Оптоэлектронное реле питания резервированных систем Российский патент 2021 года по МПК H03K17/08 H03K17/732 

Область техники

Оптоэлектронное реле питания резервированных систем относится к области электронной техники и может быть использовано в схемах, где требуется коммутация напряжения на нагрузку с гальванической развязкой общего первичного источника питания от двух выходных шин устройства каждого резерва в выключенном состоянии. Например, устройство может быть использовано в резервированных системах управления космическими аппаратами, где требуется обеспечение функционирования хотя бы одного резерва системы с холодным резервированием при допустимости отказа любого одного элемента в тракте какого-либо резерва.

Уровень техники

Известен коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току [1]. В рамках рассмотрения его части согласно цели предлагаемого технического решения в качестве аналога коммутатор напряжения содержит вход включения коммутатора напряжения, вход выключения коммутатора напряжения, триггер, электронный ключ, блок нагрузки, две шины напряжения питания.

Коммутатор напряжения обеспечивает подключение блока нагрузки по импульсным сигналам на входах включения и выключения коммутатора напряжения. Недостаток коммутатора напряжения состоит в том, что он не обеспечивает полную гальваническую развязку блока нагрузки от шин напряжения питания при поступлении импульсного сигнала на вход выключения коммутатора напряжения. Другим недостатком этого коммутатора является низкая надежность вследствие потери работоспособности при отказе любого элемента коммутатора напряжения.

Известен электронный коммутатор напряжения [2]. В рамках рассмотрения его части согласно цели предлагаемого технического решения в качестве аналога коммутатор напряжения содержит первую и вторую шины управления, первый и второй ключи (интеллектуальные свойства ключей аналога не использованы согласно цели предлагаемого технического решения), блок нагрузки, две шины питания.

Коммутатор обеспечивает подключение блока нагрузки к двум шинам источника питания при подаче сигнала (высокий уровень) на шины управления коммутатора напряжения. Коммутатор обеспечивает гальваническую развязку нагрузки от двух шин источника питания при отсутствии сигнала (низкий уровень) на шинах управления коммутатора напряжения. Недостатком его является потенциальное управление, которое существенно усложняет практическую реализацию гальванической развязки цепей управления от шин питания. Другим недостатком этого коммутатора является большая величина начального тока стока КМОП транзистора (ключа). Например, эта величина составляет 20…500 мкА для транзистора 2П7235. Третьим недостатком этого коммутатора является низкая надежность вследствие отказа ключа коммутатора напряжения. Например, при коротком замыкании ключа невозможна полная гальваническая развязка блока нагрузки от шин питания при отключении устройства. Другой недостаток заключается в низкой надежности вследствие отсутствия дублированных цепей. Например, при исполнении ключа с ТТЛ логикой на входе в случае обрыва в линии передачи сигнала с низким уровнем с шины управления коммутатора напряжения может привести к функционированию ключа при ложном сигнале высокого уровня (при отключенном входе ТТЛ логических элементов выходной сигнал ТТЛ элемента соответствует уровню высокого потенциала на его входе).

