Стабилизированная система электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах электропитания, требуюпщх последовательное включение - выключение вторичных источников питания . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности защиты. Система содержит N вторичных источников питания 4 с блоками контроля 5, блок уп

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4 129882/24-07 (22) 08. 10.8б (46) 07. 11.88. Бюл. 9 41 (71) Научно-исследовательский институт физики твердого тела Латвийского государственного университета им. П.Стучки (72) А.А.Кристин (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 857955, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1203495, 1984.

„„SU„„3436108 А 1 (54) СТАБИЛИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах злектропитания, требующих последовательное включение— выключение вторичных источников питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей н повышение надежности защиты. Система содержит N вторичных источников питания 4 с блоками контроля 5, .блок уп l 436108 равления 1, N-1 логических элементсв

ИЛИ 2 и N-1 логических элементов И 3„

При подаче команды на включение блск управления 1 вырабатывает сигнал логической "1", который подается на первые входы всех элементов ИЛИ 2 и первый вход„последнего элемента И 3.

С приходом сигнала логической "1" на первый вход первого элемента ИЛИ 2, сигнал логической "1" с его выхода поступает непосредственно на управ,ляющий вход первого вторичного ис, точника питания 4, который включа ется и через некоторое время на вы. ходе его блока контроля 5 появляется разрешающий сигнал на вкпючение следующего вторичного источника питания 4. Разрешающие сигналы с выхода ( второго элемента ИЛИ 2 и первого блока контроля поступают через первый элемент И 3 на управляющий вход второго вторичного источника 4, ко"торый включается и его бпок контро-ля 5 выдает разрешающий сигнал на включение последующего источника питания 4 и сигнал на вь::ключение

Изобретение относится к электро-" технике H MOKBT найти применение в системах электроконтактной радиоэлектронной аппаратуры, требующей несколько стабилизированных напряжений включающихся и выключаюпдхся в заданной последовательности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности ="- qevrrÄ а также уменьшение времени отключения в аварийном режиме.

Иа фиг.1 приведена схема стабили= зированной системы электропитания; на фиг,2 — блок управления, первый вариант; на фиг.З вЂ” временные диаграммы работы блока- управления:на фиг.4 вЂ, блок управления, второй вариант.

Система электропитания содержит блок 1 управления N-1 элементов

ИЛИ 2 М-1 элементов И 3,. М источни э ков 4 вторичного электропитания и

И блоков контроля, причем входы испредыдущего вторичного источника 4, который подается на второй вход первого элемента ИЛИ 2. Включение последующих вторичных источников 4 осуществляется аналогичным образом. Выключение системы происходит в обратном порядке.При перегрузке в одном из вторичных источников 4 его блок контроля 5 выдает сигнал отказа, в результате чего снимается разрешающий сигнал включения последующего ис точника 4 через его элемент И 3 и, кроме того, подготавливается цепь для прохождения команды на выключение предыдущего источника 4. По первому варианту выключение системы происходит 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 контроля 5 соединен с соответствующим входом блока управления. 5 з.п. ф-лы, 4 ил, точников 4 вторичного электропитания соединены с выводами для подключения питания, а выход каждого из них соединен с входом соответствующего блока 5 контроля и выходными выводами, первые входы элементов

ИЛИ 2 объединены и подключены к выходу блока 1 управления, командный вход которого соединен с выводом для поцключения внешней команды, первый вход блока 1 управления соединен с выходом последнего N-ro блока 5 конроля, второй вход каждого К-ro элемента ИПИ 2 соединен соответственно с выходом (К+1)-го блока 5 контроля, выход первого элемента ИЛИ 2 соединен непосредственно с управляющим входом первого источника 4 вторичного электропитания, выход каждого последующего элемента ИЛИ соединен с первым входом соответствуюшего элемента И 3, причем первый вход последнего элемента И 3 соединен с вь|ходом блока 1 управления, 1436108 второй вход каждого К-го элемента

И 3 соединен с выходом К-ro блока

5 контроля, а выход с управляющим входом (К+1)-ro источника 4 вторичного электропитания.

По второму варианту выход каждого из блоков 5 контроля соединен с соответствующим входом блока i управления.

Кроме того, блок 1 управления по первому .варианту выполнен 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 выходом одновибратора 9, а выход — с выходом блока управления и через элемент

7 задержки с первым входом второго элемента И 8, второй вход которого через инвертор 10 соединен с первым входом блока управления, выход второго элемента И 8 соединен с входом одновибратора 9.

