(57)【要約】  リトラクタブル着陸ライト用の固体制御スイッチング及び制御システム（２００）。制御装置（２０８）は、リトラクタブル着陸ライトのライトヘッド（２１０）の位置をモニターするための絶対位置センサ（２０４）を使用し、航空機の乗客員からの命令信号（２２０、２２１、２２３）に応答してモータ（２１６）、ブレーキ（２１７）、ランプ（２１２）を駆動する。固体スイッチ（１００）によるモータ（２１６）、ブレーキ（２１７）、ランプ（２１２）の駆動は徐々に行われ、電磁障害を最小にし、構成要素の寿命を伸張するように同期される。
2005512445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物リトラクタブルライトに対する固体スイッチングシステムであって、
ライトヘッド（２１０）の位置を制御し、リトラクタブルライトのモータ（２１６）、モータブレーキ（２１７）及びランプ（２１２）への電力をスイッチして、前記モータ（２１６）、モータブレーキ（２１７）及び前記ランプ（２１２）へ印加される電力を徐々にオン及びオフにスイッチする手段と、
高レベルのＡＣ又はＤＣの電圧又は電流をスイッチング可能な固体スイッチ（１００）であって、前記固体スイッチ（１００）は、直列に配置された二つのN−チャンネルＭＯＳＦＥＴ（１１４、１１５）を含み、第一のＭＯＳＦＥＴ（１１４）のドレイン端子が電源に接続され、第ニのＭＯＳＦＥＴ（１１５）のドレイン端子がスイッチされる電気負荷に接続され、前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴ（１１４、１１５）のソース端子が共に接続されており、光起電力発生器（１１２）は前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴ（１１４、１１５）のゲート端子に接続され、前記光起電力発生器（１１２）は、電流が前記光起電力発生器（１１２）の発光ダイオード（１０８）に印加された時に、前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴ（１１４、１１５）を駆動するために絶縁されたガルバーニ電流源を提供することを特徴とする、固体スイッチと、
を含む、固体スイッチングシステム。
【請求項２】
前記リトラクタブルライトの前記ライトヘッド（２１０）の絶対位置をモニターするためのリモートコントロール可能な手段（２１４）をさらに含む、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項３】
乗物からの電力を前記制御手段（２０８）と両立可能なレベルに調整するための少なくとも一つの電源（２０６）を含む、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項４】
乗物と前記固体スイッチングシステム（２００）との間の電磁障害を分離するための、少なくとも一つの電気フィルタ（２０２，２０４）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項５】
前記モータブレーキ（２１７）がダイナミック及び電気機械式のブレーキのいずれか一つであることを特徴とする、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項６】
前記制御手段（２０８）がデジタル及びアナログ制御のひとつである、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項７】
徐々に前記発光ダイオード（１０８）をオン及びオフにして前記固体スイッチ（１００）を徐々に駆動にし及び作動を停止する手段をさらに含む、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項８】
前記制御手段（２０８）は、前記モータ（２１６）、モータブレーキ（２１７）、ランプ（２１２）のいずれか一つのみが任意の所与の時間にオン又はオフにスイッチされるように、前記モータ（２１６）、モータブレーキ（２１７）、ランプ（２１２）をオン及びオフに同期式にスイッチすることを特徴とする、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項９】
前記固体スイッチ（１００）は、前記固体スイッチ（１００）を過渡電圧から保護するための手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項１０】
