Источник вторичного электропитания Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке систем вторичного электропитатшя, в частности в системах, в которых наращивание мощности; производится путем параллельного соединения источников вторичного электропитания (Р1ВЭП) , при этом при выходе из строя одного из параллельно включенных ИВЭП он должен вьдавать сигнал аварии, а исправные ИВЭП - обеспечивать бесперебойность электропитания аппаратуры. Известен стабилизирующий источник вторичного электропитания, кото рый обеспечивает четкое выявление не исправного ИВЭП и отключение его при аварнйном повьшении напряжения на выходе параллельно соединенных ИВЭП lj . Однако в устройстве при параллель ном соединении возникает ограничение (стопорирование) мощности на выходе ИВЭП. Известно устройство, обеспечивающее ограничение выходной мощности ИВЭП z . Однако при параллельном соединении подобных устройств не исключена возможшсть перегрузки и отключения отдельных ИВЭП., поскольку защита от перегрузки решается путем его отключения . Известно устройство, обеспечивающее ограничение выходной мощности ИВЭП Гз1. Однако при параллельном соединении подобных устройств не исключена возможность перегрузки и отключения отдельных ИВЭП, поскольку защита от перегрузки по току решается путем выключения ИВЭП. I Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является источник вторичного электропитания, содержащий регулируемый импульсньш преобразователь напряжения, выход которого через усилитель сигнала не стабильности выходного напряжения соединен с первым входом блока выбо ра режима, второй вход которого сое динен через усилитель сигнала перегрузки тока с выходом датчика тока импульсного преобразователя напряже ния, а выход блока выбора режима соединен с сигнальным входом широтно импульсного модулятора, вход синхронизации которого соединен с выходом 2. 2 задающего генератора, а выход подключен к входу коммутации импульсного преобразователя напряжения. Блок выбора режима обеспечивает работу ИВЭП либо в режиме стабилизации выходного напряжения, либо в режиме стабилизации (ограничения) выходного тока. До тех пор, пока значение выходного тока ИВЭП не достигает установленного предела, блок выбора режима обеспечивает регулирование вькоднс го напряжения. Если же выходной ток достигает установленного предельного значения, блок выбора режима обеспечивает переход ИВЭП в режим ограничения (стабилизации) выходного тока. При уменьшенном сопротивлении нагрузки выходной ток остается постоянным, а выходное напряжение понижается . При коротком замыкании на выходе ИВЭП величина выходного тока не изменяется, при этом длительность импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора стремится к нулю з . Однако при параллельном соединении таких ИВЭП ток нагрузки не будет распределен равномерно между ними изза разброса номинала вьпходного напряжения ИВЭП вследствие конечной точности установки. ИВЭП с большим значением выходного напряжения окажется в режиме ограничения выходного тока. ИВЭП, у которого выходное напряжение бьшо установлено ниже номинальной величины, может оказаться запертым, поскольку для него значение напряжения на выходе параллельно соединенных ИВЭП чрезмерно велико. Исправный, но запертый ИВЭП, через который не прокачивается какая-либо мощность (заперты силовые транзисторы), практически невозможно отличить от неисправного ИВЭП. В, результате надежность резервирования ИВЭП снижается. Цель изобретения - повьшение надежности при резервировании, г Поставленная цель достигается тем,, что в источник вторичного электропитания, содержащий регулируемый импульсный преобразователь напряжения, выходом соединенный через усилитель сигнала нестабильности выходного напряжения с первым входом блока выбора режима,.второй вход которого подключен через усилитель сигнала перегрузки тока к выходу датчика тока импульсного преобразователя, причем

выход блока выбора режима соединен с сигнальным входом ишротно-импульсного модулятора, вход синхронизации которого соединен с выходом задающего генератора, введены компаратор состояния, блок запрета и схема ИЛИ, при этом выход усилителя сигнала нестабильности выходного напряжения и выход усилителя сигнала перегрузки тока подключены к входам компара-тора состояния, выход которого соедийен с управляющим входом блока запрета, сигнальный вход которого соединен с выходом задающего генератора, причем вьпсод блока запрета |и выход широтно-импульсного модулятора через схему ИЛИ соединены с входо коммутации импульсного преобразователя напряжения.

