JP2001103754A - Power supply unit for redundant power system - Google Patents
Power supply unit for redundant power systemInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】この発明は、複数台の電源装
置を共通の負荷に接続して冗長運転する用途に合わせた
冗長化電源システム用の電源装置に関し、とくに、待機
運転状態での出力電圧変動を抑制する技術改良に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply unit for a redundant power supply system adapted for redundant operation by connecting a plurality of power supply units to a common load, and more particularly to an output voltage in a standby operation state. It relates to technical improvements that suppress fluctuations.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば高信頼度コンピュータシステム
の電源系は、絶対に電源供給が途絶えないように、複数
台の電源装置を共通の負荷(コンピュータなど)に接続
して冗長運転する構成となっている。これを冗長化電源
システムと称する。2. Description of the Related Art For example, a power supply system of a high-reliability computer system has a configuration in which a plurality of power supply devices are connected to a common load (such as a computer) to perform redundant operation so that power supply is never interrupted. I have. This is called a redundant power supply system.
【0003】冗長化電源システム用の電源装置の従来の
代表的な構成例を図1に示している。この装置では、最
終段の出力ダイオード1のカソードが負荷給電路につな
がる出力端子2に接続されており、出力電圧可変式のス
イッチング電源回路3の出力が出力ダイオード1を介し
て出力端子2に導出される。また、出力端子2に生じて
いる負荷電圧Vlを検出するための抵抗分圧回路R1・
R2・R3と、この抵抗分圧回路R1・R2・R3によ
る検出電圧Vfと基準電圧Vsとの誤差を増幅する誤差
増幅回路4と、この誤差増幅回路4の出力に応じてスイ
ッチング電源回路3におけるスイッチング信号のパルス
幅を可変制御するパルス幅制御回路5とを備えている。
これらにより、検出電圧Vfに基づいてスイッチング電
源回路3の出力電圧Voutを一定値に保つようにフィー
ドバック制御系が構成されている。FIG. 1 shows an example of a conventional typical configuration of a power supply device for a redundant power supply system. In this device, the cathode of the output diode 1 at the last stage is connected to the output terminal 2 connected to the load power supply line, and the output of the switching power supply circuit 3 of variable output voltage is led to the output terminal 2 via the output diode 1. Is done. In addition, a resistor voltage dividing circuit R1 for detecting the load voltage Vl generated at the output terminal 2
R2, R3, an error amplifier circuit 4 for amplifying an error between the detected voltage Vf and the reference voltage Vs by the resistor voltage divider circuits R1, R2, R3, and a switching power supply circuit 3 according to the output of the error amplifier circuit 4. A pulse width control circuit 5 for variably controlling the pulse width of the switching signal.
Thus, a feedback control system is configured to maintain the output voltage Vout of the switching power supply circuit 3 at a constant value based on the detection voltage Vf.
【0004】また図1に例示しているように、出力端子
2に負荷6が接続されるとともに、負荷6への給電路に
本装置と同様な構成の他の電源装置7が接続される。図
示していないが、他の電源装置7も最終段の出力ダイオ
ードを介して負荷6に接続される構成である。2つの電
源装置は同一の電圧を出力するように設計されている
が、完全に同一電圧を出力することは現実的に困難であ
り、両装置の出力電圧には若干の差が生じる。両装置と
も出力ダイオード1を介して負荷6に接続されているの
で、電圧の高い側の装置から負荷6に電力が供給され、
電圧の低い側の装置からは負荷6に電力は供給されな
い。負荷電力を供給する側の電源装置のことを実働装置
あるいは実働状態と称し、負荷電力を供給していない側
の電源装置のことを待機運転装置あるいは待機運転状態
と称する。As illustrated in FIG. 1, a load 6 is connected to the output terminal 2, and another power supply 7 having the same configuration as that of the present device is connected to a power supply path to the load 6. Although not shown, another power supply device 7 is also connected to the load 6 via the output diode of the last stage. Although the two power supplies are designed to output the same voltage, it is practically difficult to output completely the same voltage, and there is a slight difference between the output voltages of the two power supplies. Since both devices are connected to the load 6 via the output diode 1, power is supplied to the load 6 from the higher voltage device,
No power is supplied to the load 6 from the lower voltage side device. The power supply device that supplies the load power is referred to as a working device or a working state, and the power supply device that does not supply the load power is referred to as a standby operation device or a standby operation state.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述した従来装置は、
待機運転状態においてスイッチング電源回路3の出力電
圧が規定値より大きく低下してしまうという問題があっ
た。この出力低下はつぎのメカニズムで発生する。The above-mentioned conventional device is,
There is a problem that the output voltage of the switching power supply circuit 3 drops significantly below a specified value in the standby operation state. This output reduction occurs by the following mechanism.
