JPH08265967A - 給電バランス検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 並列運転される２個の直流電源から負荷を切
離すことなく給電バランスを検出してその調整が容易に
行えるようにする。 【構成】 並列運転される第１，第２の直流電源１，２
それぞれと負荷６との間の両直流電源１，２の共通給電
路５より電源側に直列挿入された第１，第２の電流検出
抵抗７，８と、両電流検出抵抗７，８の電源側の電位を
比較する給電バランス検出用の比較器９と、この比較器
９の出力の変化により点，消灯し，両電流検出抵抗７，
８の電源側の電位がほぼ等しくなる給電バランスのとれ
た状態時に点滅状態になる給電バランス表示用の点灯素
子１０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２個の直流電源を並列
運転して負荷給電する際の給電バランスの調整に好適な
給電バランス検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種並列運転を行う電源装置は
図２に示すように構成され、直流安定化電源構成の第
１，第２の直流電源１，２は、その正出力端子１ｐ，２
ｐが電源毎の逆流防止ダイオード３，４のアノード，カ
ソード及び共通給電路５の正ライン５ｐを介して負荷６
の正受電端子６ｐに接続され、負出力端子１ｎ，２ｎが
共通給電路５のアースライン５ｎを介して負荷６の負受
電端子６ｎに接続される。

【０００３】そして、並列運転により直流電源１，２の
出力が逆流防止ダイオード３，４及び共通給電路５を介
して負荷６に並列給電される。

【０００４】ところで、この並列運転においては、直流
電源１，２の電力供給のバランス（給電バランス）がく
ずれると、そのいずれか一方が過負荷状態になって故障
するため、直流電源１，２の給電バランスを検出して調
整する必要がある。

【０００５】この給電バランスの検出，調整は、従来、
つぎに説明するようにして行われる。

【０００６】すなわち、直流電源１，２の出力電圧に差
が生じることにより給電バランスのずれが生じる。

【０００７】しかし、直流電源１，２に負荷６を接続し
た活線状態では、その出力電圧のずれを検出することが
できない。

【０００８】そこで、図２に示すように直流電源１，２
の正出力端子１ｐ，２ｐの間近の２点をＡ点，Ｂ点と
し、負荷６の正，負受電端子６ｐ，６ｎの間近の２点を
Ｃ点，Ｄ点とすると、まず、負荷給電路をＣ点，Ｄ点で
切断して直流電源１，２から負荷６を切離す。

【０００９】つぎに、この状態で電圧計等によりＡ点と
Ｂ点との電位差を検出する。

【００１０】このとき、Ａ点とＢ点との電位差が直流電
源１，２の出力電圧の差に相当し、この電位差から直流
電源１，２の出力電圧のずれが検出されて給電バランス
が検出される。

【００１１】そして、給電バランスがずれていれば、Ｃ
点，Ｄ点間の電圧も計測しながら直流電源１又は直流電
源２の出力電圧を調整し、負荷６に印加されるＣ点，Ｄ
点間の電圧を規定の電圧に保ちつつＡ点とＢ点との電位
差を零に調整して給電バランスをとる。

【００１２】なお、この給電バランスの調整が終了する
と、負荷給電路の接続作業により直流電源１，２にＣ
点，Ｄ点を介して負荷６を再び接続し、元の状態に戻し
て負荷６を給電駆動する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のように直流
電源１，２から負荷６を一旦切離して給電バランスを検
出し、調整する場合、この給電バランスの検出，調整毎
に負荷６の切離し及び再接続の煩雑な作業を要して手間
がかかる問題点がある。

【００１４】また、その都度負荷６の給電が一旦停止
し、いわゆる無停電で給電バランスを検出して調整する
ことができない問題点がある。

【００１５】さらに、給電バランスのずれの程度がその
検出作業を行って直流電源１，２の出力電圧の差を実測
するまで分からないため、給電バランスが大きくずれて
負荷６が故障する事態を回避することが容易でなく、し
かも、検出作業を頻繁にくり返す必要があり、信頼性の
向上及び省人力化等を図れない問題点もある。

