JP5851832B2 - 電力供給装置及び電力供給切替方法 - Google Patents

電力供給装置及び電力供給切替方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5851832B2
JP5851832B2 JP2011290132A JP2011290132A JP5851832B2 JP 5851832 B2 JP5851832 B2 JP 5851832B2 JP 2011290132 A JP2011290132 A JP 2011290132A JP 2011290132 A JP2011290132 A JP 2011290132A JP 5851832 B2 JP5851832 B2 JP 5851832B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
load
power
feedback control
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011290132A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013141346A (ja
Inventor
江本　英晃
英晃 江本
光行 白江
光行 白江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2011290132A priority Critical patent/JP5851832B2/ja
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to EP12862600.9A priority patent/EP2799948B1/en
Priority to PCT/JP2012/083520 priority patent/WO2013099880A1/ja
Priority to US14/366,147 priority patent/US9444356B2/en
Priority to CN201280064523.1A priority patent/CN104024967B/zh
Priority to ES12862600T priority patent/ES2814279T3/es
Priority to KR1020147017012A priority patent/KR101683354B1/ko
Publication of JP2013141346A publication Critical patent/JP2013141346A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5851832B2 publication Critical patent/JP5851832B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/285—Single converters with a plurality of output stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/001—Methods to deal with contingencies, e.g. abnormalities, faults or failures
    • H02J3/0012—Contingency detection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/007—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33561—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having more than one ouput with independent control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/04—Constant-current supply systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0038—Circuits or arrangements for suppressing, e.g. by masking incorrect turn-on or turn-off signals, e.g. due to current spikes in current mode control

Description

本発明は、電力供給装置及び電力供給切替方法に関するものである。
発電所等で用いられる機器（電磁弁やモータ等）を負荷とし、負荷に電力を供給する電力供給装置（例えば負荷に流す電流を所定値とする電流出力回路）は、その信頼性を高めるために、健全性診断が行われている。
健全性診断の方法として例えば特許文献１には、矩形パルスを含む交流の発生手段をトランスの１次側に、２次側に計測、駆動、制御のいずれかを行う被駆動体を直接、あるいは整流回路を介して接続し、トランスを介して送られる電力により２次側に接続された被駆動体の動作によって消費されることで生じる１次側電流の変化を測定し、該測定手結果で前記被駆動体の動作と信号状態の診断を行う方法が記載されている。
そして、電力供給装置の電力供給手段を多重化（例えば二重化）し、負荷へ電力を供給している電力供給手段に異常が検出された場合には、負荷へ電力を供給する電力供給手段を他の電力供給手段へ切り替えることが行われている。
特開２００９−１６８５２９号公報
しかしながら、電力供給装置は、負荷へ電力を供給している電力供給手段に異常が発生し、負荷へ電力を供給する電力供給手段を他の電力供給手段へ切り替える場合、他の電力供給手段の出力をより短時間で負荷が必要とする値にさせなければならない。
