Стабилизированная система электропитания

(51) 4 злекскии инсти Латвийскоменен ребую те выключ ниеЦельнальадеж торичныхизобретых Возмости за источников пиния - расширение жностей н повытания.функдишение тво СССР ы. Система со держи ния 4 Ю Об ОСУДЛРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-исследователтут физики твердого телаго государственного унивим. П.Стучки(57) Изобретение относитсятротехнике и может найти прив системах злектропитания, тщих последовательное включен вторичных источников питлоками контроля 5, .блок1436108 равления 1, Ялогических элементсв ИЛИ 2 и Илогических элементов И 3 При подаче команды на включение блск управления 1 вырабатывает сигнал логической "1", который подается на первые входы всех элементов ИЛИ 2 и первый входпоследнего элемента И 3, С приходом сигнала логической "1" на первый вход первого элемента ИЛИ 2 , сигнал логической "1" с его выходапоступает непосредственно на управ ляющий вход первого вторичного ис, точника питания 4, который включа ется и через некоторое время на вы ходе его блока контроля 5 появляется разрешающий сигнал на вкпючение следующего вторичного источника питания 4. Разрешающие сигналы с выхода второго элемента ИЛИ 2 и первого бло. ка контроля поступают через первый элемент И 3 на управляющий вход второго вторичного источника 4, который включается и его бпок контроля 5 выдает разрешающий сигнал на включение последующего источника питания 4 и сигнал на вь:.ключение Изобретение относится к электро" технике и может найти применение в системах электроконтактной радиоэлектронной аппаратуры, требующей несколько стабилизированных напряжений включающихся и выключаюпдхся в заданной последовательности,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности защиты, а также уменьшение времени отключения в аварийном режиме.Иа фиг,1 приведена схема стабили. - зированной системы электропитания; на фиг,2 - блок управления, первый вариант; на фиг.З - временные диаграммы работы блока управления;на фиг.4 в ,блок управления, второй вариант.Система электропитания содержит блок 1 управления Нэлементов ИЛИ 2 Мэлементов И 3 М источнийков 4 вторичного электропитания и И блоков контроля, причем входы испредыдущего вторичного источника 4,который подается на второй вход первого элемента ИЛИ 2, Включение последующих вторичных источников 4 осуществляется аналогичным образом. Выключение системы происходит в обратном порядке.При перегрузке в одномиз вторичных источников 4 его блокконтроля 5 выдает сигнал отказа, врезультате чего снимается разрешающий сигнал включения последующего источника 4 через его элемент И 3 и,кроме того, подготавливается цепьдля прохождения команды на выключение предыдущего источника 4. По первому варианту выключение системы происходит в последовательности от отказавшего до последнего, а в дальнейшем - от отказавшего до первого. Повторому варианту выключение системыпроисходит одновременно от отказавшего до последнего и до первого, вэтом случае выход каждого блока контроля 5 соединен с соответствующимвходом блока управления. 5 з.п. ф-лы,4 ил,точников 4 вторичного электропитания соединены с выводами для подключения питания, а выход каждого из них соединен с входом соответствующего блока 5 контроля и выходными выводами, первые входы элементов ИЛИ 2 объединены и подключены к выходу блока 1 управления, командный вход которого соединен с выводом для поцключения внешней команды, первый вход блока 1 управления соединен с выходом последнего И-го блока 5 конроля, второй вход каждого К-го элемента ИПИ 2 соединен соответственно с выходом (К+1)-го блока 5 контроля, выход первого элемента ИЛИ 2 соединен непосредственно с управляющим входом первого источника 4 вторичного электропитания, выход каждого последующего элемента ИЛИ соединен с первым входом соответствующего элемента И 3, причем первый вход последнего элемента И 3 соединен с выходом блока 1 управления, 1436108второй вход каждого К-го элементаИ 3 соединен с выходом К-го блока5 контроля, а выход с управляющимвходом (К+1)-го источника 4 вторичного электропитания,По второму варианту выход каждогоиз блоков 5 контроля соединен с соответствующим входом блока 1 управления.Кроме того, блок 1 управления попервому .