JPH04183270A

JPH04183270A - 並列運転スイッチング電源における出力断検出方法

Info

Publication number: JPH04183270A
Application number: JP30614690A
Authority: JP
Inventors: Masato Onizuka; 鬼塚　正人; Kentaro Shibata; 健太郎柴田
Original assignee: Hitachi Communication Systems Inc
Current assignee: Hitachi Information Technology Co Ltd
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1992-06-30

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】［産業上の利用分野］本発明は、外部負荷に対し並列運転状態にある複数のス
イッチング電源の何れかが故障等によりその出力が断し
た場合には、その出力断が確実に検出されるようにした
並列運転スイッチング電源における出力断検出方法に関
するものである。

［従来の技術］従来より、負荷に安定化出力電圧を供給すべく、複数の
スイッチング電源の並列運転が往々にして行われている
が、第３図はその並列運転の一例での概念を示したもの
である。図示のように、ｎ（ｎは２以上の整数）個のス
イッチング電源２８−１〜２８−ｎはその直流外部出力
端子が並列接続されることによって、負荷２７には安定
化された直流電圧が供給されるようになっている。

なお、並列運転スイッチング電源における異常検出に関
するものとしては、特開平２−２６２６７号公報が知ら
れている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、スイッチング電源では、一般に直流外部
出力端子からの直流電圧にもとづき定電圧化制御のため
の電圧検出が行われていることから、スイッチング電源
の何れかでその出力が断したとしても、他のスイッチン
グ電源からの出力電圧が正常ならば、負荷への出力電圧
が異常に低下することはないので、出力断に係るスイッ
チング電源を特定的に検出することは困難となっている
のが実情である。

ところで、上記公報による場合には、スイッチングトラ
ンス２次側コイルでの端子間電圧が監視されることによ
って、スイッチング動作停止のみによる異常・故障が検
出されていることから、確実に出力断を検出し得ないも
のとなっている。出力断はスイッチング動作が停止した
場合は勿論のこと、スイッチングトランス後段での整流
・平滑回路の何れかの構成要素に何等かの異常（ショー
トやオーブン）が発生した場合でも、発生されるように
なっているからである。

本発明の目的は、外部負荷に対し複数のスイッチング電
源が並列運転されている場合に、スイッチング電源の何
れかに出力断が発生した場合には、その出力断をより確
実に検出し得る、並列運転スイッチング電源における出
力断検出方法を供するにある。

［課題を解決するための手段］上記目的は、複数のスイッチング電源各々においては、
スイッチングトランス２次側に設けられた整流・平滑回
路を構成しているチョークコイル両端子間に出現する交
流電圧が監視されることで達成される。

［作用］外部負荷に対し並列運転されているスイッチング電源の
何れかが何等かの異常・故障によってその出力が断した
場合、その結果として、そのスイッチング電源において
は、スイッチングトランス後段に設けられている整流・
平滑回路においては、平滑用として設けられているチョ
ークコイルには電流の変化が生じなくなり、したがって
、その両端子間にも電圧の変化が生じなくなることに着
目し、チョークコイル両端子間に発生する電圧を監視す
るようにすれば、出力断を容易に、しかもより確実に検
出し得るというものである。即ち、チョークコイル両端
子間電圧として、一定大きさ以上の変化を伴う電圧が周
期的に発生している場合は、そのスイッチング電源は正
常状態にあると考えられるが、それ以外の場合はスイッ
チング電源が何等かの異常・故障（チョークコイル自体
のオープンやショートを含む）によって、その出力が断
していると検出し得るものである。

