Устройство электропитания постоянного напряжения для радиоэлектронного комплекса

ц 651330 Сокзз Советских Соцмалмстических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬС К АВТОРСКОМУл ",,; 1 ОЙ.; ЫМи.О 61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 10. 01.7 с присоединением зая 0 Э 05 Государетееиный комет СССР по делам изобретений и етирытий(54) УСТРОЙСТВО ЗЛНАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ РАДИ ке и мож аппарату сов авто систем у ми ит. сигнала 1 (сигнал включения) на разрешающий вход усилителя включения контак" тора, подсоединенный к его выходу контактение относится к электротехнит быть использовано для питаниярадиоэлектронных комплекатики, вычислительной техники, авлениялетательными аппаратад 5Известна быстродействующая схема защиты транзисторного стабилизированного источника питания, состоящая из сумматора, блока измерения напряжения, схемы с двумя устойчивыми состояниями и самостоятельного источника питания. В этой схеме на блок измерениянапряжения подается сум- " марное напряжение от нескольких стабилизированных источников и напряжениеот самостоятельного источника питания. Блок измерения напряжения содержит усилитель по - 5 стоянного тока на трех транзисторах,из которых первый используется как сравнивающий элемент, а два других запускают схему с двумя устойчивыми состояниями 1.Недостатком этой схемы является обязательное наличие гальванической связи между отдельными стабилизированными источниками и притом - одинаковой полярности, кроме того, осуществляется только" ТРОПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРОННОГО КОМПЛЕКСА групповая защита источников и невозможно осуществлениеавтономной защиты, отсутствует индикация отказавшего "источнй- ка и невозможно осуществить программное включение и выключение отдельных источников в заданной последовательности, а также то, что быстродействие известной схемы сравнительно невелико.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство электропитания пбстоянного наапряЖения"для радиоэлектронного комплекса, содержащее по"меньшей мере два имеющих по выходам общую точку вторичных стабилизированных блока питания, к выходу каждого из которых подключены соотвествующий датчик защиты, реле времени, ячейки местного и внешнегб"включения, элементы индикации по числувторичных стабилизированных блоков питания, источник пйтанияи блок автоматиче го управления 12.В известном устройстве при поступлении ячейки местного или внешнего включения3тор срабатывает и через его контакты замыкается цепь первичного питания блоков питания и датчиков блока защиты. Напряжения с выходов блока питания поступают на питаемую аппаратуру и датчики защиты. Сигнал 1 с ячеек включения поступает также на вход реле времени, которое через ячейку включения защиты выдает сигнал включения на датчики защиты с задержкой на время входа блока питания в номинальный режим.В случае, если напряжение какого-либоблока питания отклонится от номинального значения в большую или меньшую сторону до порога срабатывания датчика защиты, контролирующего этот блок питания, дат чик защиты выдает сигнал аварии на электрическую лампочку контролируемого им бло ка питания и на ячейку принятия аварииблока управления.На выходе ячейки принятия аварии появляется сигнал 1, который одновременно подается на входы ячейки аварийного смещения, усилителя сигнала аварии, а также на запрещающий вход усилителя включения контактора. В результате этого загораются лампочки индикации аварии, подключенные к выходу усилителя сигнала аварии, выключается контактор, а от ячейки аварийного смещения на датчики защиты поступает сигнал, запрещающий их работу. Этим обеспечивается исключение ложной индикации аварии электрическими лампочками исправных блоков питания, выходное напряжение которых при выключении контактора, уменьшаясь до нуля, становится меньшим порогов срабатывания по минимальному пределудатчиков защиты, что может вызвать их срабатывание.Таким образом происходит отключениевсех блоков питания, если выходное напряжение одного из них отклонится за заданные йределы, т. е. осуществляется групповая зашита. При этом производится также световая индикация случившейся неисправности (аварии) и указание того блока питания, который отказал.