Прототип

Известно комбинированное электронное реле питания резервированных систем [3], которое наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройству и выбрано в качестве прототипа. Комбинированное электронное реле питания резервированных систем представляет собой, два канала (резерва). Каждый канал коммутации питания резервированных устройств содержит последовательно соединенные первую входную шину, цепь коммутации первого оптрона, цепь коммутации второго оптрона, первую выходную шину. Вторая входная шина последовательно соединена с цепью коммутации третьего оптрона, цепью коммутации четвертого оптрона, второй выходной шиной. Аноды и катоды светодиодов каждого оптрона соединены со входами схемы соединения оптронов, первый токовый вход которой соединен с первым выходом формирователя тока, второй токовый вход схемы соединения оптронов соединен со вторым выходом формирователя тока. Токовый выход схемы соединения оптронов соединен с общим выводом формирователя тока. Первая и вторая входные шины формирователя тока соединены соответственно с первой и второй выходными шинами резервированного электромеханического устройства с двумя слаботочными реле поляризованного типа. Нормально разомкнутые контакты одной группы одного реле поляризованного типа являются первой выходной шиной резервированного электромеханического устройства. Нормально разомкнутые контакты другой группы этого реле являются второй выходной шиной резервированного электромеханического устройства. Общий контакт одной группы другого реле поляризованного типа является первой входной шиной слаботочной коммутации и соединен с первой входной шиной комбинированного электронного реле питания резервированных систем. Общий контакт другой группы этого реле поляризованного типа является второй входной шиной слаботочной коммутации и соединен со второй входной шиной комбинированного электронного реле питания резервированных систем. Шина включения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена с входом включения резервированного электромеханического устройства. Первая шина выключения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена с первым входом выключения резервированного электромеханического устройства. Вторая шина выключения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена со вторым входом выключения резервированного электромеханического устройства. Первая общая шина сигналов включения и выключения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена с первым общим входом резервированного электромеханического устройства. Вторая общая шина сигналов включения и выключения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена со вторым общим входом резервированного электромеханического устройства.

Комбинированное электронное реле питания резервированных систем обеспечивает отключение канала с гальванической развязкой устройств системы космического аппарата от шин питания нагрузки при одной любой неисправности в канале. Включение канала в целом не резервировано и работоспособность резервированной системы, например космического аппарата, при отказе основного канала устройства обеспечивается включением другого идентичного канала. Данная ситуация соответствует требованию обеспечения функционирования резервированной системы, например космического аппарата, при одной неисправности. Применение оптронов в силовых цепях вторичной коммутации питания позволило отказаться от громоздких и не надежных силовых электромеханических реле, что особенно существенно при больших токах нагрузки силовых устройств.

Недостаток комбинированного электронного реле питания резервированных систем состоит в низкой надежности, ограничении ресурса малым допустимым количеством срабатывания, наличие дребезга контактов реле вследствие использования слаботочных электромеханических реле в цепях управления оптронами. Как следствие, использование комбинированного электронного реле питания резервированных систем сопровождается неоправданно завышенными массогабаритными параметрами изделия.

Цель изобретения

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности, ресурса и уменьшение массогабаритных характеристик.

В предлагаемом устройстве для достижения поставленной цели введены два ключа, аналоговое ИЛИ, причем шина включения соединена с первым входом аналогового ИЛИ, второй вход которого соединен с первой выходной шиной, первый и второй ключи включены параллельно, вход управления первого ключа соединен с первой шиной выключения, вход управления второго ключа соединен со второй шиной выключения, формирователь тока включен между токовым входом схемы соединения оптронов и выходом аналогового ИЛИ, токовый выход схемы соединения оптронов соединен со второй выходной шиной, первый общий вывод сигнала выключения при исполнении ключей на транзисторах соединен с точкой соединения первого ключа и второй выходной шиной, второй общий вывод сигнала выключения соединен с точкой соединения второго ключа и второй выходной шиной, а при исполнении ключей на оптронах первый общий вывод сигнала выключения соединен с другим входом управления первого ключа, второй общий вывод сигнала выключения соединен с другим входом управления второго ключа.

Сущность изобретения

Устройство иллюстрируется фиг. 1 (один вариант), фиг. 2 (другой вариант), фиг. 3 и фиг. 4 - частные решения элементов устройства.

