CN104011966A - 电力供给装置及电力供给切换方法 - Google Patents

电力供给装置及电力供给切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供电力供给装置及电力供给切换方法。电力供给装置(10)具备能够对负荷(12)供给电力的多个恒流输出电路(14)。恒流输出电路(14)具备：脉冲产生部(20)，产生与应输出的电压及电流对应的脉冲宽度的脉冲电压；及通信部(34)，在与其他恒流输出电路(14)之间收发对脉冲产生部(20)进行驱动所需的信息即驱动信息。当向负荷(12)供给电力的恒流输出电路(14)中发生异常而将向负荷(12)供给电力的恒流输出电路(14)切换为其他恒流输出电路(14)时，其他恒流输出电路(14)利用经由所述通信部(34)接收到的驱动信息对脉冲产生部(20)进行驱动。因此，电力供给装置(10)中，即使切换向负荷供给电力的电力供给机构，也能够在更短时间内将从切换目标的电力供给机构输出的电力设为负荷所需的电力。

Description

电力供给装置及电力供给切换方法
技术领域
本发明涉及电力供给装置及电力供给切换方法。
背景技术
将发电站等中使用的设备(电磁阀或马达等)作为负荷并对负荷供给电力的电力供给装置(例如，将流向负荷的电流设为规定值的电流输出电路)中，为了提高其可靠性，进行健全性诊断。
作为健全性诊断的方法，例如专利文献1中记载有如下方法，即将包含矩形脉冲的交流产生机构连接于变压器的一次侧，将并进行测定、驱动、控制中的任一个的被驱动体直接或者经由整流电路连接于二次侧，通过经由变压器传送的电力测定由于连接于二次侧的被驱动体的动作消耗而产生的一次侧电流的变化，通过该测定结果进行所述被驱动体的动作和信号状态的诊断。
而且，将电力供给装置的电力供给机构多元化(例如二元化)，当向负荷供给电力的电力供给机构中检测到异常时，将向负荷供给电力的电力供给机构切换为其他电力供给机构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)专利公开2009-168529号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，电力供给装置中，当向负荷供给电力的电力供给机构中发生异常而将向负荷供给电力的电力供给机构切换为其他电力供给机构时，需在更短时间内将其他电力供给机构的输出设为负荷所需的值。
尤其，在具备将来自电源的电力设为脉冲电压并向负荷进行供给的脉冲产生部的电力供给机构中，进行了电力供给机构的切换时，需在短时间内将脉冲电压设为符合负荷的脉冲电压。但是，切换目标的电力供给机构不具有与负荷相关的信息，因此很难在短时间内输出符合负荷的脉冲电压。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供即使切换向负荷供给电力的电力供给机构，也能够在更短时间内将从切换目标的电力供给机构输出的电力设为负荷所需的电力的电力供给装置及电力供给切换方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的电力供给装置及电力供给切换方法采用以下手段。
本发明的第一方式所涉及的电力供给装置为如下电力供给装置，即具备能够对同一负荷供给电力的多个电力供给机构，通过一个所述电力供给机构来向所述负荷供给电力，当向所述负荷供给电力的所述电力供给机构中发生了异常时，将向所述负荷供给电力的所述电力供给机构切换为其他所述电力供给机构，所述电力供给装置中，所述电力供给机构具备：脉冲产生部，产生与应输出的电压及电流对应的脉冲宽度的脉冲电压；及收发部，在与其他所述电力供给机构之间收发对所述脉冲产生部进行驱动所需的信息即驱动信息，当向所述负荷供给电力的所述电力供给机构中发生异常而将向所述负荷供给电力的所述电力供给机构切换为其他所述电力供给机构时，其他所述电力供给机构利用经由所述收发部从向所述负荷供给电力的所述电力供给机构接收到的所述驱动信息，对所述脉冲产生部进行驱动。
