Система электропитания

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам электропитания потребителей постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Система электропитания содержит автономные блоки питания 1.1-1.П и 2.1-2.т,которые через блок коммутации 17 подключаются к питающей сети переменно

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4158970/24-07 (22) 12, 12.86 . (46) 15.07.88. Бюл. N 26 (7 1) Специальное конструкторско-технологическое бюро геофизической техники (72) Г.Н.Бахмач, N.À.Æèòêîí, Ю.А.Мордвинов и В.Н.Пичугин (53) 621.314.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 943680, кл. G 05 F 1/569, 1980.

ÄÄSUÄÄ 1410229 А1 (Б)) 4 Н 02 M 3/335, Н 02 H 7/12 (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам электропитания потребителей постоя н но го тока . Цель изобретения— повышение надежности н расширение функциональных возможностей. Система электропитания содержит автономные блоки питания 1.1-1.п и 2.1-2.m,êîторые через блок коммутации 17 под" ключаются к питающей сети переменно1410229 гд тока, блок защиты 3, обеспечивающ и отключение автономных блоков питфния от питающей сети в аварийных режимах, блок индикации 33, сигнализфрующий о состоянии системы электр питания, блок контроля 37 выходных н пряжений, логический блок 38, обеси чивающий логические операции по лючению и отключению автономных оков питания в нормальных и аварийх режимах, и вспомогательный блок п тания 10, обеспечивающий питанием ементы системы. Система питания позволяет контролировать подачу питающего напряжения на потребители первой очереди и только после контроля их наличия дается команда на включение блоков питания второй очереди.

После чего опять контролируются напряжения на потребителях второй очереди, и после наличия всех напряжений система считается включенной.

Выключение системы осуществляется в обратной последовательности. 2 ил., 1 табл.

2 в котором .обмотка 18 управления реле включения соединена через последовательно соединенные отсекающий диод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания аРпаратурных комплексов различноro и значения.

Цель изобретения — повышение над жности и расширение функциональных в зможностей системы электропитания . з счет контроля выходных напряжений с рийно выпускаемых блоков питания к к первой так и второй очереди в ючения и отключения их от питающей с ти в аварийных режимах.

На фиг. 1 и 2 представлена схема системы электропитания.

Система электропитания состоит из и блоков питания 1.1, ..., 1,п первой очереди :включения, ш блоков питания

2,.1,...,2,m второй очереди включения, б пока 3 защиты, включающего в себя п эследовательно соединенные обмотку у правления реле 4 защиты и первый транзистор 5, база которого через базовый резистор подключена к первом у неинвертирующему усилителю 6 мощности, последовательно соединенные о бмотка управления реле .7 задержки и в торой транзистор 8, база которого ч ереэ базовый резистор подключена к в торому неинвертирующему усилителю 9 ь ощности, вспомогательного блока

10 питания с двумя выходами 11, 12, включающего в себя тумблер ВКЛ 13, с огласующий трансформатор 14, стабию1изатор 15 постоянного напряжения и выпрямитель 16, блока 17 коммутации, 19, собственный замыкающий контакт

20,. зашунтированный кнопкой "Стоп

21,. размыкающие контакты 22 укаэанного реле защиты 4, реле защит всех автономных блоков питания 1.1, °

1,п 2.1,..., 2.m и кнопку "Пуск" 23 к первому выходу 11 вспомогательного блока 10 питания, обмотки 24, 25 управления контакторов первой и второй очереди включения соединены между собой параллельно через размыкающие контакты 26, 27 реле задержки (обмотка 7 управления реле) и реле включения (обмотка 18 управления реле) и подключены через указанные последовательно соединенные контакты

22, реле защиты и кнопку "Пуск" 23, . зашунтированную замыкающим контактом

28 контактора первой очереди включения 24, к второму выходу 12 вспомогательного блока 10 питания, а силовые пары контактов 29, 30 указанных контакторов подключены к выходным выводам 31, 32 системы электропитания и входным выводам соответствующих автономных блоков питания и блока 33 индикации, включающего в себя три цепочки иэ последовательно соединенного резистора и светового индикатора 34, (35, 36), первая иэ которых

"Сеть" соединена с первым выходом 11

35 вспомогательного блока 10 питания, блока 37 контроля выходных напряже:3 1410229 4 ний блоков питания, подключенного входами к выходам блоков питания 1.1, ..., 1.п, 2. 1 ... 2.m, логического блока 38, включающего в себя первую

5 времязадающую RC-цепочку 39, подключенную через указанную кнопку "Пуск"

