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JP2006280092A - Dc/dcコンバータ装置及びコンバータシステム - Google Patents

Dc/dcコンバータ装置及びコンバータシステム Download PDF

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JP2006280092A JP2005094964A JP2005094964A JP2006280092A JP 2006280092 A JP2006280092 A JP 2006280092A JP 2005094964 A JP2005094964 A JP 2005094964A JP 2005094964 A JP2005094964 A JP 2005094964A JP 2006280092 A JP2006280092 A JP 2006280092A
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Takeshi Takanose
剛 高野瀬
Yutaka Usami
豊 宇佐美
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Toshiba Tec Corp
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Abstract

【課題】出力電流容量を変更したい場合や相数を変更したい場合に容易に対応したマルチフェーズ型コンバータシステムを構築する。
【解決手段】2相のコンバータ装置1の出力端子部10と2相のコンバータ装置2の入力端子部8を制御用信号線13で接続し、コンバータ装置1からコンバータ装置2へ出力電圧制御信号Vset、出力電流制御信号Ith、相制御信号CLKoutを供給する。コンバータ装置2の出力端子部11と2相のコンバータ装置3の入力端子部9を制御用信号線14で接続し、コンバータ装置2からコンバータ装置3へ出力電圧制御信号Vset、出力電流制御信号Ith、相制御信号CLKoutを供給する。そして各制御信号線の入力端子部への嵌合によって各コンバータ装置の動作選択手段の信号選択が相数、すなわち、6フェーズに応じて自動的に行われる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、マルチフェーズ型コンバータシステムを構築するのに適したDC/DCコンバータ装置及びこのDC/DCコンバータ装置を使用したコンバータシステムに関する。
IT機器に代表される電子機器の高機能化、高速化、大規模化に伴い、電源への大容量化が要求されている。特に、パーソナルコンピュータや通信機器などにおいては、CPUの低電圧化が進み、電源の低電圧大電流化が要求されている。このような電源における、低電圧化・大電流化・高速化を実現する方法として、マルチフェーズ型D/DCコンバータシステムがある。
従来の、マルチフェーズ型D/DCコンバータシステムは、位相調整回路と複数のDC/DCコンバータを備え、位相調整回路によって各DC/DCコンバータのスイッチング位相が均等な間隔になるように設定し、負荷に対して各DC/DCコンバータの出力電流を合成した電流を通電するとともに負荷に対するリップル率の改善を図るようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−284333号公報
しかしながら、従来のマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムは、出力電流容量を変更したい場合や相数を変更したい場合に、そのシステムにおいて使用者が自由に出力電流容量や相数を変更することができなかった。このため、要求する出力電流容量のDC/DCコンバータシステムや要求する相数のDC/DCコンバータシステムを別途用意しなければならなかった。
本発明は、出力電流容量を変更したい場合や相数を変更したい場合に容易に対応したマルチフェーズ型コンバータシステムを構築できるDC/DCコンバータ装置及びこのコンバータ装置を使用したコンバータシステムを提供する。
本発明は、n(但し、n≧1)個のDC/DCコンバータでn相動作するDC/DCコンバータ装置において、相数を設定する相設定信号を与える相設定手段と、クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、出力電流制御信号を発生する出力電流制御信号発生回路と、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより決められる内部のDC/DCコンバータの動作クロックに応じて、クロック信号発生回路が発生するクロック信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給されるクロック信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータを動作するための第1のクロック信号を出力し、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより出力電圧制御信号発生回路が発生する出力電圧制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電圧制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御信号を出力し、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより出力電流制御信号発生回路が発生する出力電流制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電流制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電流を制御する出力電流制御信号を出力する動作選択手段と、相設定手段からの相設定信号と動作選択手段からの第1のクロック信号を入力し、設定した相数に応じた位相で内部のDC/DCコンバータを動作制御するとともに、相設定手段からの相設定信号に応じて第1のクロック信号から位相をずらした第2のクロック信号を出力するコンバータ制御部と、他のDC/DCコンバータ装置から第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を入力する入力信号端子と、他のDC/DCコンバータ装置へ第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を出力する出力信号端子を備え、相設定手段は、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより決められる相数に応じて相設定信号を設定し、動作選択手段は、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させる場合に、そのDC/DCコンバータ装置から供給される第2のクロック信号及び出力電圧制御信号、出力電流制御信号を、入力信号端子を介して自己の装置に取り込ませるのに使用する配線部材の入力信号端子への装着によって動作するスイッチ機構を設け、配線部材の装着時には、このスイッチ機構によって他のDC/DCコンバータ装置から供給される第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を選択するDC/DCコンバータ装置にある。
本発明によれば、出力電流容量を変更したい場合や相数を変更したい場合に容易に対応したマルチフェーズ型コンバータシステムを構築できるDC/DCコンバータ装置及びこのコンバータ装置を使用したコンバータシステムを提供できる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、マルチフェーズ型DC/DCコンバータシステム全体の構成を示す図である。このマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムは、それぞれ2相のDC/DCコンバータ電源として単独動作可能な3つのコンバータ装置1,2,3の並列接続の組合せで構成されており、全体で6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構成している。
前記各コンバータ装置1,2,3は全く同じ回路構成で、直流入力電源VDCを共通入力電源、負荷RLを共通負荷として、並列に接続されている。すなわち、コンバータ装置1,2,3は、それぞれ、入力電源端子Vin(+)を直流入力電源VDCの正極端子に接続するとともに入力電源端子Vin(-)を直流入力電源VDCの負極端子に接続し、出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を負荷RLに接続している。
また、コンバータ装置1からコンバータ装置2へ出力電圧制御信号Vset、出力電流制御信号Ith、相制御信号CLKoutを供給し、コンバータ装置2からコンバータ装置3へ出力電圧制御信号Vset、出力電流制御信号Ith、相制御信号CLKoutを供給するようになっている。
図2は、このマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムの外観図である。前記各コンバータ装置1,2,3は、それぞれ筐体内に、自己のコンバータ動作を設定するための相設定操作部4,5,6、入力端子部7,8,9及び出力端子部10,11,12を設けている。前記コンバータ装置1からコンバータ装置2へ出力電圧制御信号Vset、出力電流制御信号Ith、相制御信号CLKoutを供給は配線部材である制御用信号線13によって行い、また、前記コンバータ装置2からコンバータ装置3へ出力電圧制御信号Vset、出力電流制御信号Ith、相制御信号CLKoutを供給は配線部材である制御用信号線14によって行っている。
図3は、前記各DC/DCコンバータ装置1,2,3の回路構成を示す図で、各コンバータ装置は入力電源端子Vin(+),Vin(-)、入力コンデンサCin、出力電圧端子Vout(+),Vout(-)、出力コンデンサCout及びDC/DCコンバータ回路15から構成されている。また、他のコンバータ装置からの入力信号端子としてCLKin入力端子、Vsetin入力端子及びIthin入力端子を設け、出力信号端子としてVset出力端子、Ith出力端子及びCLKout出力端子を設けている。
前記DC/DCコンバータ回路15は、2つのDC/DCコンバータからなる2相のコンバータ回路で、コンバータ制御部を構成するDC/DCコンバータ制御IC16、スイッチ素子Q1A、スイッチ素子Q1B、ダイオードD1、インダクタL1、電流検出抵抗R1、スイッチ素子Q2A、スイッチ素子Q2B、ダイオードD2、インダクタL2、電流検出抵抗R2、DC/DCコンバータ制御IC16の動作クロックを選択して出力するとともに出力電圧制御用信号Vsetを選択して出力し、さらに、出力電流制御用信号Ithを選択して出力する動作選択手段17、この動作選択手段17に供給するクロック信号CLKsetを発生するクロック信号発生回路18、前記動作選択手段17に供給する出力電圧制御信号Vsetを発生する出力電圧制御信号発生回路19、前記動作選択手段17に供給する出力電流制御信号Ithを発生する出力電流制御信号発生回路20及び相数を設定する相設定信号Psetを前記DC/DCコンバータ制御IC16に供給する相設定手段21によって構成されている。
前記スイッチ素子Q1A、スイッチ素子Q1BはDC/DCコンバータ制御IC16により相補的にスイッチング動作を行い、同様にスイッチ素子Q2A、スイッチ素子Q2BはDC/DCコンバータ制御IC16により相補的にスイッチング動作を行う。
前記相設定手段21は、例えば、3接点切替型のスイッチからなり、1つの接点は接地電位に接続され、もう1つの接点は+Vcc電圧に接続され、残りの1つの接点はオープン端子になっている。そして、前記各接点に選択的に接続するコモン端子から相設定信号Psetを取り出すようになっている。
そして、このマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムでは3つのコンバータ装置1,2,3を並列接続しているので全体で6相のDC/DCコンバータシステムを構築できる。この場合、コンバータ装置1の相設定手段21から出力される相設定信号を信号Pset1とし、コンバータ装置2の相設定手段21から出力される相設定信号を信号Pset2とし、コンバータ装置3の相設定手段21から出力される相設定信号を信号Pset3とすると、全ての相設定信号Pset1、Pset2、Pset3を接地電位に設定する。
また、2つのコンバータ装置1,2を使用して4相のマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合は、コンバータ装置1の相設定手段21から出力される相設定信号Pset1をオープンに設定し、コンバータ装置2の相設定手段21から出力される相設定信号Pset2を接地電位に設定する。また、1つのコンバータ装置1を使用して2相のマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合は、コンバータ装置1の相設定手段21から出力される相設定信号Pset1を接地電位に設定する。
これを表にまとめると表1に示すようになる。
Figure 2006280092
