Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения с повышенной безотказностью. Целью изобретения является повышение безотказности многофазного импульсного преобразователя за счет повышения кратности резервирования. Устройство для управления содержит блок 27 включения резерва, блоки 30-32 согласования и каналы 33-35 переключения, генератор 8 тактовых импульсов, распределитель 9 тактовых импульсов, источник 11 опорного напряжения, сравнивающий элемент 12, широтно-импульсные модуляторы 13-19, датчики отказов основных 20-23 и резервных 24-26 модулей. Устройство обеспечивает работу многофазного импульсного преобразователя как в нормальном режиме, так и при отказах основных и резервных модулей. Замена неисправных модулей на исправные резервные производится при необходимых фазовых сдвигах. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОаМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 Н 02 М 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЕЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4352491/24-07 (22) 30 12.87 (46) 07.02.90. Бюл. II 5 (72) 10. M. Любченко, H. И, Олейник, 10. A. Чудновский, В. A. Лесников и В. В. Тарасов (53) 621,316,727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 95?411, кл. Н 02 М 7/48, 1982, Патент США 9 4039925, кл. Н 02 М 7/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНИ, ИМПУЛЬСНО ПРЕОБРАЗОВАТЕЖР, (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения с повышенной безотказностью, Белью

„„Я0„„1541734 A 1 изобретения является повышение безот казности мнагофазного импульсного преобразователя за счет повышения кратности резервирования. Устройство для управления содержит блок 27 включения резерва, блоки 30-32 согласова.ния и каналы 33-35 переключения, генератор S тактовых импульсов, распределитель 9 тактовых импульсов, источ-ник II опорного напряжения, сравниваюший элемент 12, широтно-импульсные модуляторы 13-19, датчики отказов основных 20-23 и резервных 24-26 модулей. Устройство обеспечивает работу многофазного импульсного преобразователя как в нормальном режиме так и при отказах основных и резервных модулей. Замена неисправных модулей на исправные резервные производится при необходимых фазовых сдвигах. 2 ип.

l 541734

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения с

5 повышенной б ез о тказно стью.

Цель изобретения - повышение безотказпости многофазного импульсного (преобразователя за счет повышения кратности резервирования. 10

На фиг, 1 представлена схема мно" гофазного импульсного преобразователя, состоящего, например, из четырех основных и трех резервных преобразовательных модулей; на фиг. 2 — схема канала переключения и блок согласования.

Многофазный импульскьФ преобразова тель со с то ит из че ты ре х о снов н ых преобразовательных модулей 1 — 4, 20 трех резервных модулей 5 — 7, устройства для управления, содержащего ге нератор 8 тактовых импульсов, распределитель 9 тактовых импульсов с четырьмя выходами, измерительный эле- 25 мент 10, источник 11 опорного напряжения, сравнивающий элемент 1 2, ши-. ротно-импульсные модуляторы 13 — 19, датчики отказов основных 20 — 23 и резервных 24 — 26 модулей и блок 27 включения резерва. Последний содержит регистр 28 прямого сдвига, элемент ИЛИ ?9 с тремя входами, три блока 30 — 32 согласования и три канала 33,ЗЪ переключения, Каналы переключения имеют идентичные входы 36-45 для ка нала 33 переключения, входы 46-55 лля канала 34 переключения и входы 56-65 для канала 35 переключения, а также идентичные выходы 66-71 для канала

33," выходы 72-77 для канала 34 и выходы 78-83 для канала 35. Входы 37-40 и выходы 68-71 канала 33 являются одновременно входами блока 30 согласования, входы 49-50 и выходы 74-77 ка- „ нала 34 - входы блока 32 согласования. Каналы 33-35 переключения идентичны. Канал переключения содержит

TKRS-триггеры 84- 87 для канала 33, IERS-триггеры 88-91 и 92-95 для каналов 34 и 35 соответственно, элемен" ты И 96-99 для канала 33, элементы

И 100-103 и 104-1 07 для каналов 34 и 35 (по числу основных модулей), один элемент ИЛИ 108 (109, 110), п +

+ 1 формирователь 114-117 коротких

55 импульсов для канала 33, формирователи 118-121 и 122-125 для каналов 34 и .35 соответственно.

Блоки 30-32 согласования идентичны. Блок содержит четыре (по числу . основных модулей1 двухвходовых элемента ИЛИ 126-129 для блока 30, элементы ИЛИ 130-133 и 134-137 для блока

3I и 32 соответственно. Четыре выхода распределителя 9 импульсов подключены к входам широтно-импульсных модуляторов 13-16 основных модулей 1-4 и одновременно — к входам 41, 51, 61;

42» 52» 62» 43» 53» 63» 44» 54» 64 каналов 33-35 . Выходы датчиков 20-23 отказов основных модулей соединены с входами 37-40. Выходы датчиков 24-26 отказов резервных модулей соединены с входами 45, 55, 65. Выходы 66, 72, 78 каналов 33-35 соединены с широтноимпульсными модуляторами резервных модулей. Выходы 67, 73 „79 через элемент ИЛИ 29 подключены к синхронизирующему входу регистра 28. Выходы 6871 канала 33, выходы 74-77 канала 34 и выходы 80-83 канала 35 соединены с входами блоков 30-32. Выходы блока 30 согласования подключены к входам блока 31, а е"o выходы — к входам блоха

32 согласования. Входы 37-40 (47-50 и

57- 66) каналов соединены с синхронизирующими входами с ХАЯ-триггеров.

