JPS6341314B2

JPS6341314B2 -

Info

Publication number: JPS6341314B2
Application number: JP56025290A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tanaka; Motoyuki Matsunaga
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-02-23
Filing date: 1981-02-23
Publication date: 1988-08-16
Also published as: JPS57138872A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、並列冗長発振装置に関するものであ
る。

例えば電子計算機、通信機器等の無停電電源と
して使用されるインバータ装置においては、電源
システムとしての信頼性を向上させる目的で複数
台のインバータを並列接続して運転するのが一般
的である。しかし、この場合インバータの並例運
転システムの出力周波数の基準となる発振器は各
インバータに対して共通に設けてあり、この共通
発振器の信頼度がシステムの信頼度を決定する。
そこで従来より共通発振器の信頼度を向上させる
目的で、複数台の発振器を用意して任意の一台が
故障しても他の正常な発振器により、周波数の基
準信号を与えることのできるような、所謂並列冗
長発振装置が用いられている。

第１図は従来における並列冗長発振装置の一例
である。同図において、発振回路１Ａ，２Ａから
構成され、この発振回路１Ａ，２Ａの出力を共通
に結んだ信号線（以下コモンバスと称する）より
並列運転される各インバータ１，２に周波数基準
のパルスが与えられている。発振回路１Ａ，２Ａ
は、各回路同じ構成なので発振回路１Ａを代表し
て説明すると、１１は発振回路１Ａの出力する周
波数基準のパルスを決定する発振器、１２は発振
器１１の出す基準パルス１０イを１、２…とカウ
ントし、Ｎ番目のパルスで分周出力が“１”から
“０”に変化し、2N番目のパルスでリセツトされ
ると共に分周出力が“０”から“１”へ変化する
一方、アンド回路１５の出力１０ヘを外部リセツ
ト指令としてリセツトされることにより前記と同
様に分周出力が“０”から“１”へ変化する外部
リセツト付の分周器である。また１３，１４は入
力が入る（入力が“０”から“１”へ変化する）
毎に一定幅の出力パルスを発生する単安定マルチ
バイブレータ、１６は単安定マルチバイブレータ
１３の発生するパルス１０ハを発振回路１Ａの出
力端を共通に結んだコモンバスに送り出すライン
ドライバ、１７はコモンバス上の信号パルス(イ)を
受けて単安定マルチバイブレータ１４へトリガパ
ルスを与えるラインレシーバである。

次に上記構成装置の動作を説明する。第２図は
第１図の実施例の各部に対応するタイムチヤート
である。同図のように、発振器１１の出力パルス
１０イが発振器２１の出力パルス２０イに対し、
T₂₁だけ位相が進んでいるとすれば、コモンバス
上に現われる信号(イ)は発振器１１を含む発振回路
１Ａによつて決定されており、発振回路２Ａは発
振回路１Ａによつて決定されるコモンバス上の信
号(イ)に従つて見掛け上同期して動作している。そ
の動作の詳細について説明すれば、まず分周器１
２は（１０ロの如く）発振器１１の出力パルスを
Ｎ個カウントして出力が“１”から“０”へ変化
し、2N個カウントして出力が“０”から“１”
へ変化するという所謂1/2Ｖの分周動作を行ない、
その分周出力１０ロは単安定マルチバイブレータ
１３へ与えられ、１０ハの如くパルス幅T₂₂のパ
ルスに変換されてラインドライバ１６を通してコ
モンバス(イ)に送られる。同時に、コモンバス上の
信号(イ)は１０ニの如くラインレシーバ１７を通し
て単安定マルチバイブレータ１４に与えられ、パ
ルス幅T₂₃のパルス１０ホされるが、このパルス
１０ホと単安定マルチバイブレータ１３の出力
との論理積をAND回路１５にとつているために、
AND回路１５の出力１０ヘには分周器１２に対
するリセツト指令は現われない。一方発振回路２
Ａの方は、コモンバス上の信号(イ)が１Ａと同様に
ラインレシーバ２７を通して単安定マルチバイブ
レータ２４に送られ、２０ホの如きパルスに変換
され、このパルス２０ホと単安定マルチバイブレ
ータ２３の出力との論理積をとることにより
AND回路２５の出力には２０ヘの如くコモンバ
ス上の信号(イ)と同期したパルスが現われ、このパ
ルス２０ヘにより分周器２２はリセツトされ２０
ロの如く分周動作時と同様に出力は“０”から
“１”に変化する。この分周器２２の出力２０ロ
は単安定マルチバイブレータ２３を通して１０ハ
と同様に２０ハの如くパルス幅T₂₂のパルスに変
換されて、更にラインレシーバ２６を通してコモ
ンバスに送られる。

