RU2746556C1 - Redundant system power supplies optoelectronic relay - Google Patents

Redundant system power supplies optoelectronic relay Download PDF

Info

Publication number
RU2746556C1
RU2746556C1 RU2020114818A RU2020114818A RU2746556C1 RU 2746556 C1 RU2746556 C1 RU 2746556C1 RU 2020114818 A RU2020114818 A RU 2020114818A RU 2020114818 A RU2020114818 A RU 2020114818A RU 2746556 C1 RU2746556 C1 RU 2746556C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optocoupler
input
bus
switching
output
Prior art date
Application number
RU2020114818A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Цыбин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт командных приборов"
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 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт командных приборов" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт командных приборов"
Priority to RU2020114818A priority Critical patent/RU2746556C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2746556C1 publication Critical patent/RU2746556C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/05—Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08142—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
    • H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for dc voltages or currents
    • H03K17/732—Measures for enabling turn-off
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

FIELD: electronic equipment.
SUBSTANCE: invention relates to electronic engineering and can be used in circuits where voltage switching to load is required with galvanic decoupling of common primary power supply from two output buses of device of each reserve in off state. Each reservation of reservation object contains optoelectronic power relay, in which in each voltage switching circuit power circuits of two optocouplers are series-connected. Initial current of the optocouplers' LEDs is provided by a signal for switching on the optoelectronic power relay and, at its end, by a current determined by the current former connected to the output of the optoelectronic power relay. Optoelectronic relay is switched off by shunting current of optocouplers by a pulsed signal with the help of an electronic switch. Reliability of deactivation of any reserve (channel) of the optoelectronic relay at any failure in any one of its redundancy is provided by duplicated circuits on two switching buses. Reliability of voltage supply of at least one reserve of load system in case of any failure in any one reserve is ensured by supplying, in accordance with diagnostic features of the system, a signal of switching on of any serviceable reserve.
EFFECT: technical result consists in improvement of reliability and life of optoelectronic power relay.
1 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Оптоэлектронное реле питания резервированных систем относится к области электронной техники и может быть использовано в схемах, где требуется коммутация напряжения на нагрузку с гальванической развязкой общего первичного источника питания от двух выходных шин устройства каждого резерва в выключенном состоянии. Например, устройство может быть использовано в резервированных системах управления космическими аппаратами, где требуется обеспечение функционирования хотя бы одного резерва системы с холодным резервированием при допустимости отказа любого одного элемента в тракте какого-либо резерва.An optoelectronic power relay for redundant systems belongs to the field of electronic engineering and can be used in circuits where voltage switching to a load is required with galvanic isolation of a common primary power source from two output buses of each reserve device in the off state. For example, the device can be used in redundant control systems for spacecraft, where it is required to ensure the functioning of at least one reserve of the system with cold redundancy with the admissibility of failure of any one element in the path of any reserve.

Уровень техникиState of the art

Известен коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току [1]. В рамках рассмотрения его части согласно цели предлагаемого технического решения в качестве аналога коммутатор напряжения содержит вход включения коммутатора напряжения, вход выключения коммутатора напряжения, триггер, электронный ключ, блок нагрузки, две шины напряжения питания.Known voltage switch with overcurrent protection [1]. Within the framework of considering its part, according to the purpose of the proposed technical solution, as an analogue, the voltage switch contains an input to turn on the voltage switch, an input to turn off the voltage switch, a trigger, an electronic key, a load unit, and two supply voltage buses.

Коммутатор напряжения обеспечивает подключение блока нагрузки по импульсным сигналам на входах включения и выключения коммутатора напряжения. Недостаток коммутатора напряжения состоит в том, что он не обеспечивает полную гальваническую развязку блока нагрузки от шин напряжения питания при поступлении импульсного сигнала на вход выключения коммутатора напряжения. Другим недостатком этого коммутатора является низкая надежность вследствие потери работоспособности при отказе любого элемента коммутатора напряжения.The voltage switch provides connection of the load unit by pulse signals at the switch-on and switch-off inputs of the voltage switch. The disadvantage of the voltage switch is that it does not provide complete galvanic isolation of the load unit from the supply voltage buses when a pulse signal arrives at the switch-off input of the voltage switch. Another disadvantage of this switch is low reliability due to loss of performance in the event of failure of any element of the voltage switch.

Известен электронный коммутатор напряжения [2]. В рамках рассмотрения его части согласно цели предлагаемого технического решения в качестве аналога коммутатор напряжения содержит первую и вторую шины управления, первый и второй ключи (интеллектуальные свойства ключей аналога не использованы согласно цели предлагаемого технического решения), блок нагрузки, две шины питания.Known electronic voltage switch [2]. As part of the consideration of its part, according to the purpose of the proposed technical solution, as an analogue, the voltage switch contains the first and second control buses, the first and second keys (the intellectual properties of the analog keys are not used according to the purpose of the proposed technical solution), a load unit, and two power buses.

Коммутатор обеспечивает подключение блока нагрузки к двум шинам источника питания при подаче сигнала (высокий уровень) на шины управления коммутатора напряжения. Коммутатор обеспечивает гальваническую развязку нагрузки от двух шин источника питания при отсутствии сигнала (низкий уровень) на шинах управления коммутатора напряжения. Недостатком его является потенциальное управление, которое существенно усложняет практическую реализацию гальванической развязки цепей управления от шин питания. Другим недостатком этого коммутатора является большая величина начального тока стока КМОП транзистора (ключа). Например, эта величина составляет 20…500 мкА для транзистора 2П7235. Третьим недостатком этого коммутатора является низкая надежность вследствие отказа ключа коммутатора напряжения. Например, при коротком замыкании ключа невозможна полная гальваническая развязка блока нагрузки от шин питания при отключении устройства. Другой недостаток заключается в низкой надежности вследствие отсутствия дублированных цепей. Например, при исполнении ключа с ТТЛ логикой на входе в случае обрыва в линии передачи сигнала с низким уровнем с шины управления коммутатора напряжения может привести к функционированию ключа при ложном сигнале высокого уровня (при отключенном входе ТТЛ логических элементов выходной сигнал ТТЛ элемента соответствует уровню высокого потенциала на его входе).The switch provides connection of the load unit to the two buses of the power supply when a signal (high level) is applied to the control buses of the voltage switch. The switch provides galvanic isolation of the load from the two buses of the power supply in the absence of a signal (low level) on the control buses of the voltage switch. Its disadvantage is the potential control, which significantly complicates the practical implementation of the galvanic isolation of control circuits from the supply rails. Another disadvantage of this switch is the large initial drain current of the CMOS transistor (switch). For example, this value is 20 ... 500 μA for the 2P7235 transistor. The third disadvantage of this switch is low reliability due to the failure of the voltage switch key. For example, if the key is short-circuited, it is impossible to completely galvanically isolate the load unit from the power rails when the device is turned off. Another disadvantage is low reliability due to the lack of redundant circuits. For example, when executing a key with TTL logic at the input, in the event of a break in the signal transmission line with a low level from the control bus of the voltage switch, it can lead to the operation of the key with a false high-level signal (when the TTL input of logic elements is disabled, the output signal of the TTL element corresponds to the high potential level at its entrance).

