JPH0442733A - Power supply - Google Patents
Power supplyInfo
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- JPH0442733A JPH0442733A JP2146082A JP14608290A JPH0442733A JP H0442733 A JPH0442733 A JP H0442733A JP 2146082 A JP2146082 A JP 2146082A JP 14608290 A JP14608290 A JP 14608290A JP H0442733 A JPH0442733 A JP H0442733A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[概 要]
れて成る電源装置を複数台並列接続して運転する場合の
制御手段に関し、
いずれかDC−DCのコンバータが故障した場合の該D
C,DCコンバータを有する電源装置の他のD−C−D
Cコンバータの過負荷の防止を目的とし、
電源装置内の動作可能なりC−DCコンバータの台数に
応じて当該電源装置の出力電流を制御する手段を設ける
ことにより構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a control means for operating a plurality of power supply devices connected in parallel, this D
C, other D-C-D of power supply equipment with DC converter
The purpose of this invention is to prevent overload of the C-DC converter by providing means for controlling the output current of the power supply according to the number of operable C-DC converters in the power supply.
[産業上の利用分野]
本発明は、少数のDC−DCコンバータモジュールを並
列接続して一台の電源装置として構成し、さらに、その
電源装置を複数台並列に接続して負荷に直流電力を供給
する系の制御方式に関し、特に、電源装置の中のDC−
DCコンバータモジュールのいずれかが故障しても、各
電源装置の能力に応じた出力電流のバランス運転をする
ことの可能な電源装置に係る。[Industrial Application Field] The present invention connects a small number of DC-DC converter modules in parallel to form a single power supply device, and further connects multiple power supply devices in parallel to supply DC power to a load. Regarding the control method of the supply system, especially the DC-
The present invention relates to a power supply device that can perform balanced operation of output currents according to the capabilities of each power supply device even if any of the DC converter modules fails.
DC−DCコンバータが複数個並列に接続さU従来の技
術]
ノンストップコンピュータと呼ばれる電子計算機に用い
る電源装置の信頼性を上げる手法として並列冗長運転が
一般的に用いられている。BACKGROUND ART Parallel redundant operation is generally used as a method for increasing the reliability of a power supply device used in an electronic computer called a non-stop computer.
並列冗長運転は同一出力電圧の電源装置を複数台並列に
接続して負荷に電源を供給し、その内の一台が故障して
も他の正常な電源装置で装置に必要な電源を供給できる
ようにしたものである。そして、故障時の電圧変動を最
小にするため、および、電源装置の負担軽減のために、
各電源装置の出力電流を平均化する目的で出力電流バラ
ンス回路を設けている。Parallel redundant operation connects multiple power supplies with the same output voltage in parallel to supply power to the load, and even if one of them fails, other normal power supplies can supply the necessary power to the device. This is how it was done. In order to minimize voltage fluctuations in the event of a failure and to reduce the burden on the power supply,
An output current balance circuit is provided for the purpose of averaging the output currents of each power supply device.
また、各電源装置はDC−DCコンバータモジュールの
並列接続により構成され、−個のモジュールが故障して
も、他の正常なモジュールにより出力を供給できるよう
にしている。Furthermore, each power supply device is configured by connecting DC-DC converter modules in parallel, so that even if - modules fail, output can be supplied by other normal modules.
[発閂が解決しようとする課題]
上述したような従来の電源装置において、並列運転して
いる電源装置の中のDC−DCコンバータモジュールが
一台故障した場合に、従来は、残りのモジュールで他の
正常な電源装置と同じ出力電流にしようとして、電流バ
ランス回路が動作するため、故障したDC−DCコンバ
ータモジュールが含まれる電源装置の残りのモジュール
は正常時より多い出力電流を供給しなければならなかっ
た。[Problem that Hatsubaru tries to solve] In the conventional power supply system as described above, when one DC-DC converter module in the power supply units running in parallel fails, the remaining modules are The current balance circuit operates in an attempt to achieve the same output current as other normal power supplies, so the remaining modules in the power supply that include the failed DC-DC converter module must supply a higher output current than normal. did not become.
例えば、9OAの電流を必要とする負荷iご対して、3
台のコンバータモジュールにより構成され定格電流が4
5Aの電源装置を3台使って電流を供給している場合に
、各電源装置は30Aの電流を出力すればよいが、電源
装置の中のコンバータモジュールの一台が故障した場合
にその電源装置は残りの2台のコンバータモジュールで
30Aを出力しなければならないことになる。For example, for a load i that requires a current of 9OA, 3
Consists of 1 converter module with a rated current of 4
When three 5A power supplies are used to supply current, each power supply only needs to output 30A of current, but if one of the converter modules in the power supply fails, that power supply This means that the remaining two converter modules must output 30A.
