RU2604662C1 - Redundant dc voltage power supply source - Google Patents

Redundant dc voltage power supply source Download PDF

Info

Publication number
RU2604662C1
RU2604662C1 RU2015129173/07A RU2015129173A RU2604662C1 RU 2604662 C1 RU2604662 C1 RU 2604662C1 RU 2015129173/07 A RU2015129173/07 A RU 2015129173/07A RU 2015129173 A RU2015129173 A RU 2015129173A RU 2604662 C1 RU2604662 C1 RU 2604662C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
power supply
power
power amplifier
redundant
Prior art date
Application number
RU2015129173/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Волобуев
Александра Сергеевна Воробьева
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика 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 Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова"
Priority to RU2015129173/07A priority Critical patent/RU2604662C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2604662C1 publication Critical patent/RU2604662C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention pertains to electrical engineering, particularly to critical radio electronic equipment secondary electrical power supply sources. Redundant power supply of DC voltage contains galvanically isolated voltage and power stabilizers, which enable to completely isolate high-voltage and low-voltage circuits, secure people and equipment against electrocution. Higher reliability of redundant power supply consists in application of flyback voltage converter arrangement, which enables to simplify power amplifier scheme. Higher reliability of redundant power supply is also ensured by using control unit simplified layout. Use of galvanically isolated power stabilizer, which protects redundant power supply source against overloads and provides several channels parallel operation, also increases redundant power supply source reliability.
EFFECT: technical result consists in improvement of redundant power supply source reliability and lower probability of people and equipment electrocution.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания ответственной радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering, in particular to sources of secondary power supply of critical electronic equipment.

Известен резервированный источник питания постоянного напряжения (SU 1312678 A, H02J 9/00, 23.05.1987), содержащий N параллельно включенных конверторных ячеек, управляющие входы которых соединены с выходом узла управления, узел контроля целостности конверторных ячеек, выполненных с использованием элементов И, НЕ, ИЛИ-НЕ и пикового детектора, причем входы элемента И соединены с синфазными промежуточными выходами конверторных ячеек, а вход элемента НЕ - с выходом узла управления, входы элемента ИЛИ-НЕ подключены к выходам элементов И и НЕ, и выход - к входу пикового детектора.Known redundant DC power supply (SU 1312678 A, H02J 9/00, 05/23/1987), containing N parallel-connected converter cells, the control inputs of which are connected to the output of the control unit, the integrity control unit of the converter cells made using AND elements, NOT , OR-NOT, and a peak detector, with the inputs of the AND element connected to the in-phase intermediate outputs of the converter cells, and the input of the element NOT connected to the output of the control unit, the inputs of the OR element NOT connected to the outputs of the AND and NOT elements, and the output to the input peak detector.

Недостатком известного резервированного источника питания является то, что из-за разброса параметров уставки каналов резервированного источника питания один из каналов, выходное напряжение которого, пусть и незначительно, превышает напряжение других каналов, становится ведущим и своим выходным напряжением запирает схемы управления остальных каналов. При отказе ведущего канала из-за инерционности схемы управления резервного канала и из-за наличия реактивных элементов в его силовой цепи на время переходных процессов возникает провал напряжения на выходе резервированного источника питания, что является недопустимым для радиоэлектронной аппаратуры.A disadvantage of the known redundant power supply is that, due to the variation in the settings of the channel settings of the redundant power supply, one of the channels whose output voltage, albeit slightly exceeds the voltage of other channels, becomes the leading one and locks the control circuits of the remaining channels with its output voltage. In case of failure of the leading channel due to the inertia of the control circuit of the backup channel and due to the presence of reactive elements in its power circuit during transients, a voltage drop occurs at the output of the redundant power source, which is unacceptable for electronic equipment.

Известен резервированный источник питания постоянного напряжения (RU 2251777 C2, H02J 09/00, опубл. 10.05.2005), наиболее близкий по своей технической сущности и выбранный в качестве прототипа.Known redundant DC power source (RU 2251777 C2, H02J 09/00, publ. 05/10/2005), the closest in its technical essence and selected as a prototype.

