JP2000253569A - 電源制御方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源故障発生時のシステムダウンを減少させ
ると共にシステムの信頼性を向上させることができる電
源制御装置を提供する。 【解決手段】 並列運転電源から送信される電源故障信
号の数に基づき電源故障台数を判定し、スイッチ１０で
設定された並列運転電源全台数と判定した電源故障台数
とを比較し、負荷電流量が残存電源供給可能電流量以下
になるよう負荷電流量制御信号６を負荷２に送信する負
荷電流量制御マイクロコンピュータ９を有する制御部３
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の供給電源を
制御する電源制御方法とその装置に関し、特に並列運転
中の電源の故障発生時でも可能な限り運転継続を行う場
合に好適な電源制御方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の電源を並列運転して負荷へ
電流を供給する並列運転電源供給方式が存在する。従来
の並列運転電源供給方式においては、電源故障発生時に
おけるシステムダウンを回避すべく、必要な台数より多
い電源を備えた冗長構成を採用しているが、電源が２台
以上故障したときシステムダウンとなる。

【０００３】上述した電源制御に関する従来例として
は、例えば特開昭６２−１６００３７号公報に記載の技
術が提案されている。同公報は、負荷に供給する電流容
量に必要な電源ユニット台数より多い台数として冗長運
転を行う場合の冗長性能の向上及び電源故障によるシス
テムダウンの減少を目的としたものであり、負荷装置の
消費電流が電源の供給能力を超過したときこれを検出
し、供給能力超過警報信号を発する供給能力超過検出手
段を備え、電源ユニット故障警報信号が発生したとき可
視もしくは可聴の警報を発し、前記供給能力超過検出手
段が供給能力超過警報信号を発したとき前記負荷装置の
全電源を切断することを特徴とする電源制御方式が開示
されている。即ち、同公報では、負荷電流量が少なく残
存電源のみで負荷に電流供給可能な場合は、電源が２台
以上故障しても電源の運転を継続しシステムダウンとし
ない電源制御方式を述べている。

【０００４】また、上述した電源制御に関する他の従来
例としては、例えば特開平４−２６３１６号公報に記載
の技術が提案されている。同公報は、２台の電源ユニッ
トを電流バランスを取って並列運転中に、一方の電源ユ
ニットが故障した場合にも他の正常な電源ユニットが独
立して安定に負荷電流を供給することを目的としたもの
であり、並列運転される各直流電源装置中には、電流バ
ランス端子から通知される信号により、自己の出力電流
と他の電源装置の出力電流とを比較した結果、自己の出
力電流の方が他の電源装置の出力電流よりも大きい場合
には、該比較結果による出力電流平衡のための出力電圧
制御を無効とし、自己の出力電流が他の電源装置の出力
電流よりも小さい場合のみ、上記比較結果による出力電
流平衡のための出力電圧制御を実行する手段を設けたこ
とを特徴とする並列冗長運転用直流電源装置の電流バラ
ンス方式が開示されている。

【０００５】更に、上述した電源制御に関する他の従来
例としては、例えば特開平５−１３７２５６号公報に記
載の技術が提案されている。同公報は、冗長電源装置全
体の大きさを小さくし、各電源ユニットのダウンの検出
が電源装置のダウンした場合でもできるようにし、ＤＣ
負荷の電圧マージンチェックなど品質管理レベルを上げ
ることを目的としたものであり、ある電源ユニットが動
作不良になった場合でも正常動作している他の電源ユニ
ットから負荷に対して電流の供給を行えるように、各電
源ユニット毎に出力電圧を調整する調整手段と、上記調
整手段により１台の電源ユニットの電圧を調整する場
合、上記電圧を調整する電源ユニット以外の他の電源ユ
ニットの動作を停止させる動作停止手段とを有すること
を特徴とする電源装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例には次のような問題点があった。

【０００７】電源故障が発生する直前の負荷電流量が多
く且つ電源故障発生直後すでに残存電源にて電流の供給
が不可能な場合は、即システムダウンとなってしまう問
題があった。また、電源故障発生時に負荷電流量が少な
くそのまま継続運転が可能な場合でも、その後の負荷電
流量は常時少ないわけではなく、電源システムが搭載さ
れたシステムを用いて演算する熱解析プログラム等の実
行中に残存電源の供給可能電流量を超える場合がある。
その場合は残存電源の過電流保護機能が動作してシステ
ムダウンとなり、実行中のプログラムが未完了となって
しまう問題があった。

