Система электропитания

и 943680 ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналнстнческнзРеспублик(5)М. Кл. С 05 Е 1/58 с присоединением заявки М ЭвудерстввккыЯ квмитвт СССР в двлвм кзвбрвтвнкЯ и ютврыткй(5 Й) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯИзобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам автоматики источников питания; и может быть использовано в системах электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры требующей для своей работы несколько стабилизированных напряжений, включающихся и выключающихся в заданной последовательности.Известно устройство для управления о процессами включения и отключения блоков питания, в котором включение потребителей электроэнергии (в том числе блоков питания) осуществляется в две очереди, Время задержки между выдачей и снятием напряжений первой и второй очередей составляет 200- 300 с. После нажатия кнопки включения первый коммутатор, подающий напряжение сети на блоки питания пер о вой очереди и запускающий схему задержки, которая, выдержав свое время, включает коммутатор второй очереди. При выключении, наоборот, снацала выключается коммутатор второй очереди и запускается другая схема задержки, выходной сигнал которой отключает коммутатор первой ступени 111.Питаются схемы задержки от вспомогательнОго стабилизированного источника, что исключает возможность построения систем питания с произвольным количеством источников (блоков) питания с различными выходными напряжениями, каждый из которых мог быть использован как автономно,так и в системе, причем включение блоков питания в систему могло быть обеспечено только определенным их созданием.и не требовалось какого-либо отдельного узла, общего для системы.Наиболее близкой к предлагаемой является система электропитания, содержащая; по меньшей мере, два последовательно включающихся и выключающихся блока питания, каждый из которых. состоит из стабилизатора напряжения, исполнительного реле с9 ч 3680 переключающимися контактами и устройства коммутации, включающего всебя реле и диоды и связанного с командными входами на включение и выключение и со стабилизатором предыдущего блока питания,Последовательное включение стабилизаторов (ступеней) осуществляетсяза счет того, что напряжение на обмотку любого контактора подается 1 Отолько после срабатывания исполнительного реле, связанного с предыдущим стабилизатором (или несколькихтаких реле при наличии у стабилизаторов несколько выходов), т. е. г;осле 15появления выходного напряжения последнего стабилизатора (или появлениявсех стабилизированных напряженийпоследней ступени), Последнее изэтих реле, срабатывая, подает напря -жение на переключающее реле, котороепри срабатывании переключает питаниесвоей обмотки на постоянное напряжение цепи сигнализации, блокировкии управления. В то же время указанное реле при переключении начинаетпитать обмотки всех контактов током,проходящим через контакты исполнительнь 1 х реле стабилизаторов и релевыключения. Если одно из этих релевыключается, то разрывается цепь питания всех контакторов, Но выключаются они не сразу, а по мере разрядаконденсаторов, подключенных к их обмоткам, Так как емкости конденсаторов не одинаковы - у первого (т. е.включающегося первым) она наибольшая,у второго меньше, а у третьего ещеменьше, то все стабилизаторы (ступени) выключаются в порядке, обратном ,порядку включения 2. Однако отработка заданной последовательности выключения в нем основана только на различии постоянных45 времени цепей разряда конденсаторов на обмотки контакторов. Во избежание нарушения заданной последовательности выключения вследствие разбросов номиналов конденсаторов, сопротивленийю обмоток реле, напряжений их отпускания, а также некоторой разницы изменений всех этих величин с изменениями условий внешней среды и со временем- разницу между номиналами конденсаторов соседних блоков (ступеней) увели 55 чивают относительно рассчитанных для номинальных значений перечисленных времязадающих параметров, добиваясь 4соблюдения требуемой последовательности выключения при любом, самомнеблагоприятном сочетании времязадающих параметров, Но если эти сочетания иные, то задержка выключениякаждого последующего стабилизатора(ступени) относительно окончанияработы каждого предшествующего ста -билизатора (ступени) оказываетсяизбыточной, что приводит к увеличению промежутка времени между выключениями соседних блоков питания (ступеней), причем промежутки между выключением различных блоков питания(ступеней) различны, и, кроме того,не постоянны, Увеличивается и общеевремя выключения системы,Недостатком этой системы является и уменьшение гибкости системы питания и ограничение количества источников (блоков) питания, которыеможно включить в систему, и, такимобразом, снижение ее функциональныхвозможностей.