TWI443923B - 電源裝置 - Google Patents

Description

電源裝置

本發明係有關一種經雙重化而載裝於可程式控制器(PLC,programmable logic controllor)的電源裝置。

就提升PLC的可靠性之方法而言，可列舉將PLC的構成單元進行雙重化之方法。藉由將構成單元進行雙重化，則即使單方之構成單元發生故障，亦可由另一方之構成單元繼續控制。就雙重化對象之構成單元的代表例而言，有一種載裝多數個有壽命零件之電源單元(電源裝置)。

將電源單元進行雙重化時，則形成應如何分配各電源單元的輸出比例之問題。例如專利文獻1係揭示一種將2個電源單元的輸出比例予以均等化之技術。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2008-148513號公報

修造區塊型(bulding block type)的PLC係自基底單元(base unit)的一端朝向該基底單元的中央側，無間隙地安裝2個電源單元、以及另外的構成單元(例如CPU單元)而構成者。在如此之PLC中，如上述專利文獻1之技術而將2個電源單元的輸出予以均等化時，由於中央側的電源單元係鄰接另外的構成單元而安裝於雙方的側面，故於排 熱效率會產生差異，且其內部溫度會高於安裝於端側的電源單元。因此，具有中央側的電源單元之壽命較端側的電源單元之壽命更短，且電源單元的更換週期亦會產生差異之問題。此係由於將平滑電容器等、溫度愈高則劣化速度愈快的零件使用於電源單元之故。當2個電源單元的更換週期產生差異時，則導致PLC整體之維修費用的增加。

本發明係有鑑於上述課題而創作者，其目的在於獲致一種電源裝置，其係將電源裝置進行雙重化而構成PLC時，能盡量地減少2個電源裝置之更換時期的差距。

為了解決上述之課題並達成目的，本發明之電源裝置係經雙重化而載裝於可程式控制器(PLC)，並分別自交流的商用電源產生前述PLC的內部電源並予以輸出者，係具備：溫度檢測部，係檢測自電源裝置的內部溫度；以及輸出調整電路，係調整自電源裝置的內部電源之輸出，俾使自電源裝置的溫度檢測部之溫度檢測值、與安裝於和自電源裝置相同的PLC之他電源裝置所具備的溫度檢測部之溫度檢測值的差分變得更小。

本發明之電源裝置，由於在與經雙重化而載裝於相同的PLC之他電源裝置之間使內部溫度的差異變小，藉此能在與該他電源裝置之間，使有壽命零件之劣化速度的差變小，故可達成減少2個電源裝置之更換時期的差距之功效。

以下，根據圖式詳細說明本發明的電源裝置之實施形態。又，本發明並非由該實施形態所限定者。

實施形態1.

第1圖係使用實施形態1之電源裝置的電源單元而構成之PLC之構成圖。如圖所示，PLC 1係自圖式之左側，依2個電源單元3a、3b、CPU單元4、4個一般單元5的編號順序而安裝於基底單元2所構成。一般單元5係統稱除了電源單元3a、3b和CPU單元4以外之構成單元者，例如含有輸入單元、輸出單元、動作CPU單元、溫度調整單元、以及通信單元等。使用者可配合PLC 1之使用目的，選擇所希望的一般單元5而構成PLC 1。

基底單元2係具備電源供應線21。電源單元3a、3b係分別產生內部電源，並經由電源供應線21而將所產生之內部電源供應至CPU單元4、以及複數個一般單元5。此外，基底單元2係具備在電源單元3a和電源單元3b之間用以調整輸出的比例之屬於調整用信號22a、22b之傳送路徑的信號線。調整用信號22a係電源單元3a向電源單元3b發出之信號。此外，調整用信號22b係電源單元3b向電源單元3a發出之信號。

第2圖係實施形態1的電源單元3a、3b之構成圖。由於電源單元3a和電源單元3b係具備相同的構成，故此處係以電源單元3a的構成作為代表加以說明。

電源單元3a係具備過濾器/整流電路30、切換控制 電路31、AC/DC變換電路32、雙重化查對電路33、溫度檢測部34、以及輸出調整電路35。

過濾器/整流電路30係將交流的商用電源進行整流化和平滑化而產生直流電源。切換控制電路31係將過濾器/整流電路30所產生的直流電源變換成對應於自輸出調整電路35所供應的控制信號之電力的交流電源。控制信號係指定自電源單元3a之輸出電力的大小者，在此係採用工作比作為其一例。切換控制電路31係將過濾器/整流電路30所產生的直流電源進行切換，俾使導通狀態的期間和不導通狀態的期間之比成為由控制信號所指定之工作比，藉此產生交流電源。

AC/DC變換電路32係將切換控制電路31所產生的交流電源進行整流化和平滑化，以產生在PLC 1內所使用之內部電源。

雙重化查對電路33係連接於AC/DC變換電路32供應內部電源的線路中之高電位側的負荷連接線。雙重化查對電路33係防止所產生的內部電源逆流至電源單元3a側的情形之電路，例如由二極體或FET所構成。又，低電位側的負荷連接線係連接於信號接地。