【０００８】本発明の目的は、電源故障発生時のシステ
ムダウンを減少させると共にシステムの信頼性を向上さ
せることができる電源制御装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、並列運転され
る複数の電源から負荷への負荷電流量を制御する電源制
御装置において、電源故障が発生した場合に前記負荷電
流量を最小負荷電流量まで低減すると共に前記負荷電流
量低減制御の解除後は前記負荷電流量の上限が所定値以
下となるように制御する制御手段を具備し、前記制御手
段は、電源故障が発生した場合に前記負荷電流量を前記
最小負荷電流量まで低減すると共に前記負荷電流量低減
制御を一定時間経過後に解除し、前記負荷電流量低減制
御の解除後は前記負荷電流量の上限が前記電源故障した
電源以外の残存電源の供給可能電流量以下となるように
制御することを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、並列運転される複数の電
源から負荷への負荷電流量を制御する電源制御方法にお
いて、電源故障が発生した場合に前記負荷電流量を最小
負荷電流量まで低減すると共に前記負荷電流量の低減制
御の解除後は前記負荷電流量の上限が所定値以下となる
ように制御し、さらに、前記負荷電流量の低減制御を一
定時間経過後に解除し、前記負荷電流量の低減制御の解
除後は前記負荷電流量の上限が前記電源故障した電源以
外の残存電源の供給可能電流量以下となるように制御す
ることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の電源制御装置は、図１を参
照しつつ説明すれば、並列運転される複数の電源（図１
の１−１、１−２、…１−Ｎ）から負荷（図１の２）へ
の負荷電流量を制御する電源制御装置において、電源故
障が発生した場合に負荷電流量を最小負荷電流量まで低
減すると共に前記負荷電流量低減制御の解除後は負荷電
流量の上限が所定値（残存電源の供給可能電流量）以下
となるように制御する制御手段（図１の３）を具備して
いる。

【００１２】［作用］本発明の電源制御装置は、並列運
転している電源に故障が発生した場合でも、残存電源か
ら負荷に電流供給可能な限り運転を継続させるように制
御している。このため、電源故障発生時において従来の
ような電源の過電流保護機能動作に伴うシステムダウン
を減少させることができる。

【００１３】また、本発明の電源制御装置は、電源故障
発生時は負荷の稼働率を最低限に抑制することで、電源
故障発生直後のシステムダウンを回避し、且つ電源故障
発生時後の負荷電流量の上限を残存電源の供給可能電流
量以下に制御し、残存電源台数が最小負荷電流量供給可
能台数を下回るまで運転を継続するように制御してい
る。このため、プログラム実行途中の負荷電流量増加に
よるシステムダウンを回避し、プログラム実行を完了さ
せることが可能となるため、システムの信頼性を向上さ
せることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】（１）構成の説明 図１は本発明の実施形態の並列運転電源制御を行う制御
部、並列運転電源及び負荷の構成例を示すブロック図で
ある。図１において、並列運転電源制御を行う制御部３
は、並列運転電源１−１、１−２、…１−Ｎから負荷２
に対する負荷電流量の制御を行う。図中４−１、４−
２、…４−Ｎは電源故障信号、５は割り込み信号、６は
負荷電流量制御信号を示す。

【００１６】図２は本発明の実施形態の並列運転電源制
御を行う制御部３の詳細構成例を示すブロック図であ
る。図２において、並列運転電源制御を行う制御部３
は、割り込み回路７、ラッチ回路８、負荷電流量制御マ
イクロコンピュータ９、スイッチ１０を具備している。

【００１７】制御部３の機能を図１を参照しながら説明
すると、制御部３は、並列運転電源１−１〜１−Ｎから
送信される電源故障信号４−１〜４−Ｎを受信する。制
御部３は、電源故障信号４−１〜４−Ｎに基づき、並列
運転電源１−１〜１−Ｎにおける故障発生の有無及び電
源故障台数を判定し、電源故障発生時には負荷電流量を
最小負荷電流量に低減させると共に、一定時間後に負荷
電流量の低減制御を解除し、その後の負荷電流量を残存
電源の供給可能電流量以下になるよう制御する。そし
て、制御部３は、上記制御を残存電源台数が最小負荷電
流量を供給可能な台数を下回るまで継続する。

