Система вторичного электропитания

(51)5 С 0 Г 1/ БР ДЕТЕЛЬСТ из тво СССР 3, 1975. о СССР 9, 1985,(54) СЯСТЕНИЯ(57) Изобртротехникекам вторичн я к злекис то чниания раение относи в частности ого электропи 31.3 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГХНТ СССР ОПИСАНИН АВТОРСКОМ(56) Авторское свидетелВ 547751, кл, С 05 Р 1Авторское свидетельсУ 1291951, кл. С 05 Г ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТ 80157 89 диоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности работы, Система состоитпараллельно включенчых стабилизирующих источников 21-2напряжения постоянного тока, В каждый из стабилизирующих источников входят регулирующий орган 3, датчик 4 тока, измерительно-. усилительньа узел 5, узел15 управления, вспомогательный операционный усилитель 18, источник 19опорного напряжения и резисторныйделитель 20, 21 напряжения, времязадающее КС-звено 22, 23, разпелительный диод 24, шунтируюший диод 251576898 1 О 50 Распределение и выравнивание токачерез нагрузку, 1 между И стабилизирующими источниками осуществляетсятем, что при увеличении тока нагрузки Истабилизирующих источниковпоочередно переходят в режим стабилизации тока, а стабилизация выходногонапряжения системы обеспечиваетсяза счет остальных стабилизирующихисточников, работающих в режиме стабилиз ации напряжения. При перегрузке Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электроснабжения радиоэлектронной аппаратуры.Цель изобретения - упрощение и 20 повышение надежности работы.На чертеже представлена функциональная схема системы вторичного электропитания..Система содержит подключенные паралельно к нагрузкеисточники 2 бэ напряжения постоянного тока. В каж. дйй из источников 2 - 2 входят реэгулирующий орган 3, резисторный датчик 4 тока, измерительно-усилительный узел 5 с резисторами 6-9, резисторным делителем 10 напряжения,конденсатором 11,стабилитронами 12, 13 и операционным усилителем 14, узел 15 управления с задающим генератором 16 35 и широтно-импульсным модулятором 17, вспомогательный операционный усилитель 18, вспомогательный источник)19 опорного напряжения, вспомогательный делитель напряжения с резисторами 40 20 и 21, времязадающее КС-звено с резистором 22 и конденсатором 23, разделяющий диод 24, шунтирующий диод 25, токоограничивающие резисторы 26 и 27, На схеме отмечены также выво ды 28.1-28,3 и 29.1-29.3 для подключения общего или индивидуального первичных источников питания, выводы 30.1-30.3 и 31.1-31.3 для подключения дополнительных источников питания, выводы 32 и 33 для подключения нагрузки 1. В каждом иэ стабилизирующих источников 2 - 2 напряжения по 3стоянного тока питающий вход регулирующего органа 3 соединен с выводами для подключения первичного источника55 питания, например с выводами 28.1 29.1, а выход через резисторный датчик 4 тока - с вывоцами 32 и 33 для системы по току все стабилизирующиеисточники переходят в режим стабилизации тока и через время, определяемое конденсатором 23 временной задержки, регулирующие органы 3всех стабилизирующих источников закрываются, схема опрокидывается,выходное напряжение и ток нагрузки системы становятся равными нулю. 1 з.п,ф-лы, 1 ил,подключения нагрузки 1, Выход узла 15 управления (выход широтно-импульсного модулятора 17) подключен к управляющему входу регулирующего органа 3, Вход иэмерительно-усилительного узла 5 соединен с выводами 32 и 33 для подключения нагрузки 1, а выход - с входом узла 15 управления (с сигнальным входом широтно-импульсного модулятора 17), Шунтирующий диод 25 включен между выходами иэмери- тельно-усилительного узла 5 и вспомогательного операционного усилителя 18 с шунтированием открывающего регулирующий орган 3 сигнала. Первый (неинвертирующий) вход вспомогательного операционного усилителя 18, запрещающий открытие шунтирующего диода 25, соединен с выходом вспомогательного источника 19 опорного напряжения 1 а второй (инвертирующий) вход, разрешающий открытие шунтирующего диода 25, - с выходной цепью резисторного датчика 4 тока (через резистор 26). Вход вспомогательного резисторного делителя 20, 21 напряжения постоянного тока, а выход через последовательно включенные времязадающее КС-звено бб, 23 и разделительный диод 24 - к второму (инвертирующему) входу вспомогательного операционного усилителя 18, В каждом иэ стабилизирующих источников 2 - 2 З напряжения постоянного тока вспомогательный источник 19 опорного напряжения может быть выполнен в виде масштабирующего резисторого делителя напряжения,подключенного входом к соответствующим промежуточным выводам измерительно-усилительного узла 5 (к выводам стабилитрона 12).Система работает следующим образом.