JP3706616B2 - リモートセンス式電源供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置から給電線を介して負荷に供給されている電圧を電圧検出線を介して検出することで負荷に所定の電圧が供給されるようにしたリモートセンス式電源供給装置に関する。より詳細には、給電線ならびに電圧検出線の断線（未接続を含む）を検出して負荷への電力供給を遮断または低減できるようにしたリモートセンス式電源供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電源装置から負荷に大電流を供給する場合、電源装置の出力端子と負荷との間を接続する給電線による電圧降下が無視できなくなる。電源装置と負荷との距離が離れている場合も、給電線の長さに比例して給電線の抵抗が増加するため給電線による電圧降下が無視できなくなる。このような場合、負荷端に実際に供給されている電圧を電圧検出線により検出（リモートセンス）することで、負荷端の電圧を制御できるリモートセンス式電源供給装置を用いることが多い。
【０００３】
リモートセンス式電源供給装置では、電圧検出線の断線や電圧検出線の接続忘れ等があると、負荷に供給する電圧を正しく制御できなくなる。また、電圧検出線の断線等に対処するための保護回路の構成によっては、給電線が断線した場合に、電圧検出線を介して負荷へ電流が供給されてしまうことがある。このため、電圧検出線の断線や給電線の断線に対処するために、各種の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１には、直流電源出力の過電圧検出回路の入力に、過電圧検出値より高い直流電源出力以外の電圧を抵抗を通じて印加することにより、リモートセンス線の接続が断たれた場合に負荷への電力供給を停止するようにした過電圧検出回路が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、負荷の電源供給端子の電圧を検出して電源出力を安定化するリモートセンス式安定化電源において、リモートセンス式安定化電源の電源出力端子と電圧検出端子との間に、ダイオードと抵抗との直列回路を設けることで、電源出力の異常からリモートセンス式安定化電源を保護するものが記載されている。このリモートセンス式安定化電源保護回路は、電源供給線が開放状態になったときにリモートセンス線を流れる電流を抵抗によって制限できる。また、リモートセンス線が開放状態になったときには、ダイオードおよび抵抗を介して電流が流れ、過大電圧の発生を防止できるとしている。
【０００６】
特許文献３には、出力電圧をリモートセンス線を用いてセンスし、センスした出力電圧と基準電圧とを比較し、誤差を増幅することにより入力電源の電圧制御を行なう定電圧電源回路において、センスした出力電圧を分割抵抗により分圧された電圧ＶＡが一方の入力端子Ａに入力され、基準電圧が他方の入力端子Ｂに入力される誤差増幅器と、誤差増幅器の入力端子Ａにカソードが接続され入力端子Ｂにアノードが接続されたホトカプラと、ホトカプラのコレクタと内部制御電源との間に接続された表示素子（発光ダイオード）と、ホトカプラがオンのときはホトカプラのエミッタ出力により出力電圧をオフする信号を供給する駆動回路とを備えたものが記載されている。
【０００７】
この定電圧電源保護回路は、リモートセンス線が断線すると、ホトカプラがオン状態となり表示素子（発光ダイオード）を点灯させることで、リモートセンス線が断線したことを表示するとともに、出力電圧を断させる。
【０００８】
特許文献４には、電源装置から給電線を介して負荷に給電し、負荷の両端から電源装置に対しリモートセンス線を接続している電力供給装置において、リモートセンス線と並列接続した電圧監視線と、電圧監視線により負荷電源端子の両端の電圧の異常を検出する電圧検出回路とを具備し、電圧検出回路の出力により負荷への電力供給を遮断するものが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５８−７９１６７号公報（特開昭５８−８０５６２号公報）
（第１−３項、第３図）
【特許文献２】
特開昭６１−２４０３０８号公報 （第１−３項、第１−２図）
【特許文献３】
特開昭６１−２６７８０７号公報 （第１−３項、第１図）
【特許文献４】
特開平３−１９５３２０号公報 （第１−３項、第１−４図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の過電圧検出回路は、リモートセンス線の接続が断たれたことを検出するために、過電圧検出値より高い直流電源出力以外の電圧を供給をする必要があり、このための電源が別途必要になる。
【００１１】
特許文献２のリモートセンス式安定化電源保護回路は、電源供給線またはリモートセンス線が開放状態になったことを検出して、負荷への電源供給を遮断することはできない。
特許文献３の定電圧電源保護回路は、給電線が断線した場合にも、表示素子（発光ダイオード）が点灯してしまう。
【００１２】