Во втором варианте блока 1 управления одновибратор 9 заменен RS-триггером, причем S-вход триггера соединен с выходом второго элемента И- 8, К-вход — с первым входом первого элемента И 6, второй вход которого соединен с инверсным выходом КЯ-триггера. Кроме того, при выполнении системы но второму варианту инвертор 10 в блоке 1 управления выполнен многовходовым на элементе И-НЕ.

Система работает следующим образом.

При отсутствии команды на включение на входе и выходе блока 1 управления (фиг.1) на выходах блоков 5 контроля, следовательно, на всех входах и выходах элементов ТШИ 2 и И 3 имеются уровни логического "0". При поступлении на первый вход блока 1 управления команды на включение в виде уровня логической 1 на его выходе появляется также уровень логической "1", который, поступая на первые входы элементов ИЛИ 2, вызывает их установление в единичное состояние. 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, зависящей от.его конструкции, включается и устанавли- вается в заданный режим, который

5 контролируется первым блоком 5 контроля. При номинальном режиме работы первого источника 4 блок 5 контроля вырабатывает уровень логической "1", который поступает на второй вход первого элемента И 3. На обоих входах этого элемента имеются уровни логической "1", поэтому первый элемент

И 3 устанавливается в единичное состояние и подает команду ча включение второго источника 4, после установления номинального режима работы которого второй блок 5 контроля вырабатывает уровень логической "1", поступающий на первый элемент ИЛИ 2 и второй элемент И 3. При этом первый элемент ИЛИ 2 свое состояние не меняет, а второй элемент И 3 вырабатывает команду на включение третьего

2б источника 4 и так далее пока не включится источник 4 последнего канала. Блок 1 управления контролирует время включения системы по моменту поступления единичного сигнала с выхода последнего блока 5 контроля.

Если это время не превышает заданное контрольное время, то система пере ходит в нормальное рабочее состояние, характеризующееся тем, что на всех входах и выходах элементов ИЛИ 2

Зб и И 3 присутствуют уровни логической "1".

После снятия сигнала на включение системы (т.е, при подаче команды на выключение) на первом входе блока

40 управления устанавливается уровень логического "0", в результате чего блок 1 управления вырабатывает на выходе нулевой. уровень, который поступает на первые входы элементов

4б ИЛИ 2 и первый вход последнего яз элементов И 3. Элементы ИЛИ 2 своего состояния не меняют, а последний элемент И 3 устанавливает на выходе уровень логического "0 . Последний

БО источник 4 выключается, его блок- 5 контроля вырабатывает уровень логического "0", поступающий на (N-1)-й элемент ИЛИ 2. Это вызывает появление уровня логического "0" на обоих

55 входах (N-1)-го элемента ИЛИ 2, ввиду чего на его выходе также устанавливается уровень логического "0", что приводит к установлению нулевого с

i .. Зб i08 уровня на выхоце соответствующего вертсра 10 и однсвибратора 9 — уроэлемента И 3, последующему отключе-. вень логической "1" (фиг. 3) . При понию (N-1)-го источника 4 и фсрмирс-. ступлении команды на включение на ванию блоком 5 контроля этого источ- первый вход первого элемента И 6 поа, ника уровня логического "О". Анало- " ступает единичныи уровень (фиг.За), гично процесс выключения развивает- Так как на обоих входах первого злеся далее вплоть до выключения перво- мента И б — уровни логической

ro источникй 4. на выходе формируется уровень логичеЕсли при нахождении системы в ской "1" (фиг,ЗЬ), который поступа нормальнсм рабочем режиме происходит ет на выход блока 1 управления и че неисправнссть, приводящая к срабаты- реэ элемент 7 задержки на первый ( ванию какого-либо К-го блока 5 кант- вход второго элемента И 8 (фиг.Зс), роля, то уровень логического "0 1 с Элемент задержки осуществляет за его выхода поступает на второй вход 1, держку единичнога сигнала на время

