JPH1169814A - 電源装置およびその並列運転制御回路 - Google Patents
電源装置およびその並列運転制御回路Info
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- JPH1169814A JPH1169814A JP9219443A JP21944397A JPH1169814A JP H1169814 A JPH1169814 A JP H1169814A JP 9219443 A JP9219443 A JP 9219443A JP 21944397 A JP21944397 A JP 21944397A JP H1169814 A JPH1169814 A JP H1169814A
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- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 41
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/10—Parallel operation of dc sources
- H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/001—Hot plugging or unplugging of load or power modules to or from power distribution networks
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】並列接続された電源モジュールそれぞれの出力
電圧値を用いた電流バランス制御を実現し、電源装置の
回路構成の簡単化を図る。 【解決手段】電源モジュール＃１，＃２，＃３の各々に
設けられた逆流防止用ダイオード２６のアノードの電圧
は、抵抗Ｒ１１を介して電流バランス制御端子ＶＳに出
力される。電源モジュール＃１，＃２，＃３それぞれの
電流バランス制御端子ＶＳは相互接続されており、電源
モジュール＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダイ
オードのアノード電圧の平均値が基準電圧値として電流
バランス制御用端子ＶＳ上に現れる。電源モジュール＃
１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダイオードのアノ
ード電圧値が基準電圧と等しくなるように各電源モジュ
ールのパワーＭＯＳＦＥＴ２１をスイッチング制御する
ことにより、電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれ
の出力電流値が等しく設定される。
電圧値を用いた電流バランス制御を実現し、電源装置の
回路構成の簡単化を図る。 【解決手段】電源モジュール＃１，＃２，＃３の各々に
設けられた逆流防止用ダイオード２６のアノードの電圧
は、抵抗Ｒ１１を介して電流バランス制御端子ＶＳに出
力される。電源モジュール＃１，＃２，＃３それぞれの
電流バランス制御端子ＶＳは相互接続されており、電源
モジュール＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダイ
オードのアノード電圧の平均値が基準電圧値として電流
バランス制御用端子ＶＳ上に現れる。電源モジュール＃
１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダイオードのアノ
ード電圧値が基準電圧と等しくなるように各電源モジュ
ールのパワーＭＯＳＦＥＴ２１をスイッチング制御する
ことにより、電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれ
の出力電流値が等しく設定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えばサーバコンピ
ュータなどの計算機システムに適用される電源装置およ
びその並列運転制御回路に関し、特に並列接続された複
数の電源モジュールを有し、それら電源モジュールから
の並列出力によって負荷を駆動する電源装置、およびそ
の電源装置に適用される並列運転制御回路に関する。
ュータなどの計算機システムに適用される電源装置およ
びその並列運転制御回路に関し、特に並列接続された複
数の電源モジュールを有し、それら電源モジュールから
の並列出力によって負荷を駆動する電源装置、およびそ
の電源装置に適用される並列運転制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】サーバコンピュータなどの計算機システ
ムに適用される電源装置の中には、冗長方式を用いた高
信頼性電力供給システムが採用されているものがある。
このような高信頼性電力供給システムが採用された電源
装置としては、複数の電源モジュールを並列運転する構
成のものが知られている。
ムに適用される電源装置の中には、冗長方式を用いた高
信頼性電力供給システムが採用されているものがある。
このような高信頼性電力供給システムが採用された電源
装置としては、複数の電源モジュールを並列運転する構
成のものが知られている。
【０００３】この並列運転には、“電流バランス制御方
式”が従来より多く用いられている。“電流バランス制
御方式”は並列接続された複数の電源モジュールの出力
電流を均等にするためのものであり、複数の電源モジュ
ールのうち、いずれかが故障しても、そのモジュールを
取り除くことにより、残りの電源モジュール間で同様の
