Устройство для питания @ нагрузок постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры . Цель изобретения - упрощение конструкции устройства и повышение надежности его в работе. В предлагаемом устройстве произведено разделение п нагрузок на m групп по К (К - ) нагрузок в каждой, причем все нагрузки снабжены индивидуальными коммутационными ключами . Это позволяет для подключения (отключения ) нагрузок без помех на питающих шинах использовать не 2п, а всего лишь 2т двухконтактных групп Общий принцип действия устройства предусматривает поочередное подключение нагрузок к основному источнику питания или отключение от него При этом для обеспечения требуемой динамической точности стабилизации напряжения основного источника очередная нагрузка предварительно подключается к вспомогательному источнику питания а с основным источником соединяется ее имитатор с максимальным сопротивлением После выравнивания токов в силовой и вспомогательной цепях вместо имитатора включается нагрузка При отключении очередной нагрузки от основного источника вместо нее включается имитатор с сопротивлением , равным нагрузочному сопротивлению , которое перед отключением снижается до минимального 1 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836312/07 (22) 09.04,90 (46) 23.07.92, Бюл. ¹ 27 (72) М.А.Антипов (56) Авторское свидетельство СССР

¹522534,,кл. Н 02 J 7/34, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 679964, кл. G 05 F 1/56, 1979, Авторское свидетельство СССР

¹ 1548777, кл. G 05 F 1/56, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ п НАГРУЗОК ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — упрощение конструкции устройства и повышение надежности его в работе. В предлагаемом устройстве произведено разделение и нагрузок Hà m групп по К (К = — ) нагрузок в и

m каждой, причем все нагрузки снабжены индивидуальными коммутационными ключаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Известны устройства питания нагрузок постоянного тока, в которых подключение нагрузки к источнику питания и отключение от него осуществляется напрямую с помощью ключей, Недостатком этих устройств является то, что подключение нагрузки и ее отключение сопровождается бросками напряжения на зажимах источника питания, которые особенно значительны при ограниченной мощности источника и которые создают по,,5U „1749889 А1 ми. Это позволяет для подключения (отключения) нагрузок без помех на питающих шинах использовать не 2п, а всего лишь 2m двухконтактных групп. Общий принцип действия устройства предусматривает поочередное подключение нагрузок к основному источнику питания или отключение от него.

При этом для обеспечения требуемой динамической точности стабилизации напряжения основного источника очередная нагрузка предварительно подключается к вспомогательному источнику питания, а с основным источником соединяется ее имитатор с максимальным сопротивлением. После выравнивания токов в силовой и вспомогательной цепях вместо имитатора включается нагрузка. При отключении очередной нагрузки от основного источника вместо нее включается имитатор с сопротивлением, равным нагрузочному сопротивлению, которое перед отключением снижается до минимального. 1 ил. мехи в работе других потребителей электроэнергии, питающихся от этого же источника, Известно также устройство, реализующее способ питания нагрузок и содержащее два источника питания, к каждому из которых любая нагрузка подключается, либо от-. ключается от него с помощью отдельного ключа, Одним из главных недостатков устройства является относительная сложность, состоящая в необходимости использования для подключения каждой нагрузки и ее отключения без возникновения помех на шинах источника питания двух ключей, т.е. для подключения (отключения) п нагрузок без

1749889 помех на шинах источника необходимо использовать 2п ключей, Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является устройство для питания пнагрузок постоянного тока,,со- 5 держащее основной и вспомогательный источники питания, первые полюса которых соединены с первыми выводами соответственно первого и второго регуляторов, измеритель напряжения, включенный между 10 вторыми выводами регуляторов, 2m контактных групп, состоящих из двух последовательно включенных замыкающих контактов ..и имеющих первый и второй раздельные и третий общий выводы, m силовых цепей с 15 последовательно включенными чувствительным элементом короткого замыкания и чувствительным элементом обрыва, выходы которых подключены к соответствующим входам блока управления контактными 20 группами, m вспомогательных цепей с последовательно включенными дополнительным регулятором и имитатором нагрузки, m узлов сравнения токов, входы каждого из которых соединены с соответствующими 25 силовой и вспомогательной цепями, первый выход — с соответствующим входом блока управления, а второй выход — с управляющим входом дополнительного регулятора соответствующей вспомогательной цепи, п 30 пар выводов для подключения нагрузки, Недостаток устройства в сложности, заключающейся в необходимости использовать для подключения (отключения) и нагрузок без помех на шинах источника 2п контактных 35 групп из 4п ключей. Наличие большого числа ключей снижает также надежность устройства в целом.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности работы. 40

