SU1443218A2

SU1443218A2 - Redundancy amplifier

Info

Publication number: SU1443218A2
Application number: SU874095966A
Authority: SU
Inventors: Иван Сергеевич Савченко; Леонид Андреевич Собко; Юрий Дмитриевич Федуков
Original assignee: Предприятие П/Я А-7797
Priority date: 1987-07-30
Filing date: 1987-07-30
Publication date: 1988-12-07

Description

Од Od

0000

МM

144144

налу первого логического селектора 8 запускаетс реверсивный счетчик 11, управл ющий напр жением источника 10 в сторону его уменьшени . От усилительного элемента 1, имеющего из-за разброса несколько меньшее выходное напр жение и наход щегос в резерве, через датчик 5 направлени .тока на- ,чинает протекать ток в направлении источника 10, в результате чего датчик 5 формирует команду на подключение этого усилительного элемента. Процесс продолжаетс до тех пор, пока не восстановитс исходное количество подключенных усилительных элементов(из числа находившихс в гор чем ненагруженном резерве). Если происходит подключение лишних усилиThe first logical selector 8 starts the reversible counter 11, which controls the voltage of the source 10 in the direction of decreasing it. From the amplifying element 1, which, due to the scatter, has a slightly lower output voltage and is in reserve, through the sensor 5, the current direction begins to flow in the direction of the source 10, as a result of which the sensor 5 forms a command to connect this amplifying element . The process continues until the original number of connected amplifying elements (from those in the hot, unloaded reserve) is restored. If you connect the extra effort

тельных элементов, то реверсивный счетчик 11 запускаетс в обратную сторону, напр жение источника 10 повышаетс , у части датчиков 5 направлени тока логические единицы на выходе снимаютс , что приводит к отключению усилительных элементов 1 с меньшими, чем у других величинами выходных сигналов, при этом также восстанавливаетс исходное количество подключенных усилительных элементов 1. Таким образом, в резервированном усилителе всегда используетс только заданное количество усилительных элементов, при этом, если нет отказов , все остальные наход тс в ненагруженном резерве, что повышает их надежность, 1 ил.elements, the reversible counter 11 is started in the opposite direction, the voltage of the source 10 rises, in some of the current direction sensors 5 the logical units are removed at the output, which leads to the disconnection of the amplifying elements 1 with smaller than the other values of the output signals, while the original number of connected amplifier elements 1 is restored. Thus, in a redundant amplifier, only a specified number of amplifier elements are always used, and if there are no failures, everything s are in dormant, which increases their reliability, 1 yl.

. 1. one

Изобретение относитс к электрон- ной технике, может быть использовано при создании надежных преобразователей и усилителей мощности и вл етс усовершенствованием изобретени по авт.св, № 959302.The invention relates to electronic engineering, can be used to create reliable power converters and amplifiers, and is an improvement of the invention in accordance with author No. 959302.

Цель изобретени . - порышение .надежности усилител .The purpose of the invention. - increase in the reliability of the amplifier.

Па чертеже изображена схема резервированного усилител ,Pa drawing shows a redundant amplifier circuit,

Резервированный усилитель содержи усилительные элементы 1, балластные резисторы 2, коммутирующие элементы 3j логические элементы 4 совпадени , датчики 5 направлени тока, пороговы элементы 6,-нагрузку 7, первьш 8 и второй 9 логические селекторы, управл емый источник 10 посто нного напр жени , реверсивньй счетчик 11, первый 12 и второй 13 элементы И и генератор 14 импульсов.The redundant amplifier contains amplifying elements 1, ballast resistors 2, switching elements 3j logical elements 4, current direction sensors 5, threshold elements 6, -load 7, first 8 and second 9 logical selectors, controlled constant-voltage source 10, reversible the counter 11, the first 12 and the second 13 elements And the generator 14 pulses.

