Система вторичного электропитания Советский патент 1990 года по МПК G05F1/59 

tn з

О5

00

со

00

Распределение и выравнивание тока через нагрузку, 1 между N стабилизирующими источниками осуществляется тем, что при увеличении тока нагрузки N-1 стабилизирующих источников поочередно переходят в режим стабилизации тока, а стабилизация выходного напряжения системы обеспечивается за счет остальных стабилизирующих источников, работающих в режиме стабилизации напряжения. При перегрузке

системы по току все стабилизирующие источники переходят в режим стабилизации тока и через время, определяемое конденсатором 23 временной задержкирегулирующие органы 3 всех стабилизирующих источников закрываются, схема опрокидываетея,выходное напряжение и ток нагрузки системы становятся равными нулю. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности работы. Система состоит из параллельно включенных стабилизирующих источников 2 1-2 3 напряжения постоянного тока. В каждый из стабилизирующих источников входя регулирующий орган 3, датчик 4 тока, измерительно-усилительный узел 5, узел 15 управления, вспомогательный операционный усилитель 18, источник 19 опорного напряжения и резисторный делитель 20, 21 напряжения, времязадающее RC-звено 22, 23, разделительный диод 24, шунтирующий диод 25. Распределение и выравнивание тока через нагрузку 1 между N стабилизирующими источниками осуществляется тем, что при увеличении тока нагрузки N-1 стабилизирующих источников поочередно переходят в режим стабилизации тока, а стабилизация выходного напряжения системы обеспечивается за счет остальных стабилизирующих источников, работающих в режиме стабилизации напряжения. При перегрузке системы по току все стабилизирующие источники переходят в режим стабилизации тока, и через время, определяемое конденсатором 23 временной задержки, регулирующие органы 3 всех стабилизирующих источников закрываются, схема "опрокидывается", выходное напряжение и ток нагрузки системы становятся равными нулю. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электроснабжения радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности работы.

На чертеже представлена функциональная схема системы вторичного электропитания.

Система содержит подключенные па- ралельно к нагрузке 1 источники 21 - 2 напряжения постоянного тока. В каждый из источников 2 , - 2 s входят регулирующий орган 3, резисторный датчик 4 тока, измерительно-усилитель- ный узел 5 с резисторами 6-9, резис- торным делителем 10 напряжения,конденсатором 11 ,стабилитронами 12, 13 и операционным усилителем 14, узел 15 управления с задающим генератором 16 и широтно-импульсным модулятором 17, вспомогательный операционный усилитель 18, вспомогательный источник

19опорного напряжения, вспомогательный делитель напряжения с резисторами

20и 21, времязадающее RC-звено с резистором 22 и конденсатором 23, разделяющий диод 24, шунтирующий диод 25, токоограничивающие резисторы 26

и 27. На схеме отмечены также вьшо- ды 28.1-28.3 и 29.1-29.3 для подключения общего или индивидуального первичных источников питания, выводы 30.1-30.3 и 31.1-31.3 для подключения дополнительных источников питания, выводы 32 и 33 для подключения нагрузки 1. В каждом из стабилизирующих источников 2. - 2 напряжения постоянного тока питающий вход регулирующего органа 3 соединен с выводами для подключения первичного источника питания, например с выводами 28.1 - 29.1, а выход через резисторный датчик 4 тока - с выводами 32 и 33 для

подключения нагрузки 1. Выход узла 15 управления (выход широтно-импульс- ного модулятора 17) подключен к управляющему входу регулирующего органа 3. Вход измерительно-усилительного узла 5 соединен с выводами 32 и 33 для подключения нагрузки 1, а выход - с входом узла 15 управления (с сигнальным входом широтно-импульсно- го модулятора 17). Шунтирующий диод 25 включен между выходами измерительно-усилительного узла 5 и вспомогательного операционного усилителя 18 с шунтированием открывающего регулирующий орган 3 сигнала. Первый (неинвертирующий) вход вспомогательного операционного усилителя 18, запрещающий открытие шунтирующего диода 25, соединен с выходом вспомогательного источника 19 опорного на- пряжения а второй (инвертирующий) вход, разрешающий открытие шунтирующего диода 25 ,- с выходной цепью ре- зисторного датчика 4 тока (через резистор 26). Вход вспомогательного резисторного делителя 20, 21 напряжения постоянного тока, а выход через последовательно включенные времязадающее RC-звено 22, 23 и разделительный диод 24 - к второму (инвертирующему) входу вспомогательного операционного усилителя 18. В каждом из стабилизирующих источников 2.J - 2 g напряжения постоянного тока вспомогательный источник 19 опорного напряжения может быть выполнен в виде масштабирующего рези- сторого делителя напряжения,подключенного входом к соответствующим промежуточным выводам измерительно-усилительного узла 5 (к выводам стабилитрона 12).