Цель достигается тем, что в устройство для питания и нагрузок постоянного тока введены и ключей, причем каждые k (к = — ) ключей и каждые k пар выводов для и гп 45 подключения нагрузки включены попарно-последовательно между одним из выводов чувствительного элемента обрыва соответствующей силовой цепи и первыми выводами обеих контактных групп, вторые выводы 50 которых подключены к одному из выводов имитатора нагрузки соответствующей вспомогательной цепи, вторые выводы первого и второго регуляторов соединены с одним из выводов соответственно чувствительных 55 элементов короткого замыкания и дополнительных регуляторов, а вторые полюса основного и вспомогательного источников питания подклЮчены к третьим выводам соответствующих контактных групп.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства, Устройство содержит основной 1 и вспомогательный 2 источники питания, первые полюса которых соединены с первыми выводами соответственно первого 3 и второго 4 регуляторов, измеритель 5 напряжения, включенный между вторыми выводами регуляторов 3 и 4, контактные группы 6 и 7, состоящие из двух последовательно включенных замыкающих контактов 8, 9 и 10, 11 соответственно и имеющих первый и второй раздельные и третий общий выводы, силовую цепь с последовательно включенными чувствительным элементом 12 короткого замыкания и чувствительным элементом 13 обрыва, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 14 управления контактными группами 6 и 7, вспомогательную цепь с последовательно включенными дополнительным регулятором 15 и имитатором 16 нагрузки, узел 17 сравнения токов, входы которого соединены с силовой и вспомогательной цепями, первый выход — с соответствующим входом блока 14 управления, а второй выход — с управляющим входом дополнительного регулятора 15, выводы 18 — 20 для подключения нагрузки. Устройство для питания содержит также ключи 21 — 23, которые включены попарно последовательно с выводами 18 — 20 для подключения нагрузок между одним из выводов чувствительного элемента 13 обрыва и первыми выводами обеих контактных групп 6 и 7, вторые выводы которых подключены к одному из выводов имитатора 16 нагрузки, вторые выводы первого и второго регуляторов 3 и 4 соединены соответственно с одним из выводов чувствительного элемента 12 короткого замыкания и дополнительного регулятора 15, а вторые полюса основного 1 и вспомогательного 2 источников питания подключены к третьим выводам соответствующих контактных групп 6 и 7.

Предварительно все существующ е в системе и питающиеся от основного 1 источника и нагрузки разделяют íà m групп нагрузок, каждой из которых соответствует своя (одна из m) силовая цепь, В каждой и силовой цепи включено 4 (k = — ) ключей, m включенных попарно последовательно с k выводами для подключения k нагрузок. Нагрузки, подключаемые к одной из m силовых цепей подбираются так, чтобы из них в любой момент к основному источнику 1 может быть подключена только одна нагрузка.

Для упрощения изображения устройства на чертеже представлены одна из m cu1749889

15

25

35

50

55 ловая часть, одна из m вспомогательных цепей и три пары выводов из возможных k nap выводов в силовой цепи.

При необходимости включить очередную нагрузку, например нагрузку, подклю ченную к . выводам 18 по сигналу управления, поступающему по каналу 24 в блок управления 14 контактными ключами, последний коммутирует" ключи 8 и 21, подключающие нагрузку к вспомогательному источнику 2 по цепи: первый полюс источника 2, второй регулятор 4, узел 17 сравнения, чувствительные элементы 12 и 13 короткого замыкания и обрыва соответственно, выводы для подключения нагрузки

18, ключи 8 v«21 второй полюс источника 2, По сигналу управления коммутируется также ключ 9, подключающий имитор 17 нагрузки к основному источнику 1 по цепи; первый полюс источника 1, первый регулятор 3, узел 17 сравнения, дополнительный регулятор 15, имитатор 16 нагрузок, ключ 9 второй полюс источника 1. Вследствие большой величины сопротивления дополнительного регулятора 15 ток в цепи имитатора 17 нагрузки будет первоначально равен нулю. После окончания переходного процесса на вспомогательном источнике 2 с помощью второго регулятора 4 выравнивают его напряжение с напряжением основного источника 1. О равенстве напряжений судят по показаниям измерителя 5 напряжения, При этом на вход дополнительного регулятора 15 будет поступать сигнал со второго выхода узла сравнения 17, пропорциональный разнице токов вспомогательного 2 и основного 1 источников. В результате этого ток основного источника 1 начнет плавно увеличиваться до его выравнивания с током вспомогательного источника 2. В момент достижения равенства величин указанных токов на входе дополнительного регулятора 15 осуществляется запоминание сигнала узла 17 сравнения с второго его выхода. Одновременно с первого выхода узла 17 сравнения сигнал будет воздействовать на блок 14 управления, который выработает команды на одйовременное размыкание ключей 9 и 10 и замыкание ключа 8, что означает подключение нагрузки через выводы 18 к основному источнику

1 без возникновения на нем возмущающих воздействий.

