CN116915021A - 一种固态功率控制器 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及供电装置的技术领域，尤其是涉及一种固态功率控制器，其包括信号接收电路、控制电路、通道电路和CPLD逻辑电路，所述信号接收电路连接于所述控制电路，所述控制电路连接于所述CPLD逻辑电路，所述CPLD逻辑电路连接于所述通道电路；所述信号接收电路用于接收上位机发送的控制信号并将所述控制信号传输至所述控制电路；所述控制电路用于接收所述控制信号并做出对应控制；所述CPLD逻辑电路用于根据所述控制电路的信号控制所述通道电路；所述通道电路在所述CPLD逻辑电路的控制下输出电压。本申请具有使固态功率控制器提高自动化程度的效果。

Description

一种固态功率控制器
技术领域
本申请涉及供电装置的技术领域，尤其是涉及一种固态功率控制器。
背景技术
随着电力电子技术的发展，电源技术也随之迅速发展，用电设备、装置也是多种多样，对于电源的要求也存在差异，有的要求电压高，有的要求电压低，有的要求稳定性高……
相关技术中，电源装置需要人去现场进行手动控制，并且电源装置无法实现对于供电过程中电压电流等变化的监控，无法实现智能化、自动化。
发明内容
为了使固态功率控制器提高自动化程度，本申请提供了一种固态功率控制器。
本申请提供的一种固态功率控制器采用如下的技术方案：
一种固态功率控制器，包括信号接收电路、控制电路、通道电路和CPLD逻辑电路，所述信号接收电路连接于所述控制电路，所述控制电路连接于所述CPLD逻辑电路，所述CPLD逻辑电路连接于所述通道电路；
所述信号接收电路用于接收上位机发送的控制信号并将所述控制信号传输至所述控制电路；
所述控制电路用于接收所述控制信号并做出对应控制；
所述CPLD逻辑电路用于根据所述控制电路的信号控制所述通道电路；
所述通道电路在所述CPLD逻辑电路的控制下输出电压。
通过采用上述技术方案，信号接收电路上位机发送的控制信号，然后将控制信号传输至控制电路，控制电路根据控制信号向CPLD逻辑电路发送信号以使CPLD逻辑电路控制通道电路输出电压。通过上位机发送控制信号，进而实现电压输出控制，不需要人去现场进行实际控制，一定程度上提高了自动化、智能化。
可选的，所述信号接收电路包括安全隔离电路，所述安全隔离电路连接于控制电路，用于隔离干扰以提高信号的准确性。
通过采用上述技术方案，利用安全隔离电路，将上位机发送的控制信号中的干扰信号隔离开，从而使传输至控制电路的控制信号更加准确，减小不准确的可能性。
可选的，所述通道电路包括功率输出电路、通道电源电路和数字隔离电路，所述数字隔离电路连接于所述控制电路，所述数字隔离电路连接于所述功率输出电路，所述通道电源电路连接于所述数字隔离电路。
通过采用上述技术方案，通道电源电路为数字隔离电路供电，数字隔离电路能够起到隔离作用，以使功率输出电路接收的数字信号能够更加准确，避免出现误识别的情况。
可选的，所述通道电路包括测试电路，所述测试电路连接于所述CPLD逻辑电路，所述测试电路用于检测电压电流以进行反馈。
通过采用上述技术方案，测试电路用于连接外部的采样的电阻，从而采集电压电流进行反馈，以使控制电路能够将采样结果发送至上位机，工作人员能够查看固态功率控制器的输出，从而根据输出进行相应调节。
可选的，所述测试电路包括基准电压供电电路和电流采集电路，所述基准电压供电电路连接于所述电流采集电路，所述电流采集电路连接于所述CPLD逻辑电路，所述电流采集电路用于连接外部采样电阻。
可选的，所述测试电路包括电压采集电路，所述电压采集电路连接于所述CPLD逻辑电路，所述电压采集电路还用与连接外部采样电阻。
可选的，还包括配置电路，所述配置电路连接于所述控制电路，所述配置电路用于接收外部信号以控制固态功率控制器是否工作。
通过采用上述技术方案，利用配置电路，能够控制固态功率控制器是否工作。
