JP6738844B2

JP6738844B2 - Ｕｐｓシステムにおける負荷電流を分散させるシステムおよび方法

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Publication number: JP6738844B2
Application number: JP2018028314A
Authority: JP
Inventors: プラシャントユー．パテル; チャクリドハールラディティー; ラムチャンドラパテルウトゥサヴ
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2038-02-20
Also published as: US10536031B2; US20180254660A1; JP2018148783A

Description

本開示は、無停電電源（ＵＰＳ：Uninterrupted Power Supply）システムに関する。特に、ただし限定はしないが、本開示は、並列構成のＵＰＳシステムと、ＵＰＳシステムにおける負荷電流を分散させる方法と、に関する。

無停電電源（ＵＰＳ）システムの並列構成では、ＵＰＳシステムの各ＵＰＳユニットは負荷に並列に接続される。ＵＰＳシステムの並列構成の第１の目的は、負荷電流を均等に各ＵＰＳユニットで分担することである。したがって、ＵＰＳユニットのいずれかに不具合があるとき、負荷に均等に供給するために、不具合があるＵＰＳユニットが発生する電流量を残りのＵＰＳユニットが分担する。通常のＵＰＳシステムは、共通負荷バスと、ＵＰＳユニットの各々を接続する通信線とを有する。

通信線は、並列に接続された複数のユニット間で均等に電力を分担するのに必要なデータを通過させる。一般的に、ＵＰＳシステムは、マスタＵＰＳユニットと、複数のスレーブＵＰＳユニットと、を備える。マスタＵＰＳユニットは共通負荷バスの電圧レベルを制御する。スレーブユニットは、所定の基準値に基づいて電力を分担する電流制御モードで動作する。さらに、すべてのＵＰＳユニットは共通負荷バスで接続される。

スレーブＵＰＳユニットに不具合があるとき、マスタＵＰＳユニットは不具合があるスレーブＵＰＳユニットが発生する電流に対してしばらくの間対処する。さらに、マスタＵＰＳユニットは、ダウンしたスレーブＵＰＳの数について他のスレーブＵＰＳユニットに通信する。これに加えて、マスタＵＰＳユニットは、通信線を用いて残りのスレーブＵＰＳユニットの各々が発生する電流の量を通信し、これにより、負荷電流が均等に分担される。しかしながら、通信線に不具合がある場合、通常のシステムでは負荷電流を分担する解決手段が提供されない。したがって、通信線故障はシステムの信頼性に影響を及ぼす。

図１は、負荷電流を分散させる通常の並列ＵＰＳシステム１００を示す。図１では、通信線１０６を設けてすべてのＵＰＳユニットを接続する。スレーブＵＰＳユニット１０２_３に不具合があるとき、マスタＵＰＳユニット１０１は不具合があるスレーブＵＰＳユニット１０２_３が供給する電流に対処する。ところで、通信線１０６に不具合がある場合、ＵＰＳシステム１００では、ＵＰＳシステム１００中の他のユニットに対して不具合があるスレーブＵＰＳユニットについて通信する代替手段が提供されない。したがって、マスタＵＰＳユニット１０１は、負荷１０４に付加電流を供給し続ける。複数のスレーブＵＰＳユニットが不具合状態になり、通信線１０６にも不具合があるとき、不具合があるスレーブＵＰＳユニット１０２を補償する電流を供給することによって、マスタＵＰＳユニット１０１に過剰な負荷がかかる場合がある。この結果、通常のＵＰＳシステム１００では負荷電流の効率的分担が行われない。

この背景技術で開示されている知識は、本発明の一般的な背景の理解を容易にするためのものにすぎず、この知識が当業者にとってすでに既知である先行技術を形成することの自認または示唆の任意の形態としてとらえるべきではない。

一実施の形態において、本開示は、並列構成で構成される無停電電源（ＵＰＳ）システムを開示する。ＵＰＳシステムは、複数のスレーブＵＰＳユニットを備え、マスタＵＰＳユニットは、複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが稼動していない場合、複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの稼動スレーブＵＰＳユニットの数を特定し、稼動スレーブＵＰＳユニットの特定された数に基づいてマスタＵＰＳユニットの動作電圧を変更するように構成されている第１のコントローラを備える。ＵＰＳシステムは、マスタＵＰＳユニットの動作電圧をモニタして動作電圧の変化を検出し、稼動スレーブＵＰＳユニットの数を判断し、負荷に供給するスレーブ電流を計算し、負荷にスレーブ電流を供給することをスレーブＵＰＳユニットに開始させるように構成されている第２のコントローラ備える複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットをさらに備える。

