Многофазный параметрический стабилизатор постоянного напряжения

(51)5 С 05 Р 1/5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ А ВТОРСНОМУ 2.722.1(088.8)ое свидетельство СССРГ, )5 Р 1/56, 1979,свидетельство СССРкл, С )5 Р 1,56, 1985. гик очни- дио- обре- сти ограбраюче 4,еи 14вленияи импуль -ых импульателиавляемый т преобраэовате блок управления льные моду Блок упрр 5 тактовель 6 тактои, Аормироульсов, упрого напряж включае т ге нерат сов, распределит сов, блок 7 логи 8 11 ширины имп источник 12 опор чики 13 - ,6 отк ния, дат зов модульпо пони Карый преобразо 14 состоит из со жающей схеме ключев и 1.СП-фильтра. Дрос силовую и дополнитеательныи диненных го транзистораель дильтра имеет ьную обмотки. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) МНОГОФАЗНЫЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ БИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к ис кам вторичного электропитания р электронной аппаратуры. Целью и тения является повышение надежн за счет увеличения допустимой к ности резервирования при снятии ничений на общее количество пре зовательных модулей. Моменты вкл ния преобразовательных модулей работающих на общую нагрузку, о Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания электро- и радиоаппаратуры.Целью изобретения является повышение надежности за счет увеличения допустимой кратности резервирования при снятии ограничений на общее число преобразовательных модулей.На чертеже приведена структурная схема многоАаэного параметрического стабилизатора постоянного напряжения.Многс 4 аэный параметрический стабилизатор постоянного напряжения содер.80165813 яются коэААициентом деления расделителя 6 тактовых импульсов. Цатчики 13 16 отказов, подключенные к каждому преобразовательному модулю, контролируют его работу и в случае выхода иэ строя при помощи блока 7 лои запрещают подачу управляющих импульсов на отказавшие модули. Поэтому при отказе одного из модулей частота переключения оставшихся модулей возрастает, что при параметрическом способе стабилизации ведет к увеличению выходного напряжения. Чтобы этого не произошло, источник 12 опорного напряжения выполняется регулируемым таким образом, что его выходное с напряжение пропорционально числу работающих преобразовательных ячеек. Поэтому при уменьшении числа работающих модулей реальная величина опорного напряжения уменьшается, а выходное напряжение остается на требуемом уров- : не. 1 ил 1 табл.Распределитель Ь тактовых импульсов выполнен по схеме регистра сдвига на основе Э-триггеров 1720 и имеет п дополнительных входов обраФ5 эованньм подключением входов триггеров еБлок 7 логики состоит из ячеек 2124 переключения. Каждая ячейка переключения содержит элемент ИЛИ 25 для ячейки 21 (2628 для ячеек 2224), элемент НЕ 29 (3032) и два элемента И - первый 33 (3436) и второй 37 (3840) и снабжена тремя входами и двумя выходами. 15Каждый формирователь ширины импульсов имеет три входа и один выход. Каждый иэ датчиков 1215 отказов включает двухполупериодную схему выпрямления с емкостным фильтром и схе му допускового контроля напряжения, реагирующую как на повышение так и на снижение напряжения на дросселе фильтра. Датчик отказов имеет один выход .Управляемый источник 12 опорного 25 напряжения содержит постоянное запоминающее устройство 41, аналоговый мультиплексор 42 и задатчик 43 уровней опорньм напряжений (в простейшем виде, приведенном на схеме, параметрический стабилизатор напряжения из последовательно включенных балластного резистора и стабилитрона и нагруэочного резистора, включенного параллельно стабилитрону).Постоянное запоминающее устройст 35 во 41 имеет четыре адресных входа и три выхода, аналоговый мультиплексор 42 - три адресньм входа и три входа канала коммутации, задатчик уровней 40 опорного напряжения - три выхода. Управляемый источник 12 опорного напряжения имеет четыре входа и один выход. Входы источника 12 образованы подключением адресньй входов постоянного 45 запоминающего устройства 41, а выход- подключением выхода аналогового мультиплексора 42.