Система электропитания с резервированием

Система электропитания с резервированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании систем электропитания с большим количеством источников напряжения различных уровней. Цель изобретения - расширение функциональной способности и повышения КПД. В системе питания , содержаш.ей N источников напряжения различных уровней, питаюш.их N нагрузок, резервный источник, подключаемый к нагрузкам через управляемые коммутаторы, резервный источник выполнен в виде перестраиваемого по номиналу выходного напряжения устройства, управляемого специальным устройством адаптации, связанного с измерительно-усилительными схемами, входами подключенными к выходам основных источников , нагрузки подключены к последним через разделительные элементы, предотвращающие попадание напряжения от резервного источника, поступающего через один из коммутаторов на нагрузку, на неисправный основной источник. В системе имеется блокирующее устройство, которое предотвращает одновременное включение резервного источника более чем на одну нагрузку. Такое включение обеспечивает сокращение источников резерва, автоматические подключения резервного источника к нагрузке с различным номиналом питающего напряжения. 3 3. п. ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1436185

А1 д11 4 Н 02 J 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4152868/24-07 (22) 28.11.86 (46) 07.11.88. Бюл. № 41 (72) Т. Б. Гальперин, А. Ю. Мовшович и А. М. Пушкин (53) 621.316.925 (088.8) (56) Мкртчан Н. А. Электропитание электронно-вычислительных машин. — М.:

Э не р ги я, 1980, с. 193 — 199.

Авторское свидетельство СССР № 838906, кл. Н 02 J 9/06, 1979. (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С

РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании систем электропитания с большим количеством источников напряжения различных уровней. Цель изобретения — расширение функциональной способности и повышения КПД. В системе питания, содержащей N источников напряжения различных уровней, питающих N нагрузок, резервный источник, подключаемый к нагрузкам через управляемые коммутаторы, резервный источник выполнен в виде перестраиваемого по номиналу выходного напряжения устройства, управляемого специальным устройством адаптации, связанного с измерительно-усилительными схемами, входами подключенными к выходам основных источников, нагрузки подключены к последним через разделительные элементы, предотвращающие попадание напряжения от резервного источника, поступающего через один из коммутаторов на нагрузку, на неисправный основной источник. В системе имеется блокирующее устройство, которое предотвращает одновременное включение резервного источника более чем на одну нагрузку. Такое включение обеспечивает сокращение источников резерва, автоматические подключения резервного источника к нагрузке с различным номиналом питающего напряжения.

3 з. и. ф-лы, 3 ил.

1436185 с базами транзисторов 31 — 33 соответственно, каждый из входои также связан с коллекторами остальных транзисторов через диоды

40 — 45, которые включены согласно с проводимостью транзистора.

Измерительно-усилительные узлы 14—

16 выполнены в виде пороговых элементов с общим источником 46 опорного напряжения (фиг. 3). Измерительные детали напряжения включены на выходное напряжение основных источников 1 — 3. Я качестве нульорганов использованы транзисторы, эмит50

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам автоматического резервирования источников питания, и может быть использовано в составе систем вторичного электропитания РЭА.

Цель изобретения — расширение функциональных способностей и повышение КПД системы электропитания с резервированием.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы электропитания комплекса РЭА с резервированием; на фиг. 2 — структура 10 системы с развернутыми схемами блока адаптации и резервного источника; на фиг. 3— система с развернутыми схемами измерительно-усилительных узлов, узла блокировки и управляемых коммутаторов.

Система электропитания (фиг. 1) содержит основные источники 1 — 3, (на фиг. 1 — 3), нагрузки 4 — 6, силовые разделительные элементы 7 — 9, управляемые коммутаторы 10—

12, резервный источник 13, измерительноусилительные узлы 14 — 16, блок 17 адапта- 20 ции, узел 18 блокировки. Нагрузки 4 — 6 связаны через элементы 7 — 9 с выходами источников 1 — 3 соответственно. Управляющие электроды 19 коммутаторов 10 — 12 подключены к выходам измерительно-усилительных узлов 14 — 16. Выход резервного источника

13 подключен к силовым входам 20 управляемых коммутаторов, силовые выходы 21 которых соединены с нагрузкой 4 — 6. Управляемые коммутаторы 10 — 12 связаны с узлом 18 блокировки с помощью блокирующих входов 22 и сигнальных выходов 23.