ПрототипPrototype

Известно комбинированное электронное реле питания резервированных систем [3], которое наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройству и выбрано в качестве прототипа. Комбинированное электронное реле питания резервированных систем представляет собой, два канала (резерва). Каждый канал коммутации питания резервированных устройств содержит последовательно соединенные первую входную шину, цепь коммутации первого оптрона, цепь коммутации второго оптрона, первую выходную шину. Вторая входная шина последовательно соединена с цепью коммутации третьего оптрона, цепью коммутации четвертого оптрона, второй выходной шиной. Аноды и катоды светодиодов каждого оптрона соединены со входами схемы соединения оптронов, первый токовый вход которой соединен с первым выходом формирователя тока, второй токовый вход схемы соединения оптронов соединен со вторым выходом формирователя тока. Токовый выход схемы соединения оптронов соединен с общим выводом формирователя тока. Первая и вторая входные шины формирователя тока соединены соответственно с первой и второй выходными шинами резервированного электромеханического устройства с двумя слаботочными реле поляризованного типа. Нормально разомкнутые контакты одной группы одного реле поляризованного типа являются первой выходной шиной резервированного электромеханического устройства. Нормально разомкнутые контакты другой группы этого реле являются второй выходной шиной резервированного электромеханического устройства. Общий контакт одной группы другого реле поляризованного типа является первой входной шиной слаботочной коммутации и соединен с первой входной шиной комбинированного электронного реле питания резервированных систем. Общий контакт другой группы этого реле поляризованного типа является второй входной шиной слаботочной коммутации и соединен со второй входной шиной комбинированного электронного реле питания резервированных систем. Шина включения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена с входом включения резервированного электромеханического устройства. Первая шина выключения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена с первым входом выключения резервированного электромеханического устройства. Вторая шина выключения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена со вторым входом выключения резервированного электромеханического устройства. Первая общая шина сигналов включения и выключения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена с первым общим входом резервированного электромеханического устройства. Вторая общая шина сигналов включения и выключения комбинированного электронного реле питания резервированных систем соединена со вторым общим входом резервированного электромеханического устройства.Known combined electronic power relay for redundant systems [3], which is the closest in technical essence to the proposed device and is selected as a prototype. The combined electronic relay for the power supply of redundant systems consists of two channels (redundancy). Each channel for switching the power supply of the redundant devices contains the first input bus, the switching circuit of the first optocoupler, the switching circuit of the second optocoupler, the first output bus connected in series. The second input bus is connected in series with the switching circuit of the third optocoupler, the switching circuit of the fourth optocoupler, and the second output bus. Anodes and cathodes of LEDs of each optocoupler are connected to the inputs of the optocoupler connection circuit, the first current input of which is connected to the first output of the current driver, the second current input of the optocoupler connection circuit is connected to the second output of the current driver. The current output of the optocoupler connection circuit is connected to the common terminal of the current driver. The first and second input lines of the current driver are connected, respectively, with the first and second output lines of a redundant electromechanical device with two low-current polarized relays. Normally open contacts of one group of one polarized type relay are the first output bus of the redundant electromechanical device. Normally open contacts of another group of this relay are the second output bus of the redundant electromechanical device. The common contact of one group of another polarized type relay is the first input bus of low-current switching and is connected to the first input bus of the combined electronic power relay for redundant systems. The common contact of the other group of this polarized type relay is the second input bus of low-current switching and is connected to the second input bus of the combined electronic power relay for redundant systems. The bus for switching on the combined electronic relay of power supply of redundant systems is connected to the input for switching on the redundant electromechanical device. The first shutdown bus of the combined electronic power relay for redundant systems is connected to the first shutdown input of the redundant electromechanical device. The second shutdown bus of the combined electronic power relay for redundant systems is connected to the second shutdown input of the redundant electromechanical device. The first common bus of signals for switching on and off the combined electronic relay of power supply of redundant systems is connected to the first common input of the redundant electromechanical device. The second common bus of signals for switching on and off the combined electronic relay of power supply of redundant systems is connected to the second common input of the redundant electromechanical device.

Комбинированное электронное реле питания резервированных систем обеспечивает отключение канала с гальванической развязкой устройств системы космического аппарата от шин питания нагрузки при одной любой неисправности в канале. Включение канала в целом не резервировано и работоспособность резервированной системы, например космического аппарата, при отказе основного канала устройства обеспечивается включением другого идентичного канала. Данная ситуация соответствует требованию обеспечения функционирования резервированной системы, например космического аппарата, при одной неисправности. Применение оптронов в силовых цепях вторичной коммутации питания позволило отказаться от громоздких и не надежных силовых электромеханических реле, что особенно существенно при больших токах нагрузки силовых устройств.The combined electronic relay for the power supply of redundant systems ensures that the channel is disconnected with galvanic isolation of the spacecraft system devices from the load supply buses in the event of any one fault in the channel. Switching on the channel as a whole is not redundant and the operability of a redundant system, for example, a spacecraft, in the event of a failure of the main channel of the device, is ensured by switching on another identical channel. This situation corresponds to the requirement to ensure the functioning of a redundant system, for example, a spacecraft, in the event of one failure. The use of optocouplers in the power circuits of secondary power switching made it possible to abandon the bulky and unreliable power electromechanical relays, which is especially important at high load currents of power devices.

Недостаток комбинированного электронного реле питания резервированных систем состоит в низкой надежности, ограничении ресурса малым допустимым количеством срабатывания, наличие дребезга контактов реле вследствие использования слаботочных электромеханических реле в цепях управления оптронами. Как следствие, использование комбинированного электронного реле питания резервированных систем сопровождается неоправданно завышенными массогабаритными параметрами изделия.The disadvantage of the combined electronic relay for the power supply of redundant systems is low reliability, resource limitation by a small permissible amount of operation, the presence of bounce of relay contacts due to the use of low-current electromechanical relays in the optocoupler control circuits. As a result, the use of a combined electronic relay for power supply of redundant systems is accompanied by unreasonably overestimated weight and size parameters of the product.

Цель изобретенияPurpose of invention

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности, ресурса и уменьшение массогабаритных характеристик.The aim of the proposed technical solution is to improve reliability, service life and reduce weight and size characteristics.

