JPH0515689U - 冗長化並列運転電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マスタ電源の誤差増幅回路が故障しても電源
システム全体の停止が回避できる冗長化並列運転電源装
置を提供すること。 【構成】 コンバ―タ部、出力電圧検出回路、負荷電流
検出回路、並列運転制御回路、誤差総合回路及びスイッ
チング制御回路出力電圧検出回路の基準電圧が各電源装
置の間で最も低いもの若しくは高いものをマスタとして
他の電源装置の出力電圧を定める冗長化並列運転電源装
置において、自己がマスタであるか否か判定する回路
と、前記コンバ―タ部の出力電圧の異常な低下若しくは
上昇を検出する回路と、自己がマスタであって当該検出
回路が出力電圧の異常検知をしたときスイッチング制御
回路に停止信号を送る論理回路とを各電源装置に具備す
ることを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電源装置を複数並列運転して冗長化により信頼性を高めた電源システ ムに係り、特に一台の故障がシステム全体に影響するのを防止して信頼性を向上 させる改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

冗長化並列運転電源装置は例えば本考案者の考案に係る実開平１−５８２４７ 号公報等で公知である。この様な装置においては、各電源装置の出力電流を均等 にするため一本のロ―ドシェア制御線で各電源装置の間を連絡している。そして 特定電源に負荷電流不均衡を検出する誤差増幅回路を設けてマスタとし、他の電 源装置をスレ―ブとして制御する方式が採用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、マスタ電源の誤差増幅回路が故障をすると電源システム全体が 停止してしまい、せっかく冗長化して信頼性を高めたのにこの特質を半ば損なっ てしまうという課題があった。 本考案はこのような課題を解決したもので、マスタ電源の誤差増幅回路が故障 しても電源システム全体の停止が回避できる冗長化並列運転電源装置を提供する ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

図１は上記目的を達成する本考案を説明する構成ブロック図である。図におい て、直流電流を入力し所定電圧の直流電圧（Ｖout)を出力するスイッチング式の コンバ―タ部１０と、このコンバ―タ部の出力電圧と基準電圧とを比較し、誤差 電圧信号を出力する出力電圧検出回路２０と、このコンバ―タ部に供給される入 力電流若しくは出力する負荷電流を検出して負荷電流検出信号を出力する負荷電 流検出回路３０と、他の電源装置との間でロ―ドシェア信号を授受して各電源装 置間の負荷電流又は出力電圧の不均衡を検出する並列運転制御回路４０と、この 誤差電圧信号、負荷電流検出信号及び並列運転制御回路の出力する不均衡信号を 入力して、これらの誤差を総合する誤差総合回路５０と、この誤差総合回路の制 御信号を入力して所定の負荷電流及び出力電圧を当該コンバ―タ部に出力させて 、当該コンバ―タ部の出力電圧を安定化すると共に当該電源装置の負荷電流分担 を他の電源装置と均衡させるスイッチング制御回路６０とを有する。そして、出 力電圧検出回路の基準電圧が各電源装置の間で最も低いもの若しくは高いものを マスタとして他の電源装置の出力電圧を定める冗長化並列運転電源装置において 、次の構成としたものである。

【０００５】 すなわち、自己がマスタであるか否か判定する回路７１と、前記コンバ―タ部 の出力電圧の異常な低下若しくは上昇を検出する回路７２と、自己がマスタであ って当該検出回路が出力電圧の異常検知をしたときスイッチング制御回路に停止 信号を送る論理回路７３とを各電源装置に具備することを特徴としている。

【０００６】

【作用】

本考案の各構成要素はつぎの作用をする。マスタ判定回路は自己がスレ―ブか マスタかの判定をする。出力電圧異常検出回路は自己の出力電圧を監視して、間 接的に出力電圧検出回路の故障を検知する。論理回路はマスタであって出力電圧 異常が発生したときマスタ電源の動作を停止させる。これによりマスタ電源は電 源システムから切り離され、電源システムは他の電源装置をマスタとして正常な 動作を継続する。

【０００７】

【実施例】

以下図面を用いて、本考案を説明する。 図２は本考案の一実施例を示す回路図で、マスタとなる電源装置を示しスレ― ブとなる電源装置を省略してある。尚図２において、前記図１と同一作用をする ものには同一符号をつけ説明を省略する。図において、コンバ―タ部１０は一般 的なスイッチング電源装置である。すなわち、電圧Ｖinの直流電源をトランスＴ の一次巻線ｎ１に印加してトランジスタ等のスイッチング素子Ｑ10によりオンオ フする。するとトランスＴの二次巻線ｎ２にはスイッチング信号が誘起されるの で、ダイオ―ドＤ11，Ｄ12により整流し、チョ―クコイルＬ10により高周波数成 分を除去して、コンデンサＣ10に蓄電することにより電圧Ｖout の直流電力を負 荷側に供給している。

【０００８】 出力電圧検出回路２０はコンパレ―タＡ20を有しており、プラス端子にコンバ ―タ部１０の出力電圧Ｖout を印加し、マイナス端子に出力電圧安定化の基準電 圧Ｖr20 を接続して、誤差電圧信号を出力している。ここで、マスタ電源装置と なるものは、接続された電源のうちで出力電圧検出回路２０の基準電圧Ｖr20 が 最も低いものである。マスタ以外の電源装置における出力電圧検出回路２０の誤 差電圧信号は、コンパレ―タＡ20の負電圧側に飽和しているので、マスタかスレ ―ブかの判断が内部で可能になる。

