RU2479100C1 - Source of power supply - Google Patents

Source of power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2479100C1
RU2479100C1 RU2011149893/07A RU2011149893A RU2479100C1 RU 2479100 C1 RU2479100 C1 RU 2479100C1 RU 2011149893/07 A RU2011149893/07 A RU 2011149893/07A RU 2011149893 A RU2011149893 A RU 2011149893A RU 2479100 C1 RU2479100 C1 RU 2479100C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
inputs
outputs
frequency
Prior art date
Application number
RU2011149893/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Антимиров
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени Н.А. Семихатова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени Н.А. Семихатова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени Н.А. Семихатова"
Priority to RU2011149893/07A priority Critical patent/RU2479100C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2479100C1 publication Critical patent/RU2479100C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: source comprises the following serially connected components: an inlet filter, a rectifier, a transformer, into the primary winding of which there is a breaker transistor connected, a rectifying diode, an outlet filter, a resistor and a diode, the outlet of which is the outlet of the source, to the outlet a feedback circuit is connected, comprising the following serially connected components: a converter of voltage into frequency, an element of galvanic isolation and a frequency generator, the outlet of which is connected to the base of the breaker transistor.
EFFECT: higher reliability, possibility of operation under unfavourable environmental conditions.
7 cl, 7 dwg

Description

Настоящее техническое решение относится к системам управления подвижными объектами, в частности к системам управления широким классом объектов (авиационные объекты и изделия ракетно-космической техники), к которым предъявляются повышенные требования по надежности работы в неблагоприятных внешних условиях. К этим условиям относятся широкий диапазон температур, внешние электромагнитные излучения, вызванные работой как силового электротехнического оборудования, так и внешним электромагнитным излучением. Таким излучением может быть также ионизирующие излучения космического пространства, как естественного, так и техногенного происхождения. Излучения могут быть непрерывного характера и импульсного, вызванные вспышками на Солнце или авариями на объектах с атомными энергетическими установками.This technical solution relates to control systems for moving objects, in particular to control systems for a wide class of objects (aviation objects and products of rocket and space technology), which are subject to increased requirements for reliable operation in adverse environmental conditions. These conditions include a wide range of temperatures, external electromagnetic radiation caused by the operation of both power electrical equipment and external electromagnetic radiation. Such radiation can also be ionizing radiation of outer space, both natural and man-made origin. Radiation can be continuous in nature and pulsed, caused by flares on the Sun or accidents at objects with nuclear power plants.

Для работы аппаратуры системы управления, особенно при наличии в ее составе цифровых вычислительных устройств, преобразователей аналог-код, и код-аналог требуется качественное электропитание различных номиналов напряжений, для чего создаются системы электропитания (СЭП).For the operation of the control system equipment, especially if it contains digital computing devices, analog-to-code converters, and analog-to-analog converters, high-quality power supply of various voltage ratings is required, for which power supply systems (SES) are created.

Типичный состав СЭП рассматривается в ряде источников (См., например, книгу Б.С.Сергеев, А.Н.Чечулина «Источники питания электронной аппаратуры железнодорожного транспорта». М.: «Транспорт». 1998).The typical composition of the BOT is considered in a number of sources (See, for example, the book by B. S. Sergeev, A. N. Chechulin, “Power Supplies of Electronic Equipment for Railway Transport.” M .: “Transport.” 1998).

СЭП, описанная в этой книге, предполагает наличие источника первичного электропитания, которым может быть силовая цепь постоянного или переменного тока.The SES described in this book assumes a primary power source, which can be a DC or AC power circuit.

При питании от первичной сети постоянного тока, например солнечной батареи, химического источника тока (ампульная батарея или водородный источник), а также генераторов постоянного тока с приводом от турбогазовой установки или атомной энергоустановки.When powered from a primary DC network, such as a solar battery, a chemical current source (ampoule battery or hydrogen source), as well as direct current generators driven by a turbogas plant or a nuclear power plant.

Для объектов ракетно-космической техники основным первичным источником постоянного тока кроме солнечной батареи служит химический источник тока (ампульная батарея, водородный источник) или указанные выше генераторы с различным силовым приводом. Как правило, после первичных источников устанавливают батарею аккумуляторов в качестве промежуточного накопителя. Независимо от вида и параметров первичного источника и батареи непосредственное подключение к ним аппаратуры системы управления невозможно, так как для работы аппаратуры требуется несколько номиналов напряжений питания с различными требованиями к их стабильности. Поэтому в состав системы электропитания вводят источники питания, так называемые источники вторичного электропитания или просто источники питания (ИП), дающие набор вторичных питающих напряжений требуемой номенклатуры, стабильности и гальванически развязанных между собой и от первичного питания.For objects of rocket and space technology, the main primary source of direct current besides the solar battery is a chemical current source (ampoule battery, hydrogen source) or the above generators with various power drives. As a rule, after primary sources, a battery of batteries is installed as an intermediate drive. Regardless of the type and parameters of the primary source and battery, direct connection of the control system equipment to them is impossible, since the equipment requires several ratings of supply voltages with different requirements for their stability. Therefore, power sources, the so-called secondary power sources or simply power sources (IP), are introduced into the power supply system, giving a set of secondary power supply voltages of the required range, stability and galvanically isolated from each other and from the primary power supply.

