JP3968913B2 - 電源装置および電源装置の制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電気・電子機器にエネルギーを供給する電源装置およびその制御方法に関するもので、特に、頻繁に負荷が変動する負荷装置に用いる電源について、広い負荷変動範囲について、常に高効率の制御を行うことができる電源装置およびその制御方法に関する。
【技術背景】
電気・電子機器にエネルギーを供給する電源について、損失を少なくすること、すなわち電源出力の効率を高くするという要請が常にある。図10に、一般的な電源について、出力Pに対する効率ηを表すグラフを示す。図10に示すように、電源にはそれ自身が消費するエネルギー(内部消費エネルギー)が、ある量必ず存在するため、低出力時には出力Pに対して前記内部消費エネルギーの割合が大きく、効率ηは低くなる。
効率ηは、出力Pが高くなるにつれて高くなり、最も高効率の点を経て、その後なだらかに低下する。電源が使用される電気・電子機器の負荷の大きさが予めわかっており、かつ当該負荷が頻繁には変動しないものならば、当該負荷に応じた出力のときに、効率ηが最も高効率となるように電源の設計をすればよい。
しかし、負荷が時々刻々変化する(すなわち、負荷の大きさが予想できない)負荷装置、たとえば、軽負荷時と重負荷時とで負荷の大きさが大幅に異なる電気自動車等の負荷装置では、特定の出力のときに、効率ηを最も高くする、といった電源設計ができない。このような場合には、想定される負荷の変動範囲にわたって高い効率を維持できるような電源が求められるが、このような電源を実現することは容易ではない。
一方、ある出力の電源を実現するときに(その出力が大きい場合には特に)、全体を複数の小出力電源モジュールにより構成し、これらの小出力電源モジュールを組み合わせて並列運転することで、要求される出力を得る手法が知られている。ある程度小出力の電源の方が、大出力の電源よりも、当該電源の内部回路(たとえば、スイッチング素子)、周辺回路(たとえば、電源制御回路)等の設計が簡単であり、素子などの選択の自由度や、設計の自由度が大きい。このため、高効率を安価に実現することが比較的容易であることもあることから、ある種の電源装置では、効率向上を目的として、上記手法が採られることもある。
しかし、複数の小出力電源モジュールを、ただ並列に組み合わせて等負荷運転させるだけでは、例えば、その小出力電源モジュール単体の効率曲線が図10のグラフに示した特性を持つ場合には、全体の効率曲線は、当該グラフの横軸を相似的に拡大したものにすぎない。したがって、この場合には、特に効率の向上が図られるわけではない(後述する図3〜図5も参照)。
【発明の目的】
本発明の目的は、特に頻繁に負荷が変動する負荷装置、時々刻々変化する値が予想できない負荷装置、軽負荷時と重負荷時とで負荷の大きさが大幅に異なる負荷装置等に用いる電源について、広い負荷範囲にわたって電源全体を高い効率で動作させることができる電源装置およびその制御方法を提供することにある。
【発明の概要】
本発明は、M個(Mは、発明の態様により2以上の整数の場合もあるし3以上の整数の場合もある)の小出力電源モジュールの並列接続からなる電源と電源制御ユニットとを有し、複数のモードで制御されるもので、各小出力電源モジュールと負荷装置とのエネルギーの授受は、電源制御ユニットにより制御される。なお、本発明において、小出力電源モジュールとは、典型的にはスイッチングレギュレータ等の電源回路であるがこれには限定されないことは言うまでもない。また、本発明は、たとえば電気自動車(4輪車,2輪車を含む)の電源装置に応用されるが、もちろんこれに限定されるものではない。
〔本発明の第1態様〕
本発明電源装置の第1態様においては、各小出力電源モジュールは、2つの制御モードにより制御される。具体的には、この態様の制御装置では、電源制御ユニットは、電源装置から低エネルギーを負荷に供給する制御モード(低出力モード)、および電源装置から高エネルギーを負荷に供給する制御モード(高出力モード)の2つを持つことができる。
前記電源制御ユニットは、電源出力が0%より大きいある値から100%以下の値にわたる範囲で、前記電源を制御する高出力モードにおいては、前記M個の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%未満の出力で駆動し、電源出力が0%以上でかつ、前記0%より大きいある値にわたる範囲で、前記電源を制御する高出力モードにおいては、1個ないし(n−1)個(nは2以上の前記設定数)の小出力電源モジュールを駆動するように前記電源を制御する。
本発明制御方法の第1態様は、上記電源装置の制御方法にかかるもので、電源出力が0%より大きいある値から100%以下の値にわたる範囲で、前記電源を制御する高出力モードにおいては、前記M個の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%未満の出力で駆動し、電源出力が0%以上でかつ、前記0%より大きいある値にわたる範囲で、前記電源を制御する高出力モードにおいては、1個ないし(n−1)個(nは2以上の前記設定数)の小出力電源モジュールを駆動することを特徴とする。
