JPH0362107A - 過負荷検出機能付電源装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、過負荷検出機能を持った電源装置に関する
。

（従来の技術） 一般に電源装置は電源定格容量が決められている。この
ような電源装置では、その定格容量に対応して予め設定
されている基準電流（過電流基準値）または基準電圧（
過電圧基準値）を超える出力電流または出力電圧が発生
すると、過負荷保護回路が働き、電源遮断機構が動作し
て電源を遮断することにより、装置を保護するようにな
っていた。

さて、計算機システム等では、そのシステム構成が小規
模であっても、将来ハードウェアを追加することにより
機能拡張を図る場合を想定し、現システムで必要とする
負荷よりも充分大きい電源定格容量を持つ電源装置が使
用されることが多い。このような電源装置では、電源定
格容量よりもシステムの負荷が低く、たとえ負荷側の異
常により負荷が増大しても容量に余裕があることから、
電源装置の出力電流または出力電圧がその電源装置に固
有の過電流基準値または過電圧基準値を超えるまでは至
らず、過負荷保護回路が働かない虞があった。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように従来の電源装置では、その装置の電源定
格容量に対応する装置固有の過電流基準値または過電圧
基準値を基準に電源の異常を検出するだけであったため
、電源装置の電源定格容量が負荷に対して余裕がある場
合には、たとえ負荷側に急激な変動があって負荷が増大
しても過負荷保護回路が働くまでは至らず、したがって
システムの保護が行えず、また異常発生を認識すること
ができないという問題があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的は
、負荷側の冗常を認めるのに充分な急激な負荷変動があ
った場合には、出力電流または出力電圧が電源定格容量
に対応する装置固有の過電流基準値または過電圧基準値
を超えない状態であっても、負荷側異常として検出でき
、しかもこの負荷側異常の検出基準とする出力電流の変
化の上限値が外部から任意に設定できる過負荷検出機能
付電源装置を提供することにある。

［発明の横或コ （課題を解決するための手段） この発明は、装置の電源定格容量に対応して予め設定さ
れている過負荷基準値を超える過負荷状態を検出した場
合に電源を遮断する過負荷検出機能付電源装置に、同装
置の出力電流を検出する電流検出手段と、この電流検出
手段によって検出された出力電流の変化を検出する電流
変化検出手段と、上記出力電流の変化の上限値を設定入
力するための入力手段と、この入力手段によって入力さ
れた上記上限値を保持する保持手段と、この保持手段に
保持されている上記上限値と上記電流変化検出手段によ
って検出された出力電流の変化値とを比較し、上記上限
値を超える出力電流の変化を負荷側異常発生として検出
する負荷異常検出手段とを設けたことを特徴とするもの
である。

（作用） 上記の構成によれば、電源装置の出力電流、即ち負荷に
流れる電流の変化が、保持手段に保持されている（出力
電流変化の）上限値を超えるような急激な負荷変動が発
生した場合には、たとえ出力電流または出力電圧が電源
定格容量に対応する装置固有の過電流基準値または過電
圧基準値を超えない状態であっても、負荷異常が検出さ
れる。

しかも、この負荷異常検出の基準となる出力電流変化上
限値は入力手段を用いて外部から任意に設定することが
できるので、適用システムの負荷の状態に適合する適切
な値の設定が可能となる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例に係る直流電源装置のブロ
ック構成を示す。同図において、１１は交流を整流し、
・１ξ滑化して直流に変換する整流回路、１２は整流回
路１１からの直流電源に対して後述する出力制御回路１
５からの制御信号１６に応じた電圧制御を行って直流出
力電圧の安定化を図る安定化回路である。この安定化回
路１２は、後述するＯＲゲート２４からの電源遮断信号
２５に応じて電圧の出力を禁止する遮断機能も有してい
る。１３はＯＲゲート２４からの電源遮断信号２５に応
じて安定化回路１２からの電源の供給を遮断する遮断回
路、１４は遮断回路１３から図示せぬ負荷に供給される
出力電流（負荷電流）並びに出力電圧を独立に検出する
複数のセンサ（図示せず）を内蔵する検出回路、１５は
検出回路１４で検出された出力電圧値と内部に予め設定
されている基準電圧値とを比較し。

