[發(fā)明專利]一種固態(tài)功率控制器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711481424.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108233902A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 常勝
• 申請（專利權(quán)）人: 河南北瑞電子科技有限公司
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082;H03K17/687
• 代理公司: 鄭州銘晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 41134
• 代理人: 張鵬

本發(fā)明公開了一種固態(tài)功率控制器，包括控制保護模塊、電源模塊和光電隔離模塊，電源模塊和光電隔離模塊分別與控制保護模塊相連，電源模塊用于對控制保護模塊提供電源，光電隔離模塊用于將控制信號發(fā)送至控制保護模塊，并實現(xiàn)控制信號與控制保護模塊之間的隔離，控制保護模塊分別連接主功率管和輔助功率管，主功率管經(jīng)分壓電阻與輔助功率管相連，第二功率管兩端并聯(lián)有負載，外部控制信號經(jīng)光電隔離模塊發(fā)送至控制保護模塊，從而控制主功率管和輔助功率管的通斷。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，不僅能夠減小功率管的導通損耗，而且能夠在器件發(fā)生短路故障時及時關(guān)斷功率管，保證系統(tǒng)正常工作，體積小，重量輕，能夠適用于各種負載。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能開關(guān)裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)功率控制器。

背景技術(shù)

固態(tài)功率控制器是集斷路器線路保護功能和固態(tài)繼電器可靠性于一體的智能開關(guān)裝置，具有開關(guān)速度快、無觸點、無電弧、電磁干擾小及可靠性高的優(yōu)點。固態(tài)功率控制器在導通和關(guān)斷的時刻，由于開關(guān)器件的延時，使得電壓和電流有相當?shù)闹睾喜糠郑@就導致了很大的功率損耗，因此固態(tài)功率控制器的開關(guān)器件都采用POSFET管，在開關(guān)管開通前使電壓下降到零，實現(xiàn)零電壓開通，并在開關(guān)管關(guān)斷前，使其電流減小到零，實現(xiàn)零電流關(guān)斷。

但是，現(xiàn)有的固態(tài)功率控制器的功率管在導通時，功率管的導通損耗較大，且功率管的驅(qū)動控制電路比較復雜，從而造成固態(tài)功率控制器的體積增大，可靠性降低。此外，固態(tài)功率開關(guān)管發(fā)生短路故障時，功率電路中會流過很大的沖擊電流，負載發(fā)生短路故障時，功率管的漏-源極電壓快速上升，此時若不及時關(guān)斷功率管則會造成固態(tài)功率控制器的損壞，影響負載的正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)功率控制器，不僅能夠減小功率管的導通損耗，而且能夠在器件發(fā)生短路故障時及時關(guān)斷功率管，保證系統(tǒng)正常工作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種固態(tài)功率控制器，包括控制保護模塊、電源模塊和光電隔離模塊，電源模塊和光電隔離模塊分別與控制保護模塊相連，電源模塊用于對控制保護模塊提供電源，光電隔離模塊用于將控制信號發(fā)送至控制保護模塊，并實現(xiàn)控制信號與控制保護模塊之間的隔離，所述控制保護模塊分別連接主功率管和輔助功率管，主功率管經(jīng)分壓電阻與輔助功率管相連，第二功率管兩端并聯(lián)有負載，外部控制信號經(jīng)光電隔離模塊發(fā)送至控制保護模塊，從而控制主功率管和輔助功率管的通斷。

優(yōu)選地，所述控制保護模塊包括控制器及與控制器相連的主功率管驅(qū)動電路和輔助功率管驅(qū)動電路，主功率管驅(qū)動電路與主功率管的柵極相連，主功率管的源極經(jīng)分壓電阻與輔助功率管的漏極相連，輔助功率管的柵極與輔助功率管驅(qū)動電路相連，負載并聯(lián)在輔助功率管驅(qū)動電路兩端，所述主功率管的漏極及負載分別與電流采樣電路相連，電流采樣電路的輸出端與負載電流檢測電路相連，負載電流檢測電路與控制器相連，所述輔助功率管驅(qū)動電路的源極與電壓采樣電路相連，電壓采樣電路的輸出端與負載電壓檢測電路相連，負載電壓檢測電路與控制器相連。

優(yōu)選地，所述電流采樣電路采集負載兩端的電流，經(jīng)負載電流檢測電路對采集到的電流信號進行處理，并將負載電流狀態(tài)發(fā)送至控制器；電壓采樣電路采集負載兩端的電壓，經(jīng)負載電壓檢測電路對采集到的電壓信號進行處理，并將負載電壓狀態(tài)發(fā)送至控制器，由控制器對負載電流狀態(tài)和負載電壓狀態(tài)信號進行處理，當系統(tǒng)中發(fā)生故障時，控制器發(fā)出主功率驅(qū)動信號和輔助功率驅(qū)動信號，控制主功率管和輔助功率管關(guān)斷。

優(yōu)選地，所述主功率管和輔助功率管均采用MOSFET管。

優(yōu)選地，所述電壓采樣電路采用采樣電阻，電流采樣電路采用霍爾傳感器。