特許文献４の電力供給装置は、電圧監視線が断線等した場合には、その断線に対処することができない。図２は、特許文献２の第２図に示された従来のリモートセンス式安定化電源保護回路の回路構成図である。この回路構成は、各リモートセンス線に保護抵抗Ｒ５１、Ｒ５２をそれぞれ介設しているので、各給電線が断線した場合、各リモートセンス線に流れる電流を制限することができる。各保護抵抗Ｒ５１、Ｒ５２の抵抗値に対して分圧回路を構成する分圧抵抗Ｒ５３の抵抗値を充分に大きく設定することで、負荷端の電圧を精度良く検出できる。
【００１３】
しかし、リモートセンス線の一方が断線した場合、負荷に供給される電圧は所定の電圧よりもダイオードＤ５１、Ｄ５２の順方向電圧降下分（約１ボルト程度）だけ高くなる。負荷端の電圧が数ボルト変動しても許容できる場合には、給電を継続しても支障はない。ところが、負荷端の電圧変動が±０．５ボルト程度しか許容できない場合には、ダイオードの順方向電圧降下分（約１ボルト程度）の電圧上昇は支障をきたす。
【００１４】
図３は、特許文献４の第４図に示された従来の電力供給装置の回路構成図である。この電力供給装置は、正極側の電源出力端子ＴＰ１と正極側の電圧検出端子ＴＳ１との間に抵抗Ｒ８１を接続し、負極側の電源出力端子ＴＰ２と負極側の電圧検出端子ＴＳ２との間に抵抗Ｒ８２を接続している。各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２の抵抗値を小さな値に設定すれば、リモートセンス線の断線時に負荷に供給される電圧の上昇を小さくすることができる。
【００１５】
しかしながら、各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２の抵抗値を小さな値に設定した場合、給電線が断線したときにリモートセンス線を介して負荷に大きな電流が供給される。このため、リモートセンス線に電流容量の大きいものを使用する必要がある。また、各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２に大きな電流が流れるため、各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２は電力の大きいものを使用する必要がある。さらに、各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２の放熱対策等が必要になる。
【００１６】
そこで、本発明は、給電線または電圧検出線の断線等を検出して、負荷への電力供給を遮断または低減できるリモートセンス式電源供給装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のリモートセンス式電源供給装置は、電源装置から給電線を介して負荷へ給電し、負荷の両端から電源装置に電圧検出線を接続し、電圧検出線を介して検出した負荷の両端の電圧に基づいて、負荷に供給する電圧を電源装置がフィードバック制御するものである。
【００１８】
請求項１に係るリモートセンス式電源供給装置は、電源装置の正極側給電線接続端子と電源装置の正極側電圧検出線接続端子との間に少なくとも抵抗を接続し、正極側電圧検出線を流れる電流を検出する電流検出器を設けている。このリモートセンス式電源供給装置は、正極側電圧検出線を流れる、負荷に流入する方向の電流が、予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えた場合、ならびに、正極側電圧検出線を流れる電流が、予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になった場合、電源装置の動作を停止させるか、または出力電圧を低減させる動作停止装置を備えている。
【００１９】
請求項２に係るリモートセンス式電源供給装置は、電源装置の負極側給電線接続端子と電源装置の負極側電圧検出線接続端子との間に少なくとも抵抗を接続し、負極側電圧検出線を流れる電流を検出する電流検出器を設けている。このリモートセンス式電源供給装置は、負極側電圧検出線を流れる、負荷から流出する方向の電流が、予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えた場合、ならびに、負極側電圧検出線を流れる電流が、予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になった場合、電源装置の動作を停止させるか、または出力電圧を低減させる動作停止装置を備えている。
【００２０】
例えば、本発明のリモートセンス式電源供給装置は、正極側給電線接続端子及び正極側電圧検出線接続端子間に少なくとも抵抗を接続すると共に、負極側給電線接続端子及び負極側電圧検出線接続端子間に少なくとも抵抗を接続する構成となる。各抵抗の抵抗値は、給電線の抵抗値よりも大きく設定する。
【００２１】
この構成において、正極側給電線が断線すると、抵抗−電圧検出線（リモートセンス線）を介して負荷へ電流が流れる。正極側電圧検出線の電流を検出する電流検出器によって、負荷へ向けて流れる電流が検出されると、動作停止装置は、電源装置の動作を停止させる。なお、正極側電圧検出線の電流の向きが負荷側から電源装置側へ流れ込む方向であることを検出することで、正極側電圧検出線が断線していないことを確認できる。また、正極側電圧検出線に電流が流れていないことに基づいて、正極側電圧検出線の断線を検出できる。