可选的，还包括供电端A和供电端B，所述配置电路包括光电耦合器Q2、电阻器R165、电阻器R166和电阻器R167，所述电阻器R165的一端连接有连接端IDEN，所述电阻器R165的另一端连接于所述光电耦合器Q2的2引脚，所述光电耦合器Q2的1引脚连接于所述供电端A，所述光电耦合器Q2的2引脚连接于接地端QGND，所述光电耦合器Q2的4引脚连接于所述电阻器R166，所述电阻器R166的另一端连接于所述供电端B，所述光电耦合器Q2的4引脚还连接于所述电阻器R167，电阻器R167的另一端连接于控制电路
通过采用上述技术方案，通过设置光电耦合器Q2，实现高压侧与低压侧的隔离，避免低电压侧被高压侧电压击穿。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
信号接收电路上位机发送的控制信号，然后将控制信号传输至控制电路，控制电路根据控制信号向CPLD逻辑电路发送信号以使CPLD逻辑电路控制通道电路输出电压。通过上位机发送控制信号，进而实现电压输出控制，不需要人去现场进行实际控制，一定程度上提高了自动化、智能化；
利用安全隔离电路，将上位机发送的控制信号中的干扰信号隔离开，从而使传输至控制电路的控制信号更加准确，减小不准确的可能性；
通道电源电路为数字隔离电路供电，数字隔离电路能够起到隔离作用，以使功率输出电路接收的数字信号能够更加准确，避免出现误识别的情况。
附图说明
图1是本申请实施例展示整体连接的框图。
图2是本申请实施例展示控制电路的原理图。
图3是本申请实施例展示电源调理电路的原理图。
图4是本申请实施例展示信号接收电路的原理图。
图5是本申请实施例展示第一通道电源电路和第一数字隔离电路的原理图。
图6是本申请实施例展示第一功率输出电路的原理图。
图7是本申请实施例展示第二通道电源电路和第二数字隔离电路的原理图。
图8是本申请实施例展示第二功率输出电路的原理图。
图9是本申请实施例展示基准电压供电电路的原理图。
图10是本申请实施例展示第一电流采集电路和第二电流采集电路的原理图。
图11是本申请实施例展示第三电流采集电路和第四电流采集电路的原理图。
图12是本申请实施例展示第一电压采集电路和第二电压采集电路的原理图。
图13是本申请实施例展示第三电压采集电路的原理图。
图14是本申请实施例展示CPLD逻辑电路的原理图。
图15是本申请实施例展示配置电路的原理图。
图16是本申请实施例展示BIT短路模拟电路的原理图。
附图标记说明：1、电源调理电路；11、可恢复保险；12、稳压电路；2、信号接收电路；21、安全隔离电路；3、控制电路；4、通道电路；41、功率输出电路；411、第一功率输出电路；412、第二功率输出电路；42、通道电源电路；421、第一通道电源电路；422、第二通道电源电路；43、数字隔离电路；431、第一数字隔离电路；432、第二数字隔离电路；44、测试电路；441、基准电压供电电路；442、电流采集电路；4421、第一电流采集电路；4422第二电流采集电路；4423、第三电流采集电路；4424、第四电流采集电路；443、电压采集电路；4431、第一电压采集电路；4432、第二电压采集电路；4433、第三电压采集电路；5、CPLD逻辑电路；6、配置电路；7、BIT短路模拟电路。
具体实施方式
以下结合附图1-15及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种固态功率控制器。参照图1，一种固态功率控制器包括电源调理电路1、信号接收电路2、控制电路3、通道电路4和CPLD逻辑电路5，电源调理电路1连接于控制电路3，信号接收电路2连接于控制电路3，控制电路3连接于CPLD逻辑电路5，CPLD逻辑电路5连接于通道电路4。
电源调理电路1用于连接外部电源，从而转换出能够为适用于电路的电压，信号接收电路2用于接收CAN总线发送的信号，从而将信号传输至控制电路3，控制电路3根据信号输出控制信号至通道电路4，进而使通道电路4能够输出符合需求的电压电流。
参照图2，控制电路3包括单片机芯片，单片机芯片可选用型号为STM32F103C8T6(LQFP-48)的芯片。对于单片机芯片的固定使用电路此处不在赘述，图2中已示出。
