JPH04229017A - 故障電源開放装置 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、電力を負荷に供給する
複数の電源供給装置を有する電源供給系中で、電源供給
装置が故障したことを検出し、その故障した電源供給装
置を電源供給系から切り離す装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図２は従来技術における故障電源開放装
置を示すブロック図である。従来、故障した電源供給装
置を電源供給系から切り離すためのスイッチ素子として
リレーが用いられていた。電源供給装置が故障するとこ
れらのリレーは電源供給装置を電源供給系から切り離し
ていた。しかしながら、リレーを使用するとスイッチの
接点が劣化するため回路の信頼性が低下し、また、リレ
ーの消費電力が大きいという問題点があった。リレーに
関連したいくつかの問題は、電源供給装置及び負荷との
間にリレーの代わりにＦＥＴ等のトランジスタスイッチ
素子を接続することによって解消された。しかしながら
、スイッチ素子をトランジスタとすることによって後に
述べるように別の問題が生じた。図２において、１０は
故障電源開放装置であり、故障した電源供給装置を切り
離すように動作する。１１は負荷と接続される故障電源
開放装置１０の出力端子である。１５、１６は電源供給
装置と負荷との間に接続されるトランジスタ等のスイッ
チ素子である。１７、１８は比較器であり、いずれかの
電源供給装置の出力が低電圧になったことを検出し、そ
の低電圧になった方のスイッチ素子１５または１６をタ
ーンオフし、電源供給装置を電源供給系から切り離すよ
うに動作する。このように故障電源開放装置は、複数の
電源供給装置の１つが故障したとき、その故障した電源
供給装置を電源供給系から切り離すことによって負荷に
供給する電圧が比較的一定になるように維持する。具体
的には、図示されない第１の電源供給装置は出力電圧Ｖ
Ｐ１を供給し、図示されない第２の電源供給装置は出力
電圧ＶＰ２を供給する。負荷には一定電圧ＶＰ０が供給
される。第１のスイッチ素子１５は第１の電源供給装置
と負荷との間に接続される。第２のスイッチ素子１６は
第２の電源供給装置と負荷との間に接続される。これら
のスイッチ素子にはバイポーラタイプのトランジスタま
たはＦＥＴトランジスタが用いられる。この故障電源開
放装置１０において、第１の比較器１７は第１の電源供
給装置の出力に接続され、スイッチ素子１５を制御する
出力端子１８を有する。同様に第２の比較器１９は第２
の電源供給装置の出力に接続され、スイッチ素子１６を
制御する出力端子２０を有する。これらの比較器は、各
電源供給装置の電圧をモニタする。もし、第１の電源供
給装置が故障し電圧ＶＰ１が低下すると、第１の比較器
１７の入力端で、＋電圧入力が−電圧入力よりも低くな
り、第１の比較器１７の出力端子１８の出力がローにな
り、スイッチ素子１５はオフ状態に制御される。同様に
、第２の電源供給装置が故障し電圧ＶＰ２が低下すると
、第２の比較器１９の入力端で、＋電圧入力が−電圧入
力よりも低くなり、第２の比較器１９の出力端子２０の
出力はローになりスイッチ素子１６はオフ状態に制御さ
れる。スイッチ素子１５、スイッチ素子１６は比較器１
７、比較器１９の入力端で電圧変化が検出されなければ
オン状態を維持する。このように従来の技術においては
第１の電源供給装置と第２の電源供給装置との出力端の
電圧を比較し、いずれかの電圧が非常に低下した場合に
その低下した電源供給装置を切り離していた。 【０００３】　　 【発明が解決しようとする課題】　　　　　　　　　　
　　　　　　しかしながら、上述の従来の故障電源開放
装置では、電源供給装置が故障すると健全な電源供給装
置から故障した電源供給装置にスイッチ素子を通じて電
流が流れ込み、１つの電源供給装置の故障が他の電源供
給装置を故障させる原因となっていた。また、全てのス
イッチ素子がターンオン状態にあると、故障した電源供
給装置または電力バスをいつ切り離すか、および１つの
電源供給装置の故障が他の電源供給装置を故障させるか
否かの判断をすることは困難であった。また、上述の従
来の故障電源開放装置の比較器は正帰還をかけていたの
で、回路中で発振が生じるおそれがあった。さらに、１
つの電源供給装置中の抵抗が故障するとその電源供給装
