專利名稱：一種基于微控制器實現的固態功率控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及微控制器實現的固態功率控制器，屬電力電子與電工技術領域。
背景技術：
配電領域一般采用電磁繼電器或者固體繼電器實現開關控制，配合熔斷器實現線路電流過載保護。過載情況下熔斷器熱量積累使其自身導體溫度升高，達到熔點后，熔斷導體材料，斷開線路起到保護作用。熔斷時間取決于線路過載電流的大小，過載電流越大，熔斷速度越快。熔斷器熔斷后，只有通過更換完好熔斷器才能再次恢復導通。本發明固態功率控制器基于微控制器實現電子式的反時限跳閘保護，可以將開關控制、熔斷保護的功能集成，同時具有跳閘保護復位再導通、線路狀態監測的特點。
發明內容
本發明技術解決問題是:克服現有技術的不足，提供一種基于微控制器實現的固態功率控制器，具有保護參數更改性、過載跳閘保護的特點，大大提高系統過載保護的有效性。本發明的技術解決方案:一種基于微控制器實現的固態功率控制器包括:信號隔離電路、隔離電源、微控制器、AD模數轉換器、放大器、比較器、驅動電路、檢測電阻和功率MOSFET ;隔離電源接收外部5V供電后產生內部隔離5V、10V電源，為整個控制器供電；外部控制命令經過信號隔離電路產生隔離信號送到微控制器，微控制器根據隔離信號的控制命令控制驅動電路，驅動電路接收到驅動導通命令后驅動功率MOSFET導通，線路電流經過檢測電阻至負載，負載得到配電；線路電流在檢測電阻上的電流壓降經放大器調理放大分別進入比較器與AD模數轉換器；負載電流達到短路狀態時，調理后的電流信號弓I起比較器翻轉，形成瞬時跳閘信號，微控制器接收此狀態后立即關斷功率MOSFET ;負載電流過載尚未達短路狀態時，微控制器接收AD模數轉換后的電流信號，微控制器內部的軟件跳閘算法進行反時限熱量積累運算，得到熱量結果，將所述熱量結果與設定的參考值比較，當達到保護限值時，微控制器立即輸出信號通過驅動電路控制關斷功率MOSFET輸出；負載電流負載在額定值及以下，根據控制器命令控制功率MOSFET輸出導通或者關斷；微控制器根據負載電流值大小、是否處于跳閘狀態，指示相應的狀態，經過信號隔離電路對外輸出；所述軟件跳閘算法進行反時限熱量積累的運算公式為:
權利要求
1.一種基于微控制器實現的固態功率控制器，其特征包括:信號隔離電路、隔離電源、微控制器、AD模數轉換器、放大器、比較器、驅動電路、檢測電阻和功率MOSFET ;隔離電源接收外部5V供電后產生內部隔離5V、10V電源，為整個控制器供電；外部控制命令經過信號隔離電路產生隔離信號送到微控制器，微控制器根據隔離信號的控制命令控制驅動電路，驅動電路接收到驅動導通命令后驅動功率MOSFET導通，線路電流經過檢測電阻至負載，負載得到配電；線路電流在檢測電阻上的電流壓降經放大器調理放大分別進入比較器與AD模數轉換器；負載電流達到短路狀態時，調理后的電流信號引起比較器翻轉，形成瞬時跳閘信號，微控制器接收此狀態后立即關斷功率MOSFET ;負載電流過載尚未達短路狀態時，微控制器接收AD模數轉換后的電流信號，微控制器內部的軟件跳閘算法進行反時限熱量積累運算，得到熱量結果，將所述熱量結果與設定的參考值比較，當達到保護限值時，微控制器立即輸出信號通過驅動電路控制關斷功率MOSFET輸出；負載電流在額定值及以下，根據控制器命令控制功率MOSFET輸出導通或者關斷；微控制器根據負載電流值大小、是否處于跳閘狀態，指示相應的狀態，經過信號隔離電路對外輸出； 所述軟件跳閘算法進行反時限熱量積累的運算公式為:
2.根據權利要求1所述的一種基于微控制器實現的固態功率控制器，其特征在于:所述微控制器能夠通過協議設計以總線串行通信方式工作；所述軟件程序中的跳閘時間參數R、C能夠通過通信指令在線更改，以實現更改固態功率控制器功率等級的目的。
全文摘要
一種基于微控制器實現的固態功率控制器，包括信號隔離電路、隔離電源、微控制器、AD模數轉換器、放大器、比較器、驅動電路、檢測電阻和功率MOSFET組成。通過比較器、瞬時跳閘參考電壓產生瞬時跳閘保護信號。通過檢測電阻、放大器、AD模數轉換器，線路電流信號形成微控制器內部的數字電流信號。微控制器利用本發明中的方法可以實現對線路電流的熱量積累計算，對超過額定電流的過載情況產生反時限跳閘保護信號，驅動供電線路開關及時關斷，起到保護線路作用，本發明具有熱量記憶功能。本發明可監測負載電流、跳閘狀態。
文檔編號H02H3/08GK103094875SQ201210593908
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者許傳明 申請人:中國航天時代電子公司