CN101385215B - 电源装置及其控制方法 - Google Patents

电源装置及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101385215B
CN101385215B CN2006800533014A CN200680053301A CN101385215B CN 101385215 B CN101385215 B CN 101385215B CN 2006800533014 A CN2006800533014 A CN 2006800533014A CN 200680053301 A CN200680053301 A CN 200680053301A CN 101385215 B CN101385215 B CN 101385215B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
signal
power subsystem
control signal
output
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006800533014A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101385215A (zh
Inventor
板仓和彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of CN101385215A publication Critical patent/CN101385215A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101385215B publication Critical patent/CN101385215B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop

Abstract

本发明提供电源装置及其控制方法。构成电源装置的各个电源单元包括：停止状态锁定单元，其在检测到一次侧过电流时，在经过第1时间后，将用于控制该电源单元的电源输出的控制信号锁定为停止电源输出的预定停止状态；和输出限制单元，其在检测到二次侧过电流时，在经过第2时间后，使控制信号处于在使该电源单元的电源输出不停止的情况下对该电源单元的电源输出进行限制的预定限制状态，第2时间构成为比第1时间短。

Description

电源装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电源装置及其控制方法，尤其涉及使多个电源单元并列运转来向负载供电的电源装置及其控制方法。
背景技术
近年来，应用了DC-DC转换器(以下简称为“DDC”)的电源装置由于需要分散供电，一般构成为在各个印刷基板上安装多台小型板载式DDC。这些小型板载式DDC每一台的输出电流为40A～70A，通过使其中的2台～8台并列冗长运转，向高端UNIX(注册商标)服务器、主构成的CPU/LSI等供电。
在这种电源装置中，以输出电流的大电流化为目的，一般按照图1所示并联连接多台电源单元(电源1、电源2、...)，即并联连接各个电源的输出部(输出部1、输出部2、...)。
近来负载在向低电压大电流方向发展。因此，在如上所述并联连接的各个电源单元的输出部中，不采用所谓的“二极管对接方式”，而采用最适合于大电流的所谓“输出直接连接方式”的情况比较多。
在“输出直接连接方式”中，虽然不能实现电源装置的冗长运转，但是与“二极管对接方式”不同，可以使并联连接部位的损失为零。因此，可以说是最适合于以大电流化为目的的电源系统的方式。
另一方面，在该输出直接连接方式中，如图2所示，当一台电源单元在其内部发生短路故障时(图中的X点)，不能防止电流的逆流。因此，不能实现电源装置的冗长运转。即，在这种情况下，从正常的电源单元向发生故障的电源单元流过超过该电源单元具有的提供能力的电流。结果，最终导致正常的电源单元内部的过电流保护电路动作，导致正常的电源单元也停止输出。
即，在“输出直接连接方式”中，伴随发生故障的一台电源单元停止，导致并列运转的其他正常的电源单元也停止输出。因此，产生不能隔离实际发生故障的电源单元的问题。
在上述“对接二极管方式”中，例如图3所示在各个电源单元的输出部(输出部1、输出部2、...)设置二极管D1、D2。因此，即使一台电源单元内部发生短路故障时，也能够利用二极管D1或D2防止电流的逆流。结果，正常的电源单元可以不停止输出地继续向负载提供输出电压。并且，在该方式中，也能够将发生故障的电源单元隔离。
但是，在该“对接二极管方式”中，由于对接的二极管D1、D2的顺电压VF，使得输出大电流时的损失P＝Io1×VF增大。因此，在需要冷却用的散热器等时，可能牵涉到电源单元的体积增大和价格上升。因此，在不需要冗长运转的情况下，不能说是一定合适的方式。
专利文献1：日本特开2003-169471号公报
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种电源装置及其控制方法，尽管不采用“对接二极管方式”而采用“输出直接连接方式”，但在电源单元内部发生故障时，也能够将故障电源单元适当隔离，而且不会引发并列运转的正常的电源单元的运转停止。
在本发明中，为了达到上述目的，在检测到变压器的一次侧过电流时，在经过第1时间后，将用于控制该电源单元的输出的控制信号锁定为停止该输出的预定停止状态，在检测到变压器的二次侧的正方向的过电流时，在经过第2时间后，使所述控制信号处于在使该电源单元的输出不停止的情况下对该电源单元的输出进行限制的预定限制状态。并且，所述第2时间构成为比所述第1时间短。
