Система электропитания электронно-вычислительных машин Советский патент 1986 года по МПК H02H7/10 H02J9/06 G05F1/569 G05F1/577 

Is:)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многоканальных системах электропитания функциональных устройств элект-. ронно-вычислительных машин (ЭВМ) и других радиоэлектронных объектов.

Цель изобретения - снижение аппаратурных затрат и повьпиение надежности системы.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы электропитания ЭВМ; на фиг. 2 - электрическая схема одного из возможных вариантов ее реализации ().

Система электропитания содержит (фиг. 1) N каналов стабилизированного питания 1.1-1.N, каждый из которых содержит выпрямительно-фильтрующий блок 2, одним из своих силовых выходов соединенный с управляемым стабилизатором 3 напряжения, узел 4 программируемого пуска и узел 5 защиты по току и напряжению и соответствующие силовые выходные кпеммы 6.1, 6.2, 6.3, 6.Ни одну общую выходную клемму 7, питающие входы всех N каналов Питания 1.1-1.N подключены к сети энергоснабжения через узел 8 включения, состоящий из сетевого исполнительного 9 и управляющего Ю элемента, управляющий вход узла включения, являющийся управляющим входом и элемента 10, соединен с выходом блока 11 управлени и сигнализации системы и с клеммой 1 Авария источников питания (АИП), дат чик 13 .аварии сети, выходом соединен ный с клеммой 14 Авария сети питания (АСП), выпрямитель 15 сервисного питания, входом подключенный к дополнительному вьгооду 16 одного из выпрямительно-фильтрующих блоков 2 и к входу датчика 13 аварии сети, а вы ходом подключенный к питающим входам узлов 5 защиты всех каналов питания 1.1-1.N и датчик 13 аварии сети непосредственно, а через узел 17 задержки - к питающему входу блока 11 управления и сигнализации. В узел 8 включения входят также резистор 18, шунтирующий сетевой исполнительный элемент 9, и дополнительный исполнительный элемент 19, включенный между общей выходной клем мой 7 и точкой соединения вторых силовых выходов.всех N выпрямительнофильтрующих блоков 2.

Система электропитания содержит также формирователь 20 логического сигнала готовности питания, состоящий из последовательно соединенных

узла 21 задержки и триггера Шмидта 22. Выход формирователя 20 сигнала готовности подключен к клемме 23 Готовность,а вход - к выходу по.следнего по времени появления выходного напряжения канала питания N, т.е. к клемме 6, а питающим входом формирователь подсоединен к выходу выпрямителя 15 сервисного питания, вход датчика аварии сети соединен

через инвертор 24 с клеммой 25

Включение резервного питания (ВРП).

I На фиг. 2 представлена электрическая схема одного из возможных вариантов практической реализации

-системы электропитания функциональных устройств ЭВМ, на которой для упрощения принято N 2, а в качестве программ пуска каналов питания использован плавный запуск соответствующих управляемых стабилизаторов напряжения.

Система электропитания (фиг.1) работает следующим образом.

