RU2398337C1

RU2398337C1 - Uninterrupted power supply source

Info

Publication number: RU2398337C1
Application number: RU2009121200/09A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Беляев (RU); Александр Николаевич Беляев; Владимир Викторович Валиков (RU); Владимир Викторович Валиков; Александр Владимирович Валиков (RU); Александр Владимирович Валиков; Алексей Александрович Губарев (RU); Алексей Александрович Губарев
Original assignee: Александр Николаевич Беляев; Владимир Викторович Валиков; Александр Владимирович Валиков
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-08-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: source of supply is designed to provide for stable uninterrupted supply of important equipment from two or more independent sources, for increased reliability of supply due to redundancy of channels (in case of supply from single source). Source of uninterrupted power supply comprises main and redundant power supply channel, high-frequency transformer with several primary and one secondary winding, inlet circuits corresponding to separate independent supply channels and connected to primary windings of transformer, outlet circuit common for all supply channels and connected to secondary winding of transformer. Control of priority and selection of channels is based on feedback circuits available in source.

EFFECT: possibility to reject external control and monitoring circuits and to simplify device design, to reduce its dimensions and cost.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к источникам питания, которые выполняют функцию обеспечения бесперебойного резервированного питания оборудования от двух или более независимых источников переменного или постоянного тока. Источник питания предназначен для обеспечения питания устройств в аварийных ситуациях при перебоях с подачей электроэнергии (устройства вычислительной техники, системы мониторинга и управления, охранной и пожарной сигнализации, связи) и для питания устройств, критичных к перебоям питания (промышленное автоматическое оборудование, медицинская техника).The invention relates to power supplies that perform the function of providing uninterrupted redundant power to equipment from two or more independent AC or DC sources. The power source is designed to provide power to devices in emergency situations during power outages (computing devices, monitoring and control systems, security and fire alarms, communications) and to power devices critical to power outages (industrial automatic equipment, medical equipment).

При подаче напряжения только на один из нескольких гальванически развязанных входов источник питания может быть использован в качестве обычного нерезервированного источника питания.When supplying voltage to only one of several galvanically isolated inputs, the power source can be used as a conventional non-redundant power source.

Известен бесперебойный источник питания [1], содержащий трансформатор с двумя первичными обмотками, к каждой из которых подключены цепи, соответствующие отдельным независимым каналам питания, включающие силовой ключ с драйвером и диод, ограничивающий обратный ток. К вторичной обмотке трансформатора подключена общая для обоих каналов питания выходная цепь, соответствующая прямоходовой (forward) топологии. Оба силовых ключа через гальваническую развязку подключены к выходу ШИМ-контроллера, который обеспечивает их синхронное переключение в соответствии с сигналом обратной связи, формируемым усилителем напряжения ошибки на выходе источника питания. Аналогичные по указанным признакам технические решения приведены также в [2, 3].Known uninterruptible power supply [1], containing a transformer with two primary windings, each of which is connected to a circuit corresponding to separate independent power channels, including a power switch with a driver and a diode that limits the reverse current. An output circuit common to both supply channels is connected to the secondary winding of the transformer, and corresponds to forward forward topology. Both power switches are connected through galvanic isolation to the output of the PWM controller, which ensures their synchronous switching in accordance with the feedback signal generated by the error voltage amplifier at the output of the power source. Similar technical solutions for the indicated features are also given in [2, 3].

