JPS62297914A - 直流電源装置 - 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】 ３発明の詳細な説明 〔概要〕 複数個の直流電源装置の出力？並列に接続する冗長接続
の電源装置におりて、動作中に直流電源装置を接続する
ことができるとともに、接続されているすべての電源が
出力端子の電圧とほぼ等しい出力電圧を発生した状態で
待機するので、障害によって出力を発生する電源装置の
切り替えが行われる際の電源の瞬断を防止することがで
きるとともに、休止状態にある電゛源装置の動作状態の
監視を行うことができる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は冗長接伏を行う直流電源装置に係り、特に待機
中の電源の立上シ応答を速くした直流電源装置に関する
ものでおる。

通信装置等に用いられる直流電源装置においては、通信
装置等の信頼性を向上させるため複数台の直流電源装置
の出力ｆＩｌｌヲ′並列に接続する冗長接続が用いられ
る。

このような冗長接続を行った直流電源装置においては、
動作中の電源装置が障害等を生じて待機中の電源装置に
切シ替えられたとき、切シ替えられた電源装置の出力電
圧が速かに立ち上って、出力電圧断（低下）の時間が極
力短いことが通信装置等の動作上望ましい。本発明の直
流電源装置は、このような場合に好適なも■である。

〔従来の技術〕

複数台の直流電源装置の並列接続を行う場合、単純に出
力側を並列に接続することはできない。

これは修理、保守等の目的で、活線状態で予備の電源装
置の接続を行おうとすると、一般に直流電源装置は出力
側に大容盆■コンデンサを有するため、このコンデンサ
に充電電流が流れて現用として動作中の他の電源装置の
出力電圧が一時的に低下して瞬断状態となシ、通信装置
等の動作に悪影響を及ぼすためである。

そこで直流電源装置の出力側を逆流防止用の整流素子を
介して並列に接続する方法が、従来から行われている。

第４図は従来Ｏ直Ｒ１！源装置Ｏ構成例を示したもので
ある。同図にお−て１は第１の直流電源装置である。ス
イッチングトランジスタＴｒ＋は制御信号に応じてオン
、オフを繰シ返し、これに＝ってトランスＴｏｏ−次側
に鋸歯状波電流が流れて二次側に矩形波電圧を発生し、
整流用ダイオードＤ１゜Ｄ２によって整流されチョーク
コイルＬｌｙ　コンデンサＣ１からなるフィルタ回路に
よって平滑化されて、コンデンサＣ１■両端に直流出力
電圧を発生する。この出力は逆流防止用ダイオードＤｓ
ｋｋて負荷３に供給される。出力端子Ｘ、　、　Ｙｏの
電圧は分圧抵抗ＲＡ＋　ＲＢ　ｆ経て図示しない制御回
路へ導かれ、基準電圧と比較することによって出力電圧
が一定になるように、スイッチングトランジスタＴｒ＋
に対して制御信号が供給される。出力端子Ｘ。＋ＴＯに
は、同様の構成を有する他の直流電源装置２の出力側が
並列に接続される。

第４図の構成では、各直流電源装置は出力に直列に逆流
防止用ダイオードを有するので、活線状態で出力端子Ｘ
、　、　Ｙ、を並列に接続してもコンデンサＣ４に対す
る充電域ｉは流れず、従って接続時の瞬断が防止される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第４図に示された直流電源装置では、例えば直流電源装
置１の出力電圧が、直流電源装置２の出力電圧より低い
とすると、負荷３に供給される電圧は直流電源装置２０
出力電圧に１って定まる。

この場合直流電源装置１では、制御回路が出力電圧を低
下させる方向に制御を行うので、出力電圧は低下してＯ
Ｖとなる。このため直流電源装置１が障害なのか、また
は電圧低下によって停止中なのか判別できないだけでな
く、直流電源装置２が障害となっｆｃ場合、直流電源装
置１は出力電圧がＯＶから立ち上るため応答が遅く、瞬
断時間が長くなる等の問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

このような従来技術の問題点を解決するため、直流電源
装置において、逆流防止用ダイオード（１０す、電圧検
出手段（１０２）および電圧検出手段（１０３）を設け
る。

逆流防止用ダイオード（１０１）は、直流電源装置の出
力に直列に設けられて、出力端子から整流回路のコンデ
ンサ（Ｃ７）に電流が流れることを防止する。

電圧検出手段（１０２）は、逆流防止用ダイオード（１
０１）Ｏ入力側の電圧（、、ｚ　）と出力側の電圧（Ｖ
０）と■大小を比較して検出結果の出力上発生する。

電圧切ジ替え手段（１０３）は、電圧検出手段（１０２
）の慌出結呆に応じて逆流防止用ダイオード（１０１）
の入力側の電圧（Ｖｏ’　）と出力側の電圧（ｙａ）と
を切り替えて出力する。

