Система электропитания для аппаратуры связи Советский патент 1988 года по МПК H04M19/00 

Изобретение может быть использовано для электропитания аппаратуры связи, например автоматических городских и междугородных станций, с резервированием и микропроцессорной системой управления.

Цель изобретения - повьшение надежности за счет сокращения коммутационного оборудования, а также эконо- мичности системы.

На чертеже представлена предлагаемая система электропитания для аппаратуры связи.

Система электропитания для аппара- туры связи содержит п электропитающих модулей 1, каждый из которых состоит из комбинированного вьтрямителя 2, вьтолненного на последовательно соединенных нерегулируемом выпрямителе (НУВ) 3 и конверторе-стабилизаторе (КС) 4, блока 5 коммутации, вьшолнен- ного, например, на тиристоре и параллельно включенном ему контакторе, и управляемого ключа 6. Система элект ропитания содержит также переключатель 7 фидеров, зарядный вьтрямитель (ЗВ) 8, блок 9 аккумуляторньк батарей, первый и второй датчики 10 и 11. тока, шину 12 переменного тока, узел 13 сравнения, узел 14 управления, командный узел 15, шину данных, шину адреоа и управляющую шину. Узел 13 сравнения содержит коммутатор 16, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 17, дешифратор 18 данных, дешифратор 19 адреса и KONfflapaTop 20. Узел 14 управления содержит буфер 21 данных, буфер 22 адреса, блок 23 управления, оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 24, постоянный запоминающий блок (ПЗБ) 25 и таймер 26. Ко- Ma WHbrii узел 15 содержит регистр 27 данных и блок 28 ключей. Система электропитания содержит также групповой командный провод 29 и групповой контрольный привод 30.

1

Управляющие входы НУВ 3, КС 4, блоков 5 коммутации, управляемых ключей 6, переключателя 7 фидеров, ЗВ 8 объединены в групповой командный провод 29, который подключен к выходу командного узла 15. Контрольные выходы НУВ 3, КС ,, блоков 5 коммутации, управляемых ключей 6, переключателя 7 фидеров, ЗБ 8, блока 9 аккумуляторных батарей, первого и второго датчиков 10 и 11 jKa объединены в групповой контрольный провод 30, который подключен к входу узла 13 сравнения. Шины 12 переменного тока переключателя 7 фидеров подключены к силовым входам НУВ 3 и ЗВ 8, стювой выход которого соединен с минусом блока 9 аккумуляторных батарей и силовыми входами управляемых ключей 6 и блоков 5 коммутации, силовой выход которых подключен к силовому входу КС 4. Плюс блока 9 аккумуляторных батарей соединен с первым силовым выводом первого датчика 10 тока, второй силовой вывод которого соединен с плюсом ЗВ 8, землей и первым силовым выводом второго датчика 11 тока, второй силовой вывод которого соединен с плюдом нагрузки, минус нагрузки подключен к силовым выходам КС 4 и управляемых ключей 6.

Групповой контрольный провод 30 подключен к контрольному входу коммутатора 16, управляющий вход к оторого соединен .с выходом дешифратора 19 адреса, а выход - с первым входом компаратора 20, к второму входу которого подключен выход ЦАП 17. Информационный вход-вьгход ЦАП 17 через внутреннюю шину данных узла 13 сравнения соединен с первым информационным входом-выходом дешифратора 18 данных. Информационные входы-выходы блока 23 управления, ОЗБ 24, ПЗБ 25 и таймера 26 объединены и через внутреннюю шину данных узла 14 управления подключены к первому информационному .входу-выходу буфера 21 данных. Управляющий выход блока 23 управления объединен внутренней управляющей шиной с управляющими входами ОЗБ 24, ПЗБ 25 и таймера 26. Адресный вьгход блока 23 управления объединен внутренней шиной адреса с адресными вхо- дами ОЗБ 24, ПЗБ 25 и таГшера 26 и входом буфера 22 адреса, выход которого через внешнюю шину адреса подключен к входу дешифратора 19 адреса и к адресному входу регистра 27 данных, информационные входы-выходы которого через внешнюю шину данных соединены с выходом компаратора 20 и вторыми информационными входами-выходами дешифратора 18 данных к буфера 21 данных. Выход регистра 27 данных подключен к входу блока 28 ключей, выход которого подключен к групповому командно1.1у проводу 29.