Данное устройство содержит первый и второй каналы стабилизированных преобразователей напряжения, входы которых соединены параллельно и подключены к источнику первичного питания, выходы соединены параллельно и подключены к нагрузке. В состав каждого канала входит усилитель мощности, входы которого соединены со входами канала, силовой выпрямитель, сглаживающий фильтр, второй выход которого подключен ко второму выходу канала. А также узел управления, первый выход которого соединен с первым управляющим входом усилителя мощности. При этом в состав узла управления входит задающий генератор. В каждый канал резервированного источника питания постоянного напряжения введены выпрямительный диод, фильтрующая цепь, усилитель рассогласования и отсекающий диод, причем выход фильтрующей цепи первого канала соединен с первым входом усилителя рассогласования первого канала и со вторым входом усилителя рассогласования второго канала, выход фильтрующей цепи второго канала соединен с первым входом усилителя рассогласования второго канала и вторым входом усилителя рассогласования первого канала.This device contains the first and second channels of stabilized voltage converters, the inputs of which are connected in parallel and connected to the primary power source, the outputs are connected in parallel and connected to the load. Each channel includes a power amplifier, the inputs of which are connected to the channel inputs, a power rectifier, a smoothing filter, the second output of which is connected to the second output of the channel. As well as a control unit, the first output of which is connected to the first control input of the power amplifier. In this case, the control unit includes a master oscillator. A rectifier diode, a filter circuit, a mismatch amplifier, and a cut-off diode are introduced into each channel of the redundant DC power supply, and the output of the filter circuit of the first channel is connected to the first input of the mismatch amplifier of the first channel and the output of the filter circuit of the second channel is connected with the first input of the second channel mismatch amplifier and the second input of the first channel mismatch amplifier.

У известного резервированного источника питания выявлены следующие недостатки. Во-первых, перекрестные обратные связи между каналами усложняют работу системы и не позволяют объединить в резервированном источнике питания более двух каналов. В-вторых, в данном резервированном источнике питания используется сложная схема управления усилителем мощности, что ведет к снижению быстродействия обратной связи при формировании сигнала управления усилителем мощности. В-третьих, в состав усилителя мощности входит мостовой преобразователь на транзисторах, что ведет к увеличению габаритно-массовых характеристик источника питания, а также к повышению сложности управления усилителем мощности. Все указанные недостатки приводят к низкой надежности резервированного источника питания постоянного напряжения. Также в известном резервированном источнике питания отсутствует гальваническая изоляция первичных и вторичных цепей. Указанные цепи гальванически соединены через узел управления, что ведет к снижению степени защиты оборудования и людей от поражения электрическим током.The known redundant power source identified the following disadvantages. Firstly, the cross feedback between the channels complicates the operation of the system and does not allow combining more than two channels in a redundant power supply. Secondly, this redundant power supply uses a complex power amplifier control circuit, which leads to a decrease in feedback speed when generating a power amplifier control signal. Thirdly, the power amplifier includes a transistor bridge converter, which leads to an increase in the overall mass characteristics of the power source, as well as to an increase in the complexity of controlling the power amplifier. All these disadvantages lead to low reliability of the redundant DC power supply. Also in the known redundant power supply there is no galvanic isolation of the primary and secondary circuits. These circuits are galvanically connected through the control unit, which leads to a decrease in the degree of protection of equipment and people from electric shock.

Технические результаты заключаются в повышении надежности резервированного источника питания и в снижении вероятности поражения электрическим током людей и оборудования.The technical results are to increase the reliability of the redundant power source and to reduce the likelihood of electric shock to people and equipment.

Заявленный резервированный источник питания постоянного напряжения содержит, по меньшей мере, два канала стабилизированных преобразователей напряжения. В состав каждого канала входит усилитель мощности, входы которого соединены с входами канала, силовой выпрямитель, сглаживающий фильтр, узел управления. Второй выход сглаживающего фильтра подключен ко второму выходу канала. Выход узла управления соединен с управляющим входом усилителя мощности.The claimed redundant DC power supply contains at least two channels of stabilized voltage converters. Each channel includes a power amplifier, the inputs of which are connected to the channel inputs, a power rectifier, a smoothing filter, and a control unit. The second output of the smoothing filter is connected to the second output of the channel. The output of the control unit is connected to the control input of the power amplifier.

