DE3704426A1

DE3704426A1 - Device for the redundant DC supply of electrical loads

Info

Publication number: DE3704426A1
Application number: DE19873704426
Authority: DE
Inventors: Walter Teutsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-05-05
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1987-11-12

Abstract

Two electrical power supply devices (SV1, SV2) are connected to a load (V) on the output side, without any decoupling diodes. Each of the electrical power supply devices (SV1, SV2) is able to supply the load (V) with sufficient current on its own. Each electrical power supply device (SV1, SV2) contains a circuit in the case of which a DC voltage is generated in a pulsed manner, which DC voltage supplies the respective output after smoothing and rectification. A monitoring circuit (UE) is provided which monitors the behaviour of the pulsed DC voltage for conformity with a specified regulator behaviour and emits a defect report in the event of any discrepancy. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur redundan ten Gleichstromspeisung elektrischer Verbraucher unter Verwen dung zweier Stromversorgungseinrichtungen.The invention relates to a device for redundant th DC power supply of electrical consumers using two power supply devices.

Derartige Einrichtungen werden beispielsweise für elektroni sche Datenverarbeitungsanlagen verwendet, damit auch bei Aus fall einer der Stromversorgungseinrichtungen die eigentliche Datenverarbeitung ungestört bleibt. Die beiden Stromversor gungseinrichtungen sind dabei jeweils über ausgangsseitige Diodenstrecken voneinander entkoppelt. Diese Schaltung ermög licht es, daß das Vorliegen einer ordnungsgemäßen Spannung der jeweiligen Stromversorgungseinrichtungen mit Hilfe einer Span nungswächterschaltung vor den jeweiligen Dioden detektiert wird. Wenn jedoch relativ große Ströme über die Dioden geleitet wer den, erweist sich außerdem resultierender Spannungsabfall auch die demzufolge an den Dioden entstehende Verlustleistung von Nachteil.Such devices are used, for example, for electronics used data processing systems, so even when off if one of the power supply devices is the actual one Data processing remains undisturbed. The two electricity supplier supply devices are each on the output side Diode sections decoupled from each other. This circuit enables it is clear that the proper tension of the respective power supplies using a chip voltage guard circuit is detected in front of the respective diodes. However, if relatively large currents are passed through the diodes the resulting voltage drop also proves the resulting power loss of Disadvantage.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ohne die Verwendung von den Stromversorgungseinrichtungen nachgeschalteten, zum Verbraucher hinführenden Dioden eine Überwachung der beiden Stromversorgungseinrichtungen auf ihre Funktionsfähigkeit hin ermöglicht wird.The object of the present invention is to provide a device type mentioned in such a way that without the use downstream from the power supply devices to Consumer leading diodes monitor the two Power supply devices for their functionality is made possible.

Gemäß der Erfindung wird für eine Einrichtung der eingangs ge nannten Art diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch die Aus gangsstufen der Stromversorgungseinrichtungen jeweils getaktete Gleichspannungen erzeugt werden, aus denen jeweils über eine Gleichrichterschaltung und jeweils eine Glättungsschaltung eine Gleichspannung gewonnen wird, daß entsprechend einem vorgege benen Sollwert für diese Gleichspannung die Taktfolgen der bei den Ausgangsstufen geregelt werden, daß die Ausgänge der beiden Stromversorgungseinrichtungen direkt parallel geschaltet sind, daß die getakteten Gleichspannungen an eine Überwachungsschal tung geleitet werden und daß bei einer Abweichung des tatsäch lichen Verlaufs der getakteten Gleichspannungen vom regulären Verlauf von der Überwachungsschaltung eine Störungsmeldung auslösbar ist.According to the invention is ge for a device of the beginning called type solved this task in that by the Aus gear stages of the power supply devices each clocked Direct voltages are generated, each of which has a Rectifier circuit and one smoothing circuit each DC voltage is obtained that according to a pre setpoint for this DC voltage, the clock sequences of the The output stages are regulated so that the outputs of the two Power supply devices are directly connected in parallel, that the clocked DC voltages to a monitoring scarf tion and that in the event of a deviation of the actual the course of the clocked DC voltages from the regular A fault message from the monitoring circuit can be triggered.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei getak teten Stromversorgungseinrichtungen die Elemente für die Gleich richtung und Glättung sehr störungsunanfällig sind, während die eigentliche Taktung unbedingt einer Überprüfung bedarf. Demzu folge wird nicht die jeweils resultierende Ausgangsspannung auf das Einhalten vorgegebener Werte hin überprüft, was bei einer Parallelschaltung zweier Stromversorgungseinrichtungen ohne Ver wendung von entkoppelnden Dioden auch nicht möglich wäre, son dern es wird für jede der Stromversorgungseinrichtungen die je weils getaktete Gleichspannung überwacht. Durch die jeder Strom versorgungseinrichtung zugeordneten Gleichrichter ist dabei eine Entkopplung der zu überwachenden getakteten Gleichspannungen ohne weitere Maßnahme stets gegeben.The invention is based on the knowledge that in getak Power supply equipment tied the elements for the same direction and smoothing are very insensitive to interference, while the actual timing absolutely needs to be checked. For that the resulting output voltage will not follow compliance with specified values checks what happens at a Parallel connection of two power supply devices without Ver decoupling diodes would also not be possible, son it will be the case for each of the power supply devices because clocked DC voltage is monitored. Through which every stream Rectifier assigned to the supply device is a Decoupling of the clocked DC voltages to be monitored always given without further action.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß für jede der Stromversorgungseinrichtungen je weils eine spezifische Störungsmeldung auslösbar ist. Dadurch kann der Störungsmeldung bereits entnommen werden, welche der beiden Stromversorgungseinrichtungen die gestörte ist, ohne daß es hierzu weiterer Untersuchungen des Wartungspersonals bedarf.An advantageous embodiment of the invention is characterized records that for each of the power supply devices because a specific fault message can be triggered. Thereby can already be seen from the fault message which of the two power supply devices is the disturbed without further investigations of the maintenance personnel are required for this.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeich net, daß als die den tatsächlichen Verlauf der jeweiligen ge takteten Gleichspannung angebende Größe der jeweilige Gleich anteil der getakteten Gleichspannungen vorgesehen ist. Damit läßt sich eine ausgesprochen einfache Schaltung realisieren.A further embodiment of the invention is characterized net that as the the actual course of the respective ge clocked DC voltage indicating size of the respective DC share of the clocked DC voltages is provided. In order to an extremely simple circuit can be implemented.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is in the drawing shown and is explained in more detail below.

