JP2002112549A - Power supply apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、並列接続された複
数の電源ユニットを備え、これらの電源ユニットの寿命
検出を可能にした電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device having a plurality of power supply units connected in parallel and capable of detecting the life of these power supply units.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般的にスイッチング電源が劣化故障す
る場合、その回路に含まれている部品の電解コンデンサ
による原因が多い。この電解コンデンサは劣化してくる
と、その容量が抜けたりして内部インピーダンスが大き
くなる特性がある。2. Description of the Related Art In general, when a switching power supply is deteriorated and malfunctions, there are many causes caused by electrolytic capacitors of components included in the circuit. When this electrolytic capacitor deteriorates, its capacity is lost and the internal impedance is increased.
【０００３】スイッチング電源では電解コンデンサに充
放電電流（リプル電流）が流れるため、その内部インピ
ーダンスが劣化によって大きくなってくると、そこに発
生するリプル電圧は大きくなる。In a switching power supply, a charging / discharging current (ripple current) flows through an electrolytic capacitor. If the internal impedance of the switching power supply increases due to deterioration, the ripple voltage generated there increases.
【０００４】したがって、スイッチング電源で故障、つ
まり寿命をあらかじめ検出しようとした場合、このリプ
ル電圧の大きさを検出しその機器が異常（故障に近い状
態）がどうか判断している。ちなみに、このリプル電圧
値は負荷の大きさ、入力電圧値によっても変化する。[0004] Therefore, when a failure is detected in the switching power supply, that is, when the life is to be detected in advance, the magnitude of the ripple voltage is detected to determine whether the device is abnormal (a state close to a failure). Incidentally, the ripple voltage value also changes depending on the size of the load and the input voltage value.
【０００５】従来、スイッチング電源を複数使用した場
合でも、それぞれのスイッチング電源の負荷状態が異な
るため１つ１つのスイッチング電源に対して寿命判定回
路を付加しなければならなかった。Conventionally, even when a plurality of switching power supplies are used, the load state of each switching power supply is different, so that a life determination circuit must be added to each switching power supply.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このように、スイッチ
ング電源を複数使用した場合、１つ１つのスイッチング
電源に対して寿命判定回路を付加しなければならないこ
とにより、部品点数が増加しコストアップ、サイズアッ
プの要因となり、ユーザとしてデメリット要因となって
いた。そして、このデメリットはスイッチング電源を数
多く使えば使うほど大きくなっていくという問題点があ
った。As described above, when a plurality of switching power supplies are used, it is necessary to add a life determination circuit to each switching power supply, thereby increasing the number of parts and increasing costs. This was a factor of size increase and a disadvantage factor as a user. The disadvantage is that the more switching power supplies are used, the greater these disadvantages become.
【０００７】本発明は、上記の問題点に着目して成され
たものであって、その目的とするところは、電源ユニッ
トを複数接続した場合に、各電源ユニットを接続するた
めのバスライン、すなわち、交流入力バスライン、直流
出力バスラインを積極的に利用することで、これまで電
源ユニット１つ１つについていた寿命検出回路を電源モ
ジュールのシステム全体で１つにすることができ、なお
かつ、これまでの機能を満足できるため全体的にシンプ
ル、ローコストで電源モジュールを構成することができ
る電源装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a bus line for connecting each power supply unit when a plurality of power supply units are connected. That is, by positively using the AC input bus line and the DC output bus line, the life detection circuit, which has been provided for each power supply unit, can be reduced to one for the entire power supply module system, and An object of the present invention is to provide a power supply device that can configure a power supply module at a simple and low cost because it can satisfy the functions to date.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る電源装置は、並列接続された複数の
電源ユニットに、これらの電源ユニットとは別に、電源
ユニットの寿命を検出する寿命検出回路を有する寿命検
出ユニットを付加したものである。In order to achieve the above object, a power supply device according to the present invention detects the life of a power supply unit separately from a plurality of power supply units connected in parallel. A life detecting unit having a life detecting circuit is added.
【０００９】そして、複数の電源ユニットの寿命検出
に、これらの電源ユニットを接続するためのバスライン
を利用した。[0009] For detecting the life of a plurality of power supply units, a bus line for connecting these power supply units is used.
【００１０】バスラインは、外部から入力されてくる交
流を電源回路に供給する交流入力バスラインと、電源回
路で変換された直流を出力する直流出力バスラインと、
並列に接続されたそれぞれの電源ユニットの出力電流を
均一化する制御手段に用いられるカレントバランス信号
バスラインとを含むものである。The bus line includes an AC input bus line for supplying AC input from the outside to the power supply circuit, a DC output bus line for outputting DC converted by the power supply circuit,
And a current balance signal bus line used for control means for equalizing the output current of each power supply unit connected in parallel.
【００１１】また、並列に接続されたそれぞれの電源ユ
ニットの出力電流を均一化する制御手段に用いられるカ
レントバランス信号バスラインを、寿命検出回路の負荷
状態検出に利用するようにしてもよい。Further, a current balance signal bus line used for control means for equalizing the output current of each power supply unit connected in parallel may be used for detecting the load state of the life detecting circuit.
【００１２】また、寿命検出ユニットが、カレントバラ
ンス信号バスラインより検出した各々の出力電流に比例
しているカレントバランス信号と、交流入力バスライン
からの入力電圧とにより適当なリプル電圧のしきい値を
決定し、しきい値を直流出力バスラインからの出力電圧
から検出したリプル電圧値と比較し、異常な状態である
か否かを判定する寿命検出機能を有する。Further, the life detecting unit detects an appropriate ripple voltage threshold value based on a current balance signal proportional to each output current detected from the current balance signal bus line and an input voltage from the AC input bus line. Is determined, the threshold value is compared with a ripple voltage value detected from an output voltage from the DC output bus line, and a life detecting function is provided for determining whether or not the state is abnormal.
