SU1760533A1 - Устройство дл питани нагрузок стабилизированным напр жением посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры . Цель - повышение динамической точности стабилизации выходного напр жени . В состав устройства вход т стабилизирующий источник 1 питани , ключи 2-4, относ щиес  к нагрузкам, измерители тока, программно-управл ющий узел, блок управлени , регул тор, имитатор нагрузки, счетно-решающий узел. В предложенном устройстве осуществл етс  сравнение уже имеющегос  обратного переходного процесса , полученного от предыдущего подключени  (отключени ) нагрузки, и нового переходного процесса, полученного на основе математической модели, оперирующей самым последним состо нием всего устройства перед подключением (отключением ), и корректируют имеющийс  переходной процесс и, соответственно, управл ющую программу. Таким образом, в устройстве производитс  компенсаци  расхождени  параметров нагрузок при предыдущем и последующем подключени х (отключени х). Указанна  компенсаци  выполн етс  на основании информации датчиков о состо нии всего устройства в целом и отдельных узлов, а также с учетом точных математических моделей. 1 ил. СП с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани .

Известны устройства питани  нагрузок посто нного тока, в которых подключение нагрузки к источнику питани  и отключение от него осуществл етс  напр мую с помощью ключей 1. Недостатком этих устройств  вл етс  то, что подключение нагрузки и ее отключение сопровождаетс  бросками напр жени  на зажимах источника питани ,которые особенно значительны при ограниченной мощности источника и которые создают помехи в работе других

потребителей электроэнергии, питающихс  от этого же источника.

Известно также устройство, реализующее способ питани  нагрузок и содержащее два источника питани , к каждому из которых люба  нагрузка подключаетс , либо отключаетс  от него с помощью отдельного ключа 2. Одним из главных недостатков такого устройства  вл етс  относительна  сложность, состо ща  в необходимости использовани  дл  подключени  каждой из нагрузок и ее отключени  без возникновени  помех на шинах источника питани  двух ключей. Т.е. дл  подключени  (отключени )

VI о о ел

OJ

со

п нагрузок без помех на шинах источника необходимо использовать 2 п ключей.

Наиболее близким по решаемой-задаче к предлагаемому устройству  вл етс  реализующее способ питани  устройство дл  питани  нагрузок стабилизированным напр жением посто нного тока, содержащее стабилизирующий источник питани , выход которого через индивидуальные ключи и измерители тока соединен с выводами дл  подключени  соответствующих нагрузок, а через регул тор - с питающим входом имитатора нагрузки, программно-управл ющий узел, первый вход которого подключен к выходам измерителей тока, второй вход - к первому выходу блока управлени , а выходы - к управл ющим входам регул тора и имитатора нагрузки. Достоинством данного устройства  вл етс  простота, т.к. дл  подключени  (отключени ) п нагрузок без помех по цеп м питани  требуетс  лишь п ключей и один источник питани . Однако динамическа  точность стабилизации напр жени  этого устройства может быть сни- жена из-за расхождени  параметров нагрузок при предыдущем и последующем их подключени х (отключени х). Еще одним существенным фактором, вли ющим на изменение переходного процесса между предыдущим и последующим подключением (отключением)  вл етс  изменение параметров источника питани . Например, дл  аккумул торных батарей такими параметрами  вл ютс  ЭДС, внутреннее сопротивление и т.д. Следовательно, использование дл  ликвидации помех по цеп м питани  при каждом последующем подключении (отключении) какой-либо нагрузки информации о ее предыдущем подключении (отключении) может в р де случаев привести к недостаточной динамической точности стабилизации напр жени  источника питани .

Целью насто щего предложени   вл етс  повышение динамической точности стабилизации выходного напр жени ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  питани  введен счетно-решающий узел, первый вход которого соединен с выходами измерителей тока, второй вход - со вторым выходом блока управлени , а выходы - управл ющими входами регул тора и имитатора нагрузки и с введенным третьим входом программно-управл ющего узла, обеспечивающего корректировку программ управлени .

Отсутствие в технической литературе сведений об устройствах питани , подобных предложенному, в цел х достижени  описанного выше эффекта, свидетельствует

0новизне взаимосв зи между совокупностью существенных признаков за вленного изобретени  с положительным эффектом, что обеспечивает существенные отличи 

этого изобретени  от всех известных устройств аналогичного назначени .

На чертеже представлена схема предложенного устройства дл  питани  нагрузок стабилизированным напр жением посто н0 ного тока, по сн юща  его работу, где изображены: 1 - стабилизирующий источник питани ; 2,3,4 - индивидуальные ключи; 5,6,7 - измерители тока; 8,9,10 - выводы дл  подключени  нагрузок; 11 - регул тор, 12 5 имитатор нагрузки; 13 - программно-управл ющий узел; 14 - блок управлени ; 15 - счетно-решающий узел.

Устройство дл  питани  нагрузок стабилизированным напр жением посто нного

0 гока содержит стабилизирующий источник

1питани , выход которого через индивидуальные ключи 2,3,4 и измерители 5,6,7 тока соединен с выводами 8,9,10 дл  подключени  соответствующих нагрузок, а через ре5 гул тор 11 - с питающим входом имитатора 12 нагрузки, программно-управл ющий узел 13, первый вход которого подключен к выходам измерителей 5,6,7 тока, второй вход - к первому выходу блока 14 управле0 ни , а выходы - к управл ющим входам регул тора 11 и имитатора 12 нагрузки. Устройство дл  питани  содержит также счетно-решающий узел 15, первый вход которого соединен с выходами измерителей

5 5,6,7 тока, второй вход со вторым выходом блока 14 управлени , а выходы - с управл ющими регул тора 11 и имитатора 12 нагрузки и с третьим входом программно-управл ющего узла 13, обеспе0 чивающим корректировку программ управлени .