Выходное напряжение каждого иэ стабилизирующих источников, например40 5 157689источника 2 поступает на вход измерительно-усилительного узла 5. Частьэтого напряжения с нижнего плеча де -лителя 10 подается на неинвертирующийвход операционного усилителя 14, осуществляющего операцию сравнения сопорным напряжением на стабилитроне12. Сигнал рассогласования с выходаоперационного усилителя 14 подаетсяна выход измерительно-усилительногоузла 5, т.е. к широтно-импульсному модулятору 17 узла 15 управления, купаподводятся также синхроимпульсы от за -дающего генератора 16,С выхода широтно-импульсного модулятора 17 управляющие импульсы необходимой длительности поступают на управляющий вход регулирующего органа3, который обеспечивает поддержание 20выходного нагряжения стабилизируюшегоисточника на заданном уровне,Если ток нагрузки стабилизирующегоисточника меньше заданного максимального значения, напряжение на датчике 4 тока, т.е. на инвертирующемвходе операционного усилителя 18,меньше опорного напряжения, подаваемогона его неинвертирующий вход с выходаисточника 19,Сопротивление резисторов 20 и 21 вспомогательного резис-.торного делителя напряжения выбираются такой величины, чтобы при номинальном выходном напряжении стабилизирующего источника напряжениена аноде разделительного диода 2435было ниже, чем напряжение на его катоде. Поэтому в этом режиме диод 24заперт и не влияет на состояние операционного усилителя 18. Вследствиеэтого операционный усилитель 18 находится в первом устойчивом состоянии,напряжение на его выходе имеет положительное значение относительно вывода 32. Шунтирующий диод 25 оказывается запертым напряжением обратной45полярности, и операционный усилитель18 не влияет на работу стабилизирую -щего источника, Конденсатор 23 зажки при этОм заряжен до Определенного напряжения.11 ри увеличении тока нагрузки стабилизирующего источника напряжениена датчике 4 тока увеличивается,напряжение на выходе операционногоусилителя 18 понижается и шунтирующий диод 25 открывается, Результирующее напряжение на сигнальном входеширотно-импульсного модулятора 17 понижается ширина управляющих импульсов на управляющем входе регулирующего органа 3 соответствующим оЬразом изменяется, и данный стабилизирующий источник переходит в режим стабилизации тока.При работе всс х стабилизирующих источников 2 1 в ,.з напряжения постоянного тока параллельно на общую нагрузку 1 выходное напряжение одного стабилизирующего источника, работающего В рЕжимЕ СтаЬилизации тока, поддерживается на уровне номинального значения за счет других стабилизирующих источников, При работе стабилизирующего источника в режиме стабилизации тока Отдельно От других стабилизирующих источников или при переходе всех стабилизирующих источников в режим стабилизации тока их выходное напряжение понижается,При уменьшении выходного напряжения стаЬилизирующего источника напряжение на вспомогательном резисторном делителе 20, 21 напряжения и на его выходном выводе относительно вывода 32 повышается, конденсатор 23 временной задержки начинает заряжаться,напряжение на аноде разделительногодиода 24 повышается и он открывается.11 апряжение на инвертирующем входеоперационного усилителя 18 повышается, тогда как напряжение на его неинвертирующем входе остается постоянным. Операционный усилитель 18 через время, определяемое времязадающим КС-звеном 22, 23, переходит во вто- рое устойчивое состояние, при котором напряжение на его выходе имеет минимальное отрицательное значение. Вследствие этого шунтирующий диод 25 открывается, напряжение на сигнальном входе широтно-импульсного модулятора 17 уменьшается и ширина управляющих импульсов на выходе последнего уменьшается, Регулирующий орган 3 ползапирается, выходное напряжение стаЬилизирующего источника уменьшается и схема опрокидывается,В этом режиме напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 18 выше, чем напряжение на его неинвертирующем входе, и операционный усилитель 1.8 находится во втором устойчивом состоянии, при котором напряжение на его выходе минимально и имеет отрицательное значение относительно вывода 32. Регулирующийорган 3 полностью закрыт, выходноенапряжение и ток нагрузки стабилизирующего источника равны нулю.Конденсатор 23 временной задержкислужит для предотвращения опрокидыва 5ния схемы при включении стабилизирующего источника и при его кратковремейных перегрузках по току,Описанный алгоритм работы каждогоиз стабилизирующих источников 2 - 2энаПряжения постоянного тока обеспечивает следующий алгоритм работы системы вторичного электропитания в целом, При токе нагрузки системы, меньшем заданного максимального значениялюдного стабилизирующего источника,этОт ток распределяется произвольномежду всеми стабилизирующими источниками, которые работают в режиместабилизации напряжения и стабилиэирубт выходное напряжение системы, Вчастном случае весь ток нагрузки обе -сплачивается одним стабилизирующим источником. 