JPH07194118A - 電源システム - Google Patents
電源システムInfo
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- JPH07194118A JPH07194118A JP33102293A JP33102293A JPH07194118A JP H07194118 A JPH07194118 A JP H07194118A JP 33102293 A JP33102293 A JP 33102293A JP 33102293 A JP33102293 A JP 33102293A JP H07194118 A JPH07194118 A JP H07194118A
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- power supply
- converters
- common bus
- power
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/10—Parallel operation of dc sources
- H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
- G05F1/577—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices for plural loads
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/10—Parallel operation of dc sources
- H02J1/108—Parallel operation of dc sources using diodes blocking reverse current flow
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の主たる目的は、複数のコンバータを並
列接続して成る電源システムにおいて、故障したコンバ
ータに影響されずに安定な出力が得られる冗長性及び信
頼性の優れた電源システムを提供することにある。 【構成】複数のコンバータの各電流を検出し、それらの
なかの最大の電流値に各コンバータの電流を合わせるよ
うに各コンバータを制御させる。これにより、並列コン
バータの中に故障して出力電流が零になったコンバータ
が含んでいても、その状態のままで残りのコンバータで
負荷電流が均等に分担される。また、複数のコンバータ
と複数の負荷との間に共通のコモンバスを配置させるこ
とにより信頼性の高い冗長運転が可能となる。
列接続して成る電源システムにおいて、故障したコンバ
ータに影響されずに安定な出力が得られる冗長性及び信
頼性の優れた電源システムを提供することにある。 【構成】複数のコンバータの各電流を検出し、それらの
なかの最大の電流値に各コンバータの電流を合わせるよ
うに各コンバータを制御させる。これにより、並列コン
バータの中に故障して出力電流が零になったコンバータ
が含んでいても、その状態のままで残りのコンバータで
負荷電流が均等に分担される。また、複数のコンバータ
と複数の負荷との間に共通のコモンバスを配置させるこ
とにより信頼性の高い冗長運転が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の並列コンバータで
負荷に電力を供給する電源システムに関する。
負荷に電力を供給する電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の並列コンバータは、特開平1−270
743号公報，特開昭51−27415号公報や特開昭63−140632
号公報に記載のような構成が知られている。また、交流
側の力率改善としては特開昭62−31371 号公報が知られ
ている。
743号公報，特開昭51−27415号公報や特開昭63−140632
号公報に記載のような構成が知られている。また、交流
側の力率改善としては特開昭62−31371 号公報が知られ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はＤＣ／
ＤＣコンバータの並列運転やコンバータの並列運転に冗
長性を持たせたものであるが、コンバータが故障した場
合の対策が成されておらず、信頼性の検討が成されてな
かった。なお、電子通信情報学会 信学技報ＰＥ９２−
４７，ｐ２３−２９（１９９２／１１）「ＤＣ／ＤＣコ
ンバータの並列運転制御について」には、並列コンバー
タの電流バランスや、電流分担の制御は図３（ｂ)，
(ｃ）に示すように各コンバータの電流を検出し、その
平均値に自コンバータの電流を合わせる平均電流制御
や、各コンバータを単に並列接続しただけのオーバーフ
ロー方式が一般的であると記載されている。しかし、平
均電流制御方式ではあるコンバータが故障した場合はそ
のコンバータの出力電流が零になるので、全コンバータ
の平均電流値が低下してしまうので、本来は電流を増加
しなければならないところを各コンバータの電流が低下
するので、負荷の要求する電流を流すことができなくな
る。これを解決するため故障したコンバータを検出して
それをスイッチ等で並列運転から切り放して、残りのコ
ンバータの電流を負荷に合うように分配する装置が必要
であった。また、オーバーフロー方式は図示のように各
コンバータを並列接続するのみであり、電流バランスは
各コンバータの電流リッミターで制限されるのみであ
り、バランスが悪く、そのため電圧変動も悪かった。
ＤＣコンバータの並列運転やコンバータの並列運転に冗
長性を持たせたものであるが、コンバータが故障した場
合の対策が成されておらず、信頼性の検討が成されてな
かった。なお、電子通信情報学会 信学技報ＰＥ９２−
４７，ｐ２３−２９（１９９２／１１）「ＤＣ／ＤＣコ
ンバータの並列運転制御について」には、並列コンバー
タの電流バランスや、電流分担の制御は図３（ｂ)，
(ｃ）に示すように各コンバータの電流を検出し、その
平均値に自コンバータの電流を合わせる平均電流制御
や、各コンバータを単に並列接続しただけのオーバーフ
ロー方式が一般的であると記載されている。しかし、平
均電流制御方式ではあるコンバータが故障した場合はそ
のコンバータの出力電流が零になるので、全コンバータ
の平均電流値が低下してしまうので、本来は電流を増加
しなければならないところを各コンバータの電流が低下
するので、負荷の要求する電流を流すことができなくな
る。これを解決するため故障したコンバータを検出して
それをスイッチ等で並列運転から切り放して、残りのコ
ンバータの電流を負荷に合うように分配する装置が必要
であった。また、オーバーフロー方式は図示のように各
コンバータを並列接続するのみであり、電流バランスは
各コンバータの電流リッミターで制限されるのみであ
り、バランスが悪く、そのため電圧変動も悪かった。
【０００４】また、交流入力側の力率改善回路が提案さ
れているが複数の交流電源に対応するような構成はなか
った。
れているが複数の交流電源に対応するような構成はなか
った。
【０００５】本発明の主たる目的は、複数のコンバータ
を並列接続して成る電源システムにおいて、故障したコ
ンバータに影響されずに安定な出力が得られる冗長性及
び信頼性の優れた電源システムを提供することにある。
を並列接続して成る電源システムにおいて、故障したコ
ンバータに影響されずに安定な出力が得られる冗長性及
び信頼性の優れた電源システムを提供することにある。
【０００６】また、本発明の第２の目的は、磁気デイス
ク装置等の電源システムとして冗長性と信頼性を向上さ
せることにある。
ク装置等の電源システムとして冗長性と信頼性を向上さ
せることにある。
【０００７】さらに、本発明の第３の目的は、上記電源
システムにおける力率改善回路を簡単化してシステムと
しての小形化を図ることにある。
システムにおける力率改善回路を簡単化してシステムと
しての小形化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記主たる目的は、複数
のコンバータ（電力変換器）の出力を並列接続して負荷
に電力を供給するように構成した電源システムにおい
て、各コンバータの出力電流を検出する電流検出手段
と，前記電流検出手段より得られる各コンバータの出力
電流の中から最大値の出力電流を検出する最大電流検出
手段と，前記各コンバータの出力電流を前記最大値の出
力電流に合わせるように各コンバータを制御する手段と
を備えたことにより達成する。
のコンバータ（電力変換器）の出力を並列接続して負荷
に電力を供給するように構成した電源システムにおい
て、各コンバータの出力電流を検出する電流検出手段
と，前記電流検出手段より得られる各コンバータの出力
電流の中から最大値の出力電流を検出する最大電流検出
手段と，前記各コンバータの出力電流を前記最大値の出
力電流に合わせるように各コンバータを制御する手段と
を備えたことにより達成する。
【０００９】また、交流電源を第１のコモンバスに接続
し、該コモンバスより交流入力を得て直流に変換する整
流器を複数個配し、該整流器の直流出力を第２のコモン
バスに接続し、該コモンバスより直流入力を得て所定電
圧の直流に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを複数個配
し、該コンバータの直流出力を第３のコモンバスに接続
し、該コモンバスを介して複数の負荷に直流電力を供給
するような構成にして達成する。
し、該コモンバスより交流入力を得て直流に変換する整
流器を複数個配し、該整流器の直流出力を第２のコモン
バスに接続し、該コモンバスより直流入力を得て所定電
圧の直流に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを複数個配
し、該コンバータの直流出力を第３のコモンバスに接続
し、該コモンバスを介して複数の負荷に直流電力を供給
するような構成にして達成する。
