JPH0454839A - 直流電源装置 - Google Patents

直流電源装置

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JPH0454839A
JPH0454839A JP2163222A JP16322290A JPH0454839A JP H0454839 A JPH0454839 A JP H0454839A JP 2163222 A JP2163222 A JP 2163222A JP 16322290 A JP16322290 A JP 16322290A JP H0454839 A JPH0454839 A JP H0454839A
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power
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Keiji Maeda
前田 啓二
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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〕 この発明は、例えば電力変換装置に用いられるパワーM
O3やサイリスタ等のゲートドライブ用に使用されるも
ので、特に電源回路と電気的絶縁した形で出力する必要
がある直流電源装置に関するものである。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕第3
図は例えば「日経エレクトロニクス」1989.3.6
 (No、468)P、159に開示されたこの種従来
の直流電源装置を示す回路図である。この場合、交流入
力(1)は整流口N(2)により整流平滑化され、更に
高速度で動作する制御IC(3)により駆動されるパワ
ーMO3FETG41が高周波の交流電力を発生させる
。この交流電力は絶縁トランス(句で電気的に絶縁され
て整流回路(6)に伝達され更にこの整流回路(6)で
直流電力に変換されゲートドライブ用直流電源として出
力される。この出力回路と制御IC(3)との間の信号
回路の絶縁はフォトカプラ■により行われる。
ところで、大容量高電圧定格の電力変換装置等にあって
はそのゲートドライブ回路にも極めて高い信頼性が要求
されることになる。この信頼性向上対策として直流電源
装置を複数台設けて並列冗長をとる方式が考えられる。
従来のものを用いてこの方式を採用しようとすると、第
3図に破線で示すように複数台の直流電源装置をその出
力端で並列接続して構成することになるが、この場合、
高耐圧仕様の絶縁トランス(51をそれぞれ内蔵した装
置を組合わせることになり、装置全体が大形で高価にな
るという問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、単一の絶縁トランスを使用し、しかも並列冗
長による信頼性の高い直流電源装置を得ることを目的と
する。
〔課題を解決するための手段および作用〕この発明に係
る直流電源装置は、動作指令を受けて交流電力を出力し
各出力端子が相互に並列に接続された複数の交流電源装
置、交流電力を入力して直流出力に変換し平滑用コンデ
ンサを経て出力する整流回路、上記交流電源装置と整流
回路との間に挿入され両者間の電気的絶縁を行う絶縁ト
ランス、上記交流電源装置の出力端子の電圧を検出する
電圧センサ、および所定の指令制御回路を備えたもので
、上記交流電源装置の1つをサイクリックに選択し所定
の第1の時間間隙を設けて順次上記動作指令を送出して
いくとともに、上記第1の時間間隙経過後所定の第2の
時間間隙が経過しても上記電圧センサの出力が立上らな
いときはその時点で選択した交流電源装置を除く他の交
流電源装置を選択して上記動作指令を送出することによ
り上記整流回路から連続した直流電力を出力する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例による直流電源装置を示す
回路図である0図において、(101) (+02)は
それぞれ交流電源装置で、並列冗長をとるためここでは
2台備えている。その構成要素である(11)は交流電
源内部回路で、入力端子(12)からめ信号により連続
制御される。(13)は内部トランス、(14)は制御
リレーで、制御入力端°子(15)に入力される信号G
1またはG2が“1″のときそのコンタクトを閉、“0
”のときそのコンタクトを開とする。 (16)は出力
端子で、両交流電源装置(101)(102)の出力端
子(16)は相互に並列に接続されている。
(20)は出力端子(16)に現われる電圧を検出する
電圧センサで、電圧が存在するときはその出力端子(2
1)からの信号VSOが“O”、電圧が存在しないとき
は“1″となる。
(30)は出力端子(16)にその1次巻線が接続され
た絶縁トランスで、その2次巻線が整流回路(40)に
接続され、両回路間を電気的に絶縁している。
なお、絶縁トランス(30)の1次巻線の一端は接地さ
れている。
整流回路(40)はダイオードブリッジ(41)と平滑
用コンデンサ(42)とから構成され、絶縁トランス(
