Система электропитания постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРСПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полу проводниковых стабилизаторах импульсного действия, работающих при больших токах нагрузки. По основному авт. св. № 78998О известна система электропитания постоя ного напряжения, содержащая п источник постоянного напряжения, имеющих общую шину, соединенную с одним из выводов для подключения нагрузки, Л силовых ячеек, каждая из которых состоит из датчика тока, регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между аругим вывоцом соответствующего из V источников питания и выводом для подключения нагрузки, блока управления регулирующим элементом, соединенного с выводом усилителя отклонения напряжения, усилителя отклонения тока с резистором управления, узел задания напряжения на нагрузке в цепь управления тока между силовыми ячейками, оба входа усилителя отклонения тока каждой силовой ячейки подключены параллельно резистору управления, который соединен последовательно с датчиком тока и вклн чен в указанную цепь урешнивания тока, выход усилителя уравнения тока соединен с общей шиной через первый введенный потенциометр, средний вывод которого соединен с одним из входов усилителя отклонения напряжения, вход которого соединен со вторыми входами усипитепей отклонения напряжения других силовых ячеек не узлом задания нащряжения на выводах для подключения нагрузки. В известном устройстве обеспечивается настройка выходного напряжения при сохранении тЧ чности распределения тока между силовыми ячейками с импульсным регулированием Clj.; Недостатком этого устройства является критичность к повьшхению тока наг. рузки и короткому замыканию в цепи нагрузки. Цель изобретения- повышение надежности путем обеспечения защиты от короткого замыкания нагрузки и перегру зок. Указанная цель достигается тем, что в систему электропитания постоянного напряжения введен узел установки ограничения максимального тока нагрузки, дополнительный балластный резистор которого одним выводом подключен к общей точке соединения любого из п источников питания и силовой цепью регулируютегр.элемента,другой вывод дополнительного балластного резистора подключен к точке -соединения первых выводов потенциометра и дополнительног стабилитрона, второй вывод последнего подклю ен к одному из задсимов для подключения нагрузки, а второй вывод потен циометра подключен к общей точке соеди нения стабилитрона и балластного резистора узла задания напряжения на нагрузк средний вывод i упомянутого потенциометра через диод подключен к общей точ|се соединения резисторов управления одногоиз выходов каждого усилителя отклонения тока. На чертеже приведена схема системы электропитания постоянного напряжения. Система питания от источников 1 постоянного напряжения (Y -число параллельно работающих источников), работает на нагрузку 2 и состоит из многофазного задающего генератора 3 с выходами 4, потенциометра 5, стабилитрона 6, баллас тного резистора 7, образующих узел 8 задания напряжения на выводах для подкл чения нагрузки, п силовых ячеек 9, из которых содержит усилитель 10 отклонения тока с резисторами 11-13, усилитель 14 отклонения напряжения с резисторами 15 и 16, датчика 17 тока, резистор 18 управления, потенциометр 19, широтно-импульоный модулятор 2О, регулирующий элемент 21 (транзистор) с фильтром, конденсатор 22. Кроме того система содержит узел 23 установки ограничения максимального тока нагрузки 2, который состоит из балластного резис тора 24, дополнительного стабилитрона 25, потенциометра 26 и диода 27. Источники 1 и нагрузка 2 имеют одну общую шину, другая шина источнико 1 подключена к нагрузке через силовые ячейки 9, В каждой силовой ячейке 9 выход усилителя 14 отклонения напряжения подключен к щиротно-импульсному мо дулятору 20, на второй вход которого подается сигнал синхронизации с много824 фазного задающего генератора 3, выходные сигналы 4 которого имеют сдвиг по фазе. Выход широтно-импульсного модулятора 2О подсоединен к регулирующему элементу 21с фильтром, которые подключены к нагрузке 2 через датчик 17 тока. Общая точка соединения резисторов 18 управленияПодключена к одному из входов каждого из усилителей 10 отклонения тока, другие выводы резисторов 18 управления подключены к точке соединения датчика 17 тока и другого входа усилителя 10 отклонения тока Jпоследовательно соединенные балластный резистор 23 и стабилитрон 25 узла установки ограничения максимального гока нагрузки 2 поцключены одним выводом к нагрузке, другим выводом к любому из источников питйния, вывод которого имеет общую точку соединения с силовой цепью регулирующего элемента 21, потенциометр 26 подключен к общим точкам соединения балластного резистора 24, стабилитрона 25, балластного резистора 7 и стабилитрона 6. Система работает следующим образом. В установивщемся режиме многофазный генератор 3 подает с выхода 4 сдвинутые по фазе управляющие напряжения на широтно-импульсные модуляторы 2О силовых ячеек 9, что позволяет производить коммутацию регулирующих элементов не одновременно, а с некоторым требуемым сдвигом по фазе. При изменении напряжения на нагрузке 2 по каким-либо причинам, но при сохранении токов ячеек равными, на входе усилителей 14 отклонения, появляется сигнал рассогласования относительно опорного напряжения, задаваемого потенциометром 5. Это .-приводит к такому отклонению выходных напряжений усилителей 14, чтобы широтно-импульсиые моду- - . ляторы 2О изменили коэффициенты заполнения импульсов и тем самым восстано- . вили аадайный уровень выходного напряжения на нагрузке 2. При равных токах в силовых ячейках 9 на датчиках 17, которые выбираются равной величины, создаются одинаковые падения напряжения, что обеспечивает одинаковые потенциалы на резисторах 18 управления и равенство нулю сигналов управления на выходах усилителей отклонения тока. В этом случав усилители 10 не оказывают влияния на работу силовых ячеек. Величины коэффициентов заполнения импульсов щиротноимпульсных модуляторов, и следовательно, режим работы силовых ячеек определяются

