JPH0125299B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は故障を確実に検出でき、しかもダミー
抵抗による定常運転時の損失のない、出力側に逆
流防止用ダイオードを備えた並列冗長システム用
直流電源装置に関するものである。

直流電源として高い信頼性を要求される場合に
は、周知の如くその出力回路に逆流防止用ダイオ
ードを備えた直流電源装置を複数台（Ｎ＋１台）
並列運転し、そのうちのＮ台によつて負荷電流を
供給するように運転する、所謂並列冗長システム
が使用される。このようにすれば仮にＮ＋１台の
内の１台が故障しても、その修復時間中は残りの
Ｎ台の電源装置により電力の供給が行われる。従
つて電源供給システムとしての信頼性を高めるこ
とができる。しかしこの場合高信頼性の確保に当
つては、あくまで故障発生時その発見を確実に行
えることが前提となるものであつて、例えば１台
が故障して残りのＮ台の運転により負荷電流の供
給が行われていることが判別できず、更に他の１
台が故障して負荷電流の供給不足となつた時、初
めて故障と判るような事態となつた場合には、電
源システムとしての信頼性が大きく損われる。

そこでこのような事態となるのを防ぐため、逆
流防止用ダイオードの入力側に電圧監視回路を設
け、これにより出力電圧を検出するようにして、
例えば出力電圧が異常に低くなつた場合に、その
電源装置の運転を停止したり、警報信号を送出す
る機能を持たせている。

しかし逆流防止用ダイオードの逆方向もれ電流
が多い場合には、故障した電源装置の出力電圧が
低下しても、他の電源装置から逆流防止用ダイオ
ードに逆方向もれ電流が流れるため、故障した電
源装置の出力電圧が十分低下しなくなつて、出力
電圧監視回路が故障を検出できない場合がある。
そこで従来においてはこれを解決するため、逆流
防止用ダイオードの入力側、即ち出力電圧監視回
路と並列に常時ダミー抵抗を挿入しておき、これ
により強制的に出力電圧を低下させることが行わ
れている。第１図はその回路の一例を示す図であ
つて、図において１は直流電源装置、２は入力電
圧を必要な出力電圧に変換するための主回路とそ
の制御回路、３は逆流防止用ダイオード、４はダ
ミー抵抗、５は出力電圧監視回路、１′は冗長運
転を行つている他の直流電源装置であつて、これ
は直流電源装置１と同様な構成をもつ。

このようにすれば故障により例えば直流電源装
置１が負荷電流を供給しなくなつた時、これと並
列運転されている他の直流電源装置１′の出力電
圧により、ダミー抵抗４に逆方向もれ電流I_rが流
れる。そこでこれによつてダミー抵抗４に生ずる
電圧、即ち逆方向もれ電流I_rとダミー抵抗４の抵
抗値R_Dの積によつて生ずる電圧値が、出力電圧
監視回路５の検出電圧レベルより小となるように
すれば、故障の検出を確実にすることができる。

しかしその一方この方法ではダミー抵抗４によ
つて常時電力損失を生じて、直流電源装置回路の
正常運転時の損失を増大させる欠点がある。しか
も低電圧大電流出力の直流電源装置においてその
低損失化を目的として、逆流防止用ダイオードに
例えばシヨツトキバリアダイオードにように、順
方向電圧降下が小さく、逆方向もれ電流が比較的
大きいものが用いられた場合には、ダミー抵抗４
の抵抗値R_Dを更に小さくしなければならないた
め、更に正常運転時の損失を増大して、抵損失化
の効果が十分に得られないと云う欠点がある。

本発明は故障電源装置の確実な検出動作を確保
しながら、従来回路の欠点であるダミー抵抗によ
る損失を生じないようにして、正常運転時におけ
る損失を少なくできるようにしたものである。以
下図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す回路図（第１
図と同一符号は同等部分を示す。）であつて、本
発明の特徴とするところは次の点にある。即ち第
２図に示すように、故障時他の直流電源装置１′
の出力電圧により、逆流防止用ダイオード３の順
方向電圧が正常運転時のそれより小となつたこ
と、或いは逆流防止用ダイオード３に逆方向の電
圧が印加されたことを検出する、逆流防止用ダイ
オードの両端電圧検出回路７と、その出力によつ
てオン動作するダミー抵抗４に直列接続されたス
イツチ６をそれぞれの直流電源装置に設けたこと
を特徴とするものである。

そして例えば直流電源装置１が正常に動作して
負荷に電流を供給しているときスイツチ６をオフ
とし、逆に故障など何等かの理由により出力への
電流の供給が停止されて、逆流防止用ダイオード
の例えば順方向電圧が小となつたときスイツチ６
をオンさせて、ダミー抵抗４を接続するようにし
たものである。

