JPH0739151A - スイッチング電源制御装置 - Google Patents
スイッチング電源制御装置Info
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- JPH0739151A JPH0739151A JP5178927A JP17892793A JPH0739151A JP H0739151 A JPH0739151 A JP H0739151A JP 5178927 A JP5178927 A JP 5178927A JP 17892793 A JP17892793 A JP 17892793A JP H0739151 A JPH0739151 A JP H0739151A
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Abstract
を供給する場合における各スイッチング電源間の負荷の
分担を1次側の回路電流が互いに等しくなるように制御
できるスイッチング電源制御装置を実現することにあ
る。 【構成】複数のスイッチング電源から共通の負荷に電源
を供給する構成において、1次側に流れる回路電流を検
出するように各スイッチング電源に設けられた電流検出
回路と、少なくともいずれかのスイッチング電源に設け
られ、出力電圧誤差が零になるようにスイッチ素子を制
御する電圧制御手段と、少なくとも他のスイッチング電
源に設けられ、各スイッチング電源の1次側に流れる回
路電流が等しくなるようにスイッチ素子を制御する電流
制御手段、とを設けたことを特徴とするもの。
Description
置に関し、詳しくは、複数のスイッチング電源から共通
の負荷に電源を供給する場合における各スイッチング電
源間の負荷の分担制御に関するものである。
供給するのにあたって、負荷がスイッチング電源単体の
出力容量よりも大きい場合には、例えば図5に示すよう
に複数のスイッチング電源から並列に電源を供給するこ
とが行われている。図5の例では、第1のスイッチング
電源1は24V/1Aと5V/15Aの2つの出力系統
を有し、第2のスイッチング電源2は5V/20Aの出
力系統のみを有している。そして、第1のスイッチング
電源1は24V/1A系統から24V/1Aの負荷3に
電源を供給するとともに5V/15A系統から5V/2
4Aの負荷4に電源を供給し、第2のスイッチング電源
2は第1のスイッチング電源1の5V/15A系統と並
列に5V/24Aの負荷4に電源を供給する。なお、各
スイッチング電源1,2には共通の入力電源5から電源
が供給される。
電源から共通の負荷に並列に電源を供給する場合、特定
のスイッチング電源に負担が偏るのを防止するために、
複数のスイッチング電源間で負荷が等しく分担されるよ
うに制御する必要がある。図6は、従来のこのような負
荷分担制御回路構成の一例を示すブロック図である。各
スイッチング電源1,2において、11,21はトラン
スであり、1次側巻線の一端には図示しない入力電源か
ら共通に直流電圧が入力され、他端にはそれぞれスイッ
チ素子12,22が接続されている。スイッチ素子1
2,22はそれぞれスイッチング制御回路13,23に
よりその駆動パルスのパルス幅が制御される。2次側巻
線にはそれぞれ整流平滑回路14,24が接続され、そ
の出力は図示しない負荷に並列に供給されている。な
お、スイッチング電源1の整流平滑回路14は5V/1
5Aの出力系統のものであり、24V/1Aの出力系統
は図示しない。また、それぞれの2次側には出力電流を
検出する電流検出回路15,25が設けられている。第
1のスイッチング電源1の電流検出回路15の検出信号
は第2のスイッチング電源2の電流検出回路25の検出
信号とともに第2のスイッチング電源2に設けられてい
る制御信号発生回路26に加えられている。第1のスイ
ッチング電源1の2次側の出力電圧はフォトカプラ16
を介してスイッチング制御回路13に帰還され、制御信
号発生回路26から出力される制御信号はフォトカプラ
27を介してスイッチング制御回路23に帰還されてい
る。
ング制御回路13はフォトカプラ16を介して入力され
る2次側の出力電圧に基づいて電圧誤差が零になるよう
にスイッチ素子12の駆動パルス幅を制御し、スイッチ
ング制御回路23はフォトカプラ27を介して入力され
る制御信号発生回路26の出力信号に従って電流誤差が
零になるようにスイッチ素子22の駆動パルス幅を制御
する。
5Aの出力系統の出力電流とスイッチング電源2の出力
系統の出力電流の負荷分担は等しくなる。ところで、図
5の場合の第1のスイッチング電源1全体の定格出力電
力は24V×1A=24Wと5V×15A=75Wの和
で99Wになり、第2のスイッチング電源2の出力電力
は5V×20A=100Wになって、両者の定格出力電
力はほぼ等しい。
出力電力の仕様が異なるスイッチング電源1,2を図6
のような負荷分担制御回路で並列運転した場合、各スイ
ッチング電源の出力電力が異なった状態でバランスする
ことになる。すなわち、スイッチング電源1については
定格出力電力の84%出力状態になるが、スイッチング
電源2については60%出力状態になる。
トレスが加わることになり、寿命や信頼性の面から好ま
しくない。また、図6のように2次側に負荷分担制御回
路を設ける構成では、2次側の出力電圧が立ち上がる前
から負荷分担制御回路に電源を供給するための補助電源
を用意しておかなければならず、このような補助電源回
路を含む全体の回路構成が複雑になるという問題もあ
る。
統が設けられている場合、各出力系統毎に負荷分担制御
回路機能を設けなければならず、回路コストが高くなっ
てしまう。本発明はこのような従来の問題点を解決する
ものであって、その目的は、複数のスイッチング電源か
ら共通の負荷に電源を供給する場合における各スイッチ
ング電源間の負荷の分担を1次側の回路電流が互いに等
しくなるように制御できるスイッチング電源制御装置を
実現することにある。
チング電源から共通の負荷に電源を供給する構成におい
て、1次側に流れる回路電流を検出するように各スイッ
チング電源に設けられた電流検出回路と、少なくともい