【００２２】
負極側給電線が断線すると、負荷から負極側電圧検出線（リモートセンス線）−抵抗を介して電流が流れる。負極側電圧検出線の電流を検出する電流検出器によって、負荷側から電源装置に流れ込む方向の電流が検出されると、動作停止装置は、電源装置の動作を停止させる。なお、負極側電圧検出線の電流の向きが電源装置側から負荷側へ流れ出す方向であることを検出することで、負極側電圧検出線が断線していないことを確認できる。また、負極側電圧検出線に電流が流れていないことに基づいて、負極側電圧検出線の断線を検出できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のリモートセンス式電源供給装置のブロック構成図である。本実施形態は、請求項１及び請求項２に対応する。図において、リモートセンス式電源供給装置５１の電源装置５２は、電力変換部６と、アイソレート部７と、制御部２８と、電圧検出部２９と、負荷電圧検出用抵抗Ｒ０とからなる。制御部８と電圧検出部２９とで請求項に記載した動作停止装置を構成している。
【００２４】
電源装置２の正極側給電線接続端子（正極側出力端子）２ａと負荷３の正極側受電端子３ａとを正極側給電線４ａで接続し、電源装置２の負極側給電線接続端子（負極側出力端子）２ｂと負荷３の負極側受電端子３ｂとを負極側給電線４ｂで接続することで、各給電線２ａ、３ａを介して電源装置２から負荷３へ電力が供給される。
【００２５】
また、正極側受電端子３ａと正極側電圧検出線接続端子２ｃとを正極側電圧検出線（リモートセンス線）５ａで接続し、負極側受電端子３ｂと負極側電圧検出線接続端子２ｄとを負極側電圧検出線５ｂで接続する。これにより、電源装置５２は、電圧検出線５ａ、５ｂを介して負荷３の電圧を検出して、負荷３の電圧をフィードバック制御できる。
【００２６】
負荷電圧検出用抵抗Ｒ０は、各電圧検出端子２ｃ、２ｄ間に接続されている。負荷電圧検出用抵抗Ｒ０の抵抗値は、電圧検出線５ａ、５ｂの抵抗値よりも充分に大きな値に設定している。これにより、電圧検出線５ａ、５ｂによる電圧降下の影響を小さくして、負荷３の両端電圧を正確に検出できるようにしている。
【００２７】
電圧検出部２９は、負荷電圧検出用抵抗Ｒ０の両端電圧と基準電圧ＶＳとの差電圧に対応した誤差信号２９ａを出力する。また、電圧検出部２９は、負荷電圧検出用抵抗Ｒ０の両端電圧が下限電圧ＶＵ以下に低下した場合に電圧低下検出信号２９ｂを出力し、負荷電圧検出用抵抗Ｒ０の両端電圧が上限電圧ＶＯを超えた場合に過電圧検出信号２９ｃを出力する。
【００２８】
制御部２８は、断線検出信号ＤＳ、電圧低下検出信号２９ｂまたは過電圧検出信号２９ｃが供給された場合、スイッチング制御信号８ａの出力を停止して、電力変換部６の動作を停止させる。通常運転状態において、制御部２８は、誤差信号２９ａに基づいてスイッチング制御信号８ａの周期、デューティを可変することで、負荷３に供給する電圧をフィードバック制御する。
【００２９】
このスイッチング制御信号（ＰＷＭ信号）８ａは、アイソレート部７（パルストランス等を有する）を介して、後述する電力変換部６の電力用スイッチング素子Ｑの制御電極（ベース、ゲート等）へ供給される。
【００３０】
電力変換部６は、出力トランス（高周波トランス）Ｔと、電力用スイッチング素子（トランジスタ、ＦＥＴ等）Ｑと、整流用ダイオードＤと、電源安定化用コンデンサＣとを備える。また、電力変換部６は、負極側出力（負極側給電線接続端子２ｂ）をグランドとしている。電力変換部６は、電源入力端子２ｅ、２ｆに供給される電力供給用直流電源（図示せず）から電力の供給を受け、電圧変換を行なって負荷３へ電力を供給する。電力供給用直流電源は、商用電源を整流・平滑して直流電源を供給する構成であってもよい。
【００３１】
電力変換部６は、前記したスイッチング制御信号８ａに基づいて電力用スイッチング素子Ｑをスイッチング動作させて、電力供給用直流電源から出力トランス（高周波トランス）Ｔの１次巻線を介して流れる電流をスイッチングさせる。これにより、電力変換部６は、出力トランスＴの２次巻線に誘起された交流電力を整流用ダイオードＤで整流し、電源安定化用コンデンサＣで平滑して安定化した直流電源を出力する。なお、本実施形態では、電源装置５２としてスイッチング型レギュレータのものを例示しているが、ドロッパ型レギュレータのものでもよい。
【００３２】
電源装置５２は、電圧検出線５ａ、５ｂを流れる電流を電流検出器５３、５４で検出する。断線検出部５５は、電圧検出線５ａ、５ｂを流れる電流の有無ならびに電流の流れる方向に基づいて、給電４ａ、４ｂの断線ならびに電圧検出線５ａ、５ｂの断線を検出する。
【００３３】
一方の電流検出器５３は、抵抗３１と負荷電圧検出用抵抗Ｒ０との接続点と正極側電圧検出線接続端子２ｃとの間に設けている。他方の電流検出器５４は、抵抗３２と負荷電圧検出用抵抗Ｒ０との接続点と負極側電圧検出線接続端子２ｄとの間に設けている。各電流検出器５３、５４は、ホール素子とホール素子の出力電圧を増幅する増幅器とを備え、電流の向きの応じた極性で電流の大きさに応じた電圧の出力を発生するものを用いている。なお、本実施形態では、導線を切断することなく導線を流れる電流を検出する電流検出器を示したが、電流検出箇所に電流検出用抵抗を介設し、電流検出用抵抗の両端に発生する電圧とその極性に基づいて電流の大きさならびに電流の向きを検出する構成としてもよい。