【００１３】また、寿命検出ユニットが、直流出力バス
ラインよりリプル電圧のリプル成分を読み取り、その商
用周波数成分およびスイッチング周波数成分を検出し、
このリプル成分の商用周波数成分およびスイッチング周
波数成分を整流平滑してリプル値を出力するリプル値出
力手段と、交流入力バスラインより絶縁手段を通して検
出しかつ平滑した入力電圧と、カレントバランス信号バ
スラインより検出した各々の出力電流に比例しているカ
レントバランス信号とで、その時の入力電圧、負荷状況
を読み取りあらかじめ決めておいたしきい値を出力する
しきい値出力手段と、リプル値出力手段が出力したリプ
ル値と、しきい値出力手段が出力したしきい値とを比較
し、リプル値がしきい値を越えた場合に、寿命と判定し
寿命検出信号を出力する寿命検出信号出力手段とを備え
ている。A life detecting unit reads a ripple component of a ripple voltage from the DC output bus line, detects a commercial frequency component and a switching frequency component thereof,
A ripple value output means for rectifying and smoothing the commercial frequency component and the switching frequency component of the ripple component to output a ripple value, an input voltage detected and smoothed from an AC input bus line through insulating means, and a current balance signal bus line. Threshold output means for reading the input voltage and load condition at that time with a current balance signal proportional to each detected output current and outputting a predetermined threshold, and ripple value output means output A life detection signal output unit that compares the ripple value with a threshold value output by the threshold value output unit, determines that the life has expired, and outputs a life detection signal when the ripple value exceeds the threshold value; ing.
【００１４】そして、より詳しくは、リプル値出力手段
は、直流出力バスラインよりリプル電圧のリプル成分を
フイルタで読み取り、その商用周波数成分およびスイッ
チング周波数成分を検出し、このフイルタが検出したリ
プル成分の商用周波数成分およびスイッチング周波数成
分を整流平滑回路を通して整流平滑してリプル値を出力
するものであり、しきい値出力手段は、交流入力バスラ
インより絶縁手段を通して検出し、整流平滑回路を通し
て整流平滑した入力電圧と、カレントバランス信号バス
ラインより各々の出力電流に比例しているカレントバラ
ンス信号を検出し反転回路を通して反転させたその信号
とで、その時の入力電圧、負荷状況を読み取りあらかじ
め決めておいたしきい値を出力するものであり、寿命検
出信号出力手段は、リプル値出力手段が出力したリプル
の値（リプル電圧）と、しきい値出力手段が出力したし
きい値とを比較回路で比較し、リプルの値がしきい値を
こえていたら異常（寿命）と判定し寿命検出信号を出力
するものである。More specifically, the ripple value output means reads the ripple component of the ripple voltage from the DC output bus line with a filter, detects the commercial frequency component and the switching frequency component, and detects the ripple component of the ripple component detected by the filter. The commercial frequency component and the switching frequency component are rectified and smoothed through a rectifying and smoothing circuit to output a ripple value.The threshold value output means is detected from an AC input bus line through insulating means, and rectified and smoothed through a rectifying and smoothing circuit. The input voltage and the load condition at that time are read in advance based on the input voltage and the signal obtained by detecting the current balance signal proportional to each output current from the current balance signal bus line and inverting the signal through an inverting circuit. Output the threshold value. A comparison circuit compares the ripple value (ripple voltage) output by the ripple value output means with the threshold value output by the threshold value output means, and if the ripple value exceeds the threshold value, an abnormality (lifetime) And outputs a life detection signal.
【００１５】かかる構成により、複数の電源ユニットを
並列に接続した状態では、リプル電圧に影響してくる条
件の入力電圧、負荷条件は接続された全ての電源ユニッ
トにとって全て同じ状態であること、各電源ユニットを
接続するためのバスライン（入力、出力、カレントバラ
ンス信号）を積極的に利用して、電源ユニットから寿命
検出回路を切り離すことができる。With this configuration, when a plurality of power supply units are connected in parallel, the input voltage and the load condition that affect the ripple voltage are all the same for all the connected power supply units. The life detection circuit can be separated from the power supply unit by positively using the bus line (input, output, current balance signal) for connecting the power supply unit.
【００１６】このように、電源ユニットを複数接続した
場合に、各電源ユニットを接続するためのバスライン、
すなわち、交流入力バスライン、直流出力バスライン、
カレントバランス信号バスラインを積極的に利用するこ
とで、これまで電源ユニット１つ１つについていた寿命
検出回路を電源モジュールのシステム全体で１つにする
ことができ、なおかつ、これまでの機能を満足できるた
め全体的にシンプル、ローコストで電源モジュールを構
成することができる。As described above, when a plurality of power supply units are connected, a bus line for connecting each power supply unit,
That is, an AC input bus line, a DC output bus line,
By actively using the current balance signal bus line, the lifespan detection circuit previously provided for each power supply unit can be reduced to one for the entire power supply module system, and the existing functions are satisfied. Therefore, the power supply module can be configured simply and at low cost.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電源装置を図
面に示す実施の形態に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a power supply device according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
【００１８】なお、この実施の形態における電源装置
は、比較的小型のスイッチング電源に適用して説明する
が、本発明の電源装置は、このスイッチング電源に限定
されるものではない。The power supply device according to this embodiment will be described as applied to a relatively small switching power supply, but the power supply device of the present invention is not limited to this switching power supply.
