[發明專利]艦載電子式斷路器模塊及艦載智能配電系統

在審

• 申請號: 202110305306.8
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112886712A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 何志宏;孫蘋;黃照群;劉文武;吳堅造;林茂多
• 申請（專利權）人: 桂林航天電子有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02H7/26
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發明公開一種艦載電子式斷路器模塊及艦載智能配電系統，每個艦載電子式斷路器模塊由數據處理單元、溫度檢測電路、隔離電源轉換電路、開關量檢測電路、電壓檢測電路、驅動電路、功率輸出電路、電流采集電路、信號判別電路、SPI轉CAN電路、內部CAN接口電路和外部CAN接口電路組成。電子式斷路器模塊基于艦船配電需求，主要用于船舶、潛艇直流配電系統中，用于替代傳統的艦載斷路器。電子式斷路器模塊具有雙CAN總線接口，可實現多個模塊間內部組網，亦可與上位機外部通信；相對于傳統斷路器組成的常規配電系統，由電子式斷路器模塊組成的智能配電系統壽命提高10倍以上。

技術領域

本發明涉及配電技術領域，具體涉及一種艦載電子式斷路器模塊及艦載智能配電系統。

背景技術

由于傳統斷路器為塑封結構，且需手動控制和復位，因此利用傳統斷路器組成的常規艦載配電系統，不但使輸電導線的重量和占用空間大幅度增加，更帶來了系統可維護性和可靠性的降低。隨著新一代艦船的功能和智能化程度迅速提高，傳統艦載斷路器為塑封結構，需手動控制和復位，已不滿足新一代艦船配電系統的需求。

發明內容

本發明所要解決的是現有艦載斷路器已不滿足新一代艦船配電系統的需求的問題，提供一種艦載電子式斷路器模塊及艦載智能配電系統。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

艦載電子式斷路器模塊，由數據處理單元、溫度檢測電路、開關量檢測電路、電壓檢測電路、隔離電源轉換電路、驅動電路、功率輸出電路、電流采集電路、信號判別電路、SPI轉CAN電路、內部CAN接口電路和外部CAN接口電路組成；溫度檢測電路的輸出端與數據處理單元的I²C端口連接；電壓檢測電路的輸入端接外部負載電源，電壓檢測電路的輸出端與數據處理單元的AD1端口連接；開關量檢測電路的輸入端接外部電平控制命令，開關量檢測電路的輸出端與數據處理單元的IO1端口連接；隔離電源轉換電路的輸入端接外部控制電源，隔離電源轉換電路的輸出端與數據處理單元的VCC端口連接；功率輸出電路的負載輸入端接外部負載電源，功率輸出電路的負載輸出端經由電流采集電路接外部負載輸出；電流采集電路的信號輸出端分為兩路，一路與數據處理單元的AD2端口連接，另一路經由信號判別電路與驅動電路連接；驅動電路的輸入端與數據處理單元的CLK和DR1端口連接，驅動電路的輸出端與數據處理單元的JC1和TRIP1端口連接，驅動電路的控制輸出端連接功率輸出電路的控制輸入端；功率輸出電路的反饋端與數據處理單元的IO2端口連接；SPI轉CAN電路的一端與數據處理單元的SPI端口相連，SPI轉CAN電路的另一端與內部CAN接口電路的一端相連，內部CAN接口電路的另一端形成艦載電子式斷路器模塊的內部組網端；外部CAN接口電路的一端與數據處理單元的SPI端口相連，外部CAN接口電路的另一端形成艦載電子式斷路器模塊的外部通信端。

上述驅動電路包括雙通道D觸發器K1、驅動芯片K2、光耦Q4、電容C1-C3、以及電阻R1-R7；雙通道D觸發器K1的2個通道的時鐘端與數據處理單元的CLK端口、電阻R1的一端和電容C1的一端連接；電阻R1的另一端和電容C1的另一端接工作電源地；雙通道D觸發器K1的第一通道的清零端和第二通道的清零端與電阻R7的一端和電容C3的一端連接；電阻R7的另一端接工作電源，電容C3的另一端接工作電源地；雙通道D觸發器K1的電源端接工作電源和電容C4的一端，電容C4的另一端接工作電源地；雙通道D觸發器K1的地端接工作電源地；雙通道D觸發器K1的第一通道的輸入端與數據處理單元的DR1端口連接；雙通道D觸發器K1的第一通道的反相輸出端經由電阻R6與數據處理單元的JC1端口連接；雙通道D觸發器K1的第二通道的輸入端接工作電源地；雙通道D觸發器K1的第二通道的反相輸出端經由電阻R5與數據處理單元的TRIP1端口連接；光耦Q4的輸入端正極接工作電源，光耦Q4的輸入端負極接雙通道D觸發器K1的第一通道的反相輸出端；光耦Q4的輸出端正極接驅動芯片K2的電源端和輸入端正極、電阻R3的一端、電容C2的一端和驅動電源；光耦Q4的輸出端負極接驅動芯片K2的輸入端負極和電阻R3的另一端；驅動芯片K2的輸出端經由電阻R4接功率輸出電路；電容C2的另一端和驅動芯片K2的地端接驅動電源地。