CN106463957A - 直流电源装置的控制方法以及控制装置 - Google Patents

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CN106463957A CN201480079748.3A CN201480079748A CN106463957A CN 106463957 A CN106463957 A CN 106463957A CN 201480079748 A CN201480079748 A CN 201480079748A CN 106463957 A CN106463957 A CN 106463957A
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Abstract

提供一种通过反映了从并行运转的多台直流电源单元到负载的布线电阻的下垂控制来使各单元的输出电流高精度地平衡的直流电源装置的控制方法以及控制装置。使用电源单元(PSU0～PSU3)的输出端子间的布线电阻、输出电压、输出电流、输出电压指令值以及下垂系数，来分别表达各单元(PSU0～PSU3)的下垂特性，并且，使用各单元(PSU0～PSU3)的输出电压、输出电流以及输出点(50)的电压来预先计算出所述布线电阻。在使各单元(PSU0～PSU3)并行运转时，使用在全部单元中共通的相同大小的输出电流、各单元(PSU0～PSU3)的输出电压、下垂系数以及所述布线电阻，来分别运算各单元(PSU0～PSU3)的输出电压指令值。

Description

直流电源装置的控制方法以及控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于在使多台直流电源单元并行运转来向负载供电的直流电源装置中使各电源单元的输出电流高精度地平衡的控制方法以及控制装置。
背景技术
作为包括相互并联连接的多个直流电源单元的直流电源装置，已知专利文献1所记载的以往技术。
图8是该以往技术的结构图，100是交流电源，200a、200b是AC-DC转换器，300a、300b是后备电源，400是被施加直流电压的负载。在此，AC-DC转换器200a、200b和后备电源300a、300b均作为直流电源单元而发挥功能，相互并联连接。
AC-DC转换器200a、200b是相同的结构，例如AC-DC转换器200a具备功率因素改善(PFC：Power Factor Correction)电路201、DC-DC转换器202、半导体开关元件203、控制电路204、平滑电容器205、电流检测器206。
另外，后备电源300a、300b是相同的结构，例如后备电源300a具备停电检测电路301、二次电池302、电池监视器303、双向DC-DC转换器304、控制电路305、半导体开关元件306、平滑电容器307、电流检测器308。
200P、200N、300P、300N是AC-DC转换器200a、200b和后备电源300a、300b的正负输出端子。这些输出端子200P、200N、300P、300N通过电源线501分别并联连接。另外，AC-DC转换器200a、200b和后备电源300a、300b经由信号线502彼此并联连接。
此外，250a、250b、350a、350b、650a、650b、750a、750b表示连接器。
图9示出了后备电源300a、300b内的控制电路305的结构。在图9中，305a是放电控制电路，具备电流检测部305b、电流误差放大电路305c、电压误差放大电路305d、载波产生电路305e以及比较器305f。另外，305k是被施加与后备电源300a、300b的输出电流中的最大值成正比的电压的端子。
并且，虽然与本发明无直接关系，但是305g是充电上限值计算电路，305h是充电控制电路，305i是逆流检测保护电路，305j是动作模式切换电路。
