JPH1118415A - 並列運転電源装置の電流バランス回路 - Google Patents

並列運転電源装置の電流バランス回路

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JPH1118415A
JPH1118415A JP9172380A JP17238097A JPH1118415A JP H1118415 A JPH1118415 A JP H1118415A JP 9172380 A JP9172380 A JP 9172380A JP 17238097 A JP17238097 A JP 17238097A JP H1118415 A JPH1118415 A JP H1118415A
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JP
Japan
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voltage
output
amplifier
power supply
circuit
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JP9172380A
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English (en)
Inventor
Taku Hirota
卓 廣田
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NEC Tohoku Corp
Original Assignee
NEC Tohoku Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】並列運転電源装置の電流バランスを取るための
電流検出器の簡略化と適用性を高める。 【解決手段】DC−DCコンバータ2,3を並列接続し
た接続点に挿入され電流検出する抵抗器11,12と、
抵抗器11,12の両端内の差電圧を入力し増幅する差
電圧増幅器13と、差電圧増幅器13の出力電圧をレベ
ルシフトDC−DCコンバータ2のVrefに印加する
レベルシフト回路14と、差電圧増幅器13の出力電圧
を入力し入力電圧の正負方向を識別し制御方向を表すラ
ンプと、制御限界でアラームを発生する表示部15とで
構成される。抵抗器11,12の検出電圧V1,V2の
差電圧によりVrefを可変して電流バランスをとる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は並列運転電源装置の
電流バランス回路に関し、特に2台の電源装置を並列に
接続した場合にそれぞれの出力電流を検出して積極的に
出力電流が均衡するように制御する電流バランス回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電源装置の信頼度を上げるため冗
長構成をとる場合に2台の電源装置を並列に接続する
が、各電源装置の出力電圧のバラツキにより出力電流が
不均等となり、極端な場合は一方の電源装置に全負荷が
かかるような場合がある。このため負荷のかかった電源
装置は内部の温度上昇により寿命・信頼度が低下すると
いう問題がある。
【0003】この問題を避けるために各電源装置の出力
電流を均衡させるため、例えば特開昭61−29316
8号公報に示されたような技術が知られている。
【0004】図3はこの従来技術例を示す回路図であ
る。図3において、コンバータ61とコンバータ66と
は入出力が並列接続されている。それぞれの出力電流を
検出する電流検出器62,電流検出器67を接続してい
る。電圧比較回路68は電流検出器62、電流検出器6
7を通して得た出力電圧比較してその差電圧を増幅して
出力する。コンバータ61の制御部はエラーアンプ6
5、PWM回路64、ドライブ回路63とで構成されて
いる。
【0005】次に動作を説明する。コンバータ61とコ
ンバータ66とは電流検出器62と電流検出器67とに
より、常に出力電流に比例した電圧V1、V2を出力
し、電圧比較回路68へ入力している。電圧比較回路6
8はV1、V2の比較によりその差電圧を出力電圧V3
としてエラーアンプ65の基準電圧端子Vrefに印加
している。電流検出器62、67はコンバータ61、6
6のそれぞれの入力側スイッチング電流を変流器により
