[发明专利]一种恒流保护固态功率控制器及固态功率控制方法

权利要求书

1.一种恒流保护固态功率控制器，其特征在于，包括功率场效应管(1)、采样电阻(2)、采样转换电路(3)、悬浮栅驱动电路(4)和FPGA(5)；

所述功率场效应管(1)的漏极与母线连接，所述功率场效应管(1)的源极与所述采样电阻(2)的一端连接，所述采样电阻(2)的另一端与负载的一端连接，所述负载的另一端接地，用于驱动所述功率场效应管(1)的悬浮栅驱动电路(4)与所述功率场效应管(1)的栅极连接；

所述采样转换电路(3)的两个输入端并联在所述采样电阻(2)的两端，用于采集采样电阻(2)上的电压信号和电流信号，并将采集到的电压信号和电流信号进行模数转换；

所述采样转换电路(3)的一个输出端与所述FPGA(5)相连，用于将经过模数转换后的电压信号和电流信号传递给FPGA(5)；

所述FPGA(5)与所述悬浮栅驱动电路(4)连接，所述FPGA(5)根据经过模数转换后的电压信号和电流信号产生反时限控制信号和恒流控制信号，通过控制所述悬浮栅驱动电路(4)驱动所述功率场效应管(1)对负载进行反时限保护和恒流保护，其中所述FPGA(5)中包括反时限保护模块(5-1)、通信模块(5-2)和恒流保护模块(5-3)；

所述反时限保护模块(5-1)与所述通信模块(5-2)连接，所述反时限保护模块(5-1)对输入的电压信号和电流信号利用反时限保护算法进行计算，得到反时限控制信号，将反时限控制信号发送给悬浮栅驱动电路(4)，并通过通信模块(5-2)将反时限控制信号发送给上位机；

所述恒流保护模块(5-3)与所述通信模块(5-2)连接，所述恒流保护模块(5-3)对输入的电压信号和电流信号利用恒流保护算法进行计算，得到恒流控制信号，将恒流控制信号发送给悬浮栅驱动电路(4)，并通过通信模块(5-2)将恒流控制信号发送给上位机。

2.根据权利要求1所述的恒流保护固态功率控制器，其特征在于，所述采样转换电路(3)包括采样电路(3-1)和A/D转换电路(3-2)；

所述采样电路(3-1)与所述A/D转换电路(3-2)连接，采样电路(3-1)的两个输入端并联在所述采样电阻(2)的两端，采样电路(3-1)用于采集采样电阻(2)上的电压信号和电流信号，A/D转换电路(3-2)用于将采集的采样电阻(2)上的电压信号和电流信号进行A/D转换。

3.一种直流用电器，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的恒流保护固态功率控制器。

4.一种采用如权利要求1或2所述的恒流保护固态功率控制器的固态功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：所述采样转换电路(3)采集采样电阻(2)上的电压信号和电流信号，并将采集到的电压信号和电流信号进行模数转换；

步骤2：当负载发生过流现象时，若当前电流信号的电流值大于预设的恒流值时，执行步骤3，否则，执行步骤4；

步骤3：所述FPGA(5)对负载进行恒流保护和反时限保护，执行步骤5，其中所述FPGA(5)对负载进行恒流保护具体为：所述FPGA(5)根据经过模数转换后的电压信号和电流信号利用恒流保护算法进行计算，产生恒流控制信号，悬浮栅驱动电路(4)根据输入的恒流控制信号驱动功率场效应管(1)，进而对负载进行恒流保护；所述FPGA(5)对负载进行反时限保护具体为：所述FPGA(5)根据经过模数转换后的电压信号和电流信号产生反时限控制信号，通过控制所述悬浮栅驱动电路(4)驱动所述功率场效应管(1)对负载进行反时限保护；

步骤4：所述FPGA(5)对负载进行反时限保护，执行步骤5，其中所述FPGA(5)对负载进行反时限保护具体为：所述FPGA(5)根据经过模数转换后的电压信号和电流信号产生反时限控制信号，通过控制所述悬浮栅驱动电路(4)驱动所述功率场效应管(1)对负载进行反时限保护；

步骤5：结束处理。

5.根据权利要求4所述的固态功率控制方法，其特征在于，所述步骤5中还包括，若负载仍然处于过流状态，则切断负载。

6.根据权利要求4所述的固态功率控制方法，其特征在于，所述反时限控制信号中包括反时限参数及开关控制信号。

7.根据权利要求6所述的固态功率控制方法，其特征在于，所述反时限参数通过反时限保护算法计算得出。