270V直流固态功率控制器研究
发布时间：2021-05-21 12:36
固态功率控制器（Solid-State Power Controller,SSPC）是由半导体器件组成的开关器件,其具有无机械触点、无电弧、响应速度快、电磁干扰小、工作寿命长、可靠性高等特点。同时,固态功率控制器具有在线测试（Built-In-Test,简称BIT）接口,便于复杂的配电系统数字化管理,提高系统的可靠性,是现代飞机供电系统中重要组成部件之一。本文主要工作内容如下:首先,通过探讨直流固态功率控制器的原理,分析其组成的功能模块和各模块之间的功能关系。研究适合270V直流固态功率控制器电流检测的方法,包括电阻采样检测和霍尔效应检测。通过模拟断路器过流保护特性,建立固态功率控制器过流保护数学模型,并进行计算和仿真,分析额定电流、1.25倍过流、2倍过流、3倍过流时的工作特性表和特性曲线。研究适合270V直流固态功率控制器驱动电路的隔离关键元器件光电耦合器和隔离变压器。研究功率输出电路中关键功率器件:双极型晶体管（BJT）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、功率场效应管（MOSFET）。其次,设计50A大功率270V直流固态功率控制器电路,包括电源电路、应急控制电路、状态输出电路、单...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 飞机电源系统发展历史
1.1.2 飞机配电系统发展历史
1.1.3 固态功率控制器的发展历史
1.2 本文主要研究目标
1.3 主要研究内容
第二章 直流固态功率控制器原理和关键技术研究
2.1 直流固态功率控制器原理
2.2 270V直流固态功率控制器关键技术研究
2.2.1 电流检测及保护技术
2.2.2 功率输出技术
2.3 本章小结
第三章 270V直流固态功率控制器设计
3.1 电路设计
3.1.1 电源电路
3.1.2 应急控制电路
3.1.3 状态输出电路
3.1.4 单片机主控电路
3.1.5 输出及开关检测电路
3.1.6 隔离驱动电路
3.1.7 短路保护和超压保护电路
3.1.8 电流检测电路
3.1.9 电压检测电路
3.1.10 时序控制电路
3.1.11 总线电路
3.2 结构设计
3.3 热设计
3.3.1 温升计算
3.3.2 热仿真分析
3.4 接口关系
3.5 通信协议设定
3.5.1 协议概述
3.5.2 详细通信协议
3.6 本章小结
第四章 270V直流固态功率控制器可靠性分析与试验验证
4.1 270 V直流固态功率控制器样机测试
4.1.1 270 V直流固态功率控制器测试平台
4.1.2 测试结果
4.2 可靠性分析
4.2.1 可靠性模型
4.2.2 可靠性预计
4.3 试验及可靠性计算
4.3.1 试验
4.3.2 可靠性计算
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于闭环霍尔效应的电流传感器设计[J]. 赖俊驹,彭浩,胡金磊,黄石华,王文博. 新型工业化. 2018(09)
[2]一种高压直流固态功率控制器的设计[J]. 亢洁,李玉婷. 电脑知识与技术. 2017(24)
[3]反时限过流保护模型优化与曲线交叉研究[J]. 韦嘉,柏瑜,熊兰,杨子康,肖波. 电测与仪表. 2015(09)
[4]反时限过流保护算法在固态功率控制器中的运用[J]. 张雄林,张黎,王亨勇. 兵工自动化. 2014(06)
[5]配电网中分布式电源的选址定容和电流保护策略[J]. 付文秀,范春菊,杨炼,陈彬,陈金祥,惠东. 电力系统自动化. 2014(10)
[6]低压大电流系统短路保护设计[J]. 张兴,赵永瑞,杨熙,廖秋琴. 电子技术应用. 2014(02)
[7]装备系统BIT权衡分析与选择技术研究[J]. 陈希祥,邱静,刘冠军. 仪器仪表学报. 2011(09)
[8]分布式环形飞机配电系统设计[J]. 姜忠山,于开民,张树团. 电子设计工程. 2010(09)
[9]飞机新型配电系统标准介绍[J]. 王宏霞,史伟. 航空标准化与质量. 2010(03)
[10]航天器新型固态配电技术研究[J]. 郑先成,张晓斌,高朝晖,吴小华. 宇航学报. 2008(04)
硕士论文
[1]基于电热仿真的固态功率控制器设计与实现[D]. 郑志洪.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于FPGA的固态功率控制器的设计与实现[D]. 刘红奎.西安电子科技大学 2013
