JP5751066B2 - 電源装置およびこれを用いた2重化電源装置 - Google Patents
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Description
図11(A)の2重化電源は出力電圧が高い側の安定化電源から大半の電流がシステム13に供給される。他方の安定化電源は動作しているので待機電力を消費するが、電力供給にはほとんど寄与しない。このため、2重化電源装置の総合消費電力が大きくなってしまうという課題があった。
τ=A*exp(Ea/kT) ・・・・・・ (1)
A、Ea:故障モード毎の固有の定数
T:絶対温度
k:ボルツマン定数
入力された電圧を安定化して負荷に供給する電源装置において、
入力された電圧を変換し、出力端子に出力する電圧変換部と、
前記出力端子から出力された電流を検出し、共通電位点を基準とする信号を出力する電流検出部と、
前記共通電位点を基準とする第1の基準電圧を出力する第1の基準電源と、
前記電流検出部の出力電圧を基準とする第2の基準電圧を出力する第2の基準電源と、
一方の入力端子に前記第1の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力されて、これらの入力信号の差に関連する信号を出力する第1の増幅器と、
一方の入力端子に前記第2の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力される第2の増幅器と、
前記第2の増幅器の出力端子と、前記第1の増幅器の一方の入力端子との間に接続される第2のダイオードと、
前記第1の増幅器の出力信号が入力され、この入力された信号に基づいて前記電圧変換部を制御する制御部と、
前記電圧変換部と前記出力端子との間に接続される第1のダイオードと、
を具備したものである。出力電流の増加に伴って出力電圧が減少するので、2つ以上の電源装置を並列接続する電源装置に用いて最適である。また、出力電流が大きい領域で出力電圧が一定になるので、出力電圧の精度が低下することがない。
入力された電圧を安定化して負荷に供給する電源装置において、
入力された電圧を変換し、出力端子に出力する電圧変換部と、
前記出力端子から出力された電流を検出し、共通電位点を基準とする信号を出力する電流検出部と、
前記共通電位点を基準とする第3の基準電圧を出力する第3の基準電源と、
一方の入力端子に前記第3の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力される第3の増幅器と、
前記電流検出部の出力電圧を基準とする第4の基準電圧を出力する第4の基準電源と、
一方の入力端子に前記第4の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力されて、これらの入力信号の差に関連する信号を出力する第4の増幅器と、
前記第3の増幅器の出力端子と、前記第4の増幅器の一方の入力端子との間に接続される第3のダイオードと、
前記第4の増幅器の出力信号が入力され、この入力された信号に基づいて前記電圧変換部を制御する制御部と、
前記電圧変換部と前記出力端子との間に接続される第1のダイオードと、
を具備したものである。低出力電流領域で出力電圧が一定になるので、2つ以上の電源装置を並列接続したときに、低出力電流領域で効率を高くすることができる。
前記電流検出部の出力電圧を基準とする第5の基準電圧を出力する第5の基準電源と、
一方の入力端子に前記第5の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力される第5の増幅器と、
前記第5の増幅器の出力端子と前記第3の増幅器の一方の入力端子との間に接続される第4のダイオードと、
を具備したものである。高出力電流領域で出力電圧の精度が低下することがなく、また2重化電源装置に用いたときに、低出力電流領域で効率を高めることができる。
入力された電圧を安定化して負荷に供給する電源装置において、
入力された電圧を変換し、出力端子に出力する電圧変換部と、
前記出力端子から出力された電流を検出し、共通電位点を基準とする信号を出力する電流検出部と、
前記共通電位点を基準とする第1の基準電圧を出力する第1の基準電源と、
一方の入力端子に前記第1の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力されて、これらの入力信号の差に関連する信号を出力する第1の増幅器と、
前記共通電位点を基準とする第6の基準電圧を出力する第6の基準電源と、
一方の入力端子に前記第6の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力される第6の増幅器と、
前記第6の増幅器の出力端子と前記第1の増幅器の一方の入力端子との間に接続される第5のダイオードと、
