JP2663910B2

JP2663910B2 - 電源装置

Info

Publication number: JP2663910B2
Application number: JP8583695A
Authority: JP
Inventors: 誠入江
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-04-12
Filing date: 1995-04-12
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH08289550A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は電源装置に関し、特に力率改善回
路をスイッチング電源回路の入力部に有するＤＣ−ＤＣ
コンバータ形式の電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＤＣ−ＤＣコンバータであるスイッチン
グ電源においては、交流電源をダイオード及びコンデン
サにて構成される整流回路により整流平滑化し、この整
流平滑出力をスイッチング素子にてスイッチングしてト
ランスの一次側へ供給し、このトランスの二次側出力を
ダイオード，チョークコイル及びコンデンサによる整流
平滑回路にて再び直流に変換するコンバータ回路となっ
ている。

【０００３】この様なコンバータ回路において、交流電
源の電圧が低下すると、コンバータ用のスイッチング素
子のオン時間が増大してトランスが飽和することにな
る。これを防ぐために、種々の提案がなされており、例
えばスイッチングのオン時間を強制的にコントロールす
るいわゆるデッドタイムコントロールや、入力電流をモ
ニタしてこの入力電流が増加すると、出力電圧を低下さ
せる様に制御する方法等がある。

【０００４】更には、特開平１−３１１６１７号公報や
特開平２−２８５９６１号公報等には、入力電圧の低下
に応答して、スイッチング素子のドライブ回路をオフと
して、コンバータそのものの動作を停止させる技術も提
案されている。

【０００５】一方、スイッチング電源に力率改善対策と
して力率改善回路をその入力に付加する方式が用いられ
ている。この力率改善回路は交流入力を整流する整流回
路と、この整流出力を入力とし、チョークコイル，スイ
ッチング素子，ダイオードにより構成されたＰＦＣ（力
率改善）部とを有し、このＰＦＣ部の出力をスイッチン
グ電源であるＤＣ−ＤＣコンバータの入力とするもので
ある。この様なＰＦＣ回路を有する電源装置の例として
は、特開昭５３−５７５５号公報に開示され周知となっ
ている。

【０００６】このＰＦＣ回路の出力電圧はＰＦＣ回路内
の制御回路により決定される様になっており、交流入力
電圧に左右されずに設定電圧まで当該出力電圧を昇圧，
降圧する制御が行われる。この設定電圧を入力とするコ
ンバータ部から安定な出力電圧を生成する様になってい
る。

【０００７】更に、近時においては、複数台のスイッチ
ング電源を並列運転して共通負荷へ電源を供給する電源
システムが採用されている。この様な電源システムで
は、複数のスイッチング電源の各々にＰＦＣ回路が夫々
付加されており、これ等全てのスイッチング電源を電源
制御ユニットがシステム的に制御を行う様になってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のＰＦＣ回路が付
加されていないタイプのスイッチング電源では、入力電
圧が低い時に、デッドタイムコントロールや、入力電流
モニタによる出力電圧コントロールや、回路のオフコン
トロール等の方法が採用されることは前述したが、この
様な従来の制御方法をＰＦＣ回路が付加されたスイッチ
ング電源に適用したとしても、このＰＦＣ回路により設
定電圧まで昇圧制御されてしまうので、コンバータ部で
の上記制御方法では対応できないという欠点がある。

【０００９】ＰＦＣ回路が付加されているタイプの電源
装置において、入力電圧が低い場合にはＰＦＣ回路内の
スイッチング素子のオン時間が大となり、磁性体が飽和
したり、また電流の増加により各素子の温度損失上昇に
よって部品が破壊されるという欠点がある。この破壊を
防止するために、許容の大なる部品を選定すると、スペ
ースの増大や、コストアップや、重量増大等を招来する
ことになる。

【００１０】また、複数台のスイッチング電源で構成さ
れる電源システムでは、個別に交流入力電圧を検出して
制御を行う構成のために、制御回路や部品の増大、コス
トアップ等の問題がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による電源装置
は、交流電源を整流する整流手段と、この整流出力を入
力とする力率改善手段と、この力率改善手段の出力を入
力とするＤＣ−ＤＣコンバータ手段とを含む電源装置で
あって、前記整流出力の低下を監視してアラー信号を生
成する監視手段と、このアラーム信号に応答して前記力
率改善手段及び前記ＤＣ−ＤＣコンバータ手段をオフ制
御するオフ制御手段とを含むことを特徴とする。

