(57)【要約】多機能ＡＣ／ＤＣコンバーター（１００）は、直流電力バス（３００）に接続されたバッテリー（２００）の少なくとも一つの特性の関数としてＡＣ／ＤＣ変換を制御することにより、コンバーター（１００）により直流電力バス（３００）へ出力される電圧は、バッテリー（２００）を効率的に充電するよう変化する。本発明の一つの実現形態においては、多機能ＡＣ／ＤＣコンバーター（１００）はまた、供給された電圧がＡＰＵ（４００）を始動するのに適するよう、補助電力ユニット（４００）の始動状態に基づいて直流電力バスへの電圧出力を調整する。本発明は、バス（３００）に接続されるバッテリー（２００）を効率的に充電し、及び／又はバス（３００）に接続されるＡＰＵ（４００）を始動するために出力電圧を調節しながら、電圧出力を直流電力バスのコンプライアンス範囲内（例えば、２７．５〜２９Ｖｄｃ）に維持する、航空機用電力システムにおける実現形態に適する。
2004525590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的負荷に供給され、直流電力バス（３００）を介して再充電可能バッテリー（２００）に伝えられる電圧を調整するための多機能装置（１００）であって、
交流供給電圧を受け取り、前記交流供給電圧を調整された直流電圧に変換し、前記調整された直流電圧を前記直流電力バス（３００）に出力するＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）と、
前記バッテリー（２００）の特性の関数として前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）により実行される変換を制御する電力コントローラ（１３０）と、
を備える装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、前記直流電力バス（３００）が、電気的負荷を接続された航空宇宙用電力システムの電力バスである装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置であって、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）が、第一の制御モードの期間に前記直流バス（３００）から前記バッテリー（２００）への一定の電流の流れを維持する直流電圧を出力するよう、前記電力コントローラ（１３０）が、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）により実行される変換を制御する装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置であって、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）が、第二の制御モードの期間に第一の直流定電圧を出力するよう、前記電力コントローラ（１３０）が、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）により実行される変換を制御する装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置であって、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）が、第三の制御モードの期間に前記第一の直流定電圧より低い第二の直流定電圧を出力するよう、前記電力コントローラ（１３０）が、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）により実行される変換を制御する装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置であって、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）が、
前記交流供給電圧を直流中間電圧に変換する第一のＡＣ／ＤＣ変換段（１１０）と、
前記直流中間電圧を交流中間電圧に変換するスイッチング・モジュール（１２０）と、
前記交流中間電圧を交流逓降電圧に変圧する出力変圧器（１４０）と、
前記交流逓降電圧を直流電圧に変換する整流器（１５０）と、