【００３４】
次に、本実施形態のリモートセンス式電源供給装置５１による、断線時の動作説明をする。
正極側給電線４ａが断線した場合、抵抗Ｒ３１−正極側電圧検出線５ａ−負荷３の経路で正極側電圧検出線５ａに電流が流れる。断線検出部５５は、電流検出器５３の検出出力に基づいて、負荷３側へ流れ出す電流が予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えたことを検出すると、断線検出信号ＤＳを出力する。
【００３５】
同様に、負極側給電線４ｂが断線した場合、負荷−負極側電圧検出線５ｂ−抵抗Ｒ３２の経路で負荷−負極側電圧検出線５ｂに電流が流れる。断線検出部５５は、電流検出器５４の検出出力に基づいて、負荷３側から流れ込む電流が予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えたことを検出すると、断線検出信号ＤＳを出力する。
【００３６】
正極側電圧検出線５ａが断線した場合、正極側電圧検出線５ａに電流は流れない。断線検出部５５は、電流検出器５３の検出出力に基づいて、正極側電圧検出線５ａを流れる電流が予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になったことを検出すると、断線検出信号ＤＳを出力する。
【００３７】
同様に、負極側電圧検出線５ｂが断線した場合、負極側電圧検出線５ｂに電流は流れなくなる。従って、この場合、断線検出部５５は、電流検出器５４の検出出力に基づいて、負極側電圧検出線５ｂを流れる電流が予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になったことを検出すると、断線検出信号ＤＳを出力する。
【００３８】
制御部２８は、断線検出信号ＤＳが供給されるとスイッチング制御信号８ａの出力を停止して電力変換部６の動作を停止させるので、給電線４ａ、４ｂが断線している場合、または、電圧検出線５ａ、５ｂが断線している場合、負荷３への給電が停止される。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のリモートセンス式電源供給装置は、給電線ならびに電圧検出線の断線を検出して、電源装置の動作を停止させたり、出力電圧を低減させる構成とした。このため、給電線ならびに電圧検出線が正常に接続されていない状態で、負荷に電力供給がされることを防止できる。即ち、電源装置ならびに負荷を保護できる。また、給電線が断線した際に、電圧検出線に大電流が流れることを防止できる。さらに、電圧検出線の断線に伴って負荷に所望しない電圧が供給されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリモートセンス式電源供給装置のブロック構成図である。
【図２】従来のリモートセンス式電源供給装置のブロック構成図である。
【図３】従来の他のリモートセンス式電源供給装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１、５１ リモートセンス式電源供給装置
２、５２ 電源装置
２ａ 正極側給電線接続端子
２ｂ 負極側給電線接続端子
２ｃ 正極側電圧検出線接続端子
２ｄ 負極側電圧検出線接続端子
２ｅ、２ｆ 電源入力端子
３ 負荷
３ａ 正極側受電端子
３ｂ 負極側受電端子
４ａ 正極側給電線
４ｂ 負極側給電線
５ａ 正極側電圧検出線
５ｂ 負極側電圧検出線
６ 電力変換部
７ アイソレート部
２８ 制御部
２９ 電圧検出部
５３、５４ 電流検出器
５５ 断線検出部
Ｄ 整流用ダイオード
Ｑ 電力用スイッチング素子
Ｒ０ 負荷電圧検出用抵抗
Ｒ１、Ｒ２ 電流制限用抵抗
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ８１、Ｒ８２ 抵抗
Ｒ５１、Ｒ５２ 保護抵抗
Ｔ 出力トランス
ＴＰ１ 正極側の電源出力端子
ＴＰ２ 負極側の電源出力端子
ＴＳ１ 正極側の電圧検出端子
ＴＳ２ 負極側の電圧検出端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置から給電線を介して負荷に供給されている電圧を電圧検出線を介して検出することで負荷に所定の電圧が供給されるようにしたリモートセンス式電源供給装置に関する。より詳細には、給電線ならびに電圧検出線の断線（未接続を含む）を検出して負荷への電力供給を遮断または低減できるようにしたリモートセンス式電源供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電源装置から負荷に大電流を供給する場合、電源装置の出力端子と負荷との間を接続する給電線による電圧降下が無視できなくなる。電源装置と負荷との距離が離れている場合も、給電線の長さに比例して給電線の抵抗が増加するため給電線による電圧降下が無視できなくなる。このような場合、負荷端に実際に供給されている電圧を電圧検出線により検出（リモートセンス）することで、負荷端の電圧を制御できるリモートセンス式電源供給装置を用いることが多い。
