SU1436108A1 - Стабилизированна система электропитани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в системах электропитани , требую- пщх последовательное включение - выключение вторичных источников питани . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение надежности защиты. Система содержит N вторичных источников питани  4 с блоками контрол  5, блок уп

Description

СА Ф

равлени  1 , N-1 логических элементов ИЛИ 2 и N-1 логических элементов ИЗ При подаче команды на включение блок управлени  1 вьфабатывает сигнал логической 1, который подаетс  на первые входы всех элементов ИЛИ 2 и первый вход,..последнего элемента И 3, С приходом сигнала логической 1 на первый вход первого элемента ИЖ1 2 сигнал логической 1 с его выхода поступает непосредственно на управл ющий вход первого вторичного источника питани  ,49 которь Й вютюча- етс  и через некоторое врем  на вы ходе его блока контрол  5 по вл етс  разрешающий сигнал на включение следующего вторичного источника питани  4. Разрешающие сигналы с выхода второго элемента ИЛИ 2 и первого бло ка контрол  поступавуг через первый элемент И . 3 на управл нмщй вход второго вторичного источника Л, который включаетс  и его блок контрол  5 выдает разрешаюшд й сигнал на включение последующего источника питани  4 и сигнал на выключение

1

Изобретение относитс  к электро-- технике и может найти применение в системах электрЪконтактной радиоэлектронной аппаратуры, требующей несколько стабилизированных напр жений включающихс  и выключающихс  в заданной последовательности

Целью изобретени   вл етс  расширение фзгак1:5иональных возможностей и повышение надежности защитыз а также уменьшение времени отключени  в аварийном режиме,

На фиг. 1 приведена схема стабил:  зированной системы электропитани .; на фиг.2 блок управлени , первый вариант; на фиг.З - временные диаграммы работы блока- управлени |на фиг.4 -.;блок управлени , второй вариант .

Система электройитани  содержит блок 1 управлени . N-1 элементов ИЛИ 2, N-1 элементов И 3„ N источни ков 4 вторичного электропитани  и N блоков контрол J причем входы ис.

предьщущего вторичного источника 4, который подаетс  на второй вход первого элемента ИЛИ 2. Включение последующих вторичных источников 4 осуществл етс  аналогичным образом. Выключение системы происходит в обратном пор дке,При перегрузке в одном из вторичных источников 4 его блок контрол  5 вьщает сигнал отказа, в результате чего снимаетс  разрешающий сигнал включени  последующего источника 4 через его элемент И 3 и, кроме того 5 подготавливаетс  цепь дл  прохождени  команды на выключение предьщущего источника 4, По первому варианту выключение системы про исходит в последовательности от отказавшего до последнего, а в дальнейшем - от отказавшего до первого. По второму варианту выключение системы происходит одновременно от отказавшего до последнего и до первого, в этом случае выход каждого блока контрол  5 соединен с соответствующим входом блока управлени . 5 з.п. ф-лы, 4 ил t

точников 4 вторичного электропитани  соединены с выводами дл  подключени  питани , а выход каждого из них соединен с входом соответствующего блока 5 контрол  и выходными выводами, первые входы элементов ИЛИ 2 объединены и подключены к выходу блока 1 управлени , командный вход которого соединен с выводом дл  подключени  внешней.команды, первый вход блока 1 управлени  соединен с выходом последнего N-ro блока 5 контрол , второй вход каждого К-го элемента ИЛИ 2 соединен соответственно с выходом (К+1)-го блока 5 контрол , выход первого элемента ИЛИ 2 соединен непосредственно с управл ющим входом первого источника 4 вторичного электропитани , выход каждого последующего элемента ИЛИ соединен с первым входом соответствующего элемента ИЗ, причем первый вход последнего элемента И 3 соединен с выходом блока 1 управлени .

3143

второй вход каждого К-го элемента И 3 соединен с выходом К-го блока 5 контрол , а выход с управл ющим входом (К+1)-го источника 4 вторичного электропитани .