従って、残りのモジュールの負担が増し内部損失の増加
による温度の上昇等により、信頼性が低下したり、最悪
の場合DC−DCコンバータモジュールが破損するとい
う問題を生じていた。Therefore, the load on the remaining modules increases, and the temperature rises due to the increase in internal loss, resulting in a decrease in reliability and, in the worst case, damage to the DC-DC converter module.
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、電源装置の
DC−DCコンバータが故障した場合に他のDC−DC
コンバータに悪影響を与えることのない電源装置を提供
することを目的としている。In view of these conventional problems, the present invention has been developed to provide a system for connecting other DC-DC converters when a DC-DC converter of a power supply device fails.
The purpose is to provide a power supply device that does not adversely affect the converter.
[課題を解決するための手段]
本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に記
載された手段により達成される。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the above objects are achieved by the means described in the claims.
すなわち、本発明は、DC−DCコンバータを複数個並
列に接続して成り、他の電源装置との並列運転時に各電
源装置の出力電流が互に平衡を保つ如く制御する機能を
有する電源装置において、動作可能なりC−DCコンバ
ータの台数を検出する手段と、電源装置内の動作可能な
りC−DCコンバータの台数に応じて当該電源装置の出
力電流を制御する手段とを設けた電源装置である。That is, the present invention provides a power supply device which includes a plurality of DC-DC converters connected in parallel and has a function of controlling the output currents of each power supply device to maintain balance with each other when operating in parallel with other power supply devices. , a power supply device provided with means for detecting the number of operable C-DC converters, and means for controlling the output current of the power supply device according to the number of operable C-DC converters in the power supply device. .
[作 用]
第1図は本発明の原理的構成を示す図であって、1−1
〜1〜mは電源装置、2−1〜2−nはDC,DCコン
バータのモジュール、3は電流バランス回路、4は出力
電流制御回路、5は動作可能なりC−DCコンバータの
台数を検出する検出回路、6は出力電流検出部、7は負
荷、8は電流バランス儒号の端子を表わしている。[Function] FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of the present invention, and 1-1
~1 to m are power supply devices, 2-1 to 2-n are DC and DC converter modules, 3 is a current balance circuit, 4 is an output current control circuit, and 5 is operable and detects the number of C-DC converters. In the detection circuit, 6 represents an output current detection section, 7 represents a load, and 8 represents a terminal of a current balance signal.
同図において、電源装置1−1を例に採って説明すると
、該電源装置は、常時自己の出力電流を、出力電流検出
部6により検出し、これと、電流バランス端子からの入
力により自己が負担すべき電流を負荷7に供給するよう
に動作する。In the same figure, taking the power supply device 1-1 as an example, the power supply device constantly detects its own output current using the output current detection section 6, and uses this and the input from the current balance terminal to detect its own output current. It operates to supply the load 7 with the current to be borne.
上記電流は、当該電源装置の内蔵する動作可能なコンバ
ータモジュールの台数に応じて制御される。この制御の
方法を一つの具体的な例によって説明すると、例えば、
1台のコンバータモジュール2−1〜2−nが総て動作
可能であるときには、これが検出回路5を経て電流バラ
ンス回路3に通知され、該電流バランス回路3は出力電
流制御回路4を経て各コンバータモジュール2−1〜2
−nに制御情報を送って、出力電流検出部6により検出
される電流が、この電源装置の定格出力まで出力される
ように制御する。The current is controlled according to the number of operable converter modules built into the power supply device. To explain this control method using one specific example, for example,
When one converter module 2-1 to 2-n are all operable, this is notified to the current balance circuit 3 via the detection circuit 5, and the current balance circuit 3 passes through the output current control circuit 4 to each converter. Module 2-1~2
-n to control the current detected by the output current detection unit 6 to be output up to the rated output of this power supply device.
もし、コンバータモジュール2−1〜2−nの内の一台
が故障した場合には、これを検出した検出回路5によっ
てその旨の情報が電流バランス回路3に伝えられ、該電
流バランス回路によって、電源装置の出力電流が定格出
力電流の(n−1)/n以下となるように制御される。If one of the converter modules 2-1 to 2-n fails, the detection circuit 5 that detects this will transmit information to that effect to the current balance circuit 3, and the current balance circuit will The output current of the power supply device is controlled to be equal to or less than (n-1)/n of the rated output current.
