Система электропитания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 14102 2 Н 7(584 Н 02 МЗ/3 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4) СИСТЕМА ЗЛЕКТРОПИТА 7) Изобретение относит области к систелей после отехники ектропит в частнос м ния потребитЦель изобретности н расшивоэможностей ого тока овышение наде ункционалъных истема иныещ,копод" менноэлек блок торь кл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРНф 943680, кл . С 05 Г 1/569, 1980. тропитания содержит антони питания 1.1-1.п и 2.1-2е через блок коммутацииаются к питающей сети пер1410229 нормальны и аварийный блок ов питания режимах ния 10 енты си и вспомогател обеспечивающи стемы. Система пита ани гд тока, блок защиты 3, обеспечивающй отключение автономных блоков питфния от питающей сети в аварийных режимах, блок индикации 33, сигнализфрующий о состоянии системы электрпитания, блок контроля 37 выходных н пряжений, логический блок 38, обеси чивающий логические операции полючению и отключению автономных 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах вторичного электропитанияапаратурных комплексов разлучногоизначения.5Цель изобретения - повышение над жности и расширение функциональныхв зможностей системы электропитания .з счет контроля .выходных напряженийс рийно выпускаемых блоков питания10к к первой так и второй очередив ючения и отключения их от питающейс ти в аварийных режимах,На фиг. 1 и 2 представлена схемасистемы электропитания.Система электропитания состоит изи блоков питания 1,1, , 1,п первойочереди включения, ш блоков питания2,.1. ,2,ш второй очереди включения,бпока 3 защиты, включающего в себяпэследовательно соединенные обмоткууправления реле 4 защиты и первыйтранзистор 5, база которого черезбазовый резистор подключена к первому неинвертирующему усилителю 6 мощности, последовательно соединенныеобмотка управления реле .7 задержки ивторой транзистор 8, база которогочереэ базовый резистор подключена квторому неинвертирующему усилителю 9мощности, вспомогательного блока10 питания с двумя выходами 11, 12,включающего в себя тумблер ВКЛ 13,согласующий трансформатор 14, стаби"ю 1 изатор 15 постоянного напряжения и 35выпрямитель 16, блока 17 коммутации,позволяет контролировать подачу питающего напряжения на потребителипервой очереди и только после контроля их наличия дается команда на включение блоков питания второй очереди.После чего опять контролируютсянапряжения на потребителях второйочереди, и после наличия всех напряжений система считается включенной.Выключение системы осуществляется вобратной последовательности, 2 ил.,1 табл. 2в котором .обмотка 18 управления реле включения соединена через последовательно соединенные отсекающий диод 19, собственный замыкающий контакт 20,. зашунтированный кнопкой "Стоп 21, размыкающие контакты 22 укаэанного реле защиты 4, реле защит всех автономных блоков питания 1.1,1.п, 2.1 2.ш и кнопку "Пуск" 23 к первому выходу 11 вспомогательного блока 10 питания, обмотки 24, 25 управления контакторов первой и второй очереди включения соединены между собой параллельно через размыкающие контакты 26, 27 реле задержки (обмотка 7 управления реле) и реле включения (обмотка 18 управления реле) и подключены через указанные последовательно соединенные контакты 22, реле защиты и кнопку "Пуск" 23, зашунтированную замыкающим контактом 28 контактора первой очереди включения 24, к второму выходу 12 вспомогательного блока 10 питания, а силовые пары контактов 29, 30 указанных контакторов подключены к выходным выводам 31, 32 системы электропитания и входным выводам соответствующих автономных блоков питания и блока 33 индикации, включающего в себя три цепочки иэ последовательно соединенного резистора и светового индикатора 34, (35, 36), первая иэ которых "Сеть" соединена с первым выходом 11вспомогательного блока 10 питания, блока 37 контроля выходных напряже 3 1410229 4ний блоков питания, подключенного входами к выходам блоков питания 1.1, , 1,п, 2. 12.