【００１９】図１は本発明に係る電源装置の構成説明
図、図２は同電源装置における寿命検出ユニットの寿命
検出回路の構成説明図、図３の（１）は出力リプル電圧
の波形図、図３の（２）は負荷が大きい時の出力リプル
電圧の波形図、図３の（３）は入力電圧が大きい時の出
力リプル電圧の波形図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a power supply device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a life detection circuit of a life detection unit in the power supply device, FIG. 3A is a waveform diagram of an output ripple voltage, FIG. 3 (2) is a waveform diagram of the output ripple voltage when the load is large, and FIG. 3 (3) is a waveform diagram of the output ripple voltage when the input voltage is large.
【００２０】図１において、２はマスタ用電源ユニット
としての第１の電源ユニット、３、４は拡張用電源ユニ
ットとしての第２、第３の電源ユニット、５は寿命検出
ユニットである。In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a first power supply unit as a master power supply unit, reference numerals 3 and 4 denote second and third power supply units as extension power supply units, and reference numeral 5 denotes a life detecting unit.
【００２１】第１の電源ユニット２は、正面パネル形状
が縦長の長方形状をなした直方体形状のケーシング（図
示せず）に所要の電源回路用部品を内蔵した、例えば、
１００〜２４０ＶＡＣ入力，２４ＶＤＣ出力、２．５
Ａ、６０Ｗ出力用のスイッチング電源である。The first power supply unit 2 has required power supply circuit components built in a rectangular parallelepiped casing (not shown) having a vertically long rectangular front panel.
100-240 VAC input, 24 VDC output, 2.5
A, a switching power supply for 60W output.
【００２２】そして、第１の電源ユニット２には、交流
入力端子１３と、直流出力端子１４と、交流入力バスラ
イン（バスライン）（Ｖｉｎ＋）、（Ｖｉｎ−）と、直
流出力バスライン（バスライン）（Ｖｏ＋）、（Ｖｏ
−）と、カレントバレンス信号バスライン（信号ライ
ン）（バスライン）（ＣＢ）とが配置してある。The first power supply unit 2 includes an AC input terminal 13, a DC output terminal 14, AC input bus lines (bus lines) (Vin +) and (Vin-), and a DC output bus line (bus). Line) (Vo +), (Vo +
−) And a current valence signal bus line (signal line) (bus line) (CB).
【００２３】交流入力端子１３は、正面パネル上部に配
設されて１００〜２４０ＶＡＣの外部商用交流を電源回
路９に導くものであり、交流入力バスライン（Ｖｉｎ
＋）、（Ｖｉｎ−）に配線１５ａ、１５ｂを介して接続
してある。また、直流出力端子１４は、正面パネル下部
に配設されて２４ＶＤＣを出力するものであって、プラ
ス側＋が２つ、マイナス側−が２つであり、プラス側１
つとマイナス側１つとで一対となって二対の直流出力端
子構成になっている。The AC input terminal 13 is provided at the upper part of the front panel and guides an external commercial AC of 100 to 240 VAC to the power supply circuit 9.
+) And (Vin-) via wirings 15a and 15b. The DC output terminal 14 is disposed at the lower part of the front panel and outputs 24 VDC. The DC output terminal 14 has two plus sides, two minus sides, and one plus side.
And one negative side to form a pair, thus forming two pairs of DC output terminals.
【００２４】そして、直流出力端子１４のプラス側＋は
直流出力バスライン（Ｖｏ＋）に、直流出力端子１４の
マイナス側−は直流出力バスライン（Ｖｏ−）にそれぞ
れ配線１６ａ、１６ｂを介して接続してある。The plus side of the DC output terminal 14 is connected to the DC output bus line (Vo +), and the minus side of the DC output terminal 14 is connected to the DC output bus line (Vo-) via the wirings 16a and 16b. I have.
【００２５】電源回路９は、図２に示すように交流入力
端子１３を介して外部から入力されてくる交流を安定化
した２４ＶＤＣの出力電圧に変換して直流出力端子１４
を介して外部に出力するようになっており、この電源回
路９は他励式スイッチング電源回路であり、入力電圧整
流回路１７と入力平滑コンデンサ１８Ａにより外部商用
交流を整流して直流電圧を得て、この直流電圧をスイッ
チング素子１９でスイッチングして高周波パルスに変換
し、この高周波パルスを高周波トランス２０で変圧し、
高周波整流回路２１及び出力平滑コンデンサ１８Ｂで再
び直流に戻すようにしている。また、出力電圧に変動が
あった場合には制御回路２２で、スイッチング素子１９
がスイッチングするときのパルス幅またはスイッチング
周波数を変えて定電圧制御を行うようにしてある。As shown in FIG. 2, the power supply circuit 9 converts an AC input from the outside via an AC input terminal 13 into a stabilized output voltage of 24 VDC,
The power supply circuit 9 is a separately-excited switching power supply circuit, and rectifies an external commercial AC by an input voltage rectifier circuit 17 and an input smoothing capacitor 18A to obtain a DC voltage. The DC voltage is switched by a switching element 19 to be converted into a high-frequency pulse, and the high-frequency pulse is transformed by a high-frequency transformer 20.
The high frequency rectifier circuit 21 and the output smoothing capacitor 18B return to DC again. When the output voltage fluctuates, the control circuit 22 causes the switching element 19
The constant voltage control is performed by changing the pulse width or the switching frequency at the time of switching.
【００２６】そして、電源回路９の入力側は交流入力バ
スライン（Ｖｉｎ＋）、（Ｖｉｎ−）に配線２３ａ、２
３ｂを介して接続してあり、また、電源回路９の出力側
は配線２４ａ、２４ｂを介して直流出力バスライン（Ｖ
ｏ＋）、（Ｖｏ−）に接続してある。The input side of the power supply circuit 9 is connected to the AC input bus lines (Vin +) and (Vin-) through the wirings 23a,
3b, and the output side of the power supply circuit 9 is connected via a wiring 24a, 24b to a DC output bus line (V
o +) and (Vo-).