【0006】自分の出力電圧が他の電源装置7の出力電
圧よりも低いので、自分は待機運転装置の役割になっ
た。そのため、待機運転装置内の出力ダイオード1のア
ノード電位(自分のスイッチング電源回路3の出力電
圧)は、カソード電位(実働装置が出力する電圧=負荷
電圧Vl)よりも低い状態となる。しかし待機運転装置
においては、分圧抵抗回路R1・R2・R3には負荷電
圧Vlが印加されており、前記フィードバック制御系は
負荷電圧Vlを分圧した検出電圧Vfに基づいてスイッ
チング電源回路3の出力電圧Voutを制御している(こ
れは実働状態で負荷6に一定電圧を供給するための構成
である)。[0006] Since his own output voltage is lower than the output voltage of the other power supply device 7, he has taken the role of the standby operation device. Therefore, the anode potential of the output diode 1 in the standby operation device (the output voltage of the own switching power supply circuit 3) is lower than the cathode potential (the voltage output by the active device = load voltage Vl). However, in the standby operation device, the load voltage Vl is applied to the voltage dividing resistance circuits R1, R2, and R3, and the feedback control system uses the switching power supply circuit 3 based on the detection voltage Vf obtained by dividing the load voltage Vl. The output voltage Vout is controlled (this is a configuration for supplying a constant voltage to the load 6 in a working state).
【0007】待機運転装置にとっては負荷電圧Vlが規
定値よりも高いので、前記フィードバック電圧を下げる
ように制御が働いてしまい、スイッチング電源回路3の
出力電圧Voutをより低くするようにパルス幅制御回路
5に作用してしまう。その結果、待機運転装置の出力電
圧Voutは規定値よりも大きく低下してしまう。For the standby operation device, since the load voltage Vl is higher than the specified value, the control works to lower the feedback voltage, and the pulse width control circuit controls the output voltage Vout of the switching power supply circuit 3 to lower. 5 As a result, the output voltage Vout of the standby operation device drops significantly from the specified value.
【0008】そして、なんらかの異常で実働装置7の出
力が途絶えたときに、即座に待機運転装置が実働装置に
切り替わり、負荷6への電力供給を継続しなければなら
ない。しかし、待機運転状態においてスイッチング電源
回路3の出力電圧Voutが規定値よりも大きく低下して
いると、実働装置として規定電圧の出力を負荷6に供給
できるようになるまでに時間がかかり、その間は負荷電
圧Vlが大きく低下してしまう。なお待機運転状態にお
いて、スイッチング電源回路3の別系統の出力を別の負
荷に供給する構成の場合、前記のメカニズムでスイッチ
ング電源回路3の出力が大きく低下することは、この別
系統の出力にも直接的に影響してしまう。When the output of the working device 7 is interrupted due to some abnormality, the standby operation device is immediately switched to the working device, and the power supply to the load 6 must be continued. However, if the output voltage Vout of the switching power supply circuit 3 is lower than the specified value in the standby operation state, it takes time before the output of the specified voltage can be supplied to the load 6 as an active device. The load voltage Vl is greatly reduced. In the case of a configuration in which the output of another system of the switching power supply circuit 3 is supplied to another load in the standby operation state, the fact that the output of the switching power supply circuit 3 is greatly reduced by the above-mentioned mechanism means that the output of the other system is also reduced. It has a direct effect.
