Источник вторичного электропитания Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

112

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при построении систем вторичного электропитания с параллельным включением составных питающих кана- лов.

Целью изобретения является расширение области практического испольао- вания источника вторичного электропитания за счет обеспечения возможности надежной параллельной работы с другими источниками.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства,

В состав источника входят регули- руемьй импульсный преобразователь 1 напряжения, усилитель 2 сигнала нестабильности выходного напряжения блок 3 выбора режима, усилитель 4 сигнала перегрузок тока, гииротно-им- пульсный модулятор 5, задающий генератор 6, компаратор 7 состояния, блоки 8 и 9 запрета, элемент 10 ИЛИ, блок 11 гальванической развязки, пи ковый детектор 12, ключи 13-16, элементы 17 и 18 местной индикации, токо ограничивающие резисторы 19 и 20, фа зоинверсный трансформатор 21, счетнг:-1й триггер 22, токозадающий узел 23. По зицией 24 на схеме обозначена общая информационная шина, а позициями 25 и 26 - выходные информационные выводы источника. Потенциальный и токовьй (постоянного тока) выходы регулируе- мого импульсного преобразователя 1 соединены с входами соответственно усилителя 2, сигнала нестабильности выходного напряжения и усилителя 4 сигнала перегрузки тока. Еще один по тенциальный (переменного тока) выход преобразователя 1 соединен с входом блока 11 гальванической развязки. Входы блока 3 режима и компаратора 7 соетояния подключены к входам усилителя

2 сигнала нестабильности выходного напряжения и усилителя 4 сигнала перегрузки тока. Входы шнротно-импульс- ного модулятора, 5 соединены с выходами задающего генератора б и блока 3 выбора режима 5 а выход с одним из входов элемента 10 ИЛИ, Сигнальный и управляющий входы блока 8 запрета подключены к выходам соответственно задающего генератора 6 и компаратора 7 состоянияS а выход к другому входу элемента 10 ИЛИ. Выход элемента 10 RITI I соединен с входом коммутации

2

j

0

Н

0 .

-

0

0

регулируемого импульсного преобразователя 1 напряжения. Вход счетного триггера 22 подключен к выходу задающего генератора 6. Управляющий вход блока 9 запрета соединен с выходом компаратора 7 состояния. Выход блока 11 гальванической развязки соединен с входом пикового детектора 12. Счетный триггер 22, блок 9 запрета, токозадающий узел 23 и фазоинверсный трансформатор 21 включены последовательно. Ключи 13 и 14 включены между общей информационной шиной 24 и информационными выходными выводами 25 и 26 источника, Первый выходной вывод пикового детектора 12 соединен с общей информационной ишной 24. Второй выходной вывод пикового детектора 12 подключен к входному потенциальному выводу ключа 13 через последовательно включенные элемент 17 местной индикации и токоза- даюпщй резистор 19, а к входному потенциальному выводу ключа 14 - через последовательно включенные элемент 18 местной индикации, токоограничива- ющий резистор 20 и параллельно включенные ключи 15 и 16 о Управляющие входы ключей 15 и 16 соединены с противофазными выходами фазоинверсного трансформатора 21,

Источник работает следующш-i образом.

Напряжение и ток на выходе импульсного преобразователл 1 напряжения анализируются соответствекко усилителем 2 сигнала нестабильности выходного напряжения и з -нлителем 4 сигнала перегрузки тока

Если величина выходного тока преобразователя 1 меньше предельно допустимого значения, то блок 3 выбора режима запирает выход усилителя 4 сигнала перегрузки тока и подключает выход усилителя 2 сигнала нестабиль- ности выходного напряжения к 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 элемент 10 1 ШИ, Частота следования ш« пульсов пшротно-импу- льсного модулятора 5 определяется частотой следования импульсов задающего генератора 6. Передний фронт

312871

широтно-модулированных импульсов определяется передним фронтом импульсов задающего генератора 6, длительность которых выбирается существенно меньше периода следования. В результате j сравнения выходных сигналов усилителей 2 и 4 компаратор 7 состояния вырабатывает напряжение, отпирающее блок 8 запрета. Импульсы задающего генератора 6 поступают на второй вход О элемента 10 ИЛИ через открытьй блок 8 запрета. Поскольку в режиме стабилизации напряжения длительность широтно-модулированных импульсов всегда больше длительности импульсов, задаю- 15 щего генератора 6, то последние перекрываются по длительности широтно- модулированными импульсами и не влияют на их длительность.