То обстоятельство, что при отказе одного из блоков питания выключаются все остальные, не во всех случаях приемлемо, иногда требуется выключение только отказавшего блока - автономная защита. Автономная защита необходима, например, в случае применения дублирования блоков питания, когда из группы задублированных блоков пи " " "тания"должен выключиться только отказавший, а остальные должны продолжать питание аппаратуры. В прототипе осуществить автономную защиту невозможно, так как сигналы аварии от всехдатчиков защиты сводятся на одну и ту же ячейку принятияаварии; последняя при срабатывании любого датчика выдает сигнал на запрещающий10 15 вход усилителя включения контактора, а вы. ход этого усилителя связан с обмоткой контактора, общего для всех блоков питания и датчиков защиты.Обеспечение в известном устройстве толь ко групповой защиты является его недостатком. Кроме того, недостатком является невозможность обеспечения изоляции между выходами блоков питания, так как они связаны через датчики защиты, ячейки принятия аварии и аварийного смешения, и одновременное .включение или выключение (со стороны ячеек включения) всех блоков питания в то время, как при включении иливыключении некоторых радиоэлектронных комплексов требуется последовательное включение или соотвественно выключение различных блоков питания в заданной,последовательности,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей защиты, обеспечение программного включения и выключения вторичных стабилизированных бло. ков питания и обеспечение изоляции между выходами блоков питания. Поставленная цель достигается тем, что 2 в устройстве электропитания постоянного напряжения для радиоэлектронного комплекса блок автоматического управления выполнен по меньшей мере из двух аналогичных для каждого вторичного стабилизированного блока питания и датчика защиты секций, каждая из которых собрана на двух транзисторах и трех тиристорых оптронах, у которых светодиод первого оптрона подключен к выходу датчика защиты через первый резистор, светодиод второго оптрона и тиристор первого35совместно со вторым резистором образуютпоследовательную цепочку, подсоединенную к источнику питания, тиристор второго оптрона подключен к шине источника питания, к которой подсоединены светодиод этого оптрона, коллектор первого транзистора, общая точка входов вторичных стабилизированных блоков питания и тиристор третьего оптрона, второй конец тиристора второго оптрона одновременно подсоединен через два последовательно включенных развязывающих дио 45 да защиты к управляющему входу вторичного стабилизированного блока питания и через третий резистор - к базе первого транзистора, соединенной, кроме того, через развязывающий диод индикации с коллектором второго транзистора, база которого через четвертый резистор связана с элементом ин дикации и вторым выводом тиристора третьего оптрона, эмиттер первого транзистора через светодиод третьего оптрона и пятый резистор подключен к противоположной шине источника питания, соединенной, кроме того, с эмиттером второго транзистора, а общая точка тиристора первого и светодиода второго оптронов, как и управляющий65133 вход вторичного стабилизированного блока питания, через схему ИЛИ на двух диодах соединены с выходами ячеек местного и внешнего включения, с которыми связан также, управляющий вход реле времени, выход ко."торого соединен с разрешающими входами всех датчиков защиты, причем общие точки каждого из двух последовательно включенных развязывающих диодов защиты и выводы развязывающих диодов индикации, сбязанные с коллекторами транзисторов всех секций блока автоматического управления, соединяются между собой двумя различными шинами, кроме того, реле времени выполнено в виде отдельных узлов реле времени для каждого из указанных блоков, выход каждого из которых соединен с разрешающим входом соответствующего датчика защиты, причем управляющий вход каждого вторичного стабилизированного блока питания и соответствующего узла реле времени вместе с общей точкой тиристора первого и светодиода второго оптронов через соответ 20 ствующую дополнительно введенную схему ИЛИ на трех диодах подключены к относящемуся к данной секции блока автоматического управления выходу программного блока, состоящего из двух по числу указанных блоков питания ключей, каждый из которых включен между одним из выходов блока автоматического управления и шиной источника