JPS60102818A - 故障判別方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａｌ　発明の技術分野 本発明は、電子機器に並列運転を行う複数の電源ユニッ
ト群から、電源を供給する電源装置の故障判別方式に関
する。

（ｂｌ　技術の背景 従来、電子機器に供給する電源は、電子機器の機能増加
に伴い消費電力が増加し、大電力の電源を供給する電源
装置が必要となり、その電源装置の供給回路として電源
変成器その他周辺の電子部品が小型化され、電源電圧の
昇降制御が容易である高周波スイッチング型電源回路方
式が広く実用化されている。この高周波スイッチング型
電源回路方式は、商用電源を変圧器で変圧し、電源整流
平滑回路により直流電源とし、この直流電源を制御回路
の制御によりスイッチング素子のゲートをオン／オフし
３直流電源を断続して高周波矩形波電圧に変換するスイ
ッチング回路と、このスイッチング回路からの高周波矩
形波電圧を変成器で変成し、整流平滑回路により直流に
変換して直流出力を得る方式である。このような高周波
スイッチング型電源回路を一構成として一電源ユニ、ト
とし、この電源ユニットを複数台並列に運転して負荷に
大電力を供給するものである。

通常、電子機器は２１′導体欽積回ｉ（Ｋ　、大規模半
導体並積回路等を使用している関係上、大電力を供給す
る電源装置の電源電圧は５ポルト程度の低電圧電源で、
数百〜数千アンペアの入電流を供給している。その為、
１合力たり数自アンペア程度の電源容量を持った電源ユ
ニットを、複数台並列運転して電子機器の電源供給源と
している。

（Ｃ１従来技術と問題点 従来の、この種の電源装置の回路構成について以下説明
する。第１図は負イｉ；Ｉに供給する複数の電源ユニッ
ト群より成る電源装置の並列運転時の結線図を示す。Ｕ
ｌ−Ｕｎは並列運転される電源ユニット看１′であり、
各々の？ｌｉ　？）４：　：：を二ソｌ−１１１−１口
は（固々に交流電力を受電し、交流電力を直θ；Ｌ電源
に変換し、出力された直流電源をまとめて負？ｉｉｊ　
ＩＪｉ’ｌ　２に供給している。並列運転を行う電源ｍ
１．ニット２１１″ＵＩＩｎの電源制御は、電源制御装
置３により集、中制御され、電源制御装置３のオン／オ
フ制？ａｌｌ信号により電源投入遮断等が制御される。

並列運転を行う電源ユニット群［１−−Ｌｌｎの個々の
電源ユニットは共に同一回路構成からなり、そのうちの
一台の電源ユニットについて代表して説明　−する。第
２図は電源ユニソＩ−Ｕｌの回路構成ブロック図を示す
。全図を通し、同一対象物は同一符号で示す。４はパル
ス幅制御回路を示し７パルス幅制御回路４はスイッチン
グ素子５ａ、　５ｂのオン／オフのスイッチングパルス
幅を制御する。−次電源（１１１１８より交流電源を受
電し、整流回路６を経て整流された直流をスイッチング
素子５ａ、　５ｂでオン／オフして直流の断続波を得る
。次に、変圧器７を通して直流の断続波を二次側に伝達
し、整流回路を経て負荷側すに直流電源を供給する。

この電源ユニットＵ１には、電源ユニットの警報保護等
の保護回路が設けられている。過電流検出回路８は変圧
器７の一次側に流れる電流を検出する検知器８ａを持ち
、−次側の電流が過電流になった場合にパルス幅制御回
路４に過電流信号を送出し、電源ユニソ）０１を保護す
る保護回路の役目を果たす。出力電圧検出回路９は負荷
側すの出力電圧を検出し、パルス’Ｉ’ｉ１５制御回路
４に電圧信号を送出し、パルス幅制御回路４の制御によ
りスイッチング素子５ａ、　５ｂのオン／オフのパルス
幅を制御し。

出力電圧を安定化する定電圧回路の役目を果たす。

出力低電圧検出回路１０は負荷側ｂ　’：：ｉの電圧が
異常に低下した場合、電源制御装置３に異常信号を送出
し、電源ユニットυｌの重湯１を遮１祈さゼる警報回路
である。