特に、電源からの電力をパルス電圧とし、負荷へ供給するパルス発生部を備える電力供給手段では、電力供給手段の切り替えが行われた場合、パルス電圧を短時間で、負荷に応じたパルス電圧にしなければならない。しかし、切替先の電力供給手段は、負荷に関する情報を有していないため、短時間で負荷に応じたパルス電圧を出力することが困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、負荷へ電力を供給する電力供給手段を切り替えても、切替先の電力供給手段から出力される電力をより短時間で負荷が必要とする電力にできる、電力供給装置及び電力供給切替方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の電力供給装置及び電力供給切替方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第一態様に係る電力供給装置は、同一の負荷に対して電力を供給可能な複数の電力供給手段を備え、一の前記電力供給手段によって前記負荷へ電力を供給し、前記負荷へ電力を供給している前記電力供給手段に異常が発生した場合に、前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段を他の前記電力供給手段へ切り替える電力供給装置であって、前記電力供給手段は、出力するべき電圧及び電流に対応したパルス幅のパルス電圧を発生させるパルス発生手段と、前記負荷に流れる電流が所定値となるように、前記パルス発生手段が出力するパルス電圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を具備し、前記負荷へ電力を供給している前記電力供給手段に異常が発生し、前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段を他の前記電力供給手段へ切り替える場合、切替先の前記電力供給手段が具備する前記パルス発生手段に対するフィードバック制御の制御周期を、切り替え前の前記電力供給手段における第１周期に比べて早い第２周期とする。
本構成によれば、電力供給装置は、同一の負荷に対して電力を供給可能な複数の電力供給手段を備え、一の電力供給手段によって負荷へ電力を供給し、負荷へ電力を供給している電力供給手段に異常が発生した場合に、負荷へ電力を供給する電力供給手段を他の電力供給手段へ切り替える。これにより、負荷への電力の供給が滞ることが防止される。
電力供給手段は、出力するべき電圧及び電流に対応したパルス幅のパルス電圧を発生させるパルス発生手段と、負荷に流れる電流が所定値となるように、パルス発生手段が出力するパルス電圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを備える。
ここで、電力供給装置は、負荷へ電力を供給している電力供給手段を他の電力供給手段へ切り替える場合、他の電力供給手段から出力される電力をより短時間で負荷が必要とする電力にするために、他の電力供給手段が出力するパルス電圧を短時間で負荷に応じたパルス電圧としなければならない。
そこで、電力供給装置は、負荷へ電力を供給している電力供給手段に異常が発生し、負荷へ電力を供給する電力供給手段を他の電力供給手段へ切り替える場合、切替先の電力供給手段が具備するパルス発生手段に対するフィードバック制御の制御周期を、切り替え前の電力供給手段における周期に比べて早い（短い）周期とする。
このように、本構成は、フィードバック制御の制御周期を早めることによって、フィードバック制御を短時間でより多くの回数行うこととなるので、パルス発生手段から出力されるパルス電圧が、負荷に流れる電流が所定値となるようにより短時間で制御されることとなる。このため、本構成は、負荷へ電力を供給する電力供給手段を切り替えても、切替先の電力供給手段から出力される電力をより短時間で負荷が必要とする電力にできる。
また、上記第一態様では、前記第２周期を、前記パルス発生手段に対するフィードバック制御が行われることによって前記負荷に流れる電流が変化を開始し、安定するまでの時定数よりも早い周期とすることが好ましい。
負荷に流れる電流は、フィードバック制御によって、パルス発生手段から出力されるパルス電圧の変化に伴って変化するが、電流が変化を開始して安定するまでは所定の時定数を有する。そして、従来、フィードバック制御の周期（第１周期）をこの時定数よりも遅い（長い）周期としていた。しかし、本構成は、切替先の電力供給手段のパルス発生手段に対するフィードバック制御の第２周期を、負荷に流れる電流が変化を開始して安定するまでの時定数よりも早い周期とするので、切替先の電力供給手段から出力される電力をより短時間で負荷が必要とする電力にできる。
また、上記第一態様では、前記フィードバック制御手段が、前記時定数に基づいて前記負荷に流れる電流を推算し、該推算結果に基づいて前記パルス発生手段に対するフィードバック制御を行うことが好ましい。
本構成によれば、負荷に流れる電流が変化を開始して安定するまでの時定数よりも早い第２周期で、切替先の電力供給手段のパルス発生手段に対するフィードバック制御を行う。しかし、時定数よりも早い周期でフィードバック制御を行うということは、負荷に流れる電流を安定する前に検出することとなり、負荷に流れる安定した電流を正確に検出していない。そこで、本構成は、時定数に基づいて推算した負荷に流れる電流に基づいてパルス発生手段に対するフィードバック制御を行う。これにより、本構成は、パルス発生手段に対するフィードバック制御を早い周期で行っても、負荷に対する電流の制御を精度良く行える。
また、上記第一態様では、前記フィードバック制御の制御周期を、前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段が他の前記電力供給手段へ切り替えられてから所定時間経過後に、前記第２周期から前記第１周期へ変更することが好ましい。