313762694

Предлагаемая система электпопита-посладовательности проключает входы

ПИЯ работает следуюнл-гм обргхзоь ,группопого коитрсльпого пропода 30

В иормаль;1о -1 ре ;и а работы при nepBuii Bxo,rt компаратора 20. Одно- личин напркл елня гштаю цяй се ; и в од- прёмепно узел : управ-чения nini itoMO- uoM или фидерак нагрузкищи блока 23 унранления. ОЗВ 2А, осущос 1ч;ля от комСилпроваипыо зы;1ряь;и ПЗБ 25 п 26 форг-шрует инфор- те: 1и 2. причем злектроэиер-ма тч( управпепия ИЛП кс торая с гпи ) 1осг оячиого тока нл ля-п г;:;я ПУВ З,Т1ну ренчей шалы даннмх узла I yiipaT - а пеоС;ход,;;;чУ 0 чтабглч:;; :;:;; капря ке . : j;. чсфез 6yg;ep /I , уи-ступа на паг рузке обес гечлчаег КС : , на }:Пе 1;чо;1 шипу и чалее да1оп1,и;1 1. г.иос:- Ч1лП;..е ;Ч1чоуе: .:сгчерез да Л фрат-о - Я -- ч чч-- добалочнче .- ;:ч:ч:,е :: ч :/-:очпо;чу ;ч1-фс р гяч,чоччые UAil i / - По аачч н|:.ч}1:.еччк1 ПУУ : - - чч-ч -ч/таиип ин Ьор;- ;ч.гии ПЛЛ 1/ :чь дае г со- чрп йч ол Ч;, хо,:Ч чс : S УЕ ч С 0 ччго;-/ ОТ вйтств чо1;Г1 х упоччйи г вход сос1очч Чи й. ; ci :ч:у:-,ч ;;ч: с;рчь Х га--;чо; ;паратора 20, При со; ;1;:делии таре в пп-аччч нчгпуя -сч чо учаетч-у-ч- еи сигчало-г; i-ia нерно -- и гзгорогч вхо- ет и ссдерлЛГ) ея ст ЗВ S, Учравлче ;ь Чдах компаратора 20, на ечо ныходе по- ччюч 6 за ;кнут, эбргч уя обхог;чу;а цегч,лвл; К Тс.я сигналы, Koi-орие по цгине на случаи блокипочачч чодсалок ча-, 7иданных передаются в узел 1ч }ч-1равле- пряжения ,, 4J-I31 -) иц;,-;- тч 3MO}:44:i,ni KOf-u--;y-чия, гле ири иомо ди блока 23 унрав- гаии ч-ч ИЧ7Т )0-; з; ;-;ь -:пччя IH .лен1-ч ОЗБ 2ч; ТЗВ 2Ь и 26

В это:: С.Л,у--.:.:-;: (,; 1 i-i ::;: ч / C id OMbJ ИОД-ai I ::;ч;ЗИрЗЧОГС J ИО -урОУЧ:Ч И- 1Ч:С -;еНИ,

1слг.чае j-ся б.чо: -: У агч;уму,:ч тор1Ч.Х бата-сра П1ичаются с ичфор;., хг- аня де11

Изобретение может быть использовано для электропитания аппаратуры связи. Цель изобретения - повышение надежности за счет сокращения коммутационного оборудования, а также экономичности системы. Система электропитания содержит п электропитающих модулей 1, зарядный выпрямитель 8, блок 9 аккумуляторных батарей, датчик 10, шину 12 переменного тока. Для повьшения надежности и экономичности системы в устройство введены узел сравнения 13, узел управления 14, командный узел 15, переключатель 7 фидеров и второй датчик тока 11. Цель достигается путем обеспечения контроля параметров всех основных узлов и элементов системы, их анализа, обработки по заданным алгоритмам и выработки соответствующих управляющих воздействий. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. (О сл 00 -vl С5 to О5 со

блок У :1 i-4 :y;- :;-,:j;-4;4:;4i( п чр 1-;.ч-ем ччччю--ч дачее 1псрьги -1уюгся л: чк. эчас 1ч.;я чачра ;чечттч:. ч:-ч7;,;чсчгч; ключачччие соот ;етстБу;0 :;е: о УхО. -ичгег.тяа

