＣ電力にも変換し、波形を整える。
【０００７】
特許文献５は、各種の出力電圧を供給するため、ＡＣおよびＤＣ両方の電力源を有する航空機電源を開示している。
【０００８】
しかしながら、上記の電源のいずれも、力率を補正し、整流したＡＣ電流の高調波ひずみを減少する回路を採用していない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの側面では、本発明は、航空機搭載装置に電力を供給するためのＤＣシステム電圧を生成するため、航空機ＡＣ電力源または航空機ＤＣ電力源のどちらかに接続できる航空機電源を対象とする。
【００１０】
１つの実施形態では、そのような航空機電源装置には以下のサブ回路を含む。
【００１１】
入力と出力を有する第１のサブ回路であり、その第１のサブ回路は、電源を航空機ＡＣ電力バスに接続する場合、ＡＣ電力信号を受け、そのＡＣ電力信号をより低い電圧に変換し、整流したＡＣ電力信号を出力する。
【００１２】
第１のサブ回路の出力に接続する第１の入力と第２の入力を有し、さらに切換出力を有するＡＣ／ＤＣ切換サブ回路であり、そのＡＣ／ＤＣ切換サブ回路は、電源を航空機電力ＡＣバスに接続し、航空機ＤＣ電力バスに接続しない場合、整流したＡＣ電力信号を出力し、電源を航空機ＤＣ電力バスに接続し、航空機ＡＣ電力バスに接続しない場合、ＤＣ信号を出力するように構成する。
【００１３】
切換出力に接続する入力を有し、さらに出力を有する力率補正サブ回路であり、その力率補正サブ回路は、電源を航空機ＡＣ電力バスに接続する場合、整流したＡＣ電力信号の力率を補正するように構成し、さらに、第１の電圧を有しＤＣ電力信号を出力するように構成する。
【００１４】
力率補正サブ回路の出力に接続する入力を有し、さらにシステム電圧出力を有するＤＣ−ＤＣステップダウンコンバータ、そのＤＣ−ＤＣステップダウンコンバータは、第１の電圧を、前記第１の電圧より低い第２の電圧に減少するように構成される。
【００１５】
電源を航空機ＡＣ電力バスに接続した場合、電源は、フィルタをかけたＡＣ電力信号を第１のサブ回路の入力に出力するように構成したＡＣ電磁妨害（ＥＭＩ）フィルタを含めてもよく、また、電源を航空機ＤＣ電力バスに接続した場合、フィルタをかけたＤＣ電力信号をＡＣ／ＤＣ切換サブ回路の第２の入力に出力するように構成したＤＣ  ＥＭＩフィルタを含めてもよい。ＡＣ  ＥＭＩフィルタを、航空機ＡＣ電力バスからの１１５Ｖ、４００Ｈｚ電力信号にフィルタをかけるように構成してもよく、また、ＤＣ  ＥＭＩフィルタを、航空機ＤＣ電力バスからの２８ＶＤＣ電力信号にフィルタをかけるように構成してもよい。共通集積回路ボードにＡＣ  ＥＭＩフィルタおよびＤＣ  ＥＭＩフィルタを提供してもよい。
【００１６】
もう１つの側面では、本発明は、交流（ＡＣ）電力バスか直流（ＤＣ）電力バスのどちらかに接続するように適合した航空機搭載可能な装置を対象とするが、その航空機搭載可能な装置は、前述の電源を有している。航空機搭載可能装置は、計算機、表示パネル、通信機器、制御パネルまたはセンサであってもよい。
【００１７】
本出願は、米国仮出願番号６０／７９６，４９７、出願日２００６年５月１日の優先権を主張し、それらの全体を参照して、その内容を組み込んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
前述の特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４および特許文献５の内容を参照して、本発明で必要な範囲に組み込んでいる。
【００１９】
