CN106597945A - 一种反时限保护固态开关 - Google Patents

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金鑫
王舸
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Abstract

本发明提供的一种反时限保护固态开关，固态开关包括功率电路、隔离电路和微处理器，微处理器包括模数转换模块、反时限计算模块和逻辑运算模块；功率电路用于检测负载电流值并传输给隔离电路，隔离电路用于将负载电流值传输给模数转换模块，模数转换模块用于对负载电流值进行模数转换，计算微控制器在采样时刻的电流有效值I(n)并输出给反时限计算模块，反时限计算模块用于在负载电流值大于过流保护阀值时进行热量累积计算，计算公式为并在热量累积计算值大于等于设定阈值A/ΔT时输出保护信号，关断固态开关。

Description

一种反时限保护固态开关
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种反时限保护固态开关。
背景技术
固态开关是随着飞机配电系统的发展应运而生的，是由半导体器件构成的控制装置，其集继电器的转换功能与断路器的保护功能于一体，是与飞机固态配电系统相配套的控制负载通断的开关装置。在交流配电系统中，不仅要求交流固态功率开关在正常通断时实现零电压开通和零电流关断，还要在负载发生过流时能够及时保护，保证系统和用电设备的安全，固态开关常采用反时限过流保护方法，即根据电流大小延时保护，电流越大，保护时间越短。
现有固态开关反时限保护功能多采用纯模拟器件，其具有保护时间不精确，保护参数无法在线连续调节，系统适应性差等问题。
发明内容
为克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种反时限保护固态开关，固态开关包括功率电路、隔离电路和微处理器，微处理器包括模数转换模块、反时限计算模块和逻辑运算模块；
功率电路与隔离电路连接，用于检测固态开关的负载电流值并传输给隔离电路，隔离电路与模数转换模块连接，用于将负载电流值传输给模数转换模块；
模数转换模块与反时限计算模块连接，用于将负载电流值进行模数转换，计算微控制器在采样时刻的电流有效值I(n)，并将I(n)输出给反时限计算模块；
反时限计算模块与逻辑运算模块连接，用于在负载电流值大于固态开关的过流保护阀值时进行热量累积计算，计算公式为其中M是微处理器的累加计数次数，Ie为额定电流有效值，B为过流保护阈值与固态开关额定电流的比值，B为预先设定值，反时限计算模块同时还判断热量累积计算值是否大于等于设定阈值A/ΔT，其中A为时间常数，ΔT为微处理器采样时间，若是则反时限计算模块向逻辑运算模块输出保护信号；
逻辑运算模块与隔离电路连接，用于将保护信号输出给隔离电路，隔离电路将保护信号输出给功率电路，关断固态开关。
优选的，固态开关还包括电流调理电路，电流调理电路分别与功率电路和隔离电路连接，用于将功率电路输出的负载电流值放大后输出给隔离电路。
优选的，微处理器采样时间ΔT＝200μs。
优选的，过流保护阈值与固态开关额定电流的比值B＝1.2。
本发明提供的一种反时限保护固态开关，在保证固态开关功能实现的前提下，利用微处理器实现一种简单可靠的反时限保护程序计算方法，可使固态开关在热量累计值达到一定设定阈值时向固态开关输出关断信号，有效得保护了固态开关。
附图说明
图1是反时限保护固态开关的原理图；
图2是反时限保护固态开关的流程图；
图3是反时限保护固态开关的反时限保护曲线。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，均仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图对本发明提供的一种反时限保护固态开关进行说明。
如图1所示，本发明提供了一种反时限保护固态开关，固态开关包括功率电路、隔离电路、电流调理电路和微处理器，微处理器包括模数转换模块、反时限计算模块和逻辑运算模块；
功率电路、隔离电路和电流调理电路均两两相连，功率电路用于检测固态开关的负载电流值并传输给电流调理电路，电流调理电路用于将功率电路输出的负载电流值放大后输出给隔离电路，隔离电路与模数转换模块连接，用于将负载电流值传输给模数转换模块；
模数转换模块与反时限计算模块连接，用于将负载电流值进行模数转换，计算微控制器在采样时刻的电流有效值I(n)，并将I(n)输出给反时限计算模块；
反时限计算模块与逻辑运算模块连接，用于在负载电流值大于固态开关的过流保护阀值时进行热量累积计算，计算公式为其中M是微处理器的累加计数次数，Ie为额定电流有效值，B为过流保护阈值与固态开关额定电流的比值，B取值为1.2，其值为预先设定的，反时限计算模块同时还判断热量累积计算值是否大于等于设定阈值A/ΔT，其中A为时间常数，ΔT为微处理器采样时间，ΔT取值为200μs，若是则反时限计算模块向逻辑运算模块输出保护信号；
逻辑运算模块与隔离电路连接，用于将保护信号输出给隔离电路，隔离电路将保护信号输出给功率电路，关断固态开关。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细的描述。
具体实施例：
如图2所示，固态开关进行反时限保护的步骤如下：
步骤一，通过功率电路检测固态开关的负载电流值，负载电流值经过隔离电路上传给微处理器，微处理器通过模数转换模块将其进行模数转换，并计算微控制器在采样时刻的电流有效值I(n)；
