JPH10108362A - 直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】並列運転を行なう場合にも、電源を構成する部
品の劣化を確実に防止すること。 【解決手段】互いに同一仕様の直流電源１，２を並列運
転可能に２台接続して、負荷に対して動作用の電流を供
給する直流電源装置において、各々の直流電源１，２の
出力電圧に互いに一定の電圧差を持たせるように電圧を
それぞれ設定し、各々の直流電源１，２の並列運転を行
なう場合に、電圧を低く設定した方の直流電源の出力回
路を遮断する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばタービン発
電機等の被監視対象の状態を監視するタービン監視計器
の各装置に使用しているサーキットボードを動作させる
電源に係り、特に並列運転を行なう場合にも、電源を構
成する部品の劣化を確実に防止できるようにした直流電
源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、タービン発電機は、タービンを
蒸気で高速回転させて、タービンに接続された発電機を
回転させることにより発電を行なっている。この場合、
タービンを定格回転まで上昇させるには、まず、ターニ
ング（タービンを低速で回転させながら運転をし、ター
ビン車軸の一時的な曲がり（偏心量）を小さくするこ
と）を行なってから、各軸受け台の振動監視を行ないな
がら、定格回転数まで回転を上昇させる。

【０００３】一方、このようなタービン発電機の振動監
視のための振動測定には、振動検出器（例えばギャップ
センサ）と振動サーキットボードとの組み合わせで、振
動を監視するようにしている。

【０００４】すなわち、振動検出器で測定した振動速度
信号を、振動サーキットボードで所定の電気信号（変位
比例信号）に変換し、振動振幅に比例した電気信号に変
換し、警報出力を発信させたり、タービンをトリップさ
せるための判断用に使用している。

【０００５】ところで、このようなタービン監視計器に
使用しているサーキットボードには、サーキットボード
に動作用の電流を供給するための電源が必要であり、専
用の電源から電流を供給するようにしている。

【０００６】また、電源には、それに接続されているサ
ーキットボードに異常が発生した時に、電流の流れ過ぎ
を防止するための過電流保護回路が設けられている。図
３は、この種の過電流保護回路を備えた従来の直流電源
の構成例を示す回路図である。

【０００７】図３において、直流電源１１は、１次側の
電圧を所定の電圧に降圧する電源トランス１１Ａと、降
圧した電圧を整流する整流器１１Ｂと、定電圧電源回路
１１Ｃと、所定の安定化した電圧を生成する定電圧回路
１１Ｄと、過電流保護回路１１Ｅとから構成されてい
る。

【０００８】また、過電流保護回路１１Ｅは、トランジ
スタ１１Ｆ，１１Ｇ、抵抗１１Ｈ，１１Ｊ、および定電
圧ダイオード１１Ｋから構成されている。過電流保護回
路１１Ｅは、定電圧ダイオード１１Ｋで安定化した電圧
を生成する。

【０００９】いま、直流電源１１に、負荷を接続して、
直流電源１１から負荷に対して電流を供給する。この場
合、過電流保護回路１１Ｅの動作する電流は、トランジ
スタ１１Ｇのベース・エミッタ間の電圧Ｖ_BEを抵抗１１
Ｊの値で割った電流値以上の電流が流れた時に、トラン
ジスタ１１ＧがＯＮして、トランジスタ１１ＦがＯＦＦ
となり、出力電流が遮断される。

【００１０】そして、この出力電流が遮断されると、ト
ランジスタ１１ＧがＯＦＦとなり、トランジスタ１１Ｆ
がＯＮして、電流が正常に供給される。このように、過
電流保護回路１１Ｅは、トランジスタ１１Ｆおよび１１
ＧのＯＮ／ＯＦＦ制御により電流を制限している。

【００１１】しかしながら、上記のような直流電源で
は、互いに同一仕様の直流電源１１を並列に２台接続し
て並列運転を行なう場合に、電圧突き合わせ用のダイオ
ード１１Ｍのアノードまで電圧が印加された状態となる
ため、電源を構成する部品の劣化等が早くなるという問
題点がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
直流電源においては、互いに同一仕様の直流電源を並列
に２台接続して並列運転を行なう場合に、電源を構成す
る部品の劣化等が早くなるという問題があった。本発明
の目的は、並列運転を行なう場合にも、電源を構成する
部品の劣化を確実に防止することが可能な直流電源装置
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、互いに同一仕様の直流電源を並列運転
可能に２台接続して、負荷に対して動作用の電流を供給
する直流電源装置において、各々の直流電源の出力電圧
に互いに一定の電圧差を持たせるように電圧をそれぞれ
設定し、各々の直流電源の並列運転を行なう場合に、電
圧を低く設定した方の直流電源の出力回路を遮断する構
成としている。