【０００９】 負荷電流検出回路３０は、一次巻線ｎ１に設けられたカレントトランスＣＴに よりコンバ―タ部１０に入力される電流（すなわち出力される負荷電流）を検出 し、バッファアンプＵ３０により電圧信号に変換している。並列運転制御回路４ ０は他の電源装置と接続されるロ―ドシェア制御線ＬＳを含む回路で、コンパレ ―タＡ20の出力する誤差電圧信号がダイオ―ドＤ40を介して印加されている。

【００１０】 誤差総合回路５０は誤差電圧信号、ロ―ドシェア制御線ＬＳの不均衡電圧及び 負荷電流信号を総合的に評価する回路で、ここでは抵抗Ｒ５１を介してロ―ドシ ェア制御線ＬＳとダイオ―ドＤ40が接続され、抵抗Ｒ52を介してバッファアンプ Ｕ３０の出力する負荷電流がコンパレ―タＡ50のプラス端子に印加されている。 コンパレ―タＡ50のマイナス端子には基準電圧Ｖr50 が接続されている。スイッ チング制御回路６０はコンパレ―タＡ50の出力する信号を入力し、スイッチング 素子Ｑ10にオンオフ制御信号を送るもので、出力電圧の安定化、負荷電流の各電 源装置間での均衡を取る働きをしている。

【００１１】 故障検出回路７０はコンパレ―タＡ71、コンパレ―タＡ72及びゲ―ト回路Ｕ73 よりなる回路で、自己がマスタであって、出力電圧検出回路２０の故障を検出し たときはスイッチング制御回路６０に停止信号を送る。コンパレ―タＡ71はコン バ―タ部１０がマスタかスレ―ブかの判別をするもので、プラス端子にコンパレ ―タＡ20の出力する誤差電圧信号を印加し、マイナス端子に基準電圧Ｖr71 を印 加している。コンパレ―タＡ72は出力電圧の異常低下（若しくは上昇）を検出す るもので、プラス端子にコンバ―タ部１０の出力電圧Ｖout を印加し、マイナス 端子に電圧異常と認める基準電圧Ｖr72 を接続して、異常電圧発生信号を出力し ている。ゲ―トＵ73はコンパレ―タＡ71，Ａ72の出力信号について論理積を取る もので、出力はスイッチング制御回路６０の停止端子に送られている。

【００１２】 このように構成された装置の動作を次に説明する。このコンバ―タ部１０がマ スタである場合には、コンパレ―タＡ71の出力はＨになっている。他方マスタの 出力電圧検出回路２０が故障した場合の動作は、過電圧方向と低電圧方向に大別 される。過電圧方向の場合には、他の電源装置がマスタとなるのでシステム全体 に影響を及ぼさない。低電圧方向の場合は、システム全体の電圧が低下するので 電源として望ましくない。コンパレ―タＡ72は出力電圧Ｖout が基準電圧Ｖr72 よりも低くなったときに、出力をＨにする。ゲ―トＵ73は自己がマスダであって 、かつ並列接続された出力電圧の低下を検出すると自己を停止させる。すると他 の電源装置にマスタが委譲されるので、電源システム全体の出力電圧低下が防止 される。

【００１３】 尚、上記実施例においてはマスタとして出力電圧検出回路の基準電圧Ｖr20 が 最も低いものをマスタとする事例を挙げたが、本考案はこれに限定されるもので はなく、最も高いものをマスタとしても良い。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によればマスタ電源の出力電圧検出回路の低電圧 方向の故障を検出したときは、このマスタ電源を停止させることにより他の電源 装置にマスタを委譲し、然して電源システム全体の稼動を維持できる。これによ り冗長化並列運転電源装置の信頼性が向上するという実用上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を説明する構成ブロック図である。

【図２】本考案の一実施例を示す回路図で、マスタとな
る電源装置を示しスレ―ブとなる電源装置を省略してあ
る。

【符号の説明】

１０…コンバ―タ部 ２０…出力電圧検出回路 ３０…負荷電流検出回路 ４０…並列運転制御回路 ５０…誤差総合回路 ６０…スイッチング制御回路 ７０…故障検出回路 ７１…マスタ判定回路 ７２…異常電圧検出回路 ７３…論理回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電流を入力し所定電圧の直流電圧（Ｖ
   out)を出力するスイッチング式のコンバ―タ部（１０）
   と、 このコンバ―タ部の出力電圧と基準電圧とを比較し、誤
   差電圧信号を出力する出力電圧検出回路（２０）と、 このコンバ―タ部に供給される入力電流若しくは出力す
   る負荷電流を検出して負荷電流検出信号を出力する負荷
   電流検出回路（３０）と、 他の電源装置との間でロ―ドシェア信号を授受して各電
   源装置間の負荷電流又は出力電圧の不均衡を検出する並
   列運転制御回路（４０）と、 この誤差電圧信号、負荷電流検出信号及び並列運転制御
   回路の出力する不均衡信号を入力して、これらの誤差を
   総合する誤差総合回路（５０）と、 この誤差総合回路の制御信号を入力して所定の負荷電流
   及び出力電圧を当該コンバ―タ部に出力させて、当該コ
   ンバ―タ部の出力電圧を安定化すると共に当該電源装置
   の負荷電流分担を他の電源装置と均衡させるスイッチン
   グ制御回路（６０）と、 を有し、出力電圧検出回路の基準電圧が各電源装置の間
   で最も低いもの若しくは高いものをマスタとして他の電
   源装置の出力電圧を定める冗長化並列運転電源装置にお
   いて、 自己がマスタであるか否か判定する回路（７１）と、 前記コンバ―タ部の出力電圧の異常な低下若しくは上昇
   を検出する回路（７２）と、 自己がマスタであって当該検出回路が出力電圧の異常検
   知をしたときスイッチング制御回路に停止信号を送る論
   理回路（７３）と、 を各電源装置に具備することを特徴とする冗長化並列運
   転電源装置。