JPH11136944A - Power supply device - Google Patents

Power supply device

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JPH11136944A
JPH11136944A JP30007297A JP30007297A JPH11136944A JP H11136944 A JPH11136944 A JP H11136944A JP 30007297 A JP30007297 A JP 30007297A JP 30007297 A JP30007297 A JP 30007297A JP H11136944 A JPH11136944 A JP H11136944A
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JP
Japan
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voltage
power supply
output
circuit
supply module
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Application number
JP30007297A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiya Azuma
請弥 東
Mitsuhisa Yabuta
光久 薮田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device for positively stopping only a faulty power supply module, when the power supply device is operated in parallel with a plurality of power supply modules. SOLUTION: In a power supply device provided with a plurality of power supply modules A, B, and C that convert a DC voltage into a pulse a pulse voltage by switching operation, transforming the pulse voltage for rectifying and smoothing, and supplying an output voltage to a load, each of the power modules A, B, and C has a current balance circuit 4 that detects balanced and unbalanced states with the output current of other modules, a voltage protection circuit 6 with a comparator IC3 that compares an own output voltage with a preset reference voltage and sends a control signal for stopping own switching operation when the own output voltage exceeds the above reference voltage, and a voltage protection level switching circuit 10 that changes the reference voltage for detecting an abnormal voltage being inputted into a comparator IC1 of the voltage protection circuit 6, based on the result of the unbalanced state of the output current being detected by the current balance circuit 4.

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】本発明は、電源装置に関し、
より詳しくは、例えば、サーバコンピュータ等の電子計
算機システムに適用される並列接続された複数の電源モ
ジュールを備えた電源装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power supply device,
More specifically, for example, the present invention relates to a power supply device including a plurality of power supply modules connected in parallel and applied to an electronic computer system such as a server computer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、この種の電源装置には、信頼性
向上の目的で各種の保護機能を持たせているのが通常で
ある。その代表例として出力過電圧保護機能が有り、こ
れは電源装置の出力電圧を監視し、出力電圧が規定の電
圧以上になると負荷への電圧供給を遮断する動作を行う
ように構成している。
2. Description of the Related Art In general, this kind of power supply device usually has various protection functions for the purpose of improving reliability. As a typical example, there is an output overvoltage protection function, which monitors the output voltage of the power supply device and performs an operation of cutting off the voltage supply to the load when the output voltage exceeds a specified voltage.

【0003】このような出力過電圧保護機能を有する並
列接続された複数の電源モジュールを備えた電源装置の
従来例を図3を参照して説明する。
A conventional example of a power supply device having a plurality of power supply modules connected in parallel and having such an output overvoltage protection function will be described with reference to FIG.

【0004】この電源装置は、例えばサーバコンピュー
タ等の負荷50に対して3台の電源モジュールA、B、
Cを使用して必要な直流電圧を供給するようになってい
る。3台の電源モジュールA、B、Cの回路構成は同一
であるので、以下電源モジュールAの構成について説明
する。
This power supply device includes three power supply modules A, B,
C is used to supply a necessary DC voltage. Since the circuit configurations of the three power modules A, B, and C are the same, the configuration of the power module A will be described below.

【0005】電源モジュールAは、直流電源Eからパワ
ーMOSFET2のスイッチング動作により断続的に供
給されるパルス電圧を変圧するトランス1と、このトラ
ンス1の2次側に出力される交流出力を整流平滑する整
流平滑回路3とを有し、整流平滑回路3から出力される
整流平滑された直流電圧を逆流防止用ダイオードD1を
経て負荷50に供給するようになっている。
The power supply module A includes a transformer 1 for transforming a pulse voltage intermittently supplied from a DC power supply E by a switching operation of a power MOSFET 2, and rectifying and smoothing an AC output output to a secondary side of the transformer 1. And a rectifying / smoothing circuit 3 for supplying a rectified / smoothed DC voltage output from the rectifying / smoothing circuit 3 to the load 50 via a backflow prevention diode D1.

【0006】前記パワーMOSFET2のスイッチング
動作は、PWM制御回路11により制御され、これによ
り、1次側のパルス電圧のデューティー比が制御され、
1次側の平均電圧値が調整される。そして、前記パルス
電圧はトランス1によって変圧され、整流平滑回路3に
送られる。
The switching operation of the power MOSFET 2 is controlled by a PWM control circuit 11, whereby the duty ratio of the primary side pulse voltage is controlled,
The average voltage value on the primary side is adjusted. Then, the pulse voltage is transformed by the transformer 1 and sent to the rectifying / smoothing circuit 3.