По второму варианту выход каждого из блоков 5 контрол  соединен с соответствующим входом блока 1 управлени .

Кроме того, блок 1 управлени  по первому .варианту вьшолнен на первом элементе И 6, элементе 7 задержки, втором элементе И 8, одновибраторе 9 и инверторе 10, причем первый вход первого элемента И 6 соединен с командным входом, второй - с вькодом одновибратора 9, а выход - с выходом блока управлени  и через элемент 7 задержки с первым входом второго элемента И 8, второй вход которого через инвертор 10 соединен с первым входом блока управлени , выход второго элемента И 8 соединен с входом одновибратора 9.

Во втором варианте блока 1 управлени  одновибратор 9 заменен RS-триг гером, причем S-вход тригг.ера соединен с выходом второго элемента №8, R-вход - с первым входом первого элемента И 6, второй вход которого соединен с инверсным выходом RS-триг- гера. Кроме того, при выполнении системы по второму варианту инвертор 10 в блоке 1 управлени  выполнен многовходовым ка элементе И-НЕ.

Система работает следующим образом .

При отсутствии команды на включение на входе и выходе блока 1 управлени  (фиг.1) на выходах блоков 5 контрол , следовательно, на всех входах и выходах элементов ИЛИ 2 и И 3 имеютс  уровни логического О. При поступлении на первый вход блока 1 управлени  команды на включение в виде уровн  логической 1 на его выходе по вл етс  также уровень логической 1, который, поступа  на первые входы элементов ИЛИ 2, вызывает их установление в единичное состо ние . Уровень логической 1 с выхода первого элемента ИЛИ 2 подает команду на включение первого источника 4, а -уровень логической 1 с выходов последующих элементов ИЛИ 2 подготавливает к переключению соответствующие им элементы И 3.

Первый источник 4 с большей или меньшей задержкой, завис щей от.его конструкции, включаетс  и устанавли-i ваетс  в заданный режим, который контролируетс  первым блоком 5 контрол . При номинальном режиме работы первого источника 4 блок 5 контрол  вырабатывает уровень логической 1,

который поступает на второй вход первого элемента ИЗ. На обоих входах этого элемента имеютс  уровни логической 1, поэтому первый элемент И 3 устанавливаетс  в единичное состо ние и подает команду на включение второго источника 4, после установлени  ном шального режима работы которого второй блок 5 контрол  вьфа- батывает уровень логической 1, поступающий на первый элемент ИЛИ 2 и второй элемент ИЗ. При этом первый элемент ИЛИ 2 свое состо ние не мен ет, а второй элемент И 3 вырабатывает команду на включение третьего

источника 4 и так далее пока не

включитс  источник 4 последнего канала . Блок 1 управлени  контролирует врем  включени  системы по моменту поступлени  единичного сигнала с выхода последнего блока 5 контрол . Если это врем  не превьшгает заданное контрольное врем , то система пере- ходит в нормальное рабочее состо ние , характеризующеес  тем, что на всех входах и выходах элементов ИЛИ 2

и И 3 присутствуют уровни логической 1.

После сн ти  сигнала на включение системы (т.е. при подаче команды на выключение) на первом входе блока управлени  устанавливаетс  уровень логического О, в результате чего блок 1 управлени  вырабатывает на выходе нулевой.уровень, который поступает на первые входы элементов

щщ 2- и первый вход последнего из элементов И 3. Элементы ИЛИ 2 своего состо ни  не мен ют, а последний элемент ИЗ устанавливает на выходе уровень логического О. Последний

источник 4 выключаетс , его блок 5 контрол  вырабатывает уровень логического О, поступающий на (К-1)-й элемент РШИ 2. Это вызывает по вление уровн  логического О на обоих

входах (N-l)-ro элемента ИЛИ 2, ввиду чего на его выходе также устанавливаетс  уровень логического О, что приводит к установлению нулевого

уровн  на выходе соответствуюи его элемента И 3, последующему отключению (N-1)-ro источника 4 и формированию блоком 5 контрол  этого источника уровн  логического О , Аналогично процесс выключени  развиваетс  далее вплоть до выключени  первого источник: 4,