如上所述，在进行并列运转的多个电源单元中的一个电源单元发生故障时，如图2所示，从正常的电源单元向故障电源单元流入过大的电流。在本发明中，如上所述，使在检测到变压器的二次侧过电流时把控制信号设为限制状态时的第2时间设定得比在检测到变压器的一次侧过电流时把控制信号设为停止状态时的第1时间短。结果，在这种情况下，图2所示的电源单元进行以下动作。
即，在正常电源单元的输出部1中，向并联连接的故障电源单元的输出部2流出过电流。因此，检测该情况，该正常电源单元的控制信号在经过第2时间后处于限制状态。另一方面，该过电流也在该正常的电源单元的变压器一次侧也可检测到。但是，在一次侧构成为只有在经过比该第2时间长的第1时间后，才能使该控制信号处于停止状态。因此，当在一次侧控制信号处于停止状态之前，根据二次侧的上述检测结果，使控制信号处于限制状态。结果，正常的电源单元的输出被限制。因此，想要提供给故障电源单元的输出被限制。从而一次侧的过电流状态被消除。该动作在经过第1时间之前进行，所以在正常电源单元中控制信号不会成为停止状态。
另一方面，在包括具有短路部位X的输出部2的故障电源单元中，从正常的电源单元向该短路部位流入过电流。但是，由于该电流的方向为相反方向，所以在故障电源单元的二次侧不进行过电流的检测。但是，由于该过电流的流入，故障电源单元的变压器饱和。结果，该故障电源单元的一次侧实质上处于短路状态，在一次侧也产生过电流。在检测到该情况并经过上述第1时间后，故障电源单元的控制信号处于停止状态。
这样，在正常的电源单元中，控制信号处于限制状态，在故障电源单元中，控制信号处于停止状态。结果，利用在正常的电源单元中所限制的电源输出继续进行运转，而在故障电源单元中运转完全停止。因此，能够可靠地将故障电源单元隔离。
并且，在控制信号处于停止状态的状态下，优选构成为检测到该情况并产生故障信号。结果，在上述情况下，只从故障电源单元产生故障信号，由此能够更加可靠地将故障电源单元隔离。
这样，根据本发明，由于能够可靠地将故障电源单元隔离，所以在发生故障时也不需要更换并联连接的全部电源单元，只更换被隔离的故障电源单元即可对应。
附图说明
图1是说明并联连接多台电源单元构成的电源装置的结构示例的图。
图2是说明在图1所示电源装置中一个电源单元产生故障时的状态的图。
图3是说明“对接二极管方式”的图。
图4是说明本发明的一个实施例的电源装置的结构的图。
图5是说明图4所示电源装置的动作的图(之一)。
图6是说明图4所示电源装置的动作的图(之二)。
图7是说明图4所示电源装置的动作的时序图(之一)。
图8是说明图4所示电源装置的动作的时序图(之二)。
图9是说明图4所示电源装置中的整流电路和平滑电路的一例的电路图。
符号说明
10-1、10-n电源单元；11、14过电流保护电路；12反相器电路；13整流电路和平滑电路；15驱动信号电路。
具体实施方式
根据本发明的实施方式，构成电源装置的相互并联连接的多个电源单元分别具有满足以下时间关系的高速的“一次侧过电流保护电路(带锁定器)”和“二次侧过电流保护电路”。
“二次侧过电流响应时间(Δt2)”＜“一次侧过电流响应时间(Δt1)”＜“故障信号响应时间(Δt3)”
并且，通过构成为检测对电源单元的输出进行控制的控制脉冲的停止来发送“故障信号”，可以容易进行故障电源单元的可靠识别。
在按照上述“输出直接连接方式”并联连接的电源单元中的一个电源单元中，假设在其变压器的二次侧产生基于电源线与接地线之间的短路的故障(简称为“短路故障”)。在该情况下，根据以往的结构，如上所述，包括正常电源单元10在内并联连接的全部电源单元停止。
如图2所示，这在故障涉及的电源单元(以下简称为故障电源单元)中，从其他并联连接的正常的电源单元(以下简称为正常电源单元)向该短路部位(图2中的X)提供过大的电流。结果，该故障电源单元的变压器成为磁饱和状态，所以通过该变压器在该故障电源单元的变压器一次侧也产生实质性短路状态。结果，执行一次侧的过电流保护，该电源单元停止。
在其他各个正常电源单元中，如上所述，向故障电源单元的短路部位(图2中的X)提供过大的输出电流。结果，在各个正常电源单元中，也使其变压器成为磁饱和状态，所以通过该变压器在该正常电源单元的变压器一次侧也产生实质性短路状态。结果，执行一次侧的过电流保护，该电源单元也停止。
这样，构成电源装置的并联连接的全部电源单元停止。该情况时，从产生上述短路故障到上述电源单元全部停止为止的时间是极其短的时间。并且，在该情况下，由于从停止的全部电源单元分别产生故障信号，所以该设施管理者不能识别故障电源单元。因此，需要进行如下作业：更换全部电源单元，或者通过只更换一部分电源单元，并反复进行剩余电源单元的再通电来识别故障电源单元。
在更换全部电源单元时将产生过高费用，而在采用如上所述通过反复进行再通电来识别故障电源单元的方法时，由于反复产生过电流，所以对该电源装置及其周边设备而言不是好事。
根据本发明的实施方式，在各个电源单元中，在通过“一次侧过电流保护电路”检测到一次侧过电流时，将控制用于控制输出的控制脉冲的脉宽的“驱动信号电路”锁定为停止状态。
另一方面，“二次侧过电流保护电路(高速)”设定其响应时间，以便在检测到变压器的二次侧过电流时，使其比上述“一次侧过电流保护电路”先执行保护动作。并且，在“二次侧过电流保护电路(高速)”动作时，“驱动信号电路”处于预定的“限制状态”。在该限制状态下，减小所述控制脉冲的脉宽，或者间断地生成控制脉冲。即，虽然电源单元的输出被限制，但“驱动信号电路”的动作不停止。