由AC/DC變換電路32所產生，且經由雙重化查對電路33而輸出之內部電源的電壓係成為對應於切換控制電路31所輸出之交流電源的工作比之值。此外，根據電源單元3a所產生之內部電源的電壓與電源單元3b所產生之內部電源的電壓之間的大小關係，來決定2個電源單元3a、 3b的輸出比率。電源單元3a所產生之內部電源的電壓相較於電源單元3b之電壓愈大，則電源單元3a之輸出的比例愈大。亦即，輸出調整電路35係藉由操作控制信號而可操作自電源單元3a所負擔之輸出的比例。

此處，電源單元3a、3b係含有多數個有壽命零件而構成。有壽命零件係指隨著運轉時間而逐漸劣化，且當經過一定的期間時，因故障或無法獲致原目的之功能等而成為不能使用之零件。例如，過濾器/整流電路30、AC/DC變換電路32等所具備之平滑電容器即為代表性的有壽命零件。此等之有壽命零件係具有溫度愈高則劣化速度愈快的特性。例如一般平滑電容器所使用之電解電容器，其每上升10度(攝氏)，則壽命成為一半。另一方面，電源單元3a、3b係具備發熱零件。例如，構成雙重化查對電路33之二極體或FET係發熱零件。由於電源單元3b係鄰接另外的構成單元而安裝於兩側，因此相較於僅鄰接另外的構成單元而安裝於單側之電源單元3a，則更易於使熱氣停滯於內部。因此，將電源單元3a、3b的輸出比例予以均等化時，則其內部所產生的熱量變成相等，相較於電源單元3a，電源單元3b之內部溫度變得更高。結果，因有壽命零件的壽命有所差異，而使電源單元3b之更換週期比電源單元3a之更換週期更短。根據實施形態1，電源單元3a、3b係分別調整負荷，以使雙方的內部溫度成為相等。

溫度檢測部34係具備檢測電源單元3a的裝置內溫度之溫度感測器而構成，並輸出對應於溫度檢測值之溫度資 訊。溫度檢測部34所輸出之溫度資訊係輸入至自電源單元3a之輸出調整電路35的同時，亦作為調整用信號22a輸入至電源單元3b。就溫度檢測部34的溫度感測器而言，係可採用例如熱敏電阻或熱電偶等之溫度感測器。採用熱敏電阻作為溫度感測器時，則可含有測量該熱敏電阻的電阻值之電路、或將所測量的電阻值變換成溫度資訊之電路而構成溫度檢測部34。此外，採用熱電偶時，則可含有測量該熱電偶的電動勢之電路、或將所測量的電動勢變換成溫度資訊之電路而構成溫度檢測部34。此外，亦可將溫度感測器的輸出值作成溫度資訊。

溫度感測器的設置位置，係只要能檢測出與發熱零件的溫度具有正相關關係的溫度，則為任何之位置均可。例如，溫度感測器係設置於電源單元3a內之發熱零件的附近。此外，例如，溫度感測器係設置於電源單元3a內之複數個位置，溫度檢測部34亦可對複數個溫度感測器之輸出值進行平均處理等特定的演算而產生溫度資訊。

再者，電源單元3b具備之溫度檢測部34所輸出的溫度資訊係作為調整用信號22b輸入至電源單元3a。

輸出調整電路35係將電源單元3a的溫度資訊(調整用信號22a)與電源單元3b的溫度資訊(調整用信號22b)作比較，並根據比較結果而產生供應至切換控制電路31之控制信號。具體而言，輸出調整電路35係當電源單元3a的內部溫度高於電源單元3b的內部溫度時，使電源單元3a的切換控制電路31之輸出電力增加，而當電源單元3a的內 部溫度低於電源單元3b的內部溫度時，則使輸出電力減少。

第3圖係說明實施形態1的電源單元3a的動作之流程圖。首先，輸出調整電路35係導入調整用信號22a、22b之值(步驟S1)。接著，輸出調整電路35係將調整用信號22a之值和調整用信號22b之值作比較，藉此判定電源單元3a(自電源單元)的內部溫度是否高於電源單元3b(他電源單元)的內部溫度(步驟S2)。電源單元3a的內部溫度高於電源單元3b的內部溫度時(步驟S2，Yes)，輸出調整電路35係操作供應至切換控制電路31的控制信號，並使自電源單元3a的輸出電力減少(步驟S3)。電源單元3a的內部溫度低於電源單元3b的內部溫度時(步驟S2，No)，輸出調整電路35係操作供應至切換控制電路31的控制信號，並使自電源單元3a的輸出電力增加(步驟S4)。在步驟S3或步驟S4的處理之後，則移行步驟S1的處理。