【０００３】
リモートセンス式電源供給装置では、電圧検出線の断線や電圧検出線の接続忘れ等があると、負荷に供給する電圧を正しく制御できなくなる。また、電圧検出線の断線等に対処するための保護回路の構成によっては、給電線が断線した場合に、電圧検出線を介して負荷へ電流が供給されてしまうことがある。このため、電圧検出線の断線や給電線の断線に対処するために、各種の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１には、直流電源出力の過電圧検出回路の入力に、過電圧検出値より高い直流電源出力以外の電圧を抵抗を通じて印加することにより、リモートセンス線の接続が断たれた場合に負荷への電力供給を停止するようにした過電圧検出回路が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、負荷の電源供給端子の電圧を検出して電源出力を安定化するリモートセンス式安定化電源において、リモートセンス式安定化電源の電源出力端子と電圧検出端子との間に、ダイオードと抵抗との直列回路を設けることで、電源出力の異常からリモートセンス式安定化電源を保護するものが記載されている。このリモートセンス式安定化電源保護回路は、電源供給線が開放状態になったときにリモートセンス線を流れる電流を抵抗によって制限できる。また、リモートセンス線が開放状態になったときには、ダイオードおよび抵抗を介して電流が流れ、過大電圧の発生を防止できるとしている。
【０００６】
特許文献３には、出力電圧をリモートセンス線を用いてセンスし、センスした出力電圧と基準電圧とを比較し、誤差を増幅することにより入力電源の電圧制御を行なう定電圧電源回路において、センスした出力電圧を分割抵抗により分圧された電圧ＶＡが一方の入力端子Ａに入力され、基準電圧が他方の入力端子Ｂに入力される誤差増幅器と、誤差増幅器の入力端子Ａにカソードが接続され入力端子Ｂにアノードが接続されたホトカプラと、ホトカプラのコレクタと内部制御電源との間に接続された表示素子（発光ダイオード）と、ホトカプラがオンのときはホトカプラのエミッタ出力により出力電圧をオフする信号を供給する駆動回路とを備えたものが記載されている。
【０００７】
この定電圧電源保護回路は、リモートセンス線が断線すると、ホトカプラがオン状態となり表示素子（発光ダイオード）を点灯させることで、リモートセンス線が断線したことを表示するとともに、出力電圧を断させる。
【０００８】
特許文献４には、電源装置から給電線を介して負荷に給電し、負荷の両端から電源装置に対しリモートセンス線を接続している電力供給装置において、リモートセンス線と並列接続した電圧監視線と、電圧監視線により負荷電源端子の両端の電圧の異常を検出する電圧検出回路とを具備し、電圧検出回路の出力により負荷への電力供給を遮断するものが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５８−７９１６７号公報（特開昭５８−８０５６２号公報）
（第１−３項、第３図）
【特許文献２】
特開昭６１−２４０３０８号公報 （第１−３項、第１−２図）
【特許文献３】
特開昭６１−２６７８０７号公報 （第１−３項、第１図）
【特許文献４】
特開平３−１９５３２０号公報 （第１−３項、第１−４図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の過電圧検出回路は、リモートセンス線の接続が断たれたことを検出するために、過電圧検出値より高い直流電源出力以外の電圧を供給をする必要があり、このための電源が別途必要になる。
【００１１】
特許文献２のリモートセンス式安定化電源保護回路は、電源供給線またはリモートセンス線が開放状態になったことを検出して、負荷への電源供給を遮断することはできない。
特許文献３の定電圧電源保護回路は、給電線が断線した場合にも、表示素子（発光ダイオード）が点灯してしまう。
【００１２】
特許文献４の電力供給装置は、電圧監視線が断線等した場合には、その断線に対処することができない。図２は、特許文献２の第２図に示された従来のリモートセンス式安定化電源保護回路の回路構成図である。この回路構成は、各リモートセンス線に保護抵抗Ｒ５１、Ｒ５２をそれぞれ介設しているので、各給電線が断線した場合、各リモートセンス線に流れる電流を制限することができる。各保護抵抗Ｒ５１、Ｒ５２の抵抗値に対して分圧回路を構成する分圧抵抗Ｒ５３の抵抗値を充分に大きく設定することで、負荷端の電圧を精度良く検出できる。
【００１３】
しかし、リモートセンス線の一方が断線した場合、負荷に供給される電圧は所定の電圧よりもダイオードＤ５１、Ｄ５２の順方向電圧降下分（約１ボルト程度）だけ高くなる。負荷端の電圧が数ボルト変動しても許容できる場合には、給電を継続しても支障はない。ところが、負荷端の電圧変動が±０．５ボルト程度しか許容できない場合には、ダイオードの順方向電圧降下分（約１ボルト程度）の電圧上昇は支障をきたす。
【００１４】