【００１４】従って、本発明の直流電源装置において
は、並列運転可能に接続した２台の直流電源の出力電圧
に、互いに一定の電圧差を持たせるように電圧をそれぞ
れ設定し、各々の直流電源の並列運転を行なう場合に、
電圧を低く設定した方の直流電源の出力回路を遮断する
ことにより、並列運転時も、電圧を低く設定した方の直
流電源の出力回路には電圧が供給されないため、電源を
構成する部品の劣化等を確実に防止することができ、極
めて信頼性の高い直流電源装置を得ることが可能とな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態
による直流電源装置を示す回路図である。図１におい
て、直流電源１は、１次側の電圧を所定の電圧に降圧す
る電源トランス１Ａと、降圧した電圧を整流する整流器
１Ｂと、所定の安定化した電圧を生成する定電圧回路１
Ｃと、過電流保護回路１Ｄとから構成されている。

【００１６】また、過電流保護回路１Ｄは、トランジス
タ１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ、抵抗１Ｊ、ＦＥＴスイッチ１Ｋ、
差動増幅器１Ｌ、コンパレータ１Ｍ、およびＮＡＮＤゲ
ート１Ｎ，１Ｐ，１Ｑから、図示のように構成されてい
る。

【００１７】なお、図１中、１Ｕは過電圧保護回路、１
Ｈはダイオード、１Ｒは抵抗、Ｒは抵抗をそれぞれ示し
ている。いま、直流電源１に、図示しない負荷を接続し
て、直流電源１から負荷に対して電流を供給する。

【００１８】この場合、過電流保護回路１Ｄの動作する
電流は、トランジスタ１Ｇのベース・エミッタ間の電圧
Ｖ_BEを抵抗１Ｊの値で割った電流以上の電流が流れた時
に、トランジスタ１ＧがＯＮし、トランジスタ１Ｅ，１
ＦがＯＦＦとなり、出力電流が遮断される。

【００１９】そして、この出力電流が遮断されると、ト
ランジスタ１ＧがＯＦＦとなり、トランジスタ１Ｅ，１
ＦがＯＮして、電流が正常に供給される。この時、抵抗
１Ｒの両端電圧を差動増幅器１Ｌで増幅し、差動増幅器
１Ｌの出力電圧が、コンパレータ１Ｍの反転端子入力電
圧（Ｖｒｅｆ）よりも大きくなった時に、ＮＡＮＤゲー
ト１Ｎの出力がレベル０となり、ＮＡＮＤゲート１Ｐの
出力がレベル１となり、ＦＥＴスイッチ１ＫがＯＮし、
トランジスタ１Ｅ，１ＦがＯＦＦして、出力電流が遮断
される。

【００２０】一方、この過電流保護回路１Ｄは、ＮＡＮ
Ｄゲート１Ｐ，１Ｑによって、自己保持回路を構成して
いる。すなわち、過電流を検出した時に、出力電流を遮
断した後、入力電源を一度ＯＦＦしてから再投入するま
では、出力回路が動作しないようにしている。

【００２１】これにより、一度、電源電圧を再投入しな
いと復帰しないため、トランジスタ１Ｅ，１Ｆは、ＯＮ
／ＯＦＦを繰り返すことがない。これにより、過電流保
護回路１Ｄのトランジスタ１Ｅ，１Ｆの劣化を防止する
ことができる。

【００２２】一方、このような同一仕様の直流電源を、
２台接続して並列運転を行なう場合には、各々の直流電
源の出力端子同士を突き合わせて使用する。この時、出
力電圧に電圧差を持たせ、電圧を低く設定した方の直流
電源のダイオードをＯＦＦにさせて、電圧の高い方の直
流電源から電流を供給するようにしている。

【００２３】すなわち、各々の直流電源の出力電圧に、
互いに一定の電圧差を持たせるように電圧をそれぞれ設
定し、各々の直流電源の並列運転を行なう場合に、電圧
を低く設定した方の直流電源の出力回路を遮断する構成
としている。

【００２４】この状態で、電圧を低く設定した方の直流
電源の抵抗１Ｖの両端の電圧は、基準電圧１Ｗよりも高
くなるので、コンパレータ１Ｘの出力電圧はマイナス電
源電圧まで飽和するため、トランジスタ１Ｆのベース電
圧がエミッタ電圧よりも低くなり、トランジスタ１Ｅも
ＯＦＦとなり、出力電圧が遮断される。

【００２５】そして、このトランジスタ１ＥがＯＦＦと
なることで、トランジスタ１Ｅ以降の各部品には電圧が
印加されない。これにより、２台の直流電源を並列運転
を行なう場合にも、電源を構成する部品の劣化を確実に
防止することができる。

【００２６】図２は、このような同一仕様の直流電源
を、並列運転可能に２台接続した場合の直流電源装置の
構成例を示す回路図である。なお、ここでは、並列接続
の具体的な一例として、出力電圧を＋１５ＶＤＣと＋１
４．８Ｖにそれぞれ設定した直流電源装置について説明
する。