電圧に変換して検出している。
【0006】コンバータ61とコンバータ66とは初期
設定としてPWM回路にある出力電圧の調整機能を用い
て出力電流を均衡した状態に設定するが、この電流バラ
ンスがとれた状態から例えば何らかの原因でコンバータ
61の出力電流が増加しこの分コンバータ66の出力電
流が減少して不均衡な状態になった場合、電流検出器6
2、67の検出電圧V1,V2はV1>V2となり電圧
比較回路68の出力電圧V3は下がる方向に変化する。
エラーアンプ65はVrefが下がるので相対的に出力
電圧が高くなったと判断し、PWM64とドライブ回路
63の制御回路により出力電圧は下がる方向に制御さ
れ、この結果、出力電流は減少して均衡した元の状態に
戻るようになる。このように電流検出による制御によL
積極的に電流バランスが保たれるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の技術
では電流検出による制御により電流バランスを保ってい
るが、この電流検出がコンバータ内部の電流、例えば入
力側スイッチング電流を検出しているために変流器を用
いるなどで電流検出器が複雑となっている。また、あら
かじめコンバータ内部にこの電流検出器を設けて置かね
ばならないので既存のコンバータを並列接続する場合に
は簡単にこの技術を用いることが出来ないなどの問題が
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の並列運転電源装
置の電流バランス回路は、DC入力電圧をスイッチング
して電圧変換する変換回路とこの変換回路の出力電圧の
誤差電圧を検出する誤差増幅器とこの誤差増幅器の出力
電圧で前記変換回路のスイッチングパルス幅を制御して
出力電圧を安定化する制御回路とを有する電源装置を2
台並列に接続したその出力側接続点にそれぞれ一端を共
通にして挿入された電流検出用の2個の抵抗器と、この
2個の抵抗器の他端間に発生する正負双方向の差電圧を
増幅しレベルシフトして一方の前記電源装置の誤差増幅
器の基準電圧に印加する差電圧増幅器とを備えている。
【0009】また、DC入力電圧をスイッチングして電
圧変換する変換回路とこの変換回路の出力電圧の誤差電
圧を検出する誤差増幅器とこの誤差増幅器の出力電圧で
前記変換回路のスイッチングパルス幅を制御して出力電
圧を安定化する制御回路とを有する電源装置を2台並列
に接続したその出力側接続点にそれぞれ一端を共通にし
て挿入された電流検出用の2個の抵抗器と、この2個の
抵抗器の他端間の電圧の正方向電圧を増幅してその出力
電圧を一方の前記電源装置の誤動作増幅器の基準電圧に
印加する第1の差電圧増幅器と、前記電圧の負方向の電
圧を増幅してその出力電圧を他方の前記電源装置の誤差
増幅器の基準電圧に印加する第2の差電圧増幅器とを備
えることでも良い。
【0010】また、前記差電圧増幅器の出力電圧を入力
しこの電圧の正負極性を識別し制御方向を認視するため
の表示器を備えても良い。
【0011】また、前記第1および第2の差電圧増幅器
の出力電圧を入力して前記第1あるいは第2の差電圧増
幅器により制御される側の前記電源装置を視認するため
の表示器を備えても良い。
【0012】更に、前記表示器は入力電圧が所定の値以
上になった時アラームを発生するようにしても良い。
【0013】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態例
を示すブロック図である。図1において、2台のDC−
DCコンバータ2,3は入出力側でそれぞれ並列接続さ
れ、その出力側接続点に本発明の電流バランス回路1が
挿入され、2台のDC−DCコンバータ2,3は電流バ
ランスがとられて負荷4に電流を均等に供給している。
【0014】DC−DCコンバータ2は、DC入力電圧
をスイッチングして電圧変換する変換回路21とこの変
換回路21の出力電圧の誤差電圧を検出する誤差増幅器
23とこの誤差増幅器23の出力電圧で変換回路21の
スイッチングパルス幅を制御して出力電圧を安定化する
制御回路22とを有する。またDC−DCコンバータ3
もこれと同一構成である。
【0015】電流バランス回路1は、この2台のDC−
DCコンバータを並列接続した出力接続点にそれぞれ一
端を共通にして挿入された電流検出用の2個の抵抗器1
1,12と、この2個の抵抗器11,12の他端間に発
生する正負両方向の差電圧を増幅する差電圧増幅器13