Выход 36 (46, 56) регистра сдвига подключен к. I âõîäó триггеров канала

33 (34, 35), а вход 45 (55, 65) -- к установочным Pi-входам триггеров, IIepвые (прямые) выходы триггеров канала, 33 (34, 35) подключены к первым входам элементов И, к вторым входам которых подключены входы 4I -44 (51-54 и 61-64), Выходы элементов И 96-99 (100-103; 104-107) соединены через элемент ИЛИ 108 (109, 110) с входами широтно-импульсных модуляторов 17-19 резервных модулей и с входом формирователя 111 коротких импульсов (112, 113), выход которого подключен к выходу 67 (73, 79) канала. Вторые (инверсные) выходы триггеров 84-87 (8891 и 92-95) соединены через формирователи 114-117 коротких импульсов (118-121 и 122-125) с выходами 68-71 (74-77 и 80-83) . Входы 37-40 (47-50 и 57-60) блоков согласования соединены первыми входами элементов ИЛИ 126129 (130-133 и 134-137)» входы 68-71 (74-77 и 80-83) соединены с вторыми входами элементов ИЛИ 126-129 (130133 и 134-137), а выходы элементов

ИЛИ - с выходами 47-50 и 57-60 блоков согласования.

5 1 54 l 7

Устройство работает в режимах. запуска и работы с исправными модулями„ отказа основных модулей; отказа резервных модулей.

В исходном состоянии при исправных модулях выходное напряжение датчиков отказов всех модулей имеет уровень логического нуля, который сохраняется в течение всего времени исправного состояния модуля. Триггеры каналов

33-35 переключения через установочные входы 45, 55, 65 переводятся в состояние, когда, на первых выходах устанавливается уровень логического нуля.

Через синхронизирующий вход регистр

28 прямого сдвига переводится в состояние, когда единичный уровень появляется на выходе, подключенном к входу 36 канала 33, а значит, и на ин- 20 формационных входах триггеров 84-87.

При включении генератора 8 тактовых импульсов тактовые импульсы по- . ступают на вход распределителя 9 тактовых импульсов и распределяются последовательно по широтно-импульсным модуляторам 1 3-16 основных модулей.

Одновременно тактовые импульсы поступают.на вторые входы элементов И 96 (100, 104), 97 (101, 105), 98 (102, 30

106), 99 (103, 107), но так как на первых входах элементов И напряжение равно .уровню логического нуля, то и на выходах элементов И импульсы напряжений отсутс твуют.

При отказе основного модуля устройство работает следующим образом, Отказ модуля вызывает генерирование датчикоМ отхазов импульса напряжения единичного значения, который поступа- 40 ет на синхронизирующие входы соответствующих триггеров . Например, при отказе модуля 2 импульс, генерируемый датчиком 21, через входы 38, 48, 58 поступает на синхронизируюцие входы 45 тригегров 84, 88, 92 и первый вход блока 30 согласования. Так как выходное напряжение регистра прямого сдвига с уровнем логической единицы имеется только на входе 36 канала 33, 50 т.е. на информационных входах триггеров 84-87, то при поступлении импуль-. са датчика 21 в новое состояние переходит только триггер 85, и на е"o первом выходе появится напРяжение единичного уровня. Это напряжение поступает на первый вход элемента И 97 и сохраняется в течение времени нормальной работы резервного модуля 5.

Тогда каждый тактовый импульс с соот.— ветствующего выхода распределителя 9 поступает через элемент И 97, элемент ИЛИ 108, выход 66 на вход широтно-импульсного модулятора 17 резервного модуля 5 и на вход формирователя 111 коротких импульсов. Итак, устройство включения резерва вместо открывшего модуля к соответствующему выходу распределителя подключает исправный резервный модуль, Сигнал с формирователя 11) коротких импульсов через выход 67 канала

33 переключения, через элемент ИЛИ

29, поступая на регистр 28 прямого сдвига, вызывает перевод выходного напряжения регистра с входа 36 на вход 46 каналов переключения. При ото казе еще одного основного модуля про" исходят аналогичные процессы, при этом включается следующий резервный модуль.