【００１８】この場合、本発明の実施形態における上述
した最小負荷電流量とは、負荷の稼働率を上げプログラ
ムの実行時間を短縮させる代わりに、プログラム実行時
間が長くなるが負荷の稼働率を最低限に抑制した時の負
荷電流量のことである。

【００１９】更に、制御部３の機能を図２を参照しなが
ら説明すると、制御部３の割り込み回路７は、ＡＮＤ回
路７０を内蔵しており、並列運転電源１−１〜１−Ｎか
ら送信される電源故障信号４−１〜４−ＮをＡＮＤ回路
７０に入力する。制御部３の割り込み回路７は、並列運
転電源１−１〜１−Ｎにおける故障発生時は、ＡＮＤ回
路７０から割り込み信号５を出力し、負荷２と、ラッチ
回路８を介して負荷電流量制御マイクロコンピュータ９
とへ割り込み信号５を送信する。制御部３の割り込み回
路７から送信された割り込み信号５を受信した負荷２に
おいては、負荷電流量が最小負荷電流量になるよう制御
される。

【００２０】制御部３の割り込み回路７に対する並列運
転電源１−１〜１−Ｎから送信される電源故障信号４−
１〜４−Ｎの入力と同時に、制御部３の負荷電流量制御
マイクロコンピュータ９は、並列運転電源１−１〜１−
Ｎから送信される電源故障信号４−１〜４−Ｎをラッチ
回路８を介して入力し、電源故障信号の数に基づき電源
故障台数を判定する。また、制御部３のスイッチ１０
は、外部入力に基づき並列電源の全台数を設定し、負荷
電流量制御マイクロコンピュータ９に送信する。制御部
３の負荷電流量制御マイクロコンピュータ９は、スイッ
チ１０で設定された並列運転電源全台数と上記判定した
電源故障台数とを比較し、負荷電流量を残存電源の供給
可能電流量以下になるよう負荷電流量制御信号６を負荷
２に送信する。

【００２１】（２）動作の説明 次に、本発明の実施形態について図１〜図３を参照して
詳細に説明する。

【００２２】通常、並列運転電源１−１〜１−Ｎから負
荷２へ電流供給がなされている。ここで、並列運転電源
１−１〜１−Ｎの何れかの電源で故障が発生した場合、
故障電源から単発のパルス波形信号である電源故障信号
４−１〜４−Ｎが制御部３の割り込み回路７に送信され
る。送信された電源故障信号４−１〜４−Ｎは、制御部
３の割り込み回路７のＡＮＤ回路７０に入力される。

【００２３】制御部３の割り込み回路７のＡＮＤ回路７
０の出力は、電源故障信号４−１〜４−Ｎを受信する度
に単発のパルス波形信号となり、割り込み信号５とし
て、負荷２と、ラッチ回路８を介して負荷電流制御マイ
クロコンピュータ７とへ送信される。負荷２において
は、制御部３の割り込み回路７から割り込み信号５を受
信した直後、負荷電流量が最小負荷電流量になるよう制
御される。これにより、並列運転電源１−１〜１−Ｎの
故障発生直後、負荷電流量が残存電源の供給可能電流量
を超えることによるシステムダウンを回避する。

【００２４】この場合、負荷電流量を低減する制御の一
例としては、動作スピードを落として低消費化を可能と
するクロックパルス周期を遅くする方法や、論理カード
を切り離して縮退運転する方法がある。この論理カード
を切り離すことは、システムを構成するＣＰＵカードや
メモリーカード等を用いて、例えば電源に故障が発生し
たときに、動作しているメモリーカードを動作停止状態
とし、カード枚数を減らして冗長電流値を低減させるこ
と等を切り離しとしている。

【００２５】また、電源故障信号４−１〜４−Ｎは、制
御部３の割り込み回路７の他にラッチ回路８にも入力さ
れ、単発のパルス波形信号からレベル変化信号となり、
電源故障信号４−１〜４−Ｎを受信した制御部３の負荷
電流量制御マイクロコンピュータ９において、電源故障
台数が判定される。

