一种用于机载配电的固态功率输出控制电路及控制方法技术

本发明专利技术属于航空电子领域，提供了一种用于机载配电的固态功率输出控制电路及控制方法，固态功率输出控制电路包括负载状态检测电路

【技术实现步骤摘要】
一种用于机载配电的固态功率输出控制电路及控制方法


[0001]本专利技术属于航空电子领域，涉及机载配电电路设计技术，具体涉及一种用于机载配电的固态功率输出控制电路及控制方法
。

技术介绍

[0002]随着航天器向着多电化和全电化的方向发展，其用电设备的数量随之攀升，使得整机的功率也越来越大，这对配电系统的性能和可靠性提出了更高的要求
。
[0003]目前，机电式配电系统可以采用传统的热保护开关
、
继电器
、
接触器
、
断路器等机电式器件实现对负载的控制，其具有技术成熟
、
器件工作稳定的特点，但是存在电路过流
、
短路等故障，以及响应慢
、
自动化
、
智能化程度低的缺点
。
也可以采用遥控配电方式，该方式虽然能实现对电气负载的遥控及管理，但这种管理方式依赖飞行员的手动操作，存在自动化程度不高，无法实现对负载用电进行智能分配与管理的缺点，使得配电系统的效率和可靠性受到很大影响
。
在此背景下，随着功率半导体器件的发展，出现了基于
MOSFET、IGBT
等的固态功率控制器
(SolidState Power Controller
，
SSPC)
，固态配电技术也随之出现
。
[0004]SSPC
是固态配电技术的核心器件，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智能开关设备，它能够实现负载的快速接通和关断，同时还具有过载保护，可以指示负载是否发生跳闸
、
出现故障，综合了常规配电的继电器
、
断路器与机械开关的功能
。
由于
SSPC
内部没有活动部件，不存在机械磨损，也不会产生电弧，且过载保护时可以按反时限特性切断负载，因此具有电气隔离措施
、
高空性能好
、
抗干扰能力强等许多显著优势
。
[0005]但是，现有的
SSPC
仅仅具有输出通道自身的开
、
关和过载保护等功能，无法实现对负载状态，例如短路
、
开路
、
或者阻抗异常的检测及上报功能，而负载故障问题往往是在飞行过程中通过数据采集发现，存在安全隐患，因此急需一种不仅可以实现
SSPC
功能，还能实现在工作前就能够对负载状态的检测的功率输出控制电路
。