【００１６】本発明は、負荷を切離すことなく、いわゆ
る無停電状態で給電バランスを検出してその調整が容易
に行えるようにすることを目的とし、さらには、給電バ
ランスの許容範囲を越えたずれの発生を自動的に検出し
て警報することも目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の給電バランス検出装置においては、並列
運転される第１，第２の直流電源と、

【００１８】第１の直流電源と負荷との間の両直流電源
の共通給電路より電源側に直列挿入された第１の電流検
出抵抗と、

【００１９】第２の直流電源と負荷との間の共通給電路
より電源側に直列挿入された第２の電流検出抵抗と、

【００２０】両電流検出抵抗の電源側の電位を比較する
給電バランス検出用の比較器と、

【００２１】この比較器の出力の２値変化により点，消
灯し，両電流検出抵抗の電源側の電位がほぼ等しくなる
給電バランスのとれた状態時に点滅状態になる給電バラ
ンス表示用の点灯素子とを備える。

【００２２】また、給電バランスの許容範囲を越えるず
れの発生を警報するときは、第１，第２の電流検出抵抗
の電源側の電位の差を検出する差動回路と、

【００２３】この差動回路の出力を絶対値化して出力す
る絶対値回路と、

【００２４】この絶対値回路の出力と給電バランスずれ
の許容限界値とを比較するバランスずれ判定用の比較器
と、

【００２５】バランスずれ判定用の比較器の出力の２値
変化により点，消灯し，給電バランスの許容限界以上の
ずれの発生を警報する警報用の点灯素子とを備える。

【００２６】

【作用】前記のように構成された本発明の給電バランス
検出装置の場合、第１の直流電源は第１の電流検出抵抗
及び共通給電路を介して負荷に給電され、第２の直流電
源は第２の電流検出抵抗及び共通給電路を介して負荷に
給電される。

【００２７】このとき、両電流検出抵抗に第１，第２の
直流電源それぞれの出力電流のみが流れ、その電圧降下
が両電流電源それぞれの出力電圧に応じて変化する。

【００２８】そして、第１，第２の電流検出抵抗それぞ
れの電源側の電位は、両検出抵抗それぞれの電圧降下と
負荷電圧との直列合成電位になり、第１，第２の直流電
源それぞれの出力電圧に相当し、その電位により負荷を
切離すことなく両直流電源の出力電圧が検出される。

【００２９】そして、両電流抵抗の電源側の電位の差の
比較に基づき、給電バランス検出用の比較器が第１，第
２の直流電源の大小を判別し、その給電バランスを検出
する。

【００３０】このとき、給電バランス検出用の比較器の
出力は、給電バランスがずれていると、両直流電源の出
力電圧の大小関係にしたがってハイレベル又はローレベ
ルになり、給電バランスがとれていると、両直流電源の
出力電圧がほぼ等しくなり、その大小関係が外来ノイズ
や回路特性度等に基づく微小変動により２値変化をくり
返す。

【００３１】そして、給電バランス検出用の比較器の出
力に基づく給電バランス表示用の点灯素子の点，消灯及
び点滅により給電バランスの検出結果を報知し、この点
灯素子が点滅をくり返すように第１又は第２の直流電源
の出力を調整することにより、従来のように電圧計を用
いたりすることなく容易に給電バランスをとることがで
きる。

【００３２】したがって、負荷を第１，第２の直流電源
から切離すことなく、その給電バランスが検出されて報
知され、この報知に基づいて給電バランスの調整が容易
に行える。

【００３３】つぎに、差動回路，絶対値回路，バランス
ずれ判定用の比較器及び警報用の点灯素子も備えると、
差動回路により第１，第２の直流電源の電位差が検出さ
れ、絶対値回路によりこの電位差が絶対値化されてその
大きさが検出される。

【００３４】そして、バランスずれ判定用の比較器によ
り、絶対値化された第１，第２の直流電源の電圧差と給
電バランスずれの許容限界値とが比較され、この比較に
より許容限界を越える給電バランスのずれの発生が監視
して検出される。

