JPH01318506A - 過電圧保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概要 並列運転方式電源装置における過電圧保護回路に関し、 並列運転を行っている電源コンバータの出力電圧が過電
圧となったときに、負荷の誤動作等を防止すると共に負
荷へ過電圧が掛かるのを防止することを目的とし、 出力電圧が過電圧となったとき、その出力を遮断する電
源コンバータを、複数並列に接続して負荷へ電力を供給
する並列運転方式電源装置において、電源コンバータの
出力側にその電源コンバータの出力を検出する出力検出
手段と、電源コンバータの出力を遮断するスイッチング
手段を設け、複数の電源コンバータの内、いずれかの電
源コンバータが過電圧となりその出力が遮断されたとき
、その出力遮断となった電源コンバータ以外の電源コン
バータのスイッチング手段をオフにしてその出力を遮断
するように構成する。

産業上の利用分野 本発明は並列運転方式電源装置における過電圧保護回路
に関する。

電子機器において、負荷系統の電力容量が大きい場合、
その電源部は、複数の電源コンバータを並列運転して出
力容量を増加させている。また電源コンバータの故障等
で出力電圧が上昇すると、負荷となるＩＣ等の部品を破
壊させてしまうことがある。そこで、一般に、電源コン
バータは、その出力電圧が上昇して過電圧となったとき
には、出力を遮断する過電圧保護回路を備えている。

このような汎用性のある電源コンバータを並列運転して
いる中で、過電圧が発生した場合でも確実に負荷が保護
されることが要望されている。

従来の技術 第３図は従来の過電圧保護回路を適用した並列運転方式
電源装置の回路図を示している。１０は負荷、３０．３
１は電源コンバータ、２８．２９は過電圧検出回路、２
６．２７は駆動回路、Ｔ１、Ｔ２はトランス、Ｃ１〜Ｃ
４はコンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４はダイオード、Ｌｌ、Ｌ２
はコイル、ＴＲ１、ＴＲ２はスイッチング・トランジス
タである。

電源コンバータ３０．３１は、布線で並列に接続して、
負荷１０へ電力を供給している。

ダイオードＤ１、Ｄ２、コイルＬ１及びコンデンサＣ２
は、トランスＴ１の出力側巻線からの出力を整流平滑し
ている。ダイオードＤ３、Ｄ４、コイルＬ２およびコン
デンサＣ４は、トランスＴ２からの出力を整流平滑して
いる。駆動回路２６は、出力電圧レベルを検出する出力
電圧検出回路（図示せず）からの信号を取り込んで、ス
イッチング・トランジスタＴＲＩのオン・オフを制御し
ており、トランスＴ１の入力側巻線に印加される入力端
子のパルス幅が制御されて、出力電圧が一定に保持され
る。駆動回路２７も駆動回路２６と同様の動作で、スイ
ッチング・トランジスタＴＲ２のオン・オフを制御して
おり、トランスＴ２の入力端巻線に印加される入力電圧
のパルス幅が制御されて、出力電圧が一定に保持される
。

また、過電圧検出回路２８は、例えば、コンパレータ等
を用いて、予め過電圧と判断する電圧レベルを設定して
おく。そして、出力電圧がその設定電圧に達したら駆動
回路２６へ信号を送出し、スイッチング・トランジスタ
ＴＲＩをオフにして電源コンバータ３０から負荷１０へ
の電力送出を遮断する。過電圧検出回路２９も過電圧検
出回路２８と同様の動作で、駆動回路２７へ信号を送出
し、スイッチング・トランジスタＴＲ２をオフにして、
電源コンバータ３１から負荷１０への電力送出を遮断す
る。

第４図は過電圧保護回路の他の従来例回路図を示してい
る。

電源コンバータを複数並列に接続した状態の図は省略し
ているが、第３図と同様の接続である。

３２は駆動回路、３３は出力電圧検出回路、３４は過電
圧検出回路、３５はスイッチング素子、ＴＲ３はスイッ
チング・トランジスタ、Ｔ３はトランス、Ｌ３はコイル
、Ｄ５、Ｄ６はダイオード、Ｃ５、Ｃ６はコンデンサで
ある。ダイオードＤ５、Ｄ６、コイルＬ３、コンデンサ
Ｃ６はトランスＴ３からの出力を整流平滑している。出
力電圧検出回路３３は、出力電圧の変動を検出し、その
変動に応じて駆動回路３２へ信号を送出してスイッチン
グ・トランジスタＴＲ３を制御している。電源コンバー
タの出力側にスイッチング素子３５が設けられており、
過電圧検出回路３４によりそのオン・オフが制御されて
いる。トランスＴ３からの出力は、このスイッチング素
子３５を介して負荷側へ送出するようにしている。過電
圧検出回路３４が過電圧を検出したときは、スイッチン
グ素子３５がオフとなり、電源コンバータから負荷１０
への出力は遮断される。

