JP3451347B2 - 電源装置 - Google Patents

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、例えば検知セン
サ、小型スイッチ等の信号処理器の電源供給に使用され
るような電源装置に関し、さらに詳しくは多くの信号処
理器に対する電源供給性能を高めた電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種装置に設置される検知セン
サや小型スイッチ等の信号処理器（以下スレーブと称
す）への配線に際しては、図１１に示すように、信号を
伝送制御するマスタ１１１および主電源１１２から各々
のケーブル１１３を介して消費電力の異なる各スレーブ
１１４…に配線接続している。

【０００３】この場合、第１スレーブ群１１５に続いて
第２スレーブ群１１６あるいは第ｎスレーブ群まで配線
するには、配線領域の関係から後続スレーブ群の電圧容
量が不足するため、その直前に外部から電源を供給する
中継電源１１７を備えた中継端子台１１８を介在させて
配線接続している。これにより、後続のスレーブ群に満
足する電源を供給している。

【０００４】しかし、この種の中継端子台１１８への配
線は、図１２に示すように、マスタ側と接続する通信ケ
ーブル１１９，１１９および電源ケーブル１２０，１２
０と、後続のスレーブ群側と接続する通信ケーブル１２
１，１２１および電源ケーブル１２２，１２２との多く
の配線接続部１２３…を有し、この中継端子台１１８を
挟む両側から４本ずつ合計８本のケーブルを取付ける配
線作業を要し、また前段の不要となった電源ケーブル１
２０，１２０を取外したケーブル端部に対しては絶縁処
理１２４を必要とし、その取外された中継端子台１１８
の電源ケーブル接続部分に外部からの中継電源ケーブル
１２５，１２５を接続している。このため、配線に必要
な全てのケーブルを接続固定するための中継端子台１１
８を要し、この中継端子台１１８への配線作業に手間が
かかっていた。

【０００５】さらに、図１３に示すように、第１〜第３
の電源装置１３１ａ〜１３１ｃを同一電源で起動するよ
うに配線接続した場合、各電源装置１３１ａ〜１３１ｃ
の内部には同一の交流電源１３２から供給されるＡＣ／
ＤＣ変換器１３３ａ〜１３３ｃを内蔵して構成され、こ
の交流電源１３２のＯＮ動作に基づいて全電源装置１３
１ａ〜１３１ｃを同時に起動して立上げ、これに基づい
て各々接続されたスレーブ１３４ａ〜１３４ｃに電源供
給している。

【０００６】この場合、これらの全電源装置１３１ａ〜
１３１ｃに対して起動スイッチを入れると、全電源装置
１３１ａ〜１３１ｃを同時に立上げるために一時的に大
きな突入電流が流れて、各電源装置の起動不良が発生し
たり、ブレーカが遮断してしまったり、他の装置の誤動
作等を発生させてしまう。このため、この大きな突入電
流を回避する防止対策として現状では各電源装置を分散
させて起動するためのタイマ制御装置を外部に要して対
処しているが、省スペース化の妨げとなり、またコスト
高となる問題を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は、同
一電源で複数の電源装置を立上げる際、供給された電源
を電源装置毎に順序よく遅延させて立上げることができ
る電源装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、供給された
入力電源を変換して出力する変換手段と、上記入力電源
を所定時間遅延させて入力させる遅延手段とを備えてユ
ニット化した電源ユニットを形成し、上記電源ユニット
の複数を同一の主電源に対して配設順位を設定して接続
し、上記複数電源ユニットにおける各遅延手段の遅延動
作を上記配設順に遅延するべく設定した電源装置あるこ
とを特徴とする。この構成によれば、各電源ユニットを
配設順に遅延させて動作させることができる。

【０００９】発明の形態として、前記電源ユニットの遅
延手段を、外部から入力される遅延指令信号に基づいて
所定時間遅延させて動作を出力する遅延回路と、上記遅
延回路の動作出力で動作して前記入力電源を入力させる
スイッチ回路とで構成することができる。