并且，还设置以下功能，监视“驱动信号电路”的动作，在控制脉冲停止时确认为故障，并输出“故障信号”。
这样，在各个电源单元中，把根据一次侧过电流将驱动信号电路锁定为停止状态时的延迟时间(设为Δt1)，设定得短于根据二次侧过电流使驱动信号电路成为限制状态时的延迟时间(设为Δt1)。
并且，如图2以及上面所述，在二次侧发生短路故障时，在故障电源单元中由于过电流是相反方向，所以不检测二次侧的过电流(参照图2)。此时，如上所述，由于变压器的磁饱和，在一次侧产生过电流，在上述预定的延迟时间Δt1之后，故障电源单元的驱动信号电路成为停止状态。结果，从故障电源单元产生上述故障信号。
另一方面，在正常电源单元中，在一次侧、二次侧双方检测过电流(参照图2)。但是，如上所述，由于Δt1＞Δt2，所以先通过二次侧的过电流检测，使驱动信号电路成为“限制状态”。结果，该电源单元的输出被限制，一次侧的过电流状态被消除。结果，基于一次侧的过电流检测的驱动信号电路不会转入停止状态。因此，不从正常电源单元产生故障信号。
这样，根据本发明的实施方式，只从故障电源单元产生故障信号，所以能够容易可靠识别故障电源单元。
这样，在本发明的实施方式中，在一次侧借助“一次侧过电流保护电路”的作用，在一次侧的反相器电路的开关元件(晶体管、MOS-FET等)产生短路故障时，该保护电路检测该情况，并停止驱动信号电路的控制脉冲。结果，从故障电源单元产生故障信号，能够容易从外部识别发生故障的电源单元。
并且，即使二次侧整流电路的整流元件(二极管、晶体管、MOS-FET等)发生短路故障时，也能够利用“变压器的磁饱和”在一次侧产生过电流。结果，“一次侧过电流保护电路”检测到该情况并输出与上述相同的故障信号。
即，如上所述，在电源单元内部产生短路故障时，由于该短路产生的过电流从二次侧逆流到电源单元内部。此时，在以正方向的过电流检测为目的的“二次侧过电流保护电路”中不能检测到该情况，如上所述，根据变压器的磁饱和，在“一次侧过电流保护电路”中检测该故障。因此，可以检测电源单元自身的内部短路故障。
并且，在本发明的实施方式中，如上所述，在检测到一次侧的短路故障时，将驱动信号短路“锁定”为停止状态。即，在一次侧过电流保护电路检测到过电流时，在延迟上述Δt1后，进行把插入一次侧电源线的FET锁定为截止状态的控制。结果，一次侧被切断。结果，使该故障状态不会波及到并联连接的其他电源单元。这是因为通过上述一次侧被切断，一次侧的供电被停止，结果，控制脉冲停止。
另一方面，该故障电源单元的一次侧故障的影响不会波及到并联连接的正常电源单元。所以在正常电源单元中不会出现输出停止。因此，在该情况下，不会从正常电源单元输出故障信号。结果，可以从外部识别为正常电源单元，并隔离故障电源单元。
即，在本发明的实施方式中，监视各个电源单元的“驱动信号电路”的动作，在控制脉冲停止时确认为故障，并输出“故障信号”。这样，通过在电源单元内部发生短路故障时输出故障信号，可以从外部可靠确认为故障电源单元。
并且，在本发明的实施方式中，借助“二次侧过电流保护电路(高速)”的作用，在检测到从正常电源单元流向发生短路故障的故障电源单元的急剧的过电流时，在延迟上述Δt2后，驱动信号电路成为限制状态。即，通过使控制脉冲的脉宽减小或间断，可以限制流向故障电源单元的过电流，并保持使控制脉冲不停止的状态。即，不至于把驱动信号电路锁定为停止状态。
结果，在该正常电源单元中，由于控制脉冲不会完全停止，所以不会输出故障信号。结果，可以从外部识别为正常的电源。借助“二次侧过电流保护电路(高速)”的作用，通过限制流向故障电源单元的过电流，抑制产生于该正常电源单元的一次侧的过电流，由此抑制“一次侧过电流保护电路”的动作。
该“二次侧过电流保护电路(高速)”如上所述把响应时间Δt2设定为短于“一次侧过电流保护电路”的响应时间Δt1，结果响应速度达到高速。因此，如上所述，正常电源单元的“一次侧过电流保护电路”的动作被抑制但不至于停止，所以不会被识别为故障。
即，根据本发明的实施方式，可以在发生故障后马上进行故障识别。结果，不需要为了识别故障电源单元而再次接通电源，能够容易且可靠地识别故障电源单元。
并且，根据本发明的实施方式，在电源装置正常地连续运转时，利用满足条件“一次侧过电流响应时间Δt1＞二次侧过电流响应时间Δt2”的高速的过电流保护电路，在正常电源单元中执行二次侧过电流保护功能并抑制二次侧电流，在故障电源单元中执行一次侧过电流保护功能并使输出停止，输出故障信号。
因此，不需要再次通电，即可容易可靠地隔离故障电源单元。因此，在该电源装置的设置场所，只更换故障电源单元即可进行应对。
下面，根据附图说明本发明的实施例。
实施例1
图4是本发明的一个实施例的电源装置的电路图。
该电源装置从48V供电系统20接受DC48V的供电，在并联连接的多个电源单元10-1～10-n(DDC)中分别将其电压转换为所期望的直流电压，然后输出给负载30。
各个电源单元10-1～10-n(以下称为“各个电源单元10”)具有反相器电路12、变压器T、整流电路和平滑电路13。
反相器电路12从48V供电系统20接受DC48V的直流供电，并将其转换为交流电力。整流电路和平滑电路13具有图9所示的电路结构，通过FET、F1、F2对从反相器电路12经由变压器T提供的交流电力进行整流，再通过平滑线圈L、平滑电容器C进行平滑。这样，在把交流电力转换为直流电力时，根据公知的PWM控制的原理控制FET、F1、F2的点弧角，由此调整输出电压Vo。
反相器电路12与整流电路和平滑电路13之间通过光耦合器16连接。这是为了便于在反相器电路12与整流电路和平滑电路13之间传递脉冲控制的同步用信号。