现在，说明以下的情况：由于图8中的交流电源100的停电，AC-DC转换器200a停止运转，通过后备电源300a、300b的并行运转来作为后备。
在该情况下，在图9的控制电路305中，与后备电源300a、300b的输出电流中的最大值成正比的电压被施加于端子305k。假如在后备电源300b的输出电流大于后备电源300a的输出电流的情况下，在后备电源300a的控制电路305中，电流误差放大电路305c的输出为正，从电压误差放大电路305d得到使电压指令值增加的输出信号。
因此，从比较器305f输出使输出电压增加的方向的信号，该信号经由动作模式切换电路305j被提供到双向DC-DC转换器304内的开关元件。由此，DC-DC转换器304以使输出电压增加的方式进行动作，作为结果，进行动作使得后备电源300a的输出电流增加来消除与后备电源300b的输出电流之间的差。
在专利文献1中，通过如上所述的动作来使后备电源300a、300b的输出电流平衡。
在此，图10示出了AC-DC转换器200a、200b和后备电源300a、300b的安装结构的一例。通过将连接器250a、250b、350a、350b分别与装置主体800侧的连接器650a、650b、750a、750b连接，来安装AC-DC转换器200a、200b和后备电源300a、300b。
专利文献1：日本特开2007-209195号公报(第[0035]～[0037]段、第[0063]段、图1～图4、图9等)
发明内容
发明要解决的问题
其次，已知以下一种功能(下垂均流(droop current share)功能)：在多台直流电源单元并行运转时，在负载电流增加的情况下，使输出电压高的单元的输出电压下降来减少该单元的输出电流，由此与其它单元之间分担负载电流来使输出电流平衡。
图11示出了该下垂特性的一例。图中的实线是原本的输出电流-输出电压特性(Io-Vo特性)，是将各单元的额定输出电压设为直流12[V](100[％])时的特性。通常，该下垂特性能够表示为
Vo＝电压指令值-K×Io
其中，K表示下垂系数。
但是，在如前述的专利文献1(图8～图10)所记载的那样的直流电源装置中，由于从AC-DC转换器200a、200b的各输出端子200P、200N经过连接器650a、650b到达负载400的电源线501的布线电阻而产生电压降，该电压降的大小根据布线长度而成为不同的值。这是也适用于后备电源300a、300b的问题。
因此，例如存在以下情况：即使AC-DC转换器200a、200b中的一个AC-DC转换器的下垂特性如图11的实线那样，但是到负载400为止的布线电阻大的另一个AC-DC转换器的下垂特性变得如图11的虚线那样。即，在使两个转换器200a、200b并行运转时，发生虽然各转换器的输出电压相同、但是一个转换器输出200[A]而另一个转换器只能输出150[A]这样的情形，从而存在以下问题：各转换器200a、200b的输出电流变得不平衡，无法实现作为***的额定运转。
因此，本发明要解决的课题在于提供如下一种直流电源装置的控制方法以及控制装置：针对并行运转的多台直流电源单元，使用与从各单元到负载的布线电阻所引起的电压降相应的下垂特性，由此使各单元的输出电流高精度地平衡。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，第一发明所涉及的控制方法涉及一种直流电源装置的控制方法，是使具有下垂特性的多台直流电源单元并行运转来向负载供给直流电力的直流电源装置的控制方法，该控制方法用于使所述多台直流电源单元的输出电流相等。
而且，本发明的特征在于，使用所述多台直流电源单元的输出端子间的布线电阻、直流电源单元的输出电压、输出电流、输出电压指令值以及下垂系数，来分别表达所述多台直流电源单元的下垂特性，并且，使用各直流电源单元的输出电压、输出电流以及所述直流电源装置的输出点的电压来预先计算出所述布线电阻。并且，在使所述多台直流电源单元并行运转时，使用在所述多台直流电源单元中共通的相同大小的输出电流、各直流电源单元的输出电压、所述下垂系数以及所述布线电阻，来分别运算各直流电源单元的输出电压指令值。