電流バランス制御を行うことができる。このような“電
流バランス制御方式”を用いた電源装置は、例えば特公
平６−２５９４２号公報に記載されている。
式”が従来より多く用いられている。“電流バランス制
御方式”は並列接続された複数の電源モジュールの出力
電流を均等にするためのものであり、複数の電源モジュ
ールのうち、いずれかが故障しても、そのモジュールを
取り除くことにより、残りの電源モジュール間で同様の
電流バランス制御を行うことができる。このような“電
流バランス制御方式”を用いた電源装置は、例えば特公
平６−２５９４２号公報に記載されている。
【０００４】ところで、“電流バランス制御方式”を用
いた電源装置においては、各電源モジュール毎に、その
出力電流値をモニタするための回路を設けることが必要
とされる。前述の特公平６−２５９４２号公報に開示さ
れた電源装置においては、変圧用のトランスの２次側に
電流モニタ用のトランスが設けられており、このトラン
スによって出力電流値が検出される。
いた電源装置においては、各電源モジュール毎に、その
出力電流値をモニタするための回路を設けることが必要
とされる。前述の特公平６−２５９４２号公報に開示さ
れた電源装置においては、変圧用のトランスの２次側に
電流モニタ用のトランスが設けられており、このトラン
スによって出力電流値が検出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように電
流モニタ専用のトランスを設ける構成では、電源モジュ
ール個々の回路構成が複雑化および大規模化されてしま
うため、結果として電源装置の装置規模の増大および高
コスト化が引き起こされるという問題があった。
流モニタ専用のトランスを設ける構成では、電源モジュ
ール個々の回路構成が複雑化および大規模化されてしま
うため、結果として電源装置の装置規模の増大および高
コスト化が引き起こされるという問題があった。
【０００６】また、最近の電源装置においては、サーバ
コンピュータなどの計算機システムに対する電源供給を
維持しながら任意の電源モジュールを交換するという、
いわゆる“稼働中交換”（ホットスワップともいう）機
能のサポートなども要求されており、これにより電源装
置の構成はますます複雑化される傾向にある。
コンピュータなどの計算機システムに対する電源供給を
維持しながら任意の電源モジュールを交換するという、
いわゆる“稼働中交換”（ホットスワップともいう）機
能のサポートなども要求されており、これにより電源装
置の構成はますます複雑化される傾向にある。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、稼働中交換機能の実現のために各電源モジュ
ールの出力端に設けられるダイオードなどの逆流防止素
子を用いて電流バランス制御を実現できるようにし、電
流モニタ専用のトランスなどを設けることなく簡単な構
成にて電流バランス制御と稼働中交換とを実現し得る電
源装置およびその並列運転制御回路を提供することを目
的とする。
のであり、稼働中交換機能の実現のために各電源モジュ
ールの出力端に設けられるダイオードなどの逆流防止素
子を用いて電流バランス制御を実現できるようにし、電
流モニタ専用のトランスなどを設けることなく簡単な構
成にて電流バランス制御と稼働中交換とを実現し得る電
源装置およびその並列運転制御回路を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、並列接続され
た複数の電源モジュールを有し、それら電源モジュール
の並列出力によって負荷を駆動する電源装置において、
前記各電源モジュールに、電源出力端子と、この電源出
力端子に設けられた逆流防止素子と、前記複数の電源モ
ジュールそれぞれの出力電流が均等になるように、対応
する電源モジュールを制御する電流バランス制御回路と
を具備し、この電流バランス制御回路は、前記複数の電
源モジュールの逆流防止素子の入力端電圧値の平均値
と、対応する電源モジュールの逆流防止素子の入力端電
圧値とを比較し、その差分信号に基づいて対応する電源
モジュールの出力電流を制御することを特徴とする。
た複数の電源モジュールを有し、それら電源モジュール
の並列出力によって負荷を駆動する電源装置において、
前記各電源モジュールに、電源出力端子と、この電源出
力端子に設けられた逆流防止素子と、前記複数の電源モ
ジュールそれぞれの出力電流が均等になるように、対応
する電源モジュールを制御する電流バランス制御回路と
を具備し、この電流バランス制御回路は、前記複数の電
源モジュールの逆流防止素子の入力端電圧値の平均値
と、対応する電源モジュールの逆流防止素子の入力端電
圧値とを比較し、その差分信号に基づいて対応する電源
モジュールの出力電流を制御することを特徴とする。
【０００９】本発明の電源装置においては、稼働中交換
機能の実現のために複数の電源モジュールの電源出力端
にそれぞれ設けられるダイオードやパワーＭＯＳＦＥＴ
などの逆流防止素子の入力端電圧値が互いに等しけれ
ば、それら電源モジュールの出力電流の値も等しくなる
という点に着眼して構成されており、各電源モジュール
毎に設けられた電流バランス制御回路によって、複数の
電源モジュールそれぞれの逆流防止素子の入力端電圧値
の平均値と、対応する電源モジュールの逆流防止素子の
入力端電圧値とが比較され、その差分信号に基づいて対
応する電源モジュールの出力電流が制御される。
機能の実現のために複数の電源モジュールの電源出力端
にそれぞれ設けられるダイオードやパワーＭＯＳＦＥＴ
などの逆流防止素子の入力端電圧値が互いに等しけれ
ば、それら電源モジュールの出力電流の値も等しくなる
という点に着眼して構成されており、各電源モジュール
