Система электропитания для аппаратуры связи

 

Изобретение может быть использовано для электропитания аппаратуры связи . Цель изобретения - повьпиение надежности системы. Система э.чектропитания содержит электропитающие модули 1, каждый из которых состоит из комбинированного выпрямителя 2, блока коммутации 5 и управляемого ключа 6, а также переключатель 7 фидерЪв, зарядный выпрямитель 8, блок аккумуляторны.х батарей 9, датчики 10 и II тока, узел 13 сравнения, узел 14 управления и командный узел 15. Цель достигается путем обеспечения постоянного контроля исправности работы систе.мы. позволяющего исключить возможность выдачи несанкционированных команд. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я|„) „„1467788 (51) 4 Н 04 М !9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеть

u,åïè

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1376269 (21) 4269237/24-09 (22) 29.06.87 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (72) В. К. Кошелев, 3. М. Славин и Н. А. Панфилов (53) 621.395.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1376269, кл. Н 04 М 19/00, 1987. (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ

АППАРАТУРЫ СВЯЗИ (57) Изобретение может быть использовано для электропитания аппаратуры связи. Цель изобретения — повышение надежности системы. Система электропитания содержиг электропитающие модули 1, каждый из KoTopb»x состоит из комбинированного выпрямителя 2, блока коммутации 5 и управляемого ключа 6, а также переключатель 7 фидеров, зарядный выпрямитель 8, блок аккумуляторных батарей 9, датчики 10 и 11 тока, i зел 13 сравнения, узел 14 управления и командный узел 15. Цель достигается путем обеспечения постоянного контроля исправности работы системы. позволяющего исклю iHTh возможность выдачи»»есанкционированных команд. 1 ил.

1467788

Изобретение может быть использовано для электропитания аппаратуры связи, например, автоматических городских и междугородных станций с резервированием и микропроцессорной системой управления и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1376269.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения постоянного контроля исправности работы системы.

На чертеже представлена блок-схема системы электропитания для аппаратуры связи.

Система содержит п электропитающих модулей 1, каждый из которых состоит из комбинированного выпрямителя 2, выполненного в виде последовательно соединенных нерегулируемого выпрямителя (НУВ) 3 и конвертора-стабилизатора (КС) 4, блока 5 комм.утации, выполненного, например, на тиристоре и параллельно включенном ему контакторе, и управляемого ключа 6. Система электропитания для аппаратуры связи содержит также переключатель 7 фидеров, зарядный выпрямитель (ЗВ) 8, блок 9 аккумуляторных батарей, первый 10 и второй 11 датчики тока, шины !2 переменного тока, узел 13 сравнения, узел !4 управления, командный узел 15, шину данных, шину адреса и управляющую шину. Узел 13 сравнения содержит коммутатор 16, цифроаналоговый преобразователь (HAIL) 17, дешифратор 18 данных, дешифратор 19 адреса и компаратор 20. Узел 14 управления содержит буфер 21 данных, буфер 22 адреса, блок 23 управления, оперативный запоминающий блок ОЗБ) 24, постоянный запоминающий блок (ПЗБ) 25, таймер 26.

Командный узел 15 содержит регистр 27 данных и блок 28 ключей. Система электропитания для аппаратуры связи содержит также групповой командный провод

29 и групповой контрольный провод 30.

Управляющие входы НУВ 3, КС 4, блоков 5 коммутации, управляемых ключей 6, переключателя 7 фидеров, ЗВ 8 объединены в групповой командный провод 29, который подключен к выходу командного узла 15. Контрольные выходы НУВ 3, КС 4, блоков 5 коммутации, управляемых ключей 6, переключателя 7 фидеров, 3В 8, блока 9 аккумуляторных батарей, первого 10 и второго 11 датчиков тока объединены в групповой контрольный провод 30, который подключен к входу узла 13 сравнения.

Шипы 12 переменного тока переключагеля 7 филеров подключены к силовым входам НУВ 3 и 3В 8, силовой выход которого соединен с минусом блока 9 аккумуляторных батарей и силовыми входами управляемых ключей 6 и блоков 5 коммутации, силовой выход которых подключец к силовому входу КС 4. Плюс блока 9 аккумуляторных батарей соединен с входу регистра 27 данных, информацион35 ные входы-выходы которого через внешнюю шину данных соединены с выходом компаратора 20 и вторыми информационными входами-выходами дешифратора !8 данных и буфера 21 данных. Выход регистра 27 данных подключен к входу блока 28 ключей, выход которого подлючен к групповому командному проводу 29.