【００２７】また、カレントバレンス信号バスライン
（ＣＢ）は、複数の電源ユニット２が並列につながれた
とき、それぞれの電源ユニット２の出力電流を均一化す
る制御手段（図示せず）に用いられている。そして、こ
のカレントバレンス信号バスライン（ＣＢ）は、出力電
流を抵抗２５で検出しており、この出力電流に比例した
電圧で信号を出力している。The current valence signal bus line (CB) is used for control means (not shown) for equalizing the output current of each power supply unit 2 when a plurality of power supply units 2 are connected in parallel. I have. The current valance signal bus line (CB) detects the output current with the resistor 25 and outputs a signal at a voltage proportional to the output current.
【００２８】このような第１の電源ユニット２におい
て、その側面パネル側に、交流出力側コネクタ１０と、
直流出力側コネクタ１１と、カレントバレンス信号出力
側コネクタ１２とがそれぞれ配置してあり、交流出力側
コネクタ１０は交流入力バスライン（Ｖｉｎ＋）、（Ｖ
ｉｎ−）に接続してあり、直流出力側コネクタ１１は直
流出力バスライン（Ｖｏ＋）、（Ｖｏ−）に接続してあ
り、カレントバレンス信号出力側コネクタ１２はカレン
トバレンス信号バスライン（ＣＢ）に接続してある。In such a first power supply unit 2, an AC output side connector 10 is provided on the side panel side.
A DC output side connector 11 and a current valance signal output side connector 12 are arranged, respectively, and the AC output side connector 10 includes AC input bus lines (Vin +), (V
in-), the DC output side connector 11 is connected to the DC output bus lines (Vo +) and (Vo-), and the current valance signal output side connector 12 is connected to the current valance signal bus line (CB). Connected.
【００２９】第２、第３の電源ユニット３、４は、その
一方の側面パネル側に、交流入力側コネクタ２６Ａと、
直流入力側コネクタ２７Ａと、カレントバレンス信号入
力側コネクタ２８Ａとを有し、また、他方の側面パネル
側に、交流出力側コネクタ２６Ｂと、直流出力側コネク
タ２７Ｂと、カレントバレンス信号出力側コネクタ２８
Ｂとを有してあり、交流入力側コネクタ２６Ａと交流出
力側コネクタ２６Ｂとは交流入力バスライン（Ｖｉｎ
＋）、（Ｖｉｎ−）を介して互いに接続してあり、直流
入力側コネクタ２７Ａと直流出力側コネクタ２７Ｂとは
直流出力バスライン（Ｖｏ＋）、（Ｖｏ−）を介して互
いに接続してあり、カレントバレンス信号入力側コネク
タ２８Ａとカレントバレンス信号出力側コネクタ２８Ｂ
とはカレントバレンス信号バスライン（ＣＢ）を介して
互いに接続してある。Each of the second and third power supply units 3 and 4 has an AC input side connector 26A on one of its side panels.
It has a DC input side connector 27A and a current valance signal input side connector 28A, and has an AC output side connector 26B, a DC output side connector 27B, and a current valance signal output side connector 28B on the other side panel side.
B, and the AC input side connector 26A and the AC output side connector 26B are connected to the AC input bus line (Vin
+) And (Vin-), and the DC input connector 27A and the DC output connector 27B are connected to each other via DC output bus lines (Vo +) and (Vo-). Current balun signal input side connector 28A and current balun signal output side connector 28B
Are connected to each other via a current valance signal bus line (CB).
【００３０】そして、第２、第３の電源ユニット３、４
の他の構成は、上記した第１の電源ユニット２の構成と
同じであるので、同じ符号を付して説明を省略する。Then, the second and third power supply units 3, 4
The other configuration is the same as the configuration of the first power supply unit 2 described above, and thus the same reference numerals are given and the description is omitted.
【００３１】寿命検出ユニット５は、寿命検出回路３０
と、交流入力側コネクタ３１と、直流入力側コネクタ３
２と、カレントバレンス信号入力側コネクタ３３と、検
出信号出力端子３４とを有しており、交流入力側コネク
タ３１には交流入力バスライン（Ｖｉｎ＋）、（Ｖｉｎ
−）が接続してあり、直流入力側コネクタ３２には直流
出力バスライン（Ｖｏ＋）、（Ｖｏ−）が接続したり、
カレントバレンス信号入力側コネクタ３３にはカレント
バレンス信号バスライン（ＣＢ）が接続してある。The life detecting unit 5 includes a life detecting circuit 30
, AC input side connector 31 and DC input side connector 3
2, a current valance signal input side connector 33, and a detection signal output terminal 34. The AC input side connector 31 has AC input bus lines (Vin +), (Vin +
−) Is connected, and DC output bus lines (Vo +) and (Vo−) are connected to the DC input side connector 32,
A current valance signal bus line (CB) is connected to the current valance signal input side connector 33.
【００３２】寿命検出回路３０は、リプル値出力手段
と、しきい値出力手段と、寿命検出信号出力手段とを有
している。The life detection circuit 30 has ripple value output means, threshold value output means, and life detection signal output means.
【００３３】すなわち、リプル値出力手段は、直流出力
バスライン（Ｖｏ＋）よりリプル電圧のリプル成分をフ
イルタ３５で読み取り、その商用周波数成分およびスイ
ッチング周波数成分を検出し、このフイルタ３５が検出
したリプル成分の商用周波数成分およびスイッチング周
波数成分を整流平滑回路３６を通して整流平滑してリプ
ル値を出力するものである。That is, the ripple value output means reads the ripple component of the ripple voltage from the DC output bus line (Vo +) with the filter 35, detects the commercial frequency component and the switching frequency component, and detects the ripple component detected by the filter 35. Rectified and smoothed through the rectifying and smoothing circuit 36 to output a ripple value.