варианту выполнен на первомэлементе И 6, элементе 7 задержки,втором элементе И 8, одновибраторе9 и инверторе 10, причем первый входпервого элемента И 6 соединен с командным входом, второй - с выходомодновибратора 9, а выход - с выходомблока управления и через элемент7 задержки с первым входом второгоэлемента И 8, второй вход которогочерез инвертор 10 соединен с первымвходом блока управления, выход второго элемента И 8 соединен с входомодновибратора 9,Во втором варианте блока 1 управления одновибратор 9 заменен КБ-триггером, причем Я-вход триггера соединен с выходом второго элемента И 8,К-вход - с первым входом первого элемента И 6, второй вход которого соединен с инверсным выходом КЯ-триггера. Кроме того, при выполнениисистемы но второму варианту инвертор 10 в блоке 1 управления выполненмноговходовым на элементе И-НЕ. Система работает следующим образомеПри отсутствии команды на включение на входе и выходе блока 1 управления (фиг,1) на выходах блоков 5 контроля, следовательно, на всех входах и выходах элементов ИЛИ 2 и И 3 имеются уровни логического "0". При поступлении на первый вход блока 1 управления команды на включение в виде уровня логической "1" на его выходе появляется также уровень логической "1", который, поступая на первые входы элементов ИЛИ 2, вызывает их установление в единичное состояние. Уровень логической "1" с выхода первого элемента ИЛИ 2 подает команду на включение первого источника 4, а уровень логической "1" с выходов последующих элементов ИЛИ 2 подготавливает к переключению соответствующие им элементы И 3. Первый источник 4 с большей илименьшей задержкой 1 зависящей от.егоконструкции, включается и устанавли-вается в заданный режим, который 5контролируется первым блоком 5 контроля, При номинальном режиме работыпервого источника 4 блок 5 контролявырабатывает уровень логической "1",который поступает на второй вход первого элемента И 3. На обоих входахэтого элемента имеются уровни логической "1", поэтому первый элементИ 3 устанавливается в единичное состояние и подает команду ча включе"ние второго источника 4, после установления номинального режима работыкоторого второй блок 5 контроля вырабатывает уровень логической "1", поступающий на первый элемент ИЛИ 2и второй элемент И 3. При этом первый элемент ИЛИ 2 свое состояние неменяет, а второй элемент И 3 вырабатывает команду на включение третьего 2 б источника 4 и так далее пока невключится источник 4 последнего канала, Блок 1 управления контролируетвремя включения системы по моментупоступления единичного сигнала свыхода последнего блока 5 контроля,Если это время не превышает заданноеконтрольное время, то система переходит в нормальное рабочее состояние, характеризующееся тем, что навсех входах и выходах элементов ИЛИ 2 Зб и И 3 присутствуют уровни логической "1"После снятия сигнала на включениесистемы (т,е, при подаче команды навыключение) на первом входе блока аоуправления устанавливается уровеньлогического "О", в результате чегоблок 1 управления вырабатывает навыходе нулевой. уровень, который поступает на первые входы элементов 4 б ИЛИ 2 и первый вход последнего язэлементов И 3. Элементы ИЛИ 2 своегосостояния не меняют, а последнийэлемент И 3 устанавливает на выходеуровень логического "0. Последний БО источник 4 выключается, его блок 5контроля вырабатывает уровень логического "0", поступающий на (М)-йэлемент ИЛИ 2, Это вызывает появление уровня логического "О" на обоих 55 входах (И)-го элемента ИЛИ 2, ввидучего на его выходе также устанавливается уровень логического "0", чтоприводит к установлению нулевого,Зб 08уровня на выхоце соответствующего вертора 10 и одновибратора 9 - уроэлемента И 3, последующему отключе" вень логической " 1" (Фиг.3) . При понию (И)-го источника 4 и Формиро- ступлении команды на включение наванию блоком 5 контроля этого источ- первый вход первого элемента И 6 пас,ника уровня логического "О", Анало- " ступает единичныи уровень (Фиг.За),гично процесс выключения развивает- Так как на обоих входах первого элеся далее вплоть до выключения перво- мента И б - уровни логической "1",го источника 4. на выходе Формируется уровень лагичеЕсли при нахождении системы в ской "1" Фиг,ЗЬ), который поступанормальном рабочем режиме происходит ет на выход блока 1 управления и ченеисправность, приводящая к срабаты- реэ элемент 7 задержки на первыйванию какого-либо К-го блока 5 кант- вход второго элемента И 8 (Фиг.Зс),роля, то уровень логического "0" с Элемент задержки осуществляет заего выхода поступает на второй вход 1, держку единичнога сигнала на время15К-го элемента И 3, вызывая его пере" з, большее, чем время, необходимоеключение в нулевое состояние,отклю- для установления системы питания вчение соответствующего источника 4 рабочий режим. Поэтому при отсутствийи далее последующих вплоть до пасед аварийных условии сигнал с блока 5него, Сигнал с выхода бло:.а 5 конт- контроля последнего канала приходитроля последнего канала потупеет на на вход инвертора 10 раньше, чем на,рый вырабатывает на выходе уровень уровень логической "1" Фиг,Зс 1).логического "0". Это привоцит к раз - Зтот сигнал инвертируется и навитию процссса выключения дпя тех 2- втором входе второго элемента И 8источников, которые находятся да появляется уровень логического "О,аварийного канала па схеме, ицентич Поступивший после этого с элементаной нормальному выключению, 7 задержки уровень логической "1"Если такой режим выключения при состояние элемента И 8 не меняет ивозникновении аварийной ситуации , блок 1 управления переходит в ждучооказывается недостаточна быстрым для щий режим. Если в течение временипотребителя, тогда следует васполь-. с на первый вхоц блока 1 управлезоваться модиФикацией устройства, в ния на вход инвертора 10) не постукотором выходы всех М блоков 5 кон - пает ециничный сигнал с блока контроля соединены с соответствующими роля последнего канала т.