【００１０】また上記第２の目的は、複数の磁気ディス
ク装置に直流電力を供給する複数のコンバータを有する
電源システムにおいて、前記磁気ディスク装置を複数の
グループに分け、第１のグループに電力を供給する第１
のコモンバスから成る第１のクラスターと、前記第１の
クラスターが複数個接続された第２のクラスターに共通
に電力を供給する第２のコモンバスを有し、この第２の
コモンバスに複数のコンバータを接続し、階層化したコ
モンバスにより電力の授受を行うようにしたことにより
達成する。
ク装置に直流電力を供給する複数のコンバータを有する
電源システムにおいて、前記磁気ディスク装置を複数の
グループに分け、第１のグループに電力を供給する第１
のコモンバスから成る第１のクラスターと、前記第１の
クラスターが複数個接続された第２のクラスターに共通
に電力を供給する第２のコモンバスを有し、この第２の
コモンバスに複数のコンバータを接続し、階層化したコ
モンバスにより電力の授受を行うようにしたことにより
達成する。
【００１１】さらに上記第３の目的は、複数の交流電源
から各々整流器を通して整流し、各整流された出力を各
々インダクタンスを介して、スイッチング素子により前
記交流電源より高い周波数でスイッチング動作して各交
流電源の力率を改善するようにした１個の力率改善回路
に入力し、その出力をコモンバスを介して複数のコンバ
ータに電力を供給するようにしたことにより達成する。
から各々整流器を通して整流し、各整流された出力を各
々インダクタンスを介して、スイッチング素子により前
記交流電源より高い周波数でスイッチング動作して各交
流電源の力率を改善するようにした１個の力率改善回路
に入力し、その出力をコモンバスを介して複数のコンバ
ータに電力を供給するようにしたことにより達成する。
【００１２】
【作用】主たる目的を達成する上記手段によれば、各コ
ンバータの出力電流は並列運転しているコンバータの中
で一番大きな電流値に合わせるように制御され、電流の
小さなコンバータの電流は増加し、それにより電流の大
きなコンバータの電流は減少して各コンバータの電流は
バランスする。このため、並列運転しているコンバータ
の数を１〜２台多くしておけば、あるコンバータが故障
して出力電流が零になってしまっても残りのコンバータ
では故障したコンバータに影響されずに各々電流を分担
できる。従って各コンバータの故障検出や切り替えスイ
ッチも必要なく、安定した電流バランス制御を行うこと
ができる。
ンバータの出力電流は並列運転しているコンバータの中
で一番大きな電流値に合わせるように制御され、電流の
小さなコンバータの電流は増加し、それにより電流の大
きなコンバータの電流は減少して各コンバータの電流は
バランスする。このため、並列運転しているコンバータ
の数を１〜２台多くしておけば、あるコンバータが故障
して出力電流が零になってしまっても残りのコンバータ
では故障したコンバータに影響されずに各々電流を分担
できる。従って各コンバータの故障検出や切り替えスイ
ッチも必要なく、安定した電流バランス制御を行うこと
ができる。
【００１３】また、もう一つの手段によれば、電源シス
テムを構成する複数の要素をそれぞれの入出力部におい
て共通のコモンバスで接続することにより、各要素の故
障が発生しても、要素の数と負荷容量との間にある関係
（許容故障数をｈとすると要素数ｋを（２＋２ｈ)≦ｋ
≦(８＋２ｈ）とする）を持たせることによりシステム
の電源設備容量を最小にして信頼性の高い冗長運転が達
成できる。
テムを構成する複数の要素をそれぞれの入出力部におい
て共通のコモンバスで接続することにより、各要素の故
障が発生しても、要素の数と負荷容量との間にある関係
（許容故障数をｈとすると要素数ｋを（２＋２ｈ)≦ｋ
≦(８＋２ｈ）とする）を持たせることによりシステム
の電源設備容量を最小にして信頼性の高い冗長運転が達
成できる。
【００１４】また第２の目的を達成する上記手段によれ
ば、複数の磁気ディスク装置とこれに直流電力を供給す
る複数のコンバータを階層化した複数のコモンバスによ
り接続することにより、冗長性と信頼性が向上するほか
に装置全体としてコンパクト化が図れる。
ば、複数の磁気ディスク装置とこれに直流電力を供給す
る複数のコンバータを階層化した複数のコモンバスによ
り接続することにより、冗長性と信頼性が向上するほか
に装置全体としてコンパクト化が図れる。
【００１５】さらに第３の目的を達成する上記手段によ
れば、複数の交流電源を要する場合でも１個の力率改善
回路で電源システム力率が改善できるので装置の小形化
が図れる。
れば、複数の交流電源を要する場合でも１個の力率改善
回路で電源システム力率が改善できるので装置の小形化
が図れる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を図１〜図３により説明する。
図１は本発明の一実施例を示す電源システムのブロック
図である。ＡＤｃｏｎは交流源ＡｃＳからの交流を直流
に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（整流回路）である。
ｃｏｎ１〜４はＡＤｃｏｎからの直流出力を受けを安定
な直流電力を出力するＤＣ／ＤＣコンバータで並列に４
個設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータｃｏｎ１〜４
の直流出力は正負各々共通のコモンバスＢｕ３，Ｂｕ３
ｇを介して負荷Ｌｏに与えるように構成されている。
図１は本発明の一実施例を示す電源システムのブロック
図である。ＡＤｃｏｎは交流源ＡｃＳからの交流を直流
に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（整流回路）である。
ｃｏｎ１〜４はＡＤｃｏｎからの直流出力を受けを安定
な直流電力を出力するＤＣ／ＤＣコンバータで並列に４
個設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータｃｏｎ１〜４
の直流出力は正負各々共通のコモンバスＢｕ３，Ｂｕ３
ｇを介して負荷Ｌｏに与えるように構成されている。
【００１７】ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータｃｏｎ１〜
４は、フォワード形のコンバータで構成されている。そ
れはＡＤｃｏｎの直流出力側に直列接続されるトランス
ＴＲの１次側とスイッチング素子Ｍｏと、トランスの２
次側に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とコイルＬから
なる整流回路及びコンデンサＣからなる平滑回路と、逆
電流防止用のダイオードＤＰ１から主回路が構成され
る。ＣＣは出力電圧Ｖs1を検出してこれが安定的に所定
値になるようにスイッチング素子Ｍｏを出力信号Ｇs1に
より制御する制御回路である。なお、この制御回路ＣＣ
には、電流検出器Ｃs によって出力電流を検出した信号
と、並列接続された各コンバータの中の最大電流を検出
してその値に各コンバータの電流が追従するように制御
するための制御線ＣＬが入力されている。
４は、フォワード形のコンバータで構成されている。そ
れはＡＤｃｏｎの直流出力側に直列接続されるトランス
ＴＲの１次側とスイッチング素子Ｍｏと、トランスの２
次側に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とコイルＬから
なる整流回路及びコンデンサＣからなる平滑回路と、逆
電流防止用のダイオードＤＰ１から主回路が構成され
る。ＣＣは出力電圧Ｖs1を検出してこれが安定的に所定
値になるようにスイッチング素子Ｍｏを出力信号Ｇs1に
より制御する制御回路である。なお、この制御回路ＣＣ
には、電流検出器Ｃs によって出力電流を検出した信号
と、並列接続された各コンバータの中の最大電流を検出
してその値に各コンバータの電流が追従するように制御
するための制御線ＣＬが入力されている。
【００１８】次に、制御回路ＣＣの詳細を図２より説明
する。図２は、図１における制御回路ＣＣ１の具体的な
構成を示したもので、コンバータの出力電流の検出値Ｃ
s1がＯＰアンプＯＰ１，ＯＰ２の一方に入力され、ＯＰ
アンプＯＰ１，ＯＰ２の他の入力には制御線ＣＬが接続
されている。ＯＰアンプＯＰ１の出力はダイオードＤ３
を通して制御線ＣＬに接続されている。ＯＰアンプＯＰ
２の出力は基準電圧Ｒｆとコンバータ出力電圧Ｖs1と突
き合わされ、その差はＰＷＭ回路に入力される。そして
ＰＷＭ回路から出力される出力信号Ｇs1により図１の半
導体スイッチＭｏを動作させる。
する。図２は、図１における制御回路ＣＣ１の具体的な
構成を示したもので、コンバータの出力電流の検出値Ｃ
s1がＯＰアンプＯＰ１，ＯＰ２の一方に入力され、ＯＰ
アンプＯＰ１，ＯＰ２の他の入力には制御線ＣＬが接続
されている。ＯＰアンプＯＰ１の出力はダイオードＤ３
を通して制御線ＣＬに接続されている。ＯＰアンプＯＰ
２の出力は基準電圧Ｒｆとコンバータ出力電圧Ｖs1と突
き合わされ、その差はＰＷＭ回路に入力される。そして
ＰＷＭ回路から出力される出力信号Ｇs1により図１の半
導体スイッチＭｏを動作させる。
【００１９】いま、並列運転されるＤＣ／ＤＣコンバー
タの各制御回路ＣＣ１〜ＣＣｋは図示のように接続され
ているので、制御線ＣＬには複数のコンバータのなかで
最も高い電流値が示されることになる。従って、各コン
バータは最も高い電流値を出力するように制御されると
同時に各コンバータは各々電圧制御があるので、最大電
流が流れていたコンバータの電流が低下し、その結果、
各コンバータの電流はバランスして流れるように落ちつ
き、コンバータの並列運転における電流バランスが向上
する。
タの各制御回路ＣＣ１〜ＣＣｋは図示のように接続され
ているので、制御線ＣＬには複数のコンバータのなかで
最も高い電流値が示されることになる。従って、各コン
バータは最も高い電流値を出力するように制御されると
同時に各コンバータは各々電圧制御があるので、最大電
流が流れていたコンバータの電流が低下し、その結果、