前記動作選択手段17は、図4に示すように、クロック信号発生回路18からのクロック信号CLKset、出力電圧制御信号発生回路19からの出力電圧制御用信号Vset、出力電流制御信号発生回路20からの出力電流制御信号Ithを選択してDC/DCコンバータ制御IC16に供給するか、CLKin入力端子、Vsetin入力端子及びIthin入力端子から入力する他のDC/DCコンバータ装置からのクロック信号CLKin、出力電圧制御用信号Vsetin、出力電流制御信号Ithinを選択してDC/DCコンバータ制御IC16に供給するかを、3つのスイッチ17a,17b,17cの可動部の連動切り替え動作により選択する。なお、この切り替えはスイッチ機構を使用せずにジャンパ部材を使用して行ってもよい。
前記動作選択手段17は、このコンバータ装置を単独で、すなわち、2相コンバータ装置として使用する場合や、マスターコンバータ装置として使用する場合には、クロック信号発生回路18からのクロック信号CLKset、出力電圧制御信号発生回路19からの出力電圧制御用信号Vset、出力電流制御信号発生回路20からの出力電流制御信号Ithを選択するようにスイッチを切り替える。また、スレーブコンバータとして使用する場合には他のDC/DCコンバータ装置からのクロック信号CLKin、出力電圧制御用信号Vsetin、出力電流制御信号Ithinを選択するようにスイッチを切り替える。前記動作選択手段17からの出力電圧制御用信号Vset0及び出力電流制御信号Ith0はVset出力端子及びIth出力端子にもそのまま出力している。また、前記動作選択手段17からのクロック信号は第1のクロック信号CLK0として前記DC/DCコンバータ制御IC16に供給される。
前記DC/DCコンバータ制御IC16は、相数設定手段21より与えられる相数設定信号Pset、動作選択手段17より与えられるクロック信号CLK0、電流検出抵抗R1の両端電圧であり電流検出信号となるCS(+)1、CS(-)1、電流検出抵抗R2の両端電圧であり電流検出信号となるCS(+)2、CS(-)2、出力電圧Vo、動作選択手段17より与えられる出力電圧制御用信号Vset0、出力電流制御用信号Ith0を入力とし、設定した相数に応じた位相で各スイッチ素子Q1A、Q1B、Q2A、Q2Bを動作制御し、第2のクロック信号である相制御信号CLKoutを出力する。そして、この相制御信号CLKoutをCLKout出力端子に出力している。
前記制御用信号線13は、自己がコンバータ装置1であれば、図5に示すように、自己のコンバータ装置の出力端子部10にあるCLKout出力端子、Vset出力端子、Ith出力端子に接続するコネクタ部22と、他のコンバータ装置2の入力端子部8にあるCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子に接続するコネクタ部23と、各コネクタ部22,23間を接続する3本の空中線24a,24b,24cからなる。前記制御用信号線14も同一の構成になっている。
前記制御用信号線13のコネクタ部23を装着するコンバータ装置2の入力端子部8は、図6に示すように、前記コネクタ部23を嵌合する凹部8aの底部端に前記動作選択手段17を設けている。
この動作選択手段17は回路構成としては図4に示す構成になっているが、機構的には図7に示す構成になっている。すなわち、回転軸171を中心にして回動するV字部材172の外側に同じくV字形状した導電性の第1の接点部材173を張付け、この第1の接点部材173の一方の側と平面上に配置された導電性の第2の接点部材174との間には絶縁材からなる板バネ175を設けている。
前記V字部材172は板バネ175によって、通常は図中矢印で示すように時計方向に回動した状態に偏倚されており、この状態では第1の接点部材173における一方の側の先端部が第2の接点部材174から離間し、他方の側の先端部が逆V字形状の導電性の第3の接点部材176の一方の側に接触する。なお、第3の接点部材176の他方の側は垂直に配置して固定されている。
前記入力端子部8に前記コネクタ部23を挿入すると、図8の(a)に示すように、コネクタ部23の下端縁部によってV字部材172の一方の側が下方に押し込まれ、これにより、V字部材172が板バネ175のバネ力に抗して図中反時計方向に回動し、第1の接点部材173における他方の側の先端部が第3の接点部材176から離間し、一方の側の先端部が第2の接点部材174に接触する。なお、図8の(b)は入力端子部8を上から見た図で、実際にはV字部材172、第1の接点部材173、第2の接点部材174、第3の接点部材176はそれぞれ3つずつあり、V字部材172a、第1の接点部材173a、第2の接点部材174a、第3の接点部材176aによってスイッチ17aを構成し、V字部材172b、第1の接点部材173b、第2の接点部材174b、第3の接点部材176bによってスイッチ17bを構成し、V字部材172c、第1の接点部材173c、第2の接点部材174c、第3の接点部材176cによってスイッチ17cを構成している。そして、これらのスイッチ17a,17b,17cはコネクタ部23を挿入によって同時に切り替え動作することになる。なお、V字部材172は可動部を構成するものであり、各スイッチ17a,17b,17cに共通に1個にしたものであってもよい。
ここではコンバータ装置2の入力端子部8の構成について述べたが、この構成はコンバータ装置1の入力端子部7及びコンバータ装置3の入力端子部9についても同一の構成になっている。
次に、図9に示すタイミング波形と電流波形に基づいてマルチフェーズ制御について述べる。
コンバータ装置1においては動作選択手段17を介してクロック信号発生回路18からのクロック信号CLKsetが(a)に示すタイミングでコンバータ制御IC16に第1のクロック信号CLK0として供給され、コンバータ装置2においては動作選択手段17を介してCLKin入力端子からのクロック信号CLKinが(b)に示すタイミングでコンバータ制御IC16に第1のクロック信号CLK0として供給され、コンバータ装置3においては動作選択手段17を介してCLKin入力端子からのクロック信号CLKinが(c)に示すタイミングでコンバータ制御IC16に第1のクロック信号CLK0として供給され、各コンバータ装置1,2,3のDC/DCコンバータ回路が動作する位相が設定される。
コンバータ装置1においては、スイッチ素子Q11Aが(d)に示すタイミングでオン、オフし、スイッチ素子Q11Bが(e)に示すタイミングでオン、オフして1相目を制御する。すなわち、スイッチ素子Q11Aはクロック信号CLK0に同期してオン動作し、スイッチ素子Q11Bはスイッチ素子Q11Aがオン動作している間はオフ動作する。
また、スイッチ素子Q12Aが(f)に示すタイミングでオン、オフし、スイッチ素子Q12Bが(g)に示すタイミングでオン、オフして2相目を制御する。スイッチ素子Q12Aは相設定手段21で設定された相設定信号Psetに基づいてスイッチ素子Q11Aに対し位相が180度ずれてオン動作し、スイッチ素子Q12Bはスイッチ素子Q12Aがオン動作している間はオフ動作する。
同様に、コンバータ装置2においては、スイッチ素子Q21Aが(h)に示すタイミングでオン、オフし1相目を制御する。また、スイッチ素子Q22Aが(i)に示すタイミングでオン、オフして2相目を制御する。なお、スイッチ素子Q21B、Q22Bについては図示していないがオン、オフ逆のタイミングになる。
同様に、コンバータ装置3においては、スイッチ素子Q31Aが(j)に示すタイミングでオン、オフし1相目を制御する。また、スイッチ素子Q32Aが(k)に示すタイミングでオン、オフして2相目を制御する。なお、スイッチ素子Q31B、Q32Bについては図示していないがオン、オフ逆のタイミングになる。
スイッチ素子Q11A、Q11Bのオン、オフ動作によってコンバータ装置1のインダクタL11に流れる電流は(l)に示すようになり、スイッチ素子Q12A、Q12Bのオン、オフ動作によってコンバータ装置1のインダクタL12に流れる電流は(m)に示すようになる。
コンバータ装置1のコンバータ制御IC16は、クロック信号発生回路18からのクロック信号CLKsetに対し、相設定手段21で設定された相設定信号Psetに基づいて60度位相をずらした相制御信号CLKoutをCLKout出力端子からコンバータ装置2のCLKin入力端子に供給する。そして、この相制御信号CLKoutがコンバータ装置2のコンバータ制御IC16にクロック信号CLK0として供給される。
スイッチ素子Q21A、Q21Bのオン、オフ動作によってコンバータ装置2のインダクタL21に流れる電流は(n)に示すようになり、スイッチ素子Q22A、Q22Bのオン、オフ動作によってコンバータ装置2のインダクタL22に流れる電流は(o)に示すようになる。
コンバータ装置2のコンバータ制御IC16は、クロック信号発生回路18からのクロック信号CLKsetに対し、相設定手段21で設定された相設定信号Psetに基づいて60度位相をずらした相制御信号CLKoutをCLKout出力端子からコンバータ装置3のCLKin入力端子に供給する。そして、この相制御信号CLKoutがコンバータ装置3のコンバータ制御IC16にクロック信号CLK0として供給される。
スイッチ素子Q31A、Q31Bのオン、オフ動作によってコンバータ装置3のインダクタL31に流れる電流は(p)に示すようになり、スイッチ素子Q32A、Q32Bのオン、オフ動作によってコンバータ装置3のインダクタL32に流れる電流は(q)に示すようになる。
従って、合成されて負荷RLに流れる出力電流は、(r)に示すようにリップルが減少された直流電流に近い電流波形となる。
このような構成においては、各コンバータ装置1,2,3を並列に接続して6相のマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合は、マスターコンバータ装置となるコンバータ装置1の出力端子部10に制御用信号線13のコネクタ部22を装着し、スレーブコンバータ装置となるコンバータ装置2の入力端子部8にコネクタ部23を装着し、また、コンバータ装置2の出力端子部11に制御用信号線14の一方のコネクタ部を装着し、スレーブコンバータ装置となるコンバータ装置3の入力端子部9にもう一方のコネクタ部を装着すれば、コンバータ装置2,3の動作選択手段17が自動的に切り替えられる。すなわち、コンバータ装置2,3の動作選択手段17はCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子から入力する信号をコンバータ制御IC16に供給するようになる。また、コンバータ装置1の入力端子部7はそのままなのでコンバータ装置1の動作選択手段17はクロック信号発生回路18からのクロック信号CLKset、出力電圧制御信号発生回路19からの出力電圧制御用信号Vset、出力電流制御信号発生回路20からの出力電流制御信号Ithをコンバータ制御IC16に供給するようになる。また、各コンバータ装置1,2,3の相設定手段21は相設定信号Psetが接地電位となるように操作し設定する。
このようにして、6相のマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムを容易に構築することができる。しかも、制御用信号線13,14の接続によってコンバータ装置2,3の動作選択手段17の切替えが自動的に行われてコンバータ制御IC16に供給するクロック信号、出力電圧制御用信号、出力電流制御信号が他のコンバータ装置1,2から入力するように切り替えられる。これにより、クロック信号、出力電圧制御用信号、出力電流制御信号の選択が容易になり、しかもミス無く確実にできる。
また、4相のマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築するときには、コンバータ装置1とコンバータ装置2を制御用信号線13で接続し、コンバータ装置1の相設定手段21からの相設定信号Psetをオープン状態に設定すればよく、出力電流用利用の切り替えや相数の切り替えに容易に対処することができる。なお、2相のマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築するときには、コンバータ装置1を単体で使用する。
なお、この実施の形態では動作選択手段17を制御用信号線のコネクタ部の装着によって回動するV字部材を使用したスイッチ構成としたがこれに限定するものではなく、プッシュ式のスイッチ構成からなるものであってもよい。すなわち、図10に示すように、制御用信号線のコネクタ部26に突出部26aを形成し、このコネクタ部26が装着される入力端子部27の側部にプッシュ式動作選択手段28を配置し、コネクタ部26を入力端子部27に装着したとき突出部26aで動作選択手段28の押圧部材28aを押し込むように構成する。
前記動作選択手段28は、図11に示すように、押圧部材28aの下面に導電性の第1の接点部材281を設け、この第1の接点部材281を押圧部材28aが押圧されていない状態では導電性の第2の接点部材282とは離間し、導電性の第3の接点部材283に接触する。そして、押圧部材28aが底部に設けたバネ部材284のバネ力に抗して下方に押し込まれたとき第1の接点部材281が第3の接点部材282から離間し、第2の接点部材282に接触するようになる。このような構成においても同様の作用効果が得られるものである。
(第2の実施の形態)
この実施の形態は配線部材の変形例について述べる。図12に示すように、3つのDC/DCコンバータ装置31,32,33によって6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構成している。前記各コンバータ装置31,32,33は回路構成については前述したコンバータ装置1,2,3と同じ回路構成になっている。前記各コンバータ装置31,32,33は、直流入力電源VDCを共通入力電源、負荷RLを共通負荷として、並列に接続されている。