第５図は、正常に運転され”ζいる並列運転時における
出力電圧／電流特性図をボす。複数の電源ユニットが仮
に３台あるとし、各々の電源ユニソ１−を１１．１１２
．０３とする。並列連１１υ、の電源ユニット旧、　０
２．０３の出力電圧間には各々多ルの差がある為、出力
電圧の訪い方より図面−１１１１，０２，１１３のｌｌ
！ｑ序に並べて説明する。出力電圧Ｃ点と出力電流１点
の交わったｐ点と０点を結ふｌ１１１線を負ｔＩ線と呼
び、負荷線は負荷の特性によりｌＱ’を斜角度は変化す
るが１図面」二では出力型θ１ｔｉ点だ番１必要とする
負荷に対し、電源ユニノ１−０１．　ｕ２．　ｌ１３の
３台で供給している場合を示す。出力電流１の電流容量
分に対し３台の電源ユニットで並列運転を行い、電源ユ
ニ７　トＵｌ、　０２．　ｌ１３３台それぞれの分担電
流を示し、約１台強分の供給電流余力を有している。

次に、若し１発生した何等かの異常により並列運転され
ている電源ユニット３台中の１台が故障した場合、仮に
、電源ユニソ）［１が故障したものとする。第６図は電
源ユニットＵ１が故障した場合の出力電圧／電流特性図
を示し、この出力電圧／電流特性図において、電源ユニ
ソｌ−１２と０３は正常に動作し出力電流が流れている
ので、この状態を１ｏｕｔ＝　１とずれば、電源ユ、：
ｌ−ソトＵ１は故障したため、　Ｉｏｕｔ＝　Ｑ・とな
るが、電源ユニットＵｌ、　０２．０３は並列運転され
ている為、負荷側すの出力電圧端子には、電源ユニノ）
０２．０３より正規の電圧が印加されているので、並列
運転されている電源ユニットの何れの電源ユニソ１−の
出力低電圧検出回路１０も作動せず、電源ユニソ）０１
が故障しているのが判別出来ない。また、この故障した
電源ユニット［１を判別する為には、並列運転されてい
る電源ユニットなので、１台毎に負荷回路から切り離し
て故障している電源ユニソ１−を探ずことになり。

故障電源ユニットの故１ｉ市判別に多くの時間を費やす
欠点を有していた。

（ｄｌ　発明の目的 本発明は、この従来の故＋＋＜；　シた電源ユニットの
故障判別に多くの１１１間を費やしでいる欠点をＩ！Ｉ
’＋’決することを目的としている。

（８１発明の構成 上記目的は、電ｊ′−機器に並列運転を行って電源を供
給する複数の７ｕ源ユニット４１１１と、前記複数の電
源ユニソｌ−２１１’を制御する７１ｉ銑制御ａ１１装
置を具備した電源装置において、　＋’＋ｉｉ記複数の
電源ユニノ（・群各々に前記電源制御装置からのイ１１
υにより出力電圧を上昇さ・ける制御回路と、　１ｉｉ
ｉ記複数の電源ユニソ１−個々の二次側の出力回路に流
れるリップル電流又は出力電流を検出する電流検出回路
を設け。

前記電源制御装置から出力電圧を上昇さ一ヒる信号を各
々の前記制御回路に送出した１、＋ｉに、該当する前記
電流検出回路が？ｔｉ流を検出しない電源ユニノ１へを
異常であると判１１ｉするよう構成し］こ本発明によっ
て達成される。

即ち、並列運転されている電源ユニット群の何れかの電
源ユニットが故障した場合に、並列運転されている個々
の電源ユニット毎に出力電圧を上昇させる信号を制御回
路に送出し、電流検出回路からの電流上昇の有無を検出
することで、どの電源ユニットが故障しているかが容易
に判別できるものであり、並列運転されている電源ユニ
ット群の何れかの電源ユニットが故障していても、並列
運転している電源ユニット群各々の電源ユニットを１台
毎に負荷回路から切り離す必要も無く、故障電源ユニッ
トの検出が容易となり、障害調査する時間が大幅に短縮
できる故障判別方式を提供するものである。

