DE3319653A1 - Stromversorgungseinrichtung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. A.Wasmeier

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Zugelassen beim Europäischen Patentamt · Professional Representatives before the European Patent Office Patentanwälte Postfach 382 8400 Regensburg 1

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I/p 11.157

30. Mai 1933

r: INTEEUJATIOKAL COMPUTERS LIMITED, ICL House, Putney, London, SWI5 ISW, England

Titel: "Stromversorgungseinrichtung"

Priorität: Großbritannien - Nr. 8217005 vom 11. Juni 1982

Erfinder: Wayne Gilbert - Ingenieur

BAD ORIGINAL

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Λ-

"Stromversorgungse i nrichtung;"

Die Erfindung bezieht sich auf Stromversorgungseinrichtungen für elektronische Geräte, und insbesondere auf Stromversorgungseinrichtungen, .die aus einer Anzahl von parallel arbeitenden Stromversorgungseinheiten bestehen.

Elektronische Geräte, wie z.B. Computeranlagen, müssen üblicherweise mit Energie gespeist werden, die eine gesteuerte, stabile Spannung hat; um dem hohen Strombedarf zu genügen, können eine Anzahl von Stromversorgungseinheiten parallel geschaltet werden. Jede Stromversorgungseinheit besitzt eine Ausgangsspannungs-Steuerschaltung, und aufgrund der sehr hohen Gleichspannungsverstärkung dieser Steuerschaltung besteht eine Tendenz, daß eine der Stromversorgungseinheiten maximalen Strom einspeist, während andere Stromversorgungseinheiten jeweils einen geringeren Stromwert als den maximalen Strom einspeisen. Die Stromversorgungseinheit, die bei maximalem Strom arbeitet, wird einer höheren Beanspruchung als die anderen Einheiten ausgesetzt und ist somit in höherem Maße der Gefahr einer Störung ausgesetzt als dies der Fall wäre, wenn alle Stromversorgungseinheiten den Strombedarf gleichmäßig unter sich aufteilen würden und damit alle Stromversorgungseinheiten bei einem geringeren Stromwert als dem maximalen Strom arbeiten würden.

Die Einstellung der Stromversorgungseinheiten in der Weise, daß der Strombedarf gleichmäßig auf alle Einheiten aufgeteilt wird, erfordert einen erheblichen Zeitaufwand, wenn neue Geräte in Betrieb genommen werden, und wenn während der Verwendung der Geräte, z.B. beim Ersetzen einer Einheit, irgendwelche Änderungen auftreten, muß der mühsame Einstellvorgang wiederholt werden.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Stromversorgungseinrichtung mit einer Anzahl von Stromversorgungseinheiten, die so geschaltet

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sind, daß sie Strom an eine gemeinsame Last liefern, vorgeschlagen, daß die Stromversorgungseinrichtung eine Vorrichtungauiweist, die auf die Höhe des Stromes anspricht, der von jeder Einheit geliefert wird, um für Jede Einheit Steuersignale zu J erzeugen und Jede Einheit so zu steuern, daß die Einheiten sich den von der Last geforderten Strombedarf in einer vorbesri ersten Weise teilen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung^ind Gegenstand der Unteransprüche . ^:

Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand der einzigen Figur erläutert, die eine anteilige Laststeuerschaltung für eine Stromversorgung zeig die aus zwei Stromversorgungeinheiten besteht.

