Резервированный источник питания

, 145 51 4 Н 02 М 3/335 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ П(НТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ С ЛЬСТВ носится к в частнос обласи к ехнике, сточник может элекИес. 4 вычислителтронной а ои параУ 95 ния - повышени(57) Изобретение о ти электротехники, преобразовательной найти применение в тропитания средств техники и радиоэле туры. Цель изобрет1451819 надежноСти устройства путем обеспечения параллельной работы нескольких ячеек. Источник питания содержитнесколько силовых преобразователейячеек 1, в состав каждой из которыхвходят задающий генератор 5, широтно-импульсный модулятор 6, конвертор 7, усилитель сигнала ошибки 8,источник на элементах 10-12, датчиктока 13, интегрирующая цепочка наэлементах 14, 15. В состав широтноимпульсного модулятора 6 входят двухвходовый триггер и компаратор. Приработе устройства сигнал рассогласования на выходе усилителя 8 формируется в той ячейке, где величинаопорного напряжения максимальна, ОсИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в источниках электропитания средств вычислительной техники и ра 5 диоэлектронной аппаратуры.Цель изобретения - повышение надежности устройства путем обеспечения параллельной работы нескольких ячеек.На фиг.1 изображена электрическая схема источника питания; на фиг.2 возможная реализация широтно-импульсного модулятора. 15Резервированный источник питания содержит несколько силовых преобразователей ячеек 1, входы которых подключены к клеммам 2 и 3 одного или нескольких источников первичного питания, а выходы объединены и соединены с выходной клеммой 4.В состав каждой силовой преобразовательной ячейки входят последовательно соединенные задающий гене ратор 5, широтно-импульсный модулятор 6 и конвертор 7, выход которого подключен к выходной клемме и первому входу усилителя 8 сигнала ошибки. Второй вход усилителя сигнала ошибки .соединен с выходом источника 9 опорного напряжения, а выход через диод 10 и резисторы 11 и 12 - со вторым входом широтно-имтальные усилители 8 находятся в запертом состоянии и их выходной сигнал отсекается диодами 10. Объединенный на выходе резистора 11 сигнал рассогласования через резистор12 поступает на вход широтно-импульсных модуляторов 6 всех ячеек,где сравнивается с напряжением интегрирующей цепочки 14, 15. При этомамплитуда тока через конвертор автоматически устанавливается равнойне только во всех ячейках, но и вовсех периодах преобразования в каждойячейке. Отказ любой ячейки не влияет на работу всего устройства, чтоповышает его надежность. 1 з.п. ф-лы,2 ил. пульсного модулятора. В силовую цепьконвертора включен датчик 13 тока,параллельно которому подсоединенаинтегрирующая цепь из резистора 14и конденсатора 15, выход которой подключен к третьему входу широтно-импульсного модулятора. Точки соединения резисторов 11 и 12 всех ячеек подключены одна к другой.В состав широтно-импульсного модулятора входят двухвходовый триггер 16 и компаратор 17, входы которого подключены к выходам резистора 12 и интегрирующей цепи, а выход - к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 5, а выход - со вхо - дом конвертора 7. В качестве конвертора может быть использована силовая часть импульсного стабилизатора напряжения любого типа, содержащая регулирующий элемент на транзисторах, выпрямитель, дроссель и конденсатор фильтра или регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий ключевой транзистор, трансформатор, выпрямитель и фильтр, и другие виды силовых частей преобразователей напряжения с регулирующим элементом на транзисторах, работающих в режиме переключения.145181Резервированный источник питанияработает следующим образом.При подаче первичного питания наклеммы 2 и 3 силовых преобразовательных ячеек происходит запуск эа 5дающего генератора 5 каждой ячейки,который вырабатывает прямоугольныеимпульсы, следующие с частотой преобразования ячейки. Своим переднимфронтом импульс задающего генерато"ра 5 переключает широтно-импульсныймодулятор 6 в состояние, когда еговыходной сигнал открывает усилительмощности конвертора 7, который трансформирует энергию источника первичного питания и передает на выходную клемму 4.Стабилизация величины выходногонапряжения источника питания осуществляется путем изменения скважности импульсов на управляющем входеконвертора и происходит следующимпутем.Выходное напряжение источника питания, снимаемое с клеммы 4, сравнивается с напряжением опорногоисточника " на входах усилителя 8сигнала ошибки. Так как напряженияопорного источника 9 каждой преобразовательной ячейки в общем случае различаются по своей величине,то усиленный сигнал рассогласованияФормируется только на выходе усилителя 8 одной из преобразовательныхячеек, а именно той, где величинаопорного напряжения максимальна,например первой. Усилители сигналаошибки остальных ячеек при этомнаходятся в запертом состоянии и ихвыходной сигнал отсекается диодами10. Объединенный на выходе резистора 11 сигнал рассогласования черезрезистор 12 поступает на второй входширотно-импульсных модуляторов 6всех преобразовательных ячеек, гдесравнивается с пилообразным напряжением, Формируемым интегрирующейцепью (резистор 14 - конденсатор 15) .