питания, соединенной с общей точкой выходов вторичных стабилизированных блоков питания, а выходы ячеек местно- зо го и внешнего включения через дополнительно введенные диоды связаны с общими точками диодов схем ИЛИ каждой секции блока автоматического управления, причем в каждую секцию блока автоматического управления введен оптронный диод, фотодиод которого подключен к управляющему входу указанного блока питания, а светодиод оптронного диода последовательно с резистором образуют цепочку, один конец которой подключен к общей точке развязывающего 4 О диода защиты и диода схемы ИЛИ, а второй - к шине источника питания, связанной с эмиттером второго транзистора.На фиг. 1 схематично представлено уст.ройство электропитания постоянного напряжения для радиоэлектронного комплекса, с 45 реализацией групповой или автономной защиты; на фиг. 2 - то же, с обеспечением программного включения и выключения блоков питания со стороны программного блока;на фиг. 3 - то же с изоляцией между выходами блоков питания. 50При образовании групповой защиты, какэто показано на фиг, 1 - 3, общие точки развязывающих диодов 17 или 17 защиты и диодов 18 или 18" схем ИЛИ А и А" соединяются между собой шиной. Также 55 соединяются между собой, но уже другойшиной, общие точки развязывающих диодов 20 и 20" индикации и коллекторов транзисторов 11 и 11" - точки Би Б. Устройство содержит по меньшей мере два, имеющих по выходам общую точку вторичных стабилизированных блока 1 и 1 И 1 питания, к выходу каждого из которых подключен соответствующий датчик 2 или п а 2 защиты, реле 3 и 3 времени, ячейки местного 4 и внешнего 5 включения, источ 06ник 6 питания, блок 7 автоматического управления, выполненный из по меньшей мере двух аналогичных секций 8 и 9, каждая из которых собрана на транзисторах 1 О, 11 и 10, 11 и оптронах 12, 12 , 13, 13, 14 и 14 , причем светодиод оптрона 12 или 12" подключен к выходу датчика 2 или 2 защиты, через резистор 15 или 15, светодиод оптрона 13 или 13 и тиристор оптрона 12 или 12 совместно с резис. тором 16 или 16 образуют последовательную цепочку, подключенную к источнику 6 питания, второй конец тиристора оптрона 13 или 13" одновременно подключен через последовательно включенные развязывающие диоды 17, 17 и 18, 18 защиты к управляющему входу вторичного стабилизированного блока 1 или 1 питания и через резистор 19 или 19 - к базе транзистора 10 или 10, соединенной, кроме того, через развязывающий диод 20 или 20 индикал ции с коллектором транзистора 11 или 11 база которого через резистор 21 или 21 соединейа элементом 22 или 22 индикации, эмиттер транзистора 10 или 10" через светодиод оптрона 14 или 14 и резистор 23 или 23" подключен к шине источника 6 питания, общая точка тиристора оптрона 2 или 12 и светодиода оптрона 13 или 13 и управляющий вход вторичного стабилизированного блока питания через схему ИЛИ на диодах 24, 24 и 25, 25 соединены с выходами ячеек местного 4 и внешнего 5 включения, кроме того, устройство содержит дополнительную схему ИЛИ из указанных диодов 24, 24 и 25, 25 и диода 26 или 26 (фиг. 2), программный блок, состоящий из ключей 27 и 27, каждый из которых включен между одним из выходов блока автоматического управления и шиной источника 6 питания; а выходы ячеек местного 4 и внешнего 5 включения через диоды 28 и 28 соединены с общими точками диодов схем ИЛИ каждой секции блока автоматического управления, оптронный диод 29 или 29, фотодиод которого подключен к управляющему входу блока 1 или 1 питания, а светодиод оптронного диода последовательно с резистором 30 или 30 образуют цепочку,один конец которой подключен к общей точке развязывающего диода 18 или 18" защиты и диода 25 или 25 схемы ИЛИ, а другой - к шине источника питания, соединенной с эмиттером транзистора11 или 1125 30 35 40 45 50 7Если необходимо, чтобы какой-либо блок питания работал в режиме автономной защиты, то точки А и Б секции блока автоматического управления, относящейся к этому блоку питания, не подключаются к шинам, соединяющим аналогичные точки других секций. В случае, когда все блоки питания должны работать в режиме автономной защиты, все точки А и А", Б и Б между собой не соединяются.