В предлагаемом устройстве для достижения поставленной цели введены два ключа, аналоговое ИЛИ, причем шина включения соединена с первым входом аналогового ИЛИ, второй вход которого соединен с первой выходной шиной, первый и второй ключи включены параллельно, вход управления первого ключа соединен с первой шиной выключения, вход управления второго ключа соединен со второй шиной выключения, формирователь тока включен между токовым входом схемы соединения оптронов и выходом аналогового ИЛИ, токовый выход схемы соединения оптронов соединен со второй выходной шиной, первый общий вывод сигнала выключения при исполнении ключей на транзисторах соединен с точкой соединения первого ключа и второй выходной шиной, второй общий вывод сигнала выключения соединен с точкой соединения второго ключа и второй выходной шиной, а при исполнении ключей на оптронах первый общий вывод сигнала выключения соединен с другим входом управления первого ключа, второй общий вывод сигнала выключения соединен с другим входом управления второго ключа.In the proposed device, to achieve this goal, two keys are introduced, an analog OR, and the switch-on bus is connected to the first analog-OR input, the second input of which is connected to the first output bus, the first and second keys are connected in parallel, the control input of the first switch is connected to the first switch-off bus, the control input of the second switch is connected to the second shutdown bus, the current driver is connected between the current input of the optocoupler connection circuit and the analog OR output, the current output of the optocoupler connection circuit is connected to the second output bus, the first common output of the shutdown signal when the keys are executed on transistors is connected to the connection point of the first key and the second output bus, the second common output of the shutdown signal is connected to the connection point of the second key and the second output bus, and when the keys are executed on optocouplers, the first common output of the shutdown signal is connected to another control input of the first key, the second common output of the shutdown signal is connected to another input ode control of the second key.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Устройство иллюстрируется фиг. 1 (один вариант), фиг. 2 (другой вариант), фиг. 3 и фиг. 4 - частные решения элементов устройства.The device is illustrated in FIG. 1 (one version), FIG. 2 (another version), FIG. 3 and FIG. 4 - particular solutions of the elements of the device.

На фиг. 1 (в каждом резерве) последовательно соединены первая входная шина 1, цепь коммутации первого оптрона 2, цепь коммутации второго оптрона 3, первая выходная шина 4. Вторая входная шина 5 последовательно соединена с цепью коммутации третьего оптрона 6, цепью коммутации четвертого оптрона 7, второй выходной шиной 8. Аноды и катоды светодиодов оптронов 2, 3, 6, 7, обозначены соответственно «а» и «к», при этом катод светодиода первого оптрона 2 соединен с первым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода первого оптрона 2 соединен со вторым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода второго оптрона 3 соединен с третьим коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода второго оптрона 3 соединен с четвертым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода третьего оптрона 6 соединен с пятым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода третьего оптрона 6 соединен с шестым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода четвертого оптрона 7 соединен с седьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода четвертого оптрона 7 соединен с восьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9. Шина включения 10 соединена с первым входом аналогового ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходной шиной 4. Между токовым входом и токовым выходом схемы соединения оптронов 9 включен балластный резистор 12. Силовые цепи первого и второго ключей 13 и 14 соединены параллельно и включены между второй выходной шиной 8 и токовым входом схемы соединения оптронов 9. Вход управления первого ключа 13 соединен с первой шиной выключения 15. Вход управления второго ключа 14 соединен с второй шиной выключения 16. Между токовым входом схемы соединения оптронов 9 и выходом аналогового ИЛИ 11 включен формирователь тока 17. Токовый выход схемы соединения оптронов 9 соединен со второй выходной шиной 8. Первый общий вывод 18 сигнала включения и первого сигнала выключения соединен с точкой соединения первого ключа 13 и второй выходной шиной 8. Второй общий вывод 19 сигнала выключения соединен с точкой соединения второго ключа 14 и второй выходной шиной 8.FIG. 1 (in each reserve) the first input bus 1, the switching circuit of the first optocoupler 2, the switching circuit of the second optocoupler 3, the first output bus 4 are connected in series. The second input bus 5 is connected in series with the switching circuit of the third optocoupler 6, the switching circuit of the fourth optocoupler 7, the second output bus 8. Anodes and cathodes of LEDs of optocouplers 2, 3, 6, 7, respectively, are designated "a" and "k", while the cathode of the LED of the first optocoupler 2 is connected to the first switching input of the optocoupler connection circuit 9, the anode of the LED of the first optocoupler 2 is connected with the second switching input of the optocoupler connection circuit 9, the cathode of the LED of the second optocoupler 3 is connected to the third switching input of the optocoupler connection circuit 9, the anode of the LED of the second optocoupler 3 is connected to the fourth switching input of the optocoupler connection circuit 9, the cathode of the LED of the third optocoupler 6 is connected to the fifth switching input of the circuit connection of optocouplers 9, the anode of the LED of the third optocoupler 6 is connected to the sixth switching the input of the optocoupler connection circuit 9, the cathode of the LED of the fourth optocoupler 7 is connected to the seventh switching input of the optocoupler connection circuit 9, the anode of the LED of the fourth optocoupler 7 is connected to the eighth switching input of the optocoupler connection circuit 9. The switching bus 10 is connected to the first input of the analog OR 11, the second input of which connected to the output bus 4. A ballast resistor is connected between the current input and the current output of the optocoupler connection circuit 9. Power circuits of the first and second switches 13 and 14 are connected in parallel and connected between the second output bus 8 and the current input of the optocoupler connection circuit 9. Control input of the first switch 13 is connected to the first shutdown bus 15. The control input of the second switch 14 is connected to the second shutdown bus 16. Between the current input of the optocoupler connection circuit 9 and the output of the analog OR 11, a current driver is connected 17. The current output of the optocoupler connection circuit 9 is connected to the second output bus 8 . The first common terminal 18 of the switch-on signal and the first the shutdown signal is connected to the connection point of the first switch 13 and the second output bus 8. The second common terminal 19 of the shutdown signal is connected to the connection point of the second switch 14 and the second output bus 8.

На фиг. 2 (в каждом резерве) последовательно соединены первая входная шина 1, цепь коммутации первого оптрона 2, цепь коммутации второго оптрона 3, первая выходная шина 4. Вторая входная шина 5 последовательно соединена с цепью коммутации третьего оптрона 6, цепью коммутации четвертого оптрона 7, второй выходной шиной 8. Аноды и катоды светодиодов оптронов 2, 3, 6, 7, обозначены соответственно «а» и «к», при этом катод светодиода первого оптрона 2 соединен с первым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода первого оптрона 2 соединен со вторым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода второго оптрона 3 соединен с третьим коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода второго оптрона 3 соединен с четвертым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода третьего оптрона 6 соединен с пятым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода третьего оптрона 6 соединен с шестым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, катод светодиода четвертого оптрона 7 соединен с седьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, анод светодиода четвертого оптрона 7 соединен с восьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9. Шина включения 10 соединена с первым входом аналогового ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходной шиной 4. Между токовым входом и токовым выходом схемы соединения оптронов 9 включен балластный резистор 12. Силовые цепи первого и второго ключей 13 и 14 соединены параллельно и включены между второй выходной шиной 8 и токовым входом схемы соединения оптронов 9. Вход управления первого ключа 13 соединен с первой шиной выключения 15. Вход управления второго ключа 14 соединен с второй шиной выключения 16. Между токовым входом схемы соединения оптронов 9 и выходом аналогового ИЛИ 11 включен формирователь тока 17. Токовый выход схемы соединения оптронов 9 соединен со второй выходной шиной 8. Первый общий вывод 18 сигнала выключения соединен с другим входом управления первого ключа 13, второй общий вывод 19 сигнала выключения соединен с другим входом управления второго ключа 14.FIG. 2 (in each reserve), the first input bus 1, the switching circuit of the first optocoupler 2, the switching circuit of the second optocoupler 3, the first output bus 4 are connected in series. The second input bus 5 is connected in series with the switching circuit of the third optocoupler 6, the switching circuit of the fourth optocoupler 7, the second output bus 8. The anodes and cathodes of the LEDs of the optocouplers 2, 3, 6, 7 are designated respectively "a" and "k", while the cathode of the LED of the first optocoupler 2 is connected to the first switching input of the optocoupler connection circuit 9, the anode of the LED of the first optocoupler 2 is connected with the second switching input of the optocoupler connection circuit 9, the cathode of the LED of the second optocoupler 3 is connected to the third switching input of the optocoupler connection circuit 9, the anode of the LED of the second optocoupler 3 is connected to the fourth switching input of the optocoupler connection circuit 9, the cathode of the LED of the third optocoupler 6 is connected to the fifth switching input of the circuit connection of optocouplers 9, the anode of the LED of the third optocoupler 6 is connected to the sixth switching the input of the optocoupler connection circuit 9, the cathode of the LED of the fourth optocoupler 7 is connected to the seventh switching input of the optocoupler connection circuit 9, the anode of the LED of the fourth optocoupler 7 is connected to the eighth switching input of the optocoupler connection circuit 9. The switching bus 10 is connected to the first input of the analog OR 11, the second input of which connected to the output bus 4. A ballast resistor is connected between the current input and the current output of the optocoupler connection circuit 9. Power circuits of the first and second switches 13 and 14 are connected in parallel and connected between the second output bus 8 and the current input of the optocoupler connection circuit 9. Control input of the first switch 13 is connected to the first shutdown bus 15. The control input of the second switch 14 is connected to the second shutdown bus 16. Between the current input of the optocoupler connection circuit 9 and the output of the analog OR 11, a current driver is connected 17. The current output of the optocoupler connection circuit 9 is connected to the second output bus 8 The first common terminal 18 of the shutdown signal is connected with another control input of the first switch 13, the second common terminal 19 of the shutdown signal is connected to another control input of the second switch 14.

