JP5768263B2 - Power supply - Google Patents
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Description
本発明は電源装置に関し、特に１つの系統配線に複数の電源装置が並列に接続され、複数の電源装置により負荷機器に電源を供給する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device, and more particularly to a power supply device in which a plurality of power supply devices are connected in parallel to one system wiring, and a plurality of power supply devices supply power to a load device.
例えば、停電等により電源を確保できない場所においても電源供給が必要な電気機器を利用する場合、通常の電源供給経路とは異なる経路で電源を供給する必要がある。このような場合に持ち運びが可能なポータブル電源装置が利用されている。ポータブル電源装置では、利用する電気機器の消費電力、或いは、利用可能時間に応じて様々な容量ものがある。しかし、大きな容量の可搬電源装置は、装置自体が大きく、電気機器を少しだけ利用したい場合にも大きな可搬電源装置を運搬するには大きな労力が必要になる。そのため、利用実態に応じて容量及び大きさを決定できるポータブル電源装置が求められている。 For example, when an electric device that requires power supply is used even in a place where power cannot be secured due to a power failure or the like, it is necessary to supply power through a route different from a normal power supply route. Portable power supply devices that can be carried in such cases are used. The portable power supply device has various capacities depending on the power consumption or the available time of the electric equipment to be used. However, the portable power supply device with a large capacity is large, and a large amount of labor is required to transport the large portable power supply device even when only a small amount of electrical equipment is desired. Therefore, there is a need for a portable power supply device that can determine the capacity and size according to the actual usage.
そこで、並列運転させる電源装置の数を増減することで必要とされる電源の容量を確保する電源装置が特許文献１に提案されている。特許文献１では、複数の電源装置のうち隣接する２つを接続ケーブルで接続する。これにより、特許文献１では、複数の可搬電源装置を複雑な配線を行うことなく並列運転が可能な接続を実現している。そして、特許文献１では、一の電源装置の上流に他の電源装置を連結する際に入力プラグと出力コンセントとを接続するバイパススイッチと、入力プラグから流入する電流値を測定する入力電流計と、入力プラグからの電力により入力電流計に流れる電流を生じさせる内部負荷と、入力電流計が測定した電流値が所定値以下のときバイパススイッチを切断するバイパス切断部と、を備える。これにより、特許文献１に記載の電源装置では、接続ケーブルの抜けを検出することが可能になる。
In view of this,
しかしながら、特許文献１のような接続形態で複数の電源装置を並列運転させる場合、それぞれの電源装置から出力する出力電流の電流値を適宜設定する必要がある。これは、複数の電源装置を接続する接続ケーブルがケーブルインピーダンスを有しているため、電気機器に最も近い電源装置のバッテリ消費量が他の電源装置のバッテリ消費量よりも大きくなってしまうためである。そこで、特許文献２では、一つの系統配線に複数の電源装置を並列に接続した場合に複数の電源装置からの出力電流の電流値を制御する技術が開示されている。
However, when a plurality of power supply devices are operated in parallel in the connection form as in
特許文献２に記載されている電源装置１００のブロック図を図２３に示す。図２３に示すように、電源装置１００は、電源装置の上流に他の電源装置を連結する際、入力プラグ１２０と充電器１４０との接続を断ち、入力プラグを出力コンセント１２６に接続する接続切替部１５０と、出力コンセントを通過する電流を測定する電流測定部１５２と、上流に連結された総ての電源装置および当該電源装置の総電力容量Ｐｒｅｆと当該電源装置のみの単電力容量Ｐｉｎｄとの比で測定された電流Ｉｓｕｍを按分した電流を導出する按分電流導出部１５４と、インバータ１４２からの出力電流Ｉｉｎｄを按分した電流Ｉｉｎｄ'となるように制御する電流制御部１５６と、を備える。このような構成により、電源装置１００では、出力電流の大きさを適宜設定することを可能にする。
A block diagram of the
電源装置を一つの系統配線に接続した場合、装置間を接続する接続ケーブルのインピーダンスと、接続ケーブルを流れる負荷電流と、に起因して電圧降下が生じる。特許文献２にかかる電源装置１００では、電流Ｉｓｕｍを按分した電流Ｉｉｎｄ'とインバータ１４２からの出力電流Ｉｉｎｄとが一致するようにインバータ１４２の出力電流Ｉｉｎｄを制御する。特許文献２では、理想的には、このように出力電流Ｉｉｎｄを按分電流Ｉｉｎｄ'に合わせることで、結果的には接続ケーブルで生じる電圧降下の影響をなくす。しかしながら、特許文献２では、按分電流Ｉｉｎｄ'の増加に合わせて出力電流Ｉｉｎｄを増加させると、按分した電流Ｉｉｎｄ'がさらに増加するという正帰還動作となる。そのため、特許文献２では、この正帰還動作に起因して複数の電源装置により構成されるシステムの動作が不安定になる問題がある。
When the power supply device is connected to one system wiring, a voltage drop occurs due to the impedance of the connection cable connecting the devices and the load current flowing through the connection cable. In the
本発明にかかる電源装置の一態様は、一端にマスター電源装置が接続され、他端に負荷機器が接続される系統配線のうち前記マスター電源装置側の系統配線を構成する第１の系統配線が接続される電源入力端子と、前記系統配線のうち前記負荷機器側の系統配線を構成する第２の系統配線が接続される電源出力端子と、前記電源入力端子と前記電源出力端子とを接続する内部系統配線と、二次電池により生成される直流電源から交流電源信号を生成し、前記内部系統配線に前記交流電源信号を供給する電源生成部と、前記第１の系統配線の配線抵抗及び前記第１の系統配線に流れる電流に基づき前記マスター電源装置から前記電源入力端子までの経路で生じる第１の電圧降下量と、前記電源生成部が出力する前記交流電源信号の電圧と前記マスター電源装置が出力する交流電源信号の電圧との電圧差と、の差が所定の範囲内となるように前記電源生成部が出力する前記交流電源信号の電圧値を調整する出力電圧調整部と、を有する。 In one aspect of the power supply device according to the present invention, a first system wiring constituting a system wiring on the master power supply device side among the system wiring in which the master power supply device is connected to one end and the load device is connected to the other end is provided. A power input terminal to be connected, a power output terminal to which a second system wiring constituting the system wiring on the load device side of the system wiring is connected, and the power input terminal and the power output terminal are connected. A power generation unit that generates an AC power signal from an internal system wiring and a DC power generated by a secondary battery, and supplies the AC power signal to the internal system wiring; a wiring resistance of the first system wiring; and Based on the current flowing through the first system wiring, the first voltage drop amount generated in the path from the master power supply device to the power supply input terminal, the voltage of the AC power supply signal output by the power supply generation unit, and the matrix An output voltage adjusting unit that adjusts a voltage value of the AC power signal output by the power generator so that a difference between the voltage and the voltage of the AC power signal output by the power generator is within a predetermined range; Have.
本発明にかかる電源装置によれば、複数の電源装置の並列運転を安定して行うことができる。 According to the power supply device of the present invention, parallel operation of a plurality of power supply devices can be performed stably.
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、実施の形態１にかかる電源装置について詳細な説明をする前に、実施の形態１にかかる電源装置の利用形態について説明する。図１に実施の形態１にかかる電源装置の正面図を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, before a detailed description of the power supply device according to the first embodiment, a usage mode of the power supply device according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a front view of the power supply apparatus according to the first embodiment.
図１に示すように、実施の形態１にかかる電源装置は、電源入力端子ＩＮ、電源出力端子ＯＵＴ、電源スイッチを備える。また、電源装置は、電源出力端子ＯＵＴから交流電源信号を出力するが、この電源出力端子ＯＵＴから出力される負荷電流の大きさを示すインジケータとして負荷率インジケータを備える。さらに、電源装置は、電源出力端子ＯＵＴから出力する交流電源信号の周波数を示すインジケータを備える。 As shown in FIG. 1, the power supply apparatus according to the first embodiment includes a power input terminal IN, a power output terminal OUT, and a power switch. The power supply device outputs an AC power supply signal from the power supply output terminal OUT, and includes a load factor indicator as an indicator indicating the magnitude of the load current output from the power supply output terminal OUT. Furthermore, the power supply device includes an indicator that indicates the frequency of the AC power supply signal output from the power supply output terminal OUT.
また、実施の形態１にかかる電源装置は、二次電池を内蔵し、当該二次電池に蓄えられた電力を利用して電源出力端子ＯＵＴに接続される負荷機器への電力の供給を行う。そのため、実施の形態１にかかる電源装置は、この二次電池の残量を示すインジケータを備える。 The power supply device according to the first embodiment includes a secondary battery and supplies power to a load device connected to the power output terminal OUT using power stored in the secondary battery. Therefore, the power supply device according to the first embodiment includes an indicator that indicates the remaining amount of the secondary battery.
