Система электропитания постоянного напряжения

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцналистическик

Республик (ii)883882 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву % 789980 (22) Заявлено 25.01.80 (21) 287 5447/24 07 с присоединением заявки .% (23) Рриорнтет—

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43 (5l )M. Кл.

С 05 F 1/56

1ооуяарстееииый комитет

СССР

Il0 делам изобретений и открытий (53) УДК 621.-31@. .722. 1,„. (088.8) Дата опубликования описания 27.11.81, «

С.С. Букреев, А.Ф. Кадацкий, К.П. Полянин, В.П. Скрицников, В.П. Панченко и Ю.И...Конев. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

1О

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых стабилизаторах импульсного действия, работаюших при больших токах нагрузки.

По основному авт. св. Мт 789980 известна система электропитания постоянного напряжения, содержашая П источников постоянного напряжения, имеющих обшую шину, соединенную с одним из выводов для подключения нагрузки, б силовых ячеек, каждая из которых состоит из датчика тока, регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между другим выводом соответствуюшего из источников питания и выводом для подключения нагрузки, блока управления регулирующим элементом, соединенного с выводом усилителя отклонения напряжения, усилителя отклонения тока с резистором управления, узел задания напряжения на нагрузке в цепь управления тока между силовыми ячейками, оба входа усилителя отклонения тока каждой силовой ячейки подключены параллельно резистору управления, который соединен последовательно с датчиком тока и вклю чен в указанную цепь уравнивания тока, выход усилителя уравнения тока соединен с обшей шиной через первый введенный потенциометр, средний вывод которого соединен с одним из входов усилителя отклонения напряжения, второй вход которого соединен со вторыми входами усипитепей откпонения напряжения других силовых ячеек и с узлом задания напряжения на выводах для подключения нагрузки.

В известном устройстве обеспечивается настройка выходного напряжения при сохранении точности распределения тока между силовыми ячейками с импульсным регулированием 11.;

Недостатком этого устройства является критичность к повышению тока наг» рузки и короткому замыканию в цепи нагрузки.

88388

Цель изобретения- повышение надежности путем обеспечения защиты от короткого замыкания нагрузки и перегру зок.

Указанная цель достигается тем, что в систему электропитания постоянного напряжения введен узел установки ограничения максимальнorо тока нагрузки, дополнительный балластный резистор которого одним выводом подключен к te обшей точке соединения любого из источников питания и силовой цепью регулирующегд элемента, другой вывод дополнительного балластного резистора подключен к точке соединения первых выводов потенциометра и дополнительного стабилитрона, второй вывод последнего подключен к одному из зажимов для подключения HarpyGEH, а второй вывод потенпиометра подключен к обшей точке соединения стабилитрона и балластного резистора узла задания напряжения на нагрузке, средний вывод упомянутого потенциометра через диод подключен к общей точке соединения резисторов управления и диого из выходов каждого усилителя

1 отклонения тока.

На чертеже приведена схема системы электропитания постоянного напряжения.

Система питания от источников 1

30 постоянного напряжения (q -число параллельно работающих источников), работает на нагрузку 2 и состоит из многофазного задающего генератора 3 с выходами 4, потенциометра 5 стабилитрона 6, баллас7 1

35 тного резистора 7, образующих узел 8 задания напряжения на выводах для подклю. чения нагрузки, и силовых ячеек 9, каждая из которых содержит усилитель 10 отклонения тока с резисторами 11-13, е усилитель 14 отклонения напряжения с резисторами 15 и 16, датчика 17 тока, резистор 18 управления, потенциометр

19, широтно-импульсный модулятор 2О, регулирующий элемент 21 (транзистор) с фильтром, конденсатор 22. Кроме того, система содержит узел 23 установки ограничения максимального тока нагрузки

2, который состоит из балластного резистора 24, дополнительного стабилитрона

25, потенциометра 26 и диода 27.

5О

Источники 1 и нагрузка 2 имеют одну общую шину, другая шина источнжов

1 подключена к нагрузке через силовые ячейки 9. В каждой силовой ячейке 9 выход усилителя 14 отклонения напряже53 ния подключен к широтно-импульсному модулятору 20, на второй вход которого подается сигнал синхронизации с много2 4 фазного задающего генератора 3, выходные сигналы 4 которого имеют сдвиг по фазе. Выход широтно-импульсного модулятора 2О подсоединен к регулирующему элементу 21 с фильтром, которые подключены к нагрузке 2 через датчик 17 тока.

Общая точка соединения резисторов 18 управления подключена к одному из входов каждого из усилителей 10 отклонения тока, другие выводы резисторов 18 управления подключены к точке соединения датчика 17 тока и другого входа усилителя 10 отклонения тока 1последовательно соединенные балластный резистор 23 и стабилитрон 25 узла установки ограничения максимального тока нагрузки 2 подключены одним выводом к нагрузке, другим выводом к любому из источников питания, вывод которого имеет общую точку соединения с силовой цепью регулирующего элемента 21, потенциометр

26 подключен к общим точкам соединения балластного резистора 24, стабилитрона

25, балластного резистора 7 и стабилитрона 6.

