Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем

0 НИЯ МНОЗОВАТЕк преобрабыть ися управлежения с Белью осится тение техн в уст зоват безот е и може йствах д пользовано ния преобр повышенной лями нап азностью ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 435 24 91/24-073012.8707.02.90. Бюл,10. М, Любченко,Чудновский, ВВ, Тарасов621,316.727 (08Авторское свиде411, кл. Н 02 Матент США РН 02 И 7/00, 198(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВ ГОФАЗНИф ИЮУЛЬСНЬМ ПРЕОБ ЖР,(57) Изобре отн зовательной ик изобретения является повышение безотказности мнагофазного импульсногопреобразователя за счет повышениякратности резервирования. Устройстводля управления содержит блок 27 включения резерва, блоки 30-32 согласования и каналы 33-35 переключения, генератор 8 тактовых импульсов, распределитель 9 тактовых импульсов, источник1 опорного напряжения, сравнивающий элемент 12, широтно-импульсныемодуляторы 13-19, датчики отказов основных 20-23 и резервных 24-26 модулей, Устройство обеспечивает работумногофазного импульсного преобразователя как в нормальном режиме, так ипри отказах основных и резервных модулей. Замена неисправных модулеи наисправные резервные производится принеобходимых фазовых сдвигах. 2 ип.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения с повышенной безотказностью.Цель изобретения - повышение безотказности многофазного импульсного (преобразователя за счет повышения кратности резервирования. 10На фиг, 1 представлена схема мно" гофазного импульсного преобразователя, состоящего, например, из четырех основных и трех резервных преобразовательных модулей; на фиг. 2 . - схема канала переключения и блок согласования.Многофазный импульскьФ преобразователь состоит из четырех основных преобразовательных модулей 1 - 4, трех резервных модулей 5 - 7, устройства для управления, содержащего ге нератор 8 тактовых импульсов, распределитель 9 тактовых импульсов с четырьмя выходами, измерительный эле мент 10, источник 11 опорного напряжения, сравнивающий элемент 12, ши-. ротно-импульсные модуляторы 13 - 19, датчики отказов основных 20 - 23 и резервных 24 - 26 модулей и блок 27 включения резерва. Последний содержит регистр 28 прямого сдвига, элемент ИПИ 29 с тремя входами, три блока 30 - 32 согласования и три канала 33- ЗЪ переключения, Каналы переключения имеют идентичные входы 36-45 для канала 33 переключения, входы 46-55 плл канала 34 переключения и входы 56-65 для канала 35 переключения а также идентичные выходы 66-71 для канала 33," выходы 72-77 для канала 34 и выходы 78-83 для канала 35. Входы 37-40 и выходы 68-71 канала 33 являются одновременно входами блока 30 согласования, входы 49-50 и выходы 74-77 ка-нала 34 - входы блока 32 согласования, Каналы 33-35 переключения идентичны. Канал переключения содержит 1 КВБ-триггеры 84-87 для канала 33, 1 ККЯ-триггеры 88-91 и 92-95 для каналов 34 и 35 соответственно, элемен"50 ты И 96-99 для канала 33, элементы И 100-103 и 104-1 07 для каналов 34 и 35 (по числу основных модулей), один элемент ИЛИ 108 (109, 110), п + + 1 формирователь 114-117 коротких55 импульсов для канала 33, формирователи 118-121 и 122-125 для каналов 34 и .35 соответственно. Блоки 30-32 согласования идентич. ны. Блок содержит четыре ( по числу . основных модулей 1 двухвходовых элемента ИЛИ 126-129 для блока 30, элементы ИЛИ 130-133 и 134-137 для блока 31 и 32 соответственно. Четыре выхода распределителя 9 импульсов подключены к входам широтно-импульсных модуляторов 13-1 6 основных модулей 1 -4 и одновременно - к входам 41, 51, 61;42 52 62 43 53 63 ф 44 54 64 каналов 33-35. Выходы датчиков 20-23 отказов основных модулей соединены с входами 37-40. Выходы датчиков 24-26 отказов резервных модулей соединены с входами 45 55, 65. Выходы 66, 72, 78 каналов 33-35 соединены с широтно- импульсными модуляторами резервных модулей. Выходы 67, 73 79 через элемент ИЛИ 29 подключены к синхронизирующему входу регистра 28, Выходы 68- 7.1 канала 33, выходы 74-77 канала 34 и выходы 80-83 канала 35 соединены с входами блоков 30-32, Выходы блока 30 согласования подключены к входам блока 31, а его выходы - к входам блоха 32 согласования. Входы 37-40 (47-50 и 57- 66) каналов соединены с синхронизирующими входами с 1 КРБ-триггеров, Выход 36 (46, 56) регистра сдвига подключен к.1-входу триггеров канала 33 (34, 35), а вход 45 (55, 65) - к установочным В-входам триггеров, Первые (прямые) выходы триггеров канала, 33 (34, 35) подключены к первым входам элементов И, к вторым входам которых подключены входы 41 -44 (51 -54 и 61 -64). Выходы