Построение ИП базируется на следующей основной структуре (См. также книгу Реймонд Мэк «импульсные источники питания». Пер. с англ. Изд. ДОДЭКА, М., 2008). Состав ИП, а также устройства управления частой на основе компаратора, сравнивающего выходное напряжение с опорным напряжением стабилитрона приведен на рисунках 1.7, 1.8 и 2.1 на стр.21, 22 и 35.The construction of IP is based on the following basic structure (See also the book by Raymond Mack “Switching Power Supplies.” Transl. From English. Ed. DODEKA, M., 2008). The composition of the transmitter, as well as the frequent control device based on a comparator comparing the output voltage with the reference voltage of the zener diode, is shown in figures 1.7, 1.8 and 2.1 on pages 21, 22 and 35.

ИП включает в свой состав последовательно соединенные генератор импульсов, преобразователь напряжения и силовой каскад, подключенные к силовым шинам первичного питания. К выходным шинам подключают схему сравнения выходного напряжения с опорным (эталонным) напряжением.The IP includes a pulse generator, a voltage converter and a power stage connected in series to the primary power supply busbars. A circuit for comparing the output voltage with the reference (reference) voltage is connected to the output buses.

Выходной сигнал схемы сравнения для исключения гальванической связи между первичным питанием и выходным напряжением передают через элемент гальванической развязки на управление частотой генератора.The output signal of the comparison circuit to eliminate the galvanic connection between the primary power supply and the output voltage is transmitted through the galvanic isolation element to control the frequency of the generator.

Наличие такой обратной связи позволяет поддерживать номинальное значение выходного напряжения при изменении потребления и параметров первичного силового питания, но требует наличия элемента, дающего опорное стабильное напряжение, не изменяющееся со временем. Чаще всего это полупроводниковый стабилитрон.The presence of such feedback allows us to maintain the nominal value of the output voltage when changing the consumption and parameters of the primary power supply, but it requires an element that provides a stable reference voltage that does not change with time. Most often this is a semiconductor zener diode.

В настоящее время схемотехника построения ИП хорошо отработана.Currently, the circuitry for constructing the IP is well developed.

Более того, промышленностью выпускаются специальные микросхемы.Moreover, the industry produces special microcircuits.

Так, например, в справочнике «Микросхемы для импульсных источников питания» (Изд. «ДОДЭКА», 1997) на рис.7, стр.8 приведен типовой состав ИП, который включает последовательно соединенные выпрямитель - диод или мостик, фильтрующий конденсатор, трансформатор, в первичную обмотку которого включен транзистор-прерыватель. Во вторичной обмотке или обмотках включен выпрямительный диод и сглаживающий конденсатор, образующие силовой каскад.So, for example, in the reference book “Microcircuits for Switching Power Supplies” (Publishing House “DODEKA”, 1997) in Fig. 7, page 8, a typical IP composition is presented, which includes a series-connected rectifier - a diode or a bridge, a filtering capacitor, a transformer, in the primary winding of which a transistor-chopper is connected. In the secondary winding or windings, a rectifying diode and a smoothing capacitor are included, forming a power stage.

В цепи обратной связи от выходной шины (а при наличии нескольких выходов от выхода с основным или наибольшим потреблением) установлена схема сравнения выходного напряжения с опорным. Сигнал от этой схемы через элемент гальванической развязки (обычно это промышленный оптрон) поступает на транзистор-прерыватель.In the feedback circuit from the output bus (and if there are several outputs from the output with the main or greatest consumption), a circuit for comparing the output voltage with the reference is installed. The signal from this circuit through the galvanic isolation element (usually an industrial optocoupler) is fed to the transistor-chopper.

