JPH04121348U - 容量拡張用電源ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源装置を構成する複数の電源ユニットを１
個ずつ順次に立ち上げていくことで電源が供給されるシ
ステムの確実な動作を可能にし、また、前記システムの
動作をさせながら前記電源ユニットの交換を可能にする
こと。 【構成】 所定の電源供給部との接続のための個別入力
スイッチ１３を備えている電源ユニット１１であって：
内蔵のＭスイッチ１１Ｅを介して所定の電源消費部に電
力を供給するメイン出力段１１Ｂと；前記ユニットの立
ち上げに応じて所定の信号を出力するサブ出力段１１Ｃ
と；前記サブ出力段からの出力信号に応じて動作するＳ
スイッチ制御回路２１Ｃによってオン／オフされるＳス
イッチ２１Ｄ、前記Ｓスイッチを含む電流ループの状態
変化に関する検出信号を発生するサブ出力信号検出回路
２１Ｂ、前記検出回路からの検出信号に応じて前記Ｍス
イッチのオン／オフを制御する制御信号を発生する制御
信号発生回路２１Ａ、を含んでなる制御回路１１Ｄと；
から構成されているもの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は容量拡張用電源ユニットに関するものであり、特に、消費電力量に 対応して並列に増設することにより供給電力容量の拡張が可能にされている、通 信用制御装置のように汎用性があって高い信頼度を要求されるもののための電源 ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来の電源ユニット・システムを示す構成図である。この図３において 、第１電源ユニット３１および第２電源ユニット３２（第３電源ユニット３６に ついては後述する）は互いに等しい給電可能な電力容量（例えばＸ）のものであ って、共通入力スイッチ３３を備えた電源ライン３４に接続されるとともに、こ れに接続された各種の電力消費装置（図示されない）で必要とされる電力容量（ 例えばＹ）を供給できる供給ライン３５に接続されている。いま、第１電源ユニ ット３１または第２電源ユニット３２のいずれか一方だけが動作しているとすれ ば、このときに給電可能な電力容量はＸであり、これに対して、双方の電源ユニ ットが同時に動作しているときに給電可能な電力容量は２Ｘである。一方、前述 されたように各種の電力消費装置で必要とされる電力容量はＹであることから、 これらのＸとＹとの間に Ｘ＜Ｙ≦２Ｘ なる関係があるときには、共通入力スイ ッチ３３をＯＮにすることによって第１電源ユニット３１および第２電源ユニッ ト３２の双方を同時に動作させねばならない。そうでなければ、適所に設けられ た過電流保護回路（図示されない）が動作するような異常事態を生じてしまうこ とになる。ここで、第３電源ユニット３６が付設される場合について触れておく と、この場合には、電源ユニット・システムの動作について一種の多数決論理を 適用することができる。例えば、前記した３個の電源ユニットの中の１個だけに 障害があって、他の２個は正常な機能を果たすことができるときには、前述され た Ｘ＜Ｙ≦２Ｘ なる関係が成立しており、通常の電源供給機能を果たし続ける ことができる。そして、通常の電源断が許容されるような時点において障害のあ る電源ユニットを正常に機能するものと交換すればよい。もっとも、この場合に 前記３個の電源ユニットの中の２個以上に障害が生じたとすれば、正常な電源供 給機能を維持できなくなり、共通入力スイッチ３３を一旦オフにして障害のある 電源ユニットを正常に機能するものと交換するという緊急の対応策をとることが 必要になる。なお、この種の従来の電源ユニット・システムについては、例えば 、：オーム社：昭和６１年１２月２０日発行：『通信用電源』の第１０４−１０ ５頁や第２７５−２７７頁に基本的な開示がされている。