Недостатком описанного источника питания являются отсутствие возможности независимого управления приоритетом каналов. В данном источнике питания селекция каналов осуществляется по уровню входного напряжения. Мощность будет всегда потребляться с того канала, уровень напряжения на входе которого, пересчитанный через коэффициент трансформации между первичными обмотками, будет больше, чем уровень напряжения соседнего канала. Единственная возможность установить один канал питания в качестве приоритетного (основного), а второй в качестве дополнительного (резервного) - это задать определенный коэффициент трансформации между первичными обмотками, чтобы во всем диапазоне рабочих значений трансформированное напряжение основного канала превышало напряжение резервного. Однако чем шире диапазон рабочих напряжений каждого канала, тем сильнее приходится "уводить" коэффициент трансформации между первичными обмотками от оптимального значения, диктуемого требованиями к соотношению числа витков между первичными и вторичной обмоткой. Таким образом, невозможно установить приоритет независимо, не влияя на другие параметры качества источника питания.The disadvantage of the described power source is the lack of independent channel priority control. In this power supply, the selection of channels is carried out according to the input voltage level. Power will always be consumed from that channel, the voltage level at the input of which, calculated through the transformation coefficient between the primary windings, will be greater than the voltage level of the adjacent channel. The only way to set one power channel as a priority (primary), and the second as an additional (backup) one is to set a certain transformation ratio between the primary windings so that the transformed voltage of the main channel exceeds the backup voltage in the entire range of operating values. However, the wider the range of operating voltages of each channel, the more it is necessary to “divert” the transformation coefficient between the primary windings from the optimal value dictated by the requirements for the ratio of the number of turns between the primary and secondary windings. Thus, it is not possible to establish priority independently without affecting other quality parameters of the power source.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является бесперебойный источник питания [4], содержащий трансформатор с двумя первичными обмотками, к каждой из которых подключены цепи, соответствующие отдельным независимым каналам питания, включающие силовой ключ, блок управления, и диод, ограничивающий обратный ток. К вторичной обмотке трансформатора подключена общая для обоих каналов питания выходная цепь, соответствующая обратноходовой (flyback) топологии. Блок управления (контроллер) каждого канала управляет работой силовых ключей в соответствии с сигналом обратной связи, формируемым в выходной цепи усилителем напряжения ошибки. В отдельный момент времени работает только один из контроллеров, соответствующий текущему активному каналу, а второй контроллер блокируется. Переключением каналов управляет детектор входного напряжения, подключенный к входу канала, выбранного приоритетным (основным). При наличии напряжения в основном канале питания детектор через цепь гальванической развязки блокирует работу контроллера резервного канала и разрешает работу контроллера основного канала. При пропадании напряжения (снижении его ниже определенного порога) происходит обратное переключение. В данном техническом решении, по сравнению с ранее приведенным аналогом, проблема управления приоритетом решена путем введения дополнительных цепей контроля и управления. Аналогичные описанному по указанным признакам технические решения приведены также в [5-7].The closest in technical essence to the proposed one is an uninterrupted power supply [4], containing a transformer with two primary windings, each of which is connected to a circuit corresponding to separate independent power channels, including a power switch, a control unit, and a diode that limits reverse current. An output circuit common to both supply channels is connected to the secondary winding of the transformer, corresponding to a flyback topology. The control unit (controller) of each channel controls the operation of the power switches in accordance with the feedback signal generated by the error voltage amplifier in the output circuit. At a particular point in time, only one of the controllers corresponding to the current active channel is working, and the second controller is blocked. Channel switching is controlled by an input voltage detector connected to the input of the channel selected as priority (main). If there is voltage in the main supply channel, the detector through the galvanic isolation circuit blocks the backup channel controller and allows the main channel controller to operate. In the event of a power failure (lowering it below a certain threshold), reverse switching occurs. In this technical solution, in comparison with the previous analogue, the priority management problem is solved by introducing additional control and management circuits. Technical solutions similar to those described by the indicated features are also given in [5-7].

Недостаток приведенного источника питания заключается в том, что введение дополнительных цепей контроля и управления увеличивает сложность и стоимость источника питания, требует наличия дополнительной, гальванически развязанной, линии связи между входными каналами. Другой недостаток связан с тем, что осуществление селекции каналов по уровню входного напряжения не позволяет полностью использовать резервы мощности каналов источника питания. Уровень напряжения, при котором происходит переключение, выбирается таким, чтобы при снижении входного напряжения до порогового значения источник питания все еще был в состоянии выдать номинальную мощность в нагрузку. Это приводит, например, к преждевременному переключению на канал батарейного питания, в то время как данный уровень сетевого напряжения вполне может поддерживать запрашиваемую, небольшую по величине, мощность в нагрузке.The disadvantage of this power source is that the introduction of additional control and control circuits increases the complexity and cost of the power source, requires an additional, galvanically isolated, communication line between the input channels. Another disadvantage is that the selection of channels according to the input voltage level does not allow the full use of the power reserves of the power supply channels. The voltage level at which the switching occurs is selected so that when the input voltage drops to a threshold value, the power source is still able to deliver the rated power to the load. This leads, for example, to premature switching to the battery supply channel, while this level of mains voltage may well support the requested, small in magnitude, power in the load.

