本發(fā)明涉及一種負載電流反時限保護方法，屬于智能配電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的負載電流反時限方法需要用到復(fù)雜乘除法運算，眾所周知，可編程邏輯器件在乘除法計算方面存在天然缺陷，需要用到專用的、集成于芯片內(nèi)部的硬件乘法器。大多數(shù)專用的硬件乘法器集成于fpga中，而適應(yīng)于武器型號小型化、輕量化發(fā)展要求且處理信號較少的應(yīng)用場合，多采用未集成硬件乘法器的cpld實現(xiàn)，而針對cpld尚未有負載電流反時限保護的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于可編程邏輯器件實現(xiàn)的負載電流反時限保護方法，滿足了武器型號小型化、輕量化發(fā)展要求。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種負載電流反時限保護方法，基于可編程邏輯器件實現(xiàn)，

步驟如下：

(1)對負載電流進行采樣；

(2)確定當前時刻的熱量積累值vnow；

(3)判斷采樣時間是否達到預(yù)設(shè)時間，如果沒有達到預(yù)設(shè)時間，則返回步驟(1)繼續(xù)采樣，如果達到預(yù)設(shè)時間，則進入步驟(4)；

(4)將當前時刻的熱量積累值vnow與預(yù)設(shè)能量閾值vref進行比較，如果vnow≥vref，則啟動跳閘進行保護，如果vnow<vref，則返回步驟(1)繼續(xù)采樣。

所述步驟(1)對負載電流進行采用通過電流霍爾傳感器進行，再經(jīng)ad模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)化。

對負載電流進行采樣時，采樣頻率為1khz，采樣間隔時間為0.001s。

所述步驟(2)熱量積累值vnow為所有采樣到的負載電流值的累加值，

vnow＝vpast×(2047/2048)+iw；

其中，vpast為前一時刻熱量積累值，iw為新采集到電流值。所述預(yù)設(shè)時間為2.048s。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

(1)本發(fā)明由于采用了it保護反時限方法，滿足負載電流反時限保護前提下，規(guī)避乘法運算，提高了系統(tǒng)運行速度，降低了系統(tǒng)能耗；

(2)本發(fā)明由于采用了it保護反時限方法，節(jié)約了芯片資源，以通過沒有乘法器的cpld可編程器件實現(xiàn)，降低了生產(chǎn)成本，滿足了武器型號小型化、輕量化的需求

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法流程圖；

圖2為本發(fā)明電流對應(yīng)的能量變化曲線示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提出了一種適用于可編程邏輯器件實現(xiàn)的負載電流反時限保護方法，以it保護反時限方法，代替?zhèn)鹘y(tǒng)i2t保護反時限方法，可用于較小資源、較小體積和較低成本的cpld可編程器件，滿足了武器型號小型化、輕量化發(fā)展要求且處理信號較少的應(yīng)用場合該方法包括了負載電流采樣、采集時間值預(yù)設(shè)、當前時刻的熱量積累值與能量閥值判斷、根據(jù)判斷結(jié)果進行跳閘保護。

如圖1所示。本發(fā)明提出的負載電流反時限保護方法，特別是針對于小體積、小容量和較廉價的cpld邏輯器件，

包括如下步驟：

(1)對負載電流進行采樣；

對負載電流進行采用通過電流霍爾傳感器進行，再經(jīng)ad模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)化。對負載電流進行采樣時，采樣頻率為1khz，采樣間隔時間為0.001s。

(2)確定當前時刻的熱量積累值vnow；

熱量積累值vnow為所有采樣到的負載電流值的累加值，

vnow＝vpast×(2047/2048)+iw；

其中，vpast為前一時刻熱量積累值，iw為新采集到電流值。

(3)判斷采樣時間是否達到預(yù)設(shè)時間，如果沒有達到預(yù)設(shè)時間，則返回步驟(1)繼續(xù)采樣，如果達到預(yù)設(shè)時間，則進入步驟(4)；

(4)將當前時刻的熱量積累值vnow與預(yù)設(shè)能量閾值vref進行比較，如果vnow≥vref，則啟動跳閘進行保護，如果vnow<vref，則返回步驟(1)繼續(xù)采樣。

