Многоканальная система электропитания

%17 Я СИСТЕМА ЭЛЕКТ-,НОГОКАНАТАНИЯспользовпостоянней с ржения, . РОП (57) тани бите напр ке,пост мин тре алек гетич наяропислучалов в тани упра ияс нфо ГОСУ АРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДО СТВО СССР,А.Шумаков и И.П,Шведюкторское свидетельство ССС522, кл, Н 02 ) 7/34, 1982;вторское свидетельство ССС 7776, кл, Н 02 ) 7/35, 1989,вторское свидетельство ССС8770, кл, Н 02 ) 7/35, 1990. ание: в системах электропиым током комплексов потреазличными значениями мощности или требующих зобретение относится к электротехниастности к системам электропитания янным током комплексов потребитеагрузок) с различными значениями ноьного напряжения, мощности или ющих гальванической развязки, елью изобретения является повышеадежности многоканальной сисгемы опитания и улучшение ее массоэнерских показателей путем упрощения. а чертеже представлена функциональхема многоканальной системы электания на три канала (К = 3), В общем при К нагрузках должно быть К кана- зависимости от параметров нагрузок ии аккумуляторов каждого канала пидолжно быть М аккумуляторов и М ляемых ключевых ячеек.ногоканальная система электропитадержит блок коммутации 1, имеющий мационные входы 21-2 з, выходы 31 гальванической развязки. Сущность изобретения:.система содержит источник постоянного тока, тактовый генератор, блок коммутации и К каналов питания по числу нагрузок, Блок коммутации выполнен в виде совокупности К информационных трактов на основе логических элементов И и НЕ. Каждый канал питания содержит секцию из М аккумуляторов, М управляемых ключевых ячеек, устройство контроля состояния аккумуляторовформирователь импульсов, распределитель импульсов и логический элемент И. Система позвляет при появлении запроса на заряд секции аккумуляторов наиболее важного канала питания прерывать заряд секций аккумуляторов менее важных каналов, 1 ил,Зз, каналы питания 41-4 з, каждый из которых имеет два выходных силовых вывода 5 и 6 к(К=1(1) 3), два входных силовых вывода 7 к и 8 к и три управляющих вывода 9-11, тактовый генератор 12, источник постоянного тока 13 и различные по напряжению и мощности нагрузки 141 - 1 )з.Типовой канал питания 4 к имеет в своем составе распределитель импульсов 15, в качестве примера состоящий из счетчика 16 и дешифратора 17, управляемые ключевые ячейки 181-18 км, устройство контроля 19 состояния аккумуляторов, схему И 20, формирователь импульсов 21 и секцию аккумуляторов 22 к 1 - 22 км. Реализация распределителя по приведенной схеме (счетчик-дешифратор) позволяет исключить необходимость установки дополнительного формирователя импульсов для сброса счетчика в нулевое состояние после окончания цикла счета, Сброс может осуществлчтьсдпо переполнению или за счет внутренних обратных связей выходов при заданном коэффициенте пересчета. Формирователь импульсов 21 осуществляет сброс счетчика в нулевое состояние при прерывании цикла, 5 когда счетчик 16 находится в произвольном состоянии. К выходным силовым выводам 5 и 6 канала питания подключена нагрузка 14 и входные управляющие выводы устройства контроля состояния аккумуляторов, " Вхбдные силовые выводй 7 и 8 соединены с источником 13 постоянного тока, но аккумуляторы не подключаются на заряд при закрытых ключевых ячейках 181-18 м Управляющий вывод 9 подключен к выходу тактового генератора 12, управляющий вывод 10 подключен к выходу 3 блока коммутации 1, а управляющий вывод 11 подключен к информационному входу 2 блока коммутации 1.Блок коммутации содержит три информационных тракта, а также схемы НЕ 231- 23 з и И 241 - 24 з. Информационные входы блока коммутации 21-2 з подключены соответственно к управляющим выводам 111-.11 з каналов питания 41 - 4 з (выходам устройств контроля состояния аккумуляторов), а выходы 31-Зз подключены, соответственно, к управляющим выводам 101 - 10 з каналов питания.Система работает следующим образом, Приоритетность нагрузок распределена в соответствии с нумерацией каналов питания, т,е, нагрузка 141 является наиболее важной (имеет наивысший приоритет), а нагрузка 14 з - наименее важной (наименьший приоритет), В исходном состоянии все секции аккумуляторов заряжены, тактовый генератор включен, Импульсы с выхода тактового генератора 12 поступают на первые управляющие выводы 91-9 з каналов питания 41-4 з. В этом случае на управляющих выводах всех устройств контроля состояния аккумуляторов 191-19 з сигналы высокого уровня (логическая "1"). Данные сигналы через схему НЕ 22 инвертируются и поступают с управляющих выводов 111-11 з каналов питания 41-4 з соответственно на информационные входы 21-2 з блока коммутации. При этом отсутствуют сигналы высокого уровня (логическая "1") на .