JP3498696B2 - 電源モジュールおよびこれに用いる電源ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源モジュールお
よびこれに用いる電源ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のスイッチング電源等においては、
工場の各種機械設備等に多用されており、その種類も各
種であり、同一出力電圧であっても電源容量（出力Ｗ）
が異なる複数の電源シリーズが使用されている現状とな
っている。

【０００３】このような電源の使用現状において、メー
カー側にとっては例えば同一出力電圧の電源シリーズと
して異なる容量のものを個別に開発製造し、また、シリ
ーズ毎にもそれぞれの容量に対応したものを個別に開発
製造して、それらをユーザー側に販売提供している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同一シ
リーズであっても容量が異なると、それぞれの容量に対
応して回路基板構成やトランスの配置やその他を新たに
開発設計する必要があってそれぞれに開発コストがかか
る分、電源の販売価格に影響することが余儀なくされ
る。

【０００５】また、それらシリーズの電源を購入して使
用するユーザーにとっても同一シリーズであっても使用
負荷などの各種用途に応じそのシリーズ内の各種電源を
個別に購入する必要があり電源台数も増え、購入コスト
がかかる、などの不具合があることも指摘されている。

【０００６】そこで、本発明者らが上述した開発コスト
の低減を図るべく鋭意研究を重ねた結果、例えば同一シ
リーズ内において或る容量の電源を、任意の台数で、増
減組み合わせ可能として任意の容量の電源を得られるよ
うにすれば、電源メーカーにとってはその容量を有する
電源の開発コストだけで済み、またユーザーにとっては
用途に応じてその容量を有する電源を１つまたは複数、
安価に購入して使用できることを最終的に発明できるに
至った。

【０００７】したがって、本発明は、同一電源容量の電
源ユニットの複数を増減組み合わせて、任意の電源容量
を得られるようにすることを解決課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電源モジュール
は、複数の電源ユニットを有し、それら各電源ユニット
のうち、少なくともいずれか１つの電源ユニットをマス
タ用電源ユニットとし、他の電源ユニットの１つまたは
複数を拡張用電源ユニットとし、マスタ用電源ユニット
から拡張用電源ユニットに対し外部交流を供給可能に接
続しており、前記電源ユニットが、同一の電源容量を有
しており、前記拡張用電源ユニットを前記マスタ用電源
ユニットに対し電源容量拡張可能に並列接続し、その接
続数の設定に応じた電源容量が得られるものであり、他
の電源ユニットを、前記マスタ用電源ユニットに、該マ
スタ用電源ユニットから外部交流を入力可能に、かつ、
当該他の電源ユニットからはそれ自体の出力電圧を出力
可能に接続できるものであり、前記マスタ用電源ユニッ
トは、外部交流を入力する交流入力端子と、前記交 流入
力端子により入力された外部交流を直流に変換して出力
する電源回路と、前記電源回路からの直流出力を外部に
出力する直流出力端子と、前記拡張用電源ユニットに並
列接続された状態で前記交流入力端子により入力された
外部交流を当該拡張用電源ユニットに供給する交流出力
部と、前記拡張用電源ユニットに並列接続された状態で
前記電源回路からの直流出力を当該拡張用電源ユニット
に供給する直流出力部と、を有し、前記拡張用電源ユニ
ットは、前記マスタ用電源ユニットに並列接続された状
態で当該マスタ用電源ユニットより供給される交流を入
力する交流入力部と、該交流入力部により入力された交
流を直流に変換して出力する電源回路と、この電源回路
からの直流出力を外部に出力する直流出力端子と、前記
交流入力部から入力した外部交流を他の拡張用電源ユニ
ットに供給する交流出力部と、前記マスタ用電源ユニッ
トに並列接続された状態で当該マスタ用電源ユニットよ
り供給される直流を入力する直流入力部と、前記直流入
力部からの直流および当該拡張用電源ユニットの電源回
路からの直流を他の拡張用電源ユニットに供給する直流
出力部と、を有するものである。

【０００９】本発明の電源モジュールによると、外部交
流の入力としてはマスタ用電源ユニットだけで済み、拡
張用電源ユニットはマスタ用電源ユニットより外部交流
を入力できるから、同一電源容量の電源ユニットの複数
を増減組み合わせることで全体として任意の電源容量を
得られる電源モジュールとなる。しかも、前記電源ユニ
ットが、同一の電源容量を有しているので、電源ユニッ
トとしては同じタイプのものを用意するだけで済み、電
源ユニットの増減の組み合わせ構成が容易になって好ま
しい。