毎に設けられた電流バランス制御回路によって、複数の
電源モジュールそれぞれの逆流防止素子の入力端電圧値
の平均値と、対応する電源モジュールの逆流防止素子の
入力端電圧値とが比較され、その差分信号に基づいて対
応する電源モジュールの出力電流が制御される。
【００１０】このように稼働中交換機能の実現のために
各電源モジュールの出力端に設けられる逆流防止素子を
用いて電流バランス制御を実現することにより、電流モ
ニタ専用のトランスなどを設けることなく簡単な構成に
て電流バランス制御と稼働中交換機能を実現することが
可能となる。
各電源モジュールの出力端に設けられる逆流防止素子を
用いて電流バランス制御を実現することにより、電流モ
ニタ専用のトランスなどを設けることなく簡単な構成に
て電流バランス制御と稼働中交換機能を実現することが
可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１には本発明の第１実施形態に係
る電源装置が示されている。この電源装置は、ＡＣ商用
電源からサーバコンピュータの駆動に必要なＤＣ電源を
生成する直流出力電源であり、並列接続された複数の電
源モジュールから構成されている。ここでは、電源モジ
ュールの台数が３台（電源モジュール＃１、電源モジュ
ール＃２、電源モジュール＃３）である場合を例示し
て、その構成を説明する。
施形態を説明する。図１には本発明の第１実施形態に係
る電源装置が示されている。この電源装置は、ＡＣ商用
電源からサーバコンピュータの駆動に必要なＤＣ電源を
生成する直流出力電源であり、並列接続された複数の電
源モジュールから構成されている。ここでは、電源モジ
ュールの台数が３台（電源モジュール＃１、電源モジュ
ール＃２、電源モジュール＃３）である場合を例示し
て、その構成を説明する。
【００１２】３台の電源モジュール＃１，＃２，＃３
は、図示のように、そのＡＣ電源入力端同士、およびＤ
Ｃ電源出力端同士がそれぞれ並列接続されている。各電
源モジュール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および交換を行うことが
できる。
は、図示のように、そのＡＣ電源入力端同士、およびＤ
Ｃ電源出力端同士がそれぞれ並列接続されている。各電
源モジュール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および交換を行うことが
できる。
【００１３】電源モジュール＃１，＃２，＃３の回路構
成は同一であるので、以下、電源モジュール＃１の回路
構成を代表して説明する。電源モジュール＃１は、ＡＣ
商用電源から安定したＤＣ電源を生成するスイッチング
電源であり、図示のように、トランス１６の１次側に
は、入力整流用のダイオード１１，１２，１３，１４、
入力平滑用コンデンサ１５、およびパワーＭＯＳＦＥＴ
２１が設けられている。この１次側回路では、まず、Ａ
Ｃ商用電源から交流電圧がダイオード１１，１２，１
３，１４およびコンデンサ１５によって整流・平滑さ
れ、これがパワーＭＯＳＦＥＴ２１のスイッチング動作
によりパルス列に変えられる。このパワーＭＯＳＦＥＴ
２１のスイッチング動作はＰＷＭ制御回路２２によって
制御され、これにより１次側のパルス列のデューティー
比が制御され、１次側の平均電圧値が調整される。１次
側のパルス列の電圧レベルはトランス１６によって変圧
された後、２次側に送られる。
成は同一であるので、以下、電源モジュール＃１の回路
構成を代表して説明する。電源モジュール＃１は、ＡＣ
商用電源から安定したＤＣ電源を生成するスイッチング
電源であり、図示のように、トランス１６の１次側に
は、入力整流用のダイオード１１，１２，１３，１４、
入力平滑用コンデンサ１５、およびパワーＭＯＳＦＥＴ
２１が設けられている。この１次側回路では、まず、Ａ
Ｃ商用電源から交流電圧がダイオード１１，１２，１
３，１４およびコンデンサ１５によって整流・平滑さ
れ、これがパワーＭＯＳＦＥＴ２１のスイッチング動作
によりパルス列に変えられる。このパワーＭＯＳＦＥＴ
２１のスイッチング動作はＰＷＭ制御回路２２によって
制御され、これにより１次側のパルス列のデューティー
比が制御され、１次側の平均電圧値が調整される。１次
側のパルス列の電圧レベルはトランス１６によって変圧
された後、２次側に送られる。
【００１４】トランス１６の２次側には、出力整流用の
ダイオード１７，１８と、出力平滑用のフィルタを構成
するインダクタ１９およびコンデンサ２０と、逆流防止
用のダイオード２６とが設けられており、トランス１６
によって変圧された電圧値は、ダイオード１７，１８、
およびインダクタ１９、コンデンサ２０によって再び整
流・平滑され、直流電圧として電源出力端子＋Ｖ，−Ｖ
から外部に出力される。
ダイオード１７，１８と、出力平滑用のフィルタを構成
するインダクタ１９およびコンデンサ２０と、逆流防止
用のダイオード２６とが設けられており、トランス１６
によって変圧された電圧値は、ダイオード１７，１８、
およびインダクタ１９、コンデンサ２０によって再び整
流・平滑され、直流電圧として電源出力端子＋Ｖ，−Ｖ
から外部に出力される。
【００１５】電源モジュール＃１の電源出力端子＋Ｖ，
−Ｖは、電源モジュール＃２，＃３それぞれの電源出力
端子＋Ｖ，−Ｖと並列に接続されており、これら電源モ
ジュール＃１，＃２，＃３の並列出力は、サーバコンピ
ュータ内の各電子回路などの外部負荷にその駆動電源と
して供給される。
−Ｖは、電源モジュール＃２，＃３それぞれの電源出力
端子＋Ｖ，−Ｖと並列に接続されており、これら電源モ
ジュール＃１，＃２，＃３の並列出力は、サーバコンピ