次に、時刻t₂₁で発振器１１が故障等により停
止すると、、発振回路１Ａの分周器１２は分周動
作を停止する。一方、発振回路２Ａの分周器２２
は発振器２１の出すパルス２０イのカウント動作
を続けており、コモンバスからの信号によりリセ
ツト指令は２０ヘの如くなくなるので自動的に1/
２Ｎの分周動作を開始し、正常時の発振回路１Ａ
と同様に単安定マルチバイブレータ２３とライン
ドライバ２６を通してコモンバスに(イ)の如くパル
スを送り出す。しかるに、コモンバス上に信号が
現われても発振器１１は停止しているので、
AND回路１５の出力１０ヘにリセツト指令が現
われても分周器１２の出力１０ロは“１”の状態
を保持し、単安定マルチバイブレータ１３及びラ
インドライバ１６は動作しない。すなわち、発振
器１１が停止することにより自動的に発振器２１
へ移動するわけで、この時のコモンバス上の信号
(イ)の位相のずれ分は発振器１１と発振器２１との
位相差T₂₁だけであり、分周器２１及び分周器２
２の分周比、すなわちＮを大きくとつておけば
T₂₂の位相差は殆んど無視できる。インバータ装
置１，２はそれぞれコモンバス上の信号(イ)を基準
信号として同期運転されるわけである。近年、無
停電電源の負荷である電子計算機、通信機器等の
システム規模の増大に併ない、無停電電源の保守
点検をするためにシステムダウンすることは極力
避けたいという要求が高まつており、従来から採
用されている複数台のインバータ装置の並列運転
システムに対して、更に商用電源との切換えによ
るバツクアツプを組み合わせるシステムが採用さ
れるようになつてきている。ところが、商用電源
と、並列運転しているインバータ装置の出力とを
切換える場合には該インバータ装置が前述のよう
な並列冗長発振装置で運転されているので、該イ
ンバータ装置の出力と商用電源との同期はとれて
いないため瞬断切換えとせざるを得ず、結果とし
てシステムダウンとなつてしまう。そこで発振回
路１Ａ，２Ａの発振器１１，２１を商用電源に同
期した発振器の出力と切換えてコモンバス上の信
号(イ)を商用電源に同期した信号とし、該インバー
タ装置を商用電源に同期させて運転することが考
えられるが、前述の説明の如く分周器１２，２２
の分周比、すなわちＮを大きくとつているため発
振器１１，２１と切換えるための商用電源に同期
した発振器出力としては非常に高い周波数が必要
となり技術的に実現は難かしい。またコモンバス
上の信号(イ)と商用電源に同期した発振器の出力と
を切換えて該インバータ装置の基準信号とするこ
とが考えられるが、コモンバス上の信号(イ)と商用
電源に同期した発振器の出力とは同期がとれてい
ないため、切換時に大幅な位相ずれを生じること
になり、該インバータ装置の基準信号の大幅な変
動によつて該インバータ装置のゲート制御が乱れ
て転流失敗に至る可能性が多大であり採用できな
い。また別の方法として常時、前記インバータ装
置を商用電源に同期させて運転することも可能で
あるが、この場合、商用電源に同期させるための
発振器回路が複数台のインバータ装置に対して共
通に１台となるので、従来の共通発振器方式と同
様システム信頼度が低下してしまう。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、常
時は複数台のインバータ装置を並列運転し、該イ
ンバータ装置の出力を商用電源と切換える際に一
時的に商用電源に同期運転させるようにした信頼
度の高い並列冗長発振装置を提供することを目的
とする。

