JP2003029858A - 二重化されたパワー出力装置 - Google Patents

二重化されたパワー出力装置

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JP2003029858A
JP2003029858A JP2001212404A JP2001212404A JP2003029858A JP 2003029858 A JP2003029858 A JP 2003029858A JP 2001212404 A JP2001212404 A JP 2001212404A JP 2001212404 A JP2001212404 A JP 2001212404A JP 2003029858 A JP2003029858 A JP 2003029858A
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power amplifier
power
circuit
load
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JP2001212404A
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English (en)
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Seigo Kadota
成悟 門田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワーアンプの出力切換回路あるいは自己故
障検知回路をパワーアンプに内蔵させ、システム全体を
簡素化し、信頼性を向上することができる二重化された
パワー出力装置を提供する。 【解決手段】 電圧増幅された信号を電流増幅して出力
する2つのパワーアンプを切換手段を介して負荷に接続
すると共に、常時は一方のパワーアンプの出力を負荷に
供給し、故障時等に他方のパワーアンプの出力を負荷に
供給するように切換える二重化されたパワー出力装置に
おいて、2つのパワーアンプ1、2のそれぞれの出力回
路に出力切換用の開閉回路13A、23Aを設け、各パ
ワーアンプの故障検出回路に接続された出力切換回路5
2によって一方のパワーアンプ1の開閉回路13Aを開
にし、他方のパワーアンプ2の開閉回路23Aを閉にす
るように制御する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、二重化されたパ
ワー出力装置、特に高信頼性が要求される発電プラント
等におけるトルクモータ駆動などに使用されるパワー出
力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、例えば特開平11−11225
6号公報に示されたパワー出力装置を二重化して、発電
プラントなど高信頼性を要求される場合のパワー出力装
置としたものである。この図において、1及び2は二重
化されたパワーアンプ、11、21は各パワーアンプ
1、2にそれぞれ設けられたアナログ回路よりなるプリ
アンプで、出力を決める電圧入力V1i、V2iと、後
述する負帰還回路からの負帰還反転入力とを有し、電圧
増幅するものである。12A、12B及び22A、22
Bは各プリアンプ11、21に対する正負電源で、それ
ぞれ+Vc、−Vcをプリアンプに供給するものであ
る。
【0003】Q11、Q12及びQ21、Q22は電圧
増幅されたプリアンプ11,21の出力を電流増幅して
出力するパワー出力部、6Aはパワーアンプ1、2のい
ずれか一方から電流の供給を受けるトルクモータ等の負
荷、3A、4Aは負荷6Aをパワーアンプ1または2に
切換接続する切換開閉器で、一方の切換開閉器3Aの固
定接点はパワーアンプ1のパワー出力部とパワーアンプ
2のパワー出力部にそれぞれ接続され、可動接点は負荷
6Aの一端に接続されている。また、他方の切換開閉器
4Aの固定接点は、パワーアンプ1のアース部とパワー
アンプ2のアース部にそれぞれ接続され、可動接点は負
荷6Aの他端に接続されている。
【0004】5はパワーアンプ1、2の故障を検知する
故障検知回路で、パワーアンプ1、2のそれぞれの故障
検知部5A、5Bと、各故障検知部からの異常検知信号
に応じて上記切換開閉器3A、4Aを切換える切換回路
51とから構成されている。なお、故障検知部5Aは、
パワーアンプ1の入力信号V1iと出力信号V1oを入
力とし、故障検知部5Bは、パワーアンプ2の入力信号
V2iと出力信号V2oを入力とし、それぞれ両入力信
号の偏差が所定値以上になった時に異常と判断して異常
検知信号を出力するようにされている。切換回路51
は、故障検知部5A、5Bから共に異常信号が出力され
ていない時は、予め定められた一方のパワーアンプを出
力させるように切換開閉器3A、4Aの接点を選択し、
出力中のパワーアンプの異常信号を受けた時は、他方の
パワーアンプを出力させるように切換開閉器3A、4A
を切換えるようにされている。
【0005】次に、動作について説明する。パワーアン
プ1、2は二重化されて負荷6Aに電流を供給する装置
であり、一方が故障した場合は、切換回路51が負荷6
