CS243106B1 - Zapojení pro regulaci napětí centrálního zdroje pro napájení odlehlých spotřebičů - Google Patents

Abstract

Řešeni se týká zapojení pro regulaci napětí centrálního zdroje pro napájení odlehlých spotřebičů, které má regulační obvod proudu, obvod pro výběr minima, obvod výběru maxima a centrální zdroj napětí, připojený k rozvodu napětí, k němuž jsou připojeny spotřebiče. Zapojení je vhodné zejména pro zdroje nepřerušovaného stejnosměrného napětí v příčném paralelním provozu s akumulátorovou baterií a u centrálních zdrojů v telekomunikačních objektech. Podstata řešení spočívá v tom, že k prvnímu vstupu /3/ obvodu /2/ pro výběr minima, jehož výstup je přes hlavní regulátor /21/ připojen k regulačnímu obvodu /1/ proudu, je připojen výstup obvodu /5/ pro tvorbu rozdílu a k druhému vstupu /4/ obvodu /2/ pro výběr minima je připojen výstup oahranného regulátoru /8/, přičemž invertuj ící vstup /6/ obvodu /5/ pro tvorbu rozdílu je spojen s prvním čidlem /18/ napětí, upraveným na výstupu centrálního zdroje /16/ napětí, k neinvertujícímu vstupu /7/ obvodu /5/ pro tvorbu rozdílu je připojen řídící obvod /14/ žádané hodnoty napětí, k prvnímu vstupu /9/ ochranného regulátoru /8/ je připojen zdroj /15/ Referenčního napětí a k druhému vstupu /10/ ochranného regulátoru /8/ je připojen výstup /12/ obvodu /11/ výběru maxima, jehož vstupy jsou i spojeny s druhými čidly /20/ napětí na napájecích vstupech spotřebičů /19/.

Description

Vynález se týká zapojení pro regulaci napětí centrálního zdroje pro napájení odlehlých spotřebičů, které má regulační obvod proudu, obvod pro výběr minima, obvod výběru maxima a centrální zdroj.

Dosud známá zapojení pro regulaci napětí centrálního zdroje pro napájení odlehlých spotřebičů regulují napětí na výstupu centrálního zdroje napětí podle údajů jednoho čidla napětí, snímajícího velikost napětí v rozvodu napětí, a to nejčastěji těsně na výstupu centrálního zdroje napětí.

Hlavní nevýhody dosud známých řešení spočívají v tom, že napětí na spotřebičích, které se od napětí na výstupu centrálního zdroje liší o úbytky na rozvodu napětí a je tedy závislé na proudovém odběru spotřebičů, připojených v rozvodu mezi centrálním zdrojem a jednotlivými spotřebiči, včetně proudového odběru těchto spotřebičů, není na jednotlivých spotřebičích regulátorem napětí centrálního zdroje sledováno. Při poklesu proudového odběru spotřebičů, objevuje se na nich stejné, napětí jako na výstupu centrálního zdroje a v případě, že toto napětí je vyěěí než jejich maximálně přípustné napětí, hrozí nebezpečí jejich poškození.

Na druhé straně, jestliže napětí centrálního zdroje je udržováno na nižší hodnotě tak, aby nemohlo dojít při poklesu odběru k nebezpečnému přepětí, při plném proudovém odběru může napětí na nejvzdálenějším spotřebiči poklesnout pod dolní přípustnou mez. Navíc v případě, že jde o centrální zdroj stejnosměrného napětí, k jehož výstupu je připojena akumulátorová baterie, napětí na výstupu centrálního zdroje je regulováno podle požadavků na nabíjení, případně na konzervaci baterie a napětí na spotřebičích se od tohoto napětí odchyluje nekontrolovatelně, v závislosti na momentálním odběru.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k prvnímu vstupu obvodu pro výběr minima, jehož výstup je přes hlavní regulátor připojen k regulačnímu obvodu proudu, je připojen výstup obvodu pro tvorbu rozdílu a k druhému vstupu obvodu pro výběr minima je připojen výstup ochranného regulátoru, přičemž invertující vstup obvodu pro tvorbu rozdílu je spojen s prvním čidlem napětí na výstupu centrálního zdroje napětí, k neinvertujícímu vstupu obvodu pro tvorbu rozdílu je připojen řídící obvod žádané hodnoty napětí, k prvnímu vstupu ochranného regulátoru je připojen zdroj referenčního napětí a k druhému vstupu ochranného regulátoru je připojen výstup obvodu výběru maxima, jehož vstupy jsou spojeny s druhými čidly napětí na napájecích vstupech spotřebičů.

