RU1837373C - Многоканальна система электропитани - Google Patents

Abstract

V спользование: в системах электролитами посто нным током комплексов потре- битепей с различными значени ми напр жени , .мощности или требующих гальванической разв зки. Сущность изобретени : .система содержит источник посто нного тока, тактовый генератор, блок коммутации и К каналов питани  по числу нагрузок. Блок коммутации выполнен в виде совокупности К информационных трактов на основе логических элементов И и НЕ. Каждый канал питани  содержит секцию из М аккумул торов, М управл емых ключевых  чеек, устройство контрол  состо ни  аккумул торов ., формирователь импульсов, распределитель импульсов и логический элемент И. Система позвол ет при по влении запроса на зар д секции аккумул торов наиболее важного канала питани  прерывать зар д секций аккумул торов менее важных каналов. 1 ил.

Description

I/ зобретение относитс  к электротехнике , в четности к системам электропитани  посте  нным током комплексов потребителей агрузок) с различными значени ми номинального напр жени , мощности или требующих гальванической разв зки.

(лью изобретени   вл етс  повышение йадежности многоканальной системы электропитани  и улучшение ее массоэнер- гетичэских показателей путем упрощени .

f а чертеже представлена функциональна  схема многоканальной системы элект- ропи ани  на три канала (К 3). В общем случае при К нагрузках должно быть К каналов в зависимости от параметров нагрузок в сек 1ии аккумул торов каждого канала питание должно быть М аккумул торов и М ynpai л емых ключевых  чеек.

Многоканальна  система электропитани  с здержит блок коммутации 1, имеющий инфо змационные входы 2-|-2з, выходы Зг

Зз, каналы питани  , каждый из которых имеет два выходных силовых пывода 5К ибк(К 1 (1)3), два входных силовых вывода 7К и 8к и три управл ющих вывода 9к-11к, тактовый генератор 12, источник посто нного тока 13 и различные по напр жению и мощности нагрузки 14i-l is.

Типовой канал питани  4к имеет в своем составе распределитель импульсов 15, в качестве примера состо щий из счетчика 16 и дешифратора 17, управл емые ключевые  чейки 18к1-18Км, устройство контрол  19 состо ни  аккумул торов, схему И 20, формирователь импульсов 21 и секцию аккумул торов22к1-22км . Реализаци  распределител  по приведенной схеме (счетчик-дешифратор) позвол ет исключить необходимость установки дополнительного формировател  импульсов дл  сброса счетчика в нулевое состо ние после окончани  цикла счета. Сброс может осуществл тьс 

fe

00

со

4 СО VJ СО

по переполнению или за счет внутренних обратных св зей выходов при заданном коэффициенте пересчета. Формирователь импульсов 21 осуществл ет сброс счетчика в нулевое состо ние при прерывании цикла, когда счетчик 16 находитс  в произвольном . состо нии. К выходным силовым выводам 5к и 6к канала питани  подключена нагрузка 14 и входные управл ющие выводы устройства контрол  состо ни  аккумул торов. ВхЬдные силовые вьиюдьТТк и 8к соединены с источником 13 посто нного тока, но аккумул торы не подключаютс  на зар д при закрытых ключевых  чейках 18к1-18км. Управл ющий вывод 9К подключен к выходу тактового генератора 12, управл ющий вывод 10к подключен к выходу Зк блока коммутации 1, а управл ющий вывод 11К подключен к информационному входу 2 блока коммутации 1.

Блок коммутации содержит три информационных тракта, а также схемы НЕ 23i- 23з и И 241-243. Информационные входы блока коммутации 21-2з подключены соответственно к управл ющим выводам 11i- 11з каналов питани  41-4з (выходам устройств контрол  состо ни  аккумул торов ), а выходы 31-3з подключены, соответственно , к управл ющим выводам 101-10з каналов питани .

Система работает следующим образом. Приоритетность нагрузок распределена в соответствии с нумерацией каналов питани , т.е. нагрузка 141  вл етс  наиболее важной (имеет наивысший приоритет), а нагрузка 1 4з- наименее важной (наименьший приоритет). В исходном состо нии все секции аккумул торов зар жены, тактовый генератор включен. Импульсы с выхода тактового генератора 12 поступают на первые управл ющие выводы 91-9з каналов питани  . В этом случае на управл ющих выводах всех устройств контрол  состо ни  аккумул торов 191-19з сигналы высокого уровн  (логическа  Г). Данные сигналы через схему НЕ 22 инвертируютс  и поступают с управл ющих выводов 111-11з каналов питани  41-4з соответственно на информационные входы блока коммутации. При этом отсутствуют сигналы высокого уровн  (логическа  1) на выходах 31-44 блока коммутации. Распределители импульсов 151-15з каналов питани  4i-4s наход тс  в исходном состо нии (сигналы высокого уровн  на всех выходах отсутствуют).