前記制御手段（２０８）はさらに、コックピットに搭載されたインディケータへの電力を前記固体スイッチ（１００）でスイッチして、前記インディケータに印加にされる電力を徐々にオン及びオフにスイッチするように、前記インディケータは前記ライトヘッド（２１０）が伸張された位置にある時に、乗物の乗客員に警告することを特徴とする、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項１１】
前記固体スイッチ（１００）は、さらに二つ以上の固体スイッチ（１００）の駆動が重なるのを防止するヒステリシス手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の固体スイッチングシステム。
【請求項１２】
乗物リトラクタブルライトを制御する処理であって、
ライトヘッドの位置を制御するステップと、
前記リトラクタブルライトのモータ（２１６）、モータブレーキ（２１７）、ランプ（２１２）への電力をスイッチングして、前記モータ（２１６）、モータブレーキ（２１７）、ランプ（２１２）を徐々にオン及びオフにするスイッチするステップと、
高レベルなＡＣ又はＤＣの電圧及び電流をスイッチング可能な固体スイッチ（１００）を提供するステップであって、直列に配置された二つのN−チャンネルＭＯＳＦＥＴ（１１４、１１５）を含み、第一のＭＯＳＦＥＴ（１１４）のドレイン端子が電源に接続され、第ニのＭＯＳＦＥＴ（１１５）のドレイン端子がスイッチされる電気負荷に接続され、前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴ（１１４、１１５）のソース端子が共に接続されており、光起電力発生器（１１２）は前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴ（１１４、１１５）のゲート端子に接続され、前記光起電力発生器（１１２）は、電流が前記光起電力発生器（１１２）の発光ダイオード（１０８）に印加された時に、前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴ（１１４、１１５）を駆動するために絶縁されたガルバーニ電流源を提供することを特徴とする、ステップと、
を含むことを特徴とする、処理。
【請求項１３】
前記リトラクタブルライトの前記ライトヘッドの絶対位置をリモートコントロール手段（２１４）でモニターするステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の処理。
【請求項１４】
徐々に前記発光ダイオード（１０８）をオン及びオフにして、前記固体スイッチを徐々に駆動にし及び作動を停止するステップをさらに含む、請求項１２に記載の処理。
【請求項１５】
前記モータ（２１６）、モータブレーキ（２１７）、ランプ（２１２）のいずれか一つのみが任意の所与の時間にオン又はオフにスイッチされるように、前記モータ（２１６）、モータブレーキ（２１７）、ランプ（２１２）をオン及びオフに同期式にスイッチするステップを含む、請求項１２に記載の固体スイッチングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、発明者S.Hamilton、S.Mubaslat、B.Barnhart及び、C.Giffen（代理人名簿番号H0002962）「マニュアル・リトラクション能力を有する電子制御航空機リトラクタブル着陸ライト」という名称の同時継続出願に関連している。
【０００２】
本出願は、「航空機着陸ライト用の効率的ＡＣ／ＤＣ固体スイッチング・システム」という名称の、２００１年１２月１２日出願の米国仮出願No.60及び339637の利益を主張するものである。
【０００３】
本出願は、航空機リトラクタブル着陸ライト用の効率的固体スイッチング及び制御システムに関する。詳細には、本発明は、固体ＡＣ／ＤＣスイッチング及び改善された負荷制御を有する航空機リトラクタブル着陸ライト用のスイッチング及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００４】
着陸ライトは、誘導路及び滑走路での夜間走査の間、航空機の前方領域を照射するために航空機に搭載される。「リトラクタブル着陸ライト」は、航空機の空気抵抗を減少させるよう、ライトを使用されない時には航空機の外部表面と同一平面に収容されるよう可動結合させるようにリモートコントロールされる。