と、この差電圧増幅器13の出力電圧をレベルシフトし
てDC−DCコンバータ2の基準電圧Vrefに印加す
るレベルシフト回路14と、増幅器13の出力電圧を入
力しこの電圧の正負極性を識別し制御方向を表示すると
同時に制御限界でアラームを発する表示部15とで構成
されている。
【0016】次に図1の動作について説明する。DC−
DCコンバータ2,3は通常のスケッチングレギュレー
タであるので説明は省略する。DC−DCコンバータ
2,3の出力電流を検出する抵抗器11,12は、効率
低下を抑えるために定格出力電流で100mV程度を降
下する低抵抗値のものが用いられている。
【0017】当初、DC−DCコンバータ2,3は出力
電流が均衡するように、例えばDC−DCコンバータ2
側の誤差増幅器23の入力電圧、あるいはVrefを調
整する。出力電圧の調整はこの入力電圧、あるいはVr
efを可変して行うようになっている(図示せず)。こ
の電流バランスがとれた状態から、例えば何らかの原因
でDC−DCコンバータ2側の出力電流が増加し、この
分DC−DCコンバータ3の出力電流が減少した場合、
抵抗器11,12の検出電圧V1,V2はV1>V2と
なりその差電圧が差電圧増幅器13で増幅される。この
場合、増幅出力は負方向電圧となり、レベルシフト回路
14でVrefの電圧に整合するように電圧シフトされ
て、このVrefを下げるように動作する。誤差増幅器
23はVrefが下がったので相対的に出力電圧が上が
ったと判断し、その出力を制御回路22へ伝える。制御
回路22は出力電圧を下げ方向に制御するので出力電流
は減少し元の電流バランスがとれた状態に戻るようにな
る。
【0018】また、差電圧増幅器13の出力電圧は表示
部15に入力されており、この場合、負方向電圧である
のでDC−DCコンバータ2側の出力電圧を下げ方向に
制御したことを表示するランプを点灯させる。一方入力
電圧が正方向電圧である場合は上げ方向に制御したこと
を示すランプを点灯させる。更に入力電圧が所定の制御
限界を越えたときは異常発生と判断して前記ランプを点
滅させるなどしてアラームを発生させる。
【0019】この表示ランプにより保守上の便宜が得ら
れ、例えば下げ方向制御のランプが点灯していれば保守
者は出力電圧を下げる方向にVrefを調整してランプ
を消灯させれば初期状態の電流バランスがとれた状態と
なる。即ち両ランプが消灯した状態にvrefを調整す
れば簡単に電流バランスがとれた初期状態にリセットす
ることができる。
【0020】次に、他の実施の形態例を図2を参照して
説明する。図2は図1の電流バランス回路1の差電圧増
幅器の構成を変えたもので差電圧増幅器を2台使用する
が動作の安定性をより高めたものである。
【0021】図2において、電流バランス回路5は、D
C−DCコンバータ2,3を並列に接続した出力側接続
点にそれぞれ一端を共通にして挿入された電流検出用の
抵抗器51,52と、この抵抗器51,52の他端間の
電圧の正方向電圧を増幅してその出力電圧をDC−DC
コンバータ2のVrefに印加する差電圧増幅器53
と、負方向電圧を増幅してその出力電圧をDC−DCコ
ンバータ3のVrefに印加する差電圧増幅器54と、
差電圧増幅器53,54の出力電圧を入力し入力のあっ
た差電圧増幅器により制御される側のDC−DCコンバ
ータを視認するための表示ランプと制御限界を超えたと
きにアラームを発する表示部55とから構成されてい
る。
【0022】次に図2の動作について説明する。図1と
同様であるが、抵抗器51,52の差電圧は差電圧増幅
器53,54に入力されている。例えばDC−DCコン
バータ2の出力電流が増加した場合、検出電圧V1,V
2はV1>V2となり、これを正方向電圧として差電圧
増幅器53が増幅して反転した負方向電圧を出力し、D
C−DCコンバータ2のVrefを下げ、この出力電流
を減じて電流バランスを取るように動作する。一方、D
C−DCコンバータ3の出力電流が増加した場合、検出
電圧はV1<V2となりこれを負方向電圧として差電圧
増幅器54が増幅し負方向電圧を出力し、DC−DCコ
ンバータ3のVrefを下げ、この出力電流を減じて電
流バランスを取るように動作する。
【0023】また、表示部55には差電圧増幅器53,
54の出力電圧が入力されており、差動増幅器53から
の入力があった時は制御される側のDC−DCコンバー
タ2を表示するランプを点灯させ、差電圧増幅器54か