続いて、実施の形態１にかかる電源装置の上面図を図２に示す。図２に示すように、実施の形態１にかかる電源装置は、筐体の上面に筐体の上に配置される他の電源装置と通信を行う受発光部ＵＴを備える。また、実施の形態１にかかる電源装置の底面図を図３に示す。図３に示すように、実施の形態１にかかる電源装置は、筐体の底面に筐体の下に配置される他の電源装置と通信を行う受発光部ＢＴを備える。受発光部ＵＴと受発光部ＢＴは、電源装置の筐体を縦積みした場合に対向する位置に配置されることが好ましい。受発光部ＵＴと受発光部ＢＴとをこのような配置とすることで、送受信信号を伝達する配線を別途接続することなく電源装置間の通信を行うことが可能である。 2 is a top view of the power supply device according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 2, the power supply device according to the first embodiment includes a light emitting and receiving unit UT that communicates with another power supply device disposed on the top surface of the housing. FIG. 3 shows a bottom view of the power supply device according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 3, the power supply device according to the first embodiment includes a light emitting and receiving unit BT that communicates with another power supply device disposed below the housing on the bottom surface of the housing. The light emitting / receiving unit UT and the light receiving / emitting unit BT are preferably arranged at positions that face each other when the casings of the power supply devices are stacked vertically. By arranging the light emitting / receiving unit UT and the light emitting / receiving unit BT in such a manner, it is possible to perform communication between the power supply devices without separately connecting a wiring for transmitting a transmission / reception signal.
続いて、実施の形態１にかかる電源装置の利用形態について説明する。実施の形態１にかかる電源装置は、複数の電源装置の筐体を縦積みし、複数の電源装置のうち隣接する電源装置間を接続ケーブルで接続することで、複数の電源装置による並列運転を可能にする。そして、接続ケーブルで接続する電源装置の台数を可変することで、出力可能な交流電源信号の最大供給電力を可変することができる。このように、複数の電源装置を用いて一つの電源装置を構成する場合、以下の説明では、複数の電源装置を含む電源装置を電源装置システムと称す。 Next, a usage pattern of the power supply device according to the first embodiment will be described. The power supply device according to the first embodiment stacks the casings of a plurality of power supply devices, and connects adjacent power supply devices among the plurality of power supply devices with a connection cable, thereby performing parallel operation by the plurality of power supply devices. to enable. And the maximum supply power of the alternating current power supply signal which can be output can be varied by changing the number of the power supply devices connected with a connection cable. Thus, when one power supply device is configured using a plurality of power supply devices, in the following description, a power supply device including a plurality of power supply devices is referred to as a power supply system.
図４に実施の形態１にかかる電源装置システムの充電時の利用形態を示す概略図を示す。図４に示すように、実施の形態１にかかる電源装置システムは、縦積みした複数の電源装置を接続ケーブルＣＣにより接続する。そして、電源装置システムを充電する場合、複数の電源装置のうち最も上流の電源装置の電源入力端子ＩＮを壁面コンセントと接続する。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a usage pattern during charging of the power supply system according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the power supply system according to the first embodiment connects a plurality of vertically stacked power supply apparatuses with a connection cable CC. When charging the power supply system, the power input terminal IN of the most upstream power supply apparatus among the plurality of power supply apparatuses is connected to the wall outlet.
また、図５に実施の形態１にかかる電源装置システムの電源供給時の利用形態を示す概略図を示す。図５に示すように、実施の形態１にかかる電源装置システムは、縦積みした複数の電源装置を接続ケーブルＣＣにより接続する。そして、電源装置システムから負荷機器に電源を供給する場合、複数の電源装置のうち最も下流の電源装置の電源出力端子ＯＵＴと負荷機器とを接続する。 FIG. 5 is a schematic diagram showing a usage pattern when the power supply system according to the first embodiment supplies power. As shown in FIG. 5, the power supply system according to the first embodiment connects a plurality of vertically stacked power supply apparatuses with a connection cable CC. When power is supplied from the power supply system to the load device, the power supply output terminal OUT of the most downstream power supply device among the plurality of power supply devices is connected to the load device.
上記のように、実施の形態１にかかる電源装置システムでは、電源装置間を接続ケーブルＣＣにより接続する。この接続ケーブルＣＣは、負荷機器に交流電源信号を伝達する系統配線の一部を構成する。また、実施の形態１にかかる電源装置システムでは、接続ケーブルＣＣと、電源装置内で電源入力端子ＩＮと電源出力端子ＯＵＴとを接続する内部系統配線と、により１つの系統配線を構成する。そして、電源装置システムでは、この１つの系統配線に対して複数の電源装置が並列接続される形態となる。 As described above, in the power supply device system according to the first exemplary embodiment, the power supply devices are connected by the connection cable CC. This connection cable CC constitutes a part of the system wiring for transmitting the AC power supply signal to the load device. In the power supply system according to the first embodiment, the connection cable CC and the internal system wiring that connects the power input terminal IN and the power output terminal OUT in the power supply constitute one system wiring. In the power supply system, a plurality of power supply apparatuses are connected in parallel to this one system wiring.
また、実施の形態１にかかる電源装置システムでは、接続ケーブルＣＣで接続された複数の電源装置のうち電源スイッチが押し下げられた電源装置をマスター電源装置とし、マスター電源装置よりも下流に位置する電源装置をブースターとする。つまり、例えば、６台の電源装置が接続された状態であっても、例えば、上から２台目の電源装置の電源スイッチを押し下げた場合（２台目の電源装置の電源をオンした場合）、２台目の電源装置がマスター電源装置として動作し、３台目以降の電源装置がブースターとして動作し、計５台の電源装置により電源装置システムが構築される。なお、以下の説明では、系統配線について、一の電源装置が接続される位置からマスター電源装置までの系統配線を第１の系統配線と称し、一の電源装置が接続される位置から負荷機器までの系統配線を第２の系統配線と称す。また、系統配線のマスター電源装置側を上流と称し、負荷機器側を下流と称す。 In the power supply system according to the first embodiment, the power supply in which the power switch is pushed down among the plurality of power supplies connected by the connection cable CC is used as the master power supply, and the power supply located downstream from the master power supply is used. The device is a booster. That is, for example, even when six power supply devices are connected, for example, when the power switch of the second power supply device from the top is pressed down (when the power supply of the second power supply device is turned on) The second power supply device operates as a master power supply device, the third and subsequent power supply devices operate as boosters, and a power supply system is constructed by a total of five power supply devices. In the following description, for the system wiring, the system wiring from the position where one power supply device is connected to the master power supply device is referred to as the first system wiring, and from the position where one power supply device is connected to the load device. This system wiring is referred to as second system wiring. The master power supply device side of the system wiring is referred to as upstream, and the load device side is referred to as downstream.