【0007】電源モジュールAは、さらに、電源モジュ
ールA、B、Cの間の出力電流のバランス動作を行う電
流バランス回路4と、この電流バランス回路4の出力に
基づき前記PWM制御回路11に電流制御信号を送る誤
差増幅回路5と、整流平滑回路3から負荷50に供給さ
れる直流電圧を基に前記PWM制御回路11に電圧制御
信号を送る電圧保護回路6とを具備している。
The power supply module A further includes a current balance circuit 4 for performing an operation of balancing output currents between the power supply modules A, B, and C, and a current control circuit for controlling the PWM control circuit 11 based on an output of the current balance circuit 4. An error amplifier circuit 5 for transmitting a signal and a voltage protection circuit 6 for transmitting a voltage control signal to the PWM control circuit 11 based on a DC voltage supplied from the rectifying and smoothing circuit 3 to the load 50 are provided.

【0008】誤差増幅回路5は、電流バランス回路4の
出力を増幅する増幅器IC2 と、増幅器IC2 の出力側
に接続した抵抗R10及び逆流防止用のダイオードD3
と、この電源装置の出力端子V0 と接地端子GNDとの
間に接続され、前記増幅器IC2 の出力に対してバイア
ス電圧を与える可変抵抗VR5 及び抵抗R6 と、この電
源装置の出力端子V0 と接地端子GNDとの間に接続さ
れたフォトカプラ7、抵抗R7 及びシャントレギュレー
タIC9 からなる直列回路とを具備し、前記電流バラン
ス回路4の出力を増幅器IC2 により増幅し、出力端子
V0 と接地端子GNDとの間に出力される直流電圧とシ
ャントレギュレータIC9 により設定される基準電圧と
の誤差分をフォトカプラ7を介して前記PWM制御回路
11に送出し、PWM制御回路11の動作制御を実行す
るようになっている。
The error amplifier circuit 5 includes an amplifier IC2 for amplifying the output of the current balance circuit 4, a resistor R10 connected to the output side of the amplifier IC2, and a diode D3 for backflow prevention.
A variable resistor VR5 and a resistor R6 connected between an output terminal V0 of the power supply and a ground terminal GND for applying a bias voltage to the output of the amplifier IC2; and an output terminal V0 of the power supply and a ground terminal. A photocoupler 7, a resistor R7, and a series circuit including a shunt regulator IC9 connected between the output terminal V0 and the ground terminal GND. An error between the DC voltage output between the DC voltage and the reference voltage set by the shunt regulator IC 9 is sent to the PWM control circuit 11 via the photocoupler 7 to control the operation of the PWM control circuit 11. ing.

【0009】電圧保護回路6は、出力端子V0 と接地端
子GNDとの間に接続した抵抗R1、抵抗R2 と、所定
の電圧VCCが供給される抵抗R3 と基準電圧Vz を生成
するツェナーダイオードCR1 とがプラス端子に接続さ
れ、前記抵抗R1 、抵抗R2による分圧電圧がマイナス
端子に供給される比較器IC1 と、この比較器IC1の
出力側に接続した抵抗R4 、フォトカプラ8とを具備
し、前記基準電圧Vz と前記抵抗R1 、抵抗R2 による
分圧電圧とを比較器IC1 により比較し、前記出力端子
V0 と接地端子GNDとの間に出力される直流電圧が規
定以上になり、抵抗R1 、R2 の分圧電圧が基準電圧V
z 以上になったとき、比較器IC1 の出力をLowレベ
ルとして、これにより、フォトカプラ7を介して前記P
WM制御回路11によるパワーMOSFET2のスイッ
チング動作を停止させるようになっている。
The voltage protection circuit 6 includes a resistor R1, a resistor R2 connected between the output terminal V0 and the ground terminal GND, a resistor R3 to which a predetermined voltage VCC is supplied, and a Zener diode CR1 to generate a reference voltage Vz. Is connected to a plus terminal, a comparator IC1 supplied with a voltage divided by the resistors R1 and R2 to a minus terminal, a resistor R4 connected to an output side of the comparator IC1, and a photocoupler 8, The reference voltage Vz is compared with the divided voltage by the resistors R1 and R2 by a comparator IC1, and the DC voltage output between the output terminal V0 and the ground terminal GND becomes higher than a specified value. The divided voltage of R2 is the reference voltage V
z, the output of the comparator IC1 is set to a low level.
The switching operation of the power MOSFET 2 by the WM control circuit 11 is stopped.

【0010】他の電源モジュールB、Cも、電源モジュ
ールAと同様にして、各々整流平滑された直流電圧を共
通の負荷50に供給するとともに、電源モジュールAと
同様な過電圧保護動作を実行するようになっている。ま
た、各電源モジュールA、B、Cは、電源装置本体に対
して着脱自在に構成されており、個々にその取り外し及
び交換が可能となっている。
In the same manner as the power supply module A, the other power supply modules B and C supply the rectified and smoothed DC voltage to the common load 50, and execute the same overvoltage protection operation as the power supply module A. It has become. Each of the power supply modules A, B, and C is configured to be detachable from the power supply device main body, and can be individually removed and replaced.

【0011】上述した説明は、過電圧保護の動作の場合
であるが、出力電圧の不足検出を行う場合も同様に構成
でき、このような回路の組み合わせにより、出力電圧の
異常に対し、電源装置及び負荷50側の回路素子の保護
を可能にしている。
Although the above description is directed to the operation of the overvoltage protection, the same configuration can be applied to the case of detecting the shortage of the output voltage. The circuit element on the load 50 side can be protected.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電源装置の場合には、下記のような課題があっ
た。
However, the above-described conventional power supply has the following problems.