前記各コンバータ装置31,32,33は、筐体の入力電源端子Vin(+)、Vin(-)及び出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を配置した側から見て左右両側の上端部中央の一方の側に切欠き形状の入力端子部34,35,36を設け、他方の側に切欠き形状の出力端子部37,38,39を設けている。前記入力端子部34,35,36には入力信号端子としてCLKin入力端子、Vsetin入力端子及びIthin入力端子が配置され、前記出力端子部37,38,39には出力信号端子としてVset出力端子、Ith出力端子及びCLKout出力端子が配置されている。
前記コンバータ装置31とコンバータ装置32は出力端子部37と入力端子部35を合わせて互いに密着させ、前記コンバータ装置32とコンバータ装置33は出力端子部38と入力端子部36を合わせて互いに密着させて配置している。そして、出力端子部37の各出力端子と入力端子部35の各入力端子を嵌合型配線部材40によって接続し、出力端子部38の各出力端子と入力端子部36の各入力端子を嵌合型配線部材41によって接続している。なお、コンバータ装置31の入力端子部34とコンバータ装置33の出力端子部39は未接続状態になっている。
前記各嵌合型配線部材40,41は、図13の(a)に示すように、それぞれ出力端子部37,38の各出力端子42と入力端子部35,36の各入力端子43をそれぞれ嵌合して装着することで接続し、装着後には各コンバータ装置31,32,33の筐体34の天部面と各嵌合型配線部材40,41の天部面が面一になるように構成されている。(b)は前記各嵌合型配線部材40,41を上から見たときの内部の配線状態を示す図である。
前記各コンバータ装置31,32,33の入力端子部35,36,37には、プッシュ式のスイッチ構成からなる動作選択手段44を配置している。この動作選択手段44の構成は図11に示した動作選択手段28の構成と同一である。従って、嵌合型配線部材40,41を装着しない状態では第1の接点部材281が導電性の第2の接点部材282と離間し、導電性の第3の接点部材283と接触している。そして、嵌合型配線部材40,41を装着することでこの部材に押圧されて第1の接点部材281が第3の接点部材282から離間し、第2の接点部材282に接触するようになる。
このような構成においては、コンバータ装置31の出力端子部37とコンバータ装置32の入力端子部35との間に嵌合型配線部材40を装着することで、動作選択手段44が切替え動作し、コンバータ装置32は入力端子部35のCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子から入力する信号をコンバータ制御IC16に供給するようになる。また、コンバータ装置32の出力端子部38とコンバータ装置33の入力端子部36との間に嵌合型配線部材41を装着することで、動作選択手段44が切替え動作し、コンバータ装置33は入力端子部36のCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子から入力する信号をコンバータ制御IC16に供給するようになる。
このように、嵌合型配線部材の装着によって動作選択手段44が自動的に切り替わるので、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
また、各コンバータ装置31,32,33を密着し、各コンバータ装置の出力端子部と入力端子部を空中線の無い嵌合型配線部材40,41を使用して接続するので、全体としてコンパクト化を実現できるとともに空中線の断線による事故は無くなる。さらに、各コンバータ装置31,32,33の筐体34の天部面と各嵌合型配線部材40,41の天部面が面一になるように構成しているので、嵌合型配線部が引っかかって抜けるような事故を防止することができる。
なお、この実施の形態では各コンバータ装置31,32,33の出力端子部37,38,39にプッシュ式のスイッチ構成からなる動作選択手段44を配置し、嵌合型配線部材の装着によって動作選択手段を切替えるようにしたがこれに限定するものではない。例えば、図14に示すように、各コンバータ装置31,32,33の入力端子部35,36,37を配置した側の筐体34の側面に動作選択手段を構成するスイッチの可動部45をバネ力で突出させ、他のコンバータ装置に密着させることでこの可動部45を押圧して内部の動作選択手段を切替える構成であってもよい。
(第3の実施の形態)
この実施の形態は、動作選択手段の変形例について述べる。動作選択手段、入力端子部、制御信号線を除けば前述した第1の実施の形態と外観構成も回路構成も同じである。すなわち、外観構成は制御信号線を除けば図2の構成になっており、回路構成は動作選択手段を除けば図3に示す構成になっている。
コンバータ装置1からコンバータ装置2へ出力電圧制御信号Vset1、出力電流制御信号Ith1、相制御信号CLKout1を供給する制御用信号線及びコンバータ装置2からコンバータ装置3へ出力電圧制御信号Vset2、出力電流制御信号Ith2、相制御信号CLKout2を供給する制御用信号線は図15に示す構成になっている。すなわち、自己のコンバータ装置の出力端子部にあるCLKout出力端子、Vset出力端子、Ith出力端子に接続するコネクタ部51と、他のコンバータ装置の入力端子部にあるCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子、後述する動作選択手段の端子T1、端子T2に接続したT1入力端子、T2入力端子に接続するコネクタ部52と、各コネクタ部51,52間を接続する3本の空中線53a,53b,53cと、T1入力端子とT2入力端子を短絡する短絡線53dからなる。
動作選択手段55は、図16に示すように、+Vcc端子に前記端子T1を接続し、前記端子T2をリレー回路56のコイル57を介して接地している。前記リレー回路56は、コイル57の励磁によって動作する3つの切替えスイッチ58,59,60を設けている。前記第1の切替えスイッチ58は、常閉接点58aをクロック信号発生回路18に接続し、常開接点58bをCLKin入力端子に接続し、そして、コモン接点58cから第1のクロック信号CLK0を取り出すようにしている。前記第2の切替えスイッチ59は、常閉接点59aを出力電圧制御信号発生回路19に接続し、常開接点59bをVsetin入力端子に接続し、そして、コモン接点59cから出力電圧制御用信号Vset0を取り出すようにしている。前記第3の切替えスイッチ60は、常閉接点60aを出力電流制御信号発生回路20に接続し、常開接点60bをIthin入力端子に接続し、そして、コモン接点60cから出力電流制御用信号Ith0を取り出すようにしている。
このような構成においては、コンバータ装置1あるいはコンバータ装置2、3を単体又はマスターコンバータ装置として動作させる場合には、図15に示す構成の制御用信号線のコネクタ部52は入力端子部には装着されないので、動作選択手段55の端子T1と端子T2は開放状態になっている。
この状態では動作選択手段55のリレー回路56は動作しないので、動作選択手段55は、クロック信号発生回路18からのクロック信号CLKsetを第1のクロック信号CLK0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、出力電圧制御信号発生回路19からの出力電圧制御用信号Vsetを出力電圧制御用信号Vset0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、出力電流制御信号発生回路20からの出力電流制御信号Ithを出力電流制御用信号Ith0としてコンバータ制御IC16に供給する。こうして、コンバータ装置1あるいはコンバータ装置2、3は単体又はマスターコンバータ装置として動作することになる。
また、コンバータ装置を複数台使用しマルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムとして動作させる場合、スレーブコンバータ装置として動作させるコンバータ装置の入力端子部には制御用信号線のコネクタ部52が必ず装着されるため、動作選択手段55の端子T1と端子T2は短絡線53dにより短絡される。従って、リレー回路56が動作し、各切替えスイッチ58,59,60は常開接点をオンするように切り替わる。
これにより、動作選択手段55は、CLKin入力端子からのクロック信号CLKinを第1のクロック信号CLK0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、Vsetin入力端子からの出力電圧制御用信号Vsetinを出力電圧制御用信号Vset0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、Ithin入力端子からの出力電流制御信号Ithinを出力電流制御用信号Ith0としてコンバータ制御IC16に供給する。こうして、コンバータ装置はスレーブコンバータ装置として動作することになる。
このような構成においても、各コンバータ装置の相設定手段の設定が必要であるが、出力電流容量や相数に応じて必要な台数のコンバータ装置を、制御用信号線を使用して接続すればよく、出力電流容量を変更したい場合や相数を変更したい場合に容易に対応できる。また、動作選択手段55における信号選択を制御用信号線の装着、未装着により自動的に行うようにしているので、動作選択手段における信号選択が容易かつ確実にできる。
なお、この実施の形態では動作選択手段を励磁コイルを使用したリレー回路で構成したがこれに限定するものではなく、アナログスイッチやソリッドステートリレー、スリーステートバッファなどで構成してもよい。
(第4の実施の形態)
この実施の形態は相設定手段の変形例について述べる。なお、動作選択手段の構成は前述した第3の実施の形態と同一である。従って、相設定手段、動作選択手段、入力端子部、出力端子部、制御信号線を除けば前述した第1の実施の形態と外観構成も回路構成も同じである。すなわち、外観構成は制御信号線を除けば図2の構成になっており、回路構成は動作選択手段を除けば図3に示す構成になっている。
例えば、コンバータ装置1とコンバータ装置2を接続して4フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合に使用する制御用信号線は、図17に示す構成になっている。すなわち、コンバータ装置1の出力端子部にあるCLKout出力端子、Vset出力端子、Ith出力端子、後述する相設定手段の端子T3、T4に接続したT3出力端子、T4出力端子に接続するコネクタ部61と、コンバータ装置2の入力端子部にあるCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子、動作選択手段55の端子T1、端子T2に接続したT1入力端子、T2入力端子に接続するコネクタ部52と、各コネクタ部61,52間を接続する3本の空中線53a,53b,53cと、T1入力端子とT2入力端子を短絡する短絡線53dと、T3出力端子とT4出力端子を短絡する短絡線53eとからなる。
また、コンバータ装置1とコンバータ装置2とコンバータ装置3を接続して6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合に使用する2本の制御用信号線は、図18に示す構成になっている。すなわち、コネクタ部61においてT3出力端子とT4出力端子を短絡せずに開放状態にしている。
各コンバータ装置1,2,3の相設定手段62は、図19に示すように、+Vcc端子に前記端子T3を接続し、前記端子T4をリレー回路63のコイル64を介して接地している。前記リレー回路63は、コイル64の励磁によって開閉動作する開閉スイッチ65を設けている。前記開閉スイッチ65は一端を接地し、他端から相設定信号Psetを取り出すようにしている。
このような構成においては、相設定手段62の端子T3と端子T4が開放状態の場合には、リレー回路63が動作しないので、この場合には相設定信号Psetとして接地(GND)電位の相設定信号が出力される。また、端子T3と端子T4が短絡状態の場合には、リレー回路63が動作するので、この場合には相設定信号Psetとして開放電位の相設定信号が出力される。
このような相設定手段62を使用したコンバータ装置において、例えば、コンバータ装置1を単体で2フェーズ動作させる場合には、出力端子部には制御用信号線が装着されないので、相設定手段62の端子T3と端子T4は開放状態であり、コンバータ制御IC16には相設定信号Psetとして接地電位が選択されて与えられる。これは、表1に示すように、コンバータ装置1が2フェーズ動作するための設定になっていることを示している。
次に、コンバータ装置を2台使用して4フェーズ動作させる場合について述べる。例えば、コンバータ装置1をマスターコンバータ装置として使用し、コンバータ装置2をスレーブコンバータ装置として使用した場合、コンバータ装置1の出力端子部とコンバータ装置2の入力端子部を図17に示す制御信号線によって接続する。
コンバータ装置1では相設定手段62の端子T3と端子T4が短絡されるのでリレー回路63が動作し開放電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給される。また、コンバータ装置2では出力端子部に制御用信号線が装着されないので、相設定手段62の端子T3と端子T4は開放状態にあり、接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給される。これは、表1に示すように、コンバータ装置1とコンバータ装置2とで4フェーズ動作するための設定になっていることを示している。