ずれかのスイッチング電源に設けられ、出力電圧誤差が
零になるようにスイッチ素子を制御する電圧制御手段
と、少なくとも他のスイッチング電源に設けられ、各ス
イッチング電源の1次側に流れる回路電流が等しくなる
ようにスイッチ素子を制御する電流制御手段、とを設け
たことを特徴とする。
分担は、それぞれのトランスの1次側を流れる電流が等
しくなるように制御することによって実現される。これ
により、複数の出力系統が設けられている複数のスイッ
チング電源の一部の出力系統から共通の負荷に対して並
列に電流を供給する場合においても、各スイッチング電
源の1次側を流れる電流が等しくなるように制御される
ので、特定のスイッチング電源に対するストレスを緩和
でき、信頼性を改善できる。
る。図1は本発明の一実施例を示すブロック図であり、
図5,図6と共通する部分には同一符号を付けている。
各スイッチング電源1,2において、31,41は1次
側に流れる電流を測定するためのカーレントトランスで
あり、2次側にはそれぞれ電流検出回路32,42が接
続されている。なお、スイッチング電源1の整流平滑回
路33は24V/1Aの出力系統のものである。スイッ
チング電源1の電流検出回路32の検出電流は信号線5
0に接続されている。第2のスイッチング電源2の制御
信号発生回路43には電流検出回路32,42の検出信
号が入力され、制御信号発生回路43の出力信号はスイ
ッチング制御回路23に加えられている。
ず、第1のスイッチング電源1のスイッチング制御回路
13は、フォトカプラ16を介して入力される2次側の
出力電圧に基づいて電圧誤差が零になるようにスイッチ
素子12の駆動パルス幅を制御する。これに対し、第2
のスイッチング電源2のスイッチング制御回路23は、
制御信号発生回路43の出力信号に従って信号線50を
流れる電流検出回路32の検出電流と第2のスイッチン
グ電源2の電流検出回路42の検出電流との誤差が零に
なるようにスイッチ素子22の駆動パルス幅を制御す
る。
ランス11の1次側に流れる電流とスイッチング電源2
のトランス21の1次側に流れる電流は等しくなる。す
なわち、図5のように出力電力の仕様が異なるスイッチ
ング電源1,2を図1に示すような負荷分担制御回路で
並列運転した場合、各スイッチング電源1,2とも定格
出力電力の72%の出力状態になる。図6の構成と比較
すると、第1のスイッチング電源1については定格出力
電力の84%出力状態が定格出力電力の12%減少緩和
されることになり、第2のスイッチング電源2について
は定格出力電力の60%出力状態が定格出力電力の12
%増加するものの極端なストレス状態にはなることはな
く、全体として寿命や信頼性の面を改善できる。
ための補助電源の構成は、図1のように1次側に負荷分
担制御回路を設けることによって2次側に負荷分担制御
回路を設ける従来の構成に比べて簡単になり、このよう
な補助電源回路を含む全体の回路構成を単純化できる。
図1の実施例では、スイッチング電源1は電圧制御状態
でのみ動作してスイッチング電源2は電流制御状態での
み動作するものであり、これら2台のスイッチング電源
1,2を組み合わせて並列動作させることによって全体
として電圧制御状態と電流制御状態が実現できることに
なる。反面、各スイッチング電源1,2単体では電圧制
御状態と電流制御状態の切替え駆動は不可能である。
あり、各スイッチング電源1,2単体での電圧制御状態
と電流制御状態の切替え駆動を可能にしたものであっ
て、図1と同一部分には同一符号を付けている。図2の
構成では、各スイッチング電源1,2にそれぞれ出力電
圧を制御する回路機能(フォトカプラ16,27と制御
信号発生回路35,43)と1次側の電流を制御する回
路機能(電流検出回路32,42と最大電流選択回路3
4,44と制御信号発生回路35,43)を設けてい
る。
図4は図3のスイッチング電源1の動作を説明する波形
図である。スイッチング電源1の負荷電力に対応した1
次側の電流はカーレントトランス31で検出され、電流
検出回路32で直流電圧CS1に変換される。演算増幅
器A1で構成される最大電流選択回路34はスイッチン
グ電源1の直流電圧CS1とスイッチング電源2の直流
電圧CS2を比較し、CS1>CS2のときはLSとし
てCS1を信号線50に出力し、CS1<CS2のとき
はLSとしてCS2を信号線50に出力する。制御信号
発生回路35を構成する演算増幅器A2は、基準電圧V
r,直流電圧CS1および信号線50に加えられている
LSを入力として誤差信号FB´を演算増幅器A3に出
力する。この誤差信号FB´は次式でで与えられる。
の大小関係に応じて次のように動作する。 [CS1>CS2] VCS1=VLSとなり、FB´=Vrになる。さらに、演算
増幅器A3でFB´とVSの低い方が選択されてFB=
VSになり、スイッチング電源1は電圧制御状態で動作
する。 [CS1<CS2] VCS2=VLSとなり、VCS1>VCS2からFB´はR1/R
2(VCS2−VCS1)だけ低下する。そして、FB´<VS
となるとFB=FB´になり、スイッチング電源1は電
圧制御状態から電流制御状態に切り替わる。この結果、
VCS−VLSの差分に応じてFB´のレベルすなわちFB
のレベルを変化させてスイッチ素子12を駆動するパル
スのパルス幅を変化させ、出力電流IOを増加させる。
スイッチング電源1,2は、次のような状態で動作する
ことになる。 CS1>CS2 CS1<CS2 スイッチング電源1 電圧制御状態 電流制御状態 スイッチング電源2 電流制御状態 電圧制御状態 なお、図3のようなスイッチング電源によれば、それぞ
れが単独ででも電圧,電流の任意の制御が可能であり、
冗長化電源装置としても有効である。
電源を並列駆動する例について説明したが、3台以上が
並列接続される場合も各スイッチング電源の動作状態は
共通の信号線50のレベルと各スイッチング電源の検出
電流のレベルで決まることになり、2台の場合と同様に
動作する。
複数のスイッチング電源から並列に共通の負荷に電源を
供給するのにあたって、各スイッチング電源の1次側の
電流が等しくなるように負荷分担制御を行うので、スイ
ッチング電源に複数の出力系統が設けられている場合で