Aに対してパワー出力するパワーアンプを他方に切換え
るものである。パワーアンプ1、2は入力信号V1i、
V2iを増幅して出力するバワー出力装置であり、プリ
アンプ11、21は入力信号V1i、V2iを電圧増幅
してパワー出力部Q11、Q12及びQ21、Q22に
出力する。この出力V1oは故障検知回路5の故障検知
部5A、5Bの入力とされる他、負帰還信号NFとして
プリアンプ11、21の反転入力とされている。パワー
出力部Q11、Q12及びQ21、Q22は、正負電源
12A、12B、22A、22Bより供給される電源電
圧+Vc、−Vcを用いてプリアンプ11、21の電圧
増幅された信号を電流増幅して負荷6Aに出力するもの
である。
【0006】一方、故障検知回路5の故障検知部5A、
5Bには、パワーアンプ1、2の入力信号V1iとV2
i及び出力信号V1oとV2oが入力され、V1iとV
1oとの偏差あるいはV2iとV2oとの偏差が所定値
以上になった時、切換回路51に異常検知信号を出力
し、切換回路51は、この信号にもとづいて上述のよう
に、切換開閉器3A、4Aを切換えるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の二重化されたパ
ワー出力装置は以上のように構成され、二重化するため
に、故障検知回路及び切換回路をパワーアンプとは別に
設置する必要があったため、二重化システム全体として
構成が複雑で、かつ、装置が大きくなると共に、コスト
がかさむという問題点があった。
【0008】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、パワーアンプに出力切換回路
等を内蔵することにより、システム全体を簡素化し、信
頼性を向上することができる二重化されたパワー出力装
置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る二重化さ
れたパワー出力装置は、電圧増幅された信号を電流増幅
して出力する2つのパワーアンプを切換手段を介して負
荷に接続すると共に、常時は一方のパワーアンプの出力
を負荷に供給し、故障時等に他方のパワーアンプの出力
を負荷に供給するように切換えるものにおいて、2つの
パワーアンプのそれぞれの出力回路に出力切換用の開閉
回路を設け、各パワーアンプの故障検出回路に接続され
た出力切換回路によって一方のパワーアンプの開閉回路
を開にし、他方のパワーアンプの開閉回路を閉にするよ
うに制御するものである。
【0010】この発明に係る二重化されたパワー出力装
置は、また、電圧増幅された信号を電流増幅して出力す
る2つのパワーアンプを切換手段を介して負荷に接続す
ると共に、常時は一方のパワーアンプの出力を負荷に供
給し、故障時等に他方のパワーアンプの出力を負荷に供
給するように切換えるものにおいて、2つのパワーアン
プのそれぞれに、出力回路を開閉する開閉回路と、自己
の故障検知回路と、この故障検知回路に接続され、他の
パワーアンプとの間で相互に故障の有無を通知する信号
を交換すると共に、他のパワーアンプの故障の有無に応
じて開閉回路を、他のパワーアンプの開閉回路との開閉
関係が逆になるように制御するものである。
【0011】この発明に係る二重化されたパワー出力装
置は、また、電圧増幅された信号を電流増幅して定電流
として出力する2つのパワーアンプを切換手段を介して
負荷に接続すると共に、常時は一方のパワーアンプの出
力を負荷に供給し、故障時等に他方のパワーアンプの出
力を負荷に供給するように切換えるものにおいて、2つ
のパワーアンプのそれぞれの出力回路に出力切換用の開
閉回路を設け、各パワーアンプの故障検出回路に接続さ
れた出力切換回路によって一方のパワーアンプの開閉回
路を開にし、他方のパワーアンプの開閉回路を閉にする
ように制御するものである。
【0012】この発明に係る二重化されたパワー出力装
置は、また、電圧増幅された信号を電流増幅して定電流
として出力する2つのパワーアンプを切換手段を介して
負荷に接続すると共に、常時は一方のパワーアンプの出
力を負荷に供給し、故障時等に他方のパワーアンプの出
力を負荷に供給するように切換えるものにおいて、2つ
のパワーアンプのそれぞれに、出力回路を開閉する開閉
回路と、自己の故障検知回路と、この故障検知回路に接
続され、他のパワーアンプとの間で相互に故障の有無を
通知する信号を交換すると共に、他のパワーアンプの故
障の有無に応じて開閉回路を他のパワーアンプの開閉回
路との開閉関係が逆になるように制御するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図にもとづいて説明する。図1は、実施
の形態1の構成を示すブロック図である。この図におい
て、図4と同一または相当部分には同一符号を付して説
明を省略する。図4と異なる点は、負荷に対してパワー
アンプを切換える切換開閉器を各パワーアンプに内蔵
し、各切換開閉器を切換回路によって切換えるようにし
た点である。即ち、図1において、13Aはパワーアン
プ1の出力端子及びアース端子にそれぞれ接続された開
閉器、23Aは同じくパワーアンプ2の出力端子及びア
ース端子にそれぞれ接続された開閉器で、各開閉器の出