Выходы узлов 14 — 16 подключены к соответ-! ствующим входам 24 — 26 блока 17 адаптации, выход 27 которого соединен с управляющим входом резервного источника 13.

Резервный источник 13 может быть выполнен в виде стабилизатора напряжения компенсационного типа (фиг. 2). Средняя точка выходного делителя напряжения — объединенные выводы резисторов 28 и 29, образуют управляющий вход 30 резервного источника 13. 40

Блок адаптации выполнен из транзисторов 31 — 33, эмиттеры которых подключены к выходу резервного источника 13. Последовательно с коллекторами транзисторов 31 — 33 включены резисторы 34 — 36. Вторые выводы

45 резисторов 34 — 36 объединены и подключены к выходу 27 блока 17 адаптации. Входы 24—

26 блока 17 связаны через резисторы 37 — 39 теры которых соединены со средними точками измерительных делителей напряжения, а базы объединены и подключены к источнику 46. Коллекторы транзисторов подключены к выходным клеммам измерительноусилительных узлов.

Каждый из коммутаторов 10 — 12 выполнен в виде транзисторного ключа. Эмиттеры транзисторов соединены с силовыми входами 20, а коллекторы — с выходами 23 коммутатора, а также через диоды 47 — 49, включенные согласно проводимости транзистора, связаны с силовыми выходами 21 коммутаторов. Базы транзисторов связаны через резисторы 50 — 52 с входами 22 коммутаторов. Между входами 19 и 22 любого коммутатора включен один из резисторов 53 — 55.

Узел 18 блокировки (фиг. 3) выполнен в виде диодов 56 — 61, включенных в проводящем направлении от входов .62 к выходам 63 узла 18, Причем диоды каждой группы, связанные первым электродом через один из выходов 62 с выходом 23 какого-либо из коммутаторов 10 — 12, соединены вторым электродом с теми выходами 63 узла 18, которые подключены к базовым цепям остальных транзисторных коммутаторов.

Сигналы на входы 19 могут поступать как от внутренней связи — узлов 14 — 16 (на фиг. 1, пунктир), так и от внешнего логического устройства, функционирующего по заданной программе.

Система работает следующим образом.

В режиме нормального функционирования системы нагрузки 4 — 6 получают энергию от основных источников 1 — 3 через разделительные элементы 7 — 9 (например, через полупроводниковые диоды и т. п.). В этом случае с выходов измерительно-усилительных узлов 14 — 16 сигналы на входы 24 — 26 блока адаптации не поступают, коммутаторы 10 — 12 находятся в непроводящем состоянии.

При отказе какого-либо из источников

1 — 3 соответствующий измерительно-усилительный узел 14 — 16 выдает сигнал на один из входов 24 — 26 блока 17 адаптации, с которого поступает соответствующий сигнал на управляющий вход 30 резервного источника 13, на выходе которого устанавливается необходимое напряжение, равное величине напряжения отказавшего источника.

По сигналу, поступившему на электроды 19, включают соответствующий коммутатор и напряжение резервного источника поступает на нагрузку, оставшуюся обесточенной. Для того, чтобы неисправный источник не влиял на работу системы, разделительное устройство данного источника отключает его от нагрузки, подключенной к резервному источнику.

При этом узел 18 блокировки предотвращает возможность включения остальных коммутаторов и подачи напряжения резерв1436185 ного источника на другие нагрузки, имеющие другие уровни питающих напряжений, путем подачи блокирующих сигналов на выходы 22 коммутаторов 10 — 12.

После восстановления основного источника на вход 19 поступает соответствующий сигнал, возвращающий систему в исходное положение — исчезают сигналы, поступающие на входы 62 узла блокировки и соответственно на входы 22 коммутаторов, а разделительное устройство подключает основной источник к его нагрузке.

При поступлении сигнала от одного из измерительно-усилительных устройств 14—

16 на входы 24 — 26 блока адаптации этот сигнал через один из резисторов 37 — 39 подается в базу соответствующего транзистора 31 — 33 и включает его. Образуется дополнительная цепь, шунтирующая верхний резистор 29 выходного делителя источника 13, изменяющая величину сигнала, поступающего на вход 30, в результате чего на выходе стабилизатора устанавливается требуемое напряжение.

Если сигнал поступает на какой-либо другой вход узла и другой транзистор, то это приводит к выставлению на источнике другого требуемого напряжения.