【0009】以上くわしく説明した問題を少しでも緩和
する目的で、図1の従来装置においてはダイオード8と
抵抗R4を付加している。抵抗R4はスイッチング電源
回路3の出力とアース間に接続されており、ほとんど電
流を消費しないようなきわめて大きな値の抵抗である。
ダイオード8のカソードは出力ダイオード1のアノード
に接続され、ダイオード8のアノードは抵抗R1とR2
の接続点に接続されている。In order to alleviate the problem described in detail above, the diode 8 and the resistor R4 are added in the conventional device of FIG. The resistor R4 is connected between the output of the switching power supply circuit 3 and the ground, and has a very large value that consumes almost no current.
The cathode of the diode 8 is connected to the anode of the output diode 1, and the anode of the diode 8 is connected to the resistors R1 and R2.
Connected to the connection point.
【0010】この装置が待機運転状態であり、負荷電圧
Vlが出力ダイオード1のアノード電位より相当に高く
なったとき、ダイオード8がオンし、他の電源回路7の
出力による負荷電圧Vlを抵抗R1とダイオード8を介
してスイッチング電源回路3の出力側に導入し、この点
の電圧が低下するのを防いでいる。When this device is in a standby operation state and the load voltage Vl becomes considerably higher than the anode potential of the output diode 1, the diode 8 is turned on and the load voltage Vl generated by the output of the other power supply circuit 7 is changed to the resistance R1. And the diode 8 to the output side of the switching power supply circuit 3 to prevent the voltage at this point from lowering.
【0011】以上の対策はスイッチング電源回路3の出
力端に外部の電圧を導入して見かけ上の電圧低下を防い
でいるだけで、前記フィードバック電圧の制御系がスイ
ッチング電源回路3の出力電圧Voutを大きく低下させ
るように作用していることには変わりはない。そのた
め、前述した問題点は本質的に改善されはしない。The above countermeasures merely prevent an apparent voltage drop by introducing an external voltage to the output terminal of the switching power supply circuit 3, and the feedback voltage control system reduces the output voltage Vout of the switching power supply circuit 3. There is no change in the fact that it is acting so as to greatly reduce it. Therefore, the above-mentioned problem is not substantially improved.
【0012】この発明は以上説明した従来技術の問題点
を解決すべくなされたもので、その目的は、待機運転状
態においてスイッチング電源回路の出力電圧を大きく低
下させるような制御作用が働かないように対策した冗長
化電源システム用の電源装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to prevent a control action that greatly reduces the output voltage of a switching power supply circuit from operating in a standby operation state. It is an object of the present invention to provide a power supply device for a redundant power supply system in which measures are taken.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この発明では、従来技術
の項で説明した基本構成の冗長化電源システム用の電源
装置において、前記出力ダイオードのアノード電位とカ
ソード電位とを直接的または間接的に比較する電圧比較
回路を設け、カソード電位の方が高くなったときにこの
電圧比較回路の出力が前記抵抗分圧回路に作用して前記
誤差増幅回路に入力される前記検出電圧を適宜に低下さ
せるように回路構成した。According to the present invention, in a power supply device for a redundant power supply system having a basic configuration described in the section of the prior art, an anode potential and a cathode potential of the output diode are directly or indirectly connected. A voltage comparison circuit for comparison is provided, and when the cathode potential becomes higher, the output of the voltage comparison circuit acts on the resistance voltage dividing circuit to appropriately reduce the detection voltage input to the error amplifier circuit. The circuit was configured as follows.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】この発明の一実施例による冗長化