23 к второму выходу 12 вспомогательного блока 10 питания, логический элемент НЕ 40, соединенный входом с 10 выходом первой времязадающей RC-цепочки 38-39, первый логический элемент

ИЛИ 41, первый вход которого соединен с выходом логического элемента

HE 40, а второй вход — с вторым выхо- 15 дом блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания, вторая 42-43 и третья 44-45 времязадающие RC-цепочки, одна из которых (42-43) подключена к выходу первого логического 20 элемента ИЛИ 4 1, а вторая (44-45) к первому выходу. блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания, первый инвертирующий усилитель 46 мощности, вход которого подключен к второму выходу блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания, а выход — к второй цепочке "Включение системы электропитания" (ВКЛ СЭП) Г блока 33 индикации, мультиплексор 47, ЗО входы Х2, ХЗ, У1 и У2 которого объединены и подключены к выходу логического элемента НЕ 40, входы Х4, Х4 — к первому выходу блока контроля

37 выходных напряжений автономных блоков питания, вход УЗ вЂ” к выходу второй (42-43) времязадающей RC-цепочки, вход Х1 и управляющий вход V эакорочены, управляющие входы АО и

А1 подключены соответственно к второ- 4р му выходу блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания и выходу третьей 44-45,времязадающей RC-цепочки, а выходы Х и У вЂ” соответственно к второму и первому неинверти- 45 рующим усилителям мощности 6 и 9 блока 3 защиты, при этом блок индикации дополнительно снабжен логическим элементом ИЛИ 48, первый вход которого соединен с выходом мультиплексора 47, а второй вход — с точкой соединения обмотки 18 управления реле выключения и отсекающего диода

19, третий неинвертирующим усилителем мощности 49, соединенным входом с выходом логического элемента ИЛИ 48, и тиристором 50, через который третья цепочка "Авария" 36 блока индикации, а база первого транзистора

5 блока защиты через цепс чку 51 и последовательно соединенные первый ограничивающий резистор и диод подключены к первому выходу.11 вспомогательного блока 10 питания, управ— ляющий электрод которого через второй ограничивающий резистор 52 соединен с выходом указанного неинвертирующего усилителя мощности 49, На фиг. 2 в развернутом виде представлен блок 37 контроля выходных напряжений блоков питания, включающий в (n+m) оптронов 53.1,...,53.п, 54. 1.-...54.m, входы которых через резисторы 55.1,...,55.п и 56.t

55.m подключены к выходам блоков питания 1.1,... 1 и, 2 1 ... 2 m, а выходы — к входам двух и- и m-входовым логическим элементам И 57, 58, входы которых соединены с двумя выходами указанного блока, а через резисторы 55.1,...,55.п и 56.1...,, 56.m к первому выходу 11 вспомогательного блока питания.

Система электропитания работает следующим образом.

При включении тумблера 13 напряжение П поступает на согласующий трансформатор 14 и на выходе 11 стабилизатора 15 формируется постоянное стабилизированное напряжение, используемое для питания электронной части.

Постоянное напряжение с выхода 12 выпрямителя 16 формируется для питания коммутационной аппаратуры блока коммутации. В исходном состоянии нормально замкнутые контакты реле защиты всех блоков питания замкнуты.

В исходном состоянии на входе логического элемента HE 40 присутствует

".0", а на выходе — "1", на входах и выходах логических элементов И 57, 58 — логические нули, так как на входах оптронов нет напряжений с выходов блоков питания 1. 1,..., 1.п, 2.1,...,2.m на выходе логического элемента ИЛИ 41 — "1" и, следовательно, с выхода второй времязадающей

RC-цепочки 42, 43 на вход УЗ мульти-. плексора поступает "1" ° С вьжода третьей времязадающей RC-цепочки 44, 45 на управляющий вход А! мультиплексора 17 поступает "0".

Рабо "а мультиплексора представлена в таблице.

