[实用新型]固态功率控制器

说明书

本实用新型涉及固态功率控制器，包括控制单元、电源模块、驱动电路、降栅压电路和功率管；电源模块的输入端与直流电源连接，输出端给控制单元和驱动电路供电；控制单元、驱动电路和降栅压电路依次电连接，降栅压电路与功率管的栅极电连接；降栅压电路与控制单元电连接；驱动电路和控制单元向降栅压电路发送控制信号，降栅压电路的输出端用于改变功率管的栅极电压；功率管的漏极与直流电源连接，源极给负载供电；控制单元与上位机通信连接。本实用新型能够时检测外部负载回路的电压/电流情况，通过驱动电路控制功率管进行反馈通断控制，提高通断控制方式的自动化及智能化；实现过流保护，提升电路的安全性、实时性及可靠性。

技术领域

本实用新型属于配电系统的控制装置技术领域，具体涉及一种固态功率控制器。

背景技术

固态功率控制器(Solid-State Power Controller，简称SSPC)是将继电器的转换功能和断路器的电路保护功能集于一体的固态元器件，是与固态配电系统相配套的控制负载通断的开关装置。SSPC的最初设计是应用在飞机上的，它是一种二次配电装置，它的特点还决定了它可以应用在任何需要安全、自动化控制且需要实时了解负载状态的配电系统中，例如通信基站的配电等。

现代飞机、船舶、车辆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。传统配电方式采用配电板、熔断器、机械式继电器、断路器及馈电导线形成供电回路，属于集中配电方式。在负载数量较多的情况下，存在以下缺点：操作繁琐复杂，占用机组人员较多的任务时间；供电线圈功耗大；触点拉弧，极易产生电磁干扰，且有寿命限制；不智能，无法实现自动控制、冗余供电和容错供电；断路器过流保护特性只适用于特定电流值的负载；整个配电系统维修性差，维护费用高；供电电缆数量多，贯穿长，致使供电系统重量大，影响飞机的机动特性和载重。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种体积小、重量轻、智能化的固态功率控制器。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

固态功率控制器，包括控制单元、电源模块、驱动电路、降栅压电路和功率管；所述电源模块的输入端与直流电源连接，输出端给所述控制单元和所述驱动电路供电；

所述控制单元、驱动电路和降栅压电路依次电连接，所述降栅压电路与所述功率管的栅极电连接；所述降栅压电路与所述控制单元电连接；所述驱动电路和所述控制单元向所述降栅压电路发送控制信号，所述降栅压电路的输出端用于改变所述功率管的栅极电压；

所述功率管的漏极与直流电源连接，源极给负载供电；所述控制单元与上位机通信连接。

所述固态功率控制器还包括采样电阻、信号调理电路、放大电路和A/D转换器；所述功率管的源极通过所述采样电阻连接负载；

所述信号调理电路的输入端并联在所述采样电阻的两端，用于采集所述采样电阻上的电信号；所述信号调理电路的输出端、放大电路、A/D转换器和控制单元依次电连接，所述信号调理电路采集的电信号经过所述放大电路和所述A/D转换器处理后送至所述控制单元。

所述信号调理电路包括模拟信号调理电路和数字信号调理电路。

所述模拟信号调理电路包括依次电连接的运算放大器、滤波电路、线性隔离电路和电压跟随器；所述运算放大器用于采样电压信号，所述电压跟随器与所述控制单元电连接。

所述数字信号调理电路包括两个光耦隔离器和一个电压比较器；一个光耦隔离器的输入端用于采样电流信号，输出端与所述电压比较器连接；所述电压比较器的输出端通过另一个光耦隔离器与所述控制单元电连接。

所述固态功率控制器还包括隔离电路，所述控制单元与所述驱动电路之间通过所述隔离电路电连接。