各个电源单元10还具有驱动信号电路15。
驱动信号电路15从外部接受起动信号Is，向整流电路和平滑电路13提供控制脉冲。即，通过增减控制脉冲的脉宽，控制整流电路和平滑电路13的FET、F1、F2的点弧角，由此控制从整流电路和平滑电路13提供给负载30的直流电力的电压。另外，图中省略图示有关控制脉冲的生成的电路结构。有关控制脉冲的生成的电路结构例如可以直接适用根据PWM控制来控制输出的DDC的公知结构，所以在此省略说明。
并且，驱动信号电路15具有控制脉冲停止部15a1、控制脉冲限制部15a2、控制脉冲检测部15ab、比较器15c和故障信号生成部15d。
控制脉冲停止部15a1在提供给反相器电路12的直流电力停止时，通过降压电路17检测到该情况，使提供给整流电路和平滑电路13的控制脉冲停止。结果，图9所示的FET、F1、F2成为截止状态，向负载30的供电停止。把此时的驱动信号电路15的状态称为“停止状态”。
并且，控制脉冲限制部15a2从二次侧过电流保护电路14接收在检测到过电流时输出的检测信号，使控制脉冲的脉宽减小，或者使间断地产生控制脉冲。把此时的驱动信号电路15的状态称为“限制状态”。结果，从整流电路和平滑电路13提供给负载的输出被限制。
控制脉冲检测部15b监视控制脉冲，在控制脉冲持续停止预定时间Δt3(具体地讲是20msec)时，向比较器15c发送检测信号。接收到该信号的比较器15c将与预定的基准电平比较，在超过该基准电平时发送检测信号。接收到该信号的故障信号生成部15d向外部发送故障信号(A1～An)。另外，始终从外部向控制脉冲检测部15b、比较器15c和故障信号生成部15d供电，在由于电源单元10的故障使得经由降压电路17的辅助电源的供给中断的情况下，也能够进行动作。
并且，各个电源单元10具有一次侧过电流保护电路11。该保护电路11具有电流检测电路11a、延迟电路11b、比较器11c、锁定电路11d、AND元件11e和FET11f。在该保护电路11中，在通过电流检测电路11a检测到一次侧的过电流时，利用延迟电路11b延迟预定的响应时间Δt1(具体地讲是4μsec)后，向比较器11c输出检测信号。在比较器11c中，将检测信号的电平与预定的基准电平比较，在超过基准电平时，向锁定电路11d输出检测信号。在锁定电路11d中锁定该检测信号并输出给AND元件。在AND元件中，获取检测信号与电源电压的AND值，向FET11f输出用于切断电源供给的信号。接收到该信号的FET11f处于截止状态，向反相器电路12的供电停止。
这样，在一次侧过电流保护电路11中，在检测到一次侧过电流时，在经过预定的响应时间Δt1后，进行停止向反相器电路12的供电的动作。并且，借助锁定电路11d的作用，在上述过电流状态被消除后，继续保持基于上述FET11f的供电切断状态。
各个电源单元10还具有二次侧过电流保护电路14。该保护电路14包括电流检测电路14a、延迟电路14c和比较器14b。在该保护电路14中，在通过电流检测电路14a检测到二次侧的过电流时，利用延迟电路14c使延迟预定的响应时间Δt2(具体地讲是2μsec)后，向比较器14b输出检测信号。在接收到该信号的比较器14b中，将检测信号的电平与预定的基准电平比较，在超过基准电平时，向驱动信号电路15的控制脉冲限制部15a2发送检测信号。
以下，参照图5～图9，说明具有这种结构的电源装置的电源单元10-1发生短路故障时的动作。
在此，在图7中，(a)表示该故障电源单元10-1的反相器电路12内的反相器FET的输出波形，(b)表示从该故障电源单元10-1的整流电路和平滑电路13提供给负载30的输出电压。(c)表示从该故障电源单元10-1之外的并联连接的正常电源单元10-n的整流电路和平滑电路13提供给负载30的输出电压。(d)表示正常电源单元10-n的故障信号An的状态。(e)表示流过故障电源单元10-1的反相器电路12的电流。(f)表示故障电源单元10-1的一次侧过电流保护电路11中的FET11f的栅极电压。(g)表示故障电源单元10-1的故障信号A1的状态。
并且，在图8中，(a)表示该故障电源单元10-1的整流电路和平滑电路13内的整流FET(图9中为F1、F2)的输出波形。(b)表示从该故障电源单元10-1的整流电路和平滑电路13提供给负载30的输出电压。(c)表示从该故障电源单元10-1之外的并联连接的正常电源单元10-n的整流电路和平滑电路13提供给负载30的输出电压。(d)表示正常电源单元10-n的故障信号An的状态。(e)表示流过故障电源单元10-1的反相器电路12的电流。(f)表示故障电源单元10-1的一次侧过电流保护电路11中的FET11f的栅极电压。(g)表示故障电源单元10-1的故障信号A1的状态。
首先，参照图5和图7，说明在故障电源单元10-1中的变压器T的一次侧产生短路故障时的动作。
具体地讲，在时刻ts(参照图7(a))，假设由于反相器电路12内的元件故障等使得电源线与设置线之间成为短路状态的情况。
在该情况下，如图7(e)所示，在故障电源单元10-1中的一次侧产生过电流。并且，在一次侧的电流超过预定的阈值It1(图7(e))时，如图7(f)所示，在上述响应时间Δt1后，一次侧过电流保护电路11动作。结果，该保护电路11的FET11f切断动作，向反相器电路12的供电被停止。结果，如图7(b)所示，在该故障电源单元10-1中停止输出。
结果，如图7(e)所示，过电流状态消除。但是，借助上述一次侧过电流保护电路11的锁定电路11d的作用，保持上述EFT11f的切断状态。