を含む装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置であって、前記電力コントローラ（１３０）が、前記交流中間電圧の二乗平均レベルを制御するために、スイッチ・ゲート信号を生成し、前記スイッチ・ゲート信号を前記スイッチング・モジュール（１２０）に出力する装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置であって、前記電力コントローラ（１３０）が、前記バッテリー（２００）の再充電状態に依存して変動するパルス幅を有するパルス幅変調されたスイッチング信号を生成する装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置であって、前記電力コントローラ（１３０）が、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）により実行される変換を、前記バッテリー（２００）の温度の関数として制御する装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置であって、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）が、前記直流電力バス（３００）を介して前記調整された直流電圧を補助電力ユニット（４００）へ出力し、前記電力コントローラ（１３０）が、更に、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター（１１０、１２０、１４０、１５０）により実行される変換を、前記補助電力ユニット（４００）により引き出される電流の関数として制御する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０００年１１月３０日に出願された米国仮出願第６０／２５０，３９０号について合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）に基づく優先権を主張するものであり、該出願の全内容は参照により本明細書に援用されるものとする。
【０００２】
発明の背景
１．発明の属する技術分野
本発明は、電力システムのＡＣ／ＤＣコンバーターに関する。
【０００３】
２．関連技術の説明
従来の電力システム設計は、主直流電源として変圧整流器（「ＴＲＵ」）を含むが、ＴＲＵの出力電圧は適用される負荷により異なる。出力電圧の変化する性質のために、ＴＲＵは、バックアップ／補助電源としてあてにされているバッテリーを充電するには不適切であると考えられてきた。特に、ＴＲＵの出力電圧の変化する性質は、定電位又は定電流の充電モードを可能にしない。この欠点に取り組むため、いくつかのシステムは、充電性能を改良するために、ＴＲＵバスからバッテリーを接続し切断するためのＯＮ／ＯＦＦ装置を利用する。
【０００４】
他の従来のアプローチは、定出力電圧を生成する主電源として、直流発電機を利用する。そのような直流発電機は、定電位でバッテリーを充電するには適しているが、このアプローチは始動サイクルの開始時にバッテリーに流れ込む電流を制限することも、バッテリーの充電状態（「ＳＯＣ」）に強く影響する温度変化を補償することもできない。また、直流発電機は、細流充電量を制御しないことにより、バッテリーから徐々に電解質を失わせる。
【０００５】
更に別の従来のアプローチは、定出力電圧を有する主直流電源として調整型変圧整流器（「ＲＴＲＵ」）を利用する。ＲＴＲＵは、定電位でバッテリーを充電することができるが、バッテリーに流れ込む電流を制限することも、温度変化を補償することもできない。また、細流充電量を制御しないことにより、ＲＴＲＵは、バッテリーから徐々に電解質を失わせる。
【０００６】
上記の欠点のために、通常は、主直流電源に加えて、別個のバッテリー充電器のような追加の装置が利用される。充電電圧は時々高くなり得るため、バッテリーは充電中に、電力システムの主直流バスから切断されなければならない。このことは特別な電力バス配置を必要とし、バッテリーの利用をバスの存在により制限するため、直流電力システムの柔軟性及び品質に影響する。
【０００７】
発明の概要
本発明は、バスに接続された負荷に電力を供給しながら効果的にバッテリーを充電するようにコンバーターにより直流電力バスに出力される電圧が変化するよう、直流電力バスに接続されるバッテリーの少なくとも一つの特性の関数として交流から直流への変換を制御する多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターを提供することにより、従来の電力システム設計の上記の欠点に対処する。本発明の一つの実現形態においては、多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターはまた、供給される電圧が補助電力ユニット（「ＡＰＵ」）を始動するために適切であるよう、直流電力バスへの電圧出力をＡＰＵの始動状態に基づいて調整する。本発明は、バスに接続されたバッテリーを効果的に充電し、及び／又はバスに接続されたＡＰＵを始動するために出力電圧を調整しながら、直流電力バスのコンプライアンス範囲内（例えば、２７．５〜２９．５Ｖｄｃ）に電圧出力を維持する航空機用電力システムにおける実現形態に適する。
【０００８】
