具有限流功能的断路器控制方法、断路器、设备及介质与流程
未命名
08-02
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1.本技术涉及断路器限流技术领域,具体而言,涉及一种具有限流功能的断路器控制方法、断路器、设备及介质。
背景技术:
2.电子式固态断路器是一种新型配电和过载保护装置,它以电力电子器件作为主要的分断开关。所谓固态断路器的主动限流功能,即是在负载发生短路或过载情况下,固态断路器能限制输出电流,或是对大电容负载充电过程中,固态断路器能限制最大充电电流,以比较小的电流完成对电容负载的充电过程。
3.目前,通过降低驱动电平能有效限制功率半导体器件的通流能力,可以覆盖大部分需要短时限流的应用场合,但在一些特殊应用中,例如需要较长时间的限流工况,由于部分功率半导体器件的安全工作区间和封装散热能力的限制,只降低驱动电平的方式往往会有过热问题。
技术实现要素:
4.有鉴于此,本技术实施例提供了一种具有限流功能的断路器控制方法、断路器、设备及介质,以解决降低驱动电平的方式导致功率半导体器件的过热问题。
5.第一方面,本技术实施例提供了一种具有限流功能的断路器控制方法,包括:
6.获取目标脉冲驱动信号,所述目标脉冲驱动信号为具有多个脉冲周期的驱动信号,所述多个脉冲周期的占空比均为预设占空比;
7.根据所述目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在所述多个脉冲周期内间断导通,以在所述多个脉冲周期内对所述开关器件进行限流使得所述开关器件满足预设温升限制。
8.在一可选的实施方式中,所述目标脉冲驱动信号通过如下步骤得到:
9.获取在预设初始脉冲驱动信号的作用下所述开关器件的核心温度;
10.若所述核心温度不满足所述预设温升限制,则对所述预设初始脉冲驱动信号的占空比进行调节;
11.基于调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,直至所述开关器件的核心温度满足所述预设温升限制;
12.根据满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号,生成所述目标脉冲驱动信号。
13.在一可选的实施方式中,所述获取在预设初始脉冲驱动信号的作用下所述开关器件的核心温度,包括:
14.获取在所述预设初始脉冲驱动信号和预设充电电流的作用下所述开关器件的核心温度;
15.所述方法还包括:
16.若所述核心温度不满足所述预设温升限制,对所述预设充电电流进行调节;
17.所述基于调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,包括:
18.基于所述调节后的脉冲驱动信号和调节后的充电电流,对所述开关器件进行控制。
19.在一可选的实施方式中,所述根据满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号,生成所述目标脉冲驱动信号,包括:
20.根据满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号以及充电电流,生成所述目标脉冲驱动信号。
21.在一可选的实施方式中,所述根据满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号以及充电电流,生成所述目标脉冲驱动信号,包括:
22.根据满足所述预设温升限制时的充电电流,确定脉冲幅值;
23.根据所述脉冲幅值以及所述满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号的占空比,生成所述目标脉冲驱动信号。
24.在一可选的实施方式中,所述根据满足所述预设温升限制时的充电电流,确定脉冲幅值,包括:
25.根据满足所述预设温升限制时的充电电流,查询所述开关器件的输出特性曲线,得到所述脉冲幅值。
26.在一可选的实施方式中,所述基于调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,直至所述开关器件的核心温度满足所述预设温升限制,包括:
27.基于调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,直至所述开关器件的核心温度满足所述预设温升限制,且,负载电容的总充电时长满足预设时长条件。