続いて、実施の形態１にかかる電源装置の詳細について説明する。図６に実施の形態１にかかる電源装置１のブロック図を示す。この電源装置１のブロック図は、図１〜図５において説明した電源装置の内部回路に関するブロック図である。
Next, details of the power supply apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram of the
図６に示すように、電源装置１は、バッテリ１０、充放電制御部１１、電源生成部（例えば、インバータ１２）、出力電圧検出部１３、誤差増幅器１４、通信部１５、出力電圧制御部１６、出力電圧調整部１７、電流測定部１８、内部系統配線１９、受発光部ＵＴ、ＢＴを有する。
As illustrated in FIG. 6, the
バッテリ１０は、二次電池であって、直流電源Ｖｂａｔを生成する。充放電制御部１１は、電源装置１が電力供給モードであるか、充電モードであるかに応じてバッテリ１０の充放電を制御する。インバータ１２は、直流交流変換器である。インバータ１２は、バッテリ１０により生成される直流電源Ｖｂａｔから交流電源信号ＶＯＵＴを生成し、内部系統配線１９に交流電源信号ＶＯＵＴを供給する。また、インバータ１２は、充電モードにおいては、電源入力端子ＩＮから与えられる外部電源（交流）を直流電源Ｖｍｉｄに変換する。この直流電源Ｖｍｉｄは、充放電制御部１１により降圧されて充電電圧Ｖｃｈｇとなる。バッテリ１０は、充電電圧Ｖｃｈｇが印加されている状態において充電される。
The
なお、内部系統配線１９は、電源入力端子ＩＮと電源出力端子ＯＵＴとを接続する配線である。図６に示す例では、内部系統配線１９には、入力端リレースイッチＳＷｉｎと出力端リレースイッチＳＷｏｕｔとが挿入される。以下の説明では、入力端リレースイッチＳＷｉｎ及び出力端リレースイッチＳＷｏｕｔは、記載を簡略化するため入力端リレーＳＷｉｎ及び出力端リレーＳＷｏｕｔと称す。入力端リレーＳＷｉｎは、一端が電源入力端子ＩＮに接続され、他端が出力端リレーＳＷｏｕｔの一端に接続される。出力端リレーＳＷｏｕｔは、他端が電源出力端子ＯＵＴに接続される。そして、インバータ１２は、入力端リレーＳＷｉｎと出力端リレーＳＷｏｕｔとを接続する内部系統配線１９に交流電源信号ＶＯＵＴを供給する。
The
出力電圧検出部１３は、インバータ１２が出力する交流電源信号ＶＯＵＴの電圧値を測定し、当該測定値を出力する。誤差増幅器１４は、出力電圧検出部１３が出力した測定値と出力目標値との誤差を増幅してモニタ信号Ｖｍｏｎとして出力する。この出力電圧検出部１３は、電源装置１が並列運転で利用されている場合、電源装置１が系統配線の最も下流に配置される場合にのみ有効になる。なお、図６では、出力電圧検出部１３の有効と無効とを切り換えるための制御信号については、図面簡略化のため省略した。
The
通信部１５は、第１の系統配線に接続される上位電源装置との間で系統配線中での自装置の位置を示す識別情報を含む制御信号を送受信する。より具体的には、通信部１５は、受発光部ＵＴ及び受発光部ＢＴを介して他の電源装置と通信を行う。実施の形態１にかかる電源装置システムでは、赤外線を用いて通信を行う。しかし、通信部１５は、他の通信方法、例えば変動磁界による通信等を利用することも可能である。また、通信方法としては無線通信のみならず有線手段を用いることもできる。また、通信において送受信される信号には、後述する様々な信号或いは情報があるが、以下では、これら信号或いは情報の総称として制御信号を用いる。
The
また、通信部１５は、系統配線中の自装置の位置を示すブースターＩＤ（図６中では、単にＩＤと表示）をマスター電源装置から受信した場合には、当該ブースターＩＤを出力電圧調整部１７に通知する。また、通信部１５は、マスター電源装置から交流電源信号の電圧値を指定する電圧制御信号ＶＣＮＴが通知された場合、当該電圧制御信号ＶＣＮＴを出力電圧制御部１６に通知する。さらに、通信部１５は、マスター電源装置から同期信号ＳＹＮＣが通知された場合、当該同期信号ＳＹＮＣを出力電圧制御部１６に通知する。この同期信号ＳＹＮＣは、複数の電源装置で生成する交流電源信号の位相ずれを防止するための信号である。また、通信部１５は、出力電圧検出部１３が有効になっている状態でモニタ信号Ｖｍｏｎの入力があった場合、当該モニタ信号をマスター電源装置に通知する。
When the
なお、通信部１５は、制御回路を含む。この制御回路は、電源装置１内の各ブロックの動作状態或いは動作モードを外部からの入力信号に応じて切り換える。例えば、電源装置１の電源スイッチが押し下げられ、電源装置１の動作が開始された場合、制御回路は、自装置をマスター電源装置とするブースターＩＤ（例えばＩＤ＝１）を生成し、出力電圧調整部１７に通知する。また、電源装置１が停止状態である場合に、電源入力端子ＩＮに電源が供給された場合、各ブロックを動作状態とする。また、制御回路は、電源装置１が停止状態である場合に、電源入力端子ＩＮに電源が供給され、かつ、所定の時間内に上流の電源装置からブースター探索を受信しない場合には充放電制御部１１を充電モードに切り換える。また、制御回路は、マスター電源装置からの制御信号、又は、外部電源の接続状態に応じて入力端リレーＳＷｉｎ及び出力端リレーＳＷｏｕｔの開閉制御を行う。入力端リレーＳＷｉｎは、電源装置１が停止状態である場合には遮断状態に制御され、電源入力端子ＩＮに電源が接続された場合には導通状態に制御される。また、出力端リレーＳＷｏｕｔは、電源装置１が停止状態である場合には遮断状態に制御され、電源入力端子ＩＮに電源が接続された場合及びインバータ１２により交流電源信号ＶＯＵＴの生成が開始された場合には導通状態に制御される。
The
出力電圧制御部１６は、同期信号ＳＹＮＣ及び電圧制御信号ＶＣＮＴに基づきインバータ１２を制御する発振信号ＯＳＣ及び電圧設定信号ＶＳＥＴを生成する。発振信号ＯＳＣは、インバータ１２を動作させるための信号である。電圧設定信号ＶＳＥＴは、インバータ１２が生成する交流信号の電圧値を設定する信号である。
The output
出力電圧制御部１６は、同期発振器２０、出力電圧設定部２１を有する。同期発振器２０は、同期信号ＳＹＮＣに応じて発振信号ＯＳＣを生成する。このとき、同期信号ＳＹＮＣは、マスター電源装置から送信されるものであり、マスター電源装置内の発振信号ＯＳＣの位相情報を含む。そして、同期発振器２０は、この同期信号ＳＹＮＣに応じてマスター電源装置内の発振信号と同位相の発振信号ＯＳＣを生成する。インバータ１２は、この発振信号ＯＳＣに基づき交流電源信号を生成することで、マスター電源装置が生成する交流電源信号と同位相の交流電源信号を生成することができる。
The output
出力電圧設定部２１は、電圧制御信号ＶＣＮＴに応じてインバータ１２が生成する交流電源信号の電圧値を設定する電圧設定信号ＶＳＥＴを生成する。この電圧制御信号ＶＣＮＴは、マスター電源装置から送信されるものであり、マスター電源装置が生成する交流電源信号の電圧値と同じ電圧値を指定する信号である。
The output
出力電圧調整部１７は、系統配線のうち自装置よりも上位側の系統配線を構成する第１の系統配線の配線抵抗及び第１の系統配線に流れる電流に基づきマスター電源装置から電源入力端子ＩＮまでの経路で生じる第１の電圧降下量と、インバータ１２が出力する交流電源信号の電圧とマスター電源装置が出力する交流電源信号の電圧との電圧差と、の差が所定の範囲内となるようにインバータ１２が出力する交流電源信号の電圧値を調整する。
The output
より具体的には出力電圧調整部１７は、インバータ１２の出力に直列に挿入された補正抵抗とインバータ１２の出力電流とにより生じる第２の電圧降下量と、第１の電圧降下量と、の差が所定の範囲内となるように系統配線中の自装置の位置に応じて補正抵抗の抵抗値を調整する。なお、本実施の形態にかかる電源装置１では、補正抵抗は擬似的に設定される抵抗である。
More specifically, the output
出力電圧調整部１７は、補正抵抗演算部２２、加算器２３、出力インピーダンス設定部２４を有する。補正抵抗演算部２２は、ブースターＩＤにより示される系統配線中での自装置の位置に応じて補正抵抗Ｒｄの抵抗値を算出する。加算器２３は、補正抵抗Ｒｄの抵抗値と予め設定されるバランス抵抗Ｒｂの抵抗値とを加算して、合成抵抗値を算出する。出力インピーダンス設定部２４は、電流測定部１８により測定された電流値と、加算器２３で算出された合成抵抗値と、に基づき補正抵抗Ｒｄ及びバランス抵抗Ｒｂとにより生じる第２の電圧降下量を算出し、当該第２の電圧降下量に相当する電圧降下を指定する出力電圧調整信号Ｖａｄｊを出力する。インバータ１２は、この出力電圧調整信号Ｖａｄｊに応じて交流電源信号ＶＯＵＴの電圧値を電圧設定信号ＶＳＥＴで指定される値よりも低くする。このときの交流電源信号の電圧降下量は、第２の電圧降下量と同等の値を示す。
The output
上記したように、実施の形態１では、電源装置１における補正抵抗Ｒｄの値は、電源装置１の系統配線中の位置に応じて設定される。そこで、複数の電源装置１を並列運転させた場合の補正抵抗Ｒｄの設定方法について説明する。まず、この説明を行う前提として、実施の形態１にかかる電源装置システムを並列運転させた場合の電源装置システムの等価回路図を図７に示す。
As described above, in the first embodiment, the value of the correction resistor Rd in the
図７に示すように、電源装置システムは、１つの系統配線に交流電源信号が並列に接続され、系統配線の下流側の端に負荷機器が接続される。また、複数の交流電源信号のうち最も上流側にマスター電源装置の等価回路である交流電源ＭＳＴが配置される。また、複数の交流電源信号のうちブースターとして機能する電源装置１の等価回路である交流電源ＢＳＴ１〜ＢＳＴ５が交流電源ＭＳＴと並列に接続される。実施の形態１にかかる電源装置システムでは、各交流電源信号の出力にバランス抵抗Ｒｂが接続される。また、実施の形態１にかかる電源装置システムでは、交流電源ＭＳＴの出力には補正抵抗Ｒｄ１が挿入されるが、この補正抵抗Ｒｄ１は０Ωに設定されるため、図７では図示を省略した。一方、交流電源ＢＳＴ１〜ＢＳＴ５の出力には、それぞれ補正抵抗Ｒｄ２〜Ｒｄ６が挿入される。実施の形態１にかかる電源装置システムでは、この補正抵抗Ｒｄ２〜Ｒｄ６を設定することで系統配線に出力する交流電源信号の電圧値を均一化する。なお、図７では、系統配線の配線インピーダンスとして接続ケーブルの配線インピーダンスＲｃを示した。
