JPH0442733A - 電源装置 - 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】 ［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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。