При этом включение любого транзистора блока адаптации делает невозможным включение других транзисторов эт "о устройства, так как через диоды 40 — 45 в базовые цепи других транзисторов блока адатаптации подается запирающий потенциал с коллектора включенного транзистора.

В качестве разделительных элементов, обеспечивающих отсекание неисправного основного источника от нагрузки, питаемой резервным источником (фиг. 2, использованы диоды 7 — 9).

Включение любого из коммутаторов 0—

12 осуществляется измерительно-усилительными устройствами 14 — 16 через входы 19 этих коммутаторов одновременно с подачей сигнала на один из управляющих входов

24 — 26 блока 17 адаптации. С входа коммутатора сигнал через ограничительные резисторы 50 — 55 поступает в базу транзистора, который открывается и обеспечивает связь обесточенной нагрузки с выходом резервного источника 13. Узел 18 блокировки предотвращает одновременное отпирание дру гих транзисторов коммутатора при наличии одного включенного. Если открыт какойлибо из транзисторов коммутаторов 10 — 12, на его коллекторе появляется положительный потенциал, который через диоды, связанные с этим коллектором, запирает базы остальных транзисторов и они уже не могут быть включены сигналами от измерительно-усилительных устройств.

Формула изобретения

1. Система электропитания с резервированием, содержащая N основных источ5

1О

55 ников, питающих через силовые разделительные элементы N нагрузок, резервный источник, подключенный к нагрузкам через силовые цепи управляемых коммутаторов, управляющие электроды которых подключены к выходам измерительно-усилительных узлов, входы которых подключены к выходам соответствующих основных источников, и узел блокировки подключения к резервному источнику более одной нагрузки, отличаюи аяся тем, что, с целью расширения функциональной способности и повыгцения КПД, резервный источник выполнен с управляющим входом, введен блок адаптации, подключенный выходом к управляющму входу резервного источника, а N входами соединенный с выходами соответствующих измерительно-усилительных узлов, управляемые коммутаторы выполнены с блокирующими входами и сигнальными выходами, подключенными соответственно к выходам и входам узла блокировки.

2. Система по и. 1, отличаюи!аяся тем, что основные и резервный источники выполнены в виде однополярных источников постоянного напряжения, резервный источник выполнен в виде стаби.пизатора напряжения компенсационного типа, выходной делитель которого имеет дополнителный вывод, образующий управляющий вход резервного источника, а блок адаптации выполнен в виде N каскадов, состоящих из последовательно соединенных транзистора и резистора, причем эмиттеры транзисторов подключены к потенциальной шине резервного источника, коллектор каждого соединен с о:ним из выводов резистора, другой вывод которого соединен с аналогичными выводами резисторов других каскадов, образующих выход блока адагтации, а базовые цепи указанных транзисторов — его Bxo.lb!, при этом коллектор каждого из транзисторов соединен с базами остальных транзисторовпереключателей через диоды, включенные согласно с проводимостью транзистора.

3. Система по и. 1, отличаюцаяся тем. что управляемые коммутаторы выполнены в виде М транзисторных ключей, эмиттеры которых образуют силовые входы коммутаторов, коллекторы с последовательно включенными в пропускном направлении диодаMH — силовые выходьк соединенные каждый с одной из нагрузок, базовые цепи соединены с выходом одного из измернтельноусилительных узлов, tfDh этoì коллекторныг выводы каждого из транзисторов образуют сигнальные выходы комму-аторов, а базы с последовательно включен fblми резистораMH — их блокирующие входы, узел блокировки выполнен в виде Х 1Х - -1) диодH! Ix цепей, образующих проводящие цени от входов к выходам узла, причем диоды каж дой из N диодных групп подключены одними полюсами к входу узла, соединенного с управляющим выходом одного из коммутато1436185 ров, а другими полюсами соединены с теми выходами узла блокировки, которые подключены к управляющим входам остальных коммутаторов.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что измерительно-усилительный узел каждого основного источника содержи i:, . мый датчик напряжения, средняя торого соединена с эмиттером ус ли.<.:. го транзистора, коллектор которого г =;ра:.. ет выход измерительно-усилительно, базы всех транзисторов подключеt, ь ду общего источника опорного напря>м :;;:;

1436185!

436185

Составитель А.Шустов

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 5653I52 Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4