Устройство работает следующим образом,Если при подаче первичного напряжения на входы вторичных стабилизированных блоков 1 и 1 питания и источника 6 питалния, предназначенного для питания блока автоматического управления реле времени и ячеек включения, от этих ячеек 4 и 5 или программного блока (фиг. 2, 3) не поступает запрещающий сигнал, то блоки питания сразу начнут работать, а реле 3 или Зф времени, начиная с момента подачи первичного напряжения, отработают задержку включения датчиков защиты,В устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса (фиг. 1) задержка производится на время выхода в номинальный режим того из блоков питания, у которого этот процесс наиболее длительный, а в устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса (фиг.,2, 3) время задержки каждого из реле 3 и 3" времени производится индивидуально в соответствии с временем выхода в номинальный режим того блока питания, к которому оно относится. В случае, когда от одной из ячеек включения или от программного блока при подаче первичного питания на входы блоков 1 и 1 питания и источника 6 питания поступает сигнал запрета, то блоки 1 и 1" питания и реле времени не включаются, так как:1) управляющие входы блоков 1 и 1" питания в устройстве для радиоэлектронного комплекса по фиг. 1 накоротко замыкаются через диоды 25 и 25" ячейками 4 и 5 включения, в устройстве для электропитания радиоэлектронного комплекса по фиг. 2 - или контактами программного блока через диоды 25 и 25", или ячейками включения через те же диоды и диоды 28 и 28, или наконец, фотодиодами 19 и 29 оптронов (фиг. 3), через светодиоды которых при наличии сигнала запрета проходит ток по цепи; источник 6 - диоды 25 и 25 (и 28 и 28", если запрет исходит от ячеек 4 и 5) - резисторы 30 и 30 ;2) управляющий вход реле 3 времени будет накоротко замыкаться непосредственно ячейкой 4 или 5, а в устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса по фиг. 2 или 3 управляющие входы реле 3 и 3" времени будут накоротко замыкаться либо ключами 27 и 27" программного блока через диоды 26 и 26", либо ячейками 4 и 5 через те же диоды 26 и 26 л и диоды 28 и 28 л.Но если в дальнейшем орган включения, выдававший запрет работы, снимает его, то сразу же блоки 1 и 1 питания начнут входить в режим номинальных напряжений, а реле времени - отрабатывать задержку включения защиты.При возникновении. в процессе работы устройства отказа, приводящего к отклонению напряжения какого-либо его блока питания, например первого за заданные пределы, срабатывает датчик 2 зашиты, светодиод оптрона 12 подсвечивает его тиристор и по цепи: источник 6 - тиристор оптрона 12 - светодиод оптрона 13 пройдет ток, обусловливающий включение тиристора оптрона 13 и замыкание накоротко (в устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса по фиг. 1 и 2) через- этот тиристор развязывающие диоды 17 и 18 управляющего входа блока 1 питания, в результате чего последний выключается, В устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса по фиг. 3 управляющий вход накоротко замыкается фотодиодом 29 оптрона через светодиод которого и далее по цепи: резистор 30, диоды 17 и 18 и тиристор оптрона 13 пойдетток,Если отказавший блок 1 питания работает в групповой защите с другими блоками питания (их точки А соединены), то они также выключаются, так как тиристор оптрона 13 через развязывающий диод 17 секции 8 блока 7 автоматического управления и диоды 18 и 18" других секций накоротко замкнет их управляющие входы - непосредственно в устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса (фиг, 1 и 2) и посредством оптронных диодов 29 и 29 в устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса (фиг. 3).Включающийся тиристор оптрона 13 кро ме выключения блоков питания (первого и других, работающих с ним. в групповой защите) через резистор 19 передаст базе транзистора 10 потенциал его коллектора и этот транзистор начнет проводить ток через светодиод оптрона 14 и резистор 23. Тиристор оптрона 14 включится и начнет работать элемент 22 индикации (в данном случае зажжется лампочка), указывающий на возникшую аварию (и автоматическое отключение) блока питания, в рассматриваемом случае - первого,Если требуется еще и индикация общей неисправности одной лампочкой независимо от того, какой блок питания отказал (как в известном устройстве), то в предлагаемом устройстве это легко осуществить, собрав общие точки анодов тиристоров оптронов15 20 25 30 35 Формула изобретения 40 45 50 55 14 и 14 и лампочек через диодную схему ИЛИ на общий элемент индикации (электрическую лампочку).