щ, логического блока 38, включающего в себя первую времязадающую КС-цепочку 39, подклю- ф ченную через указанную кнопку "Пуск" 23 к второму выходу 12 вспомогательного блока 10 питания, логический элемент НЕ 40, соединенный входом с 10 выходом первой времязадающей КС-цепочки 38-39, первый логический элемент ИЛИ 41, первый вход которого соединен с выходом логического элемента НЕ 40, а второй вход - с вторым выхо дом блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания, вторая 42-43 и третья 44-45 времязадающие КС-це-почки, одна из которых (42-43) подключена к выходу первого логического 20 элемента ИЛИ 4 1, а вторая (44-45) к первому выходу. блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания, первый инвертирующий усилитель 46 мощности, вход которого подключен к 25 второму выходу блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания, а выход - к второй цепочке "Включение системы электропитания" (ВКЛ СЭП) Г блока 33 индикации, мультиплексор 47, Зо входы Х 2, ХЗ, У 1 и У 2 которого объединены и подключены к выходу логического элемента НЕ 40, входы Х 4, Х 4 - к первому выходу блока контроля 37 выходных напряжений автономных блоков питания, вход УЗ - к выходу второй (42-43) времязадающей КС-цепочки, вход Х 1 и управляющий вход Ч эакорочены, управляющие входы АО и А 1 подключены соответственно к второ О му выходу блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания и выходу третьей 44-45,времязадающей КС-.цепочки, а выходы Х и У - соответственно к второму и первому неинверти рующим усилителям мощности 6 и 9 блока 3 защиты, при этом блок индикации дополнительно снабжен логическим элементом ИЛИ 48, первый вход которого соединен с выходом мультиплексора 47, а второй вход - с точкой соединения обмотки 18 управления реле выключения и отсекающего диода . 9, третий неинвертирующим усилителем мощности 49, соединенным входом с выходом логического элемента ИЛИ 48, и тиристором 50, через который третья цепочка "Авария" 36 блока индикации, а база первого транзистора 5 блока защиты через цепс яку 51 и последовательно соединенные первый ограничивающий резистор и диод подключены к первому выходу.11 вспомогательного блока 10 питания, управ - ляющий электрод которого через второй ограничивающий резистор 52 соединен с выходом указанного неинвертирующего усилителя мощности 49,На фиг. 2 в развернутом виде представлен блок 37 контроля выходных напряжений блоков питания, включающий в (и+в) оптронов 53,153,п, 54. 1.-54,щ, входы которых через резисторы 55.1. . .55.п и 56.1 55.в подключены к выходам блоков питания 1,1. 1,п, 2.1 .2,щ, а выходы - к входам двух и- и ш-входовым логическим элементам И 57, 58, входы которых соединены с двумя выходами указанного блока, а через резисторы 55.155,п и 56,1 56.щ к первому выходу 11 вспомогательного блока питания.Система электропитания работаетследующим образом.При включении тумблера 13 напряжение П поступает на согласующий трансформатор 14 и на выходе 11 стабилизатора 15 формируется постоянное стабилизированное напряжение, исполь. зуемое для питания электронной части, Постоянное напряжение с выхода 12 выпрямителя 16 формируется для питания коммутационной аппаратуры блока коммутации, В исходном состоянии нормально замкнутые контакты реле защиты всех блоков питания замкнуты. В исходном состоянии на входе логического элемента НЕ 40 присутствует ".0", а на выходе - "1", на входах и выходах логических элементов И 57, 58 - логические нули, так как на входах оптронов нет напряжений с выходов блоков питания 1. 1.1,п, 2.12.в, на выходе логического элемента ИЛИ 41 - "1" и, следователь" но, с, выхода второй времязадающей КС-цепочки 42, 43 на вход УЗ мульти-. плексора поступает "1"С выхода третьей времязадающей КС-цепочки 44, 45 на управляющий вход А мультиплексора 17 поступает "0".Работа мультиплексора представлена в таблице,АО 0 А 1 ХЗ Х 2 Х 4 ОУЗ У 2 У 4 Х 1 У 1 15На управляющий вход АО мультиплексора 47 поступает "0" с выхода 11 блока 37 контроля выходного напряжения, так как на его входе нет напряжений, поступающий от блоков пита ния 2.12,ш. Вход Х 1 и управляющий вход 7 заземлены, т,е, всегда имеют "0". Входы Х 2, ХЗ, У 1, У 2 муль-типлексора 47 объединены и подключены к выходу логического элемента 26 ,НЕ 40, где в этот момент времени ," 1", входы Х 4, У 4 мультиплексора объецинены и подключены к вьйсоду 1 блока 37 контроля, выходного напряжения, в котором в исходном состоянии ЗО формируется "0", Таким образом при ПДО = О Б = Оь Н = 0 к выходам Х и У мультиплексора подключены входы Х 1 и У 1 соответственно, т.е. на выходе имеет "0", а на выходе У - " 1". Следовательно, транзистор 2 включен, на; обмотку 7 реле задержки подано напряжение с выхода 11, разомкнут его размыкающий контакт 26, а транзистор 5 выключен. После нажатия кнопки "Пуск" 23 обмотка 24 управления контактора первой очереди подключается к выходу 12 выпрямителя 16, замыкается пара контактов 29 контактора и блоки питания 1.1 46 .1.