前記第1の増幅器の出力信号が入力され、この入力された信号に基づいて前記電圧変換部を制御する制御部と、
前記電圧変換部と前記出力端子との間に接続される第1のダイオードと、
を具備したものである。過電流保護を行うことができる。
請求項1乃至請求項4いずれかに記載の電源装置を並列接続して、2重化電源装置を構成するようにしたものである。2重化電源装置を構成する電源装置の出力電流を分散化することができる。
請求項1、2、3、4、および5の発明によれば、出力電流の増加に伴って、出力電圧を低下させるようにした。また、この電源装置を用いて2重化電源装置を構成するようにした。
図1は本発明に係る電源装置の実施例1を示した構成図である。図1において、30は外部電源であり、電圧Vinを出力する。外部電源30は、図11従来例の外部電源10に相当する。
Vout=(Vref1−R36×Iout)×(1+R34/R35)
・・・・・・ (2)
図4に、本発明に係る電源装置の実施例2を示す。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図4(A)は構成図、同(B)は出力電流Ioutと出力電圧Voutとの関係を表した特性図である。
Vref1>Vref2 ・・・・・・ (3)
Vref2×G=(Vref1−R36×Id)×G ・・・・・ (4)
なお、G=(1+R34/R35)
図5に、本発明に係る電源装置の実施例3を示す。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図5(A)は構成図、同(B)は出力電流Ioutと出力電圧Voutとの関係を表した特性図である。
Vref3>Vref4 ・・・・・・ (5)
Vref4×G=(Vref3−R36×Is)×G ・・・・・ (6)
但し、G=(1+R34/R35)
Vref4×G<(Vref3−R36×Iout)×G ・・・・・・ (7)
但し、G=(1+R34/R35)
図6に、本発明に係る電源装置の実施例4を示す。この実施例4は、実施例3において増幅器60、62と基準電源61、63をシャントレギュレータで置き換えたものである。なお、図5と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
R68/R69>R34/R35 ・・・・・・・・ (8)
VRef5×(1+R68/R69)=(Vref5−R36×Is)
×(1+R34/R35) ・・・・・・ (9)
図7に、本発明に係る電源装置の実施例5を示す。この実施例5は、出力電流が小さい範囲では出力電圧が一定になり、中間範囲では出力電流の増加に従って出力電圧が減少し、出力電流が更に大きくなると、出力電圧が一定になる特性を有する。なお、図5と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図7(A)は構成図、(B)は出力電流Ioutと出力電圧Voutとの関係を表す特性図である。
Vref3>Vref4>Vref6 ・・・・・・ (10)
Vref4×G=(Vref3−R36×Is)×G ・・・・ (11)
Vref6×G=(Vref3−R36×Id)×G ・・・・ (12)
G=(1+R34/R35)
図8に、本願発明に係る電源装置の実施例6を示す。図8(A)は構成図、(B)は出力電流Ioutと出力電圧Voutの関係を示す特性図である。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この実施例6は、電源装置に不可欠な過電流保護回路を、実施例1に付加したものである。
Im=Vref7/R36 ・・・・・・ (13)
図9に、本発明に係る電源装置の実施例7を示す。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この実施例は、電流検出部としてカレントトランスを用いたものである。
Vout=(Vref1−V84)×(1+R34/R35)+V84
・・・・・・ (14)
図10に、本発明に係る電源装置の実施例8を示す。この実施例8は、実施例1を1次側電圧制御方式の絶縁型電源に適用した例である。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
Vout=Vref1×(1+R34/R35)×M4/M5 ・・・・ (15)
31 電圧変換部
32、52、65、77、81、92、95、97、D1 ダイオード
33a、33b 出力端子
34〜36、53、64、68、69、72、78、82、84、94 抵抗
37、50、60、62、70、75 増幅器
38、51、61、63、71、76 基準電源
39 制御部
40、41 電源装置
42 システム
66、67 シャントレギュレータ