Для достижения указанного технического результата в составе каждого канала усилитель мощности соединен с первичными обмотками первого и второго трансформаторов. Первые выводы вторичной обмотки первого и второго трансформатора соединены соответственно со входом и выходом силового выпрямителя. Вторые выводы вторичных обмоток первого и второго трансформаторов соединены со сглаживающим фильтром, который подключен к гальванически изолированному стабилизатору напряжения, гальванически изолированному стабилизатору мощности, датчику тока, а также блоку защиты, который обеспечивает защиту резервированного источника питания от перенапряжения и короткого замыкания. Выходы гальванически изолированного стабилизатора напряжения и гальванически изолированного стабилизатора мощности являются управляющими входами. Датчик тока соединен с гальванически изолированным преобразователем мощности, его второй вход - определение уровня стабилизации мощности.To achieve the specified technical result in the composition of each channel, the power amplifier is connected to the primary windings of the first and second transformers. The first conclusions of the secondary winding of the first and second transformer are connected respectively to the input and output of the power rectifier. The second terminals of the secondary windings of the first and second transformers are connected to a smoothing filter that is connected to a galvanically isolated voltage regulator, a galvanically isolated power regulator, a current sensor, as well as a protection unit that protects the redundant power supply from overvoltage and short circuit. The outputs of a galvanically isolated voltage stabilizer and a galvanically isolated power stabilizer are control inputs. The current sensor is connected to a galvanically isolated power converter, its second input is the determination of the level of power stabilization.

Второй выход датчика тока подключен к первому входу блока защиты, выход которого соединен с первым выходом канала.The second output of the current sensor is connected to the first input of the protection unit, the output of which is connected to the first output of the channel.

Является предпочтительным, если первый вход усилителя мощности соединен с его первым выходом, а второй вход - с четвертым выходом.It is preferable if the first input of the power amplifier is connected to its first output, and the second input to the fourth output.

Усилитель мощности состоит из транзистора, драйвера управления транзистором, двух диодов и двух конденсаторов. Сток транзистора является вторым выходом усилителя мощности и при этом соединен с первым выводом второго конденсатора. Второй вывод второго конденсатора подключен к точке соединения анода первого диода и катода второго диода. Катод первого диода подключен к первому выводу первого конденсатора и первому выходу усилителя мощности, анод второго диода является третьим выходом усилителя мощности. Исток транзистора подключен ко второму выводу первого конденсатора и четвертому выходу усилителя мощности, а затвор транзистора подключен к выходу драйвера управления, входом которого является управляющий вход усилителя мощности.The power amplifier consists of a transistor, a transistor control driver, two diodes and two capacitors. The drain of the transistor is the second output of the power amplifier and is connected to the first output of the second capacitor. The second terminal of the second capacitor is connected to the junction point of the anode of the first diode and the cathode of the second diode. The cathode of the first diode is connected to the first output of the first capacitor and the first output of the power amplifier, the anode of the second diode is the third output of the power amplifier. The source of the transistor is connected to the second output of the first capacitor and the fourth output of the power amplifier, and the gate of the transistor is connected to the output of the control driver, the input of which is the control input of the power amplifier.

Также является предпочтительным, если в состав узла управления входит задающий генератор, входами которого являются управляющие входы узла управления, а выход его соединен с входом формирователя импульсов, выход которого является выходом узла управления.It is also preferable if the control unit includes a master oscillator, the inputs of which are the control inputs of the control unit, and its output is connected to the input of the pulse shaper, the output of which is the output of the control unit.

На чертеже представлена функциональная схема резервированного источника питания постоянного напряжения.The drawing shows a functional diagram of a redundant DC power supply.

На чертеже показано:The drawing shows:

1 - канал стабилизированного преобразователя;1 - channel stabilized Converter;

2 - усилитель мощности;2 - power amplifier;

3 - силовой выпрямитель;3 - power rectifier;

4 - сглаживающий фильтр;4 - smoothing filter;

5 - узел управления;5 - control unit;

6 - первый трансформатор;6 - the first transformer;

7 - второй трансформатор:7 - second transformer:

8 - гальванически изолированный стабилизатор напряжения;8 - galvanically isolated voltage stabilizer;

9 - датчик тока;9 - current sensor;

10 - блок защиты;10 - protection unit;

11 - гальванически изолированный стабилизатор мощности;11 - galvanically isolated power stabilizer;

12 - транзистор;12 - transistor;

13 - драйвер управления;13 - management driver;

14 - второй диод;14 - second diode;

15 - первый диод;15 - the first diode;

16 - второй конденсатор;16 - second capacitor;

17 - первый конденсатор;17 - the first capacitor;

18 - задающий генератор;18 - master oscillator;

19 - формирователь импульсов;19 - pulse shaper;

20 - первая входная клемма;20 - the first input terminal;

21 - вторая входная клемма;21 - second input terminal;

22 - первый выход;22 - the first exit;

23 - второй выход.23 - second exit.