以下第３図を参照して本発明の一実施例を説明
する。同図において、第１図と同一符号を付した
部分、すなわち発振回路１Ａ，２Ａは第１図と同
様な動作をする部分であり、これらの説明は省略
する。第３図において、PLL（Phase Locked
Loop）Ｂは位相基準信号とPLLBの出力との位
相差を検出する位相差検出回路３１、前記位相差
検出回路３１の位相差検出信号の平滑化及び増幅
をする低域通過フイルタ３２及び入力電圧に比例
した発振出力を出す電圧制御発振器３３により構
成される。３５は該インバータ装置出力と切換え
と行なう商用電源３４の正負極性反転を検出して
商用電源３４に同期したパルス信号を出力する変
換回路、４１，５１はそれぞれインバータ装置
１，２に対し、コモンバス(イ)とPLLBの出力(ロ)を
切換えて基準信号を供給するためのスイツチであ
り、４２はPLLBの位相基準信号としてコモンバ
ス(イ)と商用電源３４に同期した変換回路３５の出
力パルス信号(ハ)とを切換えるためのスイツチであ
る。

次に上記構成についてその動作を説明する。通
常の運転状態においては、スイツチ４１，５１は
全てコモンバス(イ)側に閉じており、インバータ装
置１，２はコモンバス(イ)から基準信号を得て並列
運転している。また、スイツチ４２はコモンバス
(イ)側に閉じている。位相差検出回路３１では
PLLBの出力である電圧制御発振器の出力(ロ)とコ
モンバス(イ)の位相差分に応じた位相差検出信号を
出力し、低域通過フイルタ３２で平滑、増幅のう
え電圧制御発振器３３に入力される。電圧制御発
振器３３では入力電圧に応じた周波数の信号を出
力する。このようにPLLBによりその出力は位相
基準信号との位相差がなくなるよう制御されるた
めコモンバス(イ)のパルスとPLLBの出力(ロ)とは常
に同期している。この状態でインバータ装置出力
を商用電源側に切換えようとする場合、まずスイ
ツチ４１，５１をPLLBの出力(ロ)側に切換える。
このときコモンバス(イ)とPLLBの出力(ロ)は同期し
ているため切換えの際のパルスの位相は変化しな
い。次にスイツチ４２を商用電源３４に同期した
変換回路３５の出力パルス信号(ハ)側に切換える
と、それまでPLLBの出力はコモンバス(イ)に同期
していたものが位相基準信号が変わるために暫時
変換回路３５の出力パルス信号(ハ)に同基するよう
に制御される。PLLBの出力(ロ)によりインバータ
装置１，２はそれぞれ商用電源３４に同期して運
転されることになるので該インバータ装置の出力
と商用電源との間を無瞬間で切換えて負荷へ商用
電源から引き続き電圧を供給することが可能にな
る。商用電源へ負荷の切換えが終了した時点でス
イツチ４２を再びコモンバス(イ)側に戻してやると
PLLBの出口(ロ)は再びコモンバス(イ)の信号に同期
するように暫時変化し同相となる。

次にスイツチ４１，５１を再びコモンバス(イ)側
に戻してやれば該インバータ装置は再びコモンバ
ス(イ)から基準信号を得て同期運転することにな
る。つづいて商用電源にて負荷に給電している状
態からインバータ装置へ負荷給電を切換える場合
についても前述と同様の動作により一旦該インバ
ータ装置の基準信号をPLLBの出力に切換えた
後、該PLLBの位相基準信号をコモンバス(イ)から
商用電源３４に同期した変換回路３５の出力パル
ス信号(ハ)に切換えることにより該インバータ装置
を商用電源に同期させてから負荷給電を商用電源
から該インバータ装置出力に切換え、その後該イ
ンバータ装置の基準信号をコモンバス(イ)側に戻し
てやることにより、再び該インバータ装置は並列
冗長発振装置のコモンバス(イ)より基準信号を得て
同期運転されることになる。ここで、PLLBは該
PLLの位相基準信号をコモンバス側と商用電源
に同期した信号側とを切換える際に両信号間に大
幅な位相ずれがあつても急激にその出力が変化し
ない一種の緩衝器として動作するため該インバー
タ装置の基準信号に急激な位相変化は生じない。