28.第二方面,本技术实施例还提供了一种具有限流功能的固态断路器,包括:控制器和开关器件,控制器和所述开关器件的控制端连接;
29.所述控制器用于根据目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在多个脉冲周期内间断导通,以在所述多个脉冲周期内对所述开关器件进行限流使得所述开关器件满足预设温升限制,所述目标脉冲驱动信号为具有多个脉冲周期的驱动信号,所述多个脉冲周期的占空比均为预设占空比。
30.第三方面,本技术实施例还提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以生成第一方面所述的目标脉冲驱动信号。
31.第四方面,本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时以生成第一方面所述的目标脉冲驱动信号。
32.本技术提供了一种具有限流功能的断路器控制方法、断路器、设备及介质,其中,该方法包括:获取目标脉冲驱动信号,目标脉冲驱动信号为具有多个脉冲周期的驱动信号,多个脉冲周期的占空比均为预设占空比,根据目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在多个脉冲周期内间断导通,以在多个脉冲周期内对开关器件进行限流使得开关器件满足预设温升限制。通过多脉冲小占空比的驱动波形进行限流,能在限流时显著降低开关器件的瞬态热阻,利于散热,满足长时间限流时的温升限制,从而降低断路器开关器件的
选型难度和成本。
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1为本技术实施例提供的过载条件下的固态断路器电流的示意图;
36.图2为本技术实施例提供的大电容负载条件下的充电电流的示意图;
37.图3为本技术实施例提供的具有限流功能的断路器控制方法的流程示意图;
38.图4为本技术实施例提供的具有限流功能的固态断路器的结构示意图;
39.图5为本技术实施例的目标脉冲驱动信号的生成方法的流程示意图一;
40.图6为本技术实施例提供的负载电容的电压变化的示意图;
41.图7为本技术实施例提供的预设初始脉冲驱动信号的示意图;
42.图8为本技术实施例提供的功率半导体器件的电流的示意图;
43.图9为本技术实施例的目标脉冲驱动信号的生成方法的流程示意图二;
44.图10为本技术实施例提供的预设映射表的示意图;
45.图11为本技术实施例提供的目标脉冲驱动信号的生成方法的流程示意图三;
46.图12为本技术实施例提供的n型功率半导体器件的输出特性曲线的示意图;
47.图13为本技术实施例提供的p型功率半导体器件的输出特性曲线的示意图;
48.图14为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
49.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
50.实施固态断路器的主动限流,能够在发生负载短路或过载等意外状况下,减少对系统中其他设备的影响,对维持系统的高可靠性稳定运行发挥积极作用,也能保证固态断路器中元器件的可靠工作,避免过大的电流对电力电子器件的冲击和对负载寿命的影响。
51.固态断路器在使用过程中难免会遇到各种突发状况,此时能否保证断路器的可靠工作,维持上游供电设备的稳定供电,关系到整个配电系统和其他用电设备是否能正常工作。
52.以下是两种较常见的关系到断路器可靠性的工况。
53.第一种、短路和过载下的固态断路器电流
54.短路和过载时,如果没有及时保护,则断路器电流会飙升到比较高的值,图1为本技术实施例提供的过载条件下的固态断路器电流的示意图,如图1所示,横坐标为时间,单位:ms,纵坐标为电流值,单位:a,在短路和过载时,断路器电流会飙升到比较高,而如果保护电路动作过于快速,则对每个瞬间的冲击都会关断,降低系统的容错能力。
55.其中,比较合理的方式是固态断路器能够限制短时的故障电流而不关断,同时又能保持上游供电母线电压不被拉低,进而不会影响同一母线上的其他用电设备,提高整个系统的稳定性。
56.第二种、大电容负载条件下启机时的固态断路器电流