Широтно-модулированные импульсы с 20 выхода силового инвертора преобразователя 1 через блок 11 гальванической развязки поступают на вход пикового детектора 12, на выходе которого образуется постоянное напряжение. Вели- чина постоянного напряжения определяется практически амплитудой широтно- модулированных импульсов и не зависит от их скважности.

Под действием выходного напряжения 30 пикового детектора 12 включается элемент 17 местной индикации и отпирается ключ 13 через токоограничивающий резистор 19. Включенный элемент 17 местной индикации и замкнутый ключ 35 13 между выходным информационным выводом 25 и общей информационной шиной ,24 отображают нормальную работу источника. В работу стабилизации напряжения, когда выходной ток преобразова-40 теля 1 меньше предельно допустимого значения, сигнал элемента 17 используется в качестве местной индикации, а ключ 13 - в качестве информационного интерфейса источника с аппаратурой 45 контроля и управления.

Счетный триггер 22 преобразует последовательность импульсов с большой скважностью, формируемую задающим генератором 6, в последовательность им- 50 пульсов со скважностью, равной двум. Однако в режиме стабилизации напряжения блок 9 запрета удерживается запертым выходным напряжением компаратора 7 состояния, и поэтому выходные им- 55 пульсы счетного триггера 22 не проходят на вход фазоинверсного трансформатора 21. При этом ключи 15 и 16

304

удерживаются запертыми, элемент 18 местной индикации оказывается выключенным, ключ 14 - запертым.

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 управляющему входу широтно-импульсного модулятора 5. При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки источника ши- ротно-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 состояния, сравнивая выходные сигналы усилителей 2 и 4, вырабатывает напряжение, запирающее блок 8 запрета и отпирающее блок 9 запрета.

В этом режиме импульсы задающего генератора 6 не поступают на второй вход элемента 10 ИЛИ, а импульсы со скважностью два с выхода счетного триггера 22 подводятся через открытый блок 9 запрета и токозадакиций узел 23 к входу фазоинверсного трансформатора 21. Фазоинверсный трансформатор 21 формирует две импульсные последовательности со скважностью два, инвертированные друг относительно друга. Импульсы этих инвертированных последовательностей поочередно отпирают ключи 15 и 16. При этом выходное напряжение пикового детектора 12 оказывается приложенным также к элементу 18 местной индикации и управляющему входу ключа 14. Величина тока, протекающего через элемент 18 местной индикации и управляющий вход ключа 14, определяется сопротивлением токоогра- ничивающего резистора 20. Включенный элемент 18 местной индикации и замкнутый ключ 14 отображают работу источника в режиме стабилизации тока. Этот режим работы имеет место при максимальной загрузке, когда величина выходного тока преобразователя 1 достигает предельно допустимого значения , или при перегрузке источника вплоть до короткого замыкания на выходе. Сигнал элемента 18 используется в качестве местной индикации, а ключ 14 - в качестве информационного интерфейса источника с аппаратурой контроля и управления.

Работа предлагаемого источника при параллельном соединении с аналогичными источниками для увеличения выходной мощности и резервирования с

Из-за разброса выходного напряжения ток нагрузки распределен между отдельными питающими каналами неравномерно. Источник, у которого установленное выходное напряжение оказалось несколько больше, чем у другихэ находится под полной загрузкой в режиме ограничения максимально допустимого тока. Предельная загрузка источника отображается включенными элементами 17 и 18 местной индикации и замкнутыми выходными информационными выводами 25 и 26 на общую информационную шину 24.