п первой очереди подключаются к питающей сети. Одновременно кнопка "Пуск" 23 блокируется замыкающим контактом 28 контактора 24 и " 1" поступает на первую времязадающую КС-цепочку 39. Через время С на выходе логического элемента НЕ 40 формируется "0", который поступает на входы Х 2, ХЗ, У 1 и У 2 мультиплексора 47. Кроме того, на выходе логической схемы ИЛИ 41 формируется "0", что обеспечивает появление нуля через время г. на входе УЗ мультиплексора 47После получения всех нап 1410229 6ряжений на выходах блоков питания1.11.п первой очереди логичес 1 1кие единицы на выходах логическогоэлемента И 57 обеспечивают формиро 0 1 ванне на выходе 1 блока контроля 0выходных напряжений 37 " 1" котораяРпоступает на входы Х 4 и У 4 и черезвремяна управляющий вход В 1. Этов свою очередь приводит подключениевыходов Х и У к входам ХЗ и УЗ слогическими нулями выключению транзистора 2 и замыканию размыкающегоконтакта 26 реле задержки 7, кото рый обеспечивает подачу питающегонапряжения с выхода выпрямителя 16на управляющую обмотку 25 контактора второй очереди. Если хотя бы наодин вход блока контроля выходныхнапряжений 37 не поступает хотя быодно напряжение с выходов блоков питания 1. 1 1,п, то на выходе логического элемента И 53 "1" не появляется, а это в свою очередь не обеспечивает поступление на управляющийвход А 1 "1" и, следовательно, подключение к выходу У сигнала входа У 1,на который через времяпосле нажатия кнопки "Пуск" поступает "0",который обеспечивает включение транзистора 5 и подключение управляющейобмотки 4 реле защиты к выходу 11стабилизатора 15, что, в свою очередь, приводит к размыканию размыкающего контакта 22 этого реле и снятиюпитающего напряжения с управляющейобмотки 24 контактора первой очереди. Отметим, что постоянная временивторой времязадающей цепочки 42, 43,в 3-4 раза меньше постоянного време фни третьей времязадающей цепочки 44,45. Таким образом, если через времяна выходе 1 блока 37 контроля выходных напряжений не появилась " 1",то в первой очереди неисправен какминимум один блок питания 1.11.п (или есть обрыв в контрольныхпроводах или вышел из строя блок защиты блока питания). Если сработалблок защиты блока питания, то отклю"чение напряжения питания с управляющей обмотки 24 контактора первой очереди произойдет иэ-за размыкания размыкающего контакта реле защиты блока питания. Если через время на управляющем входе А 1 присутствует " 1", то кпитающей сети подключаются блокипитания 2.12.ш второй, очередичерез замыкающие контакты 30 контак7 141022 тора второй очереди. При наличии всех напряжений блоков питания 2.1,,2.ш второй очереди на выходе 11 блока 37 контроля выходных напряже 11 115 ний появляется 1", что приводит к появлению на выходе логического элемента ИЛИ 41 и выходе второй времязадающей КС-цепочки 42, 43 "1".Кроме того, 11111 поступает на управ-; 1 О ляющий вход АО мультиплексора, что обеспечивает подключение выходов Х и У мультиплексора 47 к входам Х 4 и У 4 соответственно с логическими единицами и поэтому транзисторы 2, 5 15 выключены. Система электропитания работает нормально. Об этом свидетельствует и светодиод ВКЛ СЭП цепочки 35, которая получает питания через инвертирующий усилитель 46, на вход которогопоступает " 1" с выхода 11 блока 37 контроля выходных напряжений. Светодиод "Сеть" включается сразу после включения тумбле-, ра 13 и свидетельствует наличие пи тающего напряжения на входных выводах 31, 32, Если с выхода П блока 37 контроля выходных напряжений не поступает "1", т.е. нет хотя бы одного из выходных напряжений блоков ЗО питания 2.12,ш второй очереди включения, то при поступлении " 1" с выхода третьей времязадающей КС-цепочки 44, 45 на управляющий вход А 1мультиплексора 47 выходы Х и У подключаются к входам ХЗ и УЗ соответственно с логическими нулями, включаются транзисторы 2, 5 и питающее напряжение снимается с обмоток 24, 25 управления контакторов. Блоки питания отключаются от питающей сети.При , этом на первый вход логической схемы ИЛИ-НЕ 48 поступает "0" (на второй вход поступает тоже "0") и на его выходе формируется 11111, которая обеспе ,чивает включение тиристора 50, вклю-чение светодиода "Авария" цепочки 36 и цепи с диодом 51 для поддерживания включенного состояния транзистора 5 . Аналогичным образом включается свето-, диод "Авария" при отсутствии хотя бы одного напряжения. блоков питания 1.1 1.