図１は、本発明に基づく電源回路１００の１つの実施形態のトップレベルのブロック図を示す。回路１００は、航空機の１１５ＶＡＣ、４００Ｈｚ電力バス１０２または航空機の２８ＶＤＣ電力バス１０４のいずれかに接続できる。このことにより、この回路１００を経由して電力供給される機器を、その電源が近くにあるかにかかわらずに使用できるようになる。通常の使用では、常に、２つの電力バス１０２、１０４の１つにのみ前記回路１００を接続する。
【００２０】
また、典型的な場合では、回路１００は、装置の電源として役目を果たすが、その装置自身は航空機内で使用され、それ故、航空機のＡＣ電力バス１０２または航空機のＤＣ電力バス１０４のどちらかから、電力を遮断できる。それ故、計算機、表示パネル、通信機器、制御パネル、センサまたは数多くの他の電力付与装置の任意の１つのような装置は、そのような電源回路１００を組み込んでもよい。
【００２１】
１つの実施形態では、航空機電力バスからの入力電力は、まず、（電磁妨害）ＥＭＩフィルタを受ける。ＡＣ側では、航空機のＡＣ電流は、第１の対の導線１０２Ｈ，１０２Ｌを通して入力し、４００Ｈｚ以上の電力信号をフィルタするように設計した１１５ＶＡＣ、４００Ｈｚ  ＥＭＩフィルタ１０８に入る。１１５ＶＡＣ、４００Ｈｚ  ＥＭＩフィルタ１０８の出力は、配線１４２Ｈ、１４２Ｌ間のフィルタされたＡＣ電力信号である。ＤＣ側では、第２の対の導線１０４Ｈ，１０４Ｌを通して入力し、ＤＣ周波数以上の電力信号をフィルタするように設計した２８ＶＤＣ  ＥＭＩフィルタ１１０に入る。２８ＶＤＣ  ＥＭＩフィルタ１１０の出力は、配線１４４Ｈ、１４４Ｌ間のフィルタされたＤＣ電力信号である。
【００２２】
したがって、前記から分かることであるが、ＡＣ  ＥＭＩフィルタ１０８を、航空機のＡＣ電力バス１０２からの１１５Ｖ、４００Ｈｚ電力信号をフィルタするように構成し、１方、ＤＣ  ＥＭＩフィルタ１１０を、航空機のＤＣ電力バス１０４からの２８ＶＤＣ電力信号をフィルタするように構成する。入力電力信号をフィルタするのが高く望まれることであるが、絶対的な必要性はない。さらに、ＡＣ  ＥＭＩフィルタ１０８とＤＣ  ＥＭＩフィルタ１１０が別個のフィルタとして示されているが、それらを、共通パッケージ１０６内に、または共通回路ボード上に互いに近接して配置してもよい。理解できることであるが、各対の導線１０２Ｈ、１０２Ｌおよび１０４Ｈ、１０４Ｌは、電力バス１０２、１０４に取り付ける相補コネクタと結合するコネクタに、少なくとも部分的に組み込まれる。
【００２３】
ＥＭＩフィルタ１０８、１１０を図１に示す実施形態で使用するが、一方、理解されるであろうが、これらは本発明にとって、特に、航空機電源が既にそのようなフィルタを１１５ＶＡＣ電力配線および２８ＶＤＣ電力配線に組み込むような場合には、決定的に重要な意味を有さない。
【００２４】
配線１４２Ｈ、１４２ＬのＡＣ  ＥＭＩフィルタの出力を、ＡＣ電力信号整形サブ回路１１２の入力に接続する。ＡＣ電力信号整形サブ回路は、全波整流器１１６（図２参照）がその後に従う４：１巻線比のＡＣ変成器を含む。回路１００を航空機の１１５ＶＡＣ電力バス１０２に接続する場合、ＡＣ変成器１１４は、１１５ＶＡＣ電圧を２８ＶＡＣに下げ、全波整流器１１６は、当事業者にはよく知られた方法で、その信号を整流する。その入力に１１５ＶＡＣ、４００Ｈｚ  ＡＣ信号を与えて、配線４１８Ｈ、４１８ＬのＡＣ電力信号整形サブ回路１１２の出力は、航空機ＤＣ電力バス１０４が供給する２８ＶＤＣに相当する２８Ｖの電圧を有する整流されたＡＣ信号である。それ故、航空機のＤＣ電力バスが供給する電圧に大きさでほぼ等しいより低い電圧に、フィルタされたＡＣ電力信号を変換するようにＡＣ電力信号整形サブ回路を構成する。
【００２５】
