RU2251777C2 - Redundant dc power supply - Google Patents

Redundant dc power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2251777C2
RU2251777C2 RU2003117243/09A RU2003117243A RU2251777C2 RU 2251777 C2 RU2251777 C2 RU 2251777C2 RU 2003117243/09 A RU2003117243/09 A RU 2003117243/09A RU 2003117243 A RU2003117243 A RU 2003117243A RU 2251777 C2 RU2251777 C2 RU 2251777C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
channel
input
inputs
amplifier
Prior art date
Application number
RU2003117243/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003117243A (en
Inventor
В.А. Белов (RU)
В.А. Белов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение автоматики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение автоматики filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение автоматики
Priority to RU2003117243/09A priority Critical patent/RU2251777C2/en
Publication of RU2003117243A publication Critical patent/RU2003117243A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251777C2 publication Critical patent/RU2251777C2/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; secondary power supplies for home-made radio-electronic equipment.
SUBSTANCE: proposed redundant dc power supply has input terminals 1, 2 connected to ac power supply and used as channel inputs of regulated voltage converters; each channel incorporates power amplifier 3 whose inputs are connected to channel inputs and output, to primary winding of transformer 4 whose secondary winding extreme leads are connected to input of power rectifier 5; ripple filter 6 has its inputs connected to output of power rectifier 5 and to center tap of secondary winding of transformer 4; first lead is connected to first lead of voltage divided built around resistors 7, 8 and to anode of decoupling diode 9; second lead is connected to second lead of voltage divider and to second output of channel; cathode of decoupling diode 9 is connected to first output of channel and central lead of voltage divider, to first control input of control unit 10 whose first output is connected to first control input of power amplifier 3 and second output, to second control input of power rectifier 3; each channel also has rectifier diode 11, filtering circuit 12, error amplifier, and cutoff diode 14; input of rectifier diode 11 of each channel is connected to one of extreme leads of transformer secondary winding; output of rectifier diode 11 is connected to input of filtering circuit 12; output of filtering circuit of each channel is connected to first input of error amplifier 13 of first channel and to second input of error amplifier of second channel; output of filtering circuit 12 of second channel is connected to first input of error amplifier 13 of second channel and to second input of error amplifier 13 of first channel; output of error amplifier of each channel is connected through cutoff diode 14 to second control input of control unit 10 of respective channel.
EFFECT: enhanced quality of supply voltage.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания ответственной радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering, in particular to sources of secondary power supply of critical electronic equipment.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, компаратор, усилитель мощности, выпрямитель, фильтр, цепь обратной связи, делитель частоты и два селектора, причем вход делителя подключен к задающему генератору, входы селекторов - к выходам делителя и выходу компаратора, а выходы селекторов - ко входу усилителя мощности [1].Known stabilized DC voltage Converter containing a master oscillator, sawtooth generator, a comparator, a power amplifier, a rectifier, a filter, a feedback circuit, a frequency divider and two selectors, and the input of the divider is connected to the master generator, the inputs of the selectors to the outputs of the divider and the output of the comparator , and the outputs of the selectors to the input of the power amplifier [1].

Известный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения позволяет получить высокое качество выходного напряжения и имеет надежность, достаточную для широкого спектра радиоэлектронной аппаратуры. Недостатком известного стабилизированного преобразователя является то, что для особо ответственных потребителей, например, наземных источников питания бортовой радиоаппаратуры ракетных комплексов, надежность известного устройства является недостаточной, в связи с чем возникает необходимость резервирования стабилизированных преобразователей постоянного напряжения.Known stabilized DC-DC Converter allows you to get high quality output voltage and has reliability sufficient for a wide range of electronic equipment. A disadvantage of the known stabilized converter is that for particularly demanding consumers, for example, ground-based power supplies of on-board radio equipment of missile systems, the reliability of the known device is insufficient, which necessitates the reservation of stabilized DC-DC converters.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является резервированный источник питания постоянного напряжения, содержащий N параллельно включенных конверторных ячеек, управляющие входы которых соединены с выходом узла управления, узел контроля целостности конверторных ячеек, выполненный с использованием элементов И, НЕ, ИЛИ-НЕ и пикового детектора, причем входы элемента И соединены с синфазными промежуточными выходами конверторных ячеек, а вход элемента НЕ - с выходом узла управления, входы элемента ИЛИ-НЕ подключены к выходам элементов И и НЕ, а выход - к входу пикового детектора [2].Closest to the proposed in its technical essence is a redundant DC power supply containing N parallel-connected converter cells, the control inputs of which are connected to the output of the control unit, the integrity control unit of the converter cells, made using AND, NOT, OR-NOT and peak elements detector, and the inputs of the AND element are connected to the in-phase intermediate outputs of the converter cells, and the input of the element is NOT connected to the output of the control unit, the inputs of the element are NOT connected to the outputs of AND and NOT, and the output - to the input of the peak detector. [2]