Резервированный источник питания постоянного напряжения содержит два канала стабилизированных преобразователей напряжения 1, входы и выходы которых соединены параллельно. В состав каждого канала входит усилитель мощности 2, входы которого соединены с входами канала 1, силовой выпрямитель 3, сглаживающий фильтр 4, узел управления 5. Второй выход сглаживающего фильтра 4 подключен ко второму выходу канала 1. Выход узла управления 5 соединен с управляющим входом усилителя мощности 2.The redundant DC power supply contains two channels of stabilized voltage converters 1, the inputs and outputs of which are connected in parallel. Each channel includes a power amplifier 2, the inputs of which are connected to the inputs of channel 1, a power rectifier 3, a smoothing filter 4, a control unit 5. The second output of the smoothing filter 4 is connected to the second output of channel 1. The output of the control unit 5 is connected to the control input of the amplifier power 2.

В составе каждого канала 1 выходы усилителя мощности 2 соединены с первичными обмотками первого и второго трансформаторов 6, 7. Вторые выводы вторичных обмоток первого и второго трансформаторов 6, 7 соединены с входами сглаживающего фильтра 4. Вход силового выпрямителя 3 соединен с первым выводом вторичной обмотки второго трансформатора 7, а его выход - с первым выводом вторичной обмотки первого трансформатора 6. Первый выход сглаживающего фильтра 4 подключен к первому входу гальванически изолированного стабилизатора напряжения 8 и входу датчика тока 9. Второй выход сглаживающего фильтра 4 подключен ко вторым входам блока защиты 10, гальванически изолированного стабилизатора напряжения 8 и гальванически изолированного стабилизатора мощности 11. Выход гальванически изолированного стабилизатора напряжения 8 является первым управляющим входом узла управления 5. Выход гальванически изолированного стабилизатора мощности 11 является вторым управляющим входом узла управления 5. Первый выход датчика тока 9 является первым входом гальванически изолированного преобразователя мощности 11. Второй выход датчика тока 9 подключен к первому входу блока защиты 10, выход которого соединен с первым выходом канала 1.As part of each channel 1, the outputs of the power amplifier 2 are connected to the primary windings of the first and second transformers 6, 7. The second terminals of the secondary windings of the first and second transformers 6, 7 are connected to the inputs of the smoothing filter 4. The input of the power rectifier 3 is connected to the first terminal of the secondary winding of the second transformer 7, and its output with the first output of the secondary winding of the first transformer 6. The first output of the smoothing filter 4 is connected to the first input of a galvanically isolated voltage regulator 8 and the input of dates current indicator 9. The second output of the smoothing filter 4 is connected to the second inputs of the protection unit 10, a galvanically isolated voltage regulator 8 and a galvanically isolated power regulator 11. The output of a galvanically isolated voltage regulator 8 is the first control input of the control unit 5. The output of a galvanically isolated power regulator 11 is the second control input of the control unit 5. The first output of the current sensor 9 is the first input of a galvanically isolated power converter ty 11. The second output of the current sensor 9 is connected to the first input of the protection unit 10, the output of which is connected to the first output of channel 1.

Первый вход усилителя мощности 2 соединен с его первым выходом, а второй вход - с четвертым выходом. В состав усилителя мощности 2 входит обратноходовой преобразователь напряжения, состоящий из транзистора 12, драйвера управления транзистором 13, двух диодов 14, 15 и двух конденсаторов 16, 17. Сток транзистора 12 является вторым выходом усилителя мощности 2 и при этом соединен с первым выводом второго конденсатора 16. Второй вывод второго конденсатора 16 подключен к точке соединения анода первого диода 15 и катода второго диода 14. Катод первого диода 15 подключен к первому выводу первого конденсатора 17 и первому выходу усилителя мощности 2, анод второго диода 14 является третьим выходом усилителя мощности 3. Исток транзистора 12 подключен ко второму выводу первого конденсатора 17 и четвертому выходу усилителя мощности 2, а затвор транзистора 12 подключен к выходу драйвера управления 13, входом которого является управляющий вход усилителя мощности 2.The first input of power amplifier 2 is connected to its first output, and the second input to the fourth output. The power amplifier 2 includes a flyback voltage converter, consisting of a transistor 12, a driver for controlling the transistor 13, two diodes 14, 15 and two capacitors 16, 17. The drain of the transistor 12 is the second output of the power amplifier 2 and is connected to the first output of the second capacitor 16. The second output of the second capacitor 16 is connected to the connection point of the anode of the first diode 15 and the cathode of the second diode 14. The cathode of the first diode 15 is connected to the first output of the first capacitor 17 and the first output of the power amplifier 2, the anode is second of diode 14 is the third output of power amplifier 3. The source of transistor 12 is connected to the second terminal of the first capacitor 17 and a fourth output of the power amplifier 2, and the gate of transistor 12 is connected to the output of the control driver 13, whose input is a control input of the power amplifier 2.