Zwei Stroiaversorgungseinheiten 1, 2 haben Ausgangsanschlüsse 3/1, 3/2 and 4/1, 4/2, die parallel mit Hauptstromleitungen 5, 6 verbunden sind, an die eine Last 7 angeschlossen ist. Die Stromversorgungseinheiten 1, 2 werden jeweils aus einem Stromnetz MS gespeist. Die Einheiten 1, 2 weisen jeweils eine Spannungsstabilisierschaltung auf, die so ausgelegt ist, daß die Ausgangsspannung aus den Stromversorgungseinheiten auf einen "wert Un gesteuert wird, und die Stromversorgungseinheiten speisen Ströme ImI und Im2 ein. Die Stromversorgungseinheiten 1, 2 besitzen jeweils Stromüberwachungsschaltungen, die auf die Ströme In-I, Im? ansprechen und an den Konii;orausgang5i.anschLüssen 8/1, 6/2 Spannungssigiiale UcI, l^Tc2 erzeugen, deren Größe der Größe der Scröae lsi, I&2 er: π spricht. Die Signale UcI, U 3 2 werden einem Eiiujari£ der Vergleicher· 9/1, ^rV'2 aufgebet·en. lie Signale "JcI, Uc? werden ferner Widerständen Ravl und Eav2 ζ!geführt, die ."em·;incase Verbindung untereinander besitzen, vciurch die geraeifl :-!a:n-3n Enden der Widerstände Ravl und Rav2 ein Po'". vatial Uave :-abs:i, uas gleici. i-m rlittolwert Jes Wertes der Signals UcI, 'Jc2 ;nt. Dieser Ilittelwert wird über Inte'rriernet^werire RiCi den

ORIGINALINSPECTED

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Die Ausgänge der Vergleicher 9A₁ 9/2 sind rait Widerstanisnetzwerken Ro, Rc, Rp verbunden. Die Differenzspannungen UdI, "Jd2, die an den Widerständen Ravi, Rav2 auftreten, werden intefrri^r'j, um St euer spannungen Uc ti, Uct2 an den Verbindungssteller. 14/1, 14/2 der Widerstandsnetzwerke zu erzeugen. Diese Steuerspannungen Ucti, Uct2 werden über Widerstände Rp an entfernt liegende Steuereingänge 10/1, 10/2 der Stromversorgungseinheiten 1, 2 geführt. Die Spannungsstabilisierschaltungen in den Stromversorgungs einrichtungen sprechen auf die Steuerspannungen Uctl, Uct2 in der Weise an, daß die stabilisierten Ausgangsspannungen so •variiert werden, daß der Strom ImI, Im2 nach gleichen Werten tendiert, so daß die Überwachungssignale UcI, Uc2 zum Wert Uave tendiert und damit in einen Zustand, in welchem die Differenz-Spannungen UdI, Ud2 gleich Null sind. Obgleich dies eine gleichmäßige Aufteilung des Laststromes ergibt, kann die Ausgangsspannung Un auf dem gewünschten Wert nicht stabilisiert sein.

Um die Ausgangsspannung auf einem gewünschten stabilen Wert Un zu halten, wird die gemeinsame Hauptleitung 6 mit dem Eingang eines Analog/Digital-Wandlers 11 verbunden. Der digitale Ausgang des A/D-Wandlers 11 wird als Eingang einer Hikropbzessoranordnung 12 aufgegeben, die einen Digital/Analcg-Wandler IJ ansteuert. Der Ausgang des Wandlers IJ wird über die Widerstände Rc den gemeinsamen Stellen 14/1, 14/2 beider Netzwerke Ro, Rc, Rp und damit über die Widerstände Rp den entfernten Steuereingängen beider Stromversorgungseinheiten 1, 2 aufgegeben. Die Mikroprozessoranordnung 12 ist so ausgelegt,daß sie ein Ausgangs signal aus dem D/A-Wandler erzeugt, derart, dal: die Ausgangsspannung Un auf der Leitung 6 auf einem stabilen gewünschten Wert gehalten wird. Da das Ausgangssignal aus dem Wandler 13 in die gleiche Schleife wie die StromsNeuerung wirkt, ist ein Abgleich der Strome zwischen den Stromversorgungseinheiten unbeeinflußt. Die Charakteristik der Ausgangssparinungssteuerun^r wird durch das Mikroprogramm bestimmt, das die Mikroprozessoranordnung steuert, und damit kann die Auslej-ping so gewählt

