Многоканальная система электропитания с равномерным токораспределением Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 H02J1/10 

.(54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С РАВНОМЕРНЫМ ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ

Изобретение относится к электротехнике, и предназначено для использования при реализации электроснабжения, различных устройств автоматики, вычислительной техники и связи, характеризующихся широким диапазоном изменения тока нагрузки.Известна многоканальная систе- ма электропитания с заданным токораспределением, содержащая ведущий стабилизатор напряжения , у которого измерительный орган подключен к цепи выходного напряжения, и ведомые ста билизаторы напряжения, у каждого из которых измерительный орган соединен с выходами собственного датчика тока и датчика тока ведущего стабилизатора Cl 1./

Недостаток данной системы определяется наличием перекрёстных связей между питающими каналами, обуславливающих существенное усложнение органов управления в стабилизаторах напряжения и снижение эксплуатационной надежности системы при отказах в отдельных каналах.

Наиболее близкой к предлагаемой, является многоканальная система электропитания, обеспечиваЛзщая в мастном случае равномерное токораспределение и содержащая датчик результирующего среднего тока, включенный пос10ледовательно с нагрузкой, в каждом из питающих каналов - стабилизатор напряжения с первым сумматором, входы которого подключены к выходам датчика результирующего среднего

15 тока и датчика канального тока, вторым сумматором, один из входов которого подключен к цепи обратной связи по напряжению , и третьим сумматором, входы которого подключенык

20 выходам второго сумматора и блока опорного напряжения, а выход - к управляющему входу регулирующего элемента 2. В известной системе обратная связь по току является жесткой, т.е строго отслеживает среднее значение тока, что не допускает выход из строя или отключение отдельных питающих каналов, поскольку ток каж дого оставшегося канала становится в таком случае больше среднего и выходное напряжение в системе под действием токовой обратной связи уменьшается практически до нуля. Определять же средний ток с учётом наличия резервного питающего канала также не представляется возможным так как при исправной работе всех каналов они окажутся недогруженными и под действием токовой обратной свя зи выходное напряжение в системе нач нет увеличиваться. Выполнение жесткой связи по току в условиях присутствия автономной дл каждого канала обратной связи и напряжению обусловливает также неустой чивый режим и ухудшение качества пе реходных процессов при резких коммутациях нагрузки. Кроме того, в известной системе датчик результирующего среднего тока установлен в шине той же полярности, что и датчики канальных токов. Это обстоятельство вызывает значительное усложнение общей конструкции системы. Цель изобретения - повышение надежности работы и упрощение подобной системы электропитания с обратной связью по отклонению тока от среднего знамения, Поставленная цель достигается гем, что в многоканальной системе электропитания с равномерным токораспределением, содержащей датчик результирующего среднего тока, включенный последовательно с нагруз кой, в каждом из питающих каналов стабилизатор напряжения с первым сумматором, входы которого подключе ны к выходам датчика результирующего среднего тока и датчика канал-ьного тока, вторым сумматором, один из входов которого подключен к цепи об ратной связи по напряжению, и трет им сумматором, входы которого подкл чены к выходам второго сумматора и блока опорного напряжения, а выход К управляющему входу ре.гулирующего элемента, в каждый из стабилизаторо напряжения введен нелинейный элемен .однонаправленного действия , включе ный между выходом первого сумматора и другим входом второго сумматора, а датчик результирующего среднего тока установлен в общем обратном проводе системыНа чертеже представлена функциональная .схема предлагаемой системы. Система содержит N первичных источников 1 питания (в частном случае может быть только один источник) , N стабилизато-ров 2 напряжения с регулирующими элементами 3, датчиками канальных .токов, сумматорами Ь-7, нелинейными элементами 8 однонапpafленного действия и блоками 9 опорного напряжения , датчик 10 ре-зультируюи го среднего тока и нагрузку 11,. 8 качестве датчиков тока примене- ны резистивйые шунты, причем, если сопротивления датчиков канальных токйв выбраны равными R, то со противяение датчика 10 результирующего среднето тока соответствует R/N. %нкции.сумматора 5 выполняют подкпючемйые к соответствуедим парам ;. датчи кое тока резистивные мосты, связанные с дифференциальными усилителями. Рот1ь нелинейных элементов 8 играют диоды. Стабилизаторы 2 напряжения могут быть как неп{ ерывными, так и импульсными. Работа предлагаемой системы прои сходит в условиях гибкой обратной связи по току. Гибкость д,анной обратной связи реализуется за счет ее однонаправленного выполнения путем введения в стабилизаторы 2 напряжения нелинейных элементов 8, Обратная связь воздействует на управляющий сигнал лишь тогда, когда соответствующий стабилизатор оказывается перегруженным, и позволяет nporlyекать через неготок, меньший результирующего среднего тока, или даже отключать гюрегруженный питающий канал. При выборе одного питающего каналы резервнь м результирующий средний ток задается KaK.D -j/N-l, где общий ток, протекающий через нагрузку 11. Следовательно, при работе всех каналов каждый из них быть нагружен током, не превышающим эту величину, причем часть каналов может быть недо ружена. В случае выхода из строя или отключения одного из каналов все оставшиеся будут нагружены током 3f-/N-l. Сопротивление датчика результирующего среднего тр ка определяется при этом отношением R/N-1. Применение предлагаемой системы электропитания позволяет использовать любое количество параллельно включенных питающих каналов в условиях изменения тока нагрузки от хол стого хода до максимума без какой-л бо дополнительной подстройки. ФорИУла изобретения Многоканальная система электропи .тания с равномЬрным токораспредепением, содержащая датчик результируюй(его среднего тока, вклюменный пос лейовательно с нагрузкой, в каждом из питающих каналов - стабилизатор напряжения с первым сумматором, вхо ды котфого подключены к выходам да чика результирукщего среднего тока и датчика канального тока, вторым сумматором, один из входов которого подключён к цепи обратной связи по напряжению и третьим сумматором, входы которого подключены к выходам второго сумматора и блока опорного напряжения, а выход - к управляюще|му входу регулирующего элемента, о чающаяся тем, что, с це;лью повышения надежности. работы и уп рощения, в каждый из стабилизаторов напряжения введен нелинейный элемент однонаправленного действия, включенный между выходом первого суйматора и другим входом второго сумматора, а датчик результирующего сред-. него тока установлен в общем обрати ном проводе системы. Источники информации, принятые /во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР V , кл. G 0&-F 1/56, 1975. 2. Конев Ю. И., Юрченко А. И. и Букреев С. С. Транз 1сторные сумматоры мощности в системах параллельной работы источников питания - Электронная техника в автоматике. ПрА ред. Ю. И, Конева, М., Советское радио , 1980, вып, 11, с. 8-55, рис. .