【0013】即ち、電源装置の信頼性向上の目的で、電
源モジュールを上述したよう3台の電源モジュールA、
B、Cのように接続する場合があるが、この場合、各々
の電源モジュールA、B、Cから負荷50への供給電流
をバランス良くするため、各電源モジュールA、B、C
には、夫々電流バランス回路4を設けている。
That is, for the purpose of improving the reliability of the power supply device, the three power supply modules A,
In some cases, the power supply modules A, B, and C are connected in order to balance the supply current from each of the power supply modules A, B, and C to the load 50.
Are provided with a current balance circuit 4, respectively.

【0014】また、電源モジュールA、B、Cは、負荷
50に対して同一の出力電圧を供給するように電圧制御
されている。
The power supply modules A, B, and C are voltage-controlled to supply the same output voltage to the load 50.

【0015】従って、例えば電源モジュールA、B、C
のうちのいずれかが故障した時、各電源モジュールA、
B、Cは同じ出力電圧になっており、この際、前記各電
圧保護回路6は、異常電圧(過電圧)検出のばらつきを
伴うことから、電源モジュールA、B、Cのうちのいず
れの電源モジュールA、B、Cが異常電圧検出動作を実
行したか不明となる。この結果、例えば実際に故障した
電源モジュールA以外の他の電源モジュールBにおける
異常電圧検出動作が、電源モジュールAにおける異常電
圧検出動作よりも先行する場合が生じる。
Therefore, for example, power supply modules A, B, C
Each of the power modules A,
B and C have the same output voltage. At this time, since each of the voltage protection circuits 6 involves a variation in abnormal voltage (overvoltage) detection, any one of the power modules A, B, and C It is unclear whether A, B, and C have performed the abnormal voltage detection operation. As a result, for example, an abnormal voltage detection operation in the power supply module B other than the actually failed power supply module A may precede an abnormal voltage detection operation in the power supply module A.

【0016】このような場合、先に異常電圧を検出した
電源モジュールBはオフ状態になるが、この状態でも実
際に故障した電源モジュールAは動作を継続しているた
め、電源モジュールAの故障状態が解除されず、次の電
源モジュールCがオフ状態になってしまう。
In such a case, the power supply module B which has detected the abnormal voltage first is turned off, but the power supply module A which has actually failed continues to operate even in this state. Is not canceled, and the next power supply module C is turned off.

【0017】このようにして、3台の電源モジュール
A、B、Cを接続しているにもかかわらず、1台の電源
モジュールAの故障で複数(又は全数)の電源モジュー
ルB、Cが停止してしまうという不都合が発生してしま
う。
In this way, even if three power supply modules A, B, and C are connected, a plurality of (or all) power supply modules B and C are stopped due to the failure of one power supply module A. The inconvenience of doing so occurs.

【0018】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、複数台の電源モジュールで並列運転している場
合に、故障した電源モジュールのみを確実に停止させる
ことが可能な電源装置を提供することを目的とするもの
である。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a power supply device capable of surely stopping only a failed power supply module when a plurality of power supply modules are operating in parallel. It is intended to do so.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
並列接続された複数の電源モジュールを使用して負荷に
出力電圧を供給する電源装置において、前記各電源モジ
ュールは、他の電源モジュールの出力電流との均衡状
態、不均衡状態を検出する電流バランス回路と、自身の
出力電圧の異常を予め設定した基準電圧との比較により
検出して自身の動作を停止させる電圧保護回路と、前記
電流バランス回路による出力電流の不均衡状態の検出結
果を基に、前記電圧保護回路における異常電圧検出用の
基準電圧を変更する電圧保護レベル切替回路とを具備す
ることを特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention,
In a power supply device for supplying an output voltage to a load using a plurality of power supply modules connected in parallel, each of the power supply modules detects a balanced state with an output current of another power supply module, and a current balance circuit for detecting an unbalanced state. And, based on the detection result of the imbalance state of the output current by the voltage protection circuit that detects the abnormality of its own output voltage by comparing with a preset reference voltage and stops its own operation, and the current balance circuit, A voltage protection level switching circuit for changing a reference voltage for detecting an abnormal voltage in the voltage protection circuit.

