JPH0628042A - 電源装置の電力制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源装置から負荷に供給する電力又は入力電力
を、負荷の等価抵抗に対応してこの電源装置の垂下特性
を調整することで、所定値以内に制限すること図る。 【構成】電源装置に許容出来る電力値とこの電源装置に
接続する負荷の等価抵抗値とからこの電源装置出力電圧
の垂下の程度を設定するか、又は許容出来る電力値と負
荷の等価抵抗値とから電流値を算出し、この電流値から
電圧値を算出し、これら算出電流・電圧と検出電流・電
圧とからこの電源装置出力電圧の垂下の程度を設定する
か、又は許容出来る電力値と負荷の等価抵抗値とから電
圧値を算出し、この電圧値から電流値を算出し、これら
算出電流・電圧と検出電流・電圧とからこの電源装置出
力電圧の垂下の程度を設定する構成により、当該電源装
置の出力電力又は入力電力が所定値以上に増大するのを
抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電圧垂下特性を有す
る電源装置の入力電力、又は出力電力を制限する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は所望電圧の直流を直流電源から絶
縁して取り出すことが出来る電源装置の入力又は出力電
力を制限する従来例を示した回路図である。この図４に
示すように、直流電源２からの直流電力をインバータ３
で交流電力に変換し、絶縁変圧器４を介して整流器５に
より再び直流電力に変換して負荷７にこの直流電力を供
給する回路構成にすれば、負荷７に与える直流の電圧を
所望の値に設定することが出来るし、この直流出力を直
流電源２から絶縁することが出来る。ここでインバータ
３が出力する交流電力の周波数を高くすれば、絶縁変圧
器４を小形に出来るので経済的である。尚、６は整流器
５が出力する直流電力に含まれているリップル分を吸収
・除去するための平滑コンデンサである。

【０００３】このような回路構成の場合、整流器５が電
源装置であって、負荷７に直流電力を供給する。ところ
で、このこような電源装置としての整流器５の出力電圧
は、出力電流の大小にかかわらず一定値に維持するか、
それとも出力電流の増加に比例して出力電圧を低下させ
る、所謂垂下特性を持たせるかのいずれかとするのが通
常である。そこで整流器５の出力側に設けている電流検
出器１１と電圧検出器１２とで出力電流と出力電圧とを
検出し、これらの電流と電圧を入力する垂下設定器１３
でインバータ３を制御することで、所望の一定電圧又は
垂下特性を得ている。ところで、整流器５の出力電圧が
一定又は垂下の場合、出力電流の増加と共に負荷７への
電力も増加するので、インバータ３からこの整流器５へ
の供給電力も増大することとなる。それ故、整流器５が
充分に大きな通電電流容量を保有していても、この整流
器５の電源側に接続しているインバータ３が過負荷にな
ってしまうおそれがある。

【０００４】そこで整流器５の電源側、即ちインバータ
３の出力側に変流器１４と電圧変成器１５とを設け、こ
れらで検出した電流と電圧とを電力演算回路１６に入力
し、この電力演算回路１６で演算した電力がインバータ
３の容量を越えるとコンパレータ１７が作動してインバ
ータ３の運転を停止させる等の処置をして、整流器５に
電力を供給している装置が過負荷により破損する危険を
未然に防いでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、整流器
５の電源側の機器が過負荷になるのを防止しようとする
と、図４の従来例回路に示すように、これら電源側機器
にも電流検出手段・電圧検出手段・電力演算手段・コン
パレータなどを設備しなければならず、このような余分
な回路により装置全体が大形且つ高価になる不都合があ
る。

【０００６】そこでこの発明の目的は、電源装置の電源
側に余分な回路を備えることをせずに、当該電源装置の
出力電流が増加しても、この電源装置の出力電力或いは
入力電力が過大になるのを防止出来るようにすることに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
にこの発明の電力制限装置は、電源装置から負荷へ流す
出力電流の増加に比例してその出力電圧を低下させる電
圧垂下手段を備えている電源装置において、前記負荷の
大小に対応して、前記電源装置が出力する電力を所定値
以内に制限する調整を前記電圧垂下手段に行わさせる
か、又は前記電源装置出力電力を所定値に設定する電力
設定手段と、前記負荷の等価抵抗を設定する抵抗設定手
段と、これら設定電力と設定抵抗とから電流又は電圧を
演算する手段と、これら電流演算手段と電圧演算手段か
ら得られる演算電流と演算電圧とから前記電源装置の電
圧垂下特性を演算する垂下特性演算手段とを備えるもの
とする。

