一种270V直流固态功率控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种270V直流固态功率控制器，包括功率开关回路单元和控制单元；功率开关回路单元包括固态功率开关；控制单元包括：控制信令处理装置、逻辑阵列装置和驱动回路。控制信令处理装置将接收的控制指令输送到逻辑阵列装置；逻辑阵列装置根据控制指令向驱动电路发送驱动控制指令；驱动回路根据驱动控制指令向固态功率开关发送驱动信号，控制固态功率开关接通或断开。固态功率开关为功率MOSFET。本实用新型专利技术的270V直流固态功率控制器显著降低导通线路压降，并避免了传统继电器在开通或断开负载时机械触点动作产生的电弧，彻底消除了电磁干扰。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直流供电
，特别涉及一种270V直流固态功率控制器。
技术介绍
现代飞机、车辆的功能愈发复杂，性能要求越来越高,用电设备数量急剧增加，使得传统供电系统的容量、效率已不适应要求，配电系统下的供电电缆数量多，贯穿长，影响飞机、车辆的机动特性和载重量。采用高压直流供电系统，在同样的负载功率下，可显著减少馈电导线的线径；采用分布式配电方式，就近将汇流条电能分配给用电设备，大大降低馈电线缆的长度。这两种技术结合起来，可显著提升配电系统的效率，降低配电线路电能损耗。金属-氧化物-半导体-场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET),是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为n沟通、p沟通的M0SFET。功率MOSFET是一种以栅源极间电压控制漏源极间电流的功率控制器件，其所需驱动功率小、开关速度快、导通电阻小且为正温度系数，易并联，可用作固态功率开关。随着功率MOSFET制造工艺快速发展，器件的耐压值可达1000V以上，在满足通流量的情况下导通电阻可低至几十毫欧，可显著降低导通压降和功率损耗。另一方面，嵌入式计算机控制技术飞速发展，一个很小封装的微控制器就能达到几十兆赫兹的运算频率，并且包含了多种串行通信总线接口、I/O 口和AD采集端口，为实现智能功率控制提供了条件。目前使用的270V高压直流供电系统比28V直流供电系统的绝缘耐压要求高，传统配电方式中的断路器、熔断器应用时极易产生接触电弧，烧蚀金属触点，产生积炭或氧化物，影响导通性能。
技术实现思路
有鉴于此，本技术要解决的一个技术问题是提供一种270V直流固态功率控制器，能够提高270V高压直流供电系统的导通性能。一种270V直流固态功率控制器,包括功率开关回路单元和控制单元；所述功率开关回路单元包括固态功率开关；所述控制单元包括控制信令处理装置、逻辑阵列装置和驱动回路；所述控制信令处理装置与所述逻辑阵列装置连接，所述控制信令处理装置将接收的控制指令输送到所述逻辑阵列装置；所述逻辑阵列装置与所述驱动回路连接，所述逻辑阵列装置根据所述控制指令向所述驱动电路发送驱动控制指令；所述驱动回路与所述固态功率开关连接，所述驱动回路根据所述驱动控制指令向所述固态功率开关发送驱动信号，控制所述固态功率开关接通或断开；其中，所述固态功率开关为功率M0SFET。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述功率MOSFET为耐压值在600V以上的N沟道绝缘栅型场效应管。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述固态功率开关中设置栅源输入电容；所述驱动电路中包括电阻能够改变的栅极电阻。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述控制信令处理装置通过串行通信总线接收外部上位机的控制指令；其中，所述通信总线配置为SCI、SPI和I2C三种中的一种。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述控制单元还包括接收超控指令并将所述超控指令传送到所述逻辑阵列装置的超控指令接收装置；其中，所述超控指令为用户通过所述功率控制器外部的超控指令按扭输入，并且所述超控指令的控制优先级最高。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述功率开关回路还包括与所述固态功率开关和负载串联的采样电阻；所述控制单元还包括采集所述采样电阻的电压数据的短路电流比较装置；所述短路电流比较装置与所述逻辑阵列连接；在所述短路电流比较装置判断出现短路的状态下，所述短路电流比较装置向所述逻辑阵列单元发送短路产生信号；所述短路电流比较装置与所述控制信令处理装置连接；在短路电流比较装置判断所述 采样电阻的电压小于电压基准的状态下，所述短路电流比较装置将所述采样电阻的电压数据输入到所述控制信令处理装置。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述控制信令处理装置与所述驱动电路连接，并实时采集所述驱动电路输出的控制信号。