一実施の形態において、本開示は、並列構成で構成される無停電電源（ＵＰＳ）システムにおける負荷電流を分散させる方法を開示する。この方法は、複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが稼動していない場合、複数のＵＰＳユニットのうちの稼動スレーブＵＰＳユニットの数をマスタＵＰＳユニットが特定する工程と、稼動スレーブＵＰＳユニットの特定された数に基づいてマスタＵＰＳユニット動作電圧を変更する工程と、少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが、マスタＵＰＳユニットの動作電圧をモニタする工程と、稼動スレーブＵＰＳユニットの数を判断する工程と、稼動スレーブＵＰＳユニットの数に基づいて負荷に供給するスレーブ電流を計算する工程と、負荷にスレーブ電流を供給する工程と、を備える。

上記概要は例示にしかすぎず、何らかに限定することを意図しない。上記の例示態様、実施の形態および特徴に加えて、さらなる態様、実施の形態および特徴が図面および以下の詳細な説明を参照することによって明らかになる。

本開示の新規の特徴および特性は添付の請求項に示されている。ただし、例示実施の形態の以下の詳細な説明を参照することで、添付の図面とともに読めば、開示自体、ならびに使用の好ましい様式、さらなる目的およびその利点がよりよく理解される。１つ以上の実施の形態が例のみとして添付の図面に関して以下記載されている。添付の図面では、同様の参照符号は同様の要素を表す。添付の図面は以下の通りである。

負荷電流を分散させる通常のＵＰＳシステムのブロック図を示す。本開示のいくつかの実施の形態に係る、負荷電流を分散させるＵＰＳシステムの典型的なブロック図を示す。本開示のいくつかの実施の形態に係る、ＵＰＳシステムにおける負荷電流を分散させるマスタＵＰＳユニットの典型的なブロック図を示す。本開示のいくつかの実施の形態に係る、ＵＰＳシステムにおける負荷電流を分散させるスレーブＵＰＳユニットの典型的なブロック図を示す。本開示のいくつかの実施の形態に係る、ＵＰＳシステムにおける負荷電流を分散させる方法工程を示すフローチャートを示す。

本主題の原理を具体化する例示システムの概念図を本明細書の任意のブロック図が表すことは、当業者により当然理解される。同様に、任意のフローチャート、フロー図、状態遷移図、疑似コードなどが様々なプロセスを表し、これらのプロセスが、コンピュータ可読媒体において実質的に表現され、コンピュータまたはプロセッサによって、このようなコンピュータまたはプロセッサが明確に示されているか否かにかかわらず、実行され得ることも理解される。

本明細書では、用語「典型的な（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」は、「例、事例または図示例として用いられる」を意味するのに用いられる。「典型的な」として本明細書で記載される本主題の任意の実施の形態または実現例は、必ずしも他の実施の形態よりも好ましいか、有効であると解釈されるべきであるというわけではない。

本開示には様々な修正および代替形態が可能であるが、その特定の実施の形態が図面に例として示されており、以下に詳細に記載されている。しかしながら、開示を開示されている特定の形態に限定することを意図しない。それどころか、開示が開示の範囲に含まれるすべての修正例、均等物および代替例をカバーすることになるのは当然である。

用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」またはこれらのその他のバリエーションは非排他的包含をカバーすることを意図している。したがって、列挙された構成要素または工程を備える仕組み、デバイスまたは方法は、これらの構成要素または工程のみを含むのではなく、明確に列挙されていないか、このような仕組みまたはデバイスまたは方法に特有である他の構成要素または工程を含んでもよい。言い換えると、「備える」の前に記載される（ｐｒｏｃｅｅｄｅｄｂｙ “ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ… ａ”）システムまたは装置中の１つ以上の要素については、別段制約を受けることなく、システムまたは装置中の他の要素または別の要素の存在を排除しない。

本開示の実施の形態は、無停電電源（ＵＰＳ）システムと、ＵＰＳシステムにおける負荷電流を分散させる方法とに関する。ＵＰＳユニットは、マスタＵＰＳユニットと複数のスレーブＵＰＳユニットとを備える。少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットに不具合があるとき、マスタＵＰＳユニットは負荷に付加電流を提供し、動作電圧を増加させる。稼動スレーブＵＰＳユニットは、ＵＰＳシステムの共通負荷バスの動作電圧の増加をモニタし、スレーブユニットによって分担される負荷電流の割合を判断し、負荷に供給する電流を発生する。このようにして、共通負荷バスの電圧を変更して負荷電流を均等に分担することで共通負荷バスを用いて通信する方法およびシステムが本開示により提供される。

