JPH10248261A - Redundant power-supply apparatus - Google Patents

Redundant power-supply apparatus

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JPH10248261A
JPH10248261A JP5208097A JP5208097A JPH10248261A JP H10248261 A JPH10248261 A JP H10248261A JP 5208097 A JP5208097 A JP 5208097A JP 5208097 A JP5208097 A JP 5208097A JP H10248261 A JPH10248261 A JP H10248261A
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JP
Japan
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voltage
power
capacitor
power supply
converter
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JP5208097A
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Japanese (ja)
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Shinji Kaneko
真二 金子
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a redundant power-supply apparatus which can protect a normal power-supply apparatus in a failure or in the replacement of an apparatus even when a diode for reverse-current protection is omitted in the parallel operation of power-supply apparatus and which can reduce a power loss in an ordinary operation as compared with a conventional apparatus. SOLUTION: In a redundant power-supply apparatus in which a plurality of AC/DC converters 101, 102 are connected in parallel, the AC/DC converters 101, 102 are provided with an input converter 1 and an output converter 2 which convert an AC voltage into a DC voltage, with a capacitor C3 by which the DC output voltage of the output converter 2 is smoothed, with a transistor Q3, for capacitor control, which runs on or off the smoothing operation of the capacitor C3, with a voltage detection circuit 5 which detects the source-to- drain voltage of the transistor Q3 so as to output a voltage detecting signal S2 and with a control circuit 6 which controls the transistor Q3 so as to be turned on or off on the basis of a power-supply turning-on signal S1 indicating the turning-on-or-off operation of an AC power supply and on the basis of the voltage detecting signal S2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電力の連続供給
が要求される負荷機器を備えた放送局等の直流電源装置
に適用して好適なリダンダンド電源装置に関するもので
ある。更に詳しくは、直流電源装置の平滑用コンデンサ
の平滑動作を電界効果トランジスタ(以下FETとい
う)にてオン・オフ制御することにより、電源装置の並
行運転時の動作保護用ダイオードを省略できるようにす
ると共に、コンデンサ制御用としてオン抵抗の小さなF
ETを用いることにより、通常動作時の電力損失を低減
することができるようにしたリダンダンド電源装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a redundant power supply suitable for a DC power supply such as a broadcasting station having a load device requiring continuous supply of power. More specifically, the smoothing operation of the smoothing capacitor of the DC power supply device is controlled on / off by a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) so that the operation protection diode can be omitted when the power supply device is operated in parallel. At the same time, for controlling the capacitor, F
The present invention relates to a redundant power supply device capable of reducing power loss during normal operation by using ET.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像処理装置やスイッチャー等の
負荷機器を連続して動作させることが要求される放送局
等において、複数の電源装置が負荷機器に対して並列に
接続され、片方の電源装置が故障しても他方の電源装置
から負荷機器へ直流電力が供給できるようなリダンダン
ド電源装置が使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a broadcasting station or the like that requires continuous operation of load devices such as an image processing device and a switcher, a plurality of power supply devices are connected in parallel to the load devices, and one power supply device is connected to the load device. 2. Description of the Related Art A redundant power supply device that can supply DC power from another power supply device to a load device even when a device fails is used.

【0003】この種の電源装置の出力側には動作保護用
つまり逆流阻止用のダイオードが接続されており、正常
な電源装置から故障した電源装置へ電流が流れ込まない
ように、このダイオードによって阻止し、正常な電源装
置の動作を保護している。
An output of this type of power supply is connected to a diode for operation protection, that is, a backflow prevention diode. The diode prevents the current from flowing from a normal power supply to a failed power supply. , To protect the normal operation of the power supply.

【0004】図9は、このようなダイオードを備えたA
C/DCコンバータ(電源装置)を並列接続した従来の
リダンダンド電源装置の構成を示す図である。この図に
おいて、コネクタ3Aを介して第1のAC/DCコンバ
ータ301が負荷機器4に接続されており、AC電圧が
AC/DCコンバータ301によってDC電圧に変換さ
れると、このDC電圧が駆動電圧として負荷機器4に供
給されるようになっている。
FIG. 9 shows an A-type device having such a diode.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a conventional redundant power supply device in which C / DC converters (power supply devices) are connected in parallel. In this figure, a first AC / DC converter 301 is connected to a load device 4 via a connector 3A, and when the AC voltage is converted into a DC voltage by the AC / DC converter 301, the DC voltage is converted to a drive voltage. Is supplied to the load device 4.

【0005】同図に示すAC/DCコンバータ301で
は、AC電圧が入力コンバータ1によって一旦例えばD
C高電圧に変換され、このDC高電圧が出力コンバータ
2にによって駆動電圧用の低電圧に変換される。
In an AC / DC converter 301 shown in FIG.
The DC high voltage is converted by the output converter 2 into a low voltage for driving voltage.

【0006】また、出力コンバータ2の出力段には平滑
用のコンデンサC3が接続されており、このコンデンサ
C3によってDC低電圧が平滑化されて安定化される。
コンデンサC3の出力側には逆流阻止用のダイオードD
4が設けられており、平滑化されたDC低電圧がダイオ
ードD4を介してコネクタ3Aに至るようになってい
る。
A smoothing capacitor C3 is connected to the output stage of the output converter 2, and the DC low voltage is smoothed and stabilized by the capacitor C3.
On the output side of the capacitor C3, a diode D for preventing backflow is provided.
4 is provided, and the smoothed DC low voltage reaches the connector 3A via the diode D4.

【0007】同様に、第2のAC/DCコンバータ30
2が第1のAC/DCコンバータ301と並列になるよ
うにコネクタ3Bを介して負荷機器4に接続されてお
り、AC/DCコンバータ302によって変換されたD
C低電圧が逆流阻止用のダイオードD4を介して負荷機
器4に供給される。AC/DCコンバータ302内の入
力コンバータ1、出力コンバータ2、平滑用コンデンサ
C3およびダイオードD4の構成については、AC/D
Cコンバータ301と同じである。
Similarly, the second AC / DC converter 30
2 is connected to the load device 4 via the connector 3B so as to be in parallel with the first AC / DC converter 301, and D converted by the AC / DC converter 302.
The C low voltage is supplied to the load device 4 via the backflow preventing diode D4. Regarding the configuration of the input converter 1, the output converter 2, the smoothing capacitor C3, and the diode D4 in the AC / DC converter 302,
This is the same as the C converter 301.

【0008】このような逆流阻止用の一対のダイオード
D4を備えたリダンダンド電源装置では、2つの正常な
AC/DCコンバータ301,302によって等分づつ
負荷機器4に電力を供給しているときに、どちらか一方
のAC/DCコンバータが故障した場合でも負荷機器4
を正常に駆動することができる。
In such a redundant power supply device having a pair of diodes D4 for preventing backflow, when power is supplied equally to the load device 4 by two normal AC / DC converters 301 and 302, Even if one of the AC / DC converters fails, the load device 4
Can be driven normally.

【0009】例えば、AC/DCコンバータ301の平
滑用コンデンサC3がショートしてAC/DCコンバー
タ301から負荷機器4へ電力が供給できなくなった場
合に、AC/DCコンバータ301が分担していた電力
分を、速やかにAC/DCコンバータ302から負荷機
器4へ供給することができる。このような構成のダイオ
ードの機能は二入力OR論理回路の機能と類似している
ため、ダイオードのOR構成と呼ばれることが多い。
For example, when the smoothing capacitor C3 of the AC / DC converter 301 is short-circuited and the power cannot be supplied from the AC / DC converter 301 to the load device 4, the power shared by the AC / DC converter 301 is Can be promptly supplied from the AC / DC converter 302 to the load device 4. Since the function of a diode having such a configuration is similar to that of a two-input OR logic circuit, it is often referred to as a diode OR configuration.

【0010】また、故障したAC/DCコンバータ30
1のダイオードD4は、正常動作中のAC/DCコンバ
ータ302からAC/DCコンバータ301へ電流が流
れ込まないように、ダイオードスイッチ(逆流阻止)と
して機能する。そのため、修理後のAC/DCコンバー
タ301を負荷機器4に接続するとき(以下装置交換時
という)でも、新しい方のダイオードD4の存在によっ
て、AC/DCコンバータ302から平滑用コンデンサ
C3へ大きなチャージ電流が流れ込むことがない。つま
り、ダイオードD4は逆流阻止用素子として機能する。
The failed AC / DC converter 30
The one diode D4 functions as a diode switch (backflow prevention) to prevent current from flowing from the AC / DC converter 302 during normal operation to the AC / DC converter 301. Therefore, even when the AC / DC converter 301 after the repair is connected to the load device 4 (hereinafter referred to as device replacement), a large charge current flows from the AC / DC converter 302 to the smoothing capacitor C3 due to the presence of the newer diode D4. Does not flow. That is, the diode D4 functions as a backflow preventing element.

