JPH05260654A - 二重化電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二重化電源装置の並列運転時の負荷側ショー
トの電流値を抑える。 【構成】 電源部と、前記電源部の出力電流が設定電流
値以上流れないように保護する過電流保護回路１２とを
備えた電源ユニットを二重化した二重化電源装置であっ
て、前記各電源ユニットはさらに電源制御部１３，２３
を設け、前記各電源制御部は、自己が設けられる電源ユ
ニットの正常・異常を監視し監視の結果を他の電源ユニ
ットの電源制御部へ出力する電源状態出力部１３１，２
３１と、前記他の電源ユニットの電源状態出力部からの
監視の結果が異常であるとする場合は自己が設けられる
電源ユニットの前記過電流保護回路１２に対して設定電
流値の変更を指示する設定切替指示部１３２，２３２と
を具備する。単独、並列のいずれの運転時も負荷側ショ
ートの最大電流値を同じにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、過電流制御による電
源ユニットを二重化した二重化電源装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】フォールトトレラントシステムのように
高信頼性の要求されるシステムは、２４時間ノンストッ
プで稼動する。従って、システムを構成する装置の要で
ある電源装置についても耐故障性の高いものが要求され
ている。

【０００３】信頼性の高い電源システムを実現する手段
として、複数の電源装置の出力をダイオードオア接続し
て二重化する方式が知られている。

【０００４】図２は、従来の二重化電源装置の一構成例
を示すブロック図であり、８１は第１の電源ユニット、
８２は第２の電源ユニット、８３は共通部である。第１
及び第２の電源ユニット８１，８２は、それぞれ電源部
８１１，８２１、過電流保護回路８１２，８２２を備え
る。電源部８１１，８２１は交流電圧を直流電圧に変換
する機能を有し、各過電流保護回路８１２，８２２は第
１、第２の各電源ユニット８１，８２の出力電流が設定
電流値以上流れないように保護する回路である。共通部
８３は第１、第２の各電源ユニット８１，８２の直流出
力をダイオードオア接続して図示しない負荷側に供給す
るものであり、ダイオード８３１，８３２を有する。

【０００５】このように、二重化することにより、第１
の電源ユニット８１と第２の電源ユニット８２を並列運
転した場合、これらの内の１台が故障しても、もう１台
の電源ユニットから電源を供給することができ、電源装
置全体の信頼性を向上することができる。また、第１、
第２の電源ユニット８１，８２が共通部８３でダイオー
ド８３１，８３２を介して接続されているため、故障し
た電源ユニットを共通部８３より取り外し、その電源ユ
ニットを修理した後、共通部８３に接続することにより
負荷側に影響を及ぼすことなく保守することができる。
このため、第１、第２の電源ユニットは、それが１台で
運転した場合でもシステム全体に電源を供給することが
できるだけの容量を持っている。

【０００６】例えば、負荷が２０Ａ消費する場合、第１
及び第２の電源ユニット８１，８２の各々に、２０Ａの
容量を持たせることになり、これを並列運転した場合は
電源装置全体として２０Ａ＋２０Ａ＝４０Ａの電流が流
し得ることになる。このような並列運転で、負荷側がシ
ョートすると、最大４０Ａの電流が流れるため、発煙、
発火等の重大事故につながる可能性がある。これを回避
するため、図３に示すように、共通部９３に過電流保護
回路９３３を実装し、その過電流保護回路９３３の設定
値を２０Ａに設定しておけば、負荷側がショートした場
合でもしゃ断電流値を２０Ａに抑えることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の二重化電源装置では、負荷側がショートしたときの
電流値を抑えることができるが、共通部９３に過電流保
護回路９３３を実装しているため、過電流保護回路９３
３が故障した場合、即システムダウンとなってしまいシ
ステム全体の信頼性が低下するという欠点があった。

【０００８】この発明が解決しようとする課題は、上記
説明したシステムの信頼性を低下させることなく、しか
も負荷側がショートしたときに流れる電源装置の電流値
を抑えることができる二重化電源装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明に係る二重化電源装置は、電源部と、前記
電源部の出力電流が設定電流値以上流れないように保護
する過電流保護回路とを備えた電源ユニットを二重化し
た二重化電源装置であって、前記各電源ユニットはさら
に電源制御部を設け、前記各電源制御部は、自己が設け
られる電源ユニットの正常・異常を監視し監視の結果を
他の電源ユニットの電源制御部へ出力する電源状態出力
部と、前記他の電源ユニットの電源状態出力部からの監
視の結果が異常であるとする場合は自己が設けられる電
源ユニットの前記過電流保護回路に対して設定電流値の
変更を指示する設定切替指示部とを具備したことを特徴
とする。