各コンバータの電流はバランスして流れるように落ちつ
き、コンバータの並列運転における電流バランスが向上
する。
【００２０】また、複数の負荷と複数のコンバータをコ
モンバスで共通に接続して冗長性を持たせたシステムで
は、あるコンバータが故障しても、そのまま残りのコン
バータで運転を続行出来るようにする必要があるが、こ
の点においても本発明の場合は故障コンバータを放置し
たままでも電流制御の基準値が低下することなく、残り
のコンバータで負荷を分担できる。
モンバスで共通に接続して冗長性を持たせたシステムで
は、あるコンバータが故障しても、そのまま残りのコン
バータで運転を続行出来るようにする必要があるが、こ
の点においても本発明の場合は故障コンバータを放置し
たままでも電流制御の基準値が低下することなく、残り
のコンバータで負荷を分担できる。
【００２１】例えば、図１の構成で定格出力電流容量５
ＡのＤＣ／ＤＣコンバータが４台で並列運転して負荷に
電流を１５Ａ(コンバータ１台の分担電流は３.７５Ａ）
を供給しており、ここで、１台のコンバータが故障した
とする。ところが、各コンバータを構成する回路自体に
は特性上のバラツキが少なからず有しており、実際の出
力電圧値は必ずしも同一とはなってはいない。このため
１台のコンバータが故障した際には、出力電圧値の最も
大きいコンバータに電流の負担(７.５Ａ）が過渡的にか
かることになる。
ＡのＤＣ／ＤＣコンバータが４台で並列運転して負荷に
電流を１５Ａ(コンバータ１台の分担電流は３.７５Ａ）
を供給しており、ここで、１台のコンバータが故障した
とする。ところが、各コンバータを構成する回路自体に
は特性上のバラツキが少なからず有しており、実際の出
力電圧値は必ずしも同一とはなってはいない。このため
１台のコンバータが故障した際には、出力電圧値の最も
大きいコンバータに電流の負担(７.５Ａ）が過渡的にか
かることになる。
【００２２】しかし、本発明では、他のコンバータにも
上記最大電流値が流れるように差分（＝７.５−３.７
５）に応じて出力電圧が大きくなるように制御されるの
で、定常状態ではコンバータ１台の分担電流は５Ａに制
御することができる。
上記最大電流値が流れるように差分（＝７.５−３.７
５）に応じて出力電圧が大きくなるように制御されるの
で、定常状態ではコンバータ１台の分担電流は５Ａに制
御することができる。
【００２３】次に、本発明の特徴と従来方式との差異を
より明確にするため図３を用いて説明する。最も簡単な
従来方式（図３（ｃ））は複数の電源をただ並列運転
し、特別制御しない方式で、オーバーフロー方式と読ん
でいる。この方式は各コンバータのインピーダンスにし
たがった分担電流となるため、電流バランスも悪く電圧
変動も大きい。しかし、その反面、電源容量に余裕が有
ればコンバータに故障が発生してもそのまま放置してお
いてもさしつかえない。
より明確にするため図３を用いて説明する。最も簡単な
従来方式（図３（ｃ））は複数の電源をただ並列運転
し、特別制御しない方式で、オーバーフロー方式と読ん
でいる。この方式は各コンバータのインピーダンスにし
たがった分担電流となるため、電流バランスも悪く電圧
変動も大きい。しかし、その反面、電源容量に余裕が有
ればコンバータに故障が発生してもそのまま放置してお
いてもさしつかえない。
【００２４】また、従来方式（図３（ｂ））の平均電流
方式は全コンバータの平均電流を基準値として自コンバ
ータの電流を合わせる様に制御する方法である。しか
し、この方式は並列運転しているコンバータが故障する
とそのコンバータの電流が零となるので、平均値である
基準値が下がることになる。そしてこの電流に合わせて
各コンバータを制御すると合成電流は下がり要求する負
荷電流に対応できなくなる。従って、この方式はコンバ
ータが故障した場合には残りのコンバータが容量的に余
裕があっても正常な動作が出来なくなる。この解決法と
して故障検出回路によりコンバータの故障を検出し、ス
イッチ等により故障コンバータを回路より切り離すこと
が必要になる。
方式は全コンバータの平均電流を基準値として自コンバ
ータの電流を合わせる様に制御する方法である。しか
し、この方式は並列運転しているコンバータが故障する
とそのコンバータの電流が零となるので、平均値である
基準値が下がることになる。そしてこの電流に合わせて
各コンバータを制御すると合成電流は下がり要求する負
荷電流に対応できなくなる。従って、この方式はコンバ
ータが故障した場合には残りのコンバータが容量的に余
裕があっても正常な動作が出来なくなる。この解決法と
して故障検出回路によりコンバータの故障を検出し、ス
イッチ等により故障コンバータを回路より切り離すこと
が必要になる。
【００２５】本発明では、図１，図２において説明した
ように、各コンバータの最大電流が電流制御の基準値と
するので、コンバータが故障した場合でも電流制御の基
準値が低下することなく、残りのコンバータで負荷を分
担できる。
ように、各コンバータの最大電流が電流制御の基準値と
するので、コンバータが故障した場合でも電流制御の基
準値が低下することなく、残りのコンバータで負荷を分
担できる。
【００２６】また、コンバータが故障しても特別な回路
等を必要とせず、故障のコンバータを放置していても残
りのコンバータが容量的に余裕があれば正常な運転を続
けることができるという冗長性にも優れている。
等を必要とせず、故障のコンバータを放置していても残
りのコンバータが容量的に余裕があれば正常な運転を続
けることができるという冗長性にも優れている。
【００２７】なお、図１の実施例では交流源ＡｃＳから
の交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータにＡＤｃ
ｏｎが１台で複数のＤＣ／ＤＣコンバータに直流電力を
供給しているが、各ＤＣ／ＤＣコンバータの前段にＡＣ
／ＤＣコンバータをそれぞれ設けても良い。
の交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータにＡＤｃ
ｏｎが１台で複数のＤＣ／ＤＣコンバータに直流電力を
供給しているが、各ＤＣ／ＤＣコンバータの前段にＡＣ
／ＤＣコンバータをそれぞれ設けても良い。
【００２８】図４は本発明の他の実施例を示した電源シ
ステムのブロック構成である。ここで図１と異なるとこ
ろは、図１におけるＡＣ／ＤＣコンバータＡＤｃｏｎを
複数個の整流回路Ｒｅ１〜Ｒｅ３に分けて構成し、さら
に整流回路Ｒｅ１〜Ｒｅ３の各入力及び各出力端子はパ
ワー配線用の共通バスであるコモンバスＢｕ１及びＢｕ
２で接続しているところに有る。
ステムのブロック構成である。ここで図１と異なるとこ
ろは、図１におけるＡＣ／ＤＣコンバータＡＤｃｏｎを
複数個の整流回路Ｒｅ１〜Ｒｅ３に分けて構成し、さら
に整流回路Ｒｅ１〜Ｒｅ３の各入力及び各出力端子はパ
ワー配線用の共通バスであるコモンバスＢｕ１及びＢｕ
２で接続しているところに有る。
【００２９】なお、コモンバスＢｕ１には交流源ＡｃＳ
が接続され、また、コモンバスＢu2には複数のＤＣ／Ｄ
ＣコンバータＣｏｎ１〜Ｃｏｎｋの入力が接続され、コ
モンバスＢｕ３にはコンバータＣｏｎ１〜Ｃｏｎｋの出
力と複数の負荷Ｌｏ１〜Ｌｏｍが接続されている。
が接続され、また、コモンバスＢu2には複数のＤＣ／Ｄ
ＣコンバータＣｏｎ１〜Ｃｏｎｋの入力が接続され、コ
モンバスＢｕ３にはコンバータＣｏｎ１〜Ｃｏｎｋの出
力と複数の負荷Ｌｏ１〜Ｌｏｍが接続されている。
【００３０】このように、電源システムを構成する整流
回路においてもコモンバスを用いて複数に分割すること
により冗長性をさらに向上させることができる。
回路においてもコモンバスを用いて複数に分割すること
により冗長性をさらに向上させることができる。
【００３１】また、図４の電源システムの構成におい
て、コモンバスＢｕ３に接続される各負荷の容量をＷ
ｆ，数をｍとし、コンバータの容量をＷｐ，数をｋとす
ると全コンバータで全負荷を持つためにはＷｐ×ｋ＝Ｗ
ｆ×ｍが成立するように選べば良い。ここで、コンバー
タが１個故障してもシステムが動作を続けられる許容故
障数ｈが１の場合には、Ｗｐ×（ｋ−１)≧Ｗｆ×ｍが
成立するように選ぶことにより達成できる。また、許容
故障数２の場合はＷｐ×(ｋ−２)≧Ｗｆ×ｍが成立する
ように選ぶことにより達成できる。
て、コモンバスＢｕ３に接続される各負荷の容量をＷ
ｆ，数をｍとし、コンバータの容量をＷｐ，数をｋとす
ると全コンバータで全負荷を持つためにはＷｐ×ｋ＝Ｗ
ｆ×ｍが成立するように選べば良い。ここで、コンバー
タが１個故障してもシステムが動作を続けられる許容故
障数ｈが１の場合には、Ｗｐ×（ｋ−１)≧Ｗｆ×ｍが
成立するように選ぶことにより達成できる。また、許容
故障数２の場合はＷｐ×(ｋ−２)≧Ｗｆ×ｍが成立する
ように選ぶことにより達成できる。
【００３２】また、コモンバスＢｕ２に接続される整流
回路の容量をＷｒとし、数をａとすると整流回路とコン
バータの関係も同じように許容故障数１の為にはＷｒ×
（ａ−１）≧Ｗｐ×ｋが成立するように選ぶことにより
達成できる。同様に負荷とコンバータと整流部の３者の
関係にはコンバータと整流部の許容故障数を１とすれば
Ｗｒ×(ａ−１)≧Ｗｐ×(ｋ−１)≧Ｗｆ×ｍが成立する
ように選ぶことにより達成できる。
回路の容量をＷｒとし、数をａとすると整流回路とコン
バータの関係も同じように許容故障数１の為にはＷｒ×
（ａ−１）≧Ｗｐ×ｋが成立するように選ぶことにより
達成できる。同様に負荷とコンバータと整流部の３者の
関係にはコンバータと整流部の許容故障数を１とすれば
Ｗｒ×(ａ−１)≧Ｗｐ×(ｋ−１)≧Ｗｆ×ｍが成立する
ように選ぶことにより達成できる。
【００３３】図５は、許容故障数ｈ＝１の場合のコンバ
ータの並列個数ｋと全負荷（Ｗｆ×ｍ）に対する全コン
バータの設備容量（Ｗｐ×ｋ）の容量比Ｐの関係を示
す。並列数が２の場合が容量Ｐが全負荷の２倍となり、
並列数ｋが大きくなると容量比Ｐが少なくて済む。ま
た、コンバータの設備費用Ｈは設備容量比Ｐに比例する
と同時にコンバータ個数に比例して大きくなるので、図