30)からの交流電力を整流平滑してその出力端子(4
3)からゲートドライブ用の直流電力を出力する。
(50)は交流電源装置(lot)および(+02>に
動作指令としての信号G1および信号G2を送出する指
令制御回路である。その構成要素である(51)は所定
パルス幅のクロック信号CLKを発生する発振器、(5
2)は入力信号を非反転で出力するバッファ、(53)
は入力信号を反転して出力するインバータ、(54) 
(55)はNOR回路、(56) (57)はNAND
AND回路8)ないしく62)はAND回路、(63)
 (64)はLATCH回路、(65)はOR回路、(
66) (67)は故障検知リレー、(68)は抵抗、
(69)はコンデンサ、(70)は排他的NOR回路、
(71)はNOR回路、(72)はワンショットマルチ
バイブレータ(OS M )、(73) (74)はイ
ンバータである。
次に、動作について第2図のタイムチャートをも参照し
て詳細に説明する。先ず、交流電源装置(101)およ
び(102)が共に正常に動作している場合について説
明する。このとき、LATCH回路(63)およびLA
TCH回路(64)の出力信号ER1およびER2は後
述するように共に“0”でこれに伴いOR回路(65)
の出力信号は“O″となっている、この状態で、発振器
(51)は第2図最上段に示す波形の信号CLKを出力
する。この信号CLKを受けたバッファ(52)および
インバータ(53)の出力信号に1およびに2、更にこ
れらの信号と信号ERIおよび信号ER2を受けたNO
R回路(54)およびNOR回路(55)の出力信号に
3およびに4は自動的に決まり第2図(左半分の部分)
の通りになる。
次にNAND回路(56)およびNAND回路(57)
の出力信号Q1およびQ2について検討する。今、信号
に3が“1”、信号に4が“0”の期間を考えると、N
AND回N (57)については信号に4が“0”であ
るので、信号Q2は“1”となる。そして、NAND回
路(56)については信号に3が“1”そして信号Q2
が“1″であるので信号Q1は“0″となる。逆に、信
号に3が“0″、信号に4が“1”の期間では、信号Q
1が“1”信号Q2が“0”となる。
次に排他的NOR回路(70)の出力信号Q3について
説明する。排他的NOR回路(70)の入力端子には信
号CLKとこの信号CLKが抵抗(68)およびコンデ
ンサ(69)からなるフィルタ回路を経て印加される電
圧VCRとが入力される。後者の電圧VCRは第2図に
示す波形となるが、排他的N。
R回路(70)の入力端子部が有するスレッシュホール
ド電圧(図中vthで示す)のため排他的NOR回路(
70)に入力される信号は、等価的に信号CLKを微小
時間TI遅らせた信号VCRTとなる。
従って、排他的NOR回路(70)は信号CLKと信号
VCRTとを入力として第2図に示す波形の信号Q3を
出力する。
そして、ここではインバータ(73)および(74)の
出力は“1”であるので、信号Q1と信号Q3はAND
回路(58)を経て信号G1となり交流電源装置(10
1)の制御入力端子(15)に送出される。また、信号
Q2と信号Q3はAND回路(59)を経て信号G2と
なり交流電源装置(102)の制御入力端子(15)に
送出される。従って、交流電源装置(101)では信号
Glが“1”の期間のみその制御リレー(14)のコン
タクトが閉となりその発生交流電力を出力端子(16)
から出力する。そして、交流電源装置(102)では信
号G2が“1″の期間のみその制御リレー(14)のコ
ンタクトが閏となりその発生交流電力を出力端子(I6
)から出力する。この場合、両者の出力交替時には第1
の時間間隙であるTIの時間が設けられているので両交
流電源装置が同時に交流電力を出力する不具合が回避さ
れる。そして、交流電源装置(101)および(102
1からの出力は絶縁トランス(30)を経て整流回路(
40)により整流平滑化されゲートドライブ用の直流電
力として出力される。第2図最下段は出力端子(43)
の直流電圧VPを示し、その波形は時間TIの期間で若
干落ち込んでいるが連結した直流出力が得られる。
次に電圧センサ(20)による電圧検出の動作について
説明する。その出力信号VSOは、電圧が存在するとき
は“0″、電圧がなくなると“1”となるので、第2図
に示す波形となる。今、時刻T1で考えると、信号■S
Oは“0”であるからAND回路(62)の出力信号E
ROは“0”である。
この時、NOR回路(71)および08M(72)を経
て出力される信号QGは“1”であるが、時刻T2で信
号Q3の極性が反転すると03M(72)が時間間隔T
Iより大きいTGの時間幅の“0”レベルパルスを出力
する。従って、信号VSoは時刻T2で“°l”に立ち
上がるが信号QGが“0”となるので信号EROは0”
を継続する。そして、交流電源装置(101)が正常で
時刻T s (T s = 72十TI)で信号VSo
が0”°に変化すると以後信号QGにかかわらず信号E
ROは“0”に保たれる。従って、信号G1および信号
G2にががわらずAND回路(60)およびAND回路
(61)の出力は“0″となり、それらの出力で動作す
るLATCH回路(63)およびLATCH回路(64
)の出力信号ERIおよびER2も“0”を保持するこ