［実施例］以下、本発明を第１図、第２図により説明する。

先ず本発明に係るスイッチング電源の構成について説明
すれば、第１図はその要部での原理的構成を示したもの
である。図示のように、スイッチング電源においては、
一般に基準電圧と出力電圧との比較結果にもとづきスイ
ッチング素子（第１図には示されていないが、具体的に
はパワートランジスタ）が所定にスイッチング動作され
ることによって、スイッチングトランス１６の２次側に
は電圧が発生されるが、この電圧が整流ダイオード１３
やチョークコイル１、フライホイールダイオード１４等
を含むようにして構成された整流・平滑回路で整流、平
滑されることによって、スイッチング電源としての直流
出力電圧がその整流・平滑回路から得られるものとなっ
ている。さて、本発明に直接係わる自己発生電圧検出回
路２５では、チョークコイル１に発生する電圧（この電
圧はチョークコイル１自体に流れる電流の変化を相殺す
る方向に自己発生される）が、検出用トランス（アース
分離用としての機能を具備）２、積分回路３を介し電圧
検出回路４で検出されるようになっており、検出された
電圧がしきい値としての一定電圧値以下である場合には
、アラーム回路５が駆動されることによって、そのスイ
ッチング電源に何等かの異常・故障が発生した旨が外部
表示されるものとなっている。スイッチング電源の出力
が断した場合にはアラーム回路５が駆動されるわけであ
り、並列運転状態あるスイッチング電源の何れかに生じ
た出力断は、従来技術に比しより確実に検出され得るも
のである。

さて、第２図はそのスイッチング電源の構成をより具体
的に示したものである。スイッチング電源自体の動作原
理はよく知られているが、ここで、簡単ながらその動作
について説明すれば以下のようである。

即ち、外部からのＡＣ電力は整流回路２４で直流電源に
一旦変換された後、スイッチングトランス１６の１次側
に直列接続された、スイッチング素子としてのパワート
ランジスタ１７でのスイッチング動作によって、そのス
イッチングトランス１６の２次側には交流電圧が発生さ
れるようになっている。この交流電圧は整流ダイオード
１３やチョークコイル１、平滑用コンデンサ１５、フラ
イホイールダイオード１４よりなる整流・平滑回路１２
によって、直流出力電圧が得られるものとなっている。

パワートランジスタ１７かオン状態にある間は、整流ダ
イオード１３、チョークコイル１を介し外部負荷２７に
直流電流が流される一方では、パワートランジスタ１３
がオフ状態にある間には、チョークコイル１からは、パ
ワートランジスタ１７がオン状態時に蓄積されたエネル
ギが放出されることによって、フライホイールダイオー
ド１４、整流ダイオード１３、チョークコイル１を介し
外部負荷２７に直流電流か流されるようになっているも
のである。その際、直流出力電圧の安定化を図るべく、
その直流出力電圧は抵抗２３．２２によって一定比に分
圧されたうえ、比較器２０で基準電圧源２１からの基準
電圧と比較され、その誤差電圧（アナログ）がフォトカ
ブラ１９を介しパルス幅制御回路１８に伝達されるよう
になっている。パルス幅制御回路１８ではその誤差電圧
を一定周期の鋸歯状波形信号と比較することで、誤差電
圧が大なる程にオン状態でのパルス幅が大となるべく、
パワートランジスタ１７がＰＷＭ制御下に一定周期でス
イッチング制御されることで、外部負荷２７での電気的
負荷が変動する場合であっても、直流出力電圧の安定化
が図られているものである。

さて、次に自己発生電圧検出回路２５について具体的に
説明すれば、チョークコイル１には電流の変化に伴う電
圧が発生することは既に述べたが、この電圧はアース分
離用の検出用トランス２を介し検出されるようになって
いる。尤も、チョークコイル１目体をトランスの１次側
として、その２次側からその電圧を検出することも可能
である。

その２次側で検出された電圧は積分回路（抵抗６゜８や
ダイオード２６、コンデンサ７より構成）３で整流、積
分され平滑化されるが、その際、検出用トランス２の１
次側に流れる電流を抑え損失を小さくすべく、充電用の
抵抗６での抵抗値は十分大きく設定されることによって
、チョークコイル１で発生される電圧は検出用トランス
２で高入力インピーダンスで以て検出されるようになっ
ている。積分回路３で得られる電圧は、次に電圧検出回
路４としてのコンパレータ９で可変しきい電圧と比較さ
れるようになっている。即ち、コンパレータ９はヒステ
リシス入出力特性を以て比較動作を行っており、しきい
電圧は基準電源（電圧値は十Ｖｃｃ）の基準電圧やコン
パレータ９出力の状態、抵抗１０．１１によって２種類
あるしきい電圧の何れかに設定されているものである。

