JPH02214421A - 電源装置の並列運転方式 - 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 電源装置を複数並列に接続して、負荷への電力供給を行
う電源装置の並列運転方式に関し、複数並列に接続され
た電源装置間で送受信する起動条件情報を減少させるこ
とを目的とし、起動用スイッチをオン状態にすることに
より電力供給を開始し、且つ、出力電圧の異常を検出す
る出力電圧検出回路を備えた電源装置を、複数並列に接
続して負荷への電力供給を行う電源装置の並列運転方式
において、出力電圧検出回路により異常電圧を検出して
いる間、負荷への電力供給を遮断し、起動信号入力によ
りその遮断を解除する遮断自己保持回路と、起動用スイ
ッチがオン状態となった時、単一パルスを発生するパル
ス発生回路と、該パルス発生回路から送出された単一パ
ルスに従って起動信号を遮断自己保持回路へ送出する起
動回路を設け、複数の電源装置の内、いずれか一つの電
源装置のパルス発生回路において発生した単一パルスを
全電源装置の起動回路へ送出するようにし、これらの電
源装置の各起動用スイッチを順次オン状態に切り換える
ように構成する。

産業上の利用分野 本発明は電源装置を複数並列に接続して、負荷への電力
供給を行う電源装置の並列運転方式に関する。

最近の電子機器に使用される殆どのＩＣメモリやＣＰＵ
等は、５Ｖ（ボルト）の単一電源に統一される方向にあ
り、その消費電力も非常に少なくなってきている。しか
し、電子計算機力通信装置等においては、処理する情報
の量は増加し、そのスピードも高速化されてきており、
この面では電源装置の電力も増加させる必要が生じて来
る。負荷の電力容量が大きい場合、その負荷の電源部は
、複数の電源装置を並列運転して出力電力を増加させて
いる。また、負荷への供給電圧の安定化及び信頼性向上
のために、電源装置を複数並列に接続して運転する場合
もある（冗長運転）。

第３図は電源装置の並列運転状態ブロック図を示してい
る。

並列に接続された電源装置（ＰＵ）２５により負荷１２
への電源供給を行っている。電源装置２５の故障等によ
り出力電圧が上昇すると、負荷１２となるＩＣ等の部品
を破壊させてしまうことがあるため、電源装置２５は、
出力電圧の過電圧を検出して、その出力を遮断する過電
圧保護回路を備えている。一方、複数の電源装置２５に
よる電力供給容量が負荷１２の電力容量に対して不足し
て（過負荷）、電源装置２５の出力電圧が下降してしま
うような状態のときは、低電圧遮断警報（ＵＶＡ）を発
して、その出力を遮断するようにしている。

第４図は複数の電源装置の起動方法を説明するための特
性図であり、（ａ）は出力電流対出力電圧特性図、（ｂ
）は立ち上がり台数対出力電圧特性図を示している。

第４図（ａ）に示すように、ある一定電圧Ｖ。

を供給する電源装置において、負荷電流■。が増加、即
ち過負荷状態となると、その供給電圧Ｖ。

を一定に保つことができなくなる。また、並列運転され
る電源装置の台数が増加する程、負荷電流Ｉｏ　の増加
に対応できる。そして、負荷直線とＵＶＡＯ値から、こ
の負荷の容量を満足するのに必要な電源装置の台数が求
まる。第４図（ａ）において、負荷への供給電圧レベル
がＵＶＡのレベル以上となるのは、電源装置を３台用い
たときである。さらに、電源装置を４台運転したときの
供給電圧レベルは、低電圧遮断レベルをはるかに上回る
ため、余裕のある電力供給が行われる。

並列に接続された複数の電源装置を起動させるときは、
第４図（ｂ）に示すように、最初に１台、次に２台、そ
の次に３台、という具合に順次台数を増加させて立ち上
げるようにする。このとき、複数の電源装置による供給
電圧レベルが低電圧遮断レベルに達していないと、ＵＶ
Ａが発生して、電源装置による電力供給は遮断される。

第４図（ｂ）では、４台の電源装置を立ち上げたときに
電源供給が開始されていることを示している。

このように、並列運転を行っている複数の電源装置を起
動させる場合は、起動条件が全て整った各電源装置を同
時に起動させる必要があり、このときの起動条件情報の
解析等を簡単に行えることが要望されている。

従来の技術 第５図は従来の電源装置の並列運転方式のブロック図を
示している。

並列に接続された複数の電源装置（ＰＵ）２６−１〜２
６−Ｎから負荷１２に対して電力供給が行われる。各電
源装置２６−１〜２６−Ｎ間は、起動条件情報の送受信
が行えるようになっている。