その比較結果を制御信号１６によって安定化回路Ｉ２に
フィードバックして出力電圧を一定にするための出力制
御回路である。

１７は検出回路１４で検出された出力電圧値が本電源装
置の電源定格容量に対応して内部に予め設定されている
過電圧Ｊ！準値を超えた場合、または検出回路１４で検
出された出力電流値が本電源装置の電源定格容量に対応
して内部に予め設定されている過電流基準値を超えた場
合に１ｉ源遮断制御用の電源遮断信号１８を出力する過
負荷保護回路である。過負荷保護回路１７は、上記出力
電圧値と上記過電圧基準値とを比較する比較回路１９と
、上記出力電流値と上記過電流基準値とを比較する比較
回路２０と、比較回路１９．２０の出力信号をＯＲ（オ
ア）して電源遮断信号１８を生成するＯＲゲート２１と
を含んでいる。

２２は電流監視時間周期Ｔ毎に検出回路１４で検出され
た出力電流値を読込み、前回読込んだ出力電流値との差
（即ち時間Ｔ内の出力電流変化ｉｆりΔＩＤを計算し、
このΔｌＤが負荷異常の検出基準となる出力電流変化の
上限値（限界電流差）ＩＤより大きい場合に電源遮断制
御用の電源遮断ｆ＝号２３を出力する負荷急変検出・保
護回路、２４は負荷急変検出・保護回路２２からの電源
遮断信号２３と過負荷保護回路１７からの電源遮断信号
１８とをＯＲ（オア〉し、安定化回路１２および遮断回
路１３に出力する電源遮断信号２５を生成するＯＲゲー
トである。２６は負荷急変検出・保護回路２２で用いら
れる上記電流監視時間間隔Ｔおよび限界電流差ＩＤを設
定入力するための例えばキースイッチ等を含む入力部、
２７は人力部２６によって設定入力された電流監視時間
周期Ｔおよび限界電流差ＩＬ）ニダを表示するための表
示回路を有する表示器である。

次に、第１図の構成の動作を第２図のフローチャートを
参照して説明する。

まず利用者は、入力部２Ｂを操作して、負荷急変検出・
保護回路２２における出力電流監視の時間間隔を示す電
流監視時間周期Ｔおよび負荷魚受による負荷異常の検出
基準となる限界電流差（出力電流変化の上限値）Ｉｏを
設定人力する。これにより負荷急変検出・保護回路２２
は、人力部２６によって設定人力された電流監視時間周
期Ｔおよび限Ｗ電流差ＩＤを西部に取込む（ステップ５
ＩＳ２）。もし、設定人力内容の表示が人力部２６によ
って要求されている場合には、負荷急変検出・保護回路
２２はステップＳ２で取込んだ内容（Ｔ。

１ｏ）を表示器２７を用いて表示する（ステップ８３、
Ｓ４）。これにより利用者は、自身が入力部２Ｂを操作
して設定入力した電流監視時間周期Ｔおよび限界電流差
■Ｄを表示器２７上で視認することができる。

