[实用新型]一种船用低压大功率直流智能配电模块

说明书

本实用新型公开了一种船用低压大功率直流智能配电模块，其特征在于：包括功率电路、缓冲电路、检测电路、控制电路、驱动电路和辅助电源；将集中供电系统的供电电源分配给受电负载，同时实时监测供电电源、受电负载及其自身的工作状态，实现故障状态下的保护及报警，通过CAN总线与上级监控系统进行信息交互，实现正常状态下的遥控通断、参数在线整定及故障解除后的远程复位。此外，具有大电流冲击负载下的快速限流能力和短路故障下的快速分断能力，相较于传统配电器件，具有负载管理智能化、故障响应快速化、故障影响最小化的特点，其输出电流定额可通过编程实现在线整定，适用于船用24V/27V低压直流配电系统中额定电流100A以下(含100A)的所有配电场合。

技术领域

本实用新型涉及一种船用低压大功率直流智能配电模块，属于船用低压直流智能配电系统。

背景技术

随着船舶系统自动化程度的不断提高，其对供配电质量、可靠性和容错能力等要求也越来越高，因此，必须采取合理有效的配电设计和保护，一方面，在冲击性负载启动时快速限流，避免集中式供电系统母线电压发生大幅跌落或出现配电支路误跳闸；另一方面，在发生故障时及时切除故障支路，确保故障不扩散、不蔓延，从而确保非故障系统的供电连续性。

目前，我国船舶领域广泛采用的配电器件仍然是熔断器、断路器、机电式热保护继电器、接触器等。基于这些传统配电器件的配电系统故障响应速度慢，且不具备限流功能，在共源负载出现大电流冲击或配电支路发生短路故障时，母线电压会大幅跌落，从而导致敏感性负载失电；此外，传统配电器件不具备对外通讯功能，致使监控系统无法获取配电支路运行状态及故障信息，从而增加了故障隔离及定位难度，且故障解除后需要人工闭合或更换，大大增加了管理和维护工程量，已不能满足船舶配电系统对信息化、数字化和智能化的要求。

船舶负载特性复杂，负载大小、位置及电缆走线多样，为避免出现误保护或母线电压跌落，必须做到状态识别精准、故障响应迅速，其动作时间必须严格控制在微秒级；而针对大电流冲击性负载，为保证其安全、可靠启动，不仅需要快速进入限流模式，且需在限流模式下持续运行一定时间，其瞬时耐受功率可高达数百kW，这对研制性能优异、运行稳定的直流智能配电模块提出了严峻挑战。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对背景技术中现有技术方案的不足及船舶终端配电系统面临的技术挑战，提供一种低压大功率直流智能配电模块。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是提供了一种船用低压大功率直流智能配电模块，其特征在于：包括功率电路、缓冲电路、检测电路、控制电路、驱动电路和辅助电源；

所述功率电路，包括功率器件，用于将集中供电系统的供电电源分配给受电负载；

所述缓冲电路，包括电容C1和TVS二极管，以降低线路杂散电感造成的电压尖峰和系统中的浪涌电压，保护功率器件和负载免受电压冲击；

所述检测电路，包括检测电阻、热敏电阻和信号调理电路，实现输入输出电压、负载电流和工作温度的采集和调理，并反馈至控制电路；

所述控制电路，包括工作状态评测单元、通断控制单元、故障诊断单元、限流单元和通讯单元，根据所述检测电路提供的参数，判断供电电源、配电支路及自身的工作状态，发出控制指令至驱动电路，并实时上传运行状态及工作参数至监控系统；

所述驱动电路，用于接收控制电路提供的控制信号，实现功率放大，驱动功率器件进行动作；

所述辅助电源用于为直流智能配电模块各功能电路提供辅助供电。

优选地，所述功率电路包括功率器件、功率电阻R1、直流电源输入端和直流电源输出端；

所述功率器件由大功率、低通态阻抗MOSFET并联而成，MOSFET的漏极连接直流电源输入端，源极通过检测电阻Rs连接直流电源输出端，栅极连接驱动电路的输出端；