 |
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
|
(19) SU (11) 1498270 А1
(51)4 G05 F 1/56 |
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР |
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
|
| 1 | 2 |
|---|
(21) 3112977/24-07
(22) 22.04.85
(71) Центральное конструкторско-технологическое бюро приборостроения с опытным производством
(72) Г.Д.Ерашкин, С.А.Керцман
и А.В.Гусев
(53) 621.314,2(088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР
N 807253, кл. G 05 F 1/56, 1976.
Ромаш Э.М."Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры,
М., "Радио и связь", 1981, с. 208-210, рис" 10-8.
(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
|
(57) Изобретение относится к электротехнике.
Цель изобретения - повышение надежности без увеличения числа межмодульных линий связи
при одновременном повышении помехоустойчивости. Перед подачей тактовых импульсов на линию
синхронизации 3 ограничивают амплитуду тока тактовых импульсов, а в каждом выходном модуле
5,6 после приема тактовых импульсов проверяют амплитуду напряжения тактовых импульсов,
после чего формируют импульсы управления из каждого тактового импульса, амплитуда напряжения
которого превышает заданную величину, одновременно в каждом выходном модуле 5,6 диагностируют
его состояние и после возникновения аварийного режима закорачивают линию синхронизации.
Для упрощения внешней диагностики линию закорачивают при помощи пороговых элементов 23,
за счет чего достигается поставленная цель.
4 з.п. ф-лы, 7 ил.
|
Изобретение относится к электротехнике
Цель изобретения - повышение надежности устройства электропитания и потребителя без
увеличения числа межмодульных линий связи при одновременном повышении помехоустойчивости.
На фиг. 1-6 приведена схема устройства, реализующая предложенный способ, а на фиг. 7
- временные диаграммы, поясняющие его работу,
Устройство для реализации способа управления устройством электропитания (фиг. 1)
содержит задающий генератор 1, через ограничитель то-28-89
ка 2, подключенный к линии.синхронизации 3, пороговые блоки 4, введенные в каждый из выходных
модулей 5 и 6 (для простоты показаны только два выходных модуля) и связывающие линию синхронизации
3 с входами систем управления 7, выходы которых подключены к регулирующим элементам 8, блок защиты 9,
введенные в каждый выходной модуль и через ключевые элементы 10 связанные с линией синхронизации 3.
Задающий генератор 1 вместе с ограничителем тока 2 входят в состав одного из модулей устройства
электропитания, например, модуля управления 11. (Как следует из чертежа, устройство для реализации
способа распределено по модулям устройства электропитания, а именно: пороговые блоки 4, блок защиты
9 и ключевые элементы 10 входят в состав выходных модулей, а задающий генератор 1 и ограничитель
тока - в состав модуля управления).
На фиг. 2 приведен пример выполнения задающего генератора 1 и огра-ничителя тока 2.
Генератор 1 выполнен, например, на триггере 12, двух времязадающих DRC-цепях.на резисторах 13 и
14, диодах 15 и 16 и конденсаторах 17 и 18 и транзисторе 19, выполняющем функцию усилителя тока.
Ограничитель тока 2 выполнен, например, на полевом транзисторе 20 и включенном в
токовую цепь резис-тора 21 между истоком и затвором.
На фиг. 3 приведен пример выполнения и взаимосвязи узлов выходного -модуля 5,
а именно: порогового-блока 4, регулирующего элемента 8, блока 9, ключевого элемента 10, а также
схемы совпадения 22 и порогового элемента 23. Пороговый блок 4 выполнен на компараторе 24,
инвертирующий вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения на стабилитроне
25 и резисторе 26, а неинвертирующий -.к линии синхронизации 3, выход соединен с входом системы
управления 7. Система управления 7 представляет собой широтно-импульсный модулятор, с помощью
которого регулируется деятельность импульсов управления. Выход системы управления 7 связан с
управляющим входом регулирующего элемента 8 (через схему совпадения 22,-например, на логическом
элементе И-НЕ, один из входов которого подключен'; к выходу порогового блока 4). Регулирующий
элемент 8 содержит входной фильтр 27, связанный с эмиттером регулирующего-транзистора 28,
выходной фильтр на дросселе 29, конденсаторе 30 и диоде 31, выходом подключенный к нагрузке 32.