第５図は従来例による過電圧時の負荷への印加電圧特性
図であり、第３図と第４図の従来例において出力遮断後
に負荷へ掛かる電圧の違いを示している。

出力電圧に過電圧（異常〉が発生して、それを過電圧検
出回路２８．２９又は３４で検出してから、負荷１０へ
の電力供給が遮断されるまでにある程度の時間が掛かり
、その間に負荷１０に印加される電圧は上昇する。そし
て、電力供給が遮断されると、第３図ではコンデンサＣ
２又はＣ４と、負荷１０のインピーダンスによる放電時
間に基づいて印加電圧が減少する。第４図では、負荷１
０内部のコンデンサ容量とインピーダンスによる放電時
間に基づいて印加電圧が減少するため、第３図従来例よ
りも電圧が急激に減少して負荷へのダメージが少ない。

発明が解決しようとする課題 しかし、上述したような従来の過電圧保護回路では、過
電圧検出回路で過電圧と判断して動作す電圧に、ある程
度の幅があり、複数の電源コンバータの出力電圧が、同
一過電圧値となっても、それぞれに設けられた過電圧検
出回路が同時に動作することはない。よって、それぞれ
の電源コンバータの過電圧検出回路の動作電圧が異なる
ことになるため、過電圧を検出できなかった電源コンバ
ータのみで負荷へ電力を供給することになり、負荷へ十
分な電力を供給できず、出力電圧が低下して、負荷が誤
動作する可能性があるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、並列運転を行っている電源コン
バータの出力電圧が過電圧となったときに、負荷の誤動
作等を防止すると共に負荷へ過電圧が掛かるのを防止す
る過電圧保護回路を提供することである。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理ブロック図である。

出力電圧が過電圧となったとき、その出力を遮断する電
源コンバータ１１を、複数並列に接続して負荷１０へ電
力を供給する並列運転方式電源装置において、電源コン
バータ１１の出力側にその電源コンバータ１１の出力を
検出する出力検出手段１２と、電源コンバータ１１の出
力を遮断するスイッチング手段１３を設ける。そして、
複数の電源コンバータ１１の内、いずれかの電源コンバ
ータ１１が過電圧となりその出力が遮断されたとき、そ
の出力遮断となった電源コンバータ１１以外の電源コン
バータ１１のスイッチング手段１３をオフにしてその出
力を遮断する。

作　　　用 本発明よれば、複数の電源コンバータ１１の内、いずれ
か１つが過電圧を検出してその出力が遮断されたとき、
この出力遮断となった電源コンバータ１１に設けられた
出力検出手段１２により出力が遮断されたことが検出さ
れる。この出力検出手段１２は、出力遮断となった電源
コンバータ１１以外の電源コンバータ１１のスイッチン
グ手段１３をオフにするため、全ての電源コンバータ１
１からの負荷１０への出力が遮断される。

これにより、一部の電源コンバータ１１による過負荷給
電状態が発生しないため、出力電圧の低下が発生せず、
負荷１０の誤動作等が防止される。

実　　施　　例 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第２図は本発明による過電圧保護回路を適用した並列運
転方式電源装置の一実施例回路図を示しており、第３図
の従来と同一構成部分については、同一符号を付してそ
の詳細な説明は省略する。

第２図において１０は負荷、２０．２１は電源コンバー
タ、２２．２３はＦＥＴ駆動回路、２４．２５はパワー
ＭＯ３−ＦＥＴ、２６．２７は駆動回路、Ｔ１、Ｔ２は
トランス、ＴＲＩ、ＴＲ２はスイッチング・トランジス
タ、０１〜Ｃ４はコンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４はダイオード
、Ｌｌ、Ｌ２はコイルである。

２台の電源コンバータ２０．２１は、並列に接続されて
、負荷１０へ電力を供給している。ＦＥＴ駆動回路２２
は、トランスＴｌの出力側巻線からの電圧を取り込んで
、パワーＭＯ３−ＦＥＴ２５のゲートへ信号を送出して
いる。ＦＥＴ駆動回路２３も同様の動作で、パワーＭＯ
３−ＦＥＴ２４のゲートへ信号を送出している。パワー
ＭＯ３−ＦＥＴ２４．２５は、それぞれの電源コンバー
タ２０．２１の出力平滑用のコンデンサＣ２、Ｃ４と負
荷１０の間に設けられており、電源コンバータ２０．２
１の出力電力は、このパワーＭＯ３−ＦＥＴ２４．２５
を介して負荷１０へ出力される。電源コンバータ２０の
過電圧検出回路２８は、出力電圧の過電圧を検出すると
、駆動回路２６へ信号を送出してスイッチング・トラン
ジスタＴＲ１をオフにして負荷１０への出力を遮断して
いる。