Узел 14 управления содержит также дешифратор 31 выбора регистров, дешифратор 32 адреса, блок 33 контроля ключей, первый 34 и второй 35 регистры, второй блок 36 управления, второй оперативный запом и нающи и блок 37, второй постоянный запоминающий блок 38, второй таймер

39, ключ 40, блок 41 сигнализации, при этом к управляющему выходу первого

50 блока 23 управления подключены управляющие входы дешифратора 31 выбора регистров, дешифратора 32 адреса и блока

33 контроля ключей, информационный входвыход которого соединен с информационным входом-выходом первого блока 23 управления, адресный выход которого соединен с адресными входами дешифратора 31 выбора регистров и дешифратора 32 адреса, первый выход которого соединен с

1О !

30 первым силовым выводом первого датчика 10 тока, второй силовой вывод которого соединен с плюсом ЗВ 8, землей и первым силовым выводом второго датчика 11 тока, второй силовой вывод которого соединен с плюсом нагрузки, минус нагруз ки подключен к силовым выходам КС 4 и управляемых ключей 6.

Групповой контрольный провод 30 подключен к контрольному входу коммутатора 16, управляющий вход которого соединен с выходом дешифратора 19 адреса, а выход — с первым входом компаратора 20, к второму входу которого подкл ючен выход ЦАП 17. Информационный вход-выход ЦАП 17 через внутреннюю шину данных узла 3 сравнения соединен с первым информационным входомвыходом дешифратора 18 данных. Информационные входы-выходы первого блока 23 управления, первого ОЗБ 24, первого

ПЗБ 25 и первого таймера 26 объединены и через внутреннюю шину данных узла 14 управления подключены к первому информационному входу-выходч буфера 21 данных. Управляющий выход первого блока 23 управления объединен внутренней управляющей шиной с управляющими входами первого ОЗБ 24, первого ПЗБ и первого таймера 26. Адресный выход первого блока 23 управления объединен внутренней шиной адреса с адресными входами первого ОЗБ 24. первого

Г1ЗБ 25 и первого таймера 26 и входом буфера 22 адреса, выход которого через внешнюю шину адреса подключен к входу дешифратора 19 адреса и к адресном

1467788 информационным вхо Io» первого регистра

34, а второй выход — с адресным входом блока 33 контроля ключей. выход которого соединен с первым входом блока 41 сигнализации. Первый выход дешифратора

31 выбора регистров соединен с первым управляющим входом первого регистра 34, второй выход — с первым управляющим входом второго регистра 35, информационный выход которого подключен к информационному входу ключа 40 и информационным входам-выходам первого 34 и второго 35 регистров, второго блока 36 управления, второго оперативного запоминающего блока 37, второго постоянного запоминающего блока 38 и второго таймера 39, 5 !

О

15 муляторных батарей в питании нагрузки не участвует и содержится от ЗВ 8.

Управляемый ключ 6 .замкнут, образуя обходную цепь на случай блокирования подсадок напряжения, Вызванных возможными коммутациями или короткими замыканиями. В этом случае к выходу системы электропитания для аппаратуры связи подключается блок 9 аккумуляторных батарей. Прохождение тока из нагрузки в блок 9 аккумуляторных батарей исключается направлением включения ключа 6. ABтоматическое подключение обходной цепи определяется выбором количества последовательно включенных акк,муляторов и выходным напряжением системы электропитания для аппаратуры связи. При уменьшении

50 управляющий вход которого соединен с управляющими входами второго оперативного запоминакнцего блока 37, второго постоянного запоминаю1цего блока 38, вторым управлякнцим входом второго регистра 35. вторым управляющим входом первого регист- -0

20 ра 34 и управляющим входом-выходом второго блока 36 управления, адресный выход которого соединен с адресными Bvoдами второ о оперативного запоминающего блока 37, второго постоянного запоминающего блока 38, второго таймера 39 и ключа 40, выход которого соединен с вторым входом блока 41 сигнализации, выход блока 28 ключей соединен с третьим входом блока 41 сип1ялизации, а дополнительный выход блока 28 ключей сое- З0 динен с информаllèoíным Bxoäoì-выходом регистра 27 дяииых.

Система электропитания для аппаратуры связи работает следующим образом.

В нормалы с!м режиме работы при наличии напряжения питающей сети в одном 35 или двух фидерах питание нагрузки осуществляют комбинированные выпрямители 2, причем источником электроэнергии постоянного тока является НУВ 3, а необходимую стабилизацию напряжения на нагрузке обеспечивает КС 4, создающий на своем выходе регулируемое добавочное напряжение к Выходному напряжению НУВ 3.