【００１０】この構成によれば、外部から入力される遅
延指令信号に基づいて遅延回路が所定時間遅延して動作
し、この動作出力でスイッチ回路が入力電源を入力させ
て、各電源ユニットを配設順に動作させることができ
る。

【００１１】さらに、前記遅延指令信号を、配設順位の
隣接上位における電源ユニットの動作出力に設定するこ
とができる。この構成によれば、配設順位の隣接上位に
おける電源ユニットの動作出力で下位の電源ユニットを
遅延させて動作させることができる。また、前記遅延手
段の遅延時間を設定する遅延時間設定手段を備えるとき
は、各電源ユニットの遅延時間を調節することができ
る。

【００１２】

【発明の効果】この結果、ユニット化して取扱いを容易
にした電源ユニットの複数個を同一電源で一括して立上
げるとき、各電源ユニットの配設順位の設定順に各電源
ユニットを立上げることができるため、同一電源で起動
する多数の電源ユニットをその電源ユニット毎に遅延さ
せて順序よく立上げることができる。このため、同一主
電源に接続された全ての電源ユニットを一括起動したと
きは分散された状態に立上げることができるため、立上
げ時に一時的に集中する大きな突入電流を回避すること
ができる。従って、この突入電流を回避できるため、他
の装置の誤動作を誘起しなくなる他、不測にブレーカも
遮断せず常に安定した起動が得られる。

【００１３】また、遅延回路を組込んで遅延動作させて
もよく、また内部回路の起動時間差を利用して遅延させ
ることができる。このような遅延手段を内蔵するため、
外部でタイマ制御するようなタイマ制御装置が不要とな
り、このタイマの省略に基づいて省スペース化および低
コスト化が図れる。

【００１４】さらに、遅延回路の遅延時間を所望の値に
設定するようにすれば、最適な遅延時間で順番に立上が
らせることができ、またこれを電源装置毎に順序よく点
灯表示すれば、その一括起動時の立上がり適否状態を外
部から係員が容易に目視確認することができる。

【００１５】

【実施例】この発明の実施例を以下図面に基づいて詳述
する。 ［第１実施例］ 図１は電源ユニット１１を示し、この電源ユニット１１
は長方形状の基盤１２に入力コネクタ１３と出力コネク
タ１４と外部電源接続部１５とを一体的に形成してユニ
ット化し、この電源ユニット１１をマスタ１６側と電圧
降下領域に相当するスレーブ群１７側との間に介在して
各スレーブ１７ａ，１７ｂ…に対する定電圧供給を行っ
て安定した伝送を維持するように構成している。

【００１６】ユニット化した基盤１２の一側面には差込
み式に着脱許容する入力コネクタ１３は凹形接続部１３
ａを有して取付けられ、この凹形接続部１３ａとマスタ
側のケーブルコネクタ１８の凸形接続部１８ａとを凹凸
対応させて差込むことにより一括接続する。

【００１７】この場合、図２にも示すように、ケーブル
コネクタ１８はマスタ側からの２本の通信ケーブル１９
と主電源側からの２本の電源ケーブル２０との合計４本
の並列ケーブル１９，２０に応じた接続ピン１８ｂ…を
凸形接続部１８ａに有し、またこれに対応する入力コネ
クタ１３は２本の通信ライン２１と２本の電源ライン２
２との合計４本の並列ライン２１，２２に応じたピン孔
１３ｂ…を凹形接続部１３ａに有して、差込み操作する
だけのワンタッチ操作で接続許容している。

【００１８】この入力コネクタ１３と対応する基盤１２
の他側面には差込み式に着脱許容する出力コネクタ１４
が凹形接続部１４ａを有して取付けられ、この凹形接続
部１４ａとスレーブ入力コネクタ２３の凸形接続部２３
ａとを凹凸対応させて差込むことにより一括接続し、こ
の場合も出力コネクタ１４は２本の通信ライン２１と２
本の外部電源ライン２４との合計４本の並列ライン２
１，２４に応じたピン孔１４ｂ…を凹形接続部１４ａに
有し、またこれに対応するスレーブ入力コネクタ２３は
スレーブ１７ａ側の２本の通信ライン２５と２本の電源
ライン２６との合計４本の並列ライン２５，２６に応じ
た接続ピン２３ｂを凸形接続部２３ａに有して、同様に
差込み操作するだけのワンタッチ操作で接続許容してい
る。