В состав узла управления 5 входит задающий генератор 18, входами которого являются управляющие входы узла управления 5, а выход его соединен с входом формирователя импульсов 19, выход которого является выходом узла управления 5.The control unit 5 includes a master oscillator 18, the inputs of which are the control inputs of the control unit 5, and its output is connected to the input of the pulse shaper 19, the output of which is the output of the control unit 5.

Так как резервированный источник питания постоянного напряжения состоит из двух или более идентичных каналов, то принцип его работы рассмотрим на примере одного канала. Устройство работает следующим образом.Since the redundant DC power supply consists of two or more identical channels, we will consider the principle of its operation using the example of one channel. The device operates as follows.

При подаче первичного питания на входные клеммы 20 и 21 резервированного источника напряжение питания поступает на входы усилителя мощности 2 и на узел управления 5. При этом задающий генератор 18 начинает формировать прямоугольные импульсы положительной полярности заданной частоты. Импульсы положительной полярности с выхода задающего генератора 18 поступают на вход формирователя импульсов 19. Выходной сигнал формирователя импульсов 19 поступает на управляющий вход усилителя мощности 2 с длительностью импульса, обеспеченной формирователем импульсов 19, и частотой задающего генератора 18. Дальнейшее преобразование сигнала управления в усилителе мощности 2 осуществляется драйвером управления 13. Драйвер управления 13 предназначен для преобразования маломощных импульсов сигнала управления усилителя мощности 2 в мощные сигналы управления транзистором 12.When primary power is supplied to the input terminals 20 and 21 of the redundant source, the supply voltage is supplied to the inputs of the power amplifier 2 and to the control unit 5. In this case, the master oscillator 18 begins to form rectangular pulses of positive polarity of the given frequency. Pulses of positive polarity from the output of the master oscillator 18 are fed to the input of the pulse shaper 19. The output signal of the pulse shaper 19 is fed to the control input of the power amplifier 2 with a pulse duration provided by the pulse shaper 19 and the frequency of the master oscillator 18. Further conversion of the control signal in the power amplifier 2 provided by the control driver 13. The control driver 13 is designed to convert low-power pulses of the control signal of the power amplifier 2 into powerful ignaly control transistor 12.

Когда транзистор 12 открыт, напряжение питания усилителя мощности 2 прикладывается к первичной обмотке первого трансформатора 6. В это время энергия, запасенная во втором конденсаторе 16, прикладывается к первичной обмотке второго трансформатора 7. При этом второй конденсатор 16, отдавая запасенную энергию, разряжается по цепи второй конденсатор 16 - второй диод 14 - второй трансформатор 7. Когда транзистор 12 закрыт, энергия, запасенная первичной обмоткой первого трансформатора 6, заряжает разрядившийся второй конденсатор 16 через первый диод 15. Не освободившаяся после преобразования энергия возвращается в первый конденсатор 17.When the transistor 12 is open, the voltage of the power amplifier 2 is applied to the primary winding of the first transformer 6. At this time, the energy stored in the second capacitor 16 is applied to the primary winding of the second transformer 7. In this case, the second capacitor 16, giving up the stored energy, is discharged through the circuit the second capacitor 16 - the second diode 14 - the second transformer 7. When the transistor 12 is closed, the energy stored by the primary winding of the first transformer 6 charges the discharged second capacitor 16 through the first diode 15. e it freed after converting the energy back into the first capacitor 17.

Напряжение, определяемое коэффициентами трансформации первого 6 и второго 7 трансформаторов, выпрямляется силовым выпрямителем 3 и фильтруется сглаживающим фильтром 4. Выпрямленное напряжение поступает на входы гальванически изолированного стабилизатора напряжения 8 и датчика тока 9. После чего постоянное стабилизированное напряжение через блок защиты 10 поступает на выходы 22, 23 канала 1, где объединяется с напряжением другого канала 1.The voltage determined by the transformation coefficients of the first 6 and second 7 transformers is rectified by a power rectifier 3 and filtered by a smoothing filter 4. The rectified voltage is supplied to the inputs of a galvanically isolated voltage regulator 8 and current sensor 9. After that, a constant stabilized voltage through the protection unit 10 is supplied to outputs 22 23 channel 1, where combined with the voltage of another channel 1.