При создании настоящего изобретения стояла задача снижения сложности схемной реализации, и, как следствие, снижения стоимости и габаритов, бесперебойного источника питания с автоматической селекцией каналов и возможностью независимой установки приоритета каналов.When creating the present invention, the task was to reduce the complexity of the circuit implementation, and, as a consequence, reduce the cost and dimensions, uninterrupted power supply with automatic channel selection and the ability to independently set the priority of the channels.

Данная задача решается за счет того, что в источнике бесперебойного питания, содержащем основной и резервный канал питания, каждый из которых состоит из силового ключа, блока управления, подключенного к силовому ключу, и диода, ограничивающего обратный ток ключа, и высокочастотный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной электрически изолированными обмотками, причем к первой первичной обмотке последовательно подключены силовой ключ и диод основного канала питания, а ко второй соответственно - силовой ключ и диод резервного канала питания, общий для обоих каналов питания выходной низковольтный блок, выполненный по прямоходовой топологии и подключенный к вторичной обмотке высокочастотного трансформатора, блок обратной связи, состоящий из усилителя напряжения ошибки, обеспечивающего сравнение выходного напряжения источника питания с опорным напряжением и вырабатывающего сигнал обратной связи, вход которого подключен к выходу выходного низковольтного блока, первого и второго элементов гальванической развязки сигнала обратной связи соответственно основного и резервного канала питания, входы которых соединены с выходом усилителя напряжения ошибки, а выходы подключены к входам сигнала обратной связи блоков управления основного и резервного каналов питания соответственно, между выходом усилителя напряжения ошибки и входом второго элемента гальванической развязки дополнительно введена цепь смещения уровня постоянной составляющей сигнала обратной связи для канала резервного питания.This problem is solved due to the fact that in an uninterruptible power supply containing a main and backup power channel, each of which consists of a power switch, a control unit connected to the power switch, and a diode limiting the reverse current of the switch, and a high-frequency transformer with two primary and one secondary electrically isolated windings, with the power switch and the diode of the main power channel connected in series to the first primary winding, and the power switch and the backup diode respectively power supply, common for both power supply channels, the output low-voltage block made according to the straight-through topology and connected to the secondary winding of a high-frequency transformer, a feedback block, consisting of an error voltage amplifier, which compares the output voltage of the power source with the reference voltage and generates a feedback signal, input which is connected to the output of the output low-voltage block, the first and second elements of the galvanic isolation of the feedback signal, respectively, basically o and the backup power channel, the inputs of which are connected to the output of the error voltage amplifier, and the outputs are connected to the feedback signal inputs of the control units of the main and backup power channels, respectively, between the output of the error voltage amplifier and the input of the second galvanic isolation element, an additional DC bias circuit is introduced feedback signal for the backup power channel.

Именно за счет введения указанной цепи смещения и ее связей с другими узлами устройства предлагаемое техническое решение позволяет реализовать селекцию и управление приоритетом каналов, используя уже существующие в источнике питания цепи обратной связи, и отказаться от дополнительных цепей контроля и управления, как это реализовано в прототипе. Действительно, функциональное назначение дополнительно введенных элементов состоит в том, чтобы анализировать возможность приоритетного канала обеспечивать питание нагрузки (по уровню входного напряжения) и соответственно переключать каналы питания, блокируя блок управления (контроллер) не используемого в данный момент времени канала. Аналогичными возможностями контроля и управления обладают и цепи обратной связи. По цепи обратной связи также можно заблокировать схему управления любого канала, а о нехватке мощности для питания нагрузки можно судить по сигналу рассогласования с выхода усилителя напряжения ошибки. Необходимо добавить лишь цепи, задающие логику работы, что и предложено в настоящем изобретении. Преимущество изобретения в простоте реализации. Таким образом, достигается значительное упрощение схемы источника бесперебойного питания и снижение его стоимости и габаритов.It is due to the introduction of the indicated bias circuit and its connections with other nodes of the device that the proposed technical solution allows the selection and control of the priority of the channels using the feedback circuits already existing in the power supply, and abandoning additional control and control circuits, as implemented in the prototype. Indeed, the functional purpose of the additionally introduced elements is to analyze the ability of the priority channel to provide power to the load (according to the input voltage level) and accordingly switch the power channels, blocking the control unit (controller) of the channel that is not currently being used. Similar control and management capabilities are provided by feedback circuits. The feedback circuit can also block the control circuit of any channel, and the lack of power to power the load can be judged by the error signal from the output of the error voltage amplifier. It is necessary to add only chains that define the logic of operation, which is proposed in the present invention. The advantage of the invention is ease of implementation. Thus, a significant simplification of the uninterruptible power supply circuit and a decrease in its cost and dimensions are achieved.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого источника бесперебойного питания, на фиг.2 приведена диаграмма, поясняющая работу предлагаемого устройства и характеризующая зависимость сигнала обратной связи каждого канала от напряжения на выходе усилителя напряжения ошибки, на фиг.3 приведен пример реализации принципиальной схемы блока обратной связи.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a structural diagram of a proposed uninterruptible power supply, Fig. 2 is a diagram explaining the operation of the proposed device and characterizing the dependence of the feedback signal of each channel on the voltage at the output of an error voltage amplifier, Fig. 3 is an example implementation of the circuit diagram of the feedback block.