Все управл емые ключевые  чейки 18ц-18зм во всех каналах питани  закрыты, т.е. источник посто нного тока 13 к аккумул торам не подключен.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

На выходах И 24i-24aи соответственно на выходах 31-3з блока коммутации формируютс  нулевые потенциалы, что соответствует отсутствию разрешени  на подключение аккумул торов любого из каналов питани  41-4з к источнику посто нного тока 13.

Когда секци  аккумул торов в каком-либо из каналов питани , например 5г разр дитс  до определенной степени, об этом сигнализирует устройство контрол  состо ни  аккумул торов 19 путем выдачи потенциального сигнала в виде логического О (потенциал низкого уровн ).

Сигнал нулевого уровн  через выход 11а канала питани  42 поступает на вход 22 блока коммутации 1, инвертируетс  схемой НЕ 232, а затем подаетс  на второй вход схемы И 24а. На выходе 32 блока коммутации 1 по вл етс  высокий потенциал (поскольку схема И 242 открываетс  единичными потенциалами схемы НЕ 232 и входа 2i), что соответствует разрешению на подключение секций аккумул торов канала питани  42 к источнику посто нного тока 13. Высокий потенциал с выхода За блока коммутации 1 поступает на второй управл ющий вывод 102 канала питани  42 и через схему И 20 на тактовый вход распределител  импульсов 15, в частности на счетный вход счетчика 16. По заднему фронту входного тактового импульса на первом выходе распределител  импульсов 152, в частности на первом выходе дешифратора 172, по витс  высокий потенциал (логическа  1). который удерживаетс  в течение такта (пауза плюс импульс), то есть до окончани  следующего тактового импульса.В результате, за врем  действи  потенциала на первом выходе распределител  импульсов 152, открыта управл ема  ключева   чейка 1821. обеспечива  прохождение зар дного тока от источника 13 посто нного тока к аккумул тору 2221 в течение данного такта.

При этом каналы питани  4i и 4з заблокированы нулевыми логическими сигналами с выходов 3i и Зз блока коммутации 1. прикладываемыми к выводам 10i и Юз, и тактовые импульсы генератора 12 не вызывают их срабатывани . На следующем такте по вл етс  потенциальный сигнал на втором выходе распределител  импульсов 152 (одновременно с исчезновением потенциального сигнала на первом выходе). При этом закрываетс  управл ема  ключева   чейка 1821 и открываетс  1822. обеспечива  протекание тока через аккумул тор 22г2 в течение данного такта. Таким образом, за каждый такт (пауза плюс импульс) тактового генератора происходит смена зар жаемого

ккумул тора в данном канале питани . Поле закрыти  управл емой ключевой  чейки 182м в канале питани  42, по заданному ронту тактового импульса, соответствую- цему переходу последнего выхода распре- 5 1елител  импульсов 152 из состо ни  югичеекой 1 в состо ние логического О |роисходит обнуление счетчика 162. Это беспечиваетс  самосбросом счетчика 162. ia выходе дешифратора 172, а следователь- 10 ю и на выходах схемы распределител  152 шпульсов сигналы отсутствуют, что опре- (ел ет исходное (нулевое) состо ние.

По заднему фронту следующего такто- юго импульса по витс  потенциал на пер- 15 юм выходе распределител  152 импульсов. Аналогично указанному, зар д по круговому (иклу секций аккумул торов канала пита- 1и  42 будет осуществл тьс  до тех пор, юка на выходе устройства 19а контрол  со- 20 то ни  аккумул торов не по витс  высо- ий потенциал, сигнализирующий о зар де ккумул торов секции (логическа  1). Сиг- 1ал логической 1 устройства контрол  со- то ни  аккумул торов 192 через вывод 112 25 анала питани  42 поступает на информаци- 1нный вход 22 блока коммутации 1, инвер- ируетс  схемой НЕ 232 и поступает на вход хемы И 242 формиру  нулевой потенциал ia выходе 32 блока коммутации, что соответ- 30 твует отсутствию разрешени  на зар д сек- 1ии аккумул торов канала питани  42.

