JPH03195370A - 電流バランス回路を有する電源装置 - 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］ 並列運転時に、出力電流の平均化を図るための電流バラ
ンス回路を有する電源装置に関し、従来、複数の電源装
置を並列運転中に、−台の電源装置が故障し停止した場
合には、該故障装置の出力電流信号が消失し、各電源装
置間に接続された電流バランス端子の電圧が上記故障装
置に引き込まれ、他の正常な電源装置の並列運転が不可
能となっていた問題の解決を目的とし、 電流バランス端子の信号と、自己の出力電流信号との比
較を行なう際に、自己の出力電流が他の電源装置の出力
電流よりも小さい場合には、自己の出力電流信号の電流
バランス端子への接続を開放し、自己の出力電流が他の
電源装置の出力電流よりも大きい場合にのみ、自己の出
力電流信号を電流バランス端子へ接続する手段を設けて
構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、直流定電圧出力の電源装置であって、該電源
装置の複数個を並列運転する際に、各電源装置の出力電
流の平均化を図るための電流バランス端子および電流バ
ランス回路を有する電源装置に関し、特に、上記複数の
電源装置の内の一台の電源装置が停止しても、他の正常
な電源装置の出力電圧および出力電流が影響されること
なく、そのまま並列運転を続行することが可能な電流バ
ランス回路を有する電源装置に関する。

［従来の技術］ ノンストップコンピュータとよばれる電子計算機に用い
る電源システノ・の信頼性を上げる手法として複数台の
電源装置の並列冗長運転が一般的である。並列冗長運転
は同一出力電圧の電源装置を複数台並列に接続して負荷
に電源を供給し、その内の一台が故障しても、他の正常
な電源装置で装置に必要な電源を供給できるようにする
ものである。

また、故障時の電圧変動を最小にするためおよび電源装
置の負担軽減のために、各電源装置の出力電流を平均化
する必要があり電源装置に出力電流バランス回路を設け
ている。

従来の電流バランス回路を有する電源装置の例を第２図
に示す。

第２図の従来例は、一つの共通整流部に三つの電源ユニ
ットが接続され、一つの共通負荷に電力を供給するンス
テムの例である。

第２図において、ｌｏｂ、２０ｂ、３０ｂは挿動運転さ
れる電源ユニット、４０は共通整流器、５０は共通の負
荷、ＣＴは変流器、Ｔ、は主回路スイッチング素子、Ｔ
は高周波トランス、Ａ１〜Δ３は誤差増幅器（単に「ア
ンプ」ともいう）、Ｒ１−Ｒ１３は抵抗器、０１〜Ｃ３
はコンデンサ、Ｄｌ、Ｄ３〜Ｄ９はダイオード、Ｅは出
力電圧の基準電圧を与えるための電圧源、Ｌ　１は平滑
用のチョーク、ＣＢは電流バランス端子、＋１、＋２、
＋３は各電源ユニットから負荷に流れる電流を表わし、
この内特に、ＣＴは電源ユニットの出力電流を検出する
ための変流器、Ａ１は変流器ＣＴに得られた電圧をＣＢ
（電流バランス）端子に出力するためのインピーダンス
変換用アンプ、Ａ２は自己の出力電流と他の電源ユニッ
トの出力電流を比較・増幅して自己の出力電流を調節す
るためのアンプ、抵抗器Ｒ１は自己の出力電流と他の電
源ユニットの出力電流の差に応じた電圧を生じるための
抵抗である。

本電源ユニット１０ｂ、２０ｂ、３０ｂは、周知のＰＷ
Ｍ型のスイッチングレギュレータであり、各電源ユニソ
Ｍｏｂ、２０ｂ、３０ｂは共通整流部４０を共通直流源
として、最初に直流−交流変換を、次に交流−直流交換
を行ない、規定の直流定電圧出力を得て、共通の負荷５
０に電力を供給するものである。

このスイッチングレギュレータの基本構成は、よく知ら
れており、その詳細な説明は省略し、本発明に直接関係
する部分、すなわち、各電源ユニットにおける電流バラ
ンス動作について以下説明する。

例えば、電源ユニッＢｏａは、負荷５０に供給している
自己の出力電流（＋１）に比例した電流を、変流器ＣＴ
で検出しており、該検出電流はダイオードＤ３、コンデ
ンサＣ３、抵抗器Ｒ２で整流平滑され、電圧信号として
アンプＡＩの非反転入力端子に入力される。