; Если лри нахождении системы в Нормальном рабочем ре даме происходит неисправность, привод ща  к срабаты- 1ванию какого-либо К-го блока 5 контрол , то уровень логического О с 1его выхода поступает на второй вход К-го элемента И 3s вызыва  его переключение в нулевое состо ние,,отключение соответствующего нс сочкика 4 и далее послед тощих вплоть до послед |него. Сигнал с выхода блока 5 конт- |рол  последнего канала поступает на |первый вход блока 1 управлени , кото 1рый вырабатывает на выходе уровень логического О. Это приводит к раз- 1 витию процесса, выключени  дл  тех . источников, которые наход тс  до Iаварийного канала по схеме, идентич- |ной нормальному выключеникл, I Если такой режим выключени  при возникновении аварийной ситуации - оказываетс  недостаточно бьютрым дл  потребител , тогда следует воспользоватьс  модификацией устройстваs в котором выходы всех N блои:ов 5 контрол  соединены с соответствуюнщми :N-входами блока , 1 управлени  (на ;фиг,1 соединени  указаны штриховой линией)о Дл  этого варианта возникновение аварийной ситуации в любом и выходов приводит к немедланном5 поступлению сигнала на блок 1 управлени , который вырабатывает сигнал отключени ,. При этом отключение сис- .темы идет в трех направлени х одновременно: от аварийного выхода в сторону последующих и предыдущих к от последнего выхода в сторону пре - дьйущих выходов каналов о Это обеспечивает оперативное отключение потребител  от системы питани 

Блок 1 управлени  по первому варианту (фиг.2) работает следующим образом . При отсутствии команды на включение на первом входе первого элемента И 6 присутствует уровень логического Уровень логического О имеетс  на выходах элемента 7 за держки и второго элемента И 8 и на входе инвертора 10, На вь ходах ин . з --

361086

вертора JO и одновибратора 9 - уровень логической 1 (фиг.З). При поступлении команды на включение на первый вход первого элемента И 6 поступает единичный уровень (фиг.За). Так как на обоих входах первого элемента И 6 - уровни логической 1, на выходе формируетс  уровень логической 1 (фиг.ЗЬ), который поступает на вькод блока 1 управлени  и через элемент 7 задержки на первый вход второго элемента И 8 (фиг,3с). Элемент задержки осуществл ет задержку единичного сигнала на врем 

10

15

большеез чем времЯ} необходимое

20

30

дл  установлени  системы питани  в рабочий режим. Поэтому при отсутствий аварийных условий сигнал с блока 5 контрол  последнего канала приходит на вход инвертора 10 раньше, чем на выходе элемента 7 задержки по- вл етс  уровень Логической 1 (фиг.3d). Этот сигнал инвертируетс  и на

25 втором входе второго элемента И 8 по вл етс  уровень логического О. Поступивший после этого с элемента 7 задержки уровень логической t состо ние элемента И 8 не мен ет и блок 1 управлени  переходит в жду- Бщй режим. Если в течение времени Tj на первый вход блока 1 упрйвле- ни  (на вход инвертора 10) не поступает единичный сигнал с блока контрол  последнего каналаj т.е„ имеет

- 5 место аварийна  ситуаци , то на

втором элементе И 8 наступает совпадение , на его выходе формируетс  единичный уровень5 который запуска-- ет одновибратор 9 (фиг,ЗЬ), Уровень логического О с его Агхода переводит первый эле1 {ент И 6 в нулевое со сто нке и блок 1 управлени  формирует на выходе сигнал выключени  на врем ; равное длительности формиру

емого одновибратором 9 вь1ходного импульса J после чего блок 1 управлени  снова формирует сигнал включени  системы питани . Если аварийна  ситуаци  сохран етс , то сигнал вклю чени  длитс  в течение времени с , после чего он снова снимаетс  и т.д., блок 1 управлени  работает в режиме периодического контрол  системы питани  на наличие аварийной

Ь5 ситуации. Такой режим работы продолжаетс  до тех пор, пока не ликвидируетс  неисправность или поступит команда ,на отключение системы

40

7

питани . К выходу одновибратора 9 может быть подключен индикатор (на фиг,2 не показан), по сигналам которого можно осуществл ть оперативный контроль за состо нием системы питани . Если аварийный режим возник во вцем  работы системы питани , то на первый вход блока 1 управлени  поступает уровень логического О, на выходе инвертора 10 по вл етс  уровень логической 1, что приводит к запуску блока 1 управлени  в указанный режим периодического контрол  .

