Система электропитания постоянного напряжения

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцналистическикРеспублик 11883882до делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 27.11,81,лС.С, Букреев, А.ф. Кадацкий, К.П. Полянтй,В.П. Скринников, В.П. Панченко и Ю,ИКонев(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ10 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых стабилизаторах импульсного действия, работающих при больших токах нагрузки.По основному авт. св, Мт 789980 известна система электропитания постоянного напряжения, содержащая б источников постоянного напряжения, имеющих общую 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 соответствующего из Ь 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 усинителя отклонения тока каждой силовой ячейки подключены параллельнорезистору управления, который соединенпоследовательно с датчиком тока и вкнточен в указанную цепь уравнивания тока,выход усилителя уравнения тока соединен с общей шиной через первый введенный потенциометр, средний вывод которого соединен с одним из входов усилителя отклонения напряжения, второй входкоторого соединен со вторыми входамиусипитепей откпонения напряжения другихсиловых ячеек и с узлом задания напряжения на выводах для подключения нагрузки. В известном устройстве обеспечивается настройка выходного напряжения при сохранении точности распределения тока между синовыми ячейками с импульсным регулированием 11.,Недостатком этого устройства является критичность к повышению тока наг рузки и короткому замыканию в цепи нагрузки.88388Цель изобретения- повышение надежности путем обеспечения защиты откороткого замыкания нагрузки и перегрузок.Указанная цель достигается тем, чтов систему электропитания постоянногонапряжения введен узел установки ограничения максимального тока нагрузки,дополнительный балластный резисторкоторого одним выводом подключен к 10обшей точке соединения любого изисточников питания и силовой цепью регулирующегд элемента, другой выводдополнительного балластного резистораподключен к точке соединения первых 13выводов потенциометра и дополнительногостабилитрона, второй вывод последнегоподключен к одному из зажимов для подключения нагрузки, а второй вывод потенциометра подключен к обшей точке соединения стабилитрона и балластного резистора узла задания напряжения на нагрузке,средний выводупомянутого потенциометра через диод подключен к обшейточке соединения резисторов управления идиогоиз выходов каждого усилителя3отклонения тока,1-1 а чертеже приведена схема системыэлектропитания постоянного напряжения,Система питания от источников 130постоянного напряжения (П -число параллельно работающих источников), работаетна нагрузку 2 и состоит из многофазногозадающего генератора 3 с выходами 4,потенциометра 5 стабилитрона 6, баллас)35тного резистора 7, образующих узел 8задания напряжения на выводах для подключения нагрузки, и силовых ячеек 9, каждая из которых содержит усилитель 10отклонения тока с резисторами 11-13,Фусилитель 14 отклонения напряжения срезисторами 15 и 16, датчика 17 тока,резистор 18 управления, потенциометр19, широтно-импульсный модулятор 2 О,регулирующий элемент 21 (транзистор)с фильтром, конденсатор 22. Кроме того,система содержит узел 23 установкиограничения максимального тока нагрузки2, который состоит из балластного резистора 24, дополнительного стабилитрона25, потенциометра 26 и диода 27.ЯИсточники 1 и нагрузка 2 имеютодну общую шину, другая шина источнжов1 подключена к нагрузке через силовыеячейки 9. В каждой силовой ячейке 9выход усилителя 14 отклонения напряже 33ния подключен кширотно-импульсному модулятору 20, на второй вход которогоподается сигнал синхронизации с много 2 4фазного задающего генератора 3, выходные сигналы 4 которого имеют сдвиг по фазе. Выход широтно-импульсного модулятора 2 О 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 последовательно 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 8, 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- -. ляторы 20 изменили коэффициенты заполнения импульсов и тем самым восстановили задайныйуровень 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 широтно- импульсных модуляторов, и следовательно, режим работы силовых ячеек определяются5 ф и ЪО 25 Система электропитания постоянногонапряжения по авт. св. М 789980,отличающаяся тем,что,сцелью повышения надежности путем обеспечения защиты от короткого замыкания ЗО нагрузки и перегрузок, в нее введенузел установки ограничения максимального тока нагрузки, дополнительный балластный резистор которого одним выводомподключен к; обшейточке соединения любого из и источников питания и силовойцепью регулирующего элемента, другойвывод дополнительного балластного резистора подключен к точке соединенияпервых выводов потенциометра и дополо кительного стабилитрана, второй выводпоследнего подключен к одному из зажимов для подключения нагрузки, в второйвывод потенциометра подключен к обшейточке соединения стабилитронв и балластного резистора узла задания напряженияна нагрузке, средний вывод упомянутогопотенциометра через диод подключен кобщей точке соединения резисторов управления и одного из входов каждого усилиХтеля отклонения тока.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССР789980, кл.Я.О 5 Р 1/56, 31.10.78. 5 883только усилителями 14 отклонения напряжения,При увеличении (уменьшении) . токакакой-либо ячейки от уровня тока, который она отдает в обшую нагрузку, папение напряжения на резистивном датчике7 данной силовой ячейки увеличится(уменьшится) относительно потенциалаобшей точки резисторов 18, что приводитк протеканию через него тока. Падениенапряжения на резисторе 18 управленияусилится усилителем 10 отклонения токаи через потенциометр 19 передается навход усилителя 14 отклонения напряжения. Выходной сигнал этого усилителявызывает изменение коэффициента заполнения импульсов широтно-импульсногомодулятора 20 таким образом, чтобыликвидировать отклонение тока даннойсиловой ячейки от заданного для нееуровня.При выравнивании токов в силовыхячейках 9 сигналы на выходах усилителей10 отклонения тока силовых ячеек стремится к нулю, сводя к нулю и воздействие на режим работы широтно-импульсныхмодуляторов 20,В случае превышения тока нагрузкибольше максимально-допустимой величины,на которую рассчитана данная система,потенциалы на датчиках 17 тока каждойсиловой ячейки, соответственно, и на обшей точке соединения резисторов 18 управления превысят потенциал, установленный потенциометром 26. Это приводит. к протеканию токов через резисторы 18управления каждой силовой ячейки 9, падения напряжения на каждом резисторе 18управления усиляются усилителями 10отклонения тока и через потенциометры19 передаются на входы усилителей 14отклонения напряжения каждой силовойячейки. Выходные сигналы этих усилителей 14 приводят к изменению коэффициентов заполнения импульсов широтноимпульсных модуляторов 20 всех силовыхячеек 9 таким образом, чтобы ликвидировать отклонения токов во всех силовыхячейках от максимально допустимого тока.Величина максимально допустимоготока, которую может стабилизатор отдавать в нагрузку, может регулироватьсяпотенциометром 26 узла установки ограничения максимального тока нагрузки 23 в зависимости от технических хврактерис тик разработанного стабилизатора. При коротком замыкании в цепи нагрузки 2 схема многофазного стабилизатора раб тает аналогично описанному т. е. величина тока, отдаваемая системой при коротком замыкании в цепи нагрузки, также не превышает установленной потенциометром 26 максимально-допустимой величины,Предлагаемая система электропитания постоянного напряжения обладает, по сравнению с известными повышенной надежностью работы при, перегрузках и ксьротком замыкании в цепи нагрузки, повышенной технологичностью при настройке аппаратуры, питающейся от многофазного стабилизатора, стабильностью выравнивания токов силовых ячеек при аварийных режимах, в том числе и при коротком замыкании в цеци нагрузки. Фор мула изобретения