も1次側に電流が等しくなるように制御する回路機能を
設けるだけでよく、構成の簡単化が図れる。
全体としての定格出力容量はほぼ等しいスイッチング電
源を組み合わせて並列駆動する場合にも1次側の電流が
等しくなるように制御されるので、特定のスイッチング
電源に強いストレスがかかることはなく、組み合わせ全
体としての信頼性を高めることができる。
形図である。
ック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】複数のスイッチング電源から共通の負荷に
電源を供給する構成において、 1次側に流れる回路電流を検出するように各スイッチン
グ電源に設けられた電流検出回路と、 少なくともいずれかのスイッチング電源に設けられ、出
力電圧誤差が零になるようにスイッチ素子を制御する電
圧制御手段と、 少なくとも他のスイッチング電源に設けられ、各スイッ
チング電源の1次側に流れる回路電流が等しくなるよう
にスイッチ素子を制御する電流制御手段、 とを設けたことを特徴とするスイッチング電源制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17892793A JP3254667B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | スイッチング電源制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17892793A JP3254667B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | スイッチング電源制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739151A true JPH0739151A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3254667B2 JP3254667B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=16057079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17892793A Expired - Fee Related JP3254667B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | スイッチング電源制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3254667B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007143340A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Ricoh Co Ltd | 電源装置および画像形成装置 |
| JP2007209149A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Ricoh Co Ltd | 電源装置および画像形成装置 |
| JP2008109736A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Murata Mfg Co Ltd | 電源システム |
| JP2009261135A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Sanken Electric Co Ltd | 電流制御型dc−dcコンバータ |
| US9325244B2 (en) | 2011-10-21 | 2016-04-26 | Denso Corporation | Power supply system |
| JP2021170903A (ja) * | 2020-04-17 | 2021-10-28 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 電力変換装置及びそれを備えたモータ模擬装置 |
-
1993
- 1993-07-20 JP JP17892793A patent/JP3254667B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007143340A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Ricoh Co Ltd | 電源装置および画像形成装置 |
| JP2007209149A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Ricoh Co Ltd | 電源装置および画像形成装置 |
| JP2008109736A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Murata Mfg Co Ltd | 電源システム |
| JP2009261135A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Sanken Electric Co Ltd | 電流制御型dc−dcコンバータ |
| US9325244B2 (en) | 2011-10-21 | 2016-04-26 | Denso Corporation | Power supply system |
| JP2021170903A (ja) * | 2020-04-17 | 2021-10-28 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 電力変換装置及びそれを備えたモータ模擬装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3254667B2 (ja) | 2002-02-12 |
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