Кроме того, задний фронт сигнала на (ходе 102 канала питани  42 обеспечивает рабатывание формировател  импульсов 35 12, который выдает импульс на сброс рас- феделител  импульсов 152 в исходное со- то ние.

При разр де аккумул торов секции бо- ее важной (более приоритетной) нагрузки 40 ю врем  зар да аккумул торов менее важ- юй (менее приоритетной) нагрузки, например , 14i и 142 на информационный вход 2i )лока коммутации 1 поступит сигнал низко- о уровн  (логический О) и закрывает схе- 45 чы И 242, И 24з (сброса информации не фоисходит) менее важных информацион- )ых каналов, сбрасываетс  в исходное сото ние распределитель импульсов 212 и апрещает подключение к источнику посто- 50 нноготока 13 аккумул торов менее важной 1эгрузки. По-окончании зар да секции аккуул торов канала питани  4i сигнал высо- ого уровн  с выхода устройства контрол  осто ни  аккумул торов 19i через схему 55 IE 23i закроет схему И 24т..Кроме того, , адний фронт сигнала на входе Ют канала штани 41 обеспечит сброс распределител  мпульсов 15i в исходное состо ние. Отрываетс  схема И 242 в канале менее важной нагрузки, что обеспечивает продолжение зар да аккумул торов канала питани 

42,

Таким образом, по вление запроса на зар д аккумул торов секции более важного канала питани , прерывает зар д аккумул торов секции менее важного канала питани . Зар д аккумул торов секции менее важного канала питани  возобновитс  только после зар да аккумул торов секции более важного канала питани .

Известна  система сдержит в цеп х управлени  каждого канала питани  два формировател  импульсов, схему И, схему НЕ, распределитель импульсов, а в каждом тракте блока коммутации триггер, схему ИЛИ и две схемы И. Предлагаема  система содержит в цеп х управлени  каждого канала питани  формирователь импульсов, распределитель импульсов и схему И, а в каждом тракте блока коммутации схему НЕ и схему И.

Следовательно, в предлагаемой системе сокращены аппаратурные затраты на К триггеров. К схем ИЛИ, К схем И и К формирователей импульсов (К - число каналов).

Таким образом использование изобретени  позволит повысить надежность и мас- соэнергетические показатели путем упрощени .

Формула.изобретени 

Многоканальна  система электропитани , содержаща  источник посто нного тока , тактовый генератор, блок коммутации с К схемами И, выполненный в виде совокупности информационных трактов с К информационными входами и К выходами по числу нагрузок, К каналов питани  с двум  входными силовыми и трем  управл ющими выводами в каждом, включающих секцию из М аккумул торов; св занных с источником посто нного тока через М управл емых ключевых  чеек, кажда  из которых имеет два входных силовых разнопол рных, и один управл ющий выводы, устройство контрол  состо ни  аккумул торов с двум  входными и одним выходным управл ющими выводами , формирователь импульсов, распределитель импульсов, схему И на два входа, при этом входные силовые выводы каждого канала питани  подключены к источнику посто нного тока, а выходные силовые выводы - к нагрузке и к входным управл ющим выводам устройства контрол  состо ни  аккумул тора , первые управл ющие выводы каналов питани  подключены к выходу тактового генератора, вторые управл ющие выводы - к соответствующим выходам ин- формационныхтрактов блока коммутации, а третьи управл ющие выводы - к соответствующим информационным входам блока коммутации, причем в каждом канале питани  второй управл ющий вывод подключен к входу формировател  импульсов и к первому входу схемы И, второй управл ющий вывод - к ее второму входу, а выход этой схемы соединен с тактовым входом распределител  импульсов, m-й выход которого подключен к управл ющему входу соответствующей управл емой ключевой  чейки, выход формировател  .импульсов подключен к входу сброса распределител  импульсов , в каждом информационном тракте

0

блока коммутации выход схемы И соединен с соответствующим выходом, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности многоканальной системы электропитани  и улучшени  ее массоэнергетических показателей путем упрощени , в каждый информационный тракт блока коммутации введена схема НЕ, через которую информационный вход каждого тракта подключен к входу схемы И тракта,.кроме того, информационный вход каждого тракта соединен с входами схем И всех следующих за ним трактов, кроме первого.