JP6489700B2 - Power supply - Google Patents
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Description
本発明は、複数台の電源装置を並列運転もしくは直列運転する電源システムに用いる電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device used in a power supply system in which a plurality of power supply devices are operated in parallel or in series.
(アナログ電圧による制御)
従来、複数台の電源装置を並列運転もしくは直列運転で1つの電源システムとして用いる場合、それぞれの電源装置の出力電圧や出力電流をバランスさせて用いる必要がある。複数の電源装置の出力電圧や出力電流をバランスさせずに直列運転や並列運転を行うと、複数台の電源装置の中の1台の電源装置に負荷が集中してしまう。
(Control by analog voltage)
Conventionally, when a plurality of power supply devices are used as one power supply system in parallel operation or series operation, it is necessary to balance the output voltage and output current of each power supply device. When series operation or parallel operation is performed without balancing the output voltages and output currents of a plurality of power supply devices, the load is concentrated on one power supply device among the plurality of power supply devices.
例えば、定格出力電流が20Aの電源装置を5台並列に接続した電源システムから60Aを出力させる場合を考える。もし、出力電圧や出力電流をバランスさせずに用いると、1台の電源装置が20Aを出力し、残りの4台の電源装置がそれぞれ10Aを出力するといった状態になり得る。 For example, consider a case where 60 A is output from a power supply system in which five power supply devices with a rated output current of 20 A are connected in parallel. If the output voltage and the output current are used without being balanced, one power supply device can output 20A, and the remaining four power supply devices can output 10A each.
この状態では、1台の電源装置に負荷が集中している状態になっており、この電源装置の寿命が他の負荷が軽い電源装置に対して著しく短くなってしまう。電源システムの中の電源装置が1台でも故障してしまうとシステム全体が正常に動作しないことになるため、複数台の電源装置をバランスさせずに用いると、電源システムの寿命が著しく短くなる問題があった。 In this state, the load is concentrated on one power supply device, and the life of the power supply device is significantly shortened compared to a power supply device with a lighter load. If even one power supply unit in the power supply system fails, the entire system will not operate properly. If multiple power supply units are used without being balanced, the life of the power supply system will be significantly shortened. was there.
この問題を解決するため、複数台の電源装置の出力電圧や出力電流をバランスさせて用いる特許文献1の電源システムが開示されている。特許文献1の電源装置はVB端子とCB端子を備えており、複数台の電源装置を1つの電源システムとして用いるために、それぞれのVB端子とCB端子を接続する。VB端子は出力電圧をバランスさせるための信号の受け渡しを行う。CB端子は出力電流をバランスさせるための信号の受け渡しを行う。これにより電源システム内の電源装置の1台に負荷が集中することがなくなるため、電源システム内の電源装置の寿命を均等化することが可能となり、電源装置としての寿命を長くすることができる。 In order to solve this problem, a power supply system of Patent Document 1 is disclosed in which output voltages and output currents of a plurality of power supply apparatuses are used in a balanced manner. The power supply device of Patent Document 1 includes a VB terminal and a CB terminal, and in order to use a plurality of power supply devices as one power supply system, the respective VB terminals and CB terminals are connected. The VB terminal delivers a signal for balancing the output voltage. The CB terminal delivers a signal for balancing the output current. As a result, the load is not concentrated on one of the power supply devices in the power supply system, so that the lifespan of the power supply device in the power supply system can be equalized and the life of the power supply device can be extended.
しかしながら、この電源システムでは、電源装置をバランスさせるために、VB端子とCB端子の2本を配線する必要があり、配線工数が大きくなる問題があった。また、VB端子とCB端子はアナログ信号の電圧レベルで制御されているため、配線を引き回すと外来ノイズの影響を受けて誤動作してしまう可能性を持っていた。 However, in this power supply system, in order to balance the power supply device, it is necessary to wire two terminals, the VB terminal and the CB terminal, which increases the number of wiring steps. Further, since the VB terminal and the CB terminal are controlled by the voltage level of the analog signal, if the wiring is routed, there is a possibility of malfunction due to the influence of external noise.
