[发明专利]舰载电子式断路器模块及舰载智能配电系统

说明书

本发明公开一种舰载电子式断路器模块及舰载智能配电系统，每个舰载电子式断路器模块由数据处理单元、温度检测电路、隔离电源转换电路、开关量检测电路、电压检测电路、驱动电路、功率输出电路、电流采集电路、信号判别电路、SPI转CAN电路、内部CAN接口电路和外部CAN接口电路组成。电子式断路器模块基于舰船配电需求，主要用于船舶、潜艇直流配电系统中，用于替代传统的舰载断路器。电子式断路器模块具有双CAN总线接口，可实现多个模块间内部组网，亦可与上位机外部通信；相对于传统断路器组成的常规配电系统，由电子式断路器模块组成的智能配电系统寿命提高10倍以上。

技术领域

本发明涉及配电技术领域，具体涉及一种舰载电子式断路器模块及舰载智能配电系统。

背景技术

由于传统断路器为塑封结构，且需手动控制和复位，因此利用传统断路器组成的常规舰载配电系统，不但使输电导线的重量和占用空间大幅度增加，更带来了系统可维护性和可靠性的降低。随着新一代舰船的功能和智能化程度迅速提高，传统舰载断路器为塑封结构，需手动控制和复位，已不满足新一代舰船配电系统的需求。

发明内容

本发明所要解决的是现有舰载断路器已不满足新一代舰船配电系统的需求的问题，提供一种舰载电子式断路器模块及舰载智能配电系统。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

舰载电子式断路器模块，由数据处理单元、温度检测电路、开关量检测电路、电压检测电路、隔离电源转换电路、驱动电路、功率输出电路、电流采集电路、信号判别电路、SPI转CAN电路、内部CAN接口电路和外部CAN接口电路组成；温度检测电路的输出端与数据处理单元的I²C端口连接；电压检测电路的输入端接外部负载电源，电压检测电路的输出端与数据处理单元的AD1端口连接；开关量检测电路的输入端接外部电平控制命令，开关量检测电路的输出端与数据处理单元的IO1端口连接；隔离电源转换电路的输入端接外部控制电源，隔离电源转换电路的输出端与数据处理单元的VCC端口连接；功率输出电路的负载输入端接外部负载电源，功率输出电路的负载输出端经由电流采集电路接外部负载输出；电流采集电路的信号输出端分为两路，一路与数据处理单元的AD2端口连接，另一路经由信号判别电路与驱动电路连接；驱动电路的输入端与数据处理单元的CLK和DR1端口连接，驱动电路的输出端与数据处理单元的JC1和TRIP1端口连接，驱动电路的控制输出端连接功率输出电路的控制输入端；功率输出电路的反馈端与数据处理单元的IO2端口连接；SPI转CAN电路的一端与数据处理单元的SPI端口相连，SPI转CAN电路的另一端与内部CAN接口电路的一端相连，内部CAN接口电路的另一端形成舰载电子式断路器模块的内部组网端；外部CAN接口电路的一端与数据处理单元的SPI端口相连，外部CAN接口电路的另一端形成舰载电子式断路器模块的外部通信端。

上述驱动电路包括双通道D触发器K1、驱动芯片K2、光耦Q4、电容C1-C3、以及电阻R1-R7；双通道D触发器K1的2个通道的时钟端与数据处理单元的CLK端口、电阻R1的一端和电容C1的一端连接；电阻R1的另一端和电容C1的另一端接工作电源地；双通道D触发器K1的第一通道的清零端和第二通道的清零端与电阻R7的一端和电容C3的一端连接；电阻R7的另一端接工作电源，电容C3的另一端接工作电源地；双通道D触发器K1的电源端接工作电源和电容C4的一端，电容C4的另一端接工作电源地；双通道D触发器K1的地端接工作电源地；双通道D触发器K1的第一通道的输入端与数据处理单元的DR1端口连接；双通道D触发器K1的第一通道的反相输出端经由电阻R6与数据处理单元的JC1端口连接；双通道D触发器K1的第二通道的输入端接工作电源地；双通道D触发器K1的第二通道的反相输出端经由电阻R5与数据处理单元的TRIP1端口连接；光耦Q4的输入端正极接工作电源，光耦Q4的输入端负极接双通道D触发器K1的第一通道的反相输出端；光耦Q4的输出端正极接驱动芯片K2的电源端和输入端正极、电阻R3的一端、电容C2的一端和驱动电源；光耦Q4的输出端负极接驱动芯片K2的输入端负极和电阻R3的另一端；驱动芯片K2的输出端经由电阻R4接功率输出电路；电容C2的另一端和驱动芯片K2的地端接驱动电源地。