【００１０】

【作用】各電源ユニットの正常・異常はその電源ユニッ
ト内に設けられる電源制御部の電源状態出力部で監視さ
れる。それらの各監視結果は互いに他の電源ユニットの
電源制御部に設けられる設定切替指示部に接続される。
従って、各電源制御部は、他の電源ユニット内の電源制
御部を介して該他の電源ユニットの動作状態を監視して
いることになる。両方の電源ユニットが正常に動作して
いるときは、各過電流保護回路の設定電流値を、所定の
値（例えば負荷側容量２０Ａ）の１／２の１０Ａにして
各電源ユニットで負荷を分担している。一方の電源制御
部が他方の電源ユニットの異常を入力したとき、当該一
方の電源ユニット内の過電流保護回路は、前記一方の電
源制御部の設定切替指示部の指示により、設定電流値を
前記所定の値の２倍の２０Ａにする。このようにして、
１台運転時には、当該一方の電源ユニットからは負荷側
の容量に応需して供給することができ、２台の並列運転
時には、各電源ユニットが供給する最大電流を１０Ａに
して、負荷側がショートしたときの電流を１０＋１０＝
２０Ａに抑えることができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明に係る二重化電源装置の一実
施例について説明する。図１はこの発明の一実施例を示
すブロック図である。１は第１の電源ユニット、２は第
２の電源ユニット、３は共通部である。第１及び第２の
電源ユニット１，２は、それぞれ電源部１１，２１、過
電流保護回路１２，２２及び電源制御部１３，２３を備
える。電源部１１，２１は交流電圧を直流電圧に変換す
る機能を有し、各過電流保護回路１２，２２は第１、第
２の各電源ユニット１，２の出力電流が設定電流値以上
に流れないように保護する回路である。共通部３は第
１、第２の各電源ユニット１，２の直流出力をダイオー
ドオア接続して図示しない負荷側に供給するものであ
り、ダイオード３１，３２を有する。

【００１２】各過電流保護回路１２は、例えばヒューズ
１２１，１２２、切替スイッチ１２３，１２４及び切替
駆動リレー１２５を備える。ヒューズ１２１は低電流
用、ヒューズ１２２は、高電流用であり、切替スイッチ
１２３，１２４によりいずれかが、電源部１１の出力に
直列に挿入され、過電流の保護を行うものである。切替
スイッチ１２３，１２４は切替駆動リレー１２５で駆動
される。切替駆動リレー１２５は、同一の電源ユニット
１内に設けられる電源制御部１３の中の設定切替部１３
２の指示により、２種類の設定電流値に応じて切替るこ
とができる。設定電流値の切替は、切替駆動リレー１２
５、切替スイッチ１２３，１２４に代えて、例えばトラ
ンジスタ等の高速スイッチング素子により構成して、行
うこともできる。設定電流値は、例えば、負荷側の容量
が２０Ａのときは、低電流として１０Ａ、高電流として
２０Ａの２種類である。第２の電源ユニット２内の過電
流保護回路２２の詳細は図示しないが、過電流保護回路
２１と同様な回路構成となっている。

【００１３】各電源制御部１３（，２３）はそれぞれに
電源状態出力部１３１（，２３１）及び設定切替指示部
１３２（，２３２）を備える。電源状態出力部１３
１（，２３１）のそれぞれは、自身が設けられる第
１（、第２）の電源ユニット１（，２）の正常・異常状
態を監視し、監視の結果を自身が設けられる側とは異な
る他の電源制御部２３（，１２）側へ出力するものであ
る。設定切替指示部１３２（，２３２）は、自身が設け
られる側とは異なる他の電源制御部２３（，１３）側の
電源状態出力部２３１（，１３１）からの監視結果を入
力し、それが異常であるとする場合は、自己が設けられ
る側の電源ユニット１（，２）の過電流保護回路１
２（，２３）に対して設定電流値の変更を指示するもの
である。第１の電源ユニット１側の電源状態出力部１３
１の監視結果は、共通部３を介して信号線４１により第
２の電源ユニット２側の設定切替指示部２３２に接続さ
れて入力する。第２の電源ユニット２側の電源状態出力
部２３１の監視結果は、共通部３を介して信号線４２に
より第１の電源ユニット１側の設定切替指示部１３２に
接続されて入力する。電源状態出力部１３１の電源ユニ
ット１の正常・異常状態の監視は、例えばＡＣ入力検出
回路１３１１とＤＣ出力検出回路１３１２とで行ってい
る。ＡＣ入力検出回路１３１１とＤＣ出力検出回路１３
１２との出力は、オア（ＯＲ）回路１３１３より相手側
例えば第２の電源ユニット２の設定切替指示部２３２
に、信号線４１を介して接続される。