第２周期によるフィードバック制御は、第１周期よりも早いものの、その精度は第１周期の場合に比べて悪い。そこで、電力供給手段を切り替えてから所定時間経過すると、負荷に流れる電流は略所定値となることから、本構成は、フィードバック制御の制御周期を第２周期から第１周期へ変更することにより、負荷に流れる電流に対してより精度の高い制御を行うことができるようになる。
また、本発明の第二態様に係る電力供給切替方法は、出力するべき電圧及び電流に対応したパルス幅のパルス電圧を発生させるパルス発生手段と、負荷に流れる電流が所定値となるように、前記パルス発生手段が出力するパルス電圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を具備した電力供給手段を複数備えた電力供給装置を用いて、同一の前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段を切り替える電力供給切替方法であって、前記負荷へ電力を供給している前記電力供給手段に異常が発生したか否かを判定する第１工程と、前記負荷へ電力を供給している前記電力供給手段に異常が発生したと判定され、前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段を他の前記電力供給手段へ切り替える場合、切替先の前記電力供給手段が具備する前記パルス発生手段に対するフィードバック制御の制御周期を、切り替え前の前記電力供給手段における第１周期に比べて早い第２周期とする第２工程と、を含む。
本発明によれば、負荷へ電力を供給する電力供給手段を切り替えても、切替先の電力供給手段から出力される電力をより短時間で負荷が必要とする電力にできる、という優れた効果を有する。
本発明の実施形態に係る電力供給装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る電力供給切替処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るパルス発生部に対してフィードバック制御が行われることによる負荷電流の時間変化を示したグラフである。
以下に、本発明に係る電力供給装置及び電力供給切替方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る電力供給装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電力供給装置１０は、一例として発電所に設けられ、発電所で用いる機器（電磁弁やモータ等）を負荷１２としている。そして、電力供給装置１０は、負荷１２に対して電力を供給可能な電力供給手段として、負荷１２へ所定値の電流を流す定電流出力回路１４Ａ，１４Ｂを備える。以下の説明において、各定電流出力回路１４Ａ，１４Ｂを区別する場合は、符号の末尾にＡ〜Ｂの何れかを付し、各定電流出力回路１４Ａ，１４Ｂを区別しない場合は、末尾のＡ〜Ｂを省略する。
電力供給装置１０は、一の定電流出力回路１４によって負荷１２へ電力を供給し、負荷１２へ電力を供給している定電流出力回路１４に異常が発生した場合に、負荷１２へ電力を供給する定電流出力回路１４を他の定電流出力回路１４へ切り替える。すなわち、電力供給装置１０は、定電流出力回路１４を二重化しており、一方の定電流出力回路１４で負荷１２へ電力供給させ、他方の定電流出力回路１４を予備機として待機させている。なお、予備機とされている定電流出力回路１４は、何時でも負荷１２へ電力を供給できるように電源が投入され、電力を供給していない状態（以下、「待機状態」という。）とされている。このように、定電流出力回路１４を多重化（本実施形態では二重化）する構成により、負荷１２への電力の供給が滞ることが防止される。
定電流出力回路１４は、パルス発生部２０、絶縁トランス２２、及び整流部２４を備える。
パルス発生部２０は、絶縁トランス２２の一次側に接続されており、電源から電力が供給され、出力するべき電圧及び電流に対応したパルス幅のパルス電圧を発生させる。すなわち、定電流出力回路１４は、パルス発生部２０によるパルス幅変調（ＰＷＭ：pulse width modulation）により、負荷１２へ流す電流を定電流とする。パルス発生部２０が発生するパルス電圧は、矩形波又はサイン波からなる交流である。なお、上述した定電流出力回路１４が、負荷１２へ電力を供給していない待機状態とは、すくなくとも、パルス発生部２０を駆動させていない状態である。
整流部２４は、絶縁トランス２２の二次側に接続されており、絶縁トランス２２から出力された電圧をダイオード及びコンデンサによって整流し、負荷１２へ印加する。
また、定電流出力回路１４は、ＡＤ変換器２６Ａ，２６Ｂ、２次側電流推定部２８、及びＰＩフィードバック制御部３０を備える。
ＡＤ変換器２６Ａは、パルス発生部２０から出力された電圧値をデジタル値（電圧値）へアナログ／デジタル変換（以下、「ＡＤ変換」という。）し、２次側電流推定部２８へ出力する。
ＡＤ変換器２６Ｂは、１次側の電流値をデジタル値（電圧値）へＡＤ変換し、２次側電流推定部２８へ出力する。
２次側電流推定部２８は、ＡＤ変換器２６Ａから入力された電圧値とＡＤ変換器２６Ｂから入力された電圧値とに基づいて、二次側、すなわち負荷１２に流れる電流（以下、「負荷電流」という。）の値を推定し、推定値をＰＩフィードバック制御部３０へ出力する。
ＰＩフィードバック制御部３０は、負荷１２に流れる電流が所定値（要求電流値）となるように、パルス発生部２０が出力するパルス電圧をフィードバック制御する。具体的には、ＰＩフィードバック制御部３０は、２次側電流推定部２８から入力された推定値と要求電流値とに基づいたＰＩ制御（比例積分制御）によって、パルス発生部２０の設定値（以下、「ＰＷＭ設定値」という。）であるパルス電圧のパルス幅を決定し、該パルス幅をパルス発生部２０へ出力する。このため、パルス発生部２０は、ＰＩフィードバック制御部３０から入力されたパルス幅でパルス電圧を出力することとなる。これにより、より精度高く負荷電流を所定値とすることができるようになる。