直流電源装置は電圧切シ誉え手段（１ｏ３）■出力を帰
還して制御を行ってこの出力を設定値に保つ。

〔作用〕

電圧検出手段（１０２）と電圧切シ替え手段（１０３）
の作用によって、逆流防止用ダイオード（１０１）の出
力側の電圧００）が入力側の電圧（Ｖａ’　）より小さ
いときは出力側の電圧（Ｖ０）が設定電圧になるように
直流電源装置Ｏ出力電圧を制御し、出力側■電圧（Ｖ０
）が入力側の電圧（Ｖｏ’）より大きいときは、入力側
の電圧＜　ｖｏ’　）が設定値になるように直流電源装
置の出力電圧を制御するので、出力端子の電圧が設定値
よフ小さいときは出力電圧（Ｖ０）が設定値になり、出
力端子の電圧が設定値より大きいときは逆流防止用ダイ
オード（１ｏ１）　Ｏ入力側の電圧（Ｖｏ’　）が設定
値になる。従って逆流防止用ダイオードの入力側の電圧
（”ｉｏ’　）は直流電源装置が休止中でもほぼ出力端
子電圧に保たれ、出力電圧が設定値まで立上る際の遅れ
が小さくなる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示したものでおって、第４
図におけると同じ部分を同じ番号で示し、Ｔｒ２．　Ｔ
ｒｓはトランジスタ、Ｄ４はダイオード、ＩＣ１゜ＩＣ
２はコンパレータ、ＩＣｓはオペアンプ、８１〜Ｂ＋５
μ抵抗でろって、１０は制御回路を表わしている。

第４図について説明し友のと同様にして、コンデンサＣ
＋　Ｃ１両端に現れた出力電圧Ｙ０′によって、逆流防
止用ダイオードＤｓ　ｋ経て出力端子Ｘ。ｌ　Ｙｏに出
力電圧Ｖａ　ｔ”生じる。電圧Ｖ。は電圧Ｖ、′に比べ
て、ダイオード９，０頭方向電圧降下分だけ小さい。

電圧Ｖ。′、ｖｏはそれぞれ抵抗Ｒｌ　＋　Ｒ２および
Ｒｓ　、Ｒ＜からなる分圧器によってほぼ等しく分圧さ
れて、コンパレータＺＣＴ　Ｋ入力される。

コンパレータＩＣ＋ＢＹ。’　＞　Ｖｏ■トキローレベ
ルの出力を発生し、これによってトランジスタＴデ２が
オンとなって、電圧Ｖｏが出力電圧検出信号ＶＯとして
オペアンプ（コンパレータ）　ＩＣ，に入力される。

この状態ではトランジスタＴｒｓはオフである。一方、
’＄’ｏ’　＜　７ｇのときはコンパレータＩＣ＋の出
力はノ・イレペルであって、コンパレータＩＣ２の出力
がローレベルになフ、これによってトランジスタＴデ５
がオンとなって、電圧Ｖｏ′が出力電圧検出信号Ｖ０′
としてオペアンプ（コンパレータ）ＩＣｓに入力すれる
。この状態ではトランジスタＴデ２はオフであるっなお
抵抗Ｒ５，ダイオードＤ４の直列回路は、電圧Ｖｏ’　
＞　Ｖｏのとき抵抗Ｒｓ　ｔ”抵抗Ｒ４に並列に接続し
、電圧ＶＯに対する分圧比を少しく変化させることによ
って、トランジスタＴデ２．Ｔｒｓのオン、オフにヒス
テリシスを持たせるようにして、切シ替え時のばたつき
を防止している。

オペアンプ（コンパレータ）ＩＣｈＢ、出力電圧検出信
号ＶｏＩ′ヲ基準電圧Ｖデと比較し、差分に応じて制御
回路１０ヲ介して制御信号をスイッチングトランジスタ
Ｔｒ＋に与えることによって、出力電圧Ｖｏ′またＶＱ
が所定電圧になるように制御を行う。

第６図に本発明の直流電源装置を複数個用いて負荷に接
続する場合の構成を例示し、１１〜１３は直流電源装置
であって、それぞれの出力端子Ｘｏ。

Ｙｏは並列に接読さｎて負荷１４に直流電源を供給する
ものとする。

いま、直流電源装置１１．１２．１３の出力電圧の設定
値がそれぞれ５．０５Ｖ、　５．００Ｖ、　４．９５Ｖ
であるとする。

直流電源装置１２について考えると、その出力端子Ｘｏ
、　Ｙｏにおける電圧は直流電源装置１１が並列に接続
されているのでｓ、ｏｓｙになっている。直流電源装置
１２の制御回路は設定電圧よシ出力電圧が高いと判断し
て、出力電圧Ｖ。を低下させるよプに動作する。電圧ｖ
ａ’がある値より低下すると、コンパレータＩＣ＋がオ
フ、　ｒｃ２がオンにな夛、これによってトランジスタ
Ｔｒ２がオフ、Ｔｒｓがオンになって電圧Ｖｏ′が出力
電圧検出信号Ｖ０″として制御回路に入力され、従って
電圧Ｖ。′がｓ、ｕｏｖになるように制御が行われる。

