CN219420362U - 一种低压直流sspc配电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压直流SSPC配电系统，该配电系统包括主配电支路、备用配电支路和开关器件，其中，主配电支路在系统正常工作状态下配电至负载(用电设备)；备用配电支路在主配电支路中某一配电支路无法进行配电时提供配电。此处的配电支路是主配电支路的输出，每一输出为一配电支路，用于与负载连接，为负载进行配电。本配电系统实现了一备多固态功率控制器件配电，减少了配电系统的器件数量、重量。

Description

一种低压直流SSPC配电系统

技术领域

本实用新型涉及一种低压直流SSPC配电系统。

背景技术

固态功率控制器(SSPC)，采用当前先进固态功率及微控制器控制技术，提供对负载设备的短路及过流保护。通过总线控制固态功率控制器接通或关断，并可实时反馈状态信息及负载开关、电流、电压、跳闸等工作状态。采用固态功率控制器减少了配电系统的器件数量、重量和成本，提升了系统的可靠性和电磁兼容特性。

在复杂直流供配电系统中，越来越广泛的使用SSPC作为直流系统配电的执行器件，对于某些特定环境和特殊用途的用电设备，受系统中成本、体积、重量等限制条件下，为后端用电设备进行保护，尤其是在同一输入功率电源下，分多路输出给不同负载供配电的情况下降低成本提高系统可靠性尤为重要。由于单只SSPC成本较贵，通常应用情况下，一般采用双SSPC备份供配电一路负载，而在此条件下需在两只SSPC的输出端各连接功率二极管隔离后连接至负载，因功率二极管正向导通压降较大接近1V左右，所以功率二极管的热损耗将非常严重，进而会增加配电系统不必要电能损耗和元器件、体积、散热成本等等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低压直流SSPC配电系统，该系统能够减少配电系统的器件数量、重量等。

该配电系统包括：

主配电支路，被配置有n个第一固态功率控制器，每个固态功率控制器的偏置输入端作为电源正端，数据端用于与外部控制终端通信连接，功率输入端用于功率电源接入，功率输出端用于接负载；

备用配电支路，被配置有第二固态功率控制器，偏置输入端作为电源正端，数据端用于与外部控制终端通信连接，功率输入端用于功率电源接入，功率输出端用于接负载；

开关器件，被配置为与所述第一固态功率控制器件数量相等，所述第一固态功率器件的功率输出端分别与对应的开关器件的第一触点连接；所述第二固态功率被配置为一个，功率输出端分别接每个开关器件的第二触点，所述开关器件的输出触点初始状态下与所述第一触点连接，与所述第二触点断开；开关器件的控制器件用于与外部控制设备连接，受外部控制设备控制，使开关器件的输出触点与第一触点断开，与第二触点连接。

在一些实施方式中，所述开关器件为继电器。

在一些实施方式中，该配电系统串联于电源输出端和用电设备电源端之间。

采用本实用新型的技术方案，所能达到的技术效果至少包括：

1)本配电系统实现了一备多固态功率控制器件配电，减少了配电系统的器件数量、重量。

2)本配电系统配置继电器作为开关器件，有效地隔离了输入输出，避免了输入/输出之间的相互影响，提高了系统的可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为SSPC工作原理框图；

图2为继电器切换工作原理框图；

图3为本实用新型描述的配电系统的原理框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本实用新型技术方案设计了一种一备多的SSPC配电的配电系统，该配电系统备份电路减少了配电系统的器件数量、重量、热设计等成本，提高了系统的可靠性。

该配电系统包括主配电支路、备用配电支路和开关器件，其中，主配电支路在系统正常工作状态下配电至负载(用电设备)；备用配电支路在主配电支路中某一配电支路无法进行配电时提供配电。此处的配电支路是主配电支路的输出，每一输出为一配电支路，用于与负载连接，为负载进行配电。

本配电系统主配电支路被配置有n个第一固态功率控制器(n为大于1的整数，根据配电要求设置具体数，如5、8或15等)，每个固态功率控制器的偏置输入端作为电源正端，数据端用于与外部控制终端通信连接，功率输入端用于功率电源接入，功率输出端用于接负载。

本系统备用配电支路被配置有第二固态功率控制器，偏置输入端作为电源正端，数据端用于与外部控制终端通信连接，功率输入端用于功率电源接入，功率输出端用于接负载。

开关器件被配置为与第一固态功率控制器件数量相等，第一固态功率器件的功率输出端分别与对应的开关器件的第一触点连接；第二固态功率被配置为一个，功率输出端分别接每个开关器件的第二触点，开关器件的输出触点初始状态下与第一触点连接，与第二触点断开；开关器件的控制器件用于与外部控制设备连接，受外部控制设备控制，使开关器件的输出触点与第一触点断开，与第二触点连接。

本系统中的开关器件可以被配置为继电器、可控硅、接触器等。本公开在此以继电器作为开关器件详细对本配电系统进行描述，将开关器件配置为继电器，该配电系统即为SSPC与继电器相结合的一备多的SSPC配电的备份系统，通过总线控制固态功率控制器接通或关断，并可实时监测输出回路反馈状态信息及负载开关、电流、电压、跳闸等工作状态；与转换触点型功率继电器结合实现一路SSPC作为备份，替换多路SSPC的任一路的备份电源切换的目的。可用于复杂直流供配电系统中，具有效率高、功耗低、带载能力强、可靠性高、远程总线控制等优点。