図３は、特許文献４の第４図に示された従来の電力供給装置の回路構成図である。この電力供給装置は、正極側の電源出力端子ＴＰ１と正極側の電圧検出端子ＴＳ１との間に抵抗Ｒ８１を接続し、負極側の電源出力端子ＴＰ２と負極側の電圧検出端子ＴＳ２との間に抵抗Ｒ８２を接続している。各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２の抵抗値を小さな値に設定すれば、リモートセンス線の断線時に負荷に供給される電圧の上昇を小さくすることができる。
【００１５】
しかしながら、各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２の抵抗値を小さな値に設定した場合、給電線が断線したときにリモートセンス線を介して負荷に大きな電流が供給される。このため、リモートセンス線に電流容量の大きいものを使用する必要がある。また、各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２に大きな電流が流れるため、各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２は電力の大きいものを使用する必要がある。さらに、各抵抗Ｒ８１、Ｒ８２の放熱対策等が必要になる。
【００１６】
そこで、本発明は、給電線または電圧検出線の断線等を検出して、負荷への電力供給を遮断または低減できるリモートセンス式電源供給装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のリモートセンス式電源供給装置は、電源装置から給電線を介して負荷へ給電し、負荷の両端から電源装置に電圧検出線を接続し、電圧検出線を介して検出した負荷の両端の電圧に基づいて、負荷に供給する電圧を電源装置がフィードバック制御するものである。
【００１８】
請求項１に係るリモートセンス式電源供給装置は、電源装置の正極側給電線接続端子と電源装置の正極側電圧検出線接続端子との間に少なくとも抵抗を接続し、正極側電圧検出線を流れる電流を検出する電流検出器を設けている。このリモートセンス式電源供給装置は、正極側電圧検出線を流れる、負荷に流入する方向の電流が、予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えた場合、ならびに、正極側電圧検出線を流れる電流が、予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になった場合、電源装置の動作を停止させるか、または出力電圧を低減させる動作停止装置を備えている。
【００１９】
請求項２に係るリモートセンス式電源供給装置は、電源装置の負極側給電線接続端子と電源装置の負極側電圧検出線接続端子との間に少なくとも抵抗を接続し、負極側電圧検出線を流れる電流を検出する電流検出器を設けている。このリモートセンス式電源供給装置は、負極側電圧検出線を流れる、負荷から流出する方向の電流が、予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えた場合、ならびに、負極側電圧検出線を流れる電流が、予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になった場合、電源装置の動作を停止させるか、または出力電圧を低減させる動作停止装置を備えている。
【００２０】
例えば、本発明のリモートセンス式電源供給装置は、正極側給電線接続端子及び正極側電圧検出線接続端子間に少なくとも抵抗を接続すると共に、負極側給電線接続端子及び負極側電圧検出線接続端子間に少なくとも抵抗を接続する構成となる。各抵抗の抵抗値は、給電線の抵抗値よりも大きく設定する。
【００２１】
この構成において、正極側給電線が断線すると、抵抗−電圧検出線（リモートセンス線）を介して負荷へ電流が流れる。正極側電圧検出線の電流を検出する電流検出器によって、負荷へ向けて流れる電流が検出されると、動作停止装置は、電源装置の動作を停止させる。なお、正極側電圧検出線の電流の向きが負荷側から電源装置側へ流れ込む方向であることを検出することで、正極側電圧検出線が断線していないことを確認できる。また、正極側電圧検出線に電流が流れていないことに基づいて、正極側電圧検出線の断線を検出できる。
【００２２】
負極側給電線が断線すると、負荷から負極側電圧検出線（リモートセンス線）−抵抗を介して電流が流れる。負極側電圧検出線の電流を検出する電流検出器によって、負荷側から電源装置に流れ込む方向の電流が検出されると、動作停止装置は、電源装置の動作を停止させる。なお、負極側電圧検出線の電流の向きが電源装置側から負荷側へ流れ出す方向であることを検出することで、負極側電圧検出線が断線していないことを確認できる。また、負極側電圧検出線に電流が流れていないことに基づいて、負極側電圧検出線の断線を検出できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のリモートセンス式電源供給装置のブロック構成図である。本実施形態は、請求項１及び請求項２に対応する。図において、リモートセンス式電源供給装置５１の電源装置５２は、電力変換部６と、アイソレート部７と、制御部２８と、電圧検出部２９と、負荷電圧検出用抵抗Ｒ０とからなる。制御部８と電圧検出部２９とで請求項に記載した動作停止装置を構成している。
