Система электропитания электронно-вычислительных машин

Система электропитания электронно-вычислительных машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(19) 111) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 2 А

3151) &05 F 1/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2. Система апектропитания по п. 1, о т и и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена датчиком аварии сети, входом подкпюченным к допопнитепьному выводу сервисного бпока питания, а выходом соединенным с одним иэ бпокировочных входов бпокировочно-управляющих уэпов и выводом АСП - авария сети питания, при этом выход испопнитепьюй погичео- ф кой схемы И-НЕ подсоединен к кпемме AHQ — авария источников питания.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫЛИ (21 ) 341 3012/24-07 (22) 25.03. 82. (46) 15.10.83. Бюп. 14 38 (72) В. П. Моподчик, О. Н. Нефедов, В.И. Зоэупев и А. Г. М аксимов (71) Киевский ордена Трудового Красно го Знамены завод электронных вычиспитепьных и управпякхдих машин (53) 621.314 57 (088.8) (56) 1. Мкртчян )K.А. Эпектропитание апектронно вычиспитепьных машин. М., Энергия, 1980, с. 134, рис. 3.9. 2. Авторское свидетепьство .СССР

1 а 647668, кп. Q 05 Г 1/58, 1978.

3. Система апектропитания ЭВМ

М4030-1. УППР А8116, 2.399,003.

Киев, ПО Эпектронмаш", 1978. (54)(57) l. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТА«

НИЯ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛ ЬНЫХ

МАИ.)ИН содержащая г1 канапов стабипизированного питания, в каждый из которых входит управпяемый источник вторичного питания, узеп выдачи сигнапа . аварии, состоящий из датчиков аварии и ис опнитепьного апемента, и уэеп программируемого пуска, соединенные с иоточником эпектроснабжения через узел включения, управпяющий вход которого подключен к выходу испопнитепьной погической схемы И-НЕ, при этом входы по.спедней по чиспу источников вторичного питания подсоединены к соответствующим выводам узпа ацресной сигнапиэапии; сервисный.бпок литания цепей управпения и сигнапиаадии и выводы для подкпючения усгройств апектронно-вычиспитепьных машин и сигнапа АИП - авария источников питания, о y rr и ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью упрощения системы, повышения надежности и обеспечения непрерывности контропя, система снабжена уэпом согпасования поряцка вкпючения и бпокировочно-управляющими узпами по чнспу источников вторичного питания, выход каждого из которых подкпючен к управпяюшему входу соответствующего источника вторичного питания, при этом в каждом иэ атих узлов программируемый вход подсоединен к выходу уэпа програм- мируемого пуска соответствующего канапа питания, кпючевой вход соединен с выхоцом испопнитепьного эпемента уэпа 19

O выдачи сигнала аварии соответствующего источника втричного питания и соответст вуюшим выводом уэпа адресной сигнапиэаиии, а разрешающий вход подкпючен к соответствующему выходу узла согпасо- Я ванин порядка вкпючения, входы поспед; него соецинены с выходами всех ft канапов питания.

Поставпенная цепь достигается тем, что в систему эпектропитания ЭВМ, содержащую и канапов стабипизированного питания, в каждый иэ KoTQpbIx входит управпяемый источник вторичного пита! 1048

Изобретение относится к области авто- матики и электротехники и может быть испопьзовано в системах эпектропитания (ЭВМ) и других радиоэпектронных объектах, требукяцих опредепенного порядка включении двух и бопее источников вто- ричного питания, в том чиспе с раэнопопярными выходами, с защитой по току, и напряжению, с автоматическим контропем, блокировкой и сигнапиэацией адреса

I неисправности, Известна система эпектропитания

ЭВМ, содержащая центрапьный пупы управпения питанием, бпокн управпения ло чиспу вкп иаемых ступеней питания> 5 состоящих из источников стабипизированного питания по чиспу потребитепей

ЭНЯ, бпок контропя и замера напряжений. Данная система обеспечивает опре деленную очередность подачи эпектропита- 20 ния потребитепям путем коммутирования сети первичного апектроснабжения ступе- ней питания, контропь, защиту, бпокиров ку и сигнапизацию о состоянии системы )1) .

Недостатками такой системы являются ! ее спожность,функционапьная избыточность оборудования, связанная с неоднократным дубпированием анапогичных узпов системы, и необходимость вкнючения/выкпюче- 30 ния ступеней питания коммутированием сетевого напряжения, приводящая к снижению надежности и повышению потребпяемой мощности.

Известен также многоканапьный ста-

35 бипизированный источник постоя нного напряжения, в котором определенная очередность включения раэнопопярных источников питания обеспечивается подачей

40 соответствующих управпяющих снгнапов низкого уровня напряжений $2(.

