JP3008848B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP3008848B2
JP3008848B2 JP8115654A JP11565496A JP3008848B2 JP 3008848 B2 JP3008848 B2 JP 3008848B2 JP 8115654 A JP8115654 A JP 8115654A JP 11565496 A JP11565496 A JP 11565496A JP 3008848 B2 JP3008848 B2 JP 3008848B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置等に
用いて好適な電源装置に関し、特に、動作中の本体装置
に活線挿抜される電源ユニットを含む電源装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】情報処理装置などで使用される、複数の
電源ユニットから構成される電源装置において、電源ユ
ニットの故障や保守点検等により、活線状態で電源ユニ
ットを交換する場合、突入電流による入力電源の電圧変
動を生じることがある。
【0003】この場合、他の電源ユニットの出力電圧に
対する安定化制御に影響を及ぼし、負荷へ供給している
電圧をも変動させることがあり、負荷の動作を不安定に
することがある。
【0004】そこで、突入電流を低減する目的として、
抵抗器を設ける方法が、従来一般的に用いられる。
【0005】突入電流を制限する抵抗を備えた活線挿抜
回路としては、特開平4−101619号公報の従来技
術の記載が参照される。すなわち、従来の活線挿抜回路
は突入電流制限用の抵抗と、一定時間この抵抗を短絡す
るためのスイッチと、バイパスコンデンサ(入力コンデ
ンサ)と、から構成され、スイッチを開いた状態でパッ
ケージ(ユニット)を挿入すると抵抗を介してバイパス
コンデンサが充電され、充電が完了した段階で突入電流
制御用の抵抗を短絡する。
【0006】また、特開平5−327244号公報に
は、動作中の装置本体への回路ユニットの挿入時に発生
する突入電流のピーク値を制限し、装置本体の電源変動
を防止するようにした活線挿抜保護回路の構成として、
電源部を有する装置本体に対して挿入接続される回路ユ
ニットに、保護ピン、グランドピンおよび電源ピンを備
え、保護ピンおよびグランドピンの接続後に電源ピンが
接続されるように配設され、突入電流のピーク値を分散
するようにした構成が提案されている。すなわち、保護
ピンとグランドピンの間には電圧安定化用のコンデンサ
が挿入され、保護ピンと電源ピン間には突入電流制限用
の制限抵抗が設けられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術においては、突入電流防止用の抵抗器の外形
が大きく、このため電源ユニットが大型化するという問
題点を有している。
【0008】これは、通常の電源投入時においては、入
力電流を抑制するため、大きい抵抗値にする必要がある
が、一方では、出力電圧の確定を速くするため、入力コ
ンデンサの充電が速くなるように、抵抗値を小さくする
必要もある。
【0009】また、活線保守交換時においては、電源ユ
ニットを挿入する時に、他の電源ユニットの動作に異常
を生じないように、入力電圧変動を抑制する目的で、電
流変化を小さくするため、通常の電源投入時よりも、さ
らに抵抗値を大きくすることがある。
【0010】これらの条件を満たすため、複数の抵抗器
を設けて、状態に応じて切り替えることが必要となるこ
とがあり、電源装置の大型化の要因となっている。
【0011】このように、この種の従来の電源装置で
は、活線保守交換を行う時に発生する突入電流を防止す
るための抵抗器を設けたことにより、装置が大型になる
という問題点を有している。
【0012】従って、本発明は、上記事情に鑑みて為さ
れたものであって、その目的は、装置の大型化を最小限
に抑制すると共に、突入電流を低減するようにした電源
装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の電源装置は、複数の電源ユニットからの電
圧出力を並列接続し、これを負荷に供給する構成とさ
れ、並列型冗長運転制御機能および電源ユニットの活線
挿抜機能を有する電源装置において、前記複数の電源ユ
ニットからそれぞれ出力される制御信号を受信する入力
回路と、前記入力回路の作動によりパルス波を生成する
パルス波生成回路と、を備え、前記電源ユニットは、突
入電流制限用抵抗器と、コンデンサと、DC−DCコン
バータと、を備えると共に、前記電源装置の動作中に該
電源ユニットを挿入する際に、前記制御信号を生成する
信号生成回路を備え、前記パルス波生成回路からのパル
ス信号により開閉が制御されるスイッチを前記突入電流
制限用抵抗器に直列形態に接続してな前記電源装置
本体への前記電源ユニットの活線挿入時、前記電源ユニ
ットから前記制御信号が出力され、これを受けて前記入
力回路が作動し前記パルス波生成回路からのパルス信号
により前記スイッチをスイッチング動作させることで、
前記突入電流制限用抵抗器に流れる突入電流を断続さ
せ、これにより時間的に入力電流の電流変化量を減衰さ
せて前記電源装置の出力電圧を安定させるようにしたこ
とを特徴とするものである。