На фиг. 1 (в каждом резерве) последовательно соединены первая входная шина 1, цепь коммутации первого оптрона 2, цепь коммутации второго оптрона 3, первая выходная шина 4. Вторая входная шина 5 последовательно соединена с цепью коммутации третьего оптрона 6, цепью коммутации четвертого оптрона 7, второй выходной шиной 8. Аноды и катоды светодиодов оптронов 2, 3, 6, 7, обозначены соответственно «а» и «к», при этом катод светодиода первого оптрона 2 соединен с первым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода первого оптрона 2 соединен со вторым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода второго оптрона 3 соединен с третьим коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода второго оптрона 3 соединен с четвертым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода третьего оптрона 6 соединен с пятым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода третьего оптрона 6 соединен с шестым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода четвертого оптрона 7 соединен с седьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода четвертого оптрона 7 соединен с восьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9. Шина включения 10 соединена с первым входом аналогового ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходной шиной 4. Между токовым входом и токовым выходом схемы соединения оптронов 9 включен балластный резистор 12. Силовые цепи первого и второго ключей 13 и 14 соединены параллельно и включены между второй выходной шиной 8 и токовым входом схемы соединения оптронов 9. Вход управления первого ключа 13 соединен с первой шиной выключения 15. Вход управления второго ключа 14 соединен с второй шиной выключения 16. Между токовым входом схемы соединения оптронов 9 и выходом аналогового ИЛИ 11 включен формирователь тока 17. Токовый выход схемы соединения оптронов 9 соединен со второй выходной шиной 8. Первый общий вывод 18 сигнала включения и первого сигнала выключения соединен с точкой соединения первого ключа 13 и второй выходной шиной 8. Второй общий вывод 19 сигнала выключения соединен с точкой соединения второго ключа 14 и второй выходной шиной 8.

На фиг. 2 (в каждом резерве) последовательно соединены первая входная шина 1, цепь коммутации первого оптрона 2, цепь коммутации второго оптрона 3, первая выходная шина 4. Вторая входная шина 5 последовательно соединена с цепью коммутации третьего оптрона 6, цепью коммутации четвертого оптрона 7, второй выходной шиной 8. Аноды и катоды светодиодов оптронов 2, 3, 6, 7, обозначены соответственно «а» и «к», при этом катод светодиода первого оптрона 2 соединен с первым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода первого оптрона 2 соединен со вторым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода второго оптрона 3 соединен с третьим коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода второго оптрона 3 соединен с четвертым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода третьего оптрона 6 соединен с пятым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода третьего оптрона 6 соединен с шестым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода четвертого оптрона 7 соединен с седьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода четвертого оптрона 7 соединен с восьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9. Шина включения 10 соединена с первым входом аналогового ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходной шиной 4. Между токовым входом и токовым выходом схемы соединения оптронов 9 включен балластный резистор 12. Силовые цепи первого и второго ключей 13 и 14 соединены параллельно и включены между второй выходной шиной 8 и токовым входом схемы соединения оптронов 9. Вход управления первого ключа 13 соединен с первой шиной выключения 15. Вход управления второго ключа 14 соединен с второй шиной выключения 16. Между токовым входом схемы соединения оптронов 9 и выходом аналогового ИЛИ 11 включен формирователь тока 17. Токовый выход схемы соединения оптронов 9 соединен со второй выходной шиной 8. Первый общий вывод 18 сигнала выключения соединен с другим входом управления первого ключа 13, второй общий вывод 19 сигнала выключения соединен с другим входом управления второго ключа 14.

Внутренние связи схемы соединения оптронов 9 иллюстрируются, например, вариантами «А», «Б», «В» фиг. 3. На фиг. 3 «А» первый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее шестым коммутационным входом, второй коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее третьим коммутационным входом, четвертый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с токовым входом схемы соединения оптронов 9, пятый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее восьмым коммутационным входом, седьмой коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с токовым выходом схемы соединения оптронов 9.

На фиг. 3 «Б» первый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через первый резистор 20 с токовым выходом схемы соединения оптронов 9, который соединен через второй резистор 21 с седьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, второй коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее третьим коммутационным входом, четвертый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с токовым входом схемы соединения оптронов 9 и с ее шестым коммутационным входом, пятый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее восьмым коммутационным входом.