Внутренние связи схемы соединения оптронов 9 иллюстрируются, например, вариантами «А», «Б», «В» фиг. 3. На фиг. 3 «А» первый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее шестым коммутационным входом, второй коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее третьим коммутационным входом, четвертый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с токовым входом схемы соединения оптронов 9, пятый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее восьмым коммутационным входом, седьмой коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с токовым выходом схемы соединения оптронов 9.The internal connections of the optocoupler 9 connection circuit are illustrated, for example, by options "A", "B", "C" in FIG. 3. In FIG. 3 "A" the first switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to its sixth switching input, the second switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to its third switching input, the fourth switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to the current input of the optocoupler connection circuit 9, the fifth switching the input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to its eighth switching input, the seventh switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to the current output of the optocoupler connection circuit 9.

На фиг. 3 «Б» первый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через первый резистор 20 с токовым выходом схемы соединения оптронов 9, который соединен через второй резистор 21 с седьмым коммутационным входом схемы соединения оптронов 9, второй коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее третьим коммутационным входом, четвертый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с токовым входом схемы соединения оптронов 9 и с ее шестым коммутационным входом, пятый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее восьмым коммутационным входом.FIG. 3 "B" the first switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected through the first resistor 20 to the current output of the optocoupler connection circuit 9, which is connected through the second resistor 21 to the seventh switching input of the optocoupler connection circuit 9, the second switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to its third switching input, the fourth switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to the current input of the optocoupler connection circuit 9 and to its sixth switching input, the fifth switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to its eighth switching input.

На фиг. 3 «В» первый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через резистор 22 с токовым выходом схемы соединения оптронов 9, второй коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен с ее четвертым, шестым, восьмым коммутационными входами и с ее токовым входом, третий коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через резистор 23 с ее токовым выходом, пятый коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через резистор 24 с ее токовым выходом, седьмой коммутационный вход схемы соединения оптронов 9 соединен через резистор 25 с ее токовым выходом.FIG. 3 "B" the first switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected through a resistor 22 to the current output of the optocoupler connection circuit 9, the second switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected to its fourth, sixth, eighth switching inputs and to its current input, the third switching input of the circuit connection of optocouplers 9 is connected through a resistor 23 to its current output, the fifth switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected through a resistor 24 to its current output, the seventh switching input of the optocoupler connection circuit 9 is connected through a resistor 25 to its current output.

Один вариант исполнения ключей 13 и 14 при реализации устройства по фиг. 1 представлен на фиг. 4 «А» и содержит КМОП транзистор 26 n-типа, затвор которого соединен через последовательно соединенные диод 27 и резистор 28 с входом управления первого (второго) ключа 13 (14). Параллельно соединенные резистор 29 и конденсатор 30 подключены параллельно база-сток КМОП транзистора 26 n-типа. Исток КМОП транзистора 26 n - типа является входом ключа 13 (14) и подключается к токовому входу схемы соединения оптронов 9 (фиг. 1).One embodiment of keys 13 and 14 when implementing the device according to FIG. 1 is shown in FIG. 4 "A" and contains a CMOS transistor 26 n-type, the gate of which is connected through a series-connected diode 27 and a resistor 28 with the control input of the first (second) switch 13 (14). Parallel connected resistor 29 and capacitor 30 are connected in parallel base-drain of n-type CMOS transistor 26. The source of the n-type CMOS transistor 26 is the input of the switch 13 (14) and is connected to the current input of the optocoupler connection circuit 9 (Fig. 1).

Другой вариант исполнения ключей 13 и 14 при реализации устройства по фиг. 1 представлен на фиг. 4 «Б» и содержит биполярный транзистор 26 n - типа, база которого соединена через последовательно соединенные резистор 29, диод 27 и резистор 28 с входом управления первого (второго) ключа 13 (14). Конденсатор 30 включен между эмиттером биполярного транзистора 26 n - типа и точкой соединения катода диода 27 с резистором 29. Коллектор биполярного транзистора 26 n - типа является входом ключа 13 (14) и подключается к токовому входу схемы соединения оптронов 9 (фиг. 1). Резистор 31 между базой и эмиттером биполярного транзистора 26 n - типа предназначен для устранения влияния обратного тока коллектора этого транзистора.Another embodiment of keys 13 and 14 in the implementation of the device according to FIG. 1 is shown in FIG. 4 "B" and contains a bipolar transistor 26 n - type, the base of which is connected through series-connected resistor 29, diode 27 and resistor 28 with the control input of the first (second) key 13 (14). The capacitor 30 is connected between the emitter of the n-type bipolar transistor 26 and the junction point of the cathode of the diode 27 with the resistor 29. The collector of the n-type bipolar transistor 26 is the input of the switch 13 (14) and is connected to the current input of the optocoupler connection circuit 9 (Fig. 1). The resistor 31 between the base and the emitter of the n-type bipolar transistor 26 is designed to eliminate the influence of the reverse collector current of this transistor.

При реализации устройства по фиг. 2 ключи 13 и 14 выполнены на маломощных оптронах.When implementing the device according to FIG. 2 keys 13 and 14 are made on low-power optocouplers.

В качестве формирователя тока 17 может быть использован резистор или стабилизатор тока.A resistor or a current stabilizer can be used as the current driver 17.