また、コンバータ装置2では、入力端子部に制御用信号線のコネクタ部52が装着されるため、動作選択手段55の端子T1と端子T2は短絡線53dにより短絡される。従って、リレー回路56が動作し、各切替えスイッチ58,59,60は常開接点をオンするように切り替わる。これにより、動作選択手段55は、CLKin入力端子からのクロック信号CLKinを第1のクロック信号CLK0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、Vsetin入力端子からの出力電圧制御用信号Vsetinを出力電圧制御用信号Vset0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、Ithin入力端子からの出力電流制御信号Ithinを出力電流制御用信号Ith0としてコンバータ制御IC16に供給する。こうして、コンバータ装置2はスレーブコンバータ装置として動作することになる。
次に、コンバータ装置を3台使用して6フェーズ動作させる場合について述べる。例えば、コンバータ装置1をマスターコンバータ装置として使用し、コンバータ装置2、3をスレーブコンバータ装置として使用した場合、コンバータ装置1の出力端子部とコンバータ装置2の入力端子部、コンバータ装置2の出力端子部とコンバータ装置3の入力端子部をそれぞれ図18に示す制御信号線によって接続する。
これにより、各コンバータ装置1,2,3の相設定手段62の端子T3と端子T4は開放状態になり、それぞれ接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給される。これは、表1に示すように、コンバータ装置1、コンバータ装置2、コンバータ装置3で6フェーズ動作するための設定になっていることを示している。
また、コンバータ装置2、3では、入力端子部に制御用信号線のコネクタ部52が装着されるため、動作選択手段55の端子T1と端子T2は短絡線53dにより短絡される。従って、リレー回路56が動作し、各切替えスイッチ58,59,60は常開接点をオンするように切り替わる。これにより、動作選択手段55は、CLKin入力端子からのクロック信号CLKinを第1のクロック信号CLK0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、Vsetin入力端子からの出力電圧制御用信号Vsetinを出力電圧制御用信号Vset0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、Ithin入力端子からの出力電流制御信号Ithinを出力電流制御用信号Ith0としてコンバータ制御IC16に供給する。こうして、コンバータ装置2、3はスレーブコンバータ装置として動作することになる。
このような構成においては、コンバータ装置の出力端子部に制御用信号線のコネクタ部61を装着させることで相設定手段62の相設定信号が2フェーズ動作、4フェーズ動作、6フェーズ動作に自動的に設定される。また、コンバータ装置の入力端子部に制御用信号線のコネクタ部52を装着させることで動作選択手段55がスレーブコンバータ装置として動作する状態に自動的に切替えられる。
従って、出力電流容量や相数に応じて必要な台数のコンバータ装置を、制御用信号線を使用して接続すればよく、出力電流容量を変更したい場合や相数を変更したい場合に容易に対応できる。しかも、相設定手段における相設定及び動作選択手段における信号選択が容易かつ確実にできる。
なお、この実施の形態では、4フェーズ動作、6フェーズ動作する場合に複数のコンバータ装置を、制御用信号線を使用して接続したがこれに限定するものではない。すなわち、図12の場合と同様に、複数のコンバータ装置31,32,33を、制御用信号線に代えて嵌合型配線部材を使用して接続してもよい。この場合、各コンバータ装置は互いに密着して配置されることになる。
この場合において、コンバータ装置31とコンバータ装置32を接続して4フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合に使用する嵌合型配線部材66は、図20に示す構成になっている。すなわち、前記嵌合型配線部材66は、コンバータ装置31の出力端子部37にあるCLKout出力端子、Vset出力端子、Ith出力端子、T3出力端子、T4出力端子と、コンバータ装置32の入力端子部35にあるCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子、T1入力端子、T2入力端子に配線部67の各端子を嵌合することで接続する。前記嵌合型配線部材66の配線部67は、T3出力端子とT4出力端子を短絡する配線と、T1入力端子とT2入力端子を短絡する配線と、CLKout出力端子とCLKin入力端子を接続する配線と、Vset出力端子とVsetin入力端子を接続する配線と、Ith出力端子とIthin入力端子を接続する配線によって構成されている。
また、コンバータ装置31とコンバータ装置32とコンバータ装置33を接続して6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合に使用する嵌合型配線部材68は、図21に示す構成になっている。すなわち、前記嵌合型配線部材68は、コンバータ装置31又は32の出力端子部37又は38にあるCLKout出力端子、Vset出力端子、Ith出力端子、T3出力端子、T4出力端子と、コンバータ装置32又は33の入力端子部35又は36にあるCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子、T1入力端子、T2入力端子に配線部69の各端子を嵌合することで接続する。前記嵌合型配線部材68の配線部69は、T1入力端子とT2入力端子を短絡する配線と、CLKout出力端子とCLKin入力端子を接続する配線と、Vset出力端子とVsetin入力端子を接続する配線と、Ith出力端子とIthin入力端子を接続する配線によって構成されている。
この構成においては、4フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合は、コンバータ装置31と32を密着して配置し、コンバータ装置31の出力端子部37とコンバータ装置32の入力端子部35を、嵌合型配線部材66を嵌合装着させることで実現できる。また、6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合は、コンバータ装置31と32と33を密着して配置し、コンバータ装置31の出力端子部37とコンバータ装置32の入力端子部35、及びコンバータ装置32の出力端子部38とコンバータ装置33の入力端子部36を、嵌合型配線部材68を嵌合装着させることで実現できる。
(第5の実施の形態)
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施の形態の複数のコンバータ装置を接続した状態の外観構成は図12と同じある。すなわち、各コンバータ装置間の接続は制御用信号線ではなく嵌合型配線部材を使用している。
この実施の形態の回路構成は、図22に示すように、動作選択手段71、相設定手段72及びコンバータ装置の接続数を判別する接続判別手段73を設けている。そして、前記動作選択手段71にT1入力端子とT2入力端子を接続し、前記接続判別手段73にT11出力端子、T12出力端子、T13出力端子、T14出力端子を接続している。そして、前記T11出力端子、T12出力端子を自己のT5入力端子、T6入力端子に接続している。
図23はコンバータ装置31の入力端子部34、出力端子部37、コンバータ装置32の入力端子部35の端子構成と、前記出力端子部37の各端子と前記入力端子部35の各端子を接続する嵌合型配線部材70の構成を示し、入力端子部34,35にはT1、T2、T5、T6の各入力端子と、Ithin入力端子、Vsetin入力端子、CLKin入力端子が配置され、出力端子部37にはT11、T12、T13、T14の各出力端子と、Ith出力端子、Vset出力端子、CLKout出力端子が配置されている。なお、この構成はコンバータ装置33の入力端子部36、コンバータ装置32,33の出力端子部38,39においても同じである。
前記嵌合型配線部材70は、コンバータ装置31の出力端子部37にあるCLKout出力端子、Vset出力端子、Ith出力端子、T11、T12、T13、T14の各出力端子と、コンバータ装置32の入力端子部35にあるCLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子、T1、T2、T5、T6の各入力端子に配線部80の各端子を嵌合することで接続する。前記嵌合型配線部材70の配線部は、T14出力端子とT6入力端子を接続する配線と、T13出力端子とT5入力端子を接続する配線と、T12出力端子とT2入力端子を接続する配線と、T11出力端子とT1入力端子を接続する配線と、T12、T11を短絡するとともにT2、T1を短絡する配線と、CLKout出力端子とCLKin入力端子を接続する配線と、Vset出力端子とVsetin入力端子を接続する配線と、Ith出力端子とIthin入力端子を接続する配線によって構成されている。
なお、ここではコンバータ装置31の出力端子部37とコンバータ装置32の入力端子部35を接続する嵌合型配線部材70の構成について述べたが、コンバータ装置32の出力端子部38とコンバータ装置33の入力端子部36を接続する嵌合型配線部材の構成も前記嵌合型配線部材70と同様である。従って、3つのコンバータ装置31,32,33で6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合は、同じ嵌合型配線部材70を2個用意すればよい。
前記動作選択手段71は、図24に示すように、+Vcc端子に前記端子T1を接続し、前記端子T2をリレー回路74のコイル75を介して接地している。前記リレー回路74は、コイル75の励磁によって動作する4つの切替えスイッチ76,77,78,79を設けている。
前記第1の切替えスイッチ76は、常閉接点76aをクロック信号発生回路18に接続し、常開接点76bをCLKin入力端子に接続し、そして、コモン接点76cから第1のクロック信号CLK0を取り出すようにしている。前記第2の切替えスイッチ77は、常閉接点77aを出力電圧制御信号発生回路19に接続し、常開接点77bをVsetin入力端子に接続し、そして、コモン接点77cから出力電圧制御用信号Vset0を取り出すようにしている。
前記第3の切替えスイッチ78は、常閉接点78aを出力電流制御信号発生回路20に接続し、常開接点78bをIthin入力端子に接続し、そして、コモン接点78cから出力電流制御用信号Ith0を取り出すようにしている。前記第4の切替えスイッチ79は、常閉接点79aを接地(GND)電位に接続し、常開接点79bを+Vcc電圧端子に接続し、そして、コモン接点79cから動作選択信号Modeを取り出すようにしている。前記動作選択手段71は動作選択信号Modeを前記接続判別手段73に供給するようにしている。
前記接続判別手段73及び相設定手段72は図25に示す構成になっている。すなわち、接続判別手段73は、2つの反転入力端子と1つの非反転入力端子を有する3入力アンド回路80を設け、前記動作選択手段71からの動作選択信号Modeを前記アンド回路80の1つの反転入力端子に入力している。前記T11出力端子に接続する端子T11とT13出力端子に接続する端子T13を接地電位に接続し、前記T12出力端子に接続する端子T12を前記アンド回路80のもう1つの+Vccでプルアップされた反転入力端子に接続し、前記T14出力端子に接続する端子T14を前記アンド回路80の+Vccでプルアップされた非反転入力端子に接続している。
前記相設定手段72はリレー回路81とMOS型の電界効果トランジスタ82を設け、前記リレー回路81のコイル83を、前記電界効果トランジスタ82を介して+Vcc電源に接続している。そして、前記接続判別手段73のアンド回路80からの接続判別信号CONを前記電界効果トランジスタ82のゲートに供給している。前記相設定手段72はリレー回路81の常閉接点84の一端を接地電位に接続し、他端から相設定信号Psetを取り出すようにしている。
このような構成において、コンバータ装置31を単体で動作させる場合、すなわち、2フェーズ型DC/DCコンバータとして動作させる場合は、嵌合型配線部材70は装着されないので、T1入力端子とT2入力端子は開放状態にある。従って、動作選択手段71ではリレー回路74は動作しない。これにより、動作選択手段71は、クロック信号発生回路18からのクロック信号CLKsetを第1のクロック信号CLK0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、出力電圧制御信号発生回路19からの出力電圧制御用信号Vsetを出力電圧制御用信号Vset0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、出力電流制御信号発生回路20からの出力電流制御信号Ithを出力電流制御用信号Ith0としてコンバータ制御IC16に供給する。さらに、接地電位の動作選択信号Modeを接続判別手段73に供給する。