たとえば、電源を2個の小出力電源モジュール電源から構成し、電源制御ユニットは、電源出力が0%以上でかつ、前記0%より大きいある値にわたる範囲で、前記電源を制御する高出力モードにおいては、1個の小出力電源モジュールを駆動し、電源出力が0%より大きいある値から100%以下のある値にわたる範囲で、前記電源を制御する高出力モードにおいては、2個の小出力電源モジュールを、50%以上かつ100%以下の出力で駆動駆動することができる。
本発明の第1態様は、次に述べる第2態様の一部に実質上含まれるものである。したがって、以下の第2態様を理解すれば、自ずとその作用・効果を理解することができるので、説明の重複をさけるために、第1態様の詳細については説明を省略する。
〔本発明の第2態様〕
本発明電源装置の第2態様においては、各小出力電源モジュールは、複数の制御モードにより制御される。具体的には、本発明電源装置の第2態様では、電源制御ユニットは、電源装置から小さなエネルギー(0〜PS’%まで)を負荷に供給する制御モード(本発明における、「第1の制御モード」)と、電源装置から大量のエネルギー(PB’〜定格出力)を負荷に供給する制御モード(本発明における、「第3の制御モード」)と、電源装置から前記PS’〜前記PB’までのエネルギーを負荷に供給する制御モード(本発明における、「第2の制御モード」と言う)の3モードを持つことができる。
電源制御ユニットは、第2の制御モードでは、n個(nは2以上の設定数である整数)の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%未満の出力で駆動し、N個(Nは0,1,・・・,(M−n−1)の何れか)の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動し、残り(M−n−N個)の小出力電源モジュールを0%の出力で駆動するように前記電源を制御する。
電源制御ユニットは、第2の制御モードにおいて、n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が100%の出力となったときは、当該100%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を100%の出力に固定し、残るn−1個の小出力電源モジュールと、それまで0%の出力で駆動していたM−n−N個の小出力電源モジュールのうちの1個との、合計n個の小出力電源モジュールを、前記下限%以上かつ100%未満の出力で駆動するように前記電源を制御することができる。
また、電源制御ユニットは、第2の制御モードで、Nが1以上である場合において、n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記下限%の出力となったときは、当該下限%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を0%の出力に固定し、残るn−1個の小出力電源モジュールと、それまで100%の出力で駆動していたN個の小出力電源モジュールのうちの1個との、合計n個の小出力電源モジュールを、前記下限%以上かつ100%未満の出力で駆動することができる。
本発明制御方法の第2態様は、上記電源装置の制御方法にかかるもので、電源出力が0%より大きいある値から100%未満のある値にわたる範囲で、前記電源を制御する第2の制御モードにおいては、n個(nは2以上の設定数である整数)の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%未満の出力で駆動し、N個(Nは0,1,・・・,(M−n−1)の何れか)の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動し、残り(M−n−N)個の小出力電源モジュールを0%の出力で駆動することを特徴とする。
本発明の第2態様では、第2の制御モードでは、どのような場合であっても、所定の下限%以上かつ100%未満の出力で駆動しているn個の小出力電源モジュール以外の小出力電源モジュールは、0%出力か100%出力で動作する。なお、第2の制御モードでは、n個の小出力電源モジュールが下限%以上かつ100%未満の出力となるように制御され、残りの小出力電源モジュール全てが0%出力となるように制御される場合(100%の出力で駆動される小出力電源モジュールが1つもない場合(N=0))もあるし、またn個の小出力電源モジュールが下限%以上かつ100%未満の出力となるように制御され、1つの小出力電源モジュールが0%出力、残りの小出力電源モジュール全てが100%出力となるように制御される場合もある。