電源システム用の電源装置の概略構成を図2に示してい
る。基本的な構成は図1の従来装置と同様であり、最終
段の出力ダイオード1のカソードが負荷給電路につなが
る出力端子2に接続されており、出力電圧可変式のスイ
ッチング電源回路3の出力が出力ダイオード1を介して
出力端子2に導出される。また、出力端子2に生じてい
る負荷電圧Vlを検出するための抵抗分圧回路R1・R
2・R31・R32と、この抵抗分圧回路R1・R2・R31
・R32による検出電圧Vfと基準電圧Vsとの誤差を増
幅する誤差増幅回路4と、この誤差増幅回路4の出力に
応じてスイッチング電源回路3におけるスイッチング信
号のパルス幅を可変制御するパルス幅制御回路5とを備
えている。これらにより、検出電圧Vfに基づいてスイ
ッチング電源回路3の出力電圧Voutを一定値に保つよ
うにフィードバック制御系が構成されている。そして使
用状態では、出力端子2に負荷6が接続されるととも
に、負荷6への給電路に本装置と同様な構成の他の電源
装置7が接続される。図示していないが、他の電源装置
7も最終段の出力ダイオードを介して負荷6に接続され
る構成である。FIG. 2 shows a schematic configuration of a power supply device for a redundant power supply system according to an embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the conventional device shown in FIG. 1. The cathode of an output diode 1 at the last stage is connected to an output terminal 2 connected to a load power supply line. It is led to the output terminal 2 via the output diode 1. Further, resistance voltage dividing circuits R1 and R1 for detecting the load voltage V1 generated at the output terminal 2.
2, R31, R32 and the resistance voltage dividing circuit R1, R2, R31
An error amplifier circuit 4 for amplifying an error between the detection voltage Vf and the reference voltage Vs due to R32, and a pulse width control circuit for variably controlling the pulse width of the switching signal in the switching power supply circuit 3 according to the output of the error amplifier circuit 4 5 is provided. Thus, a feedback control system is configured to maintain the output voltage Vout of the switching power supply circuit 3 at a constant value based on the detection voltage Vf. In a use state, the load 6 is connected to the output terminal 2, and another power supply device 7 having the same configuration as that of the present device is connected to a power supply path to the load 6. Although not shown, another power supply device 7 is also connected to the load 6 via the output diode of the last stage.
【0015】この発明の装置においては、出力ダイオー
ド1のアノード電位とカソード電位とを比較するために
電圧比較回路9を設けている。スイッチング電源回路3
の出力端と抵抗R31とR32の接続点との間に直列に抵抗
R5とR6を接続し(R6の一端は接地してもよい)、
この抵抗R5とR6の接続点の電圧を電圧比較回路9の
プラス入力に印加している。この入力電圧が出力ダイオ
ード1のアノード電位Vout に対応した電圧である。ま
た、出力ダイオード1のカソード側において抵抗R1と
R2の接続点の電圧を電圧比較回路9のマイナス入力に
印加している。このマイナス側の入力電圧出力ダイオー
ド1のカソード電位Vlに対応した電圧である。In the device of the present invention, a voltage comparison circuit 9 is provided for comparing the anode potential and the cathode potential of the output diode 1 with each other. Switching power supply circuit 3
And the resistors R5 and R6 are connected in series between the output terminal of R1 and the connection point of the resistors R31 and R32 (one end of R6 may be grounded),
The voltage at the connection point between the resistors R5 and R6 is applied to the plus input of the voltage comparison circuit 9. This input voltage is a voltage corresponding to the anode potential Vout of the output diode 1. Further, the voltage at the connection point between the resistors R1 and R2 on the cathode side of the output diode 1 is applied to the minus input of the voltage comparison circuit 9. This voltage corresponds to the cathode potential Vl of the input voltage output diode 1 on the minus side.