【００２６】また、制御部３の負荷電流量制御マイクロ
コンピュータ９において、スイッチ１０の設定に基づき
並列運転電源の全台数を判定すると共に、判定した並列
運転電源全台数と電源故障台数とを比較し、比較結果に
基づき残存電源にて供給可能な電流量を判定する。そし
て、負荷電流量制御マイクロコンピュータ９は、割り込
み信号５のレベルが元に戻ってから負荷電流制御信号６
を負荷２に送信する。

【００２７】負荷２においては、制御部３の負荷電流量
制御マイクロコンピュータ９から負荷電流制御信号６を
受信した直後、負荷電流量低減制御状態が解除され、負
荷電流量の上限が残存電源の供給可能電流量以下になる
ように制御される。

【００２８】この場合、負荷電流量低減制御解除後の制
御の一例としては、最小負荷電流量にするため遅くした
クロックパルス周期を残存電源の供給可能電流量以下に
なる周期まで早くする方法や、切り離した論理カードを
残存電源の供給可能電流量以下になる枚数まで再接続す
る方法がある。

【００２９】次に、上述した並列運転電源制御の具体例
として、並列運転電源１−１〜１−Ｎのうち例えば２台
の並列運転電源が故障した場合について図３のタイムチ
ャートを参照しながら説明する。

【００３０】例えば、並列運転電源１−１〜１−Ｎのう
ち並列運転電源１−１と並列運転電源１−Ｎの２台が故
障した場合、並列運転電源１−１から出力される電源故
障信号４−１のレベル、並列運転電源１−Ｎから出力さ
れる電源故障信号４−ＮのレベルはＨレベルからＬレベ
ルに変化し、所定時間Ｔ１の経過後、元のレベルに戻
る。

【００３１】電源故障信号４−１、電源故障信号４−Ｎ
を受信した制御部３の割り込み回路７において、電源故
障信号４−１と電源故障信号４−ＮのＡＮＤをとった割
り込み信号５が生成され、負荷２に送信される。負荷２
においては、制御部３の割り込み回路７から送信される
割り込み信号５がＨレベルからＬレベルに変化したタイ
ミングで、負荷電流量が最小負荷電流量まで低減され
る。

【００３２】同時に、電源故障信号４−１、電源故障信
号４−Ｎは制御部３のラッチ回路８に入力され、その出
力はＨレベルからＬレベルに変化するレベル変化信号と
して、制御部３の負荷電流量制御マイクロコンピュータ
９に送信され、負荷電流量制御マイクロコンピュータ９
で電源故障台数が判定される。

【００３３】更に、割り込み信号５のレベルがＬレベル
からＨレベルに変化するタイミングで、制御部３の負荷
電流量制御マイクロコンピュータ９から負荷電流量制御
信号６が負荷２に送信され、負荷電流の上限が残存電源
の供給可能電流量以下となるよう制御される。

【００３４】残存電源の供給可能電流量が最小負荷電流
量を下回ったときは、残存電源の過電流保護機能が動作
しシステムダウンとなるが、それまではシステムダウン
とならず、プログラム実行速度は低下するが、従来のよ
うにプログラム実行が未完了となることなくプログラム
の実行を完了させることが可能となり、システムの信頼
性が向上する。

【００３５】以上説明したように本発明の実施形態によ
れば、並列運転電源から送信される電源故障信号の数に
基づき電源故障台数を判定し、スイッチ１０で設定され
た並列運転電源全台数と判定した電源故障台数とを比較
し、負荷電流量が残存電源供給可能電流量以下になるよ
う負荷電流量制御信号６を負荷２に送信する負荷電流量
制御マイクロコンピュータ９を有する制御部３を具備し
ているため、次のような効果が得られる。

【００３６】並列運転している電源に故障が発生した場
合でも、残存電源から負荷に電流供給可能な限り運転を
継続させるため、電源故障発生時において従来のような
電源の過電流保護機能動作に伴うシステムダウンを減少
させることができる。