リトラクタブル着陸ライトのランプはライトヘッドに収容される。ライトヘッドはハウシングアセンブリーに蝶番式に代わるがわる取付けられ、機体に搭載される。ライトヘッドは典型的には、電気モータにより駆動される電動機構により使用の際の伸張、収容位置へのリトラクトがなされ、電気機構式ブレーキにより適所に保持される。航空機の乗組員が、リモートコントロールを「伸張」位置に駆動すると、電力がブレーキコイルに印加されてブレーキが解放される。電力はモータに同時に印加されて、モータ出力シャフトを回転させ、伝送を駆動する。それからライトヘッドは、リモートコントロールに従って所定の位置に伸張され、航空機前方領域を照射するようにランプを照準する。その後に、電力がモータ及びブレーキから除去され、ライトヘッドの動作が停止される。ブレーキは再連動(re-engage)され、ライトヘッドを風流力に抗し得る位置に保持する。さらにモータ及びブレーキは、リモートコントロールが「リトラクト」位置に配置される場合に同時に駆動される。しかし電力は、モータの出力シャフトがライトヘッドを伸張させるために使用される方向とは逆方向に回転させるようにモータに印加される。ライトヘッドが航空機の表面に亜収容されると、電力はモータ及びブレーキから同時に除去され、ライトヘッドを収容位置に保持する。ランプはライトヘッドが伸張された後に、リミットスイッチによって自動的にオンにされ、ライトヘッドがリトラクトされた時に、リミットスイッチによって自動的にオフにされる。代替的に、ランプはコックピットにおけるスイッチによってマニュアル制御され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のリトラクタブル着陸ライトは多くの欠点により損害を受けてきた。特に、従来技術のリトラクタブル着陸ライトはモータ、ブレーキ及びランプを制御するための電気機構リレーを利用している。これらのリレーは、機械的動作による摩損によって動作寿命が制限されている。さらに、モータやブレーキなどの誘導負荷をスイッチングする場合や、白熱光ランプなどの負荷を高い突入電流でスイッチングする場合に、リレーの接触点でのアーチングによる電磁障害を生成する。このリレー接触アーチングもリレーの動作寿命をさらに減少させる。電磁機構リレーの別の不都合は、モータ、ブレーキ及びランプを通過する電流の流れが航空機の電気システム及びワイヤリング能力によってのみ制限されることである。このことは、リレーの接触点、モータ、ブレーキ及びランプに重大なストレスを与え、これらの構成要素はサービスライフの減少という損失を被る。
【０００６】
モータ、ブレーキ、ランプのリレーの動作は、リトラクタブル着陸ライトの前にある機械的リミットスイッチ及びアクチュエータによって制御される。このリミットスイッチ及びアクチュエータはモータ、ブレーキ及びランプの機能の同期を扱いにくくする。結果としてモータ及びブレーキは同時にオン及びオフにされる。ランプも同時にオン及びオフにスイッチされる。このことが航空機電気システムにおける大きな突然の負荷変動の原因となり、電気システムに結合された他の装置を崩壊又は損失させ得る電気スイッチ過渡現象及び電磁干渉がもたらされる。モータ、ブレーキ及びランプに印加される電力の同期により、スイッチング過渡現象及び電磁的放出を最小にすることが望ましい。例えば、ブレーキコイルは、モータへ電圧を印加する前に電圧を印加されてブレーキを解放し、モータへの電力を除去した後に電圧印加を止められるべきである。ランプは、電力がモータ及びブレーキの双方から除去された場合にのみ、オン及びオフにスイッチされるべきである。
【０００７】
構成要素の寿命を延ばすための高い突入電流特性を持つ負荷の「ソフトスターティング」は、新しいものではない。例えば、Hamiltonの米国特許Ｎｏ．６，３１５，４３５はランプへの突入電流を減少させるための固体スイッチの使用を教示している。しかし、Hamiltonは、制御されたターン・オンに加え、同期及び制御されたターン・オフの使用を教示していない。Hamiltonはさらに、ガルバーニ絶縁制御論理でＡＣ又はＤＣ電気負荷のいずれかをスイッチングし得る固体スイッチを教示していない。電力制御に光学的に結合した固体スイッチを使用することは、Rodriduezへの米国特許番号Ｎｏ．35,836及び4,390,790、Shichiらへの米国特許5,612,582、Hodgesへの米国特許Ｎｏ．4,665,316、Pernyesziへの米国特許4,902,901、McDonaldへの米国特許Ｎｏ．4,611,123に示されているようによく知られている。しかし、従来技術は、複数の負荷の同期した「ソフト」スイッチングを達成するために光結合された電界効果トランジスタの、固有の緩やかなスイッチング特性を利用し及び高めることよりもむしろ、多くのスイッチング・アプリケーションに所望されるようなより高速なターン・オン及びターン・オフを達成することに集中している。
【０００８】