Известный резервированный источник питания постоянного напряжения имеет надежность, достаточную для питания особо ответственных потребителей. Недостатком известного резервированного источника питания является то, что из-за разброса параметров уставки каналов резервированного источника питания один из каналов, выходное напряжение которого, пусть и незначительно, превышает напряжение других каналов, становится ведущим и своим выходным напряжением запирает схемы управления остальных каналов. При нормальной работе резервированного источника питания, т.е. при исправности всех каналов, а также при отказе любого канала, кроме ведущего, данный недостаток никак не влияет на качество выходного напряжения источника питания и им можно пренебречь. Однако при отказе ведущего канала из-за инерционности схемы управления резервного канала и из-за наличия реактивных элементов в его силовой цепи на время переходных процессов возникает провал напряжения на выходе резервированного источника питания, что является недопустимым для радиоэлектронной аппаратуры.Known redundant DC power supply has a reliability sufficient to power especially critical consumers. A disadvantage of the known redundant power supply is that, due to the variation in the settings of the channel settings of the redundant power supply, one of the channels whose output voltage, albeit slightly exceeds the voltage of other channels, becomes the leading one and locks the control circuits of the remaining channels with its output voltage. During normal operation of the redundant power supply, i.e. if all channels are in good working order, as well as in the case of failure of any channel except the master, this drawback does not affect the quality of the output voltage of the power source and can be neglected. However, in case of failure of the lead channel due to the inertia of the backup channel control circuit and due to the presence of reactive elements in its power circuit for the duration of transients, a voltage drop occurs at the output of the redundant power source, which is unacceptable for electronic equipment.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в резервированный источник питания постоянного напряжения, содержащий первый и второй каналы стабилизированных преобразователей напряжения, входы которых соединены параллельно и подключены к источнику первичного питания, выходы соединены параллельно и подключены к нагрузке, в состав каждого канала входит усилитель мощности, входы которого соединены со входами канала, а выход подключен к первичной обмотке трансформатора, крайние выводы вторичной обмотки которого соединены со входом силового выпрямителя, сглаживающий фильтр, входы которого подключены к выходу силового выпрямителя и к средней точке вторичной обмотки трансформатора, первый вывод соединен с первым выводом делителя напряжения и анодом развязывающего диода, а второй вывод подключен ко второму выводу делителя напряжения и второму выходу канала, причем катод развязывающего диода соединен с первым выходом канала, а средний вывод делителя напряжения подключен к первому управляющему входу узла управления, первый выход которого соединен с первым управляющим входом усилителя мощности, а второй выход - со вторым управляющим входом усилителя мощности, в каждый его канал введены выпрямительный диод, фильтрующая цепь, усилитель рассогласования и отсекающий диод, причем в каждом канале вход выпрямительного диода соединен с одним из крайних выводов вторичной обмотки трансформатора, выход выпрямительного диода подключен ко входу фильтрующей цепи, выход фильтрующей цепи первого канала соединен с первым входом усилителя рассогласования первого канала и со вторым входом усилителя рассогласования второго канала, выход фильтрующей цепи второго канала соединен с первым входом усилителя рассогласования второго канала и вторым входом усилителя рассогласования первого канала, причем выходы усилителей рассогласования каждого канала через отсекающий диод подключены ко второму управляющему входу узла управления соответствующего канала.The essence of the invention lies in the fact that the redundant DC power supply containing the first and second channels of stabilized voltage converters, the inputs of which are connected in parallel and connected to the primary power source, the outputs are connected in parallel and connected to the load, each channel includes a power amplifier the inputs of which are connected to the inputs of the channel, and the output is connected to the primary winding of the transformer, the extreme terminals of the secondary winding of which are connected to the input of the power rectifier, a smoothing filter, the inputs of which are connected to the output of the power rectifier and to the midpoint of the secondary winding of the transformer, the first output is connected to the first output of the voltage divider and the anode of the decoupling diode, and the second output is connected to the second output of the voltage divider and the second output of the channel, the cathode of the decoupling diode is connected to the first output of the channel, and the middle output of the voltage divider is connected to the first control input of the control unit, the first output of which is connected to the first unit with the input of the power amplifier, and the second output with the second control input of the power amplifier, a rectifier diode, a filter circuit, a mismatch amplifier and a cut-off diode are introduced into each channel, and in each channel the input of the rectifier diode is connected to one of the extreme terminals of the transformer secondary winding, the output of the rectifier diode is connected to the input of the filter circuit, the output of the filter circuit of the first channel is connected to the first input of the mismatch amplifier of the first channel and to the second input of the amplifier popping a second channel, the second channel output of the filter circuit is connected to the first input of the error amplifier of the second channel and the second input of the error amplifier of the first channel, and outputs the error amplifiers of each channel through clipping diode connected to the second control channel corresponding to the management node entry.