【００１０】さらに、電源メーカーにとっては、例えば
出力電圧を同一とする電源ユニットを製造するだけで任
意の容量の電源をユーザーに提供することができること
になる。したがって、従来のように異なる容量の電源を
開発する必要がなくなり、その分、開発コストが低減し
て販売価格を低廉にできるとともに、同一容量の電源ユ
ニットの製造台数も増加してさらに販売価格を低廉にで
き、ユーザーにとっては都合がよい。そして、この場
合、ユーザーにとっては、電源ユニット１台の販売価格
の低廉さに加えて、容量毎に別々の電源を購入すること
に比較して同一容量の電源ユニットを用途に応じて１つ
または複数、購入するだけで済むから、さらに安価に済
んで都合がよい。

【００１１】また、他の電源ユニットを前記マスタ用電
源ユニットから外部交流を入力可能に、かつ、当該他の
電源ユニットからはそれ自体の出力電圧を出力可能に接
続できるものであることにより、マルチ出力の電源を得
られて好ましい。例えば、異なる電圧例えば５Ｖ，１２
Ｖ，２４Ｖの電源ユニットを接続することにより自在に
マルチ出力の電源を構成することができる。また、同じ
電圧の絶縁された出力例えば２４Ｖ，２４Ｖの電源を自
在に構成することができる。

【００１２】本発明の電源モジュールのさらに好ましい
実施態様として、前記各電源ユニットの少なくともいず
れかが電源寿命予知を行う機能を有している。

【００１３】この実施態様によると、少なくともいずれ
か１つの電源ユニットの電源寿命予知機能により、電源
モジュールとしての寿命予知が可能となって好ましい。

【００１４】本発明の電源モジュールのさらに好ましい
実施態様として、前記マスタ用電源ユニットあるいは、
マスタ用電源ユニットや拡張用電源ユニットのうち、い
ずれかが、外部との通信内容に従い、電源制御を行った
り、あるいはこれら電源ユニットに対して通信ユニット
を接続可能とし、この通信ユニットにより、外部との通
信内容に従い、電源制御を行う。

【００１５】この実施態様によると、その通信機能によ
り例えば工場設備等の電源の取り扱いが容易になって好
ましい。

【００１６】本発明の電源モジュールのさらに好ましい
実施態様として、前記電源ユニットに対して通信ユニッ
トを接続可能とし、この通信ユニットにより、外部との
通信内容に従い、電源制御を行う。

【００１７】この実施態様によると、通信機能を電源ユ
ニットに内蔵せずに通信ユニットという形態とすること
により電源ユニットのコストアップ、サイズアップを防
いで通信機能を必要とするユーザの要求に応えられる。

【００１８】本発明の電源モジュールのさらに好ましい
実施態様として、分岐ユニットを前記電源ユニットに接
続可能とし、この分岐ユニットにより、負荷の状態に応
じた分岐動作を可能としている。

【００１９】例えば電源モジュール内の電源ユニットが
過電流保護機能を装備していて、過電流のときに電源出
力停止する機能を備えている場合、これら電源ユニット
だけであると、いずれか１つの電源ユニットに接続され
ている負荷が過負荷になると電源モジュール全体が出力
停止状態となるが、この実施態様による場合、分岐ユニ
ットの分岐動作により、その電源ユニットに接続されて
いる負荷が過負荷になって過電流が流れても、それに対
応して他の負荷に対する影響を無くすような分岐動作を
可能にできて好ましい。

【００２０】本発明の電源モジュールのさらに好ましい
実施態様として、バッテリ搭載電源ユニット（ＵＰＳ）
を前記電源ユニットに接続可能とし、このＵＰＳユニッ
トから所要時において負荷に電源を供給可能としてい
る。

【００２１】この実施態様によると、停電時等の所要時
に、負荷に電源を供給できて好ましい。

【００２２】本発明の電源モジュールのさらに好ましい
実施態様として、バッテリ搭載電源ユニット（ＵＰＳ）
を前記電源ユニットに接続可能とし、このＵＰＳユニッ
トによりピーク負荷に対する対応動作可能としている。

【００２３】この実施態様によると、ピーク電流等のピ
ーク負荷に対応できるから、ピーク専用の電源や電源容
量を追加する必要がなくなって好ましい。

【００２４】本発明のマスタ用電源ユニットは、上記し
た本発明の電源モジュールに使用される前記マスタ用電
源ユニットである。

【００２５】本の拡張用電源ユニットは、上記した本発
明の電源モジュールに使用される前記マスタ用電源ユニ
ットである。

【００２６】本発明の拡張用電源ユニットの好ましい実
施態様として、外部交流を入力する交流入力端子を備え
ている。

【００２７】この実施態様によると、拡張用電源ユニッ
トからも交流入力が可能となり、ユーザの配線の自由度
が広がって好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態に基づいて説明する。