выходах 31-44 блока коммутации. Распределители импуль-, сов 151-15 з каналов питания 41-4 з находятся в исходном сстоянии (сигналы высокого уровня на всех выходах отсутствуют). Все управляемые ключевые ячейки 1811-18 зм во всех каналах питания закрыты, т.е, источник постоянного тока 13 к аккумуляторам не подключен. На выходах И 241-24 з и соответственно на выходах 31 - Зз блока коммутации формируются нулевые потенциалы, что соответствует отсутствию разрешения на подключение аккумуляторов любого из каналов питания 41-4 з к источнику постоянного тока 13.Когда секция аккумуляторов в каком-либо из каналов питаниянапример 52 разрядится до определенной степени, об этом сигнализирует устройство контроля состояния аккумуляторов 19 путем выдачи потенциального сигнала в виде логического "0" (потенциал низкого уровня).Сигнал нулевого уровня через выход 112 канала питания 42 поступает на вход 22 блока коммутации 1, инвертируется схемой НЕ 232, а затем подается на второй вход схемы И 242 На выходе Зг блока коммутации 1 появляется высокий потенциал (поскольку схема И 242 открывается единичными потенциалами схемы НЕ 232 и входа 21), что соответствует разрешению на подключение секций аккумуляторов 2221-22 канала питания 42 к источнику постоянного тока 13. Высокий потенциал с выхода 32 блока коммутации 1 поступает на второй управляющий вывод 102 канала питания 42 и через схему И 20 на тактовый вход распределителя импульсов 15, в частности на счетный вход счетчика 16. По заднему фронту входного тактового импульса на первом выходе распределителя импульсов 152, в частности на первом выходе дешифратора 172, появится высокий потенциал(логическая "1"), который удерживается в течение такта (пауза плюс импульс), то есть до окончания следующего тактового импульса, В результате, за время действия потенциала на первом выходе распределителя импульсов 152, открыта управляемая ключевая ячейка 1821, обеспечивая прохождение зарядного тока от источника 13 постоянного тока к аккуму-. лятору 222 в течение данного такта.При этом каналы питания 41 и 4 з заблокированы нулевыми логическими сигналами с выходов 31 и Зз блока коммутации 1, прикладываемыми к выводам 101 и 10 з, и тактовые импульсы генератора 12 не вызывают их срабатывания. На следующем такте появляется потенциальный сигнал на втором выходе распределителя импульсов 152 (одновременно с исчезновением гютенциального сигнала на первом выходе). При этом закрывается управляемая ключевая ячейка 1821 и открывается 1822, обеспечивая протекание тока через аккумулятор 2222 в течение данного такта. Таким образом, за каждый такт(пауза плюс импульс) тактового генератора происходит смена заряжаемогоккумулятора в данном канале питания. Поле закрытия управляемой ключевой ячейки 82 м в канале питания 42, по заданному ронту тактового импульса, соответствуюему переходу последнего выхода распреелителя импульсов 152 из состояния огической "1" в состояние логического "0" роисходит обнуление счетчика 162, Это беспечивается самосбросом счетчика 162, а выходе дешифратора 172, а следовательо и на выходах схемы распределителя 152 10 мпульсов сигналы отсутствуют, что опрееляет исходное (нулевое) состояние.По заднему фронту следующего тактоого импульса появится потенциал нэ пером выходе распределителя 152 импульсов. налогично указанному, заряд по круговому 15 иклу секций аккумуляторов канала питаия 42 будет осуществляться до тех пор, ока на выходе устройства 192 контроля сотояния аккумуляторов не появится высо 20 ий потенциал, сигнализирующий о заряде ккумуляторов секции (логическая "1"). Сигал логической "1" устройства контроля сотояния аккумуляторов 192 через вывод 112 энэла питания 42 поступает на информацинный вход 22 блошка коммутации 1, инвер 25 ируется схемой НЕ 232 и посгупает на вход хемы И 242 формируя нулевой потенциал а выходе 32 блока коммутации, что соответ- твует отсутствию разрешения на заряд секии аккумуляторов канала питания 42,Кроме того, задний фронт сигнала на ходе 102 канала питания 42 обеспечивает 30 рабатывание формирователя импульсов 35 12, который выдает импульс на сброс расределителя импульсов 152 в исходное сотоя ние.