Рассмотрим работу канала 1 резервированного источника питания в динамическом режиме. Отфильтрованное сглаживающим фильтром 4 напряжение измеряется гальванически изолированным стабилизатором напряжения 8. В случае превышения измеренного сигнала заданного уровня напряжения на выходе гальванически изолированного стабилизатора напряжения 8 формируется первый сигнал рассогласования, являющийся первым управляющим входом узла управления 5. При поступлении на вход задающего генератора 18 первого сигнала рассогласования частота задающего генератора 18 снижается, и соответственно снижается частота управления транзистором 12. В результате чего напряжение, измеряемое на сглаживающем фильтре 4, снижается до заданного уровня.Consider the operation of channel 1 of the redundant power supply in dynamic mode. The voltage filtered by the smoothing filter 4 is measured by a galvanically isolated voltage regulator 8. If the measured signal exceeds a predetermined voltage level, the output of the galvanically isolated voltage stabilizer 8 generates the first error signal, which is the first control input of the control unit 5. When the first error signal arrives at the input of the master oscillator 18 the frequency of the master oscillator 18 is reduced, and accordingly, the frequency of control of the transistor 12 As a result, the voltage measured on the smoothing filter 4 is reduced to a predetermined level.

В каждом из каналов 1 предусмотрен гальванически изолированный стабилизатор мощности 11, защищающий канал 1 от перегрузок и обеспечивающий параллельную работу двух или более каналов. Рассмотрим его работу. Микроконтроллер (на чертеже не показан) перемножает значения напряжения, измеренного гальванически изолированным стабилизатором напряжения 8, и тока, измеренного датчиком тока 9. Измеренное значение тока с выхода датчика тока 9 поступает на первый вход гальванически изолированного стабилизатора мощности 11. В случае превышения уровня заданной мощности микроконтроллер формирует управляющий сигнал, поступающий на второй вход гальванически изолированного стабилизатора мощности 11. В связи с этим на выходе гальванически изолированного стабилизатора мощности 11 формируется сигнал рассогласования, являющийся вторым управляющим входом узла управления 5. В результате чего частота задающего генератора 18 снижается, снижается частота управления транзистором 12 - значение отдаваемой в нагрузку мощности сокращается.Each channel 1 is provided with a galvanically isolated power stabilizer 11, which protects channel 1 from overloads and provides parallel operation of two or more channels. Consider his work. A microcontroller (not shown) multiplies the voltage measured by a galvanically isolated voltage regulator 8 and the current measured by a current sensor 9. The measured current value from the output of the current sensor 9 is fed to the first input of a galvanically isolated power stabilizer 11. If the specified power level is exceeded the microcontroller generates a control signal supplied to the second input of a galvanically isolated power stabilizer 11. In this regard, the output of a galvanically isolated steel a power amplifier 11, a mismatch signal is generated, which is the second control input of the control unit 5. As a result, the frequency of the master oscillator 18 decreases, the control frequency of the transistor 12 decreases - the value of the power transferred to the load decreases.

В случае возникновения короткого замыкания в нагрузке гальванически изолированный стабилизатор мощности 11 уменьшит напряжение на выходе канала 1 до нуля и блок защиты 10 отключит канал 1 от нагрузки.In the event of a short circuit in the load, a galvanically isolated power stabilizer 11 will reduce the voltage at the output of channel 1 to zero and the protection unit 10 will disconnect channel 1 from the load.

Рассмотрим совместную работу каналов при работе на одну нагрузку. В случае использования нагрузки, требуемой большей отдачи мощности, чем задано для канала 1, гальванически изолированный стабилизатор мощности 11 зафиксирует превышение заданного уровня отдаваемой мощности и сформирует сигнал рассогласования для ограничения отдаваемой мощности. При этом другой канал 1 для выравнивания отдаваемой мощности между каналами увеличит мощность, отдаваемую в нагрузку, за счет формирования соответствующих сигналов рассогласования на первом и втором управляющих входах узла управления 5. Таким образом происходит перераспределение мощностей между каналами.Consider the joint work of the channels when working on one load. In the case of using the load required for a higher power output than specified for channel 1, a galvanically isolated power regulator 11 will record the excess of a given level of supplied power and will generate an error signal to limit the power supplied. In this case, another channel 1 for equalizing the power supplied between the channels will increase the power given to the load by generating the corresponding mismatch signals at the first and second control inputs of the control unit 5. Thus, the power is redistributed between the channels.