并且，FET11f的切断动作的结果所产生的一次侧的供电的停止状况，被驱动信号电路15的控制脉冲停止部15a1检测到。结果，从故障产生时刻ts起过上述响应时间Δt1之后，从驱动信号电路15向整流电路和平滑电路13的控制脉冲的供给停止。然后，在经过上述响应时间Δt3(20smec)后，从控制脉冲检测部15b发送检测信号，该检测信号通过比较器15c传递给故障信号生成部15d。接收到该检测信号的故障信号生成部15d向外部发送故障信号A1(图7(g))。
该情况时，影响不会波及到并联连接的正常电源单元10-n，不从该故障信号生成部15d产生故障信号An(图7(d))。
这样，在故障电源单元10-1中的一次侧发生短路故障时，在故障电源单元10-1中生成故障信号A1，在正常电源单元10-n中不生成故障信号An，所以能够可靠地识别故障电源单元10-1。
下面，参照图6、图8，说明在故障电源单元10-1中的变压器T的二次侧发生短路故障时的动作。
具体地讲，假设在时刻ts(参照图8(a))由于整流电路和平滑电路13的整流中的元件故障等使得电源线与设置线之间成为短路状态的情况。
在该情况时，如图8(b)所示，在故障电源单元10-1的二次侧的整流电路和平滑电路13中，由于从正常电源单元10-n等向上述短路故障部位电供，因此产生逆流现象。在该情况时，在故障电源单元10-1中，由于过电流的方向相反，所以二次侧过电流保护电路14不动作。但是，由于该过电流，该故障电源单元10-1的变压器T达到磁饱和。结果，在该故障电源单元10-1中，通过该变压器T在一次侧也产生短路状态，在一次侧产生过电流(图8(e))。
在该一次侧的过电流状态超过预定阈值It1(图8(e))而持续时，如图8(f)所示，在上述响应时间Δt1(4μsec)后，一次侧过电流保护电路11动作。结果，该保护电路11的FET11f切断动作，向反相器电路12的供电停止。结果，在该故障电源单元10-1中，如图8(b)所示，其输出停止。
结果，如图8(e)所示，一次侧的过电流状态也消除。但是，借助上述一次侧过电流保护电路11的锁定电路11d的作用，故障电源单元10-1中的FET11f切断动作仍保持，其输出停止状态仍被保持。
并且，在故障电源单元10-1中，该FET11f的切断动作的结果所产生的一次侧供电的停止状况，同时被驱动信号电路15的控制脉冲停止部15a1检测到。因此，在从产生故障起经过上述响应时间Δt1(4μsec)后，停止从驱动信号电路15向整流电路和平滑电路13提供控制脉冲。然后，在经过上述预定时间Δt3(20msec)后，从控制脉冲检测部15b发送检测信号，该检测信号通过比较器15c传递给故障信号生成部15d。接收到该检测信号的故障信号生成部15d向外部发送故障信号A1(图8(g))。
另一方面，在并联连接的正常电源单元10-n中，上述故障电源单元10-1的二次侧短路故障的结果，进行向该故障部位供电的动作。结果，在正常电源单元10-n的整流电路和平滑电路13中产生过电流(图8(c))。
结果，在输出电流超过预定的阈值It2(图8(c))时，该电流被正常电源单元10-n的二次侧过电流保护电路14检测到。结果，在经过其响应时间Δt2(μsec)之后，借助控制脉冲限制部15a2的作用，从驱动信号电路15提供给整流电路和平滑电路13的控制脉冲被限制。在此，关于控制脉冲的生成，表示以预定的脉冲停止间隔Δt4(具体地讲是10msec)间断进行的示例。
这样，在正常电源单元10-n中，由于提供给整流电路和平滑电路13的控制脉冲被限制，所以二次侧的过电流被限制。结果，变压器T的磁饱和被抑制。如图9所示，借助整流电路和平滑电路13中包含的平滑线圈L的作用，从该正常电源单元10-n向故障电源单元10-1的短路故障部位提供的电流的增加比率被限制为Vo/L。因此，在正常电源单元10-n中，二次侧过电流保护电路14的响应时间Δt2(2μsec)之间的输出电流的增加量被抑制。
因此，在正常电源单元10-n中，在变压器T磁饱和之前，二次侧的输出被限制，其一次侧过电流保护电路11的动作被抑制。不从正常电源单元10-n的故障信号生成部15d发送故障信号An。尤其通过使二次侧过电流保护电路14的响应时间Δt2(2μsec)比一次侧过电流保护电路11的响应时间Δt1(4μsec)短，在正常电源单元10-n中，二次侧过电流保护电路14先动作。结果，在驱动信号电路15成为“停止状态”之前先成为“限制状态”。结果，该正常电源单元的输出被限制，一次侧的过电流被消除，该驱动信号电路15不会成为完全“停止状态”。
并且，相对于有关故障信号生成部15d发送故障信号An的延迟时间Δt3(20msec，图8(g))而言，上述“限制状态”下的控制脉冲的“间断”生成的停止时间Δt4(10msec，图8(c))被设定得比较短。因此，在“限制状态”下间断生成的停止期间内，故障信号生成部15d不动作，也不会生成故障信号。因此，在正常电源单元10-n中不生成故障信号An。
这样，在二次侧发生故障时，在故障电源单元10-1中也生成故障信号A1，在正常电源单元10-n中不生成故障信号An，所以能够可靠地识别故障电源单元10-1。

Claims (12)

1.一种电源装置，该电源装置通过使多个电源单元并列运转来进行供电，其中，
各个电源单元具有：
变压器；
停止状态锁定单元，其在检测到所述变压器的一次侧过电流时，在经过第1时间后，将用于控制该电源单元的输出的控制信号锁定为停止所述输出的预定停止状态；和
输出限制单元，其在检测到所述变压器的二次侧的正方向的过电流时，在经过第2时间后，使所述控制信号处于在使该电源单元的输出不停止的情况下对该电源单元的输出进行限制的预定限制状态，
所述第2时间构成为比所述第1时间短。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