図２は、本開示のいくつかの実施の形態に係る、負荷電流を分散させるマスタＵＰＳシステム２００の典型的なブロック図を示す。ＵＰＳシステム２００は、マスタＵＰＳユニット２０１、スレーブＵＰＳユニット２０２_１、スレーブＵＰＳユニット２０２_２、…、スレーブＵＰＳユニット２０２_Ｎ、本線２０３、負荷２０４および共通負荷バス２０５を備える。一実施の形態において、スレーブＵＰＳユニット２０２_１、スレーブＵＰＳユニット２０２_２、…、スレーブＵＰＳユニット２０２_Ｎを本開示ではまとめて複数のスレーブＵＰＳユニット２０２と表す場合がある。一実施の形態では、ＵＰＳシステム２００は並列構成で構成され、すなわち、マスタＵＰＳユニット２０１と複数のＵＰＳユニット２０２の各々とは負荷２０４に接続されている。本開示では不具合がある通信リンクのシナリオを考慮しているので、図２にはすべてのユニットを接続する通信リンクが示されていない。マスタＵＰＳユニット２０１は、複数のスレーブＵＰＳユニット２０２をモニタして、複数のＵＰＳユニット２０２のうちの少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットに不具合があるときに付加マスタ電流を負荷に提供するように構成されている。さらに、マスタＵＰＳユニット２０１は、稼動スレーブＵＰＳユニットの数を判断して、それに応じて動作電圧を増加させる。さらにまた、複数のスレーブＵＰＳユニット２０２のうちの稼動スレーブＵＰＳユニットの各々は、共通負荷バス２０５を通じてマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧をモニタして、ルックアップテーブルを参照することによって稼動スレーブＵＰＳユニットの数を判断する。さらに、稼動スレーブＵＰＳユニットの各々は、稼動スレーブＵＰＳユニットの数に基づいて負荷２０４に供給するスレーブ電流を計算する。このようにして、付加マスタ電流を稼動スレーブＵＰＳユニットの各々で均等に分担する。

一実施の形態では、マスタＵＰＳユニット２０１に不具合があるとき、あるスレーブＵＰＳユニット、たとえば、複数のＵＰＳユニット２０２のうちの１つのスレーブＵＰＳユニットをマスタＵＰＳユニット２０１とみなし得る。たとえば、マスタＵＰＳユニット２０１に不具合がある場合、スレーブＵＰＳユニット２０２_１をマスタＵＰＳユニット２０１とみなし得る。

図３は、本開示のいくつかの実施の形態に係るマスタＵＰＳユニット２０１の内部構造を示す。マスタＵＰＳユニット２０１は、少なくとも１つの第１の中央演算処理装置（「ＣＰＵ」すなわち「第１のプロセッサ」）３０３と、少なくとも１つの第１のプロセッサ３０３によって実行可能な指示を保存するメモリ３０２とを含んでもよい。第１のプロセッサ３０３は、ユーザ要求またはシステム生成要求を実行するプログラムコンポネントを実行する少なくとも１つのデータプロセッサを備えてもよい。メモリ３０２は第１のプロセッサ３０３に通信により結合されている。マスタＵＰＳユニット２０１は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース３０１をさらに備える。Ｉ／Ｏインタフェース３０１は第１のプロセッサ３０３に結合されており、これを通じて入力信号および／または出力信号が通信される。

一実施の形態では、データ３０４をメモリ３０２内に保存してもよい。データ３０４は、たとえば、稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５、基準電圧値３０６および他のデータ３０７を含んでもよい。

一実施の形態では、稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５は、複数のＵＰＳユニット２０２のうちの、負荷２０４に電流を供給するスレーブＵＰＳユニットの数を示す。

一実施の形態では、基準電圧値３０６は、稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５に基づいてマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧をその値まで増加させる電圧値を示す。この実施の形態では、基準電圧値３０６は稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５に対応する。

一実施の形態では、他のデータ３０７は、複数のスレーブＵＰＳユニット３０２のうちの非稼動スレーブＵＰＳユニットの数を含んでもよいが、これに限定されない。

一実施の形態では、メモリ３０２のデータ３０４は、マスタＵＰＳユニット２０１のモジュール３０８によって処理される。本明細書で用いられているように、用語モジュールは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、電子回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Arrays）、プログラマブル・システム・オン・チップ（ＰＳｏＣ：Programmable System-On-Chip）、組み合わせ論理回路および／または記載されている機能を提供する他の適当なコンポネントを指す。本開示で定義されている機能を有するように構成されている場合のモジュール３０８により新規のハードウェアが実現される。