根据本结构，电力供给装置具备能够对同一负荷供给电力的多个电力供给机构，通过一个电力供给机构来向负荷供给电力，当向负荷供给电力的电力供给机构中发生了异常时，将向负荷供给电力的电力供给机构切换为其他电力供给机构。由此，防止向负荷的电力供给延迟。
电力供给机构具备产生与应输出的电压及电流对应的脉冲宽度的脉冲电压的脉冲产生部。
其中，电力供给装置中，在将向负荷供给电力的电力供给机构切换为其他电力供给机构时，为了在更短时间内将从其他电力供给机构输出的电力设为负荷所需的电力，需在短时间内将其他电力供给机构输出的脉冲电压设为符合负荷的脉冲电压。
因此，电力供给装置中，通过收发部，在与其他电力供给机构之间收发对脉冲产生部进行驱动所需的信息即驱动信息。即，向负荷供给电力的电力供给机构向其他电力供给机构发送驱动信息，未向负荷供给电力的电力供给机构接收驱动信息。而且，当向负荷供给电力的电力供给机构中发生异常而将向负荷供给电力的电力供给机构切换为其他电力供给机构时，其他电力供给机构利用经由收发部接收到的驱动信息，对脉冲产生部进行驱动。
如此，在本结构中，被切换的其他电力供给机构利用驱动信息对脉冲产生部进行驱动，因此能够与此前向负荷供给电力的电力供给机构同样地，对其他电力供给机构所具备的脉冲产生部进行驱动。因此，在本结构中，即使切换向负荷供给电力的电力供给机构，也能够在更短时间内将从切换目标的电力供给机构输出的电力设为负荷所需的电力。
并且，在上述第一方式中，优选将所述驱动信息设为所述脉冲产生部的设定值、所述脉冲产生部输出的电压的大小或所述负荷的电阻值。
根据本结构，能够简单地在更短时间内将从切换目标的电力供给机构输出的电力设为负荷所需的电力。
并且，在上述第一方式中，优选在一个所述电力供给机构向所述负荷供给电力的期间，以规定周期经由所述通信部向其他电力供给机构发送所述驱动信息。
根据本结构，从向负荷供给电力的电力供给机构始终向其他电力供给机构发送驱动信息，因此即使在向负荷供给电力的电力供给机构中发生异常，也能够更可靠地进行供给电力的所述电力供给机构向其他所述电力供给机构的切换。
并且，在上述第一方式中，优选对所述脉冲产生部输出的脉冲电压进行反馈控制，以使流向所述负荷的电流成为规定值。
根据本结构，能够以更高精度将流向负荷的电流设为规定值。
并且，本发明的第二方式所涉及的电力供给切换方法为，利用具备多个电力供给机构的电力供给装置，切换向同一负荷供给电力的所述电力供给机构的电力供给切换方法，所述电力供给机构具备产生与应输出的电压及电流对应的脉冲宽度的脉冲电压的脉冲产生部，所述电力供给切换方法中，包括：第1步骤，向所述负荷供给电力的所述电力供给机构向未向所述负荷供给电力的其他所述电力供给机构发送对所述脉冲产生部进行驱动所需的信息即驱动信息；及第2步骤，当向所述负荷供给电力的所述电力供给机构中发生异常而将向所述负荷供给电力的所述电力供给机构切换为其他所述电力供给机构时，其他所述电力供给机构利用从向所述负荷供给了电力的所述电力供给机构发送的所述驱动信息，对所述脉冲产生部进行驱动。
发明效果
根据本发明，具有即使切换向负荷供给电力的电力供给机构，也能够在更短时间内将从切换目标的电力供给机构输出的电力设为负荷所需的电力这样的优异效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的电力供给装置的结构图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的电力供给切换处理的流程的流程图。
图3是表示本发明的其他实施方式所涉及的PWM设定值与输出电压值或负荷电阻值之间的关系的图表。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明所涉及的电力供给装置及电力供给切换方法的一实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的电力供给装置10的结构的框图。本实施方式所涉及的电力供给装置10作为一例而设置于发电站，将发电站中使用的设备(电磁阀或马达等)作为负荷12。而且，电力供给装置10作为能够对负荷12供给电力的电力供给机构而具备使规定值的电流流向负荷12的恒流输出电路14A、14B。以下说明中，在区分各恒流输出电路14A、14B时在标号末尾标注A～B的其中一个，在不区分各恒流输出电路14A、14B时省略末尾的A～B。