Блок 5 коммутации при этом находится в непроводящем состоянии, блок 9 аккунапряжения на нагрузке ниже напряжения на блоке 9 аккуму IHTopHhlx батарей управляемый ключ 6 в обходной цепи начинает проводить, я это случастся либо при резкой перегрузке. либо при выходе из строя комбинированного вып р ям ител я 2.

В норма,1ьном режиме работы узль! !

3- !5 контролируют суммарный ток нагрузки и включают такое количество электропитающих модулей 1, чтобы нагрузка на каждый элеKpoflHT;lloli!HH модуль не превышала 0,8 номинального тока одного модуля.

Контроль и управление количеством включенных электропитающих модулей 1 осуществляется следующим образом. Сигнал с контрольного выхода датчика 11 тока нагрузки Ilo групповому контрольному проВоду 30 поступает на вход коммутатора

16. По алгоритму, записанному в первом

ПЗБ 25. первый блок 23 управления выдает команд!! на внутреннюю шину адреса узла 14 упраьления, Откуда через буфер 22 адреса Они поступа1от flB вн lllнюю шину адреса и да Ieo через дешифратор 19 адреса поступают на управляющий вход коммутатора 16. По этим командам коммутатор 16 в определенной последовательности подключает входы группового контрольного провода 30 на первый Вход Kox!napaTopa 20. Одновременно узел 4 управления при помощи первого блока 23 управления, первого ОЗБ 24, первого ПЗБ 25 и первого таймсря 26 формирует информяци!О управления !1ЛП 17, которая с внутренней н1ины данны . узла

14 управления через буфер 21 ".янн!1х поступает на Внен1нюю и!1!ну данных и далее через деп!ифратор 18 данных HB информационные входы ПАП 17. ПО этой информации ЦАП 17 выда T с иг1гялы соотВетствуfof!I Нх уровней ня второй l3xo;i компараторя 20.

При совпа IBH.. II, уровней сиги!1 IoB»B нс ()Вом и Втором В xо ТВх KомиаpяTopя 20 на его Выходе появляк тся сиги !лы, которые по шинс (анных передаюгся в узел 14 управления, где при помощи nepBolo блока 23 управления, первого ОЗБ 24, первого ПЗБ 25 и первого таймера 26

;IH;I.-tÈBHÐÓÞTCß !IO VPOBHIO И ВРЕМЕНИ, сряВниВаются с ин1рормяциси. хряиян!ейся В первом ПЗБ 25 и перВО.;! ОЗБ 24, обрабатываются, и далее формируются команды HB Включение соответствующего количества электропитающих модулей .

3TII Кох1ВНДh! С аДРЕCHhlX форх1ационнь!х ВходОВ-ВыходОВ первого Олока 23 управления через Внутренние IIIHHhl адреса и данны; узла 14 управления, буфер 22 адреса и буфер 21 данных поступа!От ня BIIBIIIIIIIB шины адреса и данHhlx cОбтве-.стВеинО. Через регистр 27 ванных и б.!Ок 28 ключей Koxf;Iflдного узла 15 кома!!ды поступают и;! групповой ко1467788

55 мандный провод 29, по которому подаются на управляющие входы НУВ 3, КС 4 и блока 5 коммутации, обеспечивая включение необходимого количества электропитающих чодулей l.

При неисправности сетевого питания (недопустимом его уменьц:ении или асимЪ метрии фазных напряжений) в рабочем филере сигнал с соответствующего контрольного выхода переключателя 7 фидеров и с контрольного выхода НУВ 3 (в случае полного пропадания напряжения в сети) поступает на групповой контрольный провод 30, откуда по алгоритму, описанному выше, поступает в узел 14 управления. Узел 4 управления llo алгоритчу, записанному в первом ПЗБ 25, анализирует и обрабатывает поступившую инфорчацик1 и выдает команду, которая через командный узел 15 поступает на

l ðó H Hîâîé коман l II t>I H провод 29 и далее на управляющий вход переключателя 7 филеров, переключая неисправный фидер и» резервный.

В случае пропадания сетевого питания

f3 .д вух филерах сигналы с обоих контрол ьн ь! х выходов перекл ючателя 7 фидер а поступ lloT на групповой контрольный Ilpoвод 30, откуда через узел !3 сравнеitèÿ поступак1т в узел !4 управления.