Предлагаемый источник бесперебойного питания, представленный на фиг.1, содержит высокочастотный трансформатор 1 с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, обеспечивающий передачу энергии и гальваническую развязку между цепями, подключенными к обмоткам. К первичным обмоткам трансформатора 1 подключены цепи независимых каналов питания 2 и 3, полностью электрически изолированные от выходного блока 4 и между собой. На входные клеммы 5 и 6 каналов питания 2 и 3 подается постоянное напряжение от источника постоянного напряжения (например, аккумулятора) либо переменное сетевое напряжение, предварительно выпрямленное и отфильтрованное. Входное напряжение может подаваться как от отдельных источников, так и от одного, что не меняет сущности изобретения. В последнем случае входные клеммы 5 и 6 соединяются параллельно, и тем самым достигается резервирование узлов источника бесперебойного питания. Цепи канала питания 2 состоит из силового ключа 7 и диода 8, ограничивающего обратный ток в источник напряжения, подключаемый к клеммам 5. Силовой ключ 7 соединен с блоком управления 9, соединенным с блоком обратной связи 10. Канал питания 3 состоит из силового ключа 11, диода 12 и блока управления 13, аналогичных по функциям соответствующим элементам канала питания 2. К выходной обмотке высокочастотного трансформатора 1 подключен общий для обоих каналов питания 2, 3 выходной блок 4, выполненный по прямоходовой (forward) топологии и состоящий из дросселя 14 и выходного конденсатора 15, аккумулирующих энергию для питания нагрузки, а также коммутирующих диодов 16 и 17. Сигнал обратной связи для блоков управления 9, 13 обоих каналов вырабатывает блок обратной связи 10, вход которого подключен к выходным клеммам источника бесперебойного питания 18. Блок обратной связи 10 состоит из усилителя напряжения ошибки 19, обеспечивающего сравнение выходного напряжения источника питания с опорным напряжением и вырабатывающего усиленный сигнал рассогласования, элементов гальванической развязки 20 и 21, цепи смещения уровня постоянной составляющей сигнала рассогласования 22.The proposed uninterruptible power supply, shown in figure 1, contains a high-frequency transformer 1 with two primary windings and one secondary winding, which provides energy transfer and galvanic isolation between circuits connected to the windings. The primary windings of the transformer 1 are connected to a circuit of independent power channels 2 and 3, completely electrically isolated from the output unit 4 and between each other. At the input terminals 5 and 6 of the power channels 2 and 3, a constant voltage is supplied from a constant voltage source (for example, a battery) or an alternating mains voltage, previously rectified and filtered. Input voltage can be supplied either from individual sources or from one, which does not change the essence of the invention. In the latter case, the input terminals 5 and 6 are connected in parallel, and thereby the redundancy of the uninterruptible power supply units is achieved. The circuit of the power channel 2 consists of a power switch 7 and a diode 8, limiting the reverse current to a voltage source connected to the terminals 5. The power switch 7 is connected to a control unit 9 connected to the feedback unit 10. The power channel 3 consists of a power switch 11, diode 12 and control unit 13, similar in function to the corresponding elements of the power channel 2. An output unit 4 common to both power channels 2, 3 is connected to the output winding of the high-frequency transformer 1, made according to forward (top) topology and consisting of inductor 1 4 and the output capacitor 15, which store energy for supplying the load, as well as switching diodes 16 and 17. The feedback signal for the control units 9, 13 of both channels is generated by the feedback unit 10, the input of which is connected to the output terminals of the uninterruptible power supply 18. The feedback unit Communication 10 consists of an error voltage amplifier 19, which compares the output voltage of the power source with the reference voltage and generates an amplified error signal, galvanic isolation elements 20 and 21, the bias circuit the level of the constant component of the error signal 22.