As shown in FIG. 7, in the power supply system, AC power supply signals are connected in parallel to one system wiring, and a load device is connected to the downstream end of the system wiring. An AC power supply MST, which is an equivalent circuit of the master power supply device, is arranged on the most upstream side among the plurality of AC power supply signals. Moreover, AC power supplies BST1 to BST5, which are equivalent circuits of the
続いて、２番目から６番目に配置される電源装置１の補正抵抗Ｒｄの算出方法について具体的に説明する。まず、２番目に配置される電源装置１の補正抵抗Ｒｄ２の算出方法について説明する。図８に実施の形態１にかかる電源装置システムにおいて２番目に配置される電源装置の補正抵抗Ｒｄ２の抵抗値を説明するための等価回路図を示す。図８に示すように、電源装置システムでは、交流電源ＭＳＴ及び交流電源ＢＳＴ１〜ＢＳＴ５がそれぞれ出力電流Ｉｏを出力する。従って、交流電源ＢＳＴ１が系統配線に接続されるノードａにおいて交流電源ＭＳＴと交流電源ＢＳＴ１とから出力される交流電源信号の電圧値を均一にするためには（１）式の関係を満たす必要がある。
次いで、３番目に配置される電源装置１の補正抵抗Ｒｄ３の算出方法について説明する。図９に実施の形態１にかかる電源装置システムにおいて３番目に配置される電源装置の補正抵抗Ｒｄ３の抵抗値を説明するための等価回路図を示す。図９に示すように、電源装置システムでは、交流電源ＭＳＴ及び交流電源ＢＳＴ１〜ＢＳＴ５がそれぞれ出力電流Ｉｏを出力する。従って、交流電源ＢＳＴ２が系統配線に接続されるノードｂにおいて交流電源ＭＳＴと交流電源ＢＳＴ２とから出力される交流電源信号の電圧値を均一にするためには（３）式の関係を満たす必要がある。
次いで、４番目に配置される電源装置１の補正抵抗Ｒｄ４の算出方法について説明する。図１０に実施の形態１にかかる電源装置システムにおいて４番目に配置される電源装置の補正抵抗Ｒｄ４の抵抗値を説明するための等価回路図を示す。図１０に示すように、電源装置システムでは、交流電源ＭＳＴ及び交流電源ＢＳＴ１〜ＢＳＴ５がそれぞれ出力電流Ｉｏを出力する。従って、交流電源ＢＳＴ３が系統配線に接続されるノードｃにおいて交流電源ＭＳＴと交流電源ＢＳＴ３とから出力される交流電源信号の電圧値を均一にするためには（５）式の関係を満たす必要がある。
次いで、５番目に配置される電源装置１の補正抵抗Ｒｄ５の算出方法について説明する。図１１に実施の形態１にかかる電源装置システムにおいて５番目に配置される電源装置の補正抵抗Ｒｄ５の抵抗値を説明するための等価回路図を示す。図１１に示すように、電源装置システムでは、交流電源ＭＳＴ及び交流電源ＢＳＴ１〜ＢＳＴ５がそれぞれ出力電流Ｉｏを出力する。従って、交流電源ＢＳＴ４が系統配線に接続されるノードｄにおいて交流電源ＭＳＴと交流電源ＢＳＴ４とから出力される交流電源信号の電圧値を均一にするためには（７）式の関係を満たす必要がある。
次いで、６番目に配置される電源装置１の補正抵抗Ｒｄ６の算出方法について説明する。図１２に実施の形態１にかかる電源装置システムにおいて６番目に配置される電源装置の補正抵抗Ｒｄ６の抵抗値を説明するための等価回路図を示す。図１２に示すように、電源装置システムでは、交流電源ＭＳＴ及び交流電源ＢＳＴ１〜ＢＳＴ５がそれぞれ出力電流Ｉｏを出力する。従って、交流電源ＢＳＴ５が系統配線に接続されるノードｅにおいて交流電源ＭＳＴと交流電源ＢＳＴ５とから出力される交流電源信号の電圧値を均一にするためには（９）式の関係を満たす必要がある。
上記（１）〜（１０）式により、２番目から６番目に配置される電源装置１における補正抵抗Ｒｄの値の算出を行ったが、この補正抵抗Ｒｄの抵抗値の値を示す式をより一般的な式（例えば、ｎ番目に配置される電源装置の補正抵抗Ｒｄｎの抵抗値を算出する式）とすると、この式は（１１）〜（１４）式により表すことができる。
続いて、実施の形態１にかかる電源装置システムの動作について説明する。実施の形態１にかかる電源装置システムの動作を示すフローチャートを図１３に示す。なお、図１３に示す動作のフローチャートは、マスター電源装置として動作する電源装置の動作に着目して電源装置システムの動作を説明するものである。ブースター電源装置として動作する電源装置の詳細な動作については、後述する。 Next, the operation of the power supply system according to the first embodiment will be described. FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the power supply system according to the first embodiment. Note that the flowchart of the operation shown in FIG. 13 describes the operation of the power supply system focusing on the operation of the power supply operating as the master power supply. The detailed operation of the power supply device that operates as a booster power supply device will be described later.
図１３に示すように、電源装置システムでは、１番目の電源装置の電源スイッチの押し下げが検出されたことに応じてこの電源装置１の動作が開始される（ステップＳ１）。なお、実施の形態１にかかる電源装置システムでは、複数の電源装置１が接続ケーブルＣＣにより接続されている場合、電源装置１の物理的な位置に関わらず、電源スイッチが押し下げられた電源装置１が系統配線の最上流の電源装置（１番目の電源装置）となる。また、ステップＳ１が終了した時点においては、複数の電源装置のうち１つのみが動作状態となる。なお、ステップＳ１の処理は、１番目の電源装置内の制御回路により行われる処理である。
As shown in FIG. 13, in the power supply system, the operation of the
続いて、１番目の電源装置１は、タイムアウト時間が経過するまで上流側の電源装置（又は上に設置された電源装置）から送出されるブースター探索の受信を待機する（ステップＳ２）。しかし、ステップＳ２では上流側の電源装置はないため、ブースター探索は受信されずタイムアウト時間が経過する。１番目の電源装置１は、このタイムアウト時間が経過した時点で処理をステップＳ３に進める。なお、ステップＳ２の処理は、１番目の電源装置内の制御回路により行われる処理である。
Subsequently, the first
続いて、１番目の電源装置１は、ブースター探索が受信できないことに応じて自身をマスター電源装置（図１３では、単にマスターと表示した）として認識する（ステップＳ３）。より具体的には、１番目の電源装置１の制御回路がブースター探索が受信できないことに応じて、系統配線中の位置が１番目であることを示すブースターＩＤ（＝１）を生成し、当該ブースターＩＤを出力電圧調整部１７に通知する。そして、出力電圧調整部１７の補正抵抗演算部２２は、補正抵抗Ｒｄ１の抵抗値を０Ωとする。
Subsequently, the first
続いて、１番目の電源装置１は、入力端リレーＳＷｉｎをオフする（ステップＳ４）。次いで、１番目の電源装置１は、自装置の出力電圧検出部をイネーブル状態とする（ステップＳ５）。次いで、１番目の電源装置１は、インバータ１２の動作を開始する（ステップＳ６）。次いで、１番目の電源装置１は、出力端リレーＳＷｏｕｔをオンする（ステップＳ７）。このステップＳ７の処理が終了した時点で、１番目の電源装置１は、電源出力端子ＯＵＴから交流電源信号ＶＯＵＴを出力する。そして、２番目の電源装置１がある場合、２番目の電源装置１は、１番目の電源装置１から出力される交流電源信号ＶＯＵＴに基づき動作を開始する。
Subsequently, the first
１番目の電源装置１は、ステップＳ７の処理が終了した後にブースター探索を出力し、他の電源装置から出力されるブースター応答を待機する（ステップＳ８）。そして、１番目の電源装置１は、ブースター応答があった場合は処理をステップＳ１０に進め、ブースター応答がなかった場合は起動処理を終了し、電源装置システムの通常運転を開始する（ステップＳ９）。
The first
ステップＳ１０では、マスターとなった１番目の電源装置１は、ブースター応答を返信したｎ番目（ｎは２以上の整数）の電源装置１をブースターに設定し、当該ブースターの系統配線中の位置を示すブースターＩＤを付与する。そして、ｎ番目の電源装置１は、当該ブースターＩＤに基づき自機の位置を認識する。
In step S10, the
続いて、１番目の電源装置１は、イネーブル状態とする出力電圧検出部１３をｎ−１番目の電源装置１からｎ番目の電源装置１に変更する（ステップＳ１１）。より具体的には、ｎ＝２であった場合、１番目の電源装置１は、自装置内の出力電圧検出部１３をディスエイブル状態とし、２番目の電源装置１の出力電圧検出部１３をイネーブル状態とする。また、ｎ＝３であった場合、１番目の電源装置１は、２番目の電源装置１の出力電圧検出部１３をディスエイブル状態とし、３番目の電源装置１の出力電圧検出部１３をイネーブル状態とする。このように、電源がオンしている電源装置のうち系統配線の最も下流に接続される電源装置のみ出力電圧検出部１３をイネーブル状態とすることで、負荷機器に供給される交流電源信号の電圧を希望する電圧に設定することができる。
Subsequently, the first
続いて、１番目の電源装置１は、ｎ番目の電源装置１に対してインバータ１２の動作を開始する指示を行い、ｎ番目の電源装置１は当該指示に基づきインバータ１２の動作を開始する（ステップＳ１２）。
Subsequently, the first
続いて、１番目の電源装置１は、ｎ番目の電源装置１に対して出力端リレーＳＷｏｕｔをオン状態とする指示を行い、ｎ番目の電源装置１は当該指示に基づき出力端リレーＳＷｏｕｔをオンさせる（ステップＳ１３）。
Subsequently, the first
続いて、１番目の電源装置１は、処理をステップＳ８に戻し、系統配線の下流側に接続される電源装置に電源がオンしていない電源装置が無いかを探索する。そして、ステップＳ９の処理において、ブースター応答が無いことが判明した時点で、電源装置システムは通常運転を開始する。
Subsequently, the first