Недостатком такого построения ИП является недостаточная отказоустойчивость, так как возникновение неисправности в любом одном элементе приводит к неработоспособности ИВЭП и системы в целом, что недопустимо для объектов ракетно-космической и авиационной техники. Кроме того, изменение температуры окружающей среды и особенно воздействие ионизирующего излучения приводят к дрейфу (изменению) параметров источника опорного напряжения и, следовательно, к искажению номинала выходного напряжения, что может привести к неработоспособности устройств системы управления и ее отказу. Кроме того, использование элемента гальванической развязки (оптрона) в цепи обратной связи требует линейности его характеристик, что не обеспечивается при действии ионизирующего излучения.The disadvantage of this construction of the IP is insufficient fault tolerance, since the occurrence of a malfunction in any one element leads to inoperability of the IWEP and the system as a whole, which is unacceptable for objects of rocket and space and aviation equipment. In addition, a change in the ambient temperature, and especially the effect of ionizing radiation, leads to a drift (change) in the parameters of the reference voltage source and, consequently, to a distortion of the output voltage rating, which can lead to inoperability of the control system devices and its failure. In addition, the use of a galvanic isolation element (optocoupler) in the feedback circuit requires the linearity of its characteristics, which is not ensured by the action of ionizing radiation.

Известная реализация не позволяет резервировать ИП, так как недопустима работа основного и резервного источника на общую нагрузку и, более того, не обеспечивает формирование стабильного вторичного электропитания при действии ионизирующего излучения даже в нерезервированном включении.The known implementation does not allow backup IP, since the operation of the main and backup sources for the total load is unacceptable and, moreover, does not provide the formation of a stable secondary power supply under the action of ionizing radiation even in unreserved switching on.

Аналогичные недостатки сохраняются и в схеме ИП, приведенной в справочнике «Микросхемы для линейных источников питания». Изд. «ДОДЭКА», 1998. Стр.17, рис.3).Similar shortcomings persist in the IP circuitry given in the reference book “Microcircuits for linear power supplies”. Ed. “DODEKA”, 1998. Page 17, Fig. 3).

Описанный в этом источнике ИП включает последовательно соединенные мостик, конденсатор, линейный стабилизатор и конденсатор. Не решает проблему и применение описанной там же на стр.202 микросхемы трехканального «LOW DROP». В этой микросхеме есть три независимых узла, но также не позволяющие работать на общую нагрузку.The IP described in this source includes a series-connected bridge, capacitor, linear stabilizer, and capacitor. The application of the three-channel “LOW DROP” microchip described on page 202 does not solve the problem either. This chip has three independent nodes, but also not allowing to work on a common load.

Кроме того, необходимость работы в полях ионизирующего излучения выдвигает ряд дополнительных проблем.In addition, the need to work in the fields of ionizing radiation raises a number of additional problems.

Эти проблемы для импульсных ИП с транзистором-прерывателем вызваны наличием схемы сравнения с опорным напряжением, не обладающей необходимой радиационной стойкостью.These problems for pulsed PM with a transistor-chopper are caused by the presence of a comparison circuit with a reference voltage that does not have the necessary radiation resistance.

Не обеспечивается работа в полях излучения и схемы гальванической развязки на базе оптрона, от которого требуется линейная передача сигнала.The operation in the radiation fields and the galvanic isolation circuit based on the optocoupler, from which linear signal transmission is required, is not ensured.

Таким образом, использование известных решений не позволяет создать ИП для космических аппаратов, или других систем управления, подверженных действию ионизирующего излучения космического пространства или энергоустановок.Thus, the use of well-known solutions does not allow the creation of SP for spacecraft, or other control systems that are exposed to the ionizing radiation of outer space or power plants.

Необходимо создание ИП, обеспечивающих их резервирование, а также сохраняющих работоспособность при деградации параметров комплектующих элементов от действия ионизирующего излучения космического пространства или любых других источников, например, при авариях на объектах с атомными энергоустановками.It is necessary to create IPs that ensure their backup, as well as maintain operability during the degradation of the parameters of component parts from the action of ionizing radiation in outer space or any other sources, for example, during accidents at objects with nuclear power plants.

Кроме того, в ряде систем управления космическими аппаратами для расширения области работоспособности входящих в их состав вычислительных устройств и для экономии энергоресурсов целесообразно применить регулирование выходных напряжений ИВЭП по командам бортовой ЭВМ.In addition, in a number of spacecraft control systems, in order to expand the field of operability of the computing devices included in their composition and to save energy resources, it is advisable to apply the regulation of the output voltage of the electric power transducer according to the commands of the onboard computer.

Применение регулируемых по кодовому управлению ИП необходимо в лабораториях и на заводах-изготовителях аппаратуры, которая в процессе производства и сдаточных испытаний проверяется в широком диапазоне изменения температур и питающих напряжений.The use of IP codes regulated by code control is necessary in laboratories and at equipment manufacturing plants, which during the production and acceptance tests are tested over a wide range of temperature and supply voltages.