如此，在反覆進行步驟S1至步驟S4或步驟S5的迴路處理之期間，電源單元3a的內部溫度與電源單元3b的內部溫度係形成相等之值，結果，電源單元3a之有壽命零件的劣化速度和電源單元3b之有壽命零件的劣化速度相等。亦即，電源單元3a、3b係於相同的時期開始使用時，則電源單元3a、3b的更換時期相等。電源單元3a、3b的使用開始之時期不同時，則各更換週期相等。

又，步驟S3或步驟S4的處理之輸出電力的增減幅度並不限定於特定之值。可依特定的階段幅度而予以增減， 亦可將增減幅度作成為對應於自他的電源單元之內部溫度的差分之值。

如上所述，根據實施形態1，電源單元3a係具備下列構件而構成：溫度檢測部34，係檢測自電源單元3a的內部溫度；以及輸出調整電路35，係將自電源單元3a的溫度檢測部34之溫度檢測值與他電源單元3b所具備的溫度檢測部34之溫度檢測值作比較，自電源單元3a的內部溫度高於他電源單元3b的內部溫度時，則使自電源單元3a的內部電源之輸出減小，而當自電源單元3a的內部溫度低於他電源單元3b的內部溫度時，則使自電源單元3a的內部電源之輸出增大；因此藉由使電源單元3a、3b的內部溫度形成相等，即可將電源單元3a、3b的有壽命零件的劣化速度設為相等，結果，即可將2個電源單元3a、3b的更換週期設為相等。

實施形態2.

根據實施形態1，電源單元雖係調整自電源單元之輸出，俾使內部溫度在安裝於相同的PLC之他電源單元之間成為相等，但電源單元亦可調整自電源單元之輸出，俾使與一部分包含因應於溫度而增減的元件之值能在自他的電源單元之間成為相等，而非使溫度本身成為相等。實施形態2係說明將輸出予以調整，以使內部溫度與輸出電流的合計值之差成為0之電源單元一例。又，內部溫度與輸出 電流的合計值，正確而言係指將溫度檢測值進行電壓換算而得之值、與輸出電流的電流檢測值之合計值。

第4圖係實施形態2的電源單元之構成圖。又，此處係對於實施形態2的電源單元賦予6a、6b的符號而和實施形態1的電源單元3a、3b作區別。此處，有關於和實施形態1相同的構成元件係賦予相同的符號，並省略其重複之說明。此外，由於電源單元6a和電源單元6b係具備相同的構成，故以電源單元6a為代表加以說明。

如第4圖所示，電源單元6a係具備過濾器/整流電路30、切換控制電路31、AC/DC變換電路32、雙重化查對電路33、輸出電流測定部41、溫度檢測部34、調整用信號產生部42、以及輸出調整電路35。

輸出電流測定部41係測量輸出至電源供應線21的電流，並將表示測量所得之電流值的電流資訊予以輸出。輸出電流測定部41係例如以將小的負荷電阻介插於輸出有電流的配線上，並測定該負荷電阻施加於兩端之電壓等之簡易方法而能測定電流。根據第4圖之例，輸出電流測定部41係以測定流通於信號接地側的電流之方式構成。

調整用信號產生部42係根據電流資訊和溫度資訊而產生調整用信號22a。此處，調整用信號產生部42係將內部溫度的測定值與輸出電流的測定值予以合算之值作成調整用信號22a。

輸出調整電路35係根據調整用信號22a與調整用信號22b的比較而調整切換控制電路31的輸出。

第5圖係說明實施形態2的電源單元6a的動作之流程圖。如圖所示，首先，調整用信號產生部42係導入溫度資訊和電流資訊(步驟S11)，根據所導入之各資訊而產生調整用信號22a(步驟S12)。接著，輸出調整電路35係分別導入調整用信號22a、22b(步驟S13)，並判定自電源單元6a的內部溫度與輸出電流的合計值是否大於他電源單元6b的內部溫度與輸出電流的合計值(步驟S14)。自電源單元6a的內部溫度與輸出電流的合計值大於他電源單元6b的內部溫度與輸出電流的合計值時(步驟S14，Yes)，輸出調整電路35係使自電源單元6a的輸出電力減少(步驟S15)。另一方面，自電源單元6a的內部溫度與輸出電流的合計值小於他電源單元6b的內部溫度與輸出電流的合計值時(步驟S14/No)，輸出調整電路35係使自電源單元6a的輸出電力增加(步驟S16)。在步驟S15或步驟S16的處理之後，移行至步驟S11的處理。

如此，輸出調整電路35係調整輸出，以使內部溫度與輸出電流的合計在電源單元6a、6b之間成為相等。當輸出為均等化時，亦即電源單元6a、6b之輸出電流相等時，如前所述，電源單元6a的內部溫度係高於電源單元6b的內部溫度，內部溫度與輸出電流的合計值則是電源單元6b高於電源單元6a。因此，電源單元6a係被判定為步驟S14/No而調整輸出以使輸出增加，電源單元6b係被判定為步驟S14/Yes而調整輸出以使輸出減少。據此，電源單元6a、6b間之內部溫度並不相等，而相較於輸出電流均等化 之情形，可減少內部溫度的差異。亦即，電源單元6a、6b係於相同的時期開始使用時，2個電源單元6a、6b的更換時期之不吻合情形會變得更小。而電源單元6a、6b之使用開始時期不同時，則各更換週期的差異會變得更小。

