Многоканальная система электропитания с равномерным токораспределением с защитой Советский патент 1989 года по МПК G05F1/59 

(О

с

ел

09 СО

-3/15

исправного стабилизатора напряжения. Система содержит параллельно соединенные стабилизаторы 1,..,,1 напряжения с датчиками -,..., 2 тока.При выходе из строя одного из стабилизаторов сигнал о перенапряжении на выходе через компаратор 12 (,+i и триггер 13, поступает на блок 5 замыкания нагрузки и формирователь 6 напряжения. Блок 5 срабатьюает и йгун- тирует нагрузку малым сопротивлением, в это же время с формирователя 6 через суммирующие элементы 11, ,.,.,11 „ на стабилизаторы 1,...,1„ подается

1

напряжение обратной связи, исправные стабилизаторы прекращают работу, а в неисправном возникает перегрузка,которая выявляется соответствующим датчиком 2,...,2 „ тока, компаратором 12,...,12 и запоминается триггером 13,...,13 , при срабатьгоании одного из которых через п-входовой

элемент ИЛИ ТО и блок 4 коммутаций происходит отключение от первичного источника 15 питания стабилизаторов. При этом сигнал с соответствующего из триггеров 13,,.,.,13 поступает.

в блок 7 индикации. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения устройств вычислительной техники, автоматики и средств связи. Цель изобретения - повышение надежности и выявление неисправного стабилизатора напряжения. Система содержит параллельно соединенные стабилизаторы 1₁,...1_N напряжения с датчиками 2₁,...,2_N тока. При выходе из строя одного из стабилизаторов сигнал о перенапряжении на выходе через компаратор 12_N+1 и триггер 13_N+1 поступает на блок 5 замыкания нагрузки и формирователь 6 напряжения. Блок 5 срабатывает и шунтирует нагрузку малым сопротивлением, в это же время с формирователя 6 через суммирующие элементы 11₁,...11_N,на стабилизаторы 1₁,...1_N, подается напряжение обратной связи, исправные стабилизаторы прекращают работу, а в неисправном возникает перегрузка, которая выявляется соответствующим датчиком 2₁,..,2_N, компаратором 12₁,...12_N и запоминается триггером 13₁,...13_N, при срабатывании одного из которых через N-входовый элемент ИЛИ 10 и блок 4 коммутаций происходит отключение от первичного источника 15 питания стабилизаторов. При этом сигнал с соответствующего из триггеров 13₁,...,13_N поступает в блок 7 индикации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах электропитания устройств вычислительной техники, автоматики и средств связи.

Цель изобретения - повьшение надеж ности и выявление неисправного стаби- лизатора напряжения.

На чертеже изображена схема многоканальной системы электропитания с равномерным токораспределением с за- ритой,,

Система электропитания содержит п стабилизаторов 1|,.,.,1 напряжения с датчиками 2,...,2„ индивидуального тока, блок 3 управления рас- пределением токов, блок 4 коммута- щт, блок 5 замыкания нагрузки, формирователь 6 напряжения, блок 7 индикации, первый 8 и второй 9 источники опорного напряжения, п-входовой элемент ИХШ 10, суммирующие элементы 11 12

13 п+, . При этом силовые входы стабилизаторов 1 5 h нaп.::iлжeиия через блок 4 коммутации соедич-чны с вхо ным силовым выводом, а силовые выходы через соответствующие датчики 2.,,...,2 г, тока соединены с выходным силовым выводом, выход каждого из датчиков 2,,...,2. тока соединен с соответствующим входом блока 3. управления распределением токов, вход обратной связи по напряжению которого соединен с выходным силовым выводом. и общей шиной, блок 5 замыкания на- Грузки выходами подключен к силовому выходному выводу и общей шине, а входом - к входу формирователя 6 напряжения, выход которого соединен с

