Резервированный усилитель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<чу 4 Н 05 К 10/00

ГОСУДАРСТНЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 959302 (21) 4095966/24-24 (22) 30,07,87 (46) 07.12,88. Бюл. И- 45 (72) И.С.Савченко, Л.А.Собко и l0.Д,Федуков (53) 621 375.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .Ф 959302, кл. H 05 K 10/00, 198 1. (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электронной технике, может быть использовано при создании надежных преобразо, вателей и усилителей мощности и является усовершенствованием изобретения по а.с. Ф 959302. Цель изобретения повышение надежности. Резервирован„„Я0„„1443238 А 2 ный усилитель содержит усилительные элементы 1, балластные резисторы 2, коммутирукяцие элементы 3, логические элементы 4 совпадения, датчики 5 направления тока, пороговые элементы 0> нагрузку 7, первый логический селектор 8, второй логический селектор 9, управляемый источник 10 постоянного напряжения, реверсивный счетчик 11, первый элемент И 12, второй элемент

И 13, генератор 14 импульсов. Резервированный усилитель содержит Б усилительных элементов 1, из которых к нагрузке 7 подключено только заданное количество. Если в результате температурной нестабильности или отказов один или несколько усилительных элементов отключаются, то по сиг1443218, налу первого логического селектора 8 запускается реверсивный счетчик 11, управляющий напряжением источника 10 . в сторону его уменьшения. От усилительного элемента 1, имеющего иэ-за разброса несколько меньшее выходное напряжение и находящегося в резерве, через датчик 5 направления тока на,чинает протекать ток в направлении источника l0 в результате чего датчик 5 формирует команду на подключение этого усилительного элемента.

Процесс продолжается до тех пор, пока не восстановится исходное количество подключенных усилительных элементов(из числа находившихся в горячем ненагруженном резерве). Если происходит подключение лишних усилиИзобретение относится к электронной технике, может быть использовано при создании надежных преобразователей и усилителей мощности и является усовершенствованием изобретения по авт.св. У 959302, Цель изобретения — по1зышение надежности усилителя.

I1a чертеже изображена схема резер— вирован1 ого усилителя.

Резервированный усилитель, содержит усилительные элементы 1, балластные резисторы 2, коммутирующие элементы

3, логические элементы 4 совпадения, датчики 5 направления тока, пороговые элементы 6,.нагрузку 7, первый 8 и второй 9 логические селекторы, управляемый источник 10 постоянного напряжения, оеверсивный счетчик 11, первый 12 и второй 13 элементы И и генератор 14 импульсов.

Резервированный усилитель работает следующим образом. Вследствие некоторого разброса характеристик усилительных элементов

1 их выходные напряжения отличаются на.. небольшую величину. Поскольку выходы всех усилительных элементов 1 подключены.к соответствующим датчикам 5 направления тока, а последние определяют направление тока по отношению к опорному .напряжению управляетельных элементов, то реверсивный счетчик 11 запускается в обратную . сторону, напряжение источника 10 повышается, у части датчиков 5 направления тока логические единицы на выходе снимаются, что приводит к отключению усилительных элементов 1 с меньшими, чем у других величинами выходных сигналов, при этом также восстанавливается исходное количестВо подключенных усилительных элементов 1. Таким образом, в резервированном усилителе всегда используется только заданное количество усилительных элементов, при этом, если нет отказов, все остальные находятся в ненагруженном резерве, что повышает их надежность. 1 ил . мого источника 10, то дискретный выходной сигнал датчика 5 зависит от соотношения выходного напряжения усилительного элемента 1 и источника 10.

При превышении выходного напряжения усилительного элемента 1 над опорным напряжением источника 10 датчик 5 направления тока. формирует на своем выходе логическую единицу. Такой сигнал поступает с порогового элемента 6 при исправности входной цепи усилительного элемента. Если логический элемент 4 совпадения получает два одинаковых сигнала в виде логических единиц, то обеспечивает замкнутое состояние коммутирующего элемента 3, т.е. работу соответствующего усилительного" элемента. 1 на нагрузку 7.

В случае, когда напряжение на выходе усилительного элемента 1 уменьшается ниже уровня опорного напряжения источника .10, т,е. он становится нагрузкой для других усилительных элементов, датчик 5 направления тока формирует на выходе сигнал логического нуля, по которому элемент 4 совпадения отключает соответствующий коммутирующий элемент 3. Такое .:- отключение производится при отказах входных цепей (по сигналу порогового элемента 6). Если в результате влияния температурных или других факто1/1432 18 ров выходное наттряжение иа холостом ходу одного из отключенных усилительных элементов 1 превышает зна 1ение напряжения »а входе источника 10, то в результате изменения состояния соответствующего датчика 5 происходит срабатывание соответствуюшего логического элемента совпадения 4 и подключение соответствующего усилительного блока к нагрузке 7. Таким образом, подключение и отключение усилительных элементов в нагрузке происходит как и в известном усилителе, 15

Резервированный усилитель содержит N идентичных каналов с усилительными элементами 1, М из которых назначаются резервными, поэтому N — M параллельно работающих усилительных элементов 1 обеспечивают номинальную мощность в нагрузке 7.