次に負荷急変検出・保護回路２２は、ステップＳ２で取
込んだ内容（Ｔ、Ｉｏ）を例えば書替え可能な不揮発性
メモリなどの保持手段に保持しくステップＳ５）、図示
せぬ時間監視タイマーを起動して周期Ｔの時間監視を開
始する（ステップ５８）。そして負荷急変検出・保護回
路２２は、検出回路１４で検出された出力電流値（第１
図の電源装置から負荷に供給される出力電流値）を同回
路１４から読込み、図示せぬＡ／Ｄ　（アナログ／ディ
ジタル）変換器でディジタル値に変換して電流値Ｉｔと
して内部保持する（ステップＳ７）。次に負荷急変検出
・保護回路２２は、時間Ｔが経過するのを待って時間監
視タイマーを再起動した後、検出回路１４で検出された
出力電流値を同回路１４がら読込み、Ａ／Ｄ変換器でデ
ィジタル値に変換して電流値■２として内部保持する（
ステップＳ８゜Ｓ９）。そして負荷急変検出・保護回路
２２は、今回検出回路１４から読取った電流値１２と時
間Ｔ前に読取った電流値１１との差（即ち周期Ｔ内に変
化した出力電流値）ΔＩＤを ΔＩＤ−１２−ＩＩ の演算により求め（ステップ５ＩＯ）、このΔＩＤが０
より大きな値となっていれば（即ち時間Ｔ前に比べて出
力電流値が増加しているならば）ΔＩＩＪと内部に設定
されている限界電流差（出力電流変化の上限ｆｆ１）ｉ
ｏとの大小を比較する（ステップＳ　１１．　Ｓ　１２
）。

さて、上記のステップＳ１２の比較の結果、ΔＩ　Ｉ）
が１．より大きい場合には、即ち出力電流がＩＤで示さ
れる限界電流差を上回る量だけ急激に増加した場合には
、負荷急変検出・保護回路２２は負荷側が異常と認める
に足る急激な負荷変動が発生したものとして、アクティ
ブな電源遮断信号２３を出力する（ステップＳ　１３）
。この信号２３は過負荷保護回路１７からの電源遮断信
号１８と共にＯＲゲート２４に供給される。ＯＲゲート
２４は、この実施例のように負荷急変検出・保護回路２
２からの電源遮断信号２３がアクティブな場合、過負荷
保護回路１７からの電源遮断信号１８がアクティブでな
くても、アクティブな電源遮断信号２５を安定化回路１
２および遮断回路１３に出力する。この結果、安定化回
路１２からの電圧出力が禁止され、更に遮断回路１３に
おいて電源が遮断され、第１図の電源装置および負荷が
保護される。なお、電源遮断信号１８は安定化回路１２
または遮断回路１３のいずれか一方に供給されるもので
あってもよい。

一方、上記ステップＳ１２の比較の結果、Δ１．が１．
以下の場合には、負荷急変検出・保護回路ｚ２は負荷側
が異常と認めるに足る急激な負荷変動は発生していない
ものと、即ち負荷側は正常であるものと判断し、現在の
１２　　（今回読取った出力電流値）をＩｔとする（ス
テップＳ　１４）。

そして、次の時間Ｔ後における出力電流値をＩ２として
読取る処理に戻る（ステップＳ８．Ｓ９）。

以下、前記した動作が繰返される。

さて、検出回路１４によって検出される出力電流値は、
過負荷保護回路１７にも供給される。また、検出回路１
４によって検出される出力電圧値は出力制御回路１５お
よび過負荷保護回路１７に供給される。

出力制御回路１５は、検出回路１４で検出された出力電
圧値と内部に予め設定されている基準電圧値とを比較し
、その比較結果を制御信号１Ｂによって安定化回路１２
にフィードバックして出力電圧を一定にするための周知
の出力制御を行う。また過負荷保護回路１７内の比較回
路１９は、検出回路１４で検出された出力電圧値と過負
荷保護回路１７内部に予め設定されている（電源定格容
量に対応した）上記過電圧基準値とを比較し、上記出力
電圧値が過電圧基準値を超えた場合にアクティブな信号
を出力する。同様に過負荷保護回路１７内の比較回路２
０は、検出回路１４で検出された出力電流値と過負荷保
護回路１７内部に予め設定されている（電源定格容量に
対応した）上記過電流基準値とを比較し、上記出力電流
値が過電流基準値を超えた場合にアクティブな信号を出
力する。比較回路１９．２０の出力信号はＯＲゲート２
１でオアされ、電源遮断信号１８として負荷急変検出・
保護回路２２からの電源遮断信号２３と共にＯＲゲート
２４に供給される。ＯＲゲート２４は、電源遮断信号１
８．２３のいずれかがアクティブであればアクティブな
電源遮断信号２５を安定化回路１２および遮断回路１３
に出力し、電源を遮断させる。なお、第１図の電源装置
を２重化して用いる場合には、各電源装置の電源遮断信
号２５をそれぞれもう一方の電源装置の安定化回路１２
および遮断回路１３に出力し、双方の電源装置の電源を
遮断することも可能である。