80 カレントトランス
83、93、96、C1 コンデンサ
90 トランス
91 電圧バッファ
L1 インダクタ
Q1 スイッチング素子
Vref1〜Vref6 基準電圧
M1〜M5 巻線
Vref1〜Vref4、Vref5〜Vref7 基準電圧
Claims (5)
- 入力された電圧を安定化して負荷に供給する電源装置において、
入力された電圧を変換し、出力端子に出力する電圧変換部と、
前記出力端子から出力された電流を検出し、共通電位点を基準とする信号を出力する電流検出部と、
前記共通電位点を基準とする第1の基準電圧を出力する第1の基準電源と、
前記電流検出部の出力電圧を基準とする第2の基準電圧を出力する第2の基準電源と、
一方の入力端子に前記第1の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力されて、これらの入力信号の差に関連する信号を出力する第1の増幅器と、
一方の入力端子に前記第2の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力される第2の増幅器と、
前記第2の増幅器の出力端子と、前記第1の増幅器の一方の入力端子との間に接続される第2のダイオードと、
前記第1の増幅器の出力信号が入力され、この入力された信号に基づいて前記電圧変換部を制御する制御部と、
前記電圧変換部と前記出力端子との間に接続される第1のダイオードと、
を具備したことを特徴とする電源装置。 - 入力された電圧を安定化して負荷に供給する電源装置において、
入力された電圧を変換し、出力端子に出力する電圧変換部と、
前記出力端子から出力された電流を検出し、共通電位点を基準とする信号を出力する電流検出部と、
前記共通電位点を基準とする第3の基準電圧を出力する第3の基準電源と、
一方の入力端子に前記第3の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力される第3の増幅器と、
前記電流検出部の出力電圧を基準とする第4の基準電圧を出力する第4の基準電源と、
一方の入力端子に前記第4の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力されて、これらの入力信号の差に関連する信号を出力する第4の増幅器と、
前記第3の増幅器の出力端子と、前記第4の増幅器の一方の入力端子との間に接続される第3のダイオードと、
前記第4の増幅器の出力信号が入力され、この入力された信号に基づいて前記電圧変換部を制御する制御部と、
前記電圧変換部と前記出力端子との間に接続される第1のダイオードと、
を具備したことを特徴とする電源装置。 - 前記電流検出部の出力電圧を基準とする第5の基準電圧を出力する第5の基準電源と、
一方の入力端子に前記第5の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力される第5の増幅器と、
前記第5の増幅器の出力端子と前記第3の増幅器の一方の入力端子との間に接続される第4のダイオードと、
を具備したことを特徴とする請求項2記載の電源装置。 - 入力された電圧を安定化して負荷に供給する電源装置において、
入力された電圧を変換し、出力端子に出力する電圧変換部と、
前記出力端子から出力された電流を検出し、共通電位点を基準とする信号を出力する電流検出部と、
前記共通電位点を基準とする第1の基準電圧を出力する第1の基準電源と、
一方の入力端子に前記第1の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力されて、これらの入力信号の差に関連する信号を出力する第1の増幅器と、
前記共通電位点を基準とする第6の基準電圧を出力する第6の基準電源と、
一方の入力端子に前記第6の基準電圧が入力され、他方の入力端子に前記出力端子間の電圧を分圧した電圧が入力される第6の増幅器と、
前記第6の増幅器の出力端子と前記第1の増幅器の一方の入力端子との間に接続される第5のダイオードと、
前記第1の増幅器の出力信号が入力され、この入力された信号に基づいて前記電圧変換部を制御する制御部と、
前記電圧変換部と前記出力端子との間に接続される第1のダイオードと、
を具備したことを特徴とする電源装置。 - 請求項1乃至請求項4いずれかに記載の電源装置を並列接続したことを特徴とする2重化電源装置。
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JP2011163331A JP5751066B2 (ja) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | 電源装置およびこれを用いた2重化電源装置 |
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