（［１発明の実施例 以下本発明の一実施例について説明する。第３図は本発
明による１台の電源ユニットの回路構成ブロック図を示
す。ＰＳ［１１ば電源ユニット、１１は整流平滑用チョ
ークコイル、１１ａは整流平滑用チョークコイルの一次
側巻線１１ｂは整流平滑用チョークコイルの二次側を線
、１２は電流検出回路。

１３ば電源制御装置、■４はパルス幅制御回路を示す。

整流平滑用チョ−クコイル１１の一次側巻線１１１には
リップル電流を含んだ出力ｆｌｉ流が流れ、二次側巻線
１１ｂに誘起電圧が発生し、この誘起電圧を５５ｙ流平
ｌｈシて電流検出回路Ｉ２に人力する。電流検出回路１
２は入力される電流を検出し、電流の有；ｊｊｊｊ検出
信号を電源制御装置１３へ送出する。電源制御装置１３
には出力電圧を上貨させるｌｂの指示信号（以下ＭＡＲ
ＧＩＮ信号と略称する）をパルス幅制御回路１４に送出
する機能を持ち、パルス幅：１．す御回１俗１４は電源
制御装置１３からのＭＡＲＧＩＮ信トシにＪ、す、スイ
ノナング素子５ａ、　５ｂのオン／オフするパルス幅を
変え“て出力電圧を上昇させる。

第５図で示した正常時の出力電圧／電流特性図の各々の
電源ユニットをｌ’ｔｌｓ１．１）Ｓ１１２．’　Ｉ’
ｓυ３とずれば、電源ユニ７１１’ＳＵ１．　ＰＳＵ２
はＩｏｕＬ−１、電源ユニットＰＳＵ３は１ｏｕｔ−０
となっＣいる時に２電源制御装置１３より電源ユニット
Ｉ’ＳＵ３のパルス幅側ｆａｌ１回路１４ニＭＡＩＩＧ
ＩＮ信号を送出し、電ｍ’！：：’−ニットＰＳＩＪ３
０．）出力電圧を上昇させると、第８図の出力電圧／電
流特性図で示すように、　ＰＳＵ３とＰＳＵ２が入れ替
わり。

電嗅ユニットＰＳＵ３の出力電流が流れて整流平滑用チ
ョークコイル１１の一次側巻線１１ａのリップル電流が
増加し、二次側Ｓ線１１ｂの誘起電圧をこの電流検出回
路１２で検出し、電流検出信号を電源制御装置１３に送
出し、電源ユニソ）、ＰＳＵ３が１ｏｕｔ＝１となり、
電源ユニットＰＳＬ１３ば正常であることが判断される
。若し、電源ユニソ１〜ＰＳＵＩが発生した何等かの異
常により故障した場合ば、電源ユニソ＋−ｐｓυ２とＰ
ＳＵ３はＩｏｕｔ＝ｌ　、　ＰＳＵＩはＩｏｕｔ＝Ｏと
なり、第６図に示すような出力電圧／電流特性図となる
。

電源ユニットＰＳ［１１のパルス幅制御回路１４に電源
制御装置１３よりＭＡＩ？ＧＩＮ信号を送出して電源ユ
ニソＩ−１’ＳＵ１の出力電圧を上昇させるよう働きか
けるが。

電源ユニノ）　ＰＳＵＩが故障のため、電源ユニノ１−
ＰＳｕ１の出力電流が流れず、整流平泪・用チョークコ
イル１１の二次側巻線１１１］に電圧が誘起しないため
。

電流検出回路１２は電流を検出せず、　、Ｉｏｕｔ−０
のままで、第７図に示すような出力電圧／電流特性図と
なり、電源ユニノｌ−１１５旧か故１；Ｉ７であること
が判る。以」二のようにパルス幅制御回路１４に電源制
御装置１３よりＭＡＲＧＩＮ信号を送出し゛０電６；ε
検出回路１２からの電流検出信号が、　１ｏｕＬ”ｌか
１ｏｕＬ＝ｏかにより、電源ユニットが故１ｔ、、ｒで
あるか、正常であるかが容易に判別できる。