57.大电容负载条件下启动断路器时,如果不加限流,则断路器中流过的对大电容的充电电流会比较大,图2为本技术实施例提供的大电容负载条件下的充电电流的示意图,如图2所示,横坐标为时间,单位:ms,纵坐标为电流值,单位:a,大电容负载条件下启动断路器时,产生过大的充电电容,随着电容电压的建立,电流才逐渐变小,这么大的充电电流会造成固态断路器中电力电子器件的损坏,所以必须加以限制才能保证固态断路器适应各种负载的能力。
58.可以看出,直接降低驱动电平能有效限制功率半导体器件的通流能力,可以覆盖大部分需要短时限流的应用场合。但在一些特殊应用中,例如需要较长时间的限流工况,由于部分功率半导体器件的安全工作区间和封装散热能力的限制,只降低驱动电平的方式往往会有过热问题。
59.基于此,本技术在降低开关器件驱动电平的基础上,进一步提出多脉冲、小占空比的限流方式,能降低限流时的瞬态热阻,例如选择脉冲宽度0.1ms、占空比0.05的多脉冲方式,其瞬态热阻约为稳态热阻的20%。有效解决了部分开关器件封装热阻较大、散热能力较差而无法连续导电的问题,并且通过此方式可以降低开关器件的成本和选型难度。
60.图3为本技术实施例提供的具有限流功能的断路器控制方法的流程示意图,如图3所示,该方法可以包括:
61.s101、获取目标脉冲驱动信号。
62.s102、根据目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在多个脉冲周期内间断导通,以在多个脉冲周期内对开关器件进行限流使得开关器件满足预设温升限制。
63.目标脉冲驱动信号为具有多个脉冲周期的驱动信号,多个脉冲周期的占空比均为预设占空比,预设占空比小于预设初始脉冲驱动信号的占空比。
64.断路器中的控制器可以获取目标脉冲驱动信号,并根据目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在多个脉冲周期内间断导通,其中,开关器件可以在多个脉冲周期内的导通时间内导通,以在多个脉冲周期内对开关器件进行限流使得开关器件满足预设温升限制,其中,预设温升限制可以理解为开关器件的核心温度不超过预设温度阈值,预设温度阈值可以为不会损害电子器件的温度上限。
65.其中,目标脉冲驱动信号的脉冲幅值为目标脉冲驱动信号的驱动电平,目标脉冲驱动信号的驱动电平小于预设驱动电平,通过降低驱动电平能够抑制开关器件的通流能力,满足开关器件的限流需求,在降低驱动电平的情况下,进一步通过多脉冲小占空比,能显著降低开关器件的瞬态热阻,利于散热,满足长时间限流时的温升限制。
66.值得说明的是,目标脉冲驱动信号可以是预先通过实验验证得到的,也可以是预先通过计算或仿真得到的,本实施例对目标脉冲驱动信号的生成方法不做特别限定,任何生成目标脉冲驱动信号的方式均属于本技术的保护范围。
67.其中,开关器件可以为功率半导体器件,控制器可以为单片机,图4为本技术实施例提供的具有限流功能的固态断路器的结构示意图,如图4所示,该固态断路器包括:控制器、开关器件q1和负载电容c1,控制器和开关器件q1的控制端连接,开关器件q1的输入端连接预设电源,开关器件q1的输出端连接负载电容c1,负载电容c1的另一端接地。
68.其中,预设电源可以为上游供电电源,用于给用电设备提供供电电压,开关器件q1和负载电容c1串联连接,负载电容c1用于连接用电设备,以将供电电压滤波后提供给用电设备,开关器件q1为功率半导体器件。
69.下面结合几个实施例对目标脉冲驱动信号的一种可能的生成过程进行说明。
70.图5为本技术实施例的目标脉冲驱动信号的生成方法的流程示意图一,如图5所示,目标脉冲驱动信号通过如下步骤得到:
71.s201、获取在预设初始脉冲驱动信号的作用下开关器件的核心温度。
72.开关器件的核心温度为开关器件的硅核温度(die junction temp,tj),即开关器件内部核心的温度。
73.预设初始脉冲驱动信号可以为具有多个脉冲周期的占空比、驱动电平的驱动信号,采用预设初始脉冲驱动信号驱动开关器件,并获取在预设初始脉冲驱动信号的作用下开关器件的核心温度。
74.在一种可能的实现中,采用初始脉冲驱动信号的驱动电平驱动开关器件工作,以预设充电电流对负载电容充电,获取负载电容充电过程中开关器件的总耗能以及负载电容的有效充电时间,然后根据总耗能和负载电容的有效充电时间,确定开关器件的核心温度,也就是说,将开关器件的总耗能和负载电容的有效充电时间作为考虑因素,确定在充电过程中开关器件的核心温度。