如此，根據實施形態2，由於電源單元6a復具備輸出電流測定部41，其係測定自電源單元6a的輸出電流，輸出調整電路43係構成為：當自電源單元6a的溫度檢測值與自電源單元6a的輸出電流測定值之合計值大於他電源單元6b的溫度檢測值與他電源單元6b的輸出電流測定值之合計值時，使自電源單元6a的內部電源之輸出減小，而當自電源單元6a的溫度檢測值與自電源單元6a的輸出電流測定值之合計值小於他電源單元6b的溫度檢測值與他電源單元6b的輸出電流測定值之合計值時，則使自電源單元6a的內部電源之輸出增大；故相較於在電源單元6a、6b之間將輸出予以均等化之情形，能使電源單元6a、6b的更換時期之差距變小。

又，在實施形態2的說明中，輸出調整電路35雖係將內部溫度與輸出電流之合計值相互作比較來進行說明，但若一部分包含隨著內部溫度的增減而增減的元件時，則採用作為比較任何值用之值均可。此係因為若一部分包含隨著內部溫度的增減而增減的元件而作為比較用之值時，即可調整輸出，以減小相互的內部溫度之差異之故。

實施形態3.

第6圖係表示平滑電容器的劣化特性之圖。縱軸係表 示平滑電容器的電容之降低率，縱軸係表示開始運用之後的經過時間。特性曲線101、102、103係分別表示以低溫、中溫、高溫運用時之劣化特性。如圖所示，有以愈高溫而被使用則電容愈快降低之傾向。電容在預定值以下時，則電源單元變成無法使用(亦即故障)。在實施形態3中，電源單元係調整自電源裝置之輸出，以使與他電源裝置之間的有壽命零件達到壽命為止之運轉時間的差減小。此處係列舉內建於AC/DC變換電路之平滑電容器，以作為可推測運轉時間之算出對象的有壽命零件之一例。

第7圖係實施形態3的電源單元之構成圖。此處係對於實施形態3的電源單元賦予7a、7b的符號而和實施形態1的電源單元3a、3b作區別。此外，有關和實施形態1相同的構成元件係賦予相同的符號，並省略其重複之說明。此外，由於電源單元7a和電源單元7b係具備相同的構成，故以電源單元7a為代表加以說明。

如第7圖所示，電源單元7a係具備過濾器/整流電路30、切換控制電路31、AC/DC變換電路51、雙重化查對電路33、溫度檢測部34、調整用信號產生部52、以及輸出調整電路35。

第8圖係AC/DC變換電路51之構成圖。如圖所示，AC/DC變換電路51係具備變壓器510，其係導入切換控制電路31所產生之交流電源的能量。整流用之二極體511係插入於連接變壓器510的一端和雙重化查對電路33的高電位側之帶電電線(live wire)之負荷連接線512上。此外， 在比二極體511更靠近雙重化查對電路33側中，高電位側之負荷連接線512與低電位側(信號接地側)的帶電電線之負荷連接線513之間係並聯連接有3個平滑電容器514a至514c。

此外，將平滑電容器514a與負荷連接線512和負荷連接線513連接之線路的負荷連接線512側係根據來自調整用信號產生部52的診斷控制信號而插入導通(on)/不導通(off)之切換元件515a。此外，在平滑電容器514a的兩端係連接有用以進行該平滑電容器514a的診斷之放電用電阻516a。此外，在平滑電容器514a的附近係配設有溫度檢測部34a，溫度檢測部34a係檢測平滑電容器514a的附近之溫度。

同樣地，將平滑電容器514b與負荷連接線512和負荷連接線513連接之線路的負荷連接線512側係根據來自調整用信號產生部52的診斷控制信號而插入導通/不導通之切換元件515b。此外，在平滑電容器514b的兩端係連接有用以放出該平滑電容器514b所蓄積的電荷之放電用電阻516b。此外，在平滑電容器514b的附近係配設有溫度檢測部34b，溫度檢測部34b係檢測出平滑電容器514b的附近之溫度。

又，溫度檢測部34a、34b係對應於第7圖之溫度檢測部34。

在通常時，切換元件515a、515b係均維持導通之狀態，且成為平滑電容器514a至514c電性連接於高電位側 之負荷連接線512(Vcc)與低電位側之負荷連接線513(OV)之間的狀態。亦即，平滑電容器514a至514c係均能實現AC/DC變換電路51的平滑功能。

在診斷時，根據來自調整用信號產生部52的診斷控制信號而依序將切換元件515a、515b從導通狀態切換成不導通狀態，且平滑電容器514a、514b係依序從負荷連接線512分離。當切換元件515a、515b成為不導通狀態時，蓄積於平滑電容器514a、514b的電荷係透過放電用電阻516a、516b而放電。又，調整用信號產生部52係於輸出將平滑電容器514a設為不導通狀態的控制信號時，不輸出將平滑電容器514b設為不導通狀態的控制信號。亦即，平滑電容器514a和平滑電容器514b的雙方並不會同時自負荷連接線作電性分離。據此，即可於電源單元7a的運轉中進行平滑電容器514a和平滑電容器514b的診斷。