только усилителями 14 отклонения напряжения.

При увеличении (уменьшении). тока какой-либо ячейки от уровня тока, который она отдает в общую нагрузку, пацение напряжения на резистивном датчике 7 данной силовой ячейки увеличится (уменьшится) относительно потенциала общей точки резисторов 18, что приводит к протеканию через него тока. Падение напряжения на резисторе 18 управления усилится усилителем Ю отклонения тока, и через потенциометр 19 передается на вход усилителя 14 отклонения напряжения. Выходной сигнал этого усилителя вызывает изменение коэффициента заполнения импульсов широтно-импульсного модулятора 20 таким образом, чтобы ликвидировать отклонение тока данной силовой ячейки от заданного для нее уровня.

При Выравнивании токов в силовь1х ячейках 9 сигналы на выходах усилителей 10 отклонения тока силовых ячеек стремится к нулю, сводя к нулю и воздействие на режим работы щиротно-импульсных модуляторов 2О.

В случае превышения тока нагрузки больше максимально-допустимой величины на которую рассчитана данная система, потенциалы на датчиках 17 тока каждой силовой ячейки, соответственно, и на общей точке соединения резисторов 18 управления превысят потенциал, установленный потенциометром 26. Это приводит к протеканию токов через резисторы 18 управления каждой силовой ячейки 9, падения напряжения на каждом резисторе 1 управления усиляются усилителями 1О отклонения тока и через потенциометры 19 передаются на входы усилителей 14 отклонения напряжения каждой силовой ячейки. Выходные сигналы этих усилителей 14 приводят к изменению коэффициентов заполнения импульсов широтноимпульсных модуляторов 2О всех силовых ячеек 9 таким образом, чтобы ликвидировать отклонения токов во всех силовых ячейках от максимально допустимого тока

Величина максимально допустимого

тока, которую может стабилизатор отдавать в нагрузку, может регулироваться потенциометром 26 узла установки ограничения максимального тока нагрузки 23

в зависимости от технических характеристик разработанного стабилизатора. При коротком замыкании в цепи нагрузки 2 схема многофазного стабилизатора работает аналогично описанному, т. е. величина тока, отдаваемая системой при коротком замыкании в цепи нагрузки, также не превышает установленной потенциометром 26 максимально-допустимой величины.

Предлагаемая система электропитания постоянного напряжения обладает, по сравнению с известными повышенной надежностью работы при, перегрузк 1х я коротком фамыкании в цепи нагрузки, повьш1енной технологичностью при настройке аппаратуры, питающейся от многофазного стабилизатора, стабильностью вьфавнивания токов силовых ячеек при ав эийных режимах, в том числе и при коротком замыкании в цепи нагрузки.

Формула из.обретения

Система электропитания постоянного напряжения по авт. св. № 78998О, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты от короткого замыкания нагрузки и перегрузок, в нее введен узел установки ограничения максимального тока нагрузки, дополнительный балластный резистор которого одним выводом .подключен к, общейточке соединения любого из п источников питания в силовой цепью регулирующего элемента, другой вывод дополнительного балластного резистора подключен к точке соединения первых выводов потенциометра и допопнителыюго стабилитрона, второй вывод последнего подключен к одному иа зажимов для подключения нагрузки, а второй вывод потенциометра подключен к общей точке соединения стабилитрона и балластного резистора узла задания напряжения на нагрузке, средний вывод упомянутого потенциометра через диод подключен к общей точке соединения резисторов управления и одного из входов каждого усили/ теля отклонения тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1-Авторское свидетельство СССР №789980, кл..05 F 1/56, 31.1О.78