JP2618150B2 - 直流電源装置 - Google Patents
直流電源装置Info
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- JP2618150B2 JP2618150B2 JP4065644A JP6564492A JP2618150B2 JP 2618150 B2 JP2618150 B2 JP 2618150B2 JP 4065644 A JP4065644 A JP 4065644A JP 6564492 A JP6564492 A JP 6564492A JP 2618150 B2 JP2618150 B2 JP 2618150B2
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- JP
- Japan
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- switching regulator
- power supply
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- switching
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチングレギュレ
ータを用いた直流電源装置に関する。
ータを用いた直流電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スイッチングレギュレータを用い
た直流電源装置としては、負荷率の減少に伴いスイッチ
ング周波数が低下したり、スイッチング信号のデューテ
ィ比が小となることに起因して増大する出力電圧リップ
ルを回避すべく、本来の負荷回路とは別に疑似負荷回路
を設けて全負荷率の数パーセントに相当する電流を常時
流すことにより、負荷率が一定の値以下に減少すること
を防止していた。この疑似負荷回路に流れる電流を、通
称ブリーダ電流という。
た直流電源装置としては、負荷率の減少に伴いスイッチ
ング周波数が低下したり、スイッチング信号のデューテ
ィ比が小となることに起因して増大する出力電圧リップ
ルを回避すべく、本来の負荷回路とは別に疑似負荷回路
を設けて全負荷率の数パーセントに相当する電流を常時
流すことにより、負荷率が一定の値以下に減少すること
を防止していた。この疑似負荷回路に流れる電流を、通
称ブリーダ電流という。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の直流電源装置では、使用されるスイッチングレギュレ
ータの全容量が本来の負荷に供給されず、常に疑似負荷
回路に流れる電流だけの損失があり不経済であるという
欠点があった。本発明の目的は、上述した従来欠点に鑑
み、負荷率の低下に伴い増大する出力リップルの低減の
ために二次側に設けていた疑似負荷回路を除去して経済
性を確保しながらも、スイッチングレギュレータの出力
リップルを低減させ得る高品質な直流電源装置を提供す
る点にある。
の直流電源装置では、使用されるスイッチングレギュレ
ータの全容量が本来の負荷に供給されず、常に疑似負荷
回路に流れる電流だけの損失があり不経済であるという
欠点があった。本発明の目的は、上述した従来欠点に鑑
み、負荷率の低下に伴い増大する出力リップルの低減の
ために二次側に設けていた疑似負荷回路を除去して経済
性を確保しながらも、スイッチングレギュレータの出力
リップルを低減させ得る高品質な直流電源装置を提供す
る点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明による直流電源装置の特徴構成は、出力が並列に
接続された複数のスイッチングレギュレータにその出力
を検出する出力検出手段を設けて、前記出力検出手段に
よる検出出力に基づいて出力リップルが許容値以下に維
持されるように前記スイッチングレギュレータの負荷率
を分散設定するとともに、出力リップルの上昇に応じて
前記スイッチングレギュレータの能動数を減少制御する
制御手段を設けて構成してある点にある。
本発明による直流電源装置の特徴構成は、出力が並列に
接続された複数のスイッチングレギュレータにその出力
を検出する出力検出手段を設けて、前記出力検出手段に
よる検出出力に基づいて出力リップルが許容値以下に維
持されるように前記スイッチングレギュレータの負荷率
を分散設定するとともに、出力リップルの上昇に応じて
前記スイッチングレギュレータの能動数を減少制御する
制御手段を設けて構成してある点にある。
【０００５】
【作用】負荷に供給するために必要な全容量を、並列に
接続された複数のスイッチングレギュレータにより分散
して供給する構成を採る。制御手段は、その際に、出力
検出手段により検出された二次側出力に基づいて、各ス
イッチングレギュレータの出力リップルが許容値以下に
維持されるようにそれぞれの負荷率を分散設定し、以
て、装置全体として出力リップルを許容される設定範囲
以下に維持するのであり、その範囲を逸脱する場合には
能動状態にあるスイッチングレギュレータを停止させ
て、他の能動状態にあるスイッチングレギュレータの負
荷率を上昇させることにより出力リップルを低減するの
である。
接続された複数のスイッチングレギュレータにより分散
して供給する構成を採る。制御手段は、その際に、出力
検出手段により検出された二次側出力に基づいて、各ス
イッチングレギュレータの出力リップルが許容値以下に
維持されるようにそれぞれの負荷率を分散設定し、以
て、装置全体として出力リップルを許容される設定範囲
以下に維持するのであり、その範囲を逸脱する場合には
能動状態にあるスイッチングレギュレータを停止させ