Состояние, при котором к нагрузке подключены N — М усилительных блоков, считают исходным нормальным рабочим состоянием резервированного усилитет

N-М-2

N-М-2

N-М-1

N-M

N-M-1

0 О

0 О

I I I

О (7 И-М+1) Входы реверсивного счетчика 11: вычитаюПоследовательность счетных импульсов

0 0

0 0 суммирующие одного из усилительных элементов 1 произойдет его отключение от нагруз5О ки (п (N M) тО значение ВыхОДнОЙ функции первого логического селектора 8 f ()r N-М) станет равным единице и импульсы с генератора 14 через первый логический элемент И 12 начнут

55 поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 11. Поскольку управляющий вход источника 10 подключен к выходу реверсивного счетчика

11, то напряжение на его выходе соотИз таблицы видно, что при n=N-M значения выходных функций первого и второго логических селекторов 8 и 9 равны нулю, импульсы с генератора 14 не поступают через элементы И 12 и

13 ни на один из входом реверсивного счетчика 11, его состояние не изменяется. Это соответствует исходному нормальному рабочему состоянию резервированного усилителя, Если в результате изменения параметров или по причине выхода из строя ля. В нормальном рабочем состоянии резервнгованнот о усилителя на входах логичес <их сечекторов 8 и 9 присутстВуют N — M Входных сигналов, равных единице (остальные равны нулю).

Погические селекторы выполняют функцию выбора заданного количества входных сигналов и превышения над этим количеством ° Пусть f. (> N — М) выходная функция первого логического селектора 8 (с инверсным Выходом); (Ъ N — М+!) — выходная функция второго логического селектора 9 прямом выходом); п — количесгво фактически подключенных к нагрузке 7 усилительных элементов 1.

Тогда состояние резервированного усилителя в зависимости от числа подключенных к нагрузке 7 усилительных элементов 1 характеризуется следующей таблицей:

0 0 0 0 ° 0

0 Последовательность счетных импульсов

1443218 обеспечивают возможность производить подключение или отключение усилительных каналов в нагрузке таким образом, чтобы при отсутствии отходов в работе находилось только заданное количество усилительных элементов 1, а остальные усилительные элементы были в состоянии горячего ненагруженного резерва, где интенсивность отказа элементов ниже. ветственно начнет уменьшаться. Когда это напряжение станет ниже выходного напряжения одного из усилительных элементов 1 значение которого в хо1

5 лостом режиме максимально, то в соответствующем датчике 5 направление тока изменится на противоположное и произойдет подключение соответствующего усилительного элемента 1 к нагрузке 7, В случае, если произойдет отключение нескольких усилительных элементов 1, то этот процесс (поступление импульсов на вьечитающий вход реверсивного счетчика — умень15 шение напряжения на выходе управляеМОГО истОчника 10 пОстОЯннОГО напря жения — подключение одного иэ усилительных элементов 1 к нагрузке) будет продолжаться до тех пор, пока количество подключенных к нагрузке усилительных элементов 1 опять не станет равным И"M. При этом значение выходной функции первого логического селектора 8 f(, _#_-M) станет равным нулюи резервированный усилитель вернется в нормальное рабочее состояние, Вели в результате изменения параметров произойдет подключение одного или нескольких находящихся в горячем ненагруженном режиме усилительных элементов 1 к нагрузке 7, тогда (nail-М), -o станет равным единице значенеге выходной функции второго логичес,ого селектора 9, т.е. f ()N-M+1) =1, с импульсы с генератора 14 через второй элемент И 13 начнут поступать на суммирующий вход реверсивного счет- чика 11, Это приведет к изменению состояния счетчика увеличению уров9

40 ня выходного напряжения управляемого источника 10 и поочередному отключе- нию от нагрузки тех усилительных элементов 1, уровень выходного напряжения которых минимален, Этот пере-. ходной процесс закончится, когда ко«

45 ,личество подключенных к нагрузке 7 усилительных элементов 1 опять станет

1 равным N-М.

Следовательно, вновь введенные в резервированный усилитель элементы

Составитель

Редактор Л.Зайцева Техред И.Дидык

Таким образом, в предлагаемом усилителе исключена зависимость числа усилительных элементов, находящихся в состоянии горячего ненагруженного резерва, от случайного разброса параметров элементов, что повышает надежность резервированного усилителя и гарантировано обеспечивает заданный уровень мощности в нагрузке.

Формула и з о б р е т е и и я

Резервированный усилитель по авт. сн. - 959302 отличающийся тем, что, с целью ПОЙышенил надежности усилителя, в него введены управляемый источник постоянного напряжения„ реверсивный счет.ик, генератор импульсов, первый и второй логические селекторы, а также первый и второй элементы И, первые входы которых годключены соответственно к выходам первого и второго логических селекторов, а вторые входы подключены к выходу генератора импульсов, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счетчика, выходы логических элементов совпадения подключены к соответствующим входам первого и второго логических селекторов, выходы разрядов реверсивного счетчика связаны с управляющим входом управляемого источника постоянного напряжения, один из выводов которого соединен с общей шиной, а другой вывод — с вторыми, токовыми выходами датчиков направления тока.

В.Иванов

Корректор С Шекмар

Заказ 6400/57 Тираж 832 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,,4/5

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