【００３５】さらに、この検出に基づいて警報用の点灯
素子が許容限界を越えるずれの発生を警報する。

【００３６】したがって、給電バランスの許容範囲を越
えたずれの発生が自動的に検出されて警報される。

【００３７】

【実施例】１実施例について、図１を参照して説明す
る。

【００３８】図１において、図２と同一符号は同一もし
くは相当するものを示し、７は第１の直流電源１と負荷
６との間の共通給電路５より電源側に設けられた低抵抗
値の第１の電流検出抵抗であり、第１の逆流防止ダイオ
ード３のカソードと共通給電路５の正ライン５ｐとの間
に直列挿入されている。

【００３９】８は第２の直流電源２と負荷６との間の共
通給電路５より電源側に設けられた低抵抗値の第２の電
流検出抵抗であり、第２の逆流防止ダイオード４のカソ
ードと共通給電路５の正ライン５ｐとの間に直列挿入さ
れている。

【００４０】９は給電バランス検出用の比較器であり、
電流検出抵抗７，８の電源側，すなわち逆流防止ダイオ
ード３，４のカソードのα点，β点の電位Ｖα，Ｖβを
比較し、その出力がＶα≧Ｖβのときにハイレベル
（５．０Ｖ）になり、Ｖα＜Ｖβのときにローレベル
（０Ｖ）になる。１０はＬＥＤからなる給電バランス表
示用の点灯素子であり、給電バランス検出用の比較器９
の出力端子と＋５Ｖの母線との間に設けられ、比較器９
の出力のハイレベル，ローレベルにより点，消灯する。

【００４１】１１はα点，β点の電位Ｖα，Ｖβの差を
検出する差動回路、１２は差動回路１２の出力を絶対値
化する絶対値回路、１３は絶対値回路１２の出力（電圧
Ｅｘ）と可変直流電圧源構成の基準電源１４の給電バラ
ンスずれの許容限界値（電圧Ｅｒ）とを比較するバラン
スずれ判定用の比較器であり、その出力はＥｘ≧Ｅｒの
ときにハイレベル（５．０Ｖ）になり、Ｅｘ＜Ｅｒのと
きにローレベル（０Ｖ）になる。

【００４２】１５はＬＥＤからなる警報用の点灯素子で
あり、バランスずれ判定用の比較器１３の出力端子と＋
５Ｖの母線との間に設けられ、バランスずれ判定用の比
較器１３の出力のハイレベル，ローレベルにより点，消
灯する。１６は破線の構成からなる給電バランス検出装
置である。

【００４３】そして、逆流防止ダイオード３，４，電流
検出抵抗７，８を介した直流電源１，２の出力は共通給
電路５により並列合成されて負荷６に給電される。

【００４４】このとき、電流検出抵抗７，８は直流電源
１，２それぞれの出力電流が流れてそれぞれの電源側を
正とする向きの電圧降下が生じ、この電圧降下が直流電
源１，２それぞれの出力電圧に比例する。

【００４５】そのため、電位Ｖα，Ｖβが直流電源１，
２の出力電圧に比例し、この電位Ｖα，Ｖβの比較に基
づき、給電バランス検出用の比較器９は直流電源１，２
の出力電圧の差を検出し、その大小に応じて出力が２値
変化する。

【００４６】そして、給電バランス検出用の比較器９の
出力に基づき、給電バランス表示用の点灯素子１０はＶ
α＜Ｖβのときに点灯し、Ｖα＞Ｖβのときに消灯す
る。

【００４７】さらに、直流電源１，２の給電バランスが
とれていれば、直流電圧１，２の出力電圧は外来ノイズ
や回路特性差等に基づいて微小変動し、その大小関係が
変わるため、実際には、直流電源１，２の出力電圧がほ
ぼ等しくなると、給電バランス表示用の点灯素子１０は
点滅状態になる。

【００４８】したがって、給電バランス表示用の点灯素
子１０はＶα＞Ｖβのバランスのずれた状態のときに点
灯し、Ｖα≒Ｖβのバランスのとれたときに点滅状態に
なり、Ｖα＜Ｖβのバランスのずれた状態のときに消灯
し、この点灯素子１０により給電バランスが表示され
る。