Наиболее полно указанные проблемы могут быть решены при модернизации ИП, приведенного в указанной выше книге Б.С.Сергеева, при его совершенствовании в части обеспечения резервного включения хотя бы двух ИП на общую нагрузку, а также обеспечения стабильного формирования выходного напряжения при действии ионизирующих излучений. Данное решение может быть взято за прототип.These problems can be most fully resolved by modernizing the PI given in the above-mentioned book of B.S. Sergeev, while improving it in terms of ensuring the backup inclusion of at least two PIs on the total load, as well as ensuring the stable formation of the output voltage under the action of ionizing radiation. This decision can be taken as a prototype.

Предлагается ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий выпрямитель (диод), трансформатор, в первичную обмотку которого включен транзистор-прерыватель, выпрямительный диод во вторичной обмотке.A POWER SUPPLY is proposed, comprising a rectifier (diode), a transformer, in the primary winding of which a transistor-chopper, a rectifying diode in the secondary winding is included.

В ИП дополнительно включены входной фильтр перед трансформатором и выходной фильтр после диода во вторичной цепи.In the IP, an input filter in front of the transformer and an output filter after the diode in the secondary circuit are additionally included.

Кроме того к выходным шинам подключен преобразователь напряжения в частоту, подключенный выходом через элемент гальванической развязки к формирователю частоты, управляющий вход которого является входом источника, который можно в частности подключить к управляющей ЭВМ, а выход подключен к базе транзистора-прерывателя.In addition, a voltage to frequency converter is connected to the output buses, which is connected by the output through the galvanic isolation element to the frequency driver, whose control input is a source input, which can be connected, in particular, to the control computer, and the output is connected to the base of the transistor-chopper.

Состав ИП приведен на фигуре 1. Источник содержит последовательно включенные входной фильтр 1-1, трансформатор 2, в первичную обмотку которого включен транзистор-прерыватель, диод после вторичной обмотки, выходной фильтр 1-2, ограничительный резистор и выходной диод, обеспечивающее подключение нескольких ИП к общей нагрузке. К выходу подключен преобразователь напряжения в частоту 3, выход которого через элемент гальванической развязки 4 подключен к формирователю частот 5, частотный выход которого подключен к базе транзистора-прерывателя, а три тактовых выхода подключены к управляющим входам формирователя импульсного питания 6, вход которого подключен к выходной шине источника, а выход является выходом импульсного питания, которое может использоваться не только потребителями, но и своим формирователем частот для работы счетчика, построенного на динамических триггерах.The composition of the IP is shown in figure 1. The source contains a series input filter 1-1, a transformer 2, the primary winding of which includes a transistor-interrupter, a diode after the secondary winding, an output filter 1-2, a limiting resistor and an output diode that allows the connection of several IP to the total load. A voltage-to-frequency converter 3 is connected to the output, the output of which through the galvanic isolation element 4 is connected to a frequency shaper 5, the frequency output of which is connected to the base of the transistor-chopper, and three clock outputs are connected to the control inputs of the pulse-shaper 6, the input of which is connected to the output the source bus, and the output is a pulse power output, which can be used not only by consumers, but also by its frequency driver for operation of a counter built on dynamically triggers.

Формирователь частоты (См. фиг.2) содержит кварцевый задающий генератор 21, выход которого подключен к счетчику 25, реализованному на динамических триггерах и схеме тактирования 30, выходы которой являются выходами формирователя. Выходы счетчика 25 подключены к дешифратору 26, выход которого подключен к стробирующему входу схемы сравнения 27, к первым входам которой подключены выходы счетчика частоты 29, вход которого является входом формирователя. Кроме того, формирователь содержит n последовательно включенных инверторов 22, подключенных к входам мультиплексора 23, выход которого является частотным выходом формирователя и подключен к входу первого инвертора. Формирователь содержит счетчик 29 поступающей на его вход от преобразователя напряжения в частоту 3 (См. фиг.1) частоты, подключенный выходом к первым входам схемы сравнения 27, к вторым входам которой подключены выходы регистра кода частоты 28. Инкрементный и декрементный выходы схемы подключены к одноименным входам счетчика кода частоты 24. Его установочный вход и вход регистра кода частоты являются установочным входом формирователя. Выходы счетчика кода частоты подключены к управляющим входам мультиплексора.The frequency driver (See figure 2) contains a crystal oscillator 21, the output of which is connected to the counter 25, implemented on dynamic triggers and clock circuit 30, the outputs of which are the outputs of the driver. The outputs of the counter 25 are connected to the decoder 26, the output of which is connected to the gate input of the comparison circuit 27, to the first inputs of which the outputs of the frequency counter 29 are connected, the input of which is the input of the driver. In addition, the shaper contains n series-connected inverters 22 connected to the inputs of the multiplexer 23, the output of which is the frequency output of the shaper and connected to the input of the first inverter. The shaper contains a counter 29 of the frequency supplied to its input from the voltage to frequency converter 3 (see FIG. 1), connected by an output to the first inputs of the comparison circuit 27, to the second inputs of which the outputs of the frequency code register 28 are connected. The incremental and decrement outputs of the circuit are connected to the same inputs of the counter of the frequency code 24. Its installation input and the input of the frequency code register are the installation input of the shaper. The outputs of the frequency code counter are connected to the control inputs of the multiplexer.