この起動条件情報としては、電源装置２６−１〜２６−
Ｎの有無情報、各種アラーム（ＡＬＭ＞情報及び電源装
置起動用スイッチのオン・オフ情報を用いている。各電
源装置２６−１〜２６−Ｎは、自装置の起動条件情報を
検出すると共に、他の電源装置２６−１〜２６−Ｎにも
この情報を送出し、全電源装置２６−１〜２６−Ｎ間に
おいて起動条件情報をお互いに確認するようにしている
。

複数の電源装置２６−１〜２６−Ｎを起動させる場合は
、先ず、電源装置２６−１を起動させ、アラーム等が発
生していたら、電源装置２６−１の起動を中断する。そ
して、次に電源装置２６−１と電源装置２６−２を起動
させて、起動条件を満足しているか、その起動条件情報
の検出を行う。

このように、起動させる電源装置２６−１〜２６−Ｎの
台数を順次増加させながら、起動を繰り返し行い、起動
条件を満足したら、全ての電源装置２６−１〜２６−Ｎ
を同時に立ち上げるようにする。

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電源装置の並列運転方式
では、複数の電源装置間において起動条件情報をお互い
に確認する必要があるため、起動条件情報を送受信する
ための信号回路が必要となる。例えば、Ｎ台の電源装置
を並列運転するとき、１つの電源装置からの起動条件情
報用の出力回路は、Ｎ−１回路必要となり、その回路は
膨大な規模となるため、電子機器の電源部の小型化を妨
げてい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、複数並列に接続された電源装置
間で送受信する起動条件情報を減少させた電源装置の並
列運転方式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。

起動用スイッチ１０をオン状態にすることにより電力供
給を開始し、且つ、出力電圧の異常を検出する出力電圧
検出回路１１を備えた電源装置１３−１〜１３−Ｎを、
複数並列に接続して負荷１２への電力供給を行う電源装
置の並列運転方式において、出力電圧検出回路１１によ
り異常電圧を検出している間、負荷１２への電力供給を
遮断し、起動信号入力によりその遮断を解除する遮断自
己保持回路１４を設ける。さらに、起動用スイッチ１０
がオン状態となった時、単一パルスを発生するパルス発
生回路１５と、そのパルス発生回路１５から送出された
単一パルスに従って起動信号を遮断自己保持回路１４へ
送出する起動回路１６を設ける。

そして、複数の電源装置ｔ１３−１〜１３−Ｎの内、い
ずれか一つの電源装置のパルス発生回路１５において発
生した単一パルスを全電源装置１３−１〜１３−Ｎの起
動回路１６へ送出するようにし、これらの電源装置１３
−１〜１３−Ｎの各起動用スイッチ１０を順次オン状態
に切り換えるようにする。

作　　　用 本発明によれば、先ず、電源装置１３−１の起動用スイ
ッチ１０をオン状態にすると、この電源装置１３−１の
パルス発生回路１５において単一パルスが発生する。こ
の単一パルスは、電源装置１３−１〜１３−Ｎの起動回
路１６により取り込まれ、これらの起動回路１６から自
己保持回路１４へ起動信号が送出される。ここで、起動
用スイッチ１０がオン状態となっている電源装置は、電
源装置１３−１のみであるため、この電源装置１３−１
から負荷１２へ電力供給が行われる。この電力供給容量
が、負荷１２の電力容量よりも大きく、出力電圧検出回
路１１により異常電圧が検出されないときは、そのまま
電源供給が行われる。

一方、電力供給容量が負荷１２の電力容量よりも小さく
、出力電圧検出回路１１により異常電圧（低電圧遮断レ
ベル以下）が検出されたときは、電源装置１３−１の遮
断自己保持回路１４により電力供給が遮断される。

そして、次に電源装置１３−２の起動用スイッチ１０を
オン状態に切り換えると、この電源装置１３−２のパル
ス発生回路１５から、各電源装置１３−１〜１３−Ｎの
起動回路１６へ単一パルスが送出される。これにより、
電源装置１３−１．１３−２から負荷１２へ電力供給が
行われる。出力電圧検出回路１１により、異常電圧が検
出されなければ、そのまま電力供給が行われ、異常電圧
が検出されたときは、その電力供給が遮断される。

このようにして、電源装置１３−１〜１３−Ｎを起動さ
せる台数を順次、１台ずつ増やして起動させて行き、負
荷１２に対する供給電圧が低電圧遮断レベル以上となっ
たとき、遮断自己保持回路１４による電力供給遮断動作
が行われなくなる。