При разряде аккумуляторов секции боее важной (более приоритетной) нагрузки 40 о время заряда аккумуляторов менее важой (менее приоритетной) нагрузки, наприер, 141 и 142 на информационный вход 2 лока коммутации 1 поступит сигнал низкоо уровня (логический "0") и закрывает схе ы И 242, И 24 з (сброса информации не роисходит) менее важных информационых каналов, сбрасывается в исходное сотояние распределитель импульсов 212 и эпрещает подключение к источнику посто нного тока 13 аккумуляторов менее важной агрузки. По окончании заряда секции аккууляторов канала питания 41 сигнал высоого уровня с выхода устройства контроля остояния аккумуляторов 191 через схему 55 Е 231 закроет схему И 241,.Кроме того, адний фронт сигнала на входе 101 канала итания 41 обеспечит сброс распределителя мпульсов 151 в исходное состояние. Открывается схема И 242 в канале менее вэжной нагрузки, что обеспечивает продолжение заряда аккумуляторов канала питания4 г.Таким образом, появление запроса назаряд аккумуляторов секции более важногоканала питания, прерывает заряд аккумуляторов секции менее важного канала питания. Заряд аккумуляторов секции менееважного канала питания возобновится только после заряда аккумуляторов секции более важного канала питания.Известная система сдержит в цепях управления каждого. канала питания два формирователя импульсов, схему И, схему НЕ,распределитель импульсов, э в каждомтракте блока коммутации триггер, схемуИЛИ и две схемы И. Предлагаемая системасодержит в цепях управления каждого канала питания формирователь импульсов, распределитель импульсов и схему И, а вкаждом тракте блока коммутации схему НЕи схему И,Следовательно, в предлагаемой системе сокращены аппаратурные затраты на Ктриггеров, К схем ИЛИ, К схем И и К формирователей импульсов (К - число каналов),Таким образом использование изобретения позволит повысить надежность и массоэнергетические показатели путемупрощения.Формула изобретенияМногоканальная система электропитания, содержащая источник постоянного тока, тактовый генератор, блок коммутации сК схемами И, выполненный в виде совокупности информационных трактов с К информационными входами и К выходами по числунагрузок, К каналов питания с двумя входными силовыми и тремя управляющими выводами в каждом, включающих секцию из Маккумуляторов; связанных с источником постоянного тока через М управляемых ключевых ячеек, каждая из которых имеет двавходных силовых разнополярных, и один уп-равляющий выводы, устройство контролясостояния аккумуляторов с двумя входнымии одним выходным управляющими выводами, формирователь импульсов, распределитель импульсов, схему И на два входа, приэтом входные силовые вьводы каждого канала питания подключены к источнику постоянного тока, а выходные силовые выводы- к нагрузке и к входным управляющим выводам устройства контроля состояния аккумулятора, первые управляющие выводыканалов питания подключены к выходу тактового генератора, вторые управляющиевыводы - к соответствующим выходам информационных трактов блока коммутации, атретьи управляющие выводы - к соответст 1837373вующим информационным входам блока коммутации, причем в каждом канале питания второй управляющий вывод подключен к входу формирователя импульсов и к первому входу схемы И, второй управляющий 5 вывод - к ее второму входу, а выход этой схемы соединен с тактовым входом распределителя импульсов, е-й выход которого подключен к управляющему входу соответствующей управляемой ключевой ячейки, 10 выход формирователя импульсов подключен к входу сброса распределителя импульсов. в каждом информационном тракте блока коммутации выход схемы И соединен с соответствующим выходом, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения надежности многоканальной системы электропитания и улучшения ее массознергетических показателей путем упрощения, в каждый информационный тракт блока коммутации введена схема НЕ, через которую информационный вход каждого тракта подключен к входу схемы И тракта,.кроме того, информационный вход каждого тракта соединен с входами схем И всех следующих за ним трактов, кроме первого,