п первой очереди, так как во всех режимах, когда на входе Ч мультиплексора 47 формируется "0". При необходимости выключения систеж электропитания необходимо нажать кнопку "Стоп" 21, которая ьбеспечи вает подключение обмотки 18 управления реле выключения к выходу И стабилизатора 15. Кнопки "Стоп" и "Пуск" выбраны одинаковые для удобства эксплуатации при подключении дистанционного управления. Замыкающий контакт 20 реле выключения блокирует кнопку "Стоп" 21, размыкающий - контакт 27 реле выключения размыкает цепь питания обмотки 25 управления контактора второй очереди, размыкается пара контактов 30 указанного контактора и снимается питающее напряжение с блоков питания 2. 1 2.ш второй очереди. Следовательно, с выхЬда 11 блока 37 контроля выходных напряжений "О" поступает на вход усилителя 46, что приводит к выключению светодиода ВКЛ СЭП цепочки 35, формированию на выходе логического элемента ИЛИ 41 "0" и через время С "0" на выходе второй времязадающей цепочки 42, 43 и входе УЗ мультиплексора 47. Поступление на управляющий вход АО мультиплексора 47 "О" приведет к подключению выхода Х и У к выходу ХЗ и УЗ соответственно с "0" и " 1", что приведет к включению транзистора 2, реле 7 задержки и размыканию его размыкающего контакта 26, При этом включение светодиода "Авария" цепочки 36 не произойдет, так как на второй вход логического элемента ИЛИ-НЕ поступает " 1" с обмотки 18 управления реле включения, которая исключает включение тиристора 50. После исчезновения " 1" с выхода 11 блока 37 контроля выходных напряжений блоков питания через время йд на выходе второй времязадающей КС-цепочки появляется "0", что приводит к форм;рованию "О" на выходе у мультиплексора 47, включение транзистора 5 и реле защиты, размыкающие контакты 22 которого размыкают цепь питания обмотки 24 управления контактора первой очереди и отключение его контактами 30 блоков питания 2,12.ш второй очереди. При возникновении аварии в режиме нормальной работы системы электропитания на выходах 1 и 11 блока 37 контроля выходных напряженийФормируется "О" и все автономные блоки питания отключаются одновременно от питающей сети аналогично описанным ранее случаям либо за счет размыкания цепи питания обмоток 24, 25 управления контакторов последова 14 10229 1 О25 Формула изобретения Система электропитания, содержащая и автономных блоков питания перВой очереди включения и ш автономных блоков питания второй очереди вклюггения, блок защиты, включающий в себя последовательно соединенные обМотки управления реле защиты и первый транзистор, переход база - эмиттер которого зашунтирован резистором, а база которого подключена к выходу йервого неинвертирующего усилителя г 1 ощности, последовательно соединенНые обмотки управления реле задержки Н второй транзистор, база которого гельно соединенными контактами релезащиты соответствующего блока питания.Таким образом, система электропитания обладает большей надежностьюи большими функциональными возмож,ностями . Проявляется это в том, чтопосле включения блоков питания первой очереди контролируется подача 10,;питающего напряжения на потребителипервой очереди и только после контроля их наличия дается команда навключение блоков питания второй очереди, после включения которых опять 15контролируются напряжения на потребителях второй очереди и после наличия всех напряжений система электропитания считается включенной. Выключения системы электропитания осуествляется в обратной последовательности, Предусмотренный комплекс мергсключает наличие напряжений второйочереди на потребителях при отсутствии напряжений первой очереди, чтогвляется основным условием нормальгой работы многих микросхем. Функциональньге возмоугности системы электропитания расширяются за счет возможности применения любых блоков 30тания, выпускаемых промышленностью,аже в которых нет встроенных блоковащиты. В этом случае два конца,Идущие на последовательно соединеные нормально замкнутые контакты реле защит блоков питания 1.1. ,1,п12.ш, следует закоротить, Этасистема электропитания в своем составе может содержать, кроме того,,1 гюбое количество блоков питания любоГо типа включая блоки с переменным ипостоянным выходными напряжениями. подключена к выходу второго неинвертирующего усилителя мощности,вспомогательный блок питания с пер"вым и вторым выходами, включающийв себя тумблер, согласующий трансформатор, стабилизатор постоянного .