另外，在第二发明所涉及的控制方法中，根据第一发明所述的控制方法，作为为了使所述多台直流电源单元并行运转而运算各直流电源单元的输出电压指令值的校准动作，在一台直流电源单元运转时使另一台直流电源单元的输出电压逐渐上升，使用所述另一台直流电源单元的输出电压、输出电流以及所述直流电源装置的输出点的电压来计算所述布线电阻。然后，使用在所述多台直流电源单元中共通的相同大小的输出电流、所述另一台直流电源单元的输出电压、所述下垂系数以及所述布线电阻，来运算所述另一台直流电源单元的输出电压指令值。
第三发明所涉及的控制装置涉及一种直流电源装置的控制装置，是使具有下垂特性的多台直流电源单元并行运转来向负载供给直流电力的直流电源装置的控制装置，该控制装置用于使所述多台直流电源单元的输出电流相等。
而且，在本发明中，具有能够与所述多台直流电源单元之间进行通信的外部的管理部件，所述直流电源单元具备检测该直流电源单元的输出电压和输出电流的部件以及运算该直流电源单元的输出电压指令值的运算部件。
另外，管理部件具备以下部件：该部件具有使用多台直流电源单元的输出端子间的布线电阻、多台直流电源单元的输出电压、输出电流、输出电压指令值以及下垂系数来表达的下垂特性，并且，该部件使用各直流电源单元的输出电压、输出电流以及直流电源装置的输出点的电压来预先计算出所述布线电阻，且在使所述多台直流电源单元并行运转时，针对各直流电源单元计算出基于所述布线电阻的校正电阻并将该校正电阻发送到各直流电源单元。
并且，多台直流电源单元分别通过所述运算部件，使用在全部直流电源单元中共通的相同大小的输出电流、各直流电源单元的输出电压、所述下垂系数以及所述校正电阻，来运算本直流电源单元的输出电压指令值。
第四发明所涉及的控制装置的特征在于，根据第三发明所述的控制装置，所述多台直流电源单元是将交流电力变换为直流电力并向负载供给该直流电力的多台主供电用单元、或者是在该主供电用单元的运转停止时向负载供给直流电力的多台后备用单元。
发明的效果
根据本发明，基于同各直流电源单元与直流电源装置的输出点之间的布线电阻相应的下垂特性来使各单元并行运转，由此能够使各单元的输出电流高精度地平衡。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的结构图。
图2是表示图1中的电源单元的下垂特性的图。
图3是图1中的各单元的主要部分的结构图。
图4是图1中的各单元的主要部分的结构图。
图5是表示图1中的各单元和负载的安装结构的立体图。
图6是表示图1中的各单元和负载的安装结构的立体图。
图7是表示在本发明的实施方式中存在校准请求的情况下的各部的处理的流程图。
图8是表示以往技术的结构图。
图9是图8中的后备电源的控制电路的结构图。
图10是表示图8中的各单元的安装结构的立体图。
图11是表示直流电源单元的下垂特性的图。
具体实施方式
下面，按图来说明本发明的实施方式。首先，图1示出了本发明的实施方式所涉及的直流电源装置的结构。
在图1中，在商用电源等交流电源10上经由并行运转的电源单元PSU0～PSU3连接有负载20。负载20只要是被提供直流电压的负载即可，没有特别的限定，例如是内置有主机板(motherboard)21的服务器、存储器。
电源单元PSU0～PSU3的结构均相同，具备：AC-DC变换部31，其与交流电源10连接，将交流电压变换为直流电压；DC-DC变换部32，其与AC-DC变换部31的输出侧连接，将直流电压变换为规定大小的直流电压；以及二极管33，其连接在DC-DC变换部32的输出侧与负载20之间。