В качестве элементов индикации не обязательно должны быть электрические лампочки, возможно применение и других элементов, например цифровых индикаторов, позволяющих обозначать номер отказавшего блока питания.Для того чтобы исключить работу элементов индикации, подключенных к секциям 8 и 9 блока 7 автоматического управления других блоков питания, работающих в групповой защите с отказавшим блоком питания и по этой причине также выключив- шихся (ложная индикация), в блок автоматического управления введены резисторы 21 и 21", транзисторы 11 и 11 и развязывающие диоды 20 и 20" индикации, причем общие точки коллекторовтранзисторов 11 и 11" и диодов 20 и 20" (точки Би Б ) соединяются между собой, Когда тиристор оптрона 14 (здесь, как и раньше, считается, что отказал блок 1 питания) включится, транзистор 11, база которого подключена через резистор 21 к этому тиристору, открывшись, войдет в режим насыщения и через диоды 20 и 20" тех секций блока автоматического управления точки Б и Б" которых соединены между собой, подключит базы транзисторов 10 и 10" к положительной шине источника 6 и работа данных транзисторов вследствие этого станет невозможной, а значит будет отсутствовать ток через светодиоды оптронов 14 и 14 во время включения тиристоров оптронов 13 и 13". Поэтому не включаются и тиристоры оптронов 14 и 14 секций блока автоматического управления блоков питания, работающих в групповой защите, кроме относящейся к отказавшему блоку питания. Последнее объясняется тем, что хотя насьпценный транзистор 11 и исключит ток светодиода оптрона 14, его тиристор, включившись, уже не будет нуждаться в подсветке со стороны светодиода.Выключение устройства электропитания для радиоэлектронного комплекса (во всех вариантах) возможно как снятием первичного питания, так и со стороны ячеек местного и внешнего включения, Поочередное выключение блоков питания устройства электропитания для радиоэлектронного комп. лекса возможно со стороны программного блока (фиг. 2 и 3). При выключении устройства электропитания для радиоэлектронного комплекса как посредством программного блока, так и от ячеек 4 и 5, снова возникает проблема исключения ложной индикации, по крайней мере, для элемента индикации, относящегося к выключаемому блоку питания при программном выключении или тому блоку питания, выходное напряжение которого исчезает быстрее, чем у других при общем выключении. Это объясняется тем, что в результате ис. чезновения выходного напряжения блока (блоков) питания, датчик (датчики) защиты сработает (сработают) и включится один из элементов индикации. Таким образом, выключение блока (блоков) питания произой дет, но индикация покажет, что один из блоков питания неисправен, т. е. видно, что имеющаяся схема исключения ложной ин. дикации здесь неэффективна, так как она предотвращает только вторичные индикации, а сигнал от того датчика защиты, который появился раньше других, считается достоверным. Однако принятое в устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса построение блока автоматического управления позволяет легко решить и эту проб. лему. Ложная индикация при выключении исключается за счет подключения общих точек тиристоров оптронов 12 и 12" и светодиодов через диоды 24 и 24" к выходам программного блока и ячеек включения. Дио. ды 24 и 24", 25 и 25", а в устройстве электропитания для радиоэлектронного комплекса (фиг, 2 и 3) еще и диоды 26 и 26", в каждой секции блока автоматического управления образуют схему ИЛИ, диоды 24 и 24 которой через включившиеся ключи программного блока или ячейки включения создают цепь шунтирования светодиодов не допуская подсветки их тиристоров при включении тиристоров оптронов 12 и 12", что исключает включение оптронов 14 и 14, а значит и элементов индикации, подключенных к их тиристорам. 