Способ питания,по меньшей мере, двух нагрузок постоянным стабилизированным напряжением Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к области систем электроснабжения и может найти применение при проектировании устройств питания нагрузки от источников ограниченной мощности.

Известны способы питания, по меньшей мере, двух нагрузок постоянным стабилизированным напряжением 1 и (21.

Наиболее близким по технической су1даости и достигаемому результату является способ питания, по меньшей мере, двух нагрузок постоянным стабилизированным напряжением, заключаюишйся в том, что сначала подключают к источнику напряжения или отключают от этого источника одну нагрузку, а затем - вторую нагрузку 2

Включение или отключение нагрузок ггроизводится с одновременным обеспечением параллельной работы нескольких источников.

Недостатком известных способов является Нсшичие значительных колебаний напряжения на подключенной нагрузке в моменты включения очередной нагрузки, а также при отключении одной или нескольких ранее включенных нагрузок. Колебания напряжения

особо заметны при использовании регулируемых источников питания ограниченной мощности с выходными индуктивно-емкостными фильтрами. При частых включениях и отключениях нагрузок наиболее вероятно такое положение, при котором выходное напряжение остается постоянно нестабильным, несмотря на высокую его стабильность

0 в установившихся режимах.

Целью изобретения является уменьшение колебаний выходного напряжения источника в моменты включения и отключения нагрузок.

5

Цель достигается тем, что в способа питания, по меньшей мере, двух нагрузок постоянным стабилизированным напряжением, в котором сначала подключают к источнику напряжения

0 или отключают от этого источника одну нагрузку, а затем - вторую нагрузку, вторую из указанных нагрузок дополнительно подключают к вспомогательному источнику напряжения,

5 выравнивают напряжения на шинах основного ft вспомогательного источников напряжения, в момент достижения равенства указанных напряжений про- , изводят соединение шин этих источни0

ков, затем плавно увеличивают выходной ток основного источника напряжения при указанном подключении к нему второй нагрузки или выходной ток вспомогательного источника напряже.ния при отключении второй нагрузки от основного источника напряжения при одновременном уменьшег ии выходного тока вспомогательного источника в первом случае или выходного тока основного источника во втором случае, в момент достижения нулевого значения выходным током вспомогательного источника напряжения в первом случае или основного источника напряжения во втором случае производят разъединения шин основного и вспомогательного источников, в результате чего и осуществляют указанные подключения нагрузки к основному источнику напряжения или ее отключение от основно™ гр источника при одновременном отключении от аспомогательного источника напряжения.

На чертеже изображено простейшее устройство, реализующее указанный способ.

Существо способа состоит в том, что все включенные ранее нагрузки, обеспечивают от основного регулируемого источника, содержащем в общем случае несколько работающих параллельно регулируемых источников. Напряжение на выходе основного регулируемого источника поддерживается стабильным.с заданной степенью точности Включение очередной нагрузки осущестйляется с помощью вспомогательного регулируемого источника,Для этого нагрузку подключают к шинам вспомогательного источника, причем после переходных процессов напряжение на подключаемой нагрузке будет стабильным и в общем случае большим, равным или меньшим напряжекня основ ного регулируемого источника. Предварительно выравняв напр.чжаиие на шинах основного и вспомогательного источников воздействием на управляющие органы последнего, производят соединение шин. Благодаря равенству напряжений., соединение- шин не повлечет за собой возмущающих воздействий на основной регулируемый источник. Дальнейшим плавным уменьшением тока вспомогательного источника и плавным увеличением тока основного источника можно перевести нагрузку от -первого из них на второй, не возбуждая воз1 щений на выходное напряжение основного источника. В результате нагрузка на этот источник увеличивается при высокой стабильности его напряжения вне зависимости от степени инерционности канала регулирования напряжения. После того, как ток вспомогательного источника снизился

до нулевого значения, этот источник отключают от шин основного регулируемого источника.

Отключение нагрузки сопровождается предварительным включением вспомогательного источника и выравниванием напряжения на шинах, воздействуя на органы управления вспомогательного источника, после чего шины источников соединяют, производят

0 плавный перевод нагрузки с основного на вспомогательный источник. При этом ток между нагрузкой и шиной основного источника убывает и через некоторое время достигаетсвоего нулевого значения. В этот момент производится разъединение шин и отключение нагрузки от вспомогательного источника. Возмущений на основной регулируемый источник в этом случае

0 также не создается, в результате чего напряжение на его выходе может оставаться строго стабильным. Скорость перевода нагрузок устанавливается с учетом инерционности канала

