JPH0538055A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、無停電電源装置等の電源
装置を複数台並列接続して、冗長システム構成し、重要
負荷に電力供給する電源装置において、いずれかの電源
装置に内部短絡事故が発生しても、他の健全な電源装置
の共倒れを防止したことにある。 【構成】 複数台の電源装置を並列接続して、冗長シス
テム構成し重要負荷に電力供給する電源装置において、
前記複数台の電源装置のそれぞれの出力電圧制御ル―プ
のマイナ―ル―プに、前記電源装置の出力電流が予め設
定した値を超えてから所定時間だけ、その出力電流を所
定値に制限する電流制御ル―プを設けたことを特徴とす
る電源装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は信頼性が要求される電源
装置において、複数台の電源装置が冗長システム構成さ
れ、ある電源装置の異常時に、確実に異常な電源装置の
みを冗長システム構成より切離すことができ、残りの健
全な電源装置で負荷給電を継続できる電源装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明が適用される電源装置の一例とし
ては、無停電電源装置がある。以下無停電電源装置を引
用して従来技術を説明する。

【０００３】複数台の無停電電源装置を並列接続して冗
長システム構成する従来技術としては、例えば東芝レビ
ュ―，１９９１，ＶＯＬ．４６，ＮＯ．６，Ｐ４５６〜
Ｐ４５９などにも述べられており、高信頼性が要求さ
れ、重要負荷に対して瞬時でも給電停止しないようにシ
ステム構成することが要求されている。以下本発明に関
する従来技術について、図２及び図３を参照して説明す
る。

【０００４】図２において、１０は商用電源等の入力交
流電源、１１は無停電電源装置、１２は負荷である。ま
た無停電電源装置１１の構成要素として、１３０はイン
バ―タ、１３１はコンバ―タ、１３２はフィルタコンデ
ンサ、１３３は出力変圧器、１３４と１３５はスイッチ
である。無停電電源装置１１では入力交流電源１０の電
力をスイッチ１３５を介してコンバ―タ１３１で直流電
力に変換し、これをフィルタコンデンサ１３２で平滑し
て、再びインバ―タ１３０で交流電力に変換し、出力変
圧器１３３とスイッチ１３４を介して負荷１２に電力を
供給する。

【０００５】図２では無停電電源装置１１を２台並列接
続し、どちらかが故障しても他の健全な無停電電源装置
１１より負荷１２に給電できるように冗長システム構成
を行っている。このような構成では、各無停電電源装置
１１は負荷１２の容量とそれぞれ対応した定格容量とな
っており、１台の無停電電源装置１１で電力供給できる
ように容量が設計されている。

【０００６】図２の構成において、従来技術の問題点を
明らかにするため、図３を引用して説明する。図３は無
停電電源装置１１のインバ―タ１３０、出力変圧器１３
３、スイッチ１３４及びその制御回路を図示したもので
ある。この図で、１３６は出力電圧基準、１３７は出力
電圧検出器、１３８は電圧制御器、１３９は電流基準、
１４０は電流制御器、１４１はＰＷＭ制御回路、１４２
は電流検出器である。

【０００７】図３に示す構成において、出力電圧基準１
３６と出力電圧検出器１３７を比較して出力電圧制御を
電圧制御器１３８で行い、この出力信号で電流基準１３
９を作り、出力電流検出器１４２の検出信号と電流基準
１３９の基準信号を付き合せて電流制御器１４０で出力
電流制御を行い、この出力信号によってインバ―タ１３
０をＰＷＭ制御動作させるために、ＰＷＭ制御回路１４
１を介して制御する。図３に示すように電流マイナ―ル
―プを備えた無停電電源装置１１であれば、電流マイナ
―ル―プは出力電流を所定値に制限する電流制限機能を
有しているため、他方の無停電電源装置１１の内部短絡
事故などでも、健全な無停電電源装置１１側よりの事故
電流の流れ込みを制限できるから、２台とも無停電電源
装置１１が事故停止する危険性はなくなる。しかし、無
停電電源装置１１に図３に示すような電流マイナ―ル―
プを設けていると、通常時の負荷１２の変動等で、無停
電電源装置１１の出力電圧波形を乱して、正弦波近似の
波形入力を要求する大容量コンピ―タなどの負荷１２を
誤動させる問題が存在しいてる。