51Ф1

,11,,,. п- I компараторов 12,., и п +1 триггеров 13,,..,,

выми входами суммирующих элементов .- 11,...,11, вторые входы которых соответственно подключены к выходам блока 3 управления распределением токов, а выход каждого из суммирующих элементов 11,,...,11 „ соединен с управляющим входом обратной связи соответствующего стабилизатора 1 ,..., 1 , напряжения, выход первого источника 8 опорного напряжения соединен с первыми входами п компараторов 12,,..., 12„, второй вход каждого из которых Соединен с выходом соответствующего датчика 2,,..., 2 , тока, а выход - с входом установки в 1- соответст- .вующего из триггеро.в 13,,..., 13, выходы которых соответственно подклю-г чсны к соответствующим входам п-вхо- дового элемента ИЛИ 10 и блока 7 индикации, выход элемента ИЛИ 10 соединен с управляющим входом блока 4 коммутации, выход второго источника 9 опорного напряжения подключен к первому входу П+1-ГО компаратора 12 „+, второй вход которого соединен с выходным силовым выводом, а выход - с входом установки в 1 п+1-го триггера 13 , выход которого соединен с входом формирователя 6 напряжения и соответствующим п+1 входом блока 7 индикации, нагрузка 14 подключена к выходным выводам, первичный источник 15 питания к входн1лм, а суммк- рующий элемент 11 вьтолнен на диодах 16 и 1 7.

Система электропитания работает следующим образом.

При включении питания все триггер -13,,...,13 rt, устанавливаются в нулевое состояние- и на выходе элемента

или 10 устанавливается логический О, по которому осуществляется коммутация блоком 4 коммутации напряжения нестабильного первичного источни- ка 15 питания (сетевого напряжения) на стабилизаторы 1,,1 .Последние вступают в работу и на нагрузке 14 системы возникает напряжение, а через датчики 2,...,2 проходит вы ходной ток каждого из стабштизаторов, сигналы с выходов которых, а также напряжение с нагрузки 14 поступают на блок 3, который в зависимости от соотношения этих сигналов вьщает на каждьй стабилизатор свое управляющее воздействие в виде напряжения обратной связи. Это напряжение с выходов блока 3 через вторые входы Своих суммирующих элементов 111,.. ,,11 посту пает на управляющий вход обратной

связи своего стабилизатора 1

На первых входах всех суммирующих элементов 11,...,11 в это время нулевое напряжение. Управляющими воздействиями на стабилизаторы 1,.. 1 осуществляется получение заданног напряжения на нагрузке 14 и обеспечение равномерного распределения выходного тока между стабилизаторами системы. Предположим, выходной ток стабилизаторов 1 р, меньше остальных стабилизаторов. С блока 3 на вход обратной связи этого стабилизатора начинает подаваться меньшее напряжение обратной связи. Стабилизатор 1 отрабатывает на это уменьшение увеличением своего выходного напряжения, что вызывает увеличение его выходного тока.

Предположим, что по какой-либо причине уменьшилось сопротивление нагрузки 14. При этом уменьшится и напряжение на нагрузке, блок 3 отслеживает это уменьшение и выдает соответствующее управляющее воздействие на все стабилизаторы 1, которые увеличивают свое выходное напряжение и свой выходной ток, увеличивается напряжение ка выходе датчиков 2, которое поступает.на вторые входы компараторов 12, на первые входы всех компараторов с источника 8 подается опорное напряжение, величиной которого определяется максимально допустимый ток стабилизатора. При превьш1е- нии напряжения на выходе любого из дчиков 2 величины напряжения источника 8 срабатьшает компаратор 12 этого

1,ft

датчика. При срабатьшании компаратора 12 на его выходе появляется потенциал, по переднему фронту которого устанавливается в 1 триггер 13 этого компаратора.

-15 -20

25

,

т

30

35

40

При уменьшении сопротивления нагрузки 14 через все датчики 2 проходит увеличивающийся ток стабилизаторов, блок 4 стремится распределить ток нагрузки 14 равномерно между стабилизаторами 1,,.,., 1 f, с погрешностью, определяемой быстродействием элементов системы, и погрешностью, обусловленной точностью управления распределением блока 4, поэтому напряжение на выходе датчиков 2, хотя и близкое, но отличается на какое-то достаточно малое значение и срабатывает первым какой-то один компаратор, предположим компаратор 12 j и его триггер 13 г .

Компаратор 12 может cpa6otaTb и при выходе из строя стабилизатора 11 , что приводит к повышению выходного тока только этого стабилизатора.

С триггера 13 логическая 1 поступает На второй вход элемента ИЛИ 10, появляется 1 и на его выходе, которая поступает на блок 4 коммутации. Последний отключает стабилизаторы 1 ,...,1 от первичного источника 15 питания. Ток через датчик 2 прекращается, напряжение на входе компаратора 12 уменьшается и он устанавливается в исходное состояние, а его триггер 13 остается в единичном, .с его выхода поступает на второй вход блока 7 индикации, в котором осуществляется индикация его состояния.