ИСТОЧНИК; у которого установленное надежной параллельной работы с другими источниками, в него введены блок гальванической развязки, пиковый детектор, счетный триггер, дополнительный блок запрета, токозадающий узел.}

30 фазокнверсный трансформатор, два элемента местной индикацииS два токоогра- нкчивающих резистора и четыре ключа, а регулируемьй импульсный преобразователь напряжения выполнен с дополните35 льным выходом переменного тока, причем вход блока гальванической развязки соединен с дополнительньм выходом регулируемого импульсного преобразователя напряжения, а вьгход - с входом

40 пикового детектора, счетньш триггер, дополнительный олок запрета, токозадающий узел и фазоинверсный трансформатор включены последовательно, вход счетного триггера подключен к выходу

45 задающего генератора, первый и второй ключи включены между общей информационной шиной и соответствующими выкод- ными информационньП 1и выводаг-ш источни-

ч

выходное напряжение оказалось несколько ниже, чем у других, будет ненагруженным. Для него напряжение на вы- . ходе образованной системы будет ком велико, поэтому усилитг-яь 2 сигнала нестабильности выходного напряжения данного источника вырабатывает сигнал, при котором длительность широтно-модулированных импульсов уменьшается до нуля. Однако на вход коммутации преобразователя 1 продолжают поступать узкие импульсы от задающего генератора 6 через открытый блок 8 запрета и элемент 10 ИЛИ. При этом силовой инвертор импульсного преобразователя 1 вырабатывает импульсы минимальной длительности, которые детектируются пиковым детектором 12. При наличии напряжения на выходе пикового детектора 12 вырабатываются сигнал местной индикации (элемент местной индикации 17) и сигнал дистанционного контроля (ключ 13), которые отображают, что данный источник исправлен. В этом случае блок 9 запрета заперт, элемент индикации 18 не включен, ключ 14 заперт.

ка, первый выходной вывод ПИКОБОГО де- 50 тектора соединен с общей информационной шиной, второй выходной вывод пикового детектора подключен к входному потенциальному выводу первого ключа через последовательно включенные перка, первый выходной вывод ПИКОБОГО де- 50 тектора соединен с общей информационной шиной, второй выходной вывод пикового детектора подключен к входному потенциальному выводу первого ключа через последовательно включенные перЕсли силовой инвертор импульсного

преобразователя 1 не вырабатывает ни-55 вьй элемент местной индикации и первы

каких импульсов, то на выходе пиково-токоограничивающий резистор, а к вход

го детектора 12 напряжение равно нулюному потенциальному вьгеоду второго

и элемент 17 местной индика7л 1и, аключа через последовательно включен

также ключ 13 оказываются выключенными, что свидетельствует о неисправности данного источника.

Таким образом, предлагаемый ксточник характеризуется расширенной областью практического использования. При построении системы электропитания на основе параллельного соединения подобных источников обеспечивается

местный и дистанционный оперативный контроль исправности и степени загрузки каждого источника, т.е. имеется возможность определять количественно величину исправного резерва и надежность системы электропитания в данный момент.

Формула изобретения

Источник вторичного электропитания по авт.св. № 1117612, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью расширения области практического использования за счет обеспечения возможности

ка, первый выходной вывод ПИКОБОГО де- тектора соединен с общей информационной шиной, второй выходной вывод пикового детектора подключен к входному потенциальному выводу первого ключа через последовательно включенные пер712871308

ные второй элемент местной индикации, выходом компаратора состояния, а второй токоограничивающий резистор и управляющие входы третьего и четвер- параллельно включенные третий и чет- того ключей - с противофазнын вертый ключи, зшравляющий вход допол- выходами фазоинверсного трансфор- нительного блока запрета соединен с 5 матора.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры и является дополнительным к изобретению по а.с. № 1117612. Целью изобретения является расширение области использования источника электропитания за счет обеспечения возможности надежной параллельной работы с другими источниками. При отклонении выходных параметров преобразователя 1 на его вход управления поступают сигналы, формируемые соответствующими цепями обратной связи. Для индикации устройства в режиме стабилизации напряжения используется элемент 17. Индикация режима стабилизации тока осуществляется с помощью элемента 18. При этом обеспечивается местный и дистанционный контроль исправности и степени загрузки каждого из параллельно работающих источников. 1 ил. tg (Л NJ