Однако данное техническое решение также спожно и имеет ограниченные функционапьные возможности при испопт

45 зовании в системе эпектропитания ЭВМ.

Налбопее бпизким техническим решением к предлагаемому явпяется система апектропитания ЭВМ, содержащая Jl канапов стабилизированного питания, в состав каждого иэ которых входит управпяе мый источник вторичного электропитания, уэеп выдачи сигнапа аварии, состоящий из датчиков и испопнитепьного эпемента аварии, и узел программируемого пуска, погнческую исцопнитепьную схему И-ЙЕ, .суммирующие логические эпементы И-НЕ дпя формирования сигналов аварии, узел адресной сигнипиэации аварии, включающий эпементы индикации и цогические элементы адресации И-НЕ соответствующих кананов, сервисный бпок питания цепей управпения и сигнапизации, уэеп динамической памяти (защепка ) уэеп бпокировки датчиков кацапов, уэеп формирования сигнала аварии и кпеммы дпя . подкпючения питаемых устройств ЭВМ и аварийного сигнала АИП" (авария источников питания). Такая система обеспечивает опредепенный порядок (во времени). включения двух ступеней, содержащих по два канапа стабипиэированного питания соответствующих устройств ЭВМ, контропь и защиту по току и напряжению указанных канапов, их блокировку при неисправности с сигнапизацией адреса и выдачей погического сигнапа аварии в

ЭВМ (З).

Однако данной системе присущи спож ность, связанная с наличием отдельных датчиков напряжения, погических эпементов, формирукпцих сигнапы аварии и адресации, уэпа динамической памяти, осуществпяющего достоверность и помехоустойчивость сигнапиэации, узла бпокировки датчиков каналов до их выхода в номинапьный режим, уэпа формирования погического сигнапа АИП, уэпа задержки, опредепяющего временной порядок вкпючения Q с тTу пеeIнIеeй, и f1 -1 органов подключения; низкая надежность, обусповпенная сножностью, коммутированием ступеней по первичной питающей сети, низким быстродействием блокировки канапов питания и качеством переходных процессов; напичие неконтролируемого участка во времени- при вкпючении ступеней, когда действует уэеп бпокировкн датчиков и система не реагирует на возможную неисправность одного из каналов до тех пор, пока с учетом заданных порядка и программ пуска все источники питания не достигнут номинапьных режимов; напичие функционапьной избыточности (дубпирования) в источниках питания, уэпах и эпементах системы, не испопьзованной дпя оптимапьного управпения, блокировки и сигнапизации.

Цепь изобретения - упрощение, повышение надежности и обеспечение непре рывности контропя системы эпектропитания ЭВМ.

1 048462

3 ния, уэеп выдачи сигнапа аварии, состо ящий из датчиков аварии и испоцнитепь. ного элемента, и уэеп программируемого пуска, соединенные с источником эпектроснабжения через уэеп вкпючения, уп равняющий вход которого поцкпючен к выходу испопнитепьной логической схемы И-НЕ, при этом входы поспецнвй ио чиспу источников вторичного эпектропитания подсоединены к соответствующим 10 выводам узла адресной сигнапизации, а также сервисный бпок питания цепей управпения и сигнализации и выводы дня поцкпючения устройств ЭВМ и сигиапа

"АИП -авария источников питания, вве- 15 цены узеп согласования порядка. вкпючения и бпокировочно-управпяюшие узлы по чиспу источников вторичного питания, выход каждого из которых поцкпючен к управпяющему входу соответствующего 2О источника питания, при этом в каждом иэ этих узпов программируемый вход подсоединен к выходу уэпа программируемого пуска соответствующего канаца питания, . кпючевой вход соединен с вы- 25 ходом исполнительного эпемента узпа выдачи сигнаца аварии соответствующего источника питания и соответствующим выводом узпа адресной сигнапиэации, а разрешающий ахоп подключен к соот- ЗО ветствующему выходу уэпа согласования е порядка включения, входы поспецнего соединены с выходами всех tl канапов питания ЭВМ.

Кроме того, введен датчик аварии сети, входом подключенный к цопопнитепьному выводу сервисного бпока питания, а выходом соединенный с одним из. бпокировочных входов бпокировочно уп равпяюших узTIOB и выводом АСП 4g авария сети питания, прн этом выход ис поцнитепьной погической схемы И-HE подсоединен к клемме ЭВМ АИП" авария источников питания.