В состав усилителя мощности резервированного источника питания постоянного напряжения входит мостовой преобразователь напряжения на транзисторах, первая диагональ мостового преобразователя соединена со входами усилителя мощности, вторая диагональ мостового преобразователя через развязывающий конденсатор соединена с выходами усилителя мощности, а управляющие входы транзисторов мостового преобразователя через драйверы управления соединены с управляющими входами усилителя мощности.The power amplifier of the redundant DC power supply includes a bridge voltage transistor, the first diagonal of the bridge converter is connected to the inputs of the power amplifier, the second diagonal of the bridge converter is connected to the outputs of the power amplifier through an isolation capacitor, and the control inputs of the transistors of the bridge converter are connected to the drivers control inputs of the power amplifier.

В состав узла управления входит задающий генератор, выход которого соединен со входом генератора пилообразного напряжения и входом триггера, выходы которого подключены к первым входам двух селекторов, вторые входы которых соединены с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй вход подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования, входы которого являются управляющими входами узла управления, причем второй вход усилителя сигнала рассогласования через резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, а выходы селекторов являются выходами узла управления.The control unit includes a master oscillator, the output of which is connected to the input of the sawtooth voltage generator and the trigger input, the outputs of which are connected to the first inputs of two selectors, the second inputs of which are connected to the output of the comparator, the first input of which is connected to the output of the sawtooth voltage generator, and the second input connected to the output of the amplifier of the error signal, the inputs of which are the control inputs of the control unit, the second input of the amplifier of the error signal through the resistor n with the reference voltage output, and the selector control unit outputs are the outputs.

В состав фильтрующей цепи входит резистор и конденсатор, первый вывод резистора является входом фильтрующей цепи, а второй соединен с первым выводом конденсатора, причем выводы конденсатора являются выходами фильтрующей цепи.The filter circuit includes a resistor and a capacitor, the first output of the resistor is the input of the filter circuit, and the second is connected to the first output of the capacitor, and the terminals of the capacitor are the outputs of the filter circuit.

Предложенное техническое решение позволяет обеспечить подгрузку резервного канала источника питания постоянного напряжения, что позволяет в случае отказа основного канала исключить провалы выходного напряжения, тем самым обеспечивая высокое качество напряжения даже в аварийных режимах.The proposed technical solution allows loading the backup channel of the DC voltage power supply, which allows in the event of a failure of the main channel to eliminate output voltage dips, thereby ensuring high voltage quality even in emergency conditions.

На чертеже приведена функциональная схема резервированного источника питания постоянного напряжения, состоящего из двух каналов.The drawing shows a functional diagram of a redundant DC power supply, consisting of two channels.