Силовые входы и выходыпреобразовательных модулей 14 подсоединены О к входу и выходу стабилизатора параллельно. Входы генератора 5 тактовых импульсов соединены с входной шиной и с выходом управляемого источника 12 опорного напряжения, а выход генератора - с входом распределителя 6 так 55 товых импульсов. Выходы распределители б подключены к первым входам формирователей 811 аирины импульсов и к вторым входам ячеек переключения блока 7 логики. Первые входы и выходы ячеек 2124 переключения использованы для их соединения в кольцо. Вторые входы формирователей 811 ширины импульсов соединены с вьмодом управляемого источника 12 опорного напряжения, а третий - с входной шиной. Выходы формирователей 811 ширины импульсов соединены с управляющими входами преобразовательных модулей 1-4. Входы датчиков 1316 отказов подсоединены к дополнительным обмоткам дросселей фильтров модулей, а их выходы соединены одновременно с третьими входами ячеек 2124 переключения и с входом управляемого источника 12 опорного напряжения. В источнике 12 опорньм напряжений выходы постоянного запоминающего устройства 41 соединены с адресными входами аналогового мультиплексора 42, входы каналов коммутации мультиплексора соединены с выходами задатчика 43 опорного напряжения.Соответствие между уровнями выходного напряжения датчиков отказов (ДО), кодом адреса постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 1 кодом выходного слова ПЗУ, кодом адреса аналогового мультиплексора, номером включенного канала аналогового мультиплексора и величиной опорного напряжения 0 указано в таблице.Работа многофаэного параметрического стабилизатора постоянного напряжения рассматривается в режиме за-, пуска и работы стабилизатора со всеми исправными модулями, и в режиме работы стабилизатора при отказе одного или нескольких модулей.В режиме запуска устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при исправных модулях выходное напряжение датчиков отказов имеет уровень логической единицы (лог.1), который сохраняется в течение всего времени нормальной работы модуля. При включении генератора 5 тактовые импульсы поступают на вход распределителя импульсов и последовательно распределяется по формирователям ширины импульсов с временньи сдвигомФ Т/4. Так как состояние всех датчиков отказов соответствует лог;1, то включен первый канал аналогового мультиплексора и опорное напряжение ц, Оф (гоз.1 таблицы).16581 3 О Формула иэобретени) 5При отказе одного из модулей на9 пример модуля 2, датчик отказов 14 переходит в нулевое состояние (лог.О). Распределитель 6 и блок 7 логики распределяют импульсы последовательно5 по модулям, минуя отказавший модуль 2, Это происходит следующим образом. Так как на выходе датчика 14 появляется лог.О, то напряжение на входе элемента И 34 равно лог.О, а на входе элемента И 38 - лог. 1, которые сохраняются в течение всего времени работы стабилизатора с отказавшим модулем. Тогда напряжение с выхода триггера 17 15 поступает через элемент ИЛИ 6, элемент И 38, элемент ИЛИ 27, элемент 35 на вход триггера 19. На входе Р-триггера 18 сохраняется лог.О. Следовательно, очередной тактовый импульс 20 переводит триггер 17 в нулевое состояние, а в единичное переводится триггер 19. На третьем выходе распределителя 6 появляется импульс напряжения, а затем при поступлении очередных тактовых импульсов - на четвертом и первом. Следовательно, при отказе одного модуля временной сдвиг между процессами изменяется и период переключения ключевых транзисторов исправных моду лей становится равным Т=ЗТ/4. Одновременно с изменением состояния датчика отказов изменяется код адреса ПЭУ и соответственно код адреса аналогового мультиплексора. При этом включается канал 2 и опорное напряжение становится равным Б =30 /4 (поз.Зоп оптаблицы). Аналогичные процессы происходят при отказе любого модуля (поз. -5).При отказе еще одного модуля, например модуля 4, датчик 16 отказов переходит в нулевое состояние. При этом распределитель 6 и блок 7 логики45 распределяют тактовые импульсы по исправным модулям 1, и 3. Период переключения ключевых транзисторов становится равным Т=Т/2. Одновременно с изменением состояния датчика 16 из 50 меняется код адреса ПЗУ и соответственно код адреса диалогового мультиплексора. Включается канал 3 аналогового мультиплексора и на входы формирователей ширины импульсов и генера 55 тора тактовых импульсов поступает опорное напряжение, равное У =У /2.