続いて、実施の形態１にかかる電源装置システムの動作をより詳細に説明する。まず、実施の形態１にかかる電源装置システムの起動時の動作を示すシーケンス図を図１４に示す。なお、図１４では、１番目の電源装置１の起動開始から３番目の電源装置１の電源がオンされるまでの電源装置システムの動作を示すシーケンス図を示した。
Subsequently, the operation of the power supply system according to the first embodiment will be described in more detail. First, FIG. 14 is a sequence diagram showing the operation at the time of starting the power supply system according to the first embodiment. FIG. 14 shows a sequence diagram illustrating the operation of the power supply system from the start of activation of the
図１４に示すように、１番目の電源装置１は、電源スイッチが押し下げられたことに応じて電源がオン状態となる（ステップＳ２１）。次いで、１番目の電源装置１は、図１３のステップＳ２、Ｓ３の処理を実行することで自装置をマスター電源装置に設定する（ステップＳ２２）。次いで、１番目の電源装置１は、入力端リレーＳＷｉｎをオフし、出力電圧検出部１３をイネーブル状態とすることで出力電圧の計測を開始し、インバータ１２の動作を開始し、出力端リレーＳＷｏｕｔをオン状態とする（ステップＳ２３〜Ｓ２６）。これにより、１番目の電源装置１から２番目の電源装置１への電源の供給が開始される（ステップＳ２７）。
As shown in FIG. 14, the power supply of the first
続いて、２番目の電源装置１は、１番目の電源装置１からの電源供給を受けて電源がオンする（ステップＳ２８）。次いで、１番目の電源装置１は、ブースター探索を送出する（ステップＳ２９）。そして、ブースター探索を受信した２番目の電源装置１は、当該ブースター探索を受信したことに応じて自装置をブースターに設定する（ステップＳ３０）。次いで、２番目の電源装置１は、自装置がブースターであると認識したことをマスターである１番目の電源装置１に通知するブースター応答を送出する（ステップＳ３１）。次いで、１番目の電源装置１は、ブースター応答を受信したことに応じて２番目の電源装置１が系統配線中で２番目に位置することを示すブースターＩＤを２番目の電源装置１に出力する（ステップＳ３２）。次いで、２番目の電源装置１は、受信したブースターＩＤに基づき補正抵抗Ｒｄの算出と当該補正抵抗Ｒｄの抵抗値を考慮した出力電圧調整信号Ｖａｄｊの生成を行う（ステップＳ３３）。
Subsequently, the second
続いて、１番目の電源装置１は、ブースターＩＤを２番目の電源装置１に付与したことに応じて、自装置の出力電圧検出部１３を無効化することで出力電圧の計測を停止する（ステップＳ３４）。次いで、１番目の電源装置１は、２番目の電源装置１に出力電圧計測開始指示を出力する（ステップＳ３５）。
Subsequently, the first
続いて、２番目の電源装置１は、受信した出力電圧計測開始指示に基づき自装置の出力電圧検出部１３をイネーブル状態として、出力電圧の計測を開始する（ステップＳ３６）。そして、２番目の電源装置１は、インバータ１２の動作を開始する（ステップＳ３７）。２番目の電源装置１で生成される交流電源信号の電圧値は、１番目の電源装置１で生成される交流電源信号の電圧値に対して出力電圧調整信号Ｖａｄｊで示される第２の電圧降下量に相当する電圧差を有する。次いで、２番目の電源装置１は、インバータ１２の動作開始に応じて、インバータオン応答を１番目の電源装置１に送出する（ステップＳ３８）。次いで、１番目の電源装置１は、インバータオン応答を受信したことに応じて、２番目の電源装置１が交流電源信号の生成を開始したことを認識する。そして、１番目の電源装置１は、出力端リレーオン指示を２番目の電源装置１に送出する（ステップＳ３９）。２番目の電源装置１は、受信した出力端リレーオン指示に応じて出力端リレーＳＷｏｕｔをオン状態に切り換える（ステップＳ４０）。これにより、２番目の電源装置１は、３番目の電源装置１への電源供給を開始する（ステップＳ４１）。
Subsequently, the second
続いて、３番目の電源装置１は、２番目の電源装置１からの電源供給を受けて電源がオンする（ステップＳ５０）。一方、２番目の電源装置１は、電源供給を開始した後に出力電圧計測情報を１番目の電源装置１に送出する（ステップＳ５１）。１番目の電源装置１は、出力電圧計測情報を受信すると、出力電圧調整指示を２番目の電源装置１に送出する（ステップＳ５２）。この出力電圧調整指示には交流電源信号の電圧設定値が更新された後の電圧制御信号ＶＣＮＴが含まれる。そして、出力電圧調整指示を受信した２番目の電源装置１は、更新後の電圧制御信号ＶＣＮＴに基づき交流電源信号の電圧値を変化させる。次いで、１番目の電源装置１は、ブースター探索を送出する（ステップＳ５３）。そして、ブースター探索を受信した３番目の電源装置１は、当該ブースター探索を受信したことに応じて自装置をブースターに設定する（ステップＳ５４）。
Subsequently, the third
続いて、３番目以降の電源装置１の動作について詳細に説明する。そこで、図１５に実施の形態１にかかる電源装置システムの起動時の動作を示すシーケンス図を示す。なお、図１５では、３番目以降の電源装置１を一般化してｎ番目の電源装置を動作させるための動作を示すシーケンス図を示した。また、図１５では、図１４のシーケンス図とのつながりを示すため、図１４のステップＳ４１、Ｓ５０〜Ｓ５４の処理を示した。この図１４のステップＳ４１、Ｓ５０〜Ｓ５４は、図１４で説明した処理と実質的に同じであるためここでは説明を省略する。なお、ｎ番目よりも上流側の電源装置は、自装置がブースターＩＤを有している場合には、１番目の電源装置１から送出される制御信号（例えば、ブースター探索等の信号）をそのまま下流側の電源装置に伝達する。
Next, the operation of the third and subsequent
図１５に示すように、ブースター探索を受信したｎ番目の電源装置１は、当該ブースター探索を受信したことに応じて自装置をブースターに設定する（ステップＳ５４）。次いで、ｎ番目の電源装置１は、自装置がブースターであると認識したことをマスターである１番目の電源装置１に通知するブースター応答を送出する（ステップＳ５５）。次いで、１番目の電源装置１は、ブースター応答を受信したことに応じてｎ番目の電源装置１が系統配線中でｎ番目に位置することを示すブースターＩＤをｎ番目の電源装置１に出力する（ステップＳ５６）。次いで、ｎ番目の電源装置１は、受信したブースターＩＤに基づき補正抵抗Ｒｄの算出と当該補正抵抗Ｒｄの抵抗値を考慮した出力電圧調整信号Ｖａｄｊの生成を行う（ステップＳ５７）。
As illustrated in FIG. 15, the n-th
続いて、１番目の電源装置１は、ブースターＩＤをｎ番目の電源装置１に付与したことに応じて、ｎ−１番目の電源装置の出力電圧検出部１３を無効化する出力電圧測定停止指示を送出する（ステップＳ５８）。そして、ｎ−１番目の電源装置１は、出力電圧測定停止指示に基づき出力電圧検出部１３を無効化することで出力電圧の計測を停止する（ステップＳ５９）。次いで、１番目の電源装置１は、ｎ番目の電源装置１に出力電圧計測開始指示を出力する（ステップＳ６０）。
Subsequently, the first
続いて、ｎ番目の電源装置１は、受信した出力電圧計測開始指示に基づき自装置の出力電圧検出部１３をイネーブル状態として、出力電圧の計測を開始する（ステップＳ６１）。そして、ｎ番目の電源装置１は、インバータ１２の動作を開始する（ステップＳ６２）。ｎ番目の電源装置１で生成される交流電源信号の電圧値は、１番目の電源装置１で生成される交流電源信号の電圧値に対して出力電圧調整信号Ｖａｄｊで示される第２の電圧降下量に相当する電圧差を有する。次いで、ｎ番目の電源装置１は、インバータ１２の動作開始に応じて、インバータオン応答を１番目の電源装置１に送出する（ステップＳ６３）。次いで、１番目の電源装置１は、インバータオン応答を受信したことに応じて、ｎ番目の電源装置１が交流電源信号の生成を開始したことを認識する。そして、１番目の電源装置１は、出力端リレーオン指示をｎ番目の電源装置１に送出する（ステップＳ６４）。ｎ番目の電源装置１は、受信した出力端リレーオン指示に応じて出力端リレーＳＷｏｕｔをオン状態に切り換える（ステップＳ６５）。これにより、ｎ番目の電源装置１は、下流側の電源装置１又は負荷機器への電源供給を開始する（ステップＳ６６）。
Subsequently, the nth
続いて、ｎ番目の電源装置１は、電源供給を開始した後に出力電圧計測情報を１番目の電源装置１に送出する（ステップＳ６７）。１番目の電源装置１は、出力電圧計測情報を受信すると、出力電圧調整指示を２番目〜ｎ番目の電源装置１に送出する（ステップＳ６８）。この出力電圧調整指示には交流電源信号の電圧設定値が更新された後の電圧制御信号ＶＣＮＴが含まれる。そして、出力電圧調整指示を受信した２番目〜ｎ番目の電源装置１は、更新後の電圧制御信号ＶＣＮＴに基づき交流電源信号の電圧値を変化させる。次いで、１番目の電源装置１は、ブースター探索を送出する（ステップＳ６９）。そして、１番目の電源装置が所定の時間内にブースター応答を受信しない場合、電源装置システムは、通常運転を開始する。
Subsequently, the nth
続いて、電源装置システムを停止させるための動作について説明する。図１６に実施の形態１にかかる電源装置システムの停止時の動作を示すフローチャートを示す。図１６に示すように、電源装置システムでは、マスター電源装置（１番目の電源装置）の電源スイッチを押し下げることで電源装置システムの停止処理が開始される（ステップＳ７１）。 Next, an operation for stopping the power supply system will be described. FIG. 16 is a flowchart showing an operation when the power supply system according to the first embodiment is stopped. As shown in FIG. 16, in the power supply system, the power supply system stop process is started by depressing the power switch of the master power supply (first power supply) (step S71).