また、コンバータモジュール2台が故障した場合には出
力電流が定格出力電流の(n −2)/ηとなるように
制御される。Furthermore, when two converter modules fail, the output current is controlled to be (n -2)/η of the rated output current.
すなわち、コンバータモジュールがn台の場合、その内
の1台が故障したとき、出力電流が定格出力電流の(n
−i)/nとなるように制御される。In other words, when there are n converter modules, if one of them fails, the output current will be equal to (n) of the rated output current.
-i)/n.
[実施例]
第2図は本発明の一実施例を示す図であって、11−1
〜11−3は電源装置、12−1〜12−3はコンバー
タモジュール、13は電流バランス回路、14は駆動回
路、15は各コンバータモジュールのアラーム信号線、
16は出力電流検出部、17は負荷、18は電流バラン
ス信号の端子、19は電圧誤差増幅回路を表わしている
。[Example] FIG. 2 is a diagram showing an example of the present invention, and 11-1
11-3 is a power supply device, 12-1 to 12-3 are converter modules, 13 is a current balance circuit, 14 is a drive circuit, 15 is an alarm signal line of each converter module,
Reference numeral 16 represents an output current detection section, 17 a load, 18 a terminal for a current balance signal, and 19 a voltage error amplification circuit.
第3図は第2図に示したブロック図の電流バランス回路
周辺の詳細を示す図であって、20は電流検出用抵抗器
、21は電流検出部、22は電流バランス回路、23は
アラーム信号受信回路、24は基準電圧部、25は電圧
誤差増幅回路、26は電流バランス端子、27〜30は
それぞれ演算増幅器、31、32はトランジスタ、33
は出力電圧制御部を表わしている。FIG. 3 is a diagram showing details around the current balance circuit in the block diagram shown in FIG. 2, in which 20 is a current detection resistor, 21 is a current detection section, 22 is a current balance circuit, and 23 is an alarm signal. 24 is a reference voltage section, 25 is a voltage error amplifier circuit, 26 is a current balance terminal, 27 to 30 are operational amplifiers, 31 and 32 are transistors, 33
represents an output voltage control section.
以下、第2図および第3図に基づいて実施例の動作につ
いて説明する。The operation of the embodiment will be described below based on FIGS. 2 and 3.
第2図において、各電源装置11−1〜11−3はそれ
ぞれ3台ずつのコンバータモジュールを内蔵している。In FIG. 2, each power supply device 11-1 to 11-3 includes three converter modules.
今、電源装置11−1について説明すると、各コンバー
タモジュール12−1〜12−3は自己カ故障するとそ
れぞれアラーム信号(ALMI〜ALM3)をアラーム
信号線15を経て送出して、電流バランス回路13のア
ラーム信号受信回路23に知らせる。Now, to explain the power supply device 11-1, each converter module 12-1 to 12-3 sends out an alarm signal (ALMI to ALM3) via the alarm signal line 15 when a self-power failure occurs, and the current balance circuit 13 Notify the alarm signal receiving circuit 23.
各コンバータモジュールが正常に動作しているときはA
LM1〜ΔLM3はそれぞれ“O”であり、従って、第
3図の英字符A、Bで示す点は共に“0”であり、トラ
ンジスタ31.32は共に開放状態にある。A when each converter module is operating normally
LM1 to .DELTA.LM3 are each "O", therefore, the points indicated by alphabetical characters A and B in FIG. 3 are both "0", and both transistors 31 and 32 are in an open state.
この状態では、電流検出用抵抗器20の両端の電圧が演
算増幅器27の入力となり、その出力がさらに演算増幅
器28に入力される。このとき、演算増幅器28の出力
は第4図に示される「コンバータモジュール3台のとき
」の特性となっている。すなわち、電源装置の出力電流
が定格値1oのときに演算増幅器28の出力が最大とな
るように調整されている。該演算増幅器28の出力と電
流バランス端子26から入力される他の電源装置の電流
バランス用電圧との差分が演算増幅器29に入力され、
演算増幅器29の出力は基準電圧回路に作用する。In this state, the voltage across the current detection resistor 20 becomes an input to the operational amplifier 27, and its output is further input to the operational amplifier 28. At this time, the output of the operational amplifier 28 has the characteristic "when there are three converter modules" shown in FIG. That is, the output of the operational amplifier 28 is adjusted to be maximum when the output current of the power supply device is the rated value 1o. The difference between the output of the operational amplifier 28 and the current balance voltage of another power supply device input from the current balance terminal 26 is input to the operational amplifier 29,
The output of operational amplifier 29 acts on a reference voltage circuit.
