JP3490566B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JP3490566B2 JP3490566B2 JP08112696A JP8112696A JP3490566B2 JP 3490566 B2 JP3490566 B2 JP 3490566B2 JP 08112696 A JP08112696 A JP 08112696A JP 8112696 A JP8112696 A JP 8112696A JP 3490566 B2 JP3490566 B2 JP 3490566B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、制御回路が複数
個存在し、冗長構成をとる電源装置に係り、例えば光海
底テーブル給電装置のような高出力、高信頼性を要求さ
れるものに関する。
個存在し、冗長構成をとる電源装置に係り、例えば光海
底テーブル給電装置のような高出力、高信頼性を要求さ
れるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、高出力、高信頼性が要求され
る電源装置にあっては、単独で調整可能なＤＣ／ＤＣコ
ンバータを複数台直列に接続し、個々のコンバータに入
力ＤＣ電圧を供給し、各コンバータで昇圧された電圧を
加算出力する。
る電源装置にあっては、単独で調整可能なＤＣ／ＤＣコ
ンバータを複数台直列に接続し、個々のコンバータに入
力ＤＣ電圧を供給し、各コンバータで昇圧された電圧を
加算出力する。
【０００３】このとき、その加算出力電流を電流検出器
で電圧検出し、誤差増幅器でその検出電圧の基準電位に
対する誤差分を増幅し、各コンバータに基準電圧値とし
て供給して、各コンバータの出力電圧を制御すること
で、安定した高出力を得るようにしている。
で電圧検出し、誤差増幅器でその検出電圧の基準電位に
対する誤差分を増幅し、各コンバータに基準電圧値とし
て供給して、各コンバータの出力電圧を制御すること
で、安定した高出力を得るようにしている。
【０００４】しかしながら、上記構成による従来の電源
装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力インピーダンス
の相違によって、直列接続したときの合計電圧に対する
各ＤＣ／ＤＣコンバータの分担電圧が均等化されない。
このため、各コンバータの電圧基準値を個別に調整しな
ければならなかった。
装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力インピーダンス
の相違によって、直列接続したときの合計電圧に対する
各ＤＣ／ＤＣコンバータの分担電圧が均等化されない。
このため、各コンバータの電圧基準値を個別に調整しな
ければならなかった。
【０００５】さらに、各ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧基
準値を調整して均等化を行ったとしても、負荷変動が発
生すると均等状態がくずれてしまうため、個々のＤＣ／
ＤＣコンバータの出力基準値を再調整しなければなら
ず、出力維持のための操作が複雑であるという問題があ
った。
準値を調整して均等化を行ったとしても、負荷変動が発
生すると均等状態がくずれてしまうため、個々のＤＣ／
ＤＣコンバータの出力基準値を再調整しなければなら
ず、出力維持のための操作が複雑であるという問題があ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の電源装置では、各ＤＣ／ＤＣコンバータの分担電圧
均等化のために電圧基準値を個別に調整する操作が必要
であり、さらに負荷変動が発生した場合には再調整が必
要で、出力維持のための操作が複雑であるという問題が
あった。
来の電源装置では、各ＤＣ／ＤＣコンバータの分担電圧
均等化のために電圧基準値を個別に調整する操作が必要
であり、さらに負荷変動が発生した場合には再調整が必
要で、出力維持のための操作が複雑であるという問題が
あった。
【０００７】そこで、この発明は上記の課題を解決すべ
くなされたもので、個々のＤＣ／ＤＣコンバータの電圧
基準値を調整することなく、各ＤＣ／ＤＣコンバータの
分担電圧均等化を実現する電源装置を提供することを目
的とする。
くなされたもので、個々のＤＣ／ＤＣコンバータの電圧
基準値を調整することなく、各ＤＣ／ＤＣコンバータの
分担電圧均等化を実現する電源装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
にこの発明は、入力直流電圧をインバータのオン／オフ
制御により交流電圧に変換し、トランスにより昇圧した
後、フィルタで直流電圧に変換して出力する複数のＤＣ
／ＤＣコンバータと、これらのコンバータの出力電圧を
加算して必要とする電圧を得る電圧加算手段と、この手
段の出力電流を電圧検出して基準値と比較し、その誤差
電圧を増幅出力する誤差増幅器とを備え、前記誤差増幅
器の出力電圧に応じて前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ
のインバータをオン／オフ制御する電源装置において、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータそれぞれに、前記トラ
ンスの一次電流を検出する電流検出手段と、この手段の
検出電流に基づいて前記インバータを制御するインバー
タ制御手段とを設けるようにしたことを特徴とする。
にこの発明は、入力直流電圧をインバータのオン／オフ
制御により交流電圧に変換し、トランスにより昇圧した
後、フィルタで直流電圧に変換して出力する複数のＤＣ
／ＤＣコンバータと、これらのコンバータの出力電圧を
加算して必要とする電圧を得る電圧加算手段と、この手
段の出力電流を電圧検出して基準値と比較し、その誤差
電圧を増幅出力する誤差増幅器とを備え、前記誤差増幅
器の出力電圧に応じて前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ
のインバータをオン／オフ制御する電源装置において、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータそれぞれに、前記トラ
ンスの一次電流を検出する電流検出手段と、この手段の
検出電流に基づいて前記インバータを制御するインバー
タ制御手段とを設けるようにしたことを特徴とする。
【０００９】上記構成による電源装置では、個々のＤＣ
／ＤＣコンバータにおいて、トランスの一次側に流れる
スイッチング電流を検出し、電圧に変換してインバータ
にフィードバックし、誤差増幅器の出力による制御より
も優先してオン／オフ制御を行うようにし、ＤＣ／ＤＣ
コンバータを共通のオン／オフ制御の他に速いオン／オ
フ制御で動作させ、スイッチング電流のピーク電流を一
定に保つことで、出力インピーダンスが一定になるよう
にしている。
／ＤＣコンバータにおいて、トランスの一次側に流れる
スイッチング電流を検出し、電圧に変換してインバータ
にフィードバックし、誤差増幅器の出力による制御より
も優先してオン／オフ制御を行うようにし、ＤＣ／ＤＣ
コンバータを共通のオン／オフ制御の他に速いオン／オ
フ制御で動作させ、スイッチング電流のピーク電流を一
定に保つことで、出力インピーダンスが一定になるよう
にしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施形態を詳細に説明する。図１はその構成を示すも
ので、１１１〜１１ｎはＤＣ／ＤＣコンバータである。
各ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１〜１１ｎは入力ＤＣ電圧
を昇圧するもので、各出力ＤＣ電圧はそれぞれダイオー
ド１２１〜１２ｎの両端に印加される。これらのダイオ
ード１２１〜１２ｎは整流の向きが同じになるようにし
て直接接続されており、その直列ダイオード回路の両端
にはＤＣ／ＤＣコンバータ１１１〜１１ｎで発生された
ＤＣ電圧の加算電圧が発生する。
一実施形態を詳細に説明する。図１はその構成を示すも
ので、１１１〜１１ｎはＤＣ／ＤＣコンバータである。
各ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１〜１１ｎは入力ＤＣ電圧
を昇圧するもので、各出力ＤＣ電圧はそれぞれダイオー
ド１２１〜１２ｎの両端に印加される。これらのダイオ
ード１２１〜１２ｎは整流の向きが同じになるようにし
て直接接続されており、その直列ダイオード回路の両端
にはＤＣ／ＤＣコンバータ１１１〜１１ｎで発生された
ＤＣ電圧の加算電圧が発生する。
【００１１】このように、ダイオード１２１〜１２ｎに
よって直列加算された電圧出力は電流検出器１４を介し
て負荷１３に供給される。この電流検出器１４は負荷電
流を電圧検出するもので、検出電圧は誤差増幅器１５に
供給される。この誤差増幅器１５は検出電圧の基準電位
に対する誤差分を増幅出力する。この誤差増幅器１５の
出力電圧は、基準電圧値として各ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１１〜１１ｎに供給される。
よって直列加算された電圧出力は電流検出器１４を介し
て負荷１３に供給される。この電流検出器１４は負荷電
流を電圧検出するもので、検出電圧は誤差増幅器１５に
供給される。この誤差増幅器１５は検出電圧の基準電位
に対する誤差分を増幅出力する。この誤差増幅器１５の
出力電圧は、基準電圧値として各ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１１〜１１ｎに供給される。
【００１２】上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１〜１１ｎ
は共に同構成であり、それぞれ、入力ＤＣ電圧をＰＷＭ
（パルス幅変調）処理するインバータＡ１と、インバー
タ出力を昇圧するトランスＡ２と、このトランスＡ２の
出力電圧を平滑出力するフィルタＡ３とを備え、さらに
インバータＡ１の出力電流を電圧検出する電流検出器Ａ
４と、この電流検出器Ａ４の検出結果と上記誤差増幅器
１５からの出力制御信号に基づいてインバータＡ１の変