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述功率控制器还包括实时监测电源功率输出的电源状态监控装置；所述电源状态监控装置与所述控制信令处理装置连接，并将所述电源功率输出数据发送给所述控制信令处理装置。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述功率控制器还包括实时采集负载输出端的电压的电压采样装置；所述电压采样装置与所述控制信令处理装置连接，并将所述负载输出端的电压数据发送给所述控制信令处理装置。根据本技术的一个实施例，进一步的，所述功率控制器还包括告警指示单元；其中，所述告警指示单元与所述控制信令处理装置，接收所述控制信令处理装置发送的跳闸指示指令。本技术的270V直流固态功率控制器显著降低导通线路压降，并避免了传统继电器在开通或断开负载时机械触点动作产生的电弧，彻底消除了电磁干扰。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是根据本技术的270V直流固态功率控制器的一个实施例的示意图；图2为使用本技术的270V直流固态功率控制器的一个实施例的反时限保护曲线示意图。具体实施方式下面参照附图对本技术进行更全面的描述，其中说明本技术的示例性实施例。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合图和实施例对本技术的技术方案进行多方面的描述。图I是根据本技术的270V直流固态功率控制器的一个实施例的示意图。如图I所示，270V直流固态功率控制器包括功率开关回路单元23和控制单元12。270V直流固态功率控制器还包括电源隔离装置8、电压调整装置9、电压基准装置10、隔离接口 19、20、21。功率开关回路单元23包括固态功率开关I。控制单元12包括控制信令处理装置13、逻辑阵列装置14、驱动回路4、电流采样装置15、电压采样装置16。控制信令处理装置13可以通过微处理器、集成电路、ARM等来实现。控制信令处理装置13与逻辑阵列装置14连接，控制信令处理装置13将接收的控制指令输送到逻辑阵列装置14。逻辑阵列装置14与驱动回路4连接，逻辑阵列装置14根据控制指令向驱动电路4发送驱动控制指令。驱动 回路4与固态功率开关I连接,驱动回路4根据驱动控制指令向固态功率开关I发送驱动信号，控制固态功率开关接通或断开。固态功率开关为功率M0SFET。控制信令处理装置13和外部通信，接收突发的接通或关断指令，进行处理后由逻辑阵列装置14完成逻辑运算，输出至驱动电路4以驱动功率开关I。根据本技术的一个实施例，功率MOSFET为耐压值在600V以上的N沟道绝缘栅型场效应管。功率开关回路单元23的作用是响应驱动电路4的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种270V直流固态功率控制器，包括：功率开关回路单元和控制单元；其特征在于：所述功率开关回路单元包括固态功率开关；所述控制单元包括：控制信令处理装置、逻辑阵列装置和驱动回路；其中，所述控制信令处理装置将接收的控制指令输送到所述逻辑阵列装置；所述逻辑阵列装置根据所述控制指令向所述驱动电路发送驱动控制指令；所述驱动回路根据所述驱动控制指令向所述固态功率开关发送驱动信号，控制所述固态功率开关接通或断开；所述固态功率开关为功率MOSFET。

【技术特征摘要】
1.一种270V直流固态功率控制器，包括功率开关回路单元和控制单元；其特征在于 所述功率开关回路单元包括固态功率开关；所述控制单元包括控制信令处理装置、逻辑阵列装置和驱动回路； 其中，所述控制信令处理装置将接收的控制指令输送到所述逻辑阵列装置；所述逻辑阵列装置根据所述控制指令向所述驱动电路发送驱动控制指令；所述驱动回路根据所述驱动控制指令向所述固态功率开关发送驱动信号，控制所述固态功率开关接通或断开； 所述固态功率开关为功率MOSFET。2.如权利要求I所述的功率控制器，其特征在于 所述功率MOSFET为耐压值在600V以上的N沟道绝缘栅型场效应管。3.如权利要求2所述的功率控制器，其特征在于 所述固态功率开关中设置栅源输入电容； 所述驱动电路中设置栅极电阻，所述栅极电阻的电阻值能够改变。4.如权利要求I所述的功率控制器，其特征在于 所述控制信令处理装置通过串行通信总线接收外部上位机的控制指令； 其中，所述通信总线配置为SCI、SPI和I2C三种中的一种。5.如权利要求I所述的功率控制器，其特征在于 所述控制单元还包括接收超控指令并将所述超控指令传送到所述逻辑阵列装置的超控指令接收装置； 其中，所述超控指令为用户通过所述功率控制器外部的超控指令按扭输入，并且所述超控指令的控制优先级最高。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，
申请(专利权)人：上海尊瑞电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：