Система работает следующим образом. Выходное напряжение каждого из стабилизирующих источников,например

источника 21, поступает на вход измерительно-усилительного узла 5. Часть этого напряжения с нижнего плеча делителя 10 подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 14, осуществляющего операцию сравнения с опорным напряжением на стабилитроне 12. Сигнал рассогласования с выхода операционного усилителя 14 подается на выход измерительно-усилительного узла 5, т.е. к широтно-импульсному модулятору 17 узла 15 управления, куда подводятся также синхроимпульсы от задающего генератора 16.

С выхода широтно-импульсного модулятора 17 управляющие импульсы необходимой длительности поступают на управляющий вход регулирующего органа 3, который обеспечивает поддержание выходного напряжения стабилизирующего источника на заданном уровне.

Если ток нагрузки стабилизирующего источника меньше заданного максимального значения, напряжение на датчике 4 тока, т.е. на инвертирующем входе операционного усилителя 18,меньше опорного напряжения, подаваемого на его неинвертирующий вход с выхода источника 19.Сопротивление резисторов 20 и 21 вспомогательного резне-- торного делителя напряжения выбираются такой величины, чтобы при номинальном выходном напряжении стабилизирующего источника напряжение на аноде разделительного диода 24 было ниже, чем напряжение на его катоде. Поэтому в этом режиме диод 24 заперт и не влияет на состояние операционного усилителя 18. Вследствие этого операционный усилитель 18 находится в первом устойчивом состоянии напряжение на его выходе имеет положительное значение относительно вывода 32. Шунтирующий диод 25 оказывается запертым напряжением обратной полярности, и операционный усилитель 18 не влияет на раЬоту стабилизирующего источника. Конденсатор 23 задержки при этом заряжен до определенного напряжения.

При увеличении тока нагрузки стабилизирующего источника напряжение на датчике 4 тока увеличивается, напряжение на выходе операционного усилителя 18 понижается и шунтирующий диод 25 открывается. Результирующее напряжение на сигнальном входе широтно-импульсного модулятора 17

0

5

5

понижается, ширина управляющих им- . пульсов на управляющем входе регулирующего органа 3 соответствующим образом изменяется, и данный стабилизирующий источник переходит в режим стабилизации тока.

При работе всех стабилизирующих источников 21 - , э напряжения постоянного тока параллельно на общую нагрузку 1 выходное напряжение одного стабилизирующего источника, работающего в режиме стабилизации тока, поддерживается на уровне номинального значения за счет других стабилизирующих источников. При работе стабилизирующего источника в режиме стабилизации тока отдельно от других стабилизирующих источников или при

0 переходе всех стабилизирующих источников в режим стабилизации тока их выходное напряжение понижается.

При уменьшении выходного напряжения стабилизирующего источника напряжение на вспомогательном резне горном делителе 20, 21 напряжения и на его выходном выводе относительно вывода 32 повышается, конденсатор 23 временной задержки начинает заряжаться, напряжение на аноде разделительного диода 24 повышается и он открывается. Напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 18 повышается, тогда как напряжение на его неинвертирующем входе остается посто5 янным. Операционный усилитель 18 через время, определяемое времязадающим КС-звеном 22, 23, переходит во второе устойчивое состояние, при котором напряжение на его выходе имеет минимальное отрицательное значение. Вследствие этого шунтирующий диод 25 открывается, напряжение на сигнальном входе широтно-импульсного модулятора 17 уменьшается и ширина управляющих импульсов на выходе последнего уменьшается. Регулирующий орган 3 подзапирается, выходное напряжение стабилизирующего источника уменьшается и схема опрокидыва.ется. В этом режиме напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 18 выше, чем напряжение на его неинвертирующем входе, и операционный усилитель 18 находится во втором устойчивом состоянии, при котором напряжение на его выходе минимально и имеет отрицательное значение относительно вывода 32. Регулирующий

0

0

5

0

5

орган 3 полностью закрыт, выходное напряжение и ток нагрузки стабилизирующего источника равны нулю.