参照图3，电源调理电路1包括可恢复保险11、DC转换器N1和稳压电路12，可恢复保险11包括电阻器R190和稳压二极管D1，电阻器R190的一端连接于供电端A，电阻器R190的另一端连接于稳压二极管D1的阴极端，稳压二极管D1的阳极端连接于接地端SGND，供电端A连接于DC转换器N1的1引脚，DC转换器N1的2引脚连接于接地端SGND，DC转换器N1的3引脚连接于接地端QGND，DC转换器N1的4引脚连接于供电端VDD，DC转换器N1的4引脚还连接电容器C2，电容器C2的另一端连接于接地端QGND。供电端A连接有电容器C1，电容器C1的另一端连接于接地端SGND。
DC转换器N1可选型号为B0505XT-2WR2(SMD)的转换器。
接地端SGND连接有电容器GC1，电容器GC1的另一端连接于供电端QGND。
其中，供电端A为5V电压，并且供电端A在图中的标号为“+5V”。
稳压电路12包括稳压器N2、电容器C3、电容器C5和电容器C6，稳压器N2的3引脚连接于供电端VDD，稳压器N2的3引脚还连接于电容器C3，电容器C3的另一端连接于接地端QGND，稳压器N2的1引脚也连接于接地端QGND，稳压器N2的2引脚连接于供电端B，稳压器N2的2引脚还连接于电容器C5，电容器C5的另一端连接于接地端QGND，稳压器N2的2引脚还连接于电容器C6，电容器C6的另一端也连接于接地端QGND。
参照图4，信号接收电路2包括电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3、电容器C7、电容器C8和安全隔离电路21，安全隔离电路21包括隔离器N3和隔离器N4，电阻器R1的一端连接有总线连接端CH1，电阻器R1的另一端连接有连接端CH2，电阻器R1的另一端还连接于电阻器R2，电阻器R2的另一端连接于电阻器R3，电阻器R2的另一端还连接有连接端CL2，电阻器R3的另一端连接有总线连接端CL1。电容器C7的一端连接于连接端CH1，电容器C7的另一端连接于接地端SGND，电容器C9的一端连接于连接端CL2，电容器C9的另一端连接于接地端SGND。
隔离器N3可选型号为PCA82C250T/YM118(SO8)的隔离器；隔离器N4可选型号为ISO7141FCCDBQR(SSOP16)的隔离器。
隔离器N3的1引脚连接于隔离器N4的6引脚，隔离器N3的2引脚连接于接地端SGND，隔离器N3的3引脚连接于供电端A，隔离器N3的4引脚连接于隔离器N4的4引脚，隔离器N3的5引脚悬空，隔离器N3的6引脚连接于连接端CL2，隔离器N3的7引脚连接于连接端CH2，隔离器N3的8引脚连接于接地端SGND。
供电端A连接有电容器C10，电容器C10的另一端连接于接地端SGND，供电端A还连接有电容器C11，电容器C11的另一端连接于接地端SGND。
隔离器N4的1引脚连接于供电端A，隔离器N4的2引脚连接于接地端SGND，隔离器N4的3引脚连接有电阻器R163，电阻器R163的另一端连接于连接端OVB，隔离器N4的3引脚还连接有二极管V64，二极管V64的阴极端连接有电阻器R164，电阻器R164的另一端连接于电阻器R163与隔离器N4的3引脚的连接点上，二极管V64的阴极端还连接于供电端A。隔离器N4的5引脚连接有电阻器R5，电阻器R5的另一端连接有连接端OVA，隔离器N4的5引脚连接有电阻器R6，电阻器R6的另一端连接有二极管V1，二极管V的另一端连接于隔离器N4的5引脚。隔离器N4的7引脚连接于供电端A，隔离器N4的8引脚连接于接地端SGND。隔离器N4剩余引脚的连接已在图中示出，此处不在赘述。
参照图1，通道电路4包括功率输出电路41、通道电源电路42、测试电路44和数字隔离电路43。通道电源电路42包括第一通道电源电路421和第二通道电源电路422，第一通道电源电路421的元器件组成与第二通道电源电路422相同，此处以第一通道电源电路421为例进行描述。