Фильтр (См. фиг.3) содержит в плюсовой шине диод, после которого между плюсовой и минусовой шинами установлен низкочастотный сглаживающий конденсатор. Обе шины через высокочастотные фильтрующие конденсаторы подключены к шине земли.The filter (See FIG. 3) contains a diode in the positive bus, after which a low-frequency smoothing capacitor is installed between the positive and negative buses. Both buses are connected to the ground bus through high-frequency filtering capacitors.

Формирователь импульсного питания (См. фиг.4) содержит три параллельные цепи, включенные между силовой шиной и выходом. В каждой цепи последовательно включены два полевых транзистора. Три входных управляющих сигнала разведены таким образом, что каждый сигнал подключен к затворам двух транзисторов, установленных в разных цепях, образуя выборку «2 из 3».The pulse power driver (See FIG. 4) contains three parallel circuits connected between the power bus and the output. In each circuit, two field-effect transistors are connected in series. Three input control signals are separated in such a way that each signal is connected to the gates of two transistors installed in different circuits, forming a sample of “2 out of 3”.

Схема тактирования (См. фиг.5) содержит три узла синхронизации 31, 32 и 33, вход которых является входом схемы, подключенным к кварцевому задающему генератору. Синхронизирующий выход каждого узла подключен к синхронизирующим входам двух других и является выходом схемы.The clock circuit (See FIG. 5) contains three synchronization nodes 31, 32 and 33, the input of which is the input of the circuit connected to the crystal oscillator. The synchronizing output of each node is connected to the synchronizing inputs of the other two and is the output of the circuit.

Узел синхронизации (См. фиг.6) содержит элемент И 61, первый вход которого является входом узла синхронизации. Выход элемента подключен к входам динамического счетчика 62, реализованного на динамических триггерах, и сдвигового регистра 63. Выходы счетчика подключены к входам первого 64-1 и второго 64-2 дешифраторов, выход второго дешифратора является выходом узла, а выход первого подключен к запускающему входу триггера останова 65, выход которого является синхронизирующим выходом узла и подключен к второму входу элемента И и первому входу мажоритарного элемента 68 останова. К второму и третьему входам мажоритарного элемента подключены выходы триггеров привязки 67, входы которых являются синхронизирующими входами узла. Выход мажоритарного элемента подключен к входу триггера пуска 66, выход которого подключен к сбрасывающему входу триггера останова. Выходы четных и нечетных разрядов сдвигового регистра подключены к запускающим и сбрасывающим входам триггеров формирователей (69-1 - 69-n), выходы которых являются дополнительными выходами узла.The synchronization node (See Fig. 6) contains an AND 61 element, the first input of which is the input of the synchronization node. The output of the element is connected to the inputs of the dynamic counter 62, implemented on dynamic triggers, and the shift register 63. The outputs of the counter are connected to the inputs of the first 64-1 and second 64-2 decoders, the output of the second decoder is the output of the node, and the output of the first is connected to the trigger input of the trigger stop 65, the output of which is the synchronizing output of the node and is connected to the second input of the AND element and the first input of the majority stop element 68. To the second and third inputs of the majority element are connected the outputs of the triggers of the binding 67, the inputs of which are the synchronizing inputs of the node. The output of the majority element is connected to the input of the start trigger 66, the output of which is connected to the reset input of the stop trigger. The outputs of the even and odd bits of the shift register are connected to the trigger and reset inputs of the triggers of the shapers (69-1 - 69-n), the outputs of which are additional outputs of the node.