置の出力電圧を低下させる。しかしながら、電圧の変化
の程度が小さいとスイッチ素子１５はオン状態を継続し
、その結果故障電流が他の電源供給装置中のＦＥＴスイ
ッチ素子にも流入し他の電源供給装置をダウンさせるこ
とになる。したがって、故障電源開放装置はこのような
状況下においても効果的に動作することが要求される。 本発明の目的は、スイッチ素子の入出力間の電圧反転を
検出することにより故障した電源供給装置を検出し、こ
の故障した電源供給装置を電源供給系から切り離す故障
電源開放装置を提供することである。また、本発明の他
の目的は、信頼性があり、スイッチ素子の入出力間で低
電圧を維持できる故障電源開放装置を提供することであ
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、電力を負荷に
供給する複数の電源供給装置を有する電源供給系中で、
電源供給装置が故障したことを検出しその故障した電源
供給装置を電源供給系から切り離す故障電源開放装置に
おいて、前記電源供給装置と前記負荷との間に設けられ
たスイッチ手段と、前記スイッチ手段の入出力電圧をモ
ニタする手段とを備え、前記スイッチ手段の入出力電圧
の極性が反転したことを前記モニタ手段が検出したとき
、対応する電源供給装置を電源供給系から切り離す故障
電源開放装置である。 【０００５】 【作用】本発明の故障電源開放装置は、電力を負荷に供
給する複数の電源供給装置を有する電源供給系において
、電源供給装置の故障を電源供給装置と負荷との間に設
けられたスイッチ手段の入出力電圧が極性反転すること
をモニタ手段によって検出し、このスイッチ手段によっ
て故障した電源供給装置を電源供給系から切り離す。 【０００６】 【実施例】　図１は本発明の一実施例のブロック図であ
る。図１の電源供給装置はスイッチ素子の極性の反転を
監視することによって従来の問題点を解決した。図１に
おいて、第１のＦＥＴ２５は第１の電源供給装置と負荷
との間に接続される。比較器２８の出力３５は第１のＦ
ＥＴ２５のゲート２７に接続され、出力３５がハイの時
第１のＦＥＴ２５がオンになるように制御する。比較器
２８は第１の電源供給装置からの電圧ＶＰ１と負荷に供
給している電圧ＶＰ０とを比較し電圧ＶＰ１が電圧ＶＰ
０より高いときは第１のＦＥＴ２５をオンの状態に制御
し、逆に電圧ＶＰ１が電圧ＶＰ０より低いときは第１の
ＦＥＴ２５をオフの状態に制御する。ローパスフィルタ
３０は第１のＦＥＴ２５のドレイン端子３１と比較器２
８の−入力２９間に接続される。　ローパスフィルタ３
３は第１のＦＥＴ２５のソース端子３４と比較器２８の
＋入力３２間に接続される。ローパスフィルタ３０とロ
ーパスフィルタ３３は比較器２８の入力に接続され、ス
イッチング過程において発生する高周波成分を除去し比
較器２８の発振動作を防止させるために用いられる。キ
ャパシタＣＰは比較器２８の出力３５に接続され、これ
によりスイッチングトランジスタ又はＦＥＴの立ち上が
りが遅くなるようにし、切り替え時のサージ電圧および
外部からのサージ電圧で第１のＦＥＴ２５がターンオン
するのを防止する。 【０００７】第２のＦＥＴ２６は第２の電源供給装置と
負荷との間に接続される。第２のＦＥＴ２６のゲート４
２は比較器４０の出力４１に接続され、出力４１がハイ
の時第２のＦＥＴ２６がオンになるように制御する。比
較器４０は第２の電源供給装置からの電圧ＶＰ２と負荷
に供給している電圧ＶＰ０とを比較し電圧ＶＰ２が電圧
ＶＰ０より高いときは第２のＦＥＴ２６をオンの状態に
制御し、逆に電圧ＶＰ２が電圧ＶＰ０より低いときは第
２のＦＥＴ２６をオフの状態に制御する。ここで比較器
２８、４０はＭＯＳＦＥＴ（金属酸化半導体電界効果ト
ランジスタ）を用いてもよい。ローパスフィルタ４４、
ローパスフィルタ４７はローパスフィルタ３０、ローパ
スフィルタ３３と同様に接続され同様の働きをするので
詳細な説明は省略する。キャパシタＣＭも上記キャパシ
タＣｐと同様に、比較器４０の出力４１に接続され第２
のＦＥＴ２６の立ち上がりを遅くし、切り替え時のサー
ジ電圧および外部からのサージ電圧によって第２のＦＥ
Ｔ２６がターンオンするのを防止する。 【０００８】次に、本発明の一実施例の動作について説
明する。本実施例では電源供給装置が２つの場合につい
て説明するが、電源供給装置が３つ以上の場合でも回路
動作は同様である。両方のＦＥＴスイッチ素子がターン