例えば、自己の電流バランス用電圧(演算増幅器28の
出力)が他の電源の電流バランス用電圧より低ければ演
算増幅器29の出力は高くなり、基準電圧回路の0点の
電圧を高くするので、電圧誤差増幅回路の制御出力は電
源の出力電流を増やすように動作する。この動作は演算
増幅器28の出力と電流バランス端子に人力される他の
電源の電流バランス用電圧が等しくなり抵抗器Rの両端
の電圧がほぼOvになるまで持続し、その結果各電源の
出力電流が均等化される。For example, if the own current balancing voltage (output of the operational amplifier 28) is lower than the current balancing voltage of the other power supply, the output of the operational amplifier 29 becomes high, which increases the voltage at the 0 point of the reference voltage circuit, so the voltage The control output of the error amplifier circuit operates to increase the output current of the power supply. This operation continues until the output of the operational amplifier 28 and the current balance voltage of the other power supplies input to the current balance terminal become equal, and the voltage across the resistor R becomes approximately Ov. As a result, the output current of each power supply are equalized.
ここで、もし、いずれかのコンバータモジュールの内の
一台が故障した場合を考えると、ALMI〜ALM3の
内のいずれかの信号が“l”となり、これによってA点
の信号が“l”となるからトランジスタ31がオンとな
り、演算増幅器28の出力は第4図の「コンバータモジ
ュール2台のとき」の特性になる。Now, if one of the converter modules fails, one of the signals from ALMI to ALM3 becomes "l", which causes the signal at point A to become "l". Therefore, the transistor 31 is turned on, and the output of the operational amplifier 28 has the characteristic "when two converter modules are used" in FIG. 4.
すなわち、電源装置の圧力電流が定格I0の2/3のと
きに演算増幅器28の出力が最大になるように電流バラ
ンス回路の特性が変化する。That is, the characteristics of the current balance circuit change so that the output of the operational amplifier 28 becomes maximum when the pressure current of the power supply device is 2/3 of the rated I0.
この特性を有する演算増幅器28の出力と電流バランス
端子26の差分がなくなるように演算増幅器29が動作
することにより、コンバータモジュール1台が故障した
電源装置は残りのコンバータモジュールの台数(2台)
の能力に比例した出力電流(2/3 I。)の範囲で他
の電源装置と負荷への電流を分担することができる。By operating the operational amplifier 29 so that the difference between the output of the operational amplifier 28 having this characteristic and the current balance terminal 26 is eliminated, the power supply device in which one converter module has failed is reduced to the number of remaining converter modules (2 units).
The current to the load can be shared with other power supplies within the range of output current (2/3 I.) proportional to the capacity of the power supply.
コンバータモジュールが2台故障した場合にはA点が“
O”8点が“1”となり、トランジスタ31がオフ32
がオンとなって、演算増幅器28の出力は第4図の「コ
ンバータモジュール1台のとき」の特性になる。すなわ
ち、前記の1台故障のときと何様に電源装置の出力電流
が定格1、の1/3のときに演算増幅器28の出力が最
大にプ=るように電流バランス回路の特性が変化する。If two converter modules fail, point A will be “
O”8 points become “1” and transistor 31 turns off 32
is turned on, and the output of the operational amplifier 28 has the characteristic "when one converter module is used" in FIG. 4. That is, the characteristics of the current balance circuit change so that the output of the operational amplifier 28 is maximized when the output current of the power supply is 1/3 of the rated value, similar to when one unit fails as described above.
従って、故障した電源装置は残りのコンバータモジュー
ル1台の能力に比例した出力電流(1/3 I。)の範
囲で他の電源装置と負荷への電流を分担することができ
る。Therefore, the failed power supply can share the current to the load with other power supplies within the range of output current (1/3 I.) proportional to the capacity of one remaining converter module.
すなわち、本実施例は、3台のDC−DCコンバータモ
ジュールを並列に接続して、この3台で電源装置として
の定格電流を出力できるようにしている。このような電
源装置を複数台、並列運転して負荷に電源を供給する場
合、各電源装置の出力電流が平均化されるように、各電
源装置の電流バランス回路が動作するものである。That is, in this embodiment, three DC-DC converter modules are connected in parallel so that these three modules can output the rated current as a power supply device. When a plurality of such power supply devices are operated in parallel to supply power to a load, the current balance circuit of each power supply device operates so that the output current of each power supply device is averaged.
