赵磊
个人简介
固态功率控制器(Solid-State Power Controller,,简称 SSPC)是以高压MOS管为核心,集继电器的转换功能和断路器的电路保护功能于一体的固态元器件,是固态配电系统中控制负载通断的重要部件。与传统的断路器相比,它具有无触点、无电弧、无噪声、响应快、电磁干扰小、寿命长、可靠性高以及便于计算机远程控制等优点。 国外航空航天器的固态配电技术方面已经取得了很大进展,并制定了相关的航空航天领域固态功率控制器的标准。航天方面:NASA的MOSFET RPC最早应用在航天飞机的28V直流配电系统上。高压(>100V)RPC技术一直到七十年代开始应用发展。目前国际空间站、欧空局哥伦比亚舱、 SMART - 1 月球探测器等已广泛采用。航空方面:在航空领域的新型飞机上,如空客A380、波音787、F35和F22 ,固态配电技术得到大量应用。国内的第四代军用战斗机、大型运输机等已确定要采用此种技术。 本文设计的宇航用固态功率控制器主要应用于对智能配电、故障保护、能源管理、可维修性设计等有较高需求的空间站及未来先进卫星。它由三个基本模块构成,包括主电路、模拟部分以及数字控制部分。数字控制部分以DSP为核心,其一方面可以接收上位机的命令,发出开关信号给驱动电路来控制功率管的开关;同时实时采样负载电流和电压信号,从而得出负载状态为正常、过流或者短路,并据此状态信息决定是否关断功率管以及何时发出关断信号,并将开关状态和负载状态信息通过总线反馈给上位机。 本文设计的宇航用固态功率控制器具有很大的工程意义,它与传统卫星采用继电器配电的方式相比提高了整个能源系统可靠性并增强了整体电路保护功能。研究通过对宇航用固态配电技术的研究对于提升我国各领域卫星、飞船、空间站能源系统的设计水平将有很大帮助。