また、定電流出力回路１４は、定電流出力回路１４に異常が発生したか否かを検出する異常検出部３２を備える。定電流出力回路１４の異常とは、例えば、予め定められた範囲外の電流が負荷１２へ継続して流されている場合等である。異常検出部３２によって、定電流出力回路１４に異常の発生が検出されると、負荷１２に電力を供給している定電流出力回路１４は、負荷１２への電力の供給を停止する。また、異常の検出に伴い、異常検出部３２は、異常検出信号を出力する。異常検出信号は、通信部３４を介して、待機状態とされている他の定電流出力回路１４へ送信される。
そして、待機状態にある他の定電流出力回路１４が異常検出信号を受信すると、受信した定電流出力回路１４がパルス発生部２０の駆動を開始する。これにより、負荷１２への電力の供給元が、待機状態にある他の定電流出力回路１４に切り替えられる。
上記のように、本実施形態に係る定電流出力回路１４は、フィードバック制御により負荷電流を所定値としている。このため、電力供給装置１０は、負荷１２へ電力を供給する定電流出力回路１４を待機状態にある他の定電流出力回路１４へ切り替える場合、切替先の定電流出力回路１４から出力される電力をより短時間で負荷１２が必要とする電力にするために、切替先の定電流出力回路１４が出力するパルス電圧を短時間で負荷１２に応じたパルス電圧としなければならない。
そこで、本実施形態に係る電力供給装置１０は、負荷１２へ電力を供給している定電流出力回路１４に異常が発生し、負荷１２へ電力を供給する定電流出力回路１４を他の定電流出力回路１４へ切り替える場合、切替先の定電流出力回路１４が具備するパルス発生部２０に対するフィードバック制御の周期を、切り替え前の定電流出力回路１４における第１周期に比べて早い（短い）第２周期とする。第１周期は、換言すると通常のパルス発生部２０の駆動時におけるフィードバック制御の周期である。
次に、図２に示される本実施形態に係る電力供給切替処理の流れを示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る電力供給装置１０の作用を具体的に説明する。なお、図２に示されるフローチャートは、定電流出力回路１４Ａが負荷１２へ電力を供給し、定電流出力回路１４Ｂを待機状態とした場合における、定電流出力回路１４Ｂの動作を示したフローチャートである。
ステップ１００では、定電流出力回路１４Ａから通信部３４を介して異常検出信号を受信したか否かが判定され、受信した場合にステップ１０２へ移行し、受信していない場合には、引き続き異常検出信号を受信したか否かの判定が繰り返される。なお、異常検出信号の受信判定は、例えば通信部３４に設けられた演算装置で行われ、異常検出信号を受信したことを示す判定結果は、通信部３４からＡＤ変換器２６Ａ，２６Ｂ、２次側電流推定部２８、及びＰＩフィードバック制御部３０へ出力される。定電流出力回路１４Ａが備える異常検出部３２が異常を検出すると、定電流出力回路１４Ａから負荷１２への電力の供給は停止される。
ステップ１０２では、予め定められた値（ＰＩ制御に用いるゲイン等）を用いてＰＩフィードバック制御部３０で算出されたＰＷＭ設定値に基づいたパルス電圧が、パルス発生部２０から出力される。これにより、定電流出力回路１４Ｂから負荷１２への電力の供給が開始されることとなる。しかし、このときの負荷電流は、必ずしも適した値となっていない。この負荷電流は、フィードバック制御に必要なフィードバック値を得るために流した電流だからである。
次のステップ１０４では、パルス発生部２０から出力されるパルス電圧が、負荷電流を所定値にするように、ＰＩフィードバック制御部３０によって第２周期でフィードバック制御される。なお、ＡＤ変換器２６Ａ，２６Ｂ、２次側電流推定部２８、及びＰＩフィードバック制御部３０は、ステップ１００で通信部３４から出力された判定結果をトリガとして、フィードバック制御に必要な各処理を開始する。これにより、定電流出力回路１４Ｂから負荷１２への電力の供給が開始されることとなる。
ここで、本実施形態に係る第１周期及び第２周期について図３を参照して説明する。図３は、パルス発生部２０に対してフィードバック制御が行われることによる負荷電流の時間変化を示したグラフである。なお、本実施形態では、一例として第１周期を５ｍｓｅｃとし、第２周期を１ｍｓｅｃとするが、第１周期及び第２周期の値はこれに限られない。
負荷電流は、フィードバック制御によって、パルス発生部２０から出力されるパルス電圧のパルス幅が変化することに伴い変化するが、変化を開始して安定するまでに図３に示されるように所定の時定数を有する。
そして、パルス発生部２０の通常の駆動におけるフィードバック制御の周期である第１周期は、時定数よりも遅い（長い）周期とされている。第１周期を時定数よりも遅い周期とすることで、変動が無い安定した負荷電流に基づいてフィードバック制御が行われることとなるので、負荷電流に対してより精度の高い制御を行うことができる。
一方、第２周期は、時定数よりも早い周期とされている。これにより、本実施形態に係る電力供給装置１０は、フィードバック制御を短時間でより多くの回数行うこととなるので、パルス発生部２０から出力されるパルス電圧が、負荷電流を所定値とするようにより短時間で制御されることとなる。
具体的には、ＡＤ変換器２６Ｂが、第２周期で１次側の電流値をＡＤ変換し、２次側電流推定部２８へ出力することにより、第２周期によるフィードバック制御が実現される。これと共に、ＡＤ変換器２６Ａも第２周期で１次側の電圧値をＡＤ変換し、２次側電流推定部２８へ出力する。
このように本実施形態に係る電力供給装置１０は、負荷電流が変化を開始して安定するまでの時定数よりも早い第２周期で、切替先の定電流出力回路１４のパルス発生部２０に対するフィードバック制御を行う。しかし、時定数よりも早い周期でフィードバック制御を行うということは、図３に示されるように、負荷電流を安定する前に検出することとなり、安定した負荷電流を正確に検出していない。そこで、本実施形態に係る電力供給装置１０は、時定数に基づいて負荷電流を推算し、その推算結果に基づいてパルス発生部２０に対するフィードバック制御を行う。