着陸ライトは夜の航空機動作に必要なアイテムであり、良好な動作状態に維持されなくてはならない。さらに、着陸ライトの維持は高価で時間がかかる。リラクタブル着陸ライトのためのより信頼出来るスイッチング及び制御システムが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、航空機リトラクタブル着陸ライト用の効率的な固体スイッチングおよび制御システムに直接向けられている。固体スイッチングおよび制御システムは、スイッチング構成要素に対するストレスを減少させ、電磁障害を減少させ、リトラクタブル着陸ライトのサービス寿命を延長させるために、「ソフト」ターン・オンおよびターン・オフ能力、ヒステリシス、およびフィードバックを有する。
【００１０】
特に、本発明は、スイッチングシステムの論理ステージと電力ステージとの間にガルバーニ絶縁を提供するための、光起電性光ドライバにより駆動される背中合わせ（バック・トゥ・バック）のＮチャンネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(「ＭＯＳＦＥＴ」）を含んでいる。ＭＯＳＦＥＴと光起電性光ドライバの組み合わせは、固有の「ソフト」スイッチング特性を有し、それにより電気機械リレーによる可能とされる以上に緩やかな負荷のターン・オンおよびターン・オフを提供する。この特性は、例えば、白熱ランプへの電力をスイッチングするのに望ましい。白熱ランプのフィラメントは低温でより低い抵抗を示す。結果として、電力が白熱ランプへ印加される時には、ランプは、通常の動作電流より非常に高い突入電流を経験し、ランプのフィラメントにストレスを与え、その動作寿命を減少させる。白熱ランプのソフトスタートは、突入電流を制限し、ランプの動作寿命を増加させる。さらにソフトスタートと結合した制御されたターン・オフは、リトラクタブルライトのモータ及びブレーキに有利に印加され得る。モータ及びモータブレーキの制御されたターン・オン及びターン・オフは、モータ及びブレーキにより生成される誘導エネルギーを最小にするように動作し、構成要素の寿命を改善し及び減少された電磁放射をもたらす。コックピットに搭載されたインディケータが、ライトヘッドが伸張された時に航空機の乗組員に通知を行うために利用される場合にば、ソフトスイッチングはインディケータの動作寿命を延長させるためにも使用され得る。本発明のスイッチング及び制御システムの論理ステージのガルバーニ絶縁は、高レベルＡＣ又は高レベルＤＣ電圧のいずれかの制御を容易にし、ＡＣ又はＤＣモータ、ブレーキ、ランプの使用を許容し、ＡＣ及びＤＣモータ、ブレーキ、ランプおよびインディケータの組み合わせの使用を許容する。例えば、モータ及びブレーキに、比較的低い電力ＤＣ航空機電源から動力を供給し、高電流ランプに、よりロバストなＡＣ航空機電源から動力を供給することが好都合である。
【００１１】
本発明の固体スイッチは、フィードバック手段に結合され、論理ステージにスイッチされる負荷に関するステータス情報を提供する。論理回路は、固体スイッチの固有のソフトスタート及びソフトストップ特性と共に動作して、ランプ、モータ及びブレーキのスタガースイッチングに対するヒステリシスを提供する。この「同期スイッチング」は、電磁放射を減少させ、トーテムポールスイッチング構成要素の寿命を減少させ得る放射電流を防止し、航空機電気システムにおける負荷スイッチング過渡現象を最小にする。
【００１２】
本発明は、乗物リトラクタブルライトに対する固体スイッチングシステムであって、ライトヘッドの位置を制御し、リトラクタブルライトのモータ、モータブレーキ及びランプへの電力をスイッチして、前記モータ、モータブレーキ及び前記ランプへ印加される電力を徐々にオン及びオフにスイッチする手段と、高レベルのＡＣ又はＤＣの電圧又は電流をスイッチング可能な固体スイッチであって、前記固体スイッチは、直列に配置された二つのN−チャンネルＭＯＳＦＥＴを含み、第一のＭＯＳＦＥＴのドレイン端子が電源に接続され、第ニのＭＯＳＦＥＴのドレイン端子がスイッチされる電気負荷に接続され、前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴのソース端子が共に接続されており、光起電力発生器は前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続され、前記光起電力発生器は、電流が前記光起電力発生器の発光ダイオードに印加された時に、前記第一及び第二のＭＯＳＦＥＴを駆動するために絶縁されたガルバーニ電流源を提供することを特徴とする、固体スイッチとを含んでいる。
【００１３】
これらの及び他の特徴は、以下の記述、添付された特許請求の範囲、及び添付された図面を参照するとさらによく理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