【0016】電圧比較回路9の出力は順方向のダイオー
ド10を介して抵抗R1とR2の接続点に接続されてい
る。この装置が実働状態であれば、出力端子2に生じる
負荷電圧Vlはスイッチング電源回路3の出力電圧Vou
tより低く、出力ダイオード1がオンしており、アノー
ド電位がカソード電位より高い。この実働状態では、電
圧比較回路9のプラス入力側の電圧がマイナス入力側の
電圧より高く、ダイオード10はオフしており、電圧比
較回路9は分圧抵抗回路R1・R2・R31・R32に対し
て特段の作用を及ぼしてはいない。前記フィードバック
制御系は、分圧抵抗回路R1・R2・R31・R32による
検出電圧Vfに基づいてスイッチング電源回路3の出力
電圧Voutを制御することで、負荷電圧Vlを規定値に
保つ。The output of the voltage comparison circuit 9 is connected via a forward diode 10 to the connection point between the resistors R1 and R2. When this device is in a working state, the load voltage Vl generated at the output terminal 2 is equal to the output voltage Vou of the switching power supply circuit 3.
t, the output diode 1 is on, and the anode potential is higher than the cathode potential. In this working state, the voltage on the positive input side of the voltage comparison circuit 9 is higher than the voltage on the negative input side, the diode 10 is off, and the voltage comparison circuit 9 is connected to the voltage dividing resistance circuits R1, R2, R31, and R32. It has no particular effect. The feedback control system maintains the load voltage Vl at a specified value by controlling the output voltage Vout of the switching power supply circuit 3 based on the detection voltage Vf detected by the voltage dividing resistor circuits R1, R2, R31, and R32.
【0017】この装置が待機運転状態であれば、出力端
子2に生じる負荷電圧Vlはスイッチング電源回路3の
出力電圧Voutより高く、出力ダイオード1がオフして
いる。このときの負荷電圧Vlと出力電圧Voutとの差
がある程度大きいと、電圧比較回路9のマイナス入力側
の電圧がプラス入力側の電圧よりも高くなり、ダイオー
ド10がオンする。すると、出力端子2から抵抗R1と
ダイオード10および電圧比較回路9のオープンコレク
タ出力トランジスタを通してアースに電流が流れる。こ
の電流を電流増量分と呼ぶ。この増量分の電流により、
実働状態と比べると抵抗R1による電圧降下が大きくな
り、その分だけ誤差増幅回路4に入力される検出電圧V
sが低下する。つまり、誤差増幅回路4にとっては負荷
電圧Vlが低く見えるようになる。When the device is in a standby operation state, the load voltage Vl generated at the output terminal 2 is higher than the output voltage Vout of the switching power supply circuit 3, and the output diode 1 is off. If the difference between the load voltage Vl and the output voltage Vout at this time is large to some extent, the voltage on the minus input side of the voltage comparison circuit 9 becomes higher than the voltage on the plus input side, and the diode 10 turns on. Then, a current flows from the output terminal 2 to the ground through the resistor R1, the diode 10, and the open collector output transistor of the voltage comparison circuit 9. This current is called a current increase. With this increased current,
The voltage drop due to the resistor R1 is larger than in the actual operation state, and the detection voltage V input to the error amplifier circuit 4 is correspondingly increased.
s decreases. That is, the load voltage Vl appears to be low for the error amplifier circuit 4.
【0018】以上のメカニズムによって前記フィードバ
ック電圧の制御系は適正に機能し、待機運転装置内のス
イッチング電源回路3の出力電圧Voutを大きく下げす
ぎてしまうことがなくなる。By the above mechanism, the feedback voltage control system functions properly, and the output voltage Vout of the switching power supply circuit 3 in the standby operation device does not drop too much.
【0019】[0019]
【発明の効果】この発明によれば、待機運転状態であっ
ても従来のようにフィードバック電圧の制御系が内部の
スイッチング電源回路の出力電圧を大きく下げすぎるよ
うに作用することがなくなる。そのため、待機運転状態
から実働状態に切り替わらなければならないときに、瞬
時にして規定の電圧を負荷に供給することができる。な
お待機運転状態において、スイッチング電源回路3の別
系統の出力を別の負荷に供給する構成であっても、規定
の電圧を供給することができる。According to the present invention, the feedback voltage control system does not act so as to greatly reduce the output voltage of the internal switching power supply circuit as in the prior art even in the standby operation state. Therefore, when it is necessary to switch from the standby operation state to the actual operation state, the specified voltage can be instantaneously supplied to the load. In the standby operation state, a prescribed voltage can be supplied even if the output of another system of the switching power supply circuit 3 is supplied to another load.