АО

А1

Х3 Х2 Х4

УЗ У2 У4

Х1

У1 l5

На управляющий вход АО мультиплексора 47 поступает "0" с выхода II блока 37 контроля выходного напряжения, так как на его входе нет напряжений, поступающий от блоков пита- 2 ния 2.1,...,2.m. Вход Х1 и управляющий вход V заземлены, т.е. всегда имеют "0 . Входы Х2, Х3, У1, У2 муль ! типлексора 47 объединены и подключены к выходу логического элемента ,НЕ 40, где в этот момент времени ,"i", входы Х4, У4 мультиплексора

1 объецинены и подключены к вьйсоду I блока 37 контроля, выходного напряжения, в котором в исходном состоянии ЗО формируется "0". Таким образом при

U 0 = О, UA = О, U< = 0 к выходам

Х и У мультиплексора подключены входы Х1 и У1 соответственно, т.е. на выходе имеет "0", а на выходе У—

" 1". Следовательно, транзистор 2 включен, на; обмотку 7 реле задержки

1 подано напряжение с выхода 11, разомкнут его размыкающий контакт 26, а транзистор 5 выключен. После нажа- 4g тия кнопки "Пуск" 23 обмотка 24 уп равления контактора первой очереди подключается к выходу 12 выпрямителя 16, замыкается пара контактов 29 контактора и блоки питания 1.1,..., 1.п первой очереди подключаются к питающей сети. Одновременно кнопка

"Пуск" 23 блокируется замыкающим контактом 28 контактора 24 и " 1" поступает на первую времязадающую

RC-цепочку 39. Через время t< на выходе логического элемента НЕ 40 формируется "0", который поступает на входы Х2, Х3, У1 и У2 мультиплексора 47 . Кроме того, на выходе логической схемы ИЛИ 41 формируется "0", что обеспечивает появление нуля через время t на входе УЗ мультиплексора 47 ° После получения всех нап1410229 6 ряжений на выходах блоков питания

1. 1,..., 1.п первой очереди логичес0 1 1 кие единицы на выходах логического элемента И 57 обеспечивают формиро1 О 1 ванне на выходе I блока контроля

0 выходных напряжений 37 " 1" которая

Р поступает на входы Х4 и У4 и через время на управляющий вход В1. Это в свою очередь приводит подключение выходов Х и У к входам ХЗ и УЗ с логическими нулями„ выключению транзистора 2 и замыканию размыкающего контакта 26 реле задержки 7, кото-рый обеспечивает подачу питающего напряжения с выхода выпрямителя 16 на управляющую обмотку 25 контактора второй очереди. Если хотя бы на один вход блока контроля выходных напряжений 37 не поступает хотя бы одно напряжение с выходов блоков питания 1. 1,..., 1.п то на выходе логического элемента И 53 "1" не появляется, а это в свою очередь не обеспечивает поступление на управляющий вход А1 "1" и, следовательно, подключение к выходу У сигнала входа У1, на который через время t после нажатия кнопки "Пуск" поступает "О", который обеспечивает включение транзистора 5 и подключение управляющей обмотки 4 реле защиты к выходу 1Т. стабилизатора 15, что, в свою очередь, приводит к размыканию размыкающего контакта 22 этого реле и снятию питающего напряжения с управляющей обмотки 24 контактора первой очереди. Отметим, что постоянная времени второй времязадающей цепочки 42, 43, в 3-4 раза меньше постоянного време ни третьей времязадающей цепочки 44, 45. Таким образом, если через время на выходе I блока 37 контроля выходных напряжений не появилась "1" то в первой очереди неисправен как минимум один блок питания 1.1,..., 1.п (или есть обрыв в контрольных проводах или вышел из строя блок защиты блока питания). Если сработал блок защиты блока питания, то отключение напряжения питания с управляющей обмотки 24 контактора первой очереди произойдет иэ-за размыкания размыкающего контакта реле защиты блока питания. Если через время на управляющем входе А1 присутствует " 1", то к питающей сети подключаются блоки питания 2.1...,,2,ш второй .очереди через замыкающие контакты 30 контак7 141022 тора второй очереди. При наличии всех напряжений блоков питания 2.1, .. °,2,m второй очереди на выходе II блока 37 контроля выходных напряже11 11

5 ний появляется 1", что приводит к появлению на выходе логического элемента ИЛИ 41 и выходе второй времязадающей КС-цепочки 42, 43 "1".

Кроме того, "1" поступает на управ- . ляющий вход АО мультиплексора, что обеспечивает подключение выходов Х и У мультиплексора 47 к вход и Х4 и У4 соответственно с логическими единицами и поэтому транзисторы 2, 5 выключены. Система электропитания работает нормально. Об этом свидетельствует и светодиод ВКЛ СЭП цепочки 35, которая получает питания через инвертирующий усилитель 46, на вход которого поступает " 1" с выхода ЕЕ блока 37 контроля выходных напряжений. Светодиод "Сеть" включается сразу после включения тумбле-. ра 13 и свидетельствует наличие пи- 25 тающего напряжения на входных выводах 31, 32. Если с выхода II блока 37 контроля выходных напряжений не поступает "1", т.е. нет хотя бы одного из выходных напряжений блоков З0 питания 2.1...,,2.m второй очереди включения, то при поступлении " 1" с выхода третьей времязадающей RC-цепочки 44, 45 на управляющий вход А1 мультиплексора 47 выходы Х и У подключаются к входам ХЗ и УЗ соответственно с логическими нулями, включаются транзисторы 2, 5 и питающее напряжение снимается с обмоток 24, 25 управления КоНТВКТороВ. БлОки пита 40 ния отключаются от питающей сети.При, этом на первый вход логической схемы