なお、前記実施例では、負荷急変検出・保護回路２２に
おいて負荷異常（急行急変）が検出された場合には、過
負荷保護回路１７による過電圧または過電流検出時と同
様に電源を遮断するものとしたが、単に負荷異常を示す
通知を行うだけでもよい。この場合には、負荷急変検出
・保護回路２２からの電源遮断信号２３をＯＲゲート２
４に供給せずに、報知器または警告灯などの異常通知回
路（警報−路）の駆動信号に用いればよい。また、電源
遮断と異常通知の両方を実行することも可能である。

また、前記実施例では、入力部２Ｂから設定人力された
電流監視時間周期Ｔおよび限界電流差Ｉｒ）を表示器２
７に表示するものとして説明したが、更に検出回路１４
で検出される出力電流の負荷急変検出・保護回路２２に
おけるＡ／Ｄ変換値を表示器２７にリアルタイムで表示
することも可能である。

この場合、第１図の電源装置を含むシステム（例えば計
算機システム）の利用者は、表示器２４に表示されてい
る出力電流値の変動の様子をもとに、現システムの負荷
（現在消費されている負荷）の状態に適合するＴ、ＩＤ
を適格に判断することが可能となる。

更に、前記実施例では、出力電流の変化を検出するのに
時間Ｔ内に変化する出力電流の差分を用いた場合につい
て説明したが、変化の割合（変化率）を用いることも可
能である。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明の過負荷検出機能付電源装
置によれば、出力電流の変化を検出して負Ｇｊ側異常を
検出する構成とすると共に、その負荷側異常の検出基準
とする出力電流の変化の上限値が外部から任意に設定で
きる構成とし、上記上限値を超える出力電流の変化が発
生した場合には、出力電流または出力電圧が電源定格容
量に対応する装置固Ｈの過電流基準値または過電圧基準
値を超えない状態であっても、負荷側異常として検出さ
れるようにしたので、この検出結果に応じて電源遮断機
構を働かす、或は負荷側冗常発生を外部に通知すること
が可能となり、特に本装置の電源゛定格容量が本装置を
適用しているシステムの負荷に対して充分余裕があるよ
うな場合には、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す直流電源装置のブロ
ック構成図、第２図は動作を説明するためのフローチャ
ートである。 １２・・・安定化回路、１３・・・遮断回路、１４・・
・検出回路、１５・・・出力制御回路、１７・・・過負
荷保護−路、２２・・・負荷急変検出・保護回路、２Ｂ
・・・人力部、２７・・・表示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予め設定されている過負荷基準値を超える過負荷状態を
   検出した場合に電源を遮断する過負荷検出機能付電源装
   置において、 上記電源装置の出力電流を検出する電流検出手段と、 この電流検出手段によって検出された出力電流の変化を
   検出する電流変化検出手段と、 上記出力電流の変化の上限値を設定入力するための入力
   手段と、 この入力手段によって入力された上記上限値を保持する
   保持手段と、 この保持手段に保持されている上記上限値と上記電流変
   化検出手段によって検出された上記出力電流の変化値と
   を比較し、上記上限値を超える上記出力電流の変化を負
   荷側異常発生として検出する負荷異常検出手段と、 を具備することを特徴とする過負荷検出機能付電源装置
   。