Устройство для резервированного питания

 

Союз Советских

Социалистическими

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕтЕНИЯ ""892581

Х АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 010480 (21) 2902002/24-07 () М 4Л с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 02 У 9/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.1281. Бюллетень Н9 47

Дата опубликования описания 2 3. 12. 81 (53) УДК 621.316.925 (088. 8) Н. Б. Бланк, П.Ф. Кадомский, Б. Н. Смирно и А.Г.Заломаев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВИРОВАННОГО

ПИТАНИЯ

Изобретение относится к источникам питания и может быть использова-, но в радиоэлектронной аппаратуре, имеющей ограничение потребляемой мощности.

Известны резервированные источники питания с использованием ключевых элементов для переключения цепи нагрузки от основного стабилизатора напряжения при выходе его из строя к резервному. Так, например, известно устройство, содержащее источник питания, подключенный к входу двух стабилизаторов напряжения, выход первого из которых подключен к входу первой схемы сравнения напряжения, выход второго стабилизатора подключен к входу второй схемы сравнения напряжения. Выход первой схемы сравнения напряжения управляет первым ключом, отключающим цепь нагрузки от выхода первого стабилизатора напряжения при отказах его компонентов и подключающим ее к выходу второго стабилизатора напряжения. Выход второй схемы сравнения напряжения управляет вторым ключом, отключающими . цепь нагрузки от выхода второго стабилизатора напряжения при отка" зах его компонентов (1) .

Однако в этом устройстве оба ста» билизатора напряжения постоянно потребляют мощность от первичного источника питания, вырабатывая свой ресурс. Это снижает надежность и срок службы устройства в целом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее источник питания и три параллельные цепи, каждая из которых состоит из стабилизатора напряжения, выход которого подключен через схему сравнения напряжения к управляющему входу раз15 ьаакающего электронного ключа, вкло" ченного между выходом стабилизатора

: и нагрузкой, а вход каждого ст абилизатора подключен через дополнительный размыкающий электронный ключ к

20 выходу источника питания. Управляющий вход каждого из размыкающих электронных ключей соединен с выходом схемы сравнения напряжения параллельной цепи .12) .

Однако это устройство недостаточно надежно, так как .неисправность обоих стабилизаторов вызывает полный выход его из строя и. в нем после появления неисправности восстановле30 ние номинального напряжения на на892581 грузке происходит с относительно

:большой задержкой, обусловленной инерционностью не только электрон-, ных ключей,,но и, в значительной степени, временем выхода резервного стабилизатора на режим номинального напряжения.

Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение времени восстановления работоспособности при появлении неисправностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первичный источник питания и три параллельные цепи, каждая из которых состоит иэ стабилизатора напряжения, вход которого подключен через первый размыкающий электронный ключ к источнику питания, выход подключен к входу схемы сравнения напряжения и через другой размыкающий электрон ный ключ к нагрузке, введены три, по числу параллельных, цепей, элемента И и три логическчх элемента И-НЕ. Выход каждого элемента И подключен к управляющему входу первого размыкающего электронного ключа одной параллельной цепи, а каждый иэ двух его входов соединен с выходом схемы сравнения двух других параллельных цепей. Выход каждого элемента И-НЕ подключен к одному из трех входов двух других элементов

И-НЕ и к управляющему входу второго размыкающего электронного ключа той из параллельных, цепей, выход схемы сравнения которой подключен к третьему входу этого же элемента

И-НЕ.

На чертеже представлена блок-схе.ма устройства для резервированного питания.

Предлагаемое устройство для резервированного питания содержит источник 1 питания, размЫкающие электронные ключи 2 — 7, стабилизаторы 8

10, схемы 11 — 13 сравнения, элементы И 14 — 16, элементы И-НЕ 17 - 19.

Размыкающий электронный ключ 2 (3,4) включен между первичным источником 1 питания и входом стабилизатора 8 (9,10) напряжения. Выход стабилизатора 8 (9,10) подключен к входу схемы 11 (12,13) сравнения напряжения.

Выход схемы 11 сравнения подключен к .одному иэ входов элементов И 15 и

16, выход схемы 12 сравнения напряжения подключен к одному из входов элементов И 14 и 16, выход схемы 13 сравнения напряжения подключен к одному из входов элементов И 14 и 15.

Выход схемы ll (12,13) сравнения напряжения подключен к одному из входов элемента И-HE 17 (18,19). Управляющий вход электронного ключа 2 (3,4) соединен с выходом элемента И

14 (15,16). Управляющий вход электронного ключа 5 (6,7) соединен с выходом элемента И-НЕ 17 (18,19). Вы40 формирует на своем выходе сигнал 1, который поступает на управ4S ляющий вход электронного ключа 4.

Ключ 4 при этом размыкается, отключая стабилизатор 10 от первичного источника питания. Таким образом, до тех пор, пока величина напряжения на о выходе стабилизатора 8 находится н допустимых пределах, питание нагруз-, ки осуществляется от первичного источника 1 питания через ключ 2, стабилизатор 8 и ключ 5, при этом вход стабилизатора 9 подключен к первичному источнику питания за счет замкнутого состояния ключа 3, à его вы-. ход отключен от нагрузки за счет разомкнутого состояния ключа 6, стабилизатор 10 напряжения обесточен эа

60 счет разомкнутого состояния ключа 4.

35 хоц каждого из элементов И-НЕ 17

19 соединен с одним из входов двух других элементов И-НЕ 17 — 19.

Работа устройстна резервированного питания осуществляется следующим образом.

Напряжение питания от источника 1 питания через размыкающие ключи 2

4 поступает на стабилизаторы 8 — 10.

Если неличина напряжения на выходе каждого из стабилизаторов 8 - 10 не находится в допустимых пределах, то схемы 11 — 13 .сравнения формируют сигнал 0 .