Кроме того, при возникновенииаварийной ситуации и самовыключенииодного из стабилизаторов вследствиенеисправности последовательность выключения всех остальных стабилизаторов сохраняется (в любом случае выключится последний из включившихся),между тем как в аппаратуре, питающейся от системы последовательно включающихся и в обратной последовательностивыключающихся источников (блоков) питания, при пропадании одного из питающих напряжений и длительном наличиинапряжений предыдущих источников вцепи включения (последующих в цепивыключения) могут произойти необратимые изменения,Целью изобретения является уменьшение промежутка времени между выключениями соседних блоков питания, ирасширение функциональных возможностей,а также уменьшение времени выключения системы в аварийной ситуации. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор каждого блока питания введены вспомогательный выход, имеющий однополярную общую точку с первой шиной сети постоянного напряжения и запрещающий вход, устройство коммутации выполнено на введенном дистанционном переключателе и реле, имеющих по одной группе замыкающих и размыкающих контактов, последние йз которых последовательно соединены5 9136между второй шиной сети и запрещающим входом стабилизатора, соединенным с указанной шиной сети также через последовательно включенные замыкающие контакты дистанционного переключателя и размыкающие контактыисполнительного реле предыдущегоблока питания, к одним. обмоткам дистанционных переключателей устройствкоммутации всех блоков питания под включен командный вход на включениесистемы электропитания, а другаяобмотка дистанционного переключателякаждого устройства коммутации черезпервый диод подключена к командному 1входу на выключение системы, соединенному в устройстве коммутации каждогоблока питания через замыкающие контакты реле с первой .шиной сети, с полярностью которой совпадает полярность Мкоманд на включение и выключение,причем обмотка реле через второй диод включена между командным входомна выключение и вспомогательным выходом стабилизатора последующего бло ка питания.Одним из удобных вариантов включения обмоток исполнительных релеявляется подключение обмотки в каждомблоке питания к вспомогательному выходу его стабилизатора,Кроме того, для уменьшения временивыключения системы в аварийной ситуации замыкающий контакт переключаю щейся группы исполнительного релекаждого блока питания через введенныйрезистор подключен к первой шине се-.ти, подвижный контакт этой группыподключен к введенному конденсатору,другой вывод которого соединен с второй шиной сети, а размыкающий контактподключен к командному входу на выключение системы,На чертеже изображена схема системы электропитания.Система состоит из блоков питанияи1,- 1 (индексы соответствуютномеру блока питания в системе) состабилизаторами напряжения 2, 2",,2", каждый из которых имеет силовойи запрещающий входы, причем первыйиэ них подключен к сети постоянногонапряжения, а также основной (в последнем стабилизаторе 2 -их два) ивспомогательный выход, имеющий общую53точку с первой шиной сети (вывод положительной полярности вспомогательного выхода соединен с положительной шиной сети), с исполнительными 80 6/ лФ фреле 3 , э., 3 и с устройствами коммутации 1, М .ч , содержащими дистанционные переключатели 5 5 , 5 " на чертеже ихконтакты 5 д, 55 а , 5 К5 Оя,показаны в левом положении иконтакты дистанционного переключателя и реле обозначены теми же цифрами, что и обмотки, и еще буквами,при этом буквой О обозначаются раэмыкающие контакты-диоды 7, 77 и диоды 8, 8, , 8 ф. Размыкающие контакты 5 с, 5 "О 5 ои 6 д , 6"а , , 6"о в каждомблоке питания включены последовательно между второй 1,отрицательной) шиной сети и запрещающим входом стабилизатора, соединенным с этой же( второй ) шиной сети через последовательно включенные контакты 5ди-.станционного переключателя 5 и 3 оисполнительного реле 3 предыдущегоблока питания (к стабилизатору 2например, подключены контактные группы 5 Д и 3 с ). К командному входусистемы на включение подключены правые обмотки всех дистанционных переключателей, а к командному входу системы на включение через диоды 7,7" 7" подключены левые обмотки дистанционных переключателей 5 5 5" и через диоды 8, 8 ",8 и одни из выводов обмоток реле 6,1 и6 , , 6 вторые выводы которыхсоединены со вспомогательными выхода.