(シリアル通信による制御)
そこで、これらの問題を解決するために、バランス制御を汎用のUARTモジュールを用いたシリアル通信で実現する特許文献2の電源システムが開示されている。UARTモジュールは、汎用非同期受信・送信機(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)モジュールの略称である。特許文献2の電源システムを以下に示す。
(Control by serial communication)
In order to solve these problems, a power supply system disclosed in Patent Document 2 that realizes balance control by serial communication using a general-purpose UART module is disclosed. UART module is an abbreviation for Universal Asynchronous Receiver Transmitter module. The power supply system of Patent Document 2 is shown below.
UARTモジュールは、送信端子であるTX端子と受信端子であるRX端子を備えている。電源装置では、TX端子とRX端子を接続した通信端子をINF端子とし、電源装置の外部に取り出されている。 The UART module includes a TX terminal that is a transmission terminal and an RX terminal that is a reception terminal. In the power supply apparatus, a communication terminal connecting the TX terminal and the RX terminal is an INF terminal and is taken out of the power supply apparatus.
並列もしくは直列で運転を行う電源装置の全てのINF端子を接続する。接続された電源装置の中の1台をマスターとして設定し、残りの全てをスレーブとして設定する。マスターに設定された電源装置(以下「マスター電源装置」という)は、UARTモジュールのTX端子が有効になる。スレーブに設定された電源装置(以下「スレーブ電源装置」という)は、UARTモジュールのRX端子が有効になり、TX端子はハイ・インピーダンスに保持された状態になる。 Connect all INF terminals of the power supply unit that operates in parallel or in series. One of the connected power supplies is set as a master, and all the remaining power supplies are set as slaves. For the power supply set as the master (hereinafter referred to as “master power supply”), the TX terminal of the UART module becomes valid. In the power supply device set as a slave (hereinafter referred to as “slave power supply device”), the RX terminal of the UART module becomes valid, and the TX terminal is kept in a high impedance state.
マスター電源装置は、自身の出力電圧目標値からその設定情報を生成する。また、出力電流検出値から出力電流目標値の設定情報を生成する。そして、出力電圧目標値の設定情報及び出力電流目標値の設定情報をシリアル通信データ信号に含めてUARTモジュールのTX端子から送信し、このシリアル通信データ信号はINF端子から伝送線を介してスレーブ電源装置に送信される。 The master power supply generates its setting information from its own output voltage target value. Also, setting information for the output current target value is generated from the output current detection value. Then, the setting information of the output voltage target value and the setting information of the output current target value are included in the serial communication data signal and transmitted from the TX terminal of the UART module. This serial communication data signal is transmitted from the INF terminal via the transmission line to the slave power supply. Sent to the device.
スレーブ電源装置は、シリアル通信データ信号を、INF端子を介してUARTモジュールのRX端子で受信する。これにより、スレーブ電源装置は、マスター電源装置から出力電圧目標値の設定値情報および出力電流目標値の設定情報を受信する。スレーブ電源装置は、受信した出力電圧目標値の設定情報に基づいて、自身の出力電圧目標値を設定する。また、受信した出力電流目標値の設定情報に基づいて、自身の出力電流目標値を設定する。 The slave power supply device receives the serial communication data signal at the RX terminal of the UART module via the INF terminal. Thereby, the slave power supply device receives the set value information of the output voltage target value and the set information of the output current target value from the master power supply device. The slave power supply apparatus sets its own output voltage target value based on the received output voltage target value setting information. Further, based on the received setting information of the output current target value, its own output current target value is set.
この動作により、スレーブ電源装置は、自身の出力電圧および出力電流がマスター電源装置と同一になるように制御され、負荷に対し並列接続された電源装置の出力電圧および出力電流がバランスする。 By this operation, the slave power supply device is controlled so that its own output voltage and output current are the same as the master power supply device, and the output voltage and output current of the power supply devices connected in parallel to the load are balanced.
特許文献2の電源装置では、INF端子を1本の通信線により接続するだけで、複数の電源装置の出力電圧と出力電流をバランスさせることができ、少ない配線数で電源装置の出力電圧と出力電流をバランスさせることができる。また、シリアル通信データで出力電圧目標情報および出力電流情報の送信と受信が行われるため、配線を引き回したとしても、外来ノイズの影響を受けにくいと言う利点を持っている。 In the power supply device of Patent Document 2, the output voltage and output current of a plurality of power supply devices can be balanced only by connecting the INF terminals with a single communication line, and the output voltage and output of the power supply device can be reduced with a small number of wires. The current can be balanced. Further, since the output voltage target information and the output current information are transmitted and received by serial communication data, there is an advantage that even if the wiring is routed, it is not easily affected by external noise.
