Резервированный усилитель Советский патент 1988 года по МПК H05K10/00 

Од

00

М

144

налу первого логического селектора 8 запускается реверсивный счетчик 11, управляющий напряжением источника 10 в сторону его уменьшения. От усилительного элемента 1, имеющего из-за разброса несколько меньшее выходное напряжение и находящегося в резерве, через датчик 5 направления.тока на- ,чинает протекать ток в направлении источника 10, в результате чего датчик 5 формирует команду на подключение этого усилительного элемента. Процесс продолжается до тех пор, пока не восстановится исходное количество подключенных усилительных элементов(из числа находившихся в горячем ненагруженном резерве). Если происходит подключение лишних усили

тельных элементов, то реверсивный счетчик 11 запускается в обратную сторону, напряжение источника 10 повышается, у части датчиков 5 направления тока логические единицы на выходе снимаются, что приводит к отключению усилительных элементов 1 с меньшими, чем у других величинами выходных сигналов, при этом также восстанавливается исходное количество подключенных усилительных элементов 1. Таким образом, в резервированном усилителе всегда используется только заданное количество усилительных элементов, при этом, если нет отказов, все остальные находятся в ненагруженном резерве, что повышает их надежность, 1 ил.

. 1

Изобретение относится к электрон- ной технике, может быть использовано при создании надежных преобразователей и усилителей мощности и является усовершенствованием изобретения по авт.св, № 959302.

Цель изобретения. - порышение .надежности усилителя.

Па чертеже изображена схема резервированного усилителя,

Резервированный усилитель содержи усилительные элементы 1, балластные резисторы 2, коммутирующие элементы 3j логические элементы 4 совпадения, датчики 5 направления тока, пороговы элементы 6,-нагрузку 7, первьш 8 и второй 9 логические селекторы, управляемый источник 10 постоянного напряжения, реверсивньй счетчик 11, первый 12 и второй 13 элементы И и генератор 14 импульсов.

Резервированный усилитель работае следующим образом,

. Вследствие некоторого разброса характеристик усилительных элементов 1. их выходные напряжения отличаются на. небольшую величину. Поскольку выходы всех усилительных элементов 1 подключены к соответствующим датчикам 5 направления -т-ока, а последние определяют направление тока по отношению к опорному напряжению управляе

5

10

5

5

0

мого источника 10, то дискретный выходной сигнал датчика 5 зависит от соотношения выходного напряжения усилительного элемента 1 и источника 10, При превышении выходного напряжения усилительного элемента 1 над опорным напряжением источника 10 датчик 5 направления тока, формирует на своем выходе логическую единицу. Такой сигнал поступает с порогового элемента 6 при исправности входной цепи усилительного элемента. Если логический элемент 4 совпадения получает два одинаковых сигнала в виде логических единиц, то обеспечивает замкнутое состояние коммутирующего элемента 3, т,е, работу соответствунщего усилительного элемента 1 на нагрузку 7, В случае, когда напряжение на выходе усилительного элемента 1 уменьшается ниже уровня опорного напряжения источника .10, т,е, он становится нагрузкой для других усилительных элементов, датчик 5 направления тока формирует на выходе сигнал логического нуля, по которому элемент 4 совпадения отключает соответствующий коммутирующий элемент 3, Такое - отключение производится при отказах входных цепей (по сигналу порогового элемента 6), Если в результате влияния температурных или других факто

3

ров выходное напряжение на холостом ходу одного из отключенных усилительных элементов 1 превышает знамение напряжения на входе источника 10, то в результате изменения состояния соответствующего датчика 5 происходит срабатывание соответствующего логического элемента совпадения 4 и подключение соответствующего усилительного блока к нагрузке 7. Таким образом, подключение и отключение усилительных элементов в нагрузке происходит как и в известном усилителе.

Резервированный усилитель содержит N идентичных каналов с усилительными элементами 1, М из которых назначаются резервными, поэтому N - М параллельно работающих усилительных элементов 1 обеспечивают номинальную мощность в нагрузке 7,

Состояние, при котором к нагрузке подключены N - М усилительных блоков считают исходным нормальным рабочим состоянием резервированного усилите

Входы реверсивного счетчика 11 :

Последовательность счетных импульсов

00 О О

Из таблицы видно, что при значения выходных функций первого и второго логических селекторов 8 и 9 равны нулю, импульсы с генератора 14 не поступают через элементы И 12 и 13 ни на один из входом реверсивного счетчика 11, его состояние не изменяется. Это соответствует исходному нормальному рабочему состоянию рез.ер- вированного усилителя.