続いて、１番目の電源装置は、負荷機器が接続される電源装置（例えば、系統配線の最も下流側の電源装置）に対して、出力端リレーＳＷｏｕｔをオフ状態とすることを指示する（ステップＳ７２）。そして、負荷機器が接続される電源装置は、当該指示に応じて出力端リレーＳＷｏｕｔをオフする（ステップＳ７３）。 Subsequently, the first power supply device instructs the power supply device to which the load device is connected (for example, the power supply device at the most downstream side of the system wiring) to turn off the output end relay SWout (step). S72). Then, the power supply device to which the load device is connected turns off the output end relay SWout according to the instruction (step S73).
続いて、１番目の電源装置１は、下流側の全ての電源装置１に対して出力端リレーＳＷｏｕｔをオフすることを指示する（ステップＳ７４）。次いで、各電源装置１は、出力端リレーＳＷｏｕｔがオフしたことに応じて動作を停止する（ステップＳ７５）。
Subsequently, the first
上記説明より、実施の形態１にかかる電源装置１は、他の電源装置と共に系統配線に対して並列接続されるものである。そして、実施の形態１にかかる電源装置１には、系統配線のうち自装置よりも上流側の系統配線を構成する第１の系統配線で生じる第１の電圧降下量と、自装置のインバータ１２が出力する交流電源信号ＶＯＵＴの電圧とマスター電源装置が出力する交流電源信号ＶＯＵＴの電圧との電圧差と、の差が所定の範囲内となるようにインバータ１２が出力する交流電源信号ＶＯＵＴの電圧値を調整する。このとき、実施の形態１にかかる電源装置１では、第１の電圧降下量に応じてインバータ１２の出力インピーダンスを構成する補正抵抗の抵抗値を系統配線中の自装置の位置に応じて決定する。これにより、実施の形態１にかかる電源装置１は、帰還制御を用いることなく自装置と系統配線とが接続される節点において、系統配線を介して伝達される交流電源信号と、自装置が出力する交流電源信号と、の電圧値を等しく設定し、複数の電源装置を並列運転させる場合の安定性を向上させることができる。
From the above description, the
また、実施の形態１にかかる電源装置１では、インバータ１２の出力インピーダンスを自装置の系統配線中の位置に応じて設定することで、系統配線を介して伝達される交流電源信号と、自装置が出力する交流電源信号と、の電圧値を等しく設定する構成を有する。このような構成とした場合、実施の形態１にかかる電源装置システムでは、負荷機器側から見た複数の電源装置の出力インピーダンスはそれぞれ等しくなる。これにより、複数の電源装置から出力される出力電流は、全て同じ値となるため、実施の形態１にかかる電源装置１では、複数の電源装置１を並列運転させた場合においても各電源装置１の電力消費をほぼ等しくすることができる。
Further, in the
また、実施の形態１にかかる電源装置１では、互いに接続される複数の電源装置のうち電源スイッチが押し下げられた電源装置がマスター電源装置となり、マスター電源装置よりも下流に位置する電源装置がブースターとなる。つまり、実施の形態１にかかる電源装置１は、マスターとブースターとのいずれの装置としても動作可能である。また、ブースターは、マスター電源装置からの制御に基づき補正抵抗Ｒｄの値を可変することができる。また、実施の形態１にかかる電源装置１は、電源装置間の通信を赤外線通信により行う。このようなことから、実施の形態１にかかる電源装置１では、隣接する装置間を接続ケーブルで接続するのみの簡単な接続により、電源装置システムを構成することができる。また、実施の形態１にかかる電源装置システムでは、容量を可変する場合でも、電源装置１を追加し、追加した電源装置１と既設の電源装置１とを１本の接続ケーブルで接続するだけで、簡単に容量を増加させることができる。つまり、実施の形態１にかかる電源装置１では、１本の接続ケーブルによって追加機器を増設するのみで、ユーザーが設定を変更することなく電源装置システムの容量を可変することができる。
In the
実施の形態２
実施の形態２では、電源装置間を接続する接続ケーブルの抜けを検出する機能を実施の形態１にかかる電源装置１に追加した電源装置２について説明する。実施の形態２にかかる電源装置２のブロック図を図１７に示す。図１７に示すように、電源装置２は、電源装置１に電流測定部３０、ケーブル抜け検出部３１、加算器４０、発振器４１を追加した者である。また、実施の形態２にかかる電源装置２では、電源装置１の通信部１５にケーブル抜け検出部３１及び発振器４１を制御するための機能を追加した通信部１５を備える。なお、実施の形態２の説明において、実施の形態１にかかる電源装置１と同じ構成要素については、実施の形態１の説明で用いた符号と同じ符号を付して説明を省略する。
In the second embodiment, a description will be given of a
電流測定部３０は、電源入力端子ＩＮから入力される交流電源信号に重畳されるケーブル抜け検出信号に起因して流れる検出電流を含む電流を測定する。この電流測定部３０は、電源入力端子ＩＮと入力端リレーＳＷｉｎとの間に設けられる。ケーブル抜け検出部３１は、検出電流が所定の値以下になった場合に第１の系統配線に断線が生じたと認識してエラー信号ＥＲＲを出力する。このエラー信号ＥＲＲは、通信部１５ａを介してマスター電源装置に通知される。マスター電源装置はエラー信号ＥＲＲを受信すると全ての電源装置の入力端リレーＳＷｉｎをオフする指示を送出する。そして、入力端リレーＳＷｉｎをオフする指示を受信した電源装置は、入力端リレーＳＷｉｎをオフする。また、ケーブル抜け検出部３１は、マスター電源装置から送出されるケーブル抜け検出開始指示ＥＮに応じて有効と無効とが切り換えられる。なお、このエラー信号ＥＲＲが出力された場合には、エラー信号ＥＲＲを出力したケーブル抜け検出部３１が備えられる電源装置（自電源装置）の入力端リレーＳＷｉｎを切断するだけでも良い。これにより、少なくともケーブル抜けが生じた電源装置のオス側プラグへの交流電源信号の出力を防止し、感電の危険を回避できる。
The
加算器４０は、交流電源信号に発振器４１が出力する重畳信号を重畳する。発振器４１は、交流電源信号に重畳するケーブル抜け検出信号を生成する。発振器４１は、第１の発振器４２、第２の発振器４３、スイッチ回路４４を有する。第１の発振器４２は、第１のケーブル抜け検出信号を生成する。第２の発振器４３は、第２のケーブル抜け検出信号を生成する。第１のケーブル抜け検出信号と第２のケーブル抜け検出信号とは、互いに逆相となる信号である。また、第１のケーブル抜け検出信号及び第２のケーブル抜け検出信号は、交流電源信号よりも高い周波数を有する信号である。実施の形態２にかかる電源装置２では、第１のケーブル抜け検出信号及び第２のケーブル抜け検出信号は、交流電源信号の高調波信号として生成される。なお、第１の発振器４２と第２の発振器４３には、通信部１５ａを介して同期信号ＳＹＮＣが入力される。第１の発振器４２が出力する第１のケーブル抜け検出信号と、第２の発振器４３が出力する第２のケーブル抜け検出信号とは、異なる電源装置から出力される。このとき、第１の発振器４２及び第２の発振器４３が同期信号ＳＹＮＣに基づき生成する信号の位相を制御することで、異なる電源装置から出力される第１のケーブル抜け検出信号と第２のケーブル抜け検出信号を互いに逆相の関係とすることができる。
The
スイッチ回路４４は、重畳信号として第１のケーブル抜け検出信号と、第２のケーブル抜け検出信号と、無信号とのいずれか一つを出力する。実施の形態２にかかる電源装置２では、スイッチ回路４４に極性指定信号ＰＯＬが入力されており、スイッチ回路４４は、極性指定信号ＰＯＬの値に応じて重畳信号として出力する信号を選択する。例えば、実施の形態２にかかる電源装置２では、自装置がマスター電源装置である場合にはスイッチ回路４４が第１のケーブル抜け検出信号を重畳信号として選択し、自装置が最も下流に位置するブースター以外のブースターである場合にはスイッチ回路４４が無信号を重畳信号として選択し、自装置が最も下流に位置するブースターである場合にはスイッチ回路４４が第２のケーブル抜け検出信号を重畳信号として選択する。
The switch circuit 44 outputs any one of a first cable disconnection detection signal, a second cable disconnection detection signal, and no signal as a superimposed signal. In the
続いて、実施の形態２にかかる電源装置システムの等価回路図を図１８に示す。図１８に示すように、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、最上流の交流電源ＭＳＴに第１のケーブル抜け検出信号が重畳されると共に最下流の交流電源ＢＳＴ５に第２のケーブル抜け検出信号が重畳される。 Next, an equivalent circuit diagram of the power supply system according to the second embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 18, in the power supply system according to the second embodiment, the first cable drop detection signal is superimposed on the most upstream AC power supply MST and the second cable drop detection is detected on the most downstream AC power supply BST5. The signal is superimposed.