步骤二，模数转换模块将电流有效值I(n)输出给反时限计算模块，当负载电流值大于固态开关的过流保护阀值时，反时限计算模块进行热量累积计算并赋值给Sum，计算公式为其中M是微处理器的累加计数次数，Ie为额定电流有效值，B为过流保护阈值与固态开关额定电流的比值，B为预先设定值；
步骤三，反时限计算模块判断热量累积计算值Sum是否大于等于设定阈值A/ΔT，其中A为时间常数，ΔT为微处理器采样时间，若是则反时限计算模块向逻辑运算模块输出保护信号，经逻辑运算后通过隔离电路输出给功率电路，关断固态开关，否则继续进行热量累积计算并与设定阈值进行比较。
上述步骤二的计算过程中，通过计算热量累计值相当于先将热量值[I(n)/Ie]2-B2赋给Sum_A，然后通过Sum＝Sum+Sum_A来累加得到热量累加值，计算结果是一样的，只是表达方式不同，方式上都是采用累加形式。
本实施例的固态开关的反时限保护曲线如图3所示，过载倍数在未超过某极限值时，过载倍数越高则跳闸时间越短。
微控制器中的和计算有关的参数可在线更改，以提高交流固态开关的适用性。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种反时限保护固态开关，其特征在于，固态开关包括功率电路、隔离电路和微处理器，微处理器包括模数转换模块、反时限计算模块和逻辑运算模块；
功率电路与隔离电路连接，用于检测固态开关的负载电流值并传输给隔离电路，隔离电路与模数转换模块连接，用于将负载电流值传输给模数转换模块；
模数转换模块与反时限计算模块连接，用于将负载电流值进行模数转换，计算微控制器在采样时刻的电流有效值I(n)，并将I(n)输出给反时限计算模块；
反时限计算模块与逻辑运算模块连接，用于在负载电流值大于固态开关的过流保护阀值时进行热量累积计算，计算公式为其中M是微处理器的累加计数次数，Ie为额定电流有效值，B为过流保护阈值与固态开关额定电流的比值，B为预先设定值，反时限计算模块同时还判断热量累积计算值是否大于等于设定阈值A/ΔT，其中A为时间常数，ΔT为微处理器采样时间，若是则反时限计算模块向逻辑运算模块输出保护信号；
逻辑运算模块与隔离电路连接，用于将保护信号输出给隔离电路，隔离电路将保护信号输出给功率电路，关断固态开关。
2.根据权利要求1的反时限保护固态开关，其特征在于，固态开关还包括电流调理电路，电流调理电路分别与功率电路和隔离电路连接，用于将功率电路输出的负载电流值放大后输出给隔离电路。
3.根据权利要求1的反时限保护固态开关，其特征在于，微处理器采样时间ΔT＝200μs。
4.根据权利要求1的反时限保护固态开关，其特征在于，过流保护阈值与固态开关额定电流的比值B＝1.2。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107317303A (zh) * 2017-07-31 2017-11-03 中国航天时代电子公司 一种负载电流反时限保护方法
CN107528290A (zh) * 2017-09-29 2017-12-29 西安华瑞网电设备有限公司 一种反时限限流式电气火灾防控装置及方法
CN114083989A (zh) * 2021-12-24 2022-02-25 天津英捷利汽车技术有限责任公司 一种纯电动汽车的电流反时限保护方法
CN115950018A (zh) * 2022-12-09 2023-04-11 珠海格力电器股份有限公司 一种加湿装置、方法及加湿器
CN116191582A (zh) * 2022-09-02 2023-05-30 肇庆小鹏汽车有限公司 保护电路、电池包、车辆和控制方法
CN117278007A (zh) * 2023-10-18 2023-12-22 山东航天电子技术研究所 一种基于软件定义的固态功率控制器及处理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094875A (zh) * 2012-12-26 2013-05-08 中国航天时代电子公司 一种基于微控制器实现的固态功率控制器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094875A (zh) * 2012-12-26 2013-05-08 中国航天时代电子公司 一种基于微控制器实现的固态功率控制器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107317303A (zh) * 2017-07-31 2017-11-03 中国航天时代电子公司 一种负载电流反时限保护方法
CN107317303B (zh) * 2017-07-31 2019-07-09 中国航天时代电子公司 一种负载电流反时限保护方法
CN107528290A (zh) * 2017-09-29 2017-12-29 西安华瑞网电设备有限公司 一种反时限限流式电气火灾防控装置及方法
CN114083989A (zh) * 2021-12-24 2022-02-25 天津英捷利汽车技术有限责任公司 一种纯电动汽车的电流反时限保护方法
CN116191582A (zh) * 2022-09-02 2023-05-30 肇庆小鹏汽车有限公司 保护电路、电池包、车辆和控制方法
CN115950018A (zh) * 2022-12-09 2023-04-11 珠海格力电器股份有限公司 一种加湿装置、方法及加湿器
CN117278007A (zh) * 2023-10-18 2023-12-22 山东航天电子技术研究所 一种基于软件定义的固态功率控制器及处理方法

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