ИЛИ-НЕ 48 поступает "0" (на второй вход поступает тоже "0") и на его выходе формируется 1, которая обеспе- 4 .чивает включение тиристора 50, вклю- чение светодиода "Авария" цепочки 36 и цепи с диодом 51 для поддерживания включенного состояния транзистора 5 .

Аналогичным образом включается свето-, диод "Авария" при отсутствии хотя бы одного напряжения. блоков питания

1.1...,, 1.п первой очереди, так как во всех режимах, когда на входе V мультиплексора 47 формируется "0".

При необходимости выключения систеж электропитания необходимо нажать кнопку "Стоп" 21, которая ьбеспечи вает подключение обмотки 18 управления реле выключения к выходу II стабилизатора 15. Кнопки "Стоп" и "Пус»-" выбраны одинаковые для удобства эксплуатации при подключении дистанционного управления. Замыкаюший контакт 20 реле выключения блокирует кнопку "Стоп" 21, размыкающий — контакт 27 реле выключения размыкает цепь питания обмотки 25 управления контактора второй очереди, размыкается пара контактов 30 указанного контактора и снимается питающее напряжение с блоков питания 2. 1,..., 2.ш второй очереди. Следовательно, с выхЬда II блока 37 контроля выходных напряжений "0" поступает на вход усилителя 46, что приводит к выключению светодиода ВКЛ СЭП цепочки 35, формированию на выходе логического элемента ИЛИ 41 "0" и через время t "0" на выходе второй времязадающей цепочки 42, 43 и входе УЗ мультиплексора 47. Постунление на управляющий-вход АО мультиплексора 47 "0" приведет к подключению выхода Х и У к выходу Х3 и

УЗ соответственно с "0" и " 1", что приведет к включению транзистора 2, реле 7 задержки и размыканию его размыкающего контакта 26. При этом включение светодиода "Авария" цепочки 36 не произойдет, так как на второй вход логического элемента ИЛИ-НЕ поступает " 1" с обмотки 18 управления реле включения, которая исключает включение тиристора 50. После исчезновения "f" с выхода II блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания через время tä на выходе второй времязадающей RC-цепочки появляется "0", что приводит к форм; рованию "0" на выходе у мультиплексора

47, включение транзистора 5 и реле защиты, размыкающие контакты 22 ко» торого размыкают цепь питания обмотки

24 управления контактора первой очереди и отключение его контактами 30 блоков питания 2.1.. .,2.m второй очереди. При возникновении аварии в режиме нормальной работы системы электропитания на выходах Е и ЕЕ блока 37 контроля выходных напряжений формируется "0" и все автономные блоки питания отключаются одновременно от питающей сети аналогично описанным ранее случаям либо за счет размыкания цепи питания обмоток 24, 25 управления контакторов последова1А 1()229

1О

Формула изобретения

Система электропитания, содержащая и автономных блоков питания перВой очереди включения и m автономных блоков питания второй очереди включения, блок защиты, включающий в себя последовательно соединенные обмотки управления реле защиты и первый транзистор, переход база — эмиттер которого зашунтирован резистором, а база которого подключена к выходу первого неинвертирующего усилителя г|ощности, последовательно соединенНые обмотки управления реле задержки

Н второй транзистор, база которого тельно соединенными контактами реле защиты соответствующего блока питания.