具体的には、負荷電流が変化を開始して安定するまでに要する時定数を予め求めておき、２次側電流推定部２８によって、二次側へ流れる電流値を推定する場合に、ＡＤ変換器２６Ｂから入力される１次側の電流値と予め求められた時定数とに基づいて、負荷電流を推算する。
これにより、本実施形態に係る電力供給装置１０は、パルス発生部２０に対するフィードバック制御を早い周期で行っても、負荷電流の制御を精度良く行えることとなる。
次のステップ１０６では、負荷１２への電力の供給元が定電流出力回路１４Ｂへ切り替えられてから所定時間経過したか否かが判定され、肯定判定の場合は、ステップ１０８へ移行し、否定判定の場合は、ステップ１０４へ戻り、第２周期によるパルス発生部２０に対するフィードバック制御が繰り返される。なお、この時間経過判定は、例えばＡＤ変換器２６Ｂで行われ、所定時間経過したことを示す判定結果は、ＡＤ変換器２６Ａに出力される。
ステップ１０８では、フィードバック制御の周期が、第２周期から第１周期へ変更される。第２周期によるフィードバック制御は、第１周期よりも早いものの、その精度は第１周期の場合に比べて悪い。そこで、定電流出力回路１４を切り替えてから所定時間経過すると、負荷電流は略所定値となることから、本実施形態に係る電力供給装置１０は、フィードバック制御の周期を第１周期へ変更することにより、負荷電流に対してより精度の高い制御を行うことができるようになる。
具体的には、ＡＤ変換器２６Ｂが、第２周期行っていた１次側の電流値のＡＤ変換を第１周期で行い、２次側電流推定部２８へ出力することにより、フィードバック制御の第２周期から第１周期への変更が実現される。これと共に、ＡＤ変換器２６Ａも第１周期で１次側の電圧値をＡＤ変換し、２次側電流推定部２８へ出力する。
なお、上記所定時間の間に行われるフィードバック制御の回数は、第２周期の値によって決まるため、上記所定期間は、換言すると第２周期によるフィードバック制御の回数といえる。
以上説明したように、本実施形態に係る電力供給装置１０は、負荷１２へ電力を供給している定電流出力回路１４に異常が発生し、負荷１２へ電力を供給する定電流出力回路１４を他の定電流出力回路１４へ切り替える場合、切替先の定電流出力回路１４が具備するパルス発生部２０に対するフィードバック制御の周期を、切り替え前の定電流出力回路１４における第１周期に比べて早い第２周期とする。
このため、本実施形態に係る電力供給装置１０は、負荷１２へ電力を供給する定電流出力回路１４を切り替えても、切替先の定電流出力回路１４から出力される電力をより短時間で負荷１２が必要とする電力にできる。
以上、本発明を、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、上記実施形態では、電力供給装置１０が定電流出力回路１４を２つ備える形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、定電流出力回路１４を３つ以上備える形態としてもよい。この形態の場合、一の定電流出力回路１４が負荷１２へ電力を供給し、複数の他の定電流出力回路１４が待機状態とされる。そして、負荷１２へ電力を供給している一の定電流出力回路１４に異常が発生した場合、負荷１２へ電力を供給する定電流出力回路１４は、待機状態とされる複数の他の定電流出力回路１４のうち一の定電流出力回路１４に切り替えられる。
また、上記実施形態では、異常検出部３２が異常を検出した場合に異常検出信号を出力する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、異常検出部３２が異常を検出していない場合に異常でないことを示す正常信号を出力し、異常を検出した場合に該正常信号の出力を停止する形態としてもよい。この形態の場合、待機状態とされている定電流出力回路１４が、負荷１２へ電力を供給している定電流出力回路１４からの正常信号を受信しなくなった場合に、負荷１２へ電力を供給する定電流出力回路１４が待機状態とされている定電流出力回路１４に切り替えられることとなる。
また、上記実施形態では、一次側に流れる電流に基づいて、負荷１２に流れる電流を推算し、該推算結果に基づいてパルス発生部２０をフィードバック制御する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、負荷１２に流れる電流を直接検出し、該検出結果に基づいてパルス発生部２０をフィードバック制御する形態としてもよい。
１０ 電力供給装置
１２ 負荷
１４Ａ，１４Ｂ 定電流出力回路
２０ パルス発生部
３０ ＰＩフィードバック制御部

Claims (5)

  1. 同一の負荷に対して電力を供給可能な複数の電力供給手段を備え、一の前記電力供給手段によって前記負荷へ電力を供給し、前記負荷へ電力を供給している前記電力供給手段に異常が発生した場合に、前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段を他の前記電力供給手段へ切り替える電力供給装置であって、
    前記電力供給手段は、
    出力するべき電圧及び電流に対応したパルス幅のパルス電圧を発生させるパルス発生手段と、
    前記負荷に流れる電流が所定値となるように、前記パルス発生手段が出力するパルス電圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
    を具備し、
    前記負荷へ電力を供給している前記電力供給手段に異常が発生し、前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段を他の前記電力供給手段へ切り替える場合、切替先の前記電力供給手段が具備する前記パルス発生手段に対するフィードバック制御の制御周期を、切り替え前の前記電力供給手段における第１周期に比べて早い第２周期とする電力供給装置。