【００２９】なお、この実施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。

【００３０】（参考例１） 本発明の実施の形態の説明に先立って本発明の前提とな
る構成を有する参考例１について説明する。

【００３１】図１ないし図５は参考例１に係り、図１
は、ディン（ＤＩＮ）レールとそれに装着されたマスタ
用電源ユニットを示す図、図２ないし図４は、ディン
（ＤＩＮ）レールとそれに装着されたマスタ用電源ユニ
ットと拡張用電源ユニットとを示す図、図５は両電源ユ
ニットの電気的接続関係を示す図である。

【００３２】これらの図において、１は、ディンレー
ル、２は、マスタ用電源ユニット、３〜５は、第１ない
し第３の拡張用電源ユニットである。

【００３３】ディンレール１は、マスタ用電源ユニット
２、第１ないし第３の拡張用電源ユニット３〜５を移動
可能に装着する。

【００３４】マスタ用電源ユニット２において、２ａ
は、交流入力端子、２ｂは、直流出力端子、２ｃは、電
源回路、２ｄは、交流出力側コネクタである。

【００３５】マスタ用電源ユニット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に
所要の電源回路用部品を内蔵した１００〜２４０ＶＡＣ
入力、２４ＶＤＣ出力、２．５Ａ、６０Ｗ出力用のスイ
ッチング電源である。

【００３６】交流入力端子２ａは、正面パネル上部に配
設されて前記１００〜２４０ＶＡＣの外部商用交流を内
部電源回路２ｃに導くものであり、直流出力端子２ｂ
は、正面パネル下部に配設されて２４ＶＤＣを出力する
ものである。

【００３７】電源回路２ｃは、交流入力端子２ａ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２ｂを介して外部に
出力するようになっており、この参考例１では絶縁型ス
イッチングレギュレータなどの電源回路である。なお、
電源回路方式には種々あり、周知とされているのでその
詳しい説明は省略する。

【００３８】マスタ用電源ユニット２の正面パネルに
は、英語記号が表示されており、そのうち、「Ｖａｄ
ｊ」は、その左側のボリュームが出力電圧調整用である
ことを、「ＤＣｏｎ」は、その左側のランプの点灯で出
力電圧が出力されていることを、「Ａｌａｒｍ」は、そ
の左側のランプの点灯で当該マスタ用電源ユニット２が
異常状態にあることを示している。

【００３９】なお、直流出力端子２ｂは、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２ｂ構成となっている。

【００４０】このようなマスタ用電源ユニット２は、そ
の側面パネル側に第１の拡張用電源ユニット３の交流入
力側コネクタ３ａに電気的および機械的に接続するため
の交流出力側コネクタ２ｄを有している。交流出力側コ
ネクタ２ｄは、第１の拡張用電源ユニット３の交流入力
側コネクタ３ａに対して電気的に接続された状態で第１
の拡張用電源ユニット３に対して交流を供給可能に構成
されている。

【００４１】第１の拡張用電源ユニット３において、３
ａは、交流入力側コネクタ、３ｂは、直流出力端子、３
ｃは、電源回路、３ｄは、交流出力側コネクタ、３ｅ
は、直流入力側コネクタ、３ｆは、直流出力側コネクタ
である。

【００４２】第１の拡張用電源ユニット３は、マスタ用
電源ユニット２とほぼ同形状のケーシング構成を有し、
かつそのケーシングに所要の電源回路用部品を内蔵した
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って、正面パ
ネル上部にはマスタ用電源ユニット２のような交流入力
端子２ａが無く、正面パネル下部に２４ＶＤＣを出力す
る直流出力端子３ｂを備えた構造を有している。

【００４３】なお、上記の場合、各電源ユニットをマス
タ用電源ユニット２と拡張用電源ユニット３〜５とに区
別しているが、マスタ用電源ユニット２のみとし、それ
ら各マスタ用電源ユニット２の中からいずれかをマスタ
用電源ユニット、他を拡張用電源ユニットとしてもよ
い。

【００４４】電源回路３ｃは、交流入力側コネクタ３ａ
を介してマスタ用電源ユニット２から入力されてくる交
流を安定化した直流の出力電圧に変換して直流出力端子
３ｂを介して外部に出力するようになっているものであ
り、このような電源回路３ｃの方式には種々あり、周知
とされているのでその詳しい説明は省略する。