【0011】これにより、故障時および装置交換時に負
荷機器4に電圧変動を与えることなく、負荷機器4に連
続して電力を供給することができる特徴を有している。
As a result, power is continuously supplied to the load device 4 without causing a voltage change to the load device 4 at the time of failure or replacement of the device.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リダンダンド電源装置では負荷機器4の電力需要により
AC/DCコンバータ301や302等の出力電流を大
きく設計すると、ダイオード4での電力損失が大きくな
ったり、これによる発熱を無視することができなくな
る。
However, in the conventional redundant power supply device, if the output current of the AC / DC converters 301 and 302 is designed to be large in accordance with the power demand of the load device 4, the power loss in the diode 4 becomes large. , The heat generated by this cannot be ignored.

【0013】ここで、図10に示すような5V,120
Aの電源装置の構成を例に挙げてダイオードD4の電力
損失を考えてみる。一般に、逆流阻止用のダイオードで
の電力損失を低減するために、複数のダイオードを並列
に接続して使用される。
Here, as shown in FIG.
Consider the power loss of the diode D4 by taking the configuration of the power supply device A as an example. Generally, a plurality of diodes are connected in parallel in order to reduce power loss in a diode for blocking backflow.

【0014】図11は、縦軸が片対数目盛りの瞬時順電
流で、横軸が等分目盛りの瞬時順電圧である瞬時出力特
性(発熱による特性変化を考慮)を示す図であり、逆流
阻止用のダイオードD4として4個並列に接続して使用
した場合の大電流ショットキーダイオード(商品名;C
120P04QE;平均整流電流Io=120A、逆耐
圧VRRM=40V)の瞬時出力特性を示している。
FIG. 11 is a diagram showing instantaneous output characteristics (considering characteristic changes due to heat generation) in which the vertical axis is an instantaneous forward current on a semilog scale and the horizontal axis is an instantaneous forward voltage on an equally divided scale. Current Schottky diode (product name; C) when four diodes D4 are connected in parallel and used.
120P04QE (average rectified current Io = 120 A, reverse breakdown voltage VRRM = 40 V).

【0015】1個のダイオードが分担する出力電流は1
20/4=30Aであるから、このときの瞬時順電圧は
図11からも読み取れるように、0.45V位になる。
1個のダイオードで120Aの出力電流を賄うとする
と、瞬時順電圧は0.75V位になってしまう。
The output current shared by one diode is 1
Since 20/4 = 30 A, the instantaneous forward voltage at this time is about 0.45 V as can be read from FIG.
Assuming that one diode can supply an output current of 120 A, the instantaneous forward voltage becomes about 0.75 V.

【0016】また、ダイオードの接続による線路抵抗の
増加を1mΩ程度と見積ると、線路抵抗による電圧降下
は0.12Vになる。従って、ダイオードD4の単純な
電力損失Plossは電圧降下の総和が0.57Vであるか
ら、 Ploss=120×0.57=68.4W となる。
If the increase in the line resistance due to the connection of the diode is estimated to be about 1 mΩ, the voltage drop due to the line resistance is 0.12 V. Accordingly, the simple power loss Ploss of the diode D4 is Ploss = 120 × 0.57 = 68.4 W since the sum of the voltage drops is 0.57V.

【0017】しかし、AC電圧からDC電圧に至る電力
変換効率を考慮すると、ダイオードD4における電力損
失は更に増加する。例えば、入力コンバータ1の電力変
換効率を90%とし、出力コンバータ2の電力変換効率
を80%とすると、電力損失は、 Ploss=(120×0.57)/(0.9×0.8)=
95W と大きくなってしまう。
However, considering the power conversion efficiency from the AC voltage to the DC voltage, the power loss in the diode D4 further increases. For example, assuming that the power conversion efficiency of the input converter 1 is 90% and the power conversion efficiency of the output converter 2 is 80%, the power loss is: Ploss = (120 × 0.57) / (0.9 × 0.8) =
It will be as large as 95W.

【0018】そこで、本発明では電源装置の並行運転時
の逆流阻止用のダイオードを省略しても、故障時や装置
交換時に正常動作中の片方の電源装置を保護できて、し
かも、従来装置に比べて通常動作時の電力損失を低減で
きるリダンダンド電源装置を提供することを目的とす
る。
Therefore, according to the present invention, even if the diode for preventing backflow during the parallel operation of the power supply device is omitted, one of the power supply devices which is operating normally at the time of failure or replacement of the device can be protected. It is an object of the present invention to provide a redundant power supply that can reduce power loss during normal operation.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この発明に係るリダンダ
ンド電源装置は、通常、平滑用コンデンサには出力電流
の10〜20%位しか平滑用の充電電流(以下リップル
電流という)を流さないことに着目して創作されたもの
であり、複数の電源装置を並列に接続して負荷機器に直
流電力を供給するリダンダンド電源装置において、これ
らの電源装置は、交流電源の供給を受けて交流電圧を直
流電圧に変換すると共に、逆流電流を阻止する機能を有
した整流用のダイオードを備えた電圧変換回路と、この
電圧変換回路の直流出力電圧を平滑化するコンデンサ
と、このコンデンサの平滑動作をオン又はオフするコン
デンサ制御用の電界効果トランジスタと、この電界効果
トランジスタのソース・ドレイン間電圧を検出して電圧
検出情報を出力する電圧検出回路と、交流電源のオンま
たはオフを検出して電源投入情報を出力する電源投入検
出回路と、電圧検出回路からの電圧検出情報と電源投入
検出回路からの電源投入情報とに基づいて電界効果トラ
ンジスタのゲート制御をする制御回路とを備えるもので
ある。
In the redundant power supply according to the present invention, normally, only about 10 to 20% of the output current of the smoothing capacitor is supplied with the smoothing charging current (hereinafter referred to as ripple current). It is a redundant power supply unit that connects multiple power supply units in parallel and supplies DC power to load equipment.These power supply units receive AC power supply and convert AC voltage to DC power. A voltage conversion circuit provided with a rectifying diode having a function of blocking a reverse current while converting the voltage into a voltage, a capacitor for smoothing the DC output voltage of the voltage conversion circuit, and turning on or off the smoothing operation of the capacitor. A field effect transistor for controlling a capacitor to be turned off, and a voltage between a source and a drain of the field effect transistor is detected to output voltage detection information. A voltage detection circuit, a power-on detection circuit that detects whether the AC power supply is on or off and outputs power-on information, and an electric field based on voltage detection information from the voltage detection circuit and power-on information from the power-on detection circuit. And a control circuit for controlling the gate of the effect transistor.

【0020】本発明のリダンダンド電源装置では、平滑
用コンデンサにショート等の故障がなく電源装置が正常
な場合には、電源投入検出回路から「電源オン」の電源
投入情報と電圧検出回路から「電圧異常無し」の電圧検
出情報を入力した電圧制御回路が、コンデンサ制御用の
電界効果トランジスタをオンすることにより、平滑用コ
ンデンサにリップル電流を流すことができ、その電源装
置を通常動作させることができる。
In the redundant power supply device according to the present invention, when the power supply device is normal without any failure such as short-circuit in the smoothing capacitor, the power-on detection circuit supplies "power-on" power-on information and the voltage detection circuit outputs "voltage on". By turning on the capacitor control field-effect transistor, the voltage control circuit that has input the voltage detection information of "no abnormality" can flow ripple current to the smoothing capacitor, and the power supply device can operate normally. .

【0021】また、平滑用コンデンサのショート等によ
り電源装置が故障した場合、故障した側の電源装置にお
いて、電源投入検出回路から「電源オン」の電源投入情
報が入力されても、電圧検出回路からは「電圧異常有
り」の電圧検出情報を入力するので、電圧制御回路はコ
ンデンサ制御用の電界効果トランジスタをオフする。
In the case where the power supply fails due to a short circuit of the smoothing capacitor or the like, even if the power-on information of "power on" is input from the power-on detection circuit in the failed power supply, the voltage detection circuit will Input voltage detection information indicating "voltage abnormal", the voltage control circuit turns off the capacitor control field effect transistor.

