Многоканальная система электропитания с равномерным токораспределением с защитой

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения устройств вычислительной техники, автоматики и средств связи. Цель изобретения - повышение надежности и выявление неисправного стабилизатора напряжения. Система содержит параллельно соединенные стабилизаторы 1<SB POS="POST">1</SB>,...1<SB POS="POST">N</SB> напряжения с датчиками 2<SB POS="POST">1</SB>,...,2<SB POS="POST">N</SB> тока. При выходе из строя одного из стабилизаторов сигнал о перенапряжении на выходе через компаратор 12<SB POS="POST">N+1</SB> и триггер 13<SB POS="POST">N+1</SB> поступает на блок 5 замыкания нагрузки и формирователь 6 напряжения. Блок 5 срабатывает и шунтирует нагрузку малым сопротивлением, в это же время с формирователя 6 через суммирующие элементы 11<SB POS="POST">1</SB>,...11<SB POS="POST">N</SB>,на стабилизаторы 1<SB POS="POST">1</SB>,...1<SB POS="POST">N</SB>, подается напряжение обратной связи, исправные стабилизаторы прекращают работу, а в неисправном возникает перегрузка, которая выявляется соответствующим датчиком 2<SB POS="POST">1</SB>,..,2<SB POS="POST">N</SB>, компаратором 12<SB POS="POST">1</SB>,...12<SB POS="POST">N</SB> и запоминается триггером 13<SB POS="POST">1</SB>,...13<SB POS="POST">N</SB>, при срабатывании одного из которых через N-входовый элемент ИЛИ 10 и блок 4 коммутаций происходит отключение от первичного источника 15 питания стабилизаторов. При этом сигнал с соответствующего из триггеров 13<SB POS="POST">1</SB>,...,13<SB POS="POST">N</SB> поступает в блок 7 индикации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

„„SU„„151 4 (51)4 G 05 F 1 59

Щ ОЩЗМЯ " Ь !1 1О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТ(4ЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ъ 1 ,(21) 4400527/24-07 (22) 15.02.88 (46) 07,10.89 Бюл. Р 37 (72) 10.В.Ларионов и А.Г.Песоцкий (53) 621.316.722.1(088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

У 1156038, кл. G 05 F 1/59, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 1206763, кл. G 05 F 1/59, 1986.

2 (54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С РАВНОМЕРНЫМ ТОКОРАСПРЕДЕ.ЛЕНИЕМ С ЗАЩИТОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения устройств вычислительной техники, автоматики и средств связи. Цель изобретения— повышение надежности и выявление не3/

15 исправного стабилизатора напряжения.

Система содержит параллельно соединенные стабилизаторы 1,,...«1„ напряжения с датчиками 2,...,,2 тока.При выходе из строя одного из стабилизаторов сигнал о перенапряжении на выходе через компаратор 12 «,. и триггер 13 „,, поступает на блок 5 замыкания нагрузки и формирователь 6 напряжения. Блок 5 срабатывает и пунтирует нагрузку малым сопротивлением, :в это же время с формирователя 6 через суммирующие элементы 11,,...,11 „ иа стабилизаторы 1 „ ...,1 „ подается

13431 4 напряжение обратной связи, исправные стабилизаторы прекращают работу, а в неисправном возникает перегрузка,ко5 торая выявляется соответствующим датчиком 21,...,2 „ тока, компаратором

12„,...,12 „ и запоминается триггером 13 „, ° ...13 „, при срабатывании одного из которых через и-входовой

ip элемент ИЛИ 1 0 и блок 4 коммутаций происходит отключение от первичного источника 15 питания стабилизатбров.

При этом сигнал с соответствующего из триггеров 13,,...,13 „ поступает в блок 7 индикации. 1 ил.

Изобретение относится к электро, технике и может найти применение в системах электропитания устройств вычислительной техники, автоматики и средств связи.

Цель изобретения — повьппение надежности и выявление неисправного стабилизатора напряжения.

На чертеже изображена схема многоканальной системы электропитания с ! равномерным токораспределением с за1

1лит ой .

Система электропитания содержит и. стабилизаторов 1,,...,1 „ напряжения с датчиками 2,,...,2 „ индивидуального тока, блок 3 управления распределением токов, блок 4 коммутации, блок 5 замыкания нагрузки, формирователь 6 напряжения, блок 7 индикации, первый 8 и второй 9 источники опорного напряжения, и-входовой элемент ИЛИ 10, суммирующие элементы Щ

1.1.. .,,11,„, п«ь1 компараторов 12,...,, 12 „„ и 11 +1 1риггеров 13,,..., i3 „„ . При этом силовые входы стабилизаторов f 1 « ° ° ° «1 п нал,>яже iH рез блок 4 коммутации соедин ны с вход 5 ным силовым выводом, а силовые выходы через соответствующие датчики