【００１２】本発明による他の電源装置は、第１〜第ｎ
（ｎは２以上の整数）の電源回路と、前記第１の電源回
路の出力電圧により動作して装置全体の制御を行う制御
回路とを含み、前記第１の電源回路以外の電源回路の各
出力電圧により並列的に負荷への電源供給をなすように
した電源装置であって、前記第１の電源回路は、交流電
源を整流する整流手段と、この整流出力を入力とする力
率改善手段と、この力率改善手段の出力を入力とするＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ手段と、前記整流出力の低下を監視
してアラー信号を生成する監視手段と、このアラーム信
号に応答して前記力率改善手段及び前記ＤＣ−ＤＣコン
バータ手段をオフ制御するオフ制御手段とを有し、前記
第２〜第ｎの電源回路の各々は、交流電源を整流する整
流手段と、この整流出力を入力とする力率改善手段と、
この力率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコンバ
ータ手段とを有し、前記制御回路は、前記第１の電源回
路からの出力電圧の停止に応答して前記第２〜第ｎの電
源回路の各々のオフ指令を生成するオフ指令手段を有す
ることを特徴とする。

【００１３】本発明による更に他の電源装置は、第１〜
第ｎ（ｎは２以上の整数）の電源回路と、前記第１の電
源回路の出力電圧により動作して装置全体の制御を行う
制御回路とを含み、前記第１の電源回路以外の電源回路
の各出力電圧により並列的に負荷への電源供給をなすよ
うにした電源装置であって、前記第１の電源回路は、交
流電源を整流する整流手段と、この整流出力を入力とす
る力率改善手段と、この力率改善手段の出力を入力とす
るＤＣ−ＤＣコンバータ手段と、前記整流出力の低下を
監視してアラー信号を生成する監視手段と、このアラー
ム信号に応答して前記力率改善手段及び前記ＤＣ−ＤＣ
コンバータ手段をオフ制御するオフ制御手段とを有し、
前記第２〜第ｎの電源回路の各々は、交流電源を整流す
る整流手段と、この整流出力を入力とする力率改善手段
と、この力率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコ
ンバータ手段とを有し、前記制御回路は、前記第１の電
源回路からのアラーム信号に応答して前記第２〜第ｎの
電源回路の各々のオフ指令を生成するオフ指令手段を有
することを特徴とする。

【００１４】本発明による別の電源装置は、第１〜第ｎ
（ｎは２以上の整数）の電源回路と、前記第１の電源回
路の出力電圧により動作して装置全体の制御を行う制御
回路とを含み、前記第１の電源回路以外の電源回路の各
出力電圧により並列的に負荷への電源供給をなすように
した電源装置であって、前記第１の電源回路は、交流電
源を整流する整流手段と、この整流出力を入力とする力
率改善手段と、この力率改善手段の出力を入力とするＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ手段と、前記整流出力の低下を監視
してアラー信号を生成する監視手段とを有し、前記第２
〜第ｎの電源回路の各々は、交流電源を整流する整流手
段と、この整流出力を入力とする力率改善手段と、この
力率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコンバータ
手段とを有し、前記制御回路は、前記第１の電源回路か
らのアラーム信号に応答して前記第１〜第ｎの電源回路
の全てのオフ指令を生成するオフ指令手段を有すること
を特徴とする。

【００１５】

【作用】交流入力を整流する整流回路と、この整流出力
を入力とするＰＦＣ（力率改善）回路と、このＰＦＣ回
路出力を入力とするコンバータ回路とを有する構成の電
源において、整流出力をモニタして、低下したときにＰ
ＦＣ回路及びコンバータ回路をオフ制御する。

【００１６】また、複数の電源装置（ＰＦＣ回路を夫々
有する）を並列運転する方式の電源システムでは、１つ
の電源装置に整流出力をモニタする回路を設けておき、
このモニタ結果により、全ての電源のＰＦＣ回路及びコ
ンバータ回路をオフ制御する。

【００１７】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の実施例について
詳述する。

【００１８】図１は本発明の実施例の電源装置のブロッ
ク図である。図において、交流入力１は整流回路２によ
り整流平滑化されてＰＦＣ回路３へ供給される。このＰ
ＦＣ回路の出力はスイッチング電源回路構成のコンバー
タ回路４へ入力され所望の直流電圧出力となって図示せ
ぬ負荷へ供給される。

【００１９】整流回路２の整流平滑出力の電圧を監視し
て回路のオンオフを行う低電圧監視回路５が設けられて
おり、入力電圧監視回路５１とオンオフ制御回路５２と
からなっている。

【００２０】入力電圧監視回路５１は整流平滑出力電圧
を常時モニタしており、この電圧が所定レベル以下にな
ったときにアラーム信号１００ａ，１００ｂを生成する
ものである。アラーム信号１００ａは内部回路用のアラ
ームであり、アラーム信号１００ｂは外部回路へ通報す
るためのアラームであり、同一信号であるものとする。