Источник бесперебойного питания работает следующим образом. В момент подачи напряжения на входные клеммы каналов питания 2 и 3, на блоки управления 9 и 13 поступают сигналы обратной связи, свидетельствующие о низком напряжении на выходе источника питания. Зависимость уровня сигнала обратной связи каждого канала 2, 3 от уровня напряжения рассогласования на выходе усилителя ошибки 19 приведена на фиг.2. За счет использования цепи смещения 22 сигнал обратной связи для резервного канала (см. фиг.2) смещен по уровню постоянной составляющей относительно аналогичного сигнала для основного канала на величину К. В зависимости от величины сигнала обратной связи блоки управления 9 и 13 обоих каналов могут работать в трех режимах: «выключено», «линейное регулирование», «максимальная мощность». Границы между режимами на диаграмме (фиг.2) обозначены пунктирными линиями. В момент старта напряжение на выходе источника питания ниже номинального (Upac.≤0) и блоки управления 9 и 13 переключаются в режим максимальной мощности. Ключи 7 и 11 обоих каналов начинают асинхронно включаться с максимальной длительностью рабочего цикла. Идет накачка энергии в выходной конденсатор 15 и дроссель 14. Энергия поступает с того канала, ключ которого в данный момент открыт. Если ключи 7 и 11 открыты одновременно, энергия поступает с того канала, напряжение на входе которого, пересчитанное через коэффициент трансформации между первичными обмотками трансформатора 1, больше напряжения на входе другого канала. От перегрузки ключей 7, 11 по току и насыщения трансформатора 1 защищают встроенные в блоки управления 9 и 13 цепи контроля тока, отключающие соответствующий ключ по достижении током порогового значения. По достижении напряжением на выходе источника питания номинального значения начинает расти уровень напряжения рассогласования на выходе усилителя 19 напряжения ошибки (Upac.>0). С ростом напряжения рассогласования блок управления 13 резервного канала 3 переключается в режим линейного регулирования, уменьшая длительность рабочего цикла и снижая процент мощности, поступающей с резервного канала 3. Однако блок управления 9 основного канала 2 продолжает работать в режиме максимальной мощности, и напряжение рассогласования продолжает увеличиваться, вплоть до полной блокировки блока управления 13 резервного канала 3. Далее, блок управления 9 основного канала 2 переходит в режим линейного регулирования, и напряжение рассогласования (соответственно и напряжение на выходе источника питания) устанавливается в стационарное значение в зависимости от потребляемой мощности. Источник бесперебойного питания в данный момент работает от основного канала питания 2, а резервный канал питания 3 выключен. Если основной канал питания 2 не может обеспечивать требуемую мощность в нагрузке (пропало или снизилось ниже критического уровня входное напряжение), напряжение на выходе источника бесперебойного питания, а соответственно и напряжение рассогласования начинает снижаться. По сигналу обратной связи, поступающему с выхода блока обратной связи 10, происходит автоматический запуск блока управления 13 резервного канала питания 3. Оба ключа 7, 11 будут работать в асинхронном режиме, как и в момент запуска источника питания. Резервный канал питания 3 подпитывает энергией нагрузку до тех пор, пока не восстановится работоспособность основного канала питания 2. Как только резерв мощности основного канала питания 2 становится достаточным для питания нагрузки, напряжение рассогласования увеличивается, и резервный канал 3 выключается. Скорость переключения каналов 2, 3 ограничена только постоянной времени цепей обратной связи, что обеспечивает бесперебойную подачу напряжения питания в нагрузку. Точность поддержания выходного напряжения при переключении каналов ограничена коэффициентом усиления усилителя напряжения ошибки 19. На практике отклонение выходного напряжения составляет менее 1%.Uninterruptible power supply operates as follows. At the time of supplying voltage to the input terminals of the power channels 2 and 3, feedback signals are sent to the control units 9 and 13, indicating a low voltage at the output of the power source. The dependence of the feedback signal level of each channel 2, 3 on the level of the mismatch voltage at the output of error amplifier 19 is shown in FIG. 2. Due to the use of bias circuit 22, the feedback signal for the backup channel (see Fig. 2) is biased by the value of K relative to the same signal for the main channel as K. The control units 9 and 13 of both channels can work depending on the size of the feedback signal in three modes: “off”, “linear regulation”, “maximum power”. The boundaries between the modes in the diagram (figure 2) are indicated by dashed lines. At the time of start, the voltage at the output of the power source is below the nominal (Upac.≤0) and the control units 9 and 13 are switched to the maximum power mode. Keys 7 and 11 of both channels begin to turn on asynchronously with the maximum duration of the duty cycle. There is a pumping of energy into the output capacitor 15 and the inductor 14. Energy comes from the channel whose key is currently open. If the keys 7 and 11 are open at the same time, the energy comes from that channel, the input voltage of which, calculated through the transformation coefficient between the primary windings of the transformer 1, is greater than the voltage at the input of another channel. From overloading the keys 7, 11 by current and saturation of the transformer 1, protect the current control circuits integrated in the control units 9 and 13, which disconnect the corresponding key when the threshold value is reached by the current. When the voltage at the output of the power supply reaches the nominal value, the level of the mismatch voltage at the output of the amplifier 19 of the error voltage starts to increase (Upac.> 0). With an increase in the mismatch voltage, the control unit 13 of the backup channel 3 switches to linear control mode, decreasing the duration of the duty cycle and reducing the percentage of power supplied from the backup channel 3. However, the control unit 9 of the main channel 2 continues to operate in maximum power mode, and the mismatch voltage continues to increase , until the control unit 13 of the backup channel 3 is completely blocked. Next, the control unit 9 of the main channel 2 goes into linear control mode, and the voltage is oglasovaniya (respectively, and the voltage at the output of the power source) is set at the stationary value depending on the power consumption. The uninterruptible power supply is currently powered by the main power channel 2, and the redundant power channel 3 is turned off. If the main supply channel 2 cannot provide the required power in the load (the input voltage has disappeared or has dropped below a critical level), the voltage at the output of the uninterruptible power supply, and accordingly the mismatch voltage, begins to decrease. The feedback signal from the output of the feedback unit 10 automatically starts the control unit 13 of the backup power channel 3. Both keys 7, 11 will work in asynchronous mode, as at the time of starting the power source. The backup power supply channel 3 energizes the load until the main power supply channel 2 is restored. As soon as the power reserve of the main power supply channel 2 becomes sufficient to supply the load, the mismatch voltage increases and the backup channel 3 turns off. The switching speed of channels 2, 3 is limited only by the time constant of the feedback circuits, which ensures uninterrupted supply of the supply voltage to the load. The accuracy of maintaining the output voltage when switching channels is limited by the gain of the error voltage amplifier 19. In practice, the output voltage deviation is less than 1%.