調パルス幅を制御する制御回路Ａ５を備える。
は共に同構成であり、それぞれ、入力ＤＣ電圧をＰＷＭ
（パルス幅変調）処理するインバータＡ１と、インバー
タ出力を昇圧するトランスＡ２と、このトランスＡ２の
出力電圧を平滑出力するフィルタＡ３とを備え、さらに
インバータＡ１の出力電流を電圧検出する電流検出器Ａ
４と、この電流検出器Ａ４の検出結果と上記誤差増幅器
１５からの出力制御信号に基づいてインバータＡ１の変
調パルス幅を制御する制御回路Ａ５を備える。
【００１３】上記ＤＣ／ＤＣコンバータの１１１〜１１
ｎの具体的な構成を図２に示す。インバータＡ１は、入
力ＤＣ電圧伝送路に介在されたスイッチＡ１１をドライ
バＡ１２からのドライブ信号によりオン／オフすること
で、トランスＡ２への電圧供給を断続する。また、フィ
ルタＡ３はトランスＡ２の出力を整流器Ａ３１によって
整流した後、コイルＬ及びコンデンサＣによる平滑回路
Ａ３２で平滑出力する。
ｎの具体的な構成を図２に示す。インバータＡ１は、入
力ＤＣ電圧伝送路に介在されたスイッチＡ１１をドライ
バＡ１２からのドライブ信号によりオン／オフすること
で、トランスＡ２への電圧供給を断続する。また、フィ
ルタＡ３はトランスＡ２の出力を整流器Ａ３１によって
整流した後、コイルＬ及びコンデンサＣによる平滑回路
Ａ３２で平滑出力する。
【００１４】電流検出器Ａ４は、カレントトランスＡ４
１によってインバータＡ１の出力伝送路から電流を検出
し、この検出電流を電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ）Ａ４２
によって電圧に変換する。
１によってインバータＡ１の出力伝送路から電流を検出
し、この検出電流を電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ）Ａ４２
によって電圧に変換する。
【００１５】制御回路Ａ５は、所定周期のトリガ信号を
発生する発振器（ＯＳＣ）Ａ５１と、この発振器Ａ５１
からのトリガ信号でセット、後述のコンパレータＡ５３
からの制御信号でリセットされ、そのＱ端子出力によっ
て上記ドライバＡ１２を通じてスイッチＡ１１をオン／
オフ制御するＲ−ＳフリップフロップＡ５２と、上記電
流電圧変換器Ａ４２からの電流検出結果を誤差増幅器１
５の出力すなわち基準電圧値と比較して、その比較結果
に応じて上記Ｒ−ＳフリップフロップＡ５２をリセット
するコンパレータＡ５３とを備える。
発生する発振器（ＯＳＣ）Ａ５１と、この発振器Ａ５１
からのトリガ信号でセット、後述のコンパレータＡ５３
からの制御信号でリセットされ、そのＱ端子出力によっ
て上記ドライバＡ１２を通じてスイッチＡ１１をオン／
オフ制御するＲ−ＳフリップフロップＡ５２と、上記電
流電圧変換器Ａ４２からの電流検出結果を誤差増幅器１
５の出力すなわち基準電圧値と比較して、その比較結果
に応じて上記Ｒ−ＳフリップフロップＡ５２をリセット
するコンパレータＡ５３とを備える。
【００１６】すなわち、上記構成によるＤＣ／ＤＣコン
バータでは、ドライバＡ１２が制御回路Ａ５のＰＷＭ制
御に従ってスイッチＡ１１をオン／オフ駆動している。
これにより、入力ＤＣ電圧は交流に変換される。この交
流電圧はトランスＡ２により昇圧された後、整流器Ａ３
１で整流され、平滑回路Ａ３２で平滑されてＤＣ電圧に
変換される。
バータでは、ドライバＡ１２が制御回路Ａ５のＰＷＭ制
御に従ってスイッチＡ１１をオン／オフ駆動している。
これにより、入力ＤＣ電圧は交流に変換される。この交
流電圧はトランスＡ２により昇圧された後、整流器Ａ３
１で整流され、平滑回路Ａ３２で平滑されてＤＣ電圧に
変換される。
【００１７】このとき、トランスＡ２の一次側に流れる
スイッチング電流をカレントトランスＡ４１で検出し、
電流／電圧変換器Ａ４２で電圧に変換して、制御回路Ａ
５に出力情報の一つとしてフィードバックする。検出さ
れた電圧は誤差増幅器１５からの基準電圧値と比較さ
れ、その比較結果により優先的にＰＷＭ制御が行われ
る。
スイッチング電流をカレントトランスＡ４１で検出し、
電流／電圧変換器Ａ４２で電圧に変換して、制御回路Ａ
５に出力情報の一つとしてフィードバックする。検出さ
れた電圧は誤差増幅器１５からの基準電圧値と比較さ
れ、その比較結果により優先的にＰＷＭ制御が行われ
る。
【００１８】このように、ＤＣ／ＤＣコンバータは共通
の基準電圧値に対する制御の他に、速い制御で動作し、
スイッチング電流のピーク電流を一定に保とうとするた
め、出力インピーダンスが一定になる。
の基準電圧値に対する制御の他に、速い制御で動作し、
スイッチング電流のピーク電流を一定に保とうとするた
め、出力インピーダンスが一定になる。
【００１９】以上の構成によるＤＣ／ＤＣコンバータを
図１に示すようにｎ台直列に接続し、その出力電流を電
流検出器１４で検出し、誤差増幅器１５で基準電圧との
差分を増幅して、基準電圧値としてｎ台のＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１１１〜１１ｎに与える。
図１に示すようにｎ台直列に接続し、その出力電流を電
流検出器１４で検出し、誤差増幅器１５で基準電圧との