Таким образом, введение гальванически изолированных стабилизаторов напряжения 8 и мощности 11 позволяет полностью изолировать высоковольтные и низковольтные цепи, обезопасить людей и оборудование от поражения электрическим током.Thus, the introduction of galvanically isolated voltage stabilizers 8 and power 11 allows you to completely isolate high-voltage and low-voltage circuits, to protect people and equipment from electric shock.

Повышение надежности резервированного источника питания заключается в применении схемы обратноходового преобразователя напряжения, которая позволяет упростить схему усилителя мощности 2.Improving the reliability of the redundant power supply is to use a flyback voltage converter circuit, which allows to simplify the power amplifier circuit 2.

Также повышение надежности резервированного источника питания достигается за счет применения упрощенной схемы узла управления 5.Also, increasing the reliability of the redundant power supply is achieved through the use of a simplified circuit of the control unit 5.

Использование гальванически изолированного стабилизатора мощности 11, который защищает резервированный источник питания от перегрузок и обеспечивает параллельную работу нескольких каналов, также повышает надежность резервированного источника питания.The use of a galvanically isolated power stabilizer 11, which protects the redundant power supply from overloads and ensures parallel operation of several channels, also increases the reliability of the redundant power source.

Claims (4)

1. Резервированный источник питания постоянного напряжения, содержащий, по меньшей мере, два канала стабилизированных преобразователей напряжения, в состав каждого канала входит усилитель мощности, входы которого соединены с входами канала, силовой выпрямитель, сглаживающий фильтр, второй выход которого подключен ко второму выходу канала, узел управления, выход которого соединен с управляющим входом усилителя мощности, отличающийся тем, что усилитель мощности соединен с первичными обмотками первого и второго трансформаторов, первые выводы вторичной обмотки первого и второго трансформатора соединены соответственно со входом и выходом силового выпрямителя, а вторые выводы вторичных обмоток первого и второго трансформаторов соединены со сглаживающим фильтром, который подключен к гальванически изолированному стабилизатору напряжения, гальванически изолированному стабилизатору мощности, датчику тока, а также блоку защиты, при этом выходы гальванически изолированного стабилизатора напряжения и гальванически изолированного стабилизатора мощности являются управляющими входами узла управления, а датчик тока соединен с гальванически изолированным стабилизатором мощности и с блоком защиты, выход которого соединен с первым выходом канала.1. A redundant DC voltage power supply containing at least two channels of stabilized voltage converters, each channel includes a power amplifier, the inputs of which are connected to the channel inputs, a power rectifier, a smoothing filter, the second output of which is connected to the second output of the channel, a control unit, the output of which is connected to the control input of the power amplifier, characterized in that the power amplifier is connected to the primary windings of the first and second transformers, the first the water of the secondary winding of the first and second transformers are connected respectively to the input and output of the power rectifier, and the second outputs of the secondary windings of the first and second transformers are connected to a smoothing filter that is connected to a galvanically isolated voltage regulator, a galvanically isolated power regulator, current sensor, as well as a protection unit while the outputs of a galvanically isolated voltage stabilizer and a galvanically isolated power stabilizer are controlled conductive control input node and a current sensor connected to the electrically isolated power stabilizer and a protection unit, whose output is connected to the first output channel. 2. Резервированный источник питания постоянного напряжения по п. 1, отличающийся тем, что усилитель мощности состоит из транзистора, сток которого является вторым выходом усилителя мощности, при этом сток транзистора соединен со вторым конденсатором, вывод которого подключен к точке соединения анода первого диода и катода второго диода, при этом катод первого диода подключен к выводу первого конденсатора и первому выходу усилителя мощности, анод второго диода является третьим выходом усилителя мощности, исток транзистора подключен к выводу первого конденсатора и четвертому выходу усилителя мощности, затвор транзистора подключен к драйверу управления, входом которого является управляющий вход усилителя мощности.2. The redundant DC power supply according to claim 1, characterized in that the power amplifier consists of a transistor, the drain of which is the second output of the power amplifier, while the drain of the transistor is connected to a second capacitor, the output of which is connected to the junction point of the anode of the first diode and cathode the second diode, while the cathode of the first diode is connected to the output of the first capacitor and the first output of the power amplifier, the anode of the second diode is the third output of the power amplifier, the source of the transistor is connected to the pin Ode to the first capacitor and the fourth output of the power amplifier, the transistor gate is connected to the control driver, the input of which is the control input of the power amplifier. 3. Резервированный источник питания постоянного напряжения по п. 1, отличающийся тем, что в усилителе мощности его первый вход соединен с его первым выходом, а второй вход - с четвертым выходом.3. The redundant DC power supply according to claim 1, characterized in that in the power amplifier, its first input is connected to its first output, and the second input to the fourth output. 4. Резервированный источник питания постоянного напряжения по п. 1, отличающийся тем, что в состав узла управления входит задающий генератор, входами которого являются управляющие входы узла управления, соединенный с формирователем импульсов, выход которого является выходом узла управления. 4. The redundant DC power supply according to claim 1, characterized in that the control unit includes a master oscillator, the inputs of which are the control inputs of the control unit, connected to a pulse shaper, the output of which is the output of the control unit.
RU2015129173/07A 2015-07-16 2015-07-16 Redundant dc voltage power supply source RU2604662C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129173/07A RU2604662C1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Redundant dc voltage power supply source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129173/07A RU2604662C1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Redundant dc voltage power supply source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2604662C1 true RU2604662C1 (en) 2016-12-10