75.其中,预设充电电流为预选择的充电电流i
lim
,开关器件的总耗能为对开关器件在充电时间维度上的耗能之和,其中,耗能之和为对开关器件的功率在充电时间维度上进行积分运算得到,其中,开关器件的功率为开关器件的压降和预设充电电流之间的乘积。
76.值得说明的是,随着负载电容电压的建立,开关器件的压降越来越小,即,随着充电时间越来越大,开关器件的功率越来越小,相应地,开关器件的耗能越来越小。
77.图6为本技术实施例提供的负载电容的电压变化的示意图,如图6所示,随着负载电容电压的建立,由于开关器件的压降比较小,可忽略不计,因此,充电完成后负载电容的充电完成电压接近于开关器件连接的预设电源的电压v
in
。
78.其中,负载电容的有效充电时间可以理解为在预设初始脉冲驱动信号的作用下,负载电容有效的充电时间,其中,初始驱动电压的驱动波形可以为周期性的方波,负载电容的有效充电时间可以为负载电容从开始充电到充电完成过程内、脉冲周期的导通时间之和,即,负载电容在开关器件的驱动波形的导通时间内进行充电,其中,脉冲周期可以为预选择的脉冲周期。
79.在一些实施例中,根据负载电容的充电完成电压、预设充电电流以及负载电容的电容,确定负载电容的有效充电时间tc,参考如下公式:
80.tc=v
in
*c1/i
lim
81.其中,c1为负载电容c1的电容值,i
lim
为预设充电电流,v
in
为预设电源的电压。
82.图7为本技术实施例提供的预设初始脉冲驱动信号的示意图,如图7所示,预设初始脉冲驱动信号为周期性的方波,各脉冲周期中导通时间为t
on
,初始脉冲周期为t,初始驱动电压为v
gs
,在预设初始脉冲驱动信号的作用下,在多个脉冲周期的导通时间t
on
内开关器件导通,负载电容进行充电。
83.图8为本技术实施例提供的功率半导体器件的电流的示意图,如图8所示,以预设充电电流(即功率半导体器件电流)对负载电容进行充电,预设充电电流即通过开关器件电流,预设充电电流为i
lim
。
84.s202、若核心温度不满足预设温升限制,则对预设初始脉冲驱动信号的占空比进行调节。
85.s203、基于调节后的脉冲驱动信号,对开关器件进行控制,直至开关器件的核心温度满足预设温升限制。
86.若核心温度不满足预设温升限制,则降低预设初始脉冲驱动信号的占空比,以对预设初始脉冲驱动信号的占空比进行调节,并基于调节后的脉冲驱动信号,对开关器件进行控制,重新确定开关器件的核心温度,若核心温度不满足预设温升限制,则重复上述步骤,直至开关器件的核心温度满足预设温升限制。
87.在一可选的实施方式中,步骤s203,基于调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,直至所述开关器件的核心温度满足所述预设温升限制,可以包括:
88.基于调节后的脉冲驱动信号,对开关器件进行控制,直至开关器件的核心温度满足预设温升限制,且,负载电容的总充电时长满足预设时长条件。
89.基于调节后的脉冲驱动信号,对开关器件进行控制,重复上述步骤,直至开关器件的核心温度满足预设温升限制,且,负载电容的总充电时长满足预设时长条件,预设时长条件可以为充电时长不超过预设时长阈值。即,迭代停止条件包括核心温度和总充电时长,通过限制总充电时长,能够使得采用多脉冲小占空比的驱动信号控制开关器件时,保证负载电容的总充电时长不会过大。
90.s204、根据满足预设温升限制时的脉冲驱动信号,生成目标脉冲驱动信号。
91.通过反复迭代,直至计算出的核心温度满足预设温升限制,则结束迭代,并根据满足预设温升限制时的脉冲驱动信号,生成目标脉冲驱动信号,其中,目标脉冲驱动信号的占空比为满足预设温升限制时的脉冲驱动信号的占空比。
92.在本实施例的目标脉冲驱动信号的生成方法中,基于核心温度对占空比进行反复迭代,直至核心温度满足预设温升限制,以得到多脉冲小占空比的目标脉冲驱动信号。
93.图9为本技术实施例的目标脉冲驱动信号的生成方法的流程示意图三,如图9所示,获取在预设初始脉冲驱动信号的作用下开关器件的核心温度,包括:
94.s301、获取在预设初始脉冲驱动信号和预设充电电流的作用下开关器件的核心温度。
