Устройство для питания @ нагрузок постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания

Известны устройства питания нагрузок постоянного тока, в которых подключение нагрузки к источнику питания и отключение от него осуществляется напрямую с помощью ключей.

Недостатком этих устройств является то, что подключение нагрузки и ее отключение сопровождается бросками напряжения на зажимах источника питания, которые особенно значительны при ограниченной мощности источника и которые создают помехи в работе других потребителей электроэнергии, питающихся от этого же источника

Известно также устройство реализующее способ питания нагрузок и содержащее два источника питания, к каждому из кото рых любая нагрузка подключается либо отключается от него с помощью отдельного ключа

Одним из главных недостатков устройства является относительная сложность состоящая в необходимости использования для подключения каждой нагрузки и ее отключения без возникновения помех на шинах источника питания двух ключей, т е для подключения (отключения) п нагрузок без

vj

4 Ю

со

00

о

помех на шинах источника необходимо использовать 2п ключей.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является устройство для питания п нагрузок постоянного тока, содержащее основной и вспомогательный источники питания, первые полюса которых соединены с первыми выводами соответственно первого и второго регуляторов, измеритель напряжения, включенный между вторыми выводами регуляторов, 2т контактных групп, состоящих из двух последовательно включенных замыкающих контактов и имеющих первый и второй раздельные и третий общий выводы, m силовых цепей с последовательно включенными чувствительным элементом короткого замыкания и чувствительным элементом обрыва, выходы которых подключены к соответствующим входам блока управления контактными группами, m вспомогательных цепей с последовательно включенными дополнительным регулятором и имитатором нагрузки, m узлов сравнения токов, входы каждого из которых соединены с соответствующими силовой и вспомогательной цепями, первый выход - с соответствующим входом блока управления, а второй выход - с управляющим входом дополнительного регулятора соответствующей вспомогательной цепи, п пар выводов для подключения нагрузки. Недостаток устройства в сложности, заключающейся в необходимости использовать для подключения (отключения) п нагрузок без помех на шинах источника 2п контактных групп из 4п ключей. Наличие большого числа ключей снижает также надёжность устройства в целом.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности работы.

Цель достигается тем, что в устройство для питания п нагрузок постоянного тока введены п ключей, причем каждые k (k

- ) ключей и каждые k пар выводов для

подключения нагрузки включены попарно-последовательно между одним из выводов чувствительного элемента обрыва соответствующей силовой цепи и первыми выводами обеих контактных групп, вторые выводы которых подключены к одному из выводов имитатора нагрузки соответствующей вспомогательной цепи, вторые выводы первого и второго регуляторов соединены с одним из выводов соответственно чувствительных элементов короткого замыкания и дополнительных регуляторов, а вторые полюса основного и вспомогательного источников питания подключены к третьим выводам соответствующих контактных групп.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит основной 1 и вспомогательный 2 источники питания, первые полюса которых соединены с первыми выводами соответственно первого 3 и второго 4 регулятороё, измеритель 5 напряжения, включенный между вторыми выводами регуляторов 3 и 4, контактные группы б и 7,

0 состоящие из двух последовательно включенных замыкающих контактов 8, 9 и 10, 11 соответственно и имеющих первый и второй раздельные и третий общий выводы, силовую цепь с последовательно включенными

5 чувствительным элементом 12 короткого замыкания и чувствительным элементом 13 обрыва, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 14 управления контактными группами 6 и 7,

0 вспомогательную цепь с последовательно включенными дополнительным регулятором 15 и имитатором 16 нагрузки, узел 17 сравнения токов, входы которого соединены с силовой и вспомогательной цепями,

5 первый выход - с соответствующим входом блока 14 управления, а второй выход - с управляющим входом дополнительного регулятора 15, выводы 18-20 для подключения нагрузки. Устройство для питания содержит

0 также ключи 21-23, которые включены попарно последовательно с выводами 18-20 для подключения нагрузок между одним из выводов чувствительного элемента 13 обрыва и первыми выводами обеих контактных

5 групп 6 и 7, вторые выводы которых подключены к одному из выводов имитатора 16 нагрузки, вторые выводы первого и второго регуляторов 3 и 4 соединены соответственно с одним из выводов чувствительного эле0 мента 12 короткого замыкания и дополнительного регулятора 15, а вторые полюса основного 1 и вспомогательного 2 источников питания подключены к третьим выводам соответствующих контактных

5 групп 6 и 7.

