JP2002034177A

JP2002034177A - ２系統入力電源装置

Info

Publication number: JP2002034177A
Application number: JP2000217236A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Kinoshita; 浩輔木下; Shogo Shibano; 省吾柴野; Takayuki Nishijima; 高幸西嶋; Katsuya Owada; 克也大和田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電源の信頼性確保のために冗長構成である「ｎ
＋１」構成を採用した場合、電源設備系統並びに給電ケ
ーブル系統に冗長性がないため、この部分の故障に対し
ては信頼性確保の面で問題である。また、完全二重化構
成を採用した場合には、信頼性確保の面では満足する
が、システムの経済性並びに設置スペースの面で問題で
ある。【解決手段】異なる２系統から給電入力を行い、更に給
電入力に異常が発生した場合、それを検知し、もう一方
の入力系統に切り替える監視部を設けることで電源設備
系統の信頼性を確保し、かつ、電源変換部の冗長構成を
「ｎ＋１」の構成としたことで、負荷に対し給電を継続
して行うことが可能となる。【効果】以上により「ｎ＋１」冗長構成の持つ経済性と
「完全二重化」構成の高信頼性といった各冗長構成の利
点を損なうことなく実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器へ給
電する電源装置の冗長構成技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子化技術の進展で、論理規模が
数百ｋゲートのＬＳＩが各種機器に適用され、機器の高
性能化・小型化が進展してきている。この結果、特に社
会インフラ系機器では１台の機器故障が広範囲に影響を
及ぼす事から、機器の信頼性向上が望まれている。電源
設備、電源機器について給電システムの信頼性確保のた
め、電源機器設備に冗長性を持たせて、特定電源が故障
しても給電を継続する構成が採用されている。図４と５
は従来の冗長構成を説明する図であり、電源入力部、電
源変換部、負荷（各種電子機器）からなる機能にて構成
される。図４は負荷の最大消費電流ｉ（Ａ）×ｎにより
電源変換部を必要台数ｎにプラス１台する「ｎ＋１」の
冗長構成である。本構成では電源変換部が１台故障した
場合は給電を継続できる利点はあるが、入力系統が１系
統であることから、電源設備並びに給電ケーブルの障害
で給電が停止してしまう。図５は負荷の最大消費電流ｉ
（Ａ）×ｎにより電源変換部を必要台数ｎの２倍有する
完全二重化構成である。本構成では給電系統を完全二重
化することで高い信頼性を確保することができる大きな
利点はあるが、各種機器に対応する電源変換部も２倍必
要となり、経済性の面で問題がある。また設置スペース
等も大きくなってしまうという問題がある。

【０００３】電源機器の二重化構成に関しては、特開平
１１−２１５７０５号公報「二重化電源装置」が公知例
としてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電源変換部の冗
長構成として「ｎ＋１」の構成を採用した場合、電源設
備系統ならびに給電ケーブル系統に冗長性がないため、
この部分の故障に対しては信頼性確保の面で問題であ
る。また、完全二重化構成を採用した場合には、信頼性
確保の面では満足するが、システムの経済性並びに設置
スペースの面で問題である。

【０００５】本発明の目的は上記に述べた従来技術の問
題を解決し、極めて経済的かつ合理的に電源機器の信頼
性向上を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記に
述べた「ｎ＋１」冗長構成の持つ経済性と「完全二重
化」構成の高信頼性といった各冗長構成の利点を損なう
ことなく実現することにある。そこで本発明による電源
装置は、電源設備からの給電入力を異なる２つの系統か
ら受電し、いずれか１系統を選択し電源変換部に給電接
続する。同時に電源変換部の冗長構成は「ｎ＋１」の構
成として経済性を確保する。電源設備から入力される２
系統の給電入力は電源監視部にて監視する。電源変換部
へ接続中の入力系統で「給電停止」「瞬断」等の異常が
発生した場合は、電源監視部にて異常を検知し入力系統
を切り替える。これにより、電源装置の負荷となる各種
機器への給電は継続される。本構成を採用する事で、給
電入力系統に関しては完全二重化構成が実現可能とな
り、同時に電源装置の電源変換部は「ｎ＋１」の設備員
数で良いため、極めて経済的な構成が可能となる。その
結果、電源装置の小型化が可能となり合理的な給電シス
テムが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図１、図２、図３を参照して説明する。第１図におい
て、７は電源監視部、８は切替部を示し、従来例の第４
図、第５図と同一記号は同一機能部を示す。図では給電
される入力１、入力２が電源入力部３−１、３−２を介
し、電源監視部７、切替部８により電源変換部４−１〜
４−３に選択接続されている。電源監視部７は給電され
る入力１、入力２の異常を監視し、入力１の「給電停
止」または「規定時間を超えた瞬断」等の異常を検出し
た場合に切替部８を制御し、電源変換部４−１〜４−３
への給電を入力２へ切り替える。切替部８の制御を行な
う時に一瞬給電が停止するが、通常、電源変換部４−１
〜４−３は入力瞬断保護機能を有している事から、負荷
５への給電は何ら影響を与えない。