Family

ID=57776639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129173/07A RU2604662C1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Redundant dc voltage power supply source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2604662C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663238C1 (en) * 2017-04-21 2018-08-03 Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" Method of the increased reliability modular power supply source construction and modular power supply source

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1312678A1 (en) * 1985-04-23 1987-05-23 Предприятие П/Я В-2969 Redundant d.c.voltage power source
RU2251777C2 (en) * 2003-06-09 2005-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение автоматики Redundant dc power supply
US8013585B2 (en) * 2007-03-19 2011-09-06 Fuji Electric Systems Co., Ltd. DC-DC converter and DC-DC power conversion method employing overcurrent protection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1312678A1 (en) * 1985-04-23 1987-05-23 Предприятие П/Я В-2969 Redundant d.c.voltage power source
RU2251777C2 (en) * 2003-06-09 2005-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение автоматики Redundant dc power supply
US8013585B2 (en) * 2007-03-19 2011-09-06 Fuji Electric Systems Co., Ltd. DC-DC converter and DC-DC power conversion method employing overcurrent protection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663238C1 (en) * 2017-04-21 2018-08-03 Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" Method of the increased reliability modular power supply source construction and modular power supply source

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9438127B2 (en) Reverse current control for an isolated power supply having synchronous rectifiers
RU2642839C2 (en) High-voltage dc-to-dc converter
EP3089339A2 (en) Systems and methods of controlling power converters
KR102482820B1 (en) Insulated switching power supply
US10033347B2 (en) DC/DC electrical configuration for operating over a large span of input voltages
RU2604662C1 (en) Redundant dc voltage power supply source
US20210099099A1 (en) Switch-mode power converters using hall effect sensors and methods thereof
KR101964292B1 (en) Device for producing direct current load power supply
JP6132086B2 (en) DC voltage conversion circuit
RU114182U1 (en) LINEAR DC VOLTAGE STABILIZER ON A FIELD TRANSISTOR
JP2017017845A (en) High voltage generator
CN108141030B (en) Protect circuit
US10038374B2 (en) Apparatus for producing unvarying direct load current
KR101287711B1 (en) Power supply connected in parallel to a power switch for the control circuit thereof
JP2018510603A (en) Circuit device with transformer with center tap and output voltage measurement
JP6853373B2 (en) Power supply IC
RU2677629C1 (en) Energy-conversion equipment for power supply systems for aerospace devices
KR101727330B1 (en) Neutralization apparatus
RU149858U1 (en) VOLTAGE RETURN CONVERTER WITH PROTECTIVE CIRCUIT DURING INPUT VOLTAGE
JP6807855B2 (en) Resonant converter with transformer with center tap
RU2588581C1 (en) Power supply with current input
CN110574264A (en) Method for reducing operating overvoltage
RU145566U1 (en) STABILIZING CONVERTER OF AC THREE-PHASE VOLTAGE TO DC
RU2737107C1 (en) Intelligent secondary power source
JP2021093886A (en) Switching power source device