[发明专利]一种固态配电装置

说明书

本申请公开了一种固态配电装置，该装置包括控制单元、功率单元、以及与功率单元电连接的驱动单元；功率单元具有多路功率输出通道，每路功率输出通道均包括功率支路与限流支路，且每条支路至少并联一个场效应管；驱动单元包括驱动器件，通过驱动器件驱动场效应管的启闭，实现对应的功率输出通道的通断；控制单元与驱动单元连接，用于接收上位机指令控制驱动单元，以及，采集各路功率输出通道的物理信号上传至上位机，以实时监测配电状态；本发明采用场效应管作为“无触点”开关，速度快响应时间短，能够实现过电压、过电流、短路保护功能，减轻了装置的质量与体积；并通过控制单元实时监测各通道的供电电压、电流等状态，保证设备用电的安全。

技术领域

本申请涉及固态配电技术领域，更具体地，涉及一种固态配电装置。

背景技术

近年来，随着电力电子技术及其控制技术的高速发展，固态配电技术在各种电设备中得到了迅速的发展。在传统的配电系统中主要通过继电器、过载保护器等完成对用电设备的配电控制,但往往由于这些配电元件或某一用电负载的失效导致航天器无法正常工作,又无法通过遥测或其他方式获得系统的故障信息,所以难以对系统进行故障诊断和修复。

相对常规式配电系统而言，固态配电系统具有重量轻、体积小，可靠性高，易实现实时监测和模块化管理，自修复和容错能力强等优点。固态配电方式采用固态功率控制器(Solidstate power controller,简称为SSPC)代替传统配电方式中的继电器和过载保护器,不仅可以根据任务的需求实现对负载的通断控制,而且在负载或配电线路出现故障时可以为电源和配电系统提供全面保护。基于固态配电技术和计算机综合控制技术可以实现电源系统高度自主运行,在电源系统局部故障时实现对系统的重构,可以为航天器的健康管理提供大量的有用信息,大大提高航天器的可靠性。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种固态配电装置，能够高效快速保护电路，具有高可靠性和容错能力。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种固态配电装置，包括控制单元、功率单元、以及与所述功率单元电连接的驱动单元；

其中，所述功率单元具有多路功率输出通道，每路功率输出通道均包括功率支路与限流支路，且每条支路至少并联一个场效应管；

所述驱动单元包括驱动器件，该驱动单元用于通过所述驱动器件驱动所述场效应管的启闭，实现对应的所述功率输出通道的通断；

所述控制单元与驱动单元连接，其用于接收上位机指令控制所述驱动单元，以及，采集各路功率输出通道的物理信号上传至上位机，以实时监测配电状态。

进一步的，上述固态配电装置，所述限流支路上的场效应管同时与一限流电阻串联，所述驱动器件通过驱动所述功率支路上并联的所述场效应管的启闭实现功率输出通道的通断，或通过驱动所述限流支路上的与限流电阻串联的场效应管的启闭实现功率输出通道的通断。

进一步的，上述固态配电装置，所述功率输出通道的通断具体如下实现：

当所述功率输出通道电路中电流大于预设电流值时，所述驱动器件驱动所述场效应管关闭，实现功率输出通道的断开；

当所述功率输出通道电路中电流不大于预设电流值时，所述驱动器件驱动所述场效应管开启，实现功率输出通道的开启；

进一步的，上述固态配电装置，每路所述功率输出通道还包括取样电阻、瞬态抑制二极管与快恢复二极管；

其中，所述功率支路与限流支路并联，所述取样电阻与上述功率支路与限流支路的并联电路串联，形成串联支路，所述瞬态抑制二极管与该串联支路并联，形成并联支路，所述快恢复二极管与该并联支路串联。

进一步的，上述固态配电装置，还包括防雷组件，所述防雷组件并联在输入母线上，用于实现电磁能量的吸收与泄放。