Резервированный источник питания постоянного напряжения содержит входные клеммы 1 и 2, подключенные к источнику первичного питания и являющиеся входами каналов стабилизированных преобразователей напряжения, в состав каждого канала входит усилитель 3 мощности, входы которого соединены со входами канала, а выход подключен к первичной обмотке трансформатора 4, крайние выводы вторичной обмотки которого соединены со входом силового выпрямителя 5, сглаживающий фильтр 6, входы которого подключены к выходу силового выпрямителя 5 и к средней точке вторичной обмотки трансформатора 4, первый вывод соединен с первым выводом делителя напряжения на резисторах 7 и 8 и анодом развязывающего диода 9, а второй вывод подключен ко второму выводу делителя напряжения и второму выходу канала, причем катод развязывающего диода 9 соединен с первым выходом канала, а средний вывод делителя напряжения подключен к первому управляющему входу узла 10 управления, первый выход которого соединен с первым управляющим входом усилителя 3 мощности, а второй выход - со вторым управляющим входом усилителя 3 мощности, выпрямительный диод 11, фильтрующую цепь 12, усилитель 13 рассогласования и отсекающий диод 14, причем в каждом канале вход выпрямительного диода 11 соединен с одним из крайних выводов вторичной обмотки трансформатора, выход выпрямительного диода 11 подключен ко входу фильтрующей цепи 12, выход фильтрующей цепи 12 первого канала соединен с первым входом усилителя 13 рассогласования первого канала и со вторым входом усилителя 13 рассогласования второго канала, выход фильтрующей цепи 12 второго канала соединен с первым входом усилителя 13 рассогласования второго канала и вторым входом усилителя 13 рассогласования первого канала, причем выходы усилителей рассогласования каждого канала через отсекающий диод 14 подключены ко второму управляющему входу узла 10 управления соответствующего канала. Выходные клеммы 15 и 16 источника питания соединяются с нагрузкой.The redundant DC power supply contains input terminals 1 and 2 connected to the primary power source and which are the channel inputs of stabilized voltage converters, each channel includes a power amplifier 3, the inputs of which are connected to the channel inputs, and the output is connected to the primary winding of transformer 4, the extreme terminals of the secondary winding of which are connected to the input of the power rectifier 5, a smoothing filter 6, the inputs of which are connected to the output of the power rectifier 5 and to the midpoint a secondary winding of the transformer 4, the first terminal is connected to the first terminal of the voltage divider on resistors 7 and 8 and the anode of the decoupling diode 9, and the second terminal is connected to the second terminal of the voltage divider and the second output of the channel, and the cathode of the decoupling diode 9 is connected to the first output of the channel, and the middle terminal of the voltage divider is connected to the first control input of the control unit 10, the first output of which is connected to the first control input of the power amplifier 3, and the second output is connected to the second control input of the amplifier 3 a rectifier diode 11, a filter circuit 12, a mismatch amplifier 13 and a cut-off diode 14, and in each channel the input of the rectifier diode 11 is connected to one of the extreme terminals of the secondary winding of the transformer, the output of the rectifier diode 11 is connected to the input of the filter circuit 12, the output of the filter circuit 12 of the first channel is connected to the first input of the mismatch amplifier 13 of the first channel and to the second input of the mismatch amplifier 13 of the second channel, the output of the filter circuit 12 of the second channel is connected to the first input of the amplifier 13 the second channel and the second input of the mismatch amplifier 13 of the first channel, and the outputs of the mismatch amplifiers of each channel through the cut-off diode 14 are connected to the second control input of the control unit 10 of the corresponding channel. The output terminals 15 and 16 of the power source are connected to the load.

В состав усилителя 3 мощности канала резервированного источника питания постоянного напряжения входит мостовой преобразователь напряжения на транзисторах 17...20, первая диагональ мостового преобразователя соединена со входами усилителя мощности, вторая диагональ мостового преобразователя через развязывающий конденсатор 21 соединена с выходами усилителя мощности, а управляющие входы транзисторов мостового преобразователя через драйверы 22 и 23 управления соединены с управляющими входами усилителя мощности.The power amplifier 3 of the channel of the redundant DC power supply includes a bridge voltage converter on transistors 17 ... 20, the first diagonal of the bridge converter is connected to the inputs of the power amplifier, the second diagonal of the bridge converter is connected through the decoupling capacitor 21 to the outputs of the power amplifier, and the control inputs bridge transistors through control drivers 22 and 23 are connected to the control inputs of the power amplifier.

В состав узла 10 управления входит задающий генератор 24, выход которого соединен со входом генератора 25 пилообразного напряжения и входом триггера 26, выходы которого подключены к первым входам селекторов 27 и 28, вторые входы которых соединены с выходом компаратора 29, первый вход которого соединен с выходом генератора 25 пилообразного напряжения, а второй вход подключен к выходу усилителя 30 сигнала рассогласования, входы которого являются управляющими входами узла управления, причем второй вход усилителя сигнала рассогласования через резистор 31 соединен с выходом источника 32 опорного напряжения, а выходы селекторов являются выходами узла управления.The control unit 10 includes a master oscillator 24, the output of which is connected to the input of the sawtooth generator 25 and the input of the trigger 26, the outputs of which are connected to the first inputs of the selectors 27 and 28, the second inputs of which are connected to the output of the comparator 29, the first input of which is connected to the output generator 25 sawtooth voltage, and the second input is connected to the output of the amplifier 30 of the error signal, the inputs of which are the control inputs of the control unit, and the second input of the amplifier of the error signal through the rubber Torr 31 connected to the output of reference voltage source 32, and the selector control unit outputs are the outputs.

В состав фильтрующей цепи 12 входит резистор 33 и конденсатор 34, первый вывод резистора 33 является входом фильтрующей цепи, а второй соединен с первым выводом конденсатора 34, причем выводы конденсатора 34 являются выходами фильтрующей цепи 12.The filter circuit 12 includes a resistor 33 and a capacitor 34, the first output of the resistor 33 is the input of the filter circuit, and the second is connected to the first output of the capacitor 34, and the terminals of the capacitor 34 are the outputs of the filter circuit 12.