【００２１】オンオフ制御回路５２は内部アラーム信号
１００ａに応答してＰＦＣ回路３及びコンバータ回路４
のオフ命令２００ａ，２００ｂを生成すると共に、外部
回路へもオフ命令２００ｃを導出するものである。これ
等オフ命令２００ａ〜２００ｃは同一信号であるものと
する。

【００２２】低入力電圧時には、入力電圧監視回路５１
におけるコンパレータにより基準レベルより低下したこ
とが検出され、アラーム信号１００ａ（１００ｂ）が生
成され、オンオフ制御回路５２へこれが供給される。従
って、オンオフ制御回路５２はＰＦＣ回路３及びコンバ
ータ回路４の動作を停止させる様にオフ指令をなすので
ある（２００ａ，２００ｂ）。

【００２３】図２は図１の電源装置を用いて複数電源か
らなる電源システムを構成した本発明の他の実施例のブ
ロック図である。電源Ａは図１に示した電源装置と同一
の構成であるが、外部へのアラーム信号１００ｂとオン
オフ信号（オフ命令）２００ｃとは必要ないものであ
る。

【００２４】他の電源ａ１〜ａｎは、図１の構成におい
て、整流回路２とＰＦＣ回路３とコンバータ回路４とか
らなり、低電圧監視回路５は付加されていないものとす
る。これ等電源ａ１〜ａｎの各出力が負荷１０への電源
供給を並列に行っており、電源Ａの出力は電源制御ユニ
ット９の電圧供給を行っている。

【００２５】電源制御ユニットはこのシステム全体の各
種制御を行うものであるが、特に電源Ａの出力停止時に
応答して、図３に示す手順で電源ａ１〜ａｎのオフ命令
を生成する機能を有する。

【００２６】すなわち、電源Ａにおける低電圧監視回路
５において入力電圧が基準レベルより低下したことが検
出されると、電源Ａ内のＰＦＣ回路３とコンバータ回路
４とはオフとなり、従って、電源制御ユニット９への電
源供給は断となり停止する。電源制御ユニット９はこの
電源供給停止を検出すると（ステップ３１）、電源ａ１
〜ａｎのオフ命令を生成して（ステップ３２）、全ての
電源ａ１〜ａｎの動作停止をなすのである。

【００２７】この場合、電源制御ユニット９は電源Ａか
らの電源供給が停止しても、図３に示す手順の動作を行
うために必要な電源を、内部の蓄電手段（コンデンサや
バックアップ電池等）により供給可能にしておくもので
ある。

【００２８】図４は本発明の更に他の実施例のブロック
図であり、図２と同等部分は同一符号にて示している。
本例においても、電源Ａは図１の構成と同一であるもの
とするが、外部へのオフ命令２００ｃは必要ないもので
ある。

【００２９】本例では、電源Ａにおける低電圧監視回路
５において入力電圧が基準レベルより低下したことが検
出されると、アラーム信号１００ａ，１００ｂが入力電
圧監視回路５１から出力される。アラーム信号１００ｂ
を受けた電源制御ユニット９は図５に示す手順で電源ａ
１〜ａｎのオフ命令を生成する。

【００３０】すなわち、電源Ａから外部へのアラーム信
号１００ｂを検出すると（ステップ４１）、電源ａ１〜
ａｎのオフ命令を生成して（ステップ４２）、全ての電
源ａ１〜ａｎの動作停止をなすのである。この場合、電
源Ａにおいては、内部のアラーム信号１００ａが生成さ
れ、これに応答してオンオフ制御回路５２（図１参照）
がＰＦＣ回路３とコンバータ回路４とのオフ命令２００
ａ，２００ｂを生成し、電源Ａの動作停止がなされる
が、オンオフ制御回路５２は内部のアラーム信号１００
ａを受けて一定時間遅延後にオフ命令２００ａ，２００
ｂを生成する様に構成しておく。

【００３１】すなわち、電源制御ユニット９はこの電源
Ａから電源供給を受けているために、図５の処理手順の
動作を行うに必要な時間は、電源Ａは電源供給を生成し
ておくことが必要であることによる。

【００３２】図６は本発明の更に他の実施例のブロック
図であり、図２，４と同等部分は同一符号にて示してい
る。本例でも電源Ａの構成は図１の構成と同一とされて
いるが、オンオフ制御回路５２は設ける必要なく、その
代わりに電源制御回路９からのオフ命令２０１により電
源ＡのＰＦＣ回路３及びコンバータ回路４を停止せしめ
るものである。

【００３３】電源Ａにおける低電圧監視回路５において
入力電圧の低下が検出されて外部アラーム信号１００ｂ
が生成されると、電源制御ユニット９は、図７に示す如
く、このアラーム信号１００ｂに応答して（ステップ６
１）、電源ａ１〜ａｎのみならず、電源Ａのオフ命令を
生成する（ステップ６２）。