В первоначальный момент после

подачи сетевого напряжения, когда дополнительные элементы 9 и 19 уз- ла 8 включения находятся в разомкнутом состоянии, выпрямительно-фильтрующие блоки 2.1-2.N каналов питания 1 .1-1 .Н запитываются через резистор 18. За . счет этого номинальные выходные напряжения выпрямительно- фильтрую1цих блоков 2.1-2.N появляются плавно без коммутационных помех и бросков, обусловливаемых пусковыми токами заряда конденсаторов и индуктивно с тями трансформаторов. Одновременно с этим включается в работу выпрямитель 15 сервисного питания, подключенный к дополнительному выводу одного из выпрямительно-фильтрующих блоков, определяемому значением напряжения Е, необходимого для управления и сигнализации системы. С появлением сервисного напряжения Е все узлы 5.15.N защиты каналов питания 1.1-1.N подготавливаются к работе и начинают следить за состоянием выходных напряжений и токов нагрузки, несмотря на то, что их управляемые стабилизаторы еще не включены. Формирователь: 20 сигнала готовности, который также запитан от напряжения Е, при этом вьщает потребителю (в ЭВМ) логически сигнал кеготовности системы элект ропитания После задержки во времени, равном максимальному значению времени переходных процессов включения выпрямительно-фильтрующих блоков всех каналов питания и определяемом узлом 17 задержки, дежурное (сервисное) напряжение Е появляется на пи тающем входе блока 11 управления и сигнализации системы, последний вклю чается в работу и включает через управляющий элемент 10 узел 8 включения. Исполнительный сетевой элемент 9, замыкаясь, начинает пропускать силовой ток питания всех выпрямительно-фильтрующих блоков 2.1-2.N, а дополнительньш исполнительный элемент 19, замыкаясь, подключает питание к всем управляемым стабилизаторам 3.1-3,N напряжения, т.е. замыкается общий провод системы. Причем за счет того, что все выпрямительнофильтрующие блоки 2 уже включены ранее (до задержки), а управляемые стабилизаторы 3 напряжения еще не включены (по их управляющим входам), исполнительные элементы 9 и 19 включаются без коммутационных бросков напряжения и тока, т.е. в надежном режиме, исключающем динамические помехи и искрение контактов. После завершения включения исполнительных элементов начинается поэтапное включение каналов питания уп равляющими сигналами (YI-YN),. подаваемыми с блока 11 управления и сиг нализации на соответствующие управля емые стабилизаторы 3.1-3.N напряжения и по программам пуска (n1-nN), определяемым узлами 4.1-4.N програм мируемого пуска соответствующих кана лов питания, т.е. на выходных клеммах .6.1-6.N относительно общей клеммы 7 появляются номинальные вы. ходные напряжения U0|,ix.,Ug, в заданной последовательности. Узлы 5 защиты всех каналов питания с момента появления сервисного напряжения Е постоянно следят за выходным напряжением и током нагрузки и в случае их несоответствия заданной величине вьздают в блок управлени и сигнализации специальный сигнал аварии (A1-AN), которым засвечивает- 55 ,ся адрес, соответствующий неисправному каналу питания, и отключается узел 8 включения. При этом исполнительр1ыми элементам- 9 и 19 разрываются силовые входные цепи питания каналов 1.1-1.N, а за счет резистора 18 узла 8 включения и за счет одного из выпрямительно-фильтрующих блоков 2 (например, первого канала, как на фиг. 1) сервисное напряжение Е продолжает оставаться достаточным для поддержания засвечивания адреса аварии и удержания сработанной защиты. Если же авария (по току или напряжению) происходит до или во время включения каналов питания, то за счет соответствующего сигнала (A1-AN) и блока 11 управления система электропитания не включается. Во всех случаях аварии благодаря узлу 20 на клемме -23 всегда присутствую ет логический сигнал неготовности питания, которым блокируется работа питаемого данной системой функционального устройства ЭВМ. При пропадании сетевого напряжения (или его уменьшении ниже допустимого предела) пропорционально изменяется и напряжение на выводе 16 выпрямительно-фильтрующего блока 2, срабатывает датчик 13 аварии сети и на клемме 14 появляется логический сигнал АСП, которым осуществляется соответствующее прерывание работы функционального устройства ЭВМ, а также при необходимости, например, для сохранения информации в полупроводниковой памяти, инвертируемым сигналом (на клемме 25) ВРП происходит переход на резервное питание. Логическим сигналом ЛИП (на клемме 12) осуществляется прерьшание при аварии одного из каналов стабилизированного питания, при этом данный сигнал является управляющим для узла включения . Блок управления и сигнализации системы содержит (фиг.2) блокировочно-управляющие узлы 26 и 27 по числу каналов питания (), исполнительную логическую схему 28, узел 29 адресной сигнализации и узел 30 согласования порядка включения. Возможна также иная реализация блока управления и сигнализации, в том числ.е с использованием интегрального микропроцессора. Однако при любой реализации блока он должен выполнять в системе следующие функции: обеспечивать самовключение узла 8 включения при появлении сервисного

напряжения F/ и его отключение при аварии; вьфабатьшать соответствуюи е сигналы управления (У1-УК) по заданным программам пуска (n1-nN) каналов стабилизированного питания при включении их управляемых стабилизаторов напряжения и блокировку при аварии за счет сигналов аварии (A1-AN); обеспечивать согласование для заданного порядка включения, при котором включение очередного во времени канала питания должно начинаться только при появлении номинального напряжения предьщущего канала, индицировать (сигнализировать) адрес аварийного канала питания и удерживать его за счет сервисного напряжения после снятия сетевого питания узлом включения.