另外，对电源单元PSU0～PSU3连接有多台(在图示例中为4台)电池单元BBU4～BBU7，该多台电池单元BBU4～BBU7以其输出侧与该电源单元PSU0～PSU3并联的方式连接。电池单元BBU4～BBU7的结构均相同，具备：电池41；DC-DC变换部42，其将电池41的直流电压变换为规定大小的直流电压；以及二极管43，其连接在DC-DC变换部42的输出侧与负载20之间。
电源单元PSU0～PSU3在交流电源10状态良好时进行运转来向负载20提供直流电压，电池单元BBU4～BBU7在交流电源10停电时或在某个电源单元由于故障而停止运转时向负载20提供直流电压。即，电源单元PSU0～PSU3作为主供电用单元而发挥功能，电池单元BBU4～BBU7作为后备用单元而发挥功能。
此外，电源单元和电池单元的台数丝毫不被图1的例子所限定，可以根据所需的电源容量来使任意的台数的电源单元和电池单元并联连接。
在此，将直流电源装置的输出点(电源单元PSU0～PSU3的输出侧的共同连接点)50与负载20之间的电源线的布线电阻设为R0，将电源单元PSU0～PSU3的彼此相邻的输出端子间的布线电阻分别设为R1～R3，另外，将输出点50与电池单元BBU4之间的布线电阻设为R4，将电池单元BBU4～BBU7的彼此相邻的输出端子间的布线电阻分别设为R5～R7。
并且，将各单元PSU0～PSU3、BBU4～BBU7的输出电流分别设为Ipsu0～Ipsu3、Ibbu4～Ibbu7，将输出电压分别设为Vpsu0～Vpsu3、Vbbu4～Vbbu7。
现在，若考虑在使全部电源单元PSU0～PSU3并行运转的情况下使各单元PSU0～PSU3的输出电流平衡，则下述的数式1～数式4成立。此外，在此，设忽略二极管33(电池单元内的二极管43也同样)的正向电压降。
[数1]
Ipsu0＝Ipsu1＝Ipsu2＝Ipsu3
[数2]
Vpsul-Vpsu0＝(Ipsu1+Ipsu2+Ipsu3)×R1＝3×R1×Ipsu1
[数3]
Vpsu2-Vpsu0＝3×R1×Ipsu1+(Ipsu2+Ipsu3)×R2
＝(3×R1+2×R2)×Ipsu2
[数4]
Vpsu3-Vpsu0＝(3×R1+2×R2)×Ipsu2+Ipsu3×R2
＝(3×R1+2×R2+R3)×Ipsu3
当基于数式1～数式4并反映各部位的布线电阻来求出电源单元PSU0～PSU3的下垂特性时，分别为数式5～数式8。此外，在数式5～数式8中，K是规定的下垂系数。
[数5]
Vpsu0＝电压指令值-K×Ipsu0
[数6]
Vpsu1＝电压指令值-(K-3×R1)×Ipsu1
[数7]
Vpsu2＝电压指令值-(K-3×R1-2×R2)×Ipsu2
[数8]
Vpsu3＝电压指令值-(K-3×R1-2×R2-R3)×Ipsu3
即，可以说数式6～数式8对数式5所示的下垂特性(下垂系数K)进行了校正。
此外，图2示出了基于数式5～数式8的电源单元PSU0～PSU3的下垂特性，是将各单元的额定输出电压设为直流12[V](100[％])的情况下的特性。
另外，例如，若考虑在图1中的电源单元PSU1作为后备用而待机的情况或未安装电源单元PSU1的情况等使三台电源单元PSU0、PSU2、PSU3并行运转时使各单元PSU0、PSU2、PSU3的输出电流平衡，则数式9～数式11成立。
[数9]
Ipsu0＝Ipsu2＝Ipsu3
[数10]
Vpsu2-Vpsu0＝(Ipsu2+Ipsu3)×(R1+R2)
＝(2×R1+2×R2)×Ipsu2
[数11]
Vpsu3-Vpsu0＝(2×R1+2×R2)×Ipsu2+Ipsu3×R2
＝(2×R1+2×R2+R3)×Ipsu3
当基于数式9～数式11并反映各部位的布线电阻来与上述同样地求出电源单元PSU0、PSU2、PSU3的下垂特性时，分别为数式12～数式14。
[数12]
Vpsu0＝电压指令值-K×Ipsu0
[数13]
Vpsu2＝电压指令值-（K-2×R1-2×R2）×Ipsu2
[数14]
Vpsu3＝电压指令值-(K-2×R1-2×R2-R3)×Ipsu3