Узел 14 уllp»13.låftHÿ Ifo соответствующему алгоритму анализирует, сравнивает и

00Р»0(1ТЫВЯ(>т 1100!УПИВttlilо ИflфоРМЯЦИIО И форчирует команды, поступающие на управляю1цие входы НУВ 3, которые отключают

НУВ 0Т IIHT»tottlей сети. Одноврех!сино

t(0 f»tl.tf>1 поступают на управляющие входы блок» 5 кочмутации и управляемого клю I l 6. 110 этим командам в блоке 5 коммутации включается тиристор, а затем и кон г!1ктор, и к входу КС 4 подf(,1н)>I »(тс51 б.!Ок 9 Я ккумм I HTOp f1 t>I x бятяpot!. Это 1годклю !ение происходит практи(ески мгновенно (ввиду наличия обходной цепи и быстродействия тиристора) и пракTHчески одновремеIIIIO во всеx модулях, и ня кя (ество вы.(одного напряжения существ(нно не влияет.

По сиги(1лях1, поступающим с контрольных выходов блока 9 аккумуляторных батарей и датчик» 10 тока, узлы 13, 14 и командный узел 15 Ilo заранее записанному алгоритму учитывают ампер«ас»t, отдавае (ые аккумуляторными батареями, и контролируют как общее напряжение на них, так и напряжение на отдельных элементах. В случае умень1нения напряжения ня батарее и снижения ечкости батарей блока 9 ниже допустимого уровня выдается сигнал, поступ» юн(ий на унр>являю(цие f3l(0;.(bl R10KQB 5 коммутации и управляемых ключей 6 на отключение нагрузки.

При восстановлении напряжения питающей сети в одном или двух фидерах

45 сигналы с контрольных выходов переключателя 7 фидеров поступают по групповому контрольному проводу 30 в узел

13 сравнения. После анализа и обработки по соответствующему алгоритму поступивших сигналов командный узел 15 выдает команду на управляющие входы

HYB 3, КС 4, блоков 5 коммутации и управляющих ключей 6.

Эти команды во избежание больших пусковых токов ступенчато включают НУВ 3, КС 4 и подтверждают отключение блока 9 аккумуляторных батарей от нагрузки. Это необходимо, чтобы избежать повышенного зарядного напряжения на нагрузке. Одновременно на управляющий вход ЗВ 8 поступает команда на заряд блока 9 аккумуляторных батарей. По информации, поступающей с контрольных выходов блока 9 аккумуляторных батарей и датчика 10 тока, осуществляется постоянный контроль ампер-часов, получаемых блоком 9 аккумуляторных батарей от ЗВ 8 и напряжения элементов батареи. При достйжении напряжения 2,3В на элемент ЗВ 8 автоматически переходит в режим стабилизации напряжения (этот переход предусмотрен собственной схемой ЗВ 8). Конец заряда и перевод напряжения ЗВ 8 на

2,2В па элемент определяется по информации, записанной в первом ОЗБ 24 и первом ПЗБ 25, и информации, полученной от ЗВ 8, блока 9 аккумуляторных батарей и датчика 10 тока, и включак щей следующие признаки: полная коч пенсация отданных блоком 9 аккумуляторных батарей ампер-часов, уменьшение тока заряда до величины, близкой к току содержания, и одинаковое напряжение на каждом элементе батареи блока 9.

При необходимости проведения контрольных разряд-зарядов по алгоритму, записанному в первом ОЗБ 24 и в первом ПЗБ 25, отключается НУВ 3 от сети переменного тока, и по алгоритму, рассмотренному в режиме разряда, нагрчзка переводится на питание от батарей. При этом подсчитанные прп разряде ачперчасы регистрируются и запоминаются. По окончании разряда, определяемого по величине допустимого напряжения (как в предыду>гцем случае), командный узел 15 вклк1чает НУВ 3. Заряд осуществляется по алгоритму, рассмотренному ранее.

Если во время разряда или заряда определяется отставание одного или нескольких элементов батареи блока 9, командный узел 15 выдает сигнал на внешнее устройство «неисправность Х-го элемента».

При неисправности одного из НУВ 3

КС 4 подключается через блок 5 коммутации и питается от ЗВ 8, работающего в буфере с батареей блока 9 по ал1467788

Фор:иуда «зобретена» горитму, рассмотренному в описании работы системы электропитания для аппаратуры связи при пропадании сети.

При неисправности КС 4 питание нагрузки осу(цествляется автоматически по обходной цепи через управляемый ключ 6, как и при провалах напряжения, вызванных коммутацией.