95.在预设初始脉冲驱动信号的作用下,获取以预设充电电流对负载电容充电时开关器件的总耗能以及负载电容的有效充电时间,根据总耗能和负载电容的有效充电时间,确定预设初始脉冲驱动信号的脉冲周期的导通时间内开关器件的功率,并获取该导通时间和
该脉冲周期的占空比下、开关器件的热阻。
96.参考如下公式:
97.p
dm
=w/tc98.其中,p
dm
为一个脉冲周期的导通时间内开关器件的功率,w为开关器件的总耗能,tc为负载电容的有效充电时间。
99.其中,开关器件的热阻指的是当有热量在开关器件上传输时,在开关器件两端温度差与热源的功率之间的比值。
100.根据该脉冲周期的导通时间和占空比,查询预设映射表,得到开关器件的热阻,预设映射表用于指示热阻、导通时间以及占空比之间的映射关系。
101.其中,开关器件的热阻可以为开关器件的归一化瞬态热阻。图10为本技术实施例提供的预设映射表的示意图,如图10所示,横坐标为导通时间,单位:s,纵坐标为归一化瞬态热阻,不同曲线对应不同的占空比,根据导通时间和占空比,查询该预设映射表,得到开关器件的归一化瞬态热阻。
102.然后根据开关器件的功率和开关器件的热阻,确定开关器件的核心温度,参考如下公式:
103.tj=p
dm
×zθjc
×rθjc
+tc104.其中,p
dm
为开关器件的功率,z
θjc
为开关器件的归一化瞬态热阻,r
θjc
为开关器件的静态热阻(可从规格书查询),tc为开关器件的表面温度(可通过采集得到)。
105.该方法还可以包括:
106.s302、若核心温度不满足预设温升限制,对预设充电电流进行调节。
107.相应地,步骤s103,基于调节后的脉冲驱动信号,对开关器件进行控制,可以包括:
108.s303、基于调节后的脉冲驱动信号和调节后的充电电流,对开关器件进行控制。
109.若核心温度不满足预设温升限,则降低预设充电电流,以对预设充电电流进行调节,并采用调节后的脉冲驱动信号和降低后的充电电流,对开关器件进行控制,重新确定开关器件的核心温度,若核心不满足预设温升限制,则重复上述步骤,对占空比和充电电流进行调节,直至开关器件的核心温度满足预设温升限制。
110.相应地,步骤s204,根据满足预设温升限制时的脉冲驱动信号,生成目标脉冲驱动信号,可以包括:
111.s304、根据满足预设温升限制时的脉冲驱动信号以及充电电流,生成目标脉冲驱动信号。
112.目标脉冲驱动信号的占空比为满足预设温升限制时的脉冲驱动信号的占空比,目标脉冲驱动信号对应的驱动电平值为根据满足预设温升限制时的充电电流确定的,且驱动电平值和充电电流呈正相关,由于调节后的充电电流为在预设充电电流的基础上通过多次迭代降低得到的,所以在一定程度上也降低了驱动电平,即通过降低目标脉冲驱动信号的驱动电平达到限流的目的。
113.值得说明的是,目标脉冲驱动信号的占空比小于预设占空比,预设占空比可以为预设初始脉冲驱动信号的占空比,目标脉冲驱动信号的驱动电平小于预设驱动电平,预设驱动电平可以为预设初始脉冲驱动信号的驱动电平,其中,对于开关器件而言,充电电流和驱动电平呈正相关,所以在降低充电电流时,驱动电平也相应降低,具体可参见功率半导体
器件的输出特性曲线。
114.在本实施例的目标脉冲驱动信号的生成方法中,基于核心温度对占空比和充电电流进行反复迭代,直至核心温度满足预设温升限制,以得到多脉冲小占空比的目标脉冲驱动信号。
115.图11为本技术实施例提供的目标脉冲驱动信号的生成方法的流程示意图三,如图11所示,步骤s205,根据满足预设温升限制时的脉冲驱动信号以及调节后的充电电流,生成目标脉冲驱动信号,可以包括:
116.s401、根据满足预设温升限制时的充电电流,确定脉冲幅值。
117.s402、根据脉冲幅值以及满足预设温升限制时的脉冲驱动信号的占空比,生成目标脉冲驱动信号。
118.根据满足预设温升限制时的充电电流,结合开关器件的输出特性,确定脉冲幅值,并根据脉冲幅值以及满足预设温升限制时的脉冲驱动信号的占空比,生成目标脉冲驱动信号,目标脉冲驱动信号的驱动电平为该脉冲幅值,目标脉冲驱动信号的占空比为满足预设温升限制时的脉冲驱动信号的占空比。
119.在一可选的实施方式中,步骤s401,根据满足预设温升限制时的充电电流,确定脉冲幅值,可以包括:根据满足预设温升限制时的充电电流,查询开关器件的输出特性曲线,得到脉冲幅值。
120.开关器件的类型包括n型功率半导体器件或p型功率半导体器件。