Так как резервированный источник питания состоит из двух идентичных каналов, то принцип его работы рассмотрим на примере одного канала. Устройство работает следующим образом. При подаче первичного питания на входные клеммы 1 и 2 резервированного источника напряжение питания поступает на входы усилителя 3 мощности и на узел управления 10. Задающий генератор 24 узла 10 управления начинает формировать прямоугольные импульсы положительной полярности, частота которых равна удвоенной частоте преобразования усилителя 3 мощности. Импульсы положительной полярности с выхода задающего генератора 24 поступают на вход счетного триггера 26 и вход генератора 25 пилообразного напряжения. На выходе генератора 25 формируются однополярные импульсы пилообразной формы с частотой задающего генератора 24, а на выходах триггера 26 появляются прямоугольные импульсы типа “меандр”, частота которых равна частоте преобразования усилителя 3 мощности. Фаза импульсов на первом выходе триггера 26 равна 0 градусов, фаза импульсов на втором выходе триггера 26 равна 180 градусов. Пилообразные импульсы, формируемые генератором 25 пилообразного напряжения, сравниваются на входе компаратора 29 с сигналом рассогласования усилителя 30 сигнала рассогласования, в результате чего на выходе компаратора 29 образуются прямоугольные импульсы положительной полярности, длительность которых определяется результатами сравнения опорного напряжения источника 32 опорного напряжения и напряжения обратной связи, снимаемого со средней точки делителя напряжения на резисторах 7 и 8. Выходные импульсы компаратора 29 разделяются на два канала с фазами 0 и 180 градусов селекторами 27 и 28, управляемых триггером 26, и поступают на управляющие входы усилителя 3 мощности. Дальнейшее преобразование импульсов управления в усилителе 3 мощности осуществляется драйверами 22 и 23 управления. Драйверы 22 и 23 управления предназначены для преобразования маломощных входных импульсов усилителя мощности в мощные сигналы управления транзисторами 17...20 и передачи этих сигналов на входы взвешенных транзисторов 17 и 19. Подобные драйверы управления являются типовыми и выпускаются в виде законченных устройств известными фирмами, например. Motorola, International Rectifier, SGS Thomson. В качестве примера можно привести микросхемы IR2110, IR2113, HCPL315, HCPL316J. Преобразованные драйверами 22 и 23 управления сигналы поочередно открывают либо транзисторы 17 и 20, либо транзисторы 18 и 19. При этом на первичной обмотке трансформатора 4 наводится переменное прямоугольное напряжение с амплитудой напряжения питания и скважностью прямоугольных импульсов, определяемых узлом 10 управления. Прямоугольное напряжение необходимой амплитуды, определяемое коэффициентом трансформации трансформатора 4, выпрямляется силовым выпрямителем 5 и фильтруется сглаживающим фильтром 6. Постоянное стабилизированное напряжение с выхода сглаживающего фильтра 6 через развязывающий диод 9 поступает на выход канала, где объединяется с напряжением другого канала. Функция развязывающего диода 9 заключается в отсекании неисправного канала, в случае отказа его выходных элементов, для сохранения функционирования исправного канала.Since the redundant power supply consists of two identical channels, we will consider the principle of its operation using the example of one channel. The device operates as follows. When primary power is supplied to the input terminals 1 and 2 of the redundant source, the supply voltage is supplied to the inputs of the power amplifier 3 and to the control unit 10. The master oscillator 24 of the control unit 10 starts to generate rectangular pulses of positive polarity, the frequency of which is equal to twice the conversion frequency of the power amplifier 3. Pulses of positive polarity from the output of the master oscillator 24 are fed to the input of the counting trigger 26 and the input of the sawtooth voltage generator 25. At the output of the generator 25, unipolar pulses of a sawtooth shape with the frequency of the master oscillator 24 are formed, and rectangular pulses of the meander type appear at the outputs of the trigger 26, the frequency of which is equal to the frequency of conversion of the power amplifier 3. The phase of the pulses at the first output of the trigger 26 is 0 degrees, the phase of the pulses at the second output of the trigger 26 is 180 degrees. The sawtooth pulses generated by the sawtooth voltage generator 25 are compared at the input of the comparator 29 with a mismatch signal of the mismatch signal amplifier 30, as a result of which rectangular pulses of positive polarity are generated at the output of the comparator 29, the duration of which is determined by comparing the reference voltage of the reference voltage source 32 and the feedback voltage taken from the midpoint of the voltage divider on the resistors 7 and 8. The output pulses of the comparator 29 are divided into two to anal with phases 0 and 180 degrees selectors 27 and 28, controlled by a trigger 26, and are fed to the control inputs of the power amplifier 3. Further conversion of the control pulses in the power amplifier 3 is carried out by the control drivers 22 and 23. Control drivers 22 and 23 are designed to convert low-power input pulses of a power amplifier into powerful control signals of transistors 17 ... 20 and transfer these signals to the inputs of weighted transistors 17 and 19. Such control drivers are typical and are issued as finished devices by well-known companies, for example . Motorola, International Rectifier, SGS Thomson. An example is the chip IR2110, IR2113, HCPL315, HCPL316J. The signals converted by the control drivers 22 and 23 alternately open either transistors 17 and 20, or transistors 18 and 19. At the same time, an alternating square voltage with an amplitude of the supply voltage and a duty cycle of rectangular pulses determined by the control unit 10 is induced on the primary winding of the transformer 4. The rectangular voltage of the required amplitude, determined by the transformation coefficient of the transformer 4, is rectified by a power rectifier 5 and filtered by a smoothing filter 6. A constant stabilized voltage from the output of the smoothing filter 6 through the decoupling diode 9 is fed to the output of the channel, where it is combined with the voltage of another channel. The function of the decoupling diode 9 is to cut off the faulty channel, in case of failure of its output elements, to maintain the functioning of the working channel.