На чертеже прецставпена функционапь- 45 ная схема прецпагаемой системы эпектропитания ЭВМ, содержащая 0 канапов стабипиэированного питания, Система содержит узеп вкпючения.к первичному источнику эпектроснабжения

1, испоцнительную погическую схему ИНЕ 2, каналы питания ЭВМ 3-6, каждый .иэ которых состоит из управпяемого ио точника вторичного питания 7, узпа вы» дачи сигнапа аварии, содержащего датчи-55 ки.8(тока) и 9(напряжения) и испопни»тепьный эпемент 10, и уэпа программиру- емого пуска 11, сервисный бпок питания

12 цепей управпения и сигнапизации, узеп согпасования порядка включения 13, бпокировочно-управляющие узпы 14-17, выход каждого иэ которых поцкпючен к управпяюшему входу соответствующих источников вторичного питания, причем в каждом из этих узпов программируемый вход (П) подсоединен к выходу узпа программируемого пуска соответствующего канапа питания, кпючевой вход (К) соединен с выходом испопнитепьного эпемента уэпа выдачи сигнапа аварии соответствующего канапа питания, с одним иэ входов испопнитепьной погичес»кой схемы и одноименным выводом узпа адресной сигнапизации 18, а разрешаю ший вход (P) поцкпючен к соответствующему выходу узла согласования порядка вкпючения, входы поспецнего соединены с выходами канапов питания, поцкпючен»ными также к выводам ЭВМ 19...22.

Кроме того, система содержит цат» чик аварии сети 23, входом поцкпюченным к цопопнитепьному выводу сервис» ного бпока питания, а выходом соецненный с одним иэ бпокировочных входов (Б) бпокировочнс-управпяюших узпов и выводом 24 АСП - авария - сети питания, при этом выход нспопнитепьной погической схемы поцсоецинен к кпемме

ЭВМ АИП" - авария источников питания 25.

Система питания ЭВМ работает снепуюшим образом.

При подаче сетевого напряжения на входы сервисного бпока питания и уэпа вкпючения 1, поспецний самовкпючается с появпением напряжения Е и сетевое питание попадает на питающие входы всех Yl канапов (3-6), Бпокировочноуправпяющие узлы 14...17 всегда находятся в режиме управпення, еспи на их разрешающих входа х присутствуют сигнапы, разрешающие вкпючение (например, погический "0"), на кпючевых входах отсутствуют сигнапы на откпючение соответствующего источника, а на бпокировочных входах отсутствует сигнап аварии сети (ипи другой бпокировочный сигна и).

Рассмотрим работу данной системы, выбрав по анапогии с прототипом следу юшпй порядок: в качестве первой ступени вкпючення - канапы питания 3 и 4, а второй ступени - канапы 5 и 6. В первоначапьный момент вкпючения на разрешающих входах бпокировочно-управпяющих узлов 14, 15 имеется приори2048462 тетное разрешение на включение каналов 3,4 первой ступени (например, соединение с общим проводом), r.е. при отсуч ствии команды на отключение и сигнала аварии, укаэанные узлы находятся в ре- 5 жиме управления и, в зависимости от " требуемых Программ пуска каналов 3 и 4 эа счет узлов программируемого пуска 12 обеспечивают лоявление номинальных вы

"одиых напряжений "вых и "Вых э на

10 выводах 19,20, чем заканчивается про иесс включения первой ступени. При етом на выходе узла согласования порядка включения 13 появятся сигналы разрешения включения источников питания второй ступени, которые разрешают переход блокировочно-управляющих узлов 18 и 17 в режим управления при отсутствии на их входах аварийных или блокировочных сигналов. Узлы 16 и 17, воздейст- 20 вуя на управляющие входы соответствую щих источников питания с учетом заданных программ пуска каналов 5 и 6, также обеспечат появление номинальныМ выходных напряжений ОВ х и Ugq(< на выводах 21,22, чем закончится включение второй ступвни и системы в цепом, которая перейдет в режим контроля всех каналов питания ЭВМ, В установившемся режиме работы системы сигналы разре- 30 шения постоянно подаются на входы всех блокировочно-управляющих узлов до момента аварии одного иэ источников питания или сети. Узлом согласования порядка включения 13 можно организовать любой порядок появлении выходных напряжений каналов питания ЭВМ, например цепочное (друг за другом), каскадное (цо группам), ступенями (с выдержкой цо времени между ними)и т.д. Таким об- 40 разом, выход в номинал одного (одних) канала зависит от появления номинального напряжения другого (других) канала через узел согласования порядка включения е Узлы программируемого пуска 1 1 45 выдерживают в данной системе специальный алгоритм (программу) пуска оцреде« пенных каналов питания ЭВМ, например обеспечивают плавное, линейное, ступенчато возрастающее 1юявление выходного напряжения или задержку пуска, что в ряде случаев очень важно для потребителя.