121.不同类型的功率半导体器件的输出特性曲线不同,且相同类型下不同功率半导体器件的输出特性曲线也不同。
122.根据充电电流,查询该开关器件的输出特性曲线,将电流限制在该充电电流的电压作为该开关器件的驱动电压。
123.以一种n型功率半导体器件为例,图12为本技术实施例提供的n型功率半导体器件的输出特性曲线的示意图,如图12所示,横坐标为压降v
ds
,单位:v,纵坐标为通过n型功率半导体器件的导通电流,单位a,可以看出,不同曲线对应不同驱动电压,若n型功率半导体器件的驱动电压设置为一个较低值,则其最大导通电流会被限制住,在限流时降低驱动电压至2.8v,则其最大导通电流约为50a。
124.其中,导通电流即负载电容的充电电流,对于n型功率半导体器件而言,根据确定出的充电电流查询n型功率半导体器件的输出特性曲线,例如,充电电流约为50a,可以看出,2.8v的驱动电压将电流限制在50a,即50a之后不再升高。
125.以一种p型功率半导体器件为例,图13为本技术实施例提供的p型功率半导体器件的输出特性曲线的示意图,如图13所示,横坐标为压降v
ds
,单位:v,纵坐标为通过p型功率半导体器件的导通电流,单位a,可以看出,不同曲线对应不同驱动电压,若p型功率半导体器件的驱动电压设置为一个较低值,则其最大导通电流会被限制住,例如,在限流时可降低驱动电压至-2.8v,则其最大导通电流约为30a。
126.负号表示门级和源极的电压降为负,即,对于p型功率半导体器件而言,门级相对源级为负电压时导通。
127.其中,导通电流即负载电容的充电电流,对于p型功率半导体器件而言,根据确定出的充电电流查询p型功率半导体器件的输出特性曲线,例如,充电电流约为30a,可以看
出,2.8v的驱动电压将电流限制在30a,即30a之后不再升高。
128.本实施例还提供了一种具有限流功能的固态断路器,包括:控制器和开关器件,控制器和开关器件的控制端连接;控制器用于根据目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在多个脉冲周期内间断导通,以在多个脉冲周期内对开关器件进行限流使得开关器件满足预设温升限制,目标脉冲驱动信号为具有多个脉冲周期的驱动信号,多个脉冲周期的占空比均为预设占空比。
129.图14为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图,如图14所示,该设备可以包括:处理器501、存储器502和总线503,所述存储器502存储有所述处理器501可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器501与所述存储器502之间通过总线503通信,所述处理器501执行所述机器可读指令,以生成上述目标脉冲驱动信号。
130.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时以生成上述目标脉冲驱动信号。
131.在本技术实施例中,该计算机程序被处理器运行时还可以执行其它机器可读指令,以执行如实施例中其它所述的方法,关于具体执行的方法步骤和原理参见实施例的说明,在此不再详细赘述。
132.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释,此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
133.最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本技术的具体实施方式,用以说明本技术的技术方案,而非对其限制,本技术的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
技术特征:
