自适应调整的微控制器、固态功率控制器及保护方法技术

本发明专利技术属于航空配电领域，涉及一种自适应调整的微控制器、固态功率控制器及保护方法，本发明专利技术的微控制器通过存储单元对实时采集的负载工作电流信息进行存储形成历史数据；通过设置数据分析及处理单元，利用数据分析及处理单元对历史数据进行分析处理拟合出上电曲线及稳态曲线，进而得到负载过载保护参数及负载短路保护参数，并根据得到的负载过载保护参数进一步调整I2T保护曲线；配合以电流采集单元、驱动控制及保护单元及功率单元，能够实现根据不同负载特性，自动调节固态功率控制器的I2T保护曲线参数和短路保护阈值，以更好的适应后级设备的电气负载特性，避免繁琐的调节、维护工作，提高整机配电系统适应性和保障效率。提高整机配电系统适应性和保障效率。提高整机配电系统适应性和保障效率。

【技术实现步骤摘要】
自适应调整的微控制器、固态功率控制器及保护方法


[0001]本专利技术属于航空配电领域，具体涉及一种微控制器、固态功率控制器及保护方法。

技术介绍

[0002]固态功率控制器(Solid State Power Controller,SSPC)是一种由半导体器件组成的集各种保护、状态指示和复位多功能组合于一体具有控制功率通断能力的无触点开关部件，它是集继电器的切换功能和断路器的电路保护功能于一体的智能开关部件，实现了断路器由触点形式向固体形式的发展，广泛应用于航空配电领域，可以控制直流/交流负载的通断，并具有过流和短路保护的功能，用于替代常规的继电器、接触器、断路器、熔断器等实现负载供电的通断控制和馈线保护。
[0003]固态功率控制器典型实现方式是采用控制器软件结合负载电流检测，实现后级用电设备供电线路电流的实时检测，并根据电流大小按照固化在控制器中的I2T保护曲线算法，实现对线路的过载和短路保护。
[0004]但在实际使用过程中，由于后级用电设备的种类繁多，各个用电设备的电气特性曲线千差万别，并且众多用电设备厂商甚至无法提供自身设备的电气特性曲线。在固态功率控制器额定电流规格选取、I2T保护曲线参数设置等方面无法做到量体裁衣，通常的做法是根据供电线路规格设定规定电流倍数的I2T保护曲线。在实际使用过程中，由于用电设备的瞬时电流特性差异往往会出现误保护和不保护的现象，需要技术人员多次调整软件、甚至电路改进。面对整机特别是大型飞机，动辄几千路用电设备、若干供应厂商，这样的工作就变得庞大繁琐，且费时费力。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种自适应调整的微控制器、固态功率控制器及保护方法，旨在实现自动调节固态功率控制器的I2T保护曲线参数和短路保护阈值，以更好的适应后级设备的电气负载特性，避免繁琐的调节、维护工作，提高整机配电系统适应性和保障效率。
[0006]本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]本专利技术的一种保护曲线自适应调整的微控制器，包括：
[0008]指令解析单元：用于接收上位机的控制指令并进行解析；
[0009]接口单元：用于实时采集负载工作电流信息；
[0010]第一存储单元：用于对实时采集的负载工作电流信息进行存储；
[0011]I2T保护单元：用于根据内嵌的I2T保护曲线，在负载工作电流信息过载的情况下，产生关断控制指令；
[0012]数据分析及处理单元：用于读取存储单元所储存负载工作电流信息的历史数据，对历史数据进行预处理，根据处理后的历史数据拟合出上电曲线及稳态曲线；根据上电曲线及稳态曲线得出负载短路保护参数及负载过载保护参数；
[0013]第二存储单元：用于对数据分析及处理单元所得到的负载短路保护参数及负载过载保护参数进行存储；
[0014]参数配置单元：用于读取第二存储单元中的负载过载保护参数，并根据得到的负载过载保护参数调整I2T保护曲线；读取第二存储单元中的短路保护参数并进行输出；
[0015]输出单元：用于输出指令解析单元的控制指令及I2T保护单元的控制指令。
[0016]本专利技术还提供了一种保护曲线自适应调整的固态功率控制器，包括权利要求上述的微控制器；还包括：
[0017]电流采集单元，所述电流采集单元的输入端用于与负载配电母线连接，所述电流采集单元的输出端与微控制器的接口单元的输入端连接；
[0018]驱动控制及保护单元，所述驱动控制及保护单元具有第一输入端、第二输入端、第三输入端及输出端；
[0019]所述驱动控制及保护单元通过第一输入端与所述电流采集单元的输出端连接，用于获取负载工作电流信息；
[0020]所述驱动控制及保护单元通过第二输入端与所述微控制器的参数配置单元连接，用于获取负载短路保护参数；
[0021]所述驱动控制及保护单元通过第三输入端与所述微控制器的输出端连接，用于获取微控制器所输出的控制指令；
[0022]所述驱动控制及保护单元的输出端与功率单元的输入端连接，用于根据所接收的负载工作电流信息、负载短路保护参数及微控制器所输出的控制指令产生相应的开关信号；
[0023]所述功率单元与驱动控制及保护单元的输出端连接，用于根据相应的开关信号控制负载配电通道的通断。
[0024]本专利技术还提供了一种利用固态功率控制器进行短路及过载保护的方法，包括以下步骤：
[0025]接收上位机的控制指令并进行解析，打开负载供电通道；
[0026]实时采集负载工作电流信息；
[0027]对实时采集的负载工作电流信息进行存储；
[0028]读取负载工作电流信息的历史数据，对负载工作电流信息历史数据进行预处理；
[0029]根据处理后的载工作电流历史数据拟合出上电曲线及稳态曲线；根据上电曲线及稳态曲线得出负载短路保护参数及负载过载保护参数；