参照图5，第一通道电源电路421包括稳压器N19，稳压器N19的1引脚连接于接地端QGND，稳压器N19的2引脚连接于供电端VDD，稳压器N19的1引脚还连接有电容器C66，电容器C66的另一端连接于接地端QGND，稳压器N19的3引脚、6引脚、7引脚和8引脚均悬空，稳压器N19的4引脚连接有电容器C65，电容器C65的另一端连接于稳压器N19的5引脚，稳压器N19的5引脚还连接有供电端DVCC1。
稳压器N19可选型号为B0515XT-1WR3(SMD)的稳压器。
参照图5，其中，本实施例数字隔离电路43包括第一数字隔离电路431和第二数字隔离电路432，第一数字隔离电路431和第二数字隔离电路432的元器件组成相同，元器件的连接方式相同，此处以第一数字隔离电路431为例进行描述。数字隔离电路43包括隔离器N16，隔离器N16的1引脚连接于供电端B，隔离器N16的1引脚还连接有电容器C70，电容器C70的另一端连接于隔离器N16的8引脚，隔离器N16的8引脚还连接于接地端QGND，隔离器N16的9引脚连接于接地端DGND1，隔离器N16的9引脚还连接有电阻器R168，电阻器R168的另一端连接于接地端PGND，隔离器N16的9引脚连接有二极管V28，二极管V28的阴极端连接有电容器C71，电容器C71的另一端连接于接地端DGND1，隔离器N16的9引脚还连接于隔离器N16的15引脚，隔离器N16的10引脚连接于隔离器N16的16引脚，隔离器N16的11引脚与隔离器N16的12引脚短接，隔离器N16的16引脚连接有电阻器R120，电阻器R120的另一端连接于供电端DVCC1。隔离器N16的其余引脚此处不再赘述。第二数字隔离电路432参照图7。
隔离器N16可选型号为XN141E30S/SSOP-16的隔离器。
参照图6和图8，功率输出电路41包括第一功率输出电路411和第二功率输出电路412，第一功率输出电路411和第二功率输出电路412的元气件组成相同且元器件的连接方式相同，此处以第一功率输出电路411为例进行描述。
参照图6，第一功率输出电路411包括三极管V16、三极管V17、三极管V11和三极管V14，三极管V16的基极连接有电阻器R114，电阻器R114的另一端连接于隔离器N16的14引脚，三极管V16的基极还连接有电阻器R118，电阻器R118的另一端连接于三极管V16的发射极，三极管V16的集电极连接有电阻器R101，电阻器R101的另一端连接有电阻器R102，电阻器R102的另一端连接于三极管V17的集电极，三极管V17的基极连接于三极管V16的集电极，三极管V16的发射极连接于三极管V17的发射极，三极管V17的集电极连接有电阻器R109，电阻器R109的另一端连接于三极管V11的基极，三极管V11的集电极连接于电阻器R101和电阻器R102的连接点上，三极管V11的发射极连接于三极管V14的发射极，三极管V14的集电极连接于三极管V17的发射极，三极管V14的集电极还连接于接地端DGND1，三极管V14的基极连接于三极管V11的基极，三极管V11的发射极连接有电阻器R105，电阻器R105的另一端连接有连接端G11，三极管V11的发射极还连接有电阻器R107，电子器R107的另一端连接有连接端G12。
第一功率输出电路411还包括三极管V18、三极管V19、三极管V15和三极管V12，三极管V18的基极连接有电阻器R115，电阻器R115的另一端连接于隔离器N16的12引脚，三极管V18的基极连接有电阻器R119，电阻器R119的另一端连接于三极管V18的发射极，三极管V18的集电极连接有电阻器R103，电阻器R103的另一端连接有电阻器R104，电阻器R104的另一端连接于三极管V19的集电极，三极管V19的基极连接于三极管V18的集电极，三极管V18的发射极连接于三极管V19的发射极，三极管V19的集电极连接有电阻器R110，电阻器R110的另一端连接于三极管V12的基极，三极管V12的集电极连接于电阻器R103和电阻器R104的连接点上，三极管V12的发射极连接于三极管V15的发射极，三极管V15的集电极连接于三极管V19的发射极，三极管V15的集电极还连接于接地端DGND1，三极管V15的基极连接于三极管V12的基极，三极管V12的发射极连接有电阻器R108，电阻器R108的另一端连接有连接端G14。