Изобретение дает возможность дополнительным элементом 19 коммутировать не только общий провод системы, но и основной (потенциальньй) силовой провод одного из каналов (самого мощного) питания или при наличии нескольких таких дополнительных элементов - силовые провода нескольких каналов питания. Во всех случаях включения дополнительного (дополнительных) исполнительного эле мента он(они) не должен разрывать при отключении второй провод сервисного напряжения Е(Е).

При необходимости сервисное напряжение Е может подаваться в питаемое данной системой функциональное устройство ЭВМ в качестве опорного, дежурного, приоритетного и т.п. на.пряжения.

Предлагаемая система электропитания по отношению к прототипу более проста и требует меньших аппаратурных затрат за счет отсутствия отдельного источника сервисного питания и использования избыточности узлов и блоков системы; имеет вьше надежность и ниже уровень коммутационных помех, так как исключены броски тока и напряжения при заряде (разряде) фильтров, и при аварии каналов питания отключаются нагрузки; расширены функциональные возможности благодаря наличию узлов выработки сигналов готовности питания ,и включения резерва. .

Формула изобре те н и я

1. Система электропитания электронно-вычислительных машин, содержащая N каналов стабилизированного питания с общей выходной клеммой, каждый из которых включает выпрямительно-фильтрующий блок,- одним.из силовых выходов соединенный с управляемым стабилизатором напряжения, узел программируемого пуска и узел защиты по току и напряжению, и которые соединены с выводами для подключения источника электроснабжения через узел включения, состоящий из сетевого, исполнительного и управляющего элементов, при этом управляющий вход узла включения подключен к клемме Авария источников питания и к выходу блока управления и сигнализации, связанному с выходными клеммами всех N каналов стабилизированного питания, с управляющими входами их стабилизаторов напряжения и с соответствующими узлами программируемого пуска и защиты,датчик аварии сети, выходом соединенный с клеммой Авария сети питания, отличающаяся тем, что, с целью cmfжения аппаратурных затрат и повышения надежности, она снабжена выпрямителем сервисного питания с выходным напряжением Е и узлом задержки, а в узел включения введены дополнительные исполнительный элемент и резистор, причем вход выпрямителя сервисного питания подключен к дополнительному выводу выпрямительнофильтрующего блока, определяемому значением напряжения Е одного из каначов стабилизированного питания, и к .входу датчика аварии сети, выход вьтрямителя сервисного питания содинен с питающими входами узлов защиты всех N каналов питания и Датчика аварии сети непосредственно и с питающим входом блока управления и сигнализации через узел задержки, дополнительный резистор подсоединен параллельно сетевому исполнительному элементу, а дополнительный исполнительный элемент включен между общей выходной клеммой и точкой соединения вторых силовых выходов всех N выпрямительно-фильтрующих блоков.

2. Система по п. 1,отличающ а я с я тем, что она снабжена формирователем сигнала готовности питания, инвертором и клеммами Готовность и Включение резервного питания (ВРП) причем формирователь сигнала готовности питания включен между

клеммой Готовность и выходной клеммой последнего по времени включения канала стабилизированного питания и состоит из последовательно соединенных триггера Шмидта и элемента задержки, а клемма ВРП через инвертор соединена с выходом датчика аварии сети.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к многоканальным источникам вторичного электропитания функциональных блоков электронно-вычислительных машин. В схему устр-ва введен выпрямитель 15 сервисного питания с выходным напряжением Е и узел 21 задержки, а в узел- 8 включения введены дополнительные исполнительный элемент 9 и резистор 18. Это дает возможность коммутировать не только общий провод системы, но и основной силовой i провод одного из каналов (самого мощного) питания. 1 3. п. ф-лы, 2 ил. W

la I I

Uc

Фиг. 2