一実現例では、モジュール３０８は、たとえば、特定モジュール３０９、電圧調整器３１０および他のモジュール３１１を含んでもよい。このような上記モジュール３０８が単一のモジュールまたは異なるモジュールの組み合わせとして表されてもよいことはいうまでもない。

一実施の形態では、特定モジュール３０９は、ＵＰＳシステム２００中の稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５を特定する。一実施の形態では、マスタＵＰＳユニット２０１には複数のスレーブＵＰＳユニット２０２の数を含む情報が提供される。少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットに不具合があるとき、マスタＵＰＳユニット２０１の電流はしばらくの間増加する。この実施の形態では、マスタ電流の増加は非稼動スレーブＵＰＳユニットの数と比例する。したがって、マスタＵＰＳユニット２０１は、マスタ電流の増加に基づいて複数のＵＰＳユニット２０２のうちの非稼動スレーブＵＰＳユニットの数を判断する。さらに、マスタＵＰＳユニット２０１は、複数のスレーブＵＰＳユニット２０２の数と非稼動スレーブＵＰＳユニットの数とに基づいて、稼動スレーブＵＰＳユニットの数を特定する。

一実施の形態では、電圧調整器３１０は特定モジュール３０９から稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５を受ける。さらに、電圧調整器３１０は、ルックアップテーブルに基づいてマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧を増加させる。典型的なルックアップテーブルは表１に与えられている通りである。

１つのマスタと７つのスレーブユニットとを有し、４００Ａの電流を要求する負荷にＵＰＳユニットの各々が５０Ａの電流を均等に供給する７＋１構成ＵＰＳシステム２００を考える。７＋１ＵＰＳについてのルックアップテーブルは表１に示されている通りであり、マスタ電流が５０Ａである場合、マスタＵＰＳユニット２０１は、稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５が７であると判断する。したがって、マスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧は２４０Ｖにセットされる。同様に、マスタ電流が増えると、表１で与えられるように、稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５が判断される。さらに、稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５に対応するマスタＵＰＳユニット２０１の基準電圧値が判断され、動作電圧が所定の基準電圧値３０６にセットされる。

図４は、本開示のいくつかの実施の形態に係るスレーブＵＰＳユニットの内部構造を示す。図示例について、上記実施の形態を説明するためにスレーブＵＰＳユニット２０２_１を考える。スレーブＵＰＳユニット２０２_１は、少なくとも１つの第２の中央演算処理装置（「ＣＰＵ」すなわち「第２のプロセッサ」）４０３と、少なくとも１つの第２のプロセッサ４０３によって実行可能な指示を保存すメモリ４０２とを含んでもよい。第２のプロセッサ４０３は、ユーザ要求またはシステム生成要求を実行するプログラムコンポネントを実行する少なくとも１つのデータプロセッサを備えてもよい。メモリ４０２は第２のプロセッサ４０３に通信により結合されている。スレーブＵＰＳユニット２０２_１は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース４０１をさらに備える。Ｉ／Ｏインタフェース４０１は第２のプロセッサ４０３に結合されており、これを通じて入力信号および／または出力信号が通信される。

一実施の形態では、データ４０４をメモリ４０２内に保存してもよい。データ４０４は、たとえば、稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５、基準電圧値４０６および他のデータ４０７を含んでもよい。

一実施の形態では、稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５は、複数のＵＰＳユニット２０２のうちの、負荷２０４に電流を供給するスレーブＵＰＳユニットの数を示す。

一実施の形態では、基準電圧値４０６は電圧値の範囲を示し、マスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧がこの電圧値の範囲に対応する。動作電圧が対応する範囲に基づいて、稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５が判断される。

一実施の形態では、メモリ４０２中のデータ４０４は、スレーブＵＰＳユニット２０２_１のモジュール４０８によって処理される。本明細書で用いられているように、用語モジュールは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル・システム・オン・チップ（ＰＳｏＣ）、組み合わせ論理回路および／または記載されている機能を提供する他の適当なコンポネントを指す。本開示で定義されている機能を有するように構成されている場合のモジュール４０８により新規のハードウェアが実現される。

一実現例では、モジュール４０８は、たとえば、モニタモジュール４０９、判断モジュール４１０、計算モジュール４１１および他のモジュール４１２を含んでもよい。このような上記モジュール４０８が単一のモジュールまたは異なるモジュールの組み合わせとして表されてもよいことはいうまでもない。

一実施の形態では、モニタモジュール４０９はマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧をモニタする。この実施の形態では、モニタモジュール４０９は、共通負荷バス２０５を通じて動作電圧をモニタする。モニタモジュール４０９は、予め定めた時間間隔でマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧を受ける。一実施の形態では、マスタＵＰＳユニット２０１のモニタ動作電圧は基準電圧値３０６である。