[3]飞机电源系统配电技术研究[D]. 金静.上海交通大学 2012
[4]飞机270V高压直流供电系统结构及仿真技术研究[D]. 陈卫华.南京航空航天大学 2010
[5]飞机DCBPCU及其可靠性技术研究[D]. 黄仙密.南京航空航天大学 2008
[6]交流固态功率控制器的研究[D]. 陈昌林.南京航空航天大学 2008
[7]直流固态功率控制器的研究[D]. 张敏.南京航空航天大学 2008
[8]基于CPLD控制的直流固态功率控制器的设计[D]. 陈再春.西北工业大学 2007
本文编号：3199717
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 飞机电源系统发展历史
1.1.2 飞机配电系统发展历史
1.1.3 固态功率控制器的发展历史
1.2 本文主要研究目标
1.3 主要研究内容
第二章 直流固态功率控制器原理和关键技术研究
2.1 直流固态功率控制器原理
2.2 270V直流固态功率控制器关键技术研究
2.2.1 电流检测及保护技术
2.2.2 功率输出技术
2.3 本章小结
第三章 270V直流固态功率控制器设计
3.1 电路设计
3.1.1 电源电路
3.1.2 应急控制电路
3.1.3 状态输出电路
3.1.4 单片机主控电路
3.1.5 输出及开关检测电路
3.1.6 隔离驱动电路
3.1.7 短路保护和超压保护电路
3.1.8 电流检测电路
3.1.9 电压检测电路
3.1.10 时序控制电路
3.1.11 总线电路
3.2 结构设计
3.3 热设计
3.3.1 温升计算
3.3.2 热仿真分析
3.4 接口关系
3.5 通信协议设定
3.5.1 协议概述
3.5.2 详细通信协议
3.6 本章小结
第四章 270V直流固态功率控制器可靠性分析与试验验证
4.1 270 V直流固态功率控制器样机测试
4.1.1 270 V直流固态功率控制器测试平台
4.1.2 测试结果
4.2 可靠性分析
4.2.1 可靠性模型
4.2.2 可靠性预计
4.3 试验及可靠性计算
4.3.1 试验
4.3.2 可靠性计算
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于闭环霍尔效应的电流传感器设计[J]. 赖俊驹,彭浩,胡金磊,黄石华,王文博. 新型工业化. 2018(09)
[2]一种高压直流固态功率控制器的设计[J]. 亢洁,李玉婷. 电脑知识与技术. 2017(24)
[3]反时限过流保护模型优化与曲线交叉研究[J]. 韦嘉,柏瑜,熊兰,杨子康,肖波. 电测与仪表. 2015(09)
[4]反时限过流保护算法在固态功率控制器中的运用[J]. 张雄林,张黎,王亨勇. 兵工自动化. 2014(06)
[5]配电网中分布式电源的选址定容和电流保护策略[J]. 付文秀,范春菊,杨炼,陈彬,陈金祥,惠东. 电力系统自动化. 2014(10)
[6]低压大电流系统短路保护设计[J]. 张兴,赵永瑞,杨熙,廖秋琴. 电子技术应用. 2014(02)
[7]装备系统BIT权衡分析与选择技术研究[J]. 陈希祥,邱静,刘冠军. 仪器仪表学报. 2011(09)
[8]分布式环形飞机配电系统设计[J]. 姜忠山,于开民,张树团. 电子设计工程. 2010(09)
[9]飞机新型配电系统标准介绍[J]. 王宏霞,史伟. 航空标准化与质量. 2010(03)
[10]航天器新型固态配电技术研究[J]. 郑先成,张晓斌,高朝晖,吴小华. 宇航学报. 2008(04)
硕士论文
[1]基于电热仿真的固态功率控制器设计与实现[D]. 郑志洪.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于FPGA的固态功率控制器的设计与实现[D]. 刘红奎.西安电子科技大学 2013
[3]飞机电源系统配电技术研究[D]. 金静.上海交通大学 2012
[4]飞机270V高压直流供电系统结构及仿真技术研究[D]. 陈卫华.南京航空航天大学 2010
[5]飞机DCBPCU及其可靠性技术研究[D]. 黄仙密.南京航空航天大学 2008
[6]交流固态功率控制器的研究[D]. 陈昌林.南京航空航天大学 2008
[7]直流固态功率控制器的研究[D]. 张敏.南京航空航天大学 2008
[8]基于CPLD控制的直流固态功率控制器的设计[D]. 陈再春.西北工业大学 2007
本文编号：3199717
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