一种高安全性固态功率配电单元制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高安全性固态功率配电单元，包括固态功率控制器，其特征在于，还包括固态继电器一、固态继电器二及三位双路功率开关。本实用新型专利技术实为对SSPC的集成应用，可以应对SSPC可能发生的各种异常情况。本实用新型专利技术描述可以及时、多途径报告SSPC状态，可以及时、主动应对异常，并能在极端情况下，给予彻底处理，且可操控。本实用新型专利技术构建的固态功率配电单元，具有较高的安全性和任务可靠性，可在重要设备、场合应用。

A high security solid state power distribution unit

【技术实现步骤摘要】
一种高安全性固态功率配电单元
本技术涉及一种具有较高应用安全性的固态功率配电单元，在工业、航空等领域，常用到固态功率配电技术/产品中，本技术涉及内容可为固态功率配电的安全性应用提供参考。
技术介绍
现代飞机、船舶、车辆及工业应用已趋于多电控制或全电控制，用电设备日趋增多，对供配电系统的要求也越来越高，此时，固态功率配电技术即应运而生，其可满足当前应用对配电系统的高规格要求。固态功率配电的核心部件为固态功率控制器(Solid-StatePowerController，SSPC)，是一款TTL控制的具有可编程跳闸特性的新型功率开关器件，是当前先进固态功率控制及计算机控制技术相结合的产物。它提供对负载设备的短路及过流保护。通过总线控制固态功率控制器接通或关断，并可实时反馈BIT信息及负载开关、电流、电压、跳闸等工作状态。采用无触点固态功率开关替代机械触点式开关，避免了触点动作，显著延长了工作寿命，提高了系统电子兼容性。相比传统配电技术，固态功率配电具有可靠性高、寿命长、电磁兼容性好、体积小、功耗低、集成度及智能化程度高等诸多优点。鉴于固态功率配电技术的上述优点，其必将替代传统配电方式，成为现代配电技术的主力。国际上，从上世纪六七十年代开始，已经开展了固态功率配电技术的研究，至今已颇为成熟，且早已大量应用于军工、民用的各种高端配电产品中。国内，在2000年后，由个别院校、科研院所开始该技术的研究，至今，在一些新型、高端型号中，有小范围试用，且主要用于二次配电。当前该技术在国内处于发展阶段，尚不成熟。在目前阶段，该技术如用于重要装备、场合，必须考虑其应用可靠性、安全性。
技术实现思路
本技术的目的是：提高固态功率控制器应用安全性。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供了一种高安全性固态功率配电单元，包括固态功率控制器，其特征在于，还包括固态继电器一、固态继电器二及三位双路功率开关，固态功率控制器的通信端口与功率控制系统的数据通信端相连，固态功率控制器的超控信号端与功率控制系统的超控逻辑模块的输出端相连，固态功率控制器的自检信号输出端一与固态继电器一的控制端相连，固态功率控制器的自检信号输出端二与固态继电器二的控制端相连，固态功率控制器的自检信号输出端一或自检信号输出端二与功率控制系统的信号采集端相连；三位双路功率开关的开关在位置一、位置二与位置三之间切换，其中：位置一的两个触点短接，当开关位于位置一时，位置一的两个触点分别与位置二的两个触点接通；位置二的一个触点与功率电源的功率正端相连，位置二的另一个触点与用电负载相连，用电负载还连接功率电源的功率负端；当开关位于位置二时，三位双路功率开关断开；位置三的一个触点与固态功率控制器的功率输入端及固态继电器一的功率输入端相连，位置三的另一个触点与固态继电器一的功率输出端及固态继电器二的功率输出端相连，固态继电器二的功率输入端与固态功率控制器的功率输出端相连，当开关位于位置三时，位置三的两个触点接口分别与位置二的两个触点接通。优选地，所述固态功率控制器的通信端口经由控制总线与所述功率控制系统相连。优选地，所述功率控制系统与告警模块相连。本技术实为对SSPC的集成应用，可以应对SSPC可能发生的各种异常情况。本技术描述可以及时、多途径报告SSPC状态，可以及时、主动应对异常，并能在极端情况下，给予彻底处理，且可操控。本技术构建的固态功率配电单元，具有较高的安全性和任务可靠性，可在重要设备、场合应用。附图说明图1为SSPC的引脚功能图；图2为本技术的原理框图。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。纵览国内、外的主要SSPC产品，其主要功能、接口大同小异，故本技术具有一定的普适性。本技术中所用SSPC具有下述接口、功能特征，如图1所示：接口：控制端：1-控制供电VCC，2-通信端口一PORT1，3-通信端口二PORT2，4-自检状态一BIT_1，5-自检状态二-BIT_2，6-超控信号OVRD，7-跳闸指示TRIP，8-控制地GND。功率端：9-功率地PGND，10-功率输出VLoad，11-功率输入VLine。