前記電源制御ユニットは、第1の制御モードで、100%出力の小出力電源モジュールがない場合(Nが0である場合)において、n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が下限%の出力となったときは、小出力電源モジュールを第1の制御モードにより制御することになる。また、第1の制御モードで、0%出力の小出力電源モジュールが1つである場合(Nが(M−n−1)である場合)において、n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が100%の出力となったときは、電源を第3の制御モードにより制御することになる。
本発明の第2態様では、第1の制御モードにおける電源制御、第3の制御モードにおける電源制御は、第2の制御モードにおける電源制御とは無関係に行うこともできるが、第1の制御モードと第2の制御モードとの相互移行、第2の制御モードと第3の制御モードとの相互移行には、できる限りモード移行前に稼動している電源の一部は、モード移行後に稼動させたままにしておくような制御を行うことが好ましい。
具体的には、電源制御ユニットは、第1の制御モードにおいては、1個ないし(n−1)個(nは2以上の前記設定数)の小出力電源モジュールを駆動するように電源を制御することができるし、第3の制御モードにおいては、0個ないしn個(nは2以上の前記設定数)の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%以下の出力で駆動し、残りのN個(Nは(M−n)ないし(M−1))の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動するように前記電源を制御することができる。
【発明の実施形態】
本発明の実施形態を図1により説明する。
電源装置100は電源1と電源制御ユニット2を有してなり、電源1はM個(Mは3以上の整数)の小出力電源モジュールGM1〜GMMの並列接続から構成される。これらの小出力電源モジュールGM1〜GMMは負荷3が接続されており、各小出力電源モジュールGM1〜GMMは、当該電源制御ユニット2により制御される。
電源制御ユニット2は、第1の制御モードMODE_1、第2の制御モードMODE_2、第3の制御モードMODE_3の3つの制御モードを持っている。
第1の制御モードMODE_1では、電源制御ユニット2は、電源出力Pが0%〜PS’%にわたる範囲で、電源1が制御される。第2の制御モードMODE_2では、電源出力PがPS’%からPB’%にわたる範囲で、電源1が制御される。また、第3の制御モードMODE_3では、電源出力PがPB’%から100%にわたる範囲で、電源1が制御される。
第1の制御モードMODE_1においては、電源制御ユニット2は、1個の小出力電源モジュールを駆動する。また、第2の制御モードMODE_2においては、電源制御ユニット2は、2個の小出力電源モジュールを、50%以上かつ100%未満の出力で駆動し、N個(Nは0,1,・・・,(M−3)の何れか)の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動し、残り(M−n−N個)の小出力電源モジュールを0%の出力で駆動する。そして、第3の制御モードMODE_3においては、電源制御ユニット2は、1個ないし2個の小出力電源モジュールを、50%以上かつ100%以下の出力で駆動し、残るN個(Nは(M−2)ないし(M−1))の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動する。
電源制御ユニット2は、第2の制御モードMODE_2において、前記2個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が100%の出力となったときは、当該100%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を100%の出力に固定し、残る1個の小出力電源モジュールと、それまで0%の出力で駆動していた(M−2−N)個の小出力電源モジュールのうちの1個との、合計2個の小出力電源モジュールを、50%以上かつ100%未満の出力で駆動する。
また、電源制御ユニット2は、第2の制御モードMODE_2で、Nが1以上である場合、すなわち100%の出力で駆動されている小出力電源モジュールが少なくとも1つある場合において、前記2個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記下限%の出力となったときは、当該下限%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を0%の出力に固定し、残る1個の小出力電源モジュールと、それまで100%の出力で駆動していた小出力電源モジュールのうちの1個との、合計2個の小出力電源モジュールを、50%以上かつ100%未満の出力で駆動する。