一実施の形態では、判断モジュール４１０はマスタＵＰＳユニット２０１のモニタ動作電圧を受ける。さらに、判断モジュール４１０はモニタ動作電圧を基準電圧値４０６と関係させる。基準電圧値４０６は電圧値４０６の範囲を含む。一実施の形態では、モニタ電圧値は基準電圧値４０６の範囲に入る。モニタ動作電圧に対応する基準電圧値４０６の範囲が判断されると、判断モジュール４１０は基準電圧値４０６の範囲に対応する稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５を判断する。上記７＋１構成ＵＰＳシステムについてのモニタ動作電圧、基準電圧値４０６および稼動ＵＰＳユニットの数４０５の関係は、表２に与えられている。

表２によると、２４０ＶのマスタＵＰＳユニット２０１のモニタ動作電圧は２３９Ｖ〜２４１Ｖの範囲に含まれている。したがって、判断モジュール４１０は、２３９Ｖ〜２４１Ｖの範囲に対応する稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５を判断する。判断モジュール４１０が２４４Ｖのモニタ動作電圧を受けるとしてみる。電圧２４４Ｖは２４３Ｖ〜２４５Ｖの範囲に含まれる。したがって、判断モジュールは、表２から、稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５を、２４３Ｖ〜２４５Ｖの基準電圧値４０６に対応する５と判断する。

一実施の形態では、計算モジュール４１１は判断モジュール４１０から稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５を受ける。その後、計算モジュール４１１は、稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５に基づいて負荷２０４に供給するスレーブ電流を計算する。スレーブ電流は以下の式を用いて計算される。
Ｉ_{Ｓｌａｖｅ}＝Ｉ_Ｌｏａｄ／Ｎ＋１…（１）
ここで、
Ｉ_Ｌｏａｄ：負荷電流
Ｎ：稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５
Ｉ_{Ｓｌａｖｅ}：スレーブ電流

スレーブ電流が計算されると、第２のプロセッサ４０３は、負荷２０４にスレーブ電流を供給することをスレーブＵＰＳユニット２０２_１に開始させる。項Ｎ＋１は、稼動スレーブＵＰＳユニットとともにマスタＵＰＳユニット２０１を含むことを示す。

一実施の形態では、負荷電流が均等に分担されると、定格電圧にある負荷バス電圧がマスタＵＰＳユニット２０１によって取り戻される。

図５は、本開示のいくつかの実施の形態に係るＵＰＳシステム２００における負荷電流を分散させる方法を示すフローチャートを示す。

図５に図示されているように、方法５００は、本開示のいくつかの実施の形態に係る、ＵＰＳシステム２００における負荷電流を分散させる１つ以上の工程を備えてもよい。方法５００は、コンピュータ実行可能指示に関して一般的に記載することができる。通常、コンピュータ実行可能指示は、特定の機能を発揮するか、特定の抽象データ型をインプリメントするルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポネント、データ構造、プロシージャ、モジュールおよび関数を含むことができる。

方法５００が記載されている順序は、限定として解釈することを意図しておらず、記載されている方法ブロックの任意の数を任意の順序で組み合わせて方法を実施することができる。さらに、本明細書に記載されている主題の精神および範囲から逸脱しない限りにおいて、個々のブロックを方法から削除してもよい。さらにまた、任意の適当なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで方法を実施することができる。

工程５０１で、特定モジュール３０９は、ＵＰＳシステム２００中の稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５を特定する。少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットに不具合があるとき、マスタＵＰＳユニット２０１はマスタ電流をしばらくの間増加させる。この実施の形態では、マスタ電流の増加は非稼動スレーブＵＰＳユニットの数と比例する。したがって、マスタＵＰＳユニット２０１は、マスタ電流の増加に基づいて複数のＵＰＳユニット２０２のうちの非稼動スレーブＵＰＳユニットの数を判断する。さらに、マスタＵＰＳユニット２０１は、複数のスレーブＵＰＳユニット２０２の数と非稼動スレーブＵＰＳユニットの数とに基づいて、稼動スレーブＵＰＳユニットの数を特定する。

工程５０２で、電圧調整器３１０は、表１に与えられている関係に基づいてマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧をセットする。さらに、マスタユニットは、予めセットされた期間中、電圧レベルを維持して誤った電圧検出を防止する。

工程５０３で、モニタモジュール４０９はマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧をモニタする。一実施の形態では、モニタモジュール４０９は、予め定めた時間間隔で共通負荷バス２０５を通じてマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧を参照する。