Работа оптоэлектронного реле питания резервированных систем осуществляется следующим образом. Для определенности фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 изображены для положительной полярности коммутируемого входного напряжения на входной шине 1 и импульсных сигналов включения и выключения положительной полярности, например, с гальванической развязкой от коммутируемого напряжения. Сигналы выключения, поступающие из системы управления на первую и вторую шины выключения 15, 16 относительно первого и второго общих выводов 18, 19 - дублированные.The optoelectronic power relay for redundant systems operates as follows. For the sake of clarity, FIG. 1, fig. 2, fig. 3 and FIG. 4 are shown for positive polarity of the switched input voltage on the input bus 1 and pulse signals for switching on and off of positive polarity, for example, with galvanic isolation from the switched voltage. The shutdown signals coming from the control system to the first and second shutdown buses 15, 16 relative to the first and second common terminals 18, 19 are duplicated.

Рассматривается работа одного 1-го резерва по фиг. 1 с сигналами управления в виде импульсов напряжения относительно выходной шины 8. Работа устройства по фиг. 2 аналогична и отличается лишь токовым сигналом управления ключами 13 и 14, в качестве которых использованы маломощные оптроны. В качестве нагрузки каждого резерва оптоэлектронного реле питания резервированных систем может быть исполнительное устройство резерва - электронный блок с электроприводом или, например, резервированные нагреватели общей термоплаты. При этом исполнительное устройство каждого резерва исполняет общую функцию, например, вращение общей одной оси исполнительного устройства резервированной системы или нагрев единой для объекта резервирования термоплаты. Система управления объектом резервирования по анализу информации от датчиков, определяющих состояние функционирования единой для объекта резервирования нагрузки, вырабатывает сигналы управления 1-ым или 2-ым резервом оптоэлектронного реле питания резервированных систем. Тем самым обеспечивается функционирование единой для объекта резервирования нагрузки при одной неисправности в цепи включения какого-либо резерва оптоэлектронного реле питания резервированных систем.The work of one 1st reserve according to Fig. 1 with control signals in the form of voltage pulses relative to the output bus 8. Operation of the device according to FIG. 2 is similar and differs only in the current control signal for switches 13 and 14, which are used as low-power optocouplers. The load of each reserve of the optoelectronic power relay for redundant systems can be an actuator of the reserve - an electronic unit with an electric drive or, for example, redundant heaters of a common thermal board. In this case, the executive device of each reserve performs a common function, for example, rotation of a common one axis of the executive device of the redundant system or heating of a thermal board common for the object of redundancy. The control system of the redundant object by analyzing information from sensors that determine the state of functioning of the load common to the redundant object generates control signals for the 1st or 2nd reserve of the optoelectronic power relay of the redundant systems. This ensures the operation of a single load for the redundant object in the event of one fault in the switching circuit of any reserve of the optoelectronic power relay of the redundant systems.

При подаче напряжения на первую и вторую входные шины 1 и 5 напряжение сигнала включения на шине включения 10 равно нулю и ток светодиодов оптронов 2, 3, 6, 7 равен нулю, вследствие чего цепи коммутации оптронов 2, 3, 6, 7 находятся в разомкнутом состоянии. Балластный резистор 12 шунтирует входную цепь схемы соединения оптронов 9 согласно рекомендаций эксплуатационной документации на оптроны в целях снижения влияния помех в виде наводок. При шунтировании каждого светодиода оптронов 2, 3, 6, 7 резистором индивидуально (на фиг. 3 не показано) в составе схемы соединения оптронов 9 резистор 12 по фиг 1, 2 может отсутствовать. Малая величина тока утечки оптронов в разомкнутом состоянии обеспечивает достаточную величину сопротивления гальванической развязки. Например, для оптрона типа 2М419А величина этого тока не более 10-6 А, что при входном напряжении 50 В составляет величину сопротивления гальванической развязки >50 мОм. Следует иметь ввиду, что рассмотренное сопротивление гальванической развязки имеет динамический характер в зависимости от величины коммутируемого напряжения.When voltage is applied to the first and second input buses 1 and 5, the voltage of the switch-on signal on the switch-on bus 10 is zero and the current of the LEDs of the optocouplers 2, 3, 6, 7 is zero, as a result of which the switching circuits of the optocouplers 2, 3, 6, 7 are in open condition. The ballast resistor 12 shunts the input circuit of the optocoupler connection circuit 9 according to the recommendations of the operating documentation for the optocouplers in order to reduce the influence of interference in the form of pickups. When each LED of the optocouplers 2, 3, 6, 7 is shunted by a resistor individually (not shown in Fig. 3), the resistor 12 of Figs. 1, 2 may be absent as part of the connection circuit of the optocouplers 9. The small value of the leakage current of the optocouplers in the open state provides a sufficient value of the galvanic isolation resistance. For example, for an optocoupler of type 2M419A, the value of this current is not more than 10 -6 A, which at an input voltage of 50 V is the value of the galvanic isolation resistance> 50 mOhm. It should be borne in mind that the considered resistance of the galvanic isolation has a dynamic character, depending on the value of the switched voltage.

При поступлении импульса на шину включения 10 через светодиоды оптронов 2, 3, 6, 7 протекает ток, величина которого определена, например, стабилизатором тока формирователя тока 17. При этом ключи 13 и 14 закрыты. Для надежного включения устройства должно выполняться условие t10>tвкл, где t10 - длительность импульса на шине включения 10, tвкл - время перехода оптрона из разомкнутого в замкнутое состояние согласно данным применяемого оптрона. По окончании импульса на шине включения 10 замкнутое состояние цепей коммутации оптронов 2, 3, 6, 7 поддерживается током их светодиодов, величина которого определяется напряжением Uвых на выходных шинах 4, 8, параметрами формирователя тока 17 и падением напряжения на диоде аналогового ИЛИ и светодиодах оптронов 2, 3, 6, 7. Аналогично требование к амплитуде импульса включения на шине включения 10. Состояние Uвых ≈ UBX при постоянстве UBX (например, UBX поступает непосредственно от аккумуляторной батареи) сохраняется до поступления импульса по крайней мере на одну шину выключения 15 или шину выключения 16.When a pulse arrives at the switching bus 10, a current flows through the LEDs of the optocouplers 2, 3, 6, 7, the value of which is determined, for example, by the current stabilizer of the current driver 17. In this case, the keys 13 and 14 are closed. For reliable switching on of the device, the condition t 10 > t on must be met, where t 10 is the pulse duration on the on bus 10, t on is the transition time of the optocoupler from the open to the closed state according to the data of the optocoupler used. At the end of the pulse on the switching bus 10, the closed state of the switching circuits of the optocouplers 2, 3, 6, 7 is maintained by the current of their LEDs, the value of which is determined by the voltage U out on the output buses 4, 8, the parameters of the current driver 17 and the voltage drop across the analog OR diode and LEDs optocouplers 2, 3, 6, 7. Similarly, the requirement for the amplitude of the switch-on pulse on the switch-on bus 10. The state of U out ≈ UBX at constant UBX (for example, UBX comes directly from the battery) is stored until the pulse arrives at at least one switch-off bus 15 or shutdown bus 16.

