RU1835541C - Высоковольтна система электропитани с микропроцессорным управлением - Google Patents

Abstract

Использование: в источниках питани , в частности к микродиапазонных стабилизированных системах электропитани  на повышенные напр жени  с рассширен ным и. функциональными возможност ми. Система содержит регул тор 1, управл емые задающие генераторы 2 и 5, преобразователи напр жени  3 и 6, выпр мители 4 и 7, датчики напр жени  8, датчика тока 10, высоковольтный ключ 11, повторители напр жени  13-16. инвертирующий усилитель 17, сумматор 24, ключ пол рности 25, ключи режима работы по напр жению 26 и по току 27. усилитель обратной св зи 28, цифроанало- говый преобразователь 29, ключ сброса 30, (Л С 00 со ел ел N

Description

узел плавного пуска 31, микропроцессорный блок управлени  32, блок защиты от программных сбоев 33, блок контрол  41, логический блок 47, многоканальный аналого-цифровой преобразователь 52, блок визуализации логических состо ний 53. Логический 47 и контрольный 41 блоки исключают возможность ложных или неправильных команд как в процессе отладки программного обеспечени , так и в процессе эксплуатации системы. Наличие в устройстве самодиагностики исключает работу неисправной системы электропитани  и ее повторный пуск. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам питани , и может быть использовано в широкодиапазонных стабилизированных системах электропитани  на повышенные напр жени  с расширенными функциональными возможност ми.

Цель изобретени  повышение надежности при отладке программного обеспечени  и в процессе эксплуатации.

На чертеже показана предлагаема  система электропитани .

Система содержит: 1 - регул тор, 2 - управл емый задающий генератор, 3 - преобразователь , 4 - выпр митель, на выходе которого создаетс  положительное напр жение , 5 - задающий генератор, б - преобразователь , 7 - выпр митель, на выходе которого создаетс  отрицательное напр жение , 8 - датчик напр жени , 9 -нагрузка, 10 -датчик тока, 1.1 -высоковольтный переключатель , 12 - блок управлени , 13,14.15,16- повторители напр жений. 17 - инвертирующий усилитель. 18,19 - компенсирующие резисторы, 20,21,22,23 - резисторы , 24 - сумматор, 25 - ключ пол рности, 26 - ключ режима работы по напр жению, 27 - ключ режима работы по току. 28 - усилитель обратной св зи, 29 - цифроанэлоговый преобразователь (ЦАП), 30 - ключ сброса, 31 - устройство плавного пуска. 32 - микропроцессорное устройство управлени , имеющего выводы КОД УСТАНОВКИ, КОД ТЕКУЩИХ ЗНАЧЕНИЙ. РЕЖУ, РЕЖ 1. ПО- ПР1, ПУСК ПР2, ВЫСОКО- ВОЛЬТН. КЛЮЧ. ПУСК. АВАРИЯ. 33-блок защиты от программных сбоев, 34.25.36.37.38.39 - D-L-триггеры, 40 - логический элемент НЕ, 41 - блок контрол , 42 - предохранитель. 43 - компаратор пробо . 44 - компаратор обрыва. 45, 46 - опорные элементы блока контрол . 47 - логический блок, 48,49 - трехвходовые логические элементы И. 50 - двухвхрдовый логический элемент ИЛИ-НЕ. 51 - двухвходовый логический элемент ИЛИ, 52 - многоканальный АЦП. 53 - блок визуализации логических состо ний.

Система может быть реализована на следующих элементах: регул тор 1 -транзи5 стор, задающий генератор 2,5-таймер КР1006ВИ1, преобразователь 3,6-однотакт- ный транзисторный преобразователь с трансформаторным выходом 4,7 - умножитель напр жени , датчики напр жени  ито0 ка 8, 10 - резисторы, высоковольтный переключатель 11 - геркон МКА52142, повторители напр жени  13,14.15,16- микросхемы К140УД17, инвертирующий усилитель 17 и сумматор 24 - микросхема

5 К140УД177,ключи25,26,27,39-микросхема КР590КН4, КР590КАН5, ЦАП29-К572ПА1, 3,1-РС-цепь, микропроцессорное устройство 32 - на базе МПК КР580 с интерфейсом КР580ВВ55, блок защиты от программных

0 сбоев 33 - микросхема К561ТМЗ, компараторы 43, 44 - микросхема К1401СА1. многоканальный АЦП --микросхема К1113ПВ1 с коммутатором на входе, блок визуализации логических состо ний 53 - микросхема

5 КА1109КТ2 совместно со светодиодами АЛ307.