さらに、電源制御ユニット2は、第2の制御モードMODE_2で、Nが0である場合、すなわち100%の出力の小出力電源モジュールが1つもない場合において、前記2個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記下限%の出力となったときは、電源1を第1の制御モードMODE_1により制御する。すなわち、前記下限%の出力となった小出力電源モジュールの出力を0%とし、1個の小出力電源モジュールのみを駆動する。
また、電源制御ユニット2は、Nが(M−3)である場合、すなわち0%の出力の小出力電源モジュールが1つしかない場合において、前記2個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が100%の出力となったときは、電源1を第3の制御モードMODE_3により制御する。すなわち、1個ないし2個の小出力電源モジュールを、50%以上かつ100%以下の出力で駆動し、残る全て(N個、(M−2)ないし(M−1)個)の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動する。
【実施例】
〔第1実施例〕
本実施例では、図1に示した電源装置100が用いられている。
小出力電源モジュールGM1〜GM5は、第1実施例では規格(定格出力等)が同一のものが用いられ、図10のグラフに示したと同様、低出力のときに低効率で動作し、最大出力の半分程度よりも高出力のときに高効率で動作する。
電源制御ユニット2は、小出力電源モジュールGM1〜GM5が負荷3に出力しているエネルギーの合計値を出力検出器4により検出しており、当該合計値に応じて小出力電源モジュールGM1〜GM5を、第1の制御モードMODE_1、第2の制御モードMODE_2、および第3の制御モードMODE_3の3つの制御モードで制御することができる。
電源1の出力が全出力の0〜20%のときに第1の制御モードMODE_1で動作し、電源1の出力が全出力の20〜80%のときに第2の制御モードMODE_2で動作し、電源1の出力が全出力の80〜100%のときに第3の制御モードMODE_3で動作する。
図2は、各制御モードMODE_1,MODE_2,MODE_3における、小出力電源モジュールGM1〜GM5の稼動状況を示す図である。
第1の制御モードMODE_1(出力Pが0〜20%出力の範囲)では、GM1のみが動作する。また、第2の制御モードMODE_2(出力Pが20〜80%出力の範囲)では、50%以上、かつ100%未満で動作している小出力電源モジュールは常に2つであり、かつ少なくとも1つの小出力電源モジュールが0%出力となっている。そして、第3の制御モードMODE_2(出力Pが80〜100%出力の範囲)では、50%以上、かつ100%未満で動作している小出力電源モジュールは常に2つであり、かつ残る全ての小出力電源モジュールが100%出力となっている。
図2からもわかるように、第1実施例では、電源1が第1の制御モードMODE_1で制御されている場合を除き(すなわち、GM1のみが動作している場合を除き)、動作している小出力電源モジュールは、常に50%以上の出力で動作し、これによって幅広い負荷領域(ここでは、20〜100%の出力範囲)で、電源1全体が、高効率を実現している。
たとえば、電源1全体で30%を出力する場合では、小出力電源モジュールGM1およびGM2がそれぞれ75%出力で動作しており、残りの小出力電源モジュールGM3〜GM5は0%出力で動作している。また、電源1全体で50%を出力する場合では、小出力電源モジュールGM2,GM3が75%出力で動作し、小出力電源モジュールGM1が100%出力で動作しており、残りの小出力電源モジュールGM4,GM5は0%出力で動作している。
比較のために、第1実施例で用いたものと同じ小出力電源モジュールGM1〜GM5を並列運転させる従来例を以下に示す。
図3では、小出力電源モジュールGM1〜GM5を全て等負荷運転させる場合であり、全体の電源の効率は、図10の効率曲線の横軸を拡大するだけとなり、効率改善にはならない。この比較例では、効率曲線の左側(軽負荷時)には効率は低いままであるため、電源1全体の効率が低下する。
図4では、負荷が増大するにつれて、順次、使用する小出力電源モジュールの個数を増やすように制御するものであり、GM1が最大出力になったときにGM2の駆動を開始させ、GM1とGM2とが最大出力になったときにGM3を新たに開始させる、という動作を行っている。この場合には、k番目(k=1,2,3,4)のモジュールが最大出力となるより少し大きな出力を要求された時、k+1番目のモジュールは極小出力の状態となるので、効率の良い状態では運転ができない。このときの、効率特性を図5に示す。図5から明らかなように、動作する小出力電源モジュールの個数が増える時点(全体の出力を5等分する点)で効率が低下してしまい、電源1全体の効率が低下する。
〔第2実施例〕
第2実施例では、電源制御ユニット2の動作が第1実施例とは異なる