【００３４】また、しきい値出力手段は、交流入力バス
ライン（Ｖｉｎ＋）より絶縁手段３６を通して検出し、
整流平滑回路３７を通して整流平滑した入力電圧と、カ
レントバランス信号バスライン（ＣＢ）より各々の出力
電流に比例しているカレントバランス信号を検出し反転
回路３８を通して反転させたその信号とで、その時の入
力電圧、負荷状況を読み取りあらかじめ決めておいたし
きい値を出力するものである。The threshold value output means detects from the AC input bus line (Vin +) through the insulating means 36,
The input voltage rectified and smoothed through the rectifying and smoothing circuit 37 and the current balance signal proportional to each output current detected from the current balance signal bus line (CB) and inverted through the inverting circuit 38 are used as the signal at that time. It reads the input voltage and load condition and outputs a predetermined threshold value.
【００３５】また、寿命検出信号出力手段は、リプル値
出力手段が出力したリプルの値（リプル電圧）と、しき
い値出力手段が出力したしきい値とを比較回路３９で比
較し、リプルの値がしきい値をこえていたら異常（寿
命）と判定し寿命検出信号イを出力するものである。The life detecting signal output means compares the ripple value (ripple voltage) output from the ripple value output means with the threshold value output from the threshold value output means by a comparison circuit 39, and compares the ripple value. If the value exceeds the threshold value, it is determined as abnormal (lifetime) and a life detection signal A is output.
【００３６】第１、第２、第３の電源ユニット２、３、
４及び寿命検出ユニット５は、ディンレール（図示せ
ず）に移動可能に装着されていて、第１、第２、第３の
電源ユニット２、３、４及び寿命検出ユニット５は並列
接続されている。The first, second, and third power supply units 2, 3,
4 and a life detecting unit 5 are movably mounted on a din rail (not shown), and the first, second and third power supply units 2, 3, 4 and the life detecting unit 5 are connected in parallel. I have.
【００３７】すなわち、第１の電源ユニット２の右隣り
に第２、第３の電源ユニット３、４と寿命検出ユニット
５とが、この順序に配置してあり、第１の電源ユニット
２の交流出力側コネクタ１０、直流出力側コネクタ１
１、カレントバレンス信号出力側コネクタ１２は、第２
の電源ユニット３の交流入力側コネクタ２６Ａ、直流入
力側コネクタ２７Ａ、カレントバレンス信号入力側コネ
クタ２８Ａにそれぞれ接続してある。That is, the second and third power supply units 3 and 4 and the life detecting unit 5 are arranged on the right side of the first power supply unit 2 in this order. Output connector 10, DC output connector 1
1. The current valence signal output side connector 12 is connected to the second
Are connected to the AC input side connector 26A, the DC input side connector 27A, and the current valance signal input side connector 28A of the power supply unit 3 respectively.
【００３８】また、第２の電源ユニット３の交流出力側
コネクタ２６Ｂ、直流出力側コネクタ２７Ｂ、カレント
バレンス信号出力側コネクタ２８Ｂは、第３の電源ユニ
ット４の交流入力側コネクタ２６Ａ、直流入力側コネク
タ２７Ａ、カレントバレンス信号入力側コネクタ２８Ａ
にそれぞれ接続してある。The AC output side connector 26B, the DC output side connector 27B and the current valance signal output side connector 28B of the second power supply unit 3 are connected to the AC input side connector 26A and the DC input side connector of the third power supply unit 4. 27A, current valence signal input side connector 28A
Connected to each other.
【００３９】そして、第３の電源ユニット４の交流出力
側コネクタ２６Ｂ、直流出力側コネクタ２７Ｂ、カレン
トバレンス信号出力側コネクタ２８Ｂは、寿命検出ユニ
ット５の交流入力側コネクタ３１、直流入力側コネクタ
３２、カレントバレンス信号入力側コネクタ３３にそれ
ぞれ接続してある。The AC output connector 26B, the DC output connector 27B, and the current valence signal output connector 28B of the third power supply unit 4 are connected to the AC input connector 31, the DC input connector 32, They are connected to the current valance signal input side connectors 33, respectively.
【００４０】したがって、第１、第２、第３の電源ユニ
ット３、４及び寿命検出ユニット５の個々の交流入力バ
スライン（Ｖｉｎ＋）、（Ｖｉｎ−）、直流出力バスラ
イン（Ｖｏ＋）、（Ｖｏ−）及びカレントバレンス信号
バスライン（ＣＢ）は、それぞれに一本化されている。Accordingly, the individual AC input bus lines (Vin +), (Vin-), DC output bus lines (Vo +), (Vo +) of the first, second, third power supply units 3, 4 and the life detecting unit 5 are individually provided. −) And the current valence signal bus line (CB) are unified respectively.
【００４１】そして、第１の電源ユニット２の交流入力
端子１３には外部商用交流電源６に接続してあり、第３
の電源ユニット４の直流出力端子１４には負荷７が接続
してある。The AC input terminal 13 of the first power supply unit 2 is connected to the external commercial AC power supply 6,
The load 7 is connected to the DC output terminal 14 of the power supply unit 4.
【００４２】したがって、第１の電源ユニット２の交流
入力端子１３から入力された交流は、第２、第３の電源
ユニット３、４のそれぞれに供給される結果、第１、第
２、第３の電源ユニット２、３、４の直流出力端子１４
のそれぞれから直流を個別に出力することができ、負荷
７に直流を出力することができる。Accordingly, the alternating current input from the alternating current input terminal 13 of the first power supply unit 2 is supplied to the second and third power supply units 3 and 4, respectively. DC output terminals 14 of power supply units 2, 3, and 4
Can output a direct current from each of them, and can output a direct current to the load 7.
