[实用新型]一种270V直流固态功率控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流供电技术领域，特别涉及一种270V直流固态功率控制器。 

背景技术

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, MOSFET），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MOSFET。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。

发明内容

有鉴于此，本实用新型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MOSFET。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。