差分を増幅して、基準電圧値としてｎ台のＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１１１〜１１ｎに与える。
【００２０】これにより、各ＤＣ／ＤＣコンバータ１１
１〜１１ｎはスイッチング電流ピーク値が基準電圧値に
支配的となり、出力インピーダンスが同じになる。すな
わち、スイッチング電流のピーク値を一定にすれば、よ
り高い精度で分担電圧の平均化を実現することができ
る。
１〜１１ｎはスイッチング電流ピーク値が基準電圧値に
支配的となり、出力インピーダンスが同じになる。すな
わち、スイッチング電流のピーク値を一定にすれば、よ
り高い精度で分担電圧の平均化を実現することができ
る。
【００２１】したがって、上記構成による電源装置は、
自動的に分担電圧の平均化を行うことができ、しかも負
荷変動が生じたとしても分担電圧の平均化を保持するこ
とができる。
自動的に分担電圧の平均化を行うことができ、しかも負
荷変動が生じたとしても分担電圧の平均化を保持するこ
とができる。
【００２２】尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ内部の電流検出
器Ａ４のカレントトランスＡ４１で検出される電流によ
る速い制御は、フィルタＡ５のＬ，Ｃの値によってその
動作点が決まる。つまり、ＬとＣの値をｎ台のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１１１〜１１ｎで同じになるように選定す
れば、高精度の分担電圧均等化が図れ、高出力電源装置
の拡張性を実現することができる。
器Ａ４のカレントトランスＡ４１で検出される電流によ
る速い制御は、フィルタＡ５のＬ，Ｃの値によってその
動作点が決まる。つまり、ＬとＣの値をｎ台のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１１１〜１１ｎで同じになるように選定す
れば、高精度の分担電圧均等化が図れ、高出力電源装置
の拡張性を実現することができる。
【００２３】また、負荷の変動に対しても、ＬとＣの値
を必要となる負荷範囲を想定して設計すれば、分担に対
する精度変化がないので、再調整が不要となる。その
他、この発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形しても
同様に実施可能であることはいうまでもない。
を必要となる負荷範囲を想定して設計すれば、分担に対
する精度変化がないので、再調整が不要となる。その
他、この発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形しても
同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、個
々のＤＣ／ＤＣコンバータの電圧基準値を調整すること
なく、各ＤＣ／ＤＣコンバータの分担電圧均等化を実現
する電源装置を提供することができる。
々のＤＣ／ＤＣコンバータの電圧基準値を調整すること
なく、各ＤＣ／ＤＣコンバータの分担電圧均等化を実現
する電源装置を提供することができる。
【図１】 この発明に係る電源装置の一実施形態の構成
を示すブロック回路図である。
を示すブロック回路図である。
【図２】 同実施形態に用いられるＤＣ／ＤＣコンバー
タの具体的な構成を示すブロック回路図である。
タの具体的な構成を示すブロック回路図である。
１１１〜１１ｎ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２１〜１２
ｎ…ダイオード、１３…負荷、１４…電流検出器、１５
…誤差増幅器、Ａ１…インバータ、Ａ１１…ドライバ、
Ａ１２…スイッチ、Ａ２…トランス、Ａ３…フィルタ、
Ａ３１…整流器、Ａ３２…平滑回路、Ａ４…電流検出
器、Ａ４１…カレントトランス、Ａ４２…電流／電圧変
換器、Ａ５…制御回路、Ａ５１…発振器、Ａ５２…Ｒ−
Ｓフリップフロップ、Ａ５３…コンパレータ。
ｎ…ダイオード、１３…負荷、１４…電流検出器、１５
…誤差増幅器、Ａ１…インバータ、Ａ１１…ドライバ、
Ａ１２…スイッチ、Ａ２…トランス、Ａ３…フィルタ、
Ａ３１…整流器、Ａ３２…平滑回路、Ａ４…電流検出
器、Ａ４１…カレントトランス、Ａ４２…電流／電圧変
換器、Ａ５…制御回路、Ａ５１…発振器、Ａ５２…Ｒ−
Ｓフリップフロップ、Ａ５３…コンパレータ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岩永 浩
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝小向工場内
(72)発明者 須藤 富士雄
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝小向工場内