固体スイッチ１００の電気概略図が図１に示されている。スイッチされる高レベルのＡＣ又はＤＣ電力が入力端子１０２、１０３に印加される。論理制御電圧が入力端子１０４に印加される。入力端子１０４における電圧は、抵抗−コンデンサ「Ｒ‐Ｃ」時間遅延ネットワーク１０５、１０６に供給され、光起電力アイソレータ１１０内にパッケージされた少なくとも一つの発光ダイオード１０８に順番に接続される。抵抗１０７は、発光ダイオード１０８に対する電流リミットを提供する。制御スイッチ１２２が閉じられると、電流が発光ダイオード１０８を通過して流れ、発光ダイオード１０８が光を放射する。発光ダイオード１０８によって発光された光は、光起電力アイソレータ１１０内にパッケージされた少なくとも一つの光起電力発生器１１２に光学的に結合され、光起電力発生器１１２にガルバーニ絶縁電流を生成させる。抵抗１０５とコンデンサ１０６の値は、スイッチ１２２がそれぞれ閉開する場合に、発光ダイオード１０８のターン・オン及びターン・オフの回数をゆるやかにし、光起電力アイソレータ１１２によって発生される電流を比例的にゆるやかにするために所望のように変化し得る。
【００１５】
光起電力発生器１１２によって生成される電流は、一組のゲートバイアス抵抗１１６を介し、二つのＮ−チャンネルＭＯＳＦＥＴのゲートに結合される。この電流はＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５の固有のゲート−ソース間コンデンサを徐々に変化させて、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５に負荷へ電流の導電を緩やかに開始させ、出力端子１２４、１２５に結合させる。ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のゲート−ソース間コンデンサの充電及び放電することを通じて、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のゲート電圧を徐々に増加及び減少させると共に、光起電力アイソレータ１１２によって生成される電流を徐々に増加及び減少させることは、「ソフトなスイッチ」をもたらし、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５と図２に示すような、モータ２１６、ブレーキ２１７、又はランプ２１２などの負荷の双方に対するターン・オン及びターン・オフの電気的ストレスを減少させる。これにより、電磁放出を減少させつつ、固体スイッチ１１４、１１５及びモータ２１６、ブレーキ２１７、又はランプ２１２のサービス寿命を増加させる。ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のゲート−ソース間コンデンサを徐々に充電及び放電することに関連したＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５の遅延オン−オフ応答時間はさらに、固体スイッチ１００がトーテムポールまたはＨブリッジ電力ドライバの部分である場合に、「ヒステリシス」スイッチング効果を提供する。このヒステリシスは、電圧源がトーテムポール又はＨブリッジ電力ドライバのスイッチングの間のコンテンションの結果として、グランドに
瞬間的にショートされた場合に発生し得る過度の電流及び電磁放射を防止する。上述したように、光起電力発生器１１２及びＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５に固有のソフト・スタート及びヒステリシス特性は抵抗器１０５及びコンデンサ１０６によって増加される。抵抗器１０５の抵抗及びコンデンサ１０６のキャパシタンスを変化させることによって、発光ダイオード１０８の高速又は低速なターン・オン及びターン・オフをもたらされ、固体スイッチ１００のソフトなスイッチング制御の量を調整する手段が提供される。発光ダイオード１０８のターン・オン及びターン・オフの時間は、抵抗器１０５及びコンデンサ１０６のＲ−Ｃ時定数を増加させることによって増加させ得る。逆に、発光ダイオード１０８のターン・オン及びターン・オフの時間は、抵抗１０５及びコンデンサ１０６のＲ−Ｃ時定数を減少させることによって減少させ得る。ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のターン・オン及びターン・オフの時間は、光起電力発生器１１２にコンデンサ１１７を付加することによってさらに増加され得る。ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のターン・オン及びターン・オフの時間は、さらに一組のコンデンサ１１９をＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のゲート駆動回路に付加することによって増加され得る。
