CS243106B1

CS243106B1 - Wiring for central power supply regulation for remote appliances

Info

Publication number: CS243106B1
Application number: CS847298A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Trnka
Original assignee: Rudolf Trnka
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS729884A1

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/.The solution concerns a circuit for regulating the voltage of a central source for supplying power to remote appliances, which has a current regulating circuit, a minimum selection circuit, a maximum selection circuit and a central voltage source connected to the voltage distribution to which the appliances are connected. The circuit is particularly suitable for sources of uninterrupted direct voltage in transverse parallel operation with a storage battery and for central sources in telecommunications facilities. The essence of the solution lies in the fact that the output of the circuit /5/ for creating a difference is connected to the first input /3/ of the circuit /2/ for selecting the minimum, the output of which is connected to the current regulation circuit /1/ via the main regulator /21/, and the output of the edge regulator /8/ is connected to the second input /4/ of the circuit /2/ for selecting the minimum, while the inverting input /6/ of the circuit /5/ for creating a difference is connected to the first voltage sensor /18/, adjusted at the output of the central voltage source /16/, the control circuit /14/ of the voltage setpoint is connected to the non-inverting input /7/ of the circuit /5/ for creating a difference, the source /15/ of the reference voltage is connected to the first input /9/ of the protective regulator /8/, and the output /12/ of the circuit /11/ for selecting the maximum is connected to the second input /10/ of the protective regulator /8/, the inputs of which are also connected to the second voltage sensors /20/ on the power supply inputs of the appliances /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.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit for regulating the voltage of a central source for supplying remote appliances having a current control circuit, a minimum selection circuit, a maximum selection circuit and a central source.

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.The hitherto known voltage regulator circuitry for supplying remote appliances regulates the voltage at the output of the central voltage source according to the data of one voltage sensor sensing the magnitude of the voltage in the distribution system, most often at the output of the central voltage source.

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.The main drawbacks of the solutions known so far are that the voltage at the appliances, which differ from the voltage at the output of the central power supply by voltage drops, is thus dependent on the current consumption of the appliances connected in the distribution between the central power supply and individual appliances, These appliances are not monitored by the central source voltage regulator on individual appliances. When the current consumption of appliances decreases, the same voltage appears on them as at the output of the central source and if this voltage is higher than their maximum permissible voltage, there is a danger of their damage.

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.On the other hand, if the voltage of the central source is kept lower so that no dangerous overvoltage can occur in the case of a drop in demand, the voltage at the most distant appliance may fall below the lower permissible limit at full current. In addition, in the case of a central DC power supply, the output of which is connected to a rechargeable battery, the voltage at the central power supply output is regulated according to charging requirements or battery conservation, and the voltage on the appliances deviates uncontrollably from this voltage. immediate collection.

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.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the circuit according to the invention, characterized in that the first input of the minimum selection circuit, the output of which is connected to the current control circuit via the main controller, is connected to the output of the differential circuit and the output of the protection controller is connected, wherein the inverting input of the difference forming circuit is connected to the first voltage sensor at the output of the central voltage source, the non-inverting input of the difference forming circuit is connected to the voltage reference control circuit; the second input of the safety controller is connected to the output of the maximum selection circuit whose inputs are connected to the second voltage sensors on the power inputs of the appliances.

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.The main advantages of the circuitry according to the invention are that the voltage at selected consumers or voltage distribution points is monitored by this circuit and the voltage at the output of the central source is controlled so that the voltage at each consumer or voltage distribution point monitored does not exceed a given maximum value.

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.This makes it possible, for example, in the case of a central DC power supply with a connected accumulator battery, to increase the voltage at the output of the central power supply above the maximum permissible voltage of the consumers at full current consumption and to charge the battery quickly. In the event of a drop in the current consumption and thus a drop in the voltage distribution, the circuit according to the invention automatically reduces the voltage at the output of the central source so that the maximum permissible voltage at the consumers is not exceeded.

V dalším je vynález podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.In the following, the invention is explained in more detail by way of example with reference to the drawing.

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněn příklad zapojení podle vynálezu.An example of a circuit according to the invention is schematically shown in the attached drawing.