ュータ内の各電子回路などの外部負荷にその駆動電源と
して供給される。
【００１６】逆流防止用ダイオード２６は、電源モジュ
ール＃１の着脱時に電源出力端子＋Ｖ，−Ｖから過電流
が流れ込むのを防止するためのものであり、これにより
負荷への電源供給を維持しながら電源モジュール＃１の
着脱が可能となる。
ール＃１の着脱時に電源出力端子＋Ｖ，−Ｖから過電流
が流れ込むのを防止するためのものであり、これにより
負荷への電源供給を維持しながら電源モジュール＃１の
着脱が可能となる。
【００１７】トランス１６の２次側には、さらに、フォ
トカプラ２３、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、およびシャント
レギュレータＩＣ２４から構成される誤差増幅器と、抵
抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３、および差動アンプ２７から
構成される電流バランス制御回路とが設けられている。
トカプラ２３、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、およびシャント
レギュレータＩＣ２４から構成される誤差増幅器と、抵
抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３、および差動アンプ２７から
構成される電流バランス制御回路とが設けられている。
【００１８】誤差増幅器は、２次側の出力電圧値に基づ
いてパワーＭＯＳＦＥＴ２１のスイッチング動作を帰還
制御するためのものであり、２次側の出力電圧値と所定
の基準電圧値との誤差分をＰＷＭ制御回路２２に出力す
る。このフィードバックループにより、パワーＭＯＳＦ
ＥＴ２１、トランス１６、ダイオード１７，１８、イン
ダクタ１９、およびコンデンサ２０から構成されるＤＣ
／ＤＣコンバータの動作が制御され、これによって所望
の値の直流出力電圧を安定して得ることができる。
いてパワーＭＯＳＦＥＴ２１のスイッチング動作を帰還
制御するためのものであり、２次側の出力電圧値と所定
の基準電圧値との誤差分をＰＷＭ制御回路２２に出力す
る。このフィードバックループにより、パワーＭＯＳＦ
ＥＴ２１、トランス１６、ダイオード１７，１８、イン
ダクタ１９、およびコンデンサ２０から構成されるＤＣ
／ＤＣコンバータの動作が制御され、これによって所望
の値の直流出力電圧を安定して得ることができる。
【００１９】電流バランス制御回路は、３台の電源モジ
ュール＃１，＃２，＃３間で出力電流値を均等にするた
めに設けられたものであり、電源モジュール＃１に設け
られた逆流防止用ダイオード２６のアノードの電圧と、
電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用
ダイオードのアノード電圧の平均値とを比較することに
よりその誤差分を検知し、それを増幅して出力する。電
流バランス制御回路で検出された誤差分はダイオード２
５を介して誤差増幅器に付加入力され、前述のフィード
バックループの制御に加えられる。これにより、電源モ
ジュール＃１に設けられた逆流防止用ダイオード２６の
アノードの電圧と、電源モジュール＃１、＃２，＃３そ
れぞれの逆流防止用ダイオードのアノード電圧の平均値
とが等しくなるように、パワーＭＯＳＦＥＴ２１のスイ
ッチング動作が制御される。
ュール＃１，＃２，＃３間で出力電流値を均等にするた
めに設けられたものであり、電源モジュール＃１に設け
られた逆流防止用ダイオード２６のアノードの電圧と、
電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用
ダイオードのアノード電圧の平均値とを比較することに
よりその誤差分を検知し、それを増幅して出力する。電
流バランス制御回路で検出された誤差分はダイオード２
５を介して誤差増幅器に付加入力され、前述のフィード
バックループの制御に加えられる。これにより、電源モ
ジュール＃１に設けられた逆流防止用ダイオード２６の
アノードの電圧と、電源モジュール＃１、＃２，＃３そ
れぞれの逆流防止用ダイオードのアノード電圧の平均値
とが等しくなるように、パワーＭＯＳＦＥＴ２１のスイ
ッチング動作が制御される。
【００２０】電源モジュール＃１に設けられた逆流防止
用ダイオード２６のアノードの電圧と、電源モジュール
＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダイオードのア
ノード電圧の平均値との間の誤差分の検出は、抵抗Ｒ１
１の両端に生じる電圧値を用いて検知される。すなわ
ち、電源モジュール＃１に設けられた逆流防止用ダイオ
ード２６のアノードの電圧は抵抗Ｒ１２を介して差動ア
ンプ２７の正入力端子に供給されると共に、抵抗Ｒ１１
を介して電流バランス制御用端子ＶＳにも供給される。
電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれの電流バラン
ス制御用端子ＶＳは相互接続されているので、電源モジ
ュール＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダイオー
ドのアノード電圧の平均値が基準電圧値として電流バラ
ンス制御用端子ＶＳ上に現れることになる。
用ダイオード２６のアノードの電圧と、電源モジュール
＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダイオードのア
ノード電圧の平均値との間の誤差分の検出は、抵抗Ｒ１
１の両端に生じる電圧値を用いて検知される。すなわ
ち、電源モジュール＃１に設けられた逆流防止用ダイオ