よって、パルス発生回路１５において発生した単一パル
スのみを複数の電源装置１３−１〜１３−Ｎ間で送受信
するだけで、複数の電源装置１３−１〜１３−Ｎの起動
が行える。

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図は本発明による電源装置の並列運転方式の一実施
例回路図を示している。

並列接続された３台の電源装置２０−１〜２０−３によ
り、負荷１２へ電力を供給している。２台の電源装置２
０−１．２０−２による電力供給容量は、負荷１２の電
力容量よりも大きい容量に設定されており、電源装置２
０−３は、出力電圧変動等を抑えて信頼性を向上させる
ための電源装置として設定されている。電源装置２０−
１の内部は、起動用スイッチＳＷＩ、パルス発生回路２
１−１、ダイオードＤ１、トランジスタＴＲＩ、サイリ
スタ　（ＳＣＲ）２４、フォトカプラ２３、コンデンサ
Ｃ１、ツェナーダイオードＤ４、抵抗Ｒ１、Ｒ２、給電
トランジスタＴＲ４及び出力電圧検出回路２２により構
成されている。

電源装置２０−２の構成が電源装置２０−１の構成と異
なる部分は、起動用スイッチＳＷ、２、パルス発生回路
２１−２、ダイオードＤ２、トランジスタＴＲ２、給電
トランジスタＴＲ５であり、その他の構成部分について
は、電源装置２０−１と同一であるため、図示していな
い。電源装置２０−３の構成が電源装置２０−１の構成
と異なる部分は、起動用スイッチＳＷ３、パルス発生回
路２１−３、ダイオードＤ３、トランジスタＴＲ３、給
電トランジスタＴＲ６であり、その他の構成部分につい
ては、電源装置２０−１と同一であるため、図示してい
ない。

起動用スイッチＳＷＩ〜ＳＷ３は、手動によりオン又は
オフ状態となり、パルス発生回路２１１〜２１−３は、
それぞれの起動用スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオフ状態か
らオン状態になったときに単一パルスを発生するように
なっている。パルス発生回路２１−１〜２１−３の出力
側には、それぞれダイオードＤ１〜Ｄ３を接続しており
、このダイオードＤ１〜Ｄ３のカソード及びトランジス
タＴＲＩ〜ＴＲ３めベースは、共通接続されている。出
力電圧検出回路２２は、負荷１２への供給電圧が、過電
圧となったり、低電圧遮断レベルよりも低くなったとき
の電圧を検出している。この出力電圧検出回路２２に、
フォトカプラ２３のダイオード部を接続している。

給電トランジスタＴＲ４〜ＴＲ６のベースとグラウンド
間に、それぞれ抵抗Ｒ２、フォトカプラ２３、コンデン
サＣ１による直列回路、ツェナーダイオードＤ４及び５
ＣＲ２４を接続している。

フォトカプラ２３とコンデンサＣ１の接続点に、５ＣＲ
２４のゲートを接続している。５ＣＲ２４に、並列にト
ランジスタＴＲＩ〜ＴＲ３をそれぞれ接続している。

電源装置２０−１〜２０−３を起動させるときの手順は
、電源装置２０−１の起動、電源装置２０−１，２０−
２の起動、電源装置２０−１．２０−２．２０−３の起
動の順番で起動させる。先ず、電源装置２０−１の起動
用ＳＷ１をオフ状態からオン状態に切り換えると、パル
ス発生回路２１−１において単一パルスが発生する。こ
の単一パルスは、ダイオードＤ１を介してトランジスタ
ＴＲＩ〜ＴＲ３のベースに印加され、各トランジスタＴ
Ｒ１〜ＴＲ３がオンとなり、給電トランジスタＴＲ４の
ベース電位はローレベルになる。そして、単一パルスの
印加が終了すると、各トランジスタＴＲＩ〜ＴＲ３がオ
フとなり、電源装置２０−１の起動用スイッチＳＷＩ、
抵抗Ｒ１を介してツェナーダイオードＤ４へ電流が流れ
、給電トランジスタＴＲ４のベース電位がツェナーダイ
オードＤ４によるツェナー電位となることにより、給電
トランジスタＴＲ４がオンとなる。このとき、電源装置
２０−２．２０−３の起動用スイッチＳＷ２、ＳＷ３は
、まだオフ状態であるため、給電トランジスタＴＲ５、
ＴＲ６はオフ状態のままである。