Таким образом, система электропитания обладает большей надежностью и большими функциональными возмож,ностями . Проявляется это в том, что ,,после включения блоков питания пер aoA очереди контролируется подача 10 ,;питающего напряжения на потребители первой очереди и только после конт-! роля их наличия дается команда на включение блоков питания второй оче-! реди, после включения которых опять 16 контролируются напряжения на потребителях второй очереди и после наличия всех напряжений система электропитания считается включенной. Выключения системы электропитания осу- 2п ествляется в обратной последовательности. Предусмотренный комплекс мер гсключает наличие напряжений второй очереди на потребителях при отсутствии напряжений первой очереди, что гвляется основным условием нормаль гой работы многих микросхем. Функ( циональные возмо>гности системы элект гопитания расширяются за счет воз можности применения любых блоков 3О г тания, выпускаемых промышленностью, аже в которых нет встроенных блоков ащиты. В этом случае два конца, Идущие на последовательно соединеные нормально замкнутые контакты ре ле защит блоков питания 1.1,...,1.п, .1,...,2л, следует закоротить. Эта

-1 система электропитания в своем составе может содержать, кроме того, (.1гюбое количество блоков питания любо- 4О

Го типа включая блоки с переменным и постоянным выходными напряжениями. подключена к выходу второго неинвертирующего усилителя мощности, вспомогательный блок питания с пер" вым и вторым выходами, включающий в себя тумблер, согласующий трансформатор, стабилизатор постоянного . напряжения и выпрямитель, блок коммутации, в котором обмотка управления реле включения соединена через последовательно соединенные отсекающий диод, собственный нормально замкнутый контакт, зашунтированный кнопкой

"Стоп", нормально замкнутые контакты указанного реле защиты, реле защиты всех автономных блоков питания и кнопку "Пуск" с первым выходом вспомогательного блока питания, обмотки управления контакторов первой и второй очередей включения соединены между собой параллельно через нормально замкнутые контакты реле задержки и реле включения и подключены через указанные последовательно соединенные контакты реле защиты и кнопку

"Пуск", зашунтированную нормально замкнутым контактом контактора первой очереди включения, к второму выходу вспомогательного блока питания, а силовые пары контактов указанных контакторов подключены к входным выводам системы электропитания и входным вывоцам соответствующих автономных блоков питания, блок индикации, включающий в себя три цепочки из после-г довательно соединенных резистора и светового индикатора, первая из кото" рых "Сеть" — соединена с первым выходом вспомогательного блока питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, введены логический блок, блок контроля выходных напряжений автономных блоков питания, включающий в себя (n + m) оптронов, входы которых через резисторы подключены к выходам автономных блоков питания, а выходы — к входам двух п- и m-входовым логгаческим элементам И, выходы которых соединены с первым и вторым выходами указанного блока и через резисторы— с первым выходом вспомогательного блока питания, и логический блок, включающий в себя три RC-цепочки, логические элементы НЕ, ИЛИ, мультиплексор, причем первая времязадающая

RC-цепочка подключена через указанную кнопку "Пуск" к второму выходу вспо1410229 12 могательного блока питания, логический элемент НЕ, соединенный входом с выходом первой времязадающей RC-цепочки, первый логический элемент

ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом логического элемента НЕ, а второй вход — с вторым выходом бло.ка контроля выходных напряжений автономных блоков питания, вторая. времязадающая RC-цепочка подключена к выходу первого логического элемента

HlIH,. а третья времязадающая кС-цепочка " ic первому выходу блока контроля выходных напряжений автономных блоков питания, первый инвертирую щий усилитель мощности, вход которого подключен к второму выходу блока контроля выходных напряжений автономных блоков питания, а выход — к вто-. рой цепочке "Включение системы электропитания".блока индикации, мультиплексор, входы К2, ХЗ, У1 и

У2 которого объединены и подключены к выходу логического элемента НЕ, входы Х4, У4 .- к первому выходу блока контроля выходных напряжений автономных блоков питания, вход УЗ - к выходу второй времязадающей RC-цепочки, вход Х1 и управляющий вход Ч закорочены, управляющие входы А и

А подключены соответственно к вто4 рому выходу блока контроля выходных напряжений автономных блоков питания и выходу третьей времязадающей RCцепочки, а выходы Х и У вЂ” соответст.венно к второму и первому неинвертирующим усилителям мощности блока защиты, при этом блок индикации снаб10 жен дополнительно третьим неинвертирующим усилителем, тиристором, отсекающим диодом и логическим элементов ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом У мультиплексора, 15 а втарой вход — с точкой соединения обмотки управления реле выключения и отсекающего диода, неинвертирующим усилителем мощности, входом соединенным с выходом логического элемен20 та ИЛИ, и тиристором, через который третья цепочка блока индикации и база первого транзистора блока защиты через последовательно соединенные первый ограничивающий резистор и диод

25 подключены к первому выходу вспомогательного блока питания, управляющий электрод которого через второй ограничивающий резистор соединен с выходом указанного неинвертирующего уси30 лителя мощности.

I 1410229

Составитель Н.Цишевская

Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Редактор М.Товтин

Заказ 3493/55 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретени и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4