力側はそれぞれ図示のように負荷6Aに接続されてい
る。52は故障検知回路5の故障検知部5A、5Bに接
続された切換回路で、故障検知部5A、5Bから共に異
常信号が出力されていない時は、予め定められた一方の
開閉器13Aまたは23Aを閉路し、出力中のパワーア
ンプの異常信号を受けた時は、他方のパワーアンプを出
力させるように開閉器13Aと23Aの開閉関係を切換
えるようにされている。
【0014】また、パワー出力部Q11、Q12及びQ
21、Q22から出力切換用の開閉器13A、23Aま
でをパターン化することにより、接触不良、ケーブル断
線などの不慮の事故を未然に防ぎ、信頼性を向上するこ
とができると共に、装置を小さく構成できる。
【0015】実施の形態1は以上のように構成され、出
力切換用の開閉器13A、23Aをそれぞれパワーアン
プ1、2に内蔵しているため、接触不良、ケーブル断線
などの不慮の事故を未然に防ぎ、信頼性の向上した二重
化されたパワー出力装置を得ることができる。また、従
来のように、外部に出力切換回路を設置する必要がない
ため、システム全体が簡素化され、装置を小さく構成で
きる効果もある。
【0016】実施の形態2.次に、この発明の実施の形
態2を図にもとづいて説明する。図2は、実施の形態2
の構成を示すブロック図である。この図において、図1
と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略
する。図1と異なる点は、各パワーアンプ1、2内にそ
れぞれ故障検知回路を内蔵させた点である。即ち、図2
において、14A、24Aはパワーアンプ1、2にそれ
ぞれ内蔵された自己の故障検知回路で、14Aはパワー
アンプ1の故障検知部5Aと切換回路15Aとから構成
されており、24Aはパワーアンプ2の故障検知部5B
と切換回路25Aとから構成されている。また、切換回
路15Aと25Aは、故障検知部からの出力によってそ
れぞれのパワーアンプが正常に動作中であるか、異常
(故障)状態であるかを検知し、それぞれの状態に対応
した信号を発生して相互に交換するようにされており、
双方のパワーアンプが正常の時は、予め定めたパワーア
ンプの開閉器13Aまたは23Aを閉路し、出力中のパ
ワーアンプが異常(故障)の時は、各開閉器13A、2
3Aの開閉状態を切換えて他方のパワーアンプから出力
させるようにするもので、開閉器13A、23Aはいず
れか一方のみが閉となるように制御されるものである。
各パワーアンプを構成する回路要素と故障検知回路とを
含めてパターン化することにより、接触不良、ケーブル
断線などの不慮の事故を未然に防ぎ、信頼性を向上する
ことができると共に、装置を小さく構成できる。
【0017】実施の形態2は以上のように構成され、自
己の故障検知回路14A、24Aを各パワーアンプ1、
2に内蔵し、各パワーアンプの故障の有無に応じて各パ
ワーアンプの開閉器を、それぞれの開閉関係が逆になる
ように制御するため、接触不良、ケーブル断線などの不
慮の事故を未然に防ぎ、信頼性の向上した二重化された
パワー出力装置を得ることができる。また、従来のよう
に、外部に故障検知回路及び二重系切換回路を設置する
必要がないため、システム全体が簡素化され、装置を小
さく構成でき、コストダウンを図る効果もある。
【0018】実施の形態3.次に、この発明の実施の形
態3を図にもとづいて説明する。図3は、実施の形態3
の構成を示すブロック図である。この図において、図2
と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略
する。図2と異なる点は、電流増幅するパワー出力部Q
11、Q12及びQ21、Q22をそれぞれ定電流のパ
ワー出力部としたものである。即ち、図3において、1
6A、26Aはプリアンプ11、21の出力を電流増幅
して定電流として出力する定電流パワー出力部である。
【0019】実施の形態3は、パワー出力部を定電流方
式としたため、負荷6Aが変動してもパワーアンプ1、
2の出力が一定で、実施の形態1、2よりも出力精度が
悪化しないパワー出力装置を得ることができる。
【0020】
【発明の効果】この発明に係る二重化されたバワー出力
装置は、2つのパワーアンプのそれぞれの出力回路に出
力切換用の開閉回路を設け、各パワーアンプの故障検出
回路に接続された出力切換回路によって一方のパワーア
ンプの開閉回路を開にし、他方のパワーアンプの開閉回
路を閉にするように制御するものであるため、接触不
良、ケーブル断線などの不慮の事故を未然に防ぎ、信頼
性の向上した二重化されたパワー出力装置を得ることが
できる。また、外部に出力切換回路を設置する必要がな
いため、システム全体が簡素化され、装置を小さく構成
できる効果もある。
【0021】この発明に係る二重化されたパワー出力装
置は、また、2つのパワーアンプのそれぞれに、出力回
路を開閉する開閉回路と、自己の故障検知回路と、この
故障検知回路に接続され、他のパワーアンプとの間で相
互に故障の有無を通知する信号を交換すると共に、他の
パワーアンプの故障の有無に応じて開閉回路を、他のパ
ワーアンプの開閉回路との開閉関係が逆になるように制
御するものであるため、接触不良、ケーブル断線などの