На фиг. 3 «В» первый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через резистор 22 с токовым выходом схемы соединения оптронов 9, второй коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее четвертым, шестым, восьмым коммутационными входами и с ее токовым входом, третий коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через резистор 23 с ее токовым выходом, пятый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через резистор 24 с ее токовым выходом, седьмой коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через резистор 25 с ее токовым выходом.

Один вариант исполнения ключей 13 и 14 при реализации устройства по фиг. 1 представлен на фиг. 4 «А» и содержит КМОП транзистор 26 n-типа, затвор которого соединен через последовательно соединенные диод 27 и резистор 28 с входом управления первого (второго) ключа 13 (14). Параллельно соединенные резистор 29 и конденсатор 30 подключены параллельно база-сток КМОП транзистора 26 n-типа. Исток КМОП транзистора 26 n - типа является входом ключа 13 (14) и подключается к токовому входу схемы соединения оптронов 9 (фиг. 1).

Другой вариант исполнения ключей 13 и 14 при реализации устройства по фиг. 1 представлен на фиг. 4 «Б» и содержит биполярный транзистор 26 n - типа, база которого соединена через последовательно соединенные резистор 29, диод 27 и резистор 28 с входом управления первого (второго) ключа 13 (14). Конденсатор 30 включен между эмиттером биполярного транзистора 26 n - типа и точкой соединения катода диода 27 с резистором 29. Коллектор биполярного транзистора 26 n - типа является входом ключа 13 (14) и подключается к токовому входу схемы соединения оптронов 9 (фиг. 1). Резистор 31 между базой и эмиттером биполярного транзистора 26 n - типа предназначен для устранения влияния обратного тока коллектора этого транзистора.

При реализации устройства по фиг. 2 ключи 13 и 14 выполнены на маломощных оптронах.

В качестве формирователя тока 17 может быть использован резистор или стабилизатор тока.

Работа оптоэлектронного реле питания резервированных систем осуществляется следующим образом. Для определенности фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 изображены для положительной полярности коммутируемого входного напряжения на входной шине 1 и импульсных сигналов включения и выключения положительной полярности, например, с гальванической развязкой от коммутируемого напряжения. Сигналы выключения, поступающие из системы управления на первую и вторую шины выключения 15, 16 относительно первого и второго общих выводов 18, 19 - дублированные.

Рассматривается работа одного 1-го резерва по фиг. 1 с сигналами управления в виде импульсов напряжения относительно выходной шины 8. Работа устройства по фиг. 2 аналогична и отличается лишь токовым сигналом управления ключами 13 и 14, в качестве которых использованы маломощные оптроны. В качестве нагрузки каждого резерва оптоэлектронного реле питания резервированных систем может быть исполнительное устройство резерва - электронный блок с электроприводом или, например, резервированные нагреватели общей термоплаты. При этом исполнительное устройство каждого резерва исполняет общую функцию, например, вращение общей одной оси исполнительного устройства резервированной системы или нагрев единой для объекта резервирования термоплаты. Система управления объектом резервирования по анализу информации от датчиков, определяющих состояние функционирования единой для объекта резервирования нагрузки, вырабатывает сигналы управления 1-ым или 2-ым резервом оптоэлектронного реле питания резервированных систем. Тем самым обеспечивается функционирование единой для объекта резервирования нагрузки при одной неисправности в цепи включения какого-либо резерва оптоэлектронного реле питания резервированных систем.

При подаче напряжения на первую и вторую входные шины 1 и 5 напряжение сигнала включения на шине включения 10 равно нулю и ток светодиодов оптронов 2, 3, 6, 7 равен нулю, вследствие чего цепи коммутации оптронов 2, 3, 6, 7 находятся в разомкнутом состоянии. Балластный резистор 12 шунтирует входную цепь схемы соединения оптронов 9 согласно рекомендаций эксплуатационной документации на оптроны в целях снижения влияния помех в виде наводок. При шунтировании каждого светодиода оптронов 2, 3, 6, 7 резистором индивидуально (на фиг. 3 не показано) в составе схемы соединения оптронов 9 резистор 12 по фиг 1, 2 может отсутствовать. Малая величина тока утечки оптронов в разомкнутом состоянии обеспечивает достаточную величину сопротивления гальванической развязки. Например, для оптрона типа 2М419А величина этого тока не более 10^-6 А, что при входном напряжении 50 В составляет величину сопротивления гальванической развязки >50 мОм. Следует иметь ввиду, что рассмотренное сопротивление гальванической развязки имеет динамический характер в зависимости от величины коммутируемого напряжения.