【００１９】また、入力コネクタ１３と出力コネクタ１
４との間の基盤１２上にはプリント基板２７を配設して
おり、このプリント基板２７に通信ライン２１と電源ラ
イン２２および外部電源ライン２４との各種配線ライン
を形成しており、このうち電圧降下して不要となった電
源ライン２２に対しては、そのライン２２を遮断して通
電阻止する電源ライン遮断部２８を形成している。この
電源ライン遮断部２８の形成により、遮断部分に対する
絶縁処理を省略でき、また新たに接続する外部電源の接
続を容易にしている。

【００２０】外部電源接続部１５は、基盤１２の下面側
に取付けられ、ここに外部電源２９が接続され、続いて
外部電源を変換（例えばAC100V〜240V →DC24V ）する
ＡＣ／ＤＣ変換器（電力変換器）３０および２本の外部
電源ライン２４を介して出力コネクタ１４に配線接続し
ている。これにより、電圧降下領域のスレーブ群１７側
が要請する所望の電圧を外部電源２９から新たに安定供
給する。

【００２１】この安定供給された電圧に基づいて最初に
接続されたスレーブ１７ａの信号処理器３１が駆動さ
れ、またこのスレーブ１７ａからは後段のスレーブに対
し縦横に分岐配線された各スレーブ出力コネクタ３２，
３３を介して後段の各スレーブ入力コネクタ３４，３５
に配線接続される。これにより、スレーブ群１７の各々
の消費電力の異なる各スレーブ１７ａ，１７ｂ…に対し
て満足する定電圧を供給することができる。

【００２２】このように構成された電源ユニット１１を
使用するときは、この電源ユニット１１の外部電源接続
部１５に外部電源２９を接続した状態で入力コネクタ１
３と出力コネクタ１４をスレーブ群１７の手前の配線対
応部間のコネクタ１８，２３にそれぞれ差込んで嵌合す
るだけで一括接続できる。特に、この電源ユニット１１
はユニット化した単体のため取扱いが容易であり、配線
接続に際しては両コネクタ１３，１４の差込み操作だけ
で通信ラインおよび電源ラインの全ての配線が直ちに完
了し、多数の配線ケーブルを１本ずつ接続するような手
作業を省略することができる。

【００２３】また、図３にも示すように、電圧降下領域
に相当する配設位置の各スレーブ群１７Ａ、１７Ｂ…に
対し、その前段に電源ユニット１１を介在させるだけで
簡単に所望の電源供給を得ることができる。

【００２４】［第２実施例］ 図４は電源装置４１を示し、この電源装置４１は電源が
供給される第１電源ユニットＵ1 の第１号機から第ｎ電
源ユニットＵｎの第ｎ号機までの全号機に配線接続して
駆動許容しており、これらの全号機に対して電源スイッ
チを入れると、第１電源ユニットＵ1 から第ｎ電源ユニ
ットＵｎまでの全電源ユニットを同時に立上げるために
一時的に大きな突入電流が流れて、各号機の起動不良が
発生したり、ブレーカ４２の遮断が発生したり、他の装
置の誤動作等を発生させる不具合が生じるため、この突
入電流を回避する突入電流回避機能を備えて構成してい
る。

【００２５】図５は突入電流回避機能を備えた電源ユニ
ットＵ1 の遅延回路５１を示し、この遅延回路５１は外
部から電圧を印加することによりリレー５２をＯＮする
シーケンス起動入力部５３，５４と、主電源入力部５
５，５６，５７と、この主電源入力された交流を直流に
変換する電力変換器５８と、ここでスレーブ制御用に低
電圧の直流に変換されるシーケンス起動出力用の直流出
力部５９，６０とから構成される。なお、前述のリレー
５２は回路接点６１を接続する。

