船舶用24V直流智能配电装置的电路结构制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种船舶用24V直流智能配电装置的电路结构，主要由功率开关、缓冲电路、电压与电流检测电路、驱动电路等组成，能够快速分辨负载侧短路、冲击及过载等工况，当负载侧发生短路时，能够在微秒级时间内消除短路影响，当负载侧出现大电流冲击时，同样能够在微秒级时间内对负载电流进行抑制直至冲击消失。此外，该配电装置亦能够对相应配电支路的运行状态进行实时监测，并通过CAN网络向上级监控系统传输运行参数、故障信息等，同时接收上级监控系统发送的开关命令。该配电装置具有无触点、无电弧、无噪声、响应快等优点，可实现船舶24V配电系统的全面智能化。

Circuit structure of 24V DC intelligent distribution device for ships

The utility model discloses a circuit structure of a 24V DC intelligent distribution device for ships, which is mainly composed of a power switch, a buffer circuit, a voltage and current detection circuit, a driving circuit, etc. It can quickly distinguish the short circuit, an impulse and an overload on the load side, and when a short circuit occurs on the load side, it can be operated in microseconds. To eliminate the short-circuit effect, the load current can also be suppressed in microsecond time until the impact disappears when a large current shock occurs at the load side. In addition, the distribution device can also real-time monitor the operation status of the corresponding distribution branch, and transmit operation parameters and fault information to the superior monitoring system through CAN network, and receive the switching commands sent by the superior monitoring system. The distribution device has the advantages of no contact, no arc, no noise, fast response and so on. It can realize the full intellectualization of ship 24V distribution system.