２つの電源装置２０−１．２０−２の電力供給容量によ
り、負荷１２の電力容量を満足するように設定されてい
るため、電源装置２０−１のみによる負荷１２への電力
供給容量は、その負荷１２の電力容量よりも小さい。よ
って、電源装置２０１の出力電圧レベルが、低電圧遮断
レベルよりも低くなり、出力電圧検出回路２２により、
これが検出され、フォトカプラー２３のダイオード部が
オンとなる。そして、このフォトカブラ２３のトランジ
スタ部もオンとなり、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、フォトカプ
ラ２３、コンデンサＣＩの経路で電流が流れる。これに
より、５ＣＲ２４のゲートにも制御電流が流れることに
なり、５ＣＲ２４がオンとなり、給電トランジスタＴＲ
４のベース電位は、グラウンドレベル近辺のローレベル
になるため、この給電トランジスタＴＲ４はオフ状態に
なる。

次に、電源装置２０−２の起動用スイッチＳＷ２をオン
状態に切り換えると、パルス発生回路２１−２において
単一パルスが発生する。この単一パルスは、ダイオード
Ｄ２を介して、トランジスタＴＲｌ−ＴＲ３のベースへ
印加され、各トランジスタＴＲＩ〜ＴＲ３がオンとなる
ため、電源装置２０−１．２０−２の５ＣＲ２４の両端
が短絡状態となり、５ＣＲ２４はターンオフする。単一
パルスの印加が終了すると、トランジスタＴＲＩ〜ＴＲ
３がオフになると同時に、給電トランジスタＴＲ４、Ｔ
Ｒ５がオンとなり、２台の電源装置２０−１，２０−２
により、負荷１２への電力供給が行われる。電源装置２
０−１．２０−２による給電電力容量は、負荷１２の電
力容量よりも大きく、低電圧遮断レベルよりも高い電位
で給電されているため、給電トランジスタＴＲ４、ＴＲ
５はオン状態のままである。

次に、もう１台の電源装置２０−３の起動用スイッチＳ
Ｗ３をオン状態に切り換えると、ダイオードＤ３を介し
て、パルス発生回路２１−３からトランジスタＴＲＩ〜
ＴＲ３へ単一ハルスカ送出される。トランジスタＴＲＩ
〜ＴＲ３のベースに単一パルスが印加されている間は、
負荷１２への給電が遮断され、その印加が終了すると、
電源装置２０−１〜２０−３の給電トランジスタＴＲ４
〜ＴＲ６が同時にオン状態となり、負荷１２への給電が
開始される。

間で送受信される起動条件情報は、起動用パルスのみと
なり、その回路構成を簡単にすることができ、電子機器
における電源部の実装スペースを小さくすることができ
る。また、この回路構成の簡素化に伴い、電源部のコス
トダウンを図ることが可能とな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図は本発明による電源装置の並列運転方式０式％ 第３図は電源装置の並列運転状態ブロック図、第４図は
複数の電源装置の起動方法を説明するための特性図、 第５図は従来の電源装置の並列運転方式のブロック図を
示している。 発明の効果 本発明による電源装置の並列運転方式は、以上詳述した
ように構成したので、複数台の電源装置１０・・・起動
用スイッチ、 １１・・・出力電圧検出回路、 １２・・・負荷、 １３−１〜１３−Ｎ・・・電源装置、 １４・・・遮断自己保持回路、 １５．２１−１・・・パルス発生回路、ＴＲＩ〜ＴＲ３
・・・トランジスタ、 ２３・・・フォトカブラ、 ２４・・・ＳＣＲ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 起動用スイッチ（１０）をオン状態にすることにより電
   力供給を開始し、且つ、出力電圧の異常を検出する出力
   電圧検出回路（１１）を備えた電源装置（１３−１〜１
   ３−Ｎ）を、複数並列に接続して負荷（１２）への電力
   供給を行う電源装置の並列運転方式において、 出力電圧検出回路（１１）により異常電圧を検出してい
   る間、負荷（１２）への電力供給を遮断し、起動信号入
   力によりその遮断を解除する遮断自己保持回路（１４）
   と、 起動用スイッチ（１０）がオン状態となった時、単一パ
   ルスを発生するパルス発生回路（１５）と、該パルス発
   生回路（１５）から送出された単一パルスに従って起動
   信号を遮断自己保持回路（１４）へ送出する起動回路（
   １６）を設け、 複数の電源装置（１３−１〜１３−Ｎ）の内、いずれか
   一つの電源装置のパルス発生回路（１５）において発生
   した単一パルスを全電源装置（１３−１〜１３−Ｎ）の
   起動回路（１６）へ送出するようにし、これらの電源装
   置（１３−１〜１３−Ｎ）の各起動用スイッチ（１０）
   を順次オン状態に切り換えるようにしたことを特徴とす
   る電源装置の並列運転方式。