各个电源单元还具有故障信号输出单元，
所述故障信号输出单元在通过所述停止状态锁定单元将控制信号锁定为停止状态时，产生故障信号。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
各个电源单元在由于其二次侧电路的故障而从输出侧流入过电流时，所述变压器达到磁饱和，结果，在一次侧产生过电流，从而所述停止状态锁定单元进行动作，将所述控制信号锁定为停止状态。
4.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
通过所述输出限制单元实现的所述预定限制状态为间断地产生所述控制信号的状态。
5.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
各个电源单元通过PWM控制来控制输出，该PWM控制是基于增减构成所述控制信号的脉冲的脉宽来进行的，
通过所述输出限制单元实现的所述预定限制状态使构成所述控制信号的脉冲的脉宽减小。
6.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
各个电源单元还具有故障信号输出单元，
通过所述输出限制单元实现的所述预定限制状态间断地产生所述控制信号，由此在产生该控制信号的期间内插入预定的停止时间和停止状态，
所述故障信号输出单元在所述控制信号处于停止状态的时间超过所述预定的停止时间时，产生故障信号。
7.一种电源装置的控制方法，该电源装置通过使多个电源单元并列运转来进行供电，
在该控制方法中，
各个电源单元具有变压器，
该控制方法包括：
停止状态锁定步骤，在检测到所述变压器的一次侧过电流时，在经过第1时间后，将用于控制该电源单元的输出的控制信号锁定为停止所述输出的预定停止状态；和
输出限制步骤，在检测到所述变压器的二次侧的正方向的过电流时，在经过第2时间后，使所述控制信号处于在不使该电源单元的输出停止的情况下对该电源单元的输出进行限制的预定限制状态，
所述第2时间构成为比所述第1时间短。
8.根据权利要求7所述的电源装置的控制方法，其中，
该控制方法还包括故障信号产生步骤，在该故障信号产生步骤中，在通过所述停止状态锁定步骤将控制信号锁定为停止状态时，产生故障信号。
9.根据权利要求7所述的电源装置的控制方法，其中，
各个电源单元在由于其二次侧电路的故障而从输出侧流入过电流时，所述变压器达到磁饱和，结果，在一次侧产生过电流，从而执行所述停止状态锁定步骤，将所述控制信号锁定为停止状态。
10.根据权利要求7所述的电源装置的控制方法，其中，
所述输出限制步骤中的所述预定限制状态为间断地产生所述控制信号的状态。
11.根据权利要求7所述的电源装置的控制方法，其中，
各个电源单元通过PWM控制来控制输出，该PWM控制是基于增减构成所述控制信号的脉冲的脉宽来进行的，
所述输出限制步骤中的所述预定限制状态使构成所述控制信号的脉冲的脉宽减小。
12.根据权利要求7所述的电源装置的控制方法，其中，
所述输出限制步骤中的所述预定限制状态间断地产生所述控制信号，由此在产生该控制信号的期间内插入预定的停止时间和停止状态，
该控制方法还包括故障信号产生步骤，在该故障信号产生步骤中，在所述控制信号处于停止状态的时间超过所述预定的停止时间时，产生故障信号。
CN2006800533014A 2006-02-27 2006-02-27 电源装置及其控制方法 Expired - Fee Related CN101385215B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2006/303557 WO2007097012A1 (ja) 2006-02-27 2006-02-27 電源装置及びその制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101385215A CN101385215A (zh) 2009-03-11
CN101385215B true CN101385215B (zh) 2010-11-10

Family

ID=38437072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800533014A Expired - Fee Related CN101385215B (zh) 2006-02-27 2006-02-27 电源装置及其控制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7751168B2 (zh)
EP (1) EP1990884B1 (zh)
JP (1) JP4952711B2 (zh)
KR (1) KR100977816B1 (zh)
CN (1) CN101385215B (zh)
WO (1) WO2007097012A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2230742B1 (de) * 2009-03-20 2017-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung mit parallel geschalteten DC-Stromversorgungseinheiten
US8546977B2 (en) * 2009-04-22 2013-10-01 Lsi Corporation Voltage based switching of a power supply system current