Если режим периодического контрол  аварийной ситуации нежелателен, следует воспользоватьс  вторым на- риантом выполнени  блока 1 управлени  (фиг.4). Работа его во многом ан Йлогична первому варианту, Разли- чие лишь Б том, что при наличии аварийной ситуации как при включении системы питани , так и во врем  ее работы блока 1 управлени  снимает сигнал включени  системы питани  и повторно его не подает до тех пор, пока не подадут повторно команду на включение системы. Это обеспечиваетс  тем, что в блоке 1 управлени  вместо одновибратора 9 на выход второго элемента И 8 подключен S-вход RS-триггера 11, При возникновении аварийной ситуации на выходе второго элемента И 8 возникает уровень логической 1. Этот уровень приводит к переключению триггера 11, установлению на его инверсном выходе уровн  логического О, который блокирует прохождение команды на включение системы питани  через первый элемент И 6, Так как R-вход триггера 11 соединен с первым входом первого элемента И б и на него во врем  наличи  команды на включение поступает уровнь логической 1, то сброс триггера 11, а следовательно , и повторное включение системы питани  возможно только после сн ти  с командного входа блока 1 управлени  команды на включение.

Если используетс  модифицированный вариант системы питани  с форсированным выключением, то в блоке 1 управлени  инвертор 10 используетс  многовходовым на элементе И-НЕ. При этом в процессе включени  системы питани  в течение вр-емени Г} на всех входах этого элемента уста (

4361088

навливаютс  уровни логической 1. Возникновение аварийной ситуации ха рактеризуетс  сохранением или по влением на одном из входов уровн  логического О,

Возможны и другие варианты выполнени  блока 1 управлени , которые могут работать по аналогичным или иным Q алгоритмам. Например, в случае спе15

20

25

30

циапьных требований на врем  включени  источника 4 вьтолн ют блок 1 управлени  с индивидуальным контролем времени включени  любого из источников 4,

Таким образом, стабилизированна  система электропитани  позвол ет осуществл ть вк 1ючение и выключение в заданной последовательности неограниченного числа вторичных источников питани , повысить надежнЬсть загциты потребител  за счет обеспечени  отключени  устройства при возникновении аварийной ситуации в любом из каналов (как при включении, так и после установлени  номинального режима ра-- боты системы питани ), осуществл ть форсированнре отключение стабилизированной системы питани  за счет проведени  отключени  в трех направлени х сразу.Кроме того, выбором соответствующей конструкции блока управлени  можно осуществить наиболее оптимальный дл  конкретных условий режим защиты.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1 , Стабилизированна  система электропитани . Содержаща  п каналов,

   каждый из которой состоит из вторичного источника питани , силовой вход которого подключен к выводу дл  подключени  питающей сети, а выход к выводу дл  подключени  нагрузки,

   блок КОНТРОЛЯ; входом соединенный с выходом вторичного источника питани , причем все каналы, кроме последнего , снабжены элементами ИЛИ, первые входы которых объединены,

   50 и вывод дл  подключени  внешней команды управлени , отличающа с  тем, что, с целью расширени  ее функциональных возможностей и по- вьппени  надежности защиты, в нее

   55 введен блок пуска, первым входом со- единенньш с выводом дл  подключени  (внешней команды управлени , а выхо- 1дом подключенный к первьм входам эле35