工程５０４で、判断モジュール４１０は、モニタモジュール４０９からマスタＵＰＳユニット２０１のモニタ動作電圧を受ける。さらに、判断モジュール４１０は、表２に示されているようにモニタ動作電圧を基準電圧値４０６と関係させることによって稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５を判断する。

工程５０５で、計算モジュール４１１は、式１を用いて稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５に基づいてスレーブ電流を計算する。

工程５０６で、第２のプロセッサ４０３は、計算されたスレーブ電流を負荷２０４に供給することをスレーブＵＰＳユニット２０２_１の電流発生モジュール（図示されていない）に開始させる。

一実施の形態では、工程５０４〜工程５０６は稼動スレーブＵＰＳユニットの各々によって実行される。

図２を参照して、ＵＰＳシステム２００がマスタＵＰＳユニット２０１、スレーブＵＰＳユニット２０２_１、スレーブＵＰＳユニット２０２_２およびスレーブＵＰＳユニット２０２_３を備えるとする。マスタＵＰＳユニット２０１によって供給されるマスタ電流を５０Ａとする。スレーブＵＰＳユニット２０２_１、スレーブＵＰＳユニット２０２_２およびスレーブＵＰＳユニット２０２_３によって供給されるスレーブ電流Ｉ_{Ｓｌａｖｅ}を５０Ａとする。このようにすると、負荷電流Ｉ_Ｌｏａｄは２００Ａである。ＵＰＳシステム２００のＵＰＳユニットの各々が等しい量の電流を供給しているとき、負荷電流が均等に分散されることとする。スレーブＵＰＳユニット２０２_３が不具合状態にあると考えてみる。この場合、マスタ電流は、スレーブＵＰＳユニット２０２_３によって供給されるスレーブ電流Ｉ_{Ｓｌａｖｅ}に等しい値だけ増加する。したがって、マスタ電流は１００Ａまで増加する。さらに、特定モジュール３０９は、稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５を特定するために、ＵＰＳシステム２００のマスタＵＰＳユニット２０１用に生成したテーブルを参照する。表３は、ＵＰＳシステム２００用に特別に作成したテーブルである。

表３を参照して、マスタ電流が１００Ａであるので、特定モジュール３０９はスレーブＵＰＳユニットの数を６と特定する。さらに、電圧調整器３１０は、マスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧を表３中の稼動スレーブＵＰＳユニットの数３０５に対応する基準電圧値３０６に増加させる。このようにして、電圧調整器３１０はマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧を２４２Ｖにセットする。モニタモジュール４０９はマスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧をモニタする。動作電圧の変化が検出されると、モニタユニット４０９はモニタ動作電圧を判断ユニット４１０に提供する。ここでは、マスタＵＰＳユニット２０１の動作電圧が２４０Ｖから２４２Ｖに変化すると、モニタユニット４０９はモニタ動作電圧、すなわち２４２Ｖ値を判断ユニット４１１に提供する。判断ユニット４１１は、ＵＰＳシステム２００のスレーブＵＰＳユニット２０２用に生成したテーブルを参照する。表４がスレーブＵＰＳユニット２０２用に生成したテーブルを表すとする。

４００Ａの負荷要求に対してＵＰＳユニットの各々が５０Ａを供給する７＋１構成ＵＰＳシステムを考える。スレーブユニット２０２_７が動作しなくなるシナリオを考える。ここでは、マスタ電流が５０Ａから１００Ａに増加する。表４を参照して、判断ユニット４１０は、表４に示されているように２４２Ｖの動作電圧を基準電圧値４０６と関係させる。２４２Ｖの動作電圧は２４１Ｖ〜２４３Ｖの範囲に入る。さらに、判断モジュール４１０は、表４を参照することによって稼動スレーブＵＰＳユニットの数４０５を６と判断する。その後、計算モジュール４１１は、式１を用いてスレーブ電流Ｉ_{Ｓｌａｖｅ}を計算する。このシナリオでは、Ｉ_Ｌｏａｄ＝４００ＡかつＮ＝６である。したがって、Ｉ_{Ｓｌａｖｅ}が計算されて５７．１４Ａになる。これに反して、スレーブＵＰＳユニット２０２_１〜２０２_６によって供給されている電流は５０Ａである。したがって、スレーブＵＰＳユニット２０２_１およびスレーブＵＰＳユニット２０２_２は各々７．１４Ａの付加電流を発生する。したがって、スレーブＵＰＳユニット２０２_１のＩ_{Ｓｌａｖｅ}およびスレーブＵＰＳユニット２０２_２のＩ_{Ｓｌａｖｅ}は各々５７．１４Ａである。発生したＩ_{Ｓｌａｖｅ}は負荷２０４に供給される。５７．１４ＡのＩ_{Ｓｌａｖｅ}がスレーブＵＰＳユニット２０２_１およびスレーブＵＰＳユニット２０２_２によって供給されると、マスタＵＰＳユニット２０１によって負荷２０４に供給されるマスタ電流の量はスレーブＵＰＳユニット２０２_１〜２０２_６のＩ_{Ｓｌａｖｅ}の増加に比例した値だけ減少する。この図示例では、マスタ電流は７．１４×６＝４２．８４Ａの値だけ減少する。したがって、マスタ電流は５７．１４Ａまで減少する。この結果、負荷電流Ｉ_Ｌｏａｄは、ＵＰＳシステム２００の稼動ＵＰＳユニットに均等に分散される。