【０００３】 ところで、例えば通信用制御装置のような汎用性の高いシステムにおいては、 関連のインタフェース手段の拡張等にともなって、使用される電源ユニット・シ ステムで必要とされる電力容量が増大することがある。このようなときには、当 該電源ユニット・システムに付属して設けた複数の電源ユニットを必要なだけ並 列に設けて運転させることが要求される。そして、このようにして供給可能な電 力容量を増大させるときには、前記複数の電源ユニットを１個ずつ順次に立ち上 げていくと、電源ユニット１個当りの供給可能な電力容量だけでは不足が生じて 、付属の電流制限回路としての過電流保護回路（図示されない）が動作し、その 結果として電源ユニット・システムが全体としてダウンしてしまうことがある。 そこで、このような事態が生じることを回避するために、複数の電源ユニットを 同時に立ち上げるために共通に動作する入力スイッチ（図３の共通入力スイッチ ３３を参照）を用意することが必要になってくる。また、この種のシステムをい わゆる無停電システム（ノンストップシステム）として動作させるべく、複数の 電源ユニットを同時に動作させることでその信頼度を向上させようとすることが ある。このようなときには、電力供給に余裕をもたせて用意した複数の電源ユニ ットを全て同時に動作させることなく、付属の電力消費装置において必要とされ る電力を供給するのに足りるだけの個数の電源ユニットを動作させるてだてがと られている（例えば、複数の電源ユニットをグループ化してこれらのグループ毎 に共通な入力スイッチを用意しておき、ある所定のグループに属する電源ユニッ トだけを動作させることが考えられる）けれども、このような場合であっても、 障害のある電源ユニットを交換しようとするときには、その再投入の時点におい て、一時的ではあるがシステム全体をストップさせることが必要になることがあ るという難点があった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前述された従来の技術においては、複数の電源ユニットを同時に動 作させるために特別な入力スイッチが必要となってその構成が繁雑になることや 、障害のある電源ユニットを交換してその再投入をするときに、電源ユニット・ システムを含む全体的なシステムを一時的にもせよストップさせねばならないこ とがあるという問題点があった。

【０００５】 この考案は、上記されたような問題点を解決するためになされたものであって 、複数の電源ユニットを同時に動作させるための特別な入力スイッチを必要とす ることなく、前記複数の電源ユニットを１個ずつ順次に立ち上げていくことによ って、電源が供給されるシステムを動作させることが可能になり、また、障害の ある電源ユニットの交換をするときにも、当該電源が供給されるシステムをスト ップさせなくてもよい容量拡張用電源ユニットを提供することを目的とするもの である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記された目的を達するために、この考案に係る容量拡張用電源ユニット（図 １の１１、１２）は、外部の電源供給部（図示されない）との接続のための個別 入力スイッチ手段（１３、１４）をそれぞれに備えたユニットにおいて：内蔵さ れた第１のスイッチ手段（１１Ｅ、１２Ｅ）を介して外部の電源消費部（図示さ れない）に電力を供給するメイン出力手段（１１Ｂ、１２Ｂ）と；前記個別入力 スイッチ手段の閉操作に応じて所定の出力信号（図２のサブ出力信号ｂ）を発生 するサブ出力手段（１１Ｃ、１２Ｃ）と；前記サブ出力手段からの前記所定の出 力信号に応じて動作するスイッチ制御手段（図２の２１Ｃ、２２Ｃ）によってそ の開閉操作がなされる第２のスイッチ手段（２１Ｄ、２２Ｄ）、前記第２のスイ ッチ手段を含む電流ループの状態変化を検出して所定の検出信号を発生する検出 回路手段（２１Ｂ、２２Ｂ）、前記検出回路手段からの前記所定の検出信号に応 じて前記第１のスイッチ手段の開閉制御用の制御信号ａを発生する制御信号発生 回路手段（２１Ａ、２２Ａ）、を含んでなる制御回路手段（１１Ｄ、１２Ｄ）と ；を備えてなることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