【００４５】第１の拡張用電源ユニット３はまた、マス
タ用電源ユニット２と同様に正面パネルに英語記号が表
示されており、そのうち、「ＤＣｏｎ」は、その左側の
ランプの点灯で出力電圧が出力されていることを、「Ａ
ｌａｒｍ」は、その左側のランプの点灯で当該第１の拡
張用電源ユニット２が異常状態にあることを示してい
る。

【００４６】この直流出力端子３ｂは、マスタ用電源ユ
ニット２と同構成となっており、その説明は省略する。

【００４７】交流入力側コネクタ３ａは、マスタ用電源
ユニット２の交流出力側コネクタ２ｄに電気的かつ機械
的に接続されるコネクタであって、マスタ用電源ユニッ
ト２の交流出力側コネクタ２ｄに電気的に接続されてマ
スタ用電源ユニット２から交流が供給されるようになっ
ている。

【００４８】交流出力側コネクタ３ｄは、第１の拡張用
電源ユニット３の内部において交流入力側コネクタ３ａ
に対して適宜の配線を介して電気的に接続されている。

【００４９】第２および第３の拡張用電源ユニット４，
５は、第１の拡張用電源ユニット３と同構成のスイッチ
ング電源であり、符号を付すのみでその説明を省略す
る。すなわち、４ａ、５ａは、交流入力側コネクタ、４
ｂ，５ｂは、直流出力端子、４ｃ，５ｃは、電源回路、
４ｄ，５ｄは、交流出力側コネクタである。

【００５０】また、第２および第３の拡張用電源ユニッ
ト４，５の正面パネル構成も、第１の拡張用電源ユニッ
ト３と同様である。

【００５１】したがって、第２および第３の拡張用電源
ユニット４，５は、相互間に置き換えて、また第１の拡
張用電源ユニット３と置き換えて配置することが可能で
ある。なお、各電源ユニット２〜５は、その直流出力端
子２ｂ〜５ｂそれぞれから個別に直流出力電圧を出力可
能となっている。

【００５２】以上の参考例１の電源モジュールにおいて
は、マスタ用電源ユニット２の交流入力端子２ａから入
力された交流は、各拡張用電源ユニット３〜５それぞれ
に供給される結果、各電源ユニット２〜５の直流出力端
子２ｂ〜５ｂそれぞれから直流を個別に出力することが
できる。

【００５３】各電源ユニット２〜５それぞれは出力２４
ＶＤＣ、２．５Ａ（６０Ｗ出力）用であるから、各電源
ユニット２〜５それぞれの出力電圧は２４Ｖで、出力電
流は２．５Ａとなる。

【００５４】なお、参考例１の場合、各拡張用電源ユニ
ット３〜５は、交流入力端子を備えていないから、その
分、コストを低減することができる。

【００５５】なお、参考例１の場合、さらに、機種統一
のためマスタ用電源ユニット２を拡張用電源ユニットと
して使用してもよく、この場合は、配線が不要となりコ
スト低減をより図れて好ましい。

【００５６】（実施形態１） 図６および図７を参照して本発明の実施形態１に従う電
源モジュールについて説明する。これらの図において、
図１ないし図５と対応する部分には同一の符号を付し、
その詳しい説明は省略する。

【００５７】実施形態１の電源モジュールにおいては、
マスタ用電源ユニット２および各拡張用電源ユニット３
〜５それぞれの直流出力端子を共通に接続したものであ
り、そのため、マスタ用電源ユニット２には直流出力側
コネクタ２ｆが設けられ、各拡張用電源ユニット３〜５
には、直流入力側コネクタ３ｅ〜５ｅ、直流出力側コネ
クタ３ｆ〜５ｆが設けられている。

【００５８】したがって、実施形態１の場合、各電源ユ
ニット２〜５それぞれは出力２４ＶＤＣ２．５Ａ（６０
Ｗ出力）用であるから、各電源ユニット２〜５それぞれ
の出力電圧は２４Ｖであるが、出力電流は１０．０Ａと
なる。

【００５９】つまり、実施形態１の場合、マスタ用電源
ユニット２だけの電源容量は、２４Ｖ×２，５Ａ＝６０
Ｗであるが、この電源容量だけでは負荷に対応できない
場合、第１の拡張用電源ユニット３を拡張する。これに
よって、電源容量は、２４Ｖ×２，５Ａ×２＝１２０Ｗ
となる。これだけでは電源容量が不足する場合は、それ
以降、第２、第３の拡張用電源ユニット４，５を並列接
続して増設して電源容量を増加させるとよい。