また、接続判別手段73においては、T11端子とT12端子、T13とT14が開放状態にある。従って、T12端子が接続した反転入力端子への入力がハイレベルとなり、アンド回路80から出力する接続判別信号CONがローレベルとなる。従って、相設定手段72のリレー回路81は動作しない。これにより、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。これは、コンバータ装置31が単体で2フェーズ動作するための設定になっていることを示している。なお、コンバータ装置32及び33を単体で動作させる場合も同様である。
また、コンバータ装置31とコンバータ装置32を使用して4フェーズ型DC/DCコンバータとして動作させる場合は、コンバータ装置31の出力端子部37とコンバータ装置32の入力端子部35に嵌合型配線部材70が嵌合装着される。これにより、コンバータ装置32のT1端子とT2端子は短絡される。また、コンバータ装置31のT1端子とT2端子は開放状態となる。
これにより、コンバータ装置31の動作選択手段71は単体のときと同じ動作を行い、コンバータ装置32の動作選択手段71はリレー回路74が動作する。こうして、コンバータ装置32の動作選択手段71からは、CLKin入力端子からのクロック信号CLKinが第1のクロック信号CLK0として出力され、Vsetin入力端子からの出力電圧制御用信号Vsetinが出力電圧制御用信号Vset0として出力され、Ithin入力端子からの出力電流制御信号Ithinが出力電流制御用信号Ith0として出力される。また、+Vcc電圧の動作選択信号Modeが出力される。
また、コンバータ装置31においては出力端子部37のT11端子とT12端子が短絡されるので、接続判別手段73のアンド回路80から出力する接続判別信号CONがハイレベルになる。これにより、相設定手段72のリレー回路81が動作し、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは開放電位となる。一方、コンバータ装置32においては+Vcc電圧の動作選択信号Modeが接続判別手段73のアンド回路80に供給されるので、アンド回路80から出力する接続判別信号CONはローレベルである。従って、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。
このように、コンバータ装置31では開放電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給され、コンバータ装置32では接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給されることで、コンバータ装置31がマスターコンバータ装置として動作し、コンバータ装置32がスレーブコンバータ装置として動作して4フェーズ動作を行うことになる。
また、コンバータ装置31とコンバータ装置32とコンバータ装置33を使用して6フェーズ型DC/DCコンバータとして動作させる場合は、コンバータ装置31の出力端子部37とコンバータ装置32の入力端子部35に嵌合型配線部材70を嵌合装着するとともに、コンバータ装置32の出力端子部38とコンバータ装置33の入力端子部36にも同じ構成の嵌合型配線部材70を嵌合装着する。これにより、コンバータ装置32、33のT1端子とT2端子は短絡される。また、コンバータ装置31のT1端子とT2端子は開放状態となる。
これにより、コンバータ装置31の動作選択手段71は単体のときと同じ動作を行い、コンバータ装置32、33の動作選択手段71はリレー回路74が動作する。こうして、コンバータ装置32、33の動作選択手段71からは、CLKin入力端子からのクロック信号CLKinが第1のクロック信号CLK0として出力され、Vsetin入力端子からの出力電圧制御用信号Vsetinが出力電圧制御用信号Vset0として出力され、Ithin入力端子からの出力電流制御信号Ithinが出力電流制御用信号Ith0として出力される。また、+Vcc電圧の動作選択信号Modeが出力される。
また、コンバータ装置31においては、出力端子部37のT11端子とT12端子が短絡され、T13端子とT14端子も短絡されるので、接続判別手段73のアンド回路80から出力する接続判別信号CONはローレベルとなり、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。また、コンバータ装置32においては出力端子部38のT11端子とT12端子が短絡され、T13端子とT14端子が開放されるが、動作選択信号Modeがハイレベルとなっているので、接続判別手段73のアンド回路80から出力する接続判別信号CONはローレベルとなり、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。また、コンバータ装置33においては出力端子部39のT11端子とT12端子が開放され、T13端子とT14端子も開放されているので、接続判別手段73のアンド回路80から出力する接続判別信号CONはローレベルとなり、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。
このように、コンバータ装置31では接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給され、コンバータ装置32では接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給され、コンバータ装置33では接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給されることで、コンバータ装置31がマスターコンバータ装置として動作し、コンバータ装置32、33がスレーブコンバータ装置として動作して6フェーズ動作を行うことになる。
以上の動作における相数、接続位置、T1端子とT2端子の接続状態、動作選択信号Modeのレベル状態、T11端子とT12端子及びT5端子とT6端子の接続状態、T13端子とT14端子の接続状態及び相設定信号Psetのレベル状態の関係を表で示すと表2に示すようになる。
Figure 2006280092
このようにコンバータ装置を3個使用して6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合に、各コンバータ装置間を接続する嵌合型配線部材を2個使用することになるが、同じ構成の嵌合型配線部材を2個使用することができ、嵌合型配線部材の規格化を図ることができる。
この実施の形態においても出力電流容量や相数に応じて必要な台数のコンバータ装置を、嵌合型配線部材を使用して接続すればよく、出力電流容量を変更したい場合や相数を変更したい場合に容易に対応できる。しかも、相設定手段における相設定及び動作選択手段における信号選択を嵌合型配線部材の接続によって自動的に行うことで、相設定及び信号選択が容易かつ確実にできる。なお、各コンバータ装置31,32,33は同一回路構成なので、コンバータ装置の順番を入れ替えても問題は無い。
(第6の実施の形態)
この実施の形態は各コンバータ装置の入出力端子部が配線部材の機能も持つ構成とし、他のコンバータ装置が接続しているか未接続であるかにより動作選択手段及び相設定手段の動作が切替わる点に特徴がある。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
図26に示すように、6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構成する場合は、3つのDC/DCコンバータ装置91,92,93を接続する。前記各コンバータ装置91,92,93は、直流入力電源VDCを共通入力電源、負荷RLを共通負荷として、並列に接続されている。前記各コンバータ装置91,92,93は、筐体94の入力電源端子Vin(+)、Vin(-)及び出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を配置した側から見て左右両側の上端部中央の一方の側に凸形状の入力端子部94,95,96を設け、他方の側に前記入力端子部94,95,96が嵌合する切欠き形状の出力端子部97,98,99を設けている。
図27は回路構成を示す図で、基本的には前述した図22の回路構成と同じで、異なる点は外部信号端子として短絡した1対の動作設定端子T7,T8と短絡した1対の接続設定端子T9,T10を新たに設けた点である。
図28に示すように、前記DC/DCコンバータ装置91,92の入力端子部94,95には、CLKin入力端子、Vsetin入力端子、Ithin入力端子、T1入力端子、T2入力端子、T6入力端子、T5入力端子を配置するとともに1対の接続設定端子T10,T9を配置している。なお、DC/DCコンバータ装置93の入力端子部96については図示していないが構成は同じである。また、前記DC/DCコンバータ装置91の出力端子部97には、CLKout出力端子、Vset出力端子、Ith出力端子、1対の動作設定端子T7,T8、T14出力端子、T13出力端子、T12出力端子、T11出力端子を配置している。なお、DC/DCコンバータ装置92,93の出力端子部98,99については図示していないが構成は同じである。
コンバータ装置91とコンバータ装置92は、コンバータ装置91の出力端子部97にコンバータ装置92の凸形状の入力端子部95を上から嵌合させることで図28に示すように各端子を電気的に接続する。同様に、コンバータ装置92の出力端子部98にコンバータ装置93の凸形状の入力端子部96を上から嵌合させることで各端子を電気的に接続する。すなわち、端子T11は接続設定端子T9に、端子T12は接続設定端子T10に、端子T13は端子T5に、端子T14は端子T6に、動作設定端子T7,T8はそれぞれ端子T1,T2に接続される。また、Ith出力端子はIthin入力端子に、Vset出力端子はVsetin入力端子に、CLKout出力端子はCLKin入力端子に接続される。そして、前記コンバータ装置91の天部とコンバータ装置92の天部とコンバータ装置93の天部は面一になるように設定されている。
前記1対の動作設定端子T7とT8及び1対の接続設定端子T9とT10はコンバータ装置91の内部で同電位となるように短絡されている。これはコンバータ装置92,93においても同様である。
このような構成において、コンバータ装置91を単体で動作させる場合、出力端子部97にコンバータ装置92の入力端子部95が嵌合されることはないので、端子T1と端子T2は開放状態にある。従って、動作選択手段71はクロック信号発生回路18からのクロック信号CLKsetを第1のクロック信号CLK0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、出力電圧制御信号発生回路19からの出力電圧制御用信号Vsetを出力電圧制御用信号Vset0としてコンバータ制御IC16に供給する。また、出力電流制御信号発生回路20からの出力電流制御信号Ithを出力電流制御用信号Ith0としてコンバータ制御IC16に供給する。さらに、接地電位の動作選択信号Modeを接続判別手段73に供給する。
また、端子T11と端子T12も開放状態にある。従って、接続判別手段73ではアンド回路80から出力する接続判別信号CONがローレベルとなり、相設定手段72のリレー回路81は動作しない。これにより、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。これは、コンバータ装置91が単体で2フェーズ動作するための設定になっていることを示している。なお、コンバータ装置92及び93を単体で動作させる場合も同様である。
また、コンバータ装置91とコンバータ装置92を使用して4フェーズ型コンバータとして動作させる場合は、コンバータ装置91の出力端子部97にコンバータ装置92の凸形状の入力端子部95が嵌合される。この場合、コンバータ装置91の端子T1と端子T2は開放状態、コンバータ装置92の端子T1と端子T2はコンバータ装置91の動作設定端子T7と動作設定端子T8が短絡していることから短絡状態になる。すなわち、コンバータ装置91においては、クロック信号CLK0として信号CLKset、出力電圧制御用信号Vset0として信号Vset、出力電流制御信号Ith0として信号Ithが選択され、動作選択手段71からの動作選択信号Modeとして接地電位が設定される。また、コンバータ装置92においては、クロック信号CLK0として信号CLKin、出力電圧制御用信号Vset0として信号Vsetin、出力電流制御信号Ith0として信号Ithinが選択され、動作選択手段71からの動作選択信号Modeとして+Vcc電位が設定される。
また、コンバータ装置91において端子T11とT12は接続設定端子T9とT10によって短絡され、また、端子T13と端子T14は開放状態にある。また、コンバータ装置92において端子T11と端子T12は開放状態、端子T13と端子T14も開放状態にある。すなわち、出力端子部97の端子T12の電位は接地電位、端子T14の電位は+Vcc電位、動作選択信号Modeは接地電位となるため、接続判別手段73からの接続判別信号CONはハイレベルとなる。従って、コンバータ装置91の相設定手段72ではリレー回路81が動作して開放電位の相設定信号Psetが出力される。
また、コンバータ装置92においては、端子T12の電位が+Vccとなるため、接続判別手段73からの接続判別信号CONはローレベルとなる。従って、コンバータ装置92の相設定手段72ではリレー回路81が動作しないので接地電位の相設定信号Psetが出力される。
このように、コンバータ装置91では開放電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給され、コンバータ装置92では接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給されることで、コンバータ装置91がマスターコンバータ装置として動作し、コンバータ装置92がスレーブコンバータ装置として動作して4フェーズ動作を行うことになる。