【００２４】
電源装置２の正極側給電線接続端子（正極側出力端子）２ａと負荷３の正極側受電端子３ａとを正極側給電線４ａで接続し、電源装置２の負極側給電線接続端子（負極側出力端子）２ｂと負荷３の負極側受電端子３ｂとを負極側給電線４ｂで接続することで、各給電線２ａ、３ａを介して電源装置２から負荷３へ電力が供給される。
【００２５】
また、正極側受電端子３ａと正極側電圧検出線接続端子２ｃとを正極側電圧検出線（リモートセンス線）５ａで接続し、負極側受電端子３ｂと負極側電圧検出線接続端子２ｄとを負極側電圧検出線５ｂで接続する。これにより、電源装置５２は、電圧検出線５ａ、５ｂを介して負荷３の電圧を検出して、負荷３の電圧をフィードバック制御できる。
【００２６】
負荷電圧検出用抵抗Ｒ０は、各電圧検出端子２ｃ、２ｄ間に接続されている。負荷電圧検出用抵抗Ｒ０の抵抗値は、電圧検出線５ａ、５ｂの抵抗値よりも充分に大きな値に設定している。これにより、電圧検出線５ａ、５ｂによる電圧降下の影響を小さくして、負荷３の両端電圧を正確に検出できるようにしている。
【００２７】
電圧検出部２９は、負荷電圧検出用抵抗Ｒ０の両端電圧と基準電圧ＶＳとの差電圧に対応した誤差信号２９ａを出力する。また、電圧検出部２９は、負荷電圧検出用抵抗Ｒ０の両端電圧が下限電圧ＶＵ以下に低下した場合に電圧低下検出信号２９ｂを出力し、負荷電圧検出用抵抗Ｒ０の両端電圧が上限電圧ＶＯを超えた場合に過電圧検出信号２９ｃを出力する。
【００２８】
制御部２８は、断線検出信号ＤＳ、電圧低下検出信号２９ｂまたは過電圧検出信号２９ｃが供給された場合、スイッチング制御信号８ａの出力を停止して、電力変換部６の動作を停止させる。通常運転状態において、制御部２８は、誤差信号２９ａに基づいてスイッチング制御信号８ａの周期、デューティを可変することで、負荷３に供給する電圧をフィードバック制御する。
【００２９】
このスイッチング制御信号（ＰＷＭ信号）８ａは、アイソレート部７（パルストランス等を有する）を介して、後述する電力変換部６の電力用スイッチング素子Ｑの制御電極（ベース、ゲート等）へ供給される。
【００３０】
電力変換部６は、出力トランス（高周波トランス）Ｔと、電力用スイッチング素子（トランジスタ、ＦＥＴ等）Ｑと、整流用ダイオードＤと、電源安定化用コンデンサＣとを備える。また、電力変換部６は、負極側出力（負極側給電線接続端子２ｂ）をグランドとしている。電力変換部６は、電源入力端子２ｅ、２ｆに供給される電力供給用直流電源（図示せず）から電力の供給を受け、電圧変換を行なって負荷３へ電力を供給する。電力供給用直流電源は、商用電源を整流・平滑して直流電源を供給する構成であってもよい。
【００３１】
電力変換部６は、前記したスイッチング制御信号８ａに基づいて電力用スイッチング素子Ｑをスイッチング動作させて、電力供給用直流電源から出力トランス（高周波トランス）Ｔの１次巻線を介して流れる電流をスイッチングさせる。これにより、電力変換部６は、出力トランスＴの２次巻線に誘起された交流電力を整流用ダイオードＤで整流し、電源安定化用コンデンサＣで平滑して安定化した直流電源を出力する。なお、本実施形態では、電源装置５２としてスイッチング型レギュレータのものを例示しているが、ドロッパ型レギュレータのものでもよい。
【００３２】
電源装置５２は、電圧検出線５ａ、５ｂを流れる電流を電流検出器５３、５４で検出する。断線検出部５５は、電圧検出線５ａ、５ｂを流れる電流の有無ならびに電流の流れる方向に基づいて、給電４ａ、４ｂの断線ならびに電圧検出線５ａ、５ｂの断線を検出する。
【００３３】
一方の電流検出器５３は、抵抗３１と負荷電圧検出用抵抗Ｒ０との接続点と正極側電圧検出線接続端子２ｃとの間に設けている。他方の電流検出器５４は、抵抗３２と負荷電圧検出用抵抗Ｒ０との接続点と負極側電圧検出線接続端子２ｄとの間に設けている。各電流検出器５３、５４は、ホール素子とホール素子の出力電圧を増幅する増幅器とを備え、電流の向きの応じた極性で電流の大きさに応じた電圧の出力を発生するものを用いている。なお、本実施形態では、導線を切断することなく導線を流れる電流を検出する電流検出器を示したが、電流検出箇所に電流検出用抵抗を介設し、電流検出用抵抗の両端に発生する電圧とその極性に基づいて電流の大きさならびに電流の向きを検出する構成としてもよい。
【００３４】
次に、本実施形態のリモートセンス式電源供給装置５１による、断線時の動作説明をする。
正極側給電線４ａが断線した場合、抵抗Ｒ３１−正極側電圧検出線５ａ−負荷３の経路で正極側電圧検出線５ａに電流が流れる。断線検出部５５は、電流検出器５３の検出出力に基づいて、負荷３側へ流れ出す電流が予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えたことを検出すると、断線検出信号ＤＳを出力する。
【００３５】
同様に、負極側給電線４ｂが断線した場合、負荷−負極側電圧検出線５ｂ−抵抗Ｒ３２の経路で負荷−負極側電圧検出線５ｂに電流が流れる。断線検出部５５は、電流検出器５４の検出出力に基づいて、負荷３側から流れ込む電流が予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えたことを検出すると、断線検出信号ＤＳを出力する。