技術(shù)原理：

本方法基本技術(shù)原理是基于反時限跳閘曲線，如圖2所示，不同的階躍電流對應(yīng)的線路存儲能量是不一樣的，與線路電流成正比。vref對應(yīng)線路存儲熱量的跳閘點，在該值以下的存儲熱量為正常工作狀態(tài)，不會引發(fā)固態(tài)功率控制器的跳閘保護。若線路電流過大，超過額定值以至于線路存儲熱量vnow超過跳閘點vref，則會引起固態(tài)功率控制器的跳閘保護。線路電流越大，超過跳閘點的時間越短，跳閘速度越快。

實施例：

本發(fā)明以一定的頻率采樣電路中的電流(本方法的采樣頻率為1khz，采樣間隔時間為0.001s)，積累規(guī)定時間段內(nèi)采樣到的電流值(本方法規(guī)定的時間段為2.048s，共2048個電流值累加)，累加的2048個電流值為當前時刻的熱量積累值，定義為vnow，當vnow達到跳閘閾值時，關(guān)斷電路。每次新采集到電流值iw時，將原熱量積累值vnow賦值給前一時刻熱量積累值vpast，重新計算當前熱量積累值：

vnow＝vpast×(2047/2048)+iw。(1)

本發(fā)明方法中，當前電流值iw為12位，電流為零時，iw＝000h，電流為40a時，iw＝0fffh。電路的額定工作電流為6.5a，iw＝299h，電路無論工作多長時間都不能保護；當出現(xiàn)一度故障時，電路工作在13a，iw＝532h，電路無論工作多長時間都不能保護；過流至2.5倍時(16.25a)，iw＝67eh，應(yīng)在1.6s左右保護。

熱量積累值vnow為23位(2048個12位電流值累加)，根據(jù)公式(1)保護閾值vref為23位(保護值為2d1f40h)。

當電路在額定電流值(6.5a)工作時，iw＝299h，根據(jù)公式(1)2048個數(shù)據(jù)累加后得到熱量積累值vnow為14c800h。不會達到保護閾值2d1f40h。

電路的理論起始跳閘倍數(shù)為2.17倍，即14.1a。當電路工作在14.1a時，iw＝5a3h，根據(jù)公式(1)2048個數(shù)據(jù)累加后得到熱量積累值vnow為2d1800h，基本達到保護閾值。

電路在正常工作時(6.5a)，突然出現(xiàn)2.5倍過流(16.25a)，根據(jù)公式(1)1.6s后會達到保護閾值。即2048個采樣點，有1600個為16.25a，另外448個為6.5a。計算出來的vnow為2d1f40h，正好達到保護閾值。

同理，可以計算出，當正常工作時，突然出現(xiàn)4倍過流(26a)，0.8s后會達到保護閾值。突然達到40a過流時，0.465s后會達到保護閾值。

在公式(1)中，當前熱量積累值vnow＝vpast×(2047/2048)+iw，其中涉及到了乘法計算，為避免可編程邏輯器件在乘除法計算中的缺陷，計算時用vpast(23位)減去vpast的前12位，即得到vpast×(2047/2048)，再加上12為的iw，就得到了vnow，在cpld中非常容易實現(xiàn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種負載電流反時限保護方法，適用于可編程邏輯器件的負載電流反時限保護，以IT保護反時限方法，代替?zhèn)鹘y(tǒng)I2T保護反時限方法，可用于較小資源、較小體積和較低成本的CPLD可編程器件，滿足了武器型號小型化、輕量化發(fā)展要求且處理信號較少的應(yīng)用場合該方法包括了負載電流采樣、采集時間值預(yù)設(shè)、當前時刻的熱量積累值與能量閥值判斷、根據(jù)判斷結(jié)果進行跳閘保護。

技術(shù)研發(fā)人員：云建軍;南非;楊帆;唐侃;余建明
受保護的技術(shù)使用者：中國航天時代電子公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.31
技術(shù)公布日：2017.11.03