示のようなカーブが得られる。この図より最も経済的な
並列個数ｋは４〜１０個である。同様に許容故障数ｈ＝
２の場合のコンバータの並列個数ｋと全負荷（Ｗｆ×
ｍ）に対する全コンバータの設備容量（Ｗｐ×ｋ）の容
量比Ｐの関係は図６のようになり、最も経済的な並列個
数ｋは６〜１２個である。これより許容故障数をｈとす
れば、（２＋２ｈ)≦ｋ≦(８＋２ｈ）の範囲に入る。こ
のように並列数を選べば費用と少ない設備容量で信頼性
の高い冗長系を組むことが出来る。
ータの並列個数ｋと全負荷（Ｗｆ×ｍ）に対する全コン
バータの設備容量（Ｗｐ×ｋ）の容量比Ｐの関係を示
す。並列数が２の場合が容量Ｐが全負荷の２倍となり、
並列数ｋが大きくなると容量比Ｐが少なくて済む。ま
た、コンバータの設備費用Ｈは設備容量比Ｐに比例する
と同時にコンバータ個数に比例して大きくなるので、図
示のようなカーブが得られる。この図より最も経済的な
並列個数ｋは４〜１０個である。同様に許容故障数ｈ＝
２の場合のコンバータの並列個数ｋと全負荷（Ｗｆ×
ｍ）に対する全コンバータの設備容量（Ｗｐ×ｋ）の容
量比Ｐの関係は図６のようになり、最も経済的な並列個
数ｋは６〜１２個である。これより許容故障数をｈとす
れば、（２＋２ｈ)≦ｋ≦(８＋２ｈ）の範囲に入る。こ
のように並列数を選べば費用と少ない設備容量で信頼性
の高い冗長系を組むことが出来る。
【００３４】図７は本発明の他の実施例で電源システム
を磁気ディスク装置に組み込んだ構成図を示す。同図は
コモンバスＢｕ３と磁気ディスク，ＡＣ／ＤＣコンバー
タの具体的な配置を示している。ＡＣ／ＤＣコンバータ
で構成した電源ユニットPS1〜ＰＳｋの出力は＋側のコ
モンバスＢＵ３ｐ１、−側のコモンバスＢＵ３ｆ１に直
接接続出来るようにコモンバス側をソケットＰＣ１１〜
ＰＣ２１とし、電源ユニット側をプラグＰＪ１１〜ＰＪ
２１にしている。＋側のコモンバスＢＵ３ｐ１は次のコ
モンバスＢＵ３ｐ２を介してコモンバスＢＵ３１ｐ〜Ｂ
Ｕ３ｎｐに接続している。同様に−側のコモンバスＢＵ
３ｆ１は次のコモンバスＢＵ３ｆ２を介してコモンバス
ＢＵ３１ｆ〜ＢＵ３ｎｆに接続している。
を磁気ディスク装置に組み込んだ構成図を示す。同図は
コモンバスＢｕ３と磁気ディスク，ＡＣ／ＤＣコンバー
タの具体的な配置を示している。ＡＣ／ＤＣコンバータ
で構成した電源ユニットPS1〜ＰＳｋの出力は＋側のコ
モンバスＢＵ３ｐ１、−側のコモンバスＢＵ３ｆ１に直
接接続出来るようにコモンバス側をソケットＰＣ１１〜
ＰＣ２１とし、電源ユニット側をプラグＰＪ１１〜ＰＪ
２１にしている。＋側のコモンバスＢＵ３ｐ１は次のコ
モンバスＢＵ３ｐ２を介してコモンバスＢＵ３１ｐ〜Ｂ
Ｕ３ｎｐに接続している。同様に−側のコモンバスＢＵ
３ｆ１は次のコモンバスＢＵ３ｆ２を介してコモンバス
ＢＵ３１ｆ〜ＢＵ３ｎｆに接続している。
【００３５】また、磁気ディスクＤＵ１１〜ＤＵ１ｍは
コモンバスＢＵ３１ｐとＢＵ３１ｆにソケットＤＣ１１
〜ＤＣ１４とプラグＤＪ１１１〜ＤＪ１４１によって接
続しており、磁気ディスクＤＵｎ１〜ＤＵｎｍはコモン
バスＢＵ３ｎｐとＢＵ３ｎｆにソケットＤＣｎ１〜ＤＣ
ｎ４とプラグＤＪｎ１１〜ＤＪｎ４１によって接続して
いる。磁気ディスクのソケット，プラグは２個ずつ配置
しているので接続が確実になり固定もしやすく、接触不
良等を少なくできる。負荷側のコモンバスをＢＵ３１ｐ
〜ＢＵ３ｎｐの様に分割する事により負荷側でトラブル
が生じた場合でも分割されたコモンバスのみがダウン
し、他にコモンバスは生きているように出来る。さらに
コモンバスとソケット，プラグによる配置にすると電源
ユニットや磁気ディスクは簡単に挿抜が可能となり、増
設が簡単にできる。
コモンバスＢＵ３１ｐとＢＵ３１ｆにソケットＤＣ１１
〜ＤＣ１４とプラグＤＪ１１１〜ＤＪ１４１によって接
続しており、磁気ディスクＤＵｎ１〜ＤＵｎｍはコモン
バスＢＵ３ｎｐとＢＵ３ｎｆにソケットＤＣｎ１〜ＤＣ
ｎ４とプラグＤＪｎ１１〜ＤＪｎ４１によって接続して
いる。磁気ディスクのソケット，プラグは２個ずつ配置
しているので接続が確実になり固定もしやすく、接触不
良等を少なくできる。負荷側のコモンバスをＢＵ３１ｐ
〜ＢＵ３ｎｐの様に分割する事により負荷側でトラブル
が生じた場合でも分割されたコモンバスのみがダウン
し、他にコモンバスは生きているように出来る。さらに
コモンバスとソケット，プラグによる配置にすると電源
ユニットや磁気ディスクは簡単に挿抜が可能となり、増
設が簡単にできる。
【００３６】図８は図７で示した磁気ディスクとコンバ
ータの他に磁気ディスク用の制御回路を配置した例を示
している。ここではコモンバスの負極側は省略してあ
る。コンバータで構成した電源ユニットＰＳ１〜ＰＳｋ
の出力はコモンバスＢＵ１に直接接続出来るようにコモ
ンバス側をソケットＰＣ１〜ＰＣｋとし、電源ユニット
側をプラグＰＪ１〜ＰＪｋにしている。コモンバスＢＵ
１は次のコモンバスＢＵ０１〜ＢＵ０４を介してコモン
バスＢＵ１１〜ＢＵ１２とＢＵ２１〜ＢＵ22に接続して
いる。
ータの他に磁気ディスク用の制御回路を配置した例を示
している。ここではコモンバスの負極側は省略してあ
る。コンバータで構成した電源ユニットＰＳ１〜ＰＳｋ
の出力はコモンバスＢＵ１に直接接続出来るようにコモ
ンバス側をソケットＰＣ１〜ＰＣｋとし、電源ユニット
側をプラグＰＪ１〜ＰＪｋにしている。コモンバスＢＵ
１は次のコモンバスＢＵ０１〜ＢＵ０４を介してコモン
バスＢＵ１１〜ＢＵ１２とＢＵ２１〜ＢＵ22に接続して
いる。
【００３７】また、磁気ディスクＤＵ１１〜ＤＵ１ｍは
コモンバスＢＵ１１とＢＵ１２にソケットＤＣ１１〜Ｄ
Ｃ１４…とプラグＤＪ１１１〜ＤＪ１４１…によって接
続しており、制御回路ＣＵ１１〜ＣＵ１ｍはコモンバス
ＢＵ２１とＢＵ２２にソケットＣＣ２１〜ＣＣ２４…と
プラグＣＰ１１〜ＣＰ４１…によって接続している。磁
気ディスク及び制御回路のソケット，プラグは２個ずつ
配置しているので接続が確実になり固定もしやすく、接
触不良等を少なくできる。負荷側のコモンバスをＢＵ１
１，ＢＵ１２やＢＵ２１，ＢＵ２２の様に分割する事に
より一つのコモンバスでトラブルが生じた場合でも、他
にコモンバスは生きているのでシステムダウンはしな
い。さらにコモンバスとソケット，プラグによる配置に
すると電源ユニットや磁気ディスクは簡単に挿抜が可能
となり、増設が簡単にできる。
コモンバスＢＵ１１とＢＵ１２にソケットＤＣ１１〜Ｄ
Ｃ１４…とプラグＤＪ１１１〜ＤＪ１４１…によって接
続しており、制御回路ＣＵ１１〜ＣＵ１ｍはコモンバス
ＢＵ２１とＢＵ２２にソケットＣＣ２１〜ＣＣ２４…と
プラグＣＰ１１〜ＣＰ４１…によって接続している。磁
気ディスク及び制御回路のソケット，プラグは２個ずつ
配置しているので接続が確実になり固定もしやすく、接
触不良等を少なくできる。負荷側のコモンバスをＢＵ１
１，ＢＵ１２やＢＵ２１，ＢＵ２２の様に分割する事に
より一つのコモンバスでトラブルが生じた場合でも、他
にコモンバスは生きているのでシステムダウンはしな
い。さらにコモンバスとソケット，プラグによる配置に
すると電源ユニットや磁気ディスクは簡単に挿抜が可能
となり、増設が簡単にできる。
【００３８】図９は複数のコンバータと負荷である複数
の磁気ディスクとのコモンバスによる接続の一例を示
す。この例ではコモンバスを複数配置し多重化すると共
に磁気ディスクを分割してそれに接続するコモンバスを
階層化した例である。まず、負荷である磁気ディスクを
複数のグループＤＵ１１〜ＤＵ１ｍ，……ＤＵｉ１〜Ｄ
Ｕｉｍ，……ＤＵｎ１〜ＤＵｎｍに分割し、そのグルー
プ毎に設けて図示のように配置された複数のコモンバス
ＢＵ１１〜ＢＵ１ｇ，……ＢＵｉ１〜ＢＵｉｇ……ＢＵ
ｎ１〜ＢＵｎｇに接続する。磁気ディスクＤＵ１１〜Ｄ
Ｕ１ｍはダイオードＤ１１１〜Ｄ１ｍ１を介してコモン
バスＢＵ１１と、ダイオードＤ１１２〜Ｄ１ｍ２を介し
て第１のコモンバスＢＵ１２に接続し、さらに負極側は
コモンバスＢｕ１ｇに接続して電力の供給を受ける。他
のグループの磁気ディスクＤＵi1〜ＤＵｉｍ，……ＤＵ
ｎ１〜ＤＵｎｍも同様に第１のコモンバスＢＵｉ１〜Ｂ
Ｕｉｇ……ＢＵｎ１〜ＢＵｎｇに接続する。これら正極
側のコモンバスにはヒユーズＦ１１〜Ｆ１２，……Ｆｉ
１〜Ｆｉ２，……Ｆｎ１〜Ｆｎ２とスイッチＳＷ１１〜
ＳＷ１２，……ＳＷｉ１〜ＳＷｉ２，……ＳＷｎ１〜Ｓ
Ｗｎ２を介して第２のコモンバスＢＵ２，ＢＵ４に接続
している。負極側の第１のコモンバスＢＵ１ｇ,……Ｂ
Ｕｉｇ……ＢＵｎｇは各コンバータＰＳ１……ＰＳ２…
…ＰＳkの負極側と共に直接第２のコモンバスＢＵ５に
接続している。また、第２のコモンバスＢＵ２，ＢＵ４
はＳＷ１，ＳＷ２とヒューズＦ１，Ｆ２を介してコモン
バスＢＵ１，ＢＵ３に接続している。コモンバスＢＵ
１，ＢＵ３には各コンバータＰＳ１…ＰＳ２…ＰＳｋが
ヒューズＦ０１１…Ｆ０１２…Ｆ０ｋ１及びＦ０１２…
Ｆ０２２…Ｆ０ｋ２を介してそれぞれ接続している。な
おコンバータの出力にはそれぞれダイオードＤＰ１…Ｄ
Ｐｉ…ＤＰｋを接続して逆電流を防止している。さら
に、第１の各コモンバスの正極と負極間にはコンデンサ
Ｃ０１１，Ｃ０12…Ｃ０ｉ１，Ｃ０ｉ２…Ｃ０ｎ１，Ｃ
０ｎ２が接続しており、同様に第２の各コモンバスにも
コンデンサＣ０１，Ｃ０２が接続している。
の磁気ディスクとのコモンバスによる接続の一例を示
す。この例ではコモンバスを複数配置し多重化すると共
に磁気ディスクを分割してそれに接続するコモンバスを
階層化した例である。まず、負荷である磁気ディスクを
複数のグループＤＵ１１〜ＤＵ１ｍ，……ＤＵｉ１〜Ｄ
Ｕｉｍ，……ＤＵｎ１〜ＤＵｎｍに分割し、そのグルー
プ毎に設けて図示のように配置された複数のコモンバス
ＢＵ１１〜ＢＵ１ｇ，……ＢＵｉ１〜ＢＵｉｇ……ＢＵ
ｎ１〜ＢＵｎｇに接続する。磁気ディスクＤＵ１１〜Ｄ
Ｕ１ｍはダイオードＤ１１１〜Ｄ１ｍ１を介してコモン
バスＢＵ１１と、ダイオードＤ１１２〜Ｄ１ｍ２を介し
て第１のコモンバスＢＵ１２に接続し、さらに負極側は
コモンバスＢｕ１ｇに接続して電力の供給を受ける。他
のグループの磁気ディスクＤＵi1〜ＤＵｉｍ，……ＤＵ