２８ＶＤＣ  ＥＭＩフィルタの出力と同様に、ＡＣ電力信号整形サブ回路１１２の出力をＡＣ／ＤＣ切換回路１２０に接続する。それ故、回路１００を航空機の１１５ＶＡＣ電力バス１０２に接続する場合、配線４１８Ｈ、４１８Ｌの整流したＡＣ信号は、ＡＣ／ＤＣ切換回路１２０に入力される。同様に、回路１００を航空機の２８ＶＤＣ電力バス１０４に接続する場合、配線１４４Ｈ、１４４ＬのフィルタをかけたＤＣ信号は、ＡＣ／ＤＣ切換回路１２０に入力される。ＡＣ／ＤＣ切換回路１２０は、（配線４１８Ｈ、４１８Ｌ上の）整流したＡＣ信号と（配線１４４Ｈ、１４４Ｌ上の）フィルタをかけたＤＣ信号のどちらかが存在することを許容し、ＡＣ／ＤＣ切換出力配線４２８Ｈ、４２８Ｌを経由して回路１００の残りの部分に伝える。
【００２６】
図２に見るように、第１の実施形態では、ＡＣ／ＤＣ切換回路１２０ａは、ダイオードＣＲ２４を備える。このダイオードＣＲ２４は、１１５ＶＡＣ供給と２８ＶＤＣ供給の間の“ＯＲ”接続を提供する。それはまた、配線４１８Ｈ、４１８Ｌの整流したＡＣ信号から２８ＶＤＣ  ＥＭＩフィルタ１００に電流が流れ込むのを防ぐ。他の方向には、ひとたびフィルタをかけた高ＤＣ配線１４４ＨのＤＣ信号が、ダイオードＣＲ２４を通過して配線５２０Ｈに達すると、それは整流した高信号配線４１８Ｈにつながり、それ故、その２つは一緒に高ＡＣ／ＤＣ切換出力配線４２８Ｈにつながる。一方、ＡＣ／ＤＣ交差回路１２０ａ内で配線５２０Ｌと改称する低ＤＣ配線１４４Ｌは、整流した低ＡＣ信号配線４１８Ｌにつながり、それ故、２つは一緒に低ＡＣ／ＤＣ切換出力配線４２８Ｌにつながる。
【００２７】
図３に見るように、第２の実施形態では、ＡＣ／ＤＣ切換回路１２０ｂは、ダイオードＣＲ２４に追加して、ＦＥＴトランジスタスイッチＱ３０、Ｑ３１およびＡＣ／ＤＣセンサ回路３０４を含む。この構成は、次のどちらかが存在するが、配線４１８Ｈ、４１８Ｌの整流したＡＣ信号、または、配線１４４Ｈ、１４４ＬのフィルタをかけたＤＣ信号に対して、強力な分離と減少した雑音を提供する可能性がある。ＡＣ／ＤＣセンサ回路３０４は、ＡＣ信号があるかどうかを検出するため、整流した高信号配線４１８Ｈから第１の入力を受信し、ＤＣ信号があるかどうかを検出するため、（それがダイオードＣＲ２４を通過した後）フィルタをかけた高ＤＣ信号配線１４４Ｈから第２の入力を受信する。この検出の結果に依存して、ＡＣ／ＤＣセンサ回路３０４は、トランジスタＱ３０またはトランジスタＱ３１をオンにし、適当な信号がＡＣ／ＤＣ切換高出力配線４２８Ｈに通過するのを許可する。それ故、ＡＣ／ＤＣセンサ回路３０４は、使用している航空機電源のフィルタと他の回路を、使用していない航空機電源から分離することができる。しかしながら、両方の型式の航空機電源が存在し、接続している１つのモードでは、ＡＣ／ＤＣセンサ回路３０４の切換トランジスタを、どの航空機電源を使用するか、優先順位を付けるように構成する可能性がある。例えば、電源を航空機ＡＣ電力バス１０２および航空機ＤＣバス１０４の両方に接続する場合、整流したＡＣ電力信号を出力するようにＡＣ／ＤＣ切換サブ回路１２０ｂを構成してもよい。
【００２８】
ＡＣ／ＤＣ切換回路１２０ａ（図２）の場合のように、ＡＣ／ＤＣ交差回路１２０ｂ内では配線５２０Ｌと改称する低ＤＣ配線１４４Ｌは、整流した低ＡＣ信号配線４１８Ｌとつながり、それ故、２つは一緒にＡＣ／ＤＣ切換低出力配線４２８Ｌにつながる。
【００２９】