て、他の能動状態にあるスイッチングレギュレータの負
荷率を上昇させることにより出力リップルを低減するの
である。
【０００６】
【発明の効果】本発明によれば、損失につながる疑似負
荷回路を設けることなく、負荷率が変動した場合でもリ
ップルの小さい安定した直流電圧を出力しうる直流電源
装置を提供できるようになった。
荷回路を設けることなく、負荷率が変動した場合でもリ
ップルの小さい安定した直流電圧を出力しうる直流電源
装置を提供できるようになった。
【０００７】
【実施例】以下に実施例を説明する。図１に示すよう
に、定格出力電流１００Ａの直流電源装置は、定格出力
電流２０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ１）と定
格出力電流８０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ
２）を並列に接続するとともに、それらスイッチングレ
ギュレータＲの能動状態を制御する制御手段２を設けて
構成してある。前記制御手段２には、全出力電流を検出
する電流検出手段３の出力信号が入力され、スイッチン
グレギュレータＲに対して能動状態を制御するリモート
信号線Ｓ１と、能動状態にあるスイッチングレギュレー
タＲに対してスイッチング信号のデューティ比を可変制
御する信号線Ｓ２とを接続してある。
に、定格出力電流１００Ａの直流電源装置は、定格出力
電流２０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ１）と定
格出力電流８０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ
２）を並列に接続するとともに、それらスイッチングレ
ギュレータＲの能動状態を制御する制御手段２を設けて
構成してある。前記制御手段２には、全出力電流を検出
する電流検出手段３の出力信号が入力され、スイッチン
グレギュレータＲに対して能動状態を制御するリモート
信号線Ｓ１と、能動状態にあるスイッチングレギュレー
タＲに対してスイッチング信号のデューティ比を可変制
御する信号線Ｓ２とを接続してある。
【０００８】前記スイッチングレギュレータＲへの入力
電圧ＶINに対する出力電圧ＶOUT の関係は、一般にスイ
ッチング信号の周期Ｔ、スイッチのオン時間ｔに対し
て、 ＶOUT ＝ＶIN・（ｔ／Ｔ） で表される。尚、この（ｔ／Ｔ）をスイッチングのデュ
ーティー比という。
電圧ＶINに対する出力電圧ＶOUT の関係は、一般にスイ
ッチング信号の周期Ｔ、スイッチのオン時間ｔに対し
て、 ＶOUT ＝ＶIN・（ｔ／Ｔ） で表される。尚、この（ｔ／Ｔ）をスイッチングのデュ
ーティー比という。
【０００９】図２に示すように、定格出力電流２０Ａの
スイッチングレギュレータＲ（Ｒ１）の負荷率が低下し
て出力電流が下がると最大（Ｖ３）の電圧リップルが発
生し、定格出力電流８０Ａのスイッチングレギュレータ
Ｒ（Ｒ２）の負荷率が低下して出力電流が下がると最大
（Ｖ２＋Ｖ３）の電圧リップルが発生する。この電圧リ
ップルは負荷率の低下に伴い増大する。そこで、前記制
御手段２は、全負荷率が低下して供給電流が２０Ａ以下
となると、負荷率の低下した定格出力電流８０Ａのスイ
ッチングレギュレータＲ（Ｒ２）を停止するとともに、
定格出力電流２０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ
１）を１００パーセント稼働させることで、定格出力電
流８０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ２）の大き
なリップルの発生により出力電圧が変動することを防止
する。
スイッチングレギュレータＲ（Ｒ１）の負荷率が低下し
て出力電流が下がると最大（Ｖ３）の電圧リップルが発
生し、定格出力電流８０Ａのスイッチングレギュレータ
Ｒ（Ｒ２）の負荷率が低下して出力電流が下がると最大
（Ｖ２＋Ｖ３）の電圧リップルが発生する。この電圧リ
ップルは負荷率の低下に伴い増大する。そこで、前記制
御手段２は、全負荷率が低下して供給電流が２０Ａ以下
となると、負荷率の低下した定格出力電流８０Ａのスイ
ッチングレギュレータＲ（Ｒ２）を停止するとともに、
定格出力電流２０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ
１）を１００パーセント稼働させることで、定格出力電
流８０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ２）の大き
なリップルの発生により出力電圧が変動することを防止
する。
【００１０】一方、直流電源装置による全供給電流が２
０Ａより大である場合には、定格出力電流２０Ａのスイ
ッチングレギュレータＲ（Ｒ１）と定格出力電流８０Ａ
のスイッチングレギュレータＲ（Ｒ２）のそれぞれの出
力電流値の和が全供給電流となるように、そして、各ス
イッチングレギュレータＲの電圧リップルが許容値を越
えない範囲でその負荷率を配分する。詳述すると、制御
手段２は、電流検出手段３からの信号に基づき総負荷電
流を検出して、各スイッチングレギュレータＲのどれを
どの程度の負荷率で能動状態に制御するかを判断し、信
号線Ｓ１及びＳ２により各スイッチングレギュレータＲ
を制御するのである。また、限り無く負荷率が低減した
場合に、直流電源装置が定格出力電流１００Ａの単一の
スイッチングレギュレータで構成されている場合には
（Ｖ１＋Ｖ３）のリップル電圧（図中一点鎖線）が発生
するのに対して、定格出力電流８０Ａの単一のスイッチ
ングレギュレータで構成されている場合には（Ｖ２＋Ｖ
