Система вторичного электропитания Советский патент 1987 года по МПК H02J1/10 

25

112.921

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации параллельной работы стабилизированных источников , постоянного напряжения,5

Целью изобретения является повышение точности равномерного распределения тока нагрузки между отдельными питающими каналами при сохранении высокой точности поддержания О выходного напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема одного из стабилизированных источников постоянного напряжения, входящих в предлагаемую систему вторичного электропитания. В состав каждого источника постоянного напряжения входят регулирующий преобразователь 1 напряжения с трансформаторо.м 2, силовой выпря- митель 3, выполненньш на диодах 4 и 5, фильтр, состоящий из дросселя 6 и конденсатора 7, компараторы 8-15, измерительный элемент 16 с входами 17-19, измерительный элемент 20 с выходами 21-23, источник 24 опорного напряжения, датчик тока, состоящий Из трансформатора 25, выпрямителя

26 с диодами 27 и 28, выпрямителя

,30

29 с диодами 30 и 31, выпрямителя 32, цепочек 33 и 34 в виде парал- лельно включенных резистрра и кон- денса:тора, блок 35 управления, выполненный, например, с использованием за,цающего генератора, формирователя пилообразного напряжения и широтно-импульсного модулятора, транзисторные кпючи 36 и 37, усилитель 38, разделительные диоды 39- 40 43, вспомогательный выпрямитель 44 с диодами 45 и 46, фильтрующий конденсатор 47, Позициями 48 и 49 на схеме обозначены клеммы для подключения нагрузки, а позицией 50 - 45 .выходной вывод выпрямителя 29 (второй входной вывод компаратора 9) , соединенный с аналогичными выводами других параллельно включенных источников постоянного напряже- 0 НИН, входящих в данную систему. Датчик тока первичной обмоткой транс- форматора 25 включен в выходную цепь преобразователя 1 напряжения. К вторичной обмотке трансформатора 5 2 подключены силовой 3 и вспомогательный 44 выпрямители. К выходу выпрямителя 3 подключен фильтр, состоящий из дросселя 6 и конденсатора

35

5

1

0

0 5 0 5

5

042

7, а к выходу выпрямителя 44 - конденсаторный фильтр 47. Вход измерительного элемента 16 соединен с клем мами 48 и 49, а вход измерительного элемента 20 - с выходом выпрямителя 44. Первый и второй входы компаратора 8 подключены соответственно к выходу 17 измерительного элемента 16 и выходу источника 24 опорного напряжения, а выход через разделительный диод 39, к входу блока 35 управления. В датчике тока входы выпрямителей 26, 29 и 32 подключены к соответствующим вторичным обмоткам трансформатора 25, а параллельно выходам выпрямителей 26 и 29 включены цепочки 33 и 34, Входы компаратора 9 соединены с выходами выпрямителей 26 и 29, а выход через усилитель 38 - с первым входом компаратора 8. Ключ 36 включен на выходе компаратора 9, Входы компаратора 10 соединены с выходами выпрямителя 32 и источника 24 опорного напряжения, а выход через разделительный диод 40 - с входом блока 35 управления. Входы компараторов 11 и 12 подключены к выходу источника 24 опорного напряжения и соответственно выходам 18 и 19 измерительного элемента 16, а выходы через разделительные диоды 41 и 42 - к управляющему входу ключа 36. Входы компараторов 13 и 14 подключены к выходу источника 24 опорного напряжения и соответствен- но выходам 22 и 23 измерительного элемента 20, а выходы - к орг анам отключения источника (не показаны). Входы компаратора 15 соединены с выходом источника 24 опорного напряжения и выходом 21 измерительного элемента 20, а выход через разделительный диод 43 - с входом блока 35 упра1зления. Ключ 37 включен на выходе компаратора 15 и управляющим входом соединен с выходом компаратора 8.

Система работает следующим образом.

В результате сравнения напряжения с. выхода 17 измерительньго элемента 16 и опорного напряжения с выхода источника 24 на выходе компаратора 8 обратной связи вырабатывается сигнал, который через диод 39 поступает на вход блока 35 управления. На.входы компаратора 15 подается напряжение с выхода.21 изме31292

рительного элемента 20 и опорное напряжение с выхода источника 24. На выходе компаратора 15 вырабатывается напряжение, которое, однако, не подводится к входу блока 35 уп- 5 равленкя, поскольку ключ 37 замкнут сигналом, поступающим с выхода компаратора 8. Таким образом компаратор 15 в нормальном режиме на работу стабилизированного источника по- JO стоянного напряжения не влияет.

На первый вход компаратора 9 тока поступает выходное напряжения выпря мителя 26, а на второй вход - выход- нов напряжение выпрямителя 29, при- t5 чем вторые входы компараторов 9 вс ех параллельно работаю1цих источников соединены между собой. В нормальном режиме выходной сигнал компаратора 9, воздействующий на усилитель 38 и 20 на первый вход компаратора 8, получается таким, что токи между паралельно работающими источниками оказываются одинаковыми.

Если у одного из параллельно ра- ботающих источников ток изменяется, например увеличивается, то в этом же источнике увеличивается величина сигнала на первом входе и уменьшается величина сигнала на втором входе 30 компаратора 9. При этом в других источниках, наоборот, сигнал на первом входе компаратора 9 уменьшается, а на втором его входе увеличивается. В результате в источнике, у которо- 35 го ТОК увеличился, выходной сигнал компаратора 9 также увеличивается. Следовательно, уменьшается выходной сигнал усршителя 38, что предопределяет уменьшение выходного сигнала 40 компаратора 8. В других же источниках выходные сигналы компаратора 9 и усилителя 38 увеличиваются, что приводит к увеличению выходных напряжений источников. В результате 45 токи между параллельно работающими источниками распределяются равномерно.