【0020】この発明によれば、並列接続された複数の
電源モジュールのうち、いずれかの電源モジュールの故
障が生じてこの電源モジュールに異常が生じた時、前記
電流バランス回路は、この電源モジュールと、他の電源
モジュールとの出力電流の不均衡状態を検出する。電圧
保護レベル切替回路は、電流バランス回路による他の電
源モジュールとの出力電流の不均衡状態の検出結果を基
に、故障が生じた電源モジュールにおける電圧保護回路
の異常電圧検出用の基準電圧を変更する。これにより、
複数台の電源モジュールで並列運転している場合に、故
障した電源モジュールのみを確実に停止させることが可
能となる。
According to the present invention, when one of the plurality of power supply modules connected in parallel fails and the power supply module becomes abnormal, the current balance circuit connects the power supply module to the power supply module. And an imbalance state of the output current with another power supply module is detected. The voltage protection level switching circuit changes the reference voltage for detecting the abnormal voltage of the voltage protection circuit in the failed power supply module based on the detection result of the imbalance state of the output current with another power supply module by the current balance circuit I do. This allows
When a plurality of power supply modules are operating in parallel, only the failed power supply module can be reliably stopped.

【0021】請求項2記載の発明は、スイッチング動作
により直流電圧をパルス電圧に変換し、このパルス電圧
を変圧し整流平滑して負荷に出力電圧を供給する複数の
電源モジュールを備えた電源装置において、前記各電源
モジュールは、他の電源モジュールの出力電流との均衡
状態、不均衡状態を検出する電流バランス回路と、自身
の出力電圧と予め設定した基準電圧とを比較し、自身の
出力電圧が前記基準電圧以上となったとき自身のスイッ
チング動作を停止させる制御信号を送出する比較器を備
えた電圧保護回路と、前記電流バランス回路による出力
電流の不均衡状態の検出結果を基に、前記電圧保護回路
の比較器に入力される異常電圧検出用の基準電圧を変更
する電圧保護レベル切替回路とを具備することを特徴と
するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising a plurality of power supply modules for converting a DC voltage into a pulse voltage by a switching operation, transforming the pulse voltage, rectifying and smoothing the pulse voltage, and supplying an output voltage to a load. Each of the power supply modules compares an output current of another power supply module with a current balance circuit for detecting an imbalance state, an imbalance state, and its own output voltage with a preset reference voltage. A voltage protection circuit including a comparator for sending a control signal for stopping its own switching operation when the voltage becomes equal to or higher than the reference voltage, and detecting the voltage based on a detection result of an imbalance state of an output current by the current balance circuit. And a voltage protection level switching circuit for changing a reference voltage for abnormal voltage detection input to a comparator of the protection circuit.

【0022】この発明によれば、並列接続された複数の
電源モジュールのうち、いずれかの電源モジュールの故
障が生じてこの電源モジュールに異常が生じた時、前記
電流バランス回路は、この電源モジュールと、他の電源
モジュールとの出力電流の不均衡状態を検出する。電圧
保護レベル切替回路は、電流バランス回路による他の電
源モジュールとの出力電流の不均衡状態の検出結果を基
に、故障が生じた電源モジュールにおける電圧保護回路
の比較器に入力される異常電圧検出用の基準電圧を変更
する。電圧保護回路の比較器は、自身の出力電圧と変更
された基準電圧とを比較し、自身の出力電圧が前記基準
電圧以上となったとき自身のスイッチング動作を停止さ
せる制御信号を送出する。これにより、請求項1記載の
発明の場合と同様、複数台の電源モジュールで並列運転
している場合に、故障した電源モジュールのみを確実に
停止させることが可能となる。
According to the present invention, when one of the plurality of power supply modules connected in parallel fails and the power supply module becomes abnormal, the current balance circuit connects the power supply module to the power supply module. And an imbalance state of the output current with another power supply module is detected. The voltage protection level switching circuit detects an abnormal voltage input to the comparator of the voltage protection circuit in the failed power supply module based on the detection result of the imbalance state of the output current with another power supply module by the current balance circuit. The reference voltage for The comparator of the voltage protection circuit compares its own output voltage with the changed reference voltage, and sends a control signal for stopping its own switching operation when its own output voltage becomes equal to or higher than the reference voltage. Thus, as in the case of the first aspect of the invention, when a plurality of power supply modules are operating in parallel, only the failed power supply module can be reliably stopped.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の電源
装置を図1、図2を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A power supply according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0024】図1に示す本実施の形態の電源装置は、基
本的な構成は図3に示す従来の電源装置と同様であるた
め、同一の回路要素には同一の符号を付して示す。
The basic configuration of the power supply device of the present embodiment shown in FIG. 1 is the same as that of the conventional power supply device shown in FIG. 3, and the same circuit elements are denoted by the same reference numerals.

【0025】本実施の形態の電源装置は、例えばサーバ
コンピュータ等の負荷50に対して3台の電源モジュー
ルA、B、Cを使用して必要な直流電圧を供給するよう
になっている。
The power supply device of the present embodiment supplies a required DC voltage to a load 50 such as a server computer by using three power supply modules A, B, and C.

【0026】3台の電源モジュールA、B、Cの回路構
成は同一であるので、以下電源モジュールAの構成につ
いて詳細に説明する。
Since the three power supply modules A, B, and C have the same circuit configuration, the configuration of the power supply module A will be described in detail below.