1.一种具有限流功能的断路器控制方法,其特征在于,包括:获取目标脉冲驱动信号,所述目标脉冲驱动信号为具有多个脉冲周期的驱动信号,所述多个脉冲周期的占空比均为预设占空比;根据所述目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在所述多个脉冲周期内间断导通,以在所述多个脉冲周期内对所述开关器件进行限流使得所述开关器件满足预设温升限制。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标脉冲驱动信号通过如下步骤得到:获取在预设初始脉冲驱动信号的作用下所述开关器件的核心温度;若所述核心温度不满足所述预设温升限制,则对所述预设初始脉冲驱动信号的占空比进行调节;基于调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,直至所述开关器件的核心温度满足所述预设温升限制;根据满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号,生成所述目标脉冲驱动信号。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述获取在预设初始脉冲驱动信号的作用下所述开关器件的核心温度,包括:获取在所述预设初始脉冲驱动信号和预设充电电流的作用下所述开关器件的核心温度;所述方法还包括:若所述核心温度不满足所述预设温升限制,对所述预设充电电流进行调节;所述基于调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,包括:基于所述调节后的脉冲驱动信号和调节后的充电电流,对所述开关器件进行控制。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号,生成所述目标脉冲驱动信号,包括:根据满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号以及充电电流,生成所述目标脉冲驱动信号。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号以及充电电流,生成所述目标脉冲驱动信号,包括:根据满足所述预设温升限制时的充电电流,确定脉冲幅值;根据所述脉冲幅值以及所述满足所述预设温升限制时的脉冲驱动信号的占空比,生成所述目标脉冲驱动信号。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据满足所述预设温升限制时的充电电流,确定脉冲幅值,包括:根据满足所述预设温升限制时的充电电流,查询所述开关器件的输出特性曲线,得到所述脉冲幅值。7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,直至所述开关器件的核心温度满足所述预设温升限制,包括:基于所述调节后的脉冲驱动信号,对所述开关器件进行控制,直至所述开关器件的核心温度满足所述预设温升限制,且,负载电容的总充电时长满足预设时长条件。
8.一种具有限流功能的固态断路器,其特征在于,包括:控制器和开关器件,控制器和所述开关器件的控制端连接;所述控制器用于根据目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在多个脉冲周期内间断导通,以在所述多个脉冲周期内对所述开关器件进行限流使得所述开关器件满足预设温升限制,所述目标脉冲驱动信号为具有多个脉冲周期的驱动信号,所述多个脉冲周期的占空比均为预设占空比。9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以生成权利要求1-7任一项所述的目标脉冲驱动信号。10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时以生成权利要求1-7任一项所述的目标脉冲驱动信号。
技术总结
本申请提供了一种具有限流功能的断路器控制方法、断路器、设备及介质,其中,该方法包括:获取目标脉冲驱动信号,目标脉冲驱动信号为具有多个脉冲周期的驱动信号,多个脉冲周期的占空比均为预设占空比,根据目标脉冲驱动信号,控制断路器中的开关器件依次在多个脉冲周期内间断导通,以在多个脉冲周期内对开关器件进行限流使得开关器件满足预设温升限制。通过多脉冲小占空比的驱动波形进行限流,能在限流时显著降低开关器件的瞬态热阻,利于散热,满足长时间限流时的温升限制,从而降低断路器开关器件的选型难度和成本。关器件的选型难度和成本。关器件的选型难度和成本。
技术研发人员:殷健 叶飞 华强
受保护的技术使用者:上海京硅智能技术有限公司
技术研发日:2023.04.28
技术公布日:2023/8/1
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