ード２６のアノードの電圧は抵抗Ｒ１２を介して差動ア
ンプ２７の正入力端子に供給されると共に、抵抗Ｒ１１
を介して電流バランス制御用端子ＶＳにも供給される。
電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれの電流バラン
ス制御用端子ＶＳは相互接続されているので、電源モジ
ュール＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダイオー
ドのアノード電圧の平均値が基準電圧値として電流バラ
ンス制御用端子ＶＳ上に現れることになる。
【００２１】電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれ
の逆流防止用ダイオードには同一の電圧−電流特性を持
つＰＮ接合ダイオードが用いられている。このため、電
源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダ
イオードのアノード電圧値を等しく設定することによ
り、結果として電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞ
れの出力電流値を等しく設定することができる。よっ
て、電源モジュール＃１，＃２，＃３それぞれの電流バ
ランス制御により、電源モジュール＃１，＃２，＃３の
並列運転を制御することが可能となる。
の逆流防止用ダイオードには同一の電圧−電流特性を持
つＰＮ接合ダイオードが用いられている。このため、電
源モジュール＃１、＃２，＃３それぞれの逆流防止用ダ
イオードのアノード電圧値を等しく設定することによ
り、結果として電源モジュール＃１、＃２，＃３それぞ
れの出力電流値を等しく設定することができる。よっ
て、電源モジュール＃１，＃２，＃３それぞれの電流バ
ランス制御により、電源モジュール＃１，＃２，＃３の
並列運転を制御することが可能となる。
【００２２】以上のように、図１の電源装置によれば、
各電源モジュールの出力端に設けられる逆流防止用イン
ピーダンス素子を用いて電流バランス制御を実現するこ
とにより、電流モニタ専用のトランスなどを設けること
なく簡単な構成にて電流バランス制御と稼働中交換機能
の双方を実現することが可能となる。
各電源モジュールの出力端に設けられる逆流防止用イン
ピーダンス素子を用いて電流バランス制御を実現するこ
とにより、電流モニタ専用のトランスなどを設けること
なく簡単な構成にて電流バランス制御と稼働中交換機能
の双方を実現することが可能となる。
【００２３】なお、図１においては、単一の電流バラン
ス制御用端子ＶＳを用いる場合について説明したが、出
力用と入力用の２つの電流バランス制御用端子を電源モ
ジュール＃１、＃２，＃３それぞれに設けてもよい。こ
の場合の回路例を図２に示す。
ス制御用端子ＶＳを用いる場合について説明したが、出
力用と入力用の２つの電流バランス制御用端子を電源モ
ジュール＃１、＃２，＃３それぞれに設けてもよい。こ
の場合の回路例を図２に示す。
【００２４】図２においては、各電源モジュール毎に、
電流バランス制御出力端子ＶＳＯＵＴおよび電流バラン
ス制御入力端子ＶＳＩＮが設けられており、逆流防止用
ダイオード２６のアノードは抵抗Ｒ２０を介して電流バ
ランス制御出力端子ＶＳＯＵＴに接続される。電源モジ
ュール＃１、＃２，＃３それぞれの電流バランス制御用
端子ＶＳＯＵＴは相互接続され、また各電源モジュール
の電流バランス制御入力端子ＶＳＩＮは、電流バランス
制御出力端子ＶＳＯＵＴの共通接続線に接続されてい
る。
電流バランス制御出力端子ＶＳＯＵＴおよび電流バラン
ス制御入力端子ＶＳＩＮが設けられており、逆流防止用
ダイオード２６のアノードは抵抗Ｒ２０を介して電流バ
ランス制御出力端子ＶＳＯＵＴに接続される。電源モジ
ュール＃１、＃２，＃３それぞれの電流バランス制御用
端子ＶＳＯＵＴは相互接続され、また各電源モジュール
の電流バランス制御入力端子ＶＳＩＮは、電流バランス
制御出力端子ＶＳＯＵＴの共通接続線に接続されてい
る。
【００２５】この構成においては、電流バランス制御入
力端子ＶＳＩＮ上に電源モジュール＃１、＃２，＃３そ
れぞれの逆流防止用ダイオードのアノード電圧の平均値
が現れる。したがって、電流バランス制御入力端子ＶＳ
ＩＮ上の電圧と逆流防止用ダイオード２６のアノード電
圧とを差動アンプ２７で比較することにより、その誤差
分を検出することができる。
力端子ＶＳＩＮ上に電源モジュール＃１、＃２，＃３そ
れぞれの逆流防止用ダイオードのアノード電圧の平均値
が現れる。したがって、電流バランス制御入力端子ＶＳ
ＩＮ上の電圧と逆流防止用ダイオード２６のアノード電
圧とを差動アンプ２７で比較することにより、その誤差
分を検出することができる。
【００２６】図３には、この発明の第２実施形態に係る
電源装置が示されている。この電源装置は図１の電源装
置に比し、電源出力端側に設けられる逆流防止素子の構
成だけが異なっており、他の構成は全て図１と同じであ
る。
電源装置が示されている。この電源装置は図１の電源装
置に比し、電源出力端側に設けられる逆流防止素子の構
成だけが異なっており、他の構成は全て図１と同じであ
る。
【００２７】すなわち、第２実施形態の電源装置におい
ては、図示のように、逆流防止素子用のインピーダンス
素子として、互いに同一特性のパワーＭＯＳＦＥＴ１０
１が電源モジュール＃１，＃２，＃３にそれぞれ設けら
れている。各パワーＭＯＳＦＥＴ１０１のソース・ドレ
イン間の電流パスは電源出力端子＋Ｖの入力段に挿入さ
れており、そのオン／オフはゲート制御回路１０２によ
って制御される。
ては、図示のように、逆流防止素子用のインピーダンス
素子として、互いに同一特性のパワーＭＯＳＦＥＴ１０