本発明の一つの実施の形態においては、多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターは、再充電バッテリーにより引き出される電流レベルを監視し、ＡＣ／ＤＣ変換回路により出力される電圧をバッテリーの充電状態に基づいて制御する電力制御ユニットを含む。バッテリーが完全に又はほとんど放電される第一の電力制御段階において、電力制御ユニットは、制御されない又は過剰な量の電流をバッテリーが引き出すことを防ぐため、出力電圧を比較的低いレベル（電力システムのコンプライアンス範囲内）に制御する。バッテリーが充電され、バッテリーの内部インピーダンスが大きくなるにつれて、電力制御ユニットは出力電圧が大きくなることを許容し、それによりバッテリーに流れ込む電流を、バッテリーを効果的に充電するために適切なレベルに維持する。出力電圧がしきい値レベルに達した場合、電力制御ユニットは、電流が連続的に減少するにも関わらずバッテリーが充電を続けるよう、出力電圧を高いレベル（例えば、直流電力バスのコンプライアンスの上限近く）に一定に維持する第二の制御段階を始める。この第二の電力制御段階の期間に、本発明の一つの実現形態における電力制御ユニットは、出力電圧を、より高いバッテリー温度に対しては出力電圧がより低く、より低いバッテリー温度に対してはより高くなるよう、バッテリー温度の関数として制御する。この温度補償は、バッテリー充電プロセスの効率を向上させる。バッテリーにより引き出される電流がしきい値レベル以下に落ちる場合（例えば、バッテリーが約８０％再充電されたことを示す場合）、電力制御ユニットは出力電圧を、バッテリーを細流充電する（すなわち、定電位の細流充電モードに達する）ための調整された公称レベル（例えば、航空機の直流バスの実現形態においては２８Ｖｄｃ）へ下げる第三の電力制御段階を始める。この第三の電力制御段階は、細流充電中の電解質の損失を防止する。
【０００９】
単一のユニットに多機能を組み込むことにより、本発明に係るＡＣ／ＤＣコンバーターは信頼性を向上させる。これは、充電バッテリーを直流電力バスへ接続し、又は直流電力バスから切り離すための追加のライン交換ユニット（「ＬＲＵ」）及び関連するスイッチング装置が必要とされず、より少ない制御及び電力配線を必要とするからである。更に、再充電バッテリーは連続的に直流電力バスに接続され得るため、本発明は、交流電力の中断又は他のシステム障害の期間での直流サブシステムにおける無停電変圧（ＮＢＰＴ）を可能とし、独立したバッテリー充電器を要するシステムと比較して、直流システムの重量及びコストを削減する。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明の他の態様及び利点は、以下の発明の詳細な説明を読み、図面を参照することにより明らかになる。
【００１１】
図１は、本発明に係る、多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターの例としての実現形態、及び典型的な航空宇宙用直流サブシステムへの多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターの統合を図示する。図１に示される例としての実現形態において、多機能コンバーター１００、バッテリー２００及び補助電力ユニット４００は、航空機用電力サブシステムの複数の直流電力バスのうちの一つであり得る直流電力バス３００に接続される。直ちに明らかなように、様々な電気的負荷及び他の要素が直流電力バス３００に接続され得る。多機能コンバーター１００は、交流入力（例えば、１１５又は２３０Ｖａｃ）を受け、以下に詳細に論じられる本発明の原理に従って調整された電圧を出力する。バッテリー電流センサー１０は、直流電力バス３００とバッテリー２００との間に設けられ、バッテリー２００への電流の流れを監視する。同様に、ＡＰＵ電流センサー２０は、直流電力バス３００とＡＰＵ４００との間に設けられ、ＡＰＵ４００への電流の流れを監視する。
【００１２】
多機能コンバーター１００は、バッテリー２００の温度を監視する温度センサー２１０の出力と共に、バッテリー電流センサー１０及びＡＰＵ電流センサー２０の出力を受け取る。多機能コンバーター１００はまた、直流電力バス３００上の負荷レベルの増減を示すものとして、規制点（「ＰＯＲ」）電圧を受け取る。以下に詳細に記述されるように、多機能コンバーター１００は、バッテリー２００を効果的に再充電し且つ電解質の損失を防止するように出力電圧を調整しながら、出力電圧が、対応する直流電力サブシステムのコンプライアンス範囲内（例えば、航空機の実現形態に対しては２７．５〜２９Ｖｄｃの範囲内）であるように制御する。更に、多機能コンバーター１００は、ＡＰＵ４００の起動期間に、ＡＰＵ４００の初期電流を効果的な起動に必要なレベルに制限するように出力電圧を調整する。ＡＣ／ＤＣコンバーター１００は、独立してＡＰＵ４００を起動させ、又は起動プロセスにおいてバッテリーを支援し得る。
【００１３】