Блок защиты 9 выпол-нен на компараторе 33, инвертирующий вход которого подключен к источнику
опорного напряжения на стабилитроне 34 и резисторе 35, неинвертирующий вход соединен с выходом
регулирующего элемента 8, а выход связан с. входом ключевого элемента 10. С входом ключевого
элемента 10 связан также термоконтакт 36 блока защиты 9. Ключевой элемент 10 выполнен на транзисторе,
коллектор которого связан с линией синхронизации 3 (через пороговый элемент 23, в качестве которого
использован, например, стабилитрон)"
На фиг. 4 приведен пример выполнения источника линейно изменяющего напряжения, который содержит
введенные в один из модулей устройства электропитания элемент усиления 37 (например, на биполярном
транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором) и источник линейно-изменяющегося напряжения 38,
содержащий конденсатор 39 и два токовых стабилитрона на полевых транзисторах 40,41 с включением в
токовую сеть резисторами 42,43. На фиг. 5 показан пример выполнения модуля дистанционного управления,
снабженного цифро-аналоговым преобразователем 44, например, на стабилитронах 45, 46 и транзисторах
47, 48, на входы 49,50 которого подается управляющий код. На фиг. 6 показан пример выполнения модуля
дистанционного управления, который содержит задающий генератор 1 и ограничитель тока 2, выход которого
через светоизлучатель оптрона 51, зашунтированный резистором 52, связан с линией синхронизации 3.
Способ осуществляется следующим образом.
Для рассмотрения способа рассмотрим работу устройства для реализации способа, схема которого приведена на фиг, 1. Тактовые импульсы, формируемые задающим генератором 1, через огранитель тока 2 подаются на линию синхронизации 3. Эти импульсы с линии синхронизации 3 поступают в каждом из выходных модулей 5, 6 на входы пороговых блоков 4, которые проверяют амплитуду напряжения тактовых импульсов и пропускают тактовые импульсы с амплитудой больше заданной (В1 для первого выходного модуля 5 и В2 - для второго выходного модуля 6). Система управления 7 формирует из каждого тактового-импульса, поступающего на ее вход, импульсы управления регулируемой длительности, которые управляют работой регулирующего элемента 8.
При возникновении аварийного режима (например, при превышении выходного напряжения или перегрева) блок защиты 9 вырабатывает сигнал, поступающий на вход ключевого элемента 10, который закорачивает линию синхронизации 3. При этом амплитуда напряжения тактовых импульсов становится близкой к нулю (а амплитуда тока тактовых импульсов ограничивается величиной А, которую задает ограничитель тока 2). Резкое уменьшение амплитуды напряжения тактовых импульсов приводит к тому, что пороговые блоки 4 всех выходных модулей (в т.ч. аварийного модуля) прекращают передачу тактовых импульсов на входы систем управления 7, которые также прекращают подачу импульсов управления на входы регулирующих элементов 8, последние отключаются и выходные напряжения снимаются.
Таким образом, обеспечивается защита выходного модуля, в котором произошла авария (например, перегрев), и одновременное управление остальными выходными модулями (их отключение). Кроме того, предварительная проверка амплитуды напряжения тактовых импульсов обеспечивает повышение помехоустойчивости к помехам, воздействующим на линию синхронизации.
Приведенный в качестве примера задающий генератор 1 (фиг. 2) работает следующим образом.
На выходах триггера 12 формируются импульсы напряжения прямоугольной формы, скважность которых задается параметрами времязадающих DRC-цепей. Эти импульсы напряжения подаются на базу транзистора 19, включенного по схеме с общим коллектором и выполняющего функцию усилителя тока. Снимаемые с эмиттера транзистора 13 тактовые импульсы подаются на вход ограничителя тока 2. В качестве ограничителя тока 2 может быть применен токовый стабилизатор, например по схеме фиг. 2. Работа его основана на токостабилизирующих свойствах полевого транзистора 20, с помощью которого ток задающего генератора 1 ограничивается на уровне порога стабилизации, задаваемом резистором 21. В том случае, когда потерями в ограничителе тока можно пренебречь, в качестве ограничителя тока может быть использован резистор. Такой ограничитель тока максимально простой, однако требует запаса мощности задающего генератора.
Для обеспечения общей защиты от перегрева устройства электропитания в качестве ограничителя тока может быть использован терморезистор. При перегреве сопротивление терморезистора и, следовательно, падение напряжения на нем увеличивается настолько, что амплитуда тактовых импульсов, подаваемых на линию синхронизации, становится меньше величины ВN, что является командой на отключение выходных модулей. При этом может быть обеспечена заданная последовательность отключения каналов (для этого достаточно задать для каждого выходного модуля соответствующую величину ВN), что позволит при перегреве осуществлять постепенную (по частям) разгрузку по мощности устройства электропитания.
Для пояснения реализации способа рассмотрим работу выходного модуля, схема которого представлена на фиг. 3. Тактовые импульсы, принимаемые от линии синхронизации 3 (U3 -фиг. 7), поступают на неинвертирующий вход компаратора 24, который сравнивает амплитуду напряжения тактовых импульсов с опорным напряжением на стабилитроне 25 (U25 ~ фиг. 7), которое соответствует величине ВN.