【0027】電源モジュールAは、直流電源Eからパワ
ーMOSFET2のスイッチング動作により断続的に供
給されるパルス電圧を変圧するトランス1と、このトラ
ンス1の2次側に出力される交流出力を整流平滑する整
流平滑回路3とを有し、整流平滑回路3から出力される
整流平滑された直流電圧を逆流防止用ダイオードD1を
経て負荷50に供給するようになっている。
The power supply module A transforms a pulse voltage supplied intermittently by the switching operation of the power MOSFET 2 from the DC power supply E, and rectifies and smoothes the AC output output to the secondary side of the transformer 1. And a rectifying / smoothing circuit 3 for supplying a rectified / smoothed DC voltage output from the rectifying / smoothing circuit 3 to the load 50 via a backflow prevention diode D1.

【0028】前記パワーMOSFET2のスイッチング
動作は、PWM制御回路11により制御され、これによ
り、1次側のパルス電圧のデューティー比が制御され、
1次側の平均電圧値が調整される。そして、前記パルス
電圧はトランス1によって変圧され、整流平滑回路3に
送られる。
The switching operation of the power MOSFET 2 is controlled by a PWM control circuit 11, whereby the duty ratio of the primary side pulse voltage is controlled,
The average voltage value on the primary side is adjusted. Then, the pulse voltage is transformed by the transformer 1 and sent to the rectifying / smoothing circuit 3.

【0029】電源モジュールAは、さらに、電源モジュ
ールA、B、Cの間の出力電流のバランス動作を行う電
流バランス回路4と、この電流バランス回路4の出力に
基づき前記PWM制御回路11に電流制御信号を送る誤
差増幅回路5と、整流平滑回路3から負荷50に供給さ
れる直流電圧を基に前記PWM制御回路11に電圧制御
信号を送る電圧保護回路6と、前記誤差増幅回路5と電
圧保護回路6との間に接続した電圧保護レベル切替回路
10とを具備している。
The power supply module A further includes a current balance circuit 4 for performing an operation of balancing output currents between the power supply modules A, B, and C, and a current control circuit that controls the PWM control circuit 11 based on an output of the current balance circuit 4. An error amplification circuit 5 for transmitting a signal; a voltage protection circuit 6 for transmitting a voltage control signal to the PWM control circuit 11 based on a DC voltage supplied from the rectifying and smoothing circuit 3 to the load 50; And a voltage protection level switching circuit 10 connected to the circuit 6.

【0030】誤差増幅回路5は、電流バランス回路4の
出力を基に、負荷50に対する出力電圧を高くする時に
出力がLowレベル、低くする時に出力がHighレベ
ルとなるように動作する増幅器IC2 と、増幅器IC2
の出力側に接続した抵抗R10及び逆流防止用のダイオー
ドD3 と、この電源装置の出力端子V0 と接地端子GN
Dとの間に接続され、前記増幅器IC2 の出力に対して
バイアス電圧を与える可変抵抗VR5 及び抵抗R6 と、
この電源装置の出力端子V0 と接地端子GNDとの間に
接続されたフォトカプラ7、抵抗R7 及びシャントレギ
ュレータIC9からなる直列回路とを具備し、前記電流
バランス回路4の出力を増幅器IC2 により増幅し、出
力端子V0 と接地端子GNDとの間に出力される直流電
圧とシャントレギュレータIC9 により設定される基準
電圧との誤差分をフォトカプラ7を介して前記PWM制
御回路11に送出し、PWM制御回路11の動作制御を
実行するようになっている。
An error amplifier circuit 5 operates based on the output of the current balance circuit 4 so that the output becomes low level when the output voltage to the load 50 is increased, and the amplifier IC2 operates so that the output becomes high level when the output voltage is decreased. Amplifier IC2
, An output terminal V0 and a ground terminal GN of the power supply.
D and a variable resistor VR5 and a resistor R6 for providing a bias voltage to the output of the amplifier IC2.
The power supply includes a photocoupler 7, a resistor R7, and a shunt regulator IC9 connected in series between an output terminal V0 and a ground terminal GND. The output of the current balance circuit 4 is amplified by an amplifier IC2. , An error between the DC voltage output between the output terminal V0 and the ground terminal GND and the reference voltage set by the shunt regulator IC9 is sent to the PWM control circuit 11 through the photocoupler 7, and the PWM control circuit Eleven operation controls are executed.

