Резервированное устройство электропитания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (! I) (si)s Н 02 J 9/06, Н 05 К 11/00

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 о о авЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4927995/07 (22) 08.01.91 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (72) В.И.Кичатов (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 355688, кл, H 05 К 11/00. 1972, 2, Авторское свидетельство СССР

hh 392500, кл. Н 05 К 11/00, 1973. (54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО

ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Сущность изобретения: в устройстве электропитания, блоки электропитания соединены последовательно с датчиком тока и подключены к источнику рабочего напряжения. В каждом блоке — резервный и основной трансформаторы с первичной, вторичной и контрольной обмотками с первичной и вторичной соответственно, ВыхоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания электрорадиоаппаратуры повышенной надежности с защитой источника электроэнергии от перегрузки, Известно резервированное устройство, содержащее основной и резервный блоки, соединенные с источником электропитания через переключатели и схему ИЛИ, входы которой подсоединены к выходам основного и резервного блоков, выход контроля основного блока соединен с первым входом схемы И, выход которой соединен с управляющим входом переключателя питания резервного блока, выход которого связан с управляющим входом переключателя питания основного блока, и схему задержки, вход которой соединен с источником питания, а выход — с вторым входом схемы И. ды контрольных обмоток соединены через выпрямители и переключатели со входами селектора, выходы которого через схемы И соединены с триггерами, управляющими ключами, шунтирующими обмотки трансформаторов, Устройство обеспечивает обнаружение перегрузок в цепях электропитания блоков, автоматический переход на резервные трансформаторы и сохраняет работоспособность при множественных дефектах до полного исчерпания резерва, Работоспособность блоков определяется по напряжениям на контрольных обмотках и току, протекающему через датчик тока.

Двухступенчатая система контроля обеспечивает исправление ошибок, связанных с отказами контрольных обмоток, выпрямителей, переключателей и селектора. 1 ил.

Недостатком данного устройства является наличие гальванической связи между источником питания и резервируемыми блоками, что при коротких замьн.аниях в основном блока может привести к отказу источника питания и невозможности включения резервного блока (авт. св. N. 392500, кл. G 06 J 11/00, 1973), Наиболее близкой к предлагаемому многоканальное устройство электропитания, содержащее одноканальные блоки питания, источник опорного напряжения, питающие и контрольные обмотки, датчик тока, коммутатор, селектор, ключ, индикатор, источник напряжения питания, многоканальйый выпрямитель и источник рабочего напряжения, в котором обмотки питания соединены последовательно с источником напряжения питания и датчиком тока, выход которого соединен с входом 1767615 выходами выпрямителя, входы которого со- 10 единены с первыми выводами соответствующих контрольных обмоток, вторые выводы

20

30 компаратора, вход опорного напряжения которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход — с управляющим входом ключа, первый вывод которого соединен с первым выводом источника напряжения питания, а второй —.с входом питания селектора, выходы которого соединены с соответствующими входами индикатора,. а входы — с соответствующими которйх соединены с общим выводом выпрямителя, вторым выводом источника и общей шиной (авт. св. М 1471242, кл. Н .02 Н 7/04, 1989).

В данном устройстве осуществляется гальваническая развязка потребителей электроэнергии с источником электропитания, идентифицируется потребитель с перегрузкой в цепи питания и одновременно защищается от перегрузки источник электропитания. Одйако данное устройство не обеспечивает"автоматического замещения неисправного потребителя электроэнергии и сохраняет работоспособность только до первого отказа.

Цель изобретения — повышение работоспособности устройства при появлении многократных отказов.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство Содержит N блоков 1 электропитания, в каждом из которых имеется основной трансформатор с первичной 2, вторичной 3 и контрольной 4 обмотками, резервный трансформатор с первичной 5 и вторичной 6 обмотками и узел 7 коммутации, N-канальный выпрямитель 8, источник .9 напряжения смещения, N переключателей

10, селектор 11 минимального сигнала, N схем И 12, элемент 13 установки исходного состояния, N триггеров 14, датчик 15 тока, компаратор 16, источник 17 опорного напряжения, источник.18 рабочего напряжения. При этом блоки электропитания соединены последовательно с датчиком тока и подключень к источнику рабочего напряжения, выходы контрольных обмоток основных трансфбрматоров соединены с одноименными входами N-канального выпрямителя, выход датчика тока подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, причем нормальнозамкнутые и нормальноразомкнутые контакты узлов коммутации шунтируют последовательно соедийенные первичные обмотки резервно35

55 го и основного трансформаторов, выход компаратора подключен к объединенным первым входам схем И, вторые входй которых соединены с соответствующими выходами селектора, а их выходы — с единичными входами соответствующих триггеров, объединенные нулевые входы которых соединены с элементом установки исходного состояния, а их выходы — с объединенными входами управления одноименных узлов коммутации и переключателей, первые входы которых объединены и подключены к источнику напряжения смещения, вторые входы переключателей соединены с соответствующими выходами

N-канального выпрямителя, а их выходы подключены к соответствующим входам селектора.

