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発明の名称 並列運転直流電源の選択遮断回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−280134
公開日 平成8年(1996)10月22日
出願番号 特願平7−104645
出願日 平成7年(1995)4月6日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 学
発明者 山貝 浩 / 鈴木 ▲昇▼ / 宇野 隆之
要約 目的
MOS−FETを制御手段として用いた並列運転直流電源の選択遮断回路に関し、構成部品点数を少なくし、組立を容易にすると共に信頼性の向上を図り、かつ部品コストを低減することを目的とする。

構成
並列接続された各直流電源2a,2bの出力側にそれぞれMOS−FET9を接続し、各直流電源2a,2bの出力電流の大小によりMOS−FET9のオン・オフ制御を行うようにし、前記出力電流が所定値以下であるときMOS−FET9をオフとして他の直流電源等からの逆電流の流れ込みを防止するようにした並列運転直流電源の選択遮断回路2A,2Bにおいて、各直流電源2a,2bの出力変換変圧器3に制御用二次巻線32を設け、MOS−FET9のゲート・ソースのオン・オフ信号を制御用二次巻線32から与えるようにしたものである。
特許請求の範囲
【請求項1】 並列接続された各直流電源の出力側にそれぞれMOS−FETを接続し、前記各直流電源の出力電流の大小により該MOS−FETのオン・オフ制御を行うようにし、前記出力電流が所定値以下であるとき前記MOS−FETをオフとして他の直流電源等からの逆電流の流れ込みを防止するようにした並列運転直流電源の選択遮断回路において、前記各直流電源の出力変換変圧器に制御用二次巻線を設け、前記MOS−FETのゲート・ソースのオン・オフ信号を該制御用二次巻線から与えるようにしたことを特徴とする並列運転直流電源の選択遮断回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、AC−DC変換或いはDC−DC変換による直流電源を並列運転させる場合における並列運転直流電源の選択遮断回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通信回路用電源などの、高い信頼性が要求される直流電源システムにおいては、複数台の直流電源を並列接続して、その内の1台の直流電源が故障しても残りの直流電源より引き続き安定な電力を負荷に供給し得るようにする、所謂冗長構成をとる場合が多い。このような並列運転において、直流電源の出力コンデンサの短絡故障などが発生したとき、故障した直流電源に健全な直流電源或いは蓄電池から過電流が流れる場合がある。従って、各直流電源の出力側に遮断回路を設けて、故障電源を健全な直流電源から選択除去することが必要である。
【0003】そこで、この対策として従来は、図2に示すような選択遮断回路が用いられていた。図2において、1a,1bはそれぞ直流電源で、AC−DC変換或いはDC−DC変換による同種の構成を有するもので、その回路構成の一部分として出力変換変圧器3の二次巻線31,平滑コンデンサ4,整流用ダイオード5を示してある。1A,1Bはそれぞれ直流電源1a,1bに接続されている選択遮断回路で、それぞれ電流検出手段6、基準直流電源7、比較器8、MOS−FET(MOS形電界効果トランジスタ)9、ボディダイオード10、抵抗器11,12,13,14等から構成されている。15は負荷、16は蓄電池である。なお、18は入力電源端子、19,20は直流電源1a,1bの入力端子、21,22は選択遮断回路の出力端子である。次に、この従来の直流電源1a,1bの選択遮断回路1A,1Bの動作を説明する。選択遮断回路1A,1Bの各電流検出手段6により検出された直流電源1a,1bの出力電流に比例する電圧を、オープンコレクタ出力の比較器8に加えて、ここで基準直流電源7の基準電圧Vrと比較する。
【0004】そして、その入力レベルが基準電圧Vrを越えているとき、即ち直流電源1a,1bの出力電流が大きいときには、比較器8の差出力により、抵抗器11,12を介してMOS−FET9のゲートに動作電圧を印加し、オン状態として負荷15に電力を供給する。また、入力レベルが基準電圧Vrを下回ったとき、即ち出力電流が小さいときにはMOS−FET9をオフ状態として、ボディダイオード10を介して負荷15に電力を供給するようにしたものである。このようにすれば、故障の発生した直流電源への逆電流の流れ込みは、出力電流が一旦少なくり、零となった後に始まるので、逆電流はボディダイオード10によって阻止される。また、正常状態時である出力電流が大きいときには、ボディダイオード10に比較して電圧降下の遥かに少ないMOS−FET9を介して電力の供給が行われるものであり、選択遮断動作を達成することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来技術の選択遮断回路1A,1Bにおいては、図2に示した回路構成から明らかなように、電流検出手段6,比較器8,比較器8の基準電圧Vr構成する基準直流電源7、および比較器8の比較回路を構成する抵抗器など多くの部品点数を要するため、多くの組立工数を必要とすると共に、各種部品のばらつきによる信頼性の低下などの問題があった。本発明は、構成部品点数を少なくし、組立を容易にすると共に信頼性の向上を図り、かつ部品コストを低減するようにした並列運転直流電源の選択遮断回路を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の並列運転直流電源の選択遮断回路は、並列接続された各直流電源の出力側にそれぞれMOS−FETを接続し、前記各直流電源の出力電流の大小により該MOS−FETのオン・オフ制御を行うようにし、前記出力電流が所定値以下であるとき前記MOS−FETをオフとして他の直流電源等からの逆電流の流れ込みを防止するようにした並列運転直流電源の選択遮断回路において、前記各直流電源の出力変換変圧器に制御用二次巻線を設け、前記MOS−FETのゲート・ソースのオン・オフ信号を該制御用二次巻線から与えるようにしたものである。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す回路図で、従来例として示した図2と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。図1において、2a,2bは直流電源、2A,2Bは選択遮断回路で、直流電源2a,2bの出力変換変圧器3の二次側に設けられた制御用二次巻線32が取り込まれ、その出力に平滑コンデンサ23,整流用ダイオード24が設けられている。前述した回路構成における、本発明の特徴とする回路動作は、MOS−FET9のゲート印加電圧を出力変換変圧器3の制御用二次巻線32の出力電圧VGから与えられるようにしたものである。即ち、直流電源2aおよび2bがそれぞれ正常動作(運転)中においては、出力変換変圧器3の制御用二次巻線32の出力電圧VGが発生しているため、MOS−FET9のゲートには抵抗器11,12で分圧された電圧が印加され、MOS−FET9はオン状態となり、二次巻線31側から負荷15に電力が供給される。
【0008】次に、直流電源2aまたは2bのいずれかの平滑コンデンサ4に短絡故障が発生した場合においては、直流電源2aまたは2bの垂下機能により、出力変換変圧器3の制御用二次巻線32の出力電圧VGも低下する。この結果、MOS−FET9のゲート印加電圧も低下して、MOS−FET9のスレッシュホールド電圧以下となり、MOS−FET9はオフ状態となる。従って、その後はMOS−FET9のボディダイオード10により、正常動作中の直流電源2aまたは2b、或いは蓄電池16からの逆電流の流れ込みが阻止される。
【0009】
【発明の効果】以上の説明から明らかように、本発明の選択遮断回路によれば、MOS−FETの制御電圧を出力変換変圧器3の制御用二次巻線32から取り出すようにしているため、従来の選択遮断回路において必要としていた電流検出手段、比較器、比較器の基準電圧を構成する基準直流電源、比較器の比較回路を構成する抵抗器など、多くの部品点数を削減することができたもので、組立を容易にすると共に信頼性の向上が図り得ることになり、かつ部品コストを低減することができるなど、優れた効果を奏するものである。




 

 


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