【0031】電圧保護回路6は、出力端子V0 と接地端
子GNDとの間に接続した抵抗R1、抵抗R2 と、所定
の電圧VCCが供給される抵抗R3 と基準電圧Vz を生成
するツェナーダイオードCR1 とがプラス端子に接続さ
れ、前記抵抗R1 、抵抗R2による分圧電圧がマイナス
端子に供給される比較器IC1 と、この比較器IC1の
出力側に接続した抵抗R4 、フォトカプラ8とを具備
し、前記基準電圧Vz と前記抵抗R1 、抵抗R2 による
分圧電圧とを比較器IC1 により比較し、前記出力端子
V0 と接地端子GNDとの間に出力される直流電圧が規
定以上になり、抵抗R1 、R2 の分圧電圧が基準電圧V
z 以上になったとき、比較器IC1 の出力をLowレベ
ルとして、これにより、フォトカプラ7を介して前記P
WM制御回路11によるパワーMOSFET2のスイッ
チング動作を停止させるようになっている。
The voltage protection circuit 6 includes resistors R1 and R2 connected between the output terminal V0 and the ground terminal GND, a resistor R3 to which a predetermined voltage VCC is supplied, and a zener diode CR1 to generate a reference voltage Vz. Is connected to a plus terminal, a comparator IC1 supplied with a voltage divided by the resistors R1 and R2 to a minus terminal, a resistor R4 connected to an output side of the comparator IC1, and a photocoupler 8, The reference voltage Vz is compared with the divided voltage by the resistors R1 and R2 by a comparator IC1, and the DC voltage output between the output terminal V0 and the ground terminal GND becomes higher than a specified value. The divided voltage of R2 is the reference voltage V
z, the output of the comparator IC1 is set to a low level.
The switching operation of the power MOSFET 2 by the WM control circuit 11 is stopped.

【0032】電圧保護レベル切替回路10は、前記増幅
器IC2 の出力側にマイナス端子を接続し、前記抵抗R
3 と基準電圧Vz を生成するツェナーダイオードCR1
との接続点にプラス端子を接続した比較器IC3 と、こ
の比較器IC3 の出力側と前記比較器IC1 のプラス端
子との間に接続した抵抗R9 とを具備している。そし
て、前記増幅器IC2 の出力レベルと前記基準電圧Vz
とを比較器IC3 により比較し、この比較結果を抵抗R
9 を介して前記比較IC1 のプラス端子に供給し、抵抗
R8 、抵抗R9 による電圧分圧動作によりを基準電圧V
z が入力されている比較器IC1 のプラス端子の電圧を
変更するようになっている。
The voltage protection level switching circuit 10 has a negative terminal connected to the output side of the amplifier IC2,
3 and a Zener diode CR1 for generating a reference voltage Vz.
And a resistor R9 connected between the output of the comparator IC3 and the plus terminal of the comparator IC1. The output level of the amplifier IC2 and the reference voltage Vz
Are compared with each other by a comparator IC3.
9 to the plus terminal of the comparison IC 1 and a reference voltage V by a voltage dividing operation by the resistors R8 and R9.
The voltage of the plus terminal of the comparator IC1 to which z is input is changed.

【0033】電圧保護レベル切替回路10の回路構成を
このようにすることにより、前記電圧保護回路6は、上
述した動作に加えて、前記比較器IC1 のプラス端子の
基準電圧を前記電流バランス回路4の出力変動に対応し
て変化させ(低下させ)、電源モジュールAの出力電圧
が予め設定した値よりも低いレベルでも過電圧の検出動
作を可能としている。
By making the circuit configuration of the voltage protection level switching circuit 10 in this manner, the voltage protection circuit 6 adds the reference voltage of the plus terminal of the comparator IC1 to the current balance circuit 4 in addition to the operation described above. The output voltage of the power supply module A is changed (reduced) in accordance with the output fluctuation of the power supply module A, so that an overvoltage detection operation can be performed even at a level lower than a preset value.

【0034】図2は前記電流バランス回路4の構成例を
示すものである。この電流バランス回路4は、電源モジ
ュールAに設けられた前記逆流防止用ダイオードD3 の
アノードの電圧と、他の電源モジュールB、Cの各々の
逆流防止用ダイオードのアノード電圧とを、抵抗R11、
R12、R13からなる回路で検出し前記比較器IC1 のプ
ス端子、マイナス端子に各々入力するようになってい
る。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the current balance circuit 4. As shown in FIG. The current balance circuit 4 converts the anode voltage of the backflow prevention diode D3 provided in the power supply module A and the anode voltage of the backflow prevention diode of each of the other power supply modules B and C into a resistor R11,
The signal is detected by a circuit composed of R12 and R13 and input to the positive terminal and the negative terminal of the comparator IC1.

【0035】図1に示す他の電源モジュールB、Cも、
上述した電源モジュールAと同様にして、各々整流平滑
された直流電圧を共通の負荷50に供給するとともに、
電源モジュールAと同様な過電圧保護動作を実行するよ
うになっている。また、各電源モジュールA、B、C
は、電源装置本体に対して着脱自在に構成されており、
個々にその取り外し及び交換が可能となっている。
The other power supply modules B and C shown in FIG.
In the same manner as in the power supply module A described above, each of the rectified and smoothed DC voltages is supplied to a common load 50,
An overvoltage protection operation similar to that of the power supply module A is executed. In addition, each power supply module A, B, C
Is configured to be detachable from the power supply body,
It can be removed and replaced individually.

【0036】次に、上述した本実施の形態の電源装置の
動作を、電圧保護レベル切替回路10による電圧保護回
路6の過電圧保護レベルの切替動作を主にして説明す
る。
Next, the operation of the above-described power supply device of the present embodiment will be described mainly on the operation of switching the overvoltage protection level of the voltage protection circuit 6 by the voltage protection level switching circuit 10.