US8543859B2 (en) * 2010-03-12 2013-09-24 Dell Products, Lp Host detection circuit powered from primary side of the alternating current adaptor for detecting changes to a power level pulse of an information handling system
JP5765165B2 (ja) * 2011-09-28 2015-08-19 富士通株式会社 電源切替え装置
US9360507B2 (en) * 2011-12-19 2016-06-07 Tyco Safety Products Canada Ltd. Displacement tamper sensor and method
CN103376344B (zh) * 2012-04-20 2016-03-30 台达电子工业股份有限公司 电流检测装置及电能质量补偿系统
JP5962304B2 (ja) 2012-07-31 2016-08-03 富士通株式会社 電源装置、処理装置、情報処理システム、及び電源制御方法
JP6342275B2 (ja) * 2014-09-19 2018-06-13 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP6446948B2 (ja) * 2014-09-25 2019-01-09 富士通株式会社 電子機器、電源装置および電源監視方法
US10298018B2 (en) * 2015-01-28 2019-05-21 Kyocera Corporation Power control apparatus, power control system, and power control method
US9910103B2 (en) * 2015-12-01 2018-03-06 Dell Products, L.P. Safety-compliant PSU fault diagnosis mechanism to reduce PSU field returns
CN106405441B (zh) * 2016-11-13 2023-08-04 深圳市迅特通信技术股份有限公司 一种光模块的老化测试装置
CN106658845B (zh) * 2016-12-20 2018-07-03 深圳市福瑞新科技有限公司 智能全兼容led驱动电源电路
JP6901509B2 (ja) * 2019-01-08 2021-07-14 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 インピーダンス低減装置、電源装置、電源、インピーダンス低減方法及びインピーダンス低減処理プログラム
WO2021005792A1 (ja) * 2019-07-11 2021-01-14 三菱電機株式会社 電力変換装置
EP3819553A3 (en) * 2019-11-06 2021-06-30 Carrier Corporation Redundant power supply for hvac system including refrigerant leakage mitigation
US11668761B2 (en) * 2021-10-06 2023-06-06 Dell Products, L.P. Adaptive short circuit detection system and method for an information handling system (IHS)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1783632A (zh) * 2004-12-02 2006-06-07 华为技术有限公司 一种电源系统及其电源监控单元的供电方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4330816A (en) * 1980-01-02 1982-05-18 Fujitsu Fanuc Limited Overcurrent protection apparatus
JPS60114584A (ja) * 1983-11-25 1985-06-21 Otsuka Chem Co Ltd チオスルホナ−ト誘導体の製造法
JPS60114584U (ja) * 1984-01-12 1985-08-02 パイオニア株式会社 電源回路の過電流制限回路
JPS6423724A (en) * 1987-07-17 1989-01-26 Hitachi Ltd Power source circuit for parallel operation
JPS6423724U (zh) 1987-07-29 1989-02-08
JPH04150767A (ja) * 1990-10-08 1992-05-25 Fuji Electric Co Ltd スイッチング電源回路
US5297014A (en) * 1991-01-09 1994-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Switching DC power supply apparatus
JPH09327127A (ja) * 1996-06-06 1997-12-16 Fuji Elelctrochem Co Ltd 並列運転用多出力型電源装置及びその過負荷保護方法