第一功率输出电路411还包括三极管V32、三极管V33、三极管V33、三极管V25、稳压二极管V62、二极管V21、二极管V22和二极管V24，三极管V32的基极连接有电阻器R129，电阻器R129连接于隔离器N16的12引脚，三极管V32的基极还连接有电阻器R131，电阻器R131的另一端连接于三极管V32的发射极，三极管V32的集电极连接有电阻器R121，电阻器R121的另一端连接有电阻器R122，电阻器R122的另一端连接于三极管V33的集电极，三极管V33的基极连接于三极管V32的集电极，三极管V33的发射极连接于三极管V32的发射极，三极管V33的集电极连接有电阻器R123，电阻器R123的另一端连接于三极管V25的基极，三极管V25的集电极连接于电阻器R121和电阻器R122的连接点上，三极管V25的发射极连接于三极管V31的发射极，三极管V31的集电极连接于三极管V33的发射极，三极管V31的集电极还连接于接地端DGND1，三极管V31的基极连接于三极管V25的基极。三极管V25的发射极连接于稳压二极管V62的阴极端，稳压二极管V62的阳极端连接于接地端DGND1，三极管V25的发射极还连接有电阻器R128，电阻器R128的另一端连接有连接于二极管V21的阴极端，三极管V25的发射极还连接有电阻器R130，电阻器R130的另一端连接于接地端DGND1，三极管V25的发射极还连接有电容器C69，电容器C69的另一端连接于二极管V21的阴极端，三极管V25的发射极还连接于电容器V67，电容器C67的另一端连接于二极管V21的阴极端。二极管V21的阳极端连接于连接端G11，二极管V21的阳极端还连接由电阻器R124，电阻器R124的另一端连接于接地端DGND1，二极管V21的阴极端连接于二极管V22的阴极端，二极管V22的阳极端连接有电阻器R125，电阻器R125的另一端连接于接地端DGND1，二极管V22的阳极端还连接于连接端G12，二极管V24的阴极端连接于二极管V21的阴极端，二极管V24的阳极端连接于G14，二极管V24的阳极端连接有电阻器R127，电阻器R127的另一端连接于接地端DGND1。
第二功率输出电路412的连接关系参照图8。
参照图9、图10和图11，测试电路44包括基准电压供电电路441和电流采集电路442，电流采集电路442包括第一电流采集电路4421、第二电流采集电路4422、第三电流采集电路4423和第四电流采集电路4424。基准电压供电电路441包括电阻器R99、电阻器R100、电容器C86和电容器C87，电阻器R99的一端连接于供电端B，电阻器R99的另一端连接与电阻器R100，电阻器R100的另一端连接于接地端QGND，电容器C87的一端连接于电阻器R99和供电端B的连接点上，电容器C87的另一端连接于接地端QGND，电容器C86的一端连接于电阻器R99和电阻器R100的连接点上，电容器C86的另一端连接于接地端QGND，电阻器R99和电阻器R100的连接点还连接有供电端REF。
参照图10，第一电流采集电路4421、第二电流采集电路4422、第三电流采集电路4423和第四电流采集电路4424的元器件组成以及元器件连接方式相同，此处以第一电流采集电路4421为例进行描述。第一电流采集电路4421包括运算放大器N11A和运算放大器N10A，运算放大器N11A的同相输入端连接有电阻器R58，电阻器R58的另一端连接于接地端QGND1，运算放大器N11A的同相输入端还连接有连接端DL11，运算放大器N11A的同相输入端还连接有电阻器R51，电阻器R51的另一端连接于接地端QGND，电阻器R51连接接地端QGND的一端还连接有电容器C41，电容器C41的另一端连接于运算放大器N11A的负极，运算放大器N11A的正极连接于接地端QGND，运算放大器N11A的负极连接于供电端B。