【技术实现步骤摘要】
船舶用24V直流智能配电装置的电路结构
本技术属于船舶智能配电领域，具体涉及船舶用24V直流智能配电装置的电路结构，尤其是一种船舶用24V直流智能配电装置系统的硬件电路结构和控制策略方法。
技术介绍
智能配电装置是集继电器的转换功能和断路器的电路保护功能于一体的固态配电装置，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、对负载特性智能区分以及便于计算机远程控制等优点。船舶领域目前仍主要采用继电器、断路器、熔断器等传统器件进行配电，这种常规配电方式的优点是技术成熟、器件工作稳定，缺点是无法实现短路、冲击时的快速保护及负载的自动化管理，以gG型熔断体为例，只有当接近十倍额定电流流过时，熔断体才会有毫秒级的反应，且当因短路致使熔断体熔断后，必须手动更换熔断体，大大增加了集中供电方式下存在多路负载时的管理难度，因此采用基于智能配电装置的智能配电系统势在必行。由于实船上支路负载大小、位置及走线电缆的多样化，研制性能优异、工作稳定可靠的直流智能配电装置是建立智能配电系统的核心所在。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种船舶用24V直流智能配电装置的电路结构。根据本技术提供的一种船舶用24V直流智能配电装置的电路结构，包括主电路、主检测电路；所述主电路包括：第一功率开关电路、第一缓冲电路、24V直流电源输入端、24V直流电源输出端；所述主检测电路包括：采样电阻R1；所述第一功率开关电路包括：二极管D1、场效应晶体管T1；24V直流电源输入端分别连接场效应晶体管T1的漏极、二极管D1的负极、第一缓冲电路的一端；场效应晶体管T1的源极、二极管D1的正极、第一缓冲电路的另一端，分别连接至采样电阻R1的一端；采样电阻R1的另一端连接至24V直流电源输出端。优选地，所述第一缓冲电路包括：电容C1、电容C2、电容C3、二极管D2、电阻R2；电容C1的一端构成所述第一缓冲电路的一端；电容C1的另一端构成所述第一缓冲电路的另一端；24V直流电源输入端分别连接电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端；电容C2的另一端分别连接二极管D2的正极、电阻R2的一端；二极管D2的负极连接采样电阻R1的一端；电容C3的另一端连接电阻R2的一端；电阻R2的另一端连接采样电阻R1的一端。优选地，场效应晶体管T1采用金氧半场效晶体管；二极管D2采用快恢复二极管；电容C1、电容C2、电容C3分别构成吸收电容；电阻R2构成吸收电阻；采样电阻R1采用无感电阻。优选地，所述主检测电路包括：电流检测电路、电压检测电路；所述电流检测电路的输入端连接采样电阻R1的一端；所述电压检测电路的输入端连接采样电阻R1的另一端；驱动电路的输出端连接场效应晶体管T1的栅极。优选地，所述主控电路包括控制电路；所述电流检测电路的输出端、电压检测电路的输出端分别连接控制电路的不同输入端；控制电路的输出端连接驱动电路的输入端。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：本技术提供的船舶用24V直流智能配电装置的电路结构为一种电路硬件平台，其结构合理，维护方便，器件选取合理。在基于本技术的进一步的改进的技术方案用于替代继电器、断路器、熔断器等传统配电器件，以实现船舶24V直流配电系统的配电智能化及负载自动化管理，进一步地，通过试验样机验证了其工作稳定性及可靠性。该智能配电装置不仅可实现配电支路正常状态下的可靠配电，且能够智能区分大电流冲击、短路、过载等负载状态并进行相应操作，其所在配电支路的工作状态及故障信息可通过CAN通讯接口实时上传，并可接收遥控指令进行配电支路通断操作，相较于传统机电式配电器件具有明显优势，因此在船舶领域具有广阔的应用前景。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术提供的船舶用24V直流智能配电装置的电路结构所处系统的原理框图；图2为本技术提供的船舶用24V直流智能配电装置的电路结构的主电路拓扑；图3为I2t反时限过流保护曲线界面；图4为负载短路时的试验波形界面；图5为负载侧出现大电流冲击时的试验波形界面；图6为125％过载时的试验波形界面。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本技术的保护范围。如图1、图2所示，根据本技术提供的一种船舶用24V直流智能配电装置的电路结构，包括主电路、主检测电路；所述主电路包括：第一功率开关电路、第一缓冲电路、24V直流电源输入端、24V直流电源输出端；所述主检测电路包括：采样电阻R1；所述第一功率开关电路包括：二极管D1、场效应晶体管T1；24V直流电源输入端分别连接场效应晶体管T1的漏极、二极管D1的负极、第一缓冲电路的一端；场效应晶体管T1的源极、二极管D1的正极、第一缓冲电路的另一端，分别连接至采样电阻R1的一端；采样电阻R1的另一端连接至24V直流电源输出端。所述第一缓冲电路包括：电容C1、电容C2、电容C3、二极管D2、电阻R2；电容C1的一端构成所述第一缓冲电路的一端；电容C1的另一端构成所述第一缓冲电路的另一端；24V直流电源输入端分别连接电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端；电容C2的另一端分别连接二极管D2的正极、电阻R2的一端；二极管D2的负极连接采样电阻R1的一端；电容C3的另一端连接电阻R2的一端；电阻R2的另一端连接采样电阻R1的一端。场效应晶体管T1采用金氧半场效晶体管；二极管D2采用快恢复二极管；电容C1、电容C2、电容C3分别构成吸收电容；电阻R2构成吸收电阻；采样电阻R1采用无感电阻。所述主检测电路包括：电流检测电路、电压检测电路；所述电流检测电路的输入端连接采样电阻R1的一端；所述电压检测电路的输入端连接采样电阻R1的另一端；驱动电路的输出端连接场效应晶体管T1的栅极。所述主控电路包括控制电路；所述电流检测电路的输出端、电压检测电路的输出端分别连接控制电路的不同输入端；控制电路的输出端连接驱动电路的输入端。下面对基于本技术为硬件平台的进一步改进得到的技术方案进行详细说明。本技术提供的智能配电装置的改进方案原理框图如图1所示，其主电路拓扑如图2所示，主控电路中的数字控制电路采用基于DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处理)和CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)的数字控制电路，其中CPLD主要用于逻辑判断。具体地，本技术提供一种船舶用24V直流智能配电装置的电路结构的进一步改进的技术方案中，包括主电路、主检测电路、主控电路、驱动电路；所述主电路，提供供电通道，将24V直流电源分配给后级负载；所述主检测电路，将采集自所述主电路的负载电压、负载电流反馈给主控电路；所述主控电路，根据所述负载电压和负载电流，判断配电支路当前工作状态，并根据配电支路当前工作状态发出调理信号至驱动电路；驱动电路，根据所述调理信号，利用驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶用24V直流智能配电装置的电路结构，其特征在于，包括主电路、主检测电路；所述主电路包括：第一功率开关电路、第一缓冲电路、24V直流电源输入端、24V直流电源输出端；所述主检测电路包括：采样电阻R1；所述第一功率开关电路包括：二极管D1、场效应晶体管T1；24V直流电源输入端分别连接场效应晶体管T1的漏极、二极管D1的负极、第一缓冲电路的一端；场效应晶体管T1的源极、二极管D1的正极、第一缓冲电路的另一端，分别连接至采样电阻R1的一端；采样电阻R1的另一端连接至24V直流电源输出端。

【技术特征摘要】
1.一种船舶用24V直流智能配电装置的电路结构，其特征在于，包括主电路、主检测电路；所述主电路包括：第一功率开关电路、第一缓冲电路、24V直流电源输入端、24V直流电源输出端；所述主检测电路包括：采样电阻R1；所述第一功率开关电路包括：二极管D1、场效应晶体管T1；24V直流电源输入端分别连接场效应晶体管T1的漏极、二极管D1的负极、第一缓冲电路的一端；场效应晶体管T1的源极、二极管D1的正极、第一缓冲电路的另一端，分别连接至采样电阻R1的一端；采样电阻R1的另一端连接至24V直流电源输出端。2.根据权利要求1所述的船舶用24V直流智能配电装置的电路结构，其特征在于，所述第一缓冲电路包括：电容C1、电容C2、电容C3、二极管D2、电阻R2；电容C1的一端构成所述第一缓冲电路的一端；电容C1的另一端构成所述第一缓冲电路的另一端；24V直流电源输入端分别连接电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端；电容C2的另一端分别连接二极管D2的正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：章建峰，王文彬，杨祯，邵晓华，戴训龙，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零四研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31