В установившемся режиме амплитуда напряжения тактовых импульсов больше величины опорного напряжения, поэтому тактовые импульсы передаются на вход системы управления 7 и на первый вход логического элемсчта И-НЕ схемы совпадения 22. Система управления 7, в качестве которой используется широтно-импульсньгй модулятор, вырабатывает импульсы управления (U7 - фиг. 7), длительность которых регулируется в соответствии с методом широтно-импульсной модуляции, и которые подаются на второй вход логического элемента И-НЕ схемы совпадения 22. С выхода схемы совпадения 22 импульсы управления подаются на управляющий вход регулирующего элемента 8 - базу транзистора 28, который включается на время, в течение которого действует импульс управления. При этом на входе выходного фильтра (на дросселе 29, конденсаторе 30, диоде 31) формируется импульсное напряжение прямоугольной формы, которое при помощи этого фильтра сглаживается и подается на выход регулирующего элемента 8 (Uвых -фиг. 7) и нагрузку 32. Устройство защиты 9 контролирует величину напряжения на выходе регулирующего элемента 8, которое подается на неинвертирующий- вход компаратора 33, на инвертирующий вход которого подается опорное напряжение стабилитрона 34 (опорное напряжение выбирают больше номинального выходного напряжения). Кроме того, блок защиты 9 контролирует температуру в заданной зоне при помощи нормально-разомкнутого термоконтакта 36. В нормальном (не аварийном) режиме напряжение на выходе устройства защиты близко к нулю, так как напряжение на инвертирующем входе компаратора 33 выше, чем на неинвертирующем, а термоконтакт 36 разомкнут. При этом транзистор ключевого элемента 10 заперт и, следовательно, не воздействует на линию синхронизации 3.
При возникновении аварийного режима (превышение выходного напряжения регулирующего элемента 8 опорного напряжения на стабилитроне 34 или перегреве) повышается напряжение на выходе компаратора 33 или замыкается термоконтакт 36, тем самым транзистор ключевого элемента 10 включается и через стабилитрон порогового элемента 23 закорачивает линию синхронизации 3. При этом амплитуда напряжения тактовых импульсов ограничивается величиной напряжения стабилизации стабилитрона порогового элемента 23 (U23 - фиг. 7), которая выбирается меньше опорного напряжения стабилитрона 25 порогового устройства 4. При этом через пороговый блок 4 прекращает передача тактовых импульсов на систему управления 7, которая прекращает формирование импульсов управления и выходное напряжение уменьшается до нуля.
Дополнительно введенная схема совпадения 22 предназначена для защиты выходного модуля от аварийного режима, вызванного выходом из строя системы управления 7, так как на ее выходе формируются импульсы управления только при одновременной подаче на ее входы как импульсов управления, так и тактовых импульсов, в аварийном режиме амплитуду тактовых импульсов резко уменьшает устройство защиты 9.
Таким образом, обеспечивается защита от аварийных режимов выходного модуля 5 и одновременно управление остальными выходными модулями устройства электропитания. Кроме того, применение пороговых элементов 23 с разными порогами для каждого из выходных модулей устройства электропитания позволяет упростить нахождение аварийного модуля, так как достаточно измерить величину напряжения тактовых импульсов в любой точке линии синхронизации, например, в модуле дистанционного управления, что упрощает дистанционную диагностику.
Кроме того, введение схемы совпадения 22 позволяет дополнительно повысить надежность, так как позволяет обеспечить защиту устройства электропитания даже при выходе из строя системы управления 7.
Для повышения реализации способа рассмотрим работу устройства электропитания, в котором для каждого последующего в очередности включения выходного модуля величина ВN выбрана больше, чем для каждого предыдущего, а к линии синхронизации подключен источник линейно-изменяющегося напряжения 38 (фиг. 4).
При подключении устройства электропитания к питающей сети подается напряжение (+U) на источник линейно-изменяющегося напряжения 38, конденсатор 39 начинает заряжаться током, величина которого равна разности токов стабилизации двух стабилизаторов тока (первый - на транзисторе 40 и резисторе 42, второй - на транзисторе 41 и резисторе 43), при этом напряжение на конденсаторе 39 увеличивается по линейному закону. Транзистор элемента усиления 37, включенный по схеме с общим коллектором, ограничивает амплитуду напряжения тактовых импульсов до величины, которая после включения устройства электропитания увеличивается по линейному закону. По мере увеличения амплитуды тактовых импульсов будут последовательно включаться выходные модули устройства электропитания, начиная с выходного модуля, для которого величина ВN минимальна, и заканчивая модулем, для которого величина ВN максимальна.