【0022】これにより、故障した電源装置の平滑用コ
ンデンサが負荷機器から切り離されるので、他の電源装
置の平滑用コンデンサを利用して故障した電源装置を動
作させることができる。
Thus, the smoothing capacitor of the failed power supply is disconnected from the load device, so that the failed power supply can be operated using the smoothing capacitor of another power supply.

【0023】従って、従来方式の電源装置のような動作
保護用ダイオードを省略しても、故障時や装置交換時に
片方の正常な電源装置を保護できると共に、瞬断を伴う
ことなく負荷機器に連続して電力を供給することができ
る。
Therefore, even if the operation protection diode as in the conventional power supply device is omitted, one normal power supply device can be protected at the time of failure or replacement of the device, and can be continuously connected to the load equipment without instantaneous interruption. Power can be supplied.

【0024】更に、本発明のリダンダンド電源装置で
は、通常動作時にコンデンサ制御用の電界効果トランジ
スタを介して流れるリップル電流は直流出力電流に比べ
て少ないので、直流出力電流を常時、逆流阻止用のダイ
オードに通電する従来方式に比べて電力損失を1/5〜
1/10に低減することができる。
Further, in the redundant power supply of the present invention, the ripple current flowing through the capacitor-controlling field effect transistor during normal operation is smaller than the DC output current. Power loss is 1/5 to that of the conventional method
It can be reduced to 1/10.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について説明をする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】(1)第1の実施の形態 図1は第1の実施の形態としてのリダンダンド電源装置
の構成を示す図である。本実施の形態では複数の電源装
置を並列に接続して負荷機器に直流電力を供給すると
き、これらの電源装置の故障時や装置交換時に正常な電
源装置を保護するために、平滑用コンデンサの平滑動作
をオン又はオフ制御できるようにしたものである。
(1) First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a redundant power supply device according to a first embodiment. In the present embodiment, when a plurality of power supply devices are connected in parallel to supply DC power to load devices, in order to protect a normal power supply device at the time of failure of these power supply devices or replacement of the device, a smoothing capacitor is provided. The smoothing operation can be controlled to be on or off.

【0027】このように制御するのは、元々備えられて
いる整流用のダイオードを逆流阻止用のダイオードとし
ても使用できることに着目したものであり、しかも、従
来方式の電源装置のように、出力電流を直接ダイオード
でスイッチングするより、平滑用コンデンサをスイッチ
ングした方が容易であり、かつ、電力損失が少なくなる
からである。
This control focuses on the fact that the originally provided rectifying diode can also be used as a backflow preventing diode. This is because it is easier to switch the smoothing capacitor and to reduce the power loss than to switch directly with a diode.

【0028】本実施の形態では、リダンダンド電源装置
として図1に示すように2台のAC/DCコンバータ1
01,102により構成する場合を説明する。この図に
おいて、コネクタ3Aを介して第1のAC/DCコンバ
ータ101が負荷機器4に接続されており、AC電圧が
AC/DCコンバータ101によってDC電圧に変換さ
れると、このDC電圧が負荷機器4に供給されるように
なっている。
In this embodiment, two AC / DC converters 1 as shown in FIG.
The case where the configuration is made up of 01 and 102 will be described. In this figure, a first AC / DC converter 101 is connected to a load device 4 via a connector 3A, and when the AC voltage is converted to a DC voltage by the AC / DC converter 101, the DC voltage is converted to the load device. 4.

【0029】同様に、コネクタ3Bを介して第2のAC
/DCコンバータ102が負荷機器4に接続されてお
り、AC電圧がAC/DCコンバータ102によってD
C電圧に変換されると、このDC電圧が負荷機器4に供
給される。
Similarly, the second AC is connected via the connector 3B.
/ DC converter 102 is connected to the load device 4, and the AC voltage is
When converted into the C voltage, this DC voltage is supplied to the load device 4.

【0030】つまり、第1のAC/DCコンバータ10
1は入力コンバータ1と出力コンバータ2とで構成され
る。AC電源には入力コンバータ1が接続されており、
電源が投入されるとAC電圧が入力コンバータ1によっ
て直流高電圧に変換される。図1には示していないが図
2で説明するような入力コンバータ1に設けられた電源
投入検出回路によって電源のオン又はオフが検出され
る。ここで検出された電源のオン・オフは後述するよう
に電源投入信号(電源投入情報)S1として電源投入検
出回路から出力されるようになっている。
That is, the first AC / DC converter 10
Reference numeral 1 denotes an input converter 1 and an output converter 2. The input converter 1 is connected to the AC power supply,
When the power is turned on, the AC voltage is converted into a DC high voltage by the input converter 1. Although not shown in FIG. 1, the power-on detection circuit provided in the input converter 1 as shown in FIG. 2 detects ON or OFF of the power. The power on / off detected here is output from a power-on detection circuit as a power-on signal (power-on information) S1 as described later.

【0031】入力コンバータ1の出力側には出力コンバ
ータ2が接続されており、直流高電圧が出力コンバータ
2によって直流低電圧に変換される。この出力コンバー
タ2の出力段には平滑用コンデンサC3が接続されてお
り、出力コンバータ2で変換された直流低電圧がコンデ
ンサC3によって平滑化される。
An output converter 2 is connected to the output side of the input converter 1, and the high DC voltage is converted by the output converter 2 into a low DC voltage. A smoothing capacitor C3 is connected to the output stage of the output converter 2, and the DC low voltage converted by the output converter 2 is smoothed by the capacitor C3.

【0032】平滑用コンデンサC3には、それと直列に
コンデンサ制御用のnチャネルの電界効果トランジスタ
(以下単にトランジスタという)Q3が設けられてお
り、コンデンサC3に流れるリップル電流がトランジス
タQ3によってオン又はオフ制御される。
The smoothing capacitor C3 is provided with an n-channel field effect transistor (hereinafter simply referred to as "transistor") Q3 for controlling the capacitor in series with the smoothing capacitor C3. The ripple current flowing through the capacitor C3 is turned on or off by the transistor Q3. Is done.

【0033】トランジスタQ3のドレインとコンデンサ
C3の−端子との接続点p3には、電圧検出回路5が接
続されており、このトランジスタQ3のソース・ドレイ
ン間電圧VSDが電圧検出回路5によって検出されると、
ここで検出された電圧VSDと予め設定された基準電圧
(Vak)とが比較され、その結果、電圧異常無しを示す
ロー・レベルの電圧検出信号(電圧検出情報)S2が電
圧検出回路5から出力されるようになっている。電圧検
出回路5の内部構成については図4で説明する。
A voltage detection circuit 5 is connected to a connection point p3 between the drain of the transistor Q3 and the negative terminal of the capacitor C3. The voltage VSD between the source and the drain of the transistor Q3 is detected by the voltage detection circuit 5. When,
The detected voltage VSD is compared with a preset reference voltage (Vak). As a result, a low-level voltage detection signal (voltage detection information) S2 indicating that there is no abnormal voltage is output from the voltage detection circuit 5. It is supposed to be. The internal configuration of the voltage detection circuit 5 will be described with reference to FIG.

【0034】上述した入力コンバータ1、トランジスタ
Q3および電圧検出回路5には制御回路6が接続されて
おり、入力コンバータ1から電源投入信号S1を入力
し、電圧検出回路5から電圧検出信号S2を入力した制
御回路6によってコンデンサ制御用のトランジスタQ3
がオン・オフ制御されるようになっている。
A control circuit 6 is connected to the input converter 1, the transistor Q3, and the voltage detection circuit 5, and receives a power-on signal S1 from the input converter 1 and a voltage detection signal S2 from the voltage detection circuit 5. The transistor Q3 for controlling the capacitor is
Are controlled on / off.

【0035】第2のAC/DCコンバータ102内の入
力コンバータ1、出力コンバータ2、平滑用コンデンサ
C3、トランジスタQ3、電圧検出回路5および制御回
路6については第1のAC/DCコンバータ101と同
じであるためその説明を省略する。
The input converter 1, output converter 2, smoothing capacitor C3, transistor Q3, voltage detection circuit 5 and control circuit 6 in the second AC / DC converter 102 are the same as those in the first AC / DC converter 101. Therefore, the description is omitted.

【0036】上述したAC電圧を直流高電圧に変換する
入力コンバータ1は、図2Aに示すようにブリッジ整流
回路11、電圧検出用の一対の抵抗R1,R2、出力保
持用のコンデンサC2および電源投入検出回路12によ
って構成される。
As shown in FIG. 2A, the input converter 1 for converting the AC voltage into a DC high voltage has a bridge rectifier circuit 11, a pair of resistors R1 and R2 for detecting a voltage, a capacitor C2 for holding an output, and a power supply. The detection circuit 12 is configured.