Динамический триггер (См. фиг.7) реализован как транзисторный усилитель, к базе транзистора которого кроме резисторного делителя подключена LC цепь, являющаяся элементом памяти, причем индуктивность содержит две обмотки - рабочую и намотанную поверх нее компенсационную, концы которой закорочены. Выходные прямой и инверсный сигналы снимаются с эмиттера и коллектора транзистора, которые через свои резисторы подключены соответственно к общей шине и шине питания. Источник работает следующим образом. При появлении внешнего питания в счетчиках 23, 24 и регистре 28 формирователя частоты устанавливаются коды, соответствующие номинальному значению частоты и соответственно выходному напряжению. Транзистор-прерыватель, переключаясь с задаваемой формирователем частотой, производит «накачку»энергии во вторичную обмотку и на выходе источника появляется выпрямленное и отфильтрованное напряжение, поступающее в нагрузку и на собственные нужды в формирователь частоты и формирователь импульсного питания.The dynamic trigger (see Fig. 7) is implemented as a transistor amplifier, in addition to the resistor divider, an LC circuit is also connected to the base of the transistor, which is a memory element, and the inductance contains two windings - a working one and a compensation coil wound over it, the ends of which are shorted. The direct and inverse output signals are removed from the emitter and collector of the transistor, which are connected through their resistors to the common bus and power bus, respectively. The source works as follows. When external power appears in the counters 23, 24 and register 28 of the frequency driver, codes corresponding to the nominal frequency value and, correspondingly, to the output voltage are set. The transistor-chopper, switching with the frequency set by the shaper, “pumps” energy into the secondary winding and a rectified and filtered voltage appears at the output of the source, which enters the load and, for its own needs, in the frequency shaper and pulse shaper.

Это напряжение преобразуется в частоту, которая поступает в формирователь частоты на вход счетчика 26, значение которого сравнивается схемой сравнения 27 с заданным в регистре 28 номиналом и в зависимости от знака сравнения при поступлении от дешифратора 29 стробирующего сигнала формируется импульс инкрементации или декрементации, по которому значение счетчика кода частоты 24 увеличивается или уменьшается на 1. Новый код поступает на управление мультиплексором 23, который добавляет или уменьшает номер подключаемого инвертора из кольца инверторов 22, меняя тем самым выходную частоту, поступающую на транзистор-прерыватель, и, следовательно, выходное напряжение. Частота кварцевого генератора 21, пройдя схему тактирования 30, управляет формирователем импульсного питания, который начинает формировать из выходного напряжения стабилизированные импульсы питания динамических триггеров потребителей и собственного формирователя частоты.This voltage is converted to the frequency that is supplied to the frequency shaper to the input of the counter 26, the value of which is compared by the comparison circuit 27 with the value specified in register 28 and, depending on the comparison sign, when the gate signal is decoded 29, an increment or decrement pulse is generated, according to which the counter of the frequency code 24 increases or decreases by 1. The new code is sent to the control of the multiplexer 23, which adds or decreases the number of the connected inverter from the inverter ring rotors 22, thereby changing the output frequency supplied to the transistor-chopper, and, therefore, the output voltage. The frequency of the crystal oscillator 21, having passed the clock circuit 30, controls the pulse power driver, which begins to generate stabilized power pulses of the dynamic consumers' triggers and its own frequency driver from the output voltage.

Таким образом, задавая коды управления на вход формирователя частоты, можно изменять выходное напряжение источника. Формирователь включает в свой состав кварцевый задающий генератор, обладающий хорошей стабильностью, не меняющейся под действием ионизирующего излучения.Thus, by setting control codes to the input of the frequency driver, it is possible to change the output voltage of the source. The shaper includes a quartz master oscillator, which has good stability, which does not change under the influence of ionizing radiation.

В предлагаемом ИП исключены элементы, деградирующие при действии ионизирующего излучения, а требуемая стабильность обеспечивается регулировкой частоты, управляющей транзистором-прерывателем с опорой на радиационностойкий кварцевый генератор. Введение на выходе источника последовательно включенных резистора и диода позволяет включить несколько (2 или 3) источника на общую нагрузку, т.е. обеспечить резервирование.In the proposed IP, elements that are degrading under the action of ionizing radiation are excluded, and the required stability is ensured by adjusting the frequency that controls the transistor-chopper based on a radiation-resistant crystal oscillator. The introduction of a series-connected resistor and a diode at the output of the source allows you to turn on several (2 or 3) sources for the total load, i.e. provide redundancy.

Выводы: В предлагаемом источнике питания устранены все недостатки известных решений, так как обеспечивается возможность резервного включения, кодовое управление выходным напряжением и радиационная стойкость с сохранением требуемой стабильности выходного напряжения в течение длительного времени работы при изменений окружающей температуры, энергопотребления нагрузкой в условиях действия ионизирующего излучения.Conclusions: The proposed power source eliminated all the shortcomings of the known solutions, as it provides the possibility of backup switching, code control of the output voltage and radiation resistance while maintaining the required stability of the output voltage for a long time when the ambient temperature changes, the power consumption of the load under the action of ionizing radiation.