Отключение нагрузки, подключенной к выводам 18, производится либо после выполнения ею поставленных задач, либо при возникновении в ее цепи короткого замыкания или обрыва, В первом случае отключение производится блоком 14 управления контактными группами по сигналу, поступающему по каналу 24, во втором случае отключение производится блоком 14 по сигналам чувствительных элементов 12 и 13 короткого замыкания и обрыва соответственно. По этим сигналам блок 14 управления вырабатывает к оманд ы на одновременное размыкание ключа 8 и замыкание ключа 9, чтб означает отключение от оснавногб истбчника 1 йагрубки через выводы 18 и-подключеййе к нему имитатора

16 нагрузки, Так как сойротивление дополнительного регулятора 15 было запомнено в момент подключения нагрузки, подсоединенной к выводам 18,"то ее"отключение не

1 вызовет значительных помех на шинах основного источника 1 вследствие примерного равенства сопротивлений имитатора 15 нагрузки и самой нагрузки. После перекл ючения, ввиду отсутствия тока вспомогательного источника 2 питания через узел 17 сравнения сигнал с его выхода будет воздействовать на дополнительный регулятор

15 так, что его сопротивление будет плавно возрастать, что приведет к плавному уменьшению до нуля тока основного источника 1.

Отключение имитатора 16 нагрузки после этого осуществляется блоком 14 управления по сигналу канала 24.

Аналогичным образом осуществляется подключение и отключение нагрузок в любой из m силовых. цепей.

Предлагаемое устройство для питания позволяет также повысить надежность за счет возможности параллельной работы основного 1 и вспомогательного 2 источников на нагрузку силовой цепи. Для этого с помощью блока 14 управления замыкаются соответствующие ключи 8 и 10 контактных групп, Таким образом, для подключения (отключения) и нагрузок к основному источнику питания 1 в предлагаемом устройстве необходимо (п+ m 4) ключей, m имитаторов нагрузок, т.е; по числу вспомогательных цепей, m — узлов сравнения

Предположим, что имеется 50 нагрузок, которые можно подключить через 10 силовых цепей. Следовательно, в предлагаемом устройстве необходимо будет использовать

90 ключей, 10 имитаторов нагрузок, 10 узлов сравнения.

Предлагаемое устройство является более простым и обладает повышенной надежностью по сравнению с известным.

Формула изобретения

Устройство для питания и нагрузок постоянного тока, содержащее основной и вспомогательный источники питания, первые полюса которых соединены с первыми выводами соответственно первого и второ1749889

Составитель М.Антипов

Техред М,Моргентал Корректор М.Шароши

Редактор О.Хрипта

Заказ 2596 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 го регуляторов, измеритель напряжения, включенный между вторыми выводами регуляторов, 2m контактных групп, состоящйх из двух последовательно включенных замыкающих контактов и имеющих первый и второй раздельные и третий общий выводы, m силовых цепей с последовательно включенными чувствительным элементом короткого замыкания и чувствительным элементом обрыва, выходы которых подключены к соответствующим входам блока управления контактными группами, m вспомогательных цепей с последовательно включенными дополнительным регулятором и имитатором нагрузки, m узлов сравнения токов, входы каждого из которых соединены с соответствующими силовой и вспомогательной цепями, первый выход — с соответствующим входом блока управления, а второй выход— с управляющим входом дополнительного регулятора соответствующей вспомогательной цепи, и пар выводов для подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения и повышения надежности в работе, в него введены и ключей, причем

5 и каждые К (К = — ) ключей и каждые К пар

m выводов для подключения нагрузки включены попарно последовательно между одним из выводов чувствительного элемента обры10 ва соответствующей силовой цепи и первыми выводами обеих контактных групп, вторые выводы которых подключены к одно му из выводов имитатора нагрузки соответствующей вспомогательной цепи, вторые

15 выводы первого и второго регуляторов соединены с одними из выводов соответственно чувствительных элементов короткого замыкания и дополнительных регуляторов, а вторые полюса основного и вспомогательного источ20 ников питания подключены к третьим выводам соответствующих конта ктн ых груп и.