[发明专利]一种适用于航天器直流电源系统的故障隔离电子开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种故障隔离电子开关，特别是涉及一种适用于航天器直流电源系统的故障隔离电子开关，属于电子技术领域。

背景技术

随着航天技术的飞速发展，航天器电源系统的功率容量不断增加，为了更好的体现出高压供电线缆损耗小的优势，从载人二期、三期空间站、DFH-4平台以及导航二期都准备或已经采用100V高压一次母线，对电源配电系统高可靠、长寿命、大功率提出了更高的要求。传统机械触点继电器通过对线包的通断电使其内部的触点接触或者断开来实现通断控制，常会因为触点电流过大而使触点粘连，以致继电器无法断开，此外继电器还存在触头接触不牢靠，触桥变形造成接触，不良吸合、分断时拉弧导致触头磨损过快等缺点，使得传统机械触点继电器的配电模式可靠性较低，已无法满足需求。

以功率MOS管为配电元件的电子开关以其无触点、无电弧、无噪声、响应快、电磁干扰小、寿命长、可靠性高等优点，势必取代继电器，成为未来宇航能源配电系统的关键部件。

目前，国内外研制与广泛应用的电子开关，以直流270V、直流28V与交流电子开关为主，具备开关控制、短路保护等功能。由于这些产品在电路中主要起到安全开关的作用，即短路故障时关断，正常时开通，不需要根据负载类型的不同而进行相应的延时处理。但是，这种开关控制地与功率地在电气上没有隔离，功率线上大的扰动将会影响控制信号的可靠性。因此这些产品无法直接在航天领域应用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有无触点、无电弧、无噪声、响应快、电磁干扰小、寿命长、可靠性高等优点的航天器直流电源系统的故障隔离电子开关。

本发明的技术解决方案是：一种适用于航天器直流电源系统的故障隔离电子开关，包括带缓开通慢关断的功率驱动电路、延时跳闸电路、隔离控制电路和功率回路电路，其中所述的功率回路电路由功率MOS管M1、电流检测电阻R0和续流二极管D0组成，续流二极管D0两端并联负载，功率MOS管M1的漏极接外部电源，外接电源输入功率输入信号POWER IN到功率MOS管M1的漏极，功率MOS管M1的源极连接电流检测电阻R0的I端并连接GND，电流检测电阻R0的II端连接延时跳闸电路和续流二极管D0的阴极，续流二极管D0的阳极接地，外部控制信号CMD通过隔离控制电路隔离后输出开关控制信号CMD_CTL到带缓开通慢关断的功率驱动电路，经带缓开通慢关断的功率驱动电路的延时后输出栅极驱动信号MOS_CTL到功率MOS管M1的栅极控制功率MOS管M1的导通与关断，功率MOS管M1导通后，功率输入信号POWER IN经控制功率MOS管M1流过电流检测电阻R0，在电流检测电阻R0上产生电压分压信号VOL_TM输入到延时跳闸电路，在延时跳闸电路中经过抬压、放大、积分和比较后，输出跳闸保护信号TRIP_CMD到带缓开通慢关断的功率驱动电路，延时跳闸电路同时输出负载状态信号LOAD_ST和MOS管状态信号MOS_ST至隔离控制电路，隔离控制电路将信号隔离后输出，带缓开通慢关断的功率驱动电路根据跳闸保护信号TRIP_CMD产生栅极驱动信号MOS_CTL到功率MOS管M1的栅极控制功率MOS管M1的导通与关断，实现反时限保护和短路保护。