Hlavní výhody zapojení podle vynálezu spočívají v tom, že napětí na vybraných spotřebičích, popřípadě bodech rozvodu napětí je tímto zapojením sledováno a napětí na výstupu centrálního zdroje je regulováno tak, aby napětí na každém spotřebiči, případně sledovaném bodu rozvodu, nepřekročilo danou maximální hodnotu.

Tím je umožněno, například u centrálního zdroje stejnosměrného napětí s připojenou akumulátorovou baterií, zvýšit při plném proudovém odběru spotřebičů napětí na výstupu centrálního zdroje nad hodnotu maximálně přípustného napětí spotřebičů a provádět rychlonabfjení baterie. Při poklesu proudového odběru a tím i poklesu úbytků na rozvodu napětí, zapojení podle vynálezu samočinně sníží napětí na výstupu centrálního zdroje tak, aby nedošlo k překročení maximálně přípustné velikosti napětí na spotřebičích.

V dalším je vynález podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněn příklad zapojení podle vynálezu.

Výstup obvodu 2 pro výběr minima je přes hlavní regulátor 21 připojen k regulačnímu obvodu 1_ proudu. K prvnímu vstupu 3. obvodu £ pro výběr minima je připojen výstup obvodu 5 pro tvorbu rozdílu a k druhému vstupu 4_ obvodu 2_ pro výběr minima je připojen výstup ochranného regulátoru 8.. Invertující vstup 6 obvodu £ pro tvorbu rozdílu je spojen s prvním čidlem 18 napětí na výstupu centrálního zdroje 16 napětí, a k neinvertujícímu vstupu 7 obvodu 5_ pro tvorbu rozdílu je připojen řídící obvod 14 žádané hodnoty napětí. K prvnímu vstupu 9 ochranného regulátoru 8 je připojen zdroj 15 referenčního napětí a k druhému vstupu 10 ochran něho regulátoru 8 je připojen výstup 12 obvodu 11 výběru maxima, opatřeného signalizačním výstupem 13 obvodu 11 výběru maxima, přičemž vstupu obvodu 11 výběru maxima jsou spojeny s druhými čidly 20 napětí na napájecích vstupech spotřebičů 19. Spotřebiče 19 jsou paralelně připojeny k rozvodu 17 napětí, který je připojen k centrálnímu zdroji 16 napětí.

Popsané zapojení pracuje feak, že hlavní regulátor 21 reguluje napětí na výstupu centrálního zdroje 16 napětí tak, aby regulační odchylka, přiváděná na vstup hlavního regulátoru 21 z výstupu obvodu 2 pro výběr minima, byla nulová. Tuto regulaci provádí prostřednictvím regulačního obvodu £ proudu, na který je výstup hlavního regulátoru 21 přiváděn ve funkci žádané hodnoty výstupního proudu centrálního zdroje 16 napětí.

Na vstupech obvodu 2_ pro výběr minima se porovnává výstup obvodu 5, pro tvorbu rozdílu s výstupem ochranného regulátoru jí. Obvod pro tvorbu rozdílu vytváří rozdíl mezi žádanou hodnotou napětí, vytvářenou v řídícím obvodu 14 žádané hodnoty napětí, a skutečnou hodnotou, měřenou prvním čidlem 18 napětí na výstupu centrálního zdroje 16 napětí. Za normálních podmínek, kdy napětí na žádném ze spotřebičů 19 nepřekročilo maximální přípustnou hodnotu, danou zdrojem 15 referenčního napětí, je na výstupu obvodu 2 pro výběr minima signál z výstupu obvodu 5^ pro tvorbu rozdílu, to znamená, že hlavní regulátor 21 reguluje napětí na výstupu centrálního zdroje 16 napětí podle žádané hodnoty, dané řídícím obvodem 14 žádané hodnoty napětí.