ｎ１〜ＤＵｎｍも同様に第１のコモンバスＢＵｉ１〜Ｂ
Ｕｉｇ……ＢＵｎ１〜ＢＵｎｇに接続する。これら正極
側のコモンバスにはヒユーズＦ１１〜Ｆ１２，……Ｆｉ
１〜Ｆｉ２，……Ｆｎ１〜Ｆｎ２とスイッチＳＷ１１〜
ＳＷ１２，……ＳＷｉ１〜ＳＷｉ２，……ＳＷｎ１〜Ｓ
Ｗｎ２を介して第２のコモンバスＢＵ２，ＢＵ４に接続
している。負極側の第１のコモンバスＢＵ１ｇ,……Ｂ
Ｕｉｇ……ＢＵｎｇは各コンバータＰＳ１……ＰＳ２…
…ＰＳkの負極側と共に直接第２のコモンバスＢＵ５に
接続している。また、第２のコモンバスＢＵ２，ＢＵ４
はＳＷ１，ＳＷ２とヒューズＦ１，Ｆ２を介してコモン
バスＢＵ１，ＢＵ３に接続している。コモンバスＢＵ
１，ＢＵ３には各コンバータＰＳ１…ＰＳ２…ＰＳｋが
ヒューズＦ０１１…Ｆ０１２…Ｆ０ｋ１及びＦ０１２…
Ｆ０２２…Ｆ０ｋ２を介してそれぞれ接続している。な
おコンバータの出力にはそれぞれダイオードＤＰ１…Ｄ
Ｐｉ…ＤＰｋを接続して逆電流を防止している。さら
に、第１の各コモンバスの正極と負極間にはコンデンサ
Ｃ０１１，Ｃ０12…Ｃ０ｉ１，Ｃ０ｉ２…Ｃ０ｎ１，Ｃ
０ｎ２が接続しており、同様に第２の各コモンバスにも
コンデンサＣ０１，Ｃ０２が接続している。
【００３９】このようにコモンバスを多重に構成してい
るので、例えば第１のコモンバスＢＵ１１で短絡事故が
生じた場合はヒューズＦ１１が切れるのでこのバスはダ
ウンするが、磁気ディスクＤＵ１１〜ＤＵ１ｍのグルー
プには第１の他のコモンバスＢＵ１２で電力を供給する
ので磁気ディスクシステムは停止せず、高い信頼性を確
保できる。またコモンバスを階層化しているので、第１
のコモンバスＢＵ11の短絡事故を修理する場合はスイッ
チＳＷ１１を開いて修理し、修理が完了したらヒューズ
Ｆ１１を交換してスイッチＳＷ１１を投入すればよく、
保守が簡単に出来る。第１のコモンバスＢＵ１１を修理
中でも他の磁気ディスクグループには２重系のコモンバ
スから電流が供給されており、１系統が故障してもシス
テムがダウンする事がない。他の第１のコモンバスも同
じように構成されているので高い信頼性を持っている。
また、第２のコモンバスも２重系を構成しているので一
つのコモンバスが故障してもシステムダウンする事はな
い。各コモンバスに挿入されたコンデンサは電圧の安定
と共にコモンバスの短絡時にヒューズ溶断を容易にし、
他のコモンバスへの影響を少なくする。あるいは、負荷
である磁気ディスクを活線のまま挿入したり、抜き取っ
たりしたときの電圧が変動するのを防止する効果があ
る。
るので、例えば第１のコモンバスＢＵ１１で短絡事故が
生じた場合はヒューズＦ１１が切れるのでこのバスはダ
ウンするが、磁気ディスクＤＵ１１〜ＤＵ１ｍのグルー
プには第１の他のコモンバスＢＵ１２で電力を供給する
ので磁気ディスクシステムは停止せず、高い信頼性を確
保できる。またコモンバスを階層化しているので、第１
のコモンバスＢＵ11の短絡事故を修理する場合はスイッ
チＳＷ１１を開いて修理し、修理が完了したらヒューズ
Ｆ１１を交換してスイッチＳＷ１１を投入すればよく、
保守が簡単に出来る。第１のコモンバスＢＵ１１を修理
中でも他の磁気ディスクグループには２重系のコモンバ
スから電流が供給されており、１系統が故障してもシス
テムがダウンする事がない。他の第１のコモンバスも同
じように構成されているので高い信頼性を持っている。
また、第２のコモンバスも２重系を構成しているので一
つのコモンバスが故障してもシステムダウンする事はな
い。各コモンバスに挿入されたコンデンサは電圧の安定
と共にコモンバスの短絡時にヒューズ溶断を容易にし、
他のコモンバスへの影響を少なくする。あるいは、負荷
である磁気ディスクを活線のまま挿入したり、抜き取っ
たりしたときの電圧が変動するのを防止する効果があ
る。
【００４０】磁気ディスクは計算機のメモリに使用する
ので、扱うデータの長さは８ビットの倍数で構成されて
いるため、一組のコモンバスに接続する磁気ディスクの
グループを８の倍数で構成するほうが都合がよい。ま
た、磁気ディスクに記録するデータの並びはやはり８ビ
ットの倍数で構成するので、第ｉのコモンバスの数を８
の倍数として構成し、記録データの並びを異なるコモン
バス方向にする事により、例えば磁気ディスクＤＵ１１
…ＤＵｉ１…ＤＵｎ１をデータの並びとして一つのグル
ープのコモンバスＢＵ１１とＢＵ１２が完全にダウンし
てもパリチィと７ビットのデータからダウンした１ビッ
トのデータを再現できる。さらに、磁気ディスクを増設
する場合はデータの並びである１…ｉ…ｎをせっととし
て１…ｍの方向に増設するようにし、その増設に従って
コンバータＰＳの数を増設するようにする事によってシ
ステムとして信頼性の高い効率の良い構成が出来る。
ので、扱うデータの長さは８ビットの倍数で構成されて
いるため、一組のコモンバスに接続する磁気ディスクの
グループを８の倍数で構成するほうが都合がよい。ま
た、磁気ディスクに記録するデータの並びはやはり８ビ
ットの倍数で構成するので、第ｉのコモンバスの数を８
の倍数として構成し、記録データの並びを異なるコモン
バス方向にする事により、例えば磁気ディスクＤＵ１１
…ＤＵｉ１…ＤＵｎ１をデータの並びとして一つのグル
ープのコモンバスＢＵ１１とＢＵ１２が完全にダウンし
てもパリチィと７ビットのデータからダウンした１ビッ
トのデータを再現できる。さらに、磁気ディスクを増設
する場合はデータの並びである１…ｉ…ｎをせっととし
て１…ｍの方向に増設するようにし、その増設に従って
コンバータＰＳの数を増設するようにする事によってシ
ステムとして信頼性の高い効率の良い構成が出来る。
【００４１】図１０はコモンバスを複数設けた実施例で
ある。図４のコモンバスＢｕ１，Ｂｕ２，Ｂｕ３を各々
２個使用してコモンバスを多重化した例である。ここで
はコモンバスのグランド側を省略しているが、コモンバ
スを多重化する事で、一つのコモンバスが断線等の事故
を起こしてもシステムを停止しなくてすみ、信頼性の向
上が可能になる。コモンバスＢｕ１１は交流源ＡｃＳ１
と各整流部Ｒｅ１〜Ｒｅ３の入力が接続され、コモンバ
スＢｕ１２は交流源ＡｃＳ２と各整流部Ｒe1〜Ｒｅ３の
入力が接続される。このような構成では一つの交流源が
故障してもシステムがダウンする事がない。また、コモ
ンバスＢｕ２１とＢｕ２２には複数の整流部の出力と複
数のコンバータＣｏｎ１〜Ｃｏｎｋの入力が接続され
る。コモンバスＢｕ３１とＢｕ３２にはコンバータＣｏ
ｎ１〜Ｃｏｎｋの出力と複数の負荷Ｌｏ１〜Ｌｏｍが接
続されている。このような構成であり、コモンバスＢｕ
31，Ｂｕ３２に於いて各負荷の容量をＷＬ，数をｍと
し、コンバータの容量をＷｃ，数をｋとすると１個コン
バータが故障してもシステムが動作を続けられる許容故
障数ｈが１の場合にはＷｃ×(ｋ−１)≧ＷＬ×ｍが成立
するように各負荷とコンバータの数を選ぶか、許容故障
数２の場合はＷｃ×(ｋ−２)≧ＷＬ×ｍが成立するよう
に各負荷とコンバータの数を選ぶことにより、故障に対
して信頼性の高いシステムが出来る。すなわち、整流部
やコンバータの一つや二つが故障してもシステムダウン
はしないと共に、これらのコモンバスの一つが断線等の
故障を起こしてもシステムダウンに至らず信頼性の高い
システムを構築できる。
ある。図４のコモンバスＢｕ１，Ｂｕ２，Ｂｕ３を各々
２個使用してコモンバスを多重化した例である。ここで
はコモンバスのグランド側を省略しているが、コモンバ
スを多重化する事で、一つのコモンバスが断線等の事故
を起こしてもシステムを停止しなくてすみ、信頼性の向
上が可能になる。コモンバスＢｕ１１は交流源ＡｃＳ１
と各整流部Ｒｅ１〜Ｒｅ３の入力が接続され、コモンバ
スＢｕ１２は交流源ＡｃＳ２と各整流部Ｒe1〜Ｒｅ３の
入力が接続される。このような構成では一つの交流源が
故障してもシステムがダウンする事がない。また、コモ
ンバスＢｕ２１とＢｕ２２には複数の整流部の出力と複
数のコンバータＣｏｎ１〜Ｃｏｎｋの入力が接続され
る。コモンバスＢｕ３１とＢｕ３２にはコンバータＣｏ
ｎ１〜Ｃｏｎｋの出力と複数の負荷Ｌｏ１〜Ｌｏｍが接
続されている。このような構成であり、コモンバスＢｕ
31，Ｂｕ３２に於いて各負荷の容量をＷＬ，数をｍと
し、コンバータの容量をＷｃ，数をｋとすると１個コン
バータが故障してもシステムが動作を続けられる許容故
障数ｈが１の場合にはＷｃ×(ｋ−１)≧ＷＬ×ｍが成立
するように各負荷とコンバータの数を選ぶか、許容故障
数２の場合はＷｃ×(ｋ−２)≧ＷＬ×ｍが成立するよう
に各負荷とコンバータの数を選ぶことにより、故障に対
して信頼性の高いシステムが出来る。すなわち、整流部
やコンバータの一つや二つが故障してもシステムダウン
はしないと共に、これらのコモンバスの一つが断線等の
故障を起こしてもシステムダウンに至らず信頼性の高い
システムを構築できる。
【００４２】図１１は本発明の他の実施例である電源シ
ステムの構成図を示す。本実施例ではこれまでに記載し
た電源システムに力率改善回路を備えている点で相違す
る。それはダイオードブリッジＤＢで構成された整流部
Ｒｅ１とＲｅ２の出力はそれぞれインダクタンスＬｅ
１，Ｌｅ２を介して一つの力率改善回路Ｐｆに接続され
ている。このような構成にすることにより力率改善回路
が一つで済み小形で安価に出来るという効果が得られ
る。
ステムの構成図を示す。本実施例ではこれまでに記載し
た電源システムに力率改善回路を備えている点で相違す
る。それはダイオードブリッジＤＢで構成された整流部
Ｒｅ１とＲｅ２の出力はそれぞれインダクタンスＬｅ
１，Ｌｅ２を介して一つの力率改善回路Ｐｆに接続され
ている。このような構成にすることにより力率改善回路
が一つで済み小形で安価に出来るという効果が得られ
る。
【００４３】また、ここでは共通バスであるコモンバス
を＋側，−側両方を表示しており、＋側のコモンバスＢ
ｕ１，Ｂｕ２,Ｂｕ３と−側のコモンバスＢｕ１ｇ,Ｂｕ
２ｇ，Ｂｕ３ｇを使用し、コモンバスＢｕ１，Ｂｕ１ｇ
は交流源ＡｃＳと複数の整流部Ｒｅ１〜Ｒｅ２の入力が
接続される。コモンバスＢｕ２，Ｂｕ２ｇには複数の整
流部の出力が力率改善回路Ｐｆを通して接続すると共に