6, Лчт о; ч- т--1е ч:гч; Ч чгч .чсчсччч обход-чодулеч 1- Л гания Эти кч: .-1Ччы с адресJioii or ps;ie-444TC.п гччбо;:о;-; коли-льк и Д фор -ч;11Ион 1ЫХ :л- ходов блока

честна чоследочате:1ьчо вчл:о-челных::о -3 уг1рлплет ия- Crepes . ччз третитие шинь

ак1суму.чятороч и l ; IXoдлL; чачряжением адреса з-: дачных: узла 1 уиратшентгя; систсч-я,, уменынеипт члчря/кениябуфе 22 адреса и буфер 21

нагрузки чачгч1 -;е-|Ч ; на блоке 3rioeTj-пают ia B:ie UHi:e г ины адреса и

аккумулятопЛ лх баччп еч -у шазляеМ ЛЙданных соотЕетственно Через periiCTi)

;ч;ае- про- ,.. 27 данных и блок 28 к:нзчей командно- - го узла 15 команд - иостуиают на г руи- командный ирово.ц 29, но кото рому на. упраБ.ч. входм

}s нпчма пл;:-::.; ;ч.. работы уз:нмПУЛ , XG и блока 5 ком :чтадгги,

13-15 контролируют суммарчь-й ток на- .;п сбесиечивая т;ключе Л1е необходимого грузки и нк,4оча1от такое количествоколичества злек1 ронита1оп;их oдyлeй 1

эле)стронита;о цгч-: м Чч леч .чтобы .

г; уз ;а на у ожгч.п чсчтут ь че чрепьптала 0,3 1,,,,, од но модуля,

Контроль п унрччле1н-- е котнгчеством д асимметрии напряжени; } в ра- лклю ч2нл ;)х ялс;ктчонита С чих модулейбот1ем фидере сигнал с соответствующе-.

1 осу цест:пчяетея с.чед .-:ог:и обчазом.го контрольного выхода нереключателя

Г иг нал с конт;Эо:11Ч г тч-; в тхоча дп-5 Н1ка фидероз и с контролтч-ог-о чмхода

1 тока нагрузки чо гpyлнoвo s конт-НУВ 3 (в слу-чае ноллого пронадания

рольному проноду 30 лостучает па вход .,. сети) ностуиает на гр нновой комзчутатора 16, По алгорипгу, зали- рольный провод 30. откуда по oniicaH- сашсому в ПЗБ 25, блок 23 угфавлен -1Я, ному алгоритму поступает в узел 14 уп---

вцдает ко танды на внутреннюю шину ад- равления. Узел 14 управления по алго- песа узла 14 управления, откуда через ритму, записанноь з в ПЗЯ 2э. аналггзи-- буфе о 22 адреса они поступают н:а рует и обрабатьн-iae-r пост-упившую ип-- внешнюю цгипу адреса и далее через ф|Ормац1-1Чо и выдяет , которая

депхифратор 19 адреса - на упразллю- - через О1:апд1 ыг узел 15 пост-уплет на вход ког- Мутатора Ib, По этим ко-групповой комавдный провод 29 п да-мандам комт-гутато:;- 6 в определеннойлее - на упраБляюиаи - вход нереключа-

5137

теля 7 фидеров, переключая неисправный фидер на резервный.

, В случае пропадания сетевого питания в двух фидерах сигналы с обоих контрольных выходов переключателя 7 фидеров поступают на групповой контрольный провод 30J откуда через узел 13 сравнения поступают в узел 14 управления, который по соответствую- ще му алгоритму анализирует, сравнивает и обрабатывает поступившую инфор- мадию и формирует команды, поступаю- щие на управляющие входы НУВ 3, кото

рые отключают НУВ от питающей сети. Одновременно команды поступают на управляющие входы блока 5 коммутации и управляемого ключа 6„ По этим командам в блоке 5 коммутадий включаются тиристор, а затем и контактор, и к входу КС 4 подключается блок 9 а.ккумуляторных батарей. Это подключение происходит практически мгновенно (из-за наличия обходной депи п быстродействия тиристора) и практически, одновременно во всех модулях, и на качество выходного напряжения существенно не влияет.