また、コンバータ装置91とコンバータ装置92とコンバータ装置93を使用して6フェーズ型DC/DCコンバータとして動作させる場合は、コンバータ装置91の出力端子部97にコンバータ装置92の凸形状の入力端子部95が嵌合され、コンバータ装置92の出力端子部98にコンバータ装置93の凸形状の入力端子部96が嵌合される。この場合、コンバータ装置91の端子T1と端子T2は開放状態、コンバータ装置92の端子T1と端子T2はコンバータ装置91の動作設定端子T7と動作設定端子T8が短絡していることから短絡状態、コンバータ装置93の端子T1と端子T2はコンバータ装置92の動作設定端子T7と動作設定端子T8が短絡していることから短絡状態になる。
すなわち、コンバータ装置91においては、クロック信号CLK0として信号CLKset、出力電圧制御用信号Vset0として信号Vset、出力電流制御信号Ith0として信号Ithが選択され、動作選択手段71からの動作選択信号Modeとして接地電位が設定される。また、コンバータ装置92及びコンバータ装置93においては、クロック信号CLK0として信号CLKin、出力電圧制御用信号Vset0として信号Vsetin、出力電流制御信号Ith0として信号Ithinが選択され、動作選択手段71からの動作選択信号Modeとして+Vcc電位が設定される。
また、コンバータ装置91においては、出力端子部97のT11端子とT12端子が短絡され、T13端子とT14端子も短絡されるので、接続判別手段73のアンド回路80から出力する接続判別信号CONはローレベルとなり、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。また、コンバータ装置92においては出力端子部98のT11端子とT12端子が短絡され、T13端子とT14端子が開放されるが、動作選択信号Modeがハイレベルとなっているので、接続判別手段73のアンド回路80から出力する接続判別信号CONはローレベルとなり、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。また、コンバータ装置93においては出力端子部99のT11端子とT12端子が開放され、T13端子とT14端子も開放されているので、接続判別手段73のアンド回路80から出力する接続判別信号CONはローレベルとなり、相設定手段72からコンバータ制御IC16に供給される相設定信号Psetは接地電位となる。
このように、コンバータ装置91では接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給され、コンバータ装置92では接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給され、コンバータ装置93では接地電位の相設定信号Psetがコンバータ制御IC16に供給されることで、コンバータ装置91がマスターコンバータ装置として動作し、コンバータ装置92、93がスレーブコンバータ装置として動作して6フェーズ動作を行うことになる。なお、各コンバータ装置91,92,93は同一の回路構成なので、コンバータ装置の順番を入れ替えても問題は無い。
このような構成においては、コンバータ装置の動作選択手段71における信号選択や相設定手段72における相設定を、他のコンバータ装置が接続するか否かにより自動的に設定できる構成としたので、信号選択及び相設定が容易かつ確実にできる。また、出力電流容量や相数を変更したい場合に必要な台数のコンバータ装置を入出力端子部で接続すればよく、出力電流容量を変更したい場合や相数を変更したい場合に容易に対応できる。
さらに、コンバータ装置の入力端子部を凸形状とし、その入力端子部を他のコンバータ装置の切欠き形状の出力端子部に嵌合することで両者を接続するので、制御用信号線や嵌合型配線部などの配線部材を不要にでき、使用部品数を削減できるとともにマルチフェーズ型コンバータ装置として操作性を向上できる。
なお、コンバータ装置の入力端子部及び出力端子部の形状はこれに限定するものではなく、入力端子部を切欠き形状とし、出力端子部を凸形状としても、また、その他の形状であってもよく、要は複数コンバータを接続する際に面一で嵌合できる形状であれば良い。
(第7の実施の形態)
この実施の形態は、前述した第6の実施の形態において、さらに、各コンバータ装置91,92,93の入力電源端子Vin(+)、Vin(-)と出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を、各コンバータ装置を接続するときに接合する側面に配置した点に特徴がある。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
図29に示すように、6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合は、3つのDC/DCコンバータ装置91,92,93を接続する。すなわち、コンバータ装置91の出力端子部97にコンバータ装置92の凸形状の入力端子部95を嵌合し、コンバータ装置92の出力端子部98にコンバータ装置93の凸形状の入力端子部96を嵌合することで電気的に接続する。そして、マスターコンバータ装置を構成するコンバータ装置91の主入力電源端子Vin(+)、Vin(-)を直流入力電源VDCに接続し、主出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を負荷RLに接続している。
前記コンバータ装置91は、図30に示すように、出力端子部97を突出した側面の下部にバネ力によって外部に突出した形状の第1の副入力電源端子Vin(+)1、Vin(-)1と第1の副出力電源端子Vout(+)1、Vout(-)1を並べて配置し、入力端子部94を突出した側面に下部にバネ力によって外部に突出した形状の第2の副入力電源端子Vin(+)2、Vin(-)2と第2の副出力電源端子Vout(+)2、Vout(-)2を並べて配置している。
そして、装置内部において、主入力電源端子Vin(+)と各副入力電源端子Vin(+)1、Vin(+)2を電気的に接続し、主入力電源端子Vin(-)と各副入力電源端子Vin(-)1、Vin(-)2を電気的に接続している。また、主出力電圧端子Vout(+)と各副出力電源端子Vout(+)1、Vout(+)2を電気的に接続し、主出力電圧端子Vout(-)と各副出力電源端子Vout(-)1、Vout(-)2を電気的に接続している。
図30はコンバータ装置91の構成を示しているが、他のコンバータ装置92,93においても構成は同じである。
図31は回路構成を示す図で、入力電源端子及び出力電圧端子の構成以外は前述した図27の回路構成と同じである。すなわち、前記主入力電源端子Vin(+)及び各副入力電源端子Vin(+)1、Vin(+)2を入力コンデンサCinの正極端子に接続し、主入力電源端子Vin(-)及び各副入力電源端子Vin(-)1、Vin(-)2を入力コンデンサCinの負極端子に接続している。また、前記主出力電圧端子Vout(+)及び各副出力電源端子Vout(+)1、Vout(+)2を出力コンデンサCoutの正極端子に接続し、主出力電圧端子Vout(-)及び各副出力電源端子Vout(-)1、Vout(-)2を出力コンデンサCoutの負極端子に接続している。
このような構成においては、例えば、6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合は、コンバータ装置91の出力端子部97にコンバータ装置92の凸形状の入力端子部95を嵌合し、コンバータ装置92の出力端子部98にコンバータ装置93の凸形状の入力端子部96を嵌合することで構築する。そして、このときコンバータ装置91の出力端子部側の側面に配置した第1の副入力電源端子Vin(+)1、Vin(-)1と第1の副出力電源端子Vout(+)1、Vout(-)1が、コンバータ装置92の入力端子部側の側面に配置した第2の副入力電源端子Vin(+)2、Vin(-)2と第2の副出力電源端子Vout(+)2、Vout(-)2にそれぞれ接触する。また、コンバータ装置92の出力端子部側の側面に配置した第1の副入力電源端子Vin(+)1、Vin(-)1と第1の副出力電源端子Vout(+)1、Vout(-)1が、コンバータ装置93の入力端子部側の側面に配置した第2の副入力電源端子Vin(+)2、Vin(-)2と第2の副出力電源端子Vout(+)2、Vout(-)2にそれぞれ接触する。
こうして、コンバータ装置91以外の他のコンバータ装置92,93も回路部が直流入力電源VDCに接続するとともに負荷RLに接続する。
これにより、直流入力電源VDC及び負荷RLとコンバータ装置91,92,93とを接続する配線数を減らすことができ、全体としてよりコンパクト化を図ることができる。なお、その他については前述した第6の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
(第8の実施の形態)
この実施の形態は、前述した第7の実施の形態と同じ回路構成において、コンバータ装置を縦に重ねる構成にしたものである。すなわち、図32に示すように、3つのDC/DCコンバータ装置101,102,103を重ね、一番下のコンバータ装置101をマスターコンバータ装置として、その主入力電源端子Vin(+)、Vin(-)を直流入力電源VDCに接続し、主出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を負荷RLに接続している。
前記各コンバータ装置101,102,103は、前面に主入力電源端子Vin(+)、Vin(-)及び主出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を配置し、上面中央部に第1の副入力電源端子Vin(+)1、Vin(-)1と第1の副出力電源端子Vout(+)1、Vout(-)1を並べて配置し、下面中央部に第2の副入力電源端子Vin(+)2、Vin(-)2と第2の副出力電源端子Vout(+)2、Vout(-)2を並べて配置している。各端子の接続は、前述した第7の実施の形態と同じである。
また、前記各コンバータ装置101,102,103は、下面後部中央に凹部104を形成し、その凹部104内に入力端子部105を形成し、上面後部中央に前記凹部104に嵌合する形状の凸部106を形成し、この凸部106に出力端子部107を形成している。そして、コンバータ装置の上に他のコンバータ装置を重ねる場合に、図中矢印で示すように、上側のコンバータ装置を下のコンバータ装置に対して手前側から後方に移動させて下側のコンバータ装置の凸部106を上のコンバータ装置の凹部104内に挿入して嵌合し、入力端子部105に出力端子部107を挿入して各端子を接続するようにしている。
このような構成においては、例えば、3つのコンバータ装置101,102,103を使用して6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合や2つのコンバータ装置101,102を重ねて4フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する場合にさらにコンパクト化を図ることができる。なお、その他については前述した第7の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
(第9の実施の形態)
この実施の形態は、コンバータ装置の構成は前述した第7の実施の形態と同じ構成である。すなわち、図33に示すように、コンバータ装置91の出力端子部97にコンバータ装置92の凸形状の入力端子部95を嵌合し、コンバータ装置92の出力端子部98にコンバータ装置93の凸形状の入力端子部96を嵌合することで各コンバータ装置91,92,93を電気的に接続し、6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築する。
そして、前述した第7の実施の形態と異なる点は、直流入力電源VDCに代えて、商用交流電源110に接続したAC/DCコンバータ装置111を使用した点にある。すなわち、前記AC/DCコンバータ装置111は、交流電源入力端子ACVin(+)、ACVin(-)と出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を設け、前記交流電源入力端子ACVin(+)、ACVin(-)を商用交流電源110に接続し、前記出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を負荷RLに接続している。
前記AC/DCコンバータ装置111は、図34に示すように、さらに、前記コンバータ装置91の凸形状の入力端子部94が嵌合する切欠き部112を形成するとともに同じ側面の下部にバネ力によって外部に突出した形状の直流出力電圧端子DCVout(+)、DCVout(-)と直流入力端子Voutin(+)、Voutin(-)を並べて配置している。そして、直流入力端子Voutin(+)、Voutin(-)と前記出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を装置内部で接続している。
前記AC/DCコンバータ装置111の切欠き部112にコンバータ装置91の入力端子部94が嵌合しAC/DCコンバータ装置111とコンバータ装置91が接触したとき、AC/DCコンバータ装置111の直流出力電圧端子DCVout(+)、DCVout(-)と直流入力端子Voutin(+)、Voutin(-)がコンバータ装置91の第2の副入力電源端子Vin(+)2、Vin(-)2と第2の副出力電源端子Vout(+)2、Vout(-)2にそれぞれ接触するようになる。