複数のＤＣ／ＤＣコンバータＣｏｎ１〜Ｃｏｎ２の入力
が接続される。コモンバスＢｕ３，Ｂｕ３ｇにはコンバ
ータＣｏｎ１〜Ｃｏｎ２の出力が接続されており、これ
より複数の出力Ｏ１，Ｏ２を負荷に供給する。
を＋側，−側両方を表示しており、＋側のコモンバスＢ
ｕ１，Ｂｕ２,Ｂｕ３と−側のコモンバスＢｕ１ｇ,Ｂｕ
２ｇ，Ｂｕ３ｇを使用し、コモンバスＢｕ１，Ｂｕ１ｇ
は交流源ＡｃＳと複数の整流部Ｒｅ１〜Ｒｅ２の入力が
接続される。コモンバスＢｕ２，Ｂｕ２ｇには複数の整
流部の出力が力率改善回路Ｐｆを通して接続すると共に
複数のＤＣ／ＤＣコンバータＣｏｎ１〜Ｃｏｎ２の入力
が接続される。コモンバスＢｕ３，Ｂｕ３ｇにはコンバ
ータＣｏｎ１〜Ｃｏｎ２の出力が接続されており、これ
より複数の出力Ｏ１，Ｏ２を負荷に供給する。
【００４４】ここで上記力率改善回路Ｐｆの構成と動作
を説明する。それはインダクタＬe1を介して半導体スイ
ッチＭｏ３で整流部Ｒｅ１の出力を短絡するように構成
され、その後にダイオードＤ６を介してコンデンサＣ２
が接続されている。ここで半導体スイッチＭｏ３はコン
デンサＣ２の端子電圧Ｖｃ２が一定に成るように制御回
路ＣＣ２により制御される。これにより全波整流された
ダイオードブリッジの出力電圧ＶｄｂとコンデンサＣ２
の端子電圧Ｖｃ２の差電圧に比例してオン／オフの比
（Duty）が制御される事になり、ダイオードブリッジの
出力電圧ＶｄｂよりコンデンサＣ２の端子電圧Ｖｃ２が
低い間はオン／オフの比が大きくなり、インダクタンス
Ｌｅ１に蓄えられた大きなエネルギーにより、コンデン
サに電流を流すように働く。また、ダイオードブリッジ
の出力電圧ＶｄｂよりコンデンサＣ２の端子電圧Ｖｃ２
が高くなるとオン／オフの比が小さくなり、インダクタ
ンスＬｅ１に蓄えられるエネルギーは小さいので、コン
デンサに充電する電流が大きく成りすぎるのを防ぐ。以
上のような動作により、交流から流れる電流をパルス状
になるのを防止し、交流側の力率を１に近づけることが
できる。
を説明する。それはインダクタＬe1を介して半導体スイ
ッチＭｏ３で整流部Ｒｅ１の出力を短絡するように構成
され、その後にダイオードＤ６を介してコンデンサＣ２
が接続されている。ここで半導体スイッチＭｏ３はコン
デンサＣ２の端子電圧Ｖｃ２が一定に成るように制御回
路ＣＣ２により制御される。これにより全波整流された
ダイオードブリッジの出力電圧ＶｄｂとコンデンサＣ２
の端子電圧Ｖｃ２の差電圧に比例してオン／オフの比
（Duty）が制御される事になり、ダイオードブリッジの
出力電圧ＶｄｂよりコンデンサＣ２の端子電圧Ｖｃ２が
低い間はオン／オフの比が大きくなり、インダクタンス
Ｌｅ１に蓄えられた大きなエネルギーにより、コンデン
サに電流を流すように働く。また、ダイオードブリッジ
の出力電圧ＶｄｂよりコンデンサＣ２の端子電圧Ｖｃ２
が高くなるとオン／オフの比が小さくなり、インダクタ
ンスＬｅ１に蓄えられるエネルギーは小さいので、コン
デンサに充電する電流が大きく成りすぎるのを防ぐ。以
上のような動作により、交流から流れる電流をパルス状
になるのを防止し、交流側の力率を１に近づけることが
できる。
【００４５】一方、同図におけるＤＣ／ＤＣコンバター
Ｃｏｎ１には入力としてコモンバスＢｕ２を介してコン
デンサＣ２の電圧が与えられる。その構成はダブルフォ
ワード型のコンバータであり、１次側は二つのＭＯＳト
ランジスタＭＯ１，ＭＯ２とトランスＴＲが直列接続さ
れ、各々のトランジスタＭＯ１，ＭＯ２とトランスＴＲ
にたすき掛けするようにダイオードＤ４，Ｄ５が図示の
ように接続されてなる。２次側はダイオードＤ１，Ｄ２
とインダクタンスＬとコンデンサＣ１とで構成されてい
る。ここで半導体スイッチＭｏ１，Ｍｏ２は制御回路Ｃ
Ｃ１によりコンデンサＣ１の電圧及び電流センサＣｓ１
によって検出された負荷電流をフィードバックしてオン
／オフの比（Duty）が制御される。ダイオードＤＰ１は
コンバータＣｏｎ２と並列運転するための出力電力の逆
流を防止するためのもので、制御ラインＣＬはコンバー
タの並列運転するための制御信号で、電流制御の基準信
号を示している。
Ｃｏｎ１には入力としてコモンバスＢｕ２を介してコン
デンサＣ２の電圧が与えられる。その構成はダブルフォ
ワード型のコンバータであり、１次側は二つのＭＯＳト
ランジスタＭＯ１，ＭＯ２とトランスＴＲが直列接続さ
れ、各々のトランジスタＭＯ１，ＭＯ２とトランスＴＲ
にたすき掛けするようにダイオードＤ４，Ｄ５が図示の
ように接続されてなる。２次側はダイオードＤ１，Ｄ２
とインダクタンスＬとコンデンサＣ１とで構成されてい
る。ここで半導体スイッチＭｏ１，Ｍｏ２は制御回路Ｃ
Ｃ１によりコンデンサＣ１の電圧及び電流センサＣｓ１
によって検出された負荷電流をフィードバックしてオン
／オフの比（Duty）が制御される。ダイオードＤＰ１は
コンバータＣｏｎ２と並列運転するための出力電力の逆
流を防止するためのもので、制御ラインＣＬはコンバー
タの並列運転するための制御信号で、電流制御の基準信
号を示している。
【００４６】図１２は本発明の他の実施例の電源システ
ムの構成図である。図１１と異なるところは、二つの交
流入力を一つの力率改善回路で処理するにある。交流源
ＡｃＳ１とＡｃＳ２の各出力は整流部Ｒｅ１とＲｅ２と
インダクタンスＬｅ１とＬｅ２を通してＭＯＳトランジ
スタＭｏ３がオン時において短絡するように接続されて
いる。また、ＭＯＳトランジスタＭｏ３がオフ時におい
てインダクタンスＬｅ１とＬｅ２に蓄えられたエネルギ
ーがダイオードＤ６を介してコンデンサＣ１に充電され
るように接続されている。
ムの構成図である。図１１と異なるところは、二つの交
流入力を一つの力率改善回路で処理するにある。交流源
ＡｃＳ１とＡｃＳ２の各出力は整流部Ｒｅ１とＲｅ２と
インダクタンスＬｅ１とＬｅ２を通してＭＯＳトランジ
スタＭｏ３がオン時において短絡するように接続されて
いる。また、ＭＯＳトランジスタＭｏ３がオフ時におい
てインダクタンスＬｅ１とＬｅ２に蓄えられたエネルギ
ーがダイオードＤ６を介してコンデンサＣ１に充電され
るように接続されている。
【００４７】力率改善動作は前述と同様に、制御回路Ｃ
ＣによってコンデンサＣ１の電圧を一定になるようにＭ
ＯＳトランジスタＭｏ３のオンとオフの比であるDutyを
制御する。コンデンサの電圧が高くなろうとするとDuty
を小さくしてコンデンサに流入する電流の増加を押さえ
る。このようにすると整流部の電圧の高い場合は電流が
押さえられ低いときは電流を流すように動作するので、
交流源から流れ込むパルス的な電流を押さえて電圧と同
じ正弦波に近くなり、高調波成分の少ない高い力率が得
られる。また、この作用はインダクタンスＬｅ１とＬｅ
２の両方に対して同じように動作するので各々の交流源
に対して入力電流を正弦波に近づけることが出来る。ま
た、このように力率改善回路が一つで済むことで小形化
出来る。図１３は本発明の他の実施例の電源システムの
構成図である。図１２と異なるところは、力率改善用の
素子を省略してダブルフォワード型のコンバータ用の二
つのスイッチング素子を利用して力率改善をも達成させ
るようにしたものである。ＤＣ／ＤＣコンバータＣｏｎ
は図示のようにダブルフォワード型のコンバータであ
り、二つのＭＯＳトランジスタＭｏ１，Ｍｏ２とトラン
スＴＲを直列接続し、各々のトランジスＭｏ１，Ｍｏ２
とトランスＴＲにたすき掛けするようにダイオードＤ
４，Ｄ５を図示のように接続する。交流源ＡｃＳ１とＡ
ｃＳ２の出力を整流部Ｒｅ１とＲｅ２及びインダクタン
スＬｅ１とＬｅ２を通してスイッチング素子Ｍｏ１で短
絡するように接続する。また、スイッチング素子を制御
する制御回路ＣＣは図示してないがコンバータの出力電
圧を制御すると共にコンデンサＣ１の電圧が一定になる
ように制御する。このような構成ではスイッチング素子
Ｍｏ１とダイオードＤ４はコンバータの動作と力率改善
用の動作を兼ね備えるように動作する。この回路ではス
イッチング素子Ｍｏ１とＭｏ２をある条件で制御すると
コンバータ動作と力率改善を同時に達成できる。その条
件とはスイッチング素子Ｍｏ１とＭｏ２でコンバータの
制御を行い、スイッチング素子Ｍｏ１で力率改善動作を
行う。力率改善動作はスイッチング素子Ｍｏ１がスイッ
チング素子Ｍｏ２よりオンの期間を長くする事でを行
う。その動作はオン期間の差でインダクタンスＬｅ１，
Ｌｅ２を短絡してエネルギーを蓄えスイッチング素子Ｍ
ｏ１のオフ時にそのエネルギーをダイオードＤ４を介し
てコンデンサＣ１に蓄える。このため制御回路ＣＣはコ
ンデンサＣ１の電圧を一定にするようにスイッチング素
子Ｍｏ１とＭｏ２のオンの差をを制御する。コンデンサ
Ｃ１の電圧が高くなろうとすると上記オンの差を小さく
してコンデンサＣ１に流入する電流の増加を押さえる。
このようにすると整流部の電圧の高い場合は電流が押さ
えられ低いときは電流を流すように動作するので、交流
源から流れ込むパルス的な電流を押さえて電圧と同じ正
弦波に近くなり、高調波成分の少ない高い力率が得られ
る。また、この作用はインダクタンスＬｅ１とＬｅ２の
両方に対して同じように動作するので各々の交流源に対
して入力電流を正弦波に近づけることが出来る。
ＣによってコンデンサＣ１の電圧を一定になるようにＭ
ＯＳトランジスタＭｏ３のオンとオフの比であるDutyを
制御する。コンデンサの電圧が高くなろうとするとDuty
を小さくしてコンデンサに流入する電流の増加を押さえ
る。このようにすると整流部の電圧の高い場合は電流が
押さえられ低いときは電流を流すように動作するので、
交流源から流れ込むパルス的な電流を押さえて電圧と同
じ正弦波に近くなり、高調波成分の少ない高い力率が得
られる。また、この作用はインダクタンスＬｅ１とＬｅ
２の両方に対して同じように動作するので各々の交流源
に対して入力電流を正弦波に近づけることが出来る。ま
た、このように力率改善回路が一つで済むことで小形化
出来る。図１３は本発明の他の実施例の電源システムの
構成図である。図１２と異なるところは、力率改善用の
素子を省略してダブルフォワード型のコンバータ用の二