【００３７】また、電源故障発生時は負荷の稼働率を最
低限に抑制することで、電源故障発生直後のシステムダ
ウンを回避し、且つ電源故障発生時後の負荷電流量の上
限を残存電源の供給可能電流量以下に制御し、残存電源
台数が最小負荷電流量供給可能台数を下回るまで運転を
継続することで、プログラム実行途中の負荷電流量増加
によるシステムダウンを回避し、プログラム実行を完了
させることが可能となるため、システムの信頼性を向上
させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、並
列運転している電源に故障が発生した場合でも、残存電
源から負荷に電流供給可能な限り運転を継続させるた
め、電源故障発生時において従来のような電源の過電流
保護機能動作に伴うシステムダウンを減少させることが
できる。

【００３９】また、本発明によれば、電源故障発生時は
負荷の稼働率を最低限に抑制することで、電源故障発生
直後のシステムダウンを回避し、且つ電源故障発生時後
の負荷電流量の上限を残存電源の供給可能電流量以下に
制御し、残存電源台数が最小負荷電流量供給可能台数を
下回るまで運転を継続することで、プログラム実行途中
の負荷電流量増加によるシステムダウンを回避し、プロ
グラム実行を完了させることが可能となるため、システ
ムの信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の並列運転電源制御を行う制
御部、並列運転電源及び負荷の構成例を示すブロック図
である。

【図２】本発明の実施形態の並列運転電源制御を行う制
御部の詳細構成例を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施形態の並列運転電源が２台故障し
た場合の制御部における入出力信号及び負荷電流量を示
すタイムチャートである。

【符号の説明】

１−１〜１−Ｎ 並列運転電源 ２ 負荷 ３ 制御部 ７ 割り込み回路 ８ ラッチ回路 ９ 負荷電流量制御マイクロコンピュータ １０ スイッチ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列運転される複数の電源から負荷への
   負荷電流量を制御する電源制御装置において、 電源故障が発生した場合に前記負荷電流量を最小負荷電
   流量まで低減すると共に前記負荷電流量低減制御の解除
   後は前記負荷電流量の上限が所定値以下となるように制
   御する制御手段を具備し、 前記制御手段は、電源故障が発生した場合に前記負荷電
   流量を前記最小負荷電流量まで低減すると共に前記負荷
   電流量低減制御を一定時間経過後に解除し、前記負荷電
   流量低減制御の解除後は前記負荷電流量の上限が前記電
   源故障した電源以外の残存電源の供給可能電流量以下と
   なるように制御することを特徴とする電源制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記負荷電流量低減制
   御及び前記負荷電流量低減制御解除後の制御を、残存電
   源台数が前記最小負荷電流量を供給可能な台数を下回る
   まで継続することを特徴とする請求項１に記載の電源制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、更に、電源からの出力
   信号に基づき故障電源の台数を判定する故障電源台数判
   定手段と、並列運転電源の全台数と故障電源の台数との
   比較に基づき残存電源で供給可能な電流量を判定し、前
   記負荷電流量低減制御及び前記負荷電流量低減制御解除
   後の制御を行う電流量制御手段とを具備することを特徴
   とする請求項１又は２に記載の電源制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記負荷電流量低減制
   御として、クロックパルス周期を遅くする制御、又は、
   前記制御手段は、前記負荷電流量低減制御解除後の制御
   として遅くしたクロックパルス周期を残存電源の供給可
   能電流量以下になる周期まで早くする制御を行うことを
   特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電源制御装
   置。
5. 【請求項５】 前記最小負荷電流量とは、負荷の稼働率
   を最低限に抑制した場合の負荷電流量であることを特徴
   とする請求項１乃至４の何れかに記載の電源制御装置。
6. 【請求項６】 並列運転される複数の電源から負荷への
   負荷電流量を制御する電源制御方法において、 電源故障が発生した場合に前記負荷電流量を最小負荷電
   流量まで低減すると共に前記負荷電流量の低減制御の解
   除後は前記負荷電流量の上限が所定値以下となるように
   制御し、さらに、前記負荷電流量の低減制御を一定時間
   経過後に解除し、前記負荷電流量の低減制御の解除後は
   前記負荷電流量の上限が前記電源故障した電源以外の残
   存電源の供給可能電流量以下となるように制御すること
   を特徴とする電源制御方法。