一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器制造技术

本实用新型专利技术属于电力电子控制技术领域，具体涉及一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器，包括直流电源、两个MOS管、输出滤波电感、输出滤波电容、微控制器，两个所述MOS管串接后与所述直流电源并联，所述输出滤波电感的一端连接在两个所述MOS管的中间，所述输出滤波电感的另一端与所述输出滤波电容连接，所述输出滤波电容另一端接地，两个所述MOS管、所述输出滤波电感、所述输出滤波电容构成一个BUCK半桥电路；所述MOS管还与所述微控制器电性连接；包括至少3组所述BUCK半桥电路，3组所述BUCK半桥电路相互并联。能解决现有技术中固态功率控制器无法在现过流、短路以及带大容量容性负载启动时恒流输出及保护功能的问题。容性负载启动时恒流输出及保护功能的问题。容性负载启动时恒流输出及保护功能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器


[0001]本技术属于电力电子控制
，具体涉及一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器。

技术介绍

[0002]随着配电领域数字化、智能化进程的不断推进，功率配电任务属性逐渐趋向于复杂化与精细化，用电设备数量不断增加，对供配电系统的功率等级、自动智能化、可靠性等均提出了更高的需求。传统的机电式配电系统(继电器、断路器、配电箱等)集成度低、体积重量大、自动化数字化程度低、大电流触点拉弧、可靠性差等缺点已无法满足各配电领域的使用需求。
[0003]固态功率控制器(SSPC)作为集继电器转换功能和断路器保护功能于一体的新型配电与保护执行器件,具有集成化,智能化等诸多优点，能够实现电源系统的统一管理与自主运行。
[0004]目前固态功率控制器仅能够实现对配电通路的单一开通与关断控制，而无法实现在主通路出现过流、短路以及带大容量容性负载启动时恒流输出及保护功能。因此设计一种能够解决上述问题的交流固态功率控制器具有积极的现实意义。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器，以解决现有技术中固态功率控制器无法实现在过流、短路以及带大容量容性负载启动时恒流输出及保护功能的问题。
[0006]本技术实施例提供一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器，包括直流电源、两个MOS管、输出滤波电感、输出滤波电容、微控制器，两个所述MOS管串接后与所述直流电源并联，所述输出滤波电感的一端连接在两个所述MOS管的中间，所述输出滤波电感的另一端与所述输出滤波电容连接，所述输出滤波电容另一端接地，两个所述MOS管、所述输出滤波电感、所述输出滤波电容构成一个BUCK半桥电路；所述MOS管还与所述微控制器电性连接；
[0007]包括至少3组所述BUCK半桥电路，3组所述BUCK半桥电路相互并联。
[0008]作为本技术的优选方式，还包括输入滤波电容，所述输入滤波电容与所述直流电源并联。
[0009]作为本技术的优选方式，还包括输入电压钳位TVS管，所述输入电压钳位TVS管与所述直流电源并联。
[0010]作为本技术的优选方式，每个所述BUCK半桥电路的上桥臂的所述MOS管上均连接有RCD吸收电路。
[0011]作为本技术的优选方式，还包括输入电压采样电阻，所述输入电压采样电阻与所述直流电源并联，所述输入电压采样电阻还与所述微控制器电性连接。
[0012]作为本技术的优选方式，还包括输出电流采样电阻，所述输出电流采样电阻一端与所述输出滤波电感连接，另一端与所述输出滤波电容连接，所述输出电流采样电阻还与所述微控制器电性连接。
[0013]作为本技术的优选方式，还包括输出电压采样电阻，所述输出电压采样电阻一端与所述输出电流采样电阻连接，另一端接地，所述输出电压采样电阻还与所述微控制器电性连接。
[0014]本技术的有益效果在于：
[0015]本技术将BUCK变换拓扑与固态功率控制器相结合，综合两种电路拓扑的工作模式，在实现配电通路开关控制的同时，集成软启动与恒流输出控制功能，可有效实现固态功率控制器在完成功率配电通道智能开关控制的同时，具备缓启及恒流控制模式，提高整机设备的集成度。多组并联BUCK桥臂方案，可根据实际使用功率，快速增减并联桥臂数量实现按需扩容的需求，在简化产品设计的同时，使产品具有更高的稳定性及可靠性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本技术实施例的电路结构示意图；