【００２６】この場合、主電源入力部５５，５６，５７
の３配線のうち、第１電源ユニットＵ1 は遅延時間が不
要なため回路接点６１を未通過の配線（５５，５７）で
接続し、第２電源ユニットＵ2 以降は遅延時間が必要な
ため回路接点６１を通過させた配線（５６，５７）で接
続している。

【００２７】この遅延回路５１を各電源ユニットに組込
んで連設することにより、第１電源ユニットＵ1 には最
初の主電源入力がそのまま入力され、第２電源ユニット
Ｕ2以降は前の動作出力（リレー５２を通過する起動時
間差）を遅延指令信号として入力するための各電源ユニ
ットＵ1 〜Ｕｎの接続順に供給時間差（例えば0.25ｓ程
度）を生じさせて電源供給し、この供給時間差を受けて
各号機は時間差順に立上がるため、一時的に集中する大
きな突入電流を回避することができる。

【００２８】図６は遅延回路５１を全号機の電源ユニッ
トＵ1 〜Ｕｎに組込んで号機順に配線接続した場合を示
し、同一主電源６２に接続された全号機の電源ユニット
Ｕ1〜Ｕｎに対して、今、起動スイッチ６３をＯＮする
と、電源ライン６４を介して第１電源ユニットＵ1 に交
流電圧が印加され、この交流電圧を電力変換器５８で直
流電圧に変換して直流出力部５９，６０よりスレーブ
（負荷）に向けて出力される。この出力が分岐接続ライ
ン６５を介して第２電源ユニットＵ2 のシーケンス起動
入力部５３，５４へと分岐出力し、これに連動して第２
電源ユニットＵ2のリレー５２が駆動される。

【００２９】このリレー５２の駆動に基づいて回路接点
店６１がＯＮして第２電源ユニットＵ2 の電力変換器５
８に交流電圧が印加され、この交流電圧を電力変換器５
８で直流電圧に変換して直流出力部５９，６０より次号
機のシーケンス起動入力部５３，５４へと出力し、これ
に連動して次号機のリレー５２が駆動される。

【００３０】このような遅延回路５１を全電源ユニット
Ｕ1 〜Ｕｎに備えることにより、電源ユニット毎に遅延
時間を生じさせて、第１号機から順に最終の第ｎ号機ま
で供給時間差を付けて分散して立上げることができるた
め、大きな突入電流の発生を完全に解消できる。従っ
て、同一主電源６２に接続された全電源ユニットＵ1 〜
Ｕｎを一括起動する起動スイッチ６３を入れても遅延起
動作用が働くためブレーカ４２は遮断せず、常に安定し
た起動が得られる。

【００３１】［第３実施例］ 図７は遅延回路を備えた電源ユニット７１を示し、この
電源ユニット７１は長方体の基台７２の上部に入力電源
コネクタ７３と出力電源コネクタ７４を有し、下部には
外部電源入力コネクタ７５を有し、正面には供給電源を
遅延設定する遅延時間操作部７６とパイロットランプ７
７と手動操作用の起動スイッチ７８とを有し、背面には
水平方向に設置されるＤＩＮレール等の帯板状の取付け
レール７９に着脱可能な嵌合固定用の共通取付け溝８０
を有するユニット化された単体で取付けられる。

【００３２】この場合、入力電源コネクタ７３はマスタ
側の主電源から配線される電源入力ケーブル８１が配線
接続され、他方の出力電源コネクタ７４は電源出力ケー
ブル８２を介して電力消費する各スレーブへと配線接続
される。

【００３３】このとき、配線距離が長い場合やスレーブ
の消費電力が大きいために途中で電圧降下するようであ
れば、外部交流電源８３から配線される外部電源入力ケ
ーブル８４を外部電源入力コネクタ７５に接続して所望
の電圧を供給する。

【００３４】このように、１つの電源ユニット７１に対
し、主電源からの電源供給と、外部交流電源８３からの
電源供給との双方の供給電源の一方を選択できるため、
電圧降下状態の使用条件に適した供給電源を選択利用す
ることができる。