оп оп Аналогичные процессы происходят при отказе любых двух модулей. Многофазный параметрический стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовую цепь в виде и параллельно соединенных между входным и выходным выводами преобразовательных модулей, каждый из которых имеет информационный выход и управляющий вход и состоит из последовательно соединенных ключевого элемента и 1.СП-фильтра, блок управления, включающий в себя генератор тактовых импульсов, распределитель тактовых импулЬсов с и выходами, блок логики, и формирователей ширины импульсов, каждый из которых имеет три входа и выход, п датчиков отказов и источник опорного напряжения, при этом распределитель тактовых импульсов включает в себя и П-триггеров, выходами подключенных к соответствующим выходам распределителя тактовых импульсов, объединенными входами синхронизации соединенных с входом синхронизации, а 0-входами с п дополнительными входами упомянутого распределителя тактовых импульсов, блок логики состоит из и одинаковых ячеек переключения, каждая из которых имеет три входа и два выхода и включает в себя элементы ИЛИ, НЕ и два элемента И, причем входы элемента ИЛИ соединены с первым и вторым входами каждой ячейки переключения, третий вход которой подключен к первому входу первого элемента И и через элемент НЕ - к первому входу второго элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с вторыми входами элементов И, выходы элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами ячейки переключения, первый выход каждой ячейки переключения подключен к соответствующему дополнительному входу распределителя тактовых импульсов, второй выход кажпой из ячеек переключения подсоединен к первому входу последующей ячейки переключения, кажпый д-й выход распределителя тактовых импульсов подключен к первому входу 1-го формирователя ширины импульсов и второму входу каждой д+1 ячейки переключения, третий вход каждой ячейки переключения подключен к выходу соответствующего датчика отказов, выполненного на основе двухуровневого порогового элемента и входом подсоединенного к информационному выходу1658 130Режим стабилизатораПорядковый номер Номер канала Состояние ДО код адреса ИП3 2 1 код адреса ПЗУ4 3 2 1 0 0 О 0 0 1 1 1 1.1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 О 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 О 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 О 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.одного модуля Отказ двухмодулей каждого преобразовательного модуля, объединенные вторые входы формирователей ширины импульсов подключены к входному выводу, а их объединенные5 третьи входы соединены с выходом источника опорного напряжения, выходы формирователей ширины импульсов соединены с входами управления соответствующих преобразовательных модулей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности эа счет увеличения допустимой кратности резервирования при снятии ограничений на общее количество преобразовательных модулей, источник опорного напряжения выполнен управляемьм, снабжен и управляющими входами и включает в себя эадатчик уровней опорного напряжения с и+1 выходами, где ш - чис ло функционально избыточных модулей, постоянное запоминающее устройство с 1 и адресными входами и р выходами, причем 2 рМтщ+1, и аналоговый мультиплексор с р адресными входами и ш+1 входами каналов коммутации, при этом управляющие входы источника опорного напряжения подключены к выходам соответствующих датчиков отказов, введенное в источник опорного напряженияпостоянное запоминающее устройствосвоими и адресньки входами соединенос и управляющими входами источникаопорного напряжения, а выходами подключено к адресным входам аналоговогомультиплексора, входами коммутациисоединенного с выходами задатчикауровней опорного напряжения, а выходом подключенного к выходу источникаопорного напряжения, выход генераторатактовых импульсов подключен к входусинхронизации распределителя тактовыхимпульсов. Код выходного слова ПЧ1658130Составитель Ю.Опадчий Редактор О.Стенина Техред М.Моргеитал Корректор Н.РевскаяЗаказ 2433 Тираж .4 76 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101