При отказе любого работающего резервного модуля устройство включения резерва работает следующим образом. При выходе из строя модуля датчик от казов генерирует импульс напряжения, поступающий на установочные входы триггеров канала переключения данного отказавшего модуля. Так как все триггеры, кроме одного, находятся в исходном состоянии (напряжение имеется на втором инверсном выходе триггеров), то при поступлении импульса изменяет свое состояние и переходит в исходное только один триггер, тот, который изменяет свое состояние при подключении вместо отказавшего данного резервного модуля. Импульс, сформированный формирователем коротких импульсов, подключенным к второму выходу данного триггера, поступает на соответствующий выход данного канала переключения, а затем через схему согласования — на синхронизируюшие входы соответствующих триггеров канала переключения, что вызывает подключение вместо отказавшего исправного резервного модуля ° Например, при отказе работающего резервного модуля

5 датчиком 24 отказов генерируется импульс напряжения, поступающий через вход 45 на установочные входы тригге ров 84-87 канала 33 переключения. Так как модуль 5 бып подключен вместо отказавшего модуля 2 при переключении триггера 85, то именно этот триггер переходит снова в исходное состояние, 1541734 при этом на его втором выходе появля-. ется напряжение логической единицы.

Импульс, сформированный формирователем 115 коротких импульсов, поступает через выход 69 канала 33 переключе5 ния на вход блока 127 согласования и че рез них — на входы 48 и 58, затем— на синхронизирующие входы триггеров

89 и 93. Но так как выходное напряже- 1О ние регистра прямого сдвига имеется только на информационных входах триг.геров 88-91 канала 33 пе реключения, то при поступлении импульса на синхронизирующий вход триггера 89 íà его первом выходе появляется напряжение, которое поступает на вход элемента И

101, Теперь вместо отказавших модулей

2 и 5 к данному выходу распределителя

9 импульсов подключается резервный модуль 6. Схема управления может быть распространена на п основных и m peseрвных модулях.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить безотказ- 25

Ность многофазного импульсного преобразователя до любого требуемого уронНя за счет повышения кратности резервирования. При этом замена неисправНых основных и резервных модулей на исправные- резервные производится при необходимых фазовых сдвигах.

Формула изобретения

Устройство для, управлсния многофазным импульсным преобразователем с ф основными и резервными преобразова тельными модулями, содержащее генера-, тор тактовых импульсов, соединенный с входом распределителя тактовых имПульсов с и выходами, вход датчика

Выходного параметра преобразователя предназначен для подключения к общему выходу преоб разовательных модулей,.выход подключен к одному из входов

45 сравнивающего элемента, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а .выход — с основными управляющими входами широтно-импульсных модуляторов по общему числу основных и резервных преобраэовательНых модулей, выходы распределителя импульсов подключены к дополнительНым управляющим входам широтно-им пульсных модуляторов основных преобразовательных модулей, выходы датчиКов отказа основных преобразовательНых модулей подключены к входам блоКа включения резерва, выходы котороro соединены с широтно-импульсными модуляторами резервных преобразовательных модулей, датчики отказа ре" зервных преобразовательных модулей, отличающееся тем,что,с целью повышения бе э отказно с ти многофазного импульсного преобразователя за счет повышения кратности резервирования, блок включения резерва снабжен дополнительными входами, соединенными с выходами датчиков отказа m ре зе рвных преоб ра зов а тельных модулей, v при этом блок включения резерва выполнен в виде регистра прямого сдвига с m выходами, элемента ИЛИ с m входами, mблоков согласования,,каждый из которых состоит- из и двухвходовых элементов ИЛИ и m каналов переключения, каждый j-й из указанных каналов переключения содержит и триггеров, каждый из которых имеет установочный, информационный и синхронизирующий входы, и+1 формирователей коротких импульсов, и элементов И и элемент

ИЛИ канала переключения с и входами, выход датчика отказов i-ro основного преобразовательного модуля подключен к синхронизирующим входам i-x триггеров всех каналов переключения, причем к входам триггеров первого канала переключения непосредственно, к входам i-ro триггера j --ro канала переключения через первый вход и выход

i-элемента ИЛИ j -1 канала переключения, выход датчика отказа 1-го резервного преобразовательного модуля соединен с установочными входами всех и триггеров соответствующего j-го канала переключения, j-й выход иэ m выходов регистра прямого сдвига соединен с информационными входами всех и триггеров j -го канала переключения, первый выход i-го триггера j-го канала переключения соединен с первым входом i-гб элемента И, второй вход которого соединен с i-м выходом распределителя тактовых импульсов, а выходы всех элементов И каждого j -ro канала переключения соединен через элемент ИЛИ канала переключения с широтно-импульсным модулятором 1-.го.резервного преобразовательного модуля, второй выход i-ro триггера каждого

g-ro канала переключения соединен через i-й формирователь коротких импульсов канала переключения к второму б входу r-ro элемента ИЛИ j-го блока согласования .

1541734

Составитель О.Парфенова

Техред Л.Сердюкова Корректор С,Черни

Редактор И.Яцола

Заказ 287 Тираж 499 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