电力供给装置10中，通过一个恒流输出电路14向负荷12供给电力，当向负荷12供给电力的恒流输出电路14中发生了异常时，将向负荷12供给电力的恒流输出电路14切换为其他恒流输出电路14。即，电力供给装置10中，将恒流输出电路14二元化，使得通过一个恒流输出电路14向负荷12供给电力，且其他恒流输出电路14作为预备机而待机。另外，作为预备机的恒流输出电路14设为接通电源而不供给电力的状态(以下，称为“待机状态”)，以便能够随时向负荷12供给电力。如此，通过将恒流输出电路14多元化(本实施方式中为二元化)的结构，防止向负荷12的电力供给延迟。
恒流输出电路14具备脉冲产生部20、绝缘变压器22及整流部24。
脉冲产生部20连接于绝缘变压器22的一次侧，从电源供给电力来产生与应输出的电压及电流对应的脉冲宽度的脉冲电压。即，恒流输出电路14通过基于脉冲产生部20的脉冲宽度调制(PWM：pulse width modulation)，将流向负荷12的电流设为恒流。脉冲产生部20所产生的脉冲电压为由矩形波或正弦波构成的交流。另外，上述的恒流输出电路14未向负荷12供给电力的待机状态是指至少未驱动脉冲产生部20的状态。
整流部24连接于绝缘变压器22的二次侧，通过二极管或电容器而整流从绝缘变压器22输出的电压，并向负荷12施加。
并且，恒流输出电路14具备AD转换器26A、26B、二次侧电流推断部28及PI反馈控制部30。
AD转换器26A将从脉冲产生部20输出的电压值模拟/数字转换(以下，称为“AD转换”)为数字值(电压值)，并向二次侧电流推断部28输出。
AD转换器26B将一次侧的电流值AD转换为数字值(电压值)，并向二次侧电流推断部28输出。
二次侧电流推断部28根据从AD转换器26A输入的电压值与从AD转换器26B输入的电压值推断二次侧即流向负荷12的电流(以下，称为“负荷电流”)的值，并向PI反馈控制部30输出推断值。
PI反馈控制部30对脉冲产生部20输出的脉冲电压进行反馈控制，以使流向负荷12的电流成为规定值(要求电流值)。具体而言，PI反馈控制部30通过基于从二次侧电流推断部28输入的推断值与要求电流值的PI控制(比例积分控制)，确定脉冲产生部20的设定值(以下，称为“PWM设定值”)即脉冲电压的脉冲宽度，并向脉冲产生部20输出该脉冲宽度。因此，脉冲产生部20以从PI反馈控制部30输入的脉冲宽度输出脉冲电压。由此，能够以更高精度将负荷电流设为规定值。
并且，恒流输出电路14具备检测恒流输出电路14中是否发生了异常的异常检测部32。恒流输出电路14的异常例如为，预先设定的范围以外的电流向负荷12持续流动的情况等。若根据异常检测部32检测出恒流输出电力14中发生异常，则对负荷12供给电力的恒流输出电路14停止向负荷12供给电力。并且，伴随异常的检测，异常检测部32输出异常检测信号。经由通信部34向设为待机状态的其他恒流输出电路14发送异常检测信号。
而且，向负荷12供给电力的恒流输出电路14经由通信部34向设为待机状态的其他恒流输出电路14发送对脉冲产生部20进行驱动所需的信息即驱动信息。
另外，通过反馈控制对向负荷12供给电力的恒流输出电路14所具备的脉冲产生部20进行驱动，因此本实施方式所涉及的驱动信息为变动中的值。在本实施方式中，将驱动信息设为PWM设定值。
经由通信部34接收到的驱动信息存储于存储部36。
而且，若处于待机状态的其他恒流输出电路14接收到异常检测信号，则所接收到的恒流输出电路14开始脉冲产生部20的驱动。由此，向负荷12的电力供给源被切换为处于待机状态的其他恒流输出电路14。
如上述，本实施方式所涉及的恒流输出电路14通过反馈控制将负荷电流设为规定值。因此，电力供给装置10中，在将向负荷12供给电力的恒流输出电路14切换为处于待机状态的其他恒流输出电路14时，为了在更短时间内将从切换目标的恒流输出电路14输出的电力设为负荷12所需的电力，需在短时间内将切换目标的恒流输出电路14输出的脉冲电压设为符合负荷12的脉冲电压。