[0030]对负载短路保护参数及负载过载保护参数进行存储；
[0031]读取负载过载保护参数，并根据得到的负载过载保护参数调整I2T保护曲线；根据调整后的I2T保护曲线进行过载保护；
[0032]读取短路保护参数，根据负载短路保护参数并进行短路保护。
[0033]与相关技术相比，本专利技术提供的自适应调整的微控制器、固态功率控制器及保护方法，至少实现了如下的有益效果：
[0034]1、本专利技术保护曲线自适应调整的微控制器，通过存储单元对实时采集的负载工作电流信息进行存储形成历史数据；通过设置数据分析及处理单元，利用数据分析及处理单元对历史数据进行分析处理拟合出上电曲线及稳态曲线，进而得到负载过载保护参数及负
载短路保护参数，对负载短路保护参数并进行输出，并根据得到的负载过载保护参数进一步调整I2T保护曲线；本专利技术与相关技术的最大区别点在于能够针对负载测量其真实的电气特性曲线，而且能够根据真实的电气特性曲线调整I2T保护曲线和负载短路保护参数，因此，与相关技术相比，具有保护准确的特点；此外，本专利技术的微控制不仅拟合出稳态曲线而且还拟合出上电曲线，能够避免用电设备的瞬时电流特性差异所导致的误保护和不保护的现象。
[0035]2、本专利技术的固态功率控制器通过采用具有保护曲线自适应调整功能的微控制器，配合以电流采集单元、驱动控制及保护单元及功率单元，能够实现根据不同负载特性，自动调节固态功率控制器的I2T保护曲线参数和短路保护阈值，以更好的适应后级设备的电气负载特性，避免繁琐的调节、维护工作，提高整机配电系统适应性和保障效率。
[0036]3、本专利技术通过分别设置第一电流采集单元及第二电流采集单元对电流进行分区采集，能够提高负载实时工作电流采集的准确性。
[0037]当然，实施本专利技术的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
[0038]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0039]被结合在说明书中并构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保护曲线自适应调整的微控制器，其特征在于，包括：指令解析单元：用于接收上位机的控制指令并进行解析；接口单元：用于实时采集负载工作电流信息；第一存储单元：用于对实时采集的负载工作电流信息进行存储；I2T保护单元：用于根据内嵌的I2T保护曲线，在负载工作电流信息过载的情况下，产生关断控制指令；数据分析及处理单元：用于读取存储单元所储存负载工作电流信息的历史数据，对历史数据进行预处理，根据处理后的历史数据拟合出上电曲线及稳态曲线；根据上电曲线及稳态曲线得出负载短路保护参数及负载过载保护参数；第二存储单元：用于对数据分析及处理单元所得到的负载短路保护参数及负载过载保护参数进行存储；参数配置单元：用于读取第二存储单元中的负载过载保护参数，并根据得到的负载过载保护参数调整I2T保护曲线；读取第二存储单元中的短路保护参数并进行输出；输出单元：用于输出指令解析单元的控制指令及I2T保护单元的控制指令。2.根据权利要求1所述的微控制器，其特征在于，所述负载短路保护参数包括上电短路保护阈值的参数及稳态短路保护阈值的参数；所述上电短路保护阈值为配电通道额定电流的7
‑
20倍；所述稳态短路保护阈值为配电通道额定电流的7
‑
12倍。3.根据权利要求1或2所述的微控制器，其特征在于，所述负载过载保护参数包括过载倍数及过载基准电流；所述过载基准电流包括上电过载基准电流及稳态过载基准电流，所述过载倍数包括上电最大过载倍数及稳态最大过载倍数；所述上电过载基准电流为配电通道额定电流的20％
‑
100％；所述稳态过载基准电流为配电通道额定电流的20％
‑
100％；所述上电电流最大过载倍数为7
‑
20；所述稳态电流最大过载倍数为7
‑
12。4.一种保护曲线自适应调整的固态功率控制器，其特征在于，包括权利要求1
‑
3任一所述的微控制器；还包括：电流采集单元，所述电流采集单元的输入端用于与负载配电母线连接，所述电流采集单元的输出端与微控制器的接口单元的输入端连接；驱动控制及保护单元，所述驱动控制及保护单元具有第一输入端、第二输入端、第三输入端及输出端；所述驱动控制及保护单元通过第一输入端与所述电流采集单元的输出端连接，用于获取负载工作电流信息；所述驱动控制及保护单元通过第二输入端与所述微控制器的参数配置单元连接，用于获取负载短路保护参数；所述驱动控制及保护单元通过第三输入端与所述微控制器的输出端连接，用于获取微控制器所输出的控制指令；所述驱动控制及保护单元的输出端与功率单元的输入端连接，用于根据所接收的负载工作电流信息、负载短路保护参数及微控制器所输出的控制指令产生相应的开关信号；
所述功率单元与驱动控制及保护单元的输出端连接，用于根据相应的开关信号控制负载配电通道的通断。5.根据权利要求4所述的固态功率控制器，其特征在于，所述电流采集单元包括第一电流采集单元和第二电流采集单元，所述第一电流采集单元的电流采集范围为I
额定
～20倍I
额定
，第二电流采集单元的电流采集范围为0～I
额定
，I
额定
为配电通道额定电流；所述驱动控制及保护单元通过第一输入端与第一电流采集单元的输出端连接。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马立伟，李京涛，王大龙，石成基，王锣，
申请(专利权)人：汉中一零一航空电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：