【００１４】ＡＣ入力検出回路１３１１は電源部１１の
交流入力電圧を監視し、その交流入力電圧が規定された
電圧値より上昇又は下降をしたときを障害とし、ＤＣ出
力検出回路１３１２は電源部１の直流出力電圧を監視
し、その直流出力電圧が規定された電圧値より上昇又は
下降したときを障害としている。電源状態出力部１３２
の電源ユニット２の正常・異常状態監視も同様である
が、監視結果は信号線４２を介して相手側の第１の電源
ユニット１の設定切替指示部２３２に接続される。ま
た、監視結果が異常なしの場合はローレベルを出力し、
ローレベルでないときは異常とする。電源ユニット１又
は２が共通部３から取り外されている時は、信号線４１
又は４２をローレベルにはしないので、この場合も異常
とする。設定切替指示部１３２，２３２は、信号線４１
又は４２による相手側の監視結果により自己が設けられ
る側の過電流保護回路１２，２２の設定電流値を変更す
る。この変更は、過電流保護回路１２，２２内の切替駆
動リレーを駆動することにより、ヒューズを切替えて行
う。

【００１５】次に、上記実施例の動作を説明する。ま
ず、第１の電源ユニット１の動作について説明する。外
部より電源投入指示を受けると、設定切替指示部１３２
は信号線４２により第２の電源ユニット２側の状態をチ
ェックする。入力がローレベルであることにより、第２
の電源ユニット２が正常に動作していることを検出する
と、設定切替指示部１３２は過電流保護回路１２に対し
て過電流検出のための設定電流値を１０Ａに指示して、
切替スイッチ１２３，１２４を１０Ａ用のヒューズ１２
１側に接続する。一方、信号線４２にローベルが入力せ
ずハイレベルのままであるときは、第２の電源ユニット
２が動作していないあるいは共通部３から取り外されて
いるとして異常状態を検出して、過電流保護回路１２に
対して過電流検出のための設定電流値を２０Ａに指示し
て、切替スイッチ１２３，１２４を２０Ａ用のヒューズ
１２２側に接続する。さらに、電源状態出力部１３１
は、電源ユニット１が正常に動作を開始すると信号線４
１により第２の電源ユニット２側の設定切替指示部２３
２へ通知する。

【００１６】第２の電源ユニット２も上記の第１の電源
ユニット１の動作と同様の手順で動作する。

【００１７】電源制御部１３（，２３）は、設定切替指
示部１３２（，２３２）により、常に信号線４２（，４
１）の状態を監視しており、他の電源ユニット２（，
１）の異常を検出すると過電流保護回路１２（，２２）
の設定値を変更する。第１、第２の電源ユニットが並列
運転している時は、過電流保護回路１２（，２２）の設
定電流値は１０Ａに設定され、過電流が流れようとして
も１０＋１０＝２０Ａで過電流の保護が行われる。ま
た、どちらかの電源ユニット１（又は２）が動作してい
ない時（障害時あるいは共通部３から取り外されている
時）は、動作している方の電源ユニット２（又は１）の
過電流保護回路２２（又は１２）の電流設定値は２０Ａ
に設定され、上記したような動作で設定電流値２０Ａに
おける過電流保護を行なう。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば各
電源制御部により互いに他の電源ユニットの状態を監視
し、それにより過電流保護回路の設定電流値を変えるよ
うにしたので、信頼性を低下させることなく負荷側がシ
ョートした時の電流を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る二重化電源装置の一実施例のブロ
ック図である。

【図２】従来の二重化電源装置のブロック図の一例であ
る。

【図３】従来の二重化電源装置のブロック図の一例であ
る。

【符号の説明】

１２，２２ 過電流保護回路 １３，２３ 電源制御部 １３１，２３１ 電源状態出力部 １３２，２３２ 設定切替指示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源部と、前記電源部の出力電流が設定
   電流値以上流れないように保護する過電流保護回路とを
   備えた電源ユニットを二重化した二重化電源装置であっ
   て、 前記各電源ユニットはさらに電源制御部を設け、前記各
   電源制御部は、自己が設けられる電源ユニットの正常・
   異常を監視し監視の結果を他の電源ユニットの電源制御
   部へ出力する電源状態出力部と、前記他の電源ユニット
   の電源状態出力部からの監視の結果が異常であるとする
   場合は自己が設けられる電源ユニットの前記過電流保護
   回路に対して設定電流値の変更を指示する設定切替指示
   部とを具備したことを特徴とする二重化電源装置。