В нормальном режиме на выходах 0 компараторов 13 и 14 защиты соответственно от понижения и повьш ения напряжения сигналы на отключение источников не возникают. На выходах , компараторов 11 и 12 ограничения соответственно повышения и понижения напряжения сигналы также не появяются. Если же величина выходного апряжения одного из источников ста044

новится больше допустимого значени то сигналы, поступающее с выходов 18 измерительных элементов 16 на первые входы компараторов 11 всех источников увеличиваются, на выходах их возникают сигналы, которые приводят к отпиранию ключей 36, шун тируюшях выходы компараторов 9, Сигналы выходов компараторов 8 уже не поступают на управляю1цие входы ключей 37, которые размыкаются. Исправные источники питания функционируют посредством компараторов 15, напряжения на выходах выпрямителей 44 и на конденсаторах фильтра 47 остаются на уровне первоначальных значений. При этом компараторы 13 и 14 исправных источников не функционируют.

В источнике питания, у которого возникновение неисправности приводит к повышению выходного напряжения, на выходе компаратора 14 возникает сигнал. В результате срабатывает защита от повышения напряжения, отключая неисправный источник. Остальные же источники продолжают работать параллельно.

При уменьшении выходного напряжения одного из источников ниже допустимого значения сигнал, посту- паюшлй с выхода 19 измерительного элемента 16 на вход компаратора 12, уменьшается. Снижается также сигнал и на выходе компаратора-12, обус- ловливаюш й замыкание ключа 36 и, тем самым, шунтирование выхода компаратора 9. При этом до отключения неисправного источника распределение токов между исправными источниками питания осуществляется посредством компараторов 10 ограничения тока. В этом же режиме защита от понижения напряжения ни одного из исправных источнико-в не срабатывает поскольку компараторы 10 обеспечивают соответствующее напряжение на выходе выпрямителей 44,

В неисправном же источнике, у которого выходное напряжение меньше допустимого, на выходе выпрямителя 44 напряжение также становится меньше допустимого. В результате на выходе компаратора 13 возникает сигнал на отключение неисправного источника,

После отключения неисправного источника ключи 36 размыкаются и токи между параллельно работагадими источниками снова распределяются равномерно.

Предлагаемая организадия параллельной работы стабилизированных источников постоянного напряжения является высокоэффективной. В данном случае обеспечивается высокая точность как равномерного токорас- пределения, так и поддержания выходного напряжения при неограниченном количестве источников питания.

Формул, а изобретени

1. Система вторичного электропитания, содержащая ряд параллельно включенных стабилизированных источников постоянного напряжения, в состав каждого из которых входят регулирующий орган с датчиком тока в выходной цепи, имеющим первый выход, измерительный элемент, вход которого соединен с клеммами для подключения нагрузки, первый компаратор, первый и второй входы которого подключены соответственно к первой выходной цепи измерительного элемента и выходу источника опорного напряжения, а выход - к цепи управления регулирующего органа, второй компаратор, выход которого соединен с первой входной цепью .первого; компаратора, Отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности равномерного распределения тока нагрузки между отдельными питающимии каналами, в каждый из источников постоянного напряжения введены третий, четвертый и пятый компараторы, четыре разделительных диода и ключ, а датчик тока и измерительный элемент рыполнены

Составитель Л.Морозов , Редактор Н.Map голина Техред Л. Сердюкова Корректор Т. Кол б

Заказ 280/54Тираж 619Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ш

921046

каждый с вторым и третьим выходами, причем входы второго компаратора подключены к первому и второму выходам датчика тока, один из которых 5 объединен с одноименными выходами других источников постоянного напряжения, входы третьего компаратора соединены с третьим выходом датчика тока и выходом источника опорного напряжения, входы четвертого и пятого компараторов подключены к выходу источника опорного напряжения и соответственно к второму и третьему выходам измерительного элемента, первый из разделительных диодов включен в выходную цепь первого компаратора, а второй разделительный диод -, между выходом третьего компаратора и цепью управл€ ния регулирующего органа, выходы четвертого и пятого компараторов через третий и четвертый разделительные диоды соединены

15

20

25

30

35

40

с управляющим входом ключа, включенного на выходе второго компаратора.

2.Система поп.1, отличающаяся тем, что регулирующий орган выполнен в виде управляемого преобразователя постоянного напряжения в переменное.

3.;Система по пп, 1 и 2, отличающаяся тем, что датчик тока вьшолнен в виде трансформатора с первичной и тремя вторичными обмотками, трех выпрямителей, входы которых подключены к соответствующим вторичным обмоткам трансформатора, и двух цепочек из резистора и конденсатора, включенных параллельно выходм первого и второго выпрямителей, причем первым, вторым и третьим выходами датчика тока являются выходы одноименных выпрямителей

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным реализовать параллельную работу стабилизаторов по- , стоянного напряжения. Цель изобретения - повьшение точности равномерного распределения тока нагрузки между отдельными питанхцими каналами при сохранении высокой точности поддержания выходного напряжения. Этой цели служит введение в каждый из источников постоянного напряжения компараторов 10-12, разделительных диодов 39-42 и ключа 36, а также то, что датчик тока и измерительный элемент 16 выполнены с вторым и третьим выходами. Это дает возможность учитывать в датчике тока какого-либо канала токовые сигналы датчиков тока остальных каналов.2 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л 1ч9