Способ резервирования источников питания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при резервировании вторичных источников питания. Цель изобретения - повышение надежности . В способе, при котором контролируют состояния источников питания, а переключение нагрузки на резервный источник происходит по факту выхода из строя основного источника, новым является поочередное циклическое переключение каждого источника из включенного состояния в резервное , и наоборот, причем некоторое время источники работают параллельно. Надежность возрастает вследствие одновременной выработки ресурса эксплуатации обоих источников, облегчения теплового режима работы и циклического контроля состояния во время эксплуатации каждого источника. 1 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУбЛИК

>s Н 02 J 9/06

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1"."110ИЛ

4,Ь 6 3."." 1 . ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4442924/07 (22) 20.06.88 (46) 07 .05.91. Бюл. N. 17 (71) Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (72) С, Н. Болдырев (53) 621.316.925 (088,8) (56) Патент CLlJA И 4558230, кл. Н 02 J 9/00, 1985.

Курашов В,И. Анализ способов резервирования систем вторичного электропитания. — Электронная техника в автоматике.—

М.: Радио и связь, 1983, N.14 с..47-56. (54) СПОСОБ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ (57) Изобретеньге относится к электротехнике и может быть использовано при резервиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при резервировании вторичных источников питания.

Целью изобретения является повышение надежности.

На чертеже изображена электрическая схема устройства для реализации предлагаемого способа резервирования источников питания.

Устройство содержит два источника 1 и

2 питания с входными выводами 3 и 4, 5 и 6 для подключения к сетевым шинам питания. каждый из источников 1 и 2 питания имеет вывод 7 и 8 для цепи управления, выходы 9 и 10 источников через развязывающие диоды 11 и 12 подключены к общей нагрузке 13. узел 14 контроля выходных напряжений с

„„ЯЦ„„1б47770 А1 ровании вторичных источников питания.

Цель изобретения — повышение надежности. В способе, при котором контролируют состояния источников питания, а переключение нагрузки на резервный источник происходит по факту выхода из строя основного источника, новым является поочередное циклическое переключение каждого источника из включенного состояния в резервное, и наоборот, причем некоторое время источники работают параллельно. Надежность возрастает вследствие одновременной выработки ресурса эксплуатации обоих источников, облегчения теплового режима работы и циклического контроля состояния во время эксплуатации каждого источника.

1 ил. двумя выходными выводами 15, 16, первый вход 17 которой подключен к выходу 9 первого источника 1. а второй вход 18 — к выходу

10 второго источника 2 питания, дополнительный источник 18 питания, логические элементы: 2 И 20-22 и НЕ 23, 4 И-НЕ 24 и

25, ЗИЛИ 26, 2ИЛИ 27, генератор 28, счетчик

29, шесть диодов. 30-35, транзистор 36, два релейных переключателя 37 и 38, каждый из которых включает в себя реле с самофиксацией и двумя полуобмотками и выводы 3942 управления отключением и включением реле, соответственно каждое реле имеет по одному размыкающему 43 и 44 и одному замыкающему 45 и 46 контакту, три светоиндикатора 47 — 49, четыре одновибратора

50-53. вывод 54 внешней цепи управления, четыре резистора 55 — 58.

1647770

20

55

Выводы дополнительного источника 19 питания подключены к соответствующим выводам питания, элементов 20-29, 50-53, релейным переключателям-37 и 38., а также к узлу 14 контроля выходных напряжений.

Выход генератора 28 соединен со счетным входом С первого элемента счетчика 29, вход разрешения CE которого сединен с положительным выводом дополнительного источника 19 питания, а вход установки в ноль R первого элемента счетчика 29, счетный вход С и вход установки в ноль R второ.го элемента счетчика 29 соединены с общим выводом. Четвертый выход первого элемента счетчика 29 соединен с входом CE его второго элемента, первые три выхода которого подключены по одному к трем входам первого 24 и второго 25 элементов 4M — НЕ, четвертый выход второго элемента счетчика

29 соединен с четвертым входом второго элемента 4И вЂ” НЕ 26, прямым входом второго одновибратора 51. а также через элемент

НЕ 23 с прямым входом четвертого одновибратора 53 и с четвертым входом первого элемента 4И-НЕ 24.