如上所述，只要能够检测出各电源单元PSUn(n＝0、1、2、3)的输出电压Vpsun、输出电流Ipsun以及各电源单元的输出端子间的布线电阻Rn，就能够针对各电源单元PSUn求出反映了布线电阻的下垂特性(数式5～8、数式12～14)。然后，在使多台电源单元PSUn并行运转的情况下，只要将各单元的输出电压Vpsun和所需的布线电阻Rn分别代入到这些数式，并且为了使输出电流Ipsun平衡而将相同值的输出电流Ipsun代入到这些数式，就能够运算针对各电源单元PSUn的输出电压指令值。
通过按照这样运算出的输出电压指令值分别运转电源单元PSUn，能够在使各电源单元PSUn的输出电流Ipsun平衡的状态下进行并行运转。
接着，设想使四台电源单元PSU0～PSU3并行运转的情况，来说明通过校准动作预先计算布线电阻R0、R1、R2、R3的方法。
首先，在正在运转电源单元PSU0的状态下，例如仅启动电源单元PSU1，并使其输出电压Vpsu1逐渐上升。当该电压Vpsu1超过电源单元PSU0的输出电压Vpsu0而电流Ipsu1从电源单元PSU1流出时，以下的数式15～数式17成立。
[数式15]
Iout＝Ipsu0+Ipsu1
[数式16]
Vpsu0-Vout＝R0×Iout
[数式17]
Vpsu1-Vpsu0＝R1×Ipsu1
当设电源单元PSU0的输出电压Vpsu0为固定时，根据数式17，只要知道校准中的电源单元PSU1的输出电压Vpsu1和输出电流Ipsu1，就能够计算出布线电阻R1。
接着，通过仅启动电源单元PSU2并进行校准动作，能够得到数式18。
[数式18]
Vpsu2-Vpsu0＝(R1+R2)×Ipsu2
在此，由于R1是之前已求出的，因此只要知道校准中的电源单元PSU2的输出电压Vpsu2和输出电流Ipsu2，就能够计算出布线电阻R2。
同样地，通过仅启动电源单元PSU3并进行校准动作，能够得到数式19。
[数式19]
Vpsu3-Vpsu0＝(R1+R2+R3)×Ipsu3
在此，由于R1、R2是之前已求出的，因此只要知道校准中的电源单元PSU3的输出电压Vpsu3和输出电流Ipsu3，就能够计算出布线电阻R3。
另外，根据数式16，只要知道Vpsu0、Vout、Iout，还能够计算出输出点50与负载20之间的布线电阻R0。
在上述的说明中，说明了电源单元PSU1～PSU3的校准动作，但是在使电池单元BBU4～BBU7并行运转以作为电源单元PSU1～PSU3的后备的情况下，也能够通过事先的校准动作来计算布线电阻R4～R7。
此外，该情况下的电池单元BBU4～BBU7的下垂特性分别为数式20～数式23，只要针对各单元BBU4～BBU7分别求出输出电压指令值并按照各个电压指令值来运转各单元BBU4～BBU7，就能够使输出电流Ibbu4～Ibbu7平衡。
[数20]
Vbbu7＝电压指令值-(K-4×R4)×Ibbu4
[数21]
Vbbu5＝电压指令值-(K-4×R4-3×R5)×Ibbu5
[数22]
Vbbu6＝电压指令值-(K-4×R4-3×R5-2×R6)×Ibbu6
[数23]
Vbbu7＝电压指令值-(K-4×R4-3×R5-2×R6-R7)×Ibbu7
接着，图3是用于检测各单元PSU0～PSU3、BBU4～BBU7的输出电流Ix和输出电压Vx的结构图，该结构在全部单元中是共通的。
在图3中，例如在电源单元PSU0内的DC-DC变换部32(42)的输出侧连接有逆流防止元件63。该逆流防止元件63是如OR-ing MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)那样的超低导通电阻的半导体元件，用于在使多个单元并行运转时防止电流的逆流，该逆流防止元件63在流通电流时的电压降为可忽略的水平。