通常状態にあっては、積分回路３からの電圧は犬、小の
何れのしきい電圧よりも十分大きく、したがって、コン
パレータ９出力電圧は低レベル状態にあり、この状態で
はしきい電圧は小なるものに設定されるようになってい
る。しかしながら、この状態でチョークコイル１での電
圧が検出されなくなれば、積分回路３からの電圧は次第
に降下してその小なるしきい電圧よりも小さくなり、コ
ンパレータ９出力電圧は高レベル状態に移行する結果、
アラーム回路５が初めて駆動されるようになっているも
のである。電源投入初期状態でアラーム回路５が駆動さ
れないように、アラーム回路５の動作開始までに時間遅
れをもたせれば、アラーム回路５が駆動されたことを以
て、通常はそのスイッチング電源が出力断に陥ったこと
が知れるものである。

以上の説明からも判るように、並列運転状態にあるスイ
ッチング電源の何れかに、何等かの原因で結果的にスイ
ッチングトランスでのスイッチング動作が停止された場
合ばかりか、スイッチングトランス後段での整流・平滑
回路の構成要素、即ち、整流ダイオード、チョークコイ
ル、フライホイールダイオードの何れかに生じたオープ
ン、あるいはショートの異常・故障によって、出力断が
生じた場合でも、その出力断が特定的に検出され得るも
のである。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、外部負荷に対し
複数のスイッチング電源が並列運転されている場合に、
スイッチング電源の何れかに出力断が発生した場合には
、その出力断がより確実に検出され得るという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るスイッチング電源要部の一例で
の原理的構成を示す図、第２図は、そのスイッチング電
源全体の具体的構成を示す図、第３図は、複数のスイッ
チング電源による並列運転の概念を示す図である。１・・・チョークコイル２・・・検出用トランス３・・・積分回路４・・・電圧検出回路５・・・アラーム回路１２・・・整流・平滑回路１３・・・整流ダイオード１４・・・フライホイールダイオード１６・・・スイッチングトランス特許出願人　　日立通信システム株式会社代理人　　弁
理士　　秋　本　正　実第１図１°±、−クコイル　　　　　１４ニア５イホ４−ルグ
イオーン２　序１．ｌＩＭ）クシス　　　　　　　］６
°スイフナ〉ゲトクン人３：矛表今ＴｆｉＪ　シ１４：當り玉検出「■郊（５′了ヲーへ田跨１２：瞥慶−平う腎巨■刈ト１３：ｉ浦し夕゛４オーレ第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、複数のスイッチング電源各々における外部出力端子
が並列接続されたうえ、外部負荷に接続された状態での
並列運転スイッチング電源における出力断検出方法であ
って、複数のスイッチング電源各々においては、スイッ
チングトランス２次側に設けられた整流・平滑回路を構
成しているチョークコイルの両端子間に出現する交流電
圧が監視されることによって、スイッチング電源各々に
おける出力断が検出されるようにした、並列運転スイッ
チング電源における出力断検出方法。２、複数のスイッチング電源各々における外部出力端子
が並列接続されたうえ、外部負荷に接続された状態での
並列運転スイッチング電源における出力断検出方法であ
って、複数のスイッチング電源各々においては、スイッ
チングトランス２次側に設けられた整流・平滑回路を構
成しているチョークコイルの両端子間に出現する交流電
圧が、トランスを介し高入力インピーダンスで検出、監
視されることによって、スイッチング電源各々における
出力断が検出されるようにした、並列運転スイッチング
電源における出力断検出方法。