【0037】この図において、ヒューズFを介してブリ
ッジ整流回路11がAC電圧に接続されており、AC電
圧がブリッジ整流回路11によって全波整流される。ブ
リッジ整流回路11の出力段には出力保持用のコンデン
サC2が接続されており、整流出力がコンデンサC2に
蓄積されるようになっている。
In this figure, a bridge rectifier circuit 11 is connected to an AC voltage via a fuse F, and the AC voltage is full-wave rectified by the bridge rectifier circuit 11. An output holding capacitor C2 is connected to the output stage of the bridge rectifier circuit 11, and the rectified output is stored in the capacitor C2.

【0038】整流出力側には一対の抵抗R1,R2が接
続されており、AC電源投入と共に整流出力電圧が抵抗
R1,R2によって検出されると、抵抗R1,R2の接
続点p1に接続された電源投入検出回路12によって、
抵抗R1,R2による検出電圧が予め設定された基準値
と比較される。この結果、その検出電圧が基準値以上に
なると、電源オンを示す例えばロー・レベルの電源投入
信号S1が電源投入検出回路12から制御回路6へ出力
されるようになっている。電源オフの場合は、補助電源
の供給を受けた電源投入検出回路12からハイ・レベル
の信号S1が出力される。
A pair of resistors R1 and R2 are connected to the rectification output side. When the rectified output voltage is detected by the resistors R1 and R2 when the AC power is turned on, the pair is connected to the connection point p1 of the resistors R1 and R2. By the power-on detection circuit 12,
The detection voltages of the resistors R1 and R2 are compared with a preset reference value. As a result, when the detected voltage becomes equal to or higher than the reference value, for example, a low-level power-on signal S1 indicating power-on is output from the power-on detection circuit 12 to the control circuit 6. When the power is off, a high-level signal S1 is output from the power-on detection circuit 12 that has been supplied with the auxiliary power.

【0039】これにより、入力コンバータ1からロー・
レベルの信号S1を入力し、電圧検出回路5からロー・
レベルの信号S2を入力した制御回路6によって、コン
デンサ制御用のトランジスタQ3をオンさせることがで
きる。
As a result, the input converter 1
The level signal S1 is input, and a low
The control circuit 6 to which the level signal S2 is input can turn on the capacitor controlling transistor Q3.

【0040】入力コンバータ1の回路形式については図
2Bに示すような昇圧型の入力コンバータ1’により構
成してもよい。この入力コンバータ1’はブリッジ整流
回路11、入力電圧検出用の一対の抵抗R1,R2、ノ
イズ減衰用のコンデンサC1、フライバック用のチョー
クコイルL1、スイッチング用のトランジスタQ1、出
力保持用のコンデンサC2、出力電圧検出用の一対の抵
抗R3,R4および電圧制御回路13によって構成され
る。
The circuit format of the input converter 1 may be constituted by a boost type input converter 1 'as shown in FIG. 2B. This input converter 1 'includes a bridge rectifier circuit 11, a pair of resistors R1 and R2 for detecting an input voltage, a capacitor C1 for attenuating noise, a choke coil L1 for flyback, a transistor Q1 for switching, and a capacitor C2 for holding output. , And a pair of resistors R3 and R4 for detecting an output voltage and a voltage control circuit 13.

【0041】この図において、ヒューズFを介してブリ
ッジ整流回路11がAC電圧に接続されており、AC電
圧がブリッジ整流回路11によって全波整流される。ブ
リッジ整流回路11の出力段にはノイズ減衰用のコンデ
ンサC1が接続されており、整流ノイズがコンデンサC
1によって減衰される。
In this figure, a bridge rectifier circuit 11 is connected to an AC voltage via a fuse F, and the AC voltage is full-wave rectified by the bridge rectifier circuit 11. The output stage of the bridge rectifier circuit 11 is connected to a noise attenuating capacitor C1.
Attenuated by 1.

【0042】整流出力側には一対の抵抗R1,R2が接
続されており、AC電源投入と共に整流出力電圧が抵抗
R1,R2によって検出されると、抵抗R1,R2の接
続点p1に接続された電圧制御回路13によって、抵抗
R1,R2による検出電圧が基準値と比較される。この
結果、その検出電圧が基準値以上になると、電源オンを
示す電源投入信号S1が電圧制御回路13から制御回路
6へ出力されると共にトランジスタQ1がスイッチング
制御されるようになっている。
A pair of resistors R1 and R2 are connected to the rectification output side, and when the rectified output voltage is detected by the resistors R1 and R2 when the AC power is turned on, the pair is connected to a connection point p1 of the resistors R1 and R2. The voltage control circuit 13 compares the voltage detected by the resistors R1 and R2 with a reference value. As a result, when the detected voltage becomes equal to or higher than the reference value, a power-on signal S1 indicating power-on is output from the voltage control circuit 13 to the control circuit 6, and the switching of the transistor Q1 is controlled.

【0043】このスイッチング制御によるフライバック
動作により、高電圧がコンデンサC2に蓄積される。コ
ンデンサC2の蓄積電圧が一対の抵抗R3,R4によっ
て検出されると、電圧制御回路13では抵抗R3,R4
による検出電圧が基準値と比較される。この結果、その
検出電圧が基準値以上になると、電圧制御回路13から
出力コンバータ2へ起動命令信号(DC−OK)が出力
される。
By the flyback operation by the switching control, a high voltage is stored in the capacitor C2. When the storage voltage of the capacitor C2 is detected by the pair of resistors R3 and R4, the voltage control circuit 13 outputs the resistors R3 and R4.
Is compared with a reference value. As a result, when the detected voltage becomes equal to or higher than the reference value, a start command signal (DC-OK) is output from the voltage control circuit 13 to the output converter 2.

【0044】これにより、出力コンバータ2を起動し、
制御回路6では入力コンバータ1’から電源投入信号S
1を入力し、電圧検出回路5から電圧検出信号S2を入
力した制御回路6によりコンデンサ制御用のトランジス
タQ3をオン・オフ制御できる。
Thus, the output converter 2 is activated,
In the control circuit 6, the power-on signal S from the input converter 1 'is output.
The control circuit 6, which inputs 1 and receives the voltage detection signal S2 from the voltage detection circuit 5, can control the transistor Q3 for capacitor control on and off.

【0045】上述した出力コンバータ2は図3に示すよ
うに変圧器T1、ダイオードD1,D2、平滑用のチョ
ークコイルL2、コンパレータ14、基準電源15、パ
ルス幅変調器(PWM)16、発振器17、高周波増幅
器(RFアンプ)18およびスイッチング用のトランジ
スタQ2によって構成される。
As shown in FIG. 3, the output converter 2 includes a transformer T1, diodes D1 and D2, a choke coil L2 for smoothing, a comparator 14, a reference power supply 15, a pulse width modulator (PWM) 16, an oscillator 17, It is composed of a high frequency amplifier (RF amplifier) 18 and a switching transistor Q2.

【0046】図3には示していないが、出力保持用のコ
ンデンサC2の出力段(図2参照)には変圧器T1を介
してトランジスタQ2が接続されており、コンデンサC
2に保持された直流高電圧がトランジスタQ2のスイッ
チング動作によって交流化される。交流化された一次電
圧は所定の巻数比の変圧器T1によって降圧される。
Although not shown in FIG. 3, a transistor Q2 is connected to the output stage of the output holding capacitor C2 (see FIG. 2) via a transformer T1.
2 is converted into an alternating current by the switching operation of the transistor Q2. The AC-converted primary voltage is stepped down by a transformer T1 having a predetermined turns ratio.

【0047】変圧器T1の出力側には整流用(逆流阻止
兼用)のダイオードD1,D2が接続されており、変圧
器T1の出力電圧がダイオードD1,D2によって全波
整流される。整流出力側にはチョークコイルL2が接続
されており、整流出力がチョークコイルL2および上述
したコンデンサC3によって平滑化されるようになって
いる。
Diodes D1 and D2 for rectification (also used to prevent backflow) are connected to the output side of the transformer T1, and the output voltage of the transformer T1 is full-wave rectified by the diodes D1 and D2. A choke coil L2 is connected to the rectification output side, and the rectification output is smoothed by the choke coil L2 and the above-described capacitor C3.