DC-DC变换部32(42)的输出电流Ix和输出电压Vx经由电平变换部64被输入到控制微型计算机61的A/D(模拟/数字)转换部61a，从而能够通过运算处理来计算出输出电流Ix和输出电压Vx。61b是生成用于对DC-DC变换部32(42)的半导体开关元件进行驱动的脉宽调制(PWM：Pulse Width Modulation)信号的PWM电路，62是直流电流检测器。
全部单元PSU0～PSU3、BBU4～BBU7均具备图3的结构，由此控制微型计算机61能够检测本单元的输出电流Ix和输出电压Vx。另外，如果从后述的主侧的管理微型计算机80指定规定的单元的地址来进行通信，则管理微型计算机80能够监视该单元的输出电流Ix和输出电压Vx。
图4示出了用于从主侧的管理微型计算机80指定各单元(为了方便而设为单元0、1)的地址来监视输出电流Ix和输出电压Vx的结构。此外，这些单元0、单元1相当于电源单元PSU0～PSU3及电池单元BBU4～BBU7中的任一个。
在此，若例示各单元PSU0～PSU3、BBU4～BBU7和负载20的安装结构则如图5、图6那样。图5是正面侧的立体图，图6是背面侧的立体图，如图5所示，在背面侧配置有将各单元PSU0～PSU3、BBU4～BBU7的直流输出端子进行线或(wired OR)连接的背板70。
返回到前述的图4，例如单元0内的控制微型计算机61具备通用输入输出部(GPIO：General Purpose Input/Output)61c和串行通信部61d，经由上拉电阻65对通用输入输出部61c施加控制微型计算机61的电源电压。另外，通用输入输出部61c与背板70内的接地端子GND连接或者处于未连接(NC)状态。
并且，串行通信部61d经由背板70而与管理微型计算机80的串行通信部81连接。
在这样的结构中，管理微型计算机80经由串行通信部81、61d来检测通用输入输出部61c与背板70的连接状态，由此能够识别各单元的地址(图5、图6中的安装位置)。
例如，如图4那样，将通用输入输出部61c被连接为“GND、GND、GND”的单元0的地址分配为0号地址，同样地，将通用输入输出部61c被连接为“NC、NC、GND”的单元1(例如，相当于图1的电源单元PSU1～PSU3中的任一个)的地址分配为1号地址。在该情况下，管理微型计算机80能够识别出单元1被配置为1号地址，因此能够在单元1的校准动作时监视其输出电流和输出电压来计算布线电阻。并且，也能够利用数式6～数式8或数式12～数式14来使用所述布线电阻以及输出电压和输出电流运算单元1的输出电压指令值。
识别各单元的地址的方法丝毫不被上述的方法所限定，也可以采用其它方法，这是不言而喻的。
此外，在单元1内的控制微型计算机61中也能够执行计算布线电阻并使用该布线电阻以及输出电压和输出电流来运算单元1的输出电压指令值的处理，因此也可以如下面说明的图7那样在单元1侧运算本单元的输出电压指令值。
图7是表示在从某个电源单元、例如PSU1存在校准请求的情况下的各部的处理的流程图。
首先，当在电源单元PSU0的运转中由电源单元PSU1的控制微型计算机61输出了校准请求时(步骤S1)，接收到该请求的管理微型计算机80判定该校准请求是否适当(S2)。具体地说，如果其它电源单元处于校准动作中，则不允许本次产生的校准请求，否则允许。在此，管理微型计算机80能够通过利用前述的方法识别地址来确定校准请求是从哪个电源单元输出的。
此外，也可以在电源单元的热插拔(hot swapping，带电安装)时自动产生校准请求。
管理微型计算机80在允许校准请求的情况下，向电源单元PSU0通知存在请求，电源单元PSU0识别该通知(S3)。电源单元PSU0当自己的输出电流Ipsu0为零时无法测定输出电压Vpsu0，作为结果，存在对负载20施加过大的电压的担忧，因此电源单元PSU0在输出电流Ipsu0为阈值以上的情况下允许校准，并向管理微型计算机80进行通知(S4)。