図２は、本発明の一つの実施の形態に従う多機能ＡＣ／ＤＣコンバーター１００の構成のブロック図である。図２に見られるように、多機能コンバーター１００は、（ａ）第一段のＡＣ／ＤＣコンバーター１１０、（ｂ）スイッチング・モジュール１２０、（ｃ）電力制御ユニット１３０、（ｄ）出力変圧器１４０及び（ｅ）出力整流器・フィルター・ユニット１５０を含む。従来の電力システム設計におけるように、第一段のＡＣ／ＤＣコンバーターは三相交流電圧（例えば、４００Ｈｚ、又は３６０〜８００Ｈｚまでの可変周波数における１１５又は２３０Ｖａｃ）を受け取り、三相交流電圧を直流中間電圧（例えば、２７０Ｖｄｃ）に変換する。この最初のＡＣ／ＤＣ変換は、位相変換と整流の回路の組合わせにより実行され得る。例えば、三相から九相への単巻変圧器（図示せず）は、三相入力電圧を九相交流電圧に変換し得る。結果として生じた九相交流電圧は１８パルス整流器（図示せず）に接続されて直流電圧に変換される。明らかなように、三相入力電圧を直流中間電圧に変換するための代替の構成が利用され得る。スイッチング・モジュール１２０は、電力制御ユニット１３０により出力されるスイッチ・ゲート信号に基づいて、第一段のＡＣ／ＤＣコンバーター１１０により出力される直流電圧を交流電圧に変換する。スイッチング・モジュール１２０は、例えば絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ（「ＩＧＢＴ」）のようなパワーデバイスの既知の「Ｈブリッジ」構成として実現され得、出力変圧器１４０の一次コイルに交流電圧を発生させるため、二対のＩＧＢＴが二者択一的に作動させられる。
【００１４】
本発明によると、スイッチング制御モジュール１２０は、（１）バッテリー電流センサー１０の出力、（２）バッテリー温度センサー２１０の出力、（３）ＡＰＵ電流センサー２０の出力及び（４）直流電力バス３００上の負荷を示すＰＯＲ電圧のうちの一つ又はそれ以上に基づいて、電力制御ユニット１３０により制御される二乗平均（「ＲＭＳ」）レベルを有する交流電圧を生成する。このスイッチング制御は、図３及び図４に関連して以下により詳細に論じられる。スイッチング・モジュール１２０により出力される交流電圧は、出力変圧器１４０（即ち逓降変圧器）により、より低い交流電圧に変圧される。出力変圧器１４０により出力される、より低い交流電圧は、出力整流器・フィルター・ユニット１５０により整流且つ濾波され、調整された電圧レベルを直流電力バス３００に出力する。出力整流器・フィルター・ユニット１５０により出力される調整された電圧は、電圧を所望のレベルに調整するのを助けるため、電力制御ユニット１３０にフィードバックされる。
【００１５】
効率的なバッテリー充電を達成するための電力制御ユニット１３０の動作は、出力電圧（実線）とバッテリー電流センサー１０により測定されたバッテリー入力電流（断続線）とを、バッテリー２００の充電サイクルに対して図示する図３の概念図に関連して次に記述される。図３に図示されるように、電力制御ユニット１３０は、直流電力バス３００のコンプライアンス範囲内（例えば、２７．５〜２９．５Ｖｄｃ）に出力電圧を維持しながら、バッテリー２００の三つの再充電段階を達成するように動作する。バッテリーが完全に又はほとんど放電される第一の電力制御段階において、電力制御ユニット１３０は、出力電力を、バッテリー２００への一定の制限された電流を維持する（電力システムのコンプライアンス範囲内の）比較的低いレベルに制御する。この電力制御段階は、バッテリーを損傷しコンバーター１００に過剰な負荷を与え得る、制御されない又は過剰な量の電流を、バッテリー２００が引き出すことを防止する。
【００１６】
バッテリー２００が充電され、その内部インピーダンスが大きくなるにつれて、電力制御ユニット１３０は出力電圧が大きくなることを許容し、それによりバッテリー２００に流れ込む電流を一定レベルに維持する。出力電圧が、例えば、直流電力バスのコンプライアンス・レベルの上限のすぐ下のような最大しきい値レベルに達したとき、電力制御ユニット１３０は、電流が連続的に減少するにも拘わらずバッテリー２００が充電を続けるよう、出力電圧を最大コンバーター出力電圧又はその近くに一定に維持する第二の制御段階を開始する。この第二の制御段階の期間には、バッテリー２００への充電電流は、バッテリーの内部インピーダンスの増加のために、連続的に減少する。この第二の電力制御段階の期間に、本発明の一つの実現形態における電力制御ユニット１３０は、バッテリー充電プロセスを最適化するよう、出力電圧をバッテリー温度の関数として制御し、出力電圧は、より高いバッテリー温度に対してはより低くされ、より低いバッテリー温度に対してはより高くされる。この温度補償は、バッテリーの充電効率を向上させる。
【００１７】
最後に、バッテリーにより引き出される電圧がしきい値レベル以下に落ちる場合（例えば、バッテリーが約８０％再充電されたことを示す場合）、電力制御ユニット１３０は、バッテリーを細流充電する（すなわち定電位の細流充電モードに達する）ための調整された公称レベル（例えば、航空機の直流バスの実現形態においては２８Ｖｄｃ）へ出力電圧を引き下げる第三の電力制御段階を開始する。この電圧レベルは、電解質損失を最小化するために第二の制御段階において用いられていたものより低い。この細流充電の定電圧段階の期間には、バッテリー２００への充電電流は、非常に低いレベル（例えば、１アンペア又はそれ以下）に維持される。バッテリー電流及びコンバーター１００の出力電圧における時間変化に従うことにより、電力制御ユニット１３０は、ある種の制限内でバッテリーの充電レベルを決定し、バッテリーの推定された充電状態を示す信号を出力することができる。例えば、電力制御ユニット１３０は、バッテリ２００が飛行のための用意ができていることを示す信号を、航空機の実現形態におけるフライト・デッキに出力し得る。