３）のリップル電圧（図中破線）が発生し、定格出力電
流２０Ａの単一のスイッチングレギュレータで構成され
ている場合にはＶ３のリップル電圧（図中実線）が発生
することから、２０Ａ以下の出力電流となる場合には、
定格出力電流２０Ａの単一のスイッチングレギュレータ
を用いることでリップル電圧が低減することが理解され
る。以上により、定格出力電流２０Ａのスイッチングレ
ギュレータＲ（Ｒ１）をオフして、定格出力電流８０Ａ
のスイッチングレギュレータＲ（Ｒ２）で２０Ａの電流
を出力するために負荷率を下げた場合に表れる電圧リッ
プル（Ｖ４）を除去できることになる。
０Ａより大である場合には、定格出力電流２０Ａのスイ
ッチングレギュレータＲ（Ｒ１）と定格出力電流８０Ａ
のスイッチングレギュレータＲ（Ｒ２）のそれぞれの出
力電流値の和が全供給電流となるように、そして、各ス
イッチングレギュレータＲの電圧リップルが許容値を越
えない範囲でその負荷率を配分する。詳述すると、制御
手段２は、電流検出手段３からの信号に基づき総負荷電
流を検出して、各スイッチングレギュレータＲのどれを
どの程度の負荷率で能動状態に制御するかを判断し、信
号線Ｓ１及びＳ２により各スイッチングレギュレータＲ
を制御するのである。また、限り無く負荷率が低減した
場合に、直流電源装置が定格出力電流１００Ａの単一の
スイッチングレギュレータで構成されている場合には
（Ｖ１＋Ｖ３）のリップル電圧（図中一点鎖線）が発生
するのに対して、定格出力電流８０Ａの単一のスイッチ
ングレギュレータで構成されている場合には（Ｖ２＋Ｖ
３）のリップル電圧（図中破線）が発生し、定格出力電
流２０Ａの単一のスイッチングレギュレータで構成され
ている場合にはＶ３のリップル電圧（図中実線）が発生
することから、２０Ａ以下の出力電流となる場合には、
定格出力電流２０Ａの単一のスイッチングレギュレータ
を用いることでリップル電圧が低減することが理解され
る。以上により、定格出力電流２０Ａのスイッチングレ
ギュレータＲ（Ｒ１）をオフして、定格出力電流８０Ａ
のスイッチングレギュレータＲ（Ｒ２）で２０Ａの電流
を出力するために負荷率を下げた場合に表れる電圧リッ
プル（Ｖ４）を除去できることになる。
【００１１】以下に別実施例を説明する。先の実施例で
は、直流電源装置の出力電圧は特に説明していないが、
適宜設定可能である。先の実施例では、出力電流の可変
制御をスイッチング信号のオン時間ｔ、即ちデューティ
比を変更することで行うものを説明したが、スイッチン
グ信号の周期Ｔを可変に制御するものでもよく、オン時
間ｔ及び周期Ｔ双方を可変に制御してもよい。先の実施
例では、定格出力電流１００Ａの直流電源装置を、定格
出力電流２０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ１）
と定格出力電流８０ＡのスイッチングレギュレータＲ
（Ｒ２）を並列に接続することで構成したものを説明し
たが、定格出力電流値や、スイッチングレギュレータＲ
の数はこれに限定するものではなく適宜設定することが
できる。例えば、図３に示すように、定格出力電流１０
０Ａの直流電源装置を、定格出力電流２０Ａのスイッチ
ングレギュレータＲを５台並列に接続することで構成し
てもよい。先の実施例では、各スイッチングレギュレー
タＲを停止させるべき基準となる負荷率の設定値につい
ては特に説明していないが、これは電源の仕様により適
宜設定可能であり、通常、デューティ比が２０パーセン
ト以下でリップル電圧が大となる点に着目して、この付
近で停止させる。従って、この値を目安にして、定格出
力電流値やスイッチングレギュレータＲの数を決定する
ことができる。
は、直流電源装置の出力電圧は特に説明していないが、
適宜設定可能である。先の実施例では、出力電流の可変
制御をスイッチング信号のオン時間ｔ、即ちデューティ
比を変更することで行うものを説明したが、スイッチン
グ信号の周期Ｔを可変に制御するものでもよく、オン時
間ｔ及び周期Ｔ双方を可変に制御してもよい。先の実施
例では、定格出力電流１００Ａの直流電源装置を、定格
出力電流２０ＡのスイッチングレギュレータＲ（Ｒ１）
と定格出力電流８０ＡのスイッチングレギュレータＲ
（Ｒ２）を並列に接続することで構成したものを説明し
たが、定格出力電流値や、スイッチングレギュレータＲ
の数はこれに限定するものではなく適宜設定することが
できる。例えば、図３に示すように、定格出力電流１０
０Ａの直流電源装置を、定格出力電流２０Ａのスイッチ
ングレギュレータＲを５台並列に接続することで構成し
てもよい。先の実施例では、各スイッチングレギュレー
タＲを停止させるべき基準となる負荷率の設定値につい
ては特に説明していないが、これは電源の仕様により適
宜設定可能であり、通常、デューティ比が２０パーセン
ト以下でリップル電圧が大となる点に着目して、この付
近で停止させる。従って、この値を目安にして、定格出
力電流値やスイッチングレギュレータＲの数を決定する
ことができる。
【００１２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定するものではない。
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定するものではない。
【図１】直流電源装置ブロック構成図
【図２】要部の信号波形図
【図３】別実施例を示す直流電源装置ブロック構成図