Claims (7)

1. Источник питания, содержащий последовательно включенные первый диод во входной цепи, трансформатор с включенным в первичную обмотку транзистором-прерывателем и включенный во вторичную обмотку второй диод, отличающийся тем, что содержит включенный перед первым диодом входной фильтр с защитным диодом на входе, включенные после второго диода выходной фильтр и резистор с диодом, выход которого является выходом источника, к которому последовательно подключены преобразователь напряжения в частоту, элемент гальванической развязки и формирователь частоты, подключенный выходом к базе транзистора-прерывателя, а тремя управляющими выходами - к одноименным входам формирователя импульсного питания, выход которого является импульсным выходом источника и подключен к входу импульсного питания формирователя частоты.1. A power source containing a series-connected first diode in the input circuit, a transformer with a transistor-breaker included in the primary winding and a second diode included in the secondary winding, characterized in that it includes an input filter with a protective diode in front of the first diode, included after of the second diode, an output filter and a resistor with a diode, the output of which is the output of the source, to which the voltage-to-frequency converter, the galvanic isolation element, and the a frequency chopper connected by an output to the base of the transistor-chopper, and three control outputs to the same inputs of the pulse power driver, the output of which is the pulse output of the source and connected to the pulse power input of the frequency driver. 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что формирователь частоты содержит кварцевый задающий генератор, подключенный к входу счетчика и схеме тактирования, три выхода которой являются тактовыми выходами формирователя, а выходы счетчика подключены к входам дешифратора, выход которого подключен с стробирующему входу схемы сравнения, к первым входам которой подключены выходы счетчика частоты, а к вторым входам - выходы регистра кода частоты, а инкрементный и декрементный выходы схемы сравнения подключены к одноименным входам счетчика частоты, выходы которого подключены к управляющим входам мультиплексора, к входам которого подключены выходы n последовательно включенных инверторов, а выход мультиплексора подключен к входу первого инвертора и является выходом формирователя, установочный вход которого является одноименным входом регистра кода частоты и счетчика кода частоты.2. The source according to claim 1, characterized in that the frequency shaper comprises a quartz master oscillator connected to the counter input and a clock circuit, the three outputs of which are the clock outputs of the shaper, and the counter outputs are connected to the inputs of the decoder, the output of which is connected to the gate input of the circuit comparison, to the first inputs of which the outputs of the frequency counter are connected, and to the second inputs - the outputs of the frequency code register, and the incremental and decrement outputs of the comparison circuit are connected to the same inputs of the frequency counter , The outputs of which are connected to the control inputs of the multiplexer, whose inputs are connected to outputs of n series-connected inverters and the multiplexer output is connected to an input of the first inverter and is the output of, adjusting input of which is the same name code register input frequency and the frequency counter code. 3. Источник по п.1, отличающийся тем, что фильтр содержит включенный в плюсовую шину диод, после которого между плюсовой и минусовой шинами установлен выравнивающий низкочастотный конденсатор, а обе шины через свои фильтрующие низкочастотные конденсаторы подключены к шине земли.3. The source according to claim 1, characterized in that the filter contains a diode included in the positive bus, after which an equalizing low-frequency capacitor is installed between the positive and negative buses, and both buses are connected to the ground bus through their filtering low-frequency capacitors. 4. Источник по п.1, отличающийся тем, что формирователь импульсного питания содержит три параллельные цепи, в каждой из которых установлены два последовательно включенных полевых транзистора, а три управляющих сигнала разведены таким образом, что каждый сигнал подключен к затворам двух транзисторов, находящихся в разных цепях, образуя выборку «2 из 3».4. The source according to claim 1, characterized in that the pulse shaper includes three parallel circuits, in each of which two field-effect transistors are connected in series, and three control signals are separated in such a way that each signal is connected to the gates of two transistors located in different chains, forming a sample of "2 of 3". 5. Источник по п.2, отличающийся тем, что схема тактирования содержит три узла синхронизации, входы которых являются входом схемы, а синхронизирующий выход каждого узла является тактирующим выходом схемы и подключен к синхронизирующим входам двух других узлов.5. The source according to claim 2, characterized in that the clock circuit contains three synchronization nodes, the inputs of which are the input of the circuit, and the synchronizing output of each node is the clock output of the circuit and is connected to the synchronizing inputs of two other nodes. 6. Источник по п.5, отличающийся тем, что узел синхронизации содержит элемент И, первый вход которого является входом узла, а выход элемента подключен к входам сдвигового регистра и динамического счетчика, выходы которого подключены к входам первого и второго дешифраторов, выход второго из которых является синхронизирующим выходом узла, а выход второго подключен к запускающему входу триггера останова, выход которого подключен к второму входу элемента И и первому входу мажоритарного элемента, к второму и третьему входам которого подключены выходы триггеров привязки, входы которых являются синхронизирующими входами узла, а выход мажоритарного элемента подключен к входу триггера пуска, выход которого подключен к сбрасывающему входу триггера останова, при этом выходы четных и нечетных разрядов сдвигового регистра подключены соответственно к запускающим и сбрасывающим входам триггеров формирователей, выходы которых являются выходами узла.6. The source according to claim 5, characterized in that the synchronization node contains an AND element, the first input of which is the node input, and the element output is connected to the inputs of the shift register and the dynamic counter, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second decoders, the second of which is the synchronizing output of the node, and the output of the second is connected to the triggering input of the stop trigger, the output of which is connected to the second input of the AND element and the first input of the majority element, to the second and third inputs of which binding trigger outputs, the inputs of which are the synchronizing inputs of the node, and the majority element output is connected to the start trigger input, the output of which is connected to the reset input of the stop trigger, while the outputs of the even and odd bits of the shift register are connected respectively to the triggering and resetting inputs of the formers triggers, outputs which are the outputs of the node. 7. Источник по п.6, отличающийся тем, что динамический счетчик реализован на динамических триггерах, которые реализованы как транзисторные усилители, с тем отличием, что к базе транзистора помимо резистивного делителя подключена LC цепь в качестве элемента памяти, причем индуктивность выполнена в виде двух обмоток - основной и намотанной встречно поверх нее резервной, концы которой закорочены, а выходные инверсный и прямой сигналы снимаются соответственно с коллектора и эмиттера транзистора, подключенных через свои резисторы соответственно к питающей и общей шинам. 7. The source according to claim 6, characterized in that the dynamic counter is implemented on dynamic triggers that are implemented as transistor amplifiers, with the difference that, in addition to the resistive divider, an LC circuit is connected to the transistor base as a memory element, and the inductance is made in the form of two windings - the main one and the backup one wound on top of it, the ends of which are shorted, and the output inverse and direct signals are removed respectively from the collector and emitter of the transistor connected through their resistors, respectively but to the supply and common tires.
RU2011149893/07A 2011-12-07 2011-12-07 Source of power supply RU2479100C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149893/07A RU2479100C1 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Source of power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149893/07A RU2479100C1 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Source of power supply