运算放大器N11A的反向输入端连接有电阻器R61，电阻器R61的另一端连接于连接端IIN1，运算放大器N11A的反向输入端还连接有电阻器R63，电阻器R63的另一端连接有电阻器R64，电阻器R64的另一端连接有电容器C46，电容器C46的另一端连接于接地端QGND，电阻器R64与电容器C46的连接点连接于连接端IM11。运算放大器N11A的反向输入端还连接有电容器C44，电容器C44的另一端连接于电阻器R63和电阻器R64的连接点上，电阻器R63和电阻器R64的连接点还连接于运算放大器N11A的输出端。
运算放大器N11A的输出端连接有电阻器R62，电阻器R62的另一端连接于运算放大器N10A的反向输入端，运算放大器N10A的同相输入端连接有电阻器R56，电阻器R56的另一端连接于供电端REF，运算放大器N10A的同相输入端还连接有电容器C82，电容器C82的另一端连接于接地端QGND，运算放大器N10A的负极连接于接地端QGND，运算放大器N10A的负极还连接有电容器C43，电容器C43的另一端连接于供电端B，供电端B连接于运算放大器N10A的正极，运算放大器N10A的正极连接有电阻器R54，电阻器R54的另一端连接于运算放大器N10A的输出端，运算放大器N10A的正极还连接有电容器C42，电容器C42的另一端连接于运算放大器N10A的输出端，运算放大器N10A的输出端还连接有连接端IOVER11。
对于四个电流采集电路中对于运算放大器的连接方式略有不同，是因为被实施例使用的为集成IC，所以某些运算放大器的正负极省略，此处不影响功能实现、实施，且本领域人员能够理解。
参照图12和图13，测试电路44还包括电压采集电路443，电压采集电路443包括第一电压采集电路4431、第二电压采集电路4432和第三电压采集电路4433，三个电压采集电路443的元器件组成相同且元器件的连接方式相同，此处以第一电压采集电路4431为例进行描述。第一电压采集电路4431包括运算放大器N8A，运算放大器N8A的反向输入端连接有电阻器R48，电阻器R48的另一端连接有电阻器R47，电阻器R47的另一端连接于接地端PGND，运算放大器N8A的反向输入端还连接有二极管V9，二极管V9的阳极端连接于接地端QGND，运算放大器N8A的反向输入端还连接有电阻器R46，电阻器R46的另一端连接于运算放大器N8A的输出端，电阻器R46并联有电容器C37。运算放大器N8A的同相输入端连接有电阻器R50，电阻器R50的另一端连接于接地端QGND，运算放大器N8A的负极连接于供电端B，供电端B连接有电容器C38,电容器C38的另一端连接于接地端QGND，运算放大器N8A的正极连接于接地端QGND，运算放大器N8A的输出端连接有电阻器R49，电阻器R49的另一端连接于连接端VM，连接端VM连接有电容器C39,电容器C39的另一端连接于接地端QGND。
第二电压采集电路4432参照图12，第三电压采集电路4433参照图13。
参照图13，接地端QGND连接有二极管V58和二极管V60，二极管V58的阳极端连接于接地端DGND1，二极管V60的阳极端连接于接地端DGND2。两个二极管用来抑制关断时感性负载产生的尖峰电压，从而起到保护作用。
参照图14，CPLD逻辑电路5包括可编程逻辑器件，可编程逻辑器件包括器件N6A、器件N6B、器件N6C、器件N6D、器件N6E和器件N6F，器件N6A、器件N6B和器件N6C、器件N6E和器件N6F为集成设置，只是在图中分开示出。
上述可编程逻辑器件的连接方式以及连接元件均在图中示出，此处不再赘述。可编程逻辑器件可选型号为EPM7032AE TC44-10N的器件。
其中，与器件N6D连接的电阻器中电阻器R4、电阻器R7和电阻器R8为上拉电阻，电阻器R9为下拉电阻。器件N6A和器件N6B的引脚号、标号及功能如下图所示：
引脚号 标号 说明 引脚号 标号 说明
28 DR11 通道1-1功率支路场管驱动控制 10 DRI11 通道1功率支路场管驱动
27 DR12 通道1-2功率支路场管驱动控制 5 DRI22 通道2限流支路场管驱动
15 DR21 通道2-1功率支路场管驱动控制 8 DRI12 通道1限流支路场管驱动