е. имеетИ-входами блока 1 управления па -б места аварийная ситуация то наФиг.1 соединения указаны штриховой втором элементе И 8 наступает совпалинией). Для этого варианта возник" дение, на егб выходе Формируетсяновение аварийной ситуации з любам из единичный уровень, который запускавыходов приводит к немедленному пс- ет одновибратор 9 Фиг,ЗЬ).Уровеньступлению сигнала на блок 1 управ- логического О с его Влада перево 4011ления, который вырабатывает сигнал ,цит первый элемент И б в нулевое соотключения, При этом отключение сис- стоянке и блок 1 управления Формирутемы идет в трех направлениях одна- ет на выходе сигнал выключения навременно: от аварийного выхода в зремя, равное длительности Формирусторону последующих и предыдущих и: "г емаго адновибратаром 9 выходного имат последнего выхода в сторону пре"- пульса Г , после чего блок 1 управ"дьщущих выходов каналов. Эта обеспе- пения снова Формирует сигнал включечивает оперативное отключение патра- ния системы питания. Если аварийнаябителя от системы питания. ситуация сохраняется, то сигнал вклю"Блок 1 управления по первому ва- :О чения длится в течение времени Грианту (Фиг,2) работает следующим об- после чего он снова снимается и т.д,разом. При отсутствии команды на т.еблок 1 управления работает ввключение на первом входе первого режиме периодического контроля сисэлемента И б присутствует уровень л.а" темы питания на наличие аварийнойгического "0". Уровень логическога бб ситуации. Такой режим работы про"0" имеется на выходах элемента 7 за.: далжается до тех пор, пока не ликдержки и второго элемента И. 8 и на видируется неисправность или постувходе инвертора 10, На выходах ин- пит команда на отключение системы36108 1, Стабилизированная система электропитания, содержащая и каналов, 40каждый из которыми состоит из вторичного источника питания, силовойвход которого подключен к выводу дляподключения питающей сети, а выходк выводу для подключения нагрузки, 45 блок контроля, входом соединенный свыходом вторичного источника питания, причем все каналы, кроме последнего, снабжены элементами ИЛИ,первые входы которых объединены,и вывод для подключения внешней команды управления, о т л и ч а ю щ а -я с я тем, что, с целью расширенияее Функциональных возможностей и повьппения надежности защиты, в нее 55 введен блок пуска, первым входом соединенный с выводом для подключениявнешней команды управления, а выходом подключенный к первым входам эле 7 14 питания. К выходу одновибратора 9 может быть подключен индикатор (на Фиг,2 не показан), по сигналам кото" рого можно осуществлять оперативный контроль за состоянием системы питания. Если аварийный режим возник во впемя работы системы питания, то на первый вход блока 1 управления поступает уровень логического "О", на выходе инвертора 10 появляется уровень логической "1", что приводит к запуску блока 1 управления в указанный режим периодического контроля.Если режим периодического контроля аварийной ситуации нежелателен, следует воспользоваться вторым вариантом выполнения блока 1 управления (Фиг.4), Работа его во многом аналогична первому варианту, Различие лишь в том, что при наличии аварийной ситуации как при включении системы питания, так и во время ее работы блока 1 управления снимает сигнал включения системы питания и повторно его не подает до тех пор, пока не подадут повторно команду на вклЬчение системы, Это обеспечивается тем, что в блоке 1 управления вме: сто одновибратора 9 на выход второго элемента И 8 подключен Б-вход КЗ-триггера 11, При возникновении аварийной ситуации на выходе второго элемента И 8 возникает уровень логической "1". Этот уровень приводит к переключению триггера 11, установлению на его инверсном выходе уровня логического "0", который блокирует прохождение команды на включение системы питания через первый элемент И 6,Так как К-вход триггера 11 соединен с первым входом первого элемента И 6 и на него во время наличия команды на включение поступает уровнь логической "1", то сброс триггера 11, а следовательно, и повторное включение системы питания возможно только после снятия с командного входа блока 1 управления команды на включение.Если используется модифицированный вариант системы питания с Форсированным выключением, то в блоке 1 управления инвертор 10 используется многовходовым на элементе И-НЕ. При этом в процессе включения системы питания в течение времени Г на всех входах этого элемента уста 15 20 25 30 35 навливаются уровни логической "1", Возникновение аварийной ситуации характеризуется сохранением или появлением на одном из входов уровня логического "0".