１が電源モジュール＃１，＃２，＃３にそれぞれ設けら
れている。各パワーＭＯＳＦＥＴ１０１のソース・ドレ
イン間の電流パスは電源出力端子＋Ｖの入力段に挿入さ
れており、そのオン／オフはゲート制御回路１０２によ
って制御される。
【００２８】ゲート制御回路１０２は、出力平滑用フィ
ルタ回路の出力からパワーＭＯＳＦＥＴ１０１のゲート
電圧を生成するものであり、電源モジュールが稼働状態
の時、つまり出力平滑用フィルタ回路の出力がある一定
の電圧値以上の時に、パワーＭＯＳＦＥＴ１０１をオン
させ、電源モジュールが動作停止状態の時、つまり出力
平滑用フィルタ回路の出力がある一定の電圧値よりも低
くなったときにパワーＭＯＳＦＥＴ１０１をオフさせ
る。
ルタ回路の出力からパワーＭＯＳＦＥＴ１０１のゲート
電圧を生成するものであり、電源モジュールが稼働状態
の時、つまり出力平滑用フィルタ回路の出力がある一定
の電圧値以上の時に、パワーＭＯＳＦＥＴ１０１をオン
させ、電源モジュールが動作停止状態の時、つまり出力
平滑用フィルタ回路の出力がある一定の電圧値よりも低
くなったときにパワーＭＯＳＦＥＴ１０１をオフさせ
る。
【００２９】したがって、電源モジュール＃１を動作停
止させると、オフ状態のパワーＭＯＳＦＥＴ１０１によ
って電源モジュール＃１を他の電源モジュールから電気
的に分離することができる。よって、電源モジュール＃
１を動作停止させた状態でその着脱を行うことにより、
他のモジュールによる負荷への電源供給を維持しながら
電源モジュール＃１の着脱が可能となる。
止させると、オフ状態のパワーＭＯＳＦＥＴ１０１によ
って電源モジュール＃１を他の電源モジュールから電気
的に分離することができる。よって、電源モジュール＃
１を動作停止させた状態でその着脱を行うことにより、
他のモジュールによる負荷への電源供給を維持しながら
電源モジュール＃１の着脱が可能となる。
【００３０】電源モジュール＃１の稼働中は、パワーＭ
ＯＳＦＥＴ１０１はオン状態に維持される。従って、各
電源モジュールの電流バランス制御回路により、パワー
ＭＯＳＦＥＴ１０１の入力段の電圧値が電源モジュール
間で互いに等しくなるように制御することにより、図１
と同様にして電流バランス制御を実現できる。
ＯＳＦＥＴ１０１はオン状態に維持される。従って、各
電源モジュールの電流バランス制御回路により、パワー
ＭＯＳＦＥＴ１０１の入力段の電圧値が電源モジュール
間で互いに等しくなるように制御することにより、図１
と同様にして電流バランス制御を実現できる。
【００３１】なお、パワーＭＯＳＦＥＴの場合は温度上
昇に伴ってそのオン抵抗が増加するというインピーダン
ス特性を有しているので、図１のようにダイオード２６
を用いた場合よりも、温度変動による電圧変化の度合い
が小さくなり、より精度の高い電流バランス制御を行う
ことができる。
昇に伴ってそのオン抵抗が増加するというインピーダン
ス特性を有しているので、図１のようにダイオード２６
を用いた場合よりも、温度変動による電圧変化の度合い
が小さくなり、より精度の高い電流バランス制御を行う
ことができる。
【００３２】なお、図３の構成においても、図１の場合
と同様に、各電源モジュール毎に、電流バランス制御出
力端子ＶＳＯＵＴおよび電流バランス制御入力端子ＶＳ
ＩＮを設ける構成を適用することができる。この構成は
図４に示す通りである。
と同様に、各電源モジュール毎に、電流バランス制御出
力端子ＶＳＯＵＴおよび電流バランス制御入力端子ＶＳ
ＩＮを設ける構成を適用することができる。この構成は
図４に示す通りである。
【００３３】図５には、本発明の第３実施形態に係る電
源装置が示されている。この電源装置は、図１に示した
第１実施形態の各電源モジュールの１次側を共通化して
電源装置本体に内蔵する構成であり、電源装置本体に内
蔵されたトランス１６の２次側には、３つの２次側コイ
ル１６１，１６２，１６３を介して電源モジュール＃
１，＃２，＃３がそれぞれ接続される。これら２次側コ
イル１６１，１６２，１６３は電源モジュール＃１，＃
２，＃３それぞれの中、および電源装置本体内のどちら
に設けてもよい。
源装置が示されている。この電源装置は、図１に示した
第１実施形態の各電源モジュールの１次側を共通化して
電源装置本体に内蔵する構成であり、電源装置本体に内
蔵されたトランス１６の２次側には、３つの２次側コイ
ル１６１，１６２，１６３を介して電源モジュール＃
１，＃２，＃３がそれぞれ接続される。これら２次側コ
イル１６１，１６２，１６３は電源モジュール＃１，＃
２，＃３それぞれの中、および電源装置本体内のどちら
に設けてもよい。
【００３４】また、第１および第２実施形態においては
スイッチング素子として用いられているパワーＭＯＳＦ
ＥＴは１次側に設けられていたが、本第３実施形態で
は、各電源モジュール毎にその出力制御を行えるように
するために、パワーＭＯＳＦＥＴ２０１が２次側に移さ
れている。パワーＭＯＳＦＥＴ２０１を図示のように２
次側に設けることにより、出力整流回路として機能する
ダイオード１７，１８のうち、ダイオード１７について
は省略することができる。
スイッチング素子として用いられているパワーＭＯＳＦ
ＥＴは１次側に設けられていたが、本第３実施形態で
は、各電源モジュール毎にその出力制御を行えるように
するために、パワーＭＯＳＦＥＴ２０１が２次側に移さ
れている。パワーＭＯＳＦＥＴ２０１を図示のように２
次側に設けることにより、出力整流回路として機能する
ダイオード１７，１８のうち、ダイオード１７について
は省略することができる。
【００３５】各電源モジュールにおける電流バランス制
御のための回路構成は図１と全く同じである。本第３実