【００１８】
コンバーター１００の出力電圧を制御しながら、電力制御ユニット１３０は、出力電圧が当該適用において利用される電力品質基準の要件を遵守する範囲内に維持されることを保証する。この電圧レベルは、バッテリー２００を直流電力バス３００に連続的に接続することを可能にする。従って、バッテリー２００は、交流電力の中断又は他のシステム障害の際、直ちに利用可能である。上記に説明されたバッテリー充電段階は、電力制御ユニット１３０において、専用集積回路（「ＩＣ」）カードの形で実現され得、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組合わせにより実現され得る。充電プロセスを最適化するため、印加される電圧は、例えば、より高いバッテリー温度に対してはより低く、より低いバッテリー温度が測定された場合にはより高くなるように、温度補償され得る。
【００１９】
図４は、電力制御ユニット１３０、スイッチング・モジュール１２０、出力変圧器１４０及び出力整流器・フィルター・ユニット１５０の例としての構成を図示する。図４に示されるように、電力制御ユニット１３０は、ＰＯＲ電圧の尺度、バッテリー２００及びＡＰＵ４００の電流尺度、バッテリー２００の温度、及びコンバーター１００の出力電圧の尺度を受取るパルス幅変調（「ＰＷＭ」）ユニット１３２を含む。ＰＷＭユニット１３２は、バッテリー２００の少なくとも一つの特性に依存して（例えば、バッテリー充電状態に依存して）幅が変動する一連のパルスを生成する。パルス幅は、更に、ＰＯＲ電圧により表わされる負荷の変化を補い、且つＡＰＵ４００の始動状態を補うように調整され得る。ＰＷＭユニット１３２は、スイッチング・モジュール１２０のスイッチを駆動するゲート・ドライバ１３４に、生成されたＰＷＭ信号を出力する。
【００２０】
図４に見られるように、本発明の一つの実現形態に従うスイッチング・モジュール１２０は、図４の例としての実現形態においてはｎチャネルＩＧＢＴであるパワーデバイスの従来のＨブリッジ構成である。図４に示されるスイッチング・モジュール１２０は第一、第二、第三及び第四のＩＧＢＴモジュール１２２、１２４、１２６及び１２８を含み、それぞれのモジュールは、ＩＧＢＴ及び逆平行ダイオードから形成され、逆平行ダイオードのアノードは対応するＩＧＢＴのエミッタに接続され、カソードは対応するＩＧＢＴのコレクタに接続される。第一、第二、第三及び第四のＩＧＢＴモジュール１２２、１２４、１２６及び１２８のゲートは、ゲート・ドライバ１３４の出力を受け取るよう接続される。第一のＩＧＢＴモジュール１２２及び（対角方向に置かれる）第二のＩＧＢＴモジュール１２４は、ゲート・ドライバ１３４への共通接続を共有することにより第一のＩＧＢＴモジュールの対を構成し、第三のＩＧＢＴモジュール１２６及び（対角方向に置かれる）第四のＩＧＢＴモジュール１２８は、ゲート・ドライバ１３４への共通接続を共有することにより第二のＩＧＢＴモジュールの対を構成する。ゲート・ドライバ１３４によりＩＧＢＴモジュールの対へ出力されるＰＷＭスイッチング信号はずれているため、ＩＧＢＴモジュールの対は交互にターン・オン／オフし、それにより、図４の例としての構成においては中央タップ付き変圧器である変圧器１４０の一次コイルに交流電圧を発生する。
【００２１】
図４に示されるように、第一のＩＧＢＴモジュール１２２のコレクタは、第一段のＡＣ／ＤＣコンバーター１１０の（＋）出力に接続される。同様に、第四のＩＧＢＴモジュール１２８のコレクタは、第一段のＡＣ／ＤＣコンバーター１１０の（＋）出力に接続される。第一のＩＧＢＴモジュール１２２のエミッタは、第三のＩＧＢＴモジュール１２６のコレクタと出力変圧器１４０の一次コイルの第一の側とに接続される。第四のＩＧＢＴモジュール１２８のエミッタは、第二のＩＧＢＴモジュール１２４のコレクタと出力変圧器１４０の一次コイルの第二の側とに接続される。第三のＩＧＢＴモジュール１２６のエミッタ及び第二のＩＧＢＴモジュール１２４のエミッタは、第一段のＡＣ／ＤＣコンバーター１１０の（−）出力に接続される。第一及び第二のＩＧＢＴモジュール１２２、１２４と第三及び第四のＩＧＢＴモジュール１２６、１２８とによりそれぞれ形成される二つのスイッチング・モジュールの対を交互に作動させることにより、ゲート・ドライバ１３４は、スイッチング・モジュール１２０をして出力変圧器１４０の一次コイルに交流電圧を発生させる。この交流電圧のＲＭＳ値は、バッテリー充電特性、バッテリー温度、ＡＰＵ始動状態及び本発明の原理に従うＰＯＲ電圧のうちの少なくとも一つの関数として変動するゲート・ドライバ１３４により出力されるゲート信号のパルス幅により影響を受ける。
