WO2024024774A1

WO2024024774A1 - 直流電源システム

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Publication number: WO2024024774A1
Application number: PCT/JP2023/027159
Authority: WO
Inventors: 義一角田; 隆熊谷; 淳史細川
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2023-07-25
Publication date: 2024-02-01

Abstract

ＣＶＣＣ電源である複数のＤＣ電源装置（１０Ａ～１０Ｅ）は、負荷（１２０）に対して出力側が並列接続される。複数のＤＣ電源装置（１０Ａ～１０Ｅ）の各々において、ＣＣモードに維持される上限電流（Ｉｃｃ）は定格電流以下に設計される。複数のＤＣ電源装置（１０Ａ～１０Ｅ）の基準電圧（Ｖｒ）は、異なる値に設定される。複数のＤＣ電源装置（１０Ａ～１０Ｅ）は、負荷（１２０）への出力電流（Ｉｏｕｔ）の増加に対応して、基準電圧（Ｖｒ）が高い方のＤＣ電源装置から順に、ＣＶモードからＣＣモードへの移行を伴って電流を供給する。

Description

直流電源システム

　本開示は、直流電源システムに関する。

　近年、ＺＥＢ（ゼロエミッションビルディング）における直流給電、データセンターの供給電源、モビリティの電動化等で直流電気機器が注目されており、その需要が増大している。このため、直流電気機器に電力供給するための直流電源システムについても、大容量化、高信頼化、小型化の要請が高まっている。特に、大容量化に対しては、大容量の直流電源１台で対応する他に、小容量の直流電源を複数台並列に運転する構成が採用されている。

　例えば、特開２００６－３４０４７号公報（特許文献１）には、垂下特性部分が定電流動作をする複数の電源ユニット（直流電源）を外部負荷に対して並列接続した構成において、最初の電源ユニットのみを起動して、出力電流が定電流（最大電流）となったところで次段の電源ユニットに対して起動信号を送信し、以降順次段階的に電源ユニットを起動させて行く制御が記載されている。又、特許文献１では、垂下特性による定電流値を示す基準電圧が、上記起動信号とともに送信されることで、電源ユニットを順次起動する際に、電源ユニット間の負担の均衡化が図られる。

特開２００６－３４０４７号公報

　特許文献１の構成によれば、小型化及び効率の向上が困難な傾向にある大容量電源を用いることなく、大容量化された負荷に対する電流供給が可能となる。しかしながら、複数の電源モジュール間で、上述の起動信号及び基準電圧信号の送受信を伴う協調的な運転が行われるので、制御線の増加を含み、制御の複雑化が懸念される。

　本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであって、本開示の目的は、並列接続された複数の直流電源間での信号又は情報の授受による協調的な制御を行うことなく、負荷への出力電流の変化に対応した電力供給を実現する直流電源システムを提供することである。

　本開示のある局面では、直流電源システムが提供される。直流負荷に対して直流電圧及び直流電流を供給する直流電源システムは、複数の直流電源装置を備える。複数の直流電源装置は、直流負荷と電気的に接続される出力側が並列接続される。複数の直流電源装置の各々は、直流負荷に供給されている直流電圧が、複数の直流電源装置毎に設定された基準電圧よりも高い場合には電流を出力しない非稼働状態になる一方で、直流電圧が基準電圧以下である場合には、予め定められた出力特性に従った稼働状態となる様に構成される。出力特性は、各直流電源装置において、出力電流が複数の直流電源装置毎に設定された上限電流より小さいときには、出力電圧を基準電圧に維持するための出力電圧のフィードバック制御が行われる定電圧モードで動作する一方で、出力電流が上限電流に達すると、出力電流を上限電流に維持するための出力電流のフィードバック制御が行われる定電流モードで動作する様に設定される。更に、各直流電源装置において、上限電流は当該直流電源装置の定格電流以下に設定される。複数の直流電源装置の少なくとも一部の間で、基準電圧は、直流負荷の電圧許容範囲内で互いに異なる値に設定される。

　本開示によれば、並列接続された複数の直流電源装置によって負荷に電力を供給する直流電源システムにおいて、負荷の電流要求に対応して、基準電圧が異なる直流電源装置が出力特性に従って順次電流を出力することで、直流電源装置間で協調的な制御を行うことなく、負荷への出力電流の変化に対応した電力供給を実現することができる。

本実施の形態に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。図１に示された負荷で想定される通電プロファイルの一例を説明するグラフである。図１に示された各ＤＣ電源装置の出力特性を説明する概念図である。実施の形態１に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。実施の形態１に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の動作を説明するための概念図及び図表である。実施の形態１に係る直流電源システムにおいて各ＤＣ電源装置が図５に従って運転したときの稼働時間計画値の一覧を示す図表である。図４に示された複数のＤＣ電源装置の第１の構成例及びその動作例を説明する回路図である。図４に示された複数のＤＣ電源装置の第２の構成例及びその動作例を説明する回路図である。実施の形態２に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の出力特性を説明する概念図である。実施の形態２に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。図１０中の各ＤＣ電源装置の出力特性を説明する概念図である。実施の形態２に係る直流電源システムの動作を説明するための概念図及び図表である。実施の形態３に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。図１３の直流電源システムで想定される通電プロファイルの例を説明する概念図である。図１３に示された稼働時間監視部の動作を説明するフローチャートである。実施の形態４に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。ＤＣ電源装置の出力電流と寿命との関係を説明するグラフである。実施の形態４に係る直流電源システムでの各ＤＣ電源装置の積算稼働時間を一覧する図表である。実施の形態５に係る直流電源システムを構成するＤＣ電源装置の外観図である。図１９に示されたＤＣ電源装置を収納する電源スロットの外観図である。実施の形態５に係る直流電源システムのメンテナンス前の状況例を説明する概念図である。実施の形態５に係る直流電源システムのメンテナンス作業例を説明する概念図である。実施の形態６に係る直流電源システムの構成及びメンテナンス作業例を説明する概念図である。実施の形態７に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。実施の形態７に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の動作を説明するための図表である。実施の形態８に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。実施の形態８に係る直流電源システムの動作を説明する概念図である。実施の形態９に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の出力特性を説明する概念図である。図２８（ｂ）が適用された各ＤＣ電源装置の出力特性の具体例を説明する概念図である。実施の形態９に係る直流電源システムの動作を説明する概念図である。実施の形態９の変形例に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の出力特性を説明する概念図である。図３１が適用された各ＤＣ電源装置の出力特性の具体例を説明する概念図である。実施の形態９の変形例に係る直流電源システムの動作を説明する概念図である。実施の形態１０に係る直流電源システムを構成する各ＤＣ電源装置の外観図である。図３４での電圧設定指示に対する各ＤＣ電源装置の出力特性の変化を説明する概念図である。実施の形態１０に係る直流電源システムの外観図である。実施の形態１０に係る直流電源システムの動作例を説明する図表である。実施の形態１１に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。実施の形態１１に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の冷却構造の第１の例を説明する概念図である。実施の形態１１に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の冷却構造の第２の例を説明する概念図である。

　以下に、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

　実施の形態１．
　図１には、本実施の形態に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図が示される。

　図１を参照して、本実施の形態に係る直流電源システム１００は、Ｎ台（Ｎ：２以上の整数）のＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）を備える。ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の各々は、同一仕様の電源モジュールによって構成することが可能であり、それぞれの回路構成、容量（電流容量）、及び、寿命設計は同等であることを想定しているが、同一仕様であることは必須ではない。例えば、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の間で、容量（電流容量）は異なっていてもよい。

　ＤＣ電源装置１０（１）から１０（Ｎ）の入力側は、電力源１０１と接続される。後述の様に、本実施の形態では、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）は、少なくとも１個の半導体スイッチング素子（図示せず）のオンオフによるＤＣ／ＤＣ変換を実行することを想定する。従って、電力源１０１は、ＡＣ電源からの交流電圧を直流電圧に変換する電力変換器、又は、バッテリ等の蓄電素子による直流電源とすることができる。

　或いは、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の入力段に整流回路を配置することで、電力源１０１はＡＣ電源で構成することも可能である。尚、図１では、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の入力側が共通の電力源１０１と接続される構成例が示されるが、複数の電力源１０１と、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の一部ずつの入力側を接続する構成とすることも可能である。

　ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の各々は、出力電圧及び出力電流のいずれか一方のフィードバック（ＦＢ）制御を伴って、ＤＣ出力端Ｐ（＋）及びＮ（－）の間に直流電力を出力する。ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）のＤＣ出力端Ｐ（＋），Ｎ（－）は負荷１２０に対して電力供給するための電力線ＰＬ，ＮＬに対して並列接続される。

　負荷１２０は、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の１台分の供給電流を超える負荷電流を必要とする直流電気機器である。又、負荷１２０は、規格電圧Ｖｒｔに対し、予め定まれた範囲内の電圧変動を許容できる余裕度（±Ｘ％）を有している。逆に言うと、直流電源システム１００から負荷１２０への出力電圧Ｖｏｕｔは、上記余裕度に従って、Ｖｏ＝Ｖｒｔ±Ｘ％の電圧許容範囲内とされる必要がある。又、負荷１２０に対する最大負荷電流Ｉｍａｘが予め定められる。

　負荷１２０は、抵抗負荷、誘導負荷、容量負荷、或いは、ＤＣ／ＡＣ変換用の電力変換器と交流電気機器（モータ等）の組み合わせによって構成され、例えば、直流配電設備の負荷、空調、室内灯、エレベータ、家電等の直流電源供給を必要とする機器で構成される。例えば、負荷１２０は、当該直流電気機器が２台以上設置されており、運転台数に応じて、直流電源システム１００から負荷１２０への出力電流（負荷電流）が変化する。

　図２には、負荷１２０で想定される通電プロファイルの一例が示される。

　図２の横軸は、直流電源システム１００から負荷１２０に供給される負荷電流であり、縦軸は、負荷１２０の運転時間積算値である。

　上述した２台以上の直流電気機器の想定される運転頻度に基づき、負荷電流が０（Ａ）～Ｉｍａｘ（Ａ）の間で変化する中での、各負荷電流値の発生頻度（分布）の想定値が予め定められる。そして、積算稼働時間が、設計寿命に相当する限界稼働時間Ｔｌｉｍ（例えば、１５年間の稼働時間計画値に相当する、１３１，５２０（ｈ））に対する、各負荷電流値での稼働時間（Ｔｌｉｍ×発生頻度）を算出して、算出された稼働時間を０（Ａ）から積算していくことで、図３の通電プロファイルが得られる。

　図３には、図１に示された各ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の出力特性を説明する概念図が示される。

　図３を参照して、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の各々は、出力電流が上限電流Ｉｃｃより低いときには、出力電圧を基準電圧Ｖｒに維持するための電圧フィードバック制御による定電圧（ＣＶ）モードで動作する。一方で、出力電流が上限電流Ｉｃｃを超えると、出力電流がそれ以上増加しない様にＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の出力を制限するための定電流（ＣＣ）モードで動作する。即ち、ＣＣモードでは、電流目標値を上限電流Ｉｃｃに設定した電流フィードバック制御が行われて、出力電圧は直接制御されなくなる。このため、負荷１２０への供給電力に応じて、ＤＣ電源装置の出力電圧は低下する。

　図３に示された出力電圧－出力電流の制御特性は垂下特性と呼ばれており、この様な制御特性を有するＤＣ電源は、ＣＶＣＣ（Constant　Voltage　Constant　Current）電源と呼ばれている。本実施の形態では、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）毎に、ＣＶＣＣ制御における基準電圧Ｖｒ及び上限電流Ｉｃｃの値は、可変に設定することができる。特に、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の間の少なくとも一部で、基準電圧Ｖｒは、負荷１２０に対する出力電圧Ｖｏｕｔの許容変化範囲内で、意図的に異なる値に設定される。

　更に、一般的なＣＶＣＣ電源では、ＣＶモードからＣＣモードに移行する上限電流Ｉｃｃは、定格電流値に対して１２０％～１４０％程度に設定された上で、定格電流値での運転が、設計寿命（例えば、図３のＴｌｉｍ）を満たす様に、電源の各部品が設計される。即ち、通常のＣＶＣＣ電源では、垂下特性による定電流制御が行われる電流値（上限電流Ｉｃｃ）での運転の設計寿命は保証されない。当該電流値での運転は、定格電流値を超える領域での運転になるからである。

　これに対して、本実施の形態に係るＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）の各々では、定電流制御が行われる上限電流Ｉｃｃは、定格電流値以下に設定される。即ち、ＤＣ電源装置１０（１）～１０（Ｎ）では、垂下特性による定電流制御が行われる電流値での運転でも設計寿命が満足される様に、各部品が設計されている。この様に、本実施の形態では、並列接続されるＤＣ電源装置（ＣＶＣＣ電源）での定格電流値と垂下特性（上限電流Ｉｃｃ）との関係が、従来のＣＶＣＣ電源とは異なり特徴的に定められている。

　次に、直流電源の並列個数、及び、出力電圧及び出力電流の具体的な数値例を伴う実施の形態について説明を進める。以下では、主に、Ｎ＝５とした例を説明する。

　図４は、実施の形態１に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。

　図４を参照して、本実施の形態に係る直流電源システム１００ａは、少なくとも出力側が並列接続された５台（Ｎ＝５）のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅを備える。ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｄの出力電圧の定格値（定格電圧）、及び、負荷１２０に供給される電圧の定格値（即ち、規格電圧Ｖｒｔ）は、１５（Ｖ）である。負荷１２０は「直流負荷」に対応し、直流電源システム１００ａから負荷１２０への出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔは、「直流負荷」に供給される「直流電圧」及び「直流電流」にそれぞれ対応する。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々において、図３の上限電流Ｉｃｃ＝１００（Ａ）に制御され、出力電流が１００（Ａ）の状態で垂下特性（ＣＣモード）により、定電流が出力される。上述の通り、上限電流Ｉｃｃは、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの定格電流以下であり、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々は、出力電流が１００（Ａ）の状態で、図２中の限界稼働時間Ｔｌｉｍ（例えば、１３１５２０（ｈ））の運転が可能に設計されている。

　負荷１２０は、規格電圧Ｖｒｔ＝１５（Ｖ）に対して、±５％の電源電圧変動を許容できる。即ち、直流電源システム１００ａから負荷１２０への出力電圧Ｖｏｕｔの電圧許容範囲は１５（Ｖ）±５％である（１４．２５～１５．７５（Ｖ））。又、最大負荷電流Ｉｍａｘ＝４８０（Ａ）であり、直流電源システム１００ａから負荷１２０への出力電流Ｉｏｕｔは、２０（Ａ）～４８０（Ａ）まで変化するものとする。又、図２の横軸が、０（Ａ）～４８０（Ａ）の範囲内において、想定される各電流値での想定される運転時間に基づき、図２の様な通電プロファイルが予め定められている。

　負荷１２０のＩｍａｘ＝４８０（Ａ）であるため、Ｉｃｃ＝１００（Ａ）のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが５台並列に設けられる。即ち、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの上限電流Ｉｃｃの和が最大負荷電流Ｉｍａｘより大きいことで、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの並列運転によって、負荷１２０の最大電流４８０（Ａ）を供給することができる。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒは、上述した１５（Ｖ）±５％の電圧許容範囲内で異なる値に設定される。図４の例では、０．０５（Ｖ）の刻み幅で、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒはそれぞれ異なる値に設定される。具体的には、ＤＣ電源装置１０ＡではＶｒ＝１５＋０．１０＝１５．１０（Ｖ）であり、ＤＣ電源装置１０ＢではＶｒ＝１５＋０．０５＝１５．０５（Ｖ）である。又、ＤＣ電源装置１０ＣではＶｒ＝１５＋０．００＝１５（Ｖ）である。更に、ＤＣ電源装置１０ＤではＶｒ＝１５－０．０５＝１４．９５（Ｖ）であり、ＤＣ電源装置１０ＥではＶｒ＝１５－０．１０＝１４．９０（Ｖ）である。

　図５には、直流電源システム１００ａの動作を説明するための概念図及び図表が示される。

　図５（ａ）の横軸には、直流電源システム１００ａから負荷１２０への出力電流Ｉｏｕｔ（即ち、負荷電流）が示され、縦軸には、直流電源システム１００ａから負荷１２０への出力電圧Ｖｏｕｔが示される。ＣＶＣＣ電源であるＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの垂下特性によって、出力電流Ｉｏｕｔの電流領域ＩＲａ～ＩＲｅの間で、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作状態が変化することにより、出力電圧Ｖｏｕｔが変化する。

　図５（ｂ）には、出力電流Ｉｏｕｔの領域毎でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作状態を説明する図表が示される。

　図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、出力電流Ｉｏｕｔが０～１００（Ａ）の電流領域ＩＲａでは、基準電圧Ｖｒが最も高いＤＣ電源装置１０Ａ（Ｖｒ＝１５．１０（Ｖ））のみが電流を出力する一方で、出力電圧が１５．１０（Ｖ）よりも低い残りのＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｅからは、電流は供給されない。従って、直流電源システム１００ａの出力電圧Ｖｏｕｔは、１５．１０（Ｖ）となり、ＤＣ電源装置１０Ａの出力は、０％から１００％（出力電流＝Ｉｃｃ＝１００（Ａ））迄の範囲内となる。一方で、ＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｅは、動作中であるものの出力が０％（出力電流＝０（Ａ））である。以下では、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々について、電流を供給している動作状態を「稼働状態」と称するとともに、電流を供給していない動作状態（出力が０（％））を「非稼働状態」とも称する。電流領域ＩＲａでは、ＤＣ電源装置１０Ａが稼働状態である一方で、ＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｅは非稼働状態である。