Несмотря на задержку во времени между моментом подачи сетевого нацря- 55 жения и завершением включения последней ступени (канала) питания, которая зависит от требуемых программ пуска источников питания и заданного порядка включения нх, все вто время система контролирует уже включенные в номинал каналы и при любой юисправности в одном иэ них сигнал аварии, воздействуя на ключевой вход соответствующего блокировочно-управлякядего узла, запрет аварийный источник питания, с узла согласования порядка включения не появятся сигналы разрешения на включение оставшихся каналов, и исполнительная логичеокая схема 2 своим аварийным сигналом отключит узел включения 1, включится сигнализация соответствующего адреса, Таким образом, в предлагаемой системе обесцеч ивается непрерывность контроля каналов питания ЭВМ. Так как очередность включения ступеней (каналов) лрс изводится не по сети, а сигналами низкого напряжения, воздействующими на управляющие входы источников питания, и только цри наличии сигналов о включении всех каналов каждой предыдущей ступени, в данной системе повышаеюся надежность и качество переходных процессов;

Во время работы ЭВМ возможны перегрузки цо току или изменения напряжений за допустимые пределы в каюлах питания. В атом. случае сигнал аварии, подаваемый с датчика тока или напряжения неисправного канала, поступает через исполнительный элемент узла выдачи сигнала аварии на ключевой вход соот ве тств ующего блок ировоч но-управляющего уэна, который переходит в режим блокировки, включает элемент индикации адреса аварии и запирает источник аварийного канала. Описанный процесс запирания аварийного источника вторичного питания в данной системе происходит с высоким быстродействием, определяемым в основ ном самим источником питания. Далее сигнал аварии, воздействуя на один из входов исполнительной логической схемы, переводит ее в состояние, отключающее орган подключения к сети or питающих входов всех каюлов причем для исключения ложных срабатываний это происходит с. меньшим быстродействием, чем блокировка. В этот же момент исполнительная логическая схема выдаст в ЭВМ логический сигюл ЛИП" - авария источников питания. Во время аварийной ситуации, описанной выше, узел согласования порядка включения снимет сигнал разрешения с соответствукхлего блокировочноуцравляющего узла и обеспечит требуемый

62 8устройствах ЭВМ, о неисправности сио темы вентипяции и обдува и т.д., котс рые откпючат систему эпектропитания и просигнапиэируют об атом.

Узеп согпасования порядка вкпючения выпопняется в зависимости от требований к порядку вкпючвния и иыкпючения кацапов, групп ипи ступеней питания, от попярности выходов и копичества источников питания. Например, при цепочиом вкпючении (друг за другом) канадов питания и однопопяриых выходах он состс ит иэ П. реэистив ых депитвпей, при вкпкнении Й ступвнвй, ссщержажих по

М источников питания, ои состоит из

М-1 суммнрукхцих погических адамантов -HE с tn входами и т.д.

При необходимости временной задеря ки между вкпючением ступеней ysea согпасования порядка вкпючения будет содержать эпементы задержки. Еспи жв отсутствует надобность в спвпиапьвом ° (программируемом) пуске всех ипи некоторых канапов питания, т.е. ппавелй запуск, задержанный запуск и т.д., то отпадает необходимость в узнах программируемого пуска.

Построение системы эпвктропитания

ЭВМ по изобретению поэвопяет исцопьэовать дпя управпвния, бпокировки и адресации интеграпьный микропроцесоор, что очень важно с точки зрения унификации и сокрашения номвнкпату ы комппвктующих эпементов ЭВМ.

7 10484 (обратный) порядок выкпючения ступеюй (каналов) эапиранием источников питания.

Еспи цри раооте ЭВМ понизится ипи кратковременно пропадет сетевое напряженю, датчик аварии сети через бпоки ровочно-управпякэцне узлы эацрет канапы питания и выдаст в ЭВМ погический сигнап «АСП» - авария сети питания, который, как и сигюп ЛИП, обеспечит прврмванив, а также может быть испоя 10 зован дпя первкпючвиия на резервное пи таипэ юобходимык устройств, например, попупроводниковой памяти. Если время отсутствия сети ю превышает инерцион-, ность удержания органа подкпючения к 15 свтн (обычно 5...20 мс), то поспе снятия сигнапа АСП при восстановценйисети система снова вкпючится s заданном по..- рядке, что обеспечивает повышение надежности работы питаемых устройств 20

ЭВМ и помехоустойчивости по сети..

Бпокировочно-управпяющие уэпы всех каналов идентичны и явпяются униварсапь ными, так, как могут работать (воздей-:. ствовать на управпяюший вход источни- ..25 ков иитания) как в анапоговом (например, в режаме управпения по программируемому входу), так и в кпючевом режимах (например, по кпючевому входу в момент аваРии). Зо

На допопнитепьные бпокировочные входы бпокировочно-управляющих узпов могут быть. поданы и другие сигнапы откцонений от нормы, например о повыше» нии температуры в кацапах питания и

1048462

«и

Составнтепь И. Никитин

Редактор О. Копесникова Техред Т.Маточка Корректор Г. Решет ник

Заказ 7932/54 Тираж 874 Поднис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиап ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4