Конденсатор 23 временной задержки служит для предотвращения опрокидывания схемы при включении стабилизирующего источника и при его кратковременных перегрузках по току.

Описанный алгоритм работы каждого из стабилизирующих источников 2 - 2э напряжения постоянного тока обеспечивает следующий алгоритм работы системы вторичного электропитания в целом. При токе нагрузки системы, меньшем заданного максимального значения любого стабилизирующего источника, этот ток распределяется произвольно между всеми стабилизирующими источниками, которые работают в режиме стабилизации напряжения и стабилизируют выходное напряжение системы. В частном случае весь ток нагрузки обеспечивается одним стабилизирующим источником.

При увеличении тока нагрузки выше заданного максимального значения наиболее нагруженного стабилизирующего источника, имеющего наибольшую величину выходного напряжения при данном токе нагрузки по сравнению с другими стабилизирующими источниками, он переходит в режим стабилизации тока, а остальные стабилизирующие источники продолжают работать в режиме стабилизации напряжения. При дальнейшем увеличении тока нагрузки сле-я дующий стабилизирующий источник переходит в режим стабилизации тока, а остальные работают в режиме стабилизации напряжения и т.д.

При токе нагрузки, большем предельно допустимого тока нагрузки всей системы, все стабилизирующие источники переходят в режим стабилизации тока, выходное напряжение системы понижается и все стабилизирующие источники опрокидываются. Выходное напряжение и ток нагрузки системы становятся равными нулю. Для возврата схемы в исходное состояние необходимо устранить неисправность, выключить, а затем повторно включить все стабилизирующие источники.

Предельно допустимый ток системы, являющийся током срабатывания защиты, равен сумме максимальных токов всех стабилизирующих игточликов,входящих в систему.

5

0

5

0

5

0

5

Таким образом, в данной системе вторичного электропитания обеспечи- ,вается параллельная работа на общую нагрузку стабилизирующих источников напряжения постоянного тока без дополнительных выравнивающих элементов, а также защита элементов стабилизирующих источников от перегрузок по току и коротких замыканий.

Распределение и выравнивание тока нагрузки между N стабилизирующими источниками, работающими на общую нагрузку, осуществляется тем, что при увеличении тока нагрузки N-1 стабилизирующих источников поочередно переходят в режим стабилизации тока, а стабилизация выходного напряжения системы обеспечивается за счет остальных стабилизирующих источников, работаюгцих в режиме стабилизации напряжения. При перегрузке системы по току все стабилизирующие источники переходят в режим стабилизации тока и через время, определяемое конденсатором 23 временной задержки, регулирующие органы 3 всех стабилизирующих источников закрываются,схема опрокидывается, выходное напряжение и ток нагрузки системы становятся равными нулю.

Предлагаемое техническое решение позволяет упростить систему вторичного электропитания и повысить ее эксплуатационную надежность за счет того, что выравнивание токов параллельно работающих стабилизирующих источников 21 - 23 обеспечивается без перекрестных связей и дополнительных элементов, а защита стабилизирующих источников по току реализуется путем введения времязадающего КС-звена 22, 23.

Формула изобретения

а второй вход, разрешающий открытие шунтирующего диода, - с выходной цепью речисторного датчика тока, вход вспомогательного резисторного делителя напряжения подключен к выходной цепи данного стабилизирующего источника напряжения постоянного тока, а выход через последовательно включенные времязадающее RC-звено и разделительный диод - к второму входу вспомогательного операционного усилителя ,

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в каждом из стабилизирующих источников напряжения постоянного тока вспомогательный источник опорного напряжения выполнен в виде масштабирующего резисторного делителя напряжения, подключенного входом к соответствующим промежуточным выводам измерительно- усилительного узла .