此處，將切換元件515a之導通時的電阻視為“0 Ω”，且將平滑電容器514a的電壓自Vcc(帶電電線電壓)降低至Vref(例如0至Vcc為止之間之預定的規定電壓)的時間設為放電基準時間T1時，則該放電基準時間T1可依下式表示。

T1=C1．R1．In(Vcc/Vref)………(1)

C1：平滑電容器514a的電容值

R1：放電用電阻516a的電阻值

調整用信號產生部52係測量開始放電且平滑電容器514a的電壓自Vcc成為Vref為止的時間T2，並根據所測 量之時間T2、以及來自溫度檢測部34a的溫度資訊來算出平滑電容器514a成為無法使用為止之可運轉時間(可運轉時間推測值)。此外，調整用信號產生部52係可藉由使用例如保持溫度、經過時間、及放電時間之3個要素間的關係之參考表來算出可運轉時間推測值。

此外，調整用信號產生部52係和平滑電容器514a的情形同樣地，亦對平滑電容器514b測量時間T2，並根據所測量之時間T2、及來自溫度檢測部34b的溫度資訊來算出可運轉時間推測值。調整用信號產生部52係將所算出之2個可運轉時間推測值中較小之值作為調整用信號22a予以輸出。又，調整用信號產生部52亦可將對所算出之2個可運轉時間推測值之平均值等該2個可運轉時間推測值進行預定的演算所得之值作為調整用信號22a。

輸出調整電路35係將作為調整用信號22a、22b而輸入之自電源單元7a之可運轉時間推測值與他電源單元7b之可運轉時間推測值作比較，當自電源單元7a之可運轉時間推測值小於他電源單元7b之可運轉時間推測值時，使自電源單元7a的輸出電力減少，而當自電源單元7a之可運轉時間推測值大於他電源單元7b之可運轉時間推測值時，則使自電源單元7a的輸出電力增加。

第9圖係說明實施形態3的電源單元7a的動作之流程圖。如圖所示，首先，調整用信號產生部52係分別對平滑電容器514a、514b執行放電的時間T2之測量(步驟S21)。具體而言，調整用信號產生部52係操作診斷控制信號，至 測量結束為止僅在充分時間內將切換元件515a設為不導通狀態，並測量平滑電容器514a的電壓成為Vref為止的時間T2。此外，調整用信號產生部52係於測量平滑電容器514a的時間T2之後，將切換元件515a設為導通狀態的同時，亦將切換元件515b設為不導通狀態，並測量平滑電容器514a的電壓成為Vref為止的時間T2。此外，調整用信號產生部52係於測量切換元件515b的時間T2之後，將切換元件515b設為導通狀態。

此外，調整用信號產生部52係分別由溫度檢測部34a、34b導入溫度資訊(步驟S22)。接著，調整用信號產生部52係根據時間T2的測量值、以及溫度資訊，分別對平滑電容器514a、514b算出可運轉時間推測值，並將算出之2個可運轉時間推測值中之較小之值作為調整用信號22a予以輸出(步驟S23)。

如此，輸出調整電路35係分別導入調整用信號22a、22b(步驟S24)，並判定自電源單元7a的可運轉時間推測值是否大於他電源單元7b的可運轉時間推測值(步驟S25)。自電源單元7a的可運轉時間推測值大於他電源單元7b的可運轉時間推測值時(步驟S25，Yes)，輸出調整電路35係使自電源單元7a的輸出電力增加(步驟S26)。另一方面，自電源單元7a的可運轉時間推測值小於他電源單元7b的可運轉時間推測值時(步驟S25，No)，則輸出調整電路35係使自電源單元7a的輸出電力減少(步驟S27)。在步驟S26或步驟S27的處理之後，移行至步驟S21的處理。

又，在如上之說明中，雖係說明將根據時間T2的測量值及溫度資訊而算出之可運轉時間推測值作為調整用信號22a、22b之情形，但並非可運轉時間推測值，只要是表示平滑電容器514a、514b的劣化之資訊(劣化狀態資訊)時，亦可採用任何的資訊作為調整用信號22a、22b。輸出調整電路35係根據表示劣化的資訊而調整輸出，俾接近本身及其他之電源單元7a、7b的有壽命零件成為無法使用之時期。例如，將時間T2的測量值(亦即平滑電容器514a、514b的時間T2的測量值之最小值或平均值)作為調整用信號22a、22b時，當自電源單元7a之時間T2的測量值小於他電源單元7b時，自電源單元7a的輸出調整電路35係使自電源單元7a的輸出減少，當時間T2的測量值大於他電源單元7b時，則使輸出增大。此外，將電容C1的測量值(亦即平滑電容器514a、514b的電容C1的測量值之最小值或平均值)作為調整用信號22a、22b時，當電容C1小於他電源單元7b時，自電源單元7a的輸出調整電路35係使自電源單元7a的輸出減少，而當電容C1大於他電源單元7b時，則自電源單元7a的輸出調整電路35係使自電源單元7a的輸出增大。此外，亦可根據溫度資訊而非根據時間T2的測量值來求得表示平滑電容器514a、514b的劣化之資訊。例如，可採用以經過時間累計溫度檢測部34a、34b所檢測的溫度資訊之值來作為表示平滑電容器514a、514b的劣化之資訊。