【図1】従来の代表的な冗長化電源システム用の電源装
置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power supply device for a conventional representative redundant power supply system.
【図2】この発明の一実施例による冗長化電源システム
用の電源装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a power supply device for a redundant power supply system according to an embodiment of the present invention.
1 出力ダイオード 2 出力端子 3 スイッチング電源回路 4 誤差増幅回路 5 パルス幅制御回路 6 負荷 7 他の電源装置 8 ダイオード 9 電圧比較回路 10 ダイオード R1・R2・R31・R32 分圧抵抗回路 Reference Signs List 1 output diode 2 output terminal 3 switching power supply circuit 4 error amplifier circuit 5 pulse width control circuit 6 load 7 other power supply device 8 diode 9 voltage comparison circuit 10 diode R1, R2, R31, R32 voltage dividing resistance circuit
フロントページの続き (72)発明者 小澤 勉 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 Fターム(参考) 5G065 BA00 BA02 DA02 GA06 HA04 JA01 LA01 MA09 MA10 NA02 NA06 5H730 AA00 AS01 AS19 BB84 FD01 FF05 FG25 Continued on the front page (72) Inventor Tsutomu Ozawa 5-36-11 Shimbashi, Minato-ku, Tokyo F-term in Fuji Electric Chemical Co., Ltd. 5G065 BA00 BA02 DA02 GA06 HA04 JA01 LA01 MA09 MA10 NA02 NA06 5H730 AA00 AS01 AS19 BB84 FD01 FF05 FG25
Claims (1)
れる物の発明。 (1)複数台の電源装置を共通の負荷に接続して冗長運
転する用途に合わせた冗長化電源システム用の電源装置
である。 (2)最終段の出力ダイオードのカソードが負荷給電路
につながる出力端子に接続されており、出力電圧可変式
のスイッチング電源回路の出力が前記出力ダイオードを
介して前記出力端子に導出される。 (3)前記出力端子に生じている負荷電圧を検出するた
めの抵抗分圧回路と、この抵抗分圧回路による検出電圧
と基準電圧との誤差に基づいて前記スイッチング電源回
路の出力電圧を一定値に保つようにフィードバック制御
を行うための誤差増幅回路とを備える。 (4)前記出力ダイオードのアノード電位とカソード電
位とを直接的または間接的に比較する電圧比較回路があ
り、カソード電位の方が高くなったときにこの電圧比較
回路の出力が前記抵抗分圧回路に作用して前記誤差増幅
回路に入力される前記検出電圧を適宜に低下させるよう
に回路構成されている。An invention of a product specified by the following items (1) to (4). (1) A power supply device for a redundant power supply system adapted for use in performing redundant operation by connecting a plurality of power supply devices to a common load. (2) The cathode of the last output diode is connected to the output terminal connected to the load power supply path, and the output of the variable output voltage switching power supply circuit is led to the output terminal via the output diode. (3) A resistor voltage dividing circuit for detecting a load voltage generated at the output terminal, and an output voltage of the switching power supply circuit is set to a constant value based on an error between a voltage detected by the resistor voltage dividing circuit and a reference voltage. And an error amplifier circuit for performing feedback control so as to maintain (4) There is a voltage comparison circuit for directly or indirectly comparing the anode potential and the cathode potential of the output diode, and when the cathode potential becomes higher, the output of the voltage comparison circuit becomes the resistance voltage dividing circuit. And the circuit is configured to appropriately reduce the detection voltage input to the error amplifier circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27946899A JP2001103754A (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Power supply unit for redundant power system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27946899A JP2001103754A (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Power supply unit for redundant power system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001103754A true JP2001103754A (en) | 2001-04-13 |
Family
ID=17611490
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---|---|---|---|
JP27946899A Pending JP2001103754A (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Power supply unit for redundant power system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001103754A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070081109A (en) * | 2006-02-09 | 2007-08-14 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | Switching regulator |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP27946899A patent/JP2001103754A/en active Pending
Cited By (1)
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