Система работает следующим образом. С микропроцессорного устройства управлени  (МПУ) 32 поступают сигналы через

0 блок защиты от программных сбоев 33 на выбор соответствующего режима стабилизации , выбор необходимой пол рности й на запуск одного из преобразователей в зависимости от требуемой пол рности любойча- 5 сти нагрузки (режим двухполюсного включени ) или обоих преобразователей

при питании всей нагрузки. При этом при питании части нагрузки подаетс  команда на замыкание высоковольтного ключа 11, а

0 всей нагрузки - команда на размыкание высоковольтного ключа 11. Визуальный контроль осуществл етс  с помощью блока 53. После выбора необходимого режима работы с микропроцессорного устройства управле5 ни  подаетс  команда ПУСК и на L-вход триггеров 34-39 подаетс  сигнал, запрещающий дальнейший прием информации D-Lтриггерами . При этом изменение управл ющих сигналов с микропроцессорного устройства 32 после прохождени  команды ПУСК исключаютс .

С МПУ 32 на вход ЦАП 29 подаетс  команда КОД УСТАНОВКИ, соответствующий стабилизируемому значению. Напр жение уставки с выхода ЦАП 29 через ключ сброса 30 и устройство плавного пуска 31 подаетс  на один из входов усилител  обратной св зи

28,а на другой - напр жение обратной св зи по току или напр жению в зависимости от режима стабилизации и система плавно выходит на режим стабилизации. МПУ 32 анализирует текущие значени  по току и напр жению с помощью АЦП 52. В случае, если в одном из режимов стабилизации ток (напр жение) на нагрузке превысит заданное значение, МПУ 32 измен ет режим стабилизации , например режим стабилизации напр жени  на режим стабилизации тока.

Переход из одного режима стабилизации в другой происходит следующим образом . Команда ПУСК снимаетс , при этом триггеры 34-39 перевод тс  в режим приема информации, генераторы 2,5 блокируютс , ключ сброса 30 подключаетс  к отрицательному полюсу вспомогательного источника питани . Система электропитани  переходит в исходное положение. Только после этого возможна смена управл ющих сигналов и перевод источника в другой режим стабилизации. Аналогично происходит .переход из работы двухполюсной нагрузки в режим трехполюсной и наоборот, или смена пол рности.

В случае пробо  регул тора 1 в процессе работы и отладке программы срабатывает компаратор 43, при этом с выхода логического элемента 50 подаетс  в МПУ 32 сигнал АВАРИЯ и с помощью логического блока А7 блокируетс  команда ПУСК на запуск генераторов 2,5 и подключение ключа сброса 30 к выходу ЦАП 29 и система электропитани  выключаетс . В случае перегорани  предохранител  42, например, в случае пробо  транзистора преобразовател  3, б срабатывает компаратор 44, через логический элемент 50 подаетс  сигнал АВАРИЯ с МПУ и блокируютс  генераторы 2, 5, и отключаетс  ключ сброса 32 от выхода ЦАП

29.При этом исключаетс  за счет логического блока 47 повторный пуск неисправной системы электропитани  при неисправном регул торе 1 или перегорании предохранител  42. При обрыве обратной св зи напр жение на выходе регул тора 1 превышает значение, заданное опорным элементом 45, при этом срабатывает компаратор 43 и система выключаетс , как описано выше.

Таким образом, применение специальных аппаратных средств позвол ет повы- 5 сить надежность системы электропитани  за счет исключени  прохождени  несанкционированных сигналов управлени  при возможных ошибках и сбо х в программном обеспечении как в процессе отладки, так и

10 эксплуатации. Наличие в устройстве самодиагностики исключает работу неисправной системы электропитани  и ее повторный пуск, а введение блока визуализации позвол ет .оператору контролировать прэвиль5 ность приема информации, поступающей с микропроцессорного устройства управлени .

Claims (2)

1.-Высоковольтна  система электропи0 тани  с микропроцессорным управлением, содержаща  регул тор, входом подключенный к входным выходам, два управл емых додающих генератора, два преобразовател  напр жени , управл ю5 щие входы которых соединены соответст- венно с выходами соответствующих управл ющих задающих генераторов, два выпр мител /входы крторых подключены соответственно к вторичным обмоткам

0 трансформаторов соответствующих преобразователей напр жени , а выходы - соответственно к первому и второму выходным выводам дл  подключени  трехполюсной нагрузки, третий выходной вывод дл  под5 ключени  трехполюсной нагрузки через высоковольтный переключатель соединен с общей шиной, два датчика напр жени , первые входные выводы которых соединены соответственно с первым и вторым вы0 ходными выводами дл  подключени  трехполюсной нагрузки, датчик тока, первый и второй входные выводы которого подключены соответственно к вторым входным выводам датчиков напр жени , средн  