前記AC/DCコンバータ装置111の回路構成は、図35に示すように、交流電源入力端子ACVin(+)、ACVin(-)に、フィルタ回路113、高調波抑制用チョークコイル114を介して全波整流回路115の入力端子を接続し、その全波整流回路115の出力端子に平滑コンデンサ116を接続している。そして、前記平滑コンデンサ116の両端に前記直流出力電圧端子DCVout(+)、DCVout(-)を接続している。
このような構成においては、AC/DCコンバータ装置111の切欠き部112にDC/DCコンバータ装置91の入力端子部を嵌合させて一体化するのみで、各コンバータ装置91,92,93にはAC/DCコンバータ装置111から直流電圧が供給される。また、各コンバータ装置91,92,93はAC/DCコンバータ装置111の直流入力端子Voutin(+)、Voutin(-)及び出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を経由して負荷RLに接続される。これにより、配線をさらに減らすことができ、全体のコンパクト化を図ることができる。なお、その他については前述した第7の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
(第10の実施の形態)
この実施の形態は、前述した第9の実施の形態と同じ回路構成において、AC/DCコンバータ装置及び複数のDC/DCコンバータ装置を縦に重ねる構成にしたものである。なお、DC/DCコンバータ装置の構成は前述した第8の実施の形態と同じである。すなわち、図36に示すように、3つのDC/DCコンバータ装置101,102,103を重ね、一番下のコンバータ装置101をマスターコンバータ装置としている。そして、これをAC/DCコンバータ装置121の上に重ねるようにしている。
前記AC/DCコンバータ装置121は、前面に交流電源入力端子ACVin(+)、ACVin(-)と出力電圧端子Vout(+)、Vout(-)を配置し、上面中央部に直流出力電圧端子DCVout(+)、DCVout(-)と直流入力端子Voutin(+)、Voutin(-)を配置している。また、上面後部中央に前記DC/DCコンバータ装置101の凹部に嵌合する形状の凸部122を形成している。
このような構成においては、AC/DCコンバータ装置121の上に、例えば、3つのDC/DCコンバータ装置101,102,103を重ねることで6フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築することができ、2つのDC/DCコンバータ装置101,102を重ねることで4フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築することができ、また、1つのDC/DCコンバータ装置101を重ねることで2フェーズ型DC/DCコンバータシステムを構築することができ、電源も含めたシステム全体のコンパクト化を図ることができる。なお、その他については前述した第8の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
本発明の第1の実施の形態に係る、マルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムの構成を示す図。 同実施の形態に係る、DC/DCコンバータシステムの外観図。 同実施の形態に係る、DC/DCコンバータ装置の回路構成を示す図。 図3の回路における動作選択手段の回路構成を示す図。 同実施の形態に係る、制御用信号線の構成を示す図。 同実施の形態に係る、制御用信号線のコネクタ部とこのコネクタ部を嵌合する凹部の構成を示す図。 図6の入力端子部内に配置された動作選択手段の構成を示す部分拡大図。 図7の動作選択手段の動作を説明するための部分拡大図。 同実施の形態に係る、マルチフェーズ制御における各部の動作タイミングと電流波形を示す図。 同実施の形態における動作選択手段の変形例を示す図。 図10の動作選択手段の構成を示す部分拡大図。 本発明の第2の実施の形態に係る、マルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムの外観図。 同実施の形態における入出力端子部及び嵌合型配線部材の構成を示す部分拡大図。 同実施の形態における動作選択手段の変形例を示す図。 本発明の第3の実施の形態で使用する制御用信号線の構成を示す図。 同実施の形態で使用する動作選択手段の回路構成を示す図。 本発明の第4の実施の形態で使用する制御用信号線の構成を示す図。 同実施の形態で使用する他の制御用信号線の構成を示す図。 同実施の形態で使用する相設定手段の回路構成を示す図。 同実施の形態で使用する嵌合型配線部材の構成を示す図。 同実施の形態で使用する他の嵌合型配線部材の構成を示す図。 本発明の第5の実施の形態に係る、DC/DCコンバータ装置の回路構成を示す図。 同実施の形態における入出力端子部及び嵌合型配線部材の構成を示す部分拡大図。 同実施の形態で使用する動作選択手段の回路構成を示す図。 同実施の形態で使用する接続判別手段及び相設定手段の回路構成を示す図。 本発明の第6の実施の形態に係る、マルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムの外観図。 同実施の形態に係る、DC/DCコンバータ装置の回路構成を示す図。 同実施の形態における入出力端子部の構成を示す部分拡大図。 本発明の第7の実施の形態に係る、マルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムの外観図。 同実施の形態のコンバータ装置の入出力電源端子の構成を示す斜視図。 同実施の形態に係る、DC/DCコンバータ装置の回路構成を示す図。 本発明の第8の実施の形態に係る、マルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムの外観図。 本発明の第9の実施の形態に係る、マルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムの外観図。 同実施の形態におけるAC/DCコンバータ装置の入出力電源端子の構成を示す斜視図。 同実施の形態におけるAC/DCコンバータ装置の回路構成を示す図。 本発明の第10の実施の形態に係る、マルチフェーズ型DC/DCコンバータシステムの外観図。
符号の説明
1,2,3…DC/DCコンバータ装置、7,8,9…入力端子部、10,11,12…出力端子部、13,14…制御信号線、16…コンバータ制御IC、17…動作選択手段、18…クロック信号発生回路、19…出力電圧制御信号発生回路、20…出力電流制御信号発生回路、21…相設定手段。

Claims (9)

  1. n(但し、n≧1)個のDC/DCコンバータでn相動作するDC/DCコンバータ装置において、
    相数を設定する相設定信号を与える相設定手段と、
    クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、
    出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
    出力電流制御信号を発生する出力電流制御信号発生回路と、
    装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより決められる内部のDC/DCコンバータの動作クロックに応じて、前記クロック信号発生回路が発生するクロック信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給されるクロック信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータを動作するための第1のクロック信号を出力し、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより前記出力電圧制御信号発生回路が発生する出力電圧制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電圧制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御信号を出力し、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより前記出力電流制御信号発生回路が発生する出力電流制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電流制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電流を制御する出力電流制御信号を出力する動作選択手段と、
    前記相設定手段からの相設定信号と前記動作選択手段からの第1のクロック信号を入力し、設定した相数に応じた位相で内部のDC/DCコンバータを動作制御するとともに、前記相設定手段からの相設定信号に応じて第1のクロック信号から位相をずらした第2のクロック信号を出力するコンバータ制御部と、
    他のDC/DCコンバータ装置から第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を入力する入力信号端子と、
    他のDC/DCコンバータ装置へ第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を出力する出力信号端子を備え、
    前記相設定手段は、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより決められる相数に応じて相設定信号を設定し、
    前記動作選択手段は、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させる場合に、そのDC/DCコンバータ装置から供給される前記第2のクロック信号及び出力電圧制御信号、出力電流制御信号を、前記入力信号端子を介して自己の装置に取り込ませるのに使用する配線部材の前記入力信号端子への装着によって動作するスイッチ機構を設け、配線部材の装着時には、このスイッチ機構によって他のDC/DCコンバータ装置から供給される第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を選択することを特徴とするDC/DCコンバータ装置。
  2. n(但し、n≧1)個のDC/DCコンバータでn相動作するDC/DCコンバータ装置において、
    相数を設定する相設定信号を与える相設定手段と、
    クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、
    出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
    出力電流制御信号を発生する出力電流制御信号発生回路と、
    装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより決められる内部のDC/DCコンバータの動作クロックに応じて、前記クロック信号発生回路が発生するクロック信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給されるクロック信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータを動作するための第1のクロック信号を出力し、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより前記出力電圧制御信号発生回路が発生する出力電圧制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電圧制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御信号を出力し、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより前記出力電流制御信号発生回路が発生する出力電流制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電流制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電流を制御する出力電流制御信号を出力する動作選択手段と、
    前記相設定手段からの相設定信号と前記動作選択手段からの第1のクロック信号を入力し、設定した相数に応じた位相で内部のDC/DCコンバータを動作制御するとともに、前記相設定手段からの相設定信号に応じて第1のクロック信号から位相をずらした第2のクロック信号を出力するコンバータ制御部と、
    他のDC/DCコンバータ装置から第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を入力する入力信号端子と、
    他のDC/DCコンバータ装置へ第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を出力する出力信号端子を備え、
    前記相設定手段は、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより決められる相数に応じて相設定信号を設定し、
