JPH09275682A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH09275682A
JPH09275682A JP8081126A JP8112696A JPH09275682A JP H09275682 A JPH09275682 A JP H09275682A JP 8081126 A JP8081126 A JP 8081126A JP 8112696 A JP8112696 A JP 8112696A JP H09275682 A JPH09275682 A JP H09275682A
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純夫 小谷
Eiichi Shibano
栄一 芝野
Hiroshi Iwanaga
浩 岩永
Fujio Sudo
富士雄 須藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】個々のDC/DCコンバータの電圧基準値を調
整することなく、各DC/DCコンバータの分担電圧均
等化を実現する。 【解決手段】個々のDC/DCコンバータ111〜11
nにおいて、それぞれ入力直流電圧VINをインバータA
1のオン/オフ制御により交流電圧に変換し、トランス
A2により昇圧した後、フィルタA3で直流電圧に変換
して出力するようにし、さらにトランスA2の一次電流
を電流検出器A4で検出し、その検出電流に基づいて制
御回路A5でインバータA1をPWM制御するように
し、各コンバータ111〜11nの出力電圧をダイオー
ド121〜12nを通じて加算して必要とする電圧VOU
T を得ると共に、その出力電流を電流検出器14で電圧
検出し、この検出電圧から誤差増幅器15にて基準値と
の誤差電圧を求め、DC/DCコンバータ111〜11
nそれぞれのインバータA1を共通にPWM制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、制御回路が複数
個存在し、冗長構成をとる電源装置に係り、例えば光海
底テーブル給電装置のような高出力、高信頼性を要求さ
れるものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高出力、高信頼性が要求され
る電源装置にあっては、単独で調整可能なDC/DCコ
ンバータを複数台直列に接続し、個々のコンバータに入
力DC電圧を供給し、各コンバータで昇圧された電圧を
加算出力する。
【0003】このとき、その加算出力電流を電流検出器
で電圧検出し、誤差増幅器でその検出電圧の基準電位に
対する誤差分を増幅し、各コンバータに基準電圧値とし
て供給して、各コンバータの出力電圧を制御すること
で、安定した高出力を得るようにしている。
【0004】しかしながら、上記構成による従来の電源
装置では、DC/DCコンバータの出力インピーダンス
の相違によって、直列接続したときの合計電圧に対する
各DC/DCコンバータの分担電圧が均等化されない。
このため、各コンバータの電圧基準値を個別に調整しな
ければならなかった。
【0005】さらに、各DC/DCコンバータの電圧基
準値を調整して均等化を行ったとしても、負荷変動が発
生すると均等状態がくずれてしまうため、個々のDC/
DCコンバータの出力基準値を再調整しなければなら
ず、出力維持のための操作が複雑であるという問題があ
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の電源装置では、各DC/DCコンバータの分担電圧
均等化のために電圧基準値を個別に調整する操作が必要
であり、さらに負荷変動が発生した場合には再調整が必
要で、出力維持のための操作が複雑であるという問題が
あった。
【0007】そこで、この発明は上記の課題を解決すべ
くなされたもので、個々のDC/DCコンバータの電圧
基準値を調整することなく、各DC/DCコンバータの
分担電圧均等化を実現する電源装置を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
にこの発明は、入力直流電圧をインバータのオン/オフ
制御により交流電圧に変換し、トランスにより昇圧した
後、フィルタで直流電圧に変換して出力する複数のDC
/DCコンバータと、これらのコンバータの出力電圧を
加算して必要とする電圧を得る電圧加算手段と、この手
段の出力電流を電圧検出して基準値と比較し、その誤差
電圧を増幅出力する誤差増幅器とを備え、前記誤差増幅
器の出力電圧に応じて前記複数のDC/DCコンバータ
のインバータをオン/オフ制御する電源装置において、
前記複数のDC/DCコンバータそれぞれに、前記トラ
ンスの一次電流を検出する電流検出手段と、この手段の
検出電流に基づいて前記インバータを制御するインバー
タ制御手段とを設けるようにしたことを特徴とする。
【0009】上記構成による電源装置では、個々のDC
/DCコンバータにおいて、トランスの一次側に流れる
スイッチング電流を検出し、電圧に変換してインバータ
にフィードバックし、誤差増幅器の出力による制御より
も優先してオン/オフ制御を行うようにし、DC/DC
コンバータを共通のオン/オフ制御の他に速いオン/オ
フ制御で動作させ、スイッチング電流のピーク電流を一
定に保つことで、出力インピーダンスが一定になるよう
にしている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施形態を詳細に説明する。図1はその構成を示すも
ので、111〜11nはDC/DCコンバータである。
各DC/DCコンバータ111〜11nは入力DC電圧
を昇圧するもので、各出力DC電圧はそれぞれダイオー
ド121〜12nの両端に印加される。これらのダイオ
ード121〜12nは整流の向きが同じになるようにし
て直接接続されており、その直列ダイオード回路の両端
にはDC/DCコンバータ111〜11nで発生された
DC電圧の加算電圧が発生する。
【0011】このように、ダイオード121〜12nに
よって直列加算された電圧出力は電流検出器14を介し
て負荷13に供給される。この電流検出器14は負荷電
流を電圧検出するもので、検出電圧は誤差増幅器15に
供給される。この誤差増幅器15は検出電圧の基準電位
に対する誤差分を増幅出力する。この誤差増幅器15の
出力電圧は、基準電圧値として各DC/DCコンバータ
111〜11nに供給される。
【0012】上記DC/DCコンバータ111〜11n
は共に同構成であり、それぞれ、入力DC電圧をPWM
(パルス幅変調)処理するインバータA1と、インバー
タ出力を昇圧するトランスA2と、このトランスA2の
出力電圧を平滑出力するフィルタA3とを備え、さらに
インバータA1の出力電流を電圧検出する電流検出器A