【0037】3台の電源モジュールA、B、Cのいずれ
かにより共通の負荷50に直流電圧を供給しているもの
とする。
It is assumed that a DC voltage is supplied to the common load 50 by any one of the three power supply modules A, B, and C.

【0038】この状態で、例えば電源モジュールAが故
障(ここでは可変抵抗VR5 が断線したと仮定する)し
た場合の動作を以下に説明する。
In this state, the operation when the power supply module A fails (assuming here that the variable resistor VR5 is disconnected) will be described below.

【0039】この状態においては、前記可変抵抗VR5
の断線により電源モジュールAの出力電圧は上昇し、電
流バランス回路4を介して増幅器IC2 のプラス端子に
故障前よりも高い電圧が供給され、増幅器IC2 の出力
はHighレベルとなり、これにより、増幅器IC2 の
出力側に接続した前記電圧保護レベル切替回路10の比
較器IC3 の出力はLowレベルとなる。
In this state, the variable resistor VR5
As a result, the output voltage of the power supply module A rises, a higher voltage is supplied to the plus terminal of the amplifier IC2 through the current balance circuit 4 than before the failure, and the output of the amplifier IC2 becomes High level. The output of the comparator IC3 of the voltage protection level switching circuit 10 connected to the output side of the above becomes low level.

【0040】この比較器IC3 の出力が、前記抵抗R8
、R9 の抵抗分圧回路に入力され、基準電圧Vz が入
力されている比較器IC1 のプラス端子の電圧を抵抗分
圧回路の動作で低下させる。
The output of the comparator IC3 is connected to the resistor R8.
, R9, the voltage at the plus terminal of the comparator IC1 to which the reference voltage Vz is input is reduced by the operation of the resistance voltage dividing circuit.

【0041】これにより、比較器IC1 のプラス端子の
基準電圧は当初の基準電圧Vz より低くなり、この結
果、この電圧保護回路6は、電源モジュールAの出力電
圧が予め設定した直流電圧よりも低い電圧レベルでこの
電源モジュールAの過電圧を検出することが可能とな
る。
As a result, the reference voltage at the plus terminal of the comparator IC1 becomes lower than the initial reference voltage Vz. As a result, the output voltage of the power supply module A is lower than the preset DC voltage. The overvoltage of the power supply module A can be detected at the voltage level.

【0042】この際、電源モジュールAに並列接続され
ている他の電源モジュールB又は電源モジュールCの出
力電圧は、電源モジュールAと同等の出力電圧になろう
とするため、他の電源モジュールB又は電源モジュール
Cの増幅器IC2 の出力はLowレベルとなる。この結
果、比較器IC3 の出力はHighレベルになり、比較
器IC1 のプラス端子の電圧は基準電圧Vz のままで、
過電圧の検出電圧は上述した電源モジュールAよりも高
いレベルを維持している。
At this time, the output voltage of another power supply module B or power supply module C connected in parallel to the power supply module A tries to become the same output voltage as that of the power supply module A. The output of the amplifier IC2 of the module C becomes a low level. As a result, the output of the comparator IC3 becomes High level, and the voltage of the plus terminal of the comparator IC1 remains at the reference voltage Vz.
The overvoltage detection voltage is maintained at a higher level than the power supply module A described above.

【0043】以上の動作により、故障した電源モジュー
ルAの過電圧の検出電圧は低く、これに対して他の電源
モジュールB又は電源モジュールCの過電圧の検出電圧
は高い状態となり、故障時の出力電圧の上昇過程で、電
源モジュールAが過電圧検出により停止(オフ)動作と
なる。
With the above operation, the overvoltage detection voltage of the failed power supply module A is low, whereas the overvoltage detection voltage of the other power supply module B or C is high. During the ascending process, the power supply module A stops (turns off) due to overvoltage detection.

【0044】この結果、故障した電源モジュールAが負
荷50から切り離された状態となって、電源モジュール
B又は電源モジュールCから負荷50に供給される著く
れょう電圧は正常電圧となる。
As a result, the failed power supply module A is disconnected from the load 50, and the protection voltage supplied from the power supply module B or the power supply module C to the load 50 becomes a normal voltage.

【0045】以上の説明の如く、この電源装置によれ
ば、複数台の電源モジュールA乃至Cで並列運転してい
る電源装置において、故障した電源モジュールAのみを
確実に停止させ、他の電源モジュールB又は電源モジュ
ールCにより支障なく負荷50を駆動することが可能と
る。即ち、冗長時の電流バランス回路4の動作状態を検
知し、電圧保護回路6の過電圧検出レベルをその状態に
より切り替えることで、故障した電源モジュールAのみ
を遮断するものである。
As described above, according to this power supply, in a power supply operating in parallel with a plurality of power supply modules A to C, only the failed power supply module A is reliably stopped, and the other power supply modules are stopped. The load 50 can be driven by the B or the power supply module C without any trouble. That is, by detecting the operation state of the current balance circuit 4 at the time of redundancy and switching the overvoltage detection level of the voltage protection circuit 6 according to the state, only the failed power supply module A is cut off.