Резервированный усилитель работае следующим образом,Redundant amplifier works as follows,

. Вследствие некоторого разброса характеристик усилительных элементов 1. их выходные напр жени отличаютс на. небольшую величину. Поскольку выходы всех усилительных элементов 1 подключены к соответствующим датчикам 5 направлени -т-ока, а последние определ ют направление тока по отношению к опорному напр жению управл е. Due to some variation in the characteristics of the amplifying elements 1. their output voltages differ by. small amount. Since the outputs of all amplifying elements 1 are connected to the corresponding sensors 5 of the direction of the eye, and the latter determine the direction of the current relative to the reference voltage control

5 five

10ten

5 five

5five

00

мого источника 10, то дискретный выходной сигнал датчика 5 зависит от соотношени выходного напр жени усилительного элемента 1 и источника 10, При превышении выходного напр жени усилительного элемента 1 над опорным напр жением источника 10 датчик 5 направлени тока, формирует на своем выходе логическую единицу. Такой сигнал поступает с порогового элемента 6 при исправности входной цепи усилительного элемента. Если логический элемент 4 совпадени получает два одинаковых сигнала в виде логических единиц, то обеспечивает замкнутое состо ние коммутирующего элемента 3, т,е, работу соответствунщего усилительного элемента 1 на нагрузку 7, В случае, когда напр жение на выходе усилительного элемента 1 уменьшаетс ниже уровн опорного напр жени источника .10, т,е, он становитс нагрузкой дл других усилительных элементов , датчик 5 направлени тока формирует на выходе сигнал логического нул , по которому элемент 4 совпадени отключает соответствующий коммутирующий элемент 3, Такое - отключение производитс при отказах входных цепей (по сигналу порогового элемента 6), Если в результате вли ни температурных или других фактоMy source 10, the discrete output signal of sensor 5 depends on the ratio of the output voltage of the amplifying element 1 and the source 10. When the output voltage of the amplifying element 1 exceeds the reference voltage of the source 10, the current direction sensor 5 forms a logical unit at its output. Such a signal comes from the threshold element 6 when the input circuit of the amplifying element is operable. If the logical element 4 matches two identical signals as logical units, then it provides the closed state of the switching element 3, t, e, the operation of the corresponding amplifying element 1 to the load 7. In the case when the voltage at the output of the amplifying element 1 decreases the reference voltage of the source .10, t, e, it becomes the load for other amplifying elements, the current direction sensor 5 generates a logic zero signal at the output, according to which the coincidence element 4 switches off the corresponding switching element 3, Such - disconnection is performed when input circuits fail (at the signal of threshold element 6), If as a result of the influence of temperature or other factors

33

ров выходное напр жение на холостом ходу одного из отключенных усилительных элементов 1 превышает знамение напр жени на входе источника 10, то в результате изменени состо ни соответствующего датчика 5 происходит срабатывание соответствующего логического элемента совпадени 4 и подключение соответствующего усилительного блока к нагрузке 7. Таким образом, подключение и отключение усилительных элементов в нагрузке происходит как и в известном усилителе .When the output voltage at idle of one of the disconnected amplifying elements 1 exceeds the voltage at the input of source 10, then, as a result of a change in the state of the corresponding sensor 5, the corresponding logic element 4 is triggered and the corresponding amplifying unit is connected to the load 7. connection and disconnection of amplifying elements in the load occurs as in the well-known amplifier.

Резервированный усилитель содержит N идентичных каналов с усилительными элементами 1, М из которых назначаютс резервными, поэтому N - М параллельно работающих усилительных элементов 1 обеспечивают номинальную мощность в нагрузке 7,The redundant amplifier contains N identical channels with amplifying elements 1, M of which are assigned as backup, therefore N - M parallel operating amplifying elements 1 provide the nominal power in load 7,

Состо ние, при котором к нагрузке подключены N - М усилительных блоков считают исходным нормальным рабочим состо нием резервированного усилитеThe state in which the N - M amplifying blocks are connected to the load is considered to be the initial normal operating state of the redundant amplifiers.

Входы реверсивного счетчика 11 :The inputs of the reversible counter 11:

Последовательность счетных импульсовSequence of counting pulses

00 О О00 O O

Из таблицы видно, что при значени выходных функций первого и второго логических селекторов 8 и 9 равны нулю, импульсы с генератора 14 не поступают через элементы И 12 и 13 ни на один из входом реверсивного счетчика 11, его состо ние не измен етс . Это соответствует исходному нормальному рабочему состо нию рез.ер- вированного усилител .The table shows that when the output functions of the first and second logical selectors 8 and 9 are equal to zero, the pulses from the generator 14 do not come through the elements 12 and 13 to one of the inputs of the reversing counter 11, its state does not change. This corresponds to the initial normal operating state of the amplified amplifier.