【００４３】次に、上記のように構成された電源装置の
寿命検出を説明する。Next, detection of the life of the power supply device configured as described above will be described.
【００４４】一般的にスイッチング電源が劣化故障する
場合、その回路に含まれている部品の電解コンデンサに
よる原因が多い。電解コンデンサは劣化してくると、そ
の容量が抜けたりして内部インピーダンスが大きくなる
特性がある。In general, when a switching power supply deteriorates and fails, there are many causes caused by electrolytic capacitors of components included in the circuit. As the electrolytic capacitor deteriorates, its capacity is lost and the internal impedance is increased.
【００４５】スイッチング電源では電解コンデンサに充
放電電流（リプル電流）が流れるため、その内部インピ
ーダンスが劣化によって大きくなってくると、そこに発
生するリプル電圧は大きくなる。In a switching power supply, a charging / discharging current (ripple current) flows through an electrolytic capacitor. If the internal impedance of the switching power supply increases due to deterioration, the ripple voltage generated there increases.
【００４６】したがって、スイッチング電源で故障つま
り寿命をあらかじめ検出しようとした場合、このリプル
電圧の大きさを検出しその機器が異常（故障に近い状
態）がどうか判断している。ちなみに、このリプル電圧
値は負荷の大きさ、入力電圧値によっても変化する。す
なわち、図３の（２）は、負荷が大きい時の出力リプル
電圧の波形であり、図３の（３）は、入力電圧が大きい
時の出力リプル電圧の波形である。Therefore, when it is attempted to detect a failure, that is, the life of the switching power supply in advance, the magnitude of the ripple voltage is detected to determine whether the device is abnormal (a state close to a failure). Incidentally, the ripple voltage value also changes depending on the size of the load and the input voltage value. That is, (2) of FIG. 3 is a waveform of the output ripple voltage when the load is large, and (3) of FIG. 3 is a waveform of the output ripple voltage when the input voltage is large.
【００４７】上記したように、第１、第２、第３の電源
ユニット２、３、４を並列接続した電源装置（モジュー
ル電源）では、リプル電圧に影響してくる条件の入力電
圧、負荷条件は、接続された全ての電源ユニット２、
３、４にとって全て同じ状態である。As described above, in the power supply device (module power supply) in which the first, second, and third power supply units 2, 3, and 4 are connected in parallel, the input voltage and the load condition that affect the ripple voltage Represents all connected power supply units 2,
3 and 4 are all in the same state.
【００４８】すなわち、直列出力バスライン（Ｖｏ＋）
には、図３の（１）のような入力の商用周波数成分のリ
プル電圧とスイッチング周波数成分のリプル電圧が出て
いる。ここで商用周波数成分は１次側の入力平滑コンデ
ンサ（電解コンデンサ）１８Ａのリプル成分が高周波ト
ランス２０を介して出力に出てくる。よって、入力の商
用周波数成分のリプル電圧は入力平滑コンデンサ１８Ａ
のリプル電圧成分と同等のものとみなすことができる。
また、スイッチング周波数成分のリプル電圧は出力平滑
コンデンサ（電解コンデンサ）１８Ｂそのもののリプル
成分である。That is, the serial output bus line (Vo +)
3 shows a ripple voltage of an input commercial frequency component and a ripple voltage of a switching frequency component as shown in (1) of FIG. Here, as the commercial frequency component, the ripple component of the primary-side input smoothing capacitor (electrolytic capacitor) 18A is output to the output via the high-frequency transformer 20. Therefore, the input commercial frequency component ripple voltage is reduced by the input smoothing capacitor 18A.
Can be regarded as equivalent to the ripple voltage component of
The ripple voltage of the switching frequency component is a ripple component of the output smoothing capacitor (electrolytic capacitor) 18B itself.
【００４９】ここで、入力平滑コンデンサ１８Ａのリプ
ル電圧は，出力する電力が同じであれば入力電圧によっ
て依存される（入力電圧が高ければ入力平滑コンデンサ
１８Ａに流れる電流も小さくリプル電圧も小さい、また
入力電圧が低ければ流れる電流が大きくなるためリプル
電圧も大きい）。The ripple voltage of the input smoothing capacitor 18A depends on the input voltage if the output power is the same (the higher the input voltage, the smaller the current flowing through the input smoothing capacitor 18A and the smaller the ripple voltage. If the input voltage is low, the flowing current increases and the ripple voltage also increases.)
【００５０】また、カレントバランス信号バスライン
（ＣＢ）は複数の電源ユニットが並列につながれたと
き、それぞれの電源ユニットの出力電流を均一化する制
御手段（図示せず）に用いられている。ここで、このカ
レントバランス信号バスライン（ＣＢ）は出力電流を抵
抗２５で検出しているため、出力電流に比例した電圧を
出力している。The current balance signal bus line (CB) is used as control means (not shown) for equalizing the output current of each power supply unit when a plurality of power supply units are connected in parallel. Here, since the output current of the current balance signal bus line (CB) is detected by the resistor 25, a voltage proportional to the output current is output.
【００５１】したがって、このカレントバランス信号バ
スライン（ＣＢ）の信号を利用することで出力電流すな
わち負荷状態の情報として利用することができる。Therefore, by using the signal of the current balance signal bus line (CB), it can be used as information on the output current, that is, the load state.