    前記動作選択手段は、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させる場合に、この装置への他のDC/DCコンバータ装置の密着によって動作するスイッチ機構を設け、他のDC/DCコンバータ装置の密着時には、このスイッチ機構によって他のDC/DCコンバータ装置から供給される第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を選択することを特徴とするDC/DCコンバータ装置。
  3. n(但し、n≧1)個のDC/DCコンバータでn相動作するDC/DCコンバータ装置において、
    相数を設定する相設定信号を与える相設定手段と、
    クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、
    出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
    出力電流制御信号を発生する出力電流制御信号発生回路と、
    装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより決められる内部のDC/DCコンバータの動作クロックに応じて、前記クロック信号発生回路が発生するクロック信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給されるクロック信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータを動作するための第1のクロック信号を出力し、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより前記出力電圧制御信号発生回路が発生する出力電圧制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電圧制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御信号を出力し、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより前記出力電流制御信号発生回路が発生する出力電流制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電流制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電流を制御する出力電流制御信号を出力する動作選択手段と、
    前記相設定手段からの相設定信号と前記動作選択手段からの第1のクロック信号を入力し、設定した相数に応じた位相で内部のDC/DCコンバータを動作制御するとともに、前記相設定手段からの相設定信号に応じて第1のクロック信号から位相をずらした第2のクロック信号を出力するコンバータ制御部と、
    他のDC/DCコンバータ装置から第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を入力する入力信号端子と、
    他のDC/DCコンバータ装置へ第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を出力する出力信号端子を備え、
    前記相設定手段は、装置を単体で動作させるか、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるかにより決められる相数に応じて相設定信号を設定し、
    前記動作選択手段は、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させる場合に、そのDC/DCコンバータ装置から供給される前記第2のクロック信号及び出力電圧制御信号、出力電流制御信号を、前記入力信号端子を介して自己の装置に取り込ませるのに使用する配線部材の前記入力信号端子への装着によって短絡される2つの端子を設け、配線部材の装着時には、この2つの端子の短絡によって他のDC/DCコンバータ装置から供給される第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を選択することを特徴とするDC/DCコンバータ装置。
  4. 相設定手段は、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させる場合に、そのDC/DCコンバータ装置に対して出力信号端子を介して第2のクロック信号及び出力電圧制御信号、出力電流制御信号を供給するための配線部材の前記出力信号端子への装着によって短絡又は開放される2つの端子を設け、配線部材の装着時にこの2つの端子が短絡されるか開放されるかによって他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるときの相数に応じた相設定信号を自動的に設定することを特徴とする請求項1又は3記載のDC/DCコンバータ装置。
  5. 他のDC/DCコンバータ装置から第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を入力する入力信号端子と、他のDC/DCコンバータ装置へ第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を出力する出力信号端子をそれぞれ端部に配置し、自己の入力信号端子と他のDC/DCコンバータ装置の出力信号端子を接続する場合には入力信号端子と出力信号端子が接近するように両方の装置を密着させ、また自己の出力信号端子と他のDC/DCコンバータ装置の入力信号端子を接続する場合には出力信号端子と入力信号端子が接近するように両方の装置を密着させ、自己の入力信号端子と他のDC/DCコンバータ装置の出力信号端子、自己の出力信号端子と他のDC/DCコンバータ装置の入力信号端子を、空中線の無い嵌合型配線部材を装着して接続し、前記嵌合型配線部材の天部と各装置の天部を面一としたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1記載のDC/DCコンバータ装置。
  6. 他のDC/DCコンバータ装置から第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を入力する入力信号端子を一端部に形成した凸部又は凹部に配置し、他のDC/DCコンバータ装置へ第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を出力する出力信号端子を他端部に形成した凹部又は凸部に配置し、自己の入力信号端子と他のDC/DCコンバータ装置の出力信号端子を接続する場合には一端部に形成した凸部又は凹部を他のDC/DCコンバータ装置の凹部又は凸部に両装置が密着しかつ面一状態で嵌合し、自己の入力信号端子と他のDC/DCコンバータ装置の出力信号端子を接続する場合には他端部に形成した凹部又は凸部を他のDC/DCコンバータ装置の凸部又は凹部に両装置が密着しかつ面一状態で嵌合することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1記載のDC/DCコンバータ装置。
  7. n(但し、n≧1)個のDC/DCコンバータでn相動作するDC/DCコンバータ装置において、
    相数を設定する相設定信号を与える相設定手段と、
    クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、
    出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
    出力電流制御信号を発生する出力電流制御信号発生回路と、
    前記クロック信号発生回路が発生するクロック信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給されるクロック信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータを動作するための第1のクロック信号を出力し、前記出力電圧制御信号発生回路が発生する出力電圧制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電圧制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御信号を出力し、前記出力電流制御信号発生回路が発生する出力電流制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電流制御信号のいずれかを選択して内部のDC/DCコンバータの出力電流を制御する出力電流制御信号を出力し、かつ、動作選択信号を出力する動作選択手段と、
    自己の動作位相を設定する接続判別信号を出力する接続判別手段と、
    前記相設定手段からの相設定信号と前記動作選択手段からの第1のクロック信号を入力し、設定した相数に応じた位相で内部のDC/DCコンバータを動作制御するとともに、前記相設定手段からの相設定信号に応じて第1のクロック信号から位相をずらした第2のクロック信号を出力するコンバータ制御部と、
    他のDC/DCコンバータ装置から第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を入力する入力信号端子と、
    他のDC/DCコンバータ装置へ第2のクロック信号、出力電圧制御信号及び出力電流制御信号を出力する出力信号端子と、
    前記入力信号端子に並べて配置した1対の接続情報端子並びに1対の動作選択端子と、
    前記出力信号端子に並べて配置した2対の接続判別端子と、
    他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるとき、前記出力信号端子を他のDC/DCコンバータ装置の入力信号端子に接続し、1対の接続判別端子を短絡するとともに他のDC/DCコンバータ装置の1対の動作選択端子にそれぞれ接続し、もう1対の接続判別端子を他のDC/DCコンバータ装置の1対の接続情報端子にそれぞれ接続し、また、前記入力信号端子を他のDC/DCコンバータ装置の出力信号端子に接続し、1対の動作選択端子を短絡するとともに他のDC/DCコンバータ装置の1対の接続判別端子にそれぞれ接続し、1対の接続情報端子を他のDC/DCコンバータ装置のもう1対の接続判別端子にそれぞれ接続する配線部材を備え、
    前記動作選択手段は、前記1対の動作選択端子が短絡されているか否かによって、前記クロック信号発生回路が発生するクロック信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給されるクロック信号の選択を行い、前記出力電圧制御信号発生回路が発生する出力電圧制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電圧制御信号の選択を行い、前記出力電流制御信号発生回路が発生する出力電流制御信号、他のDC/DCコンバータ装置から供給される出力電流制御信号の選択を行い、かつ、動作選択信号のレベル状態を可変し、
    前記接続判別手段は、前記動作選択手段からの動作選択信号のレベル状態によって自己の動作位相を設定する接続判別信号を出力し、
    前記相設定手段は、前記接続判別手段からの接続判別信号によって相数に応じた相設定信号を設定することを特徴とするDC/DCコンバータ装置。
  8. 直流電源に接続される外部に露出した主入力電源端子と、負荷に接続される外部に露出した主出力電圧端子と、前記主入力電源端子に内部配線によって接続した外部に露出した複数の副入力電源端子と、前記主出力電圧端子に内部配線によって接続した外部に露出した複数の副出力電圧端子とを有し、前記各副入力電源端子と各副出力電圧端子は、他のDC/DCコンバータ装置と組み合わせて動作させるために両装置を密着して配置させたとき、前記副入力電源端子と他のDC/DCコンバータ装置の副出力電圧端子が接触し、また、前記副出力電圧端子と他のDC/DCコンバータ装置の副入力電源端子が接触する位置に配置したことを特徴とする請求項5又は6記載のDC/DCコンバータ装置。
  9. 交流電源に接続した交流電源入力端子、この交流電源入力端子から入力した交流電圧を直流電圧に変換するAC/DCコンバータ、このAC/DCコンバータからの直流電圧を出力する外部に露出した直流出力電源端子を有するAC/DCコンバータ装置と、
    このA/Cコンバータ装置に嵌合し、かつ密着して配置され、前記A/Cコンバータ装置の直流出力電源端子に主入力電源端子を接触した請求項8記載のDC/DCコンバータ装置を有することを特徴とするコンバータシステム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021170863A (ja) * 2020-04-14 2021-10-28 洪▲祿▼有限公司Hong Liu Co., Ltd. スイッチングac/dc電源供給システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015128344A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 株式会社リコー Dc/dcコンバータ、スイッチング電源装置及び電子機器
JP2021170863A (ja) * 2020-04-14 2021-10-28 洪▲祿▼有限公司Hong Liu Co., Ltd. スイッチングac/dc電源供給システム
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