(56)参考文献 特開 平７−219651（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−135773（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−264847（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−312867（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 3/28
H02J 3/38
H02M 7/06
H02M 7/48
Claims (2)
- 【請求項１】 それぞれ並列に供給される入力直流電圧
をインバータに供給して一定周期のオン／オフ制御によ
り交流電圧に変換し、トランスにより昇圧した後、フィ
ルタで直流電圧に変換して出力する複数のＤＣ／ＤＣコ
ンバータと、 これらのコンバータの出力電圧を直列に加算する電圧加
算手段と、 この手段の出力電圧を負荷に供給する状態での負荷電流
を電圧検出する負荷電流検出手段と、 この手段の検出電圧の基準レベルに対する誤差電圧を増
幅する誤差増幅器とを備え、 前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれは、 前記トランスの一次側に流れるスイッチング電流を電圧
検出するスイッチング電流検出手段と、 前記誤差増幅器の出力電圧を基準電圧として前記スイッ
チング電流検出手段の検出電圧を前記基準電圧と比較
し、前記検出電圧が前記基準電圧に満たない場合には前
記基準電圧に基づいて前記インバータに対するオン／オ
フ周期のオン期間を制御し、前記検出電圧が前記基準電
圧に達した場合には優先して前記検出電圧に基づいて前
記オン期間を制御するインバータ制御手段とを備えるこ
とを特徴とする電源装置。 - 【請求項２】 前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータそれぞ
れのフィルタは、互いに同一特性であることを特徴とす
る請求項１記載の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08112696A JP3490566B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08112696A JP3490566B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275682A JPH09275682A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3490566B2 true JP3490566B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=13737709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08112696A Expired - Fee Related JP3490566B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3490566B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3230052B2 (ja) * | 1998-03-23 | 2001-11-19 | 有限会社フィデリックス | 電源装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59156157A (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-05 | Fujitsu Ltd | 定電流回路 |
| JPH06276732A (ja) * | 1993-03-19 | 1994-09-30 | Fuji Electric Co Ltd | 直列スイッチングコンバータ |
| JPH07135773A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-05-23 | Nippon Electric Ind Co Ltd | 直流電源装置の並列運転制御方法 |
| JPH07219651A (ja) * | 1994-02-08 | 1995-08-18 | Hitachi Ltd | 電流バランス回路 |
| JPH07264847A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Fujitsu Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ装置 |
| JPH07312867A (ja) * | 1994-05-16 | 1995-11-28 | Hitachi Ltd | スイッチング電源の並列運転方式 |
-
1996
- 1996-04-03 JP JP08112696A patent/JP3490566B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09275682A (ja) | 1997-10-21 |
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