技术实现思路

[0006]为了解决现有固态配电技术设计时只具有输出通道自身的开
、
关和过载保护等功能，无法实现对负载状态，例如短路
、
开路
、
或者阻抗异常的检测及上报功能，使得负载故障问题只能在飞行过程中通过数据采集发现，而引起的安全隐患的问题，本专利技术公开了一种用于机载配电的固态功率输出控制电路及控制方法
。
[0007]实现专利技术目的的技术方案如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种用于机载配电的固态功率输出控制电路，包括负载状态检测电路
、
高边开关，所述负载状态检测电路分别与负载和控制器连接，所述高边开关位于电流源与所述负载之间，且所述高边开关经驱动电路与所述控制器连接；
[0009]所述负载状态检测电路用于在负载未通电时采集负载状态信号，并将状态信号输出至所述控制器，所述控制器依据状态信号对负载状态判断；所述控制器用于驱动所述驱动电路以控制高边开关连通或断开
。
[0010]在一个实施例中，上述固态功率输出控制电路还包括位于所述高边开关输入端的第一电压采样电路和位于所述高边开关输出端的第二电压采样电路，且所述第一电压采样电路和所述第二电压采样电路均与所述控制器连接；
[0011]所述第一电压采样电路采集所述高边开关输入端的第一电压信号并输出至所述控制器，所述第二电压采样电路采集所述高边开关输出端的第二电压信号并输出至所述控制器；
[0012]所述控制器依据所述第一电压信号和所述第二电压信号驱动所述驱动电路控制所述高边开关连通或断开
。
[0013]在一个实施例中，上述固态功率输出控制电路还包括位于所述高边开关输出端的电流采样电路，且所述电流采样电路与所述控制器连接；
[0014]所述电流采样电路采集所述高边开关输出端的电流信号并输出至所述控制器
。
[0015]进一步地，所述控制器上设有多个
AD
端口和多个
IO
端口；
[0016]所述
AD
端口经总线与所述第一电压采样电路
、
所述第二电压采样电路
、
所述电流采样电路
、
以及所述负载状态检测电路一一对应连接；
[0017]所述
IO
端口经总线与所述负载状态检测电路和所述驱动电路一一对应连接
。
[0018]在一个实施例中，上述固态功率输出控制电路还包括位于所述负载输入端的钳位保护电路
。
[0019]进一步地，所述负载状态检测电路包括电阻
R252、
电阻
R251、
稳压管
V106、NMOS
管
、PMOS
管，所述
PMOS
管分别与所述负载
、
所述电流采样电路
、
所述第二电压采样电路
、
以及所述钳位保护电路连接，所述
NMOS
管与所述控制器连接
。
[0020]进一步地，所述负载状态信号为负载电阻信号，且所述负载状态包括负载正常
、
负载短路
、
负载开路
、
负载阻抗中任意一种
。
[0021]第二方面，本专利技术提供了一种用于机载配电的固态功率输出控制方法，采用上述第一方面中所述的固态功率输出控制电路对负载的固态功率输出进行控制，包括以下步骤：
[0022]负载配电前，负载状态检测电路采集负载状态信号；
[0023]控制器依据负载状态信号对负载状态判断，并基于判断结果输出对负载配电指令或不对负载配电指令；
[0024]控制器依据对负载配电指令或不对负载配电指令，控制高边开关的连通或断开，对所述负载配电或不配电
。
[0025]进一步地，所述负载状态信号为负载电阻信号，且所述负载状态包括负载正常
、
负载短路
、
负载开路
、
负载阻抗中任意一种
。
[0026]进一步地，所述负载状态为负载短路
、
负载开路
、
负载阻抗中任意一种时，控制器输出不对负载配电指令，不对负载配电；
[0027]负载状态为负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于机载配电的固态功率输出控制电路，其特征在于，包括负载状态检测电路
(1)、
高边开关
(2)
，所述负载状态检测电路
(1)
分别与负载和控制器
(3)
连接，所述高边开关
(2)
位于配电电源与所述负载之间，且所述高边开关
(2)
经驱动电路
(4)
与所述控制器
(3)
连接；所述负载状态检测电路
(1)
用于在负载未通电时采集负载状态信号，并将状态信号输出至所述控制器
(3)
，所述控制器
(3)
依据状态信号对负载状态判断；所述控制器
(3)
用于驱动所述驱动电路
(4)
以控制高边开关
(2)
连通或断开
。2.
根据权利要求1所述的固态功率输出控制电路，其特征在于，还包括位于所述高边开关
(2)
输入端的第一电压采样电路
(5)
和位于所述高边开关
(2)
输出端的第二电压采样电路
(6)
，且所述第一电压采样电路
(5)
和所述第二电压采样电路
(6)
均与所述控制器
(3)
连接；所述第一电压采样电路
(5)
采集所述高边开关
(2)
输入端的第一电压信号并输出至所述控制器
(3)
，所述第二电压采样电路
(6)
采集所述高边开关
(2)
输出端的第二电压信号并输出至所述控制器
(3)
；所述控制器
(3)
依据所述第一电压信号和所述第二电压信号驱动所述驱动电路
(4)
控制所述高边开关
(2)
连通或断开
。3.
根据权利要求2所述的固态功率输出控制电路，其特征在于，还包括位于所述高边开关
(2)
输出端的电流采样电路
(7)
，且所述电流采样电路
(7)
与所述控制器
(3)
连接；所述电流采样电路
(7)
采集所述高边开关
(2)
输出端的电流信号并输出至所述控制器
(3)。4.
根据权利要求3所述的固态功率输出控制电路，其特征在于，所述控制器
(3)
上设有多个
AD
端口和多个
IO
端口；所述
AD
端口经总线与所述第一电压采样电路
(5)、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安章，孙杨帆，李彦文，
申请(专利权)人：陕西千山航空电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：