基于固態(tài)功率控制器的反時(shí)限過流保護(hù)研究

陳群 ，周潔敏，洪峰，鄭罡，習(xí)志揚(yáng)

（1.南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院，江蘇 南京 211106；2.南京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院，江蘇 南京 211106）

隨著航空航天器朝著多電化/全電化方向發(fā)展，其中用電設(shè)備的數(shù)量急劇增加，功率需求越來越大，對(duì)配電系統(tǒng)的性能指標(biāo)及可靠性提出了更高的要求。固態(tài)配電技術(shù)的核心器件——固態(tài)功率控制器（solid state power controller，SSPC），用晶體管電子器件替代機(jī)械開關(guān)、繼電器以及斷路器等，使SSPC具有開關(guān)速度快、不產(chǎn)生電弧、內(nèi)部無活動(dòng)原件、無機(jī)械磨損、過載保護(hù)精度高、電氣隔離以及抗干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)。其中反時(shí)限過流保護(hù)是實(shí)現(xiàn)高性能配電及高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)之一。

SSPC的過流保護(hù)特性需要與負(fù)載過熱特性相匹配，常采用負(fù)載的I2t反時(shí)限過流保護(hù)曲線模擬出負(fù)載的溫度變化規(guī)律，SSPC就可以在負(fù)載過載時(shí)及時(shí)地從電網(wǎng)上剝離負(fù)載，從而起到保護(hù)配電系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)外在SSPC上實(shí)現(xiàn)反時(shí)限過流保護(hù)的方法主要有兩種，分別是算法研究[1]與硬件電路相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)。算法研究通常將“熱記憶”與I2t反時(shí)限保護(hù)曲線相結(jié)合，進(jìn)行熱量累計(jì)，并根據(jù)保護(hù)時(shí)間間隔的時(shí)長(zhǎng)來判斷是否需要考慮熱量累積所產(chǎn)生的影響，從而更加準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)反時(shí)限過流保護(hù)。有采用復(fù)雜可編程邏輯控制器件（complex programmable logic device，CPLD）[2]實(shí)現(xiàn)了SSPC的反時(shí)限過流保護(hù)技術(shù)。另外還有文獻(xiàn)報(bào)道采用基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（field-program-mable gate array，F(xiàn)PGA）[3]實(shí)現(xiàn) SSPC的反時(shí)限過流保護(hù)技術(shù)，通過熱量累積計(jì)算，同時(shí)進(jìn)行模擬散熱過程，將累積的熱量乘以采樣次數(shù)與熱量閾值進(jìn)行比較，大于熱量閾值則迅速進(jìn)行跳閘保護(hù)，小于熱量閾值則進(jìn)入下一個(gè)采樣周期進(jìn)行下一輪熱量累積計(jì)算?！?br>