多路固态功率开关数字化集成控制方法

摘要

一种涉及多路固态功率开关数字化集成控制方法，属固态功率开关控制方法。本方法采用微处理器与可编程逻辑器件进行集成控制与管理，同时完成与上位机控制系统进行总线通讯功能。微处理器对多路固态功率开关的I²T反时限保护进行集成控制。I²T跳闸延迟通过定时中断来实现；利用微处理器进行热记忆保护的算法，实现I²T保护；采用可编程逻辑器件对各个通道的控制信号进行逻辑综合。驱动电路采用具有电压自举功能的电平控制型磁隔离驱动保护电路，多路的驱动共用一路高频调制信号，提高集成度。利用定额编码功能，由微处理器在线识别每个功率板的定额，区分不同的I²T跳闸曲线。本方法提高了固态功率开关的功率密度，减小了体积和重量。

主权项

1.一种多路固态功率开关数字化集成控制方法，其特征在于：采用微处理器和可编程逻辑器件对多路固态功率开关进行集中管理和控制，主功率管的驱动控制信号(MAINX)和辅助功率管的驱动控制信号(SUBX)从主控制器发出，分别通过主功率管隔离驱动保护电路和辅助功率管隔离驱动电路来控制主功率管电路和辅助功率管电路的开通与关断，从而实现对负载电能传送的控制；由负载电流检测电路经线性隔离传送给主控制器的电流检测信号(SENSEX)以及由输出电压检测电路经隔离电路分别传送给主控制器的主功率管(MOSFET)开关状态信号(MOSX)，和负载两端的安全电压状态信号(SAVEX)，开关状态信号(MOSX)作为系统的一个状态信号直接由主控制器读入通过总线通讯发往上位机，安全电压状态信号(SAVEX)是负载两端的安全电压状态信号，该安全电压状态信号作为辅助功率管开通的一条件信号，由可编程控制器读入，并在其中做逻辑综合以判断辅助功率管是否开通；每个功率通道还利用型号编码(TYPEX)传送给主控制器，使主控制器能够在线识别各功率通道的定额，并由此对不同定额I2T曲线进行在线识别，所述主控制器包括微处理器(DSP)和可编程逻辑器件(CPLD)，利用微处理器(DSP)完成数据采集、处理、发出控制信号，对每一路的固态开关状态及负载状态采用巡回的检测方法，通过定时中断完成反时限跳闸与热记忆保护；利用可编程逻辑器件(CPLD)对各个固态开关的控制逻辑电路部分进行集成化；利用微处理器的内置通讯接口直接与负载管理中心通过总线进行通讯，即上位机通过总线通讯向各通道控制器发送控制命令，由控制器的微处理器输出主功率管驱动控制信号(MAINX)，经可编程逻辑器件控制主功率管的导通与关断，各通道的电流采样电路输出负载电流检测信号(SENSEX)传送至微处理器(DSP)，微处理器(DSP)经过对信号进行A/D采样并进行数字滤波后进行比较与判断，实现固态功率开关I2T反时限跳闸控制和电路自检测；功率电路经电压采样和检测后输出的主功率管(MOSFET)开关状态信号(MOSX)和负载两端安全电压状态信号(SAVEX)，当满足主功率管关断并负载的电压超出安全电压时，由可编程逻辑器件(CPLD)经过逻辑运算后输出辅助功率管的驱动控制信号(SUBX)，开通辅助功率管快速释放负载上的能量。各路负载状态和主功率管开关状态通过控制总线发送给控制中心，作为上位机监控下位机的信息。