【００４９】そのため、給電バランスの調整時、直流電
源１，２から負荷６への並列給電を続けながら、点灯素
子１０が点滅状態になるように直流電源１又は直流電源
２の出力を調整する簡単な操作により、給電バランスが
精度よく調整される。

【００５０】このとき、従来の給電バランスの検出，調
整のための負荷給電路の切断，再接続の作業は不要であ
り、負荷給電が停止することもない。

【００５１】つぎに、差動回路１１は電位Ｖα，Ｖβの
差，すなわち直流電源１，２の出力電圧の差を検出し、
この差の出力は絶対値回路１２により絶対値化されて正
出力に加工され、直流電源１，２の給電バランスのずれ
の程度（大きさ）が検出される。

【００５２】さらに、バランスずれ判定用の比較器１３
により絶対値回路１２の出力Ｅｘと基準電源１４の給電
バランスずれの許容限界値Ｅｒとが比較され、給電バラ
ンスのずれが許容限界範囲内か否かが判定される。

【００５３】そして、給電バランスのずれが許容限界内
のときは、Ｅｘ＜Ｅｒになって警報用の点灯素子１５は
消灯保持され、許容範囲を越える危険なバランスずれが
発生すると、Ｅｘ＞Ｅｒになって警報用の点灯素子１５
が点灯し、この点灯により給電バランスの再調整を要す
るずれが自動的に検出されて警報される。

【００５４】したがって、負荷６の給電駆動中に、従来
のような給電バランスの検出作業を行うことなく、点灯
素子１５の点灯から極めて容易に給電バランスの大きな
ずれの発生を知ることができる。

【００５５】そして、給電バランスのこの大きなずれが
発生したときは、点灯素子１０が点滅状態になるように
直流電源１又は直流電源２の出力が調整され、負荷６の
故障等を招来しないように給電バランスが再調整され
る。

【００５６】なお、給電バランスずれの許容限界値Ｅｒ
は、つぎに説明するように設定される。

【００５７】すなわち、この許容限界値Ｅｒは直流電源
１，２の容量と負荷６の容量（負荷容量）との関係から
定まる。

【００５８】そして、直流電源１，２それぞれの最大出
力電流をＩｍａｘ，負荷６を流れる電流（負荷電流）を
Ｉ_L （Ｉ_L ＜２・Ｉｍａｘ），電流検出抵抗７，８を同
一抵抗値Ｒとし、電流検出抵抗７，８の電圧降下をＶ
α’，Ｖβ’とすると、直流電源１，２の並列運転が必
要なＩｍａｘ＜Ｉ_L のときに、給電バランスのずれが許
容される範囲は、直流電源１，２のいずれの出力電流も
Ｉｍａｘ以下になる範囲である。

【００５９】さらに、例えば直流電源１の出力電流がＩ
ｍａｘになる給電バランスの許容範囲の限界では、つぎ
の数１の２式が成立する。

【００６０】

【数１】Ｖα’＝Ｉｍａｘ・Ｒ Ｖβ’＝（Ｉ_L −Ｉｍａｘ）・Ｒ

【００６１】したがって、給電バランスずれの許容限界
値Ｅｒは、つぎの数２の式で示される範囲内の適当な値
に設定される。

【００６２】

【数２】 Ｅｒ＜｜Ｉｍａｘ・Ｒ−（Ｉ_L −Ｉｍａｘ）・Ｒ｜

【００６３】なお、Ｉｍａｘ＞Ｉ_L のときは直流電源
１，２のいずれか一方の出力で負荷６をまかなえるた
め、直流電源１，２の並列運転が不要であり、このと
き、給電バランスずれの許容限界値Ｅｒをどのように設
定しても問題ないのは勿論である。

【００６４】そして、前記実施例では、差動回路１１，
絶対値回路１２，比較器１３，基準電源１４，点灯素子
１５を備え、給電バランスの許容限界範囲を越えるずれ
の発生も警報するようにしたが、給電バランスの調整の
みを行えばよいときは、これらを省いて形成することが
できる。

