Устройство для резервирования источников электропитания Советский патент 1992 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к устройствам питания нагрузки постоянным напряжением с резервированием источников питания.

изобретения - повышение Надежности за счет каскадного построения устройства, а также расширение функциональных возможностей за счет изменения приоритета нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для резервирования источников электропитания, содержащее К основных и резервный источник электропитания, реле по числу основных источников и анализатор . причем выход резервного источника питания подключен через замцкающий контакт соответствующего реле к соответствующей нагрузке, а выходы основных источников электропитания через соответствующие размыкайэщие контакты реле соединены с соответствующими нагрузками, введены коммутатор, дешифратор и задатчики нагрузки, .а анализатор режима содержит К элементов ИЛИ с одним инверсным входом и К элементов ИЛИ-НЕ, прямые входы элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ-НЕ и соответствующими выходами QI коммутатора, выходы основных i-x(где i 1...К) источников питания соединены с инверсными входами соответствующих элементов ИЛИ и вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с соответствующими реле, а соответствующие входы Aj коммутатора соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ, управляющий вход коммутатора соединен с выходом дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими задатчиками приоритета нагрузки. причем таблицы истинности работы коммутатора и дешифратора представлены на фиг.2.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемрго устройства; на фиг.2 приведена таблица истинности работы коммутатора и дешифратора.

Устройство для резервирования источников электропитания содержит основные 1-4 и резервный 5 источники питания, коммутатор б, к входам А| которого подключены К элементов ИЛИ 7-10, а к выходам Qi - К элементов ИЛИ-НЕ 11-14, к выходу которых подключены реле 15-18 с замыкающими и размыкающими контактами 19-26 и нагрузки 27-30, к которым подключены основные контакты 19-26 и нагрузки 27-30, к которым подключены основные 1-4 или резервный 5 источники питания. Каждая нагрузка 27-30 снабжена задатчиками 31-34 приоритета, подключенными к входам дешифратора 35.

На фиг.1 приведен вариант использования четырех основных источников питания. Коммутатор 6 позволяет менять приоритет источников электропитания в зависимости от приоритета нагрузки в данный период работы.

Устройство работает следующим образом,

В зависимости от приоритета нагрузки 27-30, определяемого технологическим процессом, сигналы от задатчиков 31 -34 поступают на вход дешифратора 35, сигнал с выхода которого управляет работой коммутатора 6. Пусть в исходнрм состоянии выходы Qi коммутатора б соединены со следующими AI-I входами: вход Ai соединен с выходом Q2, вход АЗ - с выходом Оз и т.д. При этом выход (Зги вход Ak остаются свободными (см. фиг,2, ,1 строка). При таком соединении входов и выходов коммутатора б наивысший приоритет будет у первого источника Электропитания, а наинизший - у четвертого источника электропитания.

При нормальной работе устройства на выходах основных 1-4 источниках электропитания имеется напряжение, которое поступает на инверсный вход соответствующего элемента 7-10 и второй вход соответствующего элемента ИЛИ-НЕ 11-14. В этом случае на реле 15-18 подается напряжение низкого уровня, недостаточное для их срабатывания, поэтому резервный 5

источник электропитания не подключен ни к одной нагрузке.

При выходе из строя основного источника питания, имеющего высший приоритет

{нами взят первый основной источник питания) на инверсный вход элемента ИЛИ 7 додается низкий у| овень напряжения, а с ее выхода на реле 15 на первый вход коммутатора 6 и первый вход элемента ИЛИ-НЕ 11

0 подается высокий уровень напряжения, который заставляетсрабатывать реле 15, разрывающее своими размыкающими 20 контактами подачу напряжения высокого уровня от резервного 5 источника питания

5 на вход элемента ИЛИ 7, и блокирует остальные реле 16-18 через соответствующие элементы ИЛИ 8-10 и ИЛИ-НЕ 12-14, по,цключенные к коммутатору 6,

После устранения неисправности, вызвавшей выход из строя основной источник питания (замены источника питания исправным), на вход элемента ИЛИ 7 подается напряжение высокого уровня, которое снимает блокировку с реле 16-18. передаваемую через соответствующие элементы ИЛИ 8-10 и ИЛИ-НЕ 11-13. Реле 15 обесточивается, и резервный источник питания 5 отключается от нагрузки.