2 ...,,,2 „ тока соединены с выходным силовым выводом, выход каждого из датчиков 2,,...,2 „. тока соединен с соответствующим входом блока 3 управления распределением токов, вход обратной связи по напряжению которого соединен с выходным силовым выводом и общей шиной, блок 5 замыкания на.грузки выходами подключен к силовому выходному выводу и общей шине, а входом — к входу Формирователя 6 напряжения, выход которого соединен с первыми входами суммирующих элементов

11„,. ° .,11„, вторые входы которых соответственно подключены к выходам блока 3 управления распределением таков, а выход каждого из суммирующих элементов 11 11 „ соединен с управляющим входом обратной связи соответствующего стабилизатора 1,... 1„, напряжения, выход первого источника 8 опорногб напряжения соединен с первы- ми входами и компараторов 12.,.. °,, 12„, второй вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего датчика 2,,...,2 „ тока, а выход— с входом установки в "1" соответствующего из триггеров 13,,...,13 „, выходы которых соответственно подклю-. чены к соответствующим входам и-входового элемента KIN 10 и блока 7 индикации, выход элемента ИЛИ 10 соединен с управляющим входом блока 4 коммутации, выход второго источника 9 опорного напряжения подключен к первому входу и+1-го комларатора 12 „,, второй вход которого соединен с выходным силовым выводом, а выход — с входом установки в "1" n+1-го триггера 13 „, выход которого соединен с входом Формирователя 6 напряжения и соответствующим и+1 входом блока 7 индикации, нагрузка 14 подключена к выходным выводам, первичный источник 15 питания к входным, а суммирующий элемент 11 выполнен на диодах 16 и 17, Система электропитания работает следующим образом.

При включении питания все триггеры

13,,...,13 „„ устанавливаются в нулевое состояние и на выходе элемента

1513431 ) датчика. При срабатывании комцаратора 12 на его выходе появляется потенциал, по переднему фронту которого устанавливается в "1" триггер 13 это5 го компаратора.

ИЛИ 10 устанавливается логический

"0", по которому осуществляется коммутация блоком 4 коммутации напряжения нестабильного первичного источни ка 15 питания (сетевого напряжения) на стабилизаторы 1,,....,1 „ .Последние вступают в работу и на нагрузке 14 системы возникает напряжение, а через датчики 2,,...,2 „ проходит вы-10 ходной ток каждого иэ стабилизаторов, сигналы с выходов которых, а также напряжение с нагрузки 14 поступают на блок 3, который в зависимости от соотношения этих сигналов выдает на 15 каждый стабилизатор свое управляющее воздействие в виде напряжения обратной связи. Это напряжение с выходов блока 3 через вторые входы своих суммирующих элементов 11„,...,11„ посту-20 пает на управляющий вход обратной связи своего стабилизатора 1,...,1

На первых входах всех суммирующих элементов 11„,...,11 „ в это время нулевое напряжение. Управляющими 25 воздействиями на стабилизаторы 1

1Э ° ° »

1„ осуществляется получение заданного напряжения на нагрузке 14 и обеспечение равномерного распределения выходного тока между стабилизаторами системы. Предположим, выходной ток стабилизаторов 1„ меньше остальных стабилизаторов. С блока 3 на вход обратной связи этого стабилизатора начинает подаваться меньшее напряжение

35 обратной связи. Стабилизатор 1„ отрабатывает на это уменьшение увеличением своего выходного напряжения, что вызывает увеличение его выходного тока.

Предположим, что по какой-либо причине уменьшилось сопротивление нагрузки 14. При этом уменьшится и напряжение на нагрузке, блок 3 отслеживает это уменьшение и выдает соот- 45 ветствующее управляющее воздействие на все стабилизаторы 1, которые увеличивают свое выходное напряжение и свой выходной ток, увеличивается напряжение на выходе датчиков 2, которое поступает.на вторые входы компараторов 12, на первые входы всех компараторов с источника 8 подается опорное напряжение, величиной которого определяется максимально допусти55 мый ток стабилизатора. При превыше1 нии напряжения на выходе любого из датчиков 2 величины напряжения источника 8 срабатывает компаратор 12 этого

При уменьшении сопротивления на» грузки 14 через все датчики 2 проходит увеличивающийся ток стабилизаторов„ блок 4 стремится распределить ток нагрузки 14 равномерно между стабилизаторами 1,,...,1 „ c погрешностью, определяемой быстродействием элементов системы, и погрешностью, обусловленной точностью управления распределением блока 4, поэтому напряжение на выходе датчиков 2, хотя и близкое, но отличается на какое-то достаточно малое значение и срабатывает первым какой-то один компаратор, предположим компаратор 12 и его триггер 13 .

Компаратор t 2 может сработать и при выходе из строя стабилизатора

1, что приводит к повьппению выходного тока только этого стабилизатора.