Предварительно все существующие в системе и питающиеся от основного 1 источника п нагрузки разделяют на m групп нагрузок, каждой из которых соответствует

0 своя (одна из т) силовая цепь. В каждой

силовой цепи включено k (k - ) ключей.

v m

включенных попарно последовательно с k выводами для подключения k нагрузок. На- 5 грузки, подключаемые к одной из m силовых цепей подбираются так, чтобы из них в любой момент к основному источнику 1 может быть подключена только одна нагрузка.

Для упрощения изображения устройства на чертеже представлены одна из m силовая часть, одна из m вспомогательных цепей и три пары выводов из возможных k пар выводов в силовой цепи.

При необходимости включить очередную нагрузку, например нагрузку, подклю- ченную к выводам 18 по сигналу управления, поступающему по каналу 24 в блок управления 14 контактными ключами, последний коммутирует ключи 8 и 21, подключающие нагрузку к вспомогательному источнику 2 по цепи: первый полюс источника 2, второй регулятор 4, узел 17 сравнения, чувствительные элементы 12 и 13 короткого замыкания и обрыва соответственно, выводы для подключения нагрузки 18, ключи 8 и 21 второй полюс источника 2, По сигналу управления коммутируется также ключ 9, подключающий имитор 17 нагрузки к основному источнику 1 по цепи: первый полюс источника 1, первый регулятор 3, узел 17 сравнения, дополнительный регулятор 15, имитатор 16 нагрузок, ключ 9 второй полюс источника 1. Вследствие большой величины сопротивления дополнительного регулятора 15 ток в цепи имитатора 17 нагрузки будет первоначально равен нулю. После окончания переходного процесса на вспомогательном источнике 2 с помощью второго регулятора 4 выравнивают его напряжение с напряжением основного источника 1. О равенстве напряжений судят по показаниям измерителя 5 напряжения. При этом на вход дополнительного регулятора 15 будет поступать сигнал со второго выхода узла сравнения 17, пропорциональный разнице токов вспомогательного 2 и основного 1 источников. В результате этого ток основного источника 1 начнет плавно увеличиваться до его выравнивания с током вспомогательного источника 2. В момент достижения равенства величин указанных токов на входе дополнительного регулятора 15 осуществляется запоминание сигнала узла 17 сравнения с второго его выхода. Одновременно с первого выхода узла 17 сравнения сигнал будет воздействовать на блок 14 управления, который выработает команды на одновременное размыкание ключей 9 и 10 и замыкание ключа 8, что означает подключение нагрузки через выводы 18 к основному истЬчнику 1 без возникновения на нем возмущающих воздействий.

Отключение нагрузки, подключенной к выводам 18, производится либо после выполнения ею поставленных задач, либо при возникновении L зе цепи короткого замыкания или обрыва. 8 первом случае отключение производится блоком 14 управления контактными группами по сигналу, поступающему по каналу 24, во втором случае отключение производится блоком 14 по сигналам чувствительных элементов 12 и 13 короткого замыкания и обрыва соответственно. По этим сигналам блок 14 управления вырабатывает команд ы на одновременное размыкание ключа 8 и замыкание ключа 9, что означает отключение от основного источника 1 нагрузки через

0 выводы 18 и подключение к н ему имитатора 16 нагрузки. Так как сопротивл ен иё дополнительного регулятора 15 было запомнено в момент подключения нагрузки, подсоеди- неннйй к выводам 18, то ее отключение не

5 вызовет значительных помех на шинах основного источника 1 вследствие примерного равенства сопротивлений имитатора 15 нагрузки и самой нагрузки. После перекл ю- чения, ввиду отсутствия тока вспомогатель0 ного источника 2 питания через узел 17 сравнения сигнал с его выхода будет воздействовать на дополнительный регулятор 15 так, что его сопротивление будет плавно возрастать, что приведет к плавному умень5 шению до нуля тока основного источника 1 Отключение имитатора 16 нагрузки после этого осуществляется блоком 14 управления по сигналу канала 24.

