[发明专利]一种高安全性的继电模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种继电模组领域，特别是一种高安全性的继电模组。

背景技术

继电模组作为航天领域配电系统中的核心组件，为各种负载提供与其需求相匹配的电源和功率，并负责配电状态检测，实现负载的接通、关断和保护控制。现有的继电模组不能针对特定的负载进行在线重构，难以为负载配电提供精确的保护控制，也没有直流电弧检测和保护功能，不能满足空间环境下的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高安全性的继电模组，通过高精度电流采集技术检测配电线路中的电流，用微控制器分析线路中电流的变化情况，对比真正电弧发生时电弧电流的不同特征，检测电弧故障，从而及时关断功率MOSFET，避免因电弧燃烧而造成的损失。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种高安全性的继电模组，包括串行隔离总线模块、微控制器、输入电压线性光耦隔离检测模块、门极驱动模块、低通滤波模块、比较器、放大器、功率MOSFET和四线制高边电流检测电阻；

输入电压线性光耦隔离检测模块：供电电路供电后，生成负载的电压形式模拟电压信号，并将电压形式模拟电压信号发送至微控制器；

微控制器：接收输入电压线性光耦隔离检测模块传来的电压形式模拟电压信号；将电压形式模拟电压信号发送至串行隔离总线模块；接收串行隔离总线模块传来的TTL电平的关闭功率MOSFET的指令，并将TTL电平的关闭功率MOSFET的指令发送至门极驱动模块；接收串行隔离总线模块传来的TTL电平的打开功率MOSFET的指令，并将TTL电平的打开功率MOSFET的指令发送至门极驱动模块；接收低通滤波模块传来的滤波后的电流形式模拟电压信号；并将滤波后的电流形式模拟电压信号发送至串行隔离总线模块；接收比较器传来的中断信号，将中断信号发送至门极驱动模块；

串行隔离总线模块：接收微控制器传来的电压形式模拟电压信号，将电压形式模拟电压信号转换为外部总线电平的电压形式模拟电压信号，并将外部总线电平的电压形式模拟电压信号发送至外部控制装置；接收外部控制装置传来的外部总线电平的关闭功率MOSFET的指令；并将外部总线电平的关闭功率MOSFET的指令转换为TTL电平的关闭功率MOSFET的指令，并将TTL电平的关闭功率MOSFET的指令发送至微控制器；接收外部控制装置传来的外部总线电平的打开功率MOSFET的指令；并将外部总线电平的打开功率MOSFET的指令转换为TTL电平的打开功率MOSFET的指令，并将TTL电平的打开功率MOSFET的指令发送至微控制器；接收微控制器传来的滤波后的电流形式模拟电压信号，将滤波后的电流形式模拟电压信号转换为外部总线电平的电流形式模拟电压信号，并将外部总线电平的电流形式模拟电压信号发送至外部控制装置；

外部控制装置：接收串行隔离总线模块传来的外部总线电平的电压形式模拟电压信号，对外部总线电平的电压形式模拟电压信号进行监测判断，当电压形式模拟电压信号超出预先设定电压范围时，发出外部总线电平的关闭功率MOSFET的指令至串行隔离总线模块；当电压形式模拟电压信号在预先设定电压范围内时，发出外部总线电平的打开功率MOSFET的指令至串行隔离总线模块；接收串行隔离总线模块传来的外部总线电平的电流形式模拟电压信号；

门极驱动模块：接收微控制器传来的TTL电平的关闭功率MOSFET的指令，将TTL电平的关闭功率MOSFET的指令变换为12V的门极关闭控制信号，发送至功率MOSFET；接收微控制器传来的TTL电平的打开功率MOSFET的指令，将TTL电平的打开功率MOSFET的指令变换为12V的门极打开控制信号，发送至功率MOSFET；接收微控制器传来的传来额的中断信号，将中断信号转化为12V的中断信号，将12V的中断信号发送至功率MOSFET；

功率MOSFET：接收门极驱动模块传来的12V的门极关闭控制信号，功率MOSFET关闭；接收门极驱动模块传来的12V的门极打开控制信号，功率MOSFET打开；接收门极驱动模块传来的12V的中断信号，功率MOSFET关闭；

四线制高边电流检测电阻：功率MOSFET打开后，供电电路的电流通过四线制高边电流检测电阻，产生电阻电压，并将电阻电压发送至放大器；

放大器：接收四线制高边电流检测电阻传来的电阻电压，对电阻电压进行放大处理，生成发大后的电阻电压，并将发大后的电阻电压输出至低通滤波模块；