【０００８】また、本実施例では切替部８にて入力１と
入力２の切り替えをリレー接点にて行なうことで説明し
ているが、サイリスタ等電子化による切り替えを行なう
事は容易に類推できるため説明は省略する。第３図は給
電入力異常時の切り替えを説明するための図である。入
力１からの給電が停止した場合、電源監視部６は給電停
止を検出する。電源監視部７は切替部８を制御し電源変
換部４−１〜４−３への給電を入力２に切り替え、給電
を継続する。第２図は電源監視部７と切替部８を完全二
重化構成で実現した実施例を示す。二重化された電源監
視部７間で自己診断障害情報のやり取りを行い、障害を
検知した場合は制御権を相手に明け渡し給電を継続す
る。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば給
電入力系統に関しては完全二重化構成が実現でき、同時
に電源装置で実装占有率が高い電源変換部が「ｎ＋１」
の設備員数で良いため、極めて経済的な構成が可能とな
る。その結果、電源装置の小型化が可能となり合理的な
給電システムが可能となる。また、電源装置に電源監視
部と切替部を機能追加するだけでよいため、既存機器の
電源入力部ユニットに機能追加が可能となり、容易に
「ｎ＋１」冗長構成機器の信頼度を向上できる利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図。

【図２】電源監視部７と切替部８を完全二重化構成で実
現した実施例を示す図。

【図３】給電入力異常時の切り替えを説明するための
図。

【図４】従来のｎ＋１の冗長構成を示す図。

【図５】従来の二重化の冗長構成を示す図。

【符号の説明】

１…給電入力、２…給電入力、３…電源入力部、３−１
…電源入力部、３−２…電源入力部、３−３…電源入力
部、３−４… 電源入力部、４−１…電源変換部、４−
２…電源変換部、４−３…電源変換部、４−４…電源変
換部、５…負荷、６…電源装置、６−１…電源装置、６
−２…電源装置、７…電源監視部、７−１…電源監視
部、７−２…電源監視部、８…切替部、８−１…切替
部、８−２…切替部。

フロントページの続き (72)発明者西嶋高幸神奈川県川崎市幸区鹿島田890番地株式会社日立製作所社会・ネットワークシステム内 (72)発明者大和田克也神奈川県川崎市幸区鹿島田890番地株式会社日立製作所社会・ネットワークシステム内Ｆターム(参考） 5G015 FA16 GB03 HA13 JA05 JA09 JA34 KA03 5G065 BA02 DA01 DA02 DA06 EA06 GA06 GA07 JA02 JA04 LA01 MA10 5H006 AA05 CC01 CC04 DC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる２系統の交流電源入力部と、入力
電源の給電停止または瞬断等の異常を検出制御する電源
監視部と、電源監視部の指示により電源入力系統を切
替える切替部と、交流入力電圧を直流電圧に変換して各
種機器に給電する電源変換部とからなる電源装置におい
て、該電源変換部へは２系統中いずれか１系統で給電
し、該当の入力系統給電が異常の場合に、入力系統を切
り替えて給電を継続する２系統入力電源装置。
【請求項２】請求項１記載の２系統電源装置で、各種
機器の最大負荷容量ｉ（Ａ）×ｎに対して該電源変換部
を必要数ｎ台に冗長１台のｎ＋１設備構成とした２系統
入力電源装置。
【請求項３】請求項１記載の２系統電源装置で、該電
源監視部と該切替部を二重化構成とした２系統電源装
置。