此外，雖說明電源單元7a係為根據平滑電容器514a、 514b之可運轉時間推測值的比較來調整輸出之情形，但電源單元7a亦可根據包含於另外之構成元件的有壽命零件(例如過濾器/整流電路30所具備之平滑電容器)或雙重化查對電路33之可運轉時間推測值的比較來調整輸出，亦可根據複數個有壽命零件之可運轉時間推測值來調整輸出。

此外，此處雖係說明電源單元7a為具備2個溫度檢測部34a、34b，並分別檢測平滑電容器514a、514b之附近的溫度之情形，但電源單元7a所具備之溫度檢測部的數量並不限定於此。溫度檢測值與平滑電容器514a、514b之附近的溫度之間若存在相關關係，則利用該相關關係來補正溫度檢測值，藉此能算出平滑電容器514a、514b的溫度。

如此，根據實施形態3，由於電源單元7a係具備下列構件而構成：調整用信號產生部52，係作為算出自電源單元7a所具備之有壽命零件的劣化狀態資訊之劣化狀態算出部；以及輸出調整電路35，係根據自他的電源單元7a、7b之劣化狀態資訊來調整自電源單元7a的內部電源之輸出，俾更接近前述有壽命零件成為無法使用之時期；相較於將自他的電源單元7a、7b之輸出予以均等化之情形，可減少自他的電源單元7a、7b的更換週期之差距。

由於電源單元7a係構成為：復具備溫度檢測部34a、34b，其係檢測自電源單元7a的內部溫度，且調整用信號 產生部52係根據溫度檢測值而推測前述有壽命零件之可運轉時間，輸出調整電路35係於自電源單元7a之有壽命零件之可運轉時間的推測值大於他電源單元7b之有壽命零件之可運轉時間的推測值時，使自電源單元7a之內部電源的輸出增大，而當自電源單元7a之有壽命零件之可運轉時間的推測值小於他電源單元7b之有壽命零件之可運轉時間的推測值時，則使自電源單元7a之內部電源的輸出減少；故能將自他的電源單元7a、7b的更換週期設為相等。

實施形態4.

根據實施形態3，當根據新品的狀態而同時開始運用的2個電源單元中之1個發生故障，且僅更換故障的電源單元時，則未更換之電源單元的劣化狀態與新的電源單元的劣化狀態之間即產生較大的差異，結果，形成負荷僅集中於新的電源單元之情形。根據實施形態4，當雙重化的2個電源單元的劣化狀態有較大的差異時，則分別予以調整輸出，以使溫度差變小，當2個之電源單元的劣化狀態之差異為容許範圍時，則分別予以調整輸出，以使有壽命零件達到壽命為止的運轉時間之差變小。

第10圖係實施形態4的電源單元之構成圖。此處係對於實施形態4的電源單元賦予8a、8b的符號而和實施形態1的電源單元3a、3b作區別。此外，有關和實施形態1相同的構成元件係賦予相同的符號，並省略其重複之說明。此外，由於電源單元8a和電源單元8b係具備相同的構成，故以電源單元8a為代表加以說明。

如第10圖所示，電源單元8a係具備過濾器/整流電路30、切換控制電路31、AC/DC變換電路51、雙重化查對電路33、溫度檢測部34、調整用信號產生部52、以及輸出調整電路61。

溫度檢測部34的溫度資訊係輸入至調整用信號產生部52，並且作為調整用信號23a輸入至自電源單元8a之輸出調整電路61、以及他電源單元8b。又，溫度檢測部34係由溫度檢測部34a和溫度檢測部34b所構成。調整用信號產生部52係分別輸入溫度檢測部34a和溫度檢測部34b的各溫度檢測值而作為溫度資訊。此外，將2個溫度檢測值中之較大值作為調整用信號23a予以輸出。又，溫度檢測部34亦可對於將2個溫度檢測值的平均值等、2個溫度檢測值進行特定的演算所取得之值作為調整用信號23a予以輸出。

調整用信號產生部52係算出AC/DC變換電路51所具備之平滑電容器514a、514b之可運轉時間推測值，並根據所算出之可運轉時間推測值而產生調整用信號22a。此處，調整用信號產生部52係和實施形態3同樣地，將平滑電容器514a之可運轉時間推測值和平滑電容器514b之可運轉時間推測值中的較小值作為調整用信號22a予以輸出。