При поступлении импульса на шину включения 10 через светодиоды оптронов 2, 3, 6, 7 протекает ток, величина которого определена, например, стабилизатором тока формирователя тока 17. При этом ключи 13 и 14 закрыты. Для надежного включения устройства должно выполняться условие t₁₀>t_вкл, где t₁₀ - длительность импульса на шине включения 10, t_вкл - время перехода оптрона из разомкнутого в замкнутое состояние согласно данным применяемого оптрона. По окончании импульса на шине включения 10 замкнутое состояние цепей коммутации оптронов 2, 3, 6, 7 поддерживается током их светодиодов, величина которого определяется напряжением U_вых на выходных шинах 4, 8, параметрами формирователя тока 17 и падением напряжения на диоде аналогового ИЛИ и светодиодах оптронов 2, 3, 6, 7. Аналогично требование к амплитуде импульса включения на шине включения 10. Состояние U_вых ≈ UBX при постоянстве UBX (например, UBX поступает непосредственно от аккумуляторной батареи) сохраняется до поступления импульса по крайней мере на одну шину выключения 15 или шину выключения 16.

Целесообразность применения варианта «А», «Б» или «В» схемы соединения оптронов 9 по фиг. 3 определяется соотношением коммутируемого напряжения UBX и суммарного падения напряжения U_Σ на последовательно включенных светодиодах оптронов 2, 3, 6, 7 (вариант «А»). При большом коммутируемом напряжении (U_ых - U_Σ)>U_min, где U_min -минимально допустимое напряжение на стабилизаторе тока формирователя тока 17, оптимальным является вариант фиг. 3 вариант «А». При несоответствии приведенного неравенства могут быть применены варианты «Б» или «В». Резисторы 20, 21 и 22, 23, 24, 25 на фиг. 3 предназначены для выравнивания токов, протекающих в параллельных ветвях светодиодов оптронов.

Поступление импульсов напряжения на первую и вторую шины выключения 15 и 16 осуществляется одновременно по дублированным цепям относительно выводов 18 и 19 оптоэлектронного реле питания резервированных систем. В случае одной неисправности в какой-либо цепи выключения (шина 15, ключ 13, общий вывод 18 или шина 16, ключ 14, общий вывод 19) импульс напряжения поступает по другой исправной цепи (шина 16, ключ 14, общий вывод 19 или шина 15, ключ 13, общий вывод 18). Таким образом, один отказ в любой цепи выключения не отразится на способности отключения выходных шин 4 и 8 резерва от входных шин 1 и 5. Один отказ в любой цепи коммутации какого-либо оптрона 2, 3, 6, 7 не отразится на способности отключения выходных шин 4 и 8 резерва от входных шин 1 и 5 вследствие выключения другого (исправного) оптрона в цепи последовательно соединенных двух оптронов.

Первый и второй ключи 13 и 14 (по крайней мере один из них) при поступлении импульсов выключения на шины 15 и 16 открываются и обесточивают светодиоды оптронов 2, 3, 6, 7. По окончании переходных процессов, определяемых временем выключения цепей коммутации оптронов 2, 3, 6, 7 и временем разряда емкости нагрузки резерва, цепи коммутации оптронов 2, 3, 6, 7 находятся в закрытом состоянии до поступления очередного импульса на шину включения 10.