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2479100C1 true RU2479100C1 (en) 2013-04-10

Family

ID=49152425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011149893/07A RU2479100C1 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Source of power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2479100C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415959A (en) * 1981-03-20 1983-11-15 Vicor Corporation Forward converter switching at zero current
SU1615848A1 (en) * 1988-06-29 1990-12-23 Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср High-frequency single-end converter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415959A (en) * 1981-03-20 1983-11-15 Vicor Corporation Forward converter switching at zero current
SU1615848A1 (en) * 1988-06-29 1990-12-23 Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср High-frequency single-end converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10348180B2 (en) Converter with phase-offset switching
Huang et al. Analysis of communication based distributed control of MMC for HVDC
US20150109835A1 (en) Output overvoltage protection method and circuit for switching power supply and switching power supply thereof
US20130201730A1 (en) Alternating Parallel Fly Back Converter with Alternated Master-Slave Branch Circuits
US20140347896A1 (en) Dc link module for reducing dc link capacitance
CN103825469B (en) For control circuit and the isolated converter of isolated converter
US20150098251A1 (en) Arc fault protection for power conversion
CN106774575B (en) A kind of low pressure difference linear voltage regulator
US20140152362A1 (en) Duty Cycle Adjusting Circuit and Adjusting Method
US20110249474A1 (en) Method and apparatus for power conversion using an interleaved flyback converter with alternating master and slave branches
Van der Merwe et al. An investigation of the natural balancing mechanisms of modular input-series-output-series DC-DC converters
CN104679084B (en) Voltage calibration circuit and low pressure difference linearity voltage-stabilizing system
KR101741075B1 (en) Photovoltaic inverter
CN105207194A (en) Determination method for installation position of DC power flow controller in multi-terminal flexible DC power grid
KR101463388B1 (en) Bidirectional semiconductor transformer using voltage doubler circuit structure
RU2479100C1 (en) Source of power supply
US9647571B2 (en) Internal inverter communications
Ganesh et al. Hardware-in-loop implementation of an adaptive droop control strategy for effective load sharing in DC Microgrid
RU2512890C1 (en) Redundant source of current
CN201466991U (en) Multi-channel isolation direct-current power generator
RU2523916C1 (en) Stable current source
US20190341858A1 (en) SYNDEM Converter - A Power Electronic Converter with All Voltage and Current Sensors Connected to a Common Reference Point
Bolf et al. Synchronization device for the model of distribution grid 22 kV
CN109245544A (en) A kind of capacitance voltage control method based on former secondary side power device driving signal phase shift
CN102214988A (en) System for providing low-voltage protection for switch power supply converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161208