つのスイッチング素子を利用して力率改善をも達成させ
るようにしたものである。ＤＣ／ＤＣコンバータＣｏｎ
は図示のようにダブルフォワード型のコンバータであ
り、二つのＭＯＳトランジスタＭｏ１，Ｍｏ２とトラン
スＴＲを直列接続し、各々のトランジスＭｏ１，Ｍｏ２
とトランスＴＲにたすき掛けするようにダイオードＤ
４，Ｄ５を図示のように接続する。交流源ＡｃＳ１とＡ
ｃＳ２の出力を整流部Ｒｅ１とＲｅ２及びインダクタン
スＬｅ１とＬｅ２を通してスイッチング素子Ｍｏ１で短
絡するように接続する。また、スイッチング素子を制御
する制御回路ＣＣは図示してないがコンバータの出力電
圧を制御すると共にコンデンサＣ１の電圧が一定になる
ように制御する。このような構成ではスイッチング素子
Ｍｏ１とダイオードＤ４はコンバータの動作と力率改善
用の動作を兼ね備えるように動作する。この回路ではス
イッチング素子Ｍｏ１とＭｏ２をある条件で制御すると
コンバータ動作と力率改善を同時に達成できる。その条
件とはスイッチング素子Ｍｏ１とＭｏ２でコンバータの
制御を行い、スイッチング素子Ｍｏ１で力率改善動作を
行う。力率改善動作はスイッチング素子Ｍｏ１がスイッ
チング素子Ｍｏ２よりオンの期間を長くする事でを行
う。その動作はオン期間の差でインダクタンスＬｅ１，
Ｌｅ２を短絡してエネルギーを蓄えスイッチング素子Ｍ
ｏ１のオフ時にそのエネルギーをダイオードＤ４を介し
てコンデンサＣ１に蓄える。このため制御回路ＣＣはコ
ンデンサＣ１の電圧を一定にするようにスイッチング素
子Ｍｏ１とＭｏ２のオンの差をを制御する。コンデンサ
Ｃ１の電圧が高くなろうとすると上記オンの差を小さく
してコンデンサＣ１に流入する電流の増加を押さえる。
このようにすると整流部の電圧の高い場合は電流が押さ
えられ低いときは電流を流すように動作するので、交流
源から流れ込むパルス的な電流を押さえて電圧と同じ正
弦波に近くなり、高調波成分の少ない高い力率が得られ
る。また、この作用はインダクタンスＬｅ１とＬｅ２の
両方に対して同じように動作するので各々の交流源に対
して入力電流を正弦波に近づけることが出来る。
【００４８】図１４は本発明の電源システムを電気自動
車を駆動するモータの電源に適用した例を示す。電気自
動車ではバッテリィから電力をインバータに供給し、イ
ンバータでＤＣ／ＡＣ変換して交流出力を得てその出力
でモータを駆動する。この例では装置の信頼性を向上す
るため、複数のバッテリィＢｔ１及びＢｔ２と複数のイ
ンバータＩｎ１〜Ｉｎｋとの間を共通のコモンバスで接
続する事により、片方のバッテリィがダウンしても他の
バッテリィから電力が供給されるのでシステムがダウン
しない。また、複数のインバータＩｎ１〜Ｉｎｋと複数
のモータＭｔ１，Ｍｔ２との間を共通のコモンバスＢｕ
３１，Ｂｕ３２で接続する。このような構成のコモンバ
スＢｕ３１，Ｂｕ３２に於いて各負荷モータの容量をＷ
ｍ，数をｍとし、インバータの容量をＷｐ，数をｋとす
ると全インバータで全負荷を持つためにはＷｐ×ｋ＝Ｗ
ｍ×ｍが成立するように選べば良い。しかし、１個イン
バータが故障してもシステムが動作を続けられる許容故
障数ｈが１の場合にはＷｐ×(ｋ−１)≧Ｗｆ×ｍが成立
するように選ぶことにより達成できる。さらに許容故障
数２の場合はＷｐ×(ｋ−２)≧Ｗｆ×ｍが成立するよう
に選ぶことにより達成できる。また、コモンバスＢｕ２
に於いてバッテリィの容量をＷｂとし、数をａとすると
バッテリィとインバータの関係も同じように許容故障数
１の為にはＷｂ×(ａ−１)≧Ｗｐ×ｋが成立するように
選ぶことにより達成できる。このようにすれば１個のイ
ンバータがダウンしてもモータには他のインバータから
電力が供給されるのでシステムはダウンせず正常に動作
するため信頼性の高いシステムを得ることができる。こ
こではコモンバスのグランド側を省略しているが、コモ
ンバスをＢｕ３１，Ｂｕ３２の様に多重化する事で、一
つのコモンバスが断線等の事故を起こしてもシステムを
停止しなくてすみ、信頼性の向上が可能になる。
車を駆動するモータの電源に適用した例を示す。電気自
動車ではバッテリィから電力をインバータに供給し、イ
ンバータでＤＣ／ＡＣ変換して交流出力を得てその出力
でモータを駆動する。この例では装置の信頼性を向上す
るため、複数のバッテリィＢｔ１及びＢｔ２と複数のイ
ンバータＩｎ１〜Ｉｎｋとの間を共通のコモンバスで接
続する事により、片方のバッテリィがダウンしても他の
バッテリィから電力が供給されるのでシステムがダウン
しない。また、複数のインバータＩｎ１〜Ｉｎｋと複数
のモータＭｔ１，Ｍｔ２との間を共通のコモンバスＢｕ
３１，Ｂｕ３２で接続する。このような構成のコモンバ
スＢｕ３１，Ｂｕ３２に於いて各負荷モータの容量をＷ
ｍ，数をｍとし、インバータの容量をＷｐ，数をｋとす
ると全インバータで全負荷を持つためにはＷｐ×ｋ＝Ｗ
ｍ×ｍが成立するように選べば良い。しかし、１個イン
バータが故障してもシステムが動作を続けられる許容故
障数ｈが１の場合にはＷｐ×(ｋ−１)≧Ｗｆ×ｍが成立
するように選ぶことにより達成できる。さらに許容故障
数２の場合はＷｐ×(ｋ−２)≧Ｗｆ×ｍが成立するよう
に選ぶことにより達成できる。また、コモンバスＢｕ２
に於いてバッテリィの容量をＷｂとし、数をａとすると
バッテリィとインバータの関係も同じように許容故障数
１の為にはＷｂ×(ａ−１)≧Ｗｐ×ｋが成立するように
選ぶことにより達成できる。このようにすれば１個のイ
ンバータがダウンしてもモータには他のインバータから
電力が供給されるのでシステムはダウンせず正常に動作
するため信頼性の高いシステムを得ることができる。こ
こではコモンバスのグランド側を省略しているが、コモ
ンバスをＢｕ３１，Ｂｕ３２の様に多重化する事で、一
つのコモンバスが断線等の事故を起こしてもシステムを
停止しなくてすみ、信頼性の向上が可能になる。
【００４９】図１５は本発明の電源システムを計算機に
適用した例を示す。交流源ＡｃＳ１とＡｃＳ２の出力を
整流部Ｒｅ１とＲｅ２を通して直流電圧をコモンバスＢ
ｕ21に供給している。コモンバスＢｕ２１からコンバー
タＣｏｎ１〜Ｃｏｎｋに接続している。コンバータＣ０
ｎ１〜Ｃｏｎｋ出力を共通のコモンバスＢｕ３１〜Ｂｕ
３２を介して負荷Ｌｃ１〜Ｌｃｎに接続している。コン
バータＣ０ｎ１〜Ｃｏｎｋは制御線ＣＬによって結ばれ
ており、最大電流制御が行われる。このように構成すれ
ば交流電源から負荷まで最小の構成で多重化されてお
り、簡単な構成で信頼性の高い電源システムを供給でき
る。
適用した例を示す。交流源ＡｃＳ１とＡｃＳ２の出力を
整流部Ｒｅ１とＲｅ２を通して直流電圧をコモンバスＢ
ｕ21に供給している。コモンバスＢｕ２１からコンバー
タＣｏｎ１〜Ｃｏｎｋに接続している。コンバータＣ０
ｎ１〜Ｃｏｎｋ出力を共通のコモンバスＢｕ３１〜Ｂｕ
３２を介して負荷Ｌｃ１〜Ｌｃｎに接続している。コン
バータＣ０ｎ１〜Ｃｏｎｋは制御線ＣＬによって結ばれ
ており、最大電流制御が行われる。このように構成すれ
ば交流電源から負荷まで最小の構成で多重化されてお
り、簡単な構成で信頼性の高い電源システムを供給でき
る。
【００５０】図１６は図１５の電源システムの信頼性を
より向上させるものである。その構成は、直流電圧のコ
モンバスＢｕ２１にバッテリィＢｔ１を接続しているこ
とにある。このように構成により交流電源がダウンして
もバッテリィにより運転できることから信頼性の高い電
源システムが提供できる。
より向上させるものである。その構成は、直流電圧のコ
モンバスＢｕ２１にバッテリィＢｔ１を接続しているこ
とにある。このように構成により交流電源がダウンして
もバッテリィにより運転できることから信頼性の高い電
源システムが提供できる。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、複数のコンバータの各
電流を検出し、それらのなかで最大の電流に各コンバー
タの電流を合わせるようにした最大電流制御方式によ
り、並列コンバータの中に故障して出力電流が零になっ
たコンバータが含んでいても、そのままで残りのコンバ
ータで負荷を分担できるようにした。また、複数のコン
バータと複数の負荷との間に共通のコモンバスを配置
し、さらにコンバータと負荷との間にある関係を持たせ
ることにより信頼性の高い冗長運転を達成できる。
電流を検出し、それらのなかで最大の電流に各コンバー
タの電流を合わせるようにした最大電流制御方式によ
り、並列コンバータの中に故障して出力電流が零になっ
たコンバータが含んでいても、そのままで残りのコンバ
ータで負荷を分担できるようにした。また、複数のコン
バータと複数の負荷との間に共通のコモンバスを配置
し、さらにコンバータと負荷との間にある関係を持たせ
ることにより信頼性の高い冗長運転を達成できる。
【００５２】また、冗長性を持たせた複数の交流入力を
１個の力率改善用回路で制御するものである。
１個の力率改善用回路で制御するものである。
【図１】本発明の一実施例を示す電源システムの構成図
である。
である。
【図２】図１の電源システムにおける制御回路の詳細図
である。
である。
【図３】本発明と従来技術の特徴を比較した図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す電源システムの構成
図である。
図である。
【図５】コンバータの並列個数と容量比の関係図の一例
である。
である。
【図６】コンバータの並列個数と容量比の関係図の他の
例である。
例である。
【図７】本発明の他の実施例で電源システムを磁気ディ
スク装置に組み込んだ構成図である。
スク装置に組み込んだ構成図である。
【図８】図７で示した磁気ディスクとコンバータの他に
磁気ディスク用の制御回路を配置した例である。
磁気ディスク用の制御回路を配置した例である。
【図９】本発明の複数のコンバータと複数の磁気ディス
クとのコモンバスによる接続例である。
クとのコモンバスによる接続例である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す電源システムの構
成図である。
成図である。