第1実施例では、小出力電源モジュールGM1 〜GM5の全てが50%から100%の負荷変動に対して高い効率で対応する必要がある。すなわち、小出力電源モジュールGM1〜GM5には、50%以上の出力時に、おしなべて高い効率が要求されることになる。また、第1実施例では、第2の制御モードMODE_2では、何れか2つの小出力電源モジュールが50%以上、100%未満の出力で動作し、残りの小出力電源モジュールが100%または0%の出力で動作していればよく、また第3の制御モードMODE_3では、何れか2つの小出力電源モジュールが50%以上、100%未満の出力で動作し、残りの小出力電源モジュールの全てが100%で動作していればよい。
第2実施例では、この点に着目し、第2の制御モードMODE_2および第3の制御モードMODE_3で、50%以上、100%未満の出力となる小出力電源モジュールを、常に特定の小出力電源モジュールとしている。
図6は、各制御モードMODE_1,MODE_2,MODE_3における、小出力電源モジュールGM1〜GM5の稼動状況を示す図である。この例では、電源1が、全体で40%以上の出力を出すときにはGM3が常に最大出力で動作し、全体で60%以上のときはGM3およびGM4が、80%以上のときはGM3,GM4およびGM5が最大出力となる。
こうすることで、GM3〜GM5の小出力電源モジュールは、100%出力か0%出力かのいずれかになるので、途中の出力時の効率は問題とはならない。すなわち、5個の小出力電源モジュールのうち3個については、少なくとも100%出力のときに効率が最大となるようなものを採用することができ、変動する負荷に対して効率を高くする必要が生じるのは、2個の小出力電源モジュールだけになる。こうして一層の高効率化の可能性と回路動作の簡単化が実現できる。このときの、効率特性を、図7に示す。図7から明らかなように、第2実施例では、電源1の負荷の変化の広い範囲にわたりきわめて高い効率が実現される。
【具体例】
図8は、実際に設計・製作した小出力電源モジュール(単体電源)の効率を表したものである。1つの小出力電源モジュールを5台を組み合わせ、全体で5倍の出力を実現した電源装置を製作し、図6に示した制御を行った。図9は電源全体の効率曲線である。
この具体例では、小出力電源モジュールは、定格出力電圧150V、定格出力電流14A、定格出力2.1kWの直流電池であり、これを5台組み合わせて全体では、出力電圧150V、出力電流70A、出力10.5kWとした。小出力電源モジュール1つでは、40%以上の出力時で効率が90%を超えており、単体としても高効率を実現しているが、全体では8%以下の極く限られた軽負荷領域を除いた、非常に広い負荷領域で90%を超えている。
こうして、非常に広い負荷領域の任意の点で高い効率を実現する電源が、本発明により可能となったことが分かる。
【発明の効果】
頻繁に負荷が変動する負荷装置、時々刻々変化する値が予想できない負荷装置、軽負荷時と重負荷時とで負荷の大きさが大幅に異なる負荷装置等に用いる電源について、広い負荷範囲にわたって電源全体を高い効率で動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概略を示す電源装置の構成図である。
【図2】第1実施例の各制御モードにおける、各小出力電源モジュールの稼動状況を示す図である。
【図3】各小出力電源モジュールを全て等負荷運転させる従来技術における、各小出力電源モジュールの稼動状況を示す図である。
【図4】負荷が増大するにつれて、順次使用する小出力電源モジュールの個数を増やすように制御する従来技術における、各小出力電源モジュールの稼動状況を示す図である。
【図5】図4の制御における効率特性を示すグラフである。
【図6】第2実施例の各制御モードにおける、小出力電源モジュールの稼動状況を示す図である。
【図7】図6の制御における効率特性を示すグラフである。
【図8】実際に設計・製作した小出力電源モジュール(単体電源)の効率を表したものである。
【図9】実際に設計・製作した電源の効率曲線である。
【図10】一般的な電源の効率特性を示すグラフである。
【符号の説明】
100 電源装置
1 電源
2 電源制御ユニット
3 負荷
4 出力検出器
GM1〜GM5 小出力電源モジュール
MODE_1 第1の制御モード
MODE_2 第2の制御モード
MODE_3 第3の制御モード
Claims (16)
- M個(Mは3以上の整数)の小出力電源モジュールの並列接続からなる電源と電源制御ユニットとを有し、前記電源の出力が小さい第1のモード、前記電源の出力が大きい第3のモード、および前記電源の出力が第1のモードでの出力より大きく第3のモードでの出力よりも小さい第2のモードを含む複数モードにより制御される電源装置において、
前記電源制御ユニットは、電源出力が0%より大きいある値から100%未満の値にわたる範囲で前記電源を制御する第2の制御モードにおいては、n個(nは2以上の設定数である整数)の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%未満の出力で駆動し、N個(Nは0,1,・・・,(M−n−1)の何れか)の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動し、残り(M−n−N)個の小出力電源モジュールを0%の出力で駆動し、