【００６０】その結果、実施形態１の電源モジュールに
よれば、電源メーカーにとっては、例えば出力電圧を同
一とする電源ユニットを製造するだけで任意の容量の電
源をユーザーに提供することができ、従来のように異な
る容量の電源を開発する必要がなくなり、その分、開発
コストが低減して販売価格を低廉にできる。また、同一
容量の電源ユニットの製造台数も増加してさらに販売価
格を低廉にでき、ユーザーにとっては都合がよい。この
場合、ユーザーにとっては、電源ユニット１台の販売価
格の低廉さに加えて、容量毎に別々の電源を購入するこ
とに比較して同一容量の電源ユニットを用途に応じて１
つまたは複数、購入するだけで済むから、さらに安価に
済む。

【００６１】なお、上述の実施形態１は、さらに、発
注、在庫管理の手間が省け、その管理コストを低減でき
て好ましい。

【００６２】なお、各電源ユニット２〜５は、互いに独
立して２４ＶＤＣを出力できるようにしてもよいし、個
別に２４ＶＤＣを出力できるようにしてもよい。この場
合の独立か個別かの選択は、例えば、マスタ用電源ユニ
ット２の正面パネルに、その選択スイッチを配備し、そ
の選択スイッチの操作で行えるようにしてもよい。この
場合の内部の回路構成および機構は図示を省略してい
る。

【００６３】（参考例２） 図８および図９を参照して参考例２について説明する。
参考例２は、マスタ用電源ユニット２の正面パネルにお
けるインテリジェント機能を追加したものであり、これ
には、内部電源回路は、電源生成のためのアルミ電解コ
ンデンサを使用しているが、マスタ用電源ユニット２の
寿命は、主として、このアルミ電解コンデンサの容量劣
化に左右される。したがって、アルミ電解コンデンサの
容量劣化から当該マスタ用電源ユニット２の寿命を予知
する寿命予知回路を内蔵した場合、正面パネルに寿命予
知ランプを配設しこのランプの点灯で寿命を予知できる
インテリジェント機能を設ける。

【００６４】また、この電源モジュールは、複数の電源
ユニットの組み合わせであり、そのうちのマスタ用電源
ユニット２内部に図９で示すように外部との通信を行う
通信／制御用マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２ｇを設
け、工場等の適宜場所の配置した集中管理センターにお
けるバーソナルコンピュータとの間で通信を行うことを
可能としている。

【００６５】なお、このＣＰＵ２ｇ以外に、４〜２０ｍ
Ａに代表されるアナログ入出力による状態例えば出力電
圧、出力電流のモニタや状態の制御、またはロジック回
路等の手段による制御がある。

【００６６】こうした通信の内容としては、例えば、出
力パワー、出力電圧、電源効率、温度、等のデータの授
受を行うとよい。こうすることにより、電源モジュール
の制御、電源モジュール内の個々の電源ユニットを通信
で制御可能としている。この制御の内容としては、各電
源ユニットの立ち上げの順序を決定したり、立ち上げの
時間を設定したりする制御信号を通信可能としている。
この場合、通信を介して電源ユニットの負荷率、出力電
圧は何Ｖか、また出力電圧は正常出力しているかなどの
各種運転状況のモニタを可能としてよい。こうした集中
管理は、バーソナルコンピュータ以外にプログラマブル
コントローラ（ＰＬＣ）、あるいはその他で行う。

【００６７】（実施形態２） 図１０を参照して本発明の実施形態２について説明す
る。実施形態２においては、マスタ用電源ユニット２と
拡張用電源ユニット３〜５とをメインの電源モジュール
とし、このメイン電源モジュールに対して例えば出力電
圧が１２ＶＤＣ５Ａの拡張用電源ユニット６を増設可能
としてもよい。こうすることにより、メインの電源モジ
ュールを構成する各電源ユニット２〜５は、２４ＶＤＣ
を出力し、拡張用電源ユニット６は、１２ＶＤＣを出力
するいわゆるマルチ出力が可能な電源を提供することが
できる。もちろん、他の出力電圧の拡張用電源ユニット
の１つまたは複数を組み合わせても構わない。

【００６８】（実施形態３） 図１１および図１２を参照して本発明の実施形態３につ
いて説明する。実施形態３においては、メイン電源モジ
ュールに対して、ヒューズ機能付ターミナルボックス
（分岐ユニット）７をディンレール１上にオプション的
に増設可能としたものである。