【0014】本発明の概要を以下に説明する。本発明に
おいては、装置の動作中に電源ユニットを挿入する際
に、信号生成回路により生成された制御信号によりパル
ス波生成回路がパルス波を生成し、このパルス波によ
り、突入電流防止用の抵抗器に直列形態に接続されたス
イッチをスイッチング動作させることにより、突入電流
防止用抵抗器に流れる電流をオン・オフし、このように
して突入電流を断続させることで時間的に入力電流の電
流変化量を減少させ、これにより電源装置の出力電圧の
変動を抑制することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。
【0016】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
電源装置の要部の構成を示したものである。
【0017】本発明の第1の実施の形態に係る電源装置
は、非安定直流電源1と、複数の電源ユニットP1、P
2、Pnと、保守交換等の場合に、電源ユニットを電源
装置に装着すると同時に、電源ユニットからの装着を示
す信号を受信する入力回路3と、入力回路3からの信号
により起動するパルス波生成回路2と、から構成され
る。図中10は、複数の電源ユニットP1〜Pnから電
源が供給される負荷である。
【0018】電源ユニットP1は、突入電流防止用の抵
抗器5と、コンデンサ充電制御に用いるスイッチ6と、
入力コンデンサ7、電源ユニットの出力電圧が安定し突
入電流が低減したのちに突入電流防止抵抗器5の短絡に
用いるスイッチ4と、DC−DCコンバータ8と、電源
ユニットが電源装置に装着することを示す制御信号を出
力する信号生成回路9と、から構成される。
【0019】ここで、抵抗器5の定格電力値や抵抗値
と、パルス波生成回路2からのパルス波の周期やデュー
ティ比は、予め電源ユニットのサイズが最小となるよう
に最適値を設定する。そして、スイッチ4およびスイッ
チ6は、サイリスタやフォトモスリレー等の半導体素子
を用いてもよい。
【0020】信号生成回路9は、手動のスイッチ操作に
より信号を生成してもよく、また衝撃センサ等の各種セ
ンサにより自動的に電気信号を生成する等の手段を用い
てもよい。
【0021】また、電源ユニットP2〜Pnは、電源ユ
ニットP1と同様の構成とされており、その説明は省略
する。
【0022】次に、本発明の第1の実施の形態の動作に
ついて、図2を参照して詳細に説明する。図2は、図1
の各部の信号波形を示したタイミング波形図であり、信
号S1は電源ユニットの信号生成回路9から入力回路3
に出力される信号、S2はパルス生成回路2から出力さ
れるコンデンサ充電制御用スイッチ6の開閉制御信号、
S3はDC−DCコンバータ8からスイッチ4に出力さ
れる開閉制御信号、入力電流Iは非安定直流電源1から
電源ユニットに流れ込む電流を示している。
【0023】電源装置を投入指示すると、まず非安定直
流電源1を投入し、次に複数の電源ユニットP1〜Pn
を同時に投入する。
【0024】非安定直流電源1の投入時は、徐々に出力
電圧が上昇し確定するが、この間に電源ユニットP1〜
Pnの内部コンデンサ7への充電を行う時に突入電流が
流れる。
【0025】そこで、突入電流防止用の抵抗器5の抵抗
値は大きいものを選択し、突入電流を低減する。一方で
は、電源の投入完了までに要する時間を短縮するため、
抵抗値はより小さいことが望まれる。従って、通常は、
これらの条件を満たす抵抗値が選択される。
【0026】非安定直流電源1が投入状態にあり、複数
の電源ユニットP1〜Pnが投入状態にある時に、複数
の電源ユニットP1〜Pnのうちのいずれか1つが、例
えば定期保守や故障等により交換する必要が生ずる場合
がある。
【0027】このとき、電源ユニットの構成を、負荷1
0が必要とする電力よりも1台分多く用意することで
(n+1並列型冗長運転制御機能)、複数の電源ユニッ
トを冗長運転させることにより、活線状態で、交換対象
の電源ユニットを交換することができる。
【0028】しかしながら、この交換時において、複数
の電源ユニットのいずれかを挿入する場合には、非安定
直流電源1は、すでに電圧が確定しているため、通常の
電源装置を投入指示した場合よりも大きな突入電流が流
れる。そして、この場合、非安定直流電源1の出力電圧
に変動を生じ、動作中の他の電源ユニットの安定化制御
動作に影響し、その結果、負荷10への出力電圧が変動
するという不具合を生じることがある。
【0029】そこで、本発明の実施の形態に係る電源装
置では、電源ユニットP1〜Pnのいずれかを電源装置
に活線挿入する時に、信号生成回路9から入力回路3
に、電源ユニット挿入を示す制御信号S1が送信され、
次にパルス波生成回路2が起動し、制御信号S2によ
り、突入電流防止用の抵抗器5に直列形態に接続された
コンデンサ充電制御用スイッチ6をオン・オフ制御する
ことにより、突入電流Iによる入力電流の変化を、時間
的に減少させることができる。
【0030】その後、出力電圧が確定するのを検出し、
DC−DCコンバータ8からの制御信号S3によりスイ
ッチ4をオンに設定する。
【0031】その結果、活線保守交換時の為の突入電流
防止用抵抗器を、新たに設ける必要が無くなり、電源装
置が大型化することを防止することができる。