Один из вариантов реализации предлагаемого устройства приведен на фиг.3. Усилитель напряжения ошибки 19, состоящий из управляемого стабилитрона 23 и делителя напряжения на резисторах 24 и 25, задает напряжение на выходе источника питания. Сигнал обратной связи на входы блоков управления 9 и 13 каналов питания 2, 3 поступает через элементы гальванической развязки, выполненные на оптронах 20 и 21. Резисторы 26 и 27 преобразуют напряжение рассогласования на выходе усилителя напряжения ошибки 19 в токовый сигнал, т.к. оптроны 20 и 21 управляются током. Смещение уровня постоянной составляющей сигнала рассогласования для канала резервного питания 3 осуществляется с помощью резистора 28, который задает дополнительный ток через оптрон 20.One of the embodiments of the proposed device is shown in figure 3. The error voltage amplifier 19, consisting of a controlled zener diode 23 and a voltage divider on resistors 24 and 25, sets the voltage at the output of the power source. The feedback signal to the inputs of the control units 9 and 13 of the supply channels 2, 3 is supplied through galvanic isolation elements made on optocouplers 20 and 21. Resistors 26 and 27 convert the error voltage at the output of the error voltage amplifier 19 to a current signal, because the optocouplers 20 and 21 are current controlled. The offset level of the DC component of the error signal for the backup power channel 3 is carried out using a resistor 28, which sets the additional current through the optocoupler 20.

Предложенное устройство можно модифицировать для случая наличия двух и более резервных каналов питания. При этом для каждого канала резервного питания вводится своя цепь смещения уровня постоянной составляющей сигнала обратной связи. Приоритет каналов определяется величиной смещения. Чем больше величина смещения, тем ниже приоритет канала. Сущность изобретения в данном случае не меняется.The proposed device can be modified for the case of two or more redundant power channels. At the same time, for each backup power channel, its own bias circuit of the DC component level of the feedback signal is introduced. The priority of the channels is determined by the magnitude of the offset. The larger the offset, the lower the priority of the channel. The invention in this case does not change.