【００６９】この分岐ユニット７は、メイン電源モジュ
ール内のいずれかの電源ユニットから、２４ＶＤＣの入
力電圧が入力される一対の入力端子７ａ１，７ａ２と、
一方の入力端子７ａ１に各一端側が共通に接続された電
流制限手段としてのヒューズ７ｂ１〜７ｂ４と、このヒ
ューズ７ｂ１〜７ｂ４それぞれの他端側に接続された出
力端子７ｃ１〜７ｃ４と、他方の入力端子７ａ２に共通
に接続された他方の出力端子７ｄ１〜７ｄ４とを備え
る。

【００７０】この場合、出力端子７ｃ１，７ｄ１；７ｃ
２，７ｄ２；７ｃ３，７ｄ３；７ｃ４，７ｄ４の組み合
わせで４対の出力端子が構成され、各対の出力端子間に
不図示の負荷が接続可能とされている。なお、前記電流
制限手段としてはヒューズ以外のブレーカ、電子的手
段、その他何でもよい。

【００７１】ところで、メインの電源モジュール内の電
源ユニットが過電流保護機能を装備していて、過電流の
ときに電源出力停止する機能を備えている場合、これら
電源ユニットだけであると、いずれか１つの電源ユニッ
トに接続されている負荷が過負荷になるとメイン電源モ
ジュール全体が出力停止状態となる。

【００７２】そこで、上述した分岐ユニット７において
は、上記出力停止状態を無くすうえで、いずれか１つの
出力端子間に接続されている負荷が過負荷になって過電
流が流れても、それに対応するヒューズが溶融切断され
るようにし、他の負荷に対する影響を無くしている。

【００７３】また、例えば、全体電流が１６Ａの構成と
すると、１つの負荷側で短絡が発生すると、その負荷に
最大で１６Ａ以上が流れてしまう危険性があるが、この
実施形態ではこのような過電流が負荷に流れるのを防止
できる。この場合、各出力端子間と負荷との間に４Ａ対
応の配線を用いている場合において、負荷短絡で１６Ａ
の過電流が流れることを防止できて好ましい。

【００７４】さらに、各出力端子側から負荷にそれぞれ
４Ａの負荷電流が要求される場合、１６Ａの負荷電流を
供給できる電源が必要とされている場合において、この
実施形態３の分岐ユニット７があると、入力端子からの
電流を各出力端子で分岐して負荷に供給することができ
るので、大きな負荷電流を供給できる電源が不要とな
る。

【００７５】（参考例３） 参考例３について上述の参考例の説明に用いた図５を再
度、参照して説明する。この参考例３においては、ユー
ザーが７．５Ａの負荷に対応する場合、マスタ用電源ユ
ニット２と拡張用電源ユニット３と４とで対応できる
が、さらに拡張用電源ユニット５を追加し、１０Ａまで
対応可能な構成としている。そして、いずれの電源ユニ
ットが故障した場合、その拡張用電源ユニット５をその
予備として使用できるようにしている。

【００７６】従来では、７．５Ａの負荷に対応する電源
ユニットをバックアップする電源ユニットとしては７．
５Ａの電源ユニットが必要となっており、そのため、バ
ックアップ用電源ユニットとしては、それと同様な７．
５Ａ対応の電源ユニットが予備として必要となり、コス
ト的に不利となっている。

【００７７】これに対し参考例３によると、７．５Ａの
負荷に対応する電源モジュールとしては、３つの電源ユ
ニット、この場合、それぞれ２．５Ａのマスタ用電源ユ
ニット２と、第１，第２の拡張用電源ユニット３，４の
３つで７．５Ａの負荷に電源を供給しておき、予備とし
ては２．５Ａの第３の拡張用電源ユニット５だけで済む
から、予備の電源ユニットとしてはその購入コストを大
幅に低減することができる。

【００７８】（実施形態４） 図１３を参照して本発明の実施形態４について説明す
る。この実施形態４においては、無停電電源（ＵＰＳ）
ユニット８をディンレール１上に増設可能としている。
このＵＰＳユニット８内にはバッテリが内蔵されてい
る。停電時に際しメインの電源モジュールを構成するマ
スタ用電源ユニット２、拡張用電源ユニット３〜５それ
ぞれから負荷に電源を供給することができなくなる。こ
れを防止するために、停電時には、ＵＰＳユニット８か
ら負荷に電源を供給できるようにしている。この場合、
ＵＰＳユニット８には充電機能等を付加しているとよ
い。