В момент ветвления программы, записанной в первом ПЗБ 25, первый блок 23 упоавления по внутренним шинам данных, адреса и управления через дешифраторы адреса 32 и выбора регистров 31 передает информацию во второй блок 36 управления, причем по адресной шине через дешифратор 32 адреса поступает информация о точке ветвления программы, а по шине данных — по какой именно ветви пошла программа. Эта информация записывается в первый регистр 34. Второй блок 36 управления запускает второй таймер 39, подает команду по управляющим шинам на считывание информации из первого регистра 34 во второй ОЗБ 37 и по алгоритму, записанному во втором

ПЗБ 38, анализирует время п рохожден ия каждой программы по заданной ветви.

Результат анализа записывается во второй ОЗБ 37. В случае, если время прохождения подпрограммы отличается от заданного, из второго ОЗБ 37 по внутренним шинам адреса и данных информация поступает в ключ 4G, а из него в олок 41 сигнализации. При этом второй блок 36 управления по внутренней шине данных передает в первый блок 23 управления сигнал запрета выдачи команд.

Для еще большего повышения надежности работы алгоритм рабочей программы составлен так, что первый блок 23 управления производит постоянный контроль работы второго блока 36 управления.

Для этого во втором ПЗБ 38 записаны сигналы, которые при помощи второго таймера 39 в определенные моменты времени поступают во второй блок 36 управления, откуда по управляющей шине и шине данных поступают во второй регистр 35, где и записываются. При появлении в программе работы первого блока 23 управления сигнала опроса состояния второго блока 36 управления этот сигнал по адресной и управляющей шинам поступает на вхо дешифратора 31 выбора регистров, который выдает команду на считывание информации с второго регистра 35. Эта информация через внутреннюю шину данных поступает на первый блок 23 управления, который анализирует его и в случае отклонения от нормы по шине данных выдает сигнал, который через буфер 21 данных, регистр 27 данных и блок 28 ключей поступает в блок 4! сигнализации, сигнализируя о том, что второй блок 36 управления неисправен.

2ч

8

Кроме взаимного постоянного контроля блоков управления, система электропитания для аппаратуры связи обеспечивает контроль исправности блока 28 ключей. Информация о состоянии ключей по шине данных поступает через буфер 21 данных в блок 33 контроля ключей. Этот узел, сравнивая информацию на входе и выходе каждого ключа, определяет его исправность. В случае неисправности какого-либо ключа блока 28 информация об этом поступает на блок 41 сигнализации, а потом го ":íóòðåííåé шиче данных в первый блок 23 управления поступает информация, запрещающая выдачу команд в систему электропитания для аппаратуры связи.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет путем обеспечения постоянного контроля исправности работы исключить возможность выдачи несанкционированных команд.

Система электропитания зля аппаратуры связи по авт. св. Мо 1376269, отличаюи1а»ея тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения постоянного контроля исправности работы, в узел управления дополнительно введены дешифратор выбора регистров. дешифратор адреса, блок контроля ключей, лервый и второй регистры, второй блок управления, второй оперативный запоминающий блок, второй постоянный запоминактщий блок, второй таймер. к,-,юч и б loli сигнализации, (1pli этом к ядреному выходу (It ðBoI o блока управления подключены;(дресный выход второго блока . правления и адресные входы ден ифратора выбора регис гров и дешифратор» адреса, информационный вход-выход блока контроля ключей подключен к информационным входам-выходам первого и второго блоков управления, управляющий выход первого блока управления подключен к управляющему входу-выходу второго блока управления и к управляющим входам дешифратора выбора регистров, дешифратора адреса и блока контроля ключей, псрвый выход дешифратора адреса подключен к информационному входу первого регистра, а второй выход к адресному входу блока контроля ключей, выход которого подключен к первому входу блока сигнализации, первый выход дешифратора выоора регистров подключен к первому управляющему входу первого регистра, второй выход — к первому управляющему входу второго регистра, информационный выход которого подключен к информа((ионному входу ключа и информационным входам-выходам первого и второго регистров, второго оперативного 3(II101467788

Составитель Г. Корсаков

Редактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 1216 57 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 минаю1цего блока, второго постоянного запоми наю1цего блока и второго таймера, уп ра вл яющи и вход которого подключен к управляющим входам второго оперативного запоминающего блока, второго постоянного запоминаю1цего блока, к вторым управляющим входам первого и второго регистров и управляющему входу-выходу второго блока управления, адресный выход которого подключен к адресным входам второго оперативного запоминающего блока, второго постоянного запоминающего блока, второго таймера и ключа, выход которого подключен к второму входу блока сигнализации, третий вход которого является дополнительным входом узла управления и подключен к выходу блока ключей, дополнительный выход которого подключен к информационному входу-выходу регистра данных.