前記第2の制御モードにおいて、前記n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が100%の出力となったときは、当該100%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を100%の出力に固定し、残る(n−1)個の小出力電源モジュールと、それまで0%の出力で駆動していた(M−n−N)個の小出力電源モジュールのうちの1個との、合計n個の小出力電源モジュールを、前記下限%以上かつ100%未満の出力で駆動するように前記電源を制御する電源装置。 - 前記電源制御ユニットは、前記第2の制御モードで、Nが1以上である(少なくとも1つの小出力電源モジュールが100%の出力で駆動しており)場合において、前記n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個の出力が前記下限%より小さくなったときは、当該出力が前記下限%より小さくなった小出力電源モジュールのうちの1個を0%の出力に固定し、残る(n−1)個の小出力電源モジュールと、それまで100%の出力で駆動していたN個の小出力電源モジュールのうちの1個との、合計n個の小出力電源モジュールを、前記下限%以上かつ100%未満の出力で駆動するように前記電源を制御する請求項1記載の電源装置。
- 前記電源制御ユニットは、前記第2の制御モードで、Nが0であり(何れの小出力電源モジュールも100%の出力で駆動しておらず)、かつ(M−n−N)が1以上である(少なくとも1つの小出力電源モジュールが0%の出力で駆動している)場合において、前記n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個の出力が前記下限%より小さくなったときは、前記電源を第1の制御モードにより制御する請求項1記載の電源装置。
- 前記電源制御ユニットは、前記第2の制御モードで、Nが(M−n−1)である場合において、前記n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記100%の出力となったときは、前記電源を第3の制御モードにより制御する請求項1記載の電源装置。
- 前記電源制御ユニットは、前記第1の制御モードにおいては、1個ないし(n−1)個(nは2以上の前記設定数)の小出力電源モジュールを駆動する、ように前記電源を制御する請求項3記載の電源装置。
- 前記電源制御ユニットは、前記第3の制御モードにおいては、1個ないしn個(nは2以上の前記設定数)の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%以下の出力で駆動し、残りのN個(Nは(M−n)ないし(M−1))の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動するように前記電源を制御する請求項4記載の電源装置。
- M個(Mは3以上の整数)の小出力電源モジュールの並列接続からなる電源と電源制御ユニットとを有し、前記電源の出力が最も小さい第1のモード、前記電源の出力が最も大きい第3のモード、および前記電源の出力が第1のモードでの出力より大きく第3のモードでの出力よりも小さい第2のモードにより制御される電源装置において、
前記電源制御ユニットは、電源出力が0%からそれより大きい所定%にわたる範囲で、前記電源を制御する第1の制御モード、電源出力が前記所定%から、100%未満の他の 所定%にわたる範囲で、前記電源を制御する第2の制御モード、電源出力が100%未満の前記他の所定%から100%にわたる範囲で、前記電源を制御する第3の制御モードの3つの制御モードを有し、前記第1の制御モードにおいては、1個の小出力電源モジュールを駆動し、前記第2の制御モードにおいては、2個の小出力電源モジュールを、50%以上かつ100%未満の出力で駆動し、N個(Nは0,1,・・・,(M−3)の何れか)の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動し、残りの(M−2−N)個の小出力電源モジュールを0%の出力で駆動し、前記第 3 の制御モードにおいては、1個ないし2個の小出力電源モジュールを、50%以上かつ100%以下の出力で駆動し、残りのN個(Nは(M−2)ないし(M−1))の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動し、