具体实施方式
[0018]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
[0019]本技术实施例公开了一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器，参照图1所示，包括直流电源、两个MOS管、输出滤波电感、输出滤波电容、输出电流采样电阻、输出电压采样电阻、微控制器。将输入电压采样电阻与直流电源并联，再将两个MOS管串接后与直流电源、输入电压采样电阻进行并联。输出滤波电感的一端连接在两个MOS管的中间，而输出滤波电感的另一端与输出滤波电容连接，输出滤波电容另一端接地。两个MOS管、输出滤波电感、输出滤波电容构成一个BUCK半桥电路，其中一个MOS管为上桥臂，另一个MOS管为下桥臂。
[0020]为了提高固态控制器的使用效能，本技术在结构上至少包括3组BUCK半桥电路，3组BUCK半桥电路相互并联。在图1中可见，其中U1与U2构成一组桥臂，U3与U4构成一组桥臂，U5与U6构成一组桥臂。
[0021]更进一步地，在每个BUCK半桥电路的上桥臂的MOS管上均连接有RCD吸收电路。RCD吸收电路主要用于吸收MOS管在关断瞬间，MOS管DS两端的电压尖峰，在MOS管导通后，电容C通过电阻R及MOS管构成放电回路，电容完成放电，当MOS管关断瞬间，电容C通过二极管D可实现对MOS管DS间的能量的快速吸收，同时利用电容的隔直特性，在MOS管正常关断的时候，阻断输入与输出连接。
[0022]为了使本技术运行起来更加安全可靠、更加智能，本技术还包括输入滤
波电容、输入电压钳位TVS管、输入电压采样电阻、输出电流采样电阻、输出电压采样电阻。
[0023]在具体结构上，输入滤波电容与所述直流电源并联，输入电压钳位TVS管与所述直流电源并联，用于抑制输入端口的异常高压。输入电压采样电阻与直流电源并联，输入电压采样电阻还与微控制器电性连接；输出电流采样电阻一端与输出滤波电感连接，另一端与输出滤波电容连接，输出电流采样电阻还与微控制器电性连接。输出电压采样电阻一端与输出电流采样电阻连接，另一端接地，输出电压采样电阻还与微控制器电性连接。输入电压采样电阻、输出电流采样电阻、输出电压采样电阻用于采各自对应的电路信号，将采集到的信号反馈给微处理器，再将MOS管与微处理器连接，通过微处理器来控制MOS管的开关。
[0024]启动时，由微控制器对各组输出通路的输出电流进行采集，当L1、L2、L3中的电流不超过限制电流时，控制U1、U3、U5开关管持续保持导通状态，实时采集输入电压、输出电压以及输出电流值，同时接收控制信号执行通道的开关控制，实现基本的固态功率控制器配电功能；当在启动过程或运行过程中，检测到输出电流达到或超过限流阈值，则其工作模式立刻切换到输出调制模式，根据各通道输出电流值大小调节各组BUCK变换桥臂MOS管的工作占空比，实现对总输出电流的控制，达到恒流输出效果，U1、U3、U5为上桥臂，其主要控制功率输出，U2、U4、U6为下桥臂，主要实现回路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器，其特征在于，包括直流电源、两个MOS管、输出滤波电感、输出滤波电容、微控制器，两个所述MOS管串接后与所述直流电源并联，所述输出滤波电感的一端连接在两个所述MOS管的中间，所述输出滤波电感的另一端与所述输出滤波电容连接，所述输出滤波电容另一端接地，两个所述MOS管、所述输出滤波电感、所述输出滤波电容构成一个BUCK半桥电路；所述MOS管还与所述微控制器电性连接；包括至少3组所述BUCK半桥电路，3组所述BUCK半桥电路相互并联。2.根据权利要求1所述的一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器，其特征在于，还包括输入滤波电容，所述输入滤波电容与所述直流电源并联。3.根据权利要求1所述的一种基于多BUCK桥臂并联的可限流固态功率控制器，其特征在于，还包括输入电压钳位TVS管，所述输入电压钳位TVS管与所述直流电源并联。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘武超，朱学政，
申请(专利权)人：洛阳华九电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：