На чертеже приведена функциональная схема источника вторичного электропитания .

Источник содержит регулируемый импульсный преобразователь 1 напряжения, выход которого через усилитель 2 сигнала нестабильности выходного напряжения соединен с первым входом блока 3 выбора режима, второй вход которого соединен через усилитель 4 сигнала перегрузки тока с выходом датчика тока импульсного преобразователя напряжения, а выход блока выбора режима соединен с сигнальным входом широтно-импульсного модулятора 5, вход синхронизации которого соединен с выходом задающего генератора 6. При этом выход усилителя сигнала нестабильности выходного напряжения и выход усилителя сигнала перегрузки тока А подключены к входам компаратора 7 состояния, выход которого соединен с управляющим входом блока 8 запрета, сигнальный вход которого соединен с выходом задающего генератора. Выход блока запрета и выход широтно-импульсного модулятора через схему ИЛИ 9 соединены с входом коммутации импульсного преобразователя 1 напряжения.

ИВЭП работает следующим образом.

Напряжение и ток на выходе импульсного преобразователя 1 напряжения анализируются соответственно усилителем 2 сигнала нестабильности выходного напряжения и усилителем 4 сигнала перегрузки тока. Если величина выходного тока преобразователя 1 меньще предельно

допустимого значения, то блок выбора режима запирает выход усилителя сигнала перегрузки тока 4 и подключает выход усилителя 2 сигнала нестабильности выходного напряжения к сигнальному управляющему входу широтно-импульсного модулятора 5. При этом широтно-импульсный модулятор 5 вырабатывает импульсы такой длительности, которая необходима для стабилизации на заданном уровне выходного напряжения преобразователя 1 Управление преобразователем 1 производится широтно-модулированными импульсами через схему ИЛИ 9. Частота следования импульсов широтно-импульсного модулятора 5 определяется частотой следования импульсов задающего генератора 6. Передний фронт широтномодулированных импульсов определяется передним фронтом импульсов задающего генератора 6, длительность которых выбирается существенно меньше периода следования. В результате сравнения выходных сигналов усилителей 2 и 4 компаратор 7 состояния вырабатывает напряжение, отлирающее блок 8 запрета. Импульсы задающего генератора 6 поступают на второй вход схемы ИЛИ 9 через отпертый блок 8 запрета. Поскольку в режиме стабилизации напряжения длительность широтно-модулированных импульсов всегда больше длительности импульсов задающего генератора 6, то последние перекрываются по длительности щиротномодулированными импульсами и не влияют на их длительность.

Если величина выходного тока преобразователя 1 достигает предельно допустимого значения, то блок 3 выбора режима запирает выход усилителя 2 сигнала нестабильности выходного напряжения и подключает выход усилителя 4 сигнала перегрузки тока к сигнальному управляющему входу широтноимпульсного модулятора 5. При дальнейшем з меньшении сопротивления нагрузки ИВЭП широтно-импульсный модулятор 5 вырабатывает импульсы такой длительности, которая необходима для ограничения (стабилизации) на предельно допустимом уровне выходного тока преобразователя 1. При этом на выходе преобразователя 1 напряжение уменьшается, а величина тока сохраняется на предельно допустимом уровне. Компаратор 7 СОСТОА

НИЛ, сра;ч ИП ая гЗ;)хс;;ные сигналы усилителей 2 и о, выраГ атыва т напряя

запрета,

В этом режиме имг1 -сг- чалающего ге 1ератова Ь не п::-:Гvипют на второй вход ИЛИ 9 т не гтодмеаипаются к 11гирогно-модули11овам11ь;м импульсам.