このようにすれば正常動作時におけるダミー抵
抗４による損失の増大を防ぐことができ、また故
障発生時には出力電圧監視回路５の検出点の電圧
を確実に低下させて、故障の検出を確実にするす
ぐれた効果が得られる。

次に第３図によつて逆流防止用ダイオードの両
端電圧検出回路７の具体例を示す。図において３
は逆流防止用ダイオード、４はダミー抵抗、６は
スイツチであつて、この例ではトランジスタスイ
ツチング素子を用いている。７は逆流防止用ダイ
オードの両端電圧検出回路であつて、これは次の
各部から構成される。CMはコンパレータ、R₁，
R₂，R₃，R₄，R₅，R₆はそれぞれ抵抗、E_aはコン
パレータを動作させるための補助電源であつて、
以上からなる回路は次のように動作する。

逆流防止用ダイオード３の電圧をV_D、カソー
ド側電圧をV_p、アノード側電圧をV_p＋V_Dとする
と、コンパレータCMの入力が一致する条件
は R₂V_p／（R₁＋R₂）＝R₄（V_p＋V_D）／（R₃＋R₄）
…… であり、の式よりV_Dを求めると V_D＝（R₂R₃−R₁R₄）V_p／（R₁R₄＋R₂R₄）
…… である。即ちV_Dが逆流防止用ダイオード３の順
方向導通開始電圧（PNダイオードで約0.6V.シヨ
ツトキバリアダイオードで約0.4V）よりやや低
めになるように抵抗R₁〜R₄を式に従つて設定
しておけば、直流電源装置が正常に動作し、逆流
防止用ダイオード３を通して負荷電流を供給して
いる場合には、ダイオード３の順方向電圧降下が
大きくなつてコンパレータCMの出力は低レベル
となるため、トランジスタ６はオフであつてダミ
ー抵抗４は接続されない。一方直流電源装置が何
らかの原因で負荷電流を供給できなくなつた場合
には、逆流防止用ダイオード３の順方向電圧降下
が小さくなつてコンパレータCMの出力は高レベ
ルとなるため、トランジスタ６はオンとなつてダ
ミー抵抗４が出力に接続される。

なおこの場合冗長並列運転中の各直流電源装置
の出力電圧設定精度が悪く、負荷分担が極端に不
均一になるような場合は、逆流防止用ダイオード
３の両端電圧が約0Vあるいはカソード側が高く
なることが考えられる。このような場合にダミー
抵抗４が誤つて投入されないようにするために
は、式のV_Dが負の適当な値となるように抵抗
R₁〜R₄の抵抗値を設定する。このようにすれば
直流電源装置が故障により負荷電流を供給できな
くなり、逆流防止用ダイオード３に逆電圧が印加
されたときだけダミー抵抗が投入されることにな
り、第２図によつて説明した効果が得られる。

以上本発明を一実施例回路により説明したが、
逆流防止用ダイオード３はシヨツトキバリアダイ
オードに限られるものではなく、Ｐ−Ｎ接合シリ
コンダイオード等一般のダイオードを使用した場
合にも適用可能であることは云うまでもない。

以上説明した如く本発明によれば並列冗長運転
で使用される直流電源装置においてダミー抵抗を
必要な時にのみ有効に使用することができ、しか
も故障機の選択を確実に行なうことができ、しか
も損失低減に寄与するので実用上の効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の並列冗長運転用直流電源装置の
回路例図、第２図は本発明の一実施例を示す回路
図、第３図は逆流防止用ダイオードの両端電圧検
出回路の具体例を示す回路図である。 １……直流電源装置、１′……並列冗長運転を
行つている他の電源装置、２……入力電圧を必要
な出力電圧に変換する為の主回路並びに制御回
路、３……逆流防止用ダイオード、４……ダミー
抵抗、５……出力電圧監視回路、６……ダミー抵
抗入切スイツチ、７……逆流防止用ダイオードの
両端電圧検出回路、CM……コンパレータ、R₁，
R₂，R₃，R₄，R₅，R₆……抵抗、E_a……コンパレ
ータ用補助電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 出力側に出力電圧監視回路を介して逆流防止
   用ダイオードを備えた並列冗長システム用直流電
   源装置において、上記逆流防止用ダイオードのア
   ノード・カソード間に印加される電圧の極性或い
   は順方向電圧降下値によつて直流電源装置が出力
   供給不能となつたことを検出する回路を設け、こ
   の検出回路が動作したとき直流電源装置にダミー
   抵抗を投入するように構成したことを特徴とする
   直流電源装置。