【００３６】
正極側電圧検出線５ａが断線した場合、正極側電圧検出線５ａに電流は流れない。断線検出部５５は、電流検出器５３の検出出力に基づいて、正極側電圧検出線５ａを流れる電流が予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になったことを検出すると、断線検出信号ＤＳを出力する。
【００３７】
同様に、負極側電圧検出線５ｂが断線した場合、負極側電圧検出線５ｂに電流は流れなくなる。従って、この場合、断線検出部５５は、電流検出器５４の検出出力に基づいて、負極側電圧検出線５ｂを流れる電流が予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になったことを検出すると、断線検出信号ＤＳを出力する。
【００３８】
制御部２８は、断線検出信号ＤＳが供給されるとスイッチング制御信号８ａの出力を停止して電力変換部６の動作を停止させるので、給電線４ａ、４ｂが断線している場合、または、電圧検出線５ａ、５ｂが断線している場合、負荷３への給電が停止される。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のリモートセンス式電源供給装置は、給電線ならびに電圧検出線の断線を検出して、電源装置の動作を停止させたり、出力電圧を低減させる構成とした。このため、給電線ならびに電圧検出線が正常に接続されていない状態で、負荷に電力供給がされることを防止できる。即ち、電源装置ならびに負荷を保護できる。また、給電線が断線した際に、電圧検出線に大電流が流れることを防止できる。さらに、電圧検出線の断線に伴って負荷に所望しない電圧が供給されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリモートセンス式電源供給装置のブロック構成図である。
【図２】従来のリモートセンス式電源供給装置のブロック構成図である。
【図３】従来の他のリモートセンス式電源供給装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１、５１ リモートセンス式電源供給装置
２、５２ 電源装置
２ａ 正極側給電線接続端子
２ｂ 負極側給電線接続端子
２ｃ 正極側電圧検出線接続端子
２ｄ 負極側電圧検出線接続端子
２ｅ、２ｆ 電源入力端子
３ 負荷
３ａ 正極側受電端子
３ｂ 負極側受電端子
４ａ 正極側給電線
４ｂ 負極側給電線
５ａ 正極側電圧検出線
５ｂ 負極側電圧検出線
６ 電力変換部
７ アイソレート部
２８ 制御部
２９ 電圧検出部
５３、５４ 電流検出器
５５ 断線検出部
Ｄ 整流用ダイオード
Ｑ 電力用スイッチング素子
Ｒ０ 負荷電圧検出用抵抗
Ｒ１、Ｒ２ 電流制限用抵抗
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ８１、Ｒ８２ 抵抗
Ｒ５１、Ｒ５２ 保護抵抗
Ｔ 出力トランス
ＴＰ１ 正極側の電源出力端子
ＴＰ２ 負極側の電源出力端子
ＴＳ１ 正極側の電圧検出端子
ＴＳ２ 負極側の電圧検出端子
Claims (2)
- 電源装置から給電線を介して負荷へ給電し、前記負荷の両端から前記電源装置に電圧検出線を接続し、前記電源装置は前記電圧検出線を介して検出した前記負荷の両端の電圧に基づいて前記負荷に供給する電圧をフィードバック制御するリモートセンス式電源供給装置において、
前記電源装置の正極側給電線接続端子と前記電源装置の正極側電圧検出線接続端子との間に少なくとも抵抗を接続し、
正極側電圧検出線を流れる電流を検出する電流検出器を設け、
前記正極側電圧検出線を流れる、前記負荷に流入する方向の電流が、予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えた場合、ならびに、前記正極側電圧検出線を流れる電流が、予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になった場合、前記電源装置の動作を停止させるか、または出力電圧を低減させる動作停止装置を備えたことを特徴とするリモートセンス式電源供給装置。 - 電源装置から給電線を介して負荷へ給電し、前記負荷の両端から前記電源装置に電圧検出線を接続し、前記電源装置は前記電圧検出線を介して検出した前記負荷の両端の電圧に基づいて前記負荷に供給する電圧をフィードバック制御するリモートセンス式電源供給装置において、
前記電源装置の負極側給電線接続端子と前記電源装置の負極側電圧検出線接続端子との間に少なくとも抵抗を接続し、
負極側電圧検出線を流れる電流を検出する電流検出器を設け、
前記負極側電圧検出線を流れる、前記負荷から流出する方向の電流が、予め設定した給電線断線検出しきい値電流を超えた場合、ならびに、前記負極側電圧検出線を流れる電流が、予め設定した電圧検出線断線検出しきい値電流以下になった場合、前記電源装置の動作を停止させるか、または出力電圧を低減させる動作停止装置を備えたことを特徴とするリモートセンス式電源供給装置。
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