Длительность t_15,16 импульсов на шинах выключения 15 и 16 должна удовлетворять условию t_15,16>(Т_выкл+t_p), где t_выкл - время перехода оптрона из замкнутого в разомкнутое состояние согласно данным применяемого оптрона, t_p - время переходного процесса разряда емкости нагрузки оптоэлектронного реле питания резервированных систем. Время t_p может быть достаточно велико, что затрудняет в отдельных случаях исполнение устройства гальванической развязки источника импульсов выключения, например, применение трансформатора. Для обеспечения выключения устройства импульсом уменьшенной длительности t_15,16 ключи 13 и 14 могут быть выполнены по фиг. 4 варианты «А» или «Б». При этом должно выполняться соотношение τ₁=R₂₈⋅C₃₀<<τ₂=R₂₉⋅C₃₀. Если емкость С₂₆ затвора КМОП транзистор 26 n-типа удовлетворяет условию τ₁ - R₂₈ C₃₀<<τ₂=R₂₉⋅C₂₆, то конденсатор 30 может отсутствовать.

Для уменьшения длительности импульса включения аналогично в составе формирователя импульсов 17 может быть введен повторитель напряжения с элементами 27, … 30 варианта «А» по фиг. 4.

Внешние цепи первой и второй шин выключения 15 и 16 (при требовании обеспечения работоспособности объекта из 2-х резервов устройства при одном отказе в любой цепи выключения какого-либо резерва) могут быть между резервами объединены вследствие их дублирования.

Диагностика оптоэлектронного реле питания резервированных систем осуществляется на этапе его регулировки в процессе изготовления по соответствующим инструкциям. При разработке печатной платы принять меры по обеспечению надежности режима выключения путем соответствующей конфигурации печатных проводников. Например, не должно быть одного общего проводника с переходным из слоя в слой металлизированным отверстием для коммутируемых цепей ключей 13 и 14 при их параллельном соединении.

Технический результат

Надежность выключения резерва (канала) оптоэлектронного реле питания резервированных систем при одном любом отказе в каком-либо одном его резерве обеспечивается параллельным включением первого и второго ключей с соответствующими дублированными цепями их управления по первой и второй шинам выключения.

Надежность обеспечения напряжением питания хотя бы одного резерва системы нагрузки при одном любом отказе в каком-либо одном резерве оптоэлектронного реле питания резервированных систем обеспечивается совместно с системой управления объекта резервирования, формирующей сигнал по шине включения 10 того или иного резерва устройства. При отказе одного резерва настоящего устройства (или соответствующего резерва его нагрузки) в систему управления объекта резервирования поступает информация об отказе данного резерва системы. При этом система управления объекта резервирования вырабатывает сигнал выключения резервов оптоэлектронного реле питания резервированных систем. Затем система управления объекта резервирования вырабатывает сигнал включения другого резерва (канала) оптоэлектронного реле питания резервированных систем. Таким образом, два резерва оптоэлектронного реле питания резервированных систем обеспечивают функционирование системы нагрузки как минимум при одном отказе в любом резерве. Уменьшение массогабаритных характеристик и увеличение ресурса обеспечено за счет исключения электромеханических реле и специального источника питания светодиодов прототипа.

Источники информации

1. Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току. Патент RU 2208292, МПК Н03К 17/08, 2003 г.

2. Электронный коммутатор напряжения. Патент RU 2210183, МПК Н03К 17/08, 2003 г.

3. Схема электрическая принципиальная ИНАЯ.301229.219 Э3 - 2016 г.

Обозначения K1, FKU1(2), R18, R19, VYPR1 соответствуют обозначениям ИНАЯ.301229.219 Э3. Соответствие ИНАЯ.301229.219 ЭЗ наименований, принятых в прототипе - «Резервированное электромеханическое устройство» {слаботочное), «Формирователь тока», «Схема соединения оптронов», приведено в Приложении 2. Обозначение UCT приведенное на структурной схеме отображает ряд узлов, выполняющих в целом функцию стабилизатора напряжения и раскрыто подробно в соответствии с ИНАЯ.301229.219 Э3 в Приложении 2. Цифровые обозначения шин, узлов и блоков на структурной схеме прототипа соответствуют цифровым обозначениям фиг. 1, 2 заявленного устройства.