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"..■-;-:"ie::, 'Ia.: irgendwelche spezielle;: Λ:ι/:. ?·?-\·: ■·-.-;'.; ·.'"';!. " .::::..-I/ic ^i.-rrcpro^escorsncrdnung >an:. zusätzlich :^;ι.:α ver'-vrUr ν:βΓο:·3η, räsonierte Vorgänge zu ü¹. -"-r-wacher., z.5. Ucsrnpar.:.·.;.:: ■--.,ni UVJsrspaiiuungsvorgänge zu prüfen jhc unterschiedliche o-.:-or;·- versorgu:,.._:~s ei nit ei ten zu ordnen. Obgleich die A'.isfⁱ''-run£.;3^/\\r~ nach, der Erfindung in Verbindung iait einer /iLkrcprozessori-^'/r >nung beschrieben worden ist, wenn nur eine Spa:i::U";^Gstabü Γ:"'..:-? vrung ohiio die anderen Vorgänge erforderlich ist, sann die Leitung 8 mit eines Eingang eines Vergleichers 15 verbunden werden, wie dies gestrichelt mit 16 angedeutet ist, wobei eine Besugsspannuiig mit dem anderen Eingang verbunden ist. Der- Ausgang des Vergleicners ist dann über die Leitung 17, die gestrichelt iargesteil^ ist, mit den Widerständen Rc alier Netzwerke verbunden.

Die voroesciriebene Au s führ ung s form der Erfindung besitzt z'.vei otromverooriranjseii.hei'cen, es kann Jedoch auch eine größere Anzahl d-ira;"jiger 3 ürcmversorgungs einheit en verwendet werden, da- ;:.it de^ Slrombedarf entsprochen werden kann. Jede Srromversor- £ruri_C'3.eir±heit ist mit ihrem ScromuberwachungsaUugaiig an eiaen getrennten Vergleicher 9 ¹^g Widerstand Hav gelegt; alle Widerstände Hav haben eine gemeinsame Zwischenverbindung, so daB ein mittleres Signal Uave erzeugt wird, das den mittleren Strcmbedarf darstellt, der durch jede Stromversorguiigseinheit zu erfüllen ist,

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, einem Strombedarf da- — durch zu entsprechen, daß eine unglschmäßige Verteilung zwischen ^trr.-iversoi^giiugsodnheiten vorgenciciaen wird, z.B. darin, wei^i Stromveriorgungseiiiheiten verwendet v.^rerden, die iür anterGchiedliehen Stroirbedarf ausgelegt sind. Die Steuerung für eine solche ;iiis.-leiox.j Anter.lsverteilung kcinn da.iurcL vor^eriüSiien weroe:., daß -Xie jeweiligen Üb'-rwao^ü-Ugsäusijäng=? "Jl:-l, Joe. a~ev ioSsr.;! ..-.ezer-Hbt2wer.-ce den V/iderstäriden Eav rugefühirt werden, so daß ..ia:^-, b^ispieisweise eine olroKVPr.'o"^.:!-^.,-.uL : i. i.as ii-faci·?

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das Sirual Uc fü" llene eine btro^versorgungEiiu-ioit durch η ge- :i i^r -,'.να, 30 ·;.; .cm . erg„3i--:,er so ι er·,.·--τΛ "-..-υ <ii-.-;i?e 3trorn-.--•"·;θν.'·;'.·.\ν;.'.πΠ'ί^:.·' ac-:, jly/o^-: C'.:-.;.·. .·; « -·; : · -- '.>: .-.V -;

BAD ORIGINAL

einspeist und ein Verhältnis von η : 1 zwischen den cten Stromversorgungseinheiten eingespeisten Strömen aufrechterhalten würde.