13 DR22 通道2-2功率支路场管驱动控制 6 DR21 通道2功率支路场管驱动
44 DR13 通道1限流支路场管驱动控制 34 IOVER12 通道1-2短路响应脉冲信号
18 DR23 通道2限流支路场管驱动控制 12 IOVER21 通道2-1短路响应脉冲信号
14 DR21-1 通道2短路保护信号 11 IOVER22 通道2-2短路响应脉冲信号
30 DR11-1 通道1短路保护信号 33 IOVER11 通道1-1短路响应脉冲信号
35 RESET 复位信号 2 OVERA 通道1短路信号反馈
3 OVERB 通道2短路信号反馈
参照图15，一种固态功率控制器还包括配置电路6，配置电路6包括光电耦合器Q2、电阻器R165、电阻器R166和电阻器R167，电阻器R165的一端连接有连接端IDEN，电阻器R165的另一端连接于光电耦合器Q2的2引脚，光电耦合器Q2的1引脚连接于供电端A，光电耦合器Q2的2引脚连接于接地端QGND，光电耦合器Q2的4引脚连接于电阻器R166，电阻器R166的另一端连接于供电端B，光电耦合器Q2的4引脚还连接于电阻器R167，电阻器R167的另一端连接有连接端ID。
其中，上述四个电流采集电路还具有短路保护的作用，为了验证短路保护功能未失效，需要为其设计用于自检的BIT短路模拟电路7，BIT短路模拟电路7的具体连接方式参照图16。在需要进行自检时，上位机发送BIT短路指令至单片机芯片，然后单片机芯片向74HC逻辑器件U1发送控制信号，74HC逻辑器件U1接收控制信号，即连接端SA、连接端SB和连接端SC输入控制信号，从而将3.3V电压连接到A1～A6中的某一引脚，该引脚通过电阻分压得到短路保护电流值对应的电压值Y，将电压值Y接入到连接端DL11、连接端DL12、连接端DL21或连接端DL22中的一个。
其中74HC逻辑器件U1可选型号为CD74HC405IPWR，此型号的逻辑器件具体使用方式为现有技术，此处不再赘述。
举例说明，在需要74HC逻辑器件U1的引脚14输出时，连接端SA则需要输入高电平，连接端SB和连接端SC输入低电平，此时该引脚的输出通过电阻器R176和电阻器R177分压，从而得到对应的电压值Y，并且电压值Y经过二极管V72后接入连接端DL11。通过改变连接端SA、连接端SB和连接端SC三个连接端输入的电平，即可改变74HC逻辑器件U1的输出引脚。
本申请实施例一种固态功率控制器的实施原理为：电源调理电路1将供电端A输入的电压进行转换，从而在供电端VDD输出，然后再利用稳压电路12将供电端VDD输出的电压转换为3.3V并从供电端B输出。可恢复保险11则是能够起到保护作用，当供电端A的电压异常大时，可恢复保险11则是能够避免电路被击穿。
信号接收电路2用于接收上位机通过CAN总线发送的控制信号，控制信号经由隔离器N3和隔离器N4的转换，从而将控制信号传输至控制电路3中的单片机中，以使控制电路3能够根据控制信号进行后续控制。隔离器N3和隔离器N4均设置有旁路电容，能够提高总线信号的抗干扰能力和可靠性。
单片机接收控制信号后向CPLD逻辑电路5传输信号，然后CPLD逻辑电路5控制功率输出电路41，从而使功率输出电路41的输出符合控制需求。
利用连接端DRI11、连接端DRI21实现两路功率支路通端控制，利用连接端DRI12、连接端DRI22实现两路限流支路的通断控制。利用连接端RDA和连接端RDB实现功率支路通断驱动信号的反馈。连接端OVERA和连接端OVERB设置为终端，用于响应短路信号。单片机的PA1至PA5、PB0和PB1用于连接AD转换器，对应输出各通道的负载电压、电流。连接端OVRDA和连接端OVRDB为各通道的超控信号，用于不通过CAN总线接通本实施例的固态功率控制器。
以第一功率输出电路411为例，连接端DR11用于控制功率支路通断，连接端DR13用于控制限流支路，连接端DR12用于短路保护时的电路控制。
