一种具有防潜通功能的固态功率控制器和控制方法技术

本发明专利技术涉及一种具有防潜通功能的固态功率控制器和控制方法，控制器包括串联在母线和地之间的第一场效应管、第二场效应管、采样电阻和负载，第一场效应管和第二场效应管反向串联，还包括电流采样电路、AD转换电路、处理器和驱动电路；电流采样电路，与采样电阻连接，采集采样电阻的模拟电流信号；AD转换电路，与电流采样电路连接，将模拟电流信号转换为数字电流信号；处理器，与AD转换电路连接，根据数字电流信号判断是否需要开启保护功能，及需要开启时，发送驱动信号给驱动电路；驱动电路，分别与处理器、第一场效应管和第二场效应管连接，驱动第一场效应管和第二场效应管同时关断。本发明专利技术能避免电流倒灌引起供电系统故障，及降低供电损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电系统，具体涉及一种具有防潜通功能的固态功率控制器和控制方法。
技术介绍
目前，传统的直流用电器均采用熔电器、机械开关等进行电路保护、加断电源，该种电路设计不可避免存在机械特性差、一致性差、开关寿命有限的弊端，不能满足航空、航天等苛刻环境的使用，固态功率控制器是集继电器的转换功能和断路器的保护功能于一体的固态元器件，是和固态配电系统相配套的控制负载通断的开关装置。它具有无触点、无电弧、无噪声、响应快、电磁干扰小、寿命长、可靠性高以及便于计算机远程控制等优点，适用于高安全性，高可靠性要求的航空航天以及武器装备配电系统中。在安全性、可靠性要求极高的航空航天配电系统中，为了提高配电系统可靠性，一般采用多母线冗余备份的供电方式，普通SSPC由于Mosfet的寄生二极管，存在潜在通路，一旦出现母线电压不均，或者带容性负载时母线掉电就可能出现电流倒灌，引起灾难性后果。而为了防止供配电系统存在潜在通路，发生电流倒灌继而引发灾难性后果，现有配电系统一般采用串联二极管的方式进行抑制，但二极管造成较大功耗，增大散热难度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有防潜通功能的固态功率控制器和控制方法，能够有效避免电流倒灌引起供电系统故障，以及降低供电时的损耗。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有防潜通功能的固态功率控制器，包括串联在母线和地之间的第一场效应管、第二场效应管、采样电阻和负载，所述第一场效应管和第二场效应管反向串联，还包括电流采样电路、AD转换电路、处理器和驱动电路；所述电流采样电路，与所述采样电阻连接，用于采集所述采样电阻的模拟电流信号；所述AD转换电路，与所述电流采样电路连接，用于将模拟电流信号转换为数字电流信号；所述处理器，与所述AD转换电路连接，用于根据数字电流信号判断是否需要开启保护功能，以及在需要开启保护功能时，发送驱动信号给所述驱动电路；所述驱动电路，分别与所述处理器、所述第一场效应管和所述第二场效应管连接，用于根据所述驱动信号同时驱动所述第一场效应管和所述第二场效应管关断。本专利技术的有益效果是：通过在母线上反向串联两个场效应管，然后采集采样电阻上的电流，在转换为数字量电流信号后，进而通过处理器判断是否需要开启保护功能，当需要时，则发送驱动信号驱动两个场效应管同时关断，从而实现保护功能，且由于第二场效应管反向串联，当关断时，其相当于一个二极管，能够有效防止潜在回路和电流倒灌，并且采用场效应管能偶降低功耗。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进:进一步，所述保护功能包括：电流反向保护功能、I2T过流反时限保护功能和短路立即保护功能；具体的判断过程为：判断数字量的电流信号是否为负值，若为负值，则表示需要开启电流反向保护功能；若超过设定值而未达到短路值，则表示需要开启I2T过流反时限保护功能；若超过短路值，则表示需要开启短路立即保护功能。进一步，还包括输入采样电路，与所述固态功率控制器的输入端口连接，采集所述固态功率控制器的模拟输入电压，并经过AD转换电路转换为数字量输入电压后，发送至所述处理器判断所述输入电压是否正常，并将判断结果保存，以被用户调用和查看。采用上述进一步方案的有益效果是:通过采集固态功率控制器的输入电压，并经过AD转换电路转换为数字量的输入电压后，发送至处理器判断输入电压是否正常，从而实现监测固态功率控制器的输入电压是否正常工作，并将判断结果保存，使得用户在想了解输入电压状况时，可以调用保存的数据。进一步，还包括输出采样电路，与所述固态功率控制器的输出端口连接，采集所述固态功率控制器的模拟输出电压，并经过AD转换电路转换为数字量输出电压后，发送至所述处理器判断所述输出电压是否正常，并将判断结果保存，以被用户调用和查看。采用上述进一步方案的有益效果是:采集固态功率控制器的输出电压，并经过AD转换电路转换为数字量的输出电压后，发送至处理器判断输出电压是否正常，从而实现监测输出给负载的电压是否正常工作，并将判断结果保存，使得用户在想了解输出电压状况时，可以调用保存的数据。进一步，所述处理器包括FPGA或DSP或微处理器。进一步，所述处理器还包括通信模块，用于与上位机建立通信连接，并在用户调用保存的判断结果时，将所述保存的判断结果发送至上位机显示或接收上位机的指令驱动第一场效应管和第二场效应管开启。采用上述进一步方案的有益效果是:通过通信模块与外部上位机通信，从而将保存的判断结果发送至上位机显示给用户，从而使用户了解控制器的输入电压和输出电压的正常与否，以及将上位机的指令发送至处理器并执行指令。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下:一种用于具有防潜通功能的固态功率控制器的控制方法，包括：S1，电流采样电路采集所述采样电阻的模拟电流信号，并通过所述AD转换电路转换为数字电流信号；S2，所述处理器根据数字电流信号判断是否需要开启保护功能，以及在需要开启保护功能时，发送驱动信号给所述驱动电路；S3，所述驱动电路根据所述驱动信号同时驱动所述第一场效应管和所述第二场效应管关断。本专利技术的有益效果是:通过在母线上反向串联两个场效应管，然后采集采样电阻上的电流，在转换为数字量的电流信号后，进而通过处理器判断是否需要开启保护功能，当需要时，则发送驱动信号驱动两个场效应管同时关断，从而实现保护功能，且由于第二场效应管反向串联，当关断时，其相当于一个二极管，能够有效防止潜在回路和电流倒灌，并且采用场效应管能偶降低功耗。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进:进一步，所述S1还包括采集所述固态功率控制器的模拟输入电压，并经过AD转换电路转换为数字输入电压；所述S2还包括将数字输入电压发送至所述处理器判断所述输入电压是否正常，并将判断结果保存，以供用户调用和查看。采用上述进一步方案的有益效果是:通过采集固态功率控制器的输入电压，并经过AD转换电路转换为数字量的输入电压后，发送至处理器判断输入电压是否正常，从而实现监测固态功率控制器的输入电压是否正常工作，并将判断结果保存，使得用户在想了解输入电压状况时，可以调用保存的数据。进一步，所述S1还包括采集所述固态功率控制器的模拟输出电压，并经过AD转换电路转换为数字输出电压；所述S2还包括将数字输出电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有防潜通功能的固态功率控制器，其特征在于，包括串联在母线和地之间的第一场效应管(1)、第二场效应管(2)、采样电阻(3)和负载，所述第一场效应管(1)和第二场效应管(2)反向串联，还包括电流采样电路(4)、AD转换电路(5)、处理器(6)和驱动电路(7)；所述电流采样电路(4)，与所述采样电阻(3)连接，用于采集所述采样电阻(3)的模拟电流信号；所述AD转换电路(5)，与所述电流采样电路(4)连接，用于将模拟电流信号转换为数字电流信号；所述处理器(6)，与所述AD转换电路(5)连接，用于根据数字电流信号判断是否需要开启保护功能，以及在需要开启保护功能时，发送驱动信号给所述驱动电路(7)；所述驱动电路(7)，分别与所述处理器(6)、所述第一场效应管(1)和所述第二场效应管(2)连接，用于根据所述驱动信号同时驱动所述第一场效应管(1)和所述第二场效应管(2)关断。