従って、アンプＡ１の出力端子には自ユニットの出力電
流に比例した電圧が発生している。

仮に、電源ユニッＭｏｂの出力電流■１が他の電流ユニ
ッ）２０ｂ、３０ｂの出力電流Ｉ２．＋３よりも少ない
とする。

この時抵抗器Ｒ１には、電流バランス端子ＣＢからアン
プＡ１の出力端子に向う電流が流れ、抵抗器Ｒ１の電流
バランス端子ＣＢ側には正極性の電圧が生じ、従って、
アンプＡ２の出力端子にはダイオードＤ１が導通ずるよ
うな電圧を生じる。

ダイオードＤｌが導通ずることにより、基準電源Ｅ、抵
抗器Ｒ７、Ｒ８で構成される基準電圧回路の出力基準電
圧が持ち上げられるため、この電源ユニットの出力電圧
が上昇し、その結果として、出力電流が増加し、他の電
源ユニットの出力電流とバランスするように動作する。

また逆に、自己の出力電流が他の電源ユニットの出力電
流より大きい場合は、アンプＡ２の出力端子の電圧は電
圧安定化回路の出力基準電圧より低いため、ダイオード
Ｄ１がカットオフ（ｃｕｔ　ｏｆｆ）　Ｌ、、自己の出
力電圧は変化しない。

以上説明したような動作により、各電源ユニット１０ｂ
、２０ｂ、３０ｂの出力電流■１、Ｉ２、Ｉ３はバラン
スし、各電源ユニットの負荷が平均化される。

［発明が解決しようとする課題］ 第２図のように構成された、従来の電源ユニットの並列
運転中に、−台の電源ユニットが故障すると、該故障し
た電源ユニット中のアンプＡ１の出力端子の電圧はほぼ
０　（ゼロ）″ボルトとなり、他の電源ユニットの電流
バランス端子ＣＢから故障電源ユニットの電流バランス
端子ＣＢへ電流が流れることになる。

従って、正常な電源ユニット内の抵抗器Ｒ１の電流バラ
ンス端子側には負極性の電圧が生じるため、正常な各電
源ユニット内のアンプΔ２の出力端子電圧が負極性電圧
となり、ダイオードＤ１がカントオフし、無制御状態と
なる。

このため、正常な電源ユニ７）間での電流バランス動作
が不可能となり並列冗長運転の機能を阻害するという問
題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、並列
運転中の電源装置の内、−台の電源装置が故障した場合
にも、他の正常な電源装置間で電流バランス動作を行な
い得る電流バランス回路を有する′ＦＬ源装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に６
１載した手段ｊこより達成される。

ずなわら、本発明は、直流定電圧出力の電源装置であっ
て、該電源装置の複数個を並列運転する際に、各電源装
置の出力電流の平均化を図るための、各電源装置からの
出力電流信号を相互に接続し、名電源装置に他の電源装
置の平均出力電流を通知する電流バランス端子と、該電
流バランス端子の信号と自己の出力電流信号との比較に
より、自己の出力電流が他の電源装置の出力電流より小
さい場合には、自己の出力型。

流を増加させる電流バランス回路を有する電源装置にお
いて、手記電流バランス端子から通知される信号により
、自己の出力電流と他の電源装置の出力電流との比較を
行なう際に、自己の出力電流が他の電源装置の出力電流
より小さい場合には、自己の出力電流信号の電流バラン
ス端子への接続を開放１，５、自己の出力電流が他の電
源装置の出力電流より大きい場合にのみ、自己の出力電
流信号を電流バランス端子へ接続する手段を設けた電流
バランス回Ｒｈを有する電源装置である。

１作　用ｌ 本発明の電源装置では、自己の出力電流が他の電源装置
の平均的な出力電流Ｊ、り大きい場合にのみ、自己の出
力電流の信号を電流ノ・ランス端子に出力するようにし
、電流バランス端子における各電源装置の平均出力電流
信号の生成に関与させ、自己の出力電流が他の電源装置
の平均出力電流よりも小さい時は、自己の出力電流信号
と電流バランス端子との接続を開放し、電流バランス端
子へ自己の出力電流信号が影響を与えないようにする。