　次に、出力電流Ｉｏｕｔが１００（Ａ）に達すると、図３に示した垂下特性（Ｉｃｃ＝１００（Ａ））に従って、ＤＣ電源装置１０Ａの出力電圧が低下する。当該出力電圧が１５．０５（Ｖ）まで低下すると、基準電圧Ｖｒが１５．０５（Ｖ）であるＤＣ電源装置１０Ｂからも電流の供給が開始される。これにより、ＤＣ電源装置１０Ａが１５．０５（Ｖ）×１００（Ａ）で稼働しつつ、ＤＣ電源装置１０Ｂは、出力電圧Ｖｏｕｔ（＝１５．０５（Ｖ））の下で出力が０％から１００％（１００（Ａ））迄の範囲内で、不足分の電流を供給する。この動作状態は、ＤＣ電源装置１０Ｂの出力電圧が垂下特性によって低下するまで、即ち、Ｉｏｕｔ＝１００×２＝２００（Ａ）になるまで、継続される。

　従って、Ｉｏｕｔ＝１００～２００（Ａ）の電流領域ＩＲｂでは、直流電源システム１００ａの出力電圧Ｖｏｕｔは１５．０５（Ｖ）となる。そして、ＤＣ電源装置１０Ａ（Ｖｒ＝１５．１０（Ｖ））の出力が１００％（１００（Ａ））になるとともに、ＤＣ電源装置１０Ｂ（Ｖｒ＝１５．０５（Ｖ））の出力が０％から１００％（１００（Ａ））迄の範囲内となる。一方で、基準電圧Ｖｒが１５．０５（Ｖ）よりも低いＤＣ電源装置１０Ｃ～１０Ｅからは電流は供給されず、非稼働状態のままであるので出力は０（％）である。

　同様にして、出力電流Ｉｏｕｔが２００（Ａ）に達すると、ＤＣ電源装置１０Ｂの出力電圧が垂下特性に従って低下することで、Ｖｒ＝１５．００（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｃからの電流供給が開始される。ＤＣ電源装置１０Ｃの出力電圧が垂下特性によって低下するまでの、Ｉｏｕｔ＝２００～３００（Ａ）の電流領域ＩＲｃでは、直流電源システム１００ａ，１００ｂの出力電圧Ｖｏｕｔは１５．００（Ｖ）となる。更に、ＤＣ電源装置１０Ａ（Ｖｒ＝１５．１０（Ｖ））及びＤＣ電源装置１０Ｂ（Ｖｒ＝１５．０５（Ｖ））の出力が１００％（１００（Ａ））になるとともに、ＤＣ電源装置１０Ｃ（Ｖｒ＝１５．００（Ｖ））の出力が０％から１００％（１００（Ａ））迄の範囲内となる。一方で、基準電圧Ｖｒが１５．００（Ｖ）よりも低いＤＣ電源装置１０Ｄ～１０Ｅからは電流は供給されず、非稼働状態のままである。

　同様に、出力電流Ｉｏｕｔの増加に応じて、電流領域ＩＲｄ（Ｉｏｕｔ＝３００～４００（Ａ））では、Ｖｒ＝１４．９５（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｄからの電流供給が更に開始される。従って、直流電源システム１００ａ～１００ｃの出力電圧Ｖｏｕｔは１４．９５（Ｖ）となる。更に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｃの出力が１００％（１００（Ａ））になるとともに、ＤＣ電源装置１０Ｄ（Ｖｒ＝１４．９５（Ｖ））の出力が０％から１００％（１００（Ａ））迄の範囲内となる。一方で、基準電圧Ｖｒが１４．９５（Ｖ）よりも低いＤＣ電源装置１０Ｅからは電流は供給されず、非稼働状態のままであるので、出力は０（％）である。

　更に出力電流Ｉｏｕｔが増加した電流領域ＩＲｅ（Ｉｏｕｔ＝４００～５００（Ａ））では、Ｖｒ＝１４．９０（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｅからの電流供給が更に開始される。従って、直流電源システム１００ａ～１００ｄの出力電圧Ｖｏｕｔは１４．９０（Ｖ）となる。更に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｄの出力が１００％（１００（Ａ））になるとともに、ＤＣ電源装置１０Ｅ（Ｖｒ＝１４．９０（Ｖ））の出力が０％から１００％（１００（Ａ））迄の範囲内となる。即ち、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの全てが稼働状態となる。

　この様な動作状態の制御により、出力電圧Ｖｏｕｔの低下が規格値１５（Ｖ）から５％以内である範囲内で、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの並列運転により、負荷１２０の最大負荷電流Ｉｍａｘ＝４８０（Ａ）を供給することができる。

　尚、ＣＶＣＣ電源の垂下特性（図３）において、実際には、ＣＣ制御での電流が上限電流Ｉｃｃよりも若干増加することが一般的である。例えば、今回の例では、図３でのＣＣ制御の特性線が、１００（Ａ）×Ｖｒと、１００（Ａ）×０（Ｖ）とを結ぶ鉛直状の直線ではなく、１００（Ａ）×Ｖｒと１０５（Ａ）×０（Ｖ）とを結ぶ斜めの直線となることがあるが、この様な垂下特性線の下でも、基準電圧Ｖｒが異なるＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作状態は、電流領域ＩＲａ～ＩＲｅ間の境界値がややずれる下で、図５（ｂ）と同様に制御できることが理解される。

　図６には、実施の形態１に係る直流電源システムにおいてＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｃが図５（ａ），（ｂ）に従って運転したときの稼働時間計画値の一覧が示される。図６では、想定された電流プロファイル（図２）の下で、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが図５（ａ），（ｂ）の特性に従って運転されたときの稼働時間計画値が示される。図６では、図２において、Ｔｌｉｍ＝１３１５２０（ｈ）（約１５年間）としている。

　図６を参照して、想定された電流プロファイル（図２）に従って、Ｔｌｉｍ＝１３１５２０（ｈ）は、出力電流Ｉｏｕｔの各電流領域（０～１００（Ａ），１００～２００（Ａ），２００～３００（Ａ），３００～４００（Ａ），４００（Ａ）～５００（Ａ））での積算稼働時間に配分される。

　更に、各電流領域において、当該電流領域での積算稼働時間に対する、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの稼働時間計画値が求められる。各電流領域において、出力が０％（非稼働状態）のＤＣ電源装置の稼働時間計画値は０（ｈ）であり、出力が１００％、又は、０～１００％となる稼働状態のＤＣ電源装置では、稼働時間計画値は、当該電流領域での積算稼働時間と等しい値に算出されている。

　この結果、図６の最下欄の合計値として、Ｔｌｉｍ＝１３１５２０（ｈ）に対するＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々の稼働時間計画値が求められる。実施の形態１に係る直流電源システム１００ａでは、基準電圧Ｖｒが最も高いＤＣ電源装置１０Ａの稼働時間計画値はＴｌｉｍと等しく、ＤＣ電源装置１０Ａは常時稼働状態である。一方で、基準電圧Ｖｒが低いＤＣ電源装置程、稼働時間計画値は低く抑えられている。

　ここで、仮に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが均等時間ずつ稼働されたケースを想定すると、最下欄のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅのそれぞれの稼働時間計画値の平均値として、（１３１５２０＋１１６５２０＋１１０５２０＋５８５２０＋２５２０）／５＝８４１２０（ｈ）が平均稼働時間として得られる。この場合には、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々の稼働率は、８４１２０／１３１５２０＝６４％である。

　これに対して、実施の形態１では、常時稼働されるＤＣ電源装置１０Ａの稼働率は１００％となっている。しかしながら、並列接続されるＤＣ電源装置間では、製造ばらつき等に起因する出力電圧のオフセットの影響により、結果として相対的に出力電圧が高くなったＤＣ電源装置の稼働率が上昇する。このため、各ＤＣ電源装置について、上述の平均稼働率を反映した寿命設計は困難であり、通常、稼働率１００％での寿命が確保できるように各部品が設計される。このため、実施の形態１では稼働率が１００％となるＤＣ電源装置１０Ａについても、寿命が従来よりも短くなることはないことが理解される。

　以上説明した様に、実施の形態１に係る直流電源システムでは、並列接続された複数のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの間で、相互に制御信号又は情報の授受を必要とすることなく、出力側を並列接続するだけで、負荷１２０への出力電流Ｉｏｕｔの変化に追従した多並列運転が可能となる。

　又、後述する様に、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力端に接続される平滑コンデンサについても、ＤＣ電源装置の台数分並列接続することになるので、直流電源システム１００ａの出力電圧Ｖｏｕｔを平滑化するための容量値の確保が容易である。これにより、負荷１２０による急激な電力変化に対しても十分な耐量を持つことができる。

　一般的に、平滑コンデンサに大容量の電解コンデンサを用いる場合には、寿命によるＥＳＲ（Equivalent　Series　Resistance）上昇に起因した、出力電圧Ｖｏｕｔのリップル電圧及びスパイク電圧の増大が懸念される。しかしながら、実施の形態１に係る直流電源システムでは、図６に示した様に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅ間に稼働時間の相違があるので、並列接続された複数の平滑コンデンサの一部のみでＥＳＲが上昇することになる。このため、直流電源システム１００ａ全体では、出力電圧Ｖｏｕｔのリップル電圧及びスパイク電圧の上昇を抑制することが期待できる。

　更に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々は、電圧の高低に依存して電流を出力しない状態であっても、常時動作中であるので、負荷電流の増大にも速やかに対応することができる。これにより、負荷１２０での電圧又は電流の変動に対して、充分な瞬時電流供給能力を有する直流電源システムを構成することができる。

　又、基準電圧Ｖｒを高く設定したＤＣ電源装置の稼働時間が長くなることが予め決まっているため、メンテナンスについても当該ＤＣ電源装置から優先的に実施すればよくなる。更に、稼働時間が相対的に長いＤＣ電源装置が寿命に達しても、複数のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅのうちの一部のみを交換して、基準電圧Ｖｒをプログラムするだけで、直流電源システム１００ａは再び正常に動作することができる。これにより、現場でのメンテナンス作業の効率化及びメンテナンスコスト（機器代金）の削減が可能となる。

　更に、本実施の形態の様に、複数のＤＣ電源装置を多数並列接続する構成では、各ＤＣ電源装置を小容量化することができる。一般的に、磁性部品は、電流に対して体積比でサイズが増大するため、本実施の形態での並列接続構成により、トータルでのサイズを小型化することが可能になり、スペース効率の良い小型の機器設計が可能になる。

　小型化により、各部品についても、表皮効果及び近接効果の関係からさらに高周波化でき、高周波化できれば更に部品が小型化できる。特に、小型部品は大型部品に比べて量産効果によって品質が安定しており、かつ、入手性にも優れる傾向にある。更に、磁気部品、特に、フェライトの特性についても小型部品の方が優れている傾向におる。この様に、各ＤＣ電源装置を小容量化することで、製造上も大きな効果を得ることができる。

　更に、同一仕様のＤＣ電源装置を並列接続する構成とすれば、ＤＣ電源装置の設計を共通化することができるので、設計の効率化と、共通化による生産数量増大によるコストメリットとを享受することができる。又、負荷１２０に対する供給電力を増加したい場合にも、同一仕様のＤＣ電源装置を追加的に並列接続して、基準電圧Ｖｒを所望の値にプログラムすることで対応できるため、大容量化への対応も効率化することができる。

　次に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの構成例、及び、その動作例を説明する。

　図７には、第１の構成例として、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々が、フライバック方式で構成される例が示される。

　図７を参照して、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々は、トランス１１０，半導体スイッチング素子１１２，ダイオード１１３、コンデンサ１１４、フィードバック（ＦＢ）回路１１５、電流検出抵抗１１６、及び、制御ＩＣ（Integrated　Circuit）１１７を有する。

　トランス１１０の一次巻線、半導体スイッチング素子１１２、及び、電流検出抵抗１１６は、電力源１０１からの入力電圧Ｖｉｎが印加される入力ノードＮｉｐ及びＮｉｎの間に直列接続される。トランス１１０の二次側巻線の一端は、ダイオード１１３を経由して＋側の出力端（ＯＵＴ＋）と接続される。トランス１１０の二次側巻線の他端は、－側の出力端（ＯＵＴ－）と接続される。コンデンサ１１４は、＋側の出力端（ＯＵＴ＋）及び－側の出力端（ＯＵＴ－）の間に接続される。

　半導体スイッチング素子１１２のオンオフによってトランス１１０の一次側巻線に生じたパルス状電圧（ＡＣ電圧）は、トランス１１０の二次側巻線に逆極性で伝達される。二次側巻線に伝達されたパルス状電圧（ＡＣ電圧）が、ダイオード１１３によって整流され、コンデンサ１１４によって平滑化されることで、＋側の出力端（ＯＵＴ＋）及び－側の出力端（ＯＵＴ－）の間に出力電圧（ＤＣ）が生成される。

　コンデンサ１１４の端子間電圧、即ち、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力電圧は、ＦＢ回路１１５によって分圧されて、制御ＩＣ１１７に入力される。更に、制御ＩＣ１１７には、電流検出抵抗１１６の端子間電圧が入力される。これにより、制御ＩＣ１１７は、当該ＤＣ電源装置の出力電圧及び出力電流の検出値を取得することができる。ＦＢ回路１１５及び電流検出抵抗１１６は、可変抵抗素子を用いて構成することができる。

　制御ＩＣ１１７は、半導体スイッチング素子１１２のオンオフ制御信号であるゲート信号を出力する。各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力は、オンオフ制御される半導体スイッチング素子１１２のオン期間比（オンデューティ比）によって制御される。

　制御ＩＣ１１７には、基準電圧Ｖｒ及び上限電流Ｉｃｃがプログラムされている。例えば、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの回路基板上に設けられた、バイアス回路（図示せず）に発生される一定電圧を用いて、制御ＩＣ１１７では基準電圧Ｖｒ及び上限電流Ｉｃｃが設定される。更に、図示しない可変抵抗又はディップスイッチへの操作に応じて、ＦＢ回路１１５での分圧比、及び、電流検出抵抗１１６の抵抗値を変化させることで、基準電圧Ｖｒ及び上限電流Ｉｃｃを可変設定する構成を実現することができる。

　制御ＩＣ１１７は、定電圧（ＣＶ）モードでは、ＦＢ回路１１５による出力電圧検出値を基準電圧Ｖｒに近付ける様に設定されたオンデューティ比に従って、半導体スイッチング素子１１２のゲート信号を生成する。

　これに対して、制御ＩＣ１１７は、定電流（ＣＣ）モードでは、電流検出抵抗１１６による出力電流検出値を上限電流Ｉｃｃに維持する様に制御されたオンデューティ比に従って、半導体スイッチング素子１１２のゲート信号を生成する。これらのＣＶモード及びＣＣモードでの半導体スイッチング素子のオンオフ制御には、公知の任意の手法を適用することができる。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、＋側の出力端（ＯＵＴ＋）及び－側の出力端（ＯＵＴ－）がそれぞれ相互接続されることで、負荷１２０に対して並列接続される。図７には、Ｖｏｕｔ＝１５．０５（Ｖ）、即ち、図５（ｂ）での電流領域ＩＲｂ（１００～２００（Ａ））でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作例が更に示される。

　Ｖｒ＝１５．１０（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ａは、ＣＣモードで動作しており、出力電流は上限電流Ｉｃｃ（１００（Ａ））と同等である様に、半導体スイッチング素子１１２のオンデューティ比は制御されている。

　Ｖｒ＝１５．０５（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｂは、ＣＶモードで動作しており、ＦＢ回路１１５で検出された出力電圧が基準電圧Ｖｒ（１５．０５（Ｖ））に維持される様に、半導体スイッチング素子１１２のオンデューティ比が制御される。

　Ｖｒ＝１５．００（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｃでは、ＦＢ回路１１５が基準電圧Ｖｒよりも高い出力電圧を検出する。従って、半導体スイッチング素子１１２のオンデューティ比は０又は最小限となる。例えば、フライバック動作により、スイッチングが発生した場合でも半導体スイッチング素子１１２はすぐにターンオフされる。このため、ＤＣ電源装置１０Ｃから殆ど電流は供給されず、ＤＣ電源装置１０Ｃは、出力が０（％）である非稼働状態となる。又、ダイオード１１３が逆バイアスされることで、負荷１２０側からの電流の逆流も阻止される。

　Ｖｒ＝１４．９５（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｄ及びＶｒ＝１４．９０（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｅについても、ＤＣ電源装置１０Ｃと同様に非稼働状態となる。これにより、図５（ｂ）の電流領域ＩＲｂ（１００～２００（Ａ））におけるＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作が実現される。

　図７の状態から、負荷１２０への出力電流Ｉｏｕｔが２００（Ａ）を超えると、ＤＣ電源装置１０Ｂでは、出力電流の検出値が上限電流Ｉｃｃ以上となるのでＣＶモードからＣＣモードへの移行が生じる。この際には、半導体スイッチング素子１１２のオンデューティ比は、ＣＶモード下で最大値となった後に、ＣＣモード下では制限される。これにより、ＤＣ電源装置１０Ｂでは、出力電力が不足するので、出力電圧は１５．０５（Ｖ）より低下する。