Аналогичным образом осуществляется

0 подключение и отключение нагрузок в любой из m силовых цепей.

Предлагаемое устройство для питания позволяет также повысить надежность за счет возможности параллельной работы ос5 новного 1 и вспомогательного 2 источников на нагрузку силовой цепи. Для этого с помощью блока 14 управления замыкаются соответствующие ключи 8 и 10 контактных групп.

0 Таким образом, для подключения (отключения) п нагрузок к основному источнику питания 1 в предлагаемом устройстве необходимо (n + m 4) ключей, m имитаторов нагрузок, т.е. по числу вспомогательных це5 пей, m - узлов сравнения.

Предположим, что имеется 50 нагрузок, которые можно подключить через 10 силовых цепей. Следовательно, в предлагаемом устройстве необходимо будет использовать

0 90 ключей, 10 имитаторов нагрузок, 10 узлов сравнения.

Предлагаемое устройство является более простым и обладает повышенной надежностью по сравнению с известным

5 Формула изобретения

Устройство для питания п нагрузок постоянного тока, содержащее основной и вспомогательный источники питания, первые полюса которых соединены с первыми выводами соответственно первого и второго регуляторов, измеритель напряжения, включенный между вторыми выводами регуляторов, 2т контактных групп, состоящих из двух последовательно включенных замыкающих контактов и имеющих первый и вто- рой раздельные и третий общий выводы, m силовых цепей с последовательно включенными чувствительным элементом короткого замыкания и чувствительным элементом обрыва, выходы которых подключены к соот- ветствующим входам блока управления контактными группами, m вспомогательных цепей с последовательно включенными дополнительным регулятором и имитатором нагрузки, m узлов сравнения токов, входы каждого из которых соединены с соответствующими силовой и вспомогательной цепями, первый выход - с соответствующим входом блока управления, а второй выход - с управляющим входом дополнительного регулятора соответствующей вспомогательной цепи, п пар выводов для подключения нагрузки, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности в работе, в него введены п ключей, причем

) ключей и каждые К пар

каждые К (К Ј

выводов для подключения нагрузки включены попарно последовательно между одним из выводов чувствительного элемента обрыва соответствующей силовой цепи и первыми выводами обеих контактных групп, вторые выводы которых подключены к одному из выводов имитатора нагрузки соответствующей вспомогательной цепи, вторые выводы первого и второго регуляторов соединены с одними из выводов соответственно чувствительных элементов короткого замыкания и дополнительных регуляторов, а вторые полюса основного и вспомогательного источников питания подключены к третьим выводам соответствующих контактных групп.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства и повышение надежности его в работе. В предлагаемом устройстве произведено разделение п нагрузок на m групп по К (К - ) нагрузок в каждой, причем все нагрузки снабжены индивидуальными коммутационными ключами. Это позволяет для подключения (отключения) нагрузок без помех на питающих шинах использовать не 2п, а всего лишь 2т двухконтактных групп Общий принцип действия устройства предусматривает поочередное подключение нагрузок к основному источнику питания или отключение от него При этом для обеспечения требуемой динамической точности стабилизации напряжения основного источника очередная нагрузка предварительно подключается к вспомогательному источнику питания а с основным источником соединяется ее имитатор с максимальным сопротивлением После выравнивания токов в силовой и вспомогательной цепях вместо имитатора включается нагрузка При отключении очередной нагрузки от основного источника вместо нее включается имитатор с сопротивлением, равным нагрузочному сопротивлению, которое перед отключением снижается до минимального 1 ил (Л С

21

20