[发明专利]用于高电流脉冲电源的短路控制

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高电流脉冲电源的短路控制。

背景技术

在使用电池或其他蓄电装置作为主电源的应用中，通常包括用以判定电源中是否存在短路故障的短路检测。当检测到短路时，短路检测电路还能够将电源与负载隔离，从而防止负载经历能够干扰负载操作的过载故障电流。另外，经常包括用以在主电源由于短路故障而与负载隔离时继续向负载提供功率的备用电源。使用备用电源的系统还包括用于检测所连接的备用电源中的短路的检测电路。附加检测电路的包括给这些系统的构造增加了重量和成本。

一种标准短路检测方法使用与控制器结合的电流传感器来检测电源的输出电流何时超过电流阈值。当输出电流超过电流阈值时，控制器确定存在短路并将电源隔离。该阈值设定为预期的短路电流，其高于用于标准操作的电流。

发明内容

公开了一种用于控制高电流脉冲电源的方法。该方法使用电流传感器来检测负载电流；并且当负载电流超过电流量值阈值达到大于过载电流持续时间阈值的持续时间时，将电源与负载隔离。

还公开了一种具有电联接到开关驱动器的控制器的电源电路。该电源电路还具有多个功率通道，所述功率通道中的每一个将多个电源中的一个连接到负载功率输入并且所述功率通道中的每一个电联接到该开关驱动器。电源电路还具有连接到负载功率输入和控制器的电流传感器。该电流传感器能够检测负载输入电流并将该负载输入电流通信到控制器。

从下文的说明书和附图能够最好地理解本公开的这些和其他特征，下文是简要描述。

附图说明

图1 示意性示出了用于具有主和备用电源的电气系统的电源电路以及短路检测方案。

图2是图示用于检测高电流脉冲电源系统中的短路的方法的流程图。

具体实施方式

一些电气系统使用高量值的电流脉冲来运行。在这些系统中，预期的短路电流能低于高量值电流脉冲的量值。当期望的电流具有超过预期短路电流的脉冲量值时，已知的短路检测电路能导致错误的短路检测。

图1示意性示出了高电流脉冲电源电路100。电源电路100包括主电源110和副（备用）电源120。电源110、120中的每一个具有连接到对应开关电路130的输出功率线112、122并且可以是任意已知类型的电源。在一个实例中，电源110、120中的每一个是一个或多个电池。将输出功率线112、122和开关电路130的组合称为功率通道116、126。开关电路130中的每一个能够将对应的输出功率线112、122连接到向负载140提供功率的负载功率输入142。开关电路130通过开关驱动器150控制，而该开关驱动器150继而通过微控制器160（可替代地，称为控制器160）控制。电流传感器170监控在负载功率输入142上流入负载140中的电流，并且向微控制器160提供控制信号172，从而向微控制器160提供流入负载140中的电流的量值。电源110、120中的每一个还包括与微控制器160的控制连接114、124。控制连接114、124允许控制器160检测诸如剩余功率的电源统计。控制器160还能够控制从电源110、120的功率输出。

在标准操作中，每个电源110、120经由功率通道116、126连接到负载140。每个功率通道116、126内的开关装置130配置为使得它能够中断输出功率线112、122。电源110、120中的每一个通过其对应的功率通道116、126连接到负载功率输入142，从而允许控制器160将任何具有短路故障的电源110、120隔离。

当负载140需要周期性的高电流负载尖峰脉冲(spike)用于正常操作时，标准短路检测技术将错误地对每个电流尖峰脉冲报错，并因此是不适当的。代替地，图1中示出的控制器160利用电流传感器170和一对电流阈值来确定何时存在短路。以实例的方式，电流传感器170能是霍耳效应传感器。

电流传感器170检测负载功率输入142处的电流的量值并且确定该电流是否超过电流量值阈值。该电流量值阈值设定为预期的短路输出电流，并且只要超过该预期的短路输出电流就报错（trip）。当超过电流量值阈值时，控制器160确定已超过该电流量值阈值多久，并将超过电流量值阈值的持续时间与过载电流持续时间阈值相比较。当电流量值阈值和持续时间阈值均被超过时，控制器160确定存在短路故障。这样，控制器160能够将超过电源110、120的预期短路电流的期望的高电流负载尖峰脉冲与由电源110、120或负载140内的短路导致的连续故障电流区别开来。