элементов И 96-99 (100-103; 104-10.) соединены через элемент ИЛИ 108 (109, 110) с входами широтно-импульсных модуляторов 17-19 резервных модулей и с входом формирователя 111 коротких импульсов (112, 113)выход которого подключен к выходу 67 (73, 79) канала. Вторые (инверсные) выходы триггеров 84-87 (88- 91 и 92-95) соединены через формирователи 114-117 коротких импульсов (118-121 и 122-125) с выходами 68-71 (74"7 и 80-83). Входы 37-40 (47-50 и 57-60) блоков согласования соединены первыми входами элементов ИЛИ 126- 129 (130-133 и 134-137) входы 68-71 (74-77 и 80-83) соединены с вторыми входами элементов ИЛИ 126-129 (130- 133 и 134-137), а выходы элементов ИЛИ " с выходами 47-50 и 57-60 блоков согласования.34 5 15417Устройство работает в режимах: запуска и работы с исправными модулямиотказа основных модулей; отказа резервных модулей.В исходном с ос тоян ии при исправныхмодулях выходное напряжение датчиковотказов всех модулей имеет уровеньлогического нуля, который сохраняетсяв течение всего времени исправногосостояния модуля. Триггеры каналов33-35 переключения через установочныевходы 45, 55, 65 переводятся в состояние, когда, на первых выходах устанавливается уровень логического нуля.Через синхронизирующий вход регистр28 прямого сдвига переводится в состояние, когда единичный уровень появляется на выходе, подключенном к входу 36 канала 33, а значит, и на информационных входах триггеров 84-87,При включении генератора 8 тактовых импульсов тактовые импульсы по-,ступают на вход распределителя 9 тактовых импульсов и распределяются последовательно по широтно-импульсныммодуляторам 1 3-16 основных модулей,Одновременно тактовые импульсы поступают.на вторые входы элементов И 96(100, 104), 97 (101, 1 ОЯ, 98 (102, 30106), 99 (103, 107), но так как напервых входах элементов И напряжениеравно .уровню логического нуля, то ина выходах элементов И импульсы напряжений отсутствуют,При отказе основного модуля устройство работает следующим образом,Отказ модуля вызывает генерированиедатчиком отказов импульса напряженияединичного значения, который поступает на синхронизирующие входы соответствующих триггеров . Например, при отказе модуля 2 импульс, генерируемыйдатчиком 21, через входы 38, 48, 58поступает на синхронизируюцие входы 45тригегров 84, 88, 92 и первый входблока 30 согласования, Так как выходное напряжение регистра прямогосдвига с уровнем логической единицыимеется только на входе 36 канала 33, 50т.е. на информационных входах триггеров 84-87, то при поступлении импуль-.са датчика 21 в новое состояние переходит только триггер 85, и на егопервом выходе появится напряжение . 55единичного уровня. Зто напряжение поступает на первый вход элемента И 97и сохраняется в течение времени нормальной работы резервного модуля 5. Тогда каждый тактовый импульс с соот. -ветствующего выхода распределителя 9поступает через элемент И 97, элемент ИЛИ 108, выход 66 на вход широтно-импульсного модулятора 17 резервного модуля 5 и на вход формирователя 111 коротких импульсов, Итак, устройство включения резерва вместо открывшего модуля к соответствующемувыходу распределителя подключает исправный резервный модуль,Сигнал с формирователя 111 коротких импульсов через выход 67 канала33 переключения, через элемент ИЛИ29, поступая на регистр 28 прямогосдвига, вызывает перевод выходногонапряжения регистра с входа 36 навход 46 каналов переключения. При отоказе еще одного основного модуля про"исходят аналогичные процессы, приэтом включается следующий резервныймодуль.При отказе любого работающего резервного модуля устройство включениярезерва работает следующим образом.При выходе из строя модуля датчик отказов генерирует импульс напряжения,поступающий на установочные входытриггеров канала переключения данного отказавшего модуля. Так как всетриггеры, кроме одного, находятся висходном состоянии (напряжение имеется на втором инверсном выходе триггеров), то при поступлении импульсаизменяет свое состояние и переходитв исходное только один триггер, тот,который изменяет свое состояние приподключении вместо отказавшего данного резервного модуля. Импульс, сформированный формирователем короткихимпульсов, подключенным к второму выходу данного триггера, поступает насоответствующий выход данного каналапереключения, а затем через схемусогласования - на синхронизируюшиевходы соответствующих триггеров канала переключения, что вызывает подключение вместо отказавшего исправного резервного модуляНапример, приотказе работающего резервного модуля5 датчиком 24 отказов генерируетсяимпульс напряжения, поступающий черезвход 45 на установочные входы триггерров 84-87.