　これにより、出力電圧Ｖｏｕｔが１５．０５（Ｖ）より低下するのに応じて、ＤＣ電源装置１０Ｃでは、ＦＢ回路１１５により、Ｖｒ＝１５．００（Ｖ）近傍の電圧が検出されるようになる。これにより、ＤＣ電源装置１０Ｃでは、ＣＶモードにて、出力電圧が基準電圧Ｖｒ（１５．００（Ｖ））に維持される様に、半導体スイッチング素子１１２のオンデューティ比が制御される。

　これに対して、Ｖｏｕｔ＝１５．００（Ｖ）の下では、Ｖｒ＝１４．９５（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｄ及びＶｒ＝１４．９０（Ｖ）のＤＣ電源装置１０Ｅは、電流を殆ど供給しない状態（非稼働状態）である。これにより、図５（ｂ）の電流領域ＩＲｃ（２００～３００（Ａ））におけるＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作状態が実現されることが理解される。

　図８には、第２の構成例として、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々が、フォワード方式で構成される例が示される。

　図８を参照して、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々は、図７でのフライバックの構成に加えて、フライホイールダイオード１１８及びリアクトル１１９を更に備える。リアクトル１１９は、ダイオード１１３のカソードと、＋側の出力端（ＯＵＴ＋）との間に接続される。又、トランス１１０の一次側巻線及び二次側巻線は、フライバック方式（図７）とは異なり同極性で巻回される。

　フライホイールダイオード１１８は、ダイオード１１３の非導通期間においても、リアクトル１１９及びコンデンサ１１４を含む電流ループを継続的に形成する様に接続される。フォワード方式は、リアクトル１１９の配置により、フライバック方式よりも大電流用途に適している。一方で、フライバック方式は、フォワード方式よりも簡易な構成である。

　図８においても、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力は、半導体スイッチング素子１１２のオンデューティ比によって制御される。即ち、ＣＶモード及びＣＣモードでの制御動作は、図７で説明したのと同様である。

　図８においても、Ｖｏｕｔ＝１５．０５（Ｖ）、即ち、図５（ｂ）での電流領域ＩＲｂ（１００～２００（Ａ））でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作例が更に示されている。Ｖｏｕｔ＝１５．０５（Ｖ）のときには、図７と同様に、ＤＣ電源装置１０Ａ及び１０Ｂが稼働状態である。ＤＣ電源装置１０Ａ（Ｖｒ＝１５．１０（Ｖ））がＣＣモードで動作する一方で、ＤＣ電源装置１０Ｂ（Ｖｒ＝１５．０５（Ｖ））がＣＶモードで動作する。又、ＤＣ電源装置１０Ｃ～１０Ｄは、非稼働状態であるとともに、ダイオード１１３及びフライホイールダイオード１１８が逆バイアスされることで、負荷１２０からの電流の逆流も阻止される。

　この様に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの構成に限定されることなく、実施の形態１に係る直流電源システムでのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作状態の制御（図５（ａ），（ｂ））を実現することができる。更に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの構成は、図７及び図８の例示に制限されるものでなく、基準電圧Ｖｒ及び上限電流Ｉｃｃに従うＣＶＣＣ制御（図３）が可能であれば、任意の構成を用いることができる。

　尚、図７及び図８に例示した様に、一次側（電力源１０１側）と二次側（負荷１２０側）とをトランスで絶縁する絶縁型電源を用いることで、電流を殆ど出力しない状態のＤＣ電源装置において、稼働状態のＤＣ電源装置から出力された電流の逆流の阻止が容易となるので、より安定した動作が可能となる。尚、電力源１０１及び負荷１２０の間で基準電位（グランド）が同一である場合には、各ＤＣ電源装置１０は、非絶縁方式で構成することが可能である。即ち、本実施の形態において、各ＤＣ電源装置は、上述した寿命設計が適用されたＣＶＣＣ電源であれば、絶縁型及び非絶縁型のいずれであってもよく、任意の回路構成を適用可能である点について、確認的に記載する。

　又、電力源１０１がＡＣ電源である場合には、入力段に整流回路を配置することにより、ＡＣ／ＤＣ変換器についても、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅに適用可能である点について確認的に記載する。

　実施の形態２．
　実施の形態２では、並列運転する各ＤＣ電源装置の出力特性（ＣＶＣＣ制御）の変形例を説明する。

　図９は、実施の形態２に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の出力特性を説明する概念図である。

　図９に示される様に、実施の形態２では、各ＤＣ電源装置の垂下特性には、ＣＶモードからＣＣモードへの移行に際して、出力電流の上昇に対して出力電圧が低下されるディレーティング特性の領域（以下、ディレーティング領域）が設けられる。具体的には、上限電流ＩｃｃよりもΔＩ小さい判定電流Ｉ１よりも出力電流が上昇すると、電圧フィードバック制御の目標電圧値が、一定のレートに従って基準電圧Ｖｒから低下される。当該ディレーティング特性での、電流上昇に対する電圧低下レートは、－（ΔＶ／ΔＩ）で示される。

　例えば、図７及び図８中の制御ＩＣ１１７を、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）等のプログラマブルなデジタルＩＣで構成することにより、図９に示された、ディレーティング特性を有する垂下特性をプログラミングによって実現することができる。或いは、オペアンプ等のアナログ回路によって、同様の機能を実現することも可能である。

　図１０は、実施の形態２に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。

　図１０に示される様に、実施の形態２に係る直流電源システム１００ｂは、実施の形態１に係る直流電源システム１００ａ（図４）と同様に、少なくとも出力側が並列接続された５台（Ｎ＝５）のＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅを備える。実施の形態２でのＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅは、実施の形態１でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅと比較して、出力特性（ＣＶＣＣ制御）に、図９で説明したディレーティング特性の領域が設けられる点で異なる。又、ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの基準電圧Ｖｒの設定が、実施の形態１（図４）でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅと異なる。ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅのその他の点は、実施の形態１でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅと同様である。更に、図１０のその他の部分は、電力源１０１及び負荷１２０を含めて、実施の形態１（図４）と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。

　図１１には、図１０中の各ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの出力特性を説明する概念図が示される。

　図１１に示される様に、ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの出力特性は、図９において、Ｉｃｃ＝１００（Ａ）の下で、ΔＩ＝２０（Ａ）とし、ΔＶ＝０．２（Ｖ）として、ディレーティング特性が設定されたものに相当する。

　従って、出力電流がＩ１＝８０（Ａ）よりも上昇すると、電圧フィードバック制御の目標電圧は、基準電圧Ｖｒから一定レート－０．０１（Ｖ／Ａ）で低下する。従って、出力電流が９０（Ａ）のときは出力電圧が基準電圧Ｖｒよりも０．１（Ｖ）低下し、出力電流が１００（Ａ）のときは出力電圧が基準電圧Ｖｒよりも０．２（Ｖ）低下する様に、各電源装置１１Ａ～１１ＥのＣＶモードの動作は制御される。具体的には、ＣＶモードでの電圧フィードバック制御の電圧目標値が、ディレーティング特性に従って基準電圧Ｖｒから徐々に低下される。

　再び図１０を参照して、ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの基準電圧Ｖｒは、１５（Ｖ）±５％の範囲内で、図４よりも大きい０．１（Ｖ）の刻み幅で設定される。

　具体的には、ＤＣ電源装置１１ＡではＶｒ＝１５＋０．２＝１５．２（Ｖ）であり、ＤＣ電源装置１１ＢではＶｒ＝１５＋０．１＝１５．１（Ｖ）である。又、ＤＣ電源装置１１ＣではＶｒ＝１５＋０．０＝１５（Ｖ）である。更に、ＤＣ電源装置１１ＤではＶｒ＝１５－０．１＝１４．９（Ｖ）であり、ＤＣ電源装置１１Ｅでは、Ｖｒ＝１５－０．２＝１４．８（Ｖ）である。

　実施の形態２では、ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの間での基準電圧Ｖｒの差分（刻み幅：０．１（Ｖ））は、垂下特性のディレーティング特性領域の電圧幅ΔＶ（ここでは、０．２（Ｖ））よりも小さく設定される。図１０の例では、基準電圧Ｖｒの差分（刻み幅）をΔＶの半分に設定することで、段階的にＤＣ電源装置の稼働台数が増加する。

　図１２には、実施の形態２に係る直流電源システムの動作を説明するための概念図及び図表が示される。

　図１２（ａ）では、図５（ａ）と同様に、直流電源システム１００ａから負荷１２０への出力電流Ｉｏｕｔ（即ち、負荷電流）及び出力電圧Ｖｏｕｔが。横軸及び縦軸に示される。実施の形態２では、垂下特性にディレーティング特性が設けられることにより、出力電流Ｉｏｕｔの電流領域が、実施の形態１（図５（ａ））よりも細分化される。

　図１２（ａ）を参照して、出力電流Ｉｏｕｔが０～８０（Ａ）の電流領域ＩＲ１では、基準電圧Ｖｒが最も高いＤＣ電源装置１１Ａ（Ｖｒ＝１５．２０（Ｖ））のみが電流を出力する一方で、出力電圧が１５．２０（Ｖ）よりも低い残りのＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｅは非稼働状態であり、電流は供給されない。

　図１２（ｂ）に示される様に、電流領域ＩＲ１では、ＤＣ電源装置１１Ａの出力は、０％から８０％（出力電流が８０（Ａ））迄の範囲内となる。一方で、ＤＣ電源装置１１Ｂ～１１Ｅは、動作しているものの非稼働状態であり、出力が０％（出力電流＝０（Ａ））の非稼働状態である。

　再び、図１２（ａ）を参照して、出力電流Ｉｏｕｔが８０（Ａ）より上昇すると、ＤＣ電源装置１１Ａの出力電圧が、１０（Ａ）の電流上昇に対して０．１（Ｖ）のレートで低下する。これにより、出力電流Ｉｏｕｔが８０～９０（Ａ）の電流領域ＩＲ２では、ＤＣ電源装置１１Ａの出力電圧が、上記レートに従って、１５．２－０．１＝１５．１（Ｖ）まで低下する。

　図１２（ｂ）に示される様に、電流領域ＩＲ２では、ＤＣ電源装置１１Ａの出力は、８０～９０％（出力電流が８０～９０（Ａ））迄の範囲内となる。ＤＣ電源装置１１Ｂ～１１Ｅでは、電流領域ＩＲ１と同様に、出力が０％（出力電流＝０（Ａ））の非稼働状態である。

　再び図１２（ａ）を参照して、出力電圧Ｖｏｕｔが１５．１（Ｖ）まで低下すると、ＤＣ電源装置１０Ａの出力電流が９０（Ａ）に制限された下で、ＤＣ電源装置１１Ｂ（Ｖｒ＝１５．１（Ｖ））からの電流供給が開始される。これにより、Ｖｏｕｔ＝１５．１（Ｖ）にて、ＤＣ電源装置１１Ａ及び１１Ｂが稼働状態になる。この動作状態は、図１１の出力特性に従って、ＤＣ電源装置１１Ｂの出力電流が８０（Ａ）に達するまで継続する。

　従って、出力電流が９０～１７０（Ａ）の電流領域ＩＲ３では、図１２（ｂ）に示される様に、ＤＣ電源装置１１Ａの出力が９０％（出力電流＝９０（Ａ））に固定されるとともに、ＤＣ電源装置１１Ｂの出力が０～８０％（出力電流＝０～８０（Ａ））の範囲内となる。基準電圧Ｖｒが１５．１（Ｖ）よりも低いＤＣ電源装置１１Ｃ～１１Ｅでは、電流領域ＩＲ１と同様に、出力が０％（出力電流＝０（Ａ））の非稼働状態である。

　図１２（ａ）及び（ｂ）を参照して、出力電流Ｉｏｕｔが１７０（Ａ）よりも上昇すると、図１１のディレーティング特性で動作するＤＣ電源装置１１Ａの出力電流が９０（％）よりも増加する。ＤＣ電源装置１１Ａは、出力電圧が１５．０（Ｖ）まで低下すると出力電流が上限電流Ｉｃｃ＝１００（Ａ）となる。又、ＤＣ電源装置１１Ｂもディレーティング特性で動作する様になり、出力電流も８０（％）から上昇する。

　従って、出力電流Ｉｏｕｔが１７０～１９０（Ａ）の電流領域ＩＲ４では、ＤＣ電源装置１１Ａの出力が９０～１００％であり、ＤＣ電源装置１１Ｂの出力が８０～９０％になることで、負荷電流が確保されるとともに、出力電圧Ｖｏｕｔが１５．１（Ｖ）から１５．０（Ｖ）まで低下する。

　出力電圧Ｖｏｕｔが１５．０（Ｖ）まで低下すると、図１１の出力特性に従ってＤＣ電源装置１１Ａの出力が１００％（出力電流＝１００（Ａ））になるとともに、Ｖｒ＝１５．０（Ｖ）のＤＣ電源装置１１Ｃによる電流供給が開始される。又、Ｖｏｕｔ＝１５．０（Ｖ）では、ＤＣ電源装置１１Ｂの出力電流は９０（Ａ）になる。この状態は、ＤＣ電源装置１１Ｃの出力電流が８０（Ａ）に達して、ＤＣ電源装置１１Ｃの出力電圧が１５．０（Ｖ）よりも低下するまで継続される。このとき、Ｉｏｕｔ＝１００＋９０＋８０＝２７０（Ａ）である。

　従って、出力電流Ｉｏｕｔが１９０～２７０（Ａ）の電流領域ＩＲ５では、出力電圧Ｖｏｕｔが１５．０（Ｖ）の下で、ＤＣ電源装置１１Ａの出力が１００％（出力電流＝１００（Ａ））に固定され、ＤＣ電源装置１１Ｂの出力が９０％（出力電流＝９０（Ａ））に固定される。更に、ＤＣ電源装置１１Ｃの出力が０～８０％（出力電流が０～８０（Ａ））の範囲内となる。基準電圧Ｖｒが１５．０（Ｖ）よりも低いＤＣ電源装置１１Ｄ，１１Ｅでは、出力は０％（出力電流＝０（Ａ））の非稼働状態である。

　出力電流Ｉｏｕｔが２７０（Ａ）よりも大きくなると、出力電圧Ｖｏｕｔが０．１（Ｖ）低下するまで、ディレーティング特性領域で動作するＤＣ電源装置１１Ｂ，１１Ｃの出力電流は、１０（Ａ）ずつ増加する。これにより、出力電流Ｉｏｕｔが２９０（Ａ）まで増加する。出力電流Ｉｏｕｔが２９０（Ａ）に達すると、出力電圧Ｖｏｕｔが１４．９（Ｖ）まで低下するので、ＤＣ電源装置１０Ｄからの電流供給が更に開始される。

　このため、出力電流Ｉｏｕｔが２７０～２９０（Ａ）の電流領域ＩＲ６では、ＤＣ電源装置１１Ａの出力は１００％に固定され、ＤＣ電源装置１１Ｂの出力が９０～１００％、ＤＣ電源装置１１Ｃの出力が８０～９０％になることで、負荷電流が確保される。一方で、出力電圧Ｖｏｕｔは、ディレーティング特性により１５．０（Ｖ）から１４．９（Ｖ）まで低下する。

　出力電流Ｉｏｕｔが２９０（Ａ）より大きい領域でも同様に、電流領域ＩＲ７（出力電流Ｉｏｕｔが２９０～３７０（Ａ））、電流領域ＩＲ８（出力電流Ｉｏｕｔが３７０～３９０（Ａ））、電流領域ＩＲ９（出力電流Ｉｏｕｔが３９０～４７０（Ａ））、電流領域ＩＲ１０（出力電流Ｉｏｕｔが４７０～４９０（Ａ））、及び、電流領域ＩＲ１１（出力電流Ｉｏｕｔが４９０～５００（Ａ））の間で、直流電源システム１００ｂの動作状態が変化する。

　具体的には、電流領域ＩＲ７（Ｉｏｕｔ＝２９０～３７０（Ａ））では、出力電圧Ｖｏｕｔが１４．９（Ｖ）の下で、ＤＣ電源装置１１Ａ及び１１Ｂの出力が１００％（出力電流＝１００（Ａ））に固定され、ＤＣ電源装置１１Ｃの出力が９０％（出力電流＝９０（Ａ））に固定される。更に、ＤＣ電源装置１１Ｄの出力が０～８０％（出力電流が０～８０（Ａ））の範囲内となる。基準電圧Ｖｒが１４．９（Ｖ）よりも低いＤＣ電源装置１１Ｅでは、出力は０％（出力電流＝０（Ａ））である。

　電流領域ＩＲ８（Ｉｏｕｔ＝３７０～３９０（Ａ））では、ＤＣ電源装置１１Ａ及び１１Ｂの出力は１００％に固定され、ＤＣ電源装置１１Ｃの出力が９０～１００％であり、ＤＣ電源装置１１Ｄの出力が８０～９０％になることで、負荷電流が確保されるとともに、出力電圧Ｖｏｕｔが１４．９（Ｖ）から１４．８（Ｖ）まで低下する。

　電流領域ＩＲ９（Ｉｏｕｔ＝３９０～４７０（Ａ））では、出力電圧Ｖｏｕｔが１４．８（Ｖ）の下で、ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｃの出力が１００％（出力電流＝１００（Ａ））に固定され、ＤＣ電源装置１１Ｄの出力が９０％（出力電流＝９０（Ａ））に固定される。更に、ＤＣ電源装置１１Ｅの出力が０～８０％（出力電流が０～８０（Ａ））の範囲内となる。即ち、ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの全てが稼働状態となる。