Предположим, что вышел из строя стабилизатор 1 и все или часть напряжения первичного источника 15 питания, превышающее заданное выходное напряжение системы, появилось на выходе этого стабилизатора, а сопротив- ление нагрузки 14 большое, в пределе соответствует режиму холостого хода. Этот случай возможен и при исправном стабилизаторе 1 , но неисправном блоке 3, выдавшем на вход обратной связи указанного стабилизатора напряение обратной связи малой величины, отрабатьшая воздействие которого, стабилизатор повьш1ает свое выходное напряжение.

С выхода стабилизатора Ц это на- пряжение поступает на нагрузку 14 и на второй вход компаратора 12,, на первый вход которого поступает с Источника 9 опорное напряжение, вели- чиной которого определяется максимально допустимое напряжение на нагруз- ку 14. При превьппении этого напряжения срабатывает компаратор 12 , , Q на его выходе появляется потенциал, по переднему фронту которого устанавливается в 1 триггер 13 „, Логическая 1 с выхода триггера 13 . поступает на блок 5 замыкания if нагрузки, который срабатывает и шунтирует сопротивление нагрузки 14, логическая 1 поступает иша формирователь б напряжения, который вырабатывает напряжение обратной связи,пре- 20 вышающее напряжение на выходе блока 3, Это напряжение поступает на первые входы всех суммируюп1;их элементов 11,,...,,11r,j а с их выхода и на все стабилизаторы 1 ,,.,,,, 1 , Исправ- 25 ные стабилизаторы отрабатывают на воздействие напряжения обратной связи, прекращая выдачу выходного напряжения. Неисправный стабилизатор 1 продолжает выдавать напряжение и, со- зо I ответственно, ток, который проходит j через блок 5 замыкания нагрузки и I превьш ает максимально допустимый Iдля стабилизатора, вызывая срабатьгоа- Iние компаратора 12, триггера 122 и i отключение всех стабилизаторов от I первичного источника 15. Логическая 1 с триггера 13 , поступает на блок 7 индикации, вырабатывая совместно с 1 с выхода триггера 13 при- д„ знак, что неисправен стабилизатор 1, и выдает перенапряжение-, а при отсут- ;ствии 1 с триггера 13 признак, что неисравен блок 3.

45

Система электропитания с равномерным токораспределением с защитой позволяет при обеспечении равномерно-- го токораспределения между выходными токами стабилизаторов, входящих в CQ систег-гу, обеспечить залщту их от перегрузки по току, обеспечить защиту нагрузки от перенапряжения как при выходе из строя стабилизаторов, так и блока управления распределением токов „ обеспечить выявление стабилизатора, вызвавшего перенапряжение на нагруз- :ке при любых токах нагрузки, включая и нулевой, обеспечить выявление выхода из строя блока управления распределением токов.

Формула изобретения

Многоканальная система электропитания с равномерным токораспределением с защитой, содержащая по крайней мере одни входные силовые выводы, N стабилизаторов напряжения с управляющим входом обратной связи, выходы которых через соответствующие датчики тока соединены с выходным силовым выводом, выход каждого из датчиков тока соединен с соответствующим входом блока управления распределением токов вход обратной связи по напряжению которого соединен с выходным силовым выводом и общей шиной, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и выявления неисправного стабилизатора напряжения, в нее введены блок коммутации, формирователь напряжения, блок индикации, блок замьжания нагрузки, двд- источника

опорного напряжения,п-входо вой элемен ИЖ, п-суммирующих элементов, п+1 компараторов и п+1 триггеров, первые входы п компараторов соединены с выходом первого источника опорного напряжения, второй вход каждого из компараторов соединен с выходом соот- ветствзтощего датчика тока, а выход - с входом установки в 1 соответствующего Из п триггеров, выходы которых подключены к соответствующим входам п-входового элемента ИЛИ и блока индикации, выход элемента ШШ соединен с управляющим входом блока коммутации выводы которого соединены соответственно с входным силовым выводом и входами стабилизаторов напряжения, первый вход п+1-го компаратора соединен с выходом второго источника опорного напряжения, второй вход - с выходным силовым выводом, а выход - с входом установки в 1 п+1-го триггера, выход которого соединен с п+1- входом блока индикации, входом формирователя напряжения и управляющим входом блока замыкания нагрузки, выходы которого подключены к выходным ci-товым выводам, выход формирователя напрюкения соединен с первыми входами п суммирующих элементов, вторые входы которых соединены с соответствую- щими выходами блока управления распределением токов, выход каждого из п

суммирующих элементов соответственно ной связи соответствующего стабилиза- соединен с управляющим входом обрат- тора напряжения.