Устройство дл  питани  нагрузок стабилизированным напр жением посто нного тока работает следующим образом.

5Предварительно стабилизируют напр жение источника 1 на определенном уровне (на фиг.1 показано) и с помощью индивидуальных ключей 2,3,4 производ т контрольные подключени  и отключени  нагрузок.

0 подсоединенных к выводам 8,9,10 дл  подключени  нагрузок (сами нагрузки на схеме не показаны). Возникающие при этом в каждой из нагрузок переходные процессы тока фиксируют с помощью измерителей 5,6,7

5 тока и по их выходных цеп м подают на первый вход программно-управл ющего устройства 13, в котором на основании переходных процессов подключени  и отключени  каждой из нагрузок стро тс  обратные переходные процессы и на их основации формируютс  соответственно перва  и втора  управл ющие программы в виде изменени  частоты, амплитуды сигналов И т.д.

Также предварительно в счетно-решающий узел 15 с помощью бпокз управлени  14 записываетс  математическа  модель, обладающа  необходимой степенью точности , всего устройства питани , включал такие ее составные элементы, как матемзтическ&  модель источника питани  1, математические модели всех нагрузок, имитатора нагрузки 12. регул тора 11, а также модель св зей между всеми составными элементами устройства.

Перед подключением (отключением) любой из нагрузок с измеритр.чей 5.6,7 тока (тех, которые подключены) информаци  подаетс  на первый вход счетно-решающего узла 15, где на основании это/ информации (могут в устройстве примен тьс  также и другие датчики, например напр жени  л т.д., которые на схеме фиг. : не показаны) уточн етс , математическа  модель источника питани  1 (это необходимо т.к., например , дл  аккумул торных батарей может изменитьс  внутреннее сопротивление и т.д.). а такжэ всей системы в иелом Затем на основании уточненной ;.зтематпческзй модели системы и математической модели подключаемой (отключаемой) нагрузки формируют переходный процесс подключени  (отключени ) нагрузки. Информаци  об этом переходном процессе поступает с выхода счетно-решающего узла 15 на третий вход программно-управл ющего узла 13. где на основании этой информации стро тс  обратные переходные процессы. Далее осуществл етс  сравнение уже имеющегос  обратного переходного процесса, полученного от предыдущего подключени  (отключени ) нагрузки и нового переходного процесса, полученного на основе математической модели, оперирующей самым последним состо нием всего устройства перед подключением (отключением), и корректируют имеющийс  переходный процесс и. соответственно управл ющую программу.

При подключении одной из нагрузок вначале с помощью регул тора 11 плавно увеличивают ток источника 1 через имитатор нагрузки 12 до значени , не меньшего максимальному значению, измеренному в нагрузке при ее контрольном подключении, а затем одновременно с замыканием одного из индивидуальных ключей 2,3,4, соответственно требуемой нагрузке, по сигналу блока 14 управлени  сопротивление имитатора 12 нагрузки измен ют по соответствующей программе. Так как изменение сопротивлени  имитатора 18 нагрузки при этом таково. что величина тока в ней соратна ..зменению величины тока Б подключаемой нагрузке то общий ток подключаемой нагрузки и пмитатора 12 нагрузки в переходном режим остаетс  неизменным и, следовательно, потный ток источника также неизменный. Расхождение параметров нагрузок и состо  нил системы в целом при предыдущем /

очередном включении в этом случае не приведут к возможности возникновени  помэ, т.к. они учтены через математические модели устройств в отдельности м системы е целом и эти расхождени  компенс.фойлнь1 Е;.

управл ющих программах программка-управл ющего узла 13.

При отключении одной из нагрузок одновременно с ее отключением с помощью

индивидуальных ключей 2.3.4 по сигнал ,, блока 14 управлени  начинает Функционировать профйммно-упоавл ющпй узет 13 ч измен ть сопротивление дополнительной нагрузки по соответствующей программе.

По скончании переходных процессов в дополнительной нагрузке как при подключении нагрузок, так и при их отключении, ток источника 1 через имитатор 12 нагрузки с помощью регул тора 1 1 плавно мег1ьшают

до нул .

Таким образом, предлагаемое стройст- 50 питани  позвол ет повысить дпнзс.иче- скую точность стабилизации нзпр жем/. источника питани  за смэт компенсации

расхождени  параметров нагрузок при предыдущем и последующем подключении (отключении). Указанна  компенсаци  производитс  на основании информации датчиков о состо нии всей системы в целом и

устройств в отдельности и их точных математических моделей.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  питани  нагрузок стабилизированным напр жением посто нного

   тока, содержащее стабилизирующий источник питани , выход которого через индиви- дуальные ключи и измерители тока соединен с выводами дл  подключени  соответствующих нагрузок, а через регул тор

   - с питающим входом имитатора нагрузки. программно-управл ющий зел, первый вход которого подключен к выходам измерителей тока, второй вход - к первому выходу блока управлени , а выходы - к

   управл ющим входам регул тора и имитатора нагрузки, отличающеес  тем. что. с целью повышени  динамической точности стабилизации выходного напр жени , в не го введен счетно-решающий узел первый вход которого соединен с выходами измерителей тока, второй вход - с вторым выходом блока управлени , а выходы - с управл ющими входами регул тора и имитатора

   нагрузки и с третьим входом программно- управл ющего узла, обеспечивающим корректировку программ управлени .