　電流領域ＩＲ１０（Ｉｏｕｔ＝４７０～４９０（Ａ））では、ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｃの出力は１００％に固定され、ＤＣ電源装置１１Ｄの出力が９０～１００％であり、ＤＣ電源装置１１Ｅの出力が８０～９０％になることで、負荷電流が確保されるとともに、出力電圧Ｖｏｕｔが１４．８（Ｖ）から１４．７（Ｖ）まで低下する。

　電流領域ＩＲ１１（Ｉｏｕｔ＝４９０～５００（Ａ））では、ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｄの出力は１００％に固定され、ＤＣ電源装置１１Ｅの出力が９０～１００％になることで、負荷電流が確保されるとともに、出力電圧Ｖｏｕｔが１４．７（Ｖ）から１４．６（Ｖ）まで低下する。

　この様に、ディレーティング特性が設けられた垂下特性を有するＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの並列運転によっても、出力電圧Ｖｏｕｔの低下が規格値１５（Ｖ）から５％以内である範囲内で、負荷１２０の最大負荷電流Ｉｍａｘ＝４８０（Ａ）を供給することができる。

　実施の形態２に係る直流電源システムによれば、各ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの垂下特性にディレーティング特性が設けられているため、実施の形態１での効果に加えて、出力電流Ｉｏｕｔの増加に対して出力電圧Ｖｏｕｔが滑らかに変化する下で、各ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｃが順次オーバラップして稼働する。これにより、負荷１２０に供給される出力電圧Ｖｏｕｔの急変動が抑えられ、負荷の動作安定度が向上する。

　更に、各ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅでは、出力電流が上限電流Ｉｃｃまで増加する前に、次段のＤＣ電源装置が稼働して、電流供給を開始する。これにより、基準電圧Ｖｒが高く設定された側のＤＣ電源装置の出力電流が、実施の形態１と比較して抑制される。この結果、各ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅでは、上限電流Ｉｃｃでの連続稼働を想定した設計寿命よりも長い寿命を確保することが期待できる。これにより、特に、基準電圧Ｖｒが最も高く設定されるＤＣ電源装置１１Ａの寿命を、実施の形態１よりも延ばすことができる。

　尚、実施の形態２では、垂下特性のディレーティング特性の電流－電圧特性を直線状、即ち、電流増加に対して一定レートで出力電圧が低下する特性を例示したが、当該電流－電圧特性は、この例示に限定されるものではない。即ち、ＣＶモードからＣＣモードへの遷移のディレーティング特性での電流－電圧特性は、出力電流の増加に対して出力電流が徐々に低下するものであれば、曲線状で設定されてもよい。

　実施の形態３．
　実施の形態３では、直流電源システムの出力に基づいて、並列運転する複数のＤＣ電源装置の稼働時間を監視するシステム構成を説明する。

　図１３は、実施の形態３に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。

　図１３に示される様に、実施の形態３に係る直流電源システム１００ｃは、実施の形態１に係る直流電源システム１００ａ（図４）の構成に加えて、稼働時間監視部２０を更に備える点で異なる。直流電源システム１００ｃのその他の部分の構成は、電力源１０１及び負荷１２０を含み、実施の形態１（図４）と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。従って、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作状態は、図５（ａ），（ｂ）と同様に制御される。

　図１４には、直流電源システム１００ｃで想定される通電プロファイルの一例が示される。

　図１４の通電プロファイルは、図６に示されたＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの稼働時間計画値のベースとされた一例に相当する。この様に、通電プロファイルを想定することで、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの稼働時間計画値を算出することで（図６）、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの寿命を予測することができる。

　一方で、図５（ａ），（ｂ）で説明した様に、本実施の形態では、並列接続されたＤＣ電源装置１０Ａ～１１Ｅが電流を供給しているか否か、即ち、稼働状態及び非稼働状態のいずれであるかは、直流電源システムの出力電流Ｉｏｕｔ又は出力電圧Ｖｏｕｔによって決まる。従って、稼働時間監視部２０は、直流電源システム１００ｃの出力電流Ｉｏｕｔ又は出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、ＤＣ電源装置１０Ａ～１１Ｅの稼働時間を積算する機能を有する。ここでは、稼働時間監視部２０は、出力電流Ｉｏｕｔに基づいて、ＤＣ電源装置１０Ａ～１１Ｅの稼働時間を推定する例を説明する。

　図１５には、稼働時間監視部２０の動作を説明するためのフローチャートが示される。稼働時間監視部２０は、直流電源システム１００ｃの出力検出値を用いた演算処理を実行する演算回路（マイクロコンピュータ等）によって構成することができる。

　稼働時間監視部２０は、ステップＳ１１０では、初期動作として、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅのそれぞれの稼働時間をカウントするためのカウンタ値ＮＡ～ＮＥを初期値（ゼロ）に設定する。

　稼働時間監視部２０は、ステップＳ１２０では、直流電源システム１００ｃの出力検出値（ここでは、出力電流Ｉｏｕｔ）を記録する。そして、ステップＳ１３０では、図５（ｂ）に従って、Ｓ１２０で記録された出力電流Ｉｏｕｔが属する電流領域から、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々について稼働状態及び非稼働状態のいずれであるかを判定する。例えば、Ｓ１２０で記録されたＩｏｕｔ＝１５０（Ａ）であるときには、図５（ｂ）に照らして、ＤＣ電源装置１０Ａ及び１０Ｂが稼働状態と判定され、ＤＣ電源装置１０Ｃ～１０Ｅは、非稼働状態と判定される。即ち、図５（ｂ）の図表は、出力電流Ｉｏｕｔの範囲毎にＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々が稼働状態及び非稼働状態のいずれであるかを判定するための「対応情報」の一実施例に対応する。

　稼働時間監視部２０は、ステップＳ１４０では、Ｓ１３０での判定結果に従って、カウンタ値を更新する。具体的には、稼働状態と判定されたＤＣ電源装置に対応するカウンタ値を増加する一方で、稼働していないと判定されたＤＣ電源装置に対応するカウンタ値を維持する。上述したＩｏｕｔ＝１５０（Ａ）の例では、カウンタ値ＮＡ及びＮＢが増加する一方で、カウンタ値ＮＣ～ＮＥは維持される。

　稼働時間監視部２０は、ステップＳ１５０では、Ｓ１４０による更新後のカウンタ値ＮＡ～ＮＥの各々をアラーム判定値Ｎｔｈと判定する。カウンタ値ＮＡ～ＮＥのうちの少なくともいずれかがアラーム判定値Ｎｔｈに達すると（ＮＡ～ＮＥ≧Ｎｔｈ）、ステップＳ１５０がＹＥＳ判定とされて、処理はステップＳ１６０に進められる。ステップＳ１６０では、アラーム判定値Ｎｔｈに達したカウンタ値に対応するＤＣ電源装置のメンテナンス又は交換を促すアラームが出力される。例えば、ＮＡ＝Ｎｔｈであり、ＮＢ～ＮＥ＜Ｎｔｈのときには、ステップＳ１６０により、ＤＣ電源装置１０Ａを特定したアラームが出力される。

　カウンタ値ＮＡ～ＮＥの全てがアラーム判定値Ｎｔｈに達していないとき（ＮＡ～ＮＥ≧Ｎｔｈ）には、ステップＳ１５０がＮＯ判定とされて、ステップＳ１７０による一定時間ΔＴ経過の後、処理はステップＳ１２０に戻される。即ち、ステップＳ１５０がＮＯ判定の間は、ステップＳ１２０～Ｓ１５０の処理がΔＴ毎に繰り返される。

　尚、ΔＴが比較的短いとき（例えば、１秒程度）であるときには、ステップＳ１２０では出力電流Ｉｏｕｔの瞬時値を記録すればよい。一方で、ΔＴが比較的長いときには、ステップＳ１２０においてでは、当該ΔＴの間での出力電流Ｉｏｕｔの統計値（平均値、最頻値等）を記録してもよい。

　この様に、実施の形態３に係る直流電源システムによれば、実施の形態１での効果に加えて、各ＤＣ電源装置の稼働時間を把握することで、メンテナンスが必要な電源を判定できる。これにより、不必要なメンテナンスを実施することなく直流電源システムを維持管理することができるので、省資源化、及び、メンテナンスコストの削減が可能となる。

　更に、上記稼働時間を含む運用情報を、当該負荷１２０及び直流電源システム１００ｃを使用しているユーザ、直流電源システム１００ｃ及び負荷１２０の保守管理会社、並びに、直流電源システム１００ｃのメーカの三者で共有することが可能である。このようにすると、ユーザは故障前に機器の交換を予測することが可能になるとともに、運用を担う保守管理会社は、ユーザに対してきめ細かな機器更新や修理サービスの提案が可能となる。更に、メーカでは、寿命消費の傾向を反映して、直流電源システム１００ｃの生産計画を立てることが可能となる。

　従来の複数のＤＣ電源装置の並列運転では、各ＤＣ電源装置から平均的に電流が出力される設計思想が取られているため、特定のＤＣ電源装置の劣化を判別することが困難であり、全数のＤＣ電源装置を交換する対応が必要とされる傾向にある。これと比較すると、実施の形態３に係る直流電源システムは、メンテナンス時の交換台数（コスト）及び作業所要時間の面で有利である。

　特に、実施の形態３に係る直流電源システムでは、ＤＣ電源装置毎の稼働時間を把握して、アラーム出力対象となった、即ち、設計寿命が近づいたＤＣ電源装置から、随時、メンテナンス（交換）することができる。これにより、各ＤＣ電源装置の寿命故障を効率的に、未然防止できる。

　従来は、メンテナンスを不要にするために、多くの技術とコストをかけメンテナンスフリーを目指してきたが、それらのコストをかける必要がなくなる。実施の形態３によれば、容易にメンテナンスすることができるため、かけるコストも最小限となるので、トータルとして直流電源システムのライフサイクル全体での運用コストを低減できる。

　この様な利点から、実施の形態３に係る直流電源システムは、電源の供給状態を監視するシステムを別に持っているデータセンター、ビル等の直流配電システム、工場の動力用直流配電設備、或いは、その他にも、電力デマンド監視システムを配置している設備に好適である。

　尚、上述の様に、稼働時間監視部２０は、直流電源システム１００ｃの他の出力、例えば、出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの稼働時間を監視することも可能である。この場合には、図１５のステップＳ１２０において、出力電圧Ｖｏｕｔが記録される。更に、出力電圧又は出力電圧と、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅとの間の予め定められた関係（図５（ｂ））に従って、図１５のステップＳ１３０による判定を実行することができる。

　又、実施の形態３は、実施の形態２と組み合わせることも可能である。この場合には、図１５のステップＳ１３０による判定を、図１２（ｂ）に従って実行することが可能である。

　実施の形態４．
　実施の形態１及び２では、並列運転される複数のＤＣ電源装置の間で、基準電圧Ｖｒを異なる値に設定する一方で、ＣＣモードでの上限電流Ｉｃｃは共通値とする例を説明した。実施の形態４では、複数のＤＣ電源装置の間で上限電流Ｉｃｃを異なる値に設定することで、ＤＣ電源装置間での寿命均等化を図る。

　図１６は、実施の形態４に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。

　図１６に示される様に、実施の形態４に係る直流電源システム１００ｄは、実施の形態１に係る直流電源システム１００ａ（図４）と同様の構成であるが、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの上限電流Ｉｃｃの設定が、実施の形態１とは異なる。直流電源システム１００ｄのその他の部分の構成は、電力源１０１及び負荷１２０を含み、実施の形態１（図４）と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。直流電源システム１００ｄにおいても、通電プロファイルは、実施の形態１～３と同様であり、例えば、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｄの積算稼働時間は、図６と同様であるものとする。

　例えば、上限電流Ｉｃｃは、稼働時間の長いＤＣ電源装置の最大出力電流を１％以上下げる一方で、稼働時間の短いＤＣ電源装置の最大出力電流を１％以上上げる様に定めることができる。更に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの間で上限電流Ｉｃｃは、基準（ここでは、１００（Ａ））の±１０％の範囲内の値とすることができる。

　一例として、図１６の例では、ＤＣ電源装置１０Ａ（Ｖｒ＝１５．１０（Ｖ））においてＩｃｃ＝１００－７＝９３（Ａ）に設定され、ＤＣ電源装置１０Ｂ（Ｖｒ＝１５．０５（Ｖ））においてＩｃｃ＝１００－５＝９５（Ａ）に設定される。又、ＤＣ電源装置１０Ｃ（Ｖｒ＝１５．００（Ｖ））においてＩｃｃ＝１００－４＝９６（Ａ）に設定される。反対に、ＤＣ電源装置１０Ｄ（Ｖｒ＝１４．９５（Ｖ））においてＩｃｃ＝１００＋７＝１０７（Ａ）に設定され、ＤＣ電源装置１０Ｅ（Ｖｒ＝１４．９０（Ｖ））においてＩｃｃ＝１００＋９＝１０９（Ａ）に設定される。

　この様に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの間で、基準電圧Ｖｒが高く設定されることで稼働時間が長くなるＤＣ電源装置ほど、上限電流Ｉｃｃが低く設定されている。又、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの上限電流Ｉｃｃの和は、９３＋９５＋９６＋１０７＋１０９＝５００（Ａ）であり、実施の形態１（１００×５＝５００（Ａ））と同様に設定されている。即ち、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの全てが稼働したときの出力電流Ｉｏｕｔは、実施の形態１と同様に確保されている。

　次に、図１７を用いて、ＤＣ電源装置の出力電流と寿命との関係を説明する。図１７の横軸には、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力電流が示され、縦軸には、電流による温度上昇量ΔＴ［Ｋ］及び後述する寿命係数ｋｃが示される。

　図１７では、出力電流＝１００［Ａ］のときの温度上昇量ΔＴ＝４０［Ｋ］として、この基準条件から、出力電流を増加又は減少したときの寿命影響が解析される。

　図１７には、出力電流を変えたときの温度上昇量ΔＴの変化が、丸印でプロットされる。ここでは、温度上昇量ΔＴは、出力電流の２乗に従って変化している。

　更に、図１７では、各ＤＣ電源装置では、１０（Ｋ）の温度低下に対して寿命が２倍に長くなる一方で、１０（Ｋ）の温度上昇に対して寿命が（１／２）倍に短くなるものとして、四角でプロットされる寿命係数ｋｃを算出している。寿命係数ｋｃは、各出力電流値での寿命を、出力電流が１００（Ａ）のときの寿命に対する比で示すものである。即ち、Ｉｏｕｔが１００（Ａ）のときｋｃ＝１．０である。

　例えば、ＤＣ電源装置１０ＡでのＩｃｃ＝９３（Ａ）に対しては、温度上昇量ΔＴがＩｃｃ＝１００（Ａ）ときの（９３／１００）^２＝０．８６４９倍、即ち、約３４．６（Ｋ）となる。このため、ｋｃ＝２＾（（４０－３４．６）／１０）＝１，４５４となる。

　同様に、ＤＣ電源装置１０ＥでのＩｃｃ＝１０９（Ａ）に対しては、温度上昇量ΔＴがＩｃｃ＝１００（Ａ）ときの（１０９／１００）^２＝１．１８８１倍、即ち、約４７．５（Ｋ）となる。このため、ｋｃ＝２＾（４０－４７．５）／１０）＝０．５９４となる。

　図１８には、実施の形態４に係る直流電源システムでの各ＤＣ電源装置の積算稼働時間を一覧する図表が示される。

　図１８を参照して、実施の形態４では、上限電流Ｉｃｃの変更により、電流領域ＩＲａ～ＩＲｅの境界値が、実施の形態１（図６）とは少し変わる。一方で、各電流領域ＩＲａ～ＩＲｅでの稼働時間計画値は、実施の形態１（図６）と同等であるものとしている。従って、Ｔｌｉｍ＝１３１５２０（ｈ）に対するＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの稼働時間計画値は、実施の形態１と同様、即ち、図６の最下欄と同じ値とする。

　各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅでは、上限電流Ｉｃｃが１００（Ａ）から異なるため、図１７で説明した様に、Ｉｃｃ＞１００（Ａ）のＤＣ電源装置では、寿命係数ｋｃが１．０より低下することで、稼働時間計画値よりも寿命ダメージが大きくなる。一方で、Ｉｃｃ＜１００（Ａ）のＤＣ電源装置では、寿命係数ｋｃが１．０より上昇することで、稼働時間計画値よりも寿命ダメージが小さくなる。

　図１７では、寿命係数の逆数（１／ｋｃ）を寿命消費率として、稼働時間計画値に乗算した寿命消費時間を用いて、上述の寿命ダメージの違いを反映する。これにより、ｋｃ＞１．０（即ち、Ｉｃｃ＜１００（Ａ））のＤＣ電源装置では、寿命消費時間は稼働時間計画値よりも小さくなり、ｋｃ＜１．０（即ち、Ｉｃｃ＞１００（Ａ））のＤＣ電源装置では、寿命消費時間は稼働時間計画値よりも大きくなる。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅのそれぞれの寿命消費時間は、図１８の最下欄に示される。基準電圧Ｖｒが最も高く稼働時間計画値が最大であったＤＣ電源装置１０Ａにおいて、寿命消費時間は稼働時間計画値よりも短くなっており、寿命延長を図ることができる。

　この様に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの間において、寿命消費時間の最大値及び最小値の差分は、稼働時間計画値の最大値及び最小値の差分よりも小さくなることが理解される。従って、基準電圧Ｖｒに差が設けられて並列運転されるＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの間での寿命の均衡化を図ることが可能となる。

　尚、実施の形態４を実施の形態２と組み合わせることも可能であり、実施の形態２に係る直流電源システム１００ｂのＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｂにおいて、上限電流Ｉｃｃを実施の形態４と同様に設定することが可能である。又、実施の形態４において、実施の形態３に係る稼働時間監視部２０を更に配置することも可能である。

　実施の形態４に係る直流電源システムによれば、実施の形態１又は２での効果に加えて、基準電圧Ｖｒが高く設定されて電流出力時間が長くなるＤＣ電源装置において上限電流を抑制し、反対に、基準電圧Ｖｒが低いＤＣ電源装置において上限電流Ｉｃｃを大きくすることで、ＤＣ電源装置間の寿命バランスを確保できる。このため、必要以上の長寿命部品の使用を回避することで、低コスト化を図ることができる。

　実施の形態５．
　実施の形態５では、複数のＤＣ電源装置の収納構成例及びメンテナンス（交換）作業例を説明する。

　図１９は、実施の形態５に係る直流電源システムを構成するＤＣ電源装置の外観図である。

　図１９に示される様に、実施の形態５に係る直流電源システムにおいて、ＤＣ電源装置１０（１０Ａ～１０Ｅを総称するもの）又はＤＣ電源装置１１（１１Ａ～１１Ｅを総称するもの）は、モジュール部１４から、外部接続のための出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎと、入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎとが突出する様に設けられた形状を有する。

　モジュール部１４には、例えば、図７及び図８に例示した、フライバック式又はフォワード式のコンバータの構成部品が格納されるが、上述の通り、モジュール部１４には、チョッパ方式等の非絶縁型の構成を含む、任意の回路構成のコンバータの部品が格納される。モジュール部１４の背面、即ち、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎ及び入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎが設けられた面の反対側に、把手部１４ｘが設けられる。

　入力接続端子１６Ｐは、図７及び図８中の入力ノードＮｉｐと電気的に接続され、入力接続端子１６Ｎは、図７及び図８中の入力ノードＮｉｎと電気的に接続される。

　同様に、出力接続端子１５Ｐは、図７及び図８中の＋側の出力端（ＯＵＴ＋）と電気的に接続され、出力接続端子１５Ｎは、図７及び図８中の－側の出力端（ＯＵＴ－）と電気的に接続される。更に、入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎは、モジュール面からの突出長が、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎよりも大きくなる様に構成される。

　図２０は、図１９に示されたＤＣ電源装置を収納する電源スロットの外観図である。

　図２０に示される様に、実施の形態５に係る直流電源システム１００ｅは、電源スロット１０５と、電源スロット１０５に装着されたＮ台の電源装置１０（１１）によって構成される。実施の形態５でも、実施の形態１等と同様にＮ＝５、即ち、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが電源スロット１０５に装着される例を説明する。

　図２０に示される様に、電源スロット１０５には、Ｎ＝５に対応した数のスロット１０６Ａ～１０６Ｅが設けられる。スロット１０６Ａ～１０６Ｅの各々には、ガイドレール１０７と、出力接続端子１５Ｐ及び１５Ｎを差し込んで装着するためのコネクタ１０８Ｐ及び１０８Ｎと、入力接続端子１６Ｐ及び１６Ｎを差し込んで装着するためのコネクタ１０９Ｐ及び１０９Ｎとが設けられる。図示しないが、電源スロット１０５は、電力源１０１及び負荷１２０と配線等によって電気的に接続される。

　コネクタ１０８Ｐ，１０８Ｎは、出力接続端子１５Ｐ及び１５Ｎの突出部と嵌合する凹形状で設けられ、嵌合時にコネクタ１０８Ｐ，１０８Ｎと、出力接続端子１５Ｐ及び１５Ｎとの電気的接続が確保される。同様に、コネクタ１０９Ｐ，１０９Ｎは、入力接続端子１６Ｐ及び１６Ｎの突出部と嵌合する凹形状で設けられ、嵌合時にコネクタ１０９Ｐ，１０９Ｎと、入力接続端子１６Ｐ及び１６Ｎとの電気的接続が確保される。

　電源スロット１０５内では、スロット１０６Ａ～１０６Ｅの間で、コネクタ１０９Ｐ同士、及び、コネクタ１０９Ｎ同士が電気的に接続される。これにより、スロット１０６Ａ～１０６Ｅにそれぞれ装着されたＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力側を並列接続することができる。又、スロット１０６Ａ～１０６Ｅのコネクタ１０９Ｐ，１０９Ｎは、電源スロット１０５内の配線を介して、電力源１０１と電気的に接続される。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、把手部１４ｘを用いて、ガイドレール１０７に沿ってモジュール部１４を押し込むことで、スロット１０６Ａ～１０６Ｅに取り付けられる。出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎ及び入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎと、コネクタ１０８Ｐ，１０８Ｎ及び１０９Ｐ及び１０９Ｎとの間での電気的接続が確保されることで、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、電源スロット１０５に装着される。

　この際に、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎ及び入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎの形状（具体的には、突出長さ）の違いにより、入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎが先に装着され、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎは入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎよりも後に装着される。

　各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎが装着されて電力源１０１と電気的に接続されると自動的に動作を開始して、出力端、即ち、出力接続端子１５Ｐ，１５ＮからＤＣ電力（出力電圧×出力電流）を出力可能な状態となる。実際には、出力側での電圧の高低に応じて、動作を開始した各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、稼動状態又は非稼動状態のいずれかとなる。

　又、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、負荷１２０に対する出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔの出力中、即ち、直流電源システム１００ｅの運転中であっても、スロット１０６Ａ～１０６Ｅから取り外し可能に構成されている。例えば、把手部１４ｘを引っ張ることで、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎ及び入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎと、コネクタ１０８Ｐ，１０８Ｎ及び１０９Ｐ，１０９Ｎとの間の嵌合を解除することで、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、スロット１０６Ａ～１０６Ｅから取り外されて、電源スロット１０５から電気的に切り離される。

　この様に、凸状の出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎ及び入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎと、凹状のコネクタ１０８Ｐ，１０８Ｎ及び１０９Ｐ，１０９Ｎの組み合わせによって「嵌合構造」の一実施例が構成される。尚、嵌合構造は、図１９及び図２０の例に限定されるものではなく、例えば、モジュール部１４及びスロット１０６Ａ～１０６Ｅの接触面に凹凸が設けられることで、入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎが出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎよりも先に装着される様な嵌合構造とすることも可能である。或いは、スロット１０６Ａ～１０６Ｅ側に凸形状部位を設けるとともに、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅのモジュール部１４側に凹形状部位を設けることも可能である。

　図２１には、実施の形態５に係る直流電源システム１００ｅのメンテナンス前の状況例を説明する概念図が示される。

　図２１（ａ）に示される様に、電源スロット１０５のスロット１０６Ａ～１０６Ｅに対して、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが装着されることで、直流電源システム１００ｅは運転を開始する。

　図２１（ａ）での運転開始から、実施の形態１と同様の通電プロファイルに従って、Ｔｌｉｍ（１３１５２０（ｈ））近傍の１３００００（ｈ）時間が経過した状態が、図２１（ｂ）に示される。図６で説明した様に、基準電圧Ｖｒが最も高く設定されたＤＣ電源装置１０Ａの稼働時間は、直流電源システム１００ｅの運転時間と同等である。

　従って、図２１（ｂ）では、ＤＣ電源装置１０Ａの積算稼働時間も１３００００（ｈ）になっており、設計寿命が近づいていることが理解される。

　図２２には、実施の形態５に係る直流電源システムの構成及びメンテナンス作業を説明する概念図が示される。

　図２２（ａ）には、メンテナンス作業前の状態が示されており、スロット１０６Ａ～１０６Ｅのいずれにおいても、把手部１４ｘを用いて、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅを取り外すことが可能である。図２２（ａ）では、図２１（ｂ）で説明した様に、ＤＣ電源装置１０Ａの稼働時間が１３００００（ｈ）に達しているため、ＤＣ電源装置１０Ａを交換するメンテナンス作業が計画される。

　図２２（ｂ）には、ＤＣ電源装置１０Ａが取り外された状態が示される。この状態では、ＤＣ電源装置１０Ａからの出力電流がゼロになる一方で、各電流領域でのＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｅの出力が、図２２（ａ）の状態でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｄの出力とそれぞれ同等になる。従って、図２２（ｂ）の状態では、ＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｅによって、最大で４００（Ａ）の電流供給が可能である。

　従って、図２２（ｂ）の取り外し作業は、負荷１２０への出力電流Ｉｏｕｔが４００（Ａ）より小さいタイミングで実行することが必要である。例えば、負荷１２０の過去の運転状況を考慮して、負荷電流が低下するタイミングを見計らって、メンテナンス作業を実行することができる。

　図２２（ｃ）には、ＤＣ電源装置１０Ａが取り外されたスロット１０６Ａに、新たなＤＣ電源装置１０Ｆが取り付けられた状態が示される。例えば、ＤＣ電源装置１０Ｆの基準電圧Ｖｒは、交換対象のＤＣ電源装置１０Ａと同等の値（ここでは、Ｖｒ＝１５．２（Ｖ））に設定することができる。図２２（ｃ）の状態では、直流電源システム１００ｅは、図２２（ａ）と同様に、５台のＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｆの並列運転により、最大５００（Ａ）までの出力電流Ｉｏｕｔを負荷１２０に供給することができる。この様に、直流電源システム１００ｅでは、運転を停止することなく、出力電流Ｉｏｕｔが比較的小さいタイミングを用いて、寿命が近いＤＣ電源装置を交換することができる。

　上述の様に、実施の形態５において、電源スロット１０５に装着される複数のＤＣ電源装置については、実施の形態１，２，４のいずれのものとすることも可能である。又、実施の形態３を更に組み合わせて、稼働時間監視部２０を配置することも可能である。

　以上説明した様に、実施の形態５に係る直流電源システムによれば、実施の形態１～４で説明した効果に加えて、寿命が近づいた一部のＤＣ電源装置を、負荷１２０への電力供給を停止することなく、即ち、ホットスワップで交換することができる。従って、ユーザに負荷１２０への電力供給停止等の不便をかけることなく、メンテナンスを実行できる。

　この結果、実施の形態５に係る直流電源システムは、電源停止を嫌う重要な設備、例えば、データセンター、通信インフラ設備、生産設備等に好適である。又、万一、寿命前にＤＣ電源装置に故障が発生した場合においても、電源スロット１０５からの取り外し、及び、新たなＤＣ電源装置の取り付けによって、メンテナンスを短時間で完了することが期待できる。

　尚、図１９に示した様に、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、入力接続端子１６Ｐ，１６Ｎの方が、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎよりも先に装着されることで、正常に起動できる様に構成されている。

　一方で、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの起動後であっても、出力電圧が低過ぎる状態で出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎが装着されると、他のＤＣ電源装置の出力電圧差に起因して図７及び図８のコンデンサ１１４を充電する大きな異常電流が瞬間的に生じることが懸念される。この異常電流の影響で出力側での電気的な接触面積が不足することで、端子等が劣化する虞がある。

　このため、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎには、上述の様な異常電流を回避するための構成を更に設けることが好ましい。例えば、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎの先端に、低電圧時にコネクタ１０９Ｐ，１０９Ｎへの差し込みを阻害するための侵入防止ピン（図示せず）を取り付けることが可能である。当該侵入防止ピンは、例えば、接触先である＋側の出力端（ＯＵＴ＋）の電圧が予め定められた電圧以上になると引き込まれて、出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎがコネクタ１０９Ｐ，１０９Ｎに差し込み可能になる様に構成できる。

　一方で、＋側の出力端（ＯＵＴ＋）の電圧が上記予め定められた電圧よりも低いときには、侵入防止ピンが引き込まれないことで、コネクタ１０９Ｐ，１０９Ｎへの出力接続端子１５Ｐ，１５Ｎの差し込みが阻害される。例えば、当該侵入防止ピンは、ソレノイドロック機構によって実現することができる。この様な侵入防止ピンを設けることで、メンテナンス（交換）作業によるＤＣ電源装置の取り付け時における異常電流の発生を防止することができる。

　実施の形態６．
　実施の形態６では、実施の形態５に対して、メンテナンス作業用にスロット数を増加した構成を説明する。

　図２３は、実施の形態６に係る直流電源システムの構成及びメンテナンス作業を説明する概念図である。図２３（ａ）には、実施の形態６に係る直流電源システム１００ｆの構成が、図２２（ａ）との対比で示される。

　図２３（ａ）に示される様に、実施の形態６に係る直流電源システム１００ｆでは、図２１（ａ）に示された実施の形態６に係る直流電源システム１００ｅと比較して、電源スロット１０５が、運転時にＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅがそれぞれ装着されるスロット１０６Ａ～１０６Ｅに加えて、ＤＣ電源装置が装着されないスロット１０６Ｘを更に有する点が異なる。スロット１０６Ｘは「予備スロット」に対応する。

　スロット１０６Ｘの構成は、スロット１０６Ａ～１０６Ｅと同様であり、本実施の形態に係るＤＣ電源装置１０（１１）を装着可能である。実施の形態６に係る直流電源システム１００ｆのその他の構成は、実施の形態５に係る直流電源システム１００ｅと同様であるので詳細な説明は繰り返さない。

　図２３（ａ）では、スロット１０６ＸにはＤＣ電源装置は装着されず、スロット１０６Ａ～１０６Ｅに装着されたＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの並列運転によって、直流電源システム１００ｆは運転を開始する。出力電流Ｉｏｕｔの各電流領域でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作状態及び負荷１２０への出力電圧Ｖｏｕｔは、実施の形態１で説明したのと同様である。

　図２３（ｂ）では、図２２（ａ）と同様に、基準電圧Ｖｒが最も高く設定されたＤＣ電源装置１０Ａの稼働時間が、設計寿命に相当するＴｌｉｍ（１３１５２０（ｈ））近傍の１３００００（ｈ）に達しているため、ＤＣ電源装置１０Ａを交換するメンテナンス作業が計画される。

　図２３（ｃ）に示される様に、直流電源システム１００ｆのメンテナンス作業では、交換対象のＤＣ電源装置１０Ａをスロット１０６Ａから取り外す前に、空き状態のスロット１０６Ｘに対して、新たなＤＣ電源装置１０Ｆが取り付けられる。実施の形態５と同様に、ＤＣ電源装置１０Ｆの基準電圧Ｖｒは、交換対象のＤＣ電源装置１０Ａと同等の値（ここでは、Ｖｒ＝１５．２（Ｖ））に設定することができる。従って、図２３（ｃ）の図表に示される様に、各電流領域でのＤＣ電源装置１０Ｆは、交換対象のＤＣ電源装置１０Ａと同等になる。この状態では、基準電圧Ｖｒが最も低いＤＣ電源装置１０Ｅを除く、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｄ，１０Ｆの５台によって、最大５００（Ａ）までの出力電流Ｉｏｕｔを負荷１２０に供給することが可能である。

　その後、図２３（ｄ）に示される様に、図２２（ｃ）と同様に、スロット１０６ＡからＤＣ電源装置１０Ａが取り外される。図２３（ｄ）の交換後の状態では、ＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｆの５台によって、最大５００（Ａ）までの出力電流Ｉｏｕｔを負荷１２０に供給することが可能である。

　この様に、実施の形態６に係る直流電流システムでは、図２３（ｃ）の状態において、図２２（ｂ）とは異なり、４００（Ａ）よりも大きい出力電流Ｉｏｕｔを供給することが可能である。この結果、負荷１２０が最大電流で動作している場合にも、図２３（ｃ），（ｄ）のメンテナンス作業を実行することが可能である。即ち、負荷１２０の運転状況に依らず、任意のタイミングでＤＣ電源装置の交換によるメンテナンス作業が可能となる。

　実施の形態７．
　実施の形態７では、負荷１２０の最大電流に対して余分な台数のＤＣ電源装置を並列接続する冗長設計について説明する。

　図２４は、実施の形態７に係る直流電源システム１００ｇの構成を説明するブロック図である。

　図２４に示される様に、実施の形態７に係る直流電源システム１００ｇは、実施の形態１に係る直流電源システム１００ａ（図４）の構成に加えて、ＤＣ電源装置１０Ｆを更に備える点で異なる。ＤＣ電源装置１０Ｆの出力側は、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力側と並列接続されている。

　直流電源システム１００ｇでは、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｆの上限電流Ｉｃｃは１００（Ａ）に設定される。従って、直流電源システム１００ｇでは、Ｉｍａｘ＝４８０（Ａ）を確保するための台数（Ｎ＝５）よりも１台余分に、計６台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｆが並列接続されて、負荷１２０へ電力を供給する。

　即ち、直流電源システム１００ｇでは、並列接続されるＤＣ電源装置の台数は、一部のＤＣ電源装置のみの上限電流Ｉｃｃの和が負荷１２０の最大負荷電流Ｉｍａｘよりも大きくなる様に決められる。図２４では、余分な台数が１台である構成が、好ましい例として示されている。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒは、実施の形態１と同様に設定されており、それぞれが異なる値に段階的に設定されている。冗長用に余分に配置されたＤＣ電源装置１０Ｆの基準電圧Ｖｒは、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒよりも低い値、図２４の例では、Ｖｒ＝１５－０．１５＝１４．８５（Ｖ）に設定される。但し、ＤＣ電源装置１０Ｆの基準電圧Ｖｒについても、負荷１２０の許容範囲内、例えば、１５（Ｖ）±５％の範囲内に設定される。直流電源システム１００ｇのその他の部分の構成は、電力源１０１及び負荷１２０を含み、実施の形態１（図４）と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。