【００２２】
図４において更に示されるように、出力整流器・フィルター・ユニット１５０は、変圧された交流電圧を直流に変換するため、出力変圧器１４０の二次コイルの一端にそれぞれ接続される一対のダイオード１５２ａ、１５２ｂを含む。出力整流器・フィルター・ユニット１５０は更に、一対のダイオード１５２ａ、１５２ｂの出力と出力整流器・フィルター・ユニット１５０の出力との間に接続されたインダクタ１５４、及び、インダクタ１５４の出力端と、図４の実現形態においては接地された接続として示されるコンバーター配置の負端子との間に接続されたキャパシタ１５６を含む。このインダクタ１５４及びキャパシタ１５６の配置は、ダイオード１５２ａ、１５２ｂの対から生ずる整流された直流電圧を濾波する。様々な代替の構成が、出力整流器・フィルター・ユニット１５０に適し得ることが理解されるべきである。
【００２３】
電力制御ユニット１３０の動作は、バッテリー２００の再充電特性に基づいて上記に論じられたが、電力制御ユニット１３０はまた、（図２に示されるように）ＡＰＵ４００により引き出される電流を連続的に監視し得る。ＡＰＵ始動アプリケーションに利用される場合、電力制御ユニット１３０は、ＡＰＵ４００により引き出される始動電流を、コンバーター１１０がＡＰＵ４００を独立に、又はバッテリーとともに始動するのに適した値に制限する。図２に更に示されるように、電力制御ユニット１３０は、出力電圧を負荷の関数として調整するため、ＰＯＲ電圧を連続的に監視する。直流電力バス３００上の負荷の増加は、第一段のＡＣ／ＤＣコンバーター１１０において、より高い損失を発生させ、それにより、出力変圧器１４０に印加されるＲＭＳ電圧を低下させる。従って、電力制御ユニット１３０は、コンバーター１００の所望の出力電圧を維持するため、負荷レベルに基づいて、スイッチング・モジュール１２０へのスイッチ・ゲート信号出力のためのパルス幅を調整する。
【００２４】
単一のユニットに多機能を組み込むことにより、本発明に係るＡＣ／ＤＣコンバーター１００は、信頼性を向上させる。これは、充電バッテリー２００を直流電力バス３００へ接続し又は直流電力バス３００から切り離すための追加のライン交換ユニット（「ＬＲＵ」）及び関連するスイッチング装置が必要とされず、より少ない制御及び電力配線を必要とするからである。更に、再充電バッテリー２００は連続的に直流電力バス３００に接続され得るため、本発明の原理は、交流電力の中断又は他のシステム障害の期間での直流サブシステムにおける無停電変圧（ＮＢＰＴ）を可能とし、独立したバッテリー充電器を要するシステムと比較して、直流システムの重量及びコストを削減する。
【００２５】
上記の内容は、本発明の原理を説明するものに過ぎない。理解される通り、本技術分野における技能を有する者は、本文に明らかに記述され又は示されてはいないが、本発明の趣旨及び範囲を具現する様々な構成を考案し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明に係る、多機能ＡＣ／ＤＣコンバーター、及び典型的な航空宇宙用直流サブシステムへの多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターの統合の、例としての実現形態を図示するブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一つの実施の形態に係る多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一つの実施の形態に係る、多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターによりバッテリー充電制御シーケンスを実現するために利用される電力制御段階を図示する図である。
【図４】図４は、本発明の一つの実施の形態に係る多機能ＡＣ／ＤＣコンバーターの一部として実現される例としてのＤＣ／ＤＣコンバーター構成のブロック図である。
【図１】
2004525590.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
2004525590.tif 000007
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2004525590.tif 000022
2004525590.tif 000023
2004525590.tif 000024
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004525590.tif 000025
2004525590.tif 000026
【国際調査報告】
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