【００３５】遅延時間操作部７６は後述する遅延回路の
遅延時間を設定操作し、パイロットランプ７７は点灯し
て外部から電源供給時の遅延状態を目視確認できるよう
にしている。また、起動スイッチ７８は係員の手動操作
によって起動操作する。さらに、この電源ユニット７１
の取付けに際しては、取付けに適した取付けレール７９
の任意位置に、背面の共通取付け溝８０を嵌合固定する
だけで簡単に取付けることができる。

【００３６】図８は遅延回路を第１〜第３電源ユニット
７１ａ〜７１ｃのそれぞれに組込んでユニット配列順に
配線接続した場合を示し、電源ユニットの内部にはスイ
ッチ駆動回路８５と、これに対応する内部スイッチ（SW
1 ）８６と、遅延回路８７と、電力変換器８８と、既述
した手動操作用の起動スイッチ（SW2 ）７８とを内蔵し
て構成され、外部に設けられた遅延時間操作部７６の設
定操作に基づいて同一の外部交流電源８３に接続された
全電源ユニット７１ａ〜７１ｃを一定時間ずつ遅延させ
ることができ、この設定した遅延時間の間隔で順次立上
げる。

【００３７】このように構成された遅延回路を備えた電
源ユニット７１ａ〜７１ｃの遅延起動状態を次に説明す
る。今、係員が起動スイッチ（SW2 ）７８をＯＮ操作す
ると、外部交流電源８３から交流電圧が外部電源入力ケ
ーブル８４を介して第１電源ユニット７１ａに印加さ
れ、この交流電圧を電力変換器８８で直流電圧に変換し
て出力電源コネクタ７４側に出力され、この出力された
直流電圧は電源出力ケーブル８２によって第１スレーブ
８９へと出力される。

【００３８】また、この出力は第２電源ユニット７１ｂ
の入力電源コネクタ７３へと入力され、これに連動して
第２電源ユニット７１ｂのスイッチ駆動回路８５および
遅延回路８７が遅延して駆動され、駆動された両回路８
５，８７は各々の指令信号を出力して遅延動作を行わせ
ながら第２電源ユニット７１ｂの電力変換器８８を介し
て第２スレーブ９０および第３電源ユニット７１ｃへと
出力し、これに連動して第３電源ユニット７１ｃが遅延
して駆動される。

【００３９】このように遅延回路８７を全電源ユニット
７１ａ〜７１ｃに備えることにより、ユニット毎に遅延
時間を生じさせて、第１電源ユニットから順に供給時間
差を付けて分散して立上げることができる。このため、
大きな突入電流の発生を解消して安定した起動が得られ
る。

【００４０】図９は遅延回路９１の一例を示し、この遅
延回路９１はトランジスタＴｒ1 、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ
3 、ツェナダイオードＤ1 、可変コンデンサＣ1 により
構成し、ＣＲの時定数を可変コンデンサＣ1 により調節
して所定の遅延時間を設定し、この遅延回路９１に駆動
信号として直流電流が入力されて動作し、所定の遅延時
間後、リレーＸ1 を動作させてスイッチＳＷ1 をＯＮす
る。

【００４１】図１０は同じく遅延回路１０１の一例を示
し、この遅延回路１０１は抵抗Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13、可変
コンデンサＣ11、コンデンサＣ12、ダイオードＤ11によ
り構成し、ＣＲの時定数を可変コンデンサＣ11により調
節して所定の遅延時間を設定し、この遅延回路１０１に
駆動信号としての直流電流がトランスによるカップリン
グ１０２を介して入力されて動作し、所定の遅延時間
後、スイッチＳＷ1 を構成するトライアック１０３をＯ
Ｎする。

【００４２】上述のように、供給された電源を電源ユニ
ットで遅延させることができるため、同一電源で起動す
る多数の電源ユニットをその電源ユニット毎に遅延させ
て順序よく立上げることができる。このため、同一主電
源に接続された全ての電源ユニットを一括起動したとき
は分散された状態に立上げることができるため、立上げ
時に一時的に集中する大きな突入電流を回避することが
できる。従って、この突入電流を回避できるため、他の
装置の誤動作を誘起しなくなる他、不測にブレーカも遮
断せず常に安定した起動が得られる。また、電源ユニッ
トをユニット化して取扱い操作性を容易にしている。