【０００８】

【作用】この発明は、垂下特性を有する電源装置は、そ
の出力電圧が定格値の半分に低下したときに出力電力が
最大になり、従って出力電力にほぼ比例する入力電力も
出力電圧が定格値の半分に低下したときに入力電力が最
大になることに着目したものであって、負荷の等価抵抗
に対応して出力電圧の垂下特性を変更することで、当該
電源装置の入力電力或いは出力電力が所定値以上に増大
するのを防止しようとするものであって、これを図５と
図６とにより説明する。

【０００９】図５は垂下特性を現したグラフであって、
横軸は出力電流、縦軸は出力電圧であり、Ｅ₀ は当該電
源装置の定格出力電圧である。この図５において、Ａな
る垂下特性のときは負荷抵抗がＣのときに電力が最大に
なり、Ｂなる垂下特性のときは負荷抵抗がＤのときに電
力が最大になるのは既に述べた通りである。

【００１０】図６は負荷抵抗と電力との関係を垂下特性
をパラメータにして現したグラフであって、横軸は負荷
抵抗、縦軸は電力である。実線で図示している曲線Ｆ
は、図５に示した垂下特性がＡの場合に於ける電力の変
化であって、負荷抵抗がＣなる値を呈する時に電力は最
大となる。又、１点鎖線で図示している曲線Ｇは、図５
に示した垂下特性がＢの場合に於ける電力の変化であっ
て、負荷抵抗がＤなる値を呈する時に電力は最大とな
る。よって負荷の等価抵抗の値と、制限するべき電力の
値とが決まれば、これらに対応して電圧垂下の程度を決
定することにより、余分な回路を付加しなくても当該電
源装置の電力を上記の制限値以内に抑制することが出来
る。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を現した回路図で
あるが、この図１に図示の直流電源２、インバータ３、
絶縁変圧器４、電源装置としての整流器５、平滑コンデ
ンサ６、負荷７、電流検出器１１及び電圧検出器１２
は、図４で既述の従来例回路のものとその名称・用途・
機能は同じであるから、これらの説明は省略する。この
図１に示す第１実施例回路では、電流検出器１１で検出
する電流を電流設定器２１で設定する値に一致させる制
御と、電圧検出器１２で検出する電圧を電圧設定器２２
で設定する値に一致させる制御とを制御回路２３で行わ
せるのであるが、このとき、電流検出器１１が検出する
電流で電圧設定器２２が設定する電圧を補正しているの
で、電圧垂下特性を前述した所望値にして、電力が所定
値以上になるのを防止する。

【００１２】図２は本発明の第２実施例を現した回路図
であるが、この図２に図示の直流電源２、インバータ
３、絶縁変圧器４、電源装置としての整流器５、平滑コ
ンデンサ６、負荷７、電流検出器１１及び電圧検出器１
２は、前述した第１実施例回路と同様に図４で既述の従
来例回路のものとその名称・用途・機能は同じであるか
ら、これらの説明は省略する。

【００１３】この図２に示す第２実施例回路では制限す
るべき電力値を制限電力設定器３１で設定すると共に、
負荷７の等価抵抗値を負荷抵抗設定器３２で設定する。
第１電流演算回路３３はこれらが設定した電力値と抵抗
値とを入力し、電力値を抵抗値で割り算した値の平方根
を演算することにより、電流値を算出する。第１電圧演
算回路３４は、この第１電流演算回路３３が算出した電
流値と負荷抵抗設定器３２が設定している抵抗値とを入
力し、これら両入力の積を演算することにより電圧値を
算出する。垂下特性演算回路３５は、第１電流演算回路
３３が算出した電流値と第１電圧演算回路３４が算出し
た電圧値と電流検出器１１が検出する電流値と電圧検出
器１２が検出する電圧値とを入力して垂下特性を演算
し、その演算結果に従ってインバータ３を制御する。

【００１４】図３は本発明の第３実施例を現した回路図
であるが、この図３に図示の直流電源２、インバータ
３、絶縁変圧器４、電源装置としての整流器５、平滑コ
ンデンサ６、負荷７、電流検出器１１及び電圧検出器１
２は、前述した第１実施例回路と同様に図４で既述の従
来例回路のものとその名称・用途・機能は同じであるか
ら、これらの説明は省略する。