【００２７】図２において、直流電源１は、出力電圧を
＋１５ＶＤＣになるように設定しておく。この時、抵抗
１Ｖの両端電圧が５Ｖとなるように設定しておく。一
方、直流電源２は、出力電圧を＋１４．８ＶＤＣとなる
ように設定しておく。この時、抵抗２Ｖの両端電圧が５
Ｖとなるように設定しておく。

【００２８】この直流電源１，２を、互いに並列接続し
た場合、出力電圧を＋１４．８Ｖに設定した直流電源２
のダイオード２ＨはＯＦＦとなり、直流電源装置の出力
電圧としては、電圧の高い方の直流電源１の出力電圧に
なり、この出力電圧が負荷３に対して供給される。

【００２９】この状態では、直流電源２の抵抗２Ｖの両
端電圧は、基準電圧素子２Ｗよりも高くなり、コンパレ
ータ２Ｘが動作して、出力電圧をマイナスの電源電圧ま
で飽和させる。そして、コンパレータ２Ｘの出力電圧
が、マイナス電源電圧まで飽和すると、トランジスタ２
Ｆのベース電位がエミッタ電位よりも低くなるため、ト
ランジスタ２Ｆ，２ＥがＯＦＦとなり、出力電圧が遮断
される。

【００３０】そして、このトランジスタ２ＥがＯＦＦと
なることで、トランジスタ２Ｅ以降の各部品には電圧が
印加されない。これにより、２台の直流電源１，２を並
列運転を行なう場合にも、電源を構成する部品の劣化を
確実に防止することができる。

【００３１】上述したように、本実施形態の直流電源装
置においては、過電流を検出した時に、出力電流を遮断
した後、入力電源を一度ＯＦＦしてから再投入するまで
は、出力回路が動作しないようにしているので、過電流
保護回路１Ｄの部品の劣化を確実に防止することが可能
となる。

【００３２】また、２台の直流電源１，２を並列運転を
行なう場合に、各々の直流電源１，２の出力電圧に、互
いに一定の電圧差を持たせるように電圧をそれぞれ設定
し、各々の直流電源１，２の並列運転を行なう場合に、
電圧を低く設定した方の直流電源、すなわち電流を供給
しない直流電源の出力回路を遮断（ＯＦＦ）するように
しているので、２台の直流電源１，２を並列運転を行な
う場合にも、電源を構成する部品の劣化を確実に防止す
ることが可能となる。

【００３３】以上により、極めて信頼性の高い直流電源
装置を得ることができる。尚、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施
することができるものである。

【００３４】上記実施形態では、本発明をタービン監視
計器に使用しているサーキットボードに動作用の電流を
供給する直流電源装置に適用した場合について説明した
が、これに限らず、その他の各種装置のサーキットボー
ドに動作用の電流を供給する直流電源装置についても、
本発明を同様に適用することが可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、互
いに同一仕様の直流電源を並列運転可能に２台接続し
て、負荷に対して動作用の電流を供給する直流電源装置
において、各々の直流電源の出力電圧に互いに一定の電
圧差を持たせるように電圧をそれぞれ設定し、各々の直
流電源の並列運転を行なう場合に、電圧を低く設定した
方の直流電源の出力回路を遮断する構成としたので、並
列運転を行なう場合にも、電源を構成する部品の劣化を
確実に防止することが可能な直流電源装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による直流電源装置の一実施形態を示す
回路図。

【図２】同一仕様の直流電源を並列運転可能に２台接続
した場合の直流電源装置の構成例を示す回路図。

【図３】従来の直流電源装置の構成例を示す回路図。

【符号の説明】

１…直流電源、 １Ａ…電源トランス、 １Ｂ…整流器、 １Ｃ…定電圧回路、 １Ｄ…過電流保護回路、 １Ｅ，１Ｆ，１Ｇ…トランジスタ、 １Ｋ…ＦＥＴスイッチ、 １Ｌ…差動増幅器、 １Ｍ…コンパレータ、 １Ｎ，１Ｐ，１Ｑ…ＮＡＮＤゲート、 １Ｕ…過電圧保護回路、 １Ｈ…ダイオード、 １Ｒ…抵抗、 Ｒ…抵抗、 １Ｖ…抵抗、 １Ｗ…基準電圧素子、 １Ｘ…コンパレータ、 ２Ｈ…ダイオード、 ２Ｖ…抵抗、 ２Ｗ…基準電圧素子、 ２Ｘ…コンパレータ、 ２Ｅ，２Ｆ…トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに同一仕様の直流電源を並列運転可
   能に２台接続して、負荷に対して動作用の電流を供給す
   る直流電源装置において、 前記各々の直流電源の出力電圧に互いに一定の電圧差を
   持たせるように電圧をそれぞれ設定し、 前記各々の直流電源の並列運転を行なう場合に、電圧を
   低く設定した方の前記直流電源の出力回路を遮断する構
   成としたことを特徴とする直流電源装置。