らの入力があった時は制御される側のDC−DCコンバ
ータ3を表示するランプを点灯させる。更に入力電圧が
所定の制限値を超えた時は異常と判断して表示ランプを
点滅させてアラームを発生させる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電流バラン
ス回路は、電流検出を出力側接続点に挿入した抵抗器に
より行っているので、検出器が簡単となり、また既存の
電源装置に対しても容易に付加して用いることが出来る
効果がある。
【0025】更に電流バランスを取るために制御した方
向あるいは制御した側の電源装置をランプ表示すると同
時に制御限界でアラームを発生するようにしているの
で、初期設定時など電流バランスを設定する時、あるい
は故障の自動検出など保守性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の他の実施の形態例を示すブロック図で
ある。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,5 電流バランス回路 2,3 DC−DCコンバータ 4 負荷 11,12,51,52 抵抗器 13,53,54 差電圧増幅器 15,55 表示部 14 レベルシフト回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DC入力電圧をスイッチングして電圧変
    換する変換回路とこの変換回路の出力電圧の誤差電圧を
    検出する誤差増幅器とこの誤差増幅器の出力電圧で前記
    変換回路のスイッチングパルス幅を制御して出力電圧を
    安定化する制御回路とを有する電源装置を2台並列に接
    続したその出力側接続点にそれぞれ一端を共通にして挿
    入された電流検出用の2個の抵抗器と、この2個の抵抗
    器の他端間に発生する正負双方向の差電圧を増幅しレベ
    ルシフトして一方の前記電源装置の誤差増幅器の基準電
    圧に印加する差電圧増幅器とを備えることを特徴とする
    並列運転電源装置の電流バランス回路。
  2. 【請求項2】 DC入力電圧をスイッチングして電圧変
    換する変換回路とこの変換回路の出力電圧の誤差電圧を
    検出する誤差増幅器とこの誤差増幅器の出力電圧で前記
    変換回路のスイッチングパルス幅を制御して出力電圧を
    安定化する制御回路とを有する電源装置を2台並列に接
    続したその出力側接続点にそれぞれ一端を共通にして挿
    入された電流検出用の2個の抵抗器と、この2個の抵抗
    器の他端間の電圧の正方向電圧を増幅してその出力電圧
    を一方の前記電源装置の誤動作増幅器の基準電圧に印加
    する第1の差電圧増幅器と、前記電圧の負方向の電圧を
    増幅してその出力電圧を他方の前記電源装置の誤差増幅
    器の基準電圧に印加する第2の差電圧増幅器とを備える
    ことを特徴とする並列運転電源装置の電流バランス回
    路。
  3. 【請求項3】 前記差電圧増幅器の出力電圧を入力しこ
    の電圧の正負極性を識別し制御方向を認視するための表
    示器を備えることを特徴とする請求項1記載の並列運転
    電源装置の電流バランス回路。
  4. 【請求項4】 前記第1および第2の差電圧増幅器の出
    力電圧を入力して前記第1あるいは第2の差電圧増幅器
    により制御される側の前記電源装置を視認するための表
    示器を備えることを特徴とする請求項2記載の並列運転
    電源装置の電流バランス回路。
  5. 【請求項5】 前記表示器は入力電圧が所定の値以上に
    なった時アラームを発生することを特徴とする請求項3
    あるいは4記載の並列運転電源装置の電流バランス回
    路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1146620A2 (en) * 2000-03-30 2001-10-17 Hitachi, Ltd. Driving method of semiconductor switching device and power supply apparatus operated according to said method
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