Выход элемента 4И-НЕ 24 соединен с катодом первого диода 30, анод которого подключен к инверсному входу первого одновибратора 50, аноду второго диода 34 и через первый резистор 55 к положительному выводу. дополнительного источника 19 питания, катод второго диода 34 соединен с катодами третьего 32, четвертого 33 и пятого диодов, а также с коллектором транзистора 36. Змиттер .последнего подключен к

:общему выводу дополнительного источника

19 и первыми выводами трех светоиндикаторов 47-49, а база — к выходу логического элемента ЗИЛИ 26., Выход второго логического элемента 4И,НЕ соединен с катодом шестого диода 31, анод которого соединен с инверсным входом второго одновибратора 52, анодом третьего диода 32 и через второй резйстор 56 связан с положительным выводом дополнительного источника

19 питания. Анод четвертого диода 33 соединен с входом установки в ноль R третьего одновибратора 51 и через третий резистор

57 с положительным выводом дополнительного источника 19.

Анод пятого диода 35 соединен с входом установки в ноль R четвертого одновибратора 53 и через четвертый резистор 58— с положительным выводом дополнительного источника 19 питания, Выходы первого управления соответственно второго релейного переключателя 38. Первый выход 15 узла 14 контроля выходных напряжений соединен с первыми входами второго 21 и третьего 22 элементов 2И, элемента 2ИЛИ

27 и вторым выводом первого светоиндикатора 49, а второй выход 16 узла 14 контроля соединен с вторыми входами этих же логических элементов 21, 22, 27 и вторым выводом второго светоиндикатора 47. Выход третьего логического элемента 2И 22 подключен к второму выводу третьего светоиндикатора 48, а выход второго логического элемента 2И 21 — к первому входу ЗИЛИ 26.

Выход логического элемента 2ИЛИ 27 соединен с первым входом первого логического элемента 2И 20, второй вход которого подключен через два соединенных последовательно размыкающих rãíòàêòà 43 и 44 к положительному в. воду дополнительного источника 19 питания, а выход этого логического элемента 20 соединен с вторым входом логического элемента ЗИЛИ 26, третий вход которого соединен с выводом 54 внешней цепи управления. Замыкающий контакт

45 первого релейного переключателя 37 подключен между выводами 7 управления первого источника 1 питания и его общим выводом 4, а замыкающий контакт 46 второ30 .ro релейного пере.<лючателя 38 подключен между выводами 8 управления второго источника 2 питания и его общим выводом 6.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии сетевое напряжение на входе источников 1 и 2 питания и управляющие сигнала на выводах 7, 8 и 54 отсутствуют, При включении дополнительного источника 19 питания все элементы—

40 релейные переключатели 37 и 38„а также схема контроля выходных уровней получают питание. Так как на входах 17, 18 узла 14 контроля отсутствуют измеряемые напряжения, то на ее обоих выходах 15 и 16.появляются единичные сигналы, при этом первый 49, второй 47 и третий 48 светоиндикаторы горят. Единичные сигналы через второй элемент 2И 21 и элемент ЗИЛИ 26 поступают на базу транзистора 36, который открывается и через второй 34 и третий 32 диоды и одновибраторы 50 и 52 устанавливает релейные переключатели 37 и 38 в исходное состояние, а через четвертый 33 и пятый 35 диоды блокирует работу третьего

51 и четвертого 53 одновибраторов. При

50 и третьего 51 одновибраторов подключены к выводам 40 и 39 управления соответст. венно первого релейного переключателя 37, а выходы второго 52 и четвертого 53 одновибраторов подключены к выводам 42 и 41 этом замыкающие контакты 45 и 46 разомкнуты и не оказывают блокирующего действия на управляющие сигналы источников

1 и 2 питания, а импульсы управления с выхода второго элемента счетчика 29 и вы 1647770

50

55 хода логического элемента НЕ 23 не могут включить третий 51 и четвертый 53 одновибраторы, После подачи напряжения на вход источников 1 и 2 питания происходит их запуск и, если оба они исправны, на их выходах появляется напряжение, а на выходах 15 и 16 узла 14 контроля выходных напряжений нулевые уровни. При этом светоиндикаторы 47-49 гаснут, что соответствует нормальной работе источников питания, а транзистор 36 выключается и снимает блокировку с R-входов третьего 51 и четвертого 53 одновибраторов. Источники 1 и 2 питания продолжают работу совместно да тех пор, пока на прямой вход одного из одновибраторов 51 или 53 (например, четвертого 53) не поступает сигнал запуска.

