[实用新型]100A大电流直流大功率固态功率控制器

说明书

本实用新型涉及一种100A大电流直流大功率固态功率控制器，包括MCU及多个并联的MOSFET，MCU经由驱动电路与各MOSFET的栅极相连，各MOSFET的漏极相连形成输出端，MCU经由电压采集电路采集输出端的电压，其特征在于，所述驱动电路包括信号运算放大单元一及开关电路单元，MCU的控制信号输出端连接信号运算放大单元一的一个输入端，信号运算放大单元一的另一个输入端与开关电路单元的输出端相连，开关电路单元的输入端与MCU的调制信号输出端相连，信号运算放大单元的输出端连接各MOSFET的栅极。本实用新型采用多管并联分路采样反馈控制均流技术及变频电压采样技术，开通关断的触发脉冲具有足够快的上升和下降速度，脉冲前后沿陡峭。

技术领域

本实用新型涉及一种大功率负载的通断电控制装置，适用于飞机、舰船、车辆等二次电源分配系统，对较大用电负载进行供电控制和保护，同时参数采集，并对其故障状态进行监控上报。

背景技术

目前大飞机、战斗机和装甲车等重点型号装备应用了固态二次配电装置，智能配电技术及固态功率控制技术被大量的应用、验证，装备供配电系统性能提升了一大截。

随着装备上系统集成度越来越高，电子产品负载数量骤增，单体设备的额定功率和瞬时功率成倍增加，负载任务剖面、供电时序及供电特性也愈加复杂。但目前国内市场还没有性能稳定的带载能力能达到100A的大功率固态功率控制器(以下简称为SSPC)。

SSPC是一种以功率MOSFET为开关器件，结合计算机通信控制技术的一种智能开关，它集成了传统配电系统中的继电器、断路器及熔断器功能，兼具电流电压数据采集及状态监控功能和数据上报能力。

MOSFET是一种电压场控制型功率控制器件，静态时不需要输入电流，在开关时需对输入电容充放电，输入阻抗高、噪声低、开关速度高、开关损耗小。MOSFET属于多数载流子器件，没有少数载流子存储效应引起开关时间的延迟，通常不会发生正向偏置二次击穿，而在反向偏置时只有电气方面的因素使其电流密度达到雪崩注入值，而与热应力无关。MOSFET导通电阻较双极型晶体管、晶闸管等都小，适用于中小功率的电源产品。MOSFET的导通电阻具有正温度系数特性，即随着工作环境温度的上升，其导通电阻会增加，相应的通过其导电沟道的电流也会减小。电流减小后，耗散功率降低，温度就会下降，导通电阻又会减小，这样的负反馈特性使MOSFET本身非常适合于并联使用。

随着功率MOSFET制造工艺快速发展，单个器件的通流能力成倍增加，导通电阻也不断减小，抗雪崩能力和安全工作区域范围也有一定的提升，这些都为大功率固态功率控制器的研制奠定了良好的基础。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种带载能力能达到100A的大功率固态功率控制器。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种100A大电流直流大功率固态功率控制器，包括MCU及多个并联的MOSFET，MCU经由驱动电路与各MOSFET的栅极相连，各MOSFET的漏极相连形成输出端，MCU经由电压采集电路采集输出端的电压，其特征在于，所述驱动电路包括信号运算放大单元一及开关电路单元，MCU的控制信号输出端连接信号运算放大单元一的一个输入端，信号运算放大单元一的另一个输入端与开关电路单元的输出端相连，开关电路单元的输入端与MCU的调制信号输出端相连，信号运算放大单元的输出端连接各MOSFET的栅极；

电压采集电路包括串联在输出端上的分压电阻R38及分压电阻R39，分压电阻R39接地，分压电阻R38的两端与信号运算放大单元二的输入端相连，信号运算放大单元二的输出端与一阶数字滤波单元的输入端相连，一阶数字滤波单元的输出端连接MCU。

优选地，每个所述MOSFET的栅极与栅极电阻串联后连接所述驱动电路。

优选地，将所有并联的所述MOSFET置于统一散热壳体上，并在印制电路板上紧靠在同一区域。