При отключении устройства электропитания прекращается подача напряжения на источник линейно-изменяющегося напряжения 38 и конденсатор 39 начинает разряжаться током, определяемым вторым стабилизатором тока (на транзисторе 41 и резисторе 43). При этом порог ограничения и, следовательно амплитуда тактовых импульсов будут уменьшаться по линейному закону и выходные модули будут последовательно выключаться, начиная с выходного модуля, для которого величина ВN максимальная, и заканчивая модулем, для которого величина ВN минимальна о Питание выходных модулей в этом интервале времени обеспечивается энергией, накопленной во входных фильтрах выходных модулей.
Для пояснения реализации способа рассмотрим работу устройства электропитания, к линии синхронизации которого подключен модуль дистанционного управления, содержащий цифро-аналоговый преобразователь 44, схема которого приведена на фиг. 5.
При отсутствии управляющих сигналов на входах 49, 50, транзисторы 47 и 48 заперты и, следовательно не воздействуют на линию синхронизации 3.
При подаче управляющего сигнала на вход 49, транзистор 47 отпирается и через стабилитрон 45 закорачивает линию синхронизации 3. При этом амплитуда напряжения тактовых импульсов ограничивается величиной порога стабилизации стабилитрона 45. В устройстве электропитания отключаются те выходные модули, у которых величина ВN выбрана больше величины порога стабилизации стабилитрона 45.
При подаче управляющего сигнала на вход 50 отпирается транзистор 48 и через стабилитроны 45,46 закорачивает линию синхронизации 3. При этом амплитуда напряжения тактовых импульсов ограничивается величиной, равной сумме напряжения стабилизации стабилитронов 45,46. В устройстве электропитания отключаются те выходные модули, у которых величина ВN выбрана больше суммы напряжений стабилизации стабилитрона 45, 46.
Для пояснения реализации способа рассмотрим работу устройства электропитания, к линии синхронизации 3 которого подключен модуль дистанционного управления (фиг. 6).
После команды "Пуск" генератор 1 начинает формировать тактовые импульсы, которые через ограничитель тока 1 и светоизлучатель оптрона 51 поступают на линию синхронизации 3. При отсутствии аварийного состояния во всех выходных модулях устройства электропитания последние не воздействуют на линию синхронизации 3. При этом ток через светоизлучатель оптрона 51 недостаточен для его засвечивания.
При возникновении аварийного состояния в каком-либо выходном модуле, последний закорачивает линию синхронизации. При этом все выходные модули отключаются, а ток через светоизлучатель оптрона 51 возрастает до величины, определяемой ограничителем тока 2, и светоизлучатель засвечивается. Это приводит к резкому уменьшению сопротивления фотоприемника оптрона 51, ято является сигналом "Авария", которым устройство электропитания информирует потребителя об отказе.
Формула изобретения
1. Способ управления устройством электропитания, состоящем из А выходных модулей, связанных между собой линией синхронизации, по которому на линию синхронизации подают тактовые импульсы, которые подают на вход каждого из выходных модулей, в которых из тактовых импульсов формируют импульсы управления,
отличающийся тем, что, с целью повышения надежности без увеличения числа межмодульных линий связи при одновременном повышении помехоустойчивости, перед подачей тактовых импульсов на линию синхронизации ограничивают максимально возможную амплитуду тока тактовых импульсов величиной А, а в каждом i-ом выходном модуле после приема тактовых импульсов проверяют амплитуду напряжения тактовых импульсов и формируют импульсы управления лишь из тактовых импульсов, величина которых превышает, заданную для каждого выходного модуля величину Вi одновременно с приемом тактовых импульсов в каждом выходном модуле диагностируют его состояние и в случае возникновения аварийного режима закорачивают линию синхронизации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в каждом из выходных модулей, подлежащих диагностики, линию синхронизации закорачивают после возникновения аварийного режима пороговыми элементами, величина порогов напряжения которых различна и не превышает Вi для каждого выходного модуля, при этом внешнюю диагностику осуществляют путем измерения амплитуды напряжения тактовых импульсов.
3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, для каждого последующего в очередности включения выходного модуля величину Вi выбирают больше, чем для каждого предыдущего, причем при включении и выключении устройства электропитания изменяют амплитуду напряжения тактовых импульсов в интервале значения, нижняя граница которого ниже каждой из величин Вi, а верхняя граница выше каждой из величин Вi.
4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что тактовые импульсы формируют в одном из модулей устройства электропитания, а модулем дистанционного управления закорачивают линию синхронизации, уменьшая амплитуду напряжения тактовых импульсов до величины ниже Вi.
5. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что тактовые импульсы формируют в модуле дистанционного управления, причем одновременно с формированием тактовых импульсов измеряют их амплитуду тока и формируют сигнал аварии после превышения амплитуды тока тактовых импульсов величины С, которую выбирают не больше величины А.
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
|
yahoo
(38044) 4563080