【0048】平滑化された出力電圧は負荷機器4に印加
されるが、出力コンバータ2の出力を安定化するため
に、図1に示したようなコネクタ3Aを介して負荷機器
4とコンパレータ14とが接続されており、負荷機器4
から受電端電圧(負荷端の駆動電圧)を入力し、基準電
源15から基準電圧VREFを入力したコンパレータ14
によって受電端電圧と基準電圧VREFとが比較される。
その比較結果に基づいてトランジスタQ2のデューティ
を規定値にするためのパルス幅制御信号が出力される。
The smoothed output voltage is applied to the load device 4. In order to stabilize the output of the output converter 2, the load device 4 and the comparator 14 are connected via the connector 3 A as shown in FIG. Connected to the load equipment 4
And a comparator 14 which receives a receiving end voltage (driving voltage of a load end) from a reference power supply 15 and a reference voltage VREF from a reference power supply 15.
As a result, the receiving end voltage is compared with the reference voltage VREF.
Based on the comparison result, a pulse width control signal for setting the duty of transistor Q2 to a specified value is output.

【0049】コンパレータ14の出力側にはパルス幅変
調器16が接続されており、コンパレータ14からパル
ス幅制御信号を入力し、発振器17から基準周波数のパ
ルス信号を入力したパルス幅変調器16によってパルス
幅が規定値に調整される。
A pulse width modulator 16 is connected to the output side of the comparator 14. A pulse width control signal is input from the comparator 14, and a pulse width modulator 16 receives a pulse signal of a reference frequency from an oscillator 17. The width is adjusted to the specified value.

【0050】パルス幅変調器16の出力段には変圧器T
2が接続されており、規定値に調整されたパルス信号が
変圧器T2の一次側に入力されて昇圧される。変圧器T
2の二次側には高周波増幅器18が接続されており、昇
圧されたパルス信号が高周波増幅器18によって増幅さ
れる。
The output stage of the pulse width modulator 16 has a transformer T
2 is connected, and the pulse signal adjusted to the specified value is input to the primary side of the transformer T2 and boosted. Transformer T
A high frequency amplifier 18 is connected to the secondary side of 2, and the boosted pulse signal is amplified by the high frequency amplifier 18.

【0051】高周波増幅器18の出力段にはスイッチン
グ用のトランジスタQ2が接続されており、増幅された
パルス信号を入力したランジスタQ2のスイッチング動
作によって、規定のデューティにより直流高電圧(コン
デンサC2に保持された電圧)が交流化される。
A switching transistor Q2 is connected to the output stage of the high-frequency amplifier 18. The switching operation of the transistor Q2 to which the amplified pulse signal has been input causes a DC high voltage (held by the capacitor C2) with a specified duty. Voltage) is exchanged.

【0052】これにより、フィードバック制御を行うこ
とができ、出力コンバータ2から負荷機器4へ安定した
低電圧・大電流を供給することができる。
Thus, feedback control can be performed, and a stable low voltage and large current can be supplied from the output converter 2 to the load device 4.

【0053】上述したソース・ドレイン間電圧VSDを検
出する電圧検出回路5は、図4に示すように定電圧ダイ
オードD3、電圧帰還用の抵抗R5,R7、電圧検出用
の抵抗R6,R8、コンパレータ19、サイリスタ2
0、スイッチング用のpnp型バイポーラトランジスタ
Q4によって構成される。
As shown in FIG. 4, the voltage detecting circuit 5 for detecting the source-drain voltage VSD includes a constant voltage diode D3, resistors R5 and R7 for voltage feedback, resistors R6 and R8 for voltage detection, and a comparator. 19. Thyristor 2
0, constituted by a pnp bipolar transistor Q4 for switching.

【0054】平滑用コンデンサC3およびコンデンサ制
御用トランジスタQ3の接続点p3にはコンパレータ1
9(+端子)が接続されており、トランジスタQ3のソ
ース・ドレイン間の電圧VSDを入力し、定電圧ダイオー
ドD3のアノード・カソード間の電圧(基準電圧)Vak
を入力したコンパレータ19によって電圧VSDと電圧V
akが比較される。
The comparator 1 is connected to the connection point p3 between the smoothing capacitor C3 and the capacitor controlling transistor Q3.
9 (+ terminal) is connected, and the voltage VSD between the source and the drain of the transistor Q3 is inputted, and the voltage (reference voltage) Vak between the anode and the cathode of the constant voltage diode D3 is inputted.
The voltage VSD and the voltage V
ak are compared.

【0055】この結果、例えばコンデンサC3が正常に
動作している場合は、電圧VSDが電圧Vakに比べて低く
なるので、コンパレータ19からロー・レベルの信号S
21が出力される。また、コンデンサC3がショートして
異常動作している場合は、電圧Vakよりも電圧VSDが大
きくなるので、コンパレータ19からハイ・レベルの信
号S21が出力される。
As a result, for example, when the capacitor C3 is operating normally, the voltage VSD becomes lower than the voltage Vak.
21 is output. When the capacitor C3 is short-circuited and abnormally operated, the voltage VSD becomes higher than the voltage Vak, so that the comparator 19 outputs a high-level signal S21.

【0056】コンパレータ19の出力段には、抵抗R6
を介してゲートを接続したサイリスタ20が設けられ、
サイリスタ20のアノードが抵抗R7に接続され、その
カソードが接地線(GND)に接続されている。サイリ
スタ20のアノードにはトランジスタQ4のベースが接
続されており、トランジスタQ4のエミッタは抵抗R5
を介してコンパレータ19の−端子に接続されており、
そのコレクタには抵抗R8が接続されている。
The output stage of the comparator 19 includes a resistor R6
A thyristor 20 connected to the gate via
The anode of the thyristor 20 is connected to the resistor R7, and the cathode is connected to the ground line (GND). The base of the transistor Q4 is connected to the anode of the thyristor 20, and the emitter of the transistor Q4 is connected to the resistor R5.
Is connected to the negative terminal of the comparator 19 through
A resistor R8 is connected to the collector.

【0057】このような接続構成において、例えば、コ
ンパレータ19からロー・レベルの信号S21を入力した
サイリスタ20はオフしたままなので、抵抗R7には電
流が流れない。これにより、トランジスタQ4はオフし
たままで、抵抗R8には電流が流れない。従って、コン
デンサC3の正常時には電圧検出回路5から制御回路6
へロー・レベルの電圧検出信号S2が出力される。
In such a connection configuration, for example, since the thyristor 20 to which the low-level signal S21 is input from the comparator 19 remains off, no current flows through the resistor R7. As a result, no current flows through the resistor R8 while the transistor Q4 remains off. Accordingly, when the capacitor C3 is normal, the voltage detection circuit 5
A low level voltage detection signal S2 is output.

【0058】また、コンパレータ19からハイ・レベル
の信号S21を入力したサイリスタ20はオンするので、
抵抗R7に電流が流れる。これにより、トランジスタQ
4はオンするので、抵抗R8に電流が流れる。従って、
コンデンサC3の異常時には電圧検出回路5から制御回
路6へハイ・レベルの電圧検出信号S2が出力される。
The thyristor 20, which has received the high-level signal S21 from the comparator 19, is turned on.
A current flows through the resistor R7. Thereby, the transistor Q
Since 4 is turned on, a current flows through the resistor R8. Therefore,
When the capacitor C3 is abnormal, the voltage detection circuit 5 outputs a high-level voltage detection signal S2 to the control circuit 6.

【0059】電圧検出回路5の出力段には二入力NOR
(否定論理和)回路から成る制御回路6が接続されてお
り、コンデンサ制御用のトランジスタQ3が制御回路6
によってオン・オフ制御される。
The output stage of the voltage detection circuit 5 has a two-input NOR
(Negative OR) circuit, and a transistor Q3 for controlling the capacitor is connected to the control circuit 6.
On / off control.

【0060】つまり、入力コンバータ1からロー・レベ
ルの電源投入信号S1を入力し、電圧検出回路5からロ
ー・レベルの電圧検出信号S2を入力した場合のみ、制
御回路6からコンデンサ制御用のトランジスタQ3のゲ
ートへハイ・レベルの制御信号S3が出力されるので、
このトランジスタQ3はオンする。
That is, only when the low-level power-on signal S1 is input from the input converter 1 and the low-level voltage detection signal S2 is input from the voltage detection circuit 5, the control circuit 6 outputs the capacitor control transistor Q3. A high level control signal S3 is output to the gate of
This transistor Q3 turns on.