オンしている状態では各電源供給装置は負荷に並列に電
力を供給する。この状態において、いずれか一方の電源
供給装置が故障すると、故障電源開放装置はその故障し
た電源供給装置を自動的に負荷から切り離す。この切り
離しは比較器２８、比較器４０がシステムそれぞれ第１
のＦＥＴ２５、第２のＦＥＴ２６の入出力端における電
圧極性の反転をモニタすることによって可能となる。比
較器２８において第１のＦＥＴ２５のソースＳの電圧が
降下した場合は、比較器２８の＋入力３２における電圧
が−入力２９における電圧よりも低下するので、第１の
ＦＥＴ２５をオフにし、第１の電源供給装置からの電力
供給を切断する。同様に、比較器４０において第２のＦ
ＥＴ２６のソースＳの電圧が降下した場合は、比較器４
０の＋入力における電圧が−入力における電圧よりも低
下するので、第２のＦＥＴ２６をオフにし、第２の電源
供給装置からの電力供給を切断する。このように、もし
、どちらかの電源供給装置の電源電圧が負荷側の電圧よ
りも低くなるとその電源供給装置側のＦＥＴはオフに制
御される。 【０００９】第１の電源供給装置に抵抗故障が発生した
ときは、その結果第２の電源供給装置から第１の電源供
給装置に多くの電流が流れ込む。図２に示される従来例
においては、単に電源供給装置の出力端の電圧を比較す
るのみであったので、第１の電源供給装置の抵抗の故障
を検出できなかった。このため、故障した方の電源供給
装置が他の電源供給装置に影響を及ぼし、双方の電源供
給装置共に故障となる場合があった。しかしながら、本
発明の一実施例においては、第１の電源供給装置に抵抗
故障が発生したときは、電源供給系から第１の電源供給
装置に多くの電流が流れ込み、第１のＦＥＴ２５のソー
スＳとドレインＤの電圧極性が反転する。比較器２８は
この電圧の反転を検出し、第１のＦＥＴ２５をオフ制御
し、これによって第１のＦＥＴ２５のドレインＤに流れ
込む電流を消失させることができる。また、故障した電
源供給装置において、アースに流れる漏洩電流又はショ
ート電流が生じると、第１のＦＥＴ２５のソースＳがド
レインＤに比べ負の電圧になる。比較器２８はこのソー
スＳ電圧とドレインＤ電圧の極性反転を検出し、第１の
ＦＥＴ２５をオフ状態にする。もし、この故障が一時的
であれば、比較器２８はその後すぐに第１のＦＥＴ２５
の正しい極性を検出するので電源供給装置は再び接続さ
れる。 【００１０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源供給装置中の抵抗の故障、漏洩電流、ショート電流
等によよる出力電圧の微少の低下があると、この電圧の
低下を比較器が検出することによって、故障した電源供
給装置を電源供給系から迅速に切り離す。その結果微少
の電圧変化があってもスイッチ素子を確実にオフ動作さ
せることができ、故障した電源供給装置が他の電源供給
装置に影響を及ぼさないようすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の故障電源開放装置を示すブ
ロック図である。

【図２】従来技術における故障電源開放装置を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

２５　　　　　　　　　　第１のＦＥＴ２６　　　　　
　　　　　第２のＦＥＴ２８、４０　　　　比較器 ２９、４３　　　　比較器の−入力 ３２、４６　　　　比較器の＋入力 ３０、３３　　　　ＬＰＦ（ローパスフイルタ）４４、
４７　　　　ＬＰＦ（ローパスフイルタ）２７、４２　
　　　ＦＥＴのゲート端子３１、４５　　　　ＦＥＴの
ドレイン端子３４、４８　　　　ＦＥＴのソース端子Ｃ
Ｐ　、ＣＭ　　　　　キャパシタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　　　電力を負荷に供給する複数の
   電源供給装置を有する電源供給系中で、電源供給装置が
   故障したことを検出しその故障した電源供給装置を電源
   供給系から切り離す故障電源開放装置において、前記電
   源供給装置と前記負荷との間に設けられたスイッチ手段
   と、前記スイッチ手段の入出力電圧をモニタする手段と
   を備え、前記スイッチ手段の入出力電圧の極性が反転し
   たことを前記モニタ手段が検出したとき、対応する電源
   供給装置を電源供給系から切り離すことを特徴とする故
   障電源開放装置。