多路SSPC模块配电备用电路工作原理：

结合图1-图3，SSPC模块偏置控制端供电5V电源，外部CAN设备与SSPC通过CANH、CANL对应引脚相连接，功率输入端PIN接入功率电源28V正端，功率输出端POUT接负载的正端，负载的负端、SSPC的PGND端与电源负端相接；经外部CAN终端设备远程总线控制可实现后端负载的通断以及实时各电参数等工作状态监测。

由图3所示，当前面的n个SSPC的任一模块发生故障时，第(n+1)个SSPC作为备份，可切换替换前端n个SSPC的任一继续为其后端供配电。

本公开SSPC作为功率执行器件，具有小体积、低功耗、高可靠性、低导通电阻、超低漏电流、I²T过流保护、短路保护、实时电流电参数监测状态反馈、CAN总线通信、负载适应性广泛等特点。

SSPC偏置输入端(+5V引脚)供5V电源正端，偏置输入地端(GND引脚)供5V电源负端，外部CAN终端设备与SSPC通过CANH、CANL对应引脚相连接，功率输入端(PIN引脚)接入功率电源28V正端，功率输出端(POUT引脚)接负载的正端，负载的负端、SSPC的功率地端(PGND引脚)与电源负端相接；经外部CAN终端设备远程总线控制可实现后端负载的通断以及实时各电参数等工作状态监测。

图3中，所有的SSPC的偏置供5V电源，n+1(n≤CAN总线设备的允许节点数)个SSPC的功率输入端接同一28V电源，n+1个SSPC模块的CAN节点与外部CAN终端设备的CAN总线接口相连，前n路的每路SSPC的功率输出的常供电与转换触点型的功率继电器的常闭触点相连接，再经继电器的转换触点至负载正端，第n+1路SSPC的功率输出的备份电与继电器的常开触点相连接，通过外部继电器控制信号控制继电器动作。

当整个SSPC配电的备份电路如上述连接好上电后，每路继电器不控制，通过外部CAN设备发送远程控制命令控制每路SSPC通道接通与断开后端负载以及负载回路各电参数等状态上传；若前n路的任一路SSPC模块发生故障不能为该路正常供电，则外部先断开该路后端负载，然后依次接通该路继电器，接通该路负载，然后在通过CAN总线控制备份SSPC接通，使备份电为该路正常供配电。始终确保整个多路SSPC配电系统的各后端用电设备供电电压电流处于规定输入范围，保护后端负载可靠安全运行。

本低压直流SSPC配电的切换备份电路，以一备多的方式，实现了备份电源经备份SSPC的输出—继电器常开触点、动触点为负载连续供配电目的。节约成本、降低功耗、提升配电系统可靠性，从而保证其后端用电设备稳定可靠安全运行。使用简便易操作，为关键的配电系统提高安全可靠的运行环境，扩展了其应用场合。

本公开的继电器与SSPC相结合的一备多配电系统涉及到的技术点包括功率电源切换技术，总线通信技术，控制通断技术，本公开对所涉及的技术进行释明，释明如下：

1.功率电源切换技术

SSPC的功率输出与转换触点型的功率继电器的常闭触点相连接，继电器的常开触点连接至备份电源的备份SSPC的功率输出，继电器的动触点输出连接至负载，依次断开SSPC输出、接通继电器、接通备份SSPC输出，以实现备份电源经备份SSPC的输出—继电器常开触点、动触点直至负载的备份电源的切换目的。

2.总线通信技术

总线通信技术有很多种方式以CAN总线为例，SSPC采用CAN总线通信技术与外部CAN设备进行数据交互，外部CAN设备给SSPC发送接通、断开、查询等指令，SSPC响应外部指令执行后端功率回路的接通、断开以及数据状态上报等功能。

3.控制通断技术

控制通断技术是根据配电要求来控制功率回路的接通与断开。由外部提供总线或I/O控制信号，SSPC内部微处理器根据外部控制信号要求发出控制指令，控制隔离驱动电路接通或断开场效应管，以达到控制功率回路的接通与断开的目的。

本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种低压直流SSPC配电系统，其特征在于，该系统包括：

主配电支路，被配置有n个第一固态功率控制器，每个固态功率控制器的偏置输入端作为电源正端，数据端用于与外部控制终端通信连接，功率输入端用于功率电源接入，功率输出端用于接负载；

备用配电支路，被配置有第二固态功率控制器，偏置输入端作为电源正端，数据端用于与外部控制终端通信连接，功率输入端用于功率电源接入，功率输出端用于接负载；

开关器件，被配置为与所述第一固态功率控制器数量相等，所述第一固态功率控制器的功率输出端分别与对应的开关器件的第一触点连接；所述第二固态功率控制器件被配置为一个，功率输出端分别接每个开关器件的第二触点，所述开关器件的输出触点初始状态下与所述第一触点连接，与所述第二触点断开；开关器件的控制器件用于与外部控制设备连接，受外部控制设备控制，使开关器件的输出触点与第一触点断开，与第二触点连接。

2.根据权利要求1所述的低压直流SSPC配电系统，其特征在于，所述开关器件为继电器。

3.根据权利要求1所述的低压直流SSPC配电系统，其特征在于，该配电系统串联于电源输出端和用电设备电源端之间。