【0061】その他の入力論理、すなわち、信号S1=
ロー・レベルで信号S2=ハイ・レベルの場合、信号S
1=ハイ・レベルで信号S2=ロー・レベルの場合およ
び信号S1=ハイ・レベルで信号S2=ハイ・レベルの
場合は、いずれも、ロー・レベルの制御信号S3が制御
回路6からコンデンサ制御用のトランジスタQ3のゲー
トへ出力されるので、このトランジスタQ3はオフす
る。
The other input logic, that is, the signal S1 =
When the signal S2 is low and the signal S2 is high, the signal S2
When 1 = high level and the signal S2 = low level and when the signal S1 = high level and the signal S2 = high level, the low level control signal S3 is supplied from the control circuit 6 for controlling the capacitor. Is output to the gate of the transistor Q3, so that the transistor Q3 is turned off.

【0062】このように構成したリダンダンド電源装置
の正常時、故障時および装置交換時の動作について説明
する。通常、リダンダンド電源装置では各々のAC/D
Cコンバータ101、102が単独で負荷機器4の電力
需要(100%)に十分を賄える設備能力を持ってい
る。ここでは、同一電源容量の2台のAC/DCコンバ
ータ101,102を使用して並行運転を行う場合を例
に挙げる。
The operation of the thus configured redundant power supply at the time of normal operation, at the time of failure, and at the time of device replacement will be described. Usually, in the redundant power supply, each AC / D
The C converters 101 and 102 independently have sufficient facility capacity to meet the power demand (100%) of the load equipment 4. Here, a case where parallel operation is performed using two AC / DC converters 101 and 102 having the same power supply capacity will be described as an example.

【0063】このような電力供給条件で、例えば、平滑
用コンデンサC3にショート等の故障がなくAC/DC
コンバータ101および102が正常な場合は、トラン
ジスタQ3のソース・ドレイン間電圧VSDは定電圧ダイ
オードD3のアノード・カソード間電圧Vakよりも低く
なっている。従って、図2Aに示したような電源投入検
出回路12からロー・レベルの電源投入信号S1と電圧
検出回路5からロー・レベルの電圧検出信号S2を入力
した制御回路6によって、コンデンサ制御用のトランジ
スタQ3へハイ・レベルの制御信号S3が出力されるの
で、トランジスタQがオンする。
Under such power supply conditions, for example, the AC / DC
When converters 101 and 102 are normal, source-drain voltage VSD of transistor Q3 is lower than anode-cathode voltage Vak of constant voltage diode D3. Therefore, as shown in FIG. 2A, the control circuit 6, which receives the low-level power-on signal S1 from the power-on detection circuit 12 and the low-level voltage detection signal S2 from the voltage detection circuit 5, inputs a transistor for controlling a capacitor. Since the high-level control signal S3 is output to Q3, the transistor Q is turned on.

【0064】これにより、各々のAC/DCコンバータ
101,102のトランジスタQ3にはスイッチング周
波数のリップル電流が流れ、負荷機器4に対して1/2
づつの電力をAC/DCコンバータ101や102によ
って供給(通常動作)させることができる。
As a result, a ripple current having a switching frequency flows through the transistor Q3 of each of the AC / DC converters 101 and 102, and a half of the current flows to the load device 4.
Power can be supplied (normal operation) by the AC / DC converters 101 and 102.

【0065】また、2台のAC/DCコンバータ10
1,102が既に負荷機器4に対して1/2づつの電力
を分担するように並行運転を行っている状態で、例えば
AC/DCコンバータ101の平滑用コンデンサC3が
ショートして故障動作に陥った場合、AC/DCコンバ
ータ101のトランジスタQ3のソース・ドレイン間電
圧VSDが、定電圧ダイオードD3のアノード・カソード
間電圧Vakよりも高くなる。
The two AC / DC converters 10
In a state in which the power supply units 1 and 102 are already operating in parallel so as to share power by 負荷 for the load device 4, for example, the smoothing capacitor C3 of the AC / DC converter 101 is short-circuited and a malfunction occurs. In this case, the voltage VSD between the source and the drain of the transistor Q3 of the AC / DC converter 101 becomes higher than the voltage Vak between the anode and the cathode of the constant voltage diode D3.

【0066】このため、電源投入検出回路12からロー
・レベルの電源投入信号S1を入力し、電圧検出回路5
からハイ・レベルの電圧検出信号S2を入力した制御回
路6によって、コンデンサ制御用のトランジスタQ3に
ロー・レベルの制御信号S3が出力されるので、トラン
ジスタQがオフする。これにより、AC/DCコンバー
タ101の平滑用コンデンサC3が負荷機器4から切り
離される。
Therefore, a low-level power-on signal S1 is input from the power-on detection circuit 12, and the voltage detection circuit 5
The low-level control signal S3 is output to the transistor Q3 for controlling the capacitor by the control circuit 6 to which the high-level voltage detection signal S2 is input, and the transistor Q is turned off. As a result, the smoothing capacitor C3 of the AC / DC converter 101 is disconnected from the load device 4.

【0067】従って、ショートしたコンデンサC3には
電流が流れ込まない。また、ダイオードD1,D2の存
在によって、変圧器T1の二次巻線側へも電流が流れな
いので負荷機器4への駆動電圧値は変動しない。このと
き、AC/DCコンバータ102の平滑用コンデンサC
3及び負荷機器4のパスコンと呼ばれる電解コンデンサ
を利用してAC/DCコンバータ101を継続して動作
する。つまり、1/2の電力は依然としてAC/DCコ
ンバータ101が分担することになる。
Therefore, no current flows into the short-circuited capacitor C3. Further, since the current does not flow to the secondary winding side of the transformer T1 due to the presence of the diodes D1 and D2, the drive voltage value to the load device 4 does not change. At this time, the smoothing capacitor C of the AC / DC converter 102
The AC / DC converter 101 is continuously operated using an electrolytic capacitor called a bypass capacitor of the load device 3 and the load device 4. That is, the half power is still shared by the AC / DC converter 101.

【0068】なお、AC/DCコンバータ101の異常
状態は例えば制御回路6からの制御信号S3を監視する
ことよって判断でき、その場合には、ブザーを鳴らした
り、警告灯を点灯させるようにすればよい。
The abnormal state of the AC / DC converter 101 can be determined, for example, by monitoring a control signal S3 from the control circuit 6. In this case, a buzzer sounds or a warning lamp is turned on. Good.

【0069】また、故障したAC/DCコンバータ10
1を並行運転から開放するときは、AC/DCコンバー
タ101の電源をオフした状態で、そのAC/DCコン
バータ101を負荷機器4から切り離すようにすればよ
い。このとき、AC/DCコンバータ101の電源オフ
の時点で、正常なAC/DCコンバータ102が100
%の電力を負荷機器4に供給するようになり、AC/D
Cコンバータ101から負荷機器4へは電流が供給され
ない状態となるだけなので、受電端電圧(負荷機器4の
への駆動電圧)に変動はない。
The failed AC / DC converter 10
When the AC / DC converter 101 is released from the parallel operation, the AC / DC converter 101 may be disconnected from the load device 4 with the power supply of the AC / DC converter 101 turned off. At this time, when the power of the AC / DC converter 101 is turned off, the normal AC / DC converter 102
% Of electric power to the load equipment 4 and AC / D
Since only the current is not supplied from the C converter 101 to the load device 4, there is no change in the receiving end voltage (the drive voltage to the load device 4).

【0070】修理した後のAC/DCコンバータ101
を並行運転に復帰させるときは、そのAC/DCコンバ
ータ101の電源をオフした状態で、AC/DCコンバ
ータ101を負荷機器4に接続する。このときコンデン
サC3への充電ルートはコンデンサ制御用のトランジス
タQ3によって断たれているが、電源をオンすると制御
回路6の働きでトランジスタQ3がオンして並列状態と
なる。
AC / DC converter 101 after repair
When the AC / DC converter 101 is returned to the parallel operation, the AC / DC converter 101 is connected to the load device 4 with the power supply of the AC / DC converter 101 turned off. At this time, the charging route to the capacitor C3 is cut off by the transistor Q3 for controlling the capacitor. However, when the power is turned on, the transistor Q3 is turned on by the operation of the control circuit 6 to be in a parallel state.

【0071】次に、DC出力,5V/120AのAC/
DCコンバータ101,102のコンデンサ制御用のト
ランジスタQ3の電力損失を計算する。
Next, a DC output, 5 V / 120 A AC /
The power loss of the transistor Q3 for controlling the capacitors of the DC converters 101 and 102 is calculated.