По сигналам, поступаюшдм с контрольных выходов блока 9 аккумуляторных батарей и датчика 10 тока, узлы 13-15 по заргшее записанному алгоритму учитывают ампер-часы, отдаваемые аккумуляторными батареями, и контролирует как общее нанряжение на них, так и нанряжение на отдельных элементах В случае уменьшения напряжения на батарее и CIiижeния емкости батарей ниже допустимого уровня выдается сигнал, поступающий на управляющие входы блоков 5 коммутации и управляе1 Я 1х ключей 6 на отключение нагрузки.

При Восстановлении напряжения питающей сети в. одном или двух фидерах сигналы с контрольных: выходов переключателя 7 фидеров поступают по групповому контрольному проводу 30 в узел 13 сравнения.После анализа и обработки по соответствующему алго ритму поступивших сигнанов командный узел 15 выдает команду на управляющи входы ПУВ 3, КС 4, блоков 5 коммута ции и yпpaвляюпp x ключей Ь,

Эти команды во избежание болышх пусковых токов ступенчато включают НУВ 3, КС 4 и подтвернодают отключени блока 9 аккумуляторных батарей от нагрузки. Это необходимо, чтобы избе

,

5

20

25

30

35

40

45

55

жать повышенного зарядного напряжения на нагрузке, Одновременно на управ- ляюнщй вход ЗВ 8 поступает команда на заряд блока 9 аккумуляторных рей. По информан,ии, поступающей с контрольных выходов блока 9 аккумулятор нрлх батарей и. датчика 10 тока, осу1цествляется постоянный контроль ампер-часов, получаемых блоком 9 аккумуляторных батарей от ЗВ 8, и напряжения элементов батареи. При дос- тшкенг и напряжения 2, ЗВ на элемент ЗВ 8 автоматически переходит в режим стабилизации напряжения (этот переход предусмотрен собственной схемой ЗВ 8), Конец заряда и перевод напряжения ЗВ 8 на 2,2В на элемент определяется по информации, записанной в ОЗБ 24 и ПЗБ 25, и ин.формации, полученной от ЗВ 8, блока 9 аккумуляторных бата- рей и датчика 10 тока, и включающей, следующие признаки: полная компенсация отданных блоком 9 аккумуляторных батарей ампер-часов, уменьшение тока заряда до величины, близкой к току содер кат-1я, и одинаковое напряжение на кажцо - элементе батареи.

При необходимости проведения контрольных разряд-зарядов по алгоритму, записанному в О ЗБ 24 и. ПЗБ -25, отключается ИУВ 3 от сети переменгюго тока и по алгоритму, рассмотренному в режиме разряда, нагрузка переводится на питание от батарей. При этом подсчитанные при разряде ампер-часы рег истрируются и запоминаются. По окончан5П1 разряда, определяемому по величине допустимого напряжения (как в предыдущем случае), командный уз ел 15 включает НУВ 3. Заряд осуществляется по paccMOTpei Hof-fy алгоритму.

Если во время разряда или заряда определяется отставание одного или нескольких элементов батареи, команд- ньш узел .15 выдает сигнал во внешнее /устройство Неисправность п-ного элемента.

При неисправности одного из НУВ 3 КС 4 подключается через блок 5 коммутации и питается от ЗВ 8, работающего в буфере с батареей по алгоритму, рассмотренному в описании работы системы при пропадании сети. При неисправности КС 4 питание нагрузки осуществляется автоматически по обходной цепи через управляемый ключ 6, как и. при провалах напряясения, вызванных коммутацией.

Таким образом, предлагаемая система позволяет путем обеспечения контроля параметров всех основных узлов и элементов системы, их анализа, об- работки по заданным алгоритмам и выработки соответствующих управляющих воздействий повысить надежность и экономичность системы при одновременном снижении трудоемкости обслужива- ния.

Формула изобретения

ю

.j 20 25 о Q .с 5

35

0

контрольному входу которого через групповой контрольный провод подключены первый, второй, третий и четвер- тьш контрольные выходы каждого из п электропитающих модулей, контрольные выходы переключателя фидеров, зарядного выпрямителя, блока аккумуляторных батарей, первого и второго датчиков.

к адресному входу которого, к адресным входам оперативного запоминающего блока, постоянного запоминающего блока и буфера адреса, выходы которого являются выходами узла управления, подключен адресный выход блока управления.