【００７９】（実施形態５） 図１４を参照して本発明の実施形態５について説明す
る。実施形態５の場合、ピーク負荷対応のＵＰＳユニッ
ト９をディンレール１上に増設可能としている。ここ
で、電源の負荷にはピーク負荷がある。例えばＤＣモー
タなどの負荷においては、ピーク電流が流れることがあ
る。このようなピーク電流に対応するには従来の場合、
ピーク負荷用電源とか、あるいは電源容量を増加するな
どの対策が必要となる。

【００８０】実施形態５においては、ピーク負荷に対応
する電流等をＵＰＳユニット９から負荷に供給できるか
ら、ピーク負荷用電源とか、あるいは電源容量を増加す
るなどの対策が不要となって好ましい。

【００８１】なお、上述の実施形態でマスタ用電源ユニ
ットと拡張用電源ユニットとの間、拡張用電源ユニット
相互間において、交流入出力、直流入出力用としてコネ
クタを用いているが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、他の接続手段を用いて交流入力部、交流出力
部、直流入力部、直流出力部としてもよい。

【００８２】（参考例４） 図１５を参照して参考例４について説明する。参考例４
の電源モジュールの場合、電源ユニット５に対して通信
ユニット１０を接続可能とし、この通信ユニット１０が
内蔵マイクロコンピュータ１１により、外部との通信内
容に従い、電源制御を行うことを可能としている。

【００８３】（実施形態６） 図１６および図１７を参照して本発明の実施形態６につ
いて説明する。実施形態６の電源モジュールの場合、す
べてをマスタ用電源ユニット２としたものである。この
場合、マスタ用電源ユニット２は、図１７で示すように
すべて同じ構成であり、交流入力端子２ａ、直流出力端
子２ｂ、電源回路２ｃ、交流出力側コネクタ２ｄ、交流
入力側コネクタ２ｇ、直流入力側コネクタ２ｅ、直流出
力側コネクタ２ｆを有している。

【００８４】実施形態６の場合、電源ユニットの種類と
しては、マスタ用電源ユニットの１種類のみで済みコス
ト低減が可能となる。

【００８５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の電
源ユニットを有し、それら各電源ユニットのうち、少な
くともいずれか１つの電源ユニットをマスタ用電源ユニ
ットとし、他の電源ユニットの１つまたは複数を拡張用
電源ユニットとし、マスタ用電源ユニットから拡張用電
源ユニットに対し外部交流を供給するように並列接続可
能としたから、外部交流の入力としてはマスタ用電源ユ
ニットだけで済み、拡張用電源ユニットはマスタ用電源
ユニットより外部交流を入力できるから、同一の電源容
量の電源ユニットの複数を増減組み合わせることで全体
として任意の電源容量を得られる電源モジュールとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例１に係る電源モジュールの構成を示す図

【図２】参考例１に係る電源モジュールの構成を示す図

【図３】参考例１に係る電源モジュールの構成を示す図

【図４】参考例１に係る電源モジュールの構成を示す図

【図５】参考例１の回路図

【図６】本発明の実施形態１に係る電源モジュールの構
成を示す図

【図７】本発明の実施形態１の回路図

【図８】参考例２の電源モジュールにおけるマスタ用電
源ユニットの正面パネルを示す図

【図９】参考例２の電源モジュールにおける各電源ユニ
ットの内部回路を示す図

【図１０】本発明の実施形態２に係る電源モジュールの
構成を示す図

【図１１】本発明の実施形態３に係る電源モジュールの
構成を示す図

【図１２】図１１の電源モジュールにおけるターミナル
ボックスの回路図

【図１３】本発明の実施形態４に係る電源モジュールの
構成を示す図

【図１４】本発明の実施形態５に係る電源モジュールの
構成を示す図

【図１５】参考例４の電源モジュールの構成を示す図

【図１６】本発明の実施形態６に係る電源モジュールの
構成を示す図

【図１７】実施形態６の回路図

【符号の説明】

１ ディンレール ２ マスタ用電源ユニット ３〜５ 第１ないし第３の拡張用電源ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪田 康弘 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南 不動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 大場 恒俊 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南 不動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 小堀 秀樹 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南 不動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 大伴 高敏 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南 不動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 丸茂 克也 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南 不動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 テオ ブルッセ ウェガーラン 67−69，2132 ジェイデ ィ ホープドロップ ザ ネザーランド (72)発明者 マイク アービン １ アプスレイ ウェイ，スタップルス コーナー ロンドン エヌダブル２ ７エッチエフ ユナイテッド キングダ ム (56)参考文献 特開 平10−257768（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−28079（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−7922（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−284995（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−27949（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−248161（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−89018（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−262347（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−359676（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−235021（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 3/00 - 3/44 H02J 1/00 - 1/16