とになる。この結果、故障検知リレー(66)および(
67)は共に動作しない。
以上は交流電源装置(101)および(102)が共に
正常な場合の動作であるが、次にそのいずれかに異常が
発生し、ある切替時点から電圧が発生しなくなったと想
定した場合の動作について説明する。
今、第2図の時刻T4で信号G1が立上り交流電源装置
(+011の制御リレー(14)のコンタクトが閉とな
ったが交流電源装置(101)が異常でその出力端子(
16)から電圧が発生しなかったと仮定する。
このため、信号vSOは時刻T4を過ぎても“1”を継
続する。やがて信号QGが立ち上がる時刻T5に至ると
AND回路(62)のAND条件が成立して信号ERO
が“1”となる、同時にAND回路(60)もそのAN
D条件が成立しLATCH回路(63)を経て信号ER
Iが′″1”となって故障検知リレー(66)が動作す
るとともに発振器(51)はその時点の信号CLKの状
態を保持したままとなる。
信号ERIの変化によってインバータ(73)の出力も
反転して“0”となりAND回路(58)のAND条件
が不成立となって信号G1は“0″となる。
信号ER1の立ち上がりでNOR回路(55)の出力信
号に4が“0″となり、これに連動して信号Q2そして
信号G2が“1”に立ち上がる。これにより、本来なら
休止中の交流電源装置(102)が動作を再開してその
出力を立ち上がらせる。この実施例の場合は以後交流電
源装置(102>を連続的に動作させることになる。な
お、第2図の時刻T4以降の部分における破線は交流電
源装置(101)の異常が発生しなかった場合の波形を
参考までに示すものである。
以上のように、交流電源装置(101)が異常で電圧を
発生しなかった場合、直ちにこれを検出して正常な交流
電源装置(+02)への切替動作が行われるので、整流
回路(40)への交流電力は通常時の時間TIより長い
時間TGだけ中断するが、第2図最下段の右方部分に示
すように、連続した直流電圧vpが得られる。なお、こ
の実施例の場合、特許請求の範囲でいう第1の時間間隙
は時間TIが相当し、第2の時間間隙は時間(TG−T
 I )が相当する。
なお、上記実施例は交流電源装置が2台の場合であるが
、同様の考え方により3台以上の交流電源装置を備えた
ものにも拡大して適用することができる。
また、この発明はゲートドライブ用に限らす高い信頼性
が要求される種々の電源回路に適用することができ同等
の効果を奏する。
〔発明の効果〕
この発明は以上のように構成されているので、装置の大
形化コストアップにつながる絶縁トランスの使用を1台
にとどめるとともに、複数の交流電源装置を用いた並列
冗長による信頼度の高い動作特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による直流電源装置を示す
回路図、第2図はその動作を説明するためのタイムチャ
ート、第3図は従来の直流電源装置を示す回路図である
。 図において、(101) (102)は交流電源装置、
(16)は出力端子、(20)は電圧センサ、(30)
は絶縁トランス、(40)は整流回路、(42)は平滑
用コンデンサ、(50)は指令制御回路、G1、G2は
動作指令信号である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 RI R2 第2図 −時間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 動作指令を受けて交流電力を出力し各出力端子が相互に
    並列に接続された複数の交流電源装置、交流電力を入力
    して直流出力に変換し平滑用コンデンサを経て出力する
    整流回路、上記交流電源装置と整流回路との間に挿入さ
    れ両者間の電気的絶縁を行う絶縁トランス、上記交流電
    源装置の出力端子の電圧を検出する電圧センサ、および
    上記交流電源装置の1つをサイクリックに選択し所定の
    第1の時間間隙を設けて順次上記動作指令を送出してい
    くとともに、上記第1の時間間隙経過後所定の第2の時
    間間隙が経過しても上記電圧センサの出力が立上らない
    ときはその時点で選択した交流電源装置を除く他の交流
    電源装置を選択して上記動作指令を送出する指令制御回
    路を備え、上記整流回路から連続した直流電力を出力す
    る直流電源装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8310579B2 (en) 2008-09-10 2012-11-13 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state imaging apparatus with plural reset units each resetting a corresponding one of plural block wirings

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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