К-ro элемента И 3, вызывая его пере-- з, большее, чем время, необходимое ключение в нулевое состояние,стклю- для установления системы питания в ! чение соответствующего источника 4 рабочий режим. Поэтому при отсутствий и далее последующих вплоть дс послед аварийных условии сигнал с блока 5 него. Сигнал с выхода бло:;а 5 конт- контроля последнего канала приходит (1

|роля последнего канала поступает на на вход инвертора 10 раньше, чем на ,первый вход блока 1 управ. пения, котс- выходе элемента 7 задержки появляется ,рый вырабатывает на выходе уровень уровень логической "1" (фиг.Зс1). логического "0". Это привсцит к раз-- Зтот сигнал инвертируется и на витию процссса выключения дпя TPz - втором входе второго элемента И 8 источников, которые находятся до появляется уровень логического "О . аварийного канала пс схеме, ицентич-- Поступивший после этого с элемента

iной нормальному выключению, 7 задержки уровень логической "1" (Если такой режим выключения при состояние элемента И 8 не меняет и возникновении аварийной ситуации, блок управления переходит в ждуЧQ оказывается недостаточна быстрым для щий режим. Если в течение времени потребителя, тогда следует васполь-- с, на первый вхсц блока 1 управлезоваться модификацией уст ..байства, в ния (на вход инвертора 10) не постукотором выходи всех N блоков 5 кон - пает ециничный сигнал с блока контроля соединены с соответствующими роля псследнего канала„т.е. имеет

N-входами блока.1 управлени:: (на - б места аварийная ситуация то на фиг.1 соединения указаны штрихаво! втором элементе P.. 8 наступает совпалинией). Для этого вариант-! возник-- дение, на ег с выходе формируется новение аварийной ситуации з любом из единичный уровень, который запуска выходов приводит к немедленному пс- ет сдновибратор 9 (фиг,3b) . Уровень ступлению сигнала на блок 1 управ-- логического 0 с его Агхода перево40

Ф1 ления, который вырабатывает сигнал,цит первый элемент И 6 в нулевое соотключения. При этом отключение сис- стояние и блок 1 управления формирутемы идет в трех гаправлениях сднс-. ет на выходе сигнал выключения на временно: от аварийного выхода в зремя, равное длительности формиру

„.! г сторону последующих и предыдущих в: г емсгс сднсвибратсром 9 выходного имат последнего выхода в сторону пре"- пульса Г, после чего блок 1 управдьщущих выходов каналов. Зтс сбеспе- пения снова формирует сигнал включечивает оперативное отключение потр=- ния системы питания. Если аварийная бителя от системы питани . ситуация сохраняется, то сигнал вклюБлок 1 управления по первому ва-- -О чения длится в течение времени Г рианту (фиг.2) работает следующим сб- после чего GH снова снимается и т,д. разом. При отсутствии команды на т.е„блок 1 управления работает в включение на первом входе первого сежиме периодического контроля сисэлемента И б присутствует уровень л.с" темы питания на наличие аварийной гического "0". Уровень лсгическогс бб ситуации. Такой режим работы про"0" имеется на выходах элемента 7 =-.a.: дслжается до тех пор, пока не ликдержки и второго элемента И. 8 и на видируется неисправность или постувходе инвертора 10. На выходах ин- пит команда на отключение системы

36108

1. Стабилизированная система электропитания, содержащая и каналов, 40 каждый из которых сос-оит из вторичного источника питания, силовой вход которого подключен к выводу для подключения питающей сети, а выходк выводу для подключения нагрузки, 45 блок контроля, входом соединенный с выходом вторичного источника питания, причем все каналы, кроме последнего, снабжены элементами ИЛИ, первые входы которых объединены, и вывод для подключения внешней команды управления, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью расширения ее функциональнбгх возможностей и повбппения надежности защиты, в нее

55 введен блок пуска, первбм входом соединенный с выводом для подключения ! внешней команды управления, а выходом подключенный к первым входам эле7 14 питания. К выходу одновибратора 9 может быть подключен индикатор (на фиг.2 не показан), по сигналам которого можно осуществлять оперативный контроль за состоянием системы питания. Если аварийный режим возник во впемя работы системы питания, то на первый вход блока 1 управления поступает уровень логического "0", на выходе инвертора 10 появляется уровень логической "1", что приводит к запуску блока 1 управления в указанный режим периодического контроля.