ＡＣ／ＤＣ切換回路では、整流したＡＣ電力信号は、フィルタをかけたＤＣ電力信号の電圧とほぼ同じであり、その結果、電源を航空機のＡＣ電力バスまたは航空機のＤＣ電力バスに接続している場合、ＰＦＣサブ回路１２２はほぼ同じ電圧を受信する。ＡＣ／ＤＣ切換出力配線４２８Ｈ、４２８Ｌは、力率修正サブ回路１２２（“ＰＦＣサブ回路”）に接続する。当事業者には周知のように、理想的には、整流した電力信号ＡＣをＤＣに変換するための力率は、１であるべきである。その名前が示すように、力率修正サブ回路１２２は、整流したＡＣ信号の力率が１に近くなることを助ける。また、それは、変換中に生じる非線形がもたらす電流高調波ひずみの削減を助ける。ＰＦＣサブ回路１２２は、標準的ＤＣ−ＤＣブーストコンバータトポロジを活用して、航空機電力バス１０２、１０４について、電流引き出し（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｄｒａｗｎ）を制御し、それ故、力率修正と電流高調波削減を提供する。
【００３０】
図２はＰＦＣサブ回路１２２の原理的機能を示し、図６はこのサブ回路の特定の実装を示す。１つの実施形態では、ＰＦＣサブ回路１２２の中心はＰＦＣ制御器集積回路２５０である。図示の実施形態では、ＯＮ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ「商標登録」から利用可能である部品番号ＮＣＰ１６４０の力率制御チップを使用する。しかしながら、理解すべきであるが、ＰＧＣ制御器チップ２５０の代わりに、同じか類似の力率修正機能を提供できる他のチップおよび回路を使用してもよい。
【００３１】
配線２７６のＰＦＣ制御器チップ２５０の出力は、ブーストコンバータ６３０に属するトランジスタスイッチ２５６（図６ではトランジスタＱ１およびＱ２で表示）に印加される。１つの実施形態では、ブーストコンバータ６３０は、配線１２６ＨのＤＣ電圧をサブ回路１２２への公称２８Ｖ入力よりはるかに高い９０ＶＤＣに上昇させる。トランジスタスイッチ２５６に加えて、ブーストコンバータ６３０は、インダクタブロック２４０（図６ではインダクタＬ５およびＬ１９で表示）、ダイオードＣＲ１１およびキャパシタＣ１００をさらに備える。キャパシタＣ１００は、下流の装置が安定して滑らかなＤＣ電圧を有するようにする。典型的なブーストコンバータ構成におけるように、トランジスタスイッチ２５６は、インダクタブロック２４０とダイオードＣＲ１１間のノード２５２につながる。
【００３２】
ＰＧＣ制御器チップ２５０の制御スキームでは、３個の主入力を使用する。第１は、ＡＣ／ＤＣ切換高出力配線４２８Ｈの整流したＡＣ信号は、配線２４４を経由してつながり、好ましくは一対のレジスタを備える電圧デバイダを経由して、２４８でスケーリングされ、ＰＦＣ制御器チップ２５０のＡＣ入力へ配線２７２で提供される。これにより、全波整流したＡＣ信号入力波形のスケール版が、電流波形のモデルとなるテンプレートとして使用可能となる。第２は、そこから電流短絡レジスタ２４２が接地につながる（図４参照）ＡＣ／ＤＣ切換低出力配線４２８Ｌが、ＰＦＣ制御器チップ２５０のＩＳ−（短絡）入力へ配線２７４で提供される。この方法で、電流短絡２４２は、回路１００が電力供給する全ての回路の実際の電流引き出しのフィードバックの代表を提供する。最後に、１２６Ｈのブーストコンバータ出力電圧のスケール版が、配線２７８を経由して、出力調節のため、ＰＦＣ制御器チップ２５０のフィードバック入力ＦＢに提供される。ＰＦＣ制御器チップ２５０は、これらの３個の入力全てを使用して、ＤＣ−ＤＣブーストコンバータ６３０の動作、力率制御機能および高調波ひずみ削減機能の一部として、トランジスタ２５６を素早く切り換える。
【００３３】
図６は、ＰＦＣ制御器チップ２５０の好ましい実装を示す。図６に見るように、前述の出力と３個の主な入力に加え、チップの他のピンは、回路６０２、６０４および６０６が一般的に示すように、各種のチップ供給電圧、基準電圧および接地に接続される。
