[发明专利]高频开关电源系统使用的直流断路器及过载保护方法

摘要

本发明涉及一种高频开关电源系统使用的直流断路器及过载保护方法，由于DC/DC和AC/DC高频模块电源具有限流功能，当负载端出现过载故障或模块电源出口发生短路时,模块电源的输出电流会限制在一定的电流值，模块电源输出电压接近0V，依靠电流作为判断信号的方法无法对此类故障进行故障判断和保护，在多负载并联系统中，一路负载发生过载或短路故障，如果不能及时切断故障负载，会造成其他正常负载的工作中断，降低了系统的可靠性。本专利提供一种适用于带限流功能的电源系统的过载保护方法，利用负载阻抗作为是否过载的判断依据，当负载端发生过载或短路故障时，能够及时切断故障回路，保证电源系统正常输出，保障其他与故障负载并联的负载能够正常工作，大大提高了带限流功能的电源系统的稳定性和可靠性。

主权项

一种高频开关电源系统使用的直流断路器，由绝缘外壳、执行装置和开关触点、电源接线端子、负载接线端子和控制器构成，其特征在于 ：所述控制器 （4）包括电流采集装置、电压采集装置和信号处理装置，所述电流采集装置采集回路中的电流数据，所述电压采集装置采集电源端的电压数据；所述信号处理装置通过电流采集装置、电压采集装置实时监测系统的电流和电压信号，当负载端发生故障电流时，所述信号处理装置监测到电流或电压信号的变化，并经计算后向执行装置（5）发出断开开关触点的信号;所述计算为根据采集到的数据计算负载阻抗值，所述控制器在逻辑判断中，依靠负载阻抗值大小作为动作与否的判断依据，同时还采用阻抗变化趋势曲线作为判断依据，当负载阻抗变化趋势平稳后，再根据负载阻抗值进行判断是否存在过载情况;所述计算具体为：1） 系统上电完成初始化；2）在 t0 时刻采集电压 U0 和电流 I0，根据欧姆定律计算此时的负载阻抗值 Z0=U0/I0 ；3）经判断，如 Z0 大于额定动作阻抗值 Ze，经时间 t 后采集电流数据和电压数据得到新的 Z0 ；4） 经判断，如果 Z0 小于额定动作阻抗值 Ze，经时间 t 后采集电流数据和电压数据 I1和 U1 并计算得到 t1 时刻的阻抗值 Z1 ；5）计算相邻两次阻抗值之间的差值 Ri=Zi‑Zi‑1（ i=1….N）, 并与波动值 d 进行比较 ；6） 如果 Ri ≥ |d|（ i=1….N），此时不对是否存在故障负载进行判断 ；当连续 N 个 Ri＜ |d| 时则认为负载端存在过载故障，输出控制信号，完成一次保护。