【００５２】したがって、直流出力バスライン（Ｖｏ
＋）よりのリプル成分をフイルタ３５で読み取り、その
商用周波数成分およびスイッチング周波数成分を検出
し、このフイルタ３５が検出したリプル成分の商用周波
数成分およびスイッチング周波数成分を整流平滑回路３
６を通して整流平滑してリプル値を出力する。Therefore, the DC output bus line (Vo
+) Is read by the filter 35 to detect the commercial frequency component and the switching frequency component thereof, and the commercial component and the switching frequency component of the ripple component detected by the filter 35 are rectified and smoothed by the rectifying / smoothing circuit 3.
6 and output a ripple value after rectification and smoothing.
【００５３】また、交流入力バスライン（Ｖｉｎ＋）よ
り絶縁手段３６を通して検出し、整流平滑回路３９を通
して整流平滑した入力電圧と、カレントバランス信号バ
スライン（ＣＢ）より各々の出力電流に比例しているカ
レントバランス信号を検出し反転回路４０を通して反転
させたその信号とで、その時の入力電圧、負荷状況を読
み取りあらかじめ決めておいたしきい値を出力する。The input voltage detected from the AC input bus line (Vin +) through the insulating means 36 and rectified and smoothed through the rectifying / smoothing circuit 39 is proportional to the output current from the current balance signal bus line (CB). The input voltage and load condition at that time are read with the signal obtained by detecting the current balance signal and inverted through the inverting circuit 40, and a predetermined threshold value is output.
【００５４】そして、上記のように出力されたリプルの
値（リプル電圧）と、しきい値とを比較回路３８で比較
し、リプルの値がしきい値をこえていたら異常（寿命）
と判定し寿命検出信号イを出力する。Then, the value of the ripple (ripple voltage) output as described above is compared with the threshold value by the comparison circuit 38. If the ripple value exceeds the threshold value, an abnormality (lifetime) occurs.
And outputs the life detection signal A.
【００５５】上記した本発明に係る電源装置の実施の形
態によれば、第１、第２、第３の電源ユニット２、３、
４を接続した場合に、各電源ユニット２、３、４を接続
するためのバスライン、すなわち、交流入力バスライン
（Ｖｉｎ＋）、直流出力バスライン（Ｖｏ＋）、カレン
トバランス信号バスライン（ＣＢ）を積極的に利用する
ことで、これまで電源ユニット１つ１つに付いていた寿
命検出回路を電源モジュールのシステム全体で１つにす
ることができ、なおかつ、これまでの機能を満足できる
ため全体的にシンプル、ローコストで電源モジュールを
構成することができる。According to the embodiment of the power supply device according to the present invention described above, the first, second, and third power supply units 2, 3,.
4, the bus lines for connecting the power supply units 2, 3, and 4, namely, the AC input bus line (Vin +), the DC output bus line (Vo +), and the current balance signal bus line (CB). By actively using the power supply unit, the lifespan detection circuit previously provided for each power supply unit can be reduced to one for the entire power supply system system. The power supply module can be configured simply and at low cost.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電源
装置によれば、電源ユニットを複数接続した場合に、各
電源ユニットを接続するためのバスライン、すなわち、
交流入力バスライン、直流出力バスライン、カレントバ
ランス信号バスラインを積極的に利用することで、これ
まで電源ユニット１つ１つについていた寿命検出回路を
電源モジュールのシステム全体で１つにすることがで
き、なおかつ、これまでの機能を満足できるため全体的
にシンプル、ローコストで電源モジュールを構成するこ
とができる。As described above, according to the power supply device of the present invention, when a plurality of power supply units are connected, a bus line for connecting each power supply unit, that is,
By actively using the AC input bus line, the DC output bus line, and the current balance signal bus line, the life detection circuit previously provided for each power supply unit can be reduced to one for the entire power supply module system. The power supply module can be constructed simply and at low cost because it can satisfy the functions up to now.
【図１】本発明に係る電源装置の構成説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a power supply device according to the present invention.
【図２】同電源装置における寿命検出ユニットの寿命検
出回路の構成説明図である。FIG. 2 is a configuration explanatory diagram of a life detecting circuit of a life detecting unit in the power supply device.
【図３】（１）は出力リプル電圧の波形図である。
（２）は負荷が大きい時の出力リプル電圧の波形図であ
る。（３）は入力電圧が大きい時の出力リプル電圧の波
形図である。FIG. 3A is a waveform diagram of an output ripple voltage.
(2) is a waveform diagram of the output ripple voltage when the load is large. (3) is a waveform diagram of the output ripple voltage when the input voltage is large.