而且，本实施方式所涉及的电力供给装置10中，当向负荷12供给电力的恒流输出电路14中发生异常而将向负荷12供给电力的恒流输出电路14切换为其他恒流输出电路14时，作为切换目标的其他恒流输出电路14利用经由通信部34接收到的驱动信息，对脉冲产生部20进行驱动。
接着，利用图2所示的表示本实施方式所涉及的电力供给切换处理的流程的流程图，对本实施方式所涉及的电力供给装置10的作用进行具体说明。另外，图2所示的流程图为表示恒流输出电路14A向负荷12供给电力而将恒流输出电路14B设为待机状态时的恒流输出电路14B的动作的流程图。
在步骤100中，经由通信部34接收从向负荷12供给电力的恒流输出电路14A发送的驱动信息。而且，所接收到的驱动信息逐渐更新并存储于存储部36。即，在恒流输出电路14A向负荷12供给电力的期间，经由通信部34以规定周期向恒流输出电路14B发送驱动信息。另外，规定周期例如设为与脉冲产生部20输出脉冲电压的周期相同。
在下一个步骤102中，判定是否从恒流输出电路14A经由通信部34接收到异常检测信号，已接收到时转移到步骤104，未接收到时反复进行步骤100中的驱动信息的接收及存储。另外，异常检测信号的接收判定例如通过设置于通信部34的运算装置进行，表示已接收到异常检测信号的判定结果从通信部34向AD转换器26A、26B、二次侧电流推断部28及PI反馈控制部30输出。若恒流输出电路14A所具备的异常检测部32检测到异常，则停止从恒流输出电路14A向负荷12供给电力。
在步骤104中，从恒流输出电路14B的存储部36读出最新的驱动信息并向脉冲产生部20输出。
在下一个步骤106中，脉冲产生部20利用由驱动信息表示的PWM设定值开始输出脉冲电压，并且脉冲产生部20被反馈控制。另外，AD转换器26A、26B、二次侧电流推断部28及PI反馈控制部30将步骤102中从通信部34输出的判定结果作为触发，开始反馈控制所需的各处理。由此，开始从恒流输出电路14B向负荷12供给电力。
如以上说明，本实施方式所涉及的电力供给装置10具备能够对负荷12供给电力的多个恒流输出电路14，通过一个恒流输出电路14向负荷12供给电力，当向负荷12供给电力的恒流输出电路14中发生了异常时，将向负荷12供给电力的恒流输出电路14切换为其他恒流输出电路14。恒流输出电力14具备：脉冲产生部20，产生与应输出的电压及电流对应的脉冲宽度的脉冲电压；及通信部34，在与其他恒流输出电路14之间收发对脉冲产生部20进行驱动所需的信息即驱动信息。而且，在向负荷12供给电力的恒流输出电路14中发生异常而将向负荷12供给电力的恒流输出电路14切换为其他恒流输出电路14时，其他恒流输出电路14利用经由通信部34接收到的驱动信息，对脉冲产生部20进行驱动。
如此，本实施方式所涉及的电力供给装置10中，被切换的恒流输出电路14利用驱动信息对脉冲产生部20进行驱动，因此能够与此前向负荷12供给电力的恒流输出电路14同样地，对切换目标的恒流输出电路14所具备的脉冲产生部20进行驱动。因此，本实施方式所涉及的电力供给装置10中，即使切换向负荷12供给电力的恒流输出电路14，也能够在更短时间内将从切换目标的恒流输出电路14输出的电力设为负荷12所需的电力。
以上，利用上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式中记载的范围。在不脱离本发明宗旨的范围内，能够对上述实施方式加以各种变更或改良，该加以变更和改良的方式也包含于本发明的技术范围。
例如，在上述实施方式中，对利用PWM设定值作为驱动信息的方式进行了说明，但是本发明并不限定于此，也可设为脉冲产生部20输出的电压的大小(以下，称为“输出电压值”)或负荷12的电阻值(以下，称为“负荷电阻值”)作为驱动信息的方式。根据通过二次侧电流推断部28推断的负荷电流来计算负荷电阻值。
图3是表示PWM设定值与输出电压值或负荷电阻值之间的关系的图表。
如图3所示，根据流向负荷12的要求电流值，从输出电压值或负荷电阻值求出PWM设定值。因此，如图3所示的恒流输出电路14具备运算部，所述运算部预先存储表数据，根据作为驱动信息而输入的输出电压值或负荷电阻值来计算PWM设定值。而且，在切换恒流输出电路14时，利用通过运算部计算出的PWM设定值，对脉冲产生部20进行驱动。