При cyiiecTBeHHOM умепыиении сопротиклеиия наг рузки ИЛЗП вплоть до короткого замыкания длительность широтно--1чодулг1рованиьо : импульсов стремится к иупи), л результате чего ток на вьц(оде ispeoRpa зоиателя 1 остается на уроглЕе предельно допустимой Г елнчипы,

Р а с с м о т р н .4 р а б о т у п р е д л а. г а е м о г о при пара.плелтлю;-: ;оедине1П-1И нескольких ИВЭИ с т/еиь; у)зсличе1птя БЫХОДНО-Г мощности и 5(:К;рвирования

(з-эа разброса яькодшэго напряжения ток натруз;-; : раглтиеделен неравномерЮ между ИВЗП.

ИВЭП. у ьсоторого выставленное выходное напряжение оказалось нескол1)Ко больше, чем у других, находится под гк1лной заррузкой в режиме ограиттчения максима,аьио допустимого тока ,

HB3Ili у котсрого Быставлепиое выходное иапряжение оказалос; несколько пи;к€ 5 чем у других, будет ненагрьженнь :. чг иезаттертым по выходу в случае исгравипго состояния. Лействитель} о, Д.ГД7 г;редлагаемого ИВЭП папря5;;ен1;е ;а тзыкодо пара.длелыю соединепгь ПНЗк будет с пинком велико, г оэто-1у ус литель 2 сигнала не стабильности выходно о :гапряжения этого НВЭГ п.-оабатьвает сигнал, при котор ом для г е.т ji :в о с т ь гни i о т F о -модули рованньк импульсов уменьшается до нуля. Однако, на вход коммутации преобразователя 1 продолжают поступать узкие импульсы от задающего генератора 6 через отпертый блок 8 запрета и схему ИЛИ 9. При этом импульсный преобразователь 1 отдает минимальную MoniHocTb в нагрузку, что однозначно индицирует исправное состояние ИВЭП. Если преобразователь 1 не отдает никакой мощности в нагрузку, то данный ИВЭП будет заперт по выходу, что однозначно индицирует неисправное состояние ИВЭП.

Таким образом, при параллельном соединении предлагаемых ИВЭП имеется однозначная информация о состоянии ИВЭП, что позволяет производить оперативный контроль состояния резервных ИВЭП и оперативную замену их в случае неисправности при обеспечении безобрывности электропитания В случае короткого замыкания нагрузки на выходе каждого ИВЭП имеет место ограниченная величина тока, поскольку широтно-модулированные импульсы уменьшаются до нуля, а импульсы задающего генератора 6 не поступают на вход схемы ИЛИ 9.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в существенном повышении надежности электропитания аппаратуры при параллельном соединении ИВЭП, которое обеспечивает бесперебойное электропитание аппаратуры в течение неограниченного времени за счет возможности оперативного обнаружения неисправного ИВЭП и его замены без, выключения исправных ИВЭП.

ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержавший регулируемый импульсный преобразователь напряжения, выходом соединенный через усилитель сигнала нестабильности выходного напряжения с первым-входом блока выбора режима, второй вход которого подключен через усилитель сигнала перегрузки тока к выходу датчика тока импульсного преобразователя, причем выход блока выбора режима соединен с сигнальным входом широтноимпульсного модулятора, вход синхронизации которого соединен с выходом задающего генератора, отличающийся тем, что, с целого повьшения надежностипри резервировании источников вторичного электропитания, в него введены компаратор состояния, блок запрета и схема ИЛИ, при этом выход усилителя сигнала нестабильности выходного напряжения и выход усилителя сигнала перегрузки тока подключены к входам компа(Л ратора состояния, выход которого соединен с управляющим входом блока запрета, сигнальный вход которого соединен с выходом задающего генератора, причем выход блока запрета и выход широтно-импульсного модулятора через схему ИЛИ соединены с входом коммутации импульсного преобразователя напряжения.