Возможны и другие варианты выполнения блока 1 управления, которые могут работать по аналогичным или иным алгоритмам. Например, в случае специальных требований на время включения источника 4 выполняют блок управления с индивидуальным контролем времени включения любого из источников 4.Таким образом, стабилизированная система электропитания позволяет осуществлять включение и выключение в заданной последовательности неограниченного числа вторичных источников питания, повысить надежность защиты потребителя за счет обеспечения отключения устройства при возникновении аварийной ситуации в любом из каналов (как при включении, так и после установления номинального режима работы системы питания), осуществлять Форсированное отключение стабилизированной системы питания за счет проведения отключения в трех направлениях сразу. Кроме того, выбором соответствующей конструкции блока управления можно осуществить наиболее оптимальный для конкретных условий режим защиты. Формула изобретения143 б ментов ИЛИ, в каждый из каналов,кроме первого, введен элемент И, первым входом соединенный с выходом блока контроля предыдущего канала, вторым входом, кроме элемента И последнего канала, - с выходом элемента ИЛИ соответствующего канала, второй вход элемента И последнего канала подключен к выходу блока пуска, а выходы элементов И подключены к управляющим входам вторичных источников .питания соответствующего канала, причем выход элемента ИЛИ первого канала подключен к управляющему 1,входу вторичного источника питанияэтого канала, а выход блока контроля последнего канала соединен с вторым входом блока пуска, кроме того, выход блока контроля каждого из последующих каналов подключен к вторым входам элемента ИЛИ каждого из пре" дыдущих каналов.2, Система по п.1, о т л и ч а . ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения времени отключения системы в аварийном режиме, блок пуска снабжен вторыми входами по числу кана лов системы, соедииенныьи с выходами соответствующих блоков контроля, обеспечивающих одновременное выклю-. чение всех каналов. 3. Система по п,1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения режима периодического конт,роля системы на наличие аварийной си"туации и возможности повторного запуска, блок пуска снабжен двумя элементами И, элементом задержки, элементом НЕ и одновибратором, первыйвход первого элемента И соединен спервым входом блока пуска, выход -с выходом блока пуска и через элемент задержки подключен к первомувходу втрог элемента И,рого подключен к входу одновибратора,выходом соединенного с вторым входом первого элемента И, второй входвторого элемента И через элемент НЕсоединен с вторым входом блока пус ка,4, Система по п.1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с цельЬ исключения. самопроизвольного повторногопослеаварийного запуска системы, блок 5пуска снабжен двумя элементами И,элементом задержки, элементом НЕ иКБ-триггером, причем первый входпервого элемента И соединен с первымвходом блока пуска, выход - с выходомблока пуска и через элемент задержкиподключен к первому входу второгоэлемента И, выход которого подключенк Б"входу КБ-триггера, инвертирующим входом соединенного с вторым входом первого элемента И, а к-входом -с первым входом первого элемента И,второй вход второго элемента И черезэлемент НЕ соединен с вторым входом 20 блока пуска.5. Система по пп.1 и 2, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что блок пускаснабжен двумя элементами И, элементом задержки, элементом И-НЕ и од Б новибратором, первый вход первогоэлемента И соединен с первым входомблока пуска, выход - с выходом блокапуска и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен квходу одновибратора, выходом соединенного с вторым входом первого элемента И, второй вход второго элемента И через элемент И-НЕ соединен свторым входом блока пуска.6. Система по пп.1 и 2, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, чтоблок пуска снабжен двумя элементами И, элементом задержки, элементом И-НЕ иКБ-триггером, причем первый вход первого элемента И соединен с первымвходом блока пуска, выход - с выходом блока пуска и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента И, выход которого под-,ключен к Б-входу КБ-триггера, инвертирующим входом соединенного с вторым входом первого элемента И, а К-входом - с первым входом первого элемента И, второй вход второго эле О,мента И через элемент И-НЕ соединенс вторым входом блока пуска.1436 108 Составитель В ЛосиРедактор И.Шулла Техред М. Ходанич орректор Н.Корол каз 5647/48 Тираж 866 ВПИИПИ Государственного по делам изобретений13035, Москва, Ж, Рауш Подписноекомитета СССР открыт наб.,водственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна П