JPH03245729A - 情報処理装置の給電システム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報処理装置の給電システムに係り、特に複数
のセカンダリ−コントロールのＤＣ−ＤＣコンバータか
ら成り、正極性、負極性の電圧出力の混在する給電シス
テムに関する。

〔従来の技術〕

一般にセカンダリ−コントロールのＤＣ−ＤＣコンバー
タでは、制御回路及びドライブ回路を駆動するための電
源を補助電源により供給している。

負荷側で必要とする電圧が単一である場合は、出力電圧
の等しい複数のコンバータを並列に接続し、負荷容量の
増大を図ることができ、また、前記補助電源をコンバー
タ外部に設け、各コンバータの制御回路及びドライブ回
路を駆動する電源を一括して供給することが可能である
。この種の技術としては、例えば、高周波ＳＷ電源の開
発（株式会社トリケップス：昭和６２年１２月発行）２
１２頁図９に示されている。

しかし、負荷が情報処理装置などのように各種の論理素
子を動作させるものである場合には、正極性、負極性の
混在した多様な電源電圧が必要となる。係る場合、各種
出力電圧を供給する複数のＤＣ−ＤＣコンバータを駆動
する補助電源をコンバータ外部に設け、各コンバータへ
一括して補助電源を供給しようとすると、例えば第８図
に示すような接続をすることになる。第８図では、例と
して、＋３Ｖ及び−５■の電源を供給する給電システム
を示している。

第８図において、１０１は出力電圧３■のＤＣ−Ｄ（、
コンバータ、１０２は出力電圧５■のＤＣ−ＤＣコンバ
ータであって、それぞれ＋３Ｖ、５■を供給するために
、コンバータ１０１の出力Ｂとコンバータ１０２の出力
ａとを接続し、これをＯ■の基準電位としている。そし
て、補助電源１０５により一括してそれぞれのコンバー
タへ補助電源を供給している。なお、コンバータ１０１
．１０２は制御回路がトランス１０３．１０４．１０６
．１０７により一次回路から絶縁され、セカンダリコン
トロールとなっており、１次回路の主スィッチ１０８．
１０９．１１０．１１１をオン・オフすることでトラン
ス１０６．１０７の２次側に電力を伝達するようになっ
ている。この状態では、負極性のコンバータ（コンバー
タ１ｏ２）があるので、破線で示すように、補助電源の
Ｏ■ラインを介してコンバータ１０１のｏ■ラインがら
コンバータ１０２の一５■ラインに通じる電流パスが構
成され、コンバータ１０２の出力を短絡させる結果とな
る。従って、このような給電システムの障害を避けるた
め、正極性、負極性の各種の出力電圧を必要とする情報
処理装置等の給電システムにおいては、ＤＣ−ＤＣコン
バータ駆動用の補助電源は、外部に一括して設けること
はできず、各ＤＣ−ＤＣコンバータごとに持たざるをえ
なかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、正極性・負極性の混在する多様な出力
電圧を持つ情報処理装置等の給電システムにおけるＤＣ
−ＤＣコンバータの補助電源の簡素化について配慮され
ていないため、給電システムの小形化を妨げるという問
題があった。

本発明の目的は、情報処理装置等の給電システムにおけ
るＤＣ−ＤＣコンバータの補助電源を外部電源として一
括供給することにより、給電システムの部品点数を削減
して簡素化し、小形化を容易にすることにある。

本発明の他の目的は、外部電源によって構成された補助
電源によりＤＣ−ＤＣコンバータを駆動する給電システ
ムにおいて、立上げ、立下げ時の過渡的な不安定状態を
回避し、安定した動作をさせることにある。

さらに本発明の他の目的は、このような給電システムに
おいて、停電・復電時におけるＤＣ−ＤＣコンバータの
過渡的な不安定動作を回避、安定した動作をさせること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的な達成するために本発明の給電システムは、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの制御回路を駆動するための補助電
源を外部電源として設け、外部電源の正極側出力端を各
々のＤＣ−ＤＣコンバータの制御回路の正極側給電ライ
ンに接続し、外部電源の他の出力端をＤＣ−ＤＣコンバ
ータ群の基準電位となる出力給電ラインに接続するよう
にしたものである。

また上記他の目的を達成するために本発明の給電システ
ムは、前記外部電源の出力にスイッチを設け、制御回路
への補助電源の供給を制御可能とし、立上げ時には、補
助電源の確立、ＤＣ−ＤＣコンバータの変換入力確立、
制御回路の始動の順に一定間隔で制御を行ない、立下げ
時には立上げ時とは逆のシーケンスで制御するようにし
たものである。

さらに上記他の目的を達成するために本発明の給電シス
テムは、ＤＣニーＤＣコンバータの一次電力入力側に停
電検出回路を設け、停電を検出した場合にはＤＣ−ＤＣ
コンバータの動作を停止し、停電復旧後、制御回路の過
渡状態を回避してＤＣ−ＤＣコンバータの動作を再開す
るようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、正極性、負極性ＤＣ−ＤＣＣ−式−タ
の混在した給電システムにおいて、１の外部電源から複
数のＤＣ−ＤＣコンバータの制御回路へ短絡電流を生じ
ることなく補助電源を供給できるので、給電システムの
部品数を減少させ、小形を図ることができる。

また、特定のシーケンスにより給電システムの立上げ・
立下げを制御することにより、立上げ・立下げ時のＤＣ
−ＤＣコンバータの不安定動作を回避することができる
。

さらに、停電検出時に特定のシーケンスでＤＣ−ＤＣコ
ンバータを制御することにより、瞬停・復電時に不安定
状態に陥いることはない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の給電システムにおけるＤＣ−ＤＣコ
ンバータの接続を示す図である。

第１図において、１．　２．　３は各々セカンダリ−コ
ントロールのＤＣ−ＤＣコンバータ、４，５゜６は各々
のＤＣ−ＤＣコンバータの制御回路、７は負極性負荷、
８，９は正極性負荷、１９は制御回路４，５．６へ一括
して補助電源を供給する外部電源、２０は、ＤＣ−ＤＣ
コンバータへ入力する直流入力電源であって、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ１．２，３に一括して接続し、各々のＤＣ
−ＤＣコンバータで電力変換を行ない、負荷７．　８．
　９に電力を供給する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータが
稼動中は、その出力は等測的に電圧源としてみることが
できるため、これを電圧源１１，１２゜１３として示し
である。

各々のＤＣ−ＤＣコンバータの出力側において、第１図
に示す様に０■の基準電位を給電ライン］５に選べば、
ＤＣ−ＤＣコンバータ７は負極性のコンバータとして動
作し、給電ライン１６を介して負極性負荷７に電力を供
給することができる。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ８，９は、正極性のコンバ
ータとして動作し、それぞれ給電ライン１７．１８を介
して正極性負荷８，９に電力を供給できる。

各ＤＣ−ＤＣコンバータの制御回路４．　５．　６の低
電位側の給電ラインは、それぞれのコンバータの低電位
側出力ラインに接続され、各制御回路の他方の給電ライ
ンは、−括して外部電源１９の正極側に接続される。ま
た、外部電源１９の負極側は、給電システムの基準電位
ラインである給電ライン１５に接続する。

このような接続とすることで、制御回路５，６には、給
電ライン１５を介して外部電源１９の負極側が接続され
、補助電源が供給され、制御回路４には、給電ライン１
５及び電圧源１１を介して外部電源１９の負極側が接続
されて、補助電源が供給されることになる。そして、外
部電源１９から制御回路４，５．６に供給される補助電
源の電流は、それぞれ独立した閉ループ２１，２２．２
３を構成する。従って、第８図に破線で示されるような
、他のＤＣ−ＤＣコンバータを介して出力を短絡する電
流の通流パスを生じることはない。

ここで、負極性のＤＣ−ＤＣコンバータ１は、電圧源１
１を介して補助電源を供給しており、以上述べた動作は
電圧源１１が確立している場合のものである。次に電圧
源１１が確立していない場合、即ち、ＤＣ；−ＤＣ：コ
ンバータが動作していない状態における負極性ＤＣ−Ｄ
ＣＣ−式−タの制御回路への補助電源の供給について説
明する。

第２図は本発明による給電システム中の負極性ＤＣ−Ｄ
ＣＣ−式−タについてその回路構成を示したものである
。

ＤＣ−ＤＣコンバータ３１は直流入力電源２０から入力
される直流電圧をスイッチ３３で高周波スイッチングを
行ない、トランス３４０２次側に現われる電圧を整流平
滑回路４１で整流平滑して直流出力電圧を得る。整流平
滑回路４１は整流ダイオード３５，３６、チョークコイ
ル３７、平滑コンデンサ３８より構成される一般的な整
流平滑回路である。

このようなりＣ−ＤＣコンバータ３１において、制御回
路４０がスイッチ３３を駆動するパルスを発生していな
い状態では、トランス３４の２次側に電圧が現われず、
ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力に電圧は生じない。

しかし、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１の整流回路は、直流
に対しては第３図に示すように、コンデンサ３８とダイ
オード３５．３６の並列接続回路とみることができ、制
御回路４０に対して外部電源３９より破線４２で示すよ
うな待機電流を流すことが可能である。従って、ＤＣ−
ＤＣコンバータの出力が確立していない場合であっても
制御回路４０に外部電源３９より補助電源を供給するこ
とができ、ＤＣニーＤＣコンバータ３１を動作させよう
とすることは可能である。

第４図は、本発明によるＤＣ−ＤＣコンバータを情報処
理装置の給電システムとして適用したものの一例を示し
ている。情報処理装置は多様な論理素子を用いているた
め、その給電システムには多種の出力電圧が要求され、
多数のＤＣ−ＤＣコンバータが必要となるが、本実施例
では説明を簡単にするために１台のＤＣ−ＤＣコンバー
タについて考える。

商用電源５ｏは、−括整流部５１とサーキットブレーカ
５２を介して外部電源５３に接続する。

外部電源５３は多出力電源であり、出力１はＤＣ−ＤＣ
コンバータの制御回路５８へ補助電源として供給し、出
力２は情報処理装置の論理回路５４内にある電源制御部
５５へ接続する。

また、−括整流部５１の出力はＤＣ−ＤＣコンバータ５
７へ入力し、電力変換を行なって情報処理装置の演算・
制御部７３に給電する。

このような構成の給電システムにおいて、その立上げ、
立下げの動作について第５図を参照しつつ述べる。

まず立上げ時は、サーキットブレーカ５２をＯＮして、
商用電源５０を外部電源５３に供給する、外部電源５３
はこの商用電源５０を整流回路５９およびコンデンサ６
０で整流、平滑し、スイッチ６１でスイッチングし、ト
ランス６２の２次側に変換電力を得る。さらに出力１側
はダイオード６５．６６、チョークコイル６８、コンデ
ンサ７０で、また、出力２側はダイオード６３，６４、
チョークコイル６７、コンデンサ６９でそれぞれトラン
ス６２の２次側に現われた電力を平滑・整流して新たな
直流電力を得る。

初期状態においては、外部電源５３の出力１の電子スイ
ッチ５６はオフ状態であって、出力２のみが出力され、
情報処理装ｆｔ　５４の電源制御部５５にのみ給電され
ている。この様な状態で電源制御部５５が立上げ信号を
受けると、電源制御部５５は電子スイッチ５６のフォト
カプラ７２をオンさせ電子スイッチ５６をオンにして外
部電源５３の出力１を確立させる（第５図時刻１．）。

外部電源５３の出力１が確立した後電源制御部５５は一
括整流部５１のコンタクタＫｌ、に２をＯＮさせてＡ−
Ｂ間に直流電圧を確立させ（第５図時刻１．）　、ＤＣ
−ＤＣコンバータ起動信号をハイレベルにしＤＣ−ＤＣ
コンバータ５７の出力を立上げ、情報処理装置５４の演
算制御部７３に給電な開始する（第５図時刻１ｓ）。

尚、時刻ｔ□から出力１が確立するまでの時間は電子ス
イッチ７２の応答速度から把握可能であり、時刻ｔ２か
らＡ−Ｂ間の電圧が確立するまでの時間は、コンデンサ
７４の充電時定数で定まる時間で把握可能であって、こ
れらより１．−１．間の時間。及び１．−１．間の時間
を定めることができる。従って、電源制御部５５に計数
回路を設け、所定時間計数することによって、上記した
立上げ制御を行なうことができる。

また、立下げ時には、上記立上げ制御と逆のシ−ケンス
をとる。

まず、ＤＣ−ＤＣコンバータ起動信号をローレベルにし
て、ＤＣ−ＤＣコンバータ５７の出力電圧を下げる（第
５図時刻ｔ４）。この後、一定時間経過の後−括整流部
５１のコンタクタＫｌ、に２をオフしく第５図時刻し、
）、さらに一定時間経過した後に電子スイッチ５６をオ
フしてＤＣ−ＤＣコンバータ５７の制御回路５８への給
電を停止する。

情報処理装置等の給電システムにおいて、セカンダリ−
コントロールのＤＣ−ＤＣコンバータシステムを適用す
る場合、駆動用の補助電源を外部電源として供給すると
、ＤＣ−ＤＣコンバータの主回路と制御回路が独立して
動作しようとするため、立上げ、立下げ時に不安定動作
に陥いる恐れがあるが、上記したような立上げ、立下げ
制御をすることでＤＣ−ＤＣコンバータの過渡的不安定
状態を回避することができる。

第６図には、本発明によるＤＣ−ＤＣコンバータを情報
処理装置の給電システムとして適用した他の例を示して
いる。

第６図は、立上げ、立下げ時のシーケンス制御の他に、
瞬停、複電に対しＤＣ−ＤＣコンバータの不安定動作を
回避可能としたものであり、第４図の給電システムに停
電検出回路８０が付加されている。尚、同図中第４図と
共通するものについては同一の番号を付している。

商用電源７４が瞬停した場合、瞬停時間が十分短く、コ
ンデンサ７４の容量が十分に大きければ、コンデンサ７
４の両端Ａ−Ｂ間の電圧低下は小さく、ＤＣ−ＤＣコン
バータの入力電圧の低下を補正する様に制御回路５８が
パルス幅制御することで出力電圧を確保することができ
る。

しかし、Ａ−８間の電圧低下が激しく、制御回路５８の
制御範囲を越えると、出力電圧の確保は困難となり、ま
たＤＣ−ＤＣコンバータの主回路１次側に流れる電流も
過大となる。この状態で商用電源５０が一気に復旧する
と、ＤＣ−ＤＣ，コンバータの主回路が破損することに
なる。そこで第６図の給電システムでは、−括整流部５
１に設けた停電検出回路８０でＡ−８間の電圧低下を監
視し、電源制御部５５で瞬停時のシーケンスを制御して
いる。

一括整流部５１のＡ−８間の電圧が低下すると、同時に
抵抗８１．８２で分圧されるシャントレギュレータ８３
の基準電圧も低下する。これによってシャントレギュレ
ータ８３のアノード・カリード間がオフとなり、フォト
カプラの発光ダイオード８４がオフされ、停電検出信号
が電源制御部５５に送られる。

電源制御部５５は、停電検出信号を受けるとＤＣ−ＤＣ
コンバータ起動信号をローレベルとして出力電圧を下げ
る（第７図ｔａ）。

次に、商用電源５０が復旧し、−括整流部５１のＡ−Ｂ
間型圧が停電検出レベルを越えた場合（第７図ｔｂ）で
も、電源制御部５５は直ぐには起動信号を出さず、電源
制御部５５に設けられる計数回路で制御回路５８が過渡
状態を脱するまでの所定の時間を計数する。そして、所
定時間経過の後、ＤＣ−ＤＣコンバータの起動信号をハ
イレベルにしてＤＣ−ＤＣコンバータの出力を立上げる
。

瞬停・復電があった場合に、このようなシーケンスでＤ
Ｃ−ＤＣコンバータを制御することにより過渡的な不安
定状態を回避し、安定した動作をすることができる。

尚、第６図に示す給電システムにおいても立上げ・立下
げ時には前記した制御を行なうことで、立上げ・立下げ
時にも安定した動作をすることができる。

また、電源制御部５５に設けられる計数回路は論理素子
等を用いてハードウェアによる構成、または、マイクロ
コンピュータを用い、ソフトウェアで制御する等の一般
に知られる計数手段を用いることができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバー
タの制御回路を駆動するための補助電源を外部電源とし
て一括して設けることができるので、複数のＤＣ−ＤＣ
コンバータを有する給電システムの小形化を図ることが
できる。

また、給電システムの立上げ、立下げを特定のシーケン
スにより制御することで、ＤＣ−ＤＣコンバータの過渡
的な不安定状態を回避して安定した動作をさせることが
できる。

さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータの１次側入力電圧の低下
を監視する停電検出回路を設け、停電・復旧時に給電シ
ステムを特定のシーケンスで制御することで、商用電源
の瞬停・復電に対してＤＣ−ＤＣコンバータを安定して
動作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用したＤＣ−ＤＣコンバータの接
続を示す図、第２図は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力の
不確定状態での補助電源の供給を説明するための図、第
３図は第２図の整流・平滑回路の等価回路を示す図、第
４図は本発明のＤＣ−ＤＣコンバータを適用した給電シ
ステムの一実施例を示す図、第５図は第４図の制御シー
ケンスを示すタイムチャート、第６図は本発明のＤＣ−
ＤＣコンバータを適用した給電システムの他の実施例を
示す図、第７図は第６図の制御シーケンスを示すタイム
チャート、第８図は従来技術の一例を示す図である。 １・２・３・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、４・５・６・
・・制御回路、７・・・負極性負荷、８．９・・・正極
性負荷、１５・・・基準電位ライン、１９・・・外部電
源、２０・・・直流入力電圧。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のセカンダリコントロールのコンバータ群か
   ら成る給電システムにおいて、前記コンバータの制御回
   路を駆動するための補助電源を前記コンバータから独立
   して設け、該補助電源の電源出力の一端を各々のコンバ
   ータの制御回路の電源入力に接続し、前記補助電源の電
   源出力の他の一端を給電システムの基準電位ラインに接
   続することにより前記複数のコンバータの制御回路に駆
   動用電源を供給することを特徴とする情報処理装置の給
   電システム。
2. （２）請求項（１）記載の給電システムにおいて、前記
   補助電源の出力をオン・オフする第１のスイッチと、前
   記コンバータ群への直流入力をオン・オフする第２のス
   イッチと、前記コンバータの立上時は、前記第１のスイ
   ッチをオンした後第２のスイッチをオンし、さらにその
   後に前記コンバータを起動し、立下時は、前記コンバー
   タの動作を停止した後に前記第２のスイッチ第１のスイ
   ッチの順にオフする第１の制御手段を有することを特徴
   とする情報処理装置の給電システム。
3. （３）請求項（２）記載の給電システムにおいて、前記
   コンバータへの入力電圧の低下を検出し停電検出信号を
   出力する停電検出回路と、前記停電検出信号に基づいて
   前記コンバータを停止し、前記入力電圧の低下が短時間
   である場合前記コンバータの動作停止後所定時間経過し
   た後に前記コンバータを起動する第２の制御手段とを有
   することを特徴とする情報処理装置の給電システム。