しかしながら、シリアル通信により出力電圧目標値および出力電流目標値の設定情報を送受信する特許文献2の電源システムでは、複数の電源装置の内の1台が故障した場合でも、他の電源装置は動作を続けてしまう問題があった。 However, in the power supply system of Patent Document 2 that transmits and receives the setting information of the output voltage target value and the output current target value by serial communication, even if one of the plurality of power supply devices fails, the other power supply devices operate. There was a problem that would continue.
例えば、複数台の電源装置が用いられている電源システムにおいて、1台の電源装置が故障した場合、動作を続けている他の電源装置から故障している電源装置に電流が流し込まれて、最悪の場合は、焼損事故につながる。これを防ぐためには、電源装置の異常を知らせる端子を設けて配線を行うことが考えられるが、配線数が増えてしまう問題が発生する。 For example, in a power supply system in which a plurality of power supply devices are used, when one power supply device fails, current flows from the other power supply devices that continue to operate into the failed power supply device. In this case, it will lead to a burnout accident. In order to prevent this, it is conceivable to perform wiring by providing a terminal for notifying the abnormality of the power supply device, but there is a problem that the number of wirings increases.
本発明は、並列運転もしくは直列運転を行う複数の電源装置の何れかに異常が発生した場合でも、配線数を増やすことなく、正常な電源装置に異常発生を通報して安全にシステムを停止させることを可能とする電源装置を提供することを目的とする。 Even if an abnormality occurs in any of a plurality of power supply devices that perform parallel operation or series operation, the present invention notifies the normal power supply device of the occurrence of the abnormality and safely stops the system without increasing the number of wires. It is an object of the present invention to provide a power supply device that enables this.
(第1発明の電源装置)
本願の第1発明は、
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子が正負の電源出力線を介して負荷に接続され、
シリアル通信部は、送信端子と受信端子が通信端子に接続されることで、通信端子が通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされ、
制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
制御部により自身の異常を検出した場合に、通信端子の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、自身又は外部の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする。
(Power supply device of the first invention)
The first invention of the present application is:
Power conversion unit, control unit and serial communication unit,
In the power conversion unit, an input power source is connected to positive and negative power input terminals, and a positive and negative power output terminal is connected to a load via a positive and negative power output line,
The serial communication unit can connect the communication terminal to the communication terminal of another power supply device via the communication line by connecting the transmission terminal and the reception terminal to the communication terminal,
When the master mode is set, the control unit sets the output voltage target value to the power conversion unit and adjusts the output voltage to become the output voltage target value, and also outputs it via the communication line by the serial communication unit. Serial communication data signal including one or both of the setting information of the voltage target value and the setting information of the output current target value based on the output current detection value is sequentially transmitted, and at the same time, the serial communication data signal transmitted by itself is transmitted by the serial communication unit. When the slave mode is received and the slave mode is set, the output voltage and output current of the power converter based on the output voltage target value and output current detection value setting information obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit Is adjusted to match the output voltage and output current of the other power supply set to the master mode,
An abnormality detection reporting unit that reports the occurrence of an abnormality by fixing the signal state of the communication terminal to a predetermined level when the control unit detects its own abnormality,
The serial communication data signal received by the serial communication unit is monitored, and when it is detected that the reception of the serial communication data signal has been stopped for a predetermined time or more, it is determined that there is an abnormality in itself or an external power supply device, and a predetermined abnormality handling process is performed. An abnormality handling processing unit for executing
Is provided.
(第1発明の異常検出通報部1)
異常検出通報部は、通信端子と自身の電源のグランド電位との間に接続されたスイッチ素子を備え、
制御部は、自身の異常を検出した場合にスイッチ素子をオンして通信端子を介して通信線を自己の電源のグランド電位に固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させる。
(Abnormality detection reporting part 1 of the first invention)
The abnormality detection reporting unit includes a switch element connected between the communication terminal and the ground potential of its own power supply,
When the control unit detects its own abnormality, the control unit turns on the switch element, fixes the communication line to the ground potential of its own power supply via the communication terminal, and stops the transmission of the serial communication data signal.
