[发明专利]一种基于固态功率控制器的运放恒流驱动电路

说明书

本发明公开了一种基于固态功率控制器的运放恒流驱动电路，该驱动电路用于对固态功率控制器中的功率电路进行驱动控制，功率电路包括场效应管、取样电阻和容性负载，该驱动电路包括电流检测电路、开环比较电路、驱动信号电路和驱动信号放大电路。其中电流检测电路适于对取样电阻的电压信号进行放大；开环比较电路的输入端与电流检测模块的输出端连接，用于根据输入端电压信号调节输出端电压信号；驱动信号放大电路的输出端连接场效应管的栅极，用于为场效应管提供驱动信号；驱动信号放大电路的输入端连接驱动信号电路和开环比较电路的输出端，用于根据开环比较电路输出端电压信号调节驱动信号电路输出的驱动信号。

技术领域

本发明涉及固态继电器技术领域，具体涉及一种基于固态功率控制器的运放恒流驱动电路、驱动方法以及固态功率控制器。

背景技术

固态功率控制(SSPC)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，广泛应用于车载、船舶和航天配电系统中。固态功率控制器大多是需要具备短路保护、过流保护和容性带载能力三种常见的功能。而这三者中实现较为复杂的就是容性带载。由于驱动容性负载时，就相当于给电容充电，电容充电时会产生很大的浪涌电流，而电容越大，浪涌电流越大。当固态功率控制器中场效应管无法承受较大的浪涌电流时，就会受到损坏。

现存大多产品容性带载的能力较小，一般采用限流电阻的方式，该限流电阻放在固态功率控制器内则增加体积，放在固态功率控制器外则增加操作难度。常见的解决办法有：PWM方式和主副回路结合的方式。PWM方式可以利用软件进行实现，主要是将PWM脉冲施加到场效应管的栅极，使其缓慢开通；主副回路结合的方式是副回路中串有恒流功率电阻，可分担大部分功率。上述方式需要额外的控制电路，不利于固态功率控制器的小型化和集成化。

因此，需要一种固态功率控制器的驱动控制方法，在不采用功率电阻和不增加额外的控制电路或软件的情况下，实现固态功率控制器带较大容性负载的能力，以解决以上现有技术中存在的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于固态功率控制器的运放恒流驱动电路，该驱动电路用于对固态功率控制器中的功率电路进行驱动控制，功率电路包括场效应管、取样电阻和容性负载。该驱动电路包括电流检测电路、开环比较电路、驱动信号电路和驱动信号放大电路，其中，场效应管的漏极连接电源正极，场效应管的源极连接取样电阻和容性负载，取样电阻与场效应管源极连接的一端连接到电流检测电路，电流检测电路适于对取样电阻的电压信号进行放大；开环比较电路的输入端与电流检测模块的输出端连接，用于根据输入端电压信号调节输出端电压信号；驱动信号放大电路的输出端连接场效应管的栅极，驱动信号放大电路的输入端连接驱动信号电路和开环比较电路的输出端，驱动信号放大电路用于根据开环比较电路输出端电压信号调节驱动信号电路输出的驱动信号。

可选地，电流检测电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一运算放大器的正输入端经第二电阻接地，第一运算放大器的负输入端连接取样电阻的电压信号，第一运算放大器的负输入端和输出端之间串联第三电阻，用于将取样电阻的电压信号放大。

可选地，电流检测电路的输出端与开环比较电路的负输入端之间设置有串联的第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻的阻值相同，第一分压电阻的一端施加有负电压。

可选地，开环比较电路包括第二运算放大器、下拉电阻、第一电容，第二电容、第四电阻、第五电阻和开关二极管，第二运算放大器的正输入端连接一下拉电阻，第二运算放大器的负输入端与输出端之间串联第一电容，第二电容和与第四电阻串联后并联到第一电容的两端，第二运算放大器的输出端经第五电阻、开关二极管连接到驱动信号放大电路的正输入端。

可选地，驱动信号放大电路包括第三运算放大器、第六电阻、第七电阻和第八电阻，第三运算放大器的负输入端经第六电阻接地，第三运算放大器的负输入端与输出端之间串联第七电阻，驱动信号放大电路用于将开环比较电路输出的电压信号放大。