Целесообразность применения варианта «А», «Б» или «В» схемы соединения оптронов 9 по фиг. 3 определяется соотношением коммутируемого напряжения UBX и суммарного падения напряжения UΣ на последовательно включенных светодиодах оптронов 2, 3, 6, 7 (вариант «А»). При большом коммутируемом напряжении (Uых - UΣ)>Umin, где Umin -минимально допустимое напряжение на стабилизаторе тока формирователя тока 17, оптимальным является вариант фиг. 3 вариант «А». При несоответствии приведенного неравенства могут быть применены варианты «Б» или «В». Резисторы 20, 21 и 22, 23, 24, 25 на фиг. 3 предназначены для выравнивания токов, протекающих в параллельных ветвях светодиодов оптронов.The expediency of using option "A", "B" or "C" of the optocoupler connection circuit 9 according to FIG. 3 is determined by the ratio of the switched voltage UBX and the total voltage drop U Σ on the sequentially connected LEDs of optocouplers 2, 3, 6, 7 (option "A"). With a large switching voltage (U x - U Σ )> U min , where U min is the minimum allowable voltage on the current stabilizer of the current driver 17, the option of FIG. Option 3 "A". If the above inequality does not match, options "B" or "C" can be applied. Resistors 20, 21 and 22, 23, 24, 25 in FIG. 3 are designed to equalize the currents flowing in the parallel branches of the optocoupler LEDs.

Поступление импульсов напряжения на первую и вторую шины выключения 15 и 16 осуществляется одновременно по дублированным цепям относительно выводов 18 и 19 оптоэлектронного реле питания резервированных систем. В случае одной неисправности в какой-либо цепи выключения (шина 15, ключ 13, общий вывод 18 или шина 16, ключ 14, общий вывод 19) импульс напряжения поступает по другой исправной цепи (шина 16, ключ 14, общий вывод 19 или шина 15, ключ 13, общий вывод 18). Таким образом, один отказ в любой цепи выключения не отразится на способности отключения выходных шин 4 и 8 резерва от входных шин 1 и 5. Один отказ в любой цепи коммутации какого-либо оптрона 2, 3, 6, 7 не отразится на способности отключения выходных шин 4 и 8 резерва от входных шин 1 и 5 вследствие выключения другого (исправного) оптрона в цепи последовательно соединенных двух оптронов.The arrival of voltage pulses to the first and second shutdown buses 15 and 16 is carried out simultaneously through duplicated circuits relative to the terminals 18 and 19 of the optoelectronic power relay of the redundant systems. In the event of one malfunction in any shutdown circuit (bus 15, key 13, common terminal 18 or bus 16, switch 14, common terminal 19), a voltage pulse enters through another serviceable circuit (bus 16, key 14, common terminal 19 or bus 15, key 13, general conclusion 18). Thus, one failure in any switching circuit will not affect the ability to disconnect the output buses 4 and 8 of the reserve from the input buses 1 and 5. One failure in any switching circuit of any optocoupler 2, 3, 6, 7 will not affect the ability to disconnect the output buses 4 and 8 of the reserve from the input buses 1 and 5 due to the switching off of another (serviceable) optocoupler in the circuit of two optocouplers connected in series.

Первый и второй ключи 13 и 14 (по крайней мере один из них) при поступлении импульсов выключения на шины 15 и 16 открываются и обесточивают светодиоды оптронов 2, 3, 6, 7. По окончании переходных процессов, определяемых временем выключения цепей коммутации оптронов 2, 3, 6, 7 и временем разряда емкости нагрузки резерва, цепи коммутации оптронов 2, 3, 6, 7 находятся в закрытом состоянии до поступления очередного импульса на шину включения 10.The first and second switches 13 and 14 (at least one of them) when switching off pulses arrive on buses 15 and 16 open and de-energize the LEDs of the optocouplers 2, 3, 6, 7. At the end of the transient processes, determined by the time of switching off the switching circuits of the optocouplers 2, 3, 6, 7 and the discharge time of the reserve load capacitance, the switching circuits of the optocouplers 2, 3, 6, 7 are in the closed state until the next pulse arrives at the switching bus 10.

Длительность t15,16 импульсов на шинах выключения 15 и 16 должна удовлетворять условию t15,16>(Твыкл+tp), где tвыкл - время перехода оптрона из замкнутого в разомкнутое состояние согласно данным применяемого оптрона, tp - время переходного процесса разряда емкости нагрузки оптоэлектронного реле питания резервированных систем. Время tp может быть достаточно велико, что затрудняет в отдельных случаях исполнение устройства гальванической развязки источника импульсов выключения, например, применение трансформатора. Для обеспечения выключения устройства импульсом уменьшенной длительности t15,16 ключи 13 и 14 могут быть выполнены по фиг. 4 варианты «А» или «Б». При этом должно выполняться соотношение τ1=R28⋅C30<<τ2=R29⋅C30. Если емкость С26 затвора КМОП транзистор 26 n-типа удовлетворяет условию τ1 - R28 C30<<τ2=R29⋅C26, то конденсатор 30 может отсутствовать.The duration of t 15.16 pulses on the off buses 15 and 16 must satisfy the condition t 15.16 > (T off + t p ), where t off is the time of the optocoupler transition from the closed to the open state according to the data of the optocoupler used, t p is the transient time the process of discharge of the load capacity of the optoelectronic power relay for redundant systems. The time t p can be quite long, which makes it difficult in some cases to implement a device for galvanic isolation of the source of switching off pulses, for example, the use of a transformer. To ensure that the device is turned off by a pulse of reduced duration t 15.16, switches 13 and 14 can be made according to FIG. 4 options "A" or "B". In this case, the relation τ 1 = R 28 ⋅C 30 << τ 2 = R 29 ⋅C 30 must be fulfilled. If the gate capacitance C 26 of the n-type CMOS transistor 26 satisfies the condition τ 1 - R 28 C 30 << τ 2 = R 29 ⋅C 26 , then the capacitor 30 may not be present.

Для уменьшения длительности импульса включения аналогично в составе формирователя импульсов 17 может быть введен повторитель напряжения с элементами 27, … 30 варианта «А» по фиг. 4.To reduce the duration of the switch-on pulse, a voltage follower with elements 27, ... 30 of option "A" according to FIG. four.

Внешние цепи первой и второй шин выключения 15 и 16 (при требовании обеспечения работоспособности объекта из 2-х резервов устройства при одном отказе в любой цепи выключения какого-либо резерва) могут быть между резервами объединены вследствие их дублирования.External circuits of the first and second shutdown buses 15 and 16 (if required to ensure the operability of an object from 2 device reserves in case of one failure in any shutdown circuit of any reserve) can be combined between the reserves due to their duplication.

Диагностика оптоэлектронного реле питания резервированных систем осуществляется на этапе его регулировки в процессе изготовления по соответствующим инструкциям. При разработке печатной платы принять меры по обеспечению надежности режима выключения путем соответствующей конфигурации печатных проводников. Например, не должно быть одного общего проводника с переходным из слоя в слой металлизированным отверстием для коммутируемых цепей ключей 13 и 14 при их параллельном соединении.Diagnostics of the optoelectronic power relay for redundant systems is carried out at the stage of its adjustment during the manufacturing process according to the relevant instructions. When designing the printed circuit board, take steps to ensure the reliability of the shutdown mode by appropriately configuring the printed conductors. For example, there should not be one common conductor with a metallized hole transition from layer to layer for switched key chains 13 and 14 when they are connected in parallel.