続いて、第１、第２のケーブル抜け検出信号によるケーブル抜け検出動作の動作原理について説明する。そこで、実施の形態２にかかる電源装置システムのうちケーブル抜けの検出のみを考慮した場合の等価回路図を図１９に示す。図１９に示すように、第１のケーブル抜け検出信号と第２のケーブル抜け検出信号とは、互いに逆相の信号である。そのため、系統配線において第１、第２のケーブル抜け検出信号に関する電圧差Ｖｄｅｔは、ほぼ０Ｖとなる。これは、逆相の信号を合成した合成信号が振幅を有さないためである。一方、第１のケーブル抜け検出信号と第２のケーブル抜け検出信号とに起因して系統配線には検出電流が流れる。この検出電流は、マスターとなる電源装置１と系統配線の最下流に位置する電源装置との間で授受が行われ、負荷機器側には流れない。実施の形態２にかかる電源装置２では、この検出電流の変化を測定することでケーブル抜けを検出することができる。より具体的には、第２のケーブル抜け検出信号が供給される前に接続ケーブルが抜けた場合、第１のケーブル抜け検出信号の供給が停止するため、検出電流が低下する。また、第２のケーブル抜け検出信号が供給された後に接続ケーブルが抜けた場合においても、第１のケーブル抜け検出信号の供給が停止するため、検出電流が低下する。電源装置２は、この検出電流の低下を検出することでケーブル抜けを検出することができる。一方、第１、第２のケーブル抜け検出信号に起因した電圧の発生はないため、負荷機器側にケーブル抜け検出は漏れない。また、この第１、第２のケーブル抜け検出信号として、互いに逆相になる高調波信号を利用しているため、第１、第２のケーブル抜け検出信号に起因して生じる消費電力はゼロである。つまり、実施の形態２では、電源装置１の電力を消費することなくケーブル抜けの検出を行うことができる。
Next, the operation principle of the cable disconnection detection operation based on the first and second cable disconnection detection signals will be described. Therefore, FIG. 19 shows an equivalent circuit diagram in the case where only the detection of the cable disconnection is considered in the power supply system according to the second embodiment. As shown in FIG. 19, the first cable disconnection detection signal and the second cable disconnection detection signal are signals of opposite phases. Therefore, the voltage difference Vdet relating to the first and second cable disconnection detection signals in the system wiring is approximately 0V. This is because a synthesized signal obtained by synthesizing signals having opposite phases has no amplitude. On the other hand, a detection current flows through the system wiring due to the first cable disconnection detection signal and the second cable disconnection detection signal. This detected current is exchanged between the
続いて、実施の形態２にかかる電源装置システムの動作について説明する。実施の形態２にかかる電源装置システムの起動時の動作を示すフローチャートを図２０に示す。図２０に示すように、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、１番目の電源装置１のインバータ１２の動作を開始した後（ステップＳ６の後）に交流電源信号に第１のケーブル抜け検出信号の重畳を開始する（ステップＳ８１）。
Subsequently, an operation of the power supply system according to the second embodiment will be described. FIG. 20 is a flowchart showing the operation at the start-up of the power supply system according to the second embodiment. As shown in FIG. 20, in the power supply system according to the second embodiment, after the operation of the
また、ブースター側では、ブースター（Ｎ番目の電源装置１）のインバータ１２の動作を開始した後（ステップＳ１２の後）にケーブル抜け検出部３１を有効状態に切り換える（ステップＳ８２）。
On the booster side, after the operation of the
また、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、系統配線の最下流に位置する電源装置が確定した時点（ステップＳ９のＮＯの枝）で最下流に位置する電源装置１において第２のケーブル抜け検出信号を交流電源信号に重畳する（ステップＳ８３）。
In the power supply system according to the second embodiment, the second cable is disconnected in the
続いて、実施の形態２にかかる電源装置システムの動作をより詳細に説明する。まず、実施の形態２にかかる電源装置システムの起動時の動作を示すシーケンス図を図２１に示す。なお、図２１では、１番目の電源装置１の起動開始から３番目の電源装置１の電源がオンされるまでの電源装置システムの動作を示すシーケンス図を示した。
Next, the operation of the power supply system according to the second embodiment will be described in more detail. First, FIG. 21 shows a sequence diagram showing an operation at the time of starting the power supply system according to the second embodiment. FIG. 21 shows a sequence diagram showing the operation of the power supply system from the start of the
図２１に示すように、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、図１４に示したシーケンス図に対してステップＳ９１〜Ｓ９３の処理が追加されている。実施の形態２にかかる電源装置システムでは、１番目の電源装置１において、インバータ１２の動作を開始した後（ステップＳ２５の後）に第１のケーブル抜け検出信号の交流電源信号への重畳が開始される（ステップＳ９１）。また、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、２番目の電源装置において、インバータオン応答が送出された後（ステップＳ３８の後）に１番目の電源装置からケーブル抜け検出開始指示が送出され（ステップＳ９２）、このケーブル抜け検出開始指示に基づき２番目の電源装置においてケーブル抜け検出部３１の動作が開始される（ステップＳ９３）。そして、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、ステップＳ９３の後に出力端リレーオン指示が１番目の電源装置１から２番目の電源装置２に通知される（ステップＳ３９）。
As shown in FIG. 21, in the power supply system according to the second embodiment, the processes in steps S91 to S93 are added to the sequence diagram shown in FIG. In the power supply system according to the second embodiment, in the first
続いて、３番目以降の電源装置１の動作について詳細に説明する。そこで、図２２に実施の形態２にかかる電源装置システムの起動時の動作を示すシーケンス図を示す。なお、図２２では、３番目以降の電源装置１を一般化してｎ番目の電源装置を動作させるための動作を示すシーケンス図を示した。また、図２２では、図２１のシーケンス図とのつながりを示すため、図２１のステップＳ４１、Ｓ５０〜Ｓ５４の処理を示した。
Next, the operation of the third and subsequent
図２２に示すように、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、図１５に示したシーケンス図に対してステップＳ９４〜Ｓ９７の処理が追加されている。実施の形態２にかかる電源装置システムでは、ｎ番目の電源装置において、インバータオン応答が送出された後（ステップＳ６３の後）に１番目の電源装置からケーブル抜け検出開始指示が送出され（ステップＳ９４）、このケーブル抜け検出開始指示に基づきｎ番目の電源装置においてケーブル抜け検出部３１の動作が開始される（ステップＳ９５）。そして、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、ステップＳ９５の後に出力端リレーオン指示が１番目の電源装置１からｎ番目の電源装置２に通知される（ステップＳ６４）。
As illustrated in FIG. 22, in the power supply system according to the second embodiment, processes in steps S94 to S97 are added to the sequence diagram illustrated in FIG. 15. In the power supply system according to the second embodiment, in the nth power supply apparatus, after an inverter-on response is sent (after step S63), a cable disconnection detection start instruction is sent from the first power supply apparatus (step S94). Based on this cable disconnection detection start instruction, the operation of the cable
また、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、１番目の電源装置１がブースター探索を送出し、当該ブースター探索に対応するブースター応答がなかった場合に、１番目の電源装置１がｎ番目の電源装置１に逆相高調波出力開始指示を送出する（ステップＳ９６）。そして、逆相高調波出力開始指示を受信したｎ番目の電源装置１は、第２のケーブル抜け検出信号の交流電源信号への重畳を開始する（ステップＳ９７）。図２１、図２２に示した処理により、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、互いに逆相になる第１のケーブル検出信号と第２のケーブル抜け検出信号と２つの信号成分を含むケーブル抜け検出信号によるケーブル抜けの検出が可能になる。
In the power supply system according to the second embodiment, when the
上記説明より、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、互いに逆相となる信号成分を含むケーブル抜け検出信号を用いることで負荷機器にケーブル抜け検出信号が漏れることを防ぐことができる。また、実施の形態２にかかる電源装置２を複数台用いて電源装置システムを構成することで、つまり、互いに逆相となる高調波を含むケーブル抜け検出信号を用いることで、電源装置２の電力の消費を抑制しながら、接続ケーブルの抜けを検出してシステムの安全性を向上させることができる。さらに、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、ケーブル抜け検出信号に起因して生じる検出電流を大きくしても電源装置２の電力の消費を抑制することができるため、検出電流を大きくしてケーブル抜けの検出精度を高めることができる。
From the above description, in the power supply device system according to the second exemplary embodiment, it is possible to prevent the cable disconnection detection signal from leaking to the load device by using the cable disconnection detection signal including signal components having opposite phases to each other. Further, by configuring a power supply system using a plurality of