施形態によれば、１次側回路を共通化することで、第１
および第２実施形態に比し、電源装置全体の回路規模を
縮小することが可能となる。
御のための回路構成は図１と全く同じである。本第３実
施形態によれば、１次側回路を共通化することで、第１
および第２実施形態に比し、電源装置全体の回路規模を
縮小することが可能となる。
【００３６】なお、第３実施形態においても、第１およ
び第２実施形態と同様に、各電源モジュール毎に、電流
バランス制御出力端子ＶＳＯＵＴおよび電流バランス制
御入力端子ＶＳＩＮを設ける構成を適用することもでき
る。
び第２実施形態と同様に、各電源モジュール毎に、電流
バランス制御出力端子ＶＳＯＵＴおよび電流バランス制
御入力端子ＶＳＩＮを設ける構成を適用することもでき
る。
【００３７】図６には、本発明の第４実施形態に係る電
源装置が示されている。この電源装置は図５の電源装置
に比し、電源出力端側に設けられる逆流防止素子の構成
だけが異なっており、他の構成は全て図５と同じであ
る。
源装置が示されている。この電源装置は図５の電源装置
に比し、電源出力端側に設けられる逆流防止素子の構成
だけが異なっており、他の構成は全て図５と同じであ
る。
【００３８】すなわち、本第４実施形態の電源装置にお
いては、図示のように、逆流防止素子用のインピーダン
ス素子として、互いに同一特性のパワーＭＯＳＦＥＴ１
０１が電源モジュール＃１，＃２，＃３にそれぞれ設け
られている。各パワーＭＯＳＦＥＴ１０１のソース・ド
レイン間の電流パスは電源出力端子＋Ｖの入力段に挿入
されており、そのオン／オフはゲート制御回路１０２に
よって制御される。
いては、図示のように、逆流防止素子用のインピーダン
ス素子として、互いに同一特性のパワーＭＯＳＦＥＴ１
０１が電源モジュール＃１，＃２，＃３にそれぞれ設け
られている。各パワーＭＯＳＦＥＴ１０１のソース・ド
レイン間の電流パスは電源出力端子＋Ｖの入力段に挿入
されており、そのオン／オフはゲート制御回路１０２に
よって制御される。
【００３９】以上説明した実施形態においては、どれも
逆流防止用インピーダンス素子を電源モジュール内に設
けたが、逆流防止用インピーダンス素子は電源モジュー
ルの外部に設けることも可能である。
逆流防止用インピーダンス素子を電源モジュール内に設
けたが、逆流防止用インピーダンス素子は電源モジュー
ルの外部に設けることも可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各電源モジュールの出力端に設けられる逆流防止用イン
ピーダンス素子を用いて電流バランス制御を実現するこ
とにより、電流モニタ専用のトランスなどを設けること
なく、簡単な構成にて電流バランス制御と稼働中交換機
能の双方を実現することが可能となる。
各電源モジュールの出力端に設けられる逆流防止用イン
ピーダンス素子を用いて電流バランス制御を実現するこ
とにより、電流モニタ専用のトランスなどを設けること
なく、簡単な構成にて電流バランス制御と稼働中交換機
能の双方を実現することが可能となる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る電源装置の構成を
示す回路図。
示す回路図。
【図２】同第１実施形態の電源装置を構成する電源モジ
ュール間の他の接続例を示す図。
ュール間の他の接続例を示す図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電源装置の構成を
示す回路図。
示す回路図。
【図４】同第２実施形態の電源装置を構成する電源モジ
ュール間の他の接続例を示す図。
ュール間の他の接続例を示す図。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電源装置の構成を
示す回路図。
示す回路図。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電源装置の構成を
示す回路図。
示す回路図。
１１，１２，１３，１４…入力整流用ダイオード １５…入力平滑コンデンサ １６…トランス １７，１８…出力整流用ダイオード １９…出力平滑用インダクタ（チョークコイル） ２０…出力平滑コンデンサ ２１…パワーＭＯＳＦＥＴ ２２…ＰＷＭ制御回路 ２３…フォトカプラ ２４…シャントレギュレータＩＣ ２６…逆流防止ダイオード ２７…差動アンプ １０１…逆流防止用パワーＭＯＳＦＥＴ １０２…ゲート制御回路 １６１，１６２，１６３…２次側コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 3/38 Ｈ０２Ｊ 3/38 Ｎ
Claims (10)
- 【請求項１】 並列接続された複数の電源モジュールを
有し、それら電源モジュールの並列出力によって負荷を
駆動する電源装置において、 前記各電源モジュールは、 電源出力端子と、 この電源出力端子に設けられた逆流防止素子と、 前記複数の電源モジュールそれぞれの出力電流が均等に
なるように、対応する電源モジュールを制御する電流バ
ランス制御回路とを具備し、 この電流バランス制御回路は、 前記複数の電源モジュールの逆流防止素子の入力端電圧
値の平均値と、対応する電源モジュールの逆流防止素子
の入力端電圧値とを比較し、その差分信号に基づいて対
応する電源モジュールの出力電流を制御することを特徴
とする電源装置。 - 【請求項２】 前記逆流防止素子は、アノードが前記Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの出力に接続され、カソードが前記
電源出力端子に接続されたダイオードを含むことを特徴
とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項３】 前記逆流防止素子はトランジスタを含
み、このトランジスタの電流通路は前記ＤＣ−ＤＣコン
バータの出力と前記電源出力端子との間に接続され、そ
のトランジスタの制御端子にはそのトランジスタをオン
／オフ制御するためのスイッチ制御信号が供給されてい
ることを特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項４】 前記トランジスタは、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔであることを特徴とする請求項３記載の電源装置。 - 【請求項５】 前記各電源モジュールは、前記電源装置
本体に取り外し自在に装着できるように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項６】 並列接続された複数の電源モジュールを
有し、それら電源モジュールからの並列出力によって負
荷を駆動する電源装置において、 前記各電源モジュールは、 電源出力端子と、 スイッチング素子を含むＤＣ−ＤＣコンバータと、 前記ＤＣ−ＤＣコンバータと電源出力端子との間に接続
され、前記電源出力端子からの電流の逆流を防止する逆
流防止素子と、 前記複数の電源モジュールそれぞれの出力電流が均等に
なるように前記スイッチング素子を制御する電流バラン
ス制御回路と、 前記逆流防止素子の入力端の電圧値を他の電源モジュー
ルに出力するための電圧取り出し端子とを具備し、 前記複数の電源モジュールそれぞれの電圧取り出し端子
は共通接続されており、前記各電源モジュールの電流バ
ランス制御回路は、 前記共通接続された電圧取り出し端子の電圧値が基準電
圧として入力され、その基準電圧と前記逆流防止素子の
入力端の電圧値とを比較し、その差分信号を出力する比
較回路を具備し、この比較回路からの差分信号に基づい
て前記スイッチング素子を制御することを特徴とする電
源装置。 - 【請求項７】 前記逆流防止素子は、アノードが前記Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの出力に接続され、カソードが前記
電源出力端子に接続されたダイオードを含むことを特徴
とする請求項６記載の電源装置。 - 【請求項８】 前記逆流防止素子はトランジスタを含
み、このトランジスタの電流通路は前記ＤＣ−ＤＣコン
バータの出力と前記電源出力端子との間に接続され、そ
のトランジスタの制御端子にはそのトランジスタをオン
／オフ制御するためのスイッチ制御信号が供給されてい
ることを特徴とする請求項６記載の電源装置。 - 【請求項９】 前記トランジスタは、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔであることを特徴とする請求項６記載の電源装置。 - 【請求項１０】 並列接続された複数の電源モジュール
を有しそれら電源モジュールからの並列出力によって負
荷を駆動する電源装置において使用され、前記複数の電
源モジュールの並列運転を制御する並列運転制御回路で
あって、 前記複数の電源モジュールの電源出力端子にそれぞれ設
けられた複数の逆流防止素子と、 前記複数の電源モジュールそれぞれの出力電流が均等に
なるように前記各電源モジュールを制御する電流バラン
ス制御回路とを具備し、 この電流バランス制御回路は、 前記複数の電源モジュールの逆流防止素子の入力端電圧
値の平均値と、各電源モジュールの逆流防止素子の入力
端電圧値とを比較し、その差分信号に基づいて各電源モ
ジュールの出力電流を制御することを特徴とする並列運
転制御回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219443A JPH1169814A (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 電源装置およびその並列運転制御回路 |
| US09/105,169 US6014322A (en) | 1997-08-14 | 1998-06-26 | Power supply unit, parallel operation control circuit applied thereto, and parallel operation control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219443A JPH1169814A (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 電源装置およびその並列運転制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1169814A true JPH1169814A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16735499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9219443A Pending JPH1169814A (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 電源装置およびその並列運転制御回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6014322A (ja) |
| JP (1) | JPH1169814A (ja) |
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