Рассмотрим работу канала резервированного источника питания в динамическом режиме. Предположим выходное напряжение канала в результате воздействия внешних факторов снизилось, в результате чего снизилось и напряжение, снимаемое со средней точки делителя напряжения на резисторах 7 и 8, т.е. стало ниже напряжения уставки источника 32 опорного напряжения. На входах усилителя 30 появляется сигнал рассогласования, в результате чего его выходное напряжение увеличивается, что приводит к увеличению длительности прямоугольных импульсов на выходе компаратора 29, а следовательно, и на управляющих входах усилителя 3 мощности. Выходное напряжение канала увеличивается и становится равным номинальному. Аналогично система стабилизации канала действует в динамическом режиме и при повышении выходного напряжения.Consider the operation of the channel redundant power supply in dynamic mode. Suppose the output voltage of the channel decreased as a result of external factors, resulting in a decrease in the voltage taken from the midpoint of the voltage divider on resistors 7 and 8, i.e. has become lower than the voltage of the reference voltage source 32. A mismatch signal appears at the inputs of amplifier 30, as a result of which its output voltage increases, which leads to an increase in the duration of rectangular pulses at the output of comparator 29, and therefore at the control inputs of power amplifier 3. The output voltage of the channel increases and becomes equal to the nominal. Similarly, the channel stabilization system operates in dynamic mode and with increasing output voltage.

Рассмотрим совместную работу обоих каналов. Предположим напряжение на входе развязывающего диода 9 первого (верхнего на чертеже) канала в результате технологического разброса или воздействия внешних факторов стало выше аналогичного напряжения второго канала. Развязывающий диод 9 второго канала при этом запирается, второй канал переходит в режим холостого хода и его система стабилизации выходного напряжения, отрабатывая возникающий при этом режим прерывистых токов, начинает уменьшать длительность импульсов управления практически до нуля. Такой перекос по распределению нагрузок каналов опасен тем, что отказ нагруженного канала приводит к появлению переходных процессов в выходном напряжении на время перехода резервного канала в нагруженное состояние из-за наличия реактивных элементов в сглаживающем фильтре и узле управления. Для исключения такого режима приняты следующие меры. Импульсы со вторичных обмоток трансформаторов 4 выпрямляются выпрямительными диодами 11 и фильтруются фильтрующими цепями 12. Если нагружен первый канал, длительность его импульсов больше и выходное напряжение фильтрующей цепи 12 первого канала больше выходного напряжения фильтрующей цепи 12 второго канала. В результате на выходе усилителя 13 рассогласования второго канала появляется положительное напряжение, которое через отсекающий диод 14 увеличивает напряжение уставки второго канала, что приводит к подгрузке второго канала. В этом случае отказ первого (нагруженного) канала не приводит к катастрофическим перепадам выходного напряжения резервированного источника питания, что позволяет использовать предлагаемый источник для питания особо ответственной радиоаппаратуры.Consider the collaboration of both channels. Suppose the voltage at the input of the decoupling diode 9 of the first (upper in the drawing) channel as a result of technological variation or exposure to external factors has become higher than the same voltage of the second channel. In this case, the decoupling diode 9 of the second channel is locked, the second channel goes into idle mode and its output voltage stabilization system, working out the intermittent current mode arising from this, starts to reduce the duration of the control pulses to almost zero. Such an imbalance in the distribution of channel loads is dangerous in that a failure of the loaded channel leads to transients in the output voltage during the transition of the backup channel to the loaded state due to the presence of reactive elements in the smoothing filter and the control unit. To eliminate such a regime, the following measures have been taken. Pulses from the secondary windings of transformers 4 are rectified by rectifier diodes 11 and filtered by filter circuits 12. If the first channel is loaded, its pulse duration is longer and the output voltage of the filter circuit 12 of the first channel is greater than the output voltage of the filter circuit 12 of the second channel. As a result, a positive voltage appears at the output of the second channel mismatch amplifier 13, which increases the setpoint voltage of the second channel through the cut-off diode 14, which leads to the loading of the second channel. In this case, the failure of the first (loaded) channel does not lead to catastrophic drops in the output voltage of the redundant power source, which allows the proposed source to be used to power especially critical radio equipment.