【００６５】ところで、直流電源１，２が直流安定化電
源でない場合にも適用することができるのは勿論であ
り、点灯素子１０，１５はランプ等のＬＥＤ以外の点灯
素子であってもよい。

【００６６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ため、以下に記載する効果を奏する。

【００６７】第１の直流電源１は第１の電流検出抵抗７
及び共通給電路５を介して負荷６に給電され、第２の直
流電源２は第２の電流検出抵抗８及び共通給電路５を介
して負荷６に給電され、このとき、第１，第２の電流検
出抵抗７，８それぞれの電源側の電位が、両電流検出抵
抗７，８それぞれの電圧降下と負荷電圧との直列合成電
位になり、第１，第２の直流電源１，２それぞれの出力
電圧に相当し、その電位により負荷６を切離すことなく
両直流電源１，２の出力電圧が検出される。

【００６８】そして、両電流抵抗７，８の電源側の電位
の差の比較に基づき、給電バランス検出用の比較器９が
第１，第２の直流電源１，２の大小を判別し、その給電
バランスを検出し、この比較器９の出力に基づく給電バ
ランス表示用の点灯素子１０の点，消灯及び点滅により
給電バランスの検出結果が報知されるため、この点灯素
子が点滅をくり返すように第１又は第２の直流電源１，
２の出力を調整することにより、従来のように電圧計を
用いたりすることなく容易に給電バランスをとることが
でき、負荷６を第１，第２の直流電源１，２から切離す
ことなく、その給電バランスを検出して報知し、この報
知に基づいて給電バランスの調整を容易に行うことがで
きる。

【００６９】また、差動回路１１，絶対値回路１２，バ
ランスずれ判定用の比較器１３及び警報用の点灯素子１
５も備えると、差動回路１１により第１，第２の直流電
源１，２の電圧差が検出され、絶対値回路１２によりこ
の電圧差が絶対値化されてその大きさが検出され、バラ
ンスずれ判定用の比較器１３により絶対値化された第
１，第２の直流電源１，２の電圧差と給電バランスずれ
の許容限界値とが比較され、この比較により許容限界を
越える給電バランスのずれの発生が監視して検出され
る。

【００７０】そして、この検出に基づいて警報用の点灯
素子１５が許容限界を越えるずれの発生を警報するた
め、給電バランスの許容範囲を越えたずれの発生を自動
的に検出して警報することもでき、信頼性の向上及び省
人化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の結線図である。

【図２】従来の並列運転の電源装置の結線図である。

【符号の説明】

１，２ 直流電源 ５ 共通給電路 ６ 負荷 ７，８ 第１，第２の電流検出抵抗 ９ 給電バランス検出用の比較器 １０ 給電バランス表示用の点灯素子 １１ 差動回路 １２ 絶対値回路 １３ バランスずれ判定用の比較器 １４ 給電バランスずれの許容限界値を設定する基準電
源 １５ 警報用の点灯素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列運転される第１，第２の直流電源
   と、 前記第１の直流電源と負荷との間の前記両直流電源の共
   通給電路より電源側に直列挿入された第１の電流検出抵
   抗と、 前記第２の直流電源と前記負荷との間の前記共通給電路
   より電源側に直列挿入された第２の電流検出抵抗と、 前記両電流検出抵抗の電源側の電位を比較する給電バラ
   ンス検出用の比較器と、 前記比較器の出力の２値変化により点，消灯し，前記両
   電流検出抵抗の電源側の電位がほぼ等しくなる給電バラ
   ンスのとれた状態時に点滅状態になる給電バランス表示
   用の点灯素子とを備えたことを特徴とする給電バランス
   検出装置。
2. 【請求項２】 第１，第２の電流検出抵抗の電源側の電
   位の差を検出する差動回路と、 前記差動回路の出力を絶対値化して出力する絶対値回路
   と、 前記絶対値回路の出力と給電バランスずれの許容限界値
   とを比較するバランスずれ判定用の比較器と、 前記バランスずれ判定用の比較器の出力の２値変化によ
   り点，消灯し，給電バランスの許容限界以上のずれの発
   生を警報する警報用の点灯素子とを備えたことを特徴と
   する請求項１記載の給電バランス検出装置。