電流バランス回路は、各電源装置の出力電流に比例した
電圧を発生する出力電流検出部16と、その電圧を増幅
して出力電圧制御部23の基準電圧を変化させる回路か
ら成るが、本発明では電流検出部21の特性(出力電流
と発生電圧の関係)を第4図に示すようにコンバータモ
ジュールの台数に応じて変化するようにして、最適な出
力電流バランス運転を行なうようにしたものである。本
実施例では、各DC−DCC−式−タモジュールから出
る故障信号(ΔLM1〜3)によって、電流検出部21
の演算増幅器28の増幅率を変化させることにより、こ
れを行なっている。The current balance circuit consists of an output current detection section 16 that generates a voltage proportional to the output current of each power supply device, and a circuit that amplifies the voltage and changes the reference voltage of the output voltage control section 23. The characteristics of the current detecting section 21 (the relationship between the output current and the generated voltage) are changed according to the number of converter modules as shown in Fig. 4, so that optimal output current balance operation can be performed. . In this embodiment, the current detection unit 21
This is done by varying the amplification factor of the operational amplifier 28.
以上により、例えば前述のような9OAの負荷に、定格
45Aの電源装置3台で電流を供給していル場合、−台
のコンバータモジュールが故障しても各電源装置は、そ
の中で持っている正常なコンバータモジュールの台数に
応じて、故障した方は2台で22.5A 、正常な方は
3台で33゜75Aの電流を出力すればよく、コンバー
タモジュールの負担は余り大きくならないので、従来の
ような問題はなくなる。As a result of the above, for example, if three power supplies with a rating of 45A are used to supply current to a 9OA load as described above, even if - converter modules fail, each power supply has Depending on the number of normal converter modules, it is sufficient to output a current of 22.5 A for two failed converters and 33°75 A for three normal converter modules, so the load on the converter modules is not too large, so conventional Problems like this will disappear.
[発胡の効果]
以上説すしたように、本発明によれば、DCDCコンバ
ータを複数個接続して成る電源装置を複数台接続して構
成された電源部において、動作可能なコンバータの数に
応じて各電源装置の出力を制御し得るので、コンバータ
が故障した場合に該コンバータを擁する電源装置の他の
コンバータに過大な負荷がかかって信頼性を損ねたり、
これを破壊したりすると言うことを未然に防止すること
ができる利点がある。[Effect of power supply] As explained above, according to the present invention, in a power supply unit configured by connecting a plurality of power supply devices each having a plurality of DC/DC converters connected, the number of operable converters can be increased. Since the output of each power supply device can be controlled accordingly, if a converter breaks down, there is no possibility that an excessive load will be applied to other converters in the power supply device that includes the converter, resulting in loss of reliability.
This has the advantage of being able to prevent damage to the structure.
第1図は本発明の原理的構成を示す図、第2図は本発明
の一実施例を示す図、第3図は実施例の電流バランス回
路周辺の詳細を示す図、第4図は電流バランス回路の特
性を示す図である。Fig. 1 is a diagram showing the principle configuration of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an embodiment of the invention, Fig. 3 is a diagram showing details around the current balance circuit of the embodiment, and Fig. 4 is a diagram showing the current balance circuit of the embodiment. FIG. 3 is a diagram showing characteristics of a balance circuit.
Claims (1)
の電源装置との並列運転時に各電源装置の出力電流が互
に平衡を保つ如く制御する機能を有する電源装置におい
て、 動作可能なDC−DCコンバータの台数を検出する手段
と、 電源装置内の動作可能なDC−DCコンバータの台数に
応じて当該電源装置の出力電流を制御する手段とを設け
たことを特徴とする電源装置。[Scope of Claims] A power supply device comprising a plurality of DC-DC converters connected in parallel and having a function of controlling the output currents of each power supply device to maintain balance with each other when operating in parallel with other power supply devices. , comprising means for detecting the number of operable DC-DC converters, and means for controlling the output current of the power supply according to the number of operable DC-DC converters in the power supply. power supply.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2146082A JPH0442733A (en) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2146082A JPH0442733A (en) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Power supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0442733A true JPH0442733A (en) | 1992-02-13 |
Family
ID=15399713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2146082A Pending JPH0442733A (en) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0442733A (en) |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP2146082A patent/JPH0442733A/en active Pending
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