又，他電源單元8b所具備的溫度檢測部34所輸出的溫度資訊係作為調整用信號23b輸入至電源單元8a。此外，他電源單元8b所具備的調整用信號產生部52所輸出的調整用信號22b亦輸入至電源單元8a。

輸出調整電路61係輸入調整用信號22a、22b、23a、23b。此外，根據可運轉時間推測值之調整用信號(調整用信號22a、調整用信號23a)的比較，來決定調整輸出以減小溫度差，或調整輸出以減小可運轉時間推測值的差。此外，根據所決定的調整方法而進行自電源單元8a之輸出電力的調整。

第11圖係說明實施形態4的電源單元8a的動作之流程圖。如圖所示，首先，調整用信號產生部52係執行平滑電容器514a、514b之放電的時間T2之測量(步驟S31)。此外，調整用信號產生部52係由溫度檢測部34a、34b而導入溫度資訊(步驟S32)。接著，調整用信號產生部52係根據時間T2的測量值及溫度資訊而分別算出可運轉時間推測值，並將所算出之2個可運轉時間推測值中之較小之值作為調整用信號22a予以輸出(步驟S33)。

於是，輸出調整電路61係分別導入調整用信號22a、22b、23a、23b(步驟S34)，並根據調整用信號22a、22b的比較而判定自電源單元8a之可運轉時間推測值與他電源單元8b之可運轉時間推測值的差分是否大於臨限值(步驟S35)。

當自電源單元8a之可運轉時間推測值與他電源單元8b之可運轉時間推測值的差分小於預定之臨限值時(步驟S35/No)，輸出調整電路61係判定自電源單元8a之可運轉時間推測值是否大於他電源單元8b之可運轉時間推測值(步驟S36)。而當自電源單元8a之可運轉時間推測值大 於他電源單元8b之可運轉時間推測值時(步驟S36/Yes)，則輸出調整電路61係使自電源單元8a的輸出電力增加(步驟S37)。另一方面，自電源單元8a之可運轉時間推測值小於他電源單元8b之可運轉時間推測值時(步驟S36/No)，輸出調整電路61係使自電源單元8a的輸出電力減低(步驟S38)。在步驟S37或步驟S38的處理之後，移行至步驟S31的處理。

另一方面，當自電源單元8a之可運轉時間推測值與他電源單元8b之可運轉時間推測值的差分大於預定之臨限值時(步驟S35/Yes)，則輸出調整電路61係根據調整用信號23a、23b的比較而判定自電源單元8a的內部溫度是否高於他電源單元8b的內部溫度(步驟S39)。當電源單元8a的內部溫度高於電源單元8b的內部溫度時(步驟S39/Yes)，輸出調整電路61係執行步驟S38的處理，電源單元8a的內部溫度低於電源單元8b的內部溫度時(步驟S39/No)，輸出調整電路61係執行步驟S37的處理。

如此，根據實施形態4，由於輸出調整電路61係構成為：將自他的電源裝置之有壽命零件的可運轉時間之推測值的差分與預定的臨限值作比較，當前述差分大於前述臨限值時，調整自電源單元8a的輸出，以使自他的電源單元8a、8b的之溫度檢測值的差分變得更小，而當前述可運轉時間之推測值的差分小於前述臨限值時，則調整自電源單元8a的輸出，俾更接近前述有壽命零件成為無法使用之時期；故於可運轉時間推測值存在超越容許範圍的差時，即 可減少電源單元8a、8b的更換週期的差距，而當可運轉時間推測值的差收斂於容許範圍時，則可減少電源單元8a、8b的更換週期之差距。藉此，即可防止僅於2個電源單元8a、8b中的一個更換成新品時，負荷集中於該新品的電源單元之情形。

又，構成實施形態1至4的電源單元之構成元件(輸出調整電路、調整用信號產生部、溫度檢測部)之一部分或全部係藉由硬體、軟體、或此等之組合而實現。以軟體實現構成元件係指例如以個人電腦執行預定的程式，藉此能實現相對應的功能。

(產業上之可利用性)

如上所述，本發明之電源裝置係以使用於經雙重化而載裝於PLC之電源裝置為佳。

1‧‧‧PLC

2‧‧‧基底單元

3a、6a、7a、8a‧‧‧電源單元(自電源單元)

3b、6b、7b、8b‧‧‧電源單元(他電源單元)