不慮の事故を未然に防ぎ、信頼性の向上した二重化され
たパワー出力装置を得ることができるのに加えて、シス
テム全体が簡素化され、装置を小さく構成できてコスト
ダウンを図ることができる。
【0022】この発明に係る二重化されたパワー出力装
置は、また、パワーアンプの出力を定電流としているた
め、出力精度が悪化しないパワー出力装置を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】 この発明の実施の形態2の構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】 この発明の実施の形態3の構成を示すブロッ
ク図である。
【図4】 従来の二重化されたパワー出力装置の構成を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1、2 パワーアンプ、 5 故障検知回路、5
A、5B 故障検知部、 6A 負荷、11、21
プリアンプ、13A、23A 開閉器、 14
A、24A 自己故障検知回路、15A、25A、52
切換回路、 16A、26A 定電流パワー出力
部、V1i、V2i 電圧入力、Q11、Q12、Q2
1、Q22 パワー出力部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H209 AA20 BB13 DD05 EE05 GG05 SS01 SS04 SS07 TT05 5H420 BB04 BB12 CC02 DD03 EA10 EA39 EA47 EB18 FF03 FF24 FF25 LL01 NB02 NB12 NB24 NC03 NC26 NE14 5J091 AA02 AA18 AA21 AA41 CA77 CA87 CA89 CA92 FA18 HA08 HA33 HA38 KA00 TA01 UW09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧増幅された信号を電流増幅して出力
    する2つのパワーアンプを切換手段を介して負荷に接続
    すると共に、常時は一方のパワーアンプの出力を負荷に
    供給し、故障時等に他方のパワーアンプの出力を負荷に
    供給するように切換える二重化されたパワー出力装置に
    おいて、2つのパワーアンプのそれぞれの出力回路に出
    力切換用の開閉回路を設け、上記各パワーアンプの故障
    検出回路に接続された出力切換回路によって一方のパワ
    ーアンプの開閉回路を開にし、他方のパワーアンプの開
    閉回路を閉にするように制御することを特徴とする二重
    化されたパワー出力装置。
  2. 【請求項2】 電圧増幅された信号を電流増幅して出力
    する2つのパワーアンプを切換手段を介して負荷に接続
    すると共に、常時は一方のパワーアンプの出力を負荷に
    供給し、故障時等に他方のパワーアンプの出力を負荷に
    供給するように切換える二重化されたパワー出力装置に
    おいて、2つのパワーアンプのそれぞれに、出力回路を
    開閉する開閉回路と、自己の故障検知回路と、上記故障
    検知回路に接続され、他のパワーアンプとの間で相互に
    故障の有無を通知する信号を交換すると共に、上記他の
    パワーアンプの故障の有無に応じて上記開閉回路を他の
    パワーアンプの開閉回路との開閉関係が逆になるように
    制御することを特徴とする二重化されたパワー出力装
    置。
  3. 【請求項3】 電圧増幅された信号を電流増幅して定電
    流として出力する2つのパワーアンプを切換手段を介し
    て負荷に接続すると共に、常時は一方のパワーアンプの
    出力を負荷に供給し、故障時等に他方のパワーアンプの
    出力を負荷に供給するように切換える二重化されたパワ
    ー出力装置において、2つのパワーアンプのそれぞれの
    出力回路に出力切換用の開閉回路を設け、上記各パワー
    アンプの故障検出回路に接続された出力切換回路によっ
    て一方のパワーアンプの開閉回路を開にし、他方のパワ
    ーアンプの開閉回路を閉にするように制御することを特
    徴とする二重化されたパワー出力装置。
  4. 【請求項4】 電圧増幅された信号を電流増幅して定電
    流として出力する2つのパワーアンプを切換手段を介し
    て負荷に接続すると共に、常時は一方のパワーアンプの
    出力を負荷に供給し、故障時等に他方のパワーアンプの
    出力を負荷に供給するように切換える二重化されたパワ
    ー出力装置において、2つのパワーアンプのそれぞれ
    に、出力回路を開閉する開閉回路と、自己の故障検知回
    路と、上記故障検知回路に接続され、他のパワーアンプ
    との間で相互に故障の有無を通知する信号を交換すると
    共に、上記他のパワーアンプの故障の有無に応じて上記
    開閉回路を他のパワーアンプの開閉回路との開閉関係が
    逆になるように制御することを特徴とする二重化された
    パワー出力装置。
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