并且，在上述实施方式中，对电力供给装置10具备2个恒流输出电路14的方式进行了说明，但本发明并不限定于此，也可设为具备3个以上的恒流输出电路14的方式。在该方式的情况下，一个恒流输出电路14向负荷12供给电力，多个其他恒流输出电路14被设为待机状态。而且，当向负荷12供给电力的恒流输出电路14中发生了异常时，向负荷12供给电力的恒流输出电路14被切换为设为待机状态的多个其他恒流输出电路14中的一个恒流输出电路14。
并且，在上述实施方式中，对在异常检测部32检测出异常时输出异常检测信号的方式进行了说明，但本发明并不限定于此，也可设为在异常检测部32未检测出异常时输出表示并非异常的正常信号，在检测出异常时停止输出该正常信号的方式。在该方式的情况下，设为待机状态的恒流输出电路14不再接收到来自向负荷12供给电力的恒流输出电路14的正常信号时，向负荷12供给电力的恒流输出电路14被切换为设为待机状态的恒流输出电路14。
并且，在上述实施方式中，对在恒流输出电路14向负荷12供给电力的期间，以规定周期向设为待机状态的恒流输出电路14发送驱动信息的方式进行了说明，但是本发明并不限定于此，也可设为如下方式，即不将驱动信息以规定周期向设为待机状态的恒流输出电路14发送，而是在通过异常检测部32检测到异常时，与异常检测信号一同向设为待机状态的恒流输出电路14发送驱动信息。
并且，在上述实施方式中，以脉冲产生部20被反馈控制以使负荷电流成为规定值的方式进行了说明，但本发明并不限定于此，也可设为脉冲产生部20不被反馈控制的方式或与反馈控制一同还进行其他控制的方式。
并且，在上述实施方式中，对根据流向一次侧的电流推算流向负荷12的电流，并根据该推算结果对脉冲产生部20进行反馈控制的方式进行了说明，但本发明并不限定于此，也可设为直接检测流向负荷12的电流并根据该检测结果对脉冲产生部20进行反馈控制的方式。
标号说明
10 电力供给装置
12 负荷
14A、14B 恒流输出电路
20 脉冲产生部
34 通信部

Claims (5)

1.一种电力供给装置，其具备能够对同一负荷供给电力的多个电力供给机构，通过一个所述电力供给机构来向所述负荷供给电力，当向所述负荷供给电力的所述电力供给机构中发生了异常时，将向所述负荷供给电力的所述电力供给机构切换为其他所述电力供给机构，所述电力供给装置中，
所述电力供给机构具备：
脉冲产生部，产生与应输出的电压及电流对应的脉冲宽度的脉冲电压；及
收发部，在与其他所述电力供给机构之间收发对所述脉冲产生部进行驱动所需的信息即驱动信息，
当向所述负荷供给电力的所述电力供给机构中发生异常而将向所述负荷供给电力的所述电力供给机构切换为其他所述电力供给机构时，其他所述电力供给机构利用经由所述收发部从向所述负荷供给电力的所述电力供给机构接收到的所述驱动信息，对所述脉冲产生部进行驱动。
2.根据权利要求1所述的电力供给装置，其中，
所述驱动信息为所述脉冲产生部的设定值、所述脉冲产生部输出的电压的大小或所述负荷的电阻值。
3.根据权利要求1或2所述的电力供给装置，其中，
在一个所述电力供给机构向所述负荷供给电力的期间，经由所述通信部以规定周期向其他电力供给机构发送所述驱动信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述脉冲产生部输出的脉冲电压被反馈控制，以使流向所述负荷的电流成为规定值。
5.一种电力供给切换方法，其利用具备多个电力供给机构的电力供给装置切换向同一负荷供给电力的所述电力供给机构，所述电力供给机构具备产生与应输出的电压及电流对应的脉冲宽度的脉冲电压的脉冲产生部，所述电力供给切换方法中，包括：
第1步骤，向所述负荷供给电力的所述电力供给机构向未向所述负荷供给电力的其他所述电力供给机构发送对所述脉冲产生部进行驱动所需要的信息即驱动信息；及
第2步骤，当向所述负荷供给电力的所述电力供给机构中发生异常而将向所述负荷供给电力的所述电力供给机构切换为其他所述电力供给机构时，其他所述电力供给机构利用从向所述负荷供给电力的所述电力供给机构发送的所述驱动信息，对所述脉冲产生部进行驱动。
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