用語「一実施の形態（ａｎｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、用語「実施の形態（ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、用語「複数の実施の形態（ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、用語「１つ以上の実施の形態（ｏｎｅｏｒｍｏｒｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、用語「いくつかの実施の形態（ｓｏｍｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」および用語「一実施の形態（ｏｎｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」は、別段明確に記載されない限り、「１つ以上の発明の１つ以上の（ただし、すべてとは限らない）実施の形態」を意味する。

用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」およびこれらのバリエーションは、別段明確に記載されない限り、「含むが、これに限定されない」ことを意味する。

項目の列挙されたリストは、別段明確に記載されない限り、項目の一部または全部が互いに排他的であることを意味しない。用語「一（ａ）」、用語「一（ａｎ）」および用語「前記（ｔｈｅ）」は、別段明確に記載されない限り、「１つ以上」を意味する。

いくつかの構成要素が互いに通信する実施の形態の記載は、このようなすべての構成要素を必要とすることを意味しない。それどころか、任意に選択できる様々な構成要素が記載されており、本発明の多種多様な可能な実施の形態が示されている。

単一のデバイスまたは物品が本明細書に記載されている場合、１つ以上のデバイス／物品（これらが協働するか否かは問わない）を単一のデバイス／物品の代わりに用いてもよいことは容易に理解される。同様に、１つ以上のデバイスまたは物品（これらが協働するか否かは問わない）が本明細書に記載されている箇所では、単一のデバイス／物品を１つ以上のデバイスまたは物品の代わりに用いてもよいこと、または、示されている数のデバイスまたはプログラムの代わりに異なる数のデバイス／物品を用いてもよいことは容易に理解される。デバイスの機能および／または特徴を、これの代わりに、このような機能／特徴を有するようには明確に記載されていない１つ以上の他のデバイスによって、具体化してもよい。このように、本発明の他の実施の形態はデバイスそれ自体を含む必要はない。

図５の図示動作は、特定の順序で起こる特定のイベントを示す。別の複数の実施の形態では、特定の動作を異なる順序で実行してもよいし、修正してもよいし、除去してもよい。さらに、複数の工程を上記のロジックに加えてもよく、この場合でも記載されている実施の形態に矛盾しない。さらに、本明細書に記載されている動作は逐次的に行ってもよいし、特定の動作を並列に処理してもよい。またさらに、動作を単一の処理デバイスによって実行してもよいし、分散した処理ユニットによって実行してもよい。

一実施の形態では、本開示は、専用の通信線を必要としないＵＰＳシステムと、負荷電流を分散させる方法とを開示する。本開示では、均等に負荷電流を分散させるために既存の共通負荷バスを利用してＵＰＳシステムの各ＵＰＳユニットからの電流要求を通信する。

一実施の形態において、本開示では、ＵＰＳシステムに対してコストおよびハードウェアを付加することなく、均等に負荷電圧を分担する解決手段が提供される。

最後に、本明細書で用いられる言葉は主に読みやすさと教示目的で選択されており、本発明の主題の輪郭を描く、すなわち限定するようには選択されていない。したがって、本発明の範囲が、この詳細な説明によってでなく、本明細書に基づく出願について発行される任意の請求項によって限定されることを意図している。したがって、本発明の実施の形態の開示は、以下の請求項に示されている本発明の範囲を説明する（ただし、限定はしない）ことを意図している。

様々な態様および実施の形態が本明細書で開示されているが、他の態様および実施の形態が当業者には明らかである。本明細書に開示される様々な態様および実施の形態は説明のためのものであり、限定することを意図せず、真の範囲および精神が以下の請求項によって示されている。