Если в результате изменени параметров или по причине выхода из стро If as a result of a change in parameters or due to failure

18.118.1

л . В нормальном р Чбочеи состо нии резервированного ус.и-чител на входах логичег сих селекторов 8 и 9 присутствуют N - М входных сигналов, равных единице (остачьныс равны нулю).l In the normal state of the reserved state of the reader, at the inputs of the logical selectors 8 and 9 there are N - M input signals equal to one (the rest are equal to zero).

Логические селекторы выполн ют функщсю выбора заданного количества входиьгх сигналов и превышени над этим количеством. Пусть f ( / N - М) - выходна функци первого логического селектора 8 (с инверсным выходом); f ( N - М+1) - выходна функци второго логического селектора 9 пр мом выходом ) ,Logical selectors perform the function of selecting a predetermined number of incoming signals and exceeding this number. Let f (/ N - M) be the output function of the first logical selector 8 (with inverse output); f (N - M + 1) is the output function of the second logical selector 9 direct output),

п - количество фактически подключенных к па- грузке 7 усилительньос элементов 1.n is the number of amplifiers of elements 1 actually connected to load 7.

Тогда состо ние резервированного усилител в зависимости от числа подключенных к нагрузке 7 усилительных элементов характеризуетс следующей таблицей:Then the state of the redundant amplifier depending on the number of amplifying elements connected to the load 7 is characterized by the following table:

ОABOUT

О . ОABOUT . ABOUT

5050

5555

одного из усилительных элементов 1 произойдет его отключение от нагрузки (п N-M), то значение вькодной функции первого логического селектора 8 f (7/ N-M) станет равным единице и импульсы с генератора 14 через первый логический элемент И 12 начнут поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 11. Поскольку управл ющий вход источника 10 подключен к выходу реверсивного счетчика 11, то напр жение на его выходе соотone of the amplifying elements 1 will be disconnected from the load (n NM), then the value of the code function of the first logic selector 8 f (7 / NM) will be equal to one and the pulses from the generator 14 through the first logic element 12 will begin to flow to the subtracting input of the reversible counter 11. Since the control input of the source 10 is connected to the output of the reversible counter 11, the voltage at its output corresponds to

5151

ветственно начнет уменьшатьс . Когда это напр жение станет ниже выходного папр женн одного из усилительных элементов 1, значение которого в холостом режиме максимально, то в соответствующем датчике 5 направление тока изменитс на противоположное и произойдет подключение соответствующего усилительного элемента 1 к нагрузке 7, В случае, если произойдет отключение нескольких усилительных элементов 1, то этот процесс ,, (поступление импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика - уменьшение напр жени на выходе управл емого источника 10 посто нного напр жени - подключение одного из усилительных элементов 1 к нагрузке) буде продолжатьс до тех пор, пока коли- чество подключенных к нагрузке усилительных элементов 1 оп ть не станет равным N-M. При этом значение выходной функции первого логического селектора 8 (, N-M) станет равным ну- люи резервированный усилитель вернетс в нормальное рабочее состо ние. Если в результате изменени параметров произойдет подключение одного или нескольких наход щихс в гор чем ненагруженном режиме усилительны : элементов 1 к нагрузке 7, тогда () то станет равным единице значение выходной функции второго логического селектора 9, т.е. f(7yN-M i-1) 1, и импульсы с генератора 14 через второй элемент И 13 начнут поступать на суммирующий вход реверсивного счет- чика 11, Это приведет к изменению состо ни счетчика, увеличению уровн выходного напр жени управл емого источника 10 и поочередному отключению от нагрузки тех усилительных элементов 1, уровень выходного напр жени которых минимален. Этот пере-, ходной процесс закончитс , когда ко- 1личество подключенных к нагрузке 7 усилительных элементов 1 оп ть стане равным N-M,will begin to decrease. When this voltage falls below the output voltage of one of the amplifying elements 1, the value of which is maximum in idle mode, the current direction in the corresponding sensor 5 will be reversed and the corresponding amplifying element 1 will be connected to the load 7, In case several amplifying elements 1, then this process ,, (the arrival of pulses at the subtracting input of a reversible counter - a decrease in the voltage at the output of a controlled source 10 of constant voltage - Connecting one of the reinforcing elements 1 to the load) bude continue until as long as The amount of the load connected to the reinforcing elements 1 again becomes equal to N-M. In this case, the value of the output function of the first logical selector 8 (, N-M) will become equal to zero and the redundant amplifier will return to the normal operating state. If, as a result of changing the parameters, one or several amplifiers in hot unloaded mode are connected: elements 1 to load 7, then () then the value of the output function of the second logic selector 9, i.e. f (7yN-M i-1) 1, and the pulses from the generator 14 through the second element And 13 begin to flow to the summing input of the reversing counter 11, this will lead to a change in the state of the counter, an increase in the level of the output voltage of the controlled source 10 and alternately disconnecting from the load those amplifying elements 1, whose output voltage level is minimal. This transient process will end when the number of amplifying elements 1 connected to the load 1 again becomes equal to N – M,