(第1発明の異常検出通報部2)
異常検出通報部は、
通信端子とグランドとの間に接続された第1のスイッチ素子と、
第1のスイッチ素子をオンオフ制御する第2のスイッチ素子と、
を備え、
制御部は、自身の異常を検出した場合に第2のスイッチ素子のオフにより第1のスイッチ素子がオン可能状態となり、自身の制御部が制御不能となった場合に第2スイッチ素子がオンできなくなることにより第1のスイッチ素子がオン可能状態となり、通信端子を介して通信線を自己の電源のグランド電位に固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させる。
(Abnormality detection reporting unit 2 of the first invention)
Anomaly detection reporting section
A first switch element connected between the communication terminal and the ground;
A second switch element for controlling on / off of the first switch element;
With
When the controller detects its own abnormality, the first switch element can be turned on by turning off the second switch element, and when the controller becomes uncontrollable, the second switch element can be turned on. As a result, the first switch element can be turned on, and the communication line is fixed to the ground potential of its own power supply via the communication terminal to stop transmission of the serial communication data signal.
(第2発明の電源装置)
本願の第2発明は、
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、
シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に通信グランド端子が他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、
制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線及び通信グランド線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
制御部により自身の異常を検出した場合に、送信端子、絶縁回路部及び通信端子を介して通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする。
(Power supply device of the second invention)
The second invention of the present application is:
Power conversion unit, control unit and serial communication unit,
The power conversion unit has an input power source connected to the positive and negative power input terminals and a load connected to the positive and negative power output terminals.
The transmission terminal and the reception terminal of the serial communication unit are connected to the communication terminal and the communication ground terminal via the insulation circuit unit, so that the communication terminal is connected via the communication line pulled up to a predetermined potential of another power source. The communication ground terminal can be connected to the communication terminal of the other power supply unit through the communication ground line pulled down to the ground potential of the other power supply. ,
When the master mode is set, the control unit sets the output voltage target value to the power conversion unit and adjusts the output voltage to become the output voltage target value, and the communication line and the communication ground line by the serial communication unit. The serial communication data signal including one or both of the output voltage target value setting information and the output current target value setting information based on the output current detection value is sequentially transmitted via the serial communication data signal transmitted by itself. When the slave mode is set and received by the serial communication unit, the output of the power conversion unit based on the output voltage target value and output current detection value setting information obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit Adjust the voltage and output current to match the output voltage and output current of other power supply units set to master mode In the source device,
An abnormality detection reporting unit that reports the occurrence of an abnormality by fixing the signal state of the communication line to a predetermined level via the transmission terminal, the insulating circuit unit, and the communication terminal when detecting an abnormality of the control unit,
The serial communication data signal received by the serial communication unit is monitored, and when it is detected that the serial communication data signal has stopped receiving for a predetermined time or longer, it is determined that there is an abnormality in the other power supply device and the specified abnormality handling process is executed. An anomaly response processing unit
Is provided.
(第2発明の絶縁回路部と異常検出通報部)
シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、
自身の電源の所定電位とシリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に通信端子と通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第1のフォトカプラと、
通信端子と通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に自身の電源の所定電位とシリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第2のフォトカプラと、
を備え、
異常検出通報部は、シリアル通信部の送信端子と自身のグランドとの間に接続されたスイッチ素子を備え、
制御部は、自身の異常を検出した場合にスイッチ素子をオンして第1のフォトカプラの受光スイッチ素子をオンすることで通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する。
(Insulation circuit section and abnormality detection reporting section of the second invention)
The isolation circuit connected to the transmission terminal and reception terminal of the serial communication unit
A first photocoupler in which a light emitting element is connected between a predetermined potential of its own power supply and a transmission terminal of the serial communication unit, and a light receiving switch element is connected between the communication terminal and the communication ground terminal;
A second photocoupler in which a light emitting element is connected between a communication terminal and a communication ground terminal, and a light receiving switch element is connected between a predetermined potential of its own power source and a receiving terminal of the serial communication unit;
With
The abnormality detection reporting unit includes a switch element connected between the transmission terminal of the serial communication unit and its own ground,
When detecting the abnormality of itself, the control unit turns on the switch element and turns on the light receiving switch element of the first photocoupler, thereby fixing the signal state of the communication line to a predetermined level and reporting the occurrence of the abnormality.