4‧‧‧CPU單元

5‧‧‧一般單元

21‧‧‧電源供應線

22a、22b、23a、23b‧‧‧調整用信號

30‧‧‧過濾器/整流電路

31‧‧‧切換控制電路

32、51‧‧‧AC/DC變換電路

33‧‧‧雙重化查對電路

34、34a、34b‧‧‧溫度檢測部

35、61‧‧‧輸出調整電路

41‧‧‧輸出電流測定部

42、52‧‧‧調整用信號產生部

101、102、103‧‧‧特性曲線

510‧‧‧變壓器

511‧‧‧二極體

512‧‧‧負荷連接線

513‧‧‧負荷連接線

514a、514b、514c‧‧‧平滑電容器

515a、515b‧‧‧切換元件

516a、516b‧‧‧放電用電阻

第1圖係使用實施形態1的電源單元而構成之PLC之構成圖。

第2圖係實施形態1的電源單元之構成圖。

第3圖係說明實施形態1的電源單元的動作之流程圖。

第4圖係實施形態2的電源單元之構成圖。

第5圖係說明實施形態2的電源單元的動作之流程圖。

第6圖係表示平滑電容器的劣化特性之圖。

第7圖係實施形態3的電源單元之構成圖。

第8圖係AC/DC變換電路圖之構成圖。

第9圖係說明實施形態3的電源單元的動作之流程圖。

第10圖係實施形態4的電源單元之構成圖。

第11圖係說明實施形態4的電源單元的動作之流程圖。

3a‧‧‧電源單元(自電源單元)

3b‧‧‧電源單元(他電源單元)

21‧‧‧電源供應線

22a、22b‧‧‧調整用信號

30‧‧‧過濾器/整流電路

31‧‧‧切換控制電路

32、51‧‧‧AC/DC變換電路

33‧‧‧雙重化查對電路

34‧‧‧溫度檢測部

35‧‧‧輸出調整電路

Claims (6)

1. 一種電源裝置，係經雙重化而載裝於可程式控制器(PLC)，且分別自交流的商用電源產生前述PLC的內部電源並予以輸出者，具備：溫度檢測部，係檢測自電源裝置的內部溫度；輸出電流測定部，係測定自電源裝置的內部電源之輸出電流；以及輸出調整電路，係調整自電源裝置的內部電源之輸出，俾使以根據自電源裝置的溫度檢測部之溫度檢測值及自電源裝置的輸出電流測定部之輸出電流測定值之值、與根據安裝在與自電源裝置相同的PLC之他電源裝置的溫度檢測部之溫度檢測值及該他電源裝置的輸出電流測定部之輸出電流測定值之值的差分變得更小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源裝置，其中，前述輸出調整電路係當自電源裝置之溫度檢測值與自電源裝置之輸出電流測定值之合計值大於他電源裝置之溫度檢測值與他電源裝置的輸出電流測定值之合計值時，將自電源裝置的內部電源之輸出予以減小，而當自電源裝置之溫度檢測值與自電源裝置之輸出電流測定值之合計值小於他電源裝置之溫度檢測值與他電源裝置之輸出電流測定值之合計值時，則將自電源裝置的內部電源之輸出予以增大。
3. 一種電源裝置，係經雙重化而載裝於可程式控制器(PLC)，且分別自交流的商用電源產生前述PLC的內部 電源並予以輸出者，具備：劣化狀態算出部，係算出用以表示自電源裝置所具備的有壽命零件之劣化程度之劣化狀態資訊；以及輸出調整電路，係根據自電源裝置的劣化狀態算出部所算出之劣化狀態資訊、及安裝於與自電源裝置相同的PLC之他電源裝置的劣化狀態算出部所算出之劣化狀態資訊，調整自電源裝置的內部電源之輸出，俾使自電源裝置所具備的前述有壽命零件成為無法使用之時期與前述他電源裝置所具備的前述有壽命零件成為無法使用之時期之差距變得更小。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電源裝置，其中，前述劣化狀態資訊係為前述有壽命零件的可運轉時間之推測值，又具備溫度檢測部，其係檢測自電源裝置之內部溫度，前述劣化狀態算出部係根據前述溫度檢測部之溫度檢測值來推測前述有壽命零件的可運轉時間，前述輸出調整電路係當自電源裝置之有壽命零件的可運轉時間之推測值大於他電源裝置之有壽命零件的可運轉時間之推測值時，將自電源裝置的內部電源之輸出予以增大，而當自電源裝置之有壽命零件的可運轉時間之推測值小於他電源裝置之有壽命零件的可運轉時間之推測值時，則將自電源裝置的內部電源之輸出予以減小。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電源裝置，其中，前述輸出調整電路係將自他之電源裝置之有壽命零件的可運轉時間之推測值的差分與預定的臨限值作比較，當前述差分大於前述臨限值時，調整自電源裝置的內部電源之輸出，俾使自電源裝置的溫度檢測部之溫度檢測值、與安裝於和自電源裝置相同的PLC之他電源裝置所具備的溫度檢測部之溫度檢測值的差分變得更小，而當前述可運轉時間之推測值的差分小於前述臨限值時，則調整自電源裝置的內部電源之輸出，俾使自電源裝置所具備的有壽命零件成為無法使用之時期與前述他電源裝置所具備的前述有壽命零件成為無法使用之時期之差距變得更小。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之電源裝置，其中，前述有壽命零件係為平滑電容器，前述劣化狀態資訊算出部係測量前述平滑電容器的放電時間，並根據前述放電時間的測量值、以及前述溫度檢測部之溫度檢測值來推測前述平滑電容器的可運轉時間。