【0072】図5はフォワード型のAC/DCコンバー
タ101,102の出力部分を示す図である。この図に
示す平滑用コンデンサC3として、この例では定格電圧
が6.3V、静電容量が10000μF、インピーダン
スが39mΩ(周波数100Kz時)、許容リップル電
流が2.12A(周波数100Kz時)の電解コンデン
サを使用した場合である。また、この計算例では8個の
コンデンサC3を並列に接続している。
FIG. 5 is a diagram showing an output portion of the forward type AC / DC converters 101 and 102. In this example, an electrolytic capacitor having a rated voltage of 6.3 V, a capacitance of 10,000 μF, an impedance of 39 mΩ (at a frequency of 100 Kz), and an allowable ripple current of 2.12 A (at a frequency of 100 Kz) is used as the smoothing capacitor C3 shown in FIG. Is used. In this calculation example, eight capacitors C3 are connected in parallel.

【0073】平滑用コンデンサC3の並列接続時の総合
インピーダンスは39mΩ/8=5mΩとなるが、実際
にはコンデンサC3のパターン抵抗やインダクタンスが
入るので、上述よりも大きな値となる。従って、インピ
ーダンスを小さくするには、コンデンサ制御用のトラン
ジスタQ3のオン抵抗を限りなく小さくする必要があ
る。
The total impedance when the smoothing capacitor C3 is connected in parallel is 39 mΩ / 8 = 5 mΩ. However, since the pattern resistance and the inductance of the capacitor C3 enter, the value is larger than the above value. Therefore, in order to reduce the impedance, it is necessary to minimize the on-resistance of the capacitor controlling transistor Q3.

【0074】そこで、このトランジスタQ3には超低オ
ン抵抗の電界効果トランジスタ(FET)を複数並列に
して使用する。図6は縦軸が等分目盛りのオン抵抗で、
横軸が等分目盛りのドレイン電流であるオン特性を示す
図である。コンデンサ制御用のトランジスタQ3として
は、図6に示すようなオン特性を有するTMOSパワー
FET(商品名;MTP75N05HDなど,Id=7
5A、VDSS=50V、RDS(on)=9.5mΩ)が適し
ている。
Therefore, a plurality of ultra-low on-resistance field effect transistors (FETs) are used in parallel for the transistor Q3. In FIG. 6, the vertical axis indicates the on-resistance of the equally divided scale.
It is a figure which shows the ON characteristic whose horizontal axis is the drain current of the equally divided scale. As the transistor Q3 for controlling the capacitor, a TMOS power FET having an ON characteristic as shown in FIG. 6 (trade name: MTP75N05HD, etc., Id = 7)
5A, VDSS = 50V, RDS (on) = 9.5 mΩ) are suitable.

【0075】ここで、平滑用コンデンサC3に流れるリ
ップル電流Irを出力電流I0=120Aの20%とす
ると、 Ir=120A×0.2=24AP-P、 となる。
Here, assuming that the ripple current Ir flowing through the smoothing capacitor C3 is 20% of the output current I0 = 120A, Ir = 120A × 0.2 = 24A PP .

【0076】また、トランジスタQ3としてソース・ド
レイン間のオン抵抗が10mΩのFETを4個並列に接
続して使用するとすれば、オン抵抗Ronは2.5mΩと
なる。従って、トランジスタQ3における電力損失Plo
ssは、 Ploss=(Ir/2√3)2×Ron・・・(1) で与えられ、具体的な数値を(1)式に代入すると、 Ploss=(24/2√3)2×2.5=0.12W となり、常時、逆流阻止用のダイオードD4に直流出力
電流Ioを通電する従来方式による電力損失(95W)
に比べて大幅に電力損失を低減することができる。電力
変換効率や線路抵抗を考慮しても無視できる損失といえ
る。なお、チョークコイルL2のインダクタンスの値を
大きくしたり、スイッチング周波数を高くすれば、リッ
プル電流Irは更に小さくできる。
If four FETs each having a source-drain ON resistance of 10 mΩ are connected in parallel and used as the transistor Q3, the ON resistance Ron becomes 2.5 mΩ. Therefore, the power loss Plo in the transistor Q3
ss is given by Ploss = (Ir / 2√3) 2 × Ron (1), and when a specific numerical value is substituted into equation (1), Ploss = (24 / 2√3) 2 × 2 .5 = 0.12W, and the power loss (95W) by the conventional method in which the DC output current Io is always supplied to the backflow preventing diode D4.
Power loss can be greatly reduced as compared with It can be said that the loss is negligible even when considering the power conversion efficiency and the line resistance. The ripple current Ir can be further reduced by increasing the inductance value of the choke coil L2 or increasing the switching frequency.

【0077】次に、平滑用コンデンサC3がショートし
たとき、トランジスタQ3によってショート電流を遮断
できるか計算してみる。
Next, it is calculated whether the short-circuit current can be cut off by the transistor Q3 when the smoothing capacitor C3 is short-circuited.

【0078】例えば、出力電流Io=120A時のリッ
プル電流Irを24AP-Pとし、トランジスタQ3のオ
ン抵抗を2.5mΩとすれば、定常時のトランジスタQ
3のソース・ドレイン間電圧VSDは30mV程度とな
る。コンデンサC3のショート時に、仮に定常時の2倍
のリップル電流Irが流れて電圧VSD=60mVが検出
されたとしても、トランジスタQ3の電力損失は1.4
W程度なので、短絡電流によってトランジスタQ3自体
が破壊されることはない。
For example, if the ripple current Ir when the output current Io = 120 A is 24 A PP and the on-resistance of the transistor Q 3 is 2.5 mΩ, the transistor Q
The source-drain voltage VSD of No. 3 is about 30 mV. When the capacitor C3 is short-circuited, the power loss of the transistor Q3 is 1.4 even if the ripple current Ir twice the steady state flows and the voltage VSD = 60 mV is detected.
Since it is about W, the transistor Q3 itself is not destroyed by the short-circuit current.

【0079】このように本実施の形態のリダンダンド電
源装置では平滑用コンデンサC3と接地線間にコンデン
サ制御用のトランジスタQ3を設け、電源オフ時とコン
デンサC3の異常時等にトランジスタQ3をオフするこ
とにより、従来方式の電源装置のようなOR構成のダイ
オードが無くても、リダンダンド電源装置として動作さ
せることができると共に、片方の電源装置が故障しても
負荷機器4に連続して電力を供給することができる。
As described above, in the redundant power supply of this embodiment, the transistor Q3 for controlling the capacitor is provided between the smoothing capacitor C3 and the ground line, and the transistor Q3 is turned off when the power is turned off and when the capacitor C3 is abnormal. Accordingly, even if there is no diode having an OR configuration as in the conventional power supply device, the power supply device can be operated as a redundant power supply device, and even if one of the power supply devices fails, power is continuously supplied to the load device 4. be able to.

【0080】しかも、従来方式のような逆流阻止用のダ
イオードD4を使用しない分、発熱が少なくなり、装置
内温度の上昇が少なくなる。従って、大電流ダイオード
と放熱器を必要としないので、コストダウンを図ること
ができる。
Further, since the backflow preventing diode D4 is not used as in the conventional system, the heat generation is reduced, and the rise in the temperature inside the device is reduced. Therefore, since a large current diode and a radiator are not required, the cost can be reduced.

【0081】なお、トランジスタQ3として図7に示す
ようなゲートG,ソースS,ドレインD端子の他に電流
検出用のM,K端子を備えたセンスFET(商品名;M
TP10N10M)を用いれば、リップル電流Irの検
出感度を更に高くすることができ、平滑用コンデンサC
3の劣化を早期に検出できる。 (2)第2の実施の形態 図8は第2の実施の形態としてのリダンダンド電源装置
の構成を示す図である。第2の実施の形態では、コンデ
ンサ制御用のトランジスタQ3のソース・ドレイン間に
更に電流制限用の抵抗R9が並列に接続されるものであ
る。第1の実施の形態と同じ符号及び同じ名称のものは
同じ機能を有するためその説明を省略する。
As a transistor Q3, a sense FET (trade name: M) having current detection M and K terminals in addition to the gate G, source S, and drain D terminals as shown in FIG.
If TP10N10M) is used, the detection sensitivity of the ripple current Ir can be further increased, and the smoothing capacitor C
3 can be detected early. (2) Second Embodiment FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a redundant power supply device according to a second embodiment. In the second embodiment, a current limiting resistor R9 is further connected in parallel between the source and the drain of the capacitor controlling transistor Q3. The components having the same reference numerals and the same names as those in the first embodiment have the same functions, and the description thereof will be omitted.

【0082】本実施の形態のリダンダンド電源装置で
は、例えば一方のAC/DCコンバータ201が既に動
作している状態で、他方のAC/DCコンバータ202
を接続して並列運転を行うとするときは、AC/DCコ
ンバータ202の電源をオフした状態でコネクタ3Bを
負荷機器4に接続するようにする。
In the redundant power supply of the present embodiment, for example, while one AC / DC converter 201 is already operating, the other AC / DC converter 202
Are connected, the connector 3B is connected to the load device 4 with the power of the AC / DC converter 202 turned off.