При этом на выходе каждого элемента И 14 - 16 формируется сигнал 0, а на выходе каждого элемента

И-НЕ 17 — 19 — сигнал 1, что обеспечивает замкнутое состояние ключей 2 - 4 и разомкнутое ключей 5

7. Вследствие неидентичности характеристик элементов стабилизаторов 8

10 напряжения временные задержки между моментом поступления входного напряжения и моментами достижения выходными. напряжениями каждого из стабилизаторов требуемого уровня различны для стабилизаторов 8 - 10.

Если напряжение на выходе стабилизатора 8 раньше достигает требуемого .уровня, то на выходе схемы 11 сравнения вырабатывается сигнал 1, который поступает на нход элемента И-НЕ 17,- элемент И-НЕ 17 при этом формирует на своем выходе сигнал 0, который поступает на управляющий вход размыкающего электронного ключа 5. Ключ 5 при этом замыкается, подключая цепь нагрузки к выходу стабилизатора 8. Если в след за стабилизатором 8 на выходе стабилизатора 9 напряжение также достигает требуемого уровня, то на выходе схемы 12 сравнения вырабатывается сигнал 1 . Элемент И 16 при этом

В связи с тем, что под напряжением первичного источника 1 питания одновременно находятся стабилизаторы 8 и 9, то возникновение отказа

892581

15

Формула изобретения

40 в каждом из них равновероятно (если не учитывать нагруженный режим стабилизатора 8). Pассмотрим следующие два случая:

1. Напряжение на выходе стабилизатора 9 вышло за допустимые пределы. В этом случае на выходе схемы 12 сравнения и элемента И 16 вырабаты,вается сигнал 0, что вызывает замыкание ключа 4 и подключение стабилизатора 10 к первичному источнику питания. После достижения на выходе стабилизатора 10 требуемого уровня величины напряжения на выходе схемы 13 сравнения и элемента И 15 вырабатывается сигнал 1, который вызывает размыкание ключа 3, тем самым происходит обесточивание вышедшего из строя стабилизатора 9. При этом нагрузка продолжает запитываться от стабилизатора 8 через замкнутый ключ 5.

2. Напряжение на выходе стабилизатора 8 вышло эа допустиьые пределы. В этом случае на выходе схемы 11 сравнения вырабатывается сигнал p который поступает на вход элемента

И-HE 17 и на вход каждого элемента

И 15 и lб. Элементы И-НЕ 17 при этом формируют на своем выходе сигнал 1, который поступает на управляющий вход ключа 5 и на вход двух других элементов И-НЕ 18 и 19. При этом ключ 5 размыкается, отключая цепь нагрузки от выхода стабилизатора 8, элемент И-НЕ 18 формирует на своем выходе сигнал 1, который поступает на управляющий вход ключа б и переводит его в замкнутое состояние, определяющее подключение цепи нагрузки к стабилизатору 9, элемент И 16 формирует на своем выходе сигнал О, который поступа-„ ет на управляющий вход ключа 4 и вызывает его замыкание, т.е. подключение входа стабилизатора 10 к источнику 1 питания. По установлению на выходе стабилизатора 10 требуемого уровня напряжения, схема 13 сравнения вырабатывает сигнал 1, который поступает на вход элемента И 14.

Элемент И 14 формирует на своем выходе сигнал 1, который поступает на управляющий вход ключа 2.

Ключ 2 при этом размыкается, отклочая источник 1 питания от входа неисправного стабилизатора 8. Таким образом, на выходе устройства ре" эервированного питания имеется напряжение, обусловленное работой одного из стабилизаторов напряжения.

Второй стабилизатор при этом находится под напряжением первичного источника питания, но он отключен от цепи нагрузки. Третий стабилизатор отключен как по входу, .так и по выходу.

Таким образом, введение дополнительной пареллельнои цепи и трех элементов И, И-НЕ позволяет повысить надежность устройства в целом, так как устройство продолжает правильно функционировать после выхода из строя двух стабилизаторов, а также уменЬшить время восстановления работоспособности устройства, так как после возникновения неисправности в стабилизаторе происходит переключение нагрузки на исправный стабилизатор, на. ходящийся в это время под напряжени" ем первичного источника питания и имеющий на своем выходе напряжение требуемого уровня. T.å. время восстановления, в худшем случае, определяется быстродействием схемы И-НЕ и электронного ключа. устройство для резервированного питания, содержащее источник питания и три параллельные цепи, каждая из которых состоит иэ стабилизатора напряжения, вход которого подключен через первый размыкающий электронный ключ к источнику питания, выход подключен к входу схемы сравнения напряжения и через другой размыкающий электронный ключ к нагрузке, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьыения надежности устройства и,уменьшения времени восстанов-. ления работоспособности при появлении неисправностей, в него введены три, по числу параллельных цепей, элемента И и три элемента И-НЕ, выход каждого элемента И подключен к управляющему входу первого раэмыкающего электронного ключа одной параллельной цепи, а каждый из двух его входов соединен с выходом схемы срав45 нения двух других параллельных цепей, выход каждого элемента И-НЕ подключен к одному из трех входов двух других элементов И-НЕ и к управляющему входу второго размыкающего . электронного ключа той из параллельных цепей, выход схемы сравнения напряжения которой подключен к третьему входу этого же элемента И-НЕ.

55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Патент США М 3440492, кл. 317-27, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР 0 по заявке Р 2552805/24-07, кл. Н 02 J 9/06, 1977. .

892581

Заказ 11273/79 Хираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изОбретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. УжгОоол, ул. Пооектнан, 4

Составитель Г.Дамская

Редактор T.Кугрышева Техред T. Маточка Корректор Н.Швыдкая