【００４３】また、遅延回路を組込んで遅延動作させて
もよく、また内部回路の起動時間差を遅延指令信号に利
用して遅延させてもよく、このような遅延手段を内蔵し
ているため、外部でタイマ制御するようなタイマ制御装
置が不要となり、省スペース化および低コスト化が図れ
る。さらに、遅延時間操作部で遅延時間を所望の値に設
定できるため、最適な遅延時間で順番に立上がらせるこ
とができ、またこれを電源ユニット毎に順序よく点灯表
示すれば、その一括起動時の立上がり適否状態を外部か
ら係員が容易に目視確認することができる。

【００４４】この発明と、上述の実施例の構成との対応
において、この発明の変換手段は、実施例のＡＣ／ＤＣ
変換器３０、電力変換器５８、８８に対応し、以下同様
に、遅延手段は、リレー５２、各遅延回路８７，９１，
１０１に対応し、電源装置は、電源ユニット１１，Ｕ
n、７１に対応し、スイッチ回路は、回路接点６１、内
部スイッチ８６、リレーＸ１およびトライアック１０３
に対応し、同一主電源は、主電源６２および外部交流電
源８３に対応し、遅延時間設定手段は、遅延時間操作部
７６、コンデンサＣ１，Ｃ１１に対応するも、この発明
は上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例の電源ユニットの接続
状態を示す正面図。

【図２】 この発明の第１実施例の電源ユニットの一括
接続状態を示す要部斜視図。

【図３】 この発明の第１実施例の電源ユニットの配設
状態を示す説明図。

【図４】 この発明の第２実施例の電源ユニットの使用
状態を示す説明図。

【図５】 この発明の第２実施例の突入電流回避機能を
備えた電源ユニットの遅延回路図。

【図６】 この発明の第２実施例の突入電流回避機能を
備えた複数の電源ユニットの使用状態を示す遅延回路説
明図。

【図７】 この発明の第３実施例の電源ユニットの取付
け状態を示す外観斜視図。

【図８】 この発明の第３実施例の複数の電源ユニット
の使用状態を示す遅延回路説明図。

【図９】 この発明の第３実施例に用いられる遅延回路
の一例を示す遅延回路図。

【図１０】 この発明の第３実施例に用いられる遅延回
路の他の例を示す遅延回路図。

【図１１】 従来のマスタとスレーブ間の配線接続状態
を示す説明図。

【図１２】 従来の中継端子台を用いた配線接続状態を
示す要部拡大平面図。

【図１３】 従来の電源装置の使用状態を示す回路図。

【符号の説明】

１１，Ｕ1 〜Ｕｎ，７１，７１ａ〜７１ｃ…電源ユニッ
ト １６…マスタ ４１…電源装置 ８７，９１，１０１…遅延回路 ６２…主電源 ７６…遅延時間操作部 ８３…外部交流電源 ８６…内部スイッチ １０３…トライアック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−153391（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−111157（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−86822（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−143130（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−54331（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−7088（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 1/00 G05F 1/00 G05F 1/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給された入力電源を変換して出力する変
   換手段と、上記入力電源を所定時間遅延させて入力させ
   る遅延手段とを備えてユニット化した電源ユニットを形
   成し、 上記電源ユニットの複数を同一の主電源に対して配設順
   位を設定して接続し、 上記複数電源ユニットにおける各遅延手段の遅延動作を
   上記配設順に遅延するべく設定した 電源装置。
2. 【請求項２】前記電源ユニットの遅延手段を、外部から
   入力される遅延指令信号に基づいて所定時間遅延させて
   動作を出力する遅延回路と、上記遅延回路の動作出力で
   動作して前記入力電源を入力させるスイッチ回路とで構
   成した請求項１に記載の電源装置。
3. 【請求項３】前記遅延指令信号を、配設順位の隣接上位
   における電源ユニットの動作出力に設定した請求項２に
   記載の電源装置。
4. 【請求項４】前記遅延手段の遅延時間を設定する遅延時
   間設定手段を備えた請求項１、２または３に記載の電源
   装置。