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.The output of the minimum selection circuit 2 is connected to the current control circuit 7 via the main controller 21. The output of the differential circuit 5 is connected to the first input 3 of the minimum selection circuit 5, and the output of the protection controller 8 is connected to the second input 4 of the minimum selection circuit 7. The inverting input 6 of the differential circuit 6 is connected to the first voltage sensor 18. at the output of the central voltage source 16, and to the non-inverting input 7 of the difference forming circuit 5, a voltage setpoint control circuit 14 is connected. A reference voltage source 15 is connected to the first input 9 of the protective controller 8 and to the second input 10 of the protective controller 8 is connected the output 12 of the maximum selection circuit 11, provided with a signal output 13 of the maximum selection circuit 11. 20 are connected in parallel to a voltage distribution 17 which is connected to a central voltage source 16.

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.The described circuit works in such a way that the main controller 21 regulates the voltage at the output of the central voltage source 16 so that the control deviation applied to the input of the main regulator 21 from the output of the minimum selection circuit 2 is zero. This control is effected by means of a current control circuit 6 to which the output of the main controller 21 is supplied as a reference value of the output current of the central voltage source 16.

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.At the inputs of the minimum selection circuit 2, the output of the circuit 5 is compared to make a difference with the output of the protection controller. The difference generating circuit creates a difference between the voltage set point generated in the voltage set point control circuit 14 and the actual value measured by the first voltage sensor 18 at the output of the central voltage source 16. Under normal conditions, when the voltage at any of the consumers 19 has not exceeded the maximum allowable value given by the reference voltage source 15, the minimum output circuit 2 outputs a signal from the output of the differential output circuit 5, i.e. the output of the central voltage source 16 according to the setpoint given by the voltage setpoint control circuit 14.

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.As soon as the voltage at one of the appliances 19 exceeds the maximum value given by the reference voltage source 15, the protection controller begins to reduce its output β signal from this output appears at the output of the minimum selection circuit 2 and thus at the inputs of the main controller 21. 21 thus regulates the voltage at the output of the central voltage source 16 according to the control deviation given by the protective controller 8 so that the voltage at any of the consumers 19 does not exceed the maximum permissible value. Returning to normal mode occurs when the control deviation input from the circuit output to create the difference is less than the output of the protective controller 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.This happens either when the protective controller 8 increases the size of its output after increasing the consumption of the appliances 19 and thus increasing the voltage drop across the voltage distribution 17, or when the voltage reference circuit 14 decreases the reference value, for example at the end of charging. in the case of a fault in the supervision of the appliances 9, indicated by the signal output 13 of the maximum selection circuit 11.

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.The individual inputs of the maximum selection circuit 11 may have different gains from each other. The order of maximum selection and comparison with the reference value can be reversed, that is, each input can be individually compared to the reference value. The function of the signal output 13 of the maximum selection circuit 11 is to signal a fault in the supervision of the voltage at a consumer 19, for example, an open or short circuit in the leads. The signal output 13 of the maximum selection circuit 11 can be coupled to the voltage setpoint control circuit 14, which in the event of supervision fails to reduce the voltage setpoint at the output of the central voltage source 1fj.

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.The voltage regulator circuit according to the invention can be used for all sources from which the voltage is distributed over longer lines to a single appliance or to a plurality of appliances where the supply voltage must not exceed a certain predetermined value. In particular, the circuit according to the invention is suitable for use in uninterrupted direct current power sources in direct parallel operation with an accumulator battery and in central sources in telecommunications objects.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring to control a central power supply for remote appliances having a current control circuit, a minimum selection circuit, a maximum selection circuit, and a central voltage supply connected to the voltage distribution to which the appliances are connected, characterized in that the first input (3) the minimum selection circuit (2) whose output is connected to the current control circuit (1) via the main controller (21), the output of the difference generation circuit (5) is connected, and the second input (4) of the minimum selection circuit is the output of the protective controller (8) is connected, the inverting input (6) of the circuit (5) forming the difference being connected to the first voltage sensor (18) at the output of the central power supply (16), to the non-inverting input (7) of the circuit the control circuit (14) of the voltage setpoint is connected to the difference, the source (15) of the reference voltage is connected to the first input (9) of the protective controller (8) and to the second input (10) a maximum selection output (12) of the circuit (11) is connected, the inputs of which are connected to the second voltage sensors (20) on the power inputs of the appliances (19).