канала 33 переключения. Таккак модуль 5 бып подключен вместо отказавшего модуля 2 при переключениитриггера 85, то именно этот триггерпереходит снова в исходное состояние,при этом на его втором выходе появля-, ется напряжение логической единицы, Импульс, сформированный формирователем 115 коротких импульсов, поступает через выход 69 канала 33 переключе 5 ния на вход блока 127 согласования и че" рез них - на входы 48 и 58, затем - на синхронизирующие входы триггеров 89 и 93, Бо так как выходное напряже ние регистра прямого сдвига имеется только на информационных входах триггеров 88-91 канала 33 переключения, то при поступлении импульса на синхронизирующий вход триггера 89 на его первом выходе появляется напряжение, которое поступает на вход элемента И 101, Теперь вместо отказавших модулей 2 и 5 к данному выходу распределителя 9 импульсов подключается резервный модуль 6. Схема управления может быть распространена на п основных и ш резервных модулях.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить безотказ Ность многофазного импульсного преобразователя до любого требуемого уронНя за счет повышения кратности резервирования. При этом замена неисправНых основных и резервных модулей на исправные резервные производится при необходимых фазовых сдвигах. формула изобретенияУстройство для, управлсния многофазным импульсным преобразователем с ф основными и резервными преобразова" тельными модулями, содержащее генера-, тор тактовых импульсов, соединенный с входом распределителя тактовых имПульсов с и выходами, вход датчика40 Выходного параметра преобразователя предназначен для подключения к общему .Выходу преоб разовательных модулей,.выход подключен к одному из входов45 сравнивающего элемента, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - с основными управляющими входами широтно-импульсных модуляторов по общему числу Основных и резервных преобразовательных модулей, выходы распределителя импульсов подключены к дополнительНым управляющим входам широтно-имПульсных модуляторов основных преобразовательных модулей, выходы датчиКов отказа основных преобразовательНых модулей подключены к входам блоКа включения резерва, выходы которого соединены с широтно-импульсными модуляторами резервных преобразовательных модулей, датчики отказа ре" зервных преобразовательных модулей, отличающееся тем,что, с целью повышения безотказности многофазного импульсного преобразователя за счет повышения кратности резервирования, блок включения резерва снабжен дополнительными входами, соединенными с выходами датчиков отказа ш резервных преобразовательных модулей,фпри этом блок включения резерва выполнен в виде регистра прямого сдвига с ш выходами, элемента ИЛИ с ш входами, ш блоков согласования, каждый из которых состоит из и двухвходовых элементов ИЛИ и ш каналов переключения, каждый 1-й из указанных каналов переключения содержит и триггеров, каждый из которых имеет установочный, информационный и синхронизирующий входы, и+1 формирователей коротких импульсов, и элементов И и элемент ИЛИ канала переключения с и входами, выход датчика отказов 1-го основного преобразовательного модуля подключен к синхронизируюшим входам -х триггеров всех каналов переключения, причем к входам триггеров первого канала переключения непосредственно, к входам -го триггера 1 -го канала переключения через первый вход и выход х-элемента ИЛИ 1-1 канала переключения, выход датчика отказа 1-го резервного преобразовательного модуля соединен с установочными входами всех и триггеров соответствующего 1-го канала переключения, З-й выход иэ ш выходов регистра прямого сдвига соединен с информационными входами всех и триггеров 1-.го канала переключения, первый выход "го триггера 1-го канала переключения соединен с первым входом 1-го элемента И, второй вход которого соединен с -м выходом распределителя тактовых импульсов, а выходы всех элементов И каждого 1 -го канала переключения соединен через элемент ИЛИ канала переключения с широтно-импульсным модулятором 1-.го.резервного преобразовательного модуля, второй выход 1-го триггера каждого3-.,го канала переключения соединен через 1-й формирователь коротких импульсов канала переключения к второмуФвходу д-го элемента ИЛИ 3-го блокасогласования .1541734 тор И.Яцол ектор С,Черни Зак Тираж 499 В ственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, Раушс Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 87Госуд оставиехред О.ПарфеноСердюкова Подписноениям и открытиям при ГКНТ СССРая наб., д, 4/5