Jakmile napětí na některém ze spotřebičů 19 překročí maximální hodnotu, danou zdrojem 15 referenčního napětí, začíná ochranný regulátor ji snižovat velikost svého výstupu β signál z tohoto výstupu se objevuje na výstupu obvodu 2 pro výběr minima a tím i na vstupů hlavního regulátoru 21. Hlavní regulátor 21 reguluje tedy napětí na výstupu centrálního zdroje 16 napětí podle regulační odchylky, zadávané ochranným regulátorem 8 tak, aby napětí na žádném ze spotřebičů 19 nepřekročilo maximální přípustnou hodnotu. K návratu do normálního režimu dochází tehdy, když regulační odchylka, zadávaná z výstupu obvodu ji pro tvorbu rozdílu je menší než výstup ochranného regulátoru 8.

K tomu dojde buč tehdy, když ochranný regulátor 8_ zvětší velikost svého výstupu po zvětšení odběru spotřebičů 19 a tedy i zvětšení úbytků napětí na rozvodu 17 napětí, nebo tehdy, když řídící obvod 14 žádané hodnoty napětí zmenší velikost žádané hodnoty, například při skončení nabíjení, při poruše dohlížení na spotřebičích £9, signalizované signalizačním výstupem 13 obvodu 11 výběru maxima.

Jednotlivé vstupy obvodu 11 výběru maxima mohou mít navzájem odlišné zesílení. Pořadí výběru maxima a porovnání s referenční hodnotou mohou být zaměněny, to znamená, že každý vstup může být jednotlivě porovnán s referenční hodnotou. Funkcí signalizačního výstupu 13 obvodu 11 výběru maxima je signalizovat poruchu dohlížení napětí na některém spotřebiči 19, např. přerušení nebo zkrat přívodů. Signalizační výstup 13 obvodu 11 výběru maxima může být spojen s řídícím obvodem 14 žádané hodnoty napětí, což umožní v případě poruchy dohlížení snižovat žádanou hodnotu napětí na výstupu centrálního zdroje lfj napětí.

Zapojení regulátoru napětí podle vynálezu je možno využít u všech zdrojů, ze kterých je napětí rozváděno delšími vedeními k jednomu spotřebiči nebo k většímu počtu spotřebičů, u nichž je nutné, aby napájecí napětí nepřekročilo určitou předem danou hodnotu. Zejména je zapojení podle vynálezu vhodné pro využití u zdrojů nepřerušovaného stejnosměrného napětí v přímém paralelním provozu s akumulátorovou baterií a u centrálních zdrojů v telekomunikačních objektech.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro regulaci centrálního zdroje pro napájení odlehlých spotřebičů, které má regulační obvod proudu, obvod pro výběr minima, obvod výběru maxima a centrální zdroj napětí, připojený k rozvodu napětí, k němuž jsou připojeny spotřebiče, vyznačené tím, že k prvnímu vstupu /3/ obvodu /2/ pro výběr minima, jehož výstup je přes hlavní regulátor /21/ připojen k regulačnímu obvodu /1/ proudu, je připojen výstup obvodu /5/ pro tvorbu rozdílu a k druhému vstupu /4/ obvodu /2/ pro výběr minima je připojen výstup ochranného regulátoru /8/, přičemž invertující vstup /6/ obvodu /5/ pro tvorbu rozdílu je spojen s prvním čidlem /18/ napětí na výstupu centrálního zdroje /16/ napětí, k neinvertujícímu vstupu /7/ obvodu /5/ pro tvorbu rozdílu je připojen řídící obvod /14/ žádané hodnoty napětí, k prvnímu vstupu /9/ ochranného regulátoru /8/ je připojen zdroj /15/ referenčního napětí a k druhému vstupu /10/ ochranného regulátoru /8/ je připojen výstup /12/ obvodu /11/ výběru maxima, jehož vstupy jsou spojeny s druhými čidly /20/ napětí-na napájecích vstupech spotřebičů /19/.