【図１１】本発明の他の実施例を示す力率改善回路を含
めた電源システムの構成図である。
めた電源システムの構成図である。
【図１２】本発明の他の実施例を示す力率改善回路を含
めた電源システムの構成図である。
めた電源システムの構成図である。
【図１３】本発明の他の実施例を示す力率改善回路を含
めた電源システムの構成図である。
めた電源システムの構成図である。
【図１４】本発明の電源システムを電気自動車に適用し
た実施例である。
た実施例である。
【図１５】本発明の電源システムを計算機に適用した実
施例である。
施例である。
【図１６】本発明の電源システムを計算機に適用した実
施例である。
施例である。
ＡｃＳ…交流電源、ＡＤｃｏｎ…ＡＣ／ＤＣコンバー
タ、Ｃｏｎ１〜４ＤＣ／ＤＣコンバータ、Ｂｕ３，Ｂｕ
３ｇ…コモンバス、Ｌｏ…負荷、Ｍｏ…ＭＯＳトランジ
スタ、ＴＲ…トランス、Ｄ１，Ｄ２，Ｄｐ１…ダイオー
ド、Ｌ…コイル、Ｃ…コンデンサ、Ｃｓ１…電流検出
器、ＣＣ…制御回路、ＣＬ…制御線。
タ、Ｃｏｎ１〜４ＤＣ／ＤＣコンバータ、Ｂｕ３，Ｂｕ
３ｇ…コモンバス、Ｌｏ…負荷、Ｍｏ…ＭＯＳトランジ
スタ、ＴＲ…トランス、Ｄ１，Ｄ２，Ｄｐ１…ダイオー
ド、Ｌ…コイル、Ｃ…コンデンサ、Ｃｓ１…電流検出
器、ＣＣ…制御回路、ＣＬ…制御線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正好 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 堀江 秀明 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 林 克典 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内
Claims (22)
- 【請求項１】複数のコンバータ（電力変換器）の出力を
並列接続して負荷に電力を供給するように構成した電源
システムにおいて、各コンバータの出力電流を検出する
電流検出手段と，前記電流検出手段より得られる各コン
バータの出力電流の中から最大値の出力電流を検出する
最大電流検出手段と，前記各コンバータの出力電流を前
記最大値の出力電流に合わせるように各コンバータを制
御する手段とを備えたこと特徴とする電源システム。 - 【請求項２】交流を所定電圧の直流に変換するＡＣ／Ｄ
Ｃコンバータ、あるいは直流を所定電圧の直流に変換す
るＤＣ／ＤＣコンバータを複数個有し、これらの出力を
並列接続して負荷に電力を供給するように構成した電源
システムにおいて、各コンバータの出力電圧を検出して
これが所定値になるように各コンバータの出力電圧を制
御する電圧制御手段と，各コンバータの出力電流を検出
する電流手段と，前記電流検出手段より得られる各コン
バータの出力電流の中から最大値の出力電流を検出する
最大電流検出手段と，前記各コンバータの出力電流を前
記最大値の出力電流に合わせるように各コンバータを制
御する手段とを備えたこと特徴とする電源システム。 - 【請求項３】請求項２の前記電圧制御手段において、各
コンバータ毎に前記検出した出力電流の最大値とコンバ
ータの出力電流とを比較する手段を設け、その差をなく
すようにコンバータの電圧を制御させるようにしたこと
を特徴とする電源システム。 - 【請求項４】交流電源を第１のコモンバスに接続し、該
コモンバスより交流入力を得て直流に変換する整流器を
複数個配し、該整流器の直流出力を第２のコモンバスに
接続し、該コモンバスより直流入力を得て所定電圧の直
流に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを複数個配し、該コ
ンバータの直流出力を第３のコモンバスに接続し、該コ
モンバスを介して複数の負荷に直流電力を供給するよう
にしたことを特徴とする電源システム。 - 【請求項５】複数のコンバータからの出力を並列接続し
て負荷に供給する電源システムにおいて、前記コンバー
タの許容故障数をｈとしたき、並列接続するコンバータ
の数ｋを、（２＋２ｈ）≦ｋ≦（８＋２ｈ）なる関係を
満足するように選ぶようにしたことを特徴とする電源シ
ステム。 - 【請求項６】複数の磁気ディスク装置に直流電力を供給
する複数のコンバータを有する電源システムにおいて、
前記磁気ディスク装置を複数のグループに分け、第１の
グループに電力を供給する第１のコモンバスから成る第
１のクラスターと、前記第１のクラスターが複数個接続
された第２のクラスターに共通に電力を供給する第２の
コモンバスを有し、この第２のコモンバスに複数のコン
バータを接続し、階層化したコモンバスにより電力の授
受を行うようにしたことを特徴とする電源システム。 - 【請求項７】複数の磁気ディスク装置に直流電力を供給
する複数のコンバータを有する電源システムにおいて、
前記磁気ディスク装置を複数のグループに分け、第１の
グループに電力を供給する第１のコモンバスから成る第
１のクラスターと、前記第１のクラスターが複数個接続
された第２のクラスターに共通に電力を供給する第２の
コモンバスを有し、前記第２のコモンバスと前記第２の
クラスターに電力を供給する第３のコモンバスを有し、
このようにｘ次（ｘ＝整数）の階層化したコモンバスを
設けて最も高次のコモンバスに複数のコンバータを接続
して、電力の授受を行うことを特徴とする電源システ
ム。 - 【請求項８】請求項６において、前記第１及び第２のコ
モンバスのうちグランド側は各１個とし、非グランド側
を複数配置して並列接続し、複数の階層化したコモンバ
スにより電力の授受を行うことを特徴とする電源システ
ム。 - 【請求項９】請求項６において、前記第１及び第２のコ
モンバスのうち非グランド側にヒューズを設けると共に
第１のコモンバスのヒューズの容量を第２のコモンバス
のヒューズ容量より小さくしたことを特徴とする電源シ
ステム。 - 【請求項１０】請求項６において、前記第１及び第２の
コモンバスのうち非グランド側に電力の供給を遮断する
スイッチを設けたことを特徴とする電源システム。 - 【請求項１１】請求項６において、前記第１及び第２の
コモンバスのグランド側と非グランド側をコンデンサで
接続したことを特徴とする電源システム。 - 【請求項１２】請求項６において、前記第１のコモンバ
スと前記磁気ディスク装置とをダイオードを介して接続
したことを特徴とする電源システム。 - 【請求項１３】請求項６において、前記第１のコモンバ
スにはｘを整数とすると８×ｘ個の磁気ディスク装置を
接続して電力の授受を行うことを特徴とする電源システ
ム。 - 【請求項１４】請求項６において、前記第１のクラスタ
ーの数はｘを整数とすると８×ｘ個配置したことを特徴
とする電源システム。 - 【請求項１５】請求項６において、前記磁気ディスク装
置に記録するデータのビット方向は第１クラスターに第
１ビット，第２クラスターに第２ビット、を第ｎクラス
ターに第ｎビットを記録させるようしたことを特徴とす
る電源システム。 - 【請求項１６】複数の磁気ディスク装置及び複数の制御
回路に直流電力を供給する複数のコンバータを有する電
源システムにおいて、前記磁気ディスク装置及び複数の
制御回路を複数のグループに分け、第１のグループに電
力を供給する第１のコモンバスから成る第１のクラスタ
ーと前記第１のクラスターが複数個接続された第２のク
ラスターに共通に電力を供給する第２のコモンバスを有
し、この第２のコモンバスに複数のコンバータを接続
し、階層化したコモンバスにより電力の授受を行うこと
を特徴とする電源システム。 - 【請求項１７】複数の負荷を有する負荷グループと複数
のＤＣ／ＤＣコンバータを有するコンバータグループ、
及び複数の整流部と複数の交流電源からなり、前記負荷
グループとコンバータグループとの間、及び複数のコン
バータと複数の整流部との間、さらに複数の整流部と複
数の交流電源の間をそれぞれ少なくとも一つのコモンバ
スで接続し、電力の授受を行う事を特徴とする電源シス
テム。 - 【請求項１８】複数の交流電源から各々整流器を通して
整流し、各整流された出力を各々インダクタンスを介し
て、スイッチング素子により前記交流電源より高い周波
数でスイッチング動作して各交流電源の力率を改善する
ようにした１個の力率改善回路に入力し、その出力をコ
モンバスを介して複数のコンバータに電力を供給するよ
うにしたことを特徴とする電源システム。 - 【請求項１９】請求項１８において、前記スイッチング
素子のオン／オフの比（導通比）を制御して前記力率改
善回路内の出力側に設けられる平滑コンデンサの端子電
圧がほぼ一定になるようにしたことを特徴とする電源シ
ステム。 - 【請求項２０】請求項１８において、周波数又は位相の
異なる複数の交流電源から各々整流器を通して整流し、
その複数出力を各々インダクタンスを介して接続すると
共に、前記交流電源より高い周波数でスイッチングする
ダブルフォワード形のＤＣ／ＤＣコンバータの第１のス
イッチング素子と第２のスイッチング素子の導通比を変
えることにより、各交流電源の力率を改善するようにし
た事を特徴とする電源システム。 - 【請求項２１】電気自動車の動輪を駆動する複数のモー
タを有するモータグループと請求項１のコンバータを複
数有するコンバータグループ、及び複数のバッテリ電源
から成り、前記モータグループとコンバータグループの
間を複数の共通コモンバスで接続すると共に、複数のコ
ンバータと複数の直流電源をそれぞれ少なくとも一つの
共通のコモンバスで接続して、電力の授受を行うことを
特徴とする電気自動車の電源システム。 - 【請求項２２】計算機システムを構成する複数計算機の
グループに電力を供給する請求項２のコンバータを複数
有するコンバータグループ、及び複数の整流部と複数の
交流電源から成り、前記計算機グループとコンバータグ
ループの間を複数の共通コモンバスで接続すると共に、
複数のコンバータと複数の整流部を少なくとも一つの共
通のコモンバスで接続して、電力の授受を行うことを特
徴とする計算機システムの電源システム。
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