管理微型计算机80接受上述的通知，向电源单元PSU1通知允许校准的意思(S5a)。另外，在电源单元PSU0中，如果输出电流Ipsu0达到上限值则生成校准停止委托，将该校准停止委托与自己的输出电压Vpsu0一起作为停止请求而通知给管理微型计算机80(S5b)。
另一方面，电源单元PSU1接受前述的校准允许(S5a)而开始校准动作，使自己的输出电压指令值逐渐上升(S6a)。另外，在管理微型计算机80中，接受校准停止请求(S5b)，将该意思通知给电源单元PSU1(S6b)。
电源单元PSU1接受校准停止请求(S6b)，停止输出电压指令值的上升，并测定自己的输出电压Vpsu1和输出电流Ipsu1。然后，使输出电压指令值下降到规定的待机电压或零，并生成完成通知，将该完成通知发送到管理微型计算机80(S7)。此外，也可以是：即使没有来自管理微型计算机80的校准停止请求(S6b)，电源单元PSU1也在确保了足够大小的输出电流的时间点主动地向管理微型计算机80发送完成通知。
接收到完成通知的管理微型计算机80在确认了不存在其它电源单元的校准动作的基础上，设为能够受理新的校准请求的状态(S8)。另外，向电源单元PSU0通知本次的校准动作已完成，由此电源单元PSU0识别出本次的校准动作的停止(S9)。
并且，管理微型计算机80使用从电源单元PSU1通知的输出电压Vpsu1、输出电流Ipsu1的测定结果以及输出点50的电压，来计算从电源单元PSU1的输出端子到输出点50的布线电阻R1。
在此，在使全部电源单元PSU0、PSU1、PSU2、PSU3并行运转的情况下，电源单元PSU1的输出电压指令值如前述的数式6那样，因此管理微型计算机80计算出为了根据数式6运算电源单元PSU1的输出电压指令值而需要的电阻值(3R1)来作为校正电阻，将该校正电阻发送到电源单元PSU1。(S10)。
电源单元PSU1使用接收到的校正电阻和输出电压Vpsu1、使全部电源单元并行运转时的共通的相同值的输出电流Ipsu1以及下垂系数K，根据数式6来运算电源单元PSU1的输出电压指令值。(S11)。
另外，对于电源单元PSU2、PSU3，也能够通过与图7同样的校准动作来分别计算从各单元PSU2、PSU3的输出端子到输出点50的布线电阻R2、R3。
此外，为了使电源单元PSU2运算自己的输出电压指令值，根据前述的数式7，需要使用布线电阻R1、R2的校正电阻(3R1+2R2)，并且，为了使电源单元PSU3运算自己的输出电压指令值，根据前述的数式8，需要使用布线电阻R1、R2、R3的校正电阻(3R1+2R2+R3)。
因而，管理微型计算机80只要如下那样即可：存储针对各电源单元PSU1、PSU2、PSU3计算出的布线电阻R1、R2、R3，将使用它们分别运算出的校正电阻(对于电源单元PSU1而言为(3R1)、对于电源单元PSU2而言为(3R1+2R2)，对于电源单元PSU3而言为(3R1+2R2+R3))发送到各电源单元。
上述的校正电阻根据使哪个电源单元并行运转(设为工作***)这样的***结构而不同，这是不言而喻的。
例如，在将三台电源单元PSU0、PSU2、PSU3设为工作***、将电源单元PSU1设为待机***的情况下，管理微型计算机80基于前述的数式13来针对电源单元PSU2运算校正电阻(2R1+2R2)并将该校正电阻发送到电源单元PSU2，基于前述的数式14来针对电源单元PSU3运算校正电阻(2R1+2R2+R3)并将该校正电阻发送到电源单元PSU3。
另外，关于电源单元PSU0，无论什么样的***结构都只要按照数式5(＝数式12)来运算输出电压指令值即可，无需考虑校正电阻。
只要按照像这样由各电源单元分别使用校正电阻运算出的输出电压指令值来进行并行运转，就能够将输出电流Ipsu0～Ipsu3控制为相等的值，从而能够高精度地维持电流平衡。
此外，管理微型计算机80能够对各电源单元PSUn的输出电压Vpsun、共通的输出电流Ipsun、下垂系数K以及针对各电源单元PSUn的校正电阻进行汇总，因此也可以是：管理微型计算机80运算全部电源单元PSUn的输出电压指令值，之后发送到各电源单元PSUn。