Технический результатTechnical result

Надежность выключения резерва (канала) оптоэлектронного реле питания резервированных систем при одном любом отказе в каком-либо одном его резерве обеспечивается параллельным включением первого и второго ключей с соответствующими дублированными цепями их управления по первой и второй шинам выключения.Reliability of switching off the reserve (channel) of the optoelectronic power relay of redundant systems in case of any one failure in any one of its reserves is ensured by parallel switching on of the first and second keys with the corresponding duplicated control circuits on the first and second shutdown buses.

Надежность обеспечения напряжением питания хотя бы одного резерва системы нагрузки при одном любом отказе в каком-либо одном резерве оптоэлектронного реле питания резервированных систем обеспечивается совместно с системой управления объекта резервирования, формирующей сигнал по шине включения 10 того или иного резерва устройства. При отказе одного резерва настоящего устройства (или соответствующего резерва его нагрузки) в систему управления объекта резервирования поступает информация об отказе данного резерва системы. При этом система управления объекта резервирования вырабатывает сигнал выключения резервов оптоэлектронного реле питания резервированных систем. Затем система управления объекта резервирования вырабатывает сигнал включения другого резерва (канала) оптоэлектронного реле питания резервированных систем. Таким образом, два резерва оптоэлектронного реле питания резервированных систем обеспечивают функционирование системы нагрузки как минимум при одном отказе в любом резерве. Уменьшение массогабаритных характеристик и увеличение ресурса обеспечено за счет исключения электромеханических реле и специального источника питания светодиодов прототипа.The reliability of the supply voltage of at least one reserve of the load system in case of any one failure in any one reserve of the optoelectronic power relay of the redundant systems is provided together with the control system of the redundancy object, which generates a signal on the bus 10 of one or another reserve of the device. In case of failure of one reserve of this device (or the corresponding reserve of its load), information about the failure of this reserve of the system is sent to the control system of the redundant object. In this case, the control system of the redundant object generates a signal to turn off the reserves of the optoelectronic power relay of the redundant systems. Then the control system of the redundant object generates a signal to turn on another reserve (channel) of the optoelectronic power relay of the redundant systems. Thus, two reserves of the optoelectronic power supply relay of redundant systems ensure the operation of the load system in case of at least one failure in any reserve. A decrease in weight and size characteristics and an increase in resource are provided due to the elimination of electromechanical relays and a special power supply for the prototype LEDs.

Источники информацииInformation sources

1. Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току. Патент RU 2208292, МПК Н03К 17/08, 2003 г. 1. Voltage switch with overcurrent protection. Patent RU 2208292, IPC Н03К 17/08, 2003

2. Электронный коммутатор напряжения. Патент RU 2210183, МПК Н03К 17/08, 2003 г. 2. Electronic voltage switch. Patent RU 2210183, IPC Н03К 17/08, 2003

3. Схема электрическая принципиальная ИНАЯ.301229.219 Э3 - 2016 г. 3. Electrical schematic diagram OTHER. 301229.219 E3 - 2016

Figure 00000001
Figure 00000001

Обозначения K1, FKU1(2), R18, R19, VYPR1 соответствуют обозначениям ИНАЯ.301229.219 Э3. Соответствие ИНАЯ.301229.219 ЭЗ наименований, принятых в прототипе - «Резервированное электромеханическое устройство» {слаботочное), «Формирователь тока», «Схема соединения оптронов», приведено в Приложении 2. Обозначение UCT приведенное на структурной схеме отображает ряд узлов, выполняющих в целом функцию стабилизатора напряжения и раскрыто подробно в соответствии с ИНАЯ.301229.219 Э3 в Приложении 2. Цифровые обозначения шин, узлов и блоков на структурной схеме прототипа соответствуют цифровым обозначениям фиг. 1, 2 заявленного устройства.Designations K1, FKU1 (2), R18, R19, VYPR1 correspond to designations INA.301229.219 E3. Compliance with INA.301229.219 EZ of the names adopted in the prototype - "Redundant electromechanical device" (low-current), "Current driver", "Optocoupler connection diagram", is given in Appendix 2. The UCT designation given in the structural diagram shows a number of nodes that perform the whole function voltage stabilizer and is disclosed in detail in accordance with OTHER.301229.219 E3 in Appendix 2. The digital designations of buses, nodes and blocks on the block diagram of the prototype correspond to the digital designations of FIG. 1, 2 of the declared device.

В прототипе ИНАЯ. 301229.219 Э3 импульсы включения и выключения - отрицательной полярности в отличие от заявляемого устройства, что несущественно для его сущности и данное отличие является техническим эквивалентом.The prototype is OTHER. 301229.219 E3 on and off pulses - negative polarity, in contrast to the claimed device, which is insignificant for its essence and this difference is a technical equivalent.

В функциональной группе сильноточного коммутатора напряжения VYPR1 по ИНАЯ.301229.219 Э3 оптроны DA2, DA4, DA3, DA5 обозначены на приведенной выше структурной схеме прототипа согласно материалам заявки, как оптроны 2, 3, 6, 7.In the functional group of the high-current voltage switch VYPR1 according to ANOTHER. 301229.219 E3 optocouplers DA2, DA4, DA3, DA5 are designated in the above block diagram of the prototype according to the application materials as optocouplers 2, 3, 6, 7.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Claims (2)