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   J Stromversorgungseinrichtung mit mindestens zwei Strocversorgungseinheiten, die so geschaltet sind, daß sie Strom ?.n eine genieinsame Last liefern,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrichtung eine Vorrichtung (9, 1; 9? 2) aufweist, die auf die Höhe $■?.<= .Stromes anspricht, der von jeder Stromversorgungseinheic (1, 2) geliefert, wird, um für jede Einheit Steuersignale zu erzeugen.- und jede Einheit so zu steuern, daß die Einheiten sich den von ^v der Last (?) geforderten Strömtedarf'
   in einer vorbestimmten Weise teilen.

   2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;, daß jede Stromversorgungseinheit (1, 2) den gleichen .· Stromaasgang wie jede andere Suromversorgungsei'nheit (1, 2) innsrhalb der Einrichtung einspeist.

   i>. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£ dann, wenn es erwünscht ist, einen G^samtstromoedarf durch einen vorbestimmten, ungleichen Anteil zwischen den Stromversorgungseinheiten (1, 2) zu decken, die Vorrichtung (9, 1; 9, 2), die auf die Höhe des durch die Stromversorgungs- . einheiten eingespeisten Stromes anspricht, in derLage ist, ien Ausgang der einzelnen Einheiten (1, 2) entsprechend der vorbeüciomL'eu Art der ungleichen Aufteilung zu steuern.

   -. Stronversorgungseinrichtung nach einen der Ansprüche 1, 2 5, dadurch gekennzeichnet, da£ jede Stromversorgung einheit (1, '<■ eine opannungsstabili^ierschaltung aufweist, die der Sfceaeru.n.j der Ei eile der Ausgaagsspannung der zugeordneten Eiiiheic au;' vi'. vorbesti^.'^Len Wert dient, und da3 die Vorrichtung, die aaf die j AuSfTan-^sspannung arispricht, für ,jviie solche Sii-x.eit.· äiae V=r- j .,-ieicr.svorrichcun^ (-'■), 1; 9, 2) '-ufweist, die Ji- η ^enul' cklj

   OFHGfNAL INSPECTED COPY

   RAn

   Ausgangsspannung, welche für den Augenblicksausgang der zugeordneten Einheit charakteristisch ist, mit einer zweiten Spannung vergleicht, die den Mittelwert aller Ausgangsspannungen repräsentiert, um einen Ausgang zu erzeugen, von -welchem das Steuersignal abgeleitet wird.

   5- Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Stromversorgungseinheit (1, 2) der Ausgang der zugeordneten Vergleichsvorrichtung (9, 1; 9, 2) einem zugeordneten Widerstandsnetzwerk (Rq, Rp) zugeführt wird, um eine Steuerspannung zu erzeugen, die das zugeordnete Steuersignal ergibt, und daß das zugeordnete Spannungsstabilisiernetzwerk so auf das zugeordnete Steuersignal anspricht, daß die stabilisierte Ausgangsspannung der zugeordneten Einheit in der Weise variiert wird, daß die laufenden Ausgänge der Einheiten auf gleiche Werte tendieren, so daß die augenblicklichen Ausgangsspannungen auf einen mittleren Spannungswert zu tendieren,wobei die zweiten Spannungen auf Null tendieren.

   6. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (11, 12, 13, Rq) zur Stabilisierung der an der Last (7) erzeugten Ausgangsspannung vorgesehen ist.

   7. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisiervorrichtung (11, 12, 13, Rq) so ausgelegt ist, daß sie ein weiteres Steuersignal eiglbt, das mit der Steuerspannung, die für jede Einheit vorgesehen ist, kombiniert wird.

   8. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisiervorrichtung (11, 12, 13, Rq) einen Analog/Digital-Wandler (11) aufweist, der einen Eingang in eine Mikroprozessoranordnung (12) speist, die einen stabilen Spannungs wert aufbaut und die einen Digital/Analog-Wandler (13) steuert, deksen Ausgang über die zugeordneten Widerstandsnetzwerke (Rq; Rp Rry) der Einheiten an die zugeordneten Spannungrsstabilisiernetzwer gegeben wird.

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