【００１５】この図３に示す第３実施例回路でも前述し
た第２実施例回路と同様に、制限するべき電力値を制限
電力設定器３１で設定すると共に、負荷７の等価抵抗値
を負荷抵抗設定器３２で設定する。第２電圧演算回路４
１はこれらが設定した電力値と抵抗値とを入力し、電力
値と抵抗値との積の平方根を演算することにより、電圧
値を算出する。第２電流演算回路４２は、この第２電圧
演算回路４１が算出した電圧値と負荷抵抗設定器３２が
設定している抵抗値とを入力し、電圧値を抵抗値で割り
算する演算を行って電流値を算出する。垂下特性演算回
路３５は、第２電圧演算回路４１が算出した電圧値と第
２電流演算回路４２が算出した電流値と電流検出器１１
が検出する電流値と電圧検出器１２が検出する電圧値と
を入力して垂下特性を演算し、その演算結果に従ってイ
ンバータ３を制御する。

【００１６】

【発明の効果】この発明によれば、電圧垂下特性を有す
る電源装置では、出力電圧が定格電圧の半分に低下した
ときにその電力が最大になることに着目して、請求項１
では当該電源装置に許容出来る電力値とこの電源装置に
接続する負荷の等価抵抗値とからこの電源装置出力電圧
の垂下の程度を設定し、請求項２では許容出来る電力値
と負荷の等価抵抗値とから電流値の算出と、この電流値
から電圧値の算出を行い、これら算出電流・電圧と検出
電流・電圧とからこの電源装置出力電圧の垂下の程度を
設定し、請求項３では許容出来る電力値と負荷の等価抵
抗値とから電圧値の算出と、この電圧値から電流値の算
出を行い、これら算出電流・電圧と検出電流・電圧とか
らこの電源装置出力電圧の垂下の程度を設定することに
より、当該電源装置の出力電力又は入力電力が所定値以
上に増大するのを抑制出来る。従ってこの電源装置の電
源側に電力制限用の回路を付加する必要が無くなり、装
置の簡略化と小形化並びにコスト低減の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を現した回路図

【図２】本発明の第２実施例を現した回路図

【図３】本発明の第３実施例を現した回路図

【図４】所望電圧の直流を直流電源から絶縁して取り出
すことが出来る電源装置の入力又は出力電力を制限する
従来例を示した回路図

【図５】垂下特性を現したグラフ

【図６】負荷抵抗と電力との関係を垂下特性をパラメー
タにして現したグラフ

【符号の説明】

３ インバータ ５ 電源装置としての整流器 ７ 負荷 １１ 電流検出器 １２ 電圧検出器 １３ 垂下設定器 １６ 電力演算回路 １７ コンパレータ ２１ 電流設定器 ２２ 電圧設定器 ２３ 制御回路 ３１ 制限電力設定器 ３２ 負荷抵抗設定器 ３３ 第１電流演算回路 ３４ 第１電圧演算回路 ３５ 垂下特性演算回路 ４１ 第２電圧演算回路 ４２ 第２電流演算回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源装置から負荷へ流す出力電流の増加に
   比例してその出力電圧を低下させる電圧垂下手段を備え
   ている電源装置において、前記負荷の大小に対応して、
   前記電源装置が出力する電力を所定値以内に制限する調
   整を前記電圧垂下手段に行わさせることを特徴とする電
   源装置の電力制限装置。
2. 【請求項２】電源装置から負荷へ流す出力電流の増加に
   比例してその出力電圧を低下させる電圧垂下手段を備え
   ている電源装置において、前記電源装置出力電力を所定
   値に設定する電力設定手段と、前記負荷の等価抵抗を設
   定する抵抗設定手段と、これら設定電力と設定抵抗とか
   ら電流を演算する第１電流演算手段と、この演算電流に
   対応した電圧を演算する第１電圧演算手段と、これら演
   算電流と演算電圧とから前記電源装置の電圧垂下特性を
   演算する垂下特性演算手段とを備えていることを特徴と
   する電源装置の電力制限装置。
3. 【請求項３】電源装置から負荷へ流す出力電流の増加に
   比例してその出力電圧を低下させる電圧垂下手段を備え
   ている電源装置において、前記電源装置出力電力を所定
   値に設定する電力設定手段と、前記負荷の等価抵抗を設
   定する抵抗設定手段と、これら設定電力と設定抵抗とか
   ら電圧を演算する第２電圧演算手段と、この演算電圧に
   対応した電流を演算する第２電流演算手段と、これら演
   算電圧と演算電流とから前記電源装置の電圧垂下特性を
   演算する垂下特性演算手段とを備えていることを特徴と
   する電源装置の電力制限装置。