Система работает следующим образом.

В установившемся режиме многофазный генератор 3 подает с выхода 4 сдвинутые по фазе управляющие напряжения на широтно-импульсные модуляторы 20 силовых ячеек 9, что позволяет производить коммутацию регулирующих элементов не одновременно, а с некоторым требуемым сдвигом по фазе.

При изменении напряжения на нагрузке

2 по каким-либо причинам, но при сохранении токов ячеек равными, на входе усилителей 14 отклонения, появляется сигнал рассогласования относительно опорного напряжения, задаваемого потенциометром 5. Это.приводит к такому отклонению выходных напряжений усилителей

14, чтобы широтно-импульсные моду- - . г ляторы 20 изменили коэффициенты заполнения импульсов и тем самым восстановили задайный уровень выходного напряжения на нагрузке 2. При равных токах в силовых ячейках 9 на датчиках 17, которые выбираются равной величины, создаются одинаковые падения напряжения, что обеспечивает одинаковые потенциалы на резисторах 18 управления и равенство нулю сигналов управления на выходах усилителей отклонения тока. В этом случае усилители 10 не оказывают влияния на работу силовых ячеек. Величины коэффициентов заполнения импульсов широтноимпульсных модуляторов, и следовательно, режим работы силовых ячеек определяются

5 а

И

25 Система электропитания постоянного напряжения по авт. св. N 789980, отличаюшаяся тем,что,с целью повышения надежности путем обеспечения защиты от короткого замыкания

ЗО нагрузки и перегрузок, в нее введен узел установки ограничения максимального тока нагрузки, дополнительный балластный резистор которого одним выводом ,подключен к; обшей точке соединения любого из и источников питания и силовой цепью регулирующего элемента, другой вывод дополнительного балластного резистора подключен к точке соединения первых выводов потенциометра и допонц кительного стабилитрана, второй вывод последнего подключен к одному из зажимов для подключения нагрузки, а второй вывод потенциометра подключен к обшей точке соединения стабилитрона и балласт45 ного резистора узла задания напряжения на нагрузке, средний вывод упомянутого потенциометра через диод подключен к общей точке соединения резисторов управления и одного из входов каждого усилиХ теля отклонения тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 789980, кл.Я.О5 Р 1/56, 31.10.78.

5 883 только усилителями 14 отклонения напряжения.

При увеличении (уменьшении) . тока какой-либо ячейки от уровня тока, который она отдает в обшую нагрузку, падение напряжения на резистивном датчике

7 данной силовой ячейки увеличится

I (уменьшится) относительно потенциала общей точки резисторов 18, что приводит к протеканию через него тока. Падение напряжения на резисторе 18 управления усилится усилителем 10 отклонения тока и через потенциометр 19 передается на вход усилителя 14 отклонения напряжения. Выходной сигнал этого усилителя вызывает изменение коэффициента заполнения импульсов широтно-импульсного модулятора 20 таким образом, чтобы ликвидировать отклонение тока данной силовой ячейки от заданного для нее уровня.

При выравнивании токов в силовых ячейках 9 сигналы на выходах усилителей

10 отклонения тока силовых ячеек стремится к нулю, сводя к нулю и воздействие на режим работы широтно-импульсных модуляторов 20.

В случае превышения тока нагрузки больше максимально-допустимой величины, на которую рассчитана данная система, потенциалы на датчиках 17 тока каждой силовой ячейки, соответственно, и на обшей точке соединения резисторов 18 уп-! равления превысят потенциал, установленный потенциометром 26. Это приводит к протеканию токов через резисторы 18 управления каждой силовой ячейки 9, падения напряжения на каждом резисторе 18 управления усиляются усилителями 10 отклонения тока и через потенциометры

19 передаются на входы усилителей 14 отклонения напряжения каждой силовой ячейки. Выходные сигналы этих усилителей 14 приводят к изменению коэффициентов заполнения импульсов широтноимпульсных модуляторов 20 всех силовых ячеек 9 таким образом, чтобы ликвидировать отклонения токов во всех силовых ячейках от максимально допустимого тока.

Величина максимально допустимого тока, которую может стабилизатор отдавать в нагрузку, может регулироваться потенциометром 26 узла установки ограничения максимального тока нагрузки 23

882 6 в зависимости от технических характерис« тик разработанного стабилизатора. При коротком замыкании в цепи нагрузки 2 схема многофазного стабилизатора рабс тает аналогично описанному т. е. величина тока, отдаваемая системой при коротком замыкании в цепи нагрузки, также не превышает установленной потенциометром 26 максимально-допустимой величины.

Предлагаем ая систем а электропитания постоянного напряжения обладает, по сравнению с известными повышенной надежностью работы при, перегрузках и кс ротком замыкании в цепи нагрузки, повышенной технологичностью при настройке аппаратуры, питаюшейся от многофазного стабилизатора, стабильностью выравнивания токов силовых ячеек при аварийных режимах, в том числе и при коротком замыкании в цеци нагрузки. фор мула изобретения