   9U

   в каждый из каналов,кроментов ИЛИ, ме первого, введен элемент И, первым входом соединенный с выходом блока контрол  предьщущего канала, вторьм входом, кроме элемента И последнего канала, - с выходом элемента ИЖ соответствующего канала, второй вход элемента И последнего канала подключен к выходу блока пуска, а выходы элементов И подключены к управл ющим входам йторичных источников питани  соответствующего канала, причем выход элемента ИЛИ первого канала подключен к управл ющему входу вторичного источника питани  этого канала, а выход блока контрол  последнего канала соединен с вторьм входом блока пуска, кроме того, выход блока контрол  каждого из последующих каналов подключен к вторым входам элемента ИЖ каждого из пре- дьщущих каналов,

   2о Система по n.l, о т л и ч а

   ю щ а   с   тем, что, с целью умень- 25 новибратором, первый вход первого

   шени  времени отключени  системы в аварийном режиме, блок пуска снабжен вторыми входами по числу каналов системы, соединенными с выходами соответствуюашх блоков контрол , обеспечивающих одновременное выключение всех каналов.

   3, Система по п.1, отличающа с  тем, что, с целью обе спечени  режима периодического конт- ,рол  системы на наличие аварийной ситуации и возможности повторного запуска , блок пуска снабжен двум  элементами И, элементом задержки, элементом НЕ и одновибратором, первый вход первого элемента И соединен с первьш входом блока пуска, выход - с вьЕсодом блока пуска и через элемент задержки подключен к первому

   30

   35

   40

   элемента И соединен с первым входом блока пуска, выход - с выходом блока пуска и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к входу одновибратора, выходом соединенного с вторым входом первого элемента И, второй вход второго элемен та И через элемент И-НЕ соединен с вторым входом блока пуска.

   6. Система по пп,1 и 2, отличающа с  тем, что,блок пуска снабжен двум  элементами И, элементом задержки, элементом И-НЕ и RS-триггером, причем первый вход первого элемента И соединен с первым входом блока пуска, выход - с выходом блока пуска и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента И, выход которого под-.

   входу второго элемента И, выход кото- ключен к S-BXоду RS-триггера, инвер рого подключен к входу одновибрато-- ра выходом соединенного с вторым входом первого элемента И, второй вход второго элемента И через элемент НЕ соединен с вторым входом блока пуска ,

   10

   5

   0

   4.Система поп.1,отличаю- щ а   с   тем, что, с цель1Ь исключени , самопроизвольного повторного послеаварийного запуска системы,блок пуска снабжен двум  элементами И, элементом задержки, элементом НЕ и RS-триггером, причем первый вход первого элемента И соединен с первым входом блока пуска,выход - с выходом блока пуска и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента И, в ыход которого подключен к 8 входу RS-триггера, инвертирующим входом соединенного с вторьм входом первого элемента И, а R-входом - с первым вхйдом первого элемента И, второй вход второго элемента И через элемент НЕ соединен с вторым входом блока пуска.

   5.Система по пп.1 и 2, отличающа с  тем, что| блок пуска снабжен двум  элементами И, элементом задержки, элементом И-НЕ и од

   элемента И соединен с первым входом блока пуска, выход - с выходом блока пуска и через элемент задержки подлючен к первому входу второго элеента И, выход которого подключен к входу одновибратора, выходом соединенного с вторым входом первого элемента И, второй вход второго элемен та И через элемент И-НЕ соединен с вторым входом блока пуска.

   6. Система по пп,1 и 2, отличающа с  тем, что,блок пуска снабжен двум  элементами И, элементом задержки, элементом И-НЕ и RS-триггером, причем первый вход первого элемента И соединен с первым входом блока пуска, выход - с выходом блока пуска и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента И, выход которого под-.

   ключен к S-BXоду RS-триггера, инвер50

   тирующим входом соединенного с вторым входом первого элемента И, а R-входом - с первым входом первого элемента И, второй вход второго эле- Iмента И через элемент И-НЕ соединен с вторым входом блока пуска.

   i/.J

   1-й вжоЗ

   -й 6x0- . 2.

   Вымд

   10

   иП

   //