В прототипе ИНАЯ. 301229.219 Э3 импульсы включения и выключения - отрицательной полярности в отличие от заявляемого устройства, что несущественно для его сущности и данное отличие является техническим эквивалентом.

В функциональной группе сильноточного коммутатора напряжения VYPR1 по ИНАЯ.301229.219 Э3 оптроны DA2, DA4, DA3, DA5 обозначены на приведенной выше структурной схеме прототипа согласно материалам заявки, как оптроны 2, 3, 6, 7.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в схемах, где требуется коммутация напряжения на нагрузку с гальванической развязкой общего первичного источника питания от двух выходных шин устройства каждого резерва в выключенном состоянии. Технический результат заключается в повышении надежности и ресурса оптоэлектронного реле питания. Каждый резерв объекта резервирования содержит оптоэлектронное реле питания, в котором в каждой цепи коммутации напряжения последовательно включены силовые цепи двух оптронов. Начальный ток светодиодов оптронов обеспечивается сигналом включения оптоэлектронного реле питания и по его окончании - током, определяемым формирователем тока, подключенным к выходу оптоэлектронного реле питания. Выключение оптоэлектронного реле осуществляется шунтированием тока светодиодов оптронов импульсным сигналом с помощью электронного ключа. Надежность выключения любого резерва (канала) оптоэлектронного реле при одном любом отказе в каком-либо одном его резерве обеспечивается дублированными цепями по двум шинам выключения. Надежность обеспечения напряжением питания хотя бы одного резерва системы нагрузки при одном любом отказе в каком-либо одном резерве обеспечивается подачей в соответствии с диагностическими признаками системы сигнала включения того или иного исправного резерва. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Оптоэлектронное реле питания резервированных систем, содержащее шину включения, две шины выключения, первый общий вывод сигнала выключения, второй общий вывод сигнала выключения, формирователь тока, схему соединения оптронов, четыре оптрона, последовательно соединенные первую входную шину, цепь коммутации первого оптрона, цепь коммутации второго оптрона, первую выходную шину, а также последовательно соединенные вторую входную шину, цепь коммутации третьего оптрона, цепь коммутации четвертого оптрона, вторую выходную шину, причем аноды и катоды светодиодов каждого оптрона соединены с соответствующими входами схемы соединения оптронов, выход формирователя тока соединен с токовым входом схемы соединения оптронов, отличающееся тем, что с целью повышения надежности, ресурса и уменьшения массогабаритных характеристик в него введены два ключа, аналоговое или, причем шина включения соединена с первым входом аналогового или, второй вход которого соединен с первой выходной шиной, первый и второй ключи включены параллельно, вход управления первого ключа соединен с первой шиной выключения, вход управления второго ключа соединен со второй шиной выключения, формирователь тока включен между токовым входом схемы соединения оптронов и выходом аналогового или, токовый выход схемы соединения оптронов соединен со второй выходной шиной, первый общий вывод сигнала выключения при исполнении ключей на транзисторах соединен с точкой соединения первого ключа и второй выходной шиной, второй общий вывод сигнала выключения соединен с точкой соединения второго ключа и второй выходной шиной, а при исполнении ключей на оптронах первый общий вывод сигнала выключения соединен с другим входом управления первого ключа, второй общий вывод сигнала выключения соединен с другим входом управления второго ключа.

2. Оптоэлектронное реле питания резервированных систем по п. 1, отличающееся тем, что параллельное включение первого и второго ключей на печатной плате реализовано с одной стороны ключей участком проводника (дорожки печатной платы), соединяющего выход формирователя тока с токовым входом схемы соединения оптронов, с другой стороны ключей - участком проводника (дорожки печатной платы), подходящего к выходной шине.