この考案によれば、供給を必要とする電力量に対応する個数の容量拡張用電源 ユニット（１１、１２）の立ち上げが、以下のようにして順次に行われる。まず 、ある１個の個別入力スイッチ手段（例えば、個別入力スイッチ１３）がオンに されて対応の容量拡張用電源ユニット（第１電源ユニット１１）の立ち上げがな されると、メイン出力段およびサブ出力段が動作して、サブ出力段より出力信号 が出力される。この出力信号に応じて対応のスイッチ制御手段（Ｓスイッチ制御 回路２１Ｃ）が動作して、常閉の第２のスイッチ手段（Ｓスイッチ２１Ｄ）が開 状態にされる。この結果として電流ループが開となるので、検出信号手段（サブ 出力信号検出回路２１Ｂ）に印加されるサブ出力手段（サブ出力段１１Ｃ）から の出力に基づくサブ出力信号ｂのレベルが、ある所定のレベル（例えば、接地電 位に相当するＬレベル）から、別の所定のレベル（例えば、サブ出力段１１Ｃか らの出力に基づく基準電位源２１Ｅの基準電位に相当するＨレベル）に変化する 。このようにして、サブ出力信号検出回路２１Ｂにおいて検出されるサブ出力信 号ｂに対応する電位のレベルが所定の変化をすることにより、前記第１電源ユニ ット１１の立ち上げがなされたことが検出される。この時点においては、第２電 源ユニット１２に対応する個別入力スイッチ１４はまだオンにされておらず、対 応の制御回路２２（１２Ｄ）内のＳスイッチ２２Ｄは閉状態に維持されていて、 この制御回路２２の側の接地電位が接続ライン２２Ｇから（Ｓスイッチ２２Ｄと ともに電流ループを構成する）センシング・ライン１７に現れている。即ち、こ の状態においては、第１電源ユニット１１は立ち上げされているけれども、第２ 電源ユニット１２はまだ立ち上げされておらず、メイン出力段１１Ｂと供給ライ ン１６とを結ぶＭスイッチ１１Ｅは閉状態にされていないために、この供給ライ ン１６に接続されている電力消費装置に対する電源供給はまだ開始されない。次 に、個別入力スイッチ１４がオンにされると、対応の第２電源ユニット１２の立 ち上げがなされ、これに応じてＳスイッチ制御回路２２Ｃが動作して、常閉のＳ スイッチ２２Ｄが開状態にされる。そして、サブ出力信号検出回路２２Ｂに印加 されるサブ出力信号ｂに対応する電位のレベルが前記第１電源ユニット１１の場 合と同様に変化し、このレベル変化に基づいて第２電源ユニット１２の立ち上げ がなされたことが検出される。この時点においては、第１電源ユニット１１およ び第２電源ユニット１２の双方が立ち上げられており、このために、センシング ・ライン１７を含む電流ループはこのような状態に対応する電位が現れてくる。 そして、このような状態が生じたのに応じて、Ｍスイッチ１１Ｅおよび１２Ｅの 双方に制御信号ａが同時に加えられ、電力消費装置に対する電源供給が開始され ることになる。

【０００８】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例としての容量拡張用電源ユニット装置を示す構成 図である。この図１において、第１電源ユニット１１を構成するものは、所要の 電力容量を有する適当な電源部１１Ａ、必要な電力を外部に供給するためのメイ ン出力段１１Ｂ、後述の制御回路１１Ｄに対して必要な電力を供給するためのサ ブ出力段１１Ｃ、メイン出力段１１Ｂからの電力を外部に対して供給することを 制御するための制御回路１１Ｄ、および、この制御回路１１Ｄからの制御信号ａ によってオン／オフ制御されるＭスイッチ１１Ｅである。そして、第２電源ユニ ット１２も前記第１電源ユニット１１と同様な構成のものであるが、その詳細に ついては説明を省略する。これらの第１電源ユニット１１および第２電源ユニッ ト１２はそれぞれに個別入力スイッチ１３および１４を介して電源ライン１５に 接続されている。また、それぞれのメイン出力段１１Ｂおよび１２Ｂは、それぞ れのＭスイッチ１１Ｅおよび１２Ｅを介して、共通の供給ライン１６に接続され ている。更に、それぞれの制御回路１１Ｄおよび１２Ｄはそれぞれの接続ライン １１Ｇおよび１２Ｇを介して共通のセンシング・ライン１７に接続されている。