【００１６】
飽和状態のＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５に固有の低いドレイン−ソース抵抗は、Ｉ２Ｒ損失及びその結果として生じる熱を最小にし、固体スイッチ１００をＡＣ及びＤＣ負荷の双方と共に使用するための効果的なスイッチにする。ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５は、ガルバーニ絶縁したオン‐オフ制御を有する電気スイッチとして動作する。ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５がアクティブな場合には、ＡＣ又はＤＣ電流はＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のドレイン端子からソース端子へ流れ、電流はＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のソース端子からドレイン端子へ流れる。ボディダイオード１２６、１２８は、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５に不可欠であるが、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５がオフの状態にある場合に、固体スイッチ１００を通る電流の流れをブロックするように働く。
【００１７】
ツェナーダイオード１１８の組などの保護装置は、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のゲート及びソース端子と並列に配置されており、過渡電圧からの保護を提供している。同様に、バイポーラ・トランソーブ１２０などの保護装置は、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５のドレイン端子間に配置され、過渡電圧からの保護を提供している。
【００１８】
動作において、リトラクタブル着陸ライトのモータ２１６、ブレーキ２１７、又はランプ２１２に適したＡＣ又はＤＣ電源は、入力端子１０２、１０３に接続される。スイッチ１２２が閉じられると、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５はターン「オン」にされ、電力が出力端子１２４、１２５に接続されるモータ２１６、ブレーキ２１７、又はランプ２１２などの負荷に印加される。スイッチ１２２が開かれると、ＭＯＳＦＥＴ１１４、１１５がターン・オフにされ、電力を負荷から除去する。スイッチ１２２はマニュアルで操作されるスイッチであり、又は論理制御によって駆動される電子スイッチであり得る。
【００１９】
固体スイッチ１００及び関連した負荷の一般的な配列の電気ブロックダイアグラムは、図２に示されている。ランプ電力駆動回路２２２とブレーキ電力駆動回路２２４は各々、一つの固体スイッチ１００を利用している。ＤＣ型モータが利用される場合、４つの固体スイッチ１００が、モータ電力駆動回路２２６を形成するように、Ｈブリッジ構成に配列される。この構成では固体スイッチ１００ａ及び１００ｄは、モータ２１６の出力シャフトを例えば時計回りに回転させる。モータ２１６の出力シャフトは、固体スイッチ１００ｂ及び１００ｃの駆動によって、時計回りと反対方向などの反対方向に操作させる。ヒステリシスは、固体スイッチの組１００ａ、１００ｂ及び１００ｃ、１００ｄのオン状態の時間が重なることを防止する。オン状態の時間が重なることは、航空機の電源の瞬間的なショート回路をもたらし、固体スイッチの組１００ａ、１００ｂ及び１００ｃ、１００ｄに潜在的に損失を与え、航空機の電気システムに過渡現象を発生させる。ＡＣ型のモータ２１６に対して、別の固体スイッチ１００が別々の時計回りモータ翼及び反時計回りモータ翼の一つに電力を供給するために利用される。
【００２０】