【００３４】

【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、ＰＦＣ回
路への入力電圧の監視を行ってオフ制御をなすようにし
ているので、ＰＦＣ回路を有するスイッチング電源にお
いても、入力電圧低下時の部品の破壊を防止することが
できるという効果がある。

【００３５】また、複数台の電源で構成されるシステム
では、全ての電源に入力電圧監視機能を設けずに、単一
の電源にこれを設け、他の電源はその監視結果によりオ
フ制御を行うようにすることで、部品点数の大幅な削
減、コスト低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】本発明の他の実施例のブロック図である。

【図３】図２のブロックの電源制御ユニット９の動作フ
ロー図である。

【図４】本発明の更に他の実施例のブロック図である。

【図５】図４のブロックの電源制御ユニット９の動作フ
ロー図である。

【図６】本発明の別の実施例のブロック図である。

【図７】図６のブロックの電源制御ユニット９の動作フ
ロー図である。

【符号の説明】

１交流電源２整流回路３力率改善（ＰＦＣ）回路４コンバータ回路５低電圧監視回路９電源制御ユニット１０負荷５１入力電圧監視回路５２オンオフ制御回路Ａ，ａ１〜ａｎ電源

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源を整流する整流手段と、この整
流出力を入力とする力率改善手段と、この力率改善手段
の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコンバータ手段とを含む
電源装置であって、前記整流出力の低下を監視してアラ
ー信号を生成する監視手段と、このアラーム信号に応答
して前記力率改善手段及び前記ＤＣ−ＤＣコンバータ手
段をオフ制御するオフ制御手段とを含むことを特徴とす
る電源装置。
【請求項２】第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の電源
回路と、前記第１の電源回路の出力電圧により動作して
装置全体の制御を行う制御回路とを含み、前記第１の電
源回路以外の電源回路の各出力電圧により並列的に負荷
への電源供給をなすようにした電源装置であって、前記第１の電源回路は、交流電源を整流する整流手段
と、この整流出力を入力とする力率改善手段と、この力
率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコンバータ手
段と、前記整流出力の低下を監視してアラー信号を生成
する監視手段と、このアラーム信号に応答して前記力率
改善手段及び前記ＤＣ−ＤＣコンバータ手段をオフ制御
するオフ制御手段とを有し、前記第２〜第ｎの電源回路の各々は、交流電源を整流す
る整流手段と、この整流出力を入力とする力率改善手段
と、この力率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコ
ンバータ手段とを有し、前記制御回路は、前記第１の電源回路からの出力電圧の
停止に応答して前記第２〜第ｎの電源回路の各々のオフ
指令を生成するオフ指令手段を有することを特徴とする
電源装置。
【請求項３】第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の電源
回路と、前記第１の電源回路の出力電圧により動作して
装置全体の制御を行う制御回路とを含み、前記第１の電
源回路以外の電源回路の各出力電圧により並列的に負荷
への電源供給をなすようにした電源装置であって、前記第１の電源回路は、交流電源を整流する整流手段
と、この整流出力を入力とする力率改善手段と、この力
率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコンバータ手
段と、前記整流出力の低下を監視してアラー信号を生成
する監視手段と、このアラーム信号に応答して前記力率
改善手段及び前記ＤＣ−ＤＣコンバータ手段をオフ制御
するオフ制御手段とを有し、前記第２〜第ｎの電源回路の各々は、交流電源を整流す
る整流手段と、この整流出力を入力とする力率改善手段
と、この力率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコ
ンバータ手段とを有し、前記制御回路は、前記第１の電源回路からのアラーム信
号に応答して前記第２〜第ｎの電源回路の各々のオフ指
令を生成するオフ指令手段を有することを特徴とする電
源装置。
【請求項４】第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の電源
回路と、前記第１の電源回路の出力電圧により動作して
装置全体の制御を行う制御回路とを含み、前記第１の電
源回路以外の電源回路の各出力電圧により並列的に負荷
への電源供給をなすようにした電源装置であって、前記第１の電源回路は、交流電源を整流する整流手段
と、この整流出力を入力とする力率改善手段と、この力
率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコンバータ手
段と、前記整流出力の低下を監視してアラー信号を生成
する監視手段とを有し、前記第２〜第ｎの電源回路の各々は、交流電源を整流す
る整流手段と、この整流出力を入力とする力率改善手段
と、この力率改善手段の出力を入力とするＤＣ−ＤＣコ
ンバータ手段とを有し、前記制御回路は、前記第１の電源回路からのアラーム信
号に応答して前記第１〜第ｎの電源回路の全てのオフ指
令を生成するオフ指令手段を有することを特徴とする電
源装置。
【請求項５】前記ＤＣ−ＤＣコンバータ手段はスイッ
チング電源回路構成であることを特徴とする請求項１〜
４いずれか記載の電源装置。