In der Darstellung sind gestrichelt zwei Stromversorgungsein richtungen SV 1 und SV 2 angedeutet, die ausgangsseitig einen Verbraucher V mit Gleichspannung versorgen. Jede der Stromver sorgungseinrichtungen SV 1 und SV 2 wird eingangsseitig mit einer Gleichspannung gespeist, die ein Vielfaches der Größe der Aus gangsspannung beträgt. Diese Gleichspannung kann beispielsweise über einen der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten netzgespeisten Transformator mit nachgeordneter Gleichrichter- und Glättungsschaltung generiert werden. Jede der Stromversor gungseinrichtungen SV 1 bzw. SV 2 ist so ausgelegt, daß jede für sich allein in der Lage ist, den Verbraucher V ausreichend mit Gleichstrom versorgen zu können. Bei ungestörtem Betrieb ist eine gleichmäßige Aufteilung des Verbraucherstroms auf die beiden Stromversorgungseinrichtungen SV 1 und SV 2 gegeben.In the illustration, two power supply devices SV 1 and SV 2 are indicated by dashed lines, which supply a consumer V with DC voltage on the output side. Each of the Stromver supply devices SV 1 and SV 2 is fed on the input side with a DC voltage which is a multiple of the size of the output voltage. This DC voltage can be generated, for example, via a mains-powered transformer, not shown for the sake of clarity, with a downstream rectifier and smoothing circuit. Each of the Stromversor supply devices SV 1 and SV 2 is designed so that each alone is able to supply the consumer V sufficiently with DC. In the case of undisturbed operation, the consumer current is divided evenly between the two power supply devices SV 1 and SV 2 .

Die Stromversorgungseinrichtungen SV 1 und SV 2 sind jeweils nur mit den Elementen gezeigt, die ganz prinzipiell für die Funk tion der Stromversorgungseinrichtungen SV 1 bzw. SV 2 erforderlich sind.The power supply devices SV 1 and SV 2 are only shown with the elements that are required in principle for the function of the power supply devices SV 1 and SV 2 .

Jede der Stromversorgungseinrichtungen SV 1 bzw. SV 2 beinhaltet einen Transformator TR 1 bzw. TR 2, mit dessen Hilfe die jeweils eingangsseitige Gleichspannung, die mit Hilfe von Transistoren T 1 bzw. T 2 gepulst wird, auf ein niedrigeres Spannungsniveau herabgesetzt wird. Die sekundärseitige Spannung der Transfor matoren TR 1 bzw. TR 2 wird über Dioden D 11 bzw. D 21 gleichgerich tet und gelangt dann jeweils an eine Glättungsschaltung, die aus einem Kondensator C 1 bzw. C 2, einer Drossel DR 1 bzw. DR 2 sowie einer Diode D 12 bzw. D 22 besteht. Der jweilige Kondensator C 1 bzw. C 2 ist dabei als Spannungsspeicher, die Drossel DR 1 bzw. DR 2 als Stromspeicher vorgesehen. Die Dioden D 12 bzw. D 22 dienen dazu, daß der von den Drosseln DR 1 bzw. DR 2 geführte Strom auf rechterhalten wird, wenn über die Dioden D 11 bzw. D 21 kein Strom in die Glättungsschaltung eingespeist wird.Each of the power supply devices SV 1 and SV 2 contains a transformer TR 1 and TR 2 , with the aid of which the respective DC voltage on the input side, which is pulsed with the aid of transistors T 1 and T 2 , is reduced to a lower voltage level. The secondary-side voltage of the transformers TR 1 and TR 2 is rectified via diodes D 11 and D 21 , respectively, and then each reaches a smoothing circuit consisting of a capacitor C 1 or C 2 , a choke DR 1 or DR 2 and a diode D 12 or D 22 . The respective capacitor C 1 or C 2 is provided as a voltage store, the choke DR 1 or DR 2 as a current store. The diodes D 12 and D 22 serve that the current led by the chokes DR 1 and DR 2 is maintained when no current is fed into the smoothing circuit via the diodes D 11 and D 21 .