【0083】このとき、AC/DCコンバータ202の
コンデンサ制御用のトランジスタQ3はオフしている
が、既に動作中のAC/DCコンバータ201から他方
のAC/DCコンバータ202の平滑用コンデンサC3
へ充電電流が流れ込む。
At this time, although the transistor Q3 for controlling the capacitor of the AC / DC converter 202 is off, the smoothing capacitor C3 of the other AC / DC converter 202 is shifted from the already operating AC / DC converter 201.
Charging current flows into the

【0084】この場合、抵抗R9によって、そのときの
充電電流を制限できるから、負荷端の電圧変動を無視で
きる程度に抑えることができるようになる。
In this case, since the charging current at that time can be limited by the resistor R9, the voltage fluctuation at the load terminal can be suppressed to a negligible level.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように本発明のリダンダン
ド電源装置では、電源投入情報と電圧検出情報とに応じ
て平滑用コンデンサの平滑動作をオン又はオフ制御する
電界効果トランジスタを設けている。
As described above, the redundant power supply of the present invention is provided with the field effect transistor for controlling the smoothing operation of the smoothing capacitor on or off according to the power-on information and the voltage detection information.

【0086】従って、電源オフ時と平滑用コンデンサの
異常時等にコンデンサ制御用の電界効果トランジスタを
オフすることにより、従来方式の電源装置のようなOR
構成の逆流阻止用のダイオードが無くても、正常な電源
装置を保護できると共に、負荷機器に対して安定した直
流電力を供給することができる。
Accordingly, by turning off the field effect transistor for controlling the capacitor when the power is turned off and when the smoothing capacitor is abnormal, etc.
Even if there is no backflow preventing diode in the configuration, a normal power supply device can be protected and stable DC power can be supplied to load devices.

【0087】また、本発明のリダンダンド電源装置で
は、通常動作時にコンデンサ制御用のトランジスタを介
して流れるリップル電流は直流出力電流に比べて少ない
ことと、電界効果トランジスタのオン抵抗が低くできる
ので、直流出力電流を常時、逆流阻止用のダイオードに
通電する従来方式に比べて電力損失を1/5〜1/10
に低減することができる。
In the redundant power supply of the present invention, the ripple current flowing through the capacitor controlling transistor during normal operation is smaller than the DC output current, and the on-resistance of the field effect transistor can be reduced. The power loss is reduced to 1/5 to 1/10 compared to the conventional method in which the output current is always supplied to the backflow prevention diode.
Can be reduced.

【0088】更に、逆流阻止用のダイオードを使用しな
い分、発熱が少なくなり、装置内温度の上昇を抑制でき
る。しかも、大電流ダイオードと放熱器を必要としない
ので、冷却手段などが不要になり、電源装置のコストダ
ウンを図ることができる。
Further, since no backflow preventing diode is used, heat generation is reduced, and a rise in the temperature inside the apparatus can be suppressed. In addition, since a large current diode and a radiator are not required, a cooling means or the like is not required, and the cost of the power supply device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態としてのリダンダンド電源装
置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a redundant power supply device according to a first embodiment.

【図2】各実施の形態の入力コンバータの構成例を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an input converter according to each embodiment.

【図3】各実施の形態の出力コンバータの構成例を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an output converter according to each embodiment.

【図4】電圧検出回路及びコンデンサ用の制御回路の構
成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a voltage detection circuit and a control circuit for a capacitor.

【図5】コンデンサ制御用のトランジスタQ3の電力損
失の計算例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a calculation example of power loss of a transistor Q3 for controlling a capacitor.

【図6】コンデンサ制御用のトランジスタQ3のオン抵
抗の特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing characteristics of the on-resistance of a transistor Q3 for controlling a capacitor.

【図7】電流検出感度の高いセンスFETの構成例を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a sense FET having high current detection sensitivity.

【図8】第2の実施の形態としてのリダンダンド電源装
置の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a redundant power supply device according to a second embodiment.

【図9】逆流阻止用のダイオードによるOR構成の従来
のリダンダンド電源装置の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional redundant power supply device having an OR configuration using a diode for preventing backflow.

【図10】逆流阻止用のダイオードの電力損失の計算例
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a calculation example of a power loss of a diode for blocking backflow.

【図11】逆流阻止用のダイオードの出力特性を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing output characteristics of a backflow preventing diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・入力コンバータ、2・・・出力コンバータ、3
A,3B・・・コネクタ、4・・・負荷機器(RL)、
5・・・電圧検出回路、6・・・制御回路、11・・・
ブリッジ整流回路、12・・・電源投入検出回路、13
・・・電圧制御回路、14,19・・・コンパレータ、
15・・・基準電源、16・・・パルス幅変調器(PW
M)、17・・・発振器、18・・・高周波増幅器(R
Fアンプ)、20・・・サイリスタ、101,102,
201,202,301,302・・・AC/DCコン
バータ、Q1〜Q4・・・トランジスタ、C1〜C3・
・・コンデンサ、R1〜R9・・・抵抗、D1〜D4・
・・ダイオード、T1,T2・・・変圧器、L1,L2
・・・チョークコイル。
1 ... input converter, 2 ... output converter, 3
A, 3B ... connector, 4 ... load equipment (RL),
5 ... voltage detection circuit, 6 ... control circuit, 11 ...
Bridge rectifier circuit, 12 ... power-on detection circuit, 13
... voltage control circuits, 14, 19 ... comparators,
15: Reference power supply, 16: Pulse width modulator (PW
M), 17 ... oscillator, 18 ... high frequency amplifier (R
F amplifier), 20 ... thyristor, 101, 102,
201, 202, 301, 302... AC / DC converters, Q1 to Q4.
..Capacitors, R1 to R9 ... resistors, D1 to D4
..Diodes, T1, T2 ... transformers, L1, L2
···choke coil.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の電源装置を並列に接続して負荷機
器に直流電力を供給するリダンダンド電源装置におい
て、 前記電源装置は、 交流電源の供給を受けて交流電圧を直流電圧に変換する
と共に、逆流電流を阻止する機能を有した整流用のダイ
オードを備えた電圧変換回路と、 前記電圧変換回路の直流出力電圧を平滑化するコンデン
サと、 前記コンデンサの平滑動作をオン又はオフするコンデン
サ制御用の電界効果トランジスタと、 前記電界効果トランジスタのソース・ドレイン間電圧を
検出して電圧検出情報を出力する電圧検出回路と、 前記交流電源のオンまたはオフを検出して電源投入情報
を出力する電源投入検出回路と、 前記電圧検出回路からの電圧検出情報と前記電源投入検
出回路からの電源投入情報とに基づいて前記電界効果ト
ランジスタのゲート制御をする制御回路とを備えること
を特徴とするリダンダンド電源装置。
1. A redundant power supply device for connecting a plurality of power supply devices in parallel to supply DC power to a load device, wherein the power supply device receives an AC power supply, converts an AC voltage into a DC voltage, A voltage conversion circuit including a rectifying diode having a function of blocking a backflow current; a capacitor for smoothing a DC output voltage of the voltage conversion circuit; and a capacitor control for turning on or off a smoothing operation of the capacitor. A field-effect transistor, a voltage detection circuit that detects voltage between the source and the drain of the field-effect transistor and outputs voltage detection information, and a power-on detection that detects on or off of the AC power supply and outputs power-on information. Circuit, and the electric field effect based on voltage detection information from the voltage detection circuit and power-on information from the power-on detection circuit. Ridandando power supply, characterized in that it comprises a control circuit for the gate control of the transistor.
【請求項2】 前記電界効果トランジスタのソース・ド
レイン間に電流制限抵抗が並列に接続されるものである
ことを特徴とする請求項1に記載のリダンダンド電源装
置。
2. The redundant power supply device according to claim 1, wherein a current limiting resistor is connected in parallel between the source and the drain of the field effect transistor.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8749163B2 (en) 2011-09-22 2014-06-10 Astec International Limited LED driver circuits
JP2014147256A (en) * 2013-01-30 2014-08-14 Tdk Corp Power-supply device
US9577539B2 (en) 2013-01-30 2017-02-21 Tdk Corporation Power supply device and power supply system that have a serial connection terminal, a reverse flow prevention rectifying device and a bypass rectifying device
WO2021192377A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 株式会社村田製作所 Multi-converter power supply system

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