【０００９】 図２は、上記実施例における電源ユニットの一部をなす制御回路の構成図であ る。この図２において、制御回路２１（前記図１における第１電源ユニット１１ の制御回路１１Ｄに対応する）を構成するものは、Ｍスイッチ（図１の１１Ｅ） のオン／オフを制御する制御信号ａを発生させるための制御信号発生回路２１Ａ 、センシング・ライン１７の電位状態に関連するＳスイッチ２１Ｄのオン／オフ 状態のいかんを検出するように、Ｓスイッチ２１Ｄのオン／オフに関連するサブ 出力信号ｂの電位レベルを検出するサブ出力信号検出回路２１Ｂ、Ｓスイッチ２ １Ｄのオン／オフを制御するＳスイッチ制御回路２１Ｃ、センシング・ライン１ ７に連なる接続ライン２１Ｇと接地との間に挿入されているＳスイッチ２１Ｄ、 出力信号検出回路２１Ｂに加わるサブ出力信号ｂにある所定の基準電位を与える ための（図１のサブ出力段１１Ｃからの出力によって規定される）基準電位源２ １Ｅ、および、この基準電位源２１ＥとＳスイッチ２１Ｄとの間に挿入されてい る電流制限抵抗２１Ｆである。制御回路２２（前記図１における第２電源ユニッ ト１２の制御回路１２Ｄに対応する）も前記の制御回路２１と同様な構成のもの であるから、その詳細については説明を省略する。

【００１０】 次に、これらの図１および図２を適宜参照しながら、この考案の実施例である 容量拡張用電源ユニット装置の動作について、その電源ユニットの順次的な立ち 上げの場合を例にとって説明していく。まず、個別入力スイッチ１３がオンにさ れて対応の第１電源ユニット１１の立ち上げがなされると、電源部１１Ａにおけ る所定の電源出力がメイン出力段１１Ｂおよびサブ出力段１１Ｃに加えられる。 そして、メイン出力段１１Ｂからの出力はＭスイッチ１１Ｅを介して供給ライン １６に出力されて、後述されるように、これに接続されている所定の電力消費装 置（図示されない）に対する消費電力として供給されることになる。また、サブ 出力段１１Ｃからの出力信号は制御回路１１Ｄ内のＳスイッチ制御回路２１Ｃに 加えられる。この出力信号応じてＳスイッチ制御回路２１Ｃが動作して、常閉の Ｓスイッチ２１Ｄがオフ（即ち開状態）にされる。そして、サブ出力信号検出回 路２１Ｂに印加されるサブ出力信号ｂのレベルが、接地電位に相当するＬレベル から、サブ出力段１１Ｃからの出力に基づく基準電位源２１Ｅからの基準電位に 相当するＨレベルに変化する。即ち、サブ出力信号検出回路２１Ｂにおいて検出 されるサブ出力信号ｂのレベルがＬからＨに変化したことによって、第１電源ユ ニット１１の立ち上げがなされたことが検出される。この時点においては、第２ 電源ユニット１２に対応する個別入力スイッチ１４はまだオンにされておらず、 このために、対応の制御回路２２内のＳスイッチ２２Ｄは閉状態に維持されてお り、この制御回路２２の側の接地電位が接続ライン２２Ｇからセンシング・ライ ン１７に現れている。ここで、センシング・ライン１７は、Ｓスイッチ２１Ｄや ２２Ｄとともに所定の電流ループを形成している。そして、このセンシング・ラ イン１７を含む電流ループにはこのような状態に対応する電位（即ち、前記のＬ 状態を表す電位）が現れてくる。ところで、前記の状態においては、第１電源ユ ニット１１は立ち上げされているけれども、第２電源ユニット１２はまだ立ち上 げされておらず、供給ライン１６に接続されている電力消費装置に対する電源供 給はまだ開始されない。これに続いて、個別入力スイッチ１４がオンにされると 、これに対応する第２電源ユニット１２の立ち上げがなされて、前記第１電源ユ ニット１１の場合と同様に、これに応じてＳスイッチ制御回路２２Ｃが動作して 、常閉のＳスイッチ２２Ｄがオフ（即ち開状態）にされる。そして、サブ出力信 号検出回路２２Ｂに印加されるサブ出力信号ｂのレベルが、接地電位に相当する Ｌレベルから、サブ出力段１２Ｃからの出力に基づく基準電位源２２Ｅからの基 準電位に相当するＨレベルに変化する。即ち、サブ出力信号検出回路２２Ｂにお いて検出されるサブ出力信号ｂのレベルがＬからＨに変化したことによって、第 ２電源ユニット１２の立ち上げがなされたことも検出される。この時点において は、第１電源ユニット１１および第２電源ユニット１２の双方が立ち上げられた ことになり、センシング・ライン１７を含む電流ループにはこのような状態に対 応する電位（即ち、前記のＨ状態を表す電位）が現れてくる。そして、このよう な状態が生じたことに応じて、制御回路２１（１１Ｄ）および２２（１２Ｄ）の 双方から制御信号ａが同時に発生して、第１電源ユニット１１および第２電源ユ ニット１２の双方から、供給ライン１６に接続されている所定の電力消費装置（ 図示されない）に対して、所要の電力が確実に加えられることになる。なお、こ の考案の上記実施例によれば、電源ユニット毎に個別入力スイッチが設けられて おり、このために、いずれかの電源ユニットを交換するようなときに、総体的な 供給電力容量に余裕がある限りは、システム全体をダウンさせる必要がない。即 ち、ある１個の電源ユニットに障害があり、これを正常なものと交換するような 場合においては、この電源ユニットに対する個別入力スイッチだけをオフにして 、他の電源ユニットは通常の動作をさせながら所要の交換動作をすることができ る。