ми стабилизаторов последующих блоковпитания: к реле 6 , например, под 1ключен вспомогательный выход стабиялизатоа 2 , а данный вывод обмоткиреле 6 ни к чему не подключен. Кроме того, командный вход на выключение системы через контакты 6 о 6 " сГ 6"дсоединен с первой ши" ной сети, Основные выходы стабилизаторов подключены к потребителю. Обмотки исполнительных реле 3 , 3яподключены к вспомогательным выходам стабилизаторов 2, 2" , 2 ., Замыкающие контакты контактных групп 3 Ю, 3" д , , 3 о через резис-. торы 9, 9" 9" подключены к первой (положительной) шине сети, подвижные - к конденсаторам 10, 1 О ",10 , соединенным вторыми выводами со второй шиной сети и, наконец, размыкающие контакты подключены к командному входу на выключение системы.11 опярность команд на включение ивыкпюцение в данном конкретном,. примере выполнения положительная, Командымогут формироваться двумя кнопками11 и 12, включенными между первой шиной сети и командными входами,Система работает следующим образом.До тех пор, пока не подана команда на включение и запрещающим входамстабилизаторов 2 , 2 , , 2" через контакты 5 а , 6 О , 5 с( -, 6 О,5 с( , 6 0 соответственно приложенипотенциал второй (отрицательной) шины сети, запрещающий работу стабилизаторов (исходное положение всех дистанционных переключателей предполагается левым), Отсутствуют напряжения на ссновных и вспомогательныхвыходах. стабилизаторов.При поступлении команды на включение (например, с нажатием кнопки 11)переключаются дистанционные переключатели всех блоков питания, и цепи контактов 5 а, 6 а5 о, 6 Ъ;5 ид , 6 О разрываются. Но. одновоеменно появляются цепи контактов 3 (1(5 д ; 3 б , 5 б; , 3 б , 5 дкаждая из которых запрещает работупоследующему блоку (больше номером,на единицу). А для первого блока 1запрета нет и он включается, С выходом его на режим срабатывает исполнительное реле 3 и снимаетсязапрет работы со второго блока питания, Включившись, он разрешаетработу третьему блоку питания и т.д,Последовательное выключение системы блоков питания происходит вобратном порядке: при,подаче команды на выключение (нажимается кнопка 12) все дистанционные переключатели принимают левое положение, Одновременно срабатывает и реле 6 ,6 6"от той же команды и от.вспомогательных выходов стабилизаторов 2 , 2 , , 2 . Включившиеся(реле заблокируется своими контактами( (1 и 6 о , 6 о б о, не включается только реле 6" в последнем блокепитания 1", и поэтому этот блок питания выключается по цепи 5(О, 6 О,иПосле этого создаются условия длявыключения блока 1 , так как выи ключается реле 6 . Это, в своюочередь, приводит к выключению блокапитания 1 ии т, д. Последним вы(ключается блок 1 , после того, какотпустит его реле 6 , и через контак тыд , 6 а возникает цепь от втог( 6рой шины сети на запрещающий входстабилизатора 2 , Реле 6 , выклюцив( (шись последним среди реле 6 , 6би-"о , разблокирует цепь команды навыключение, и она прекратится, Система происходит в первоначальное состояние и готова к новому циклу работы,10 В случае незапланированного выключения, т, е. не по команде на выключение, а вследствие отказа одного изблоков питания (например, третьегоц(1 ), через переключающие контакты 15 его исполнительного реле (3 о ) егоконденсатор (100 ), ранее аряжавшийся через резистор (9 щ ), переключается на командный вход системы на выключение, и сработавшие от емкостно. го разрядного тока реле 6, бя6 (конденсатор 10(" разряжаетсячерез их обмотки и левые обмоткидистанционных переключателей 51(5 .5 ), заблокировавшись, как 25 и ранее (в случае запланированноговыключения) проводят автоматически(без нажатия кнопки 12) действие по 303545 50 лученной,Команды выключения до полного выключения системы, Выключение, как обычно, начинается с последнего блока питания (в направлении к первому) и, одновременно - с отказавшего (и тоже в направлении первого). Последнее объясняется тем, цто из-за пропадания напряжения на вспомогательном выходе отказавшегося блока питания выключается реле устройства коммутации предшествующего блокая(6 ) и через размыкающие контактыдистанционного переключателя (онивсе, как и при запланированном выключении, принимают левые положения) и размыкающие контакты реле (5(о и б "О соответственно) образуется цепь выключения предшествующего блока 2 Затем выключается блок с индексом, на единицу меньшим (в данном случае 1 ) и т. д.Процесс выключения с конца системы обрывается на отказавшемся блоке, потому что продвижение от него к первому блоку начинается одновременно с началом процесса выключения с конца,В случае внезапного пропадания напряжения сети блоки питания выключаются, конечно одновременно (а не по временной диаграмме), но все конденса Иторы 10 , 10 10 , разряжаясь6 ЬО 40 ции каждого блока питания через замыкающие контакты реле с первой шиной сети, с полярностью которой совпадаетполярность команд на включение и выключение, причем обмотка реле черезвторой диод включена между командным 45входом на выключение и вспомогательным выходом. стабилизатора последующего блока питания.2. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что обмотка исполнительного реле в каждом блокепитания системы подключена к вспомогательному выходу его стабилизатора напряжения. г 3 Ч 5через левые обмотки дистанционныхпереключателей, устанавливают их влевое (исходное) положение и поэтомуновое включение системы (с появлением напряжения сети) уже не может бытьнерегламентированным, а начинаетсятолько по команде на включение системы с соблюдением установленной последовательности включения,Предлагаемая система электропитания отличается от известной тем, чтов ней значительно сокращены промежутки времени между выключениями отдельных блоков питания, которые определяются лишь временем, спадания напряжения на вспомогательных выходах стабилизаторов и временем выключенияреле устройств коммутации. В результате сокращается и общее время выключения системы, приблизившись к времени ее включения,Рассмотренная структура построения системы питания пригодна для произвольного количества блоков питания,так как она не требует внешнего поотношению к блокам питания логического устройства, Последнее образуется при включении блоков питания всистему за счет элементов устройствкоммутации каждого из блоков питания.Блоки питания такой системы взаимозаменяемы, при необходимости ихможно менять местами (в цепи последовательного включения-выключения) и,наконец, параметры элементов от логического устройства не зависят от номиналов выходных напряжений блоковпитания или количества их выходов.В результате расширяются функциональные возможности системы,В системе блоков питания, в исполнительные реле которых введенагруппа переключающихся контактов,связанных с конденсатором и резистором, легко достигается уменьшениевремени выключения системы в аварийной ситуации, так.,как здесь оно осуществляется сразу с двух точек (споследнего блока питания и с отказавшегося). Если учесть, что и скоростьпробега процесса выключения в предлагаемой системе больше, чем у известной, то очевидно преимуществопредлагаемой системы. тельно включающихся и выключающихся блока питания, каждый из которых состоит из стабилизатора напряжения, исполнительного реле с переключающимися контактами и устройства коммутации, включающего в себя реле и диоды и связанного с командными входами включения и выключения и со стабилизатором предыдущего блока питания, о т.л и ч а- О ю ш а я с я тем, что, с целью уменьшения промежутка времени между выключениями соседних блоков питания и расширения функциональных возможностей, в стабилизатор каждого блока питания 5 введены вспомогательный выход, имеющий однополярную общую точку с первой шиной сети постоянного напряжения и запрещающий вход, устройство коммутации выполнено на введенном дистан ционном переключателе и реле, имеющих по одной группе замыкающих и размыкающих контактов, последние из которьх последовательно соединены междувторой шиной сети и запрещающим вхо-дом стабилизатора, соединенным с указанной шиной сети также через последовательно включенные замыкающие контакты дистанционного переключателя иразмыкающие контакты исполнительного З 0 реле предыдущего блока питания, к одним обмоткам дистанционных переключателей устройств коммутации всех блоков питания подключен командный входна включение системы электропитания,а другая обмотка дистанционного переключателя каждого устройства коммутации через первый диод подключена ккомандному входу на выключение Системы, соединенному в устройстве коммута55 Формула изобретения 1. Система электропитания, содержащая по меньшей мере два последова. 3. Система по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что с целью уменьшения времени выключения системы в аварийной ситуации, замыкаю 943680щий контакт переключающейся группы исполнительного реле каждого блока питания через введенный резистор подключен к первой шине сети, подвижный контакт этой группы подключен к введенному конденсатору, другой вывод которого соединен с второй шиной се" ти, а размыкающий контакт подключен к командному входу на выключение системы.Источники информации, 1 О принятые во внимание при экспертизе Блок управления электропитанием БУПЕС/Е 005 Е 12,087,022 (для ЕС Э 8 И).2. Дагаев Н. А, Повышение надежности источников питания путем использования встроенного автоматического контроля, Передовой научно-технический опыт 11 9,68-24/3, И ГОСИНТИ, 1968, УДК 621.317722:621, ,32:621,311.6, с. 6, фиг.