２００ＵＰＳシステム
２０１マスタＵＰＳユニット
２０２スレーブＵＰＳユニット
２０３本線
２０４負荷
２０５共通負荷バス
３０１マスタＵＰＳユニットのＩ／Ｏインタフェース
３０２マスタＵＰＳユニットのメモリ
３０３第１のプロセッサ
３０４マスタＵＰＳユニットのデータ
３０５マスタＵＰＳユニットの稼動スレーブＵＰＳユニットの数
３０６マスタＵＰＳユニットの基準電圧値
３０７マスタＵＰＳユニットの他のデータ
３０８マスタＵＰＳユニットのモジュール
３０９特定モジュール
３１０電圧調整器
３１１マスタＵＰＳユニットの他のモジュール
４０１スレーブＵＰＳユニットのＩ／Ｏインタフェース
４０２スレーブＵＰＳユニットのメモリ
４０３第２のプロセッサ
４０４スレーブＵＰＳユニットのデータ
４０５スレーブＵＰＳユニットの稼動スレーブＵＰＳユニットの数
４０６スレーブＵＰＳユニットの基準電圧値
４０７スレーブＵＰＳユニットの他のデータ
４０８スレーブＵＰＳユニットのモジュール
４０９モニタモジュール
４１０判断モジュール
４１１計算モジュール
４１２スレーブＵＰＳユニットの他のモジュール

Claims

並列構成で構成されている無停電電源（ＵＰＳ）システムであって、
複数のスレーブＵＰＳユニットと、
第１のコントローラを備えるマスタＵＰＳユニットであって、前記第１のコントローラは、
前記複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが稼動していない場合であって、前記マスタＵＰＳユニットによって負荷に供給されるマスタ電流が変化するとき、前記複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの稼動スレーブＵＰＳユニットの数を特定し、
稼動スレーブＵＰＳユニットの前記特定された数に基づいて前記マスタＵＰＳユニットの動作電圧を予め定めたレベルに変更する、
ように構成されている、マスタＵＰＳユニットと、
第２のコントローラを備える前記複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットと、を備え、前記第２のコントローラは、
前記マスタＵＰＳユニットの前記動作電圧をモニタして前記動作電圧の変化を検出し、
前記動作電圧の前記変化に基づいて稼動スレーブＵＰＳユニットの数を判断し、
稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数に基づいて前記負荷に供給するスレーブ電流を計算し、
前記負荷に前記スレーブ電流を供給することを前記スレーブＵＰＳユニットに開始させる、
ように構成されている、
ＵＰＳシステム。
前記少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが稼動していないことは、第１のルックアップテーブルにより特定される、請求項１に記載のＵＰＳシステム。
前記第１のルックアップテーブルは、稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数と、対応する前記動作電圧の変化とを提供する、請求項２に記載のＵＰＳシステム。
稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数は、前記少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットによって第２のルックアップテーブルに基づいて判断される、請求項１に記載のＵＰＳシステム。
前記第２のルックアップテーブルは、稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数と、対応する前記動作電圧の変化とを提供する、請求項４に記載のＵＰＳシステム。
マスタＵＰＳユニットと複数のスレーブＵＰＳユニットとを備える、並列構成で構成されている無停電電源（ＵＰＳ）システムにおける負荷電流を分散させる方法であって、
前記複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが稼動していない場合であって、前記マスタＵＰＳユニットによって負荷に供給されるマスタ電流が変化するとき、前記複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの稼動スレーブＵＰＳユニットの数を前記マスタＵＰＳユニットが特定する工程と、
稼動スレーブＵＰＳユニットの前記特定された数に基づいて前記マスタＵＰＳユニットの動作電圧を予め定めたレベルに変更する工程と、
前記複数のスレーブＵＰＳユニットのうちの少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが、前記マスタＵＰＳユニットの前記動作電圧をモニタして前記動作電圧の変化を検出する工程と、
前記少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが、前記動作電圧の前記変化に基づいて稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数を判断する工程と、
前記少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが、稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数に基づいて前記負荷に供給するスレーブ電流を計算する工程と、
前記少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが、前記負荷に前記スレーブ電流を供給する工程と
を備える、方法。
前記少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットが稼動していないことは、第１のルックアップテーブルにより特定される、請求項６に記載の方法。
前記第１のルックアップテーブルは、稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数と、対応する前記動作電圧の変化とを提供する、請求項７に記載の方法。
稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数は、前記少なくとも１つのスレーブＵＰＳユニットによって第２のルックアップテーブルに基づいて判断される、請求項６に記載の方法。
前記第２のルックアップテーブルは、稼動スレーブＵＰＳユニットの前記数と、対応する前記動作電圧の変化とを提供する、請求項９に記載の方法。