【００１１】

【考案の効果】

以上詳細に説明されたように、この考案に係る容量拡張用電源ユニットは、外 部の電源供給部との接続のための個別入力スイッチ手段をそれぞれに備えている ために、複数の電源ユニットに個別に対応する個別入力スイッチを１個ずつ閉に して、前記複数の電源ユニットを順次に立ち上げていくことができる。そして、 各ユニットに設けられている所定のスイッチ手段を含む電流ループの状態に所要 の変化が検出されたときに、これに応じて複数の電源ユニットを同時に動作させ ることにより、電源が供給されるシステム（即ち、外部の電源消費部）を動作さ せることが可能になる。また、障害のある電源ユニットの交換をするようなとき にも、当該電源が供給されるシステムをストップさせることが不要になるという 効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例としての容量拡張用電源ユ
ニット装置を示す構成図である。

【図２】上記実施例の一部をなす制御回路の構成図であ
る。

【図３】従来の電源ユニット装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１１、１２・・・第１、第２電源ユニット、１１Ａ、１
２Ａ・・・電源部、１１Ｂ、１２Ｂ・・・メイン出力
段、１１Ｃ、１２Ｃ・・・サブ出力段、１１Ｄ、１２Ｄ
・・・制御回路、１３、１４・・・個別入力スイッチ、
１５・・・電源ライン、１６・・・供給ライン、１７・
・・センシング・ライン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外部の電源供給部との接続のための個別入
   力スイッチ手段を備えた容量拡張用電源ユニットにおい
   て、内蔵された第１のスイッチ手段を介して外部の電源
   消費部に電力を供給するメイン出力手段と、前記個別入
   力スイッチ手段の閉操作に応じて所定の出力信号を発生
   するサブ出力手段と、前記サブ出力手段からの前記所定
   の出力信号に応じて動作するスイッチ制御手段によって
   その開閉操作がなされる第２のスイッチ手段、前記第２
   のスイッチ手段を含む電流ループの状態変化を検出して
   検出信号を発生する検出回路手段、および、前記検出回
   路手段からの検出信号に応じて前記第１のスイッチ手段
   の開閉制御用の制御信号を発生する制御信号発生回路手
   段を含んでなる制御回路手段と、を備えてなることを特
   徴とする容量拡張用電源ユニット。