Если режим периодического контроля аварийной ситуации нежелателен, следует воспользоваться вторым вариантом выполнения блока 1 управления (фиг.4), Работа его во многом аналогична первому варианту. Различие лишь в том, что при наличии аварийной ситуации как при включении системы питания, так и во время ее работы блока 1 управления снимает сигнал включения системы питания и повторно его не подает до тех пор, пока не подадут повторно команду на вклЬчение системы. Это обеспечивает1 ся тем, что в блоке 1 управления вме= сто 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 уровня логического "0", который блокирует прохождение команды на включение системы питания через первый элемент И 6. Так как К-вход триггера 11 соединен с первым входом первого элемента И 6 и на него во время наличия команды на включение поступает уровнь логической "1", то сброс триггера 11, а следовательно, и повторное включение системы питания возможно только после снятия с командного входа блока 1 управления команды на включение.

Если используется модифицированный вариант системы питания с форсированным выключением, то в блоке

1 управления инвертор 10 используется многовходовым на элементе И-НЕ.

При этом в процессе включения системы питания в течение времени на всех входах этого элемента уста15

35 навливаются уровни логической "1".

Возникновение аварийной ситуации характеризуется сохранением или появлением на одном из входов уровня логического "0".

Возможны и другие варианты выполнения блока i управления, которые могут работать по аналогичным или иным алгоритмам. Например, в случае специальных требований на время включения источника 4 выполняют блок управления с индивидуальным контролем времени включения любого из источников 4.

Таким образом, стабилизированная система электропитания позволяет осуществлять включение и выключение в заданной последовательности неограниченного числя вторичных источников питания, повысить надежнбсть защиты потребителя за счет обеспечения отключения устройства при возникновении аварийной ситуации в любом из каналов (как при включении, так и после установления номинального режима работы системы питания), осуществлять форсированное отключение стабилизированной сис-емы питания за счет проведения отключения в трех направлениях сразу. Кроме того, выбором соответствующей конструкции блока управления можно осуществить наиболее оптимальный для конкретных условий режим защиты.

Ф ор мул а и з об р е т е ни я

1436

708

70 ментов ИЛИ, в каждый из каналов,кроме первого, введен элемент И, первым входом соединенный с выходом блока контроля предыдущего канала, вторым входом, кроме элемента И последнего канала, — с выходом элемента ИЛИ соответствующего канала, второй вход элемента И последнего канала подключен к выходу блока пуска, а выходы элементов И подключены к управляющим входам вторичных источников .питания соответствующего канала, причем выход элемента ИЛИ первого канала подключен к управляющему

1, входу вторичного источника питания этого канала, а выход блока контроля последнего канала соединен с вторым входом блока пуска, кроме того, выход блока контроля каждого из последующих каналов подключен к вторым входам элемента ИЛИ каждого из предыдущих каналов.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения времени отключения системы в аварийном режиме, блок пуска снабжен вторыми входами по числу кана-лов системы, соедииеннымл с выходами соответствующих блоков контроля, обеспечивающих одновременное выклю-чение всех каналов.

3. Система по п.1, о т л и ч а-ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения режима периодического конт,роля системы на наличие аварийной ситуации и возможности повторного запуска, блок пуска снабжен двумя элементами И, элементом задержки, элементом НЕ и одновибратором, 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 кото рого подключен к входу одновибратора,выходом соединенного с вторым входом первого элемент" И, второй вход второго элемента И через элемент НЕ соединен с вторым входом блока пус-ка.

4. Система по п.1, о т л и ч а ю—

m а я с я тем, что, с цель7о исключения. самопроизвольного повторного послеаварийного запуска системы, блок

5 пуска снабжен двумя 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, выход которого подключен к S-входу RS-триггера, инвертирующим входом соединенного с вторым входом первого элемента И, à R-входом— с первым входом первого элемента И, второй вход второго элемента И через элемент НЕ соединен с вторым входом

20 блока пуска.

5. Система по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что7 блок пуска снабжен двумя элементами И, элементом задержки, элементом И-НЕ и од2 новибратором, 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 подключен к входу одновибратора, выходом соединенного с вторым входом первого элемента И, второй вход второго элемента И через элемент И-НЕ соединен с вторым входом блока пуска.

6. Система по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что блок пуска снабжен двумя 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-входу RS-триггера, инвертирующим входом соединенного с вторым входом первого элемента И, а

R-входом — с первым входом первого элемента И, второй вход второго эле5О,мента И через элемент И-НЕ соединен с вторым входом блока пуска.

1436 108

Составитель B.Ìîñèí

Техред N.Õoäàíè÷ Корректор Н.Король

Редактор И.Шулла

Заказ 5647/48

Тираж 866 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4