如以上所说明的那样，根据本实施方式，基于反映了各单元的输出端子间的布线电阻的下垂特性来使各单元并行运转，由此能够使各单元的输出电流平衡。
产业上的可利用性
本发明能够利用于使多台直流电源单元并行运转来向负载供电的直流电源装置。并且，在低电压且大电流输出、并且从直流电源单元到负载的布线电阻所引起的电压降大至无法忽略的程度的情况下，本发明尤其有用。
附图标记说明
PSU0～PSU3：电源单元(主供电用单元)；BBU4～BBU7：电池单元(后备用单元)；10：交流电源；20：负载；21：主机板；31：AC-DC变换部；32：DC-DC变换部；33：二极管；41：电池；42：DC-DC变换部；43：二极管；50：输出点；61：控制微型计算机；61a：A/D转换部；61b：PWM电路；61c：通用输入输出部；61d：串行通信部；62：直流电流检测器；63：逆流防止元件；64：电平变换部；65：上拉电阻；70：背板；80：管理微型计算机；81：串行通信部。

Claims (4)

1.一种直流电源装置的控制方法，是使具有下垂特性的多台直流电源单元并行运转来向负载供给直流电力的直流电源装置的控制方法，用于使所述多台直流电源单元的输出电流相等，该控制方法的特征在于，
使用所述多台直流电源单元的输出端子间的布线电阻、直流电源单元的输出电压、输出电流、输出电压指令值以及下垂系数，来分别表达所述多台直流电源单元的下垂特性，并且，使用各直流电源单元的输出电压、输出电流以及所述直流电源装置的输出点的电压来预先计算出所述布线电阻，
在使所述多台直流电源单元并行运转时，使用在所述多台直流电源单元中共通的相同大小的输出电流、各直流电源单元的输出电压、所述下垂系数以及所述布线电阻，来分别运算各直流电源单元的输出电压指令值。
2.根据权利要求1所述的直流电源装置的控制方法，其特征在于，
作为为了使所述多台直流电源单元并行运转而运算各直流电源单元的输出电压指令值的校准动作，
在一台直流电源单元运转时使另一台直流电源单元的输出电压逐渐上升，使用所述另一台直流电源单元的输出电压、输出电流以及所述直流电源装置的输出点的电压来计算所述布线电阻，
使用在所述多台直流电源单元中共通的相同大小的输出电流、所述另一台直流电源单元的输出电压、所述下垂系数以及所述布线电阻，来运算所述另一台直流电源单元的输出电压指令值。
3.一种直流电源装置的控制装置，是使具有下垂特性的多台直流电源单元并行运转来向负载供给直流电力的直流电源装置的控制装置，用于使所述多台直流电源单元的输出电流相等，该控制装置的特征在于，
具有能够与所述多台直流电源单元之间进行通信的外部的管理部件，
所述直流电源单元具备检测该直流电源单元的输出电压和输出电流的部件以及运算该直流电源单元的输出电压指令值的运算部件，
所述管理部件具备以下部件：
该部件具备使用所述多台直流电源单元的输出端子间的布线电阻、所述多台直流电源单元的输出电压、输出电流、输出电压指令值以及下垂系数来表达的下垂特性，并且，该部件使用各直流电源单元的输出电压、输出电流以及所述直流电源装置的输出点的电压来预先计算出所述布线电阻，且在使所述多台直流电源单元并行运转时，针对各直流电源单元计算出基于所述布线电阻的校正电阻并将该校正电阻发送到各直流电源单元，
所述多台直流电源单元分别通过所述运算部件，使用在全部直流电源单元中共通的相同大小的输出电流、各直流电源单元的输出电压、所述下垂系数以及所述校正电阻，来运算本直流电源单元的输出电压指令值。
4.根据权利要求3所述的直流电源装置的控制装置，其特征在于，
所述多台直流电源单元是将交流电力变换为直流电力并向所述负载供给该直流电力的多台主供电用单元、或者是在所述主供电用单元的运转停止时向所述负载供给直流电力的多台后备用单元。
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