【００３４】
図４は、１１５Ｖ、４００Ｈｚ  ＡＣ  ＥＭＩフィルタ１０８、ステップダウンＡＣ変成器１１４および全波整流器１１６を実装する回路を示す。上述のように、ＥＭＩフィルタ１０８は、導線１０２Ｈ、１０２Ｌを経由して航空機電源に接続される。それは、同相モードチョークＬ１、差動モードチョークＬ２およびレジスタＲ７５、Ｒ７６およびトランソーブ（ｔｒａｎｓｏｒｂ）ＣＲ２３が提供する過渡保護を含む。ステップダウン変成器１１４はフィルタをかけた１１５ＶＡＣ、４００Ｈｚ電流を取り込み、２８ＶＡＣ４００Ｈｚ電流を出力する。それ故、ステップダウンＡＣ変成器１１４は概略４：１の巻線比を有す。ステップダウンＡＣ変成器１１４の出力は全波整流器１１６の入力である。全波整流器の出力は前述の配線４１８Ｈ、４１８Ｌを備え、次に配線５２０Ｈと５２０Ｌにつながって、ＰＦＣサブ回路１２２への入力であるＡＣ／ＤＣ切換出力配線４２８Ｈ、４２８Ｌを形成する。電流短絡２４２は、ＰＦＣ制御器チップ２５０への入力であるＡＣ／ＤＣ切換低出力配線４２８Ｌに接続される。
【００３５】
図５は、ＶＤＣ  ＥＭＩフィルタ１１０と、図２で見るＡＣ／ＤＣ切換回路１２０ｂの一部との実装を表わす回路５００を示す。導体１０４Ｈ、１０４Ｌを経由し、航空機電力バス１０４を経由して供給するＤＣ電圧は、まず、１つ以上のインダクタを備える高周波フィルタ網５７０を通過する。次に、その信号は、当業者には周知の他の部品とともに、前部トランソーブＣＲ１６と後部トランソーブＣＲ２２を含む過渡保護回路５６０に提供される。また、ＤＣ  ＥＭＩフィルタ１１０は、同相モードチョークＬ３と差動モードチョークＬ４を有する波形整形回路５３０を含む。高ＤＣ配線１４４ＨのフィルタをかけたＤＣ信号は、ＡＣ／ＤＣ切換回路１２０ａ（図２参照）のダイオードＣＲ２４を通過して配線５２０Ｈに至り、そこで、上述のように、整流した高ＡＣ信号配線４１８Ｈにつながる。一方、低ＤＣ配線１４４Ｈは、上記でも議論したように、配線５２０Ｈを経由して、整流した低ＡＣ信号配線４１８Ｈに直接接続される。
【００３６】
図示の実施形態では、サブ回路１２２（図６参照）からのブーストコンバータ６３０の出力１２６Ｈは、６０−９０ＶＤＣ間のある電圧にある。しかしながら、また、ステップダウンコンバータ１２８で使用する部品の利用可能性と性能に依存して、さらにより高い出力最大電圧を有するブーストコンバータを実装してもよい。出力最大電圧にかかわらず、電源を使用するためは、その中に電源がある装置内の各種部品が要求する電圧までに、この電圧を減少しなければならない。
【００３７】
図７は、通常、当技術分野では“バック（ｂｕｃｋ）”コンバータとして参照される９０Ｖ−１２Ｖ  ＤＣ−ＤＣステップダウンコンバータ１２８を実装するサブ回路７００の実施形態を示す。サブ回路７００は、Ｌｉｎｅａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから利用可能な部品番号ＬＴＣ３７０３ＥＧＮとして実装されるステップダウン制御器７５０を含む。ブーストコンバータ６３０からの出力配線１２６Ｈを、配線７６２を経由して、ステップダウン制御器７５０の電圧入力に接続する。配線７６４と配線７６６のステップダウン制御器７５０の出力は、切替トランジスタ７３０（トランジスタ対Ｑ３およびＱ４として実装）と切替トランジスタ７３２（トランジスタ対Ｑ５およびＱ６として実装）をそれぞれ駆動する。これらのトランジスタ７３０，７３２は、バック（ｂｕｃｋ）インダクタＬ６、ダイオードＣＲ１５およびＣ１２と通常示すキャパシタとともに動作し、周知の方法で、配線１２６Ｈの電圧を、配線１３０のより低い出力システム電圧に減少する。ステップダウン制御器７５０の各種のピン設定は、７０２と通常示す回路によって制御される。