直流電源装置１６についても同様でおって、その出力電
圧Ｖｏ′が４．９５Ｖになるように制御が行われる。

直流電源装置１１の障害や負荷電流の増大等によって、
その出力電圧が低下すると、直流電源装置１２では端子
Ｘｏ、Ｙｏの電圧が電圧ＶＪ’　（５，００Ｖになって
−る）以下になったときコンパレータＩｃｅ。

ＩＣ２の状態が反転し、従ってトランジスタＴｒｚがオ
ン、　Ｔｒ３がオフとなり、端子Ｘ、　、　Ｙ、の電圧
が出力電圧検出信号ＶＯとして制御回路に入力され、出
力電圧Ｖｏが５．ｏｏｙになるように制御が行われ、直
流電源装置１２が負荷に電流を供給するようになる。

このように本発明の直流電源装置では、出力端子Ｘｏ、
　Ｙｏの電圧が設定電圧以下のときは逆流防止用ダイオ
ードＤＳＣ）出力側（カソード側）Ｏ電圧が一出力電圧
検出信号Ｖ０として制御回路に与えられるので、出力電
圧として設定電圧値を出力することができる。一方、端
子Ｘ０．ＹｏＯ電圧が設定電圧以上のときは逆流防止用
ダイオードＤＳの入力側（アノード側）の電圧Ｖｏ′が
出力電圧検出信号Ｖ０″として制御回路に与えられるの
で、電圧Ｖｏ′が設定電圧に保たれる。

従って本発明の直流電源装置でに、出力を負担しない休
止状態におりて電圧Ｖｏ′として出力−子Ｘ、　、　Ｙ
Ｏの電圧とほぼ等しい電圧を確保することができるので
、出力を負担することになったとき設定紙圧を出力する
までの遅れを小さくすることができ、通信装置等におけ
る電源瞬断に基づく誤動作を防止することができる。ま
た前述の電圧Ｖｏ′がほぼ出力端子電圧に近い値に保た
れるので、この電圧を監視することによって、直流電源
装置の障害検出を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明し次ように本発明によれば、複数個の直流電源
装置の出力を並列接続する電源装置において活線状態で
電源装置の接続を行うことができるとともに、休止状態
にある直流電源製置の出力電圧が立ち上る際における遅
れｉ」＼さくすることができる。また直流電源装置の出
力状態の監視を休止状態でも行うことができる。

【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図は本発明の直流電源装置と負荷の接続を示す図、 第４図は従来の直流電源装置を示す図である。 １０・・・制御回路 １１、１２．１３・・・直流電源装置 １４・・・負荷 ＩＣ＋、ＩＣ２・・・コンパレータ ＩＣ３・・・誤差増幅器（オペアンプ）Ｔデ１．ＴデＢ
Ｔｒ３・・・トランジスタＤ＋　、　Ｄ２．　Ｄｓ　、
　Ｄａ・・・ダイオードＬ、・・・チョークコイル Ｃ１・・・コンデンサ Ｒ１〜Ｒ＋ｓ・・・抵抗 ｖｒ・・・基準電源 Ｔ、・・・トランス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 出力電圧を帰還して制御を行うことによって出力電圧を
   設定値に保つ直流電源装置において、該直流電源装置の
   出力に直列に逆流防止用ダイオード（１０１）を設ける
   とともに、 該逆流防止用ダイオード（１０１）の入力側の電圧（Ｖ
   ＿０′）と出力側の電圧（Ｖ＿０）との大小を検出する
   電圧検出手段（１０２）と、 該電圧検出手段（１０２）の検出結果に応じて前記入力
   側の電圧（Ｖ＿０′）と出力側の電圧（Ｖ＿０）とを切
   り替えて出力する電圧切り替え手段（１０３）とを具え
   、該電圧切り替え手段（１０３）の出力を帰還して制御
   することによって前記出力側の電圧（Ｖ＿０）が入力側
   の電圧（Ｖ＿０′）より小さいときは該出力側の電圧（
   Ｖ＿０）が設定値になるように出力電圧を制御し、出力
   側の電圧（Ｖ＿０）が入力側の電圧（Ｖ＿０′）より大
   きいときは前記入力側の電圧（Ｖ＿０′）が設定値にな
   るように出力電圧を制御することを特徴とする直流電源
   装置。