【０００８】このため実際の無停電電源装置１１では、
図３に示すような電流マイナ―ル―プを設けることがで
きず、２台の無停電電源装置１１内の一方が内部短絡な
どで事故を発生すると、健全な無停電電源装置１１側も
事故点への流れ込む電流と、負荷１２の電流とで過電流
を検出し、健全側の無停電電源装置１１が過電流で事故
停止する問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図２及び図３を引用し
て従来技術を説明したように、無停電電源装置１１等の
ような重要な電源装置は、複数台の電源装置を並列接続
した冗長システム構成で重要負荷に電力供給して、大形
コンピ―タなど社会的使命の高いシステムを停止させな
いように構成している。

【００１０】しかし、図で説明したように、負荷１２の
容量に対応した２台の無停電電源装置１１を２台並列接
続した冗長システム構成では、一方の無停電電源装置１
１の内部短絡時に他方の健全な無停電電源装置１１も出
力が過電流となり停止する問題が従来技術ではあった。

【００１１】このため、無停電電源装置１１を２台並列
接続した冗長システム構成を採用しても、実質的には期
待した程電源装置の信頼性を向上させることができなか
った。 従って、本発明の目的は、前述の点に鑑みてな
されたものであって、電源装置を並列接続して冗長シス
テム構成したものにおいて、相手側の事故時に、健全側
の電源装置が過電流で共倒れすることを防止することが
出来る電源装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、本発明を適用する電源装置は、図１に示す
ように、電流制御器１４０を設けて、インバ―タ１３０
が過電流となったことを検出して、その過電流となった
所定期間のみ電流制御器１４０の入力側に電流検出器１
４２の出力電流検出信号を帰還させ、出力電流を所定値
に制限する機能を備えた電流マイナ―ル―プ制御を前記
の所定期間のみ動作させて、インバ―タ１３０の出力電
流制御を行うよう構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【作用】前述のように構成することにより、例えば図２
の如く構成された電源装置において、一方の無停電電源
装置１１が内部短絡事故を発生し、健全側の他方の無停
電電源装置１１よりも事故電流が流れ込むが事故を発生
した側の無停電電源装置１１のスイッチ１３４が切離さ
れるまでの所定期間、健全側の無停電電源装置１１は過
電流を検出しないレベルに出力電流を制限することがで
きる。

【００１４】この結果、健全な無停電電源装置１１が、
相手側の内部短絡により、その事故電流で共倒れする危
険性がなくなり、図２の如く無停電電源装置１１を２台
並列接続した冗長システム構成でも電源装置の運転信頼
性を大幅に向上させることができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１を参照して説明
する。この図１は、従来技術を説明した図３に対応した
本発明の実施例である。この図１において、図３と同一
番号を付した回路構成要素は同一機能の回路構成要素で
ありその説明は省略する。図１において、１４３はスイ
ッチ、１４４は電流レベル検出器、１４５は時限要素持
った切換回路、１４６は他の無停電電源装置の故障信号
を入力する端子である。

【００１６】図１の如く構成した無停電電源装置１１の
インバ―タ１３０は、前述のように図２の構成で２台並
列運転される。無停電電源装置１１の出力電流が所定レ
ベル（例えば定格電流）以下の時には、電流レベル検出
器１４４は切換回路１４５を介してスイッチ１４３をＳ
1 端子側に保っており、電流検出器１４２の検出信号は
電流基準１３９の出力信号と比較制御されず、電流制御
器１４０は電流基準１３９の出力信号を夫々比較制御す
るから、電流制御器１４０を設けない制御ル―プと同様
特性で、インバ―タ１３０の出力電圧制御を行う。

【００１７】他方インバ―タ１３０の出力電流が所定値
を超えると、電流検出器１４２の検出信号を電流検出レ
ベル検出器１４４に入力し、電流レベル検出器１４４が
前記出力電流が所定値を超えたことを判断して、切換回
路１４５をを介してスイッチ１４３をＳ2 端子側に切換
える。スイッチ１４３がＳ2 端子側に切換えられると、
電流検出器１４２の検出信号が、電流基準１３９の出力
信号と電流制御器１４０で比較制御し、インバ―タ１３
０の出力電流を減少させるように電流制御器１４０がＰ
ＷＭ制御器１４１を介してインバ―タ１３０を制御す
る。