【００３８】
図示の実施形態では、配線１２６Ｈの入力電圧は通常６０−９０Ｖの間にあるが、ＤＣ−ＤＣステップダウンコンバータ１２８に関連するサブ回路７００からの配線１３０の出力システム電圧は、約１２ＶＤＣである。ステップダウンコンバータ１２８からの配線１３０の１２ＶＤＣ出力システム電圧は、本発明による電源を有する各装置内の各種部品が要求する所望のＤＣ電圧（“部品電圧”）を生成するように、さらに減少可能であり、および／または修正可能である。図１に１４０Ａ、１４０Ｂとして一般的に示すＤＣ−ＤＣコンバータがこれを行う。理解すべきであるが、各航空機搭載可能な装置は、なかんずく、各々が＋９Ｖ、＋５Ｖ、−５Ｖ、＋３．３Ｖ、−３．３Ｖおよび＋１．８Ｖ、−１．８Ｖのような１つ以上の部品電圧を要求する可能性のある数個の部品を含んでもよい。
【００３９】
図８は、ステップダウンコンバータ１２８からの配線１３０の１２ＶＤＣ出力を＋５ＶＤＣ出力に変換する、ＤＣ−ＤＣバックコンバータのためのサブ回路８００についての１つの実施形態を示す。図示の実施形態では、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒから利用可能なＬＭ２６７８Ｓ−５．０  ５Ｖステップダウン電圧調整器チップ８５０を使用して、＋５ＶＤＣコンバータサブ回路８００を実装する。配線１３０の１２ＶＤＣ出力は、配線８６２の電圧入力として、電圧調整器チップ８５０に提供される。電圧調整器チップ８５０の出力は、インダクタＬ７、ダイオードＣＲ１３およびＣ１３として一般的に示すキャパシタとともに動作し、＋５ＶＤＣ電源を生成する。また、サブ回路８００に類似の追加のサブ回路で、それらの各々の電圧入力に接続する配線１３０を有するそのような各々の追加サブ回路を、異なる所望の装置電圧を出力するように構成した各々対応する電圧調整器チップに提供する。そのような場合では、図１のステップダウンコンバータ１２８の出力配線１３０は、図１で見るように、複数の異なる部品電圧にファンナウトする可能性がある。
【００４０】
本発明の数個の実施形態について、本申請書で具体的に図示し、説明した。しかしながら、評価されるであろうが、本発明の修正および変更、特に、特定の実装における部品の電気的等価物は、本発明の意図した精神と範囲から逸脱することなしに、上記の教えるところにより、そして添付の特許請求項の範囲内で保護される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に基づく電源のブロック図である。
【図２】切換サブ回路と力率修正器の第１の実装を有する図１の実施形態をさらに詳細に示す図である。
【図３】切換サブ回路と力率修正器の第２の実装を有する図１の実施形態をさらに詳細に示す図である。
【図４】１１５ＶＡＣ  ＥＭＩフィルタと、関連する変成器および整流器とを実装する回路の１つの実施形態を示す図である。
【図５】２８ＶＤＣ  ＥＭＩフィルタを実装する回路の１つの実施形態を示す図である。
【図６】力率修正サブ回路を実装する回路の１つの実施形態を示す図である。
【図７】ステップダウンＤＣ電力コンバータを実装する回路の１つの実施形態を示す図である。
【図８】ステップダウンＤＣ電力コンバータの出力を、さらにより低い電圧にするコンバータを実装する回路の１つの実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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