  2. 前記第２周期は、前記パルス発生手段に対するフィードバック制御が行われることによって前記負荷に流れる電流が変化を開始し、安定するまでの時定数よりも早い周期である請求項１記載の電力供給装置。
  3. 前記フィードバック制御手段は、前記時定数に基づいて前記負荷に流れる電流を推算し、該推算結果に基づいて前記パルス発生手段に対するフィードバック制御を行う請求項２記載の電力供給装置。
  4. 前記フィードバック制御の制御周期は、前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段が他の前記電力供給手段へ切り替えられてから所定時間経過後に、前記第２周期から前記第１周期へ変更される請求項１から請求項３の何れか１項記載の電力供給装置。
  5. 出力するべき電圧及び電流に対応したパルス幅のパルス電圧を発生させるパルス発生手段と、負荷に流れる電流が所定値となるように、前記パルス発生手段が出力するパルス電圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を具備した電力供給手段を複数備えた電力供給装置を用いて、同一の前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段を切り替える電力供給切替方法であって、
    前記負荷へ電力を供給している前記電力供給手段に異常が発生したか否かを判定する第１工程と、
    前記負荷へ電力を供給している前記電力供給手段に異常が発生したと判定され、前記負荷へ電力を供給する前記電力供給手段を他の前記電力供給手段へ切り替える場合、切替先の前記電力供給手段が具備する前記パルス発生手段に対するフィードバック制御の制御周期を、切り替え前の前記電力供給手段における第１周期に比べて早い第２周期とする第２工程と、
    を含む電力供給切替方法。
JP2011290132A 2011-12-28 2011-12-28 電力供給装置及び電力供給切替方法 Active JP5851832B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011290132A JP5851832B2 (ja) 2011-12-28 2011-12-28 電力供給装置及び電力供給切替方法
PCT/JP2012/083520 WO2013099880A1 (ja) 2011-12-28 2012-12-25 電力供給装置及び電力供給切替方法
US14/366,147 US9444356B2 (en) 2011-12-28 2012-12-25 Power supply device and power supply switching method
CN201280064523.1A CN104024967B (zh) 2011-12-28 2012-12-25 电力供给装置及电力供给切换方法
EP12862600.9A EP2799948B1 (en) 2011-12-28 2012-12-25 Power supply device and power supply switching method
ES12862600T ES2814279T3 (es) 2011-12-28 2012-12-25 Dispositivo de suministro de energía y método de conmutación de suministro de energía
KR1020147017012A KR101683354B1 (ko) 2011-12-28 2012-12-25 전력 공급 장치 및 전력 공급 전환 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011290132A JP5851832B2 (ja) 2011-12-28 2011-12-28 電力供給装置及び電力供給切替方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013141346A JP2013141346A (ja) 2013-07-18
JP5851832B2 true JP5851832B2 (ja) 2016-02-03

Family

ID=48697365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011290132A Active JP5851832B2 (ja) 2011-12-28 2011-12-28 電力供給装置及び電力供給切替方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9444356B2 (ja)
EP (1) EP2799948B1 (ja)
JP (1) JP5851832B2 (ja)
KR (1) KR101683354B1 (ja)
CN (1) CN104024967B (ja)
ES (1) ES2814279T3 (ja)
WO (1) WO2013099880A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8348976B2 (en) 2007-08-27 2013-01-08 Kyphon Sarl Spinous-process implants and methods of using the same
US8114135B2 (en) 2009-01-16 2012-02-14 Kyphon Sarl Adjustable surgical cables and methods for treating spinal stenosis
JP6745190B2 (ja) * 2016-02-03 2020-08-26 株式会社ダイヘン 電源システム及び電源装置
CN105680446A (zh) * 2016-03-23 2016-06-15 中国神华能源股份有限公司 给煤机电源切换防跳闸装置和方法
DK3524454T3 (da) 2018-02-08 2022-04-25 Carrier Corp Strømfordeling til endepunktsfejldetektering og -retablering til et tranportkølesystem