Die Ansteuerung der Transistoren T 1 bzw. T 2 erfolgt über galva nisch trennende Umsetzer U 1 bzw. U 2, die über Leitungen L 1 bzw. L 2 mit der resultierenden Ausgangsgleichspannung gespeist werden und entsprechend dieser Gleichspannung das Puls-Pausen-Verhält nis für die die Transistoren T 1 bzw. T 2 steuernden Signale vor geben.The control of the transistors T 1 and T 2 takes place via galvanically isolating converters U 1 and U 2 , which are fed via lines L 1 and L 2 with the resulting DC output voltage and the pulse-pause ratio for this DC voltage give the transistors T 1 and T 2 controlling signals before.

Jede der Stromversorgungseinrichtung SV 1 bzw. SV 2 ist als solche handelsüblich, jedoch werden derartige Stromversorgungseinrich tungen bislang nicht unmittelbar ausgangsseitig zusammenge schaltet, wie dies bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist, da wie eingangs erläutert, bislang das Vorurteil besteht, daß Ausfälle einzelner Stromversorgungseinrichtungen sich dann nicht lokalisieren lassen.Each of the power supply device SV 1 or SV 2 is commercially available as such, however, such power supply devices have not yet been directly connected on the output side, as is the case with the present invention, since, as explained at the beginning, there has been the prejudice that failures of individual power supply devices cannot be localized then.

Hier setzt die Erfindung ein, dann an den Anoden der Dioden D 11 bzw. D 21 wird über Leitungen L 3 bzw. L 4 die gegenüber dem Poten tial an einer gemeinsamen Ausgangsleitung L 5 anstehende getak tete Gleichspannung an Umsetzer U 1 bzw. U 2 einer Überwachungs schaltung UE (gestrichelt angedeutet) geleitet. Die Umsetzer U 1 bzw. U 2 ermitteln den jeweiligen Gleichanteil der jeweils ge takteten Gleichspannungen. Sofern dieser Gleichanteil einen für die Ausgangsspannung der Stromversorger SV 1 und SV 2 charakteri stischen Wert über- oder unterschreitet, wird von den Umsetzern U 3 bzw. U 4 ein Störungsmeldesignal an eine Anzeigeeinrichtung AE geleitet, so daß beispielsweise über Leuchtmelder M 1 bzw. M 2 auf das Vorliegen eines Defektes in der Stromversorgungseinrichtung SV 1 bzw. SV 2 hingewiesen werden kann.This is where the invention comes in, then at the anodes of the diodes D 11 and D 21 the lines pending against the potential on a common output line L 5 are clocked DC voltage at converters U 1 and U 2 via lines L 3 and L 4 a monitoring circuit UE (indicated by dashed lines) directed. The converters U 1 and U 2 determine the respective DC component of the clocked DC voltages. If this DC component exceeds or falls below a characteristic value for the output voltage of the power suppliers SV 1 and SV 2 , the converters U 3 and U 4 transmit a fault signal to a display device AE , so that, for example, indicator lights M 1 and M 2 , the presence of a defect in the power supply device SV 1 or SV 2 can be indicated.

Claims

1. Device for redundant DC power supply of electrical loads using two Stromversorgungseinrich lines, characterized in that clocked DC voltages are generated by the output stages of the power supply devices (SV 1 , SV 2 ), from each of which via a rectifier circuit (D 11 , D 21 ) and each a smoothing circuit (C 1 , DR 1 , D 12 or C 2 , DR 2 , D 22 ) a DC voltage is obtained that the clock sequences of the two output stages are regulated according to a given setpoint for this DC voltage that the outputs of the two Power supply devices (SV 1 , SV 2 ) are connected directly in parallel, that the clocked DC voltages are passed to a monitoring circuit (UE) and that if the actual profile of the clocked DC voltages deviates from the regular profile of the monitoring circuit (UE), a fault message can be triggered .

2. Device according to claim 1, characterized in that for each of the Stromversorgungseinrich lines (SV 1 , SV 2 ) a specific fault message can be triggered.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the actual ver variable indicating the clocked DC voltage the respective DC component of the clocked DC voltages is provided.