このようにして該インバータ装置の出力を商用
電源と切換える場合だけPLLを用いた周波数制
御回路を使用して該インバータ装置を商用電源
に、同期させて運転する本発明による発振装置に
よれば、常時は従来と殆んど同程度の信頼度を有
する並列冗長発振装置とて動作し、該インバータ
装置の出力と商用電源との切換えを行なう時だけ
PLLを用いた周波数制御回路を使用して一時的
に該インバータ装置を商用電源に同期させて運転
することにより無瞬断切換えが可能となり信頼度
の向上したシステを提供することができる。一
方、スイツチ４１，５１についてはロジツクIC
を使用した選択回路が構成できるので、非常に安
価であると共に簡単な構成であり高い信頼度が期
待でき、従来の並列冗長発振装置に比べてスイツ
チ４１，５１を追加することによる信頼度の低下
は殆んど無視できる。またPLLを用いた周波数
制御回路は切換え時に一時的に使用されるだけで
あり、システムとしての信頼度には殆んど影響し
ない。尚第３図の発振回路１Ａ，２Ａは並列冗長
発振装置の動作を説明するためのものであり、第
３図の回路に限定されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の並列冗長発振装置のブロツク
図、第２図は第１図の装置の動作を説明するため
の動作波形図、第３図は本発明の一実施例を示す
ブロツク図である。１Ａ，２Ａ……発振回路、１，２……インバー
タ装置、１１，１２……発振器、Ｂ……PLL、
１２，２２……分周器、３１……位相差検出回
路、１３，１４，２３，２４……単安定マルチバ
イブレータ、３２……低域通過フイルタ、１５，
２５……AND回路、３２……電圧制御発振器、
１６，２６……ラインドライバ、３４……商用電
源、１７，２７……ラインレシーバ、３５……変
換回路、４１，４２，５２……スイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１発振回路を複数台設置し、その出力を共通に
接続したものを共通信号線として、１つの発振回
路より該共通信号線上に送り出したパルスによ
り、他の発振回路を見掛け上同期させておき、１
つの発振回路が発振を停止したとき、自動的に他
の発振回路より、前記共通信号線上にパルスを送
り出すようにした並列冗長発振装置において、交
流電源に同期したパルスを発生する交換回路と、
フエーズロツクループ回路を具備した周波数制御
回路と、この周波数制御回路の出力と前記共通信
号線との間に設けられこれら周波数制御回路の出
力又は前記共通信号線の何れか一方を選択して出
力を送出する第１のスイツチと、前記共通信号線
と前記交換回路の出力との間に設けられこれら共
通信号線又は前記交換回路の出力の何れか一方を
選択して前記周波数制御回路の位相基準信号とし
て出力する第２のスイツチとを備え、常時は前記
第１のスイツチ及び第２のスイツチを共に共通信
号線側に閉路して周波数制御回路の出力を共通信
号線から得られるパルスに同期させ、また前記第
１のスイツチの出力パルスを前記交流電源に同期
させるときは前記第１のスイツチを周波数制御回
路の出力側に閉路した後前記第２のスイツチを前
記変換回路の出力側に閉路して周波数制御回路の
出力を前記交流電源に同期させ、さらに前記第１
のスイツチの出力パルスを前記交流電源側から共
通信号線側に同期させるときは前記第２のスイツ
チを共通信号線側に閉路して周波数制御回路の出
力を共通信号線側のパルスに同期させた後前記第
１のスイツチを共通信号線側に閉路するようにし
たことを特徴とする並列冗長発振装置。