5 точка датчика тока соединена с общей шиной , четыре повторител  напр жени , сумматор , средине точки первого и второго датчиков напр жени  через соединенные последовательно первый повториетль на0 пр жени , и первый резистор и второй повторитель напр жени  и второй резистор подключены соответственно к неинвертиру- ющему и инвертирующему входам сумматора , вход третьего повторител  напр жени 

5 подсоединен к первому входному выводу датчика тока, а выход через первый компенсирующий резистор подключен к неинвпр- тирующему входу сумматора и через третий резистор к инвертирующему входу сумматора , вход четвертого повторител  напр жени  соединен с вторым входным выводом датчика тока, а выход через второй компенсирующий резистор подключен к инвертирующему входу сумматора и через четвертый резистор неинвертирующему входу сумматора, инвертирующий усилитель и ключ пол рности, первый вход которого через инвертирующий усилитель соединен с выходом третьего повторител  напр жени , а второй вход подключен к выходу четвертого повторител  напр жени , ключ режима работы по напр жению и ключ режима работы по току, через которые первый вход усилител  обратной св зи соединен соответственно с выходами сумматора и ключа пол рности, соединенные последовательно цифроаналоговый преобразователь , ключ сброса и узел плавного пуска, выходом подключенный к второму входу усилител  обратной св зи, выход которого соединен с управл ющими входом регул тора , микропроцессорный блок управлени , имеющий выходы Код уставки, Режим U, Режим J, Пол рность, Пуск преобразо вател  1, Пуск преобразовател  2, Высоковольтный ключ, причем выход Код уставки микропроцессорного блока управлени  подключен к входу цифроаналого- вого преобразовател , отличаю щ а   с   тем, что, с целью повышени  надежности при отладке программного обеспечени  и в процессе эксплуатации, в нее введены блок защиты от программных сбоев, выполненный на шести-DL-тригге pax и логическом элемент НЕ, блок контрол , выполненный на предохранителе, включенном в силовую шину между выходом регул тора и входами преобразователей напр жени , на компараторе пробо , компараторе обрыва и двух опорных элементах, логический блок, выполненный на двух трехвходовых логических элементах И, двухвхрдовых логических элементах ИЛ И-Н Ей ИЛИ и многоканальными аналого-цифровой преобразователь, а микропроцессорный блок управлени  снабжен выходом Пуск, входами Авари  и Код текущих значений, причем D-входы всех DL-триггеров подключены соответственно к выходам Режим U, Режим J,

Пол рность. Пуск преобразовател  1, Пуск преобразовател  2 и Высоковольтный ключ микроцессорного блока управлени , выход Пуск которого через

логический элемент НЕ соединен с L-входа- ми всех DL-триггеров, а выходы DL-триггеров подключены соответственно к управл ющим входам ключа режима работы по напр жению, ключа режима работы по

току, ключа пол рности, к первым, входам первого и второго трехвходовых логических элементов И и к управл ющему входу высоковольтного переключател , вторые входы трехвходовых логических элементов И и

первый вход двухвходового логического элемента ИЛИ соединены с выходом Пуск микропроцессорного блока управлени , первый вход логического элемента ИЛ И-Н Е подключен к выходу компаратора пробо .

первый вход которого подключен к выходу регул тора, а втор ой вход-, к первому опорному элементу, второй вход двухвходо: вого логического элемента ИЛ И-Н Е соединен с выходом компаратора обрыва, первый

вход которого подключен к входам преобразователей напр жени , а второй вход - к второму опорному элементу, выход двухвходового логического элемента И Л И-Н Е соединен с третьими входами трехвходовых

логических элементов И, с вторым входом двухвходового логического элемента ИЛИ и с входом Авари  микропроцессорного блока управлени , выходы трехвходовых логических элементов И подключены к входам

соответствующих управл емых задающих генераторов, выход двухвходового логического элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом ключа сброса, входы многоканального аналого-цифрового преобразовател  подключены к-входам ключей

режима по напр жению и току, а его выход

соединен с входом Код текущих значений

микропроцессорного блока управлени .

2. Система по п.1, от л и ч а ю ща   с  

тем, что, с целью контрол  прохождени  команд , она снабжена блоком визуализации логических состо ний, входы которого подключены соответственно к выходам DL- триггеров.