Если в результате изменения параметров или по причине выхода из строя

ля. В нормальном р Чбочеи состоянии резервированного ус.и-чителя на входах логичег сих селекторов 8 и 9 присутствуют N - М входных сигналов, равных единице (остачьныс равны нулю).

Логические селекторы выполняют функщсю выбора заданного количества входиьгх сигналов и превышения над этим количеством. Пусть f ( / N - М) - выходная функция первого логического селектора 8 (с инверсным выходом); f ( N - М+1) - выходная функция второго логического селектора 9 прямом выходом) ,

п - количество фактически подключенных к па- грузке 7 усилительньос элементов 1.

Тогда состояние резервированного усилителя в зависимости от числа подключенных к нагрузке 7 усилительных элементов характеризуется следующей таблицей:

О

О

О . О

Последовательность счетных импульсов

50

55

одного из усилительных элементов 1 произойдет его отключение от нагрузки (п N-M), то значение вькодной функции первого логического селектора 8 f (7/ N-M) станет равным единице и импульсы с генератора 14 через первый логический элемент И 12 начнут поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 11. Поскольку управляющий вход источника 10 подключен к выходу реверсивного счетчика 11, то напряжение на его выходе соот

51

ветственно начнет уменьшаться. Когда это напряжение станет ниже выходного папряження одного из усилительных элементов 1, значение которого в холостом режиме максимально, то в соответствующем датчике 5 направление тока изменится на противоположное и произойдет подключение соответствующего усилительного элемента 1 к нагрузке 7, В случае, если произойдет отключение нескольких усилительных элементов 1, то этот процесс ,, (поступление импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика - уменьшение напряжения на выходе управляемого источника 10 постоянного напряжения - подключение одного из усилительных элементов 1 к нагрузке) буде продолжаться до тех пор, пока коли- чество подключенных к нагрузке усилительных элементов 1 опять не станет равным N-M. При этом значение выходной функции первого логического селектора 8 (, N-M) станет равным ну- люи резервированный усилитель вернетс в нормальное рабочее состояние. Если в результате изменения параметров произойдет подключение одного или нескольких находящихся в горячем ненагруженном режиме усилительны : элементов 1 к нагрузке 7, тогда () то станет равным единице значение выходной функции второго логического селектора 9, т.е. f(7yN-M i-1) 1, и импульсы с генератора 14 через второй элемент И 13 начнут поступать на суммирующий вход реверсивного счет- чика 11, Это приведет к изменению состояния счетчика, увеличению уровня выходного напряжения управляемого источника 10 и поочередному отключению от нагрузки тех усилительных элементов 1, уровень выходного напряжения которых минимален. Этот пере-, ходной процесс закончится, когда ко- 1личество подключенных к нагрузке 7 усилительных элементов 1 опять стане равным N-M,

Следовательно, вновь введенные в. резервированньй усилитель элементы

обеспечивают возможность производить подключение или отключение ус шитель- ных каналов в нагрузке таким образом, чтобы при отсутствии отходов в работе находилось только заданное количество усилительных элементов 1, а остальные усилительные элементы бьши в состоянии горячего ненагруженного резерва, где интенсивность отказа элементов ниже.

Таким образом, в предлагаемом усилителе исключена зависимость числа усилительных элементов, находящихся в состоянии горячего ненагруженного резерва, от случайного разброса параметров элементов, что повышает надежность резервированного усилителя и гарантировано обеспечивает заданньм уровень мощности в нагрузке.

Формула

изобретения

0 5

0

0

0

Резервированный усилитель по авт. св. № 959302, отличающийся теМэ что, с целью повышения надежности усилителя, в него введены управ- ляемьй источник постоянного напряжения, реверсивный счетчик, генератор импульсов, первый и второй логические селекторы, а также первый и второй элементы И, первые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго логических селекторов, а вторые входы подключены к выходу генератора импульсов, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счетчика, выходы логических элементов совпадения подключены к соответ- ствукяцим входам первого и второго логических селекторов, выходы разрядов реверсивного счетчика связаны с управляющим входом управляемого источника постоянного напряжения, один из выводов которого соединен с общей шиной, а другой вывод - с вторыми, токовыми выходами датчиков направления тока.