Следовательно, вновь введенные в. резервированньй усилитель элементыConsequently, the newly introduced in. redundant amplifier elements

обеспечивают возможность производить подключение или отключение ус шитель- ных каналов в нагрузке таким образом, чтобы при отсутствии отходов в работе находилось только заданное количество усилительных элементов 1, а остальные усилительные элементы бьши в состо нии гор чего ненагруженного резерва, где интенсивность отказа элементов ниже.provide the ability to connect or disconnect the amplifying channels in the load so that, in the absence of waste, only a specified number of amplifying elements 1 are in operation, and the remaining amplifying elements are in a state of hot load, where the failure rate of the elements is lower.

Таким образом, в предлагаемом усилителе исключена зависимость числа усилительных элементов, наход щихс в состо нии гор чего ненагруженного резерва, от случайного разброса параметров элементов, что повышает надежность резервированного усилител и гарантировано обеспечивает заданньм уровень мощности в нагрузке.Thus, in the proposed amplifier, the number of amplifying elements in the state of a hot unloaded reserve is excluded from the random variation of the parameters of the elements, which increases the reliability of the redundant amplifier and ensures the specified power level in the load.

ФормулаFormula

изобретени the invention

0 5 0 5

00

Резервированный усилитель по авт. св. № 959302, отличающийс теМэ что, с целью повышени надежности усилител , в него введены управ- л емьй источник посто нного напр жени , реверсивный счетчик, генератор импульсов, первый и второй логические селекторы, а также первый и второй элементы И, первые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго логических селекторов , а вторые входы подключены к выходу генератора импульсов, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счетчика, выходы логических элементов совпадени подключены к соответ- ствук цим входам первого и второго логических селекторов, выходы разр дов реверсивного счетчика св заны с управл ющим входом управл емого источника посто нного напр жени , один из выводов которого соединен с общей шиной, а другой вывод - с вторыми, токовыми выходами датчиков направлени тока.Redundant amplifier auth. St. No. 959302, which differs from that, in order to improve the reliability of the amplifier, a control source of a constant voltage, a reversible counter, a pulse generator, the first and second logical selectors, and the first and second elements AND, the first inputs of which are connected, are introduced into it. respectively, to the outputs of the first and second logical selectors, and the second inputs are connected to the output of the pulse generator, the outputs of the first and second elements And are connected respectively to the subtracting and summing inputs of the reversible counter, the outputs their coincidence elements are connected to the corresponding inputs of the first and second logical selectors, the outputs of the reversible counter bits are connected to the control input of a controlled constant voltage source, one of the terminals of which is connected to the common bus, and the other output to the second , current outputs of current direction sensors.

Claims

Redundant St. »No. 959302, so that, in order to increase the reliability of the amplifier, a controlled constant voltage source, a reversible counter, a pulse generator, the first and second logical selectors, as well as the first and second I elements, the first inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second logical selectors, and the second inputs are connected to the output of the pulse generator, the outputs of the first and second elements And are connected respectively to the subtracting and summing inputs of the reversible counter, the outputs are logical Sgiach matching elements are connected to respective inputs of the first and second logical selectors outputs down counter bits are connected to a control input of a controlled source of DC voltage, one of the terminals of which is connected to the common bus and the other output - with the second current output current direction sensors.