功能(与本技术相关)：超控功能：受控于超控信号，超控信号为三态：悬空时，SSPC通道开关受模块软件控制；接地，SSPC通道强制关断；接高电平，SSPC通道强制打开。自检功能：当通信异常(该有通信传输时缺无)时，SSPC进入“应急态”：通道自动进入设定状态(开、关、或保持)，同时，通过BIT_1/BIT_2予以指示；当开通异常(执行开通操作却未打开)时，通过BIT_1/BIT_2输出指示；当关断异常(执行关断操作却为关断)时，通过BIT_1/BIT_2输出指示。以下结合附图对本技术的具体实施进行描述。图2为本技术的原理框图。如图所示，本技术通过多种方式对SSPC功率通道的备份通道进行控制，以使在SSPC异常时，可自动或手动启用预设方案，使功率通道依然可用，以此提高固态功率配电的应用安全性。在SSPC正常工作过程中，功率控制系统与SSPC之间需有不间断的总线通信(可为SCI、I2C或CAN)交互。当在特定时段内(例如可以将时间段设定为5s，本领域技术人员可根据实际情况进行配置)，SSPC的通信端口一PORT1及通信端口二PORT2没有检测到通信数据，即认为SSPC处于失联态，SSPC将进入“应急态”(该状态是SSPC对失联态的应对策略，该策略是否启用，可以配置)。当进入“应急态”，有三种可以配置选定的操作被SSPC自动执行：关断功率通道、打开功率通道、保持现状，具体操作选定，需根据实际应用场合而定。另外，当SSPC通信恢复正常时，SSPC将退出“应急态”，此时SSPC的动作有两种选择：一，保持应急设定态；二，恢复至失联前状态。具体选定，可以配置。该途径适用于SSPC通信异常，但其功率通道可控的场合。当SSPC检测功率通道无法开通或关断时，SSPC的自检状态一BIT_1及自检状态二BIT_2一方面通过自检指示信号(双线开关量信号)输出自检结果，另一方面也通过通信总线将自检结果信息送至功率控制系统，供其决策。这里输出的自检指示信号直接驱动与SSPC并联的固态继电器一(以下简称为SSR一)和串联的固态继电器二(以下简称为SSR二)，使SSR一在SSPC“开通异常”时直接开通，使SSR二在SSPC“关断异常”时直接关断。并保证在SSPC正常工作时，SSR一断开，SSR二开通。SSPC提供超控功能，在无法总线通信控制功率通道，且SSPC开关正常时，通过功率控制系统的超控逻辑模块提供超控信号，直接操控功率通道。超控信号优先级高于总线通信命令，且超越SSPC的固件控制。置该信号悬空时，SSPC可通过总线进行控制；置该信号为28V时，强制开通SSPC功率通道。置该信号为GND时，强制关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高安全性固态功率配电单元，包括固态功率控制器，其特征在于，还包括固态继电器一、固态继电器二及三位双路功率开关，固态功率控制器的通信端口与功率控制系统的数据通信端相连，固态功率控制器的超控信号端与功率控制系统的超控逻辑模块的输出端相连，固态功率控制器的自检信号输出端一与固态继电器一的控制端相连，固态功率控制器的自检信号输出端二与固态继电器二的控制端相连，固态功率控制器的自检信号输出端一或自检信号输出端二与功率控制系统的信号采集端相连；/n三位双路功率开关的开关在位置一、位置二与位置三之间切换，其中：位置一的两个触点短接，当开关位于位置一时，位置一的两个触点分别与位置二的两个触点接通；位置二的一个触点与功率电源的功率正端相连，位置二的另一个触点与用电负载相连，用电负载还连接功率电源的功率负端，当开关位于位置二时，三位双路功率开关断开；位置三的一个触点与固态功率控制器的功率输入端及固态继电器一的功率输入端相连，位置三的另一个触点与固态继电器一的功率输出端及固态继电器二的功率输出端相连，固态继电器二的功率输入端与固态功率控制器的功率输出端相连，当开关位于位置三时，位置三的两个触点分别与位置二的两个触点接通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高安全性固态功率配电单元，包括固态功率控制器，其特征在于，还包括固态继电器一、固态继电器二及三位双路功率开关，固态功率控制器的通信端口与功率控制系统的数据通信端相连，固态功率控制器的超控信号端与功率控制系统的超控逻辑模块的输出端相连，固态功率控制器的自检信号输出端一与固态继电器一的控制端相连，固态功率控制器的自检信号输出端二与固态继电器二的控制端相连，固态功率控制器的自检信号输出端一或自检信号输出端二与功率控制系统的信号采集端相连；
三位双路功率开关的开关在位置一、位置二与位置三之间切换，其中：位置一的两个触点短接，当开关位于位置一时，位置一的两个触点分别与位置二的两个触点接通；位置二的一个触点与功率电源的功率正端相连，位置二...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟建坡，
申请(专利权)人：上海黑捷士电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31