С триггера 13 логическая "1" поступает на второй вход элемента ИЛИ

10, появляется "1" и на его выходе, которая поступает на блок 4 коммутации. Последний отключает стабилизаторы 1,,...,1 „ от первичного источника 15 питания. Ток через датчик 2 прекращается, напряжение на входе компаратора 12 уменьшается и он устанавливается в исходное состояние, а его триггер 13 остается в единичном,"1" с его выхода поступает на второй вход блока 7 индикации, в кото ром осуществляется индикация его состояния, Предположим, что вьппел из строя стабилизатор 1 и все или часть напряжения первичного источника 15 питания, превышающее заданное выходное напряжение системы, появилось на выходе этого стабилизатора, а сопротивление нагрузки 14 большое, в пределе соответствует режиму холостого хода.

Этот случай возможен и при исправном стабилизаторе 1, но неисправном блоке 3, выдавшем на вход обратной связи указанного стабилизатора напряжение обратной связи малой величины, отрабатывая воздействие которого, стабилизатор повышает свое выходное напряжение, 1513431

С выхода стабилизатора 1 это напряжение поступает на нагрузку 14 и на второй вход компаратора 12 „... на первый вход которого поступает с источника 9 опорное напряжение, вели чиной которого определяется максималь; но допустимое напряжение на нагрузку 14. При превышении этого напряже-! ния срабатывает компаратор 12 „,, } на его выходе появляется потенциал, по переднему фронту которого уста, навливается в "1" триггер 13 „., Логическая "l" с выхода триггера

13 „, поступает на блок 5 замыкания нагрузки, который срабатывает и шун тирует сопротивление нагрузки 14, ло! гическая "1" поступает и на формирова1 тель 6»»апряжения, который вырабатывает напряжение обратной связи,превышающее напряжение на выходе блока 3, Зто напряжение поступает на первые входы всех суммирующих элементов ! 11,,...,11 „, а с их выхода и на все стабилизаторы 1,,...„1 „ . Исправ- 25 ные стабилизаторы отрабатывают на воздействие напряжения обратной свя зи, прекращая выдачу выходного напря1 жения. Неисправный стабилизатор 1, продолжает выдавать напряжение и, со- 30 ответственно, ток, который проходит через блок 5 замыкания нагрузки и превьппает максимально допустимый для стабилизатора, вызывая срабатывание компаратора 12, триггера 12 и

35 отключение всех стабилизаторов от первичного источника 15. Логическая

"1" с триггера 13 „„ поступает на блок 7 индикации, вырабатывая совместно с 1" с выхода тРиггеРа 13 при 40

,çíàê, что неисправен стабилизатор 1 г и выдает перенапряжение, а при отсутствии "1" с триггера 13 — признак, что неисравен блок 3.

Система электропитания с равномерным токораспределением с защитой позволяет при обеспечении равномерноrо токораспределения между выходными токами стабилизаторов, входящих в систему, обеспечить защиту их от перегрузки по току, обеспечить защиту нагрузки от перенапряжения как при выходе из строя стабилизаторов, так и блока управления распределением токов обеспечить выявление стабилизатора, вызвавшего перенапряжение на нагрузке при любых токах нагрузки, включая и нулевой, обеспечить выявление выхода из строя блока управления распределением токов.

Формула и з обретения

Многоканальная система электропитания с равномерным токораспределением с защитой, содержащая по крайней мере одни входные силовые выводы, И стабилизаторов напряжения с управляющим входом обратной связи, выходы которых через соответствующие датчики с тока соединены с выходным силовым выводом, вь»ход каждого из датчиков тока соединен с соответствующим входом блока управления распределением токов, вход обратной связи по напряжению которого соединен с выходным силовым выводом и общей шиной, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и выявления неисправного стабилизатора напряжения„ в нее введены блок коммутации, формирователь напряжения, блок индикации, блок замыкания нагрузки, два источника опорного напряжения,п-входовой элемент

ИЛИ, и-суммирующих элементов, n+1 компараторов и n+i триггеров, первые входы и компараторов соединены с выходом первого источника опорного напряжения, второй вход каждого из компараторов соединен с выходом соответствующего датчика тока, а выходс входом установки в "1" соответствующего иэ п триггеров, выходы которых подключены к соответствующим входам п-входового элемента ИЛИ и блока индикации, вь»ход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом блока коммутации, выводы которого соединены соответственно с входным силовым выводом и входами стабилизаторов напряжения, первый вход и+1-го компаратора соединен с вь»ходом второго источника опорного напряжения, второй вход — с выходным силовым выводом, а выход— с входом установки в "1" и+1-го триггера, выход которого соединен с и+1входом блока индикации, входом формирователя напряжения и управляющим входом блока замыкания нагрузки, выходы которого подключены к выходным силовым выводам, вь»ход формирователя напряжения соединен с первыми входами и суммирующих элементов, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления распределением токов, выход каждого из и

9 15! 3431

10 суммирующих элементов соответственно ной связи соответствующего стабилизасоединен с управляющим входом обрат- тора напряжения.

Составитель В,Мосин

Редактор Н.Тупица Техред И. Верес Корректор H.Koponb

\C

Заказ 6078/47 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035» Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101