Источники информацииSources of information

1. Авторское свидетельство СССР № 479101, кл. G 05 f 1/64, 1973.1. USSR copyright certificate No. 479101, cl. G 05 f 1/64, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР №1312678, кл. H 02 j 9/00, 1985.2. USSR copyright certificate No. 1312678, cl. H 02 j 9/00, 1985.

Claims (4)

1. Резервированный источник питания постоянного напряжения, содержащий первый и второй каналы стабилизированных преобразователей напряжения, входы которых соединены параллельно и подключены к источнику первичного питания, выходы соединены параллельно и подключены к нагрузке, в состав каждого канала входит усилитель мощности, входы которого соединены со входами канала, а выход подключен к первичной обмотке трансформатора, крайние выводы вторичной обмотки которого соединены со входом силового выпрямителя, сглаживающий фильтр, входы которого подключены к выходу силового выпрямителя и к средней точке вторичной обмотки трансформатора, первый вывод выхода сглаживающего фильтра соединен с первым выводом делителя напряжения и анодом развязывающего диода, а второй вывод выхода сглаживающего фильтра подключен ко второму выводу делителя напряжения и второму выходу канала, причем катод развязывающего диода соединен с первым выходом канала, а средний вывод делителя напряжения подключен к первому управляющему входу узла управления, первый выход которого соединен с первым управляющим входом усилителя мощности, а второй выход - со вторым управляющим входом усилителя мощности, отличающийся тем, что в каждый канал резервированного источника питания постоянного напряжения введены выпрямительный диод, фильтрующая цепь, усилитель рассогласования и отсекающий диод, причем в каждом канале вход выпрямительного диода соединен с одним из крайних выводов вторичной обмотки трансформатора, выход выпрямительного диода подключен ко входу фильтрующей цепи, выход фильтрующей цепи первого канала соединен с первым входом усилителя рассогласования первого канала и со вторым входом усилителя рассогласования второго канала, выход фильтрующей цепи второго канала соединен с первым входом усилителя рассогласования второго канала и вторым входом усилителя рассогласования первого канала, причем выходы усилителей рассогласования каждого канала через отсекающий диод подключены ко второму управляющему входу узла управления соответствующего канала.1. A redundant DC power supply containing the first and second channels of stabilized voltage converters, the inputs of which are connected in parallel and connected to the primary power source, the outputs are connected in parallel and connected to the load, each channel includes a power amplifier, the inputs of which are connected to the channel inputs and the output is connected to the primary winding of the transformer, the extreme terminals of the secondary winding of which are connected to the input of the power rectifier, a smoothing filter, the inputs to which are connected to the output of the power rectifier and to the midpoint of the secondary winding of the transformer, the first output of the output of the smoothing filter is connected to the first output of the voltage divider and the anode of the isolation diode, and the second output of the output of the smoothing filter is connected to the second output of the voltage divider and the second output of the channel, and the isolation cathode the diode is connected to the first output of the channel, and the middle output of the voltage divider is connected to the first control input of the control unit, the first output of which is connected to the first the power amplifier’s input input, and the second output with the second power amplifier control input, characterized in that a rectifier diode, a filter circuit, a mismatch amplifier, and a cut-off diode are introduced into each channel of the redundant DC power supply, and in each channel the input of the rectifier diode is connected to one of the extreme conclusions of the secondary winding of the transformer, the output of the rectifier diode is connected to the input of the filter circuit, the output of the filter circuit of the first channel is connected to the first input the mismatch amplifier of the first channel and with the second input of the mismatch amplifier of the second channel, the output of the filter circuit of the second channel is connected to the first input of the mismatch amplifier of the second channel and the second input of the mismatch amplifier of the first channel, and the outputs of the mismatch amplifiers of each channel through the cut-off diode are connected to the second control input of the control unit corresponding channel. 2. Резервированный источник питания постоянного напряжения по п.1, отличающийся тем, что в состав усилителя мощности входит мостовой преобразователь напряжения на транзисторах, первая диагональ мостового преобразователя соединена со входами усилителя мощности, вторая диагональ мостового преобразователя через развязывающий конденсатор соединена с выходами усилителя мощности, а управляющие входы транзисторов мостового преобразователя через драйверы управления соединены с управляющими входами усилителя мощности.2. The redundant DC power supply according to claim 1, characterized in that the power amplifier includes a bridge voltage transistor with transistors, the first diagonal of the bridge converter is connected to the inputs of the power amplifier, the second diagonal of the bridge converter is connected through the decoupling capacitor to the outputs of the power amplifier, and the control inputs of the transistors of the bridge converter through the control drivers are connected to the control inputs of the power amplifier. 3. Резервированный источник питания постоянного напряжения по п.1, отличающийся тем, что в состав узла управления входит задающий генератор, выход которого соединен со входом генератора пилообразного напряжения и входом триггера, выходы которого подключены к первым входам двух селекторов, вторые входы которых соединены с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй вход подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования, входы которого являются управляющими входами узла управления, причем второй вход усилителя сигнала рассогласования через резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, а выходы селекторов являются выходами узла управления.3. The redundant DC power supply according to claim 1, characterized in that the control unit includes a master oscillator, the output of which is connected to the input of the sawtooth voltage generator and the trigger input, the outputs of which are connected to the first inputs of two selectors, the second inputs of which are connected to the output of the comparator, the first input of which is connected to the output of the sawtooth voltage generator, and the second input is connected to the output of the error signal amplifier, the inputs of which are the control inputs of the node board, and the second input of the amplifier of the error signal through a resistor is connected to the output of the reference voltage source, and the outputs of the selectors are outputs of the control unit. 4. Резервированный источник питания постоянного напряжения по п.1, отличающийся тем, что в состав фильтрующей цепи входит резистор и конденсатор, первый вывод резистора является входом фильтрующей цепи, а второй соединен с первым выводом конденсатора, причем выводы конденсатора являются выходами фильтрующей цепи.4. The redundant DC power supply according to claim 1, characterized in that the filter circuit includes a resistor and a capacitor, the first output of the resistor is the input of the filter circuit, and the second is connected to the first output of the capacitor, and the terminals of the capacitor are the outputs of the filter circuit.
RU2003117243/09A 2003-06-09 2003-06-09 Redundant dc power supply RU2251777C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117243/09A RU2251777C2 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Redundant dc power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117243/09A RU2251777C2 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Redundant dc power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003117243A RU2003117243A (en) 2004-12-20
RU2251777C2 true RU2251777C2 (en) 2005-05-10