5 регулирования основного регулируемого источника и может достигать настолько малых значений, что качество переходных режимов в основном источнике не сказывается на качестве

Q электроэнергии, подводимой к подключенным нагрузкам.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит основной ис точник 1 ограниченной мощности, канал 2 регулирования напряжения с управляющим входом 3, вспомогательный источник 4 ограниченной мощности, канал 5 регулирования его напряжения с управляющим входом 6. Основной ис0 хочник подключен к шине 7 непосредственно, а вспомогательный источник - к шине 8 через измеритель 9 тока. Шина 10 является общей шиной для двух источников. Между шинами

5 7 и 8 включены измеритель 11 тока, выключатели 12 и 13, к общей точке которых подключена нагрузка 14,Аналогично, включены измеритель 15 тока, выключатели 16 и 17 с нагрузкой 18,

0 а также измеритель 19 тока, выключатели 20 и 21 с нагрузкой 22, В общем случае количество нагрузок достигает величины И , Между шинами 7 и 8 включен измеритель 23 напряжения (например, нулевой вольтметр),

Питание нагрузки осуществляется следующим образом.

При необходимости включить нагрузку 14, например, замыкают выключаQ таль 13 и увеличива от напряжение на выходе вспомогательного источника 4 до тех пор, пока измеритель 23 не покажет нулевое значение напряжения, В этот момент замыкают выключатель

5 12 и, воздействуя на управляющие входы 3 и6, плавно увеличивают показания 11 измерителя и уменьшают показания измерителя 9. В момент нулевого показания последнего размыкают выключатель 13, Скорость изменения токов можно установить с помощью изучения осциллограммы выходного напряжения основного источника. Скорость снижается до тех пор,пока провалы и всплески напряжения не будут сведены до допустимых величин, Отключение нагрузок производится после увеличения напряжения вспомогательного источника до нулевых пока заний измерителя 23, В этот момент замыкается выключатель 13 (17 или 21) и производится плавная разгрузка основного источника и загрузка вспомогательного источника, до нулевых показаний измерителя 11 (15 или 19), В этот момент выключатель 12 (16 или 20) размыкают, а вспомогательный источник отключают с помощью выключателей 13 (17 или 21), Все нагрузки могут быть включены (отключены) по мере необходимости поочередно с помощью одного вспомогательного источника. Таким , реализация предложенного способа весьма проста. Введение вспомогательного источника, включаемого повтспрно-кратковременно и обладающего сравнительно небольшими габаритами, весом и стоимостью, не только не ухудшает технико-экономических показателей устройств, реализующих способ, а, наоборот, способствует их улучшению, Действитель но, устранение вредных последствий, вызываемых низкочастотными колебаниями, напряжения на выходе регулируемых источников ограниченной мощности, требует устанавливать на входе отдельных нагрузок громоздкие фильтры, габариты и вес, а также стоимость которых могут, как показывают расчеты, на порядок превосходить ана логичные показатели вспомогательного источника. Экономический эффект от применения данного способа дополнительно увеличивается при питании блоков вьгчислительных и автоматических систем, требующих особо высокой мгновенной стабильности питающего напряжения. Расчетным путем установлено, что в таком случае при питании 28 различных нагрузок габариты и вес устройства, реализующего способ, могут быть снижены в 11-12 раз. Формула изобретения Способ питания, по меньшей мере, двух нагрузок постоянным стабилизированным напряжением, заключающийся в том, что сначала подключают к источнику напряжения или отключают от этого источника одну нагрузку, а затем - вторую нагрузку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения колебаний напряжения источника в моменты включения или отключения второй нагрузки, вторую из указанных нагрузок дополнительно подключают к вспомогательному источнику напряжения, выравнивают напряжения на шинах основного н вспомогательного источников напряжения, в момент достижения равенства указанных напряжений производят соединение шин этих источников, затем плавно увеличивают выходной ток основно го источника напряжения при указанном подключении к нему второй нагрузки или выходной ток вспомогательного источника напряжения при отключении второй нагрузки от основного источника напряжения при одновременном уменьшении выходного тока вспомогательного источника в первом случае или выходного тока основного источника во втором случае, в момент достижения нулевого значения выходным током вспомогательного источника напряжения в первом случае или основного источника напряжения во втором случае производят разъединение шин основного и вспомогательного источников, в результате чего и осуществляют указанное подключение нагрузки к основному источнику напряжения или ее отключение от основного источника при одновременном отключении от вспомогательного источника напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 509868, кл. G05 F 1/56, 1976. 2.Авторское свидетепьство СССР 522534, кл. Н 02 I 7/34, 1976.