前記第2の制御モードにおいて、50%以上かつ100%未満の出力で駆動している前記2個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が100%の出力となったときは、当該100%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を100%の出力に固定し、残る1個の小出力電源モジュールと、それまで0%の出力で駆動していた(M−2−N)個の小出力電源モジュールのうちの1個との、合計2個の小出力電源モジュールを、前記下限%以上かつ100%未満の出力で駆動する、ように前記電源を制御する電源装置。 - 前記電源制御ユニットは、前記第2の制御モードで、Nが1以上である場合において、前記2個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記下限%の出力となったときは、当該下限%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を0%の出力に固定し、残る1個の小出力電源モジュールと、それまで100%の出力で駆動していた小出力電源モジュールのうちの1個との、合計2個の小出力電源モジュールを、前記下限%以上かつ100%未満の出力で駆動する、ように前記電源を制御する請求項7記載の電源装置。
- 前記電源制御ユニットは、前記第2の制御モードで、Nが0である場合において、前記2個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記下限%の出力となったときは、前記電源を前記第1の制御モードにより制御する請求項7記載の電源装置。
- 前記電源制御ユニットは、前記第2の制御モードで、Nが(M−3)である場合において、前記2個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が100%の出力となったときは、前記電源を前記第3の制御モードにより制御する、請求項7記載の電源装置。
- M個(Mは3以上の整数)の小出力電源モジュールの並列接続からなる電源が、当該電源の出力が小さい第1のモード、出力が大きい第3のモード、および出力が第1のモードでの出力より大きく第3のモードでの出力よりも小さい第2のモード、を含む複数のモードにより制御される電源装置の制御方法において、
電源出力が0%より大きいある値から100%未満の値にわたる範囲で、前記電源を制御する第2の制御モードにおいては、n個(nは2以上の設定数である整数)の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%未満の出力で駆動し、N個(Nは0,1,・・・,(M−n−1)の何れか)の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動し、残り(M−n−N)個の小出力電源モジュールを0%の出力で駆動し、
前記第2の制御モードにおいて、前記n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が100%の出力となったときは、当該100%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を100%の出力に固定し、残る(n−1)個の小出力電源モジュールと、それまで0%の出力で駆動していた(M−n−N)個の小出力電源モジュールのうちの1個との、合計n個の小出力電源モジュールを、前記下限%以上かつ100%未満の出力で駆動する電源装置の制御方法。 - 前記第2の制御モードで、Nが1以上である場合において、前記n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記下限%の出力となったときは、当該下限%の出力となった小出力電源モジュールのうちの1個を0%の出力に固定し、残るn−1個の小出力電源モジュールと、それまで100%の出力で駆動していたN個の小出力電源モジュールのうちの1個との、合計n個の小出力電源モジュールを、前記下限%以上かつ1 00%未満の出力で駆動する請求項11記載の電源装置の制御方法。
- 前記第2の制御モードで、Nが0(何れの小出力電源モジュールも100%の出力で駆動していない)である場合において、前記n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記下限%の出力となったときは、前記電源を第1の制御モードにより制御する請求項11記載の電源装置の制御方法。
- 前記第2の制御モードで、Nが(M−n−1)である場合において、前記n個の小出力電源モジュールの少なくとも1個が前記100%の出力となったときは、前記電源を第3の制御モードにより制御する、請求項11記載の電源装置の制御方法。
- 前記第1の制御モードにおいては、1個ないし(n−1)個(nは2以上の前記設定数)の小出力電源モジュールを駆動する請求項11に記載の電源装置の制御方法。
- 前記第3の制御モードにおいては、1個ないしn個(nは2以上の前記設定数)の小出力電源モジュールを、所定の下限%以上かつ100%以下の出力で駆動し、残りのN個(Nは(M−n)ないし(M−1))の小出力電源モジュールを100%の出力で駆動する請求項14記載の電源装置の制御方法。
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