図３は、航空機リトラクタブル着陸ライト用固体スイッチング及び制御システム２００の電気ブロック図を示している。航空機の電力は電力入力端子１０２、１０３に供給される。回路ブレーカ２０１などの保護装置は、スイッチング及び制御システム２００を電気的過負荷及びショート回路状態から保護するために設置される。電気フィルタ２０２及び２０４が、航空機と固体スイッチング及び制御システム２００間の電磁障害などの電気ノイズを隔離する。電圧調整器などの電源２０６は、航空機からの電力を制御システム２００と両立可能なレベルに調整する。ライトヘッド２１０の位置、ランプ２１２の位置は絶対位置センサ２１４によって感知される。制御装置２０８は、例えばランプ２１２をターン・オン及びターン・オフにするなどの論理操作、モータ２１６への電力制御、ブレーキ２１７によるモータ２１６のブレーキングの制御、モータ２１６の回転方向の制御、ライトヘッド２１０の位置分解能の制御、欠陥保護の制御を提供する。伸張した角度スイッチ２１８は、ライトヘッド２１０を選択された事前設定された伸張角に配置するために制御装置２０８の設定を提供する。制御装置２０８は電気命令信号２２０、２２１、２２３に応答し、電力駆動回路２２２、２２４、２２６に対するオン−オフ制御１２２を提供する。電力は電力駆動回路２２２、２２４、２２６により出力１２４、１２５を介してランプ２１２、モータ２１６、及びブレーキ２１７に接続される。ホール効果回転位置センサなどの、非接触型絶対型位置センサ２１４は、ライトヘッド２１０の角度伸張位置に関する連続情報を制御装置２０８に提供することで、制御装置２０８は電力駆動回路２２２、２２４、２２６のオン−オフの適切な同期によりモータ２１６の駆動、モータ２１６の回転方向、ブレーキ２１７の駆動、ランプ２１２の照射の制御を行う。増分型位置エンコーダも代替的に使用されるが、絶対型の位置エンコーダが好適である。なぜなら、絶対型の位置エンコーダは指標位置に対する周期的な較正を必要としないからである。コックピットに搭載されたインディケータは、航空機の乗客員にライトヘッド２１０がリトラクトされていない時に通知するために設置される。インディケータに望ましいレベルのＡＣ又はＤＣ電力が、インディケータの入力２２８に結合され得る。制御装置２０８がライトヘッド２１０がリトラクトされていないことを検出すると、制御装置２０８は固体スイッチ２３２を駆動し、ソフトスイッチされた電気信号を出力２３０に提供する。コックピットのインディケータは直接出力２３０の結合され得る。
【００２１】
動作において、航空機の乗客員は電気信号２２０、２２１、２２３によりリトラクタブル着陸ライトに対する所望の位置を命令する。代替的に、電気命令信号２２０、２２１、２２３は、航空機が飛行しているか否かを検知する「空対地」スイッチなどから自動的に生成され得る。制御装置２０８は命令信号２２０、２２１、２２３を受信すると、制御装置２０８は、命令された動作モードとライトヘッド２１０の位置と、実際の動作モード及び実際のライトヘッド２１０の位置との比較を、伸張角スイッチ２１８によって提供される設定データ及び絶対位置センサ２１４によって指示されるライトヘッド２１０の実際の位置の比較することによって行う。それから制御装置２０８は、駆動モータ２１６を駆動する直前にブレーキ２１０を駆動して、ライトヘッド２１０をランプ２１２の所望の照準位置までの必要な分伸張させ又はリトラクトさせる。制御装置２０８は、モータ２１６それからブレーキ２１７から電力を除去する。制御装置２０８はさらに、命令信号２２３に反応してランプ２１２への電力を制御し、ライトヘッド２１０が伸張された位置に停止した後にオンにランプ２１２をスイッチングし、ライトヘッド２１０を収容位置にリトラクトする前にオフにランプ２１２にスイッチングする。ブレーキ２１７はモータ２１６を駆動する前に駆動され、電力がモータ２１６から除去されるまで動作を止められない。「リトラクト」命令信号２２０がアクティブになると、ランプ２１２はブレーキ２１７、それからモータ２１６を駆動する前にオフにスイッチされる。「ランプ・オン」命令信号２２３がアクティブの場合、ランプ２１２は、電力がまずモータ２１６から除去され、次にブレーキ２１７から除去されるまで駆動されない。ランプ２１２、モータ２１６、ブレーキ２１７への電力は、同期方式で固体スイッチ１００によってスイッチされるので、モータ２１６、ブレーキ２１７、またはランプ２１２の動作寿命を減少させ、又は過度の電磁障害を発生させるような、機械的摩損、突入電流、アーチング、又は誘導放電は生じない。
【００２２】
さらなる光起電力アイソレータ１１０が、電気的に分離された電流又は電圧モニターのフィードバックをランプ２１２又はモータ２１６などの負荷に対する制御装置２０８に提供するために随意に提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】固体スイッチの電気概略図である。
【図２】固体スイッチ及び関連した負荷の一般的な配列の電気概略図である。
【図３】航空機リトラクタブル着陸ライト用の固体スイッチング及び制御システムの電気ブロック図である。
【図１】
2005512445.tif 000003
【図２】
2005512445.tif 000004
【図３】
2005512445.tif 000005
【国際調査報告】
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