При этом срабатывает релейный переключатель 38, его размыкающий контакт 44 размыкается, а замыкающий 46 замыкается и выключает источник 2 питания. На втором выходе 16 узла 14 контроля появляется единичный уровень напряжения и загорается второй светоиндикатор 47, что соответствует выключенному состоянию второго источника 2 питания, Транзистор 36 остается в выключенном состоянии. Через некоторое время приходит сигнал запуска на вход второго одновибратора 52 и релейный переключатель 38 устанавливается в исходное состояние, размыка|ощий контакт 44 замыкается, а замыкающий 46 — размыкается.

Второй источник 2 питания повторно включается и второй светоиндикатор 47 гаснет.

Некоторое время источники 1 и 2 питания работают совместно. При этом все светоиндикаторы 47 — 49 находятся в погашенном состоянии, что соответствует нормальной работе. После этого происходит выключение первого источника t питания на некоторое время, а затем его повторное включение, далее циклы повторяются. Òàким образом; источники питания работают и выключаются поочередно, попеременно через интервал совместной работы, при этом их ресурс и надежность вырабатываются одновременно, а сигнализация на светоиндикаторах позволяет периодически фиксировать их исправное состояние.

При отказе работаюшего источника питания, например первого 1, B момент, когда второй источник 2 питания находится в выключенном состоянии, контакт 44 в развернутом состоянии, На обоих выходах 15 и 16 узла 14 контроля появляются единичные уровни напряжений. Транзистор 36 включается, контакт 44 замыкается, контакт 46 размыкается, происходит запуск второго источника 2 питания, з так как на обоих входах первого, элемента 2И 20 постоянно присутствуют сигналы логических единиц, транзистор 36 остается во включенном состоянии. При этом оба источника питания имеют команду на включение, но постоянно горящий светоиндикатор 49 сигнализирует о неисправности первого источника питания.

Аналогично происходит работа устройства при отказе второго источника 2 питания в момент выключенного состояния первого источника 1 питания.

При подаче сетевого напряжения на один неисправный источник питания оба источника получают команды на включение, При выходе из строя обоих источников питания одновременно загорается третий светоиндикатор 48, что соответствует аварии обоих источников.

Подавая единичный сигнал на вывод 54 внешней цепи управления, может происходить включение обоих источников питания дистанционно в любое время.

Положительный технический эффект способа резервированич источников питания заключается в повышении надежности системы питания за счет повышения показателя надежности каждого источника питания в промежутке времени между двумя соседними интервалами совместной работы, который намного меньше всего периода нормальной эксплуатации системы питания, так как после каждого такого интервала известно состояние обоих источников 1 и 2 питания узла 14 контроля и переключателей

37 и 38; за счет гарантированной приработки обоих источников 1 и 2 питания на начальном участке их эксплуатации или испытаний, одновременной и поочередной выработке их ресурса нормального периода эксплуатации и, как следствие, одновременного сдвига их периода из.носовых отказов на конечный этап ресурса нормальной эксплуатации системы питания в целом. Повышение надежности системы питания достигается за счет распределения ее средней выходной мощности между двумя источниками питания поровну, т.е. облегчения режима работы каждого источника питания в отдельности и снижения их температуры за счет остывания в выключенном состоянии.

Формула изобретения

Способ резервирования источников питания, при котором включают один источник питания, а другой оставляют в холодном резерве, контролируют исправность работающего источника питания, включают резервный при неисправности первого ис1647770

Составитель А. Шустов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска

Редактор M. Бланар

Заказ 1409 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 точника питания, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности производят поочередное циклическое переключение каждого источника питания из включенного состояния в резервное и из резервного во включенное. причем в интервал времени с момента включения одного до перехода в резерв другого контролируют параллельную работу источников и при неисправности одного из них включают только

5 .исправный с одновременной индикацией неисправности одного из источников.