　図２５には、実施の形態７に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の動作を説明するための図表が示される。

　図２５（ａ）には、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｆのいずれにも故障が発生していないときの各ＤＣ電源装置の動作が示される。この場合には、基準電圧Ｖｒが高い方からの５台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅによって出力電流Ｉｏｕｔが供給される。この結果、図５（ｂ）と同様に、出力電流Ｉｏｕｔの各電流領域での各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの動作状態、及び、負荷１２０への出力電圧Ｖｏｕｔが決められる。

　図２５（ａ）の状態では、冗長用のＤＣ電源装置１０Ｆは、出力電流Ｉｏｕｔが４００～５００（Ａ）の電流領域であっても出力が０％の非稼働状態である。負荷１２０の最大電流４８０（Ａ）が供給される際にも、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅによって出力電流Ｉｏｕｔを確保できるので、出力電圧Ｖｏｕｔが、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒのうちで最も低い１４．９０（Ｖ）になる一方で、ＤＣ電源装置１０Ｆの基準電圧Ｖｒがそれよりも低いためである。言い換えると、並列接続された複数のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｆのうちで基準電圧Ｖｒが最も低い１台が、自動的に冗長用として常時非稼動状態とされることになる。

　図２５（ｂ）には、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅのうちのいずれか、ここでは、ＤＣ電源装置１０Ｃに故障が発生した場合の動作が示される。

　図２５（ｂ）に示される様に、故障が発生したＤＣ電源装置１０Ｃ（Ｖｒ＝１５．００（Ｖ））の出力は全電流領域で０％となる。又、ＤＣ電源装置１０Ｃよりも基準電圧Ｖｒが高いＤＣ電源装置１０Ａ及び１０Ｂの動作は、図２５（ａ）から変わらない。

　これに対して、基準電圧ＶｒがＤＣ電源装置１０Ｃの次に高いＤＣ電源装置１０Ｄ（Ｖｒ＝１４．９５（Ｖ））は、ＤＣ電源装置１０Ｃと同様に動作する様になる。即ち、図２５（ｂ）での各電流領域でのＤＣ電源装置１０Ｄの出力は、図２５（ａ）でのＤＣ電源装置１０Ｃの出力と同等になる。同様に、図２５（ｂ）でのＤＣ電源装置１０Ｅ（Ｖｒ＝１４．９０（Ｖ））の出力は、図２５（ａ）でのＤＣ電源装置１０Ｄの出力と同等になる。即ち、ＤＣ電源装置１０Ｅは、ＤＣ電源装置１０Ｄと同様に動作する様になる。

　更に、図２５（ａ）では非稼動状態（出力が０（％））であったＤＣ電源装置１０Ｆが、図２５（ａ）においてＤＣ電源装置１０Ｅが０～１００％の範囲で電流を出力していた電流領域（４００～５００（Ａ））において、図２５（ａ）でのＤＣ電源装置１０Ｅと同様に動作する様になる。

　これにより、図２５（ａ）と同様の各電流領域に対して、ＤＣ電源装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ～１０Ｆの５台によって、出力電流Ｉｏｕｔを確保することができる。尚、図２５（ｂ）では、ＤＣ電源装置１０Ｃが電流を出力していた電流領域、即ち、Ｉｏｕｔ≧２００（Ａ）の各電流領域において、出力電圧Ｖｏｕｔが図２５（ａ）よりも低下することになる。しかしながら、上述の様に、基準電圧Ｖｒが最も低いＤＣ電源装置１０Ｆにおいても、基準電圧Ｖｒは、負荷１２０の電圧許容範囲（±５％）内に設定されている。従って、ＤＣ電源装置１０Ｃが故障した図２５（ｂ）の状態においても、負荷１２０に対して、負荷１２０の電圧許容範囲内の出力電圧Ｖｏｕｔによって、Ｉｍａｘ＝４８０（Ａ）までの出力電流Ｉｏｕｔを供給することができる。即ち、任意のＤＣ電源装置の故障に対応するための冗長設計が実現されていることが理解される。

　この様に、実施の形態７に係る直流電源システムでは、並列接続されるＤＣ電源装置の台数を、負荷１２０に対して最大負荷電流Ｉｍａｘの供給に必要な台数に対して１台増やすだけで、冗長設計を実現することができる。一般的な電源システムの冗長設計は、負荷の最大電流に対応可能な定格電流の電源装置を２台並列配置することで実現される。これに対して、本実施の形態によれば、最大電流を分担して供給するためのＭ台のＤＣ電源装置に対して、１台余分にＤＣ電源装置を追加接続するだけで、合計（Ｍ＋１）台のＤＣ電源装置によって冗長設計を実現することができる。

　この結果、上述した一般的な電源システムと比較して、冗長構成のためのコストを抑制することができる。例えば、一般的な冗長設計では、２倍の台数の電源装置が必要となる一方で、本実施の形態では、（Ｍ＋１）／Ｍ倍の台数で済むためコストダウンが可能となる。これにより、装置（システム）の小型化についても実現することができる。

　又、実施の形態７においても、各ＤＣ電源装置として、実施の形態２でのＤＣ電源装置１１を用いることができる。又、実施の形態７に対して、実施の形態３（稼働時間監視部２０）、及び／又は、実施の形態４（上限電流Ｉｃｃによる寿命均衡化）を組み合わせることが可能である。

　更に、実施の形態７に係る直流電源システム１００ｇを構成するＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｆを、実施の形態５又は６での電源スロット１０５に装着することも可能である。この場合には、図２５（ｂ）の状態から、故障が発生したＤＣ電源装置１０Ｃについて、負荷１２０への電流供給を停止することなく、即ち、任意のタイミングにおいてホットスワップで電源スロット１０５から取り外すことが可能となる。

　実施の形態８．
　実施の形態８では、近年、ＧａＮ（窒化ガリウム）又はＳｉＣ（炭化シリコン）等のワイドバンドギャップ半導体が適用されたＤＣ電源装置を用いた直流電源システムの構成例を説明する。

　ＧａＮ等のワイドバンドギャップ半導体を用いたワイドバンドギャップ半導体素子は、高周波スイッチングが可能であり、この様なワイドバンドギャップ半導体素子をスイッチング素子として含むＤＣ電源装置は、出力リップル電圧の抑制、高周波駆動による磁性部品の小型化、小型化に伴う磁気部品での電力損失抑制、並びに、半導体スイッチング素子の低オン抵抗化による電力損失抑制等の効果があり、小型化及び高効率化の面でメリットが大きい。反面、一般的には、ワイドバンドギャップ半導体素子の電流容量は、通常の半導体材料による半導体素子と比較すると小さい。

　このため、実施の形態８では、ＧａＮ等のワイドバンドギャップ半導体素子を含んで構成された、比較的小容量のＤＣ電源装置を多数並列接続することで、直流電源システムを構成する。

　図２６は、実施の形態８に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。

　図２６を参照して、実施の形態８に係る直流電源システム１００ｈは、実施の形態１に係る直流電源システム１００ａと比較して、並列接続されるＤＣ電源装置の台数（Ｎ）が多く、かつ、１台の電源装置からの出力電流が実施の形態１よりも小さい。図２６においても、負荷１２０の特性は、実施の形態１と同様であり、Ｉｍａｘ＝４８０（Ａ）、かつ、電圧許容範囲は、１５（Ｖ）±５％（即ち、１４．２４～１５．７５（Ｖ））であるものとする。

　図２６の構成例では、Ｉｍａｘ＝４８０（Ａ）に対して、２５台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｙが配置される（Ｎ＝２５）。ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｐは、実施の形態１の電源装置１０Ａ～１０Ｅと同様の垂下特性（図３）を有するＣＶＣＣ電源であり、Ｉｃｃ＝２０（Ａ）に設定される。即ち、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｙは、Ｖｒ×２０（Ａ）のＣＶＣＣ電源として動作する。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｙの各々は、例えば、図７又は図８に示された、フライバック式又はフォワード式コンバータの構成において、半導体スイッチング素子１１２に、ワイドバンドギャップ半導体素子を適用することで実現されるが、上述した通り、絶縁型又は非絶縁型の任意の回路構成において、オンオフ制御される半導体スイッチング素子をワイドバンドギャップ半導体素子によって構成することで実現することができる。

　２５台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｙについても、負荷１２０の電圧許容範囲内で、一定刻み幅で異なる値に設定される。図２６の例では、１４．７６～１５．２４（Ｖ）の範囲内で、２５台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｙの基準電圧Ｖｒが、刻み幅を０．０２（Ｖ）として段階的に設定される。

　即ち、１番目のＤＣ電源装置１０Ａでは、基準電圧Ｖｒは最大値の１５＋０．２４＝１５．２４（Ｖ）に設定される。又、１３番目のＤＣ電源装置１０Ｍでは、基準電圧Ｖｒは、負荷１２０の規格電圧と同等のＶｒ＝１５．００（Ｖ）に設定される。更に、２５番目のＤＣ電源装置１０Ｙでは、基準電圧Ｖｒは最小値の１５－０．２４＝１４．７６（Ｖ）に設定される。

　尚、当該刻み幅である０．０２（Ｖ）は、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｙの定格リップル電圧よりも大きく設定される。又、台数Ｎは、負荷１２０の電圧許容範囲の幅（ここでは、１５（Ｖ）×５％×２＝１．５（Ｖ））を（Ｎ－１）で割った値が、刻み幅よりも大きくなる様に決定することが必要である。

　図２７には、実施の形態８に係る直流電源システムの動作を説明する概念図が示される。

　図２７を参照して、実施の形態１と同様に、出力電流ＩｏｕｔがＤＣ電源装置１０Ａのみで確保できるＩｏｕｔ＝０～２０（Ａ）の電流領域では、ＤＣ電源装置１０Ａのみからの出力電流によって、負荷１２０に電流が供給される。従って、出力電圧Ｖｏｕｔは、ＤＣ電源装置１０Ａの基準電圧と同等にＶｒ＝１５．２４（Ｖ）となり、基準電圧Ｖｒが１５．２４（Ｖ）よりも低いＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｙは、非稼動状態であり、電流は出力されない。

　出力電流Ｉｏｕｔが２０（Ａ）よりも大きくなると、ＤＣ電源装置１０ＡがＣＣモードで２０（Ａ）を出力することで出力電圧Ｖｏｕｔが１５．２４（Ｖ）よりも低下する。これに応じて、ＤＣ電源装置１０Ｂ以降のＤＣ電源装置が、基準電圧Ｖｒが高い方から順次稼働状態となって、電流を出力する様になる。

　例えば、Ｉｏｕｔ＝２０～４０（Ａ）の電流領域では、ＤＣ電源装置１０ＡがＣＣモードで動作して２０（Ａ）を出力するとともに、ＤＣ電源装置１０ＢがＣＶモードで動作して、０～２０（Ａ）（０～１００％）の電流を供給する。このため、出力電圧Ｖｏｕｔは、ＤＣ電源装置１０Ｂの基準電圧Ｖｒ相当の１５．２２（Ｖ）に制御される。

　又、Ｉｏｕｔ＝４０～６０（Ａ）の電流領域では、ＤＣ電源装置１０Ａ及び１０ＢがＣＣモードで動作して２０（Ａ）ずつ出力するとともに、ＤＣ電源装置１０ＣがＣＶモードで動作して、０～２０（Ａ）（０～１００％）の電流を供給する。このため、出力電圧Ｖｏｕｔは、ＤＣ電源装置１０Ｂの基準電圧Ｖｒ相当の１５．２０（Ｖ）に制御される。

　更に、Ｉｏｕｔ＝４６０～４８０（Ａ）の電流領域では、２３台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０ＷがＣＣモードで動作して２０（Ａ）ずつを出力するとともに、２４台目のＤＣ電源装置１０ＸがＣＶモードで動作して、０～２０（Ａ）（０～１００％）の電流を供給する。このため、出力電圧Ｖｏｕｔは、２４台目のＤＣ電源装置１０Ｘの基準電圧Ｖｒ相当の１４．７８（Ｖ）に制御される。

　又、最大負荷電流Ｉｍａｘよりも大電流のＩｏｕｔ＝４８０～５００（Ａ）の電流領域では、２４台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０ＸがＣＣモードで動作して２０（Ａ）ずつを出力するとともに、２５台目のＤＣ電源装置１０ＹがＣＶモードで動作して、０～２０（Ａ）（０～１００％）の電流を供給する。このため、出力電圧Ｖｏｕｔは、２５台目のＤＣ電源装置１０Ｙの基準電圧Ｖｒ相当の１４．７６（Ｖ）に制御される。

　この様に、実施の形態８に係る直流電源システムでは、実施の形態１で説明した効果に加えて、本実施の形態特有の効果として、ＧａＮ又はＳｉＣ等のワイドバンドギャップ半導体素子を用いた各ＤＣ電源装置を高周波数で動作させることができる。この結果、各ＤＣ電源装置の出力電圧のリップルを小さくできる。そのため、各ＤＣ電源装置間での基準電圧Ｖｒの刻み幅を小さくすることができるので、小容量のＤＣ電源装置を多数並列化する構成を容易に実現することができる。

　又、従来の大電流のＤＣ電源装置では、表皮効果及び近接効果による損失が発生しやすい配線、又は、鉄損が大きくなる大電流磁路を用いた設計を避けることが困難であった。これに対して、実施の形態８に係る直流電源システムでは、小容量、かつ、高周波動作のＤＣ電源装置が多数並列接続されるため、各ＤＣ電源装置では、磁性部品の小型化、及び、表皮効果及び近接効果の関係から配線の薄型化等による回路サイズの小型化が可能になる。更に、回路の小型化は更なる高周波化を可能とし、更なる高周波化によって磁性部品が更に小型化できることで、回路設計に相乗効果を得ることができる。

　又、各ＤＣ電源装置では、ＧａＮ又はＳｉＣ等のワイドバンドギャップ半導体素子を用いるため、スイッチングの際のターンオン速度及びターンオフ速度が高くなること、及び、低オン抵抗化の効果で、電力損失（スイッチング損失及び導通損失）を削減することができる。この結果、電源の高効率化、及び、高効率化に伴う放射ノイズ抑制が可能となる。

　更に、多数のＤＣ電源装置を並列動作させることで、各ＤＣ電源装置での半導体スイッチング素子の駆動周波数が微妙に異なることとなり、かつ、スイッチングのタイミングも同時ではなくなる。このため、複数のＤＣ電源装置が並列に同期動作することで発生するノイズの重畳を抑制することも期待できる。

　尚、図２６の構成では、最大負荷電流Ｉｍａｘ＝４８０（Ａ）に対して、２４台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｘによって出力電流Ｉｏｕｔを確保することが可能であることが理解される。これに対して、２５台目のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｙが配置されることにより、基準電圧Ｖｒが一番低いＤＣ電源装置１０Ｙを用いて、ＤＣ電源装置１０Ｆが余分に配置された実施の形態７（図２４）と同様の冗長設計を実現することができる。即ち、実施の形態８に係る直流電源システム１００ｈに対して、実施の形態７を組み合わせることが可能である。特に、実施の形態８では、並列接続されるＤＣ電源装置の数が多いので、冗長構成によるコストアップが大幅に抑制される。これにより、コストアップを抑制した上で、信頼性を高めるための冗長構成を効率的に実現することができる。

　又、実施の形態８においても、各ＤＣ電源装置として、実施の形態２でのＤＣ電源装置１１を用いることができる。又、実施の形態８に対して、実施の形態３（稼働時間監視部２０）、及び／又は、実施の形態４（上限電流Ｉｃｃによる寿命均衡化）を組み合わせることが可能である。更に、実施の形態５，６で説明した電源スロット１０５に多数のＤＣ電源装置を装着することで、直流電源システム１００ｈを構成することも可能である。

　実施の形態９．
　実施の形態９では、並列運転する各ＤＣ電源装置の出力特性（ＣＶＣＣ制御）の更なる変形例を説明する。即ち、実施の形態９では、実施の形態１に係るＤＣ電源装置１０のバリエーションが示される。

　図２８は、実施の形態９に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の出力特性の第１の例及び第２の例を説明する概念図である。

　図２８（ａ）を図３と比較して、実施の形態９では、各ＤＣ電源装置の垂下特性には、上限電流Ｉｃｃが維持されるＣＣモードにおいて出力電圧が基準電圧Ｖｒから予め定められた垂下電圧Ｖｃｃまで低下すると、更に電流を制限する過電流保護が加えられる。図２８（ａ）の出力特性（垂下特性）は、「フの字特性」とも称される。過電流保護領域では、出力電圧の低下に比例して、電流フィードバックの電流基準がＩｃｃからＩｓ（起動電流）まで下げられる。

　図２８（ｂ）は、図２８（ａ）のフの字特性の変形例が示される。図２８（ｂ）の出力特性では、図２８（ａ）と同様の過電流保護に加えて、出力電圧が更に低下したときに出力電流を更に制限するための負荷短絡保護が加えられる。

　図２８（ｂ）では、図２８（ａ）と同様に、ＣＣモードにおいて出力電圧が基準電圧Ｖｒから垂下電圧Ｖｃｃまで低下すると、過電流保護が開始される。過電流保護領域では、出力電圧の低下に比例して、電流フィードバックの電流目標値がＩｃｃから保護電流Ｉｐまで下げられる。

　過電流保護の下で、出力電圧が更に予め定められた保護電圧Ｖｐまで低下すると、負荷短絡保護が開始される。負荷短絡保護領域では、出力電圧の低下に比例して電流フィードバックの電流目標値が保護電流Ｉｐから起動電流Ｉｓまで下げられる。

　図２８（ａ），（ｂ）の様なフの字特性を設けることで、負荷短絡等、負荷１２０へ流れる電流が異常に増大した場合に、出力電流を制限してＤＣ電源装置を保護することが可能となる。又、起動電流Ｉｓは、負荷１２０の無負荷運転時或いは起動時に必要な電流、又は、負荷（直流電気機器）１２０が制御或いは待機のために必要な電流を確保できる様に定めることができる。

　図２９は、図２８（ｂ）のフの字特性が適用されたＤＣ電源装置１０の出力特性の具体例を説明する概念図である。

　図２９に示される様に、ＤＣ電源装置１０において、実施の形態１と同様に、ＣＶモードの基準電圧Ｖｒは１５（Ｖ）±０．１（Ｖ）に設定し、ＣＣモードの上限電流Ｉｃｃ＝１００（Ａ）に設定することができる。更に、図２８（ｂ）に示された、Ｖｃｃ＝１０（Ｖ）、Ｖｐ＝５（Ｖ）、Ｉｐ＝８４（Ａ）、Ｉｓ＝３３（Ａ）に定めることができる。

　これにより、ＣＣモードにおけるＶｃｃ＝１０（Ｖ）として、出力電圧が１０（Ｖ）よりも低下すると過電流保護のために、電流フィードバック制御の電流目標値が１００（Ａ）から８４（Ａ）まで低下される。

　過電流保護の下で、出力電圧が５（Ｖ）まで低下すると、負荷短絡保護が開始され、出力電圧の低下に比例して、電流フィードバック制御の電流目標値が８４（Ａ）から３３（Ａ）まで低下される。

　図３０は、実施の形態９に係る直流電源システムの動作を説明する概念図である。

　図３０には、図４に示された直流電源システムにおいて、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力特性が、図３から図２９に変えられたときの動作が示される。

　負荷１２０からの電流要求に対して、直流電源システムからの出力電流Ｉｏｕｔが０～５００（Ａ）であるときには、実施の形態１での図５と同様にＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが動作することで、出力電流Ｉｏｕｔが確保される。

　即ち、Ｉｏｕｔ＝０～１００（Ａ）の電流領域では、基準電圧Ｖｒが最も高く設定されたＤＣ電源装置１０Ａ（Ｖｒ＝１５．１０（Ｖ））のみで出力電流Ｉｏｕｔが供給されるので出力電圧Ｖｏｕｔは１５．１（Ｖ）である。これに対して、出力電流Ｉｏｕｔの増加に応じて、基準電圧Ｖｒが高い方からＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｅも順次稼働されることで、出力電圧Ｖｏｕｔが段階的に低下しつつ、出力電流Ｉｏｕｔが確保される。

　負荷１２０の最大電流４８０（Ａ）を超えて、Ｉｏｕｔ＝５００（Ａ）迄は、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが全てＣＣモードで動作することで、負荷１２０へ供給することができる。これよりも負荷１２０からの電流要求が増えると、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの垂下特性（ＣＣモード）により、Ｉｏｕｔ＝５００（Ａ）の下で出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、負荷１２０からの要求電流が、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの上限電流Ｉｃｃの和に相当する５００（Ａ）以下の範囲では、垂下特性に従って低下した出力電圧で動作を継続する。一方で、垂下特性で低下する出力電圧が、垂下電圧Ｖｃｃ（＝１０Ｖ）未満になると、過負荷による過電流に対応するために、出力電圧の低下に応じて各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力電流が絞られる（図２９の過電流保護領域）。

　負荷１２０からの電流要求に応じて出力電圧Ｖｏｕｔが更に低下して保護電圧Ｖｐ（＝５（Ｖ））未満になると、図２９の負荷短絡保護に従い、出力電圧の低下に応じて、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの出力電流が更に絞られる。最終的に、出力電流Ｉｏｕｔは、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの起動電流Ｉｓの総和（図２９の例では、３３×５＝１６５（Ａ））まで絞られる。この様に、負荷短絡などの異常電流の発生時に、出力電流Ｉｏｕｔが５００（Ａ）に達した後の電流制限を実現することができる。

　実施の形態９に係る直流電源システムによれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、各ＤＣ電源装置の垂下特性（フの字特性）に従って、負荷短絡等による異常発生時に出力電流Ｉｏｕｔを絞ることが可能となる。この結果、負荷１２０に流れ続ける電流を抑制することで、二次破壊を抑制できる。又、図示しない直流電流遮断装置等の動作による保護制御が行われる際に、当該装置で発生するアーク放電を抑制することができる。

　実施の形態９の変形例．
　実施の形態９で説明したフの字特性は、実施の形態２と組み合わせることも可能である。即ち、実施の形態９の変形例では、実施の形態２に係るＤＣ電源装置１１のバリエーションが示される。

　図３１は、実施の形態９の変形例に係る直流電源システムにおける各ＤＣ電源装置の出力特性を説明する概念図である。

　図３１を図９と比較して、実施の形態９の変形例では、実施の形態２に係るＤＣ電源装置１１の出力特性に対して、図２８（ｂ）と同様の、過電流保護及び負荷短絡保護が組み合わされる。

　従って、実施の形態９の変形例においても、図９と同様に、各ＤＣ電源装置１１の垂下特性には、ＣＶモードからＣＣモードへの移行に際して、出力電流の上昇に対して出力電圧が低下されるディレーティング特性の領域が設けられる。

　更に、上限電流Ｉｃｃが維持されるＣＣモードにおいて出力電圧が基準電圧Ｖｒから予め定められた垂下電圧Ｖｃｃまで低下すると、図２８（ｂ）と同様の、過電流保護及び負荷短絡保護が実行される様に、出力特性が設計される。

　即ち、実施の形態９の変形例に係る直流電源システムの各ＤＣ電源装置の出力特性（垂下特性）は、図３の垂下特性に対して、図９のディレーティング特性、及び、図２８（ｂ）のフの字特性が組み合わされて、修正された「フの字特性」となる。

　この結果、ＣＶモードからＣＣモードへの移行時には、出力電流が判定電流Ｉ１（Ｉ１＝Ｉｃｃ－ΔＩ）よりも大きい領域で、出力電圧が一定のレート－（ΔＶ／ΔＩ）に従って基準電圧Ｖｒよりも低下する様に、電圧フィードバック制御が行われる。更に、ＣＣモードへの移行後に、出力電流が上限電流Ｉｃｃに維持される下で出力電圧が垂下電圧Ｖｃｃよりも低下すると、出力電圧の低下に比例して出力電流が上限電流Ｉｃｃから保護電流Ｉｐまで絞られる過電流保護が実行される。更に、過電流保護の下で出力電圧が保護電圧Ｖｐよりも低下すると、出力電圧の低下に比例して出力電流が保護電流Ｉｐから起動電流Ｉｓまで絞られる負荷短絡保護が実行される。

　尚、図３１において、図２８（ａ）のフの字特性を適用して、負荷短絡保護については実行しない垂下特性とすることも可能である。

　図３２は、図３１の修正された「フの字特性」が適用されたＤＣ電源装置１１の出力特性の具体例を説明する概念図である。

　図３２に示される様に、ＤＣ電源装置１０において、実施の形態２と同様に、ＣＶモードの基準電圧Ｖｒは１５（Ｖ）±０．２（Ｖ）に設定され、ＣＣモードの上限電流Ｉｃｃ＝１００（Ａ）に設定される。図９と同様に、ディレーティング特性を規定するΔＶ＝０．２（Ｖ）、ΔＩ＝２０（Ａ）に設定される。

　更に、図２９と同様に、過電流保護及び負荷短絡保護を規定する、垂下電圧Ｖｃｃ＝１０（Ｖ）、保護電圧Ｖｐ＝５（Ｖ）、Ｉｐ＝８４（Ａ）、Ｉｓ＝３３（Ａ）に定めることができる。即ち、実施の形態９の変形例においても、過電流保護及び負荷短絡保護での各ＤＣ電源装置の動作は、実施の形態９と同様である。

　図３３は、実施の形態９の変形例に係る直流電源システムの動作を説明する概念図である。

　図３３には、図１０に示された直流電源システムにおいて、各ＤＣ電源装置１１Ａ～１１Ｅの出力特性が、図９から図３２に変えられたときの動作が示される。

　負荷１２０からの電流要求に対して、直流電源システムからの出力電流Ｉｏｕｔが０～５００（Ａ）であるときには、実施の形態２での図１２と同様にＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが動作することで、出力電流Ｉｏｕｔが確保される。

　即ち、基準電圧Ｖｒが最も高いＤＣ電源装置１０Ａ（Ｖｒ＝１５．２０（Ｖ））のみで出力電流Ｉｏｕｔが供給される電流領域（Ｉｏｕｔ＝０～８０（Ａ））から、出力電流Ｉｏｕｔの増加に応じて、基準電圧Ｖｒが高い方からＤＣ電源装置１０Ｂ～１０Ｅも順次稼働される際に、ディレーティング特性に従って、出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔの変化が緩やかに制御される。

　Ｉｏｕｔ＝５００（Ａ）迄は、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが全てＣＣモードで動作することで、負荷１２０へ供給することができる。これによりも負荷１２０からの電流要求が増えると、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの垂下特性（ＣＣモード）により、Ｉｏｕｔ＝５００（Ａ）の下で出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、負荷１２０からの要求電流が、各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの上限電流Ｉｃｃの和に相当する５００（Ａ）以下の範囲では、垂下した出力電圧で動作を継続する。一方で、垂下特性で低下する出力電圧が、垂下電圧Ｖｃｃ（＝１０Ｖ）未満になると図２９と同様の過電流保護により、出力電圧の低下に応じて、出力電流Ｉｏｕｔは、Ｉｐ×５に相当する４２０（Ａ）まで絞られる。

　更に、過電流保護動作の下で、負荷１２０からの電流要求に応じて出力電圧Ｖｏｕｔが低下して保護電圧Ｖｐ（＝５（Ｖ））未満になると、図３０と同様の負荷短絡保護が実行されて、出力電圧の低下に応じて、出力電流Ｉｏｕｔは、Ｉｓ×５に相当する１６５（Ａ）まで絞られる。この様に、実施の形態９の変形例においても、負荷短絡などの異常電流の発生時に、出力電流Ｉｏｕｔが５００（Ａ）に達した後の電流制限を実現することができる。

　この様に、実施の形態９の変形例に係る直流電源システムによれば、実施の形態２で説明した効果に加えて、各ＤＣ電源装置の垂下特性（修正された「フの字特性」）に従って、負荷短絡等による異常発生時に出力電流Ｉｏｕｔを絞ることが可能となる。この結果、実施の形態９と同様に、負荷１２０に流れ続ける電流を抑制することで、二次破壊の抑制、及び、直流電流遮断装置の動作時のアーク放電抑制を図ることができる。

　実施の形態１０．
　実施の形態１０では、実施の形態１～９に係る直流電源システムにおいて、並列接続される複数のＤＣ電源装置の各々の基準電圧Ｖｒを簡易な入力操作によって変更可能とする構成について説明する。

　図３４は、実施の形態１０に係る直流電源システムを構成する各ＤＣ電源装置の外観図である。

　図３４を参照して、実施の形態１０に係る直流電源システムでは、各ＤＣ電源装置１０（１１）の表面に、基準電圧Ｖｒの調整入力用のパネル５０が設けられる。例えば、パネル５０には、複数のスイッチ５１～５４が設けられる。スイッチ５１～５４の各々は、例えば、２値のいずれかを指定可能なディップスイッチによって構成されて、正／負入力、及び、３ビットによる８段階のレベル設定が可能である。これにより、基準電圧Ｖｒの電圧設定指示ＶＣＲを“－７”から“＋７”までの１５段階に可変設定することができる。パネル５０は、「入力装置」の一実施例に対応する。

　尚、電圧設定指示ＶＣＲを指定するために、パネル５０は、ディップスイッチ以外にも、ロータリースイッチ又はトグルスイッチ等の数値を直接設定可能な機構で構成することができる。或いは、有線或いは無線、又は、赤外線等を用いて、電圧設定指示ＶＣＲを通信を介して外部から設定できる様に、パネル５０に代わる、基準電圧Ｖｒ電圧設定指示ＶＣＲの「入力装置」を構成することも可能である。

　図３５には、図３４での電圧設定指示に対する各ＤＣ電源装置の出力特性の変化を説明する概念図が示される。

　図３５を参照して、電圧設定指示ＶＣＲに応じて、図３に示された出力特性における基準電圧Ｖｒを段階的に変化させることができる。

　例えば、パネル５０への入力によって、ＶＣＲ＝“０”のときには、ＣＶモードでのＶｒ＝１５．００（Ｖ）に設定される。これに対して、ＶＣＲが正方向に１増加するにつれて、基準電圧Ｖｒは、例えば、０．０５（Ｖ）ずつ上昇される。これに対して、ＶＣＲが負方向に１増加するにつれて、基準電圧Ｖｒは、例えば、０．０５（Ｖ）ずつ低下される。

　従って、ＶＣＲが“－７”から“＋７”まで段階的に設定可能であれば、基準電圧Ｖｒは、１５．００（Ｖ）を中心に、１４．６５～１５．３５（Ｖ）の範囲内で、０．０５（Ｖ）の刻み幅で設定される。

　例えば、電圧設定指示ＶＣＲは、デジタルＩＣで構成された制御ＩＣ１１７（図７，図８）に入力され、制御ＩＣ１１７では、電圧設定指示ＶＣＲによって決められた基準電圧Ｖｒに従ってＣＶモードでの半導体スイッチング素子１１２のオンデューティ比を制御することができる。これにより、図３５に示される様な、各ＤＣ電源装置における電圧設定指示ＶＣＲが反映された出力特性の変化が実現される。

　図３６には、実施の形態１０に係る直流電源システムの外観図が示される。

　図３６の例では、実施の形態１０に係る直流電源システム１００ｉは、実施の形態１と同様に、５台のＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅを備える。ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、例えば、実施の形態５，６で説明した電源スロット１０５に装着されることで、出力側（負荷１２０側）が並列接続される。

　ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの各々には、図３４に示したパネル５０が設けられる。パネル５０への入力に従う電圧設定指示ＶＣＲに従って、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒが可変に設定される。

　図３６の例では、ＤＣ電源装置１０Ａでは、電圧設定指示ＶＣＲは“＋２”に設定され、ＤＣ電源装置１０Ｂでは、電圧設定指示ＶＣＲは“＋１”に設定される。又、ＤＣ電源装置１０Ｃでは、電圧設定指示ＶＣＲは“０”に設定される。更に、ＤＣ電源装置１０Ｄ及び１０Ｅでは、電圧設定指示ＶＣＲは“－１”及び“－２”にそれぞれ設定される。

　これにより、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒは、実施の形態１（図４）と同様に設定される。又、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅは、実施の形態１と同様に、Ｉｃｃ＝１００（Ａ）による垂下特性を有するものとする。

　図３７は、実施の形態１０に係る直流電源システムの動作例を説明する図表である。

　図３７（ａ）には、直流電源システム１００ｉの運転開始から想定寿命（Ｔｌｍ＝１３１５２０（ｈ））の半分である６５７６０（ｈ）が経過した時点での各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの稼働時間計画値の一覧を示す図表が示される。

　実施の形態１０においても、負荷１２０の通電プロファイルは実施の形態１と同様である。又、上述の様に、図３６での電圧設定指示ＶＣＲに従ったＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒについても実施の形態１と同様である。従って、６５７６０（ｈ）が経過した時点での図３７（ａ）の各欄の稼働時間値は、図６中の各欄の値の半分に相当する。

　図３７（ａ）の最下欄に示される様に、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの積算稼働時間は、基準電圧Ｖｒが高い順に、長くなっている。

　実施の形態１０では、この時点において、パネル５０への入力によって、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの基準電圧Ｖｒを変更する。

　図３７（ｂ）の例では、図３６による初期設定とは逆に、基準電圧ＶｒがＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの順に高くなる様に設定される。具体的には、ＤＣ電源装置１０Ａ及び１０Ｂでは、電圧設定指示ＶＣＲは“－２”及び“－１”に設定される。更に、ＤＣ電源装置１０Ｄ及び１０Ｅでは、電圧設定指示ＶＣＲは“＋１”及び“＋２”にそれぞれ設定される。ＤＣ電源装置１０Ｃでは、電圧設定指示ＶＣＲは“０”のままである。

　図３７（ｂ）には、直流電源システム１００ｉが更に６５７６０（ｈ）されて、運転開始から想定寿命（Ｔｌｍ＝１３１５２０（ｈ））が経過した時点での各ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの稼働時間計画値の一覧が示される。

　図３７（ｂ）に示された期間では、図３７（ａ）とは反対に、ＤＣ電源装置１０Ａの稼働時間が最も短く、ＤＣ電源装置１０Ｅの稼働時間が最も長くなる。従って、１３１５２０（ｈ）の経過時点における稼働時間積算値は、図６での例と比較すると、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの間で均衡化される。具体的には、図６の例では、積算稼働時間の最大値（ＤＣ電源装置１０Ａ）と最小値（ＤＣ電源装置１０Ｅ）との差が約１３００００（ｈ）程度であるのに対して、図３７（ｂ）では、積算稼働時間の最大値（ＤＣ電源装置１０Ｃ）と最小値（ＤＣ電源装置１０Ａ，１０Ｅ）との差は２３５００（ｈ）まで縮小されている。