Устройство работает следующим образом.

После включения напряжения питания с помощью элемента 13 установки исходного состояния триггеры 14 переводятся в нулевое состояние. При этом переключатели

10 соединяют выходы многоканального выпрямителя 8 с соответствующими входами селектора 11, а нормальнозамкнутые контакты узла 7 коммутации шунтируют первичные обмотки 5 резервных трансформаторов блоков 1. Последовательно с датчиком t5 тока к источнику 18 рабочего напряжения подключается N первичных обмоток 2 основных трансформаторов, от выходных обмоток 3 которых могут получать электропитание N основных потребителей электроэнергии. Напряжение с каждой контрольной обмотки 4 через соответствующий выпрямитель 8 и пеоеключатель 10 поступает на один из входов селектора 11 минимального сигнала; После сравнения входных напряжений на выходе селектора, соответствующем номеру входа с минимальнымым уровнем напряжения, формируется сигнал логической единицы "1", В случае появления перегрузки в цепи электропитания одного из потребителей электроэнергии или при появлении короткого замыкания в обмотках одного из основных трансформаторов на выходе соответствующей контрольной обмотки напряжение уменьшается при одноврвменном возрастании напряжения на выходах остальных контрольных обмоток. В результате на выходе селектора 11, соответствующем номеру канала электропитания с перегрузкой, появляется сигнал "1".

Наличие перегрузки в цепи источника

18 рабочего напряжения вызывает рост напряжения на выходе датчика 15 тока. При превышении его порогового уровня сраба1767615

10

20

30

40

50 тывает компаратор 16, и на обьединенные вторые входы схем И 12 поступает сигнал

"1".

Совпадение сигналов "1" на входах одной из схем И приводит к переводу соответствующего триггера 14 в единичное состояние. С выхода триггера сигнал поступает на входы управления одноименного переключателя 10 и узла "7 коммутации. Переключатель отключает вход селектора от выпрямителя и подключает его к источнику напряжения смещения, амплитуда напряжения которого превышает уровень напряжений с контрольных обмоток. Так как напряжение на данном входе селектора заведомо превышает все остальные уровни, то по данному входу селектор блокируется и подготавливается для сравнения сигналов на других входах.

Появление сигнала на входе управления узла коммутации приводит к шунтированию первичной обмотки основного трансформатора и замещению его резервным, В этом случае потребитель электроэнергии по данному каналу может быть подключен к вторичной обмотке 6 резервного трансформатора.

Отключение источника перегрузки от цепи источника 18 рабочего напряжения приводит к нормализации тока в цепи датчика 15 и переводу устройства в нормальный режим функционирования и автоматического контроля блоков электропитания с включенными основными трансформаторами, Таким образом, при перегрузке происходят автоматическое замещение блока электропитания с перегрузкой и запоминание его номера триггером.

При появлении перегрузки в другом блоке по напряжениям на контрольных обмотках аналогично определяется номер неисправного блока и включается резервный трансформатор с резервным потребителем электроэнергии.

Устройство сохраняет работоспособность при появлении многократных отказов до полного расхода резерва и допускает рабочее функционирование с автоматическим" контролем при наличии резервных трансформаторов, Реализация двухступенчатого алгоритма принятия решения о переходе на резерв по напряжениям на контрольных обмотках и по величине тока в цепи источника рабочего напряжения позволяет осуществить самоконтроль автоматики и исключить ложные переключения, связанные с обрывами контрольных обмоток и отказами вы-. прямителей.

Формула изобретения

Резервированное устройство электропитания, содержащее источник рабочего напряжения, блоки электропитания с трансформаторами, имеющими первичные, вторичные и контрольные обмотки, датчик тока, компаратор, селектор и многоканальный выпрямитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены элемент задержки, переключатели по числу каналов, к первым входам которых подключены источник напряжения, схемы И и триггеры, а в каждый блок электропитания введен резервный трансформатор с шунтированной замыкающимся ключом первичной обмоткой и размыкающийся ключ, шунтирующий первичную обмотку основного трансформатора, при этом блоки электропитания соединены последовательно с источником рабочего напряжения и датчиком тока, выход которого соединен с входом компаратора, выход которого через элемент задержки подключен к объединенным первым входам схем И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами селектора, а выходы — с единичными входами соответствующих триггеров, прямые выходы которых соединены с объединенными входами управления ключей соответствующих блоков электропитания и входами управления одноименных переключа-гелей, выходы которых подключены к входам селектора, а вторые входы через многоканальный выпрямитель — к контрольным обмоткам блоков электропитания, в которых первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно, причем объединенные нулевые входы триггеров являются установочным входом устройства, а вторичные обмотки трансформаторов — его выходами, 1767615! и л

Составитель В.Кичатов

Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Редактор Т.Федотов

Заказ 3555 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101