对于一些具有容性特性的负载，上电时由于电容两侧电压不能突变，负载通道中会产生较大的尖峰电流，随着容性负载的充电，电流随之减小。建峰电流如果达到短路节点，则会触发固态功率控制器的短路保护，造成假短路情况。为了避免上述问题，在固态功率控制器中设置了限流支路，限流支路在功率支路相应尖峰电流断开后，通过限流电阻继续给负载供电，随着尖峰电流的小时，固态功率控制器可在接通功率支路，所以限流支路实现了抗电流冲击的功能。功率支路的驱动电路具有缓慢接通和快关断的特点，接通时通过电阻器为场管节电容充电，关断时通过电阻器放电，从而实现接通后的短路保护功能。二极管V58和二极管V60用于抑制关断时感性负载产出的尖峰电压，从而保护功率场管。
上位机通过配置电路6处连接端IDEN控制配置电路6，进而控制固态功率控制器，即通过改变连接端IDEN处的电平高低，即可改变连接端ID的电平高低，实现单片机对应引脚的电平变换，从而实现固态功率控制器的控制。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (8)

1.一种固态功率控制器，其特征在于：包括信号接收电路（2）、控制电路（3）、通道电路（4）和CPLD逻辑电路（5），所述信号接收电路（2）连接于所述控制电路（3），所述控制电路（3）连接于所述CPLD逻辑电路（5），所述CPLD逻辑电路（5）连接于所述通道电路（4）；
所述信号接收电路（2）用于接收上位机发送的控制信号并将所述控制信号传输至所述控制电路（3）；
所述控制电路（3）用于接收所述控制信号并做出对应控制；
所述CPLD逻辑电路（5）用于根据所述控制电路（3）的信号控制所述通道电路（4）；
所述通道电路（4）在所述CPLD逻辑电路（5）的控制下输出电压。
2.根据权利要求1所述的一种固态功率控制器，其特征在于：所述信号接收电路（2）包括安全隔离电路（21），所述安全隔离电路（21）连接于控制电路（3），用于隔离干扰以提高信号的准确性。
3.根据权利要求1所述的一种固态功率控制器，其特征在于：所述通道电路（4）包括功率输出电路（41）、通道电源电路（42）和数字隔离电路（43），所述数字隔离电路（43）连接于所述控制电路（3），所述数字隔离电路（43）连接于所述功率输出电路（41），所述通道电源电路（42）连接于所述数字隔离电路（43）。
4.根据权利要求1或3所述的一种固态功率控制器，其特征在于：所述通道电路（4）包括测试电路（44），所述测试电路（44）连接于所述CPLD逻辑电路（5），所述测试电路（44）用于检测电压电流以进行反馈。
5.根据权利要求4所述的一种固态功率控制器，其特征在于：所述测试电路（44）包括基准电压供电电路（441）和电流采集电路（442），所述基准电压供电电路（441）连接于所述电流采集电路（442），所述电流采集电路（442）连接于所述CPLD逻辑电路（5），所述电流采集电路（442）用于连接外部采样电阻。
6.根据权利要求4所述的一种固态功率控制器，其特征在于：所述测试电路（44）包括电压采集电路（443），所述电压采集电路（443）连接于所述CPLD逻辑电路（5），所述电压采集电路（443）还用与连接外部采样电阻。
7.根据权利要求1所述的一种固态功率控制器，其特征在于：还包括配置电路（6），所述配置电路（6）连接于所述控制电路（3），所述配置电路（6）用于接收外部信号以控制固态功率控制器是否工作。
8.根据权利要求7所述的一种固态功率控制器，其特征在于：还包括供电端A和供电端B，所述配置电路（6）包括光电耦合器Q2、电阻器R165、电阻器R166和电阻器R167，所述电阻器R165的一端连接有连接端IDEN，所述电阻器R165的另一端连接于所述光电耦合器Q2的2引脚，所述光电耦合器Q2的1引脚连接于所述供电端A，所述光电耦合器Q2的2引脚连接于接地端QGND，所述光电耦合器Q2的4引脚连接于所述电阻器R166，所述电阻器R166的另一端连接于所述供电端B，所述光电耦合器Q2的4引脚还连接于所述电阻器R167，电阻器R167的另一端连接于控制电路（3）。
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