1. Оптоэлектронное реле питания резервированных систем, содержащее шину включения, две шины выключения, первый общий вывод сигнала выключения, второй общий вывод сигнала выключения, формирователь тока, схему соединения оптронов, четыре оптрона, последовательно соединенные первую входную шину, цепь коммутации первого оптрона, цепь коммутации второго оптрона, первую выходную шину, а также последовательно соединенные вторую входную шину, цепь коммутации третьего оптрона, цепь коммутации четвертого оптрона, вторую выходную шину, причем аноды и катоды светодиодов каждого оптрона соединены с соответствующими входами схемы соединения оптронов, выход формирователя тока соединен с токовым входом схемы соединения оптронов, отличающееся тем, что с целью повышения надежности, ресурса и уменьшения массогабаритных характеристик в него введены два ключа, аналоговое или, причем шина включения соединена с первым входом аналогового или, второй вход которого соединен с первой выходной шиной, первый и второй ключи включены параллельно, вход управления первого ключа соединен с первой шиной выключения, вход управления второго ключа соединен со второй шиной выключения, формирователь тока включен между токовым входом схемы соединения оптронов и выходом аналогового или, токовый выход схемы соединения оптронов соединен со второй выходной шиной, первый общий вывод сигнала выключения при исполнении ключей на транзисторах соединен с точкой соединения первого ключа и второй выходной шиной, второй общий вывод сигнала выключения соединен с точкой соединения второго ключа и второй выходной шиной, а при исполнении ключей на оптронах первый общий вывод сигнала выключения соединен с другим входом управления первого ключа, второй общий вывод сигнала выключения соединен с другим входом управления второго ключа.1. An optoelectronic power relay for redundant systems, containing an on bus, two off buses, a first common output for the off signal, a second common output for the off signal, a current driver, an optocoupler connection circuit, four optocouplers connected in series with the first input bus, a switching circuit of the first optocoupler, a circuit switching of the second optocoupler, the first output bus, as well as the series-connected second input bus, the switching circuit of the third optocoupler, the switching circuit of the fourth optocoupler, the second output bus, and the anodes and cathodes of the LEDs of each optocoupler are connected to the corresponding inputs of the optocoupler connection circuit, the output of the current driver is connected to current input of the optocoupler connection circuit, characterized in that in order to increase reliability, resource and reduce weight and size characteristics, two keys, analog or, are introduced into it, and the switch-on bus is connected to the first input of the analog or, the second input of which is connected to the first output bus, the first and wto a swarm of switches are connected in parallel, the control input of the first switch is connected to the first switch-off bus, the control input of the second switch is connected to the second switch-off bus, the current driver is connected between the current input of the optocoupler connection circuit and the analog output, or, the current output of the optocoupler connection circuit is connected to the second output bus, the first common output of the shutdown signal when the keys are executed on transistors is connected to the connection point of the first key and the second output bus, the second common output of the shutdown signal is connected to the connection point of the second key and the second output bus, and when the keys are executed on optocouplers, the first common output of the shutdown signal is connected to another control input of the first switch, the second common terminal of the shutdown signal is connected to another control input of the second switch. 2. Оптоэлектронное реле питания резервированных систем по п. 1, отличающееся тем, что параллельное включение первого и второго ключей на печатной плате реализовано с одной стороны ключей участком проводника (дорожки печатной платы), соединяющего выход формирователя тока с токовым входом схемы соединения оптронов, с другой стороны ключей - участком проводника (дорожки печатной платы), подходящего к выходной шине.2. An optoelectronic power relay for redundant systems according to claim 1, characterized in that the parallel connection of the first and second keys on the printed circuit board is implemented on one side of the keys by a section of the conductor (track of the printed circuit board) connecting the output of the current driver with the current input of the optocoupler connection circuit, with on the other side of the keys - a section of the conductor (track of the printed circuit board), suitable for the output bus.
RU2020114818A 2020-04-14 2020-04-14 Redundant system power supplies optoelectronic relay RU2746556C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114818A RU2746556C1 (en) 2020-04-14 2020-04-14 Redundant system power supplies optoelectronic relay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114818A RU2746556C1 (en) 2020-04-14 2020-04-14 Redundant system power supplies optoelectronic relay

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2746556C1 true RU2746556C1 (en) 2021-04-15

Family

ID=75521289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020114818A RU2746556C1 (en) 2020-04-14 2020-04-14 Redundant system power supplies optoelectronic relay

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2746556C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775297C1 (en) * 2022-02-08 2022-06-29 Юрий Николаевич Цыбин Method and device for switching supply voltage

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3668516A (en) * 1969-02-10 1972-06-06 Tokyo Shibaura Electric Co Apparatus for inspecting a.c. electric relay systems during the operation thereof by use of a high frequency modulated signal
SU1534763A1 (en) * 1987-09-21 1990-01-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Светотехнический Институт Device for switching luminescent lamp
US5149995A (en) * 1989-09-22 1992-09-22 Transtechnik Gmbh Electrical circuit for the switch-off relief of a controllable semiconductor switch
RU2208292C2 (en) * 2001-07-11 2003-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Voltage switch incorporating overcurrent protective gear
RU2210183C2 (en) * 2001-08-08 2003-08-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Electron voltage commutator
RU2321164C1 (en) * 2006-11-23 2008-03-27 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро по релейной технике" (ОАО "СКТБ РТ") Voltage commutator with current overload protection
RU74258U1 (en) * 2008-02-19 2008-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" OPTOELECTRONIC DEVICE FOR THE FORMATION OF SINGLE-POLAR TELEGRAPHIC MESSAGES
RU2485679C2 (en) * 2011-08-05 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Switching device
RU2611261C1 (en) * 2015-09-30 2017-02-21 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Adaptive switching device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3668516A (en) * 1969-02-10 1972-06-06 Tokyo Shibaura Electric Co Apparatus for inspecting a.c. electric relay systems during the operation thereof by use of a high frequency modulated signal
SU1534763A1 (en) * 1987-09-21 1990-01-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Светотехнический Институт Device for switching luminescent lamp
US5149995A (en) * 1989-09-22 1992-09-22 Transtechnik Gmbh Electrical circuit for the switch-off relief of a controllable semiconductor switch
RU2208292C2 (en) * 2001-07-11 2003-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Voltage switch incorporating overcurrent protective gear
RU2210183C2 (en) * 2001-08-08 2003-08-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Electron voltage commutator
RU2321164C1 (en) * 2006-11-23 2008-03-27 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро по релейной технике" (ОАО "СКТБ РТ") Voltage commutator with current overload protection
RU74258U1 (en) * 2008-02-19 2008-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" OPTOELECTRONIC DEVICE FOR THE FORMATION OF SINGLE-POLAR TELEGRAPHIC MESSAGES
RU2485679C2 (en) * 2011-08-05 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Switching device
RU2611261C1 (en) * 2015-09-30 2017-02-21 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Adaptive switching device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775297C1 (en) * 2022-02-08 2022-06-29 Юрий Николаевич Цыбин Method and device for switching supply voltage
RU213260U1 (en) * 2022-04-19 2022-09-01 Юрий Николаевич Цыбин Supply voltage switch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7960861B2 (en) Redundant current supply with diagnostic capability and a suppressor
US7205681B2 (en) Generation and distribution of a dual-redundant logic supply voltage for an electrical system
KR101440446B1 (en) Optocoupler circuit for gate driver
CN111313825A (en) Photovoltaic module shutoff device
US5548463A (en) System for switching power and scrubbing power mixing devices for faults
US20100091521A1 (en) Dual isolated input single power supply topology
RU2746556C1 (en) Redundant system power supplies optoelectronic relay
CN110248848B (en) Circuit arrangement for performing a comparison
US10020805B2 (en) Bidirectional MOSFET switch and multiplexer
JPH03506089A (en) Method for removing errors latent in logic circuit network for majority selection of binary signals
RU2721328C1 (en) Redundant relay switch
RU209262U1 (en) Supply voltage switch
RU2775297C1 (en) Method and device for switching supply voltage
RU2611261C1 (en) Adaptive switching device
RU218650U1 (en) Redundant power switch
RU2678195C2 (en) Redundant relay device
CN114628196B (en) Novel relay control circuit
CN116846054A (en) Power supply control system of satellite-borne equipment
RU1812590C (en) Device for protection from false operating of execution devices of electric equipment
EP0618679A1 (en) High reliable integrated circuit structure for MOS power devices
CN110727207A (en) GTDO digital output board card circuit
SU1259361A1 (en) Switching device
WO2023061586A1 (en) An arrangement comprising energy storage units and a related method
SU1559401A1 (en) N-channel switchboard
JP2703140B2 (en) Shiya breaker operation control circuit