２ 制御手段 Ｒ スイッチングレギュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 康二 東京都世田谷区新町２―28―２ 桜新町 サンハイツ202 (72)発明者 五十嵐 光男 埼玉県上尾市原市1790―14 (72)発明者 木田 敏彦 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 乾 秀雄 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 鈴木 一征 愛知県名古屋市中川区野田１丁目311番 地 (72)発明者 大瀬 秀雄 愛知県海部郡佐屋町大字大井字官新田14 番地16 (72)発明者 高山 雅彦 大阪府大阪市平野区加美北１丁目22番17 号 株式会社近計システム内 (56)参考文献 特開 平４−33522（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 出力が並列に接続された複数のスイッチ
ングレギュレータ（Ｒ）にその出力を検出する出力検出
手段（３）を設けて、前記出力検出手段（３）による検
出出力に基づいて出力リップルが許容値以下に維持され
るように前記スイッチングレギュレータ（Ｒ）の負荷率
を分散設定するとともに、出力リップルの上昇に応じて
前記スイッチングレギュレータ（Ｒ）の能動数を減少制
御する制御手段（２）を設けて構成してある直流電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065644A JP2618150B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 直流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065644A JP2618150B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 直流電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05276660A JPH05276660A (ja) | 1993-10-22 |
| JP2618150B2 true JP2618150B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=13292934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4065644A Expired - Lifetime JP2618150B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 直流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2618150B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6275096B1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-08-14 | International Business Machines Corporation | Charge pump system having multiple independently activated charge pumps and corresponding method |
| JP5275688B2 (ja) * | 2008-06-04 | 2013-08-28 | 住友重機械工業株式会社 | コンバータ装置 |
| JP6522901B2 (ja) * | 2014-08-08 | 2019-05-29 | 大成建設株式会社 | 直流配電システム |
| JP6521745B2 (ja) | 2015-05-29 | 2019-05-29 | キヤノン株式会社 | 電源及び画像形成装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58136266A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-13 | Fuji Electric Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タの制御方式 |
| JPS58180922U (ja) * | 1982-05-21 | 1983-12-02 | 三星 渡 | 文化畦 |
| JPS59103570A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-15 | Fuji Electric Co Ltd | 電気車用ｄｃ−ｄｃコンバ−タの制御方式 |
| JPS60109724A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-15 | 日本電気株式会社 | 多重化電源供給方式 |
| JPS61193121U (ja) * | 1985-05-23 | 1986-12-01 | ||
| JPH0433522A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-02-04 | Fujitsu Ltd | Ｄｃ／ｄｃコンバータ装置 |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP4065644A patent/JP2618150B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05276660A (ja) | 1993-10-22 |
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