【技术特征摘要】
1.一种具有防潜通功能的固态功率控制器，其特征在于，包括串联在母
线和地之间的第一场效应管(1)、第二场效应管(2)、采样电阻(3)和负
载，所述第一场效应管(1)和第二场效应管(2)反向串联，还包括电流采
样电路(4)、AD转换电路(5)、处理器(6)和驱动电路(7)；
所述电流采样电路(4)，与所述采样电阻(3)连接，用于采集所述采
样电阻(3)的模拟电流信号；
所述AD转换电路(5)，与所述电流采样电路(4)连接，用于将模拟电
流信号转换为数字电流信号；
所述处理器(6)，与所述AD转换电路(5)连接，用于根据数字电流信
号判断是否需要开启保护功能，以及在需要开启保护功能时，发送驱动信号
给所述驱动电路(7)；
所述驱动电路(7)，分别与所述处理器(6)、所述第一场效应管(1)
和所述第二场效应管(2)连接，用于根据所述驱动信号同时驱动所述第一
场效应管(1)和所述第二场效应管(2)关断。
2.根据权利要求1所述一种具有防潜通功能的固态功率控制器，其特征
在于，所述保护功能包括：电流反向保护功能、I2T过流反时限保护功能和
短路立即保护功能；具体的判断过程为：判断数字量电流信号是否为负值，
若为负值，则表示需要开启电流反向保护功能；若超过设定值而未达到短路
值，则表示需要开启I2T过流反时限保护功能；若超过短路值，则表示需要
开启短路立即保护功能。
3.根据权利要求1所述一种具有防潜通功能的固态功率控制器，其特征
在于，还包括输入采样电路(8)，与所述固态功率控制器的输入端口连接，
采集所述固态功率控制器的模拟输入电压，经过AD转换电路(5)转换为数

\t字输入电压后，发送至所述处理器(6)判断所述输入电压是否正常，并将
判断结果保存，以供用户调用和查看。
4.根据权利要求1或2或3所述一种具有防潜通功能的固态功率控制器，
其特征在于，还包括输出采样电路(9)，与所述固态功率控制器的输出端口
连接，采集所述固态功率控制器的模拟输出电压，经过AD转换电路(5)转
换为数字输出电压后，发送至所述处理器(6)判断所述输出电压是否正常，
并将判断结果保存，以供用户调用和查看。
5.根据权利要求4所述一种具有防潜通功能的固态功率控制器，其特征
在于，所述处理器(6)包括FPGA或DSP或微处理器。
6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李响，刘彦民，门良知，张之昊，苏建，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11