4と、この電流検出器A4の検出結果と上記誤差増幅器
15からの出力制御信号に基づいてインバータA1の変
調パルス幅を制御する制御回路A5を備える。
【0013】上記DC/DCコンバータの111〜11
nの具体的な構成を図2に示す。インバータA1は、入
力DC電圧伝送路に介在されたスイッチA11をドライ
バA12からのドライブ信号によりオン/オフすること
で、トランスA2への電圧供給を断続する。また、フィ
ルタA3はトランスA2の出力を整流器A31によって
整流した後、コイルL及びコンデンサCによる平滑回路
A32で平滑出力する。
【0014】電流検出器A4は、カレントトランスA4
1によってインバータA1の出力伝送路から電流を検出
し、この検出電流を電流/電圧変換器(I/V)A42
によって電圧に変換する。
【0015】制御回路A5は、所定周期のトリガ信号を
発生する発振器(OSC)A51と、この発振器A51
からのトリガ信号でセット、後述のコンパレータA53
からの制御信号でリセットされ、そのQ端子出力によっ
て上記ドライバA12を通じてスイッチA11をオン/
オフ制御するR−SフリップフロップA52と、上記電
流電圧変換器A42からの電流検出結果を誤差増幅器1
5の出力すなわち基準電圧値と比較して、その比較結果
に応じて上記R−SフリップフロップA52をリセット
するコンパレータA53とを備える。
【0016】すなわち、上記構成によるDC/DCコン
バータでは、ドライバA12が制御回路A5のPWM制
御に従ってスイッチA11をオン/オフ駆動している。
これにより、入力DC電圧は交流に変換される。この交
流電圧はトランスA2により昇圧された後、整流器A3
1で整流され、平滑回路A32で平滑されてDC電圧に
変換される。
【0017】このとき、トランスA2の一次側に流れる
スイッチング電流をカレントトランスA41で検出し、
電流/電圧変換器A42で電圧に変換して、制御回路A
5に出力情報の一つとしてフィードバックする。検出さ
れた電圧は誤差増幅器15からの基準電圧値と比較さ
れ、その比較結果により優先的にPWM制御が行われ
る。
【0018】このように、DC/DCコンバータは共通
の基準電圧値に対する制御の他に、速い制御で動作し、
スイッチング電流のピーク電流を一定に保とうとするた
め、出力インピーダンスが一定になる。
【0019】以上の構成によるDC/DCコンバータを
図1に示すようにn台直列に接続し、その出力電流を電
流検出器14で検出し、誤差増幅器15で基準電圧との
差分を増幅して、基準電圧値としてn台のDC/DCコ
ンバータ111〜11nに与える。
【0020】これにより、各DC/DCコンバータ11
1〜11nはスイッチング電流ピーク値が基準電圧値に
支配的となり、出力インピーダンスが同じになる。すな
わち、スイッチング電流のピーク値を一定にすれば、よ
り高い精度で分担電圧の平均化を実現することができ
る。
【0021】したがって、上記構成による電源装置は、
自動的に分担電圧の平均化を行うことができ、しかも負
荷変動が生じたとしても分担電圧の平均化を保持するこ
とができる。
【0022】尚、DC/DCコンバータ内部の電流検出
器A4のカレントトランスA41で検出される電流によ
る速い制御は、フィルタA5のL,Cの値によってその
動作点が決まる。つまり、LとCの値をn台のDC/D
Cコンバータ111〜11nで同じになるように選定す
れば、高精度の分担電圧均等化が図れ、高出力電源装置
の拡張性を実現することができる。
【0023】また、負荷の変動に対しても、LとCの値
を必要となる負荷範囲を想定して設計すれば、分担に対
する精度変化がないので、再調整が不要となる。その
他、この発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形しても
同様に実施可能であることはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、個
々のDC/DCコンバータの電圧基準値を調整すること
なく、各DC/DCコンバータの分担電圧均等化を実現
する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】 この発明に係る電源装置の一実施形態の構成
を示すブロック回路図である。
【図2】 同実施形態に用いられるDC/DCコンバー
タの具体的な構成を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
111〜11n…DC/DCコンバータ、121〜12
n…ダイオード、13…負荷、14…電流検出器、15
…誤差増幅器、A1…インバータ、A11…ドライバ、
A12…スイッチ、A2…トランス、A3…フィルタ、
A31…整流器、A32…平滑回路、A4…電流検出
器、A41…カレントトランス、A42…電流/電圧変
換器、A5…制御回路、A51…発振器、A52…R−
Sフリップフロップ、A53…コンパレータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩永 浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝小向工場内 (72)発明者 須藤 富士雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝小向工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力直流電圧をインバータのオン/オフ
    制御により交流電圧に変換し、トランスにより昇圧した
    後、フィルタで直流電圧に変換して出力する複数のDC
    /DCコンバータと、 これらのコンバータの出力電圧を加算して必要とする電
    圧を得る電圧加算手段と、 この手段の出力電流を電圧検出して基準値と比較し、そ
    の誤差電圧を増幅出力する誤差増幅器とを備え、 前記誤差増幅器の出力電圧に応じて前記複数のDC/D
    Cコンバータのインバータをオン/オフ制御する電源装
    置において、 前記複数のDC/DCコンバータそれぞれに、前記トラ
    ンスの一次電流を検出する電流検出手段と、この手段の
    検出電流に基づいて前記インバータを制御するインバー
    タ制御手段とを設けるようにしたことを特徴とする電源
    装置。
  2. 【請求項2】 前記インバータ制御手段の制御は、前記
    誤差増幅器の出力電圧による制御よりも優先して行うよ
    うにしたことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
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