напряжения и выпрямитель, блок коммутации, в котором обмотка управленияреле включения соединена через последовательно соединенные отсекающийдиод, собственный нормально замкнутый контакт, зашунтированный кнопкой"Стоп", нормально замкнутые контактыуказанного реле защиты, реле защитывсех автономных блоков питания икнопку "Пуск" с первым выходом вспомогательного блока питания, обмоткиуправления контакторов первой и второй очередей включения соединены меж"ду собой параллельно через нормально замкнутые контакты реле задержкии реле включения и подключены черезуказанные последовательно соединенные контакты реле защиты и кнопку"Пуск", зашунтированиую нормальнозамкнутым контактом контактора первойочереди включения, к второму выходувспомогательного блока питания, а силовые пары контактов указанных контакторов подключены к входным выводам.системы электропитания и входнымвыводам соответствующих автономныхблоков питания, блок индикации, включающий в себя три цепочки из после-гдовательно соединенных резистора исветового индикатора, первая из кото"рых "Сеть" - соединена с первым выходом вспомогательного блока питания,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения надежности и расширения функциональных возможностей,введены логический блок, блок контроля выходных напряжений автономныхблоков питания, включающий в себя(и + ш) оптронов, входы которых черезрезисторы подключены к выходам автономных блоков питания, а выходы - квходам двух п- и ш-входовым логическим элементам И, выходы которыхсоединены с первым и вторым выходамиуказанного блока и через резисторы -с первым выходом вспомогательногоблока питания, и логический блок,включающий в себя три КС-цепочки,логические элементы НЕ, ИЛИ, мульти"плексор, причем первая времязадающаяКС-цепочка подключена через укаэаннуюкнопку "Пуск" к второму выходу вспо 1410229 12могательного блока питания, логический элемент НЕ, соединенный входом свыходом первой времязадающей КС-цепочки, первый логический элементИЛИ, первый вход которого соединенс выходом логического элемента НЕ,а второй вход - с вторым выходом бло.ка контроля выходных напряжений автономных блоков питания, вторая. времязадающая КС-цепочка подключена квыходу первого логического элементаИЛИ,. а третья времязадающая кС-цепочка " к первому выходу блока контроля выходных напряжений автономныхблоков питания, первый инвертирующий усилитель мощности, вход которого подключен к второму выходу блокаконтроля выходных напряжений автономных блоков питания, а выход - к вто-.рой цепочке "Включение системыэлектропитания".блока индикации,мультиплексор, входы Х 2, ХЗ, У 1 иУ 2 которого объединены и подключенык выходу логического элемента НЕ,входы Х 4, У 4 .- к первому выходу блока контроля выходных напряжений ав"тономных блоков питания, вход УЗ - квыходу второй времязадающей КС-цепочки, вход Х 1 и управляющий вход Чзакорочены, управляющие входы А и А подключены соответственно к вто 4рому выходу блока контроля выходныхнапряжений автономных блоков питанияи выходу третьей времязадающей КСцепочки, а выходы Х и У - соответст.- венно к второму и первому неинвертирующим усилителям мощности блока защиты, при этом блок индикации снаб 1 О жен дополнительно третьим неинвертирующим усилителем, тиристором, отсекающим диодом и логическим элементов ИЛИ-НЕ, первый вход которогосоединен с выходом У мультиплексора,15 а второй вход - с точкой соединенияобмотки управления реле выключенияи отсекающего диода, неинвертирующимусилителем мощности, входом соединенным с выходом логического элемен 20 та ИЛИ, и тиристором, через которыйтретья цепочка блока индикации и база первого транзистора блока защитычерез последовательно соединенныепервый ограничивающий резистор и диод25 подключены к первому выходу вспомогательного блока питания, управляющийэлектрод которого через второй ограничивающий резистор соединен с выхо"дом указанного неинвертирующего уси 30 лителя мощности,1410229 витель Н,Цишевскаяй М,Дидык орректор П Патад осехр Товтин акт аказ 3493/55 Ти ВНИИПИ Госуд по делам 13035, Москвааж бб 5 Подписноекомитета СССРи открытий рственногозобретенииЖ, Рауш кая наб д Производственно-полиграфическое предприятие Ь Ч город, ул. Проектная, 4