このような構成を取ることにより、複数の電源装置を並
列運転中に１台の電源装置が故障した場合にも、該故障
装置の出力電流信号は“０（ゼロ）″′ボルトとなるが
、電流バランス端子へは何の影響も与えず他の正常な電
源装置間で電流バランスを取りながら並列運転を続行し
得ることになる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す図であり、第２図の従
来例と同様に、一つの共通整流部に三つの電源ユニット
が接続され、一つの共通負荷に電力を供給する場合の例
である。

第１図において、１０　ａ　、　２０ａ　、　３０ａ　
は本発明による電源ユニット、Ｄ２はダイオードを表わ
しており、他の符号は第２図の場合と同様である。

本実施例は、第２図に示した従来回路のインピーダンス
変換用アンプＡＩの出力端子と反転入力端子の間にダイ
オードＤ２を挿入し、アンプＡ１の非反転入力端子の電
圧とダイオードＤ２のカソードの電圧をアンプＡ２で比
較・増幅することにより電流バランス動作を行なわせる
ようにしたものである。

すなわち、アンプＡ１の非反転入力端子には自己の出力
電流に比例した電圧が発生しており、他の電源ユニット
のアンプＡ１にも同様にそのユニットの出力電流に比例
した電圧が発生している。アンプＡ１とダイオードＤ２
は理想ダイオード（順方向電圧降下がないダイオード）
を形成しており、自己の出力電流が他の電源ユニットの
出力電流より大きい場合は導通し、アンプＡ２の非反転
、反転入力端子間にかかる電圧を“０　（ゼロ）”ボル
ト１ごする。また、逆１ご自己の出力電流が他の電源ユ
ニットより小さい場合には、理想ダイオード回路がカッ
トオフしてアンプＡ２の入力端子間に電圧を生じて動作
させ電圧安定化回路の基準電圧を高くして出力電流を増
やすように動作する。以上の動作により各電源ユニット
の出力電流はバランスする。

１ 本発明の回路による電源ユニットが並列運転中に故障す
ると、その電源ユニットの出力電流はなくなり、理想ダ
イオード回路がカットオフするため電流バランス端子（
ＣＢ）から見た電源ユニット内部のインピーダンスは、
何ら変化しない。従って、他の正常な電源ユニットの並
列運転には全く影響しないため、電流バランス動作が正
常に続行される。

［発明の効果］ 以上説明したごとく、本発明の電流バランス回路を有す
る電源装置を用いれば、 並列運転中に任意の一台の電源装置が故障した場合でも
、他の正常な電源装置間で電流バランスを取ってそのま
ま並列運転を続行でき、信頼性の高い電源システムを構
成することができる。

２ は従来の電流バランス回路を有する電源装置の例を示す
図である。

１０　ａ　、　２０ａ　、　３０ａ　　・・・・・・電
源ユニット、４０・・・・・・共通整流部、５０・・・
・・・負荷、ＣＴ・・・・・・変流器、Ｔ。

・・・・・・主回路スイッチング素子、Ｔ・・・・・・
高周波トランス、Ａ１−Ａ３・・・・・・アンプ、Ｒ１
−Ｒ１３・・・・抵抗器、Ｃ１〜Ｃ・・・・・・コンデ
ンサ、Ｄ１〜Ｄ９・・・・・・ダイオード、Ｅ・・・・
・・電圧源、Ｌｌ・・・・・・チョーク、ＣＢ・・・・
・・電流バランス端子、■１〜Ｉ３・・・・・・負荷電
流

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流定電圧出力の電源装置であって、該電源装置の複数
   個を並列運転する際に、各電源装置の出力電流の平均化
   を図るための、各電源装置からの出力電流信号を相互に
   接続し、各電源装置に他の電源装置の平均出力電流を通
   知する電流バランス端子と、該電流バランス端子の信号
   と自己の出力電流信号との比較により、自己の出力電流
   が他の電源装置の出力電流より小さい場合には、自己の
   出力電流を増加させる電流バランス回路を有する電源装
   置において、 上記電流バランス端子から通知される信号により、自己
   の出力電流と他の電源装置の出力電流の比較を行なう際
   に、 自己の出力電流が他の電源装置の出力電流より小さい場
   合には、自己の出力電流信号の電流バランス端子への接
   続を開放し、 自己の出力電流が他の電源装置の出力電流より大きい場
   合にのみ、自己の出力電流信号を電流バランス端子へ接
   続する手段を、 設けたことを特徴とする電流バランス回路を有する電源
   装置。