また、ケーブルが抜けた場合に入力端リレーＳＷｉｎをオフしない場合、抜けたケーブルのオス側プラグに交流電源信号が出力されたままになり、オス側プラグに触れた場合に感電する危険がある。しかし、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、ケーブルが抜けたことが検出された場合に、全ての電源装置の入力端リレーＳＷｉｎをオフする。これにより、実施の形態２にかかる電源装置システムでは、ケーブルが抜けた場合に感電事故が発生することを防止することができる。 Further, if the input terminal relay SWin is not turned off when the cable is disconnected, the AC power signal is still output to the male plug of the disconnected cable, and there is a risk of electric shock when the male plug is touched. However, in the power supply system according to the second embodiment, when it is detected that the cable is disconnected, the input terminal relays SWin of all the power supply apparatuses are turned off. Thereby, in the power supply system according to the second embodiment, it is possible to prevent an electric shock from occurring when the cable is disconnected.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
１、２ 電源装置
１０ バッテリ
１１ 充放電制御部
１２ インバータ
１３ 出力電圧検出部
１４ 誤差増幅器
１５、１５ａ 通信部
１６ 出力電圧制御部
１７ 出力電圧調整部
１８、３０ 電流測定部
１９ 内部系統配線
２０ 同期発振器
２１ 出力電圧設定部
２２ 補正抵抗演算部
２３、４０ 加算器
２４ 出力インピーダンス設定部
３１ ケーブル抜け検出部
４１、４２、４３ 発振器
４４ スイッチ回路
ＭＳＴ、ＢＳＴ１〜ＢＳＴ５ 交流電源
ＢＴ 受発光部
ＣＣ 接続ケーブル
Ｒｂ バランス抵抗
Ｒｃ 配線インピーダンス
Ｒｄ、Ｒｄ２〜 Ｒｄ６補正抵抗
ＳＷｉｎ 入力端リレー
ＳＷｏｕｔ 出力端リレー
ＵＴ 受発光部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記系統配線のうち前記負荷機器側の系統配線を構成する第２の系統配線が接続される電源出力端子と、
前記電源入力端子と前記電源出力端子とを接続する内部系統配線と、
二次電池により生成される直流電源から交流電源信号を生成し、前記内部系統配線に前記交流電源信号を供給する電源生成部と、
前記第１の系統配線の配線抵抗及び前記第１の系統配線に流れる電流に基づき前記マスター電源装置から前記電源入力端子までの経路で生じる第１の電圧降下量と、前記電源生成部が出力する前記交流電源信号の電圧と前記マスター電源装置が出力する交流電源信号の電圧との電圧差と、の差が所定の範囲内となるように前記電源生成部が出力する前記交流電源信号の電圧値を調整する出力電圧調整部と、
を有する電源装置。 A power supply input terminal to which a first system wiring that constitutes a system wiring on the master power supply side among the system wiring in which a master power supply is connected to one end and a load device is connected to the other end;
A power output terminal to which a second system wiring constituting the system wiring on the load device side of the system wiring is connected;
Internal system wiring connecting the power input terminal and the power output terminal;
A power generation unit that generates an AC power signal from a DC power generated by a secondary battery and supplies the AC power signal to the internal system wiring;
Based on the wiring resistance of the first system wiring and the current flowing in the first system wiring, the first voltage drop amount generated in the path from the master power supply device to the power input terminal, and the power generation unit outputs The voltage value of the AC power supply signal output by the power supply generation unit so that the difference between the voltage of the AC power supply signal and the voltage of the AC power supply signal output by the master power supply device is within a predetermined range. An output voltage adjustment unit for adjusting
A power supply unit having
前記電源装置は、前記マスター電源装置から前記識別情報に応じて前記系統配線中の自装置の位置を認識する請求項１に記載の電源装置。 A communication unit that transmits and receives a control signal including identification information indicating a position of the own device in the system wiring between the upper power supply device connected to the first system wiring;
The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device recognizes a position of the own device in the system wiring according to the identification information from the master power supply device.
前記電源生成部は、前記出力調整信号に応じて前記交流電源信号の電圧値を増減させる請求項３に記載の電源装置。 The correction resistor is a resistor that is set in a pseudo manner, and the output voltage adjustment unit increases or decreases the second voltage drop amount by changing a resistance value of the correction resistor, and the second voltage drop Generate an output adjustment signal indicating the magnitude of the descent amount,
The power supply device according to claim 3, wherein the power generation unit increases or decreases a voltage value of the AC power supply signal according to the output adjustment signal.
前記内部系統配線上に設けられ、前記電源生成部と前記電源出力端子との間の接続状態を切り換える入力端リレースイッチと、を有し、
前記ケーブル抜け検出信号は、前記交流電源信号の周波数よりも高い周波数を有し、かつ、互いに逆位相になる第１のケーブル抜け検出信号の信号成分と第２のケーブル抜け検出信号の信号成分を含み、
前記ケーブル抜け検出部において前記第１の系統配線の断線が検出された場合には、前記入力端リレースイッチは遮断状態とされる請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電源装置。 A cable disconnection detection unit that detects a detection current flowing due to a cable disconnection detection signal superimposed on the AC power supply signal, and detects disconnection of the first system wiring according to a change in the detection current;
An input-end relay switch that is provided on the internal system wiring and switches a connection state between the power generation unit and the power output terminal;
The cable disconnection detection signal has a signal component of the first cable disconnection detection signal and the signal component of the second cable disconnection detection signal that have a higher frequency than the frequency of the AC power supply signal and have opposite phases to each other. Including
5. The power supply device according to claim 2, wherein when the disconnection of the first system wiring is detected in the cable disconnection detection unit, the input-end relay switch is turned off. 6.
前記第２のケーブル抜け検出信号は、前記系統配線の前記負荷機器に最も近い位置に配置される電源装置から出力される請求項５又は６に記載の電源装置。 The first cable disconnection detection signal is output from the master power supply device,
The power supply device according to claim 5 or 6, wherein the second cable disconnection detection signal is output from a power supply device arranged at a position closest to the load device of the system wiring.
前記第２のケーブル抜け検出信号を生成する第２の発振器と、
前記電源装置の前記系統配線中の位置に応じて、重畳信号として前記第１のケーブル抜け検出信号と、前記第２のケーブル抜け検出信号と、無信号とのいずれか一つを出力するスイッチ回路と、
前記重畳信号を前記交流電源信号に重畳する加算器と、
を有する請求項５乃至７のいずれか１項に記載の電源装置。 A first oscillator for generating the first cable disconnection detection signal;
A second oscillator for generating the second cable disconnection detection signal;
A switch circuit that outputs any one of the first cable disconnection detection signal, the second cable disconnection detection signal, and no signal as a superimposed signal according to the position of the power supply device in the system wiring. When,
An adder for superimposing the superimposed signal on the AC power supply signal;
The power supply device according to claim 5, comprising:
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