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電源ユニットを有し、 それら各電源ユニットのうち、少なくともいずれか１つ
   の電源ユニットをマスタ用電源ユニットとし、 他の電源ユニットの１つまたは複数を拡張用電源ユニッ
   トとし、 マスタ用電源ユニットから拡張用電源ユニットに対し外
   部交流を供給可能に接続しており、 前記電源ユニットが、同一の電源容量を有しており、 前記拡張用電源ユニットを前記マスタ用電源ユニットに
   対し電源容量拡張可能に並列接続し、その接続数の設定
   に応じた電源容量が得られるものであり、 他の電源ユニットを、前記マスタ用電源ユニットに、該
   マスタ用電源ユニットから外部交流を入力可能に、か
   つ、当該他の電源ユニットからはそれ自体の出力電圧を
   出力可能に接続できるものであり、 前記マスタ用電源ユニットは、外部交流を入力する交流
   入力端子と、前記交流入力端子により入力された外部交
   流を直流に変換して出力する電源回路と、前記電源回路
   からの直流出力を外部に出力する直流出力端子と、前記
   拡張用電源ユニットに並列接続された状態で前記交流入
   力端子により入力された外部交流を当該拡張用電源ユニ
   ットに供給する交流出力部と、前記拡張用電源ユニット
   に並列接続された状態で前記電源回路からの直流出力を
   当該拡張用電源ユニットに供給する直流出力部と、を有
   し、 前記拡張用電源ユニットは、前記マスタ用電源ユニット
   に並列接続された状態で当該マスタ用電源ユニットより
   供給される交流を入力する交流入力部と、該交流入力部
   により入力された交流を直流に変換して出力する電源回
   路と、この電源回路からの直流出力を外部に出力する直
   流出力端子と、前記交流入力部から入力した外部交流を
   他の拡張用電源ユニットに供給する交流出力部と、前記
   マスタ用電源ユニットに並列接続された状態で当該マス
   タ用電源ユニットより供給される直流を入力する直流入
   力部と、前記直流入力部からの直流および当該拡張用電
   源ユニットの電源回路からの直流を他の拡張用電源ユニ
   ットに供給する直流出力部と、を有する、 ことを特徴と
   する電源モジュール。
2. 【請求項２】 請求項１の電源モジュールにおいて、 前記各電源ユニットの少なくともいずれかが電源寿命予
   知を行う機能を有している、ことを特徴とする電源モジ
   ュール。
3. 【請求項３】 請求項１または２の電源モジュールにお
   いて、 前記マスタ用電源ユニットは、外部との通信内容に従
   い、電源制御を行う、ことを特徴とする電源モジュー
   ル。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかの電源モジ
   ュールにおいて、 前記電源ユニットの少なくとも１つは、外部との通信内
   容に従い、電源制御を行う、ことを特徴とする電源モジ
   ュール。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかの電源モジ
   ュールにおいて、 前記電源ユニットに対して通信ユニットを接続可能と
   し、この通信ユニットにより、外部との通信内容に従
   い、電源制御を行う、ことを特徴とする電源モジュー
   ル。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかの電源モジ
   ュールにおいて、 分岐ユニットを前記電源ユニットに接続可能とし、この
   分岐ユニットにより、負荷の状態に応じた分岐動作を可
   能としている、ことを特徴とする電源モジュール。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかの電源モジ
   ュールにおいて、 バッテリ搭載電源ユニット（ＵＰＳ）を前記電源ユニッ
   トに接続可能とし、このＵＰＳユニットから所要時にお
   いて負荷に電源を供給可能としている、ことを特徴とす
   る電源モジュール。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかの電源モジ
   ュールにおいて、 バッテリ搭載電源ユニット（ＵＰＳ）を前記電源ユニッ
   トに接続可能とし、このＵＰＳユニットによりピーク負
   荷に対する対応動作可能としている、ことを特徴とする
   電源モジュール。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかの電源モジ
   ュールに使用される、ことを特徴とする前記マスタ用電
   源ユニット。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし８のいずれかの電源モ
    ジュールに使用される、ことを特徴とする前記拡張用電
    源ユニット。
11. 【請求項１１】 請求項１０の拡張用電源ユニットにお
    いて、 外部交流を入力する交流入力端子を備えた、ことを特徴
    とする拡張用電源ユニット。