　以上説明した様に、実施の形態１０に係る直流電源システムによれば、パネル５０への入力によって並列運転する各ＤＣ電源装置の基準電圧Ｖｒを容易に設定することが可能となる。これにより、不意のメンテナンス要求に対しても柔軟な対応が可能になる等、メンテナンスの作業性を向上することができる。

　更に、パネル５０を用いて基準電圧Ｖｒを柔軟に変えることが可能になるので、図３７（ｂ）の例の様に、設計寿命の途中のメンテナンス時にＤＣ電源装置の基準電圧Ｖｒを変更することで、ＤＣ電源装置間での稼働時間の均衡化を図ることができる。これにより、寿命に達するＤＣ電源装置が生じるまでの時間を延ばす等の柔軟なシステム運用が可能となる。

　実施の形態１０に係る直流電源システム１００ｉにおいても、上述した複数のＤＣ電源装置１０に代えて、実施の形態２に係るＤＣ電源装置１１、又は、実施の形態９或いはその変形例に係る出力特性を有するＤＣ電源装置を用いることも可能である。

　又、実施の形態１０に対して、実施の形態３（稼働時間監視部２０）、及び／又は、実施の形態４（上限電流Ｉｃｃによる寿命均衡化）を組み合わせることが可能である。特に、実施の形態３との組み合わせにより、ＤＣ電源装置の積算稼働時間の推定値に基づいて、基準電圧Ｖｒを変更するタイミングを適切化することができる。

　上述した様に、実施の形態１０と実施の形態５，６とを組み合わせて、実施の形態５，６で説明した電源スロット１０５に各ＤＣ電源装置を装着することで、実施の形態１０に係る直流電源システムを構成することが可能である。或いは、実施の形態８を組み合わせて、ＤＣ電源装置１０，１１を、ワイドバンドギャップ半導体素子を用いて構成した上で、多数並列接続することも可能である。

　実施の形態１１．
　図３６（実施の形態１０）で例示したように、本実施の形態に係る直流電源システムは、複数台のＤＣ電源装置１０，１１を順に並べて配置する態様で実装されることが一般的である。実施の形態１１では、このように並置される複数のＤＣ電源装置の温度上昇を抑制するための配列について説明する。

　図３８は、実施の形態１１に係る直流電源システムの構成を説明するブロック図である。

　図３８（ａ）には、比較例として、実施の形態１０に係る直流電源システム１００ｉ（図３６）でのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの配置順序が示される。

　図３８（ａ）の比較例では、ＣＶ制御の基準電圧Ｖｒが異なるＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅが、基準電圧Ｖｒの大小順序に従った順番で配列されている。これまで説明したように、基準電圧Ｖｒが高いＤＣ電源装置１０（又は１１）の方が、稼働時間が長くなるため、構成部品の温度上昇量が大きくなる。このため、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの間では、基準電圧Ｖｒが高い順に、温度も高くなることが予想される。

　図３８（ｂ）には、実施の形態１１に係る直流電源システム１００ｆでのＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの配置順序が示される。

　図３８（ｂ）に示される様に、直流電源システム１００ｆでは、ＤＣ電源装置１０Ａ～１０Ｅの配置順序が、基準電圧Ｖｒが高い、即ち、稼働時間が長く温度が高くなるＤＣ電源装置が隣り合わない様に、図３８（ａ）から変更される。

　図３８（ｂ）の配置順序は一例であるが、ＤＣ電源装置１０Ａ（Ｖｒ＝Ｖ１）及びＤＣ電源装置１０Ｃ（Ｖｒ＝Ｖ３）の間に、ＤＣ電源装置１０Ｄ（Ｖｒ＝Ｖ４）を配置し、かつ、ＤＣ電源装置１０Ｂ（Ｖｒ＝Ｖ２）及びＤＣ電源装置１０Ｃの間に、ＤＣ電源装置１０Ｅ（Ｖｒ＝Ｖ５）を配置することで、基準電圧Ｖｒが高いＤＣ電源装置が隣り合わない様な配列とすることができる。

　直流電源システム１００ｆは、３個以上のＤＣ電源装置１０（１１）が、図３８（ｃ）に示される、隣接する３個のＤＣ電源装置の組が、少なくとも１つ存在するような配列順序に並置されることによって構成される。

　図３８（ｃ）では、隣接する３個のＤＣ電源装置１０ｉ，１０ｊ、１０ｋの組において、中央に位置するＤＣ電源装置１０ｊの基準電圧Ｖｊは、ＤＣ電源装置１０ｊと隣接するＤＣ電源装置１０ｉ及び１０ｋの基準電圧Ｖｉ，Ｖｋの両方よりも低い（Ｖｉ＜Ｖｊ＞Ｖｋ）。このような隣接する３個のＤＣ電源装置の組が少なくとも１つ存在するように、３個以上のＤＣ電源装置１０（１１）の配列順序を決めることにより、基準電圧Ｖｒが高いＤＣ電源装置が隣り合わない様な配列順序とすることができる。

　これにより、実施の形態１１に係る直流電源システムによれば、発熱量が相対的に大きいＤＣ電源装置が集中配置されることを回避して、発熱位置の分散を図るとともに、各ＤＣ電源装置の筐体を通じた熱伝導による、熱の分散及び放熱の効果を向上することができる。

　この結果、各ＤＣ電源装置の温度を低くできることで、個々のＤＣ電源装置の寿命設計を長寿命化することが可能となる。例えば、一般的に多くの電源装置で有寿命部品とされる、電解コンデンサ、トランス・インダクタ等を構成する電解液及びエナメル被覆は、温度が１０℃低下すると、寿命を二倍に見積もることができる。したがって、実施の形態１１に係る直流電源システムでは、稼働時間が長い特定のＤＣ電源装置の温度上昇を抑制することを通じて、各ＤＣ電源装置１０，１１の温度上昇を抑制することで、製品寿命を延ばすことが可能となる。

　図３９及び図４０には、各ＤＣ電源装置の温度上昇を抑制するための冷却構造の例が更に示される。

　図３９に示された第１の例では、ＤＣ電源装置１０ｉ～１０ｋを含む複数のＤＣ電源装置の各々に対して、放熱フィンを有するヒートシンク２００及びＴＩＭ（サーマルインターフェイスマテリアル）２１０等の熱接続部材が配置される。図３９の例では、複数のＤＣ電源装置１０ｉ～１０ｋを含む各ＤＣ電源装置の筐体が、ＴＩＭ２１０を介して、共通のヒートシンク２００と熱的に接触することで、ヒートシンク２００からの放熱に加えて、ヒートシンク２００を介したＤＣ電源装置間での温度均一化の補助が可能となる。

　図３９の様な筐体冷却構造が適用された製品においては、ＤＣ電源装置の筐体同士を接触させることにより、稼働時間が長いＤＣ電源装置での発熱を、稼働時間が短いＤＣ電源装置の筐体を通じて放熱させることも可能となるので、図３８（ｂ），（ｃ）で説明した配列順序とすることで、各ＤＣ電源装置の温度上昇の均一化を通じた、直流電源システムの長寿命化の効果を高めることができる。

　図４０に示された第２の例では、図３９での冷却構造に加えて、隣り合うＤＣ電源装置の筐体間に冷却部材２２０が更に配置される。冷却部材２２０は、ヒートシンク２００から延長される態様で設けられた熱伝導性の高い仕切板、または、ヒートパイプ等によって構成することができる。これにより、各ＤＣ電源装置の側面（他のＤＣ電源装置との対向面）からの放熱効果を高めることができる。

　実施の形態１１に係る直流電源システムで説明した、複数のＤＣ電源装置の配列（配置順序）は、上述した実施の形態１～１０のいずれと組み合わせることも可能である。特に、実施の形態１１に係る直流電源システムの効果は、並列接続されるＤＣ電源装置が多数であるほど高められるので、例えば、実施の形態８との組合せにおいて、特定のＤＣ電源装置での温度上昇を回避して、長寿命化を図ることができる。

　同様に、図３９及び図４０の冷却構造は、実施の形態１１に係る直流電源システムだけでなく、実施の形態１～１０に係る直流電源システムの各々においても、各ＤＣ電源装置に適用することが可能である。特に、実施の形態５，６において、電源スロット１０５を金属筐体で構成し、かつ、図３９及び図４０のヒートシンク２００を設けることで、冷却構造を効率的に実現することができる。

　以上で説明した複数の実施の形態について、明細書内で言及されていない組み合わせを含めて、不整合や矛盾が生じない範囲内で、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている点についても、確認的に記載する。

　又、本実施の形態では、並列接続された複数のＤＣ電源装置１０，１１の間でＣＣモードでの上限電流Ｉｃｃが同じ値である例を説明したが、定格電流以下であれば、少なくとも一部のＤＣ電源装置の間で上限電流Ｉｃｃが異なる値に設定されてもよい。この場合にも、基準電圧Ｖｒが高いＤＣ電源装置から順次稼働される同様の動作態様が実現されるため、同等の効果を享受することが可能である。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１０，１０Ａ～１０Ｙ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１１，１１Ａ～１１Ｅ　ＤＣ電源装置、１４　モジュール部、１４ｘ　把手部、１５Ｎ，１５Ｐ　出力接続端子、１６Ｎ，１６Ｐ　入力接続端子、２０　稼働時間監視部、５０　パネル、５１～５４　スイッチ、１００，１００ａ～１００ｉ　直流電源システム、１０１　電力源、１０５　電源スロット、１０６Ａ～１０６Ｅ，１０６Ｘ　スロット、１０７　ガイドレール、１０８Ｎ，１０８Ｐ，１０９Ｎ，１０９Ｐ　コネクタ、１１０　トランス、１１２　半導体スイッチング素子、１１３　ダイオード、１１４　コンデンサ、１１５　フィードバック（ＦＢ）回路、１１６　電流検出抵抗、１１７　制御ＩＣ、１１８　フライホイールダイオード、１１９　リアクトル、１２０　負荷、２００　ヒートシンク、２１０　サーマルインターフェイスマテリアル（ＴＩＭ）、２２０　冷却部材、Ｉ１　判定電流、ＩＲ１～ＩＲ１１，ＩＲａ～ＩＲｅ　電流領域、Ｉｃｃ　上限電流、Ｉｍａｘ　最大負荷電流、Ｉｏｕｔ　出力電流（直流電源システム）、Ｉｓ　起動電流、ＮＡ～ＮＥ　カウンタ値、ＮＬ，ＰＬ　電力線、Ｎｉｎ，Ｎｉｐ　入力ノード、Ｎｔｈ　アラーム判定値、Ｔｌｉｍ　限界稼働時間、ＶＣＲ　電圧設定指示、Ｖｃｃ　垂下電圧、Ｖｏｕｔ　出力電圧（直流電源システム）、Ｖｐ　保護電圧、Ｖｒ　基準電圧、Ｖｒｔ　規格電圧、ｋｃ　寿命係数。

Claims

　直流負荷に対して直流電圧及び直流電流を供給するための直流電源システムであって、
　前記直流負荷と電気的に接続される出力側が並列接続された複数の直流電源装置を備え、
　前記複数の直流電源装置の各々は、前記直流負荷に供給されている前記直流電圧が、前記複数の直流電源装置毎に設定された基準電圧よりも高い場合には電流を出力しない非稼働状態になる一方で、前記直流電圧が前記基準電圧以下である場合には、予め定められた出力特性に従った稼働状態となる様に構成され、
　前記出力特性は、各前記直流電源装置において、出力電流が前記複数の直流電源装置毎に設定された上限電流より小さいときには、出力電圧を前記基準電圧に維持するための前記出力電圧のフィードバック制御が行われる定電圧モードで動作する一方で、前記出力電流が前記上限電流に達すると、前記出力電流を前記上限電流に維持するための前記出力電流のフィードバック制御が行われる定電流モードで動作する様に設定され、
　各前記直流電源装置において、前記上限電流は当該直流電源装置の定格電流以下に設定され、
　前記複数の直流電源装置の少なくとも一部の間で、前記基準電圧は、前記直流負荷の電圧許容範囲内で互いに異なる値に設定される、直流電源システム。
　前記出力電圧のフィードバック制御の電圧目標値は、前記出力電流が前記上限電流よりも低く設定された判定電流より小さいときに前記基準電圧に設定され、
　前記出力特性は、更に、前記直流電源装置が前記定電圧モードから前記定電流モードへ移行する途中にディレーティング特性の領域を設ける様に設定され、
　前記ディレーティング特性は、前記出力電流が前記判定電流と前記上限電流との間であるときに、前記出力電流の上昇に伴って前記電圧目標値を前記基準電圧から徐々に低下させて前記出力電圧のフィードバック制御が行われる様に設定される、請求項１記載の直流電源システム。
　前記出力電流のフィードバック制御の電流目標値は、前記定電流モードにおいて、前記出力電圧が予め定められた電圧よりも高いと前記上限電流に設定され、
　前記出力特性は、更に、前記定電流モードにおいて、前記出力電圧が前記予め定められた電圧よりも低下すると前記電流目標値が前記上限電流よりも低下する様に設定される、請求項１又は２に記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置の各々は、
　前記基準電圧を可変設定するための電圧設定指示を入力するための入力装置を含み、
　前記複数の直流電源装置の各々の前記基準電圧は、前記入力装置への前記電圧設定指示に従って設定される、請求項１～３のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記直流電源システムから前記直流負荷への出力に基づいて、前記複数の直流電源装置のそれぞれの稼働時間を監視する監視部を更に備え、
　前記監視部は、前記複数の直流電源装置のそれぞれの前記基準電圧に基づいて予め設定された、前記直流負荷への前記直流電圧又は前記直流電流の範囲毎に前記複数の直流電源装置の各々が前記稼働状態及び前記非稼働状態のいずれであるかを判定するための対応情報に照らして、各時点における前記直流負荷に供給されている前記直流電圧又は前記直流電流に基づいて、前記複数の直流電源装置のそれぞれの積算稼働時間を算出する、請求項１～４のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記監視部は、前記複数の直流電源装置のいずれかの直流電源装置で前記積算稼働時間が予め定められたアラーム判定値に達すると、当該直流電源装置を特定した警告を出力する様に構成される、請求項５記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置の各々は同一仕様であり、
　前記複数の直流電源装置の間で前記上限電流は同等に設定される、請求項１～６のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置の少なくとも一部の間で前記上限電流は異なる値に設定される、請求項１～６のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置の各々は同一仕様であり、
　前記基準電圧が異なる値に設定された前記直流電源装置同士の間で、前記基準電圧が高い方の前記直流電源装置の前記上限電流は、前記基準電圧が低い方の前記直流電源装置の前記上限電流よりも低く設定される、請求項１～８のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　電力源及び前記直流負荷と電気的に接続されるとともに、前記複数の直流電源装置の各々を取り付けるための嵌合構造を有するスロットが複数個設けられた電源スロットを更に備え、
　前記複数の直流電源装置は、前記スロットに取り付けられると前記稼働状態又は前記非稼働状態のいずれかで動作を開始するとともに、前記直流電源システムの運転中において前記嵌合構造による嵌合を解除して前記電源スロットから取り外すことが可能であり、
　前記電源スロットに取り付けられている２以上の前記直流電源装置の出力側は前記電源スロットにおいて並列接続される、請求項１～９のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記嵌合構造は、各前記直流電源装置の前記出力側及び前記電力源と電気的に接続される入力側のそれぞれに対応して設けられ、
　前記嵌合構造は、各前置直流電源装置を前記スロットに取り付ける際に前記入力側が前記出力側よりも先に嵌合される様な形状を有する、請求項１０記載の直流電源システム。
　前記電源スロットにおいて、前記複数個のスロットの一部は、前記直流電源装置が取り付けられていない予備スロットとされる、請求項１０記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置の一部の直流電源装置の前記上限電流の和が、前記直流負荷の最大負荷電流よりも大きくなる様に、前記複数の直流電源装置の個数が定められる、請求項１～１２のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置は、ワイドバンドギャップ半導体素子のスイッチングによって前記出力電流又は前記出力電流を制御する様に構成される、請求項１～１３のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置の前記基準電圧は、一定の刻み幅で異なるそれぞれ異なる電圧値に設定され、
　前記刻み幅は、前記直流負荷の電圧許容範囲の幅を前記複数の直流電源装置の個数よりも１だけ小さい数で除算した値よりも小さく、かつ、各前記直流電源装置の定格リップル電圧よりも大きくなる様に設定される、請求項１４記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置の各々は同一仕様であり、
　前記複数の直流電源装置から１台を除いた直流電源装置の前記上限電流の和が、前記直流負荷の最大負荷電流よりも大きくなる様に、前記複数の直流電源装置の個数が定められる、請求項１～１５のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記直流電源システムは、３台以上の前記複数の直流電源装置を並置するレイアウトによって構成され、
　前記複数の直流電源装置のうちの隣接する３台の前記直流電源装置の少なくとも一部において、中央に位置する前記直流電源装置の前記基準電圧が、両隣の前記直流電源装置の前記基準電圧よりも低くなる様な順序で、前記複数の直流電源装置は配列される、請求項１～１６のいずれか１項に記載の直流電源システム。
　前記複数の直流電源装置は、各前記直流電源装置の筐体が、サーマルインターフェイスマテリアルを介して、共通のヒートシンクと熱的に接続されるように配置される、請求項１～１７のいずれか１項に記載の直流電源システム。