CN108494259B (zh) * 2018-03-30 2019-07-16 大连理工大学 一种高压直流电源串并联组合系统的控制方法
US10935268B2 (en) 2018-04-03 2021-03-02 Carrier Corporation HVAC system controller and method for obtaining environmental data for HVAC system

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5808453A (en) * 1996-08-21 1998-09-15 Siliconix Incorporated Synchronous current sharing pulse width modulator
US5834925A (en) * 1997-05-08 1998-11-10 Cisco Technology, Inc. Current sharing power supplies with redundant operation
US6301133B1 (en) * 1999-04-07 2001-10-09 Astec International Limited Power supply system with ORing element and control circuit
JP4441029B2 (ja) 1999-12-21 2010-03-31 富士通株式会社 電源装置、その制御方法および電源システム
JP2002199742A (ja) * 2000-12-22 2002-07-12 Murata Mfg Co Ltd Ｐｗｍ電流制御型誘導負荷ドライバおよびその負荷電流検出方法
US6958552B2 (en) * 2002-04-10 2005-10-25 Adc Dsl Systems, Inc. Failsafe power oring with current sharing
JP2005222728A (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Toshiba Home Technology Corp 制御装置
US7259473B2 (en) * 2004-02-18 2007-08-21 Intersil Americas Inc. Method of controlling parallel diverse conversion paths in DC-to-DC power converter
US7091739B2 (en) * 2004-06-25 2006-08-15 General Electric Company System and method for detecting an operational fault condition in a power supply
US7489117B2 (en) * 2005-10-31 2009-02-10 Chil Semiconductor Corporation Dynamic conversion circuit for a voltage regulator module
JP4929783B2 (ja) * 2006-03-27 2012-05-09 富士通株式会社 電源監視装置
US7498694B2 (en) 2006-04-12 2009-03-03 02Micro International Ltd. Power management system with multiple power sources
JP2008172979A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Toyota Motor Corp スイッチング電源装置
JP4258560B2 (ja) 2007-06-28 2009-04-30 サンケン電気株式会社 多出力スイッチング電源装置
JP2009168529A (ja) 2008-01-11 2009-07-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 計測、駆動、制御の手段における信号状態診断方法と装置及び該装置に用いられるトランス
JP2009168530A (ja) 2008-01-11 2009-07-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 出力対象の信号状態診断装置
JP2009168531A (ja) 2008-01-11 2009-07-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 外部制御手段の動作状態診断装置
JP2009168533A (ja) 2008-01-11 2009-07-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 計測または制御手段における信号状態の診断装置
JP2009168532A (ja) 2008-01-11 2009-07-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 外部制御手段の信号状態診断装置
TW200939632A (en) * 2008-03-11 2009-09-16 Richtek Technology Corp Rapid response generating circuit and the method thereof, multi-phase voltage regulator and the rapid response method
JP2009232587A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Oki Power Tech Co Ltd 電源装置及びその制御方法