【0032】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。図3は、本発明の第2の実施の形態の構成を示す図
である。
【0033】図3を参照して、本発明の第2の実施の形
態においては、図1に示したパルス生成回路2、入力回
路3および信号生成回路9を、電源ユニットP1、P
2、Pnに内蔵するように構成したものである。他の構
成要素および動作は、図1において説明したものと同等
である。
【0034】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は上記形態にのみ限定されるものでなく、本発明
の原理に準ずる各種形態および変形を含むことは勿論で
ある。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置の小型化を達成すると共に、突入電流を低減すると
いう効果を有する。
【0036】これは、本発明においては、突入電流をス
イッチのオン・オフ制御により、断続させることで時間
的に電流変化量を低減するようにしたことによる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電源装置の第1の実施の形態を示
すブロック図である。
【図2】本発明に係る電源装置の第1の実施の形態の動
作を説明するためのタイムチャートである。
【図3】本発明の電源装置の第2の実施の形態を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 非安定直流電源 2 パルス波生成回路 3 入力回路 4 スイッチ 5 抵抗器 6 スイッチ 7 コンデンサ 8 DC−DCコンバータ 9 信号生成回路 P1、P2、Pn 電源ユニット
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−70538(JP,A) 特開 平2−60425(JP,A) 実開 昭57−130539(JP,U) 実開 昭57−155933(JP,U) 実開 昭58−56544(JP,U) 実開 昭60−93449(JP,U) 実開 昭51−145536(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 9/02 H02J 1/00 309 G06F 1/18 G06F 3/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電源ユニットからの電圧出力を並列
    接続し、これを負荷に供給する構成とされ、並列型冗長
    運転制御機能および電源ユニットの活線挿抜機能を有す
    る電源装置において、 前記複数の電源ユニットからそれぞれ出力される制御信
    号を受信する入力回路と、 前記入力回路の作動によりパルス波を生成するパルス波
    生成回路と、 を備え、 前記電源ユニットは、 突入電流制限用抵抗器と、コンデンサと、DC−DCコ
    ンバータと、を備えると共に、前記電源 装置の動作中に該電源ユニットを挿入する際
    に、前記制御信号を生成する信号生成回路を備え、 前記パルス波生成回路からのパルス信号により開閉が制
    御されるスイッチを前記突入電流制限用抵抗器に直列形
    態に接続してな前記電源装置本体への前記電源ユニットの活線挿入時、
    前記電源ユニットから前記制御信号が出力され、これを
    受けて前記入力回路が作動し前記パルス波生成回路から
    のパルス信号により前記スイッチをスイッチング動作さ
    せることで、前記突入電流制限用抵抗器に流れる突入電
    流を断続させ、これにより時間的に入力電流の電流変化
    量を減衰させて前記電源装置の出力電圧を安定させる
    うにしたことを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】直列形態に接続された前記突入電流制限用
    抵抗器と前記スイッチとの両端間に並列形態に接続さ
    れ、前記DC−DCコンバータの出力電圧が確定した際
    に閉成して前記突入電流防止用抵抗器を短絡する短絡ス
    イッチを備えた、 ことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  3. 【請求項3】電源装置本体に対して活線挿入される電源
    ユニット前記電源装置本体への 活線挿入時、前記電源装置本体の
    直流電流源からの突入電流を制限するための抵抗器と、
    前記抵抗器を短絡するための短絡スイッチと、入力コン
    デンサと、を有するとともに、前記電源装置の動作中に
    該電源ユニットを挿入する際に制御信号を生成する信号
    生成回路を備え、 前記抵抗器と前記入力コンデンサとの間に第2のスイッ
    チを備え前記電源 装置本体への前記電源ユニットの活線挿入時、
    前記電源ユニットから出力される制御信号を受けて活線
    挿入を認識した際に、前記電源装置本体のパルス波生成
    回路からのパルス信号により前記第2のスイッチを開閉
    制御することで突入電流を断続させ、 これにより入力電流の電流変化量を減衰させて前記電源
    装置の出力電圧を安定させるようにしたことを特徴とす
    る電源装置。
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