２ 第１の電源ユニット ３ 第２の電源ユニット ４ 第３の電源ユニット ５ 寿命検出ユニット ６ 外部商用交流電源 ７ 負荷 ９ 電源回路 １０ 交流出力側コネクタ １１ 直流出力側コネクタ １２ カレントバレンス信号出力側コネクタ １３ 交流入力端子 １４ 直流出力端子 １５ａ 配線 １５ｂ 配線 １６ａ 配線 １６ｂ 配線 １７ 入力電圧整流回路 １８Ａ 入力平滑コンデンサ １８Ｂ 出力平滑コンデンサ １９ スイッチング素子 ２０ 高周波トランス ２１ 高周波整流回路 ２２ 制御回路 ２３ａ 配線 ２３ｂ 配線 ２４ａ 配線 ２４ｂ 配線 ２５ 抵抗 ２６Ａ 交流入力側コネクタ ２６Ｂ 交流出力側コネクタ ２７Ａ 直流入力側コネクタ ２７Ｂ 直流出力側コネクタ ２８Ａ カレントバレンス信号入力側コネクタ ２８Ｂ カレントバレンス信号出力側コネクタ ３０ 寿命検出回路 ３１ 交流入力側コネクタ ３２ 直流入力側コネクタ ３３ カレントバレンス信号入力側コネクタ ３４ フイルタ ３５ 整流平滑回路 ３６ 絶縁手段 ３７ 整流平滑回路 ３８ 反転回路 ３９ 比較回路 Ｖｉｎ＋ 交流入力バスライン（バスライン） Ｖｉｎ− 交流入力バスライン（バスライン） Ｖｏ＋ 直流出力バスライン（バスライン） Ｖｏ− 直流出力バスライン（バスライン） ＣＢ カレントバレンス信号バスライン（バスライ
ン） イ 寿命検出信号2 First power supply unit 3 Second power supply unit 4 Third power supply unit 5 Life detection unit 6 External commercial AC power supply 7 Load 9 Power supply circuit 10 AC output side connector 11 DC output side connector 12 Current valance signal output side connector 13 AC input terminal 14 DC output terminal 15a wiring 15b wiring 16a wiring 16b wiring 17 input voltage rectification circuit 18A input smoothing capacitor 18B output smoothing capacitor 19 switching element 20 high frequency transformer 21 high frequency rectification circuit 22 control circuit 23a wiring 23b wiring 24a wiring 24b wiring 25 Resistance 26A AC input side connector 26B AC output side connector 27A DC input side connector 27B DC output side connector 28A Current valance signal input side connector 28B Current valance signal output side connector Connector 30 Life detecting circuit 31 AC input side connector 32 DC input side connector 33 Current valance signal input side connector 34 Filter 35 Rectifying smoothing circuit 36 Insulating means 37 Rectifying smoothing circuit 38 Inverting circuit 39 Comparison circuit Vin + AC input bus line (bus line) Vin- AC input bus line (bus line) Vo + DC output bus line (bus line) Vo- DC output bus line (bus line) CB Current valance signal bus line (bus line) i Life detection signal
Claims (6)
これらの電源ユニットとは別に、前記電源ユニットの寿
命を検出する寿命検出回路を有する寿命検出ユニットを
付加したことを特徴とする電源装置。1. A plurality of power supply units connected in parallel,
A power supply unit characterized by adding a life detecting unit having a life detecting circuit for detecting the life of the power supply unit, separately from these power supply units.
これらの電源ユニットを接続するためのバスラインを利
用した請求項１に記載の電源装置。2. A method for detecting the life of a plurality of power supply units,
The power supply device according to claim 1, wherein a bus line for connecting these power supply units is used.
くる交流を電源回路に供給する交流入力バスラインと、
前記電源回路で変換された直流を出力する直流出力バス
ラインと、並列に接続されたそれぞれの前記電源ユニッ
トの出力電流を均一化する制御手段に用いられるカレン
トバランス信号バスラインとを含む請求項２に記載の電
源装置。3. An AC input bus line for supplying an AC input from the outside to a power supply circuit,
3. A power supply circuit comprising: a DC output bus line for outputting DC converted by the power supply circuit; and a current balance signal bus line used for control means for equalizing output currents of the respective power supply units connected in parallel. A power supply according to claim 1.
ニットの出力電流を均一化する制御手段に用いられるカ
レントバランス信号バスラインを、前記寿命検出回路の
負荷状態検出に利用した請求項１に記載の電源装置。4. The life balance detection circuit according to claim 1, wherein a current balance signal bus line used for control means for equalizing output currents of the respective power supply units connected in parallel is used for detecting a load state of the life detection circuit. Power supply.
バランス信号バスラインより検出した各々の出力電流に
比例しているカレントバランス信号と、前記交流入力バ
スラインからの入力電圧とにより適当なリプル電圧のし
きい値を決定し、前記しきい値を前記直流出力バスライ
ンからの出力電圧から検出したリプル電圧値と比較し、
異常な状態であるか否かを判定する寿命検出機能を有す
る請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記
載の電源装置。5. An apparatus according to claim 1, wherein said life detecting unit detects a proper ripple voltage based on a current balance signal proportional to each output current detected from said current balance signal bus line and an input voltage from said AC input bus line. Determining a threshold value, comparing the threshold value with a ripple voltage value detected from an output voltage from the DC output bus line,
The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device has a life detecting function for determining whether or not the power supply is in an abnormal state.
リプル成分を読み取り、その商用周波数成分およびスイ
ッチング周波数成分を検出し、このリプル成分の商用周
波数成分およびスイッチング周波数成分を整流平滑して
リプル値を出力するリプル値出力手段と、 前記交流入力バスラインより絶縁手段を通して検出しか
つ平滑した入力電圧と、前記カレントバランス信号バス
ラインより検出した各々の出力電流に比例しているカレ
ントバランス信号とで、その時の入力電圧、負荷状況を
読み取りあらかじめ決めておいたしきい値を出力するし
きい値出力手段と、 前記リプル値出力手段が出力した前記リプル値と、前記
しきい値出力手段が出力した前記しきい値とを比較し、
前記リプル値が前記しきい値を越えた場合に、寿命と判
定し寿命検出信号を出力する寿命検出信号出力手段とを
備えた請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４
に記載の電源装置。6. The life detecting unit reads a ripple component of a ripple voltage of an input voltage from the DC output bus line, detects a commercial frequency component and a switching frequency component thereof, and detects a commercial frequency component and a switching frequency of the ripple component. Ripple value output means for rectifying and smoothing the frequency component and outputting a ripple value; and an input voltage detected and smoothed from the AC input bus line through an insulating means, and an output current detected from the current balance signal bus line. With a proportional current balance signal, the input voltage at that time, a threshold value output means for reading a load condition and outputting a predetermined threshold value, and the ripple value output by the ripple value output means, Comparing the threshold value output by the threshold value output means,
5. A life detecting signal output means for judging the life and outputting a life detecting signal when the ripple value exceeds the threshold value.
A power supply according to claim 1.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005110362A (en) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Harman Pro:Kk | Power failure detector |
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