第４図は本発明による他の−・実施例の電源ユニットの
回路構成プロ“ツク図をボず。１５は電流検知回路を示
し、電流検知１αｆａｔｓ　ｌ　５　＆；ｌ：出力（１
１１１ｂより整流平’／？回路側に流れる負の出力電流
を検知する回路である。電源制御装置Ｆ＋：　１３より
旧１１０ＩＮ信号をパルス幅制御回路１４に送出し出力
電流が流れるので、電流検知回路１５の検知電流を電流
検出回路１２で検出し＋　？ｌｌ’ｌＪｆ検出回路１２
より電源制御装置在１３に電流検出信号を送出する。第
４図におりる各電源コーニノトが正常な場合や、何れか
の７１　＃＋ｊユニットが故１・はした場合の故１９４
１刊別機能は、第３図での整流Ｑ’　ｌｆ’ｆ用チョー
クコイル１１に流れろリップル電流を検出する代わりに
、第４図の電流検知１１１１路１５で出力電流を検知す
るもので、他のｆｉｌ　ｆｉピＬ、１同一であるので詳
細説明は省略する。

（３）発明の詳細 な説明したように、本発明による電源制御装置からの信
号により出力電圧を上界させる制御回路と、二次側の出
力回路に流れるリップル電流又は出力電流を検出する電
流検出回路を、複数の電源ユニット群各々に設＆Ｊるこ
とにより、どの電源ユニットが故障しているかが容易に
判別できるものであり、並列運転されている電源ユニッ
ト群の何れかの電源ユニソ１−が故障していても、並列
運転している電源ユニット群各々の電源ユニノ１−を１
台毎に負荷回路から切り離す必要も無く、故障電源ユニ
ットの検出が容易となり、障害調査する時間が大幅に短
縮できるすｊ果が有る。

【図面の簡単な説明】

第１図は電源装置の複数の電源ユニット群を並列運転す
る時の結線図、第２図は従来の電源ユニットの回路構成
ブロック図、第３図と第４図は本発明による電源ユニッ
トの回路構成プロ／り図。 第５図、第６図、第７図、第８図は電源ユニノ１−の各
条件による出力電圧／電’ｂ’＋ｔ　’Ｆ’　（’１図
をボす。 図面において、　ＰＳＵｌ−ＰＳＵｎは並列運転のＴ’
Ｊ坐ミスミユニ／１ＩＬ　２ば負イ’ｔ：ｊ　１ｌｌｉ
　、　！ｉ　＋１　、５１＋はスイソナング素子、６ば
整流回路、７は変成器、ε；は過電６１コ検出回路、　
８ａは検知器、９は出力市川〕検出回路、１０ば出力低
電圧検出回路、１１は°；とｌメｔ　１１／ｌｔ’＋用
チリ−クコイル、１１ａは一伏側を線、ｌｌＩ＋は二次
側巻線５１２は電流検出回路、１３は？ｌｉ源制御装置
、１４はパルス幅制御回路、１５は電流検知回路をそれ
ぞれノｊりす。 茶　１　町。 泰　３　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子機器に並列運転を行つ°Ｃ電ｔ６１を供給する複数
   の電源ユニット群と、前記複数の電源ユニ・ノド群を制
   御する電源制御装置を具Ｏ１２シた電源装置において、
   前記複数の電源ユニ・ノド群各々に前記電源制御装置か
   らの信号により出力電圧を上昇させる制御回路と、前記
   複数の電源二り二・ノド個々の二次側の出力回路に流れ
   るり・ノプル電流又は出力電流を検出する電流検出回路
   を設レノ、前記電源制御装置から出力電圧を上胃させる
   信号を各々の前記制御回路に送出した時に、該λＹ１→
   −る１）１１記電流検出回路が電流を検出しない電踪コ
   ー＝−７１・を異當であると４’ｌ　ｕＩするよう構成
   したことを４！ｌ徴とする故障判別方式。