【0046】尚、上述した実施の形態では、過電圧保護
の動作について説明したが、出力電圧の不足検出を行う
場合も同様に構成でき、このような回路の組み合わせに
より、出力電圧の異常に対し、電源装置及び負荷50側
の回路素子の保護が可能となる。
In the above-described embodiment, the operation of the overvoltage protection has been described. However, the same configuration can be applied to the case of detecting the shortage of the output voltage. The power supply device and the circuit element on the load 50 side can be protected.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、並列接続された複数の
電源モジュールのうち、いずれかの電源モジュールの故
障が生じてこの電源モジュールに異常が生じた時、故障
した電源モジュールのみを確実に停止させることが可能
な電源装置を提供することができる。
According to the present invention, when a failure occurs in any one of a plurality of power supply modules connected in parallel and this power supply module becomes abnormal, only the failed power supply module is reliably detected. A power supply device that can be stopped can be provided.

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

【図1】本発明の実施の形態の電源装置を示す回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の電源装置における電流バ
ランス回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a current balance circuit in the power supply device according to the embodiment of the present invention.

【図3】従来の電源装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 電源モジュール B 電源モジュール C 電源モジュール 1 トランス 2 パワーMOSFET 3 整流平滑回路 4 電流バランス回路 5 誤差増幅回路 6 電圧保護回路 7 フォトカプラ 8 フォトカプラ 10 電圧保護レベル切替回路 11 PWM制御回路 50 負荷 Reference Signs List A power module B power module C power module 1 transformer 2 power MOSFET 3 rectifying and smoothing circuit 4 current balance circuit 5 error amplifier circuit 6 voltage protection circuit 7 photocoupler 8 photocoupler 10 voltage protection level switching circuit 11 PWM control circuit 50 load

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 並列接続された複数の電源モジュールを
使用して負荷に出力電圧を供給する電源装置において、 前記各電源モジュールは、 他の電源モジュールの出力電流との均衡状態、不均衡状
態を検出する電流バランス回路と、 自身の出力電圧の異常を予め設定した基準電圧との比較
により検出して自身の動作を停止させる電圧保護回路
と、 前記電流バランス回路による出力電流の不均衡状態の検
出結果を基に、前記電圧保護回路における異常電圧検出
用の基準電圧を変更する電圧保護レベル切替回路と、 を具備することを特徴とする電源装置。
1. A power supply device for supplying an output voltage to a load using a plurality of power supply modules connected in parallel, wherein each of the power supply modules determines whether the output current of another power supply module is balanced or unbalanced. A current balance circuit for detecting, a voltage protection circuit for detecting an abnormality of its own output voltage by comparing it with a preset reference voltage and stopping its operation, and detecting an imbalanced state of output current by the current balance circuit A voltage protection level switching circuit for changing a reference voltage for detecting an abnormal voltage in the voltage protection circuit based on a result.
【請求項2】 スイッチング動作により直流電圧をパル
ス電圧に変換し、このパルス電圧を変圧し整流平滑して
負荷に出力電圧を供給する複数の電源モジュールを備え
た電源装置において、 前記各電源モジュールは、 他の電源モジュールの出力電流との均衡状態、不均衡状
態を検出する電流バランス回路と、 自身の出力電圧と予め設定した基準電圧とを比較し、自
身の出力電圧が前記基準電圧以上となったとき自身のス
イッチング動作を停止させる制御信号を送出する比較器
を備えた電圧保護回路と、 前記電流バランス回路による出力電流の不均衡状態の検
出結果を基に、前記電圧保護回路の比較器に入力される
異常電圧検出用の基準電圧を変更する電圧保護レベル切
替回路と、 を具備することを特徴とする電源装置。
2. A power supply device comprising: a plurality of power supply modules for converting a DC voltage into a pulse voltage by a switching operation, transforming the pulse voltage, rectifying and smoothing the pulse voltage, and supplying an output voltage to a load. A current balance circuit that detects a state of imbalance or imbalance with the output current of another power supply module, compares its own output voltage with a preset reference voltage, and its own output voltage is equal to or higher than the reference voltage. A voltage protection circuit including a comparator that sends a control signal for stopping its own switching operation when the current balance circuit detects an imbalanced state of the output current by the current balance circuit. And a voltage protection level switching circuit for changing a reference voltage for detecting an abnormal voltage to be input.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6515840B2 (en) 2001-02-27 2003-02-04 International Business Machines Corporation Solid state circuit breaker with current overshoot protection
KR101164589B1 (en) 2005-01-31 2012-07-11 삼성테크윈 주식회사 DC-DC converter for high electric power
JP2013081349A (en) * 2011-09-19 2013-05-02 Denso Corp Abnormality determination device of power supply system
JP2015198481A (en) * 2014-03-31 2015-11-09 株式会社デンソー power conversion system

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