При смене приоритета нагрузки 27-30

0 сигналы с задатчиков 31-34 поступают на входы дешифратора 35, по сигналу с выхода которого происходит переключение коммутатора 6 в следующую позицию. Если во время работы устройства сначала выходит

5 из строя источник питания с низким приоритетом, а через некоторое время выходит из строя источник питания с более высоким приоритетом, то резервный источник питания отключается от нагрузки с низким приоритетом и подключается к нагрузке, обладающей высшим приоритетом, оставляя нагрузку с низким приоритетом обесточенной. При переключении коммутатора б в Очередную позицию устройство работает

5 аналогично описанному выше. При каждом новом цикле работы происходит переключение коммутатора б в следующую позицию согласно таблиц истинности (см. фиг.2) и высший приоритет переходит постепенно

0 от первого основного источника питания ко второму, третьему и т.д. Изменяя схему соединений входов и выходов коммутатора б, можно изменять порядок смены приоритета у основных источников питания 1-4.

5 Таким образом, введение резервирования позволяет обеспечить нормальное функционирование системы при возникновении отказов. Введение унификации в построении схемы анализатора режима позволяет уменьшить количество резервных элементов, необходимых для создания структурного резервирования устройства, сводя их до минимума. Тем самым повышается надежность системы в целом по сравнению с ныне существующими устройствами резервирования источников электропитания. Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства получается за счет упрощения и унификации блоков схемы анализатора, так как при увеличении количества резервируемых основных источников электропитания требуется добавление только дополнительной самостоятельной группы (каскада), связанной с имеющейся схемой минимальным количеством связей. Тогда как вустройстве-прототипе такое увеличение приводит к увеличению связей, что-естественно снижает надежность. Введение переменного приоритета основных источников питания позволяет осуществлять маневр ими в зависимости от условий технологического процесса. Так, если в технологическом цикле одна из нагрузок находится в отключенном состоянии, то ее источник питания может использоваться в качестве резервного для замены вышедшего из строя любого другого основного источника питания, в замен которого при работе устройства автоматически подключается имеющийся в схеме устройства резервный источник питания, освобождая последний для подключения в замен других основных источников питания. Формула изобретения Устройство для резервирования источников электропитания, содержащее К основных и резервный источник электропи510 15 20 25 30 35 40 тания, реле по числу основных источников и анализатор режима, причем выход резервного источника питания связан с клеммами для подключения нагрузок основных источНИКОВ через замыкающий контакт соответствующего реле, выходы основных источников через размыкающие контакты соответствующих реле связаны с клеммами дЛя подключения нагрузок этих основных источников, отличающееся тем, что. с целью повышения надежности за счет каскадного построения устройства, а также расширения функциональных возможностей за счет изменения приоритета нагрузки, в него введены коммутатор, дешифратор и задатчики приоритета нагрузки, анализатор режима содержит К элементов ИЛИ с одним инверсным входом и К элементов ИЛИ-НЕ, прямые входы элементов соединены с первыми входами соответству- ющих элементов ИЛИ-НЕ и соответствующими выходами QI (где 1 1... К) коммутатора, выходы основных источников питания соединены с инверсными коммут«тор8ми - ц)одъг-.осноаных источников питани (Соединены с.инверснымивходами соответствующих элементов ИЛИ и вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с обмотками соответствующих реле, а соответствующие входы А| коммутатора соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ, управляющий вход коммутатора соединен с выходом дeuJифpaтopa, входы которого соединены с соответствующими задатчиками приоритета нагрузки, причем коммутатор и дешифратор реализуют функции согласно таблице истинности работы коммутатора и дешифратора, представленной на фиг.2 описания.. К-(п-З) К-(п-2) k-(n-I) К ... I Ад AI А2 A3 ... О

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания нагрузки постоянным напряжением с резервированием замещением источников питания. Цель - повышение надежности за счет каскадного построения устройства, а также расширение функциональных возможностей за счет изменения приоритета нагрузки. Устройство содержит несколько основных 1-4 и резервный 5 источники питания. При выходе из строя одного из основных источников соответствующее реле подключает нагрузку к резервному источнику 5; Если одновременно вУшлм из строя несколько основных источников, то резервный источник 5 питает ту нагрузку, приоритет которой выше. В устройстве предусмотрена возможность изменения приоритета с помощью соответствующих задатчиков31-24. де,шифратора 35 и коммутатора 6. 2 ил.