【００１８】切換回路１４５は前述の如く時限要素を持
った切換回路であるため、電流レベル検出器１４４が所
定レベルを検出してから予め設定された時間（例えばス
イッチ１３４の開放時間に相当する数十ミリ秒）だけス
イッチ１４３をＳ2 端子側とし、その後は自動的にスイ
ッチ１４３をＳ1 端子側に切換える。このように電流レ
ベル検出器１４４と切換回路１４５が作用する時、イン
バ―タ１３０の電圧制御ル―プ内に電流マイナ―ル―プ
をインバ―タ１３０の過電流期間の所定時間内のみ動作
させることができる。

【００１９】以上説明のように、一方の無停電電源装置
１１が内部短絡事故で、他方の健全な無停電電源装置１
１のインバ―タ１３０より事故電流が流れても、この事
故電流は前述のように電流マイナ―ル―プを設けた制御
によって、健全な無停電電源装置側が過電流で事故停止
するのを防止できる。

【００２０】又一方の無停電電源装置１１に事故が発生
した時には、端子１４６を介して電流レベル検出器１４
４を動作させ、切換器１４５を介して同様に所定期間の
みスイッチ１４３をＳ2 端子側に切換えて、電流マイナ
―ル―プを動作させるようにする。

【００２１】以上説明のように図２の無停電電源装置１
１の２台並列接続構成であっても、一方の無停電電源装
置１１の内部短絡事故時には、他方の健全な無停電電源
装置１１が過電流で事故停止しないようにインバ―タ１
３０の出力電流を抑制することができる。この結果健全
な無停電電源装置１１が共倒れで停止することを防止す
ることができる。

【００２２】本発明の一実施例として図１では、電流制
御器１４０を電流制限しない期間には電流基準１３９の
出力信号をスイッチ１４３で電流検出器１４２の検出信
号の代りに入力しているが、この方法を本発明では限定
するものではなく、種々の方法によってインバ―タ１３
０が所定電流値を超えた時のみ電流制御器１４０が動作
するよう構成できることは明らかであり、特定の制御回
路構成に本発明は限定するものではない。その他本発明
の実施例として、無停電電源装置１１を２台並列接続し
た図２の構成を中心に説明下が、本発明では並列接続す
る無停電電源装置１１の台数を特に制限するものではな
く、２台以上の並列接続であればよい。その他本発明は
要旨を変更しない範囲で種々設計変更して実施できるも
のである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明から明らかなように、本発明に
よれば次の効果を得ることができる電源装置を提供する
ことができる。

【００２４】(1) 電源装置の出力電圧制御回路で、マイ
ナ―ル―プとして電流制御作用を行わないから、定常状
態で負荷変動があっても、出力電圧を変動させことがな
く、入力電圧の長期間の歪みによって誤動作する大形コ
ンピ―タなどの負荷を誤動作させることがない。

【００２５】(2) 並列接続した電源の一方が内部短絡な
どで事故電流を流しても、他方の健全な電源装置は出力
電流が所定値を超えたことを検出し、予め設定した時間
のみ電圧制御回路のマイナ―ル―プとして電流制御を行
うため、健全な側の電源装置 の出力電流が過電流レベ
ルまで増加するのを防止できる。

【００２６】(3) 前述作用によって、並列接続された複
数台の電源装置のどれか１台が事故を起しても、健全側
の電源装置が過電流で共倒れすることがない、信頼性の
高い電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源装置の一実施例を単線結線で示し
たブロック図。

【図２】電源装置の冗長システム構成を説明するための
単線結線で示したブロック図。

【図３】従来技術の問題点を説明するための電源装置の
単結線ブロック図。

【符号の説明】

１０ ……入力交流電源 １１ …
…無停電電源装置 １２ ……負荷 １３０ …
…インバ―タ １３１ ……コンバ―タ １３２ …
…フィルタコンデンサ １３３ ……出力変圧器 １３４ …
…スイッチ １３５ ……スイッチ １３６ …
…出力電圧基準 １３７ ……出力電圧検出器 １３８ …
…電圧制御器 １３９ ……電流基準 １４０ …
…電流制御器 １４１ ……ＰＷＭ制御回路 １４２ …
…電流検出器 １４３ ……スイッチ １４４ …
…電流レベル検出器 １４５ ……切換回路 １４６ …
…端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数台の電源装置を並列接続して、
   冗長システム構成し重要負荷に電力供給する電源装置に
   おいて、前記複数台の電源装置のそれぞれの出力電圧制
   御ル―プのマイナ―ル―プに、前記電源装置の出力電流
   が予め設定した値を超えてから所定時間だけ、その出力
   電流を所定値に制限する電流制御ル―プを設けたことを
   特徴とする電源装置。