Возможны и другие модификации предложенного устройства, не влияющие на сущность изобретения. Например, в предлагаемом устройстве на выходе бесперебойного источника питания формируется только одно выходное напряжение. Добавив дополнительные вторичные обмотки в высокочастотный трансформатор и дополнительные выходные цепи, можно получить целый ряд гальванически изолированных выходных напряжений. Другим вариантом исполнения является предлагаемое устройство, имеющее съемные цепи каналов питания в виде отдельных модулей, подключаемых к первичным обмоткам высокочастотного трансформатора, за счет чего достигается возможность быстрой замены (в том числе и "горячей") вышедших из строя входных цепей. Все это дает неоспоримые преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.There are other modifications of the proposed device that do not affect the essence of the invention. For example, in the proposed device, at the output of an uninterruptible power supply, only one output voltage is generated. By adding additional secondary windings to the high-frequency transformer and additional output circuits, a number of galvanically isolated output voltages can be obtained. Another embodiment is the proposed device, which has removable power supply circuits in the form of separate modules connected to the primary windings of a high-frequency transformer, due to which it is possible to quickly replace (including "hot") failed input circuits. All this gives the undeniable advantages of the proposed device compared to the prototype.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент США №6212081, кл. МПК Н02М 3/335, 03.04.2001.1. US Patent No. 6212081, cl. IPC Н02М 3/335, 04/03/2001.

2. Патент США №6912123, кл. МПК G05F 1/10, 10.03.2005.2. US patent No. 6912123, CL. IPC G05F 1/10, 03/10/2005.

3. Патент США №4745299, кл. МПК H02J 9/00, 17.05.1988.3. US patent No. 4745299, CL. IPC H02J 9/00, 05.17.1988.

4. Патент США №6504270, кл. МПК Н01H 9/54, 07.01.2003.4. US Patent No. 6504270, cl. IPC Н01H 9/54, 01/07/2003.

5. Патент США №7187563, кл. МПК Н02М 3/335, 06.03.2007.5. US Patent No. 7187563, cl. IPC Н02М 3/335, March 6, 2007.

6. Патент США №6650028, кл. МПК H02J 1/00, 18.11.2003.6. US Patent No. 6650028, cl. IPC H02J 1/00, 11/18/2003.

7. Патент ЕР №706256, кл. МПК Н02М 3/28, приоритет Германии, 10.04.1996.7. EP patent No. 706256, cl. IPC Н02М 3/28, priority of Germany, 04/10/1996.

Claims

1. An uninterruptible power supply comprising a primary and backup power supply channel, each of which consists of a power switch, a control unit connected to the power switch, and a diode that limits the reverse current of the switch, and a high-frequency transformer with two primary and one secondary electrically isolated windings, moreover, the power switch and the diode of the main power channel are connected in series to the first primary winding, and the power switch and the diode of the backup power channel common to both pit channels are connected to the second, respectively an output low-voltage block made according to the forward-flow topology and connected to the secondary winding of a high-frequency transformer, a feedback block, consisting of an error voltage amplifier, which compares the output voltage of the power source with the reference voltage and generates a feedback signal, the input of which is connected to the output of the output low-voltage block , the first and second elements of the galvanic isolation of the feedback signal, respectively, of the main and backup power channel, the inputs of which ryh are connected to the output of the error voltage amplifier, and the outputs are connected to the feedback signal inputs of the control units of the main and backup power channels, respectively, characterized in that between the output of the error voltage amplifier and the input of the second galvanic isolation element, an additional bias circuit for the level of the constant component of the feedback signal for the backup power channel.

2. The uninterruptible power supply according to claim 1, characterized in that it contains more than one backup power channel connected to individual primary windings of a high-frequency transformer.

3. The uninterruptible power supply according to claim 1, characterized in that it contains additional output low-voltage blocks connected to separate secondary windings of a high-frequency transformer, in order to generate several output voltages.

4. The uninterruptible power supply according to claim 1, characterized in that it has removable circuits of power channels in the form of separate modules connected to the primary windings of a high-frequency transformer, due to which it is possible to quickly replace (including "hot") building input circuits.