1. Устройство электропитания постоянного напряжения для радиоэлектронного комплекса, содержащее по меньшей мере два име ющих по выходам общую точку вторичных стабилизированных блока питания, к выходу каждого из которых подключен соответствующий датчик зашиты, реле времени, ячейки местного и внешнего включения, элементы индикации по числу вторичных стабилизированных блоков питания, источник питания и блок автоматического управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты, блок автоматического управления выполнен по меньшей мере из двух аналогичных для каждого вторичного стабилизированного блока питания и датчика защиты секций, каждая из которых собрана на двух транзисторах и трех тиристорных оптронах, у которых светодиод первого оптрона подключен к выходу датчика защиты через первый резистор, светодиод второго оптрона и тиристор первого совместно со вторымрезистором образуют последовательную це. Почку, подсоединенную к источнику питания, тйристор второго оптрона подключен к шине источника питания, к которой подсоединены светодиод этого оптрона, коллектор первого транзистора, общая точка входов вторичных стабилизированных блоков питания и тиристор третьего оптрона, второй конец тиристора второго оптрона одновременно подсоединен через два последовательно включенных развязывающих диода защиты к управляющему входу вторичного стабилизированного блока питания и через третий резистор - к базе первого транзистора, соединенный, кроме того, через развязывающий диод индикации с коллектором второго транзисторабаза которого через четвертый резистор связана с элементом индикации и вторым выводом тиристора третьего оптрона, эмиттер первого транзистора черезсветодиод третьего оптрона и пятый резистор подключен к противоположной шине источника питания, соединенной; кроме того, с эмиттером второго транзистора, а общая точка тиристора первого и светодиода второго оптронов, как и управляющий вход вторичного стабилизированного блока питания, через схему ИЛИ на двух диодах соединены с выходами ячеек местного и внешнего включения, с которыми связан также управляющий вход реле времени, выход которого соединен с разрешающими входами всех датчиков защиты, причем общие точки каждого из двух последовательно включенных развязывающих диодов защиты и выводы развязывающих диодов индикации, связанные с коллекторами транзисторов всех секций блока автоматического управления, соединены между собой двумя различными шинами,2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения программного вкЛючения и выключения вторичных стабилизированных блоков питания, реле времени выполнено в виде отдельных узлов реле времени для каждого из указанных блоков, выход каждого из которых соединен с разрешающим входом соответствующего дат.чика защиты, причем управляющий входкаждого вторичного стабилизированного блока питания и Соответствующего узла релевремени вместе с общей точкой тиристорапервого и светодиода второго оптронов через соответствующую дополнительно введенную схему ИЛИ на трех диодах подключенык относящемуся к данной секции блока автоматического управления выходу программного блока, состоящего из двух по числууказанных блоков питания ключей, каждыйиз которых включен между одним из выходов блока автоматического управления ишиной источника питания, соединенной собщей точкой выходов вторичных стабили 15 зированных блоков питания, а выходы яче ек местного и внешнего включения черездополнительно введенные диоды связан собщими точками диодов схем ИЛИ каждой секции блока автоматического управления.3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью обеспечения изоляциимежду выходами вторичных стабилизированных блоков питания, в каждую секциюблока автоматического управления введен25 ОптроннъЙ диОд, фотодиод которого подключен куправляющему входу указанного блока питания, а светодиод оптронного диодапоследовательно с резистором образует цепочку, один конец которой подсоединен кобщей точке развязывающего диода защитыЗО и диода схемы ИЛИ, а второй - к шинеисточника питания, связанной с эмиттеромвторого транзистора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Европ М. апд Кокеп Я. Быстродействующая схема защиты транэисторного стабилизированного источника питания, Еес 1- гоп 1 с Епрпеег 1 пд, 1963, У 35, 1,419,р. 38 - 40,2. Пирогов Ф. И. Система управления40 источнйками питания радиоаппаратуры наполупроводниковых логических элементах.Вопросы радиоэлектроники, серия ОТ, 1969,вып. 21, с. 98 - 110.651330 йаФ ВхпВ Ввод С. Горбовая альчук СоставителТехред О. Л Тираж 1014ЦНИИПИ Государственногопо делам изобретени113035, Москва, Ж.35, Ра илиал ППП Патент, г, Уж едактор А.Мурадянаказ 805/45 чеваКорректор Н. КПодписноеСССРрытийаб., д. 4/5Проектная, 4 комитета и и отк шская н ород, ул