電源コンバータ２１の過電圧検出回路２９も過電圧検出
回路２８と同様の動作で、出力を遮断するようにしてい
る。

電源コンバータ２０の過電圧検出回路２８が過電圧を検
出したときは、過電圧検出回路２８から駆動回路２６へ
信号が送出され、スイッチング・トランジスタＴＲＩが
オフになり電源コンバータ２０からの出力が遮断される
。トランスＴ１の出力側巻線からの出力電圧も無くなる
ため、ＦＥＴ駆動回路２２は、電源コンバータ２１のパ
ワーＭＯ３−ＦＥＴ２５をオフにする。これにより、電
源コンバータ２１の出力も、負荷１０へ送出されナイ。

パワーＭＯ３−ＦＥＴ２５がオフして出力遮断になるこ
とにより、負荷１０へ掛かる電圧は、コンデンサＣ４の
影響を受けず、遮断動作後のその電圧が急激に減少する
。

また、電源コンバータ２１の過電圧検出回路２９が過電
圧を検出したときも、過電圧検出回路２８で検出したと
きと同様の動作で、駆動回路２７によりスイッチング・
トランジスタＴＲ２がオフにされ、出力が遮断される。

そして、トランスＴ２の出力側巻線からの出力電圧も無
くなり、ＦＥＴ駆動回路２３によりパワーＭＯ３ＦＥＴ
２４がオフになり、電源コンバータ２０の出力は、負荷
１０へ送出されない。

このように、電源コンバータ２０．２１のどちらか片方
が過電圧状態になっても、両方の電源コンバータ２０．
２１からの出力が遮断されるため、片方の電源コンバー
タのみで負荷１０への給電を行うことはなく、過負荷に
よる出力電圧低下は起こらない。

本実施例では、２台の電源コンバータの並列運転となっ
ているが、電源コンバータの台数は、これに限られるも
のではない。

発明の効果 本発明の過電圧保護回路は、以上詳述したように構成し
たので、電源コンバータの並列運転で過電圧を検出した
とき、全ての電源コンバータからの出力が遮断され、電
源コンバータが過負荷状態で動作することがなく、負荷
の誤動作等が発生せず、負荷の動作の信頼性が向上する
。また、無駄な電力損失もなくるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明による過電圧保護回路を適用した並列運
転方式電源装置の一実施例回路図、第３図は従来の過電
圧保護回路を適用した並列運転方式電源装置の回路図、 第４図は他の従来例回路図、 第５図は従来例による過電圧時の負荷への印カロ電圧特
性図を示している。 １０・・・負荷、 １２・・・出力検出手段、 １３・・・スイッチング手段、 １１．２０．２１・・・電源コンツイータ、２２．２３
・・・ＦＥＴ駆動回路、 ２４．２５・・・パワーＭＯ３−ＦＥＴ。 ２６．２７．３２・・・駆動回路、 ２８．２９．３４・・・過電圧検出回路、３３・・・出
力電圧検出回路、 ３５・・・スイッチング素子、 ＴＲＩ〜ＴＲ３・・・スイッチング・トランジスタ、Ｔ
１〜Ｔ３・・・トランス、 Ｌ１〜Ｌ３・・・コイル、 Ｃ１〜Ｃ６・・・コンデンサ、 Ｄ１〜Ｄ６・・・ダイオード。 ネ危明０ヌ理ブロブク図 第　１　図 ２０：ｆう原フンノ＼゛−タ ２１：電〃示コン２＼１−タ 本貝５０月にＪ、ろ通電圧Δ茅賽

【回しトをす１用した
並ダリｌ（表云力゛入第１以ｆ、長釘］【　０−ラぐＪ
克イ列　回Ｔオドβｎ３ｏ：　電シ犀コシへ−夕 市を米ｆ）石ら電工イ米ず１回しトな０１用しだ並列夛
１私ガ寸くミノ七」α】【イとの牽く米イダリ　回　Ｆ
ｉ口 第４図 ダ来イ列にＪる通電圧」晋の１ｊ補′への卯加電瓜秤ノ
注圀第　５　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 出力電圧が過電圧となったとき、その出力を遮断する電
   源コンバータ（１１）を、複数並列に接続して負荷（１
   ０）へ電力を供給する並列運転方式電源装置において、 電源コンバータ（１１）の出力側にその電源コンバータ
   （１１）の出力を検出する出力検出手段（１２）と、電
   源コンバータ（１１）の出力を遮断するスイッチング手
   段（１３）を設け、 複数の電源コンバータ（１１）の内、いずれかの電源コ
   ンバータ（１１）が過電圧となりその出力が遮断された
   とき、その出力遮断となった電源コンバータ（１１）以
   外の電源コンバータ（１１）のスイッチング手段（１３
   ）をオフにしてその出力を遮断することを特徴とする過
   電圧保護回路。