Family

ID=35747189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003117243/09A RU2251777C2 (en) 2003-06-09 2003-06-09 Redundant dc power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251777C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604662C1 (en) * 2015-07-16 2016-12-10 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" Redundant dc voltage power supply source
RU2663238C1 (en) * 2017-04-21 2018-08-03 Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" Method of the increased reliability modular power supply source construction and modular power supply source

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604662C1 (en) * 2015-07-16 2016-12-10 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" Redundant dc voltage power supply source
RU2663238C1 (en) * 2017-04-21 2018-08-03 Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" Method of the increased reliability modular power supply source construction and modular power supply source

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9729063B2 (en) Voltage adjustment system and method for parallel-stage power converter
EP2984745B1 (en) Voltage droop control in a voltage-regulated switched mode power supply
US6885176B2 (en) PWM control circuit for the post-adjustment of multi-output switching power supplies
US6144194A (en) Polyphase synchronous switching voltage regulators
US7035125B2 (en) Switching power supply and control method for the same
US7295451B2 (en) Switching power supply having dual current feedback
US6262901B1 (en) Adjustable DC-to-DC converter with synchronous rectification and digital current sharing
US10027122B2 (en) High voltage DC power supply for high power radio frequency amplifiers
US20050207180A1 (en) Llc half-bridge converter
JPH0866039A (en) Module type electric power feeder
EP1465329A2 (en) Multi-output DC-DC converter
US9344000B2 (en) Power module varying bias power and distributed power supply apparatus
CN104767261A (en) Cable compensation by zero-crossing compensation current and resistor
US6898091B2 (en) Circuit configuration comprising a control loop
EP1815582B1 (en) Pre-conditioner with low voltage components
US4669039A (en) Circuit arrangement for autoconverters
US7429853B2 (en) Series resonant circuit and voltage stabilizing method thereof
US8503193B2 (en) Open loop DC to DC converters with enable/disable circuits
US4230981A (en) Current supply installation with voltage-controlled current supply devices connected in parallel on the output side
RU2251777C2 (en) Redundant dc power supply
US9871456B2 (en) Voltage conversion device and method of operation
US4422139A (en) Transformer coupled up-down converter
US4607324A (en) Reduced harmonic current rectifier including sequentially switched secondary windings
US20090027923A1 (en) Power supply device and power supply control method
JPH02280640A (en) Control power supply circuit for uninterruptible power supply

Legal Events

Date Code Title Description
MZ4A Patent is void

Effective date: 20110318