В момент равенства сигнала рассогласования и пилообразного напряженияширотно-импульсный модулятор 6 перебрасывается в исходное состояниеи своим выходом запирает конвертор7, Поступление энергии на выходную55клемму 4 во время паузы управляющего импульса обеспечивается сглаживающим Фильтром, входящим в составконвертора 7. 9 4Так как пилообразное напряжение формируется из импульсного напряжения, снимаемого с датчика 13 тока, то скорость его нарастания зависит от амплитуды тока, протекающего через силовые цепи конвертора 7, т.е. пропорциональна нагрузке. При этом амплитуда тока через конвертор автоматически устанавливается равной не только во всех преобразовательных ячейках, но и во всех периодах преобразования каждой ячейки.Это особенно важно при использовании в составе конвертора 7 двухтактных усилителей мощности с трансформаторным выходом, так как позволяет избавиться от одностороннего подмагничивания сердечника силового трансформатора.Рассмотрим работу источника питания при отказе одной из преобразовательных ячеекОтказ ячейки, которая в данный момент является ведомой, приводит к срабатыванию схемы контроля ячейки (на чертеже не показанной), собранной по общеизвестным принципам и отключающей неисправную ячейку. Отключение ведомой ячейки не сказывается на функционировании остальных ячеек и, следовательно, на работе источника питания.Отказ ведущей ячейки также приводит к срабатыванию схемы контроля и отключению ячейки при этом функции ведущей переходят к той из оставшихся ячеек, источник 9 опорного напряжения которой имеет максимальную величину выходного напряжения. Функционирование источника питания в этом случае также не нарушается.Рассмотрим отказы отдельных элементов ячеек.Отказ усилителя сигнала ошибки, приводящий к повышению выходного напряжения ячейки, вызывает срабатывание схемы контроля и отключение ячейки, Понижение выходного напряжения усилителя сигнала ошибки вызывает отсечку его диодом 10 и исключает влияние на остальные ячейки. Короткое замыкание на входе широтно-импульсного модулятора 6 вызывает . уменьшение напряжения в средней точке делителя из резисторов 11, 12, за счет чего выходное напряжение источника питания начинает снижаться. Следящая система вецушсй ячейки воспринимает это как ошибку атр;1 ботки5 14518и повышает сигнал на выходе своегоусилителя сигнала ошибки до необходимого уровня.Иэ изложенного выше следует, чтоотказ любого элемента ячейки и любойячейки не приводит к нарушению работоспособности резервированного источника питания. В то же время параллельная работа всех входящих вего состав преобразовательных ячеекпозволяет снизить мощность каждойотдельной ячейки, а также изменитьдопустимую величину выходной мощности путем использования необходимогоколичества преобразовательных ячеек,т.е. унифицировать источник питания,При этом количество связей междуячейками уменьшено до одной,При разработке источников питанияна основе .предлагаемого техническогорешения необходимо только учитывать,чтобы частоты задающих генератороввсех ячеек были близки между собой.Это позволяет снизить частоту получающихся при этом биений выходногонапряжения до величины, которая надежно отрабатывается следящей системой источника питания, Лучшим способом повышения стабильности частотыявляется использование кварцевых автогенераторов с последующим делениемчастоты до необходимого уровня,Технико-экономическая эффективность от использования изобретениязаключается в повышении надежности35устройства, снижении массы и габаритов. Формула изобретения 1. Резервированный источник питания, содержащий несколько силовых преобразовательных ячеек, входы ко 19 6торых подключены к входным клеммамодного или нескольких источниковпитания, а выходы объединены и соеди"нены с выходным выводом, в составкаждой силовой преобразовательнойячейки входят последовательно соединенные задающий генератор, широтноимпульсный модулятор и конвертор,выход которого подключен к выходному выводу и первому входу усилителясигнала ошибки, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, в силовую цепь конвертора включен датчик тока, параллельно которому подсоединена интегрирующая цепь из резистора и конден.сатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностиустройства путем обеспечения параллельной работы нескольких ячеек, в каждую преобразовательную ячейку введена согласующая цепочка из последовательно соединенных диода и двух резисторов, вход которой - анод диода - подключен к выходу усилителясигнала ошибки, а выход - к второму входу широтно-импульсного модулятора, выход интегрирующей цепи подсоединен к третьему входу широтно-импульсного модулятора, а точки соединения резисторов согласующей цепочки всех ячеек объединены между собой.2. Источник питания по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что широтно-импульсный модулятор каждой преобразовательной ячейки содержит двухвходовый триггер и компаратор, один вход которого подключен к выходу согласующей цепочки, другой вход - к выходу интегрирующей цепочки, а выход - к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом , задающего генератора.1451819иСоставитель И.Войтовичдактор А.Маковская Техред М.Дидык . Корректор Н. КоролЗаказ 7088/53 Тираж 645 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4