JP3620497B2 (ja) * 2001-12-03 2005-02-16 株式会社村田製作所 スイッチング電源装置
JP2004312901A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Funai Electric Co Ltd スイッチング電源の過電流保護回路
JP4251111B2 (ja) * 2004-05-28 2009-04-08 ソニー株式会社 電源制御装置、電源回路の制御方法
US7265999B2 (en) * 2005-04-06 2007-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power supply regulator circuit and semiconductor device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1783632A (zh) * 2004-12-02 2006-06-07 华为技术有限公司 一种电源系统及其电源监控单元的供电方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭64-23724A 1989.01.26
JP特开2003-169471A 2003.06.13

Also Published As

Publication number Publication date
KR100977816B1 (ko) 2010-08-25
EP1990884B1 (en) 2013-02-27
CN101385215A (zh) 2009-03-11
EP1990884A4 (en) 2010-12-22
EP1990884A1 (en) 2008-11-12
JPWO2007097012A1 (ja) 2009-07-09
US20080301476A1 (en) 2008-12-04
WO2007097012A1 (ja) 2007-08-30
JP4952711B2 (ja) 2012-06-13
KR20080095887A (ko) 2008-10-29
US7751168B2 (en) 2010-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101385215B (zh) 电源装置及其控制方法
US6356464B1 (en) Method and apparatus providing a multi-function terminal for a power supply controller
US9887580B2 (en) Emergency lighting device
US8885364B2 (en) Flyback converter with primary side and secondary side feedback control and method for the same
US9246402B2 (en) Converter and semiconductor device
WO2020103480A1 (zh) 电梯制动控制装置和方法
JP2004260977A (ja) Ａｃ−ｄｃコンバータ
JP4217979B2 (ja) 入出力絶縁型ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2009142061A (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ装置
US11128227B2 (en) Secondary controller applied to a secondary side of a power converter and operation method thereof
CN101682263A (zh) 电源
KR200444228Y1 (ko) 과전압 보호회로가 구비된 스위칭모드 전원 공급장치
CN103098361A (zh) 光电耦合感测中的改进或与其相关的改进
CN219998141U (zh) 用于开关装置的供电电路和开关装置
KR100721161B1 (ko) 피드백 단자 회로
CN213754328U (zh) 用于限制开关模式电源的输出电压的装置
CN111900783B (zh) 过功率保护电路、充电器及过功率保护方法
EP4046851A1 (en) Active discharge of an electric drive system
CN115208201A (zh) 反激式电源转换器的操作方法
EP1774635B1 (en) Method and apparatus for a power system for phased-array radar
CN115443602A (zh) 具有安全相关关断系统的供能装置以及将供能装置关断的方法
EP2209196A1 (en) Protection circuit
KR101443320B1 (ko) 비상절체회로 및 이를 이용한 전력변환장치
CN112213974A (zh) 一种用于信号安全设备的动态驱动电路
CN114865774A (zh) 电机驱动板高压备份电源

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101110

Termination date: 20160227