25При увеличении тока нагрузки вышезаданного максимального значения наиболее нагруженного стабипизирующегоисточника, имеющего наибольшую величину выходного напряжения при данном токе нагрузки по сравнению с другиии стабилизирующими источниками,он переходит в режим стабилизациитока, а остальные стабилизирующие источники продолжают работать в режиместабилизации напряжения, При даль 35нейшем увеличении тока нагрузки сле-,дующий стабилизирующий источник переходит в режим стабилизации тока, аостальные работают в режиме стабили Озации напряжения и т,д,При токе нагрузки, большем предеЛьно допустимого тока нагрузки всейсистемы, все стабилизирующие источники переходят в режим стабилизациитока, выходное напряжение системыпонижается и все стабилизирующие источники опрокидываются, Выходное напряжение и ток нагрузки системы становятся равными нулю, Лля возврата50схемы в исходное состояние необходимо устранить неисправность, выключить, а затем повторно включить всестабилизируюд 1 ие источники.Предельно допустимый ток системы,являющийся током срабатывания эащи 55ты равен сумме максимальных токоввсЕх стабилизирующих и( точников,входящих в систему. Таким образом, в данной системе вторичного электропитания обеспечи,вается параллельная работа на общую нагрузку стабилизирующих источников напряжения постоянного тока беэ дополнительных выравнивающих элементов, а также защита элементов стабилизирующих источников от перегрузок по току и коротких замыканий.Распределение и выравнивание тока нагрузки между И стабилизирующими источниками, работающими на общую нагрузку, осуществляется тем, что при увеличении тока нагрузки Истабилизирующих источников поочередно переходят в режим стабилизации тока, а стабилизация выходного напряжения системы обеспечивается за счет остальных стабилизирующих источников, работающих в режиме стабилизации напряжения, При перегрузке системы по току все стабилизирующие источники переходят в режим стабилизации тока и через время, определяемое конденсатором 23 временной задержки, регулирующие органы 3 всех стабилизирующих источников закрываются,схема опрокидывается, выходное напряжение и ток нагрузки системы становятся равными нулю.Предлагаемое техническое решение позволяет упростить систему вторичного электропитания и повысить ее эксплуатационную надежность эа счет того, что выравнивание токов параллельно работающих стабилизирующих источников 2, - 2 э обеспечивается без перекрестных связей и дополнительных элементов, а защита стабилизирующих источников по току .реализуется путем введения времяэадающего КС-звена22, 23.формула изобретения1. Система вторичного электропитания, содержащая ряд параллельно .включенных стабилизирующих источников напряжения постоянного тока, каждый из которых включает в себя регулирующий орган, питающий вход ко - торого соединен с выводами для подключения первичного источника питания, а выход через реэисторный датчик тока - с выводами для подключения нагрузки, узел управления, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего органа, изме157.898 Составитель Л.МорозовРедактор Н.Тупица Техред Л,Сердюкова Корректор Л.Патай Тираж 652 Заказ 1847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул, Гагарина,101 ритепьно-усилительный узел, вход ко - торого соединен с выводами для подключения нагрузки, а выход с входом узла управления, о т л и ч а ю щ а 5 я с я тем, что, с цепью упрощения и повышения надежности работы, в каждый из стабилизирующих источников напряжения постоянного тока введены вспомогательные. операционный усилитель, источник опорного напряжения и резисторный делитель напряжения, времязадающее КС-звено, разделяющий и шунтирующий диоды, причем последний включен между выходами измерительноусилительного узла и вспомогательного операционного усилителя с шунтированием открывающего регулирующий орган сигнала, первый вход вспомогательного операционного усилителя, запрещающий открытие шунтирующего диода, соединен с выходом вспомогательного источника опорного напряжения.,а второй вход, разрешающий открытиешунтирующего диода, - с выходной цепью резисторного датчика тока, вход вспомогательного резисторного делителя напряжения подключен к выходной цепи данного стабилизирующего источника напряжения постоянного тока, а выход через последовательно включенные времязадающее КС-звено и разделительный диод - к второму входу вспомогательного операционного усилителя.2, Система по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в каждом из стабилизирующих источников напряжения постоянного тока вспомогательный источник опорного напряжения выполнен в видемасштабирующего рИзи. сторного делителя напряжения, подключенного входом к соответствующим промежуточным выводам измерительноусилительного узла.