US20100085024A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Intersil Americas Inc. Power supply controller with different steady state and transient response characteristics
JP5433206B2 (ja) * 2008-10-30 2014-03-05 京セラ株式会社 電子機器
US8299768B2 (en) * 2008-11-20 2012-10-30 Intersil Americas Inc. PWM voltage converter with redundancy and feedback adjustment
JP2011004503A (ja) * 2009-06-18 2011-01-06 Fujitsu Telecom Networks Ltd 電源装置及び補正回路
US8907642B1 (en) * 2010-06-23 2014-12-09 Volterra Semiconductor LLC Systems and methods for DC-to-DC converter control
US8331117B2 (en) * 2010-08-04 2012-12-11 Zippy Technology Corp. Multiple power supplies balance system
EP2732523B1 (en) * 2011-07-14 2015-10-14 Vestas Wind Systems A/S Power generation system and method for operating a power generation system
JP5800427B2 (ja) * 2011-12-28 2015-10-28 三菱日立パワーシステムズ株式会社 電力供給装置及び電力供給切替方法
KR102038119B1 (ko) * 2012-11-09 2019-10-29 삼성전자주식회사 전자 장치, 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법
CN104578791B (zh) * 2013-10-15 2018-01-23 南京博兰得电子科技有限公司 并联的谐振变换器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2799948A4 (en) 2015-11-04
CN104024967A (zh) 2014-09-03
EP2799948B1 (en) 2020-07-01
CN104024967B (zh) 2016-08-24
JP2013141346A (ja) 2013-07-18
ES2814279T3 (es) 2021-03-26
US20140340947A1 (en) 2014-11-20
US9444356B2 (en) 2016-09-13
EP2799948A1 (en) 2014-11-05
WO2013099880A1 (ja) 2013-07-04
KR101683354B1 (ko) 2016-12-06
KR20140094632A (ko) 2014-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5851832B2 (ja) 電力供給装置及び電力供給切替方法
JP5800427B2 (ja) 電力供給装置及び電力供給切替方法
TWI425754B (zh) 返馳轉換系統及其回授控制裝置與方法
JP2014087134A (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP6245385B2 (ja) スイッチング電源装置
JP2013141342A5 (ja)
JP4854556B2 (ja) 電源装置
JP6195273B2 (ja) 電力変換回路の制御装置
US20160144442A1 (en) Welding device
JP6717220B2 (ja) 電力変換装置
JP2007195276A (ja) 電源装置
JP5429791B2 (ja) 溶接電源装置
JP2007143352A (ja) インバータの電源電圧検出装置
JP2012095449A (ja) スイッチング電源
JP2018078746A (ja) 無線給電装置
JP6083246B2 (ja) 溶接装置
JP2012019620A (ja) 電源装置
JP5274126B2 (ja) 異常検出回路
JP2012101231A (ja) 溶接用電源装置
JP2011205725A (ja) 電源装置
JP2016158406A (ja) 絶縁型スイッチング電源装置およびその制御方法
WO2013021572A1 (ja) スイッチング電源装置
JP2009017754A (ja) 電圧検出装置
JP2012066301A (ja) アーク加工用電源装置
JP2009153090A (ja) アナログ出力装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140904

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20150119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150811

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151013

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5851832

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350