(第3発明の電源装置)
本願の第3発明は、
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、
シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に通信グランド端子が他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、
制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線及び通信グランド線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
制御部により自身の異常を検出した場合に、シリアル通信部の送信端子を無効化又は所定レベルに固定化することにより、送信端子、絶縁回路部及び通信端子を介して通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする。
(Power supply device of the third invention)
The third invention of the present application is:
Power conversion unit, control unit and serial communication unit,
The power conversion unit has an input power source connected to the positive and negative power input terminals and a load connected to the positive and negative power output terminals.
The transmission terminal and the reception terminal of the serial communication unit are connected to the communication terminal and the communication ground terminal via the insulation circuit unit, so that the communication terminal is connected via the communication line pulled up to a predetermined potential of another power source. The communication ground terminal can be connected to the communication terminal of the other power supply unit through the communication ground line pulled down to the ground potential of the other power supply. ,
When the master mode is set, the control unit sets the output voltage target value to the power conversion unit and adjusts the output voltage to become the output voltage target value, and the communication line and the communication ground line by the serial communication unit. The serial communication data signal including one or both of the output voltage target value setting information and the output current target value setting information based on the output current detection value is sequentially transmitted via the serial communication data signal transmitted by itself. When the slave mode is set and received by the serial communication unit, the output of the power conversion unit based on the output voltage target value and output current detection value setting information obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit Adjust the voltage and output current to match the output voltage and output current of other power supply units set to master mode In the source device,
When the control unit detects its own abnormality, it disables the transmission terminal of the serial communication unit or fixes it to a predetermined level, thereby setting the signal state of the communication line through the transmission terminal, the insulating circuit unit, and the communication terminal. Anomaly detection reporting section that reports the occurrence of anomalies by fixing to the level,
The serial communication data signal received by the serial communication unit is monitored, and when it is detected that the serial communication data signal has stopped receiving for a predetermined time or longer, it is determined that there is an abnormality in the other power supply device and the specified abnormality handling process is executed. An anomaly response processing unit
Is provided.
(第3発明の絶縁回路部と異常検出通報部)
シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、
自身の制御用電源の所定電位とシリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に通信端子と通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第1のフォトカプラと、
通信端子と通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に自身の電源の所定電位とシリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第2のフォトカプラと、
を備え、
異常検出通報部は、通信端子と通信グランド端子との間に接続され、第1のフォトカプラの受光スイッチ素子のオンによりオフされると共に第1のフォトカプラの受光スイッチ素子のオフによりオンされるスイッチ素子を備え、
制御部は、自身の異常を検出した場合にシリアル通信部の送信端子をハイ・インピーダンス又は自身の制御用電源の所定電位に固定化させると共に、第1のフォトカプラの受光スイッチ素子のオフによりスイッチ素子をオンして通信線を所定信号レベルに固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させる。
(Insulation circuit section and abnormality detection reporting section of the third invention)
The isolation circuit connected to the transmission terminal and reception terminal of the serial communication unit
A first photocoupler in which a light emitting element is connected between a predetermined potential of its own control power supply and a transmission terminal of the serial communication unit, and a light receiving switch element is connected between the communication terminal and the communication ground terminal;
A second photocoupler in which a light emitting element is connected between a communication terminal and a communication ground terminal, and a light receiving switch element is connected between a predetermined potential of its own power source and a receiving terminal of the serial communication unit;
With
The abnormality detection reporting unit is connected between the communication terminal and the communication ground terminal, and is turned off when the light receiving switch element of the first photocoupler is turned on and turned on when the light receiving switch element of the first photocoupler is turned off. With switch elements,
The control unit fixes the transmission terminal of the serial communication unit to high impedance or a predetermined potential of its own control power source when detecting its own abnormality, and switches off the light receiving switch element of the first photocoupler. The device is turned on to fix the communication line at a predetermined signal level, and the transmission of the serial communication data signal is stopped.
第1発明は、電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子が正負の電源出力線を介して負荷に接続され、シリアル通信部は、送信端子と受信端子が通信端子に接続されることで、通信端子が通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされ、制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信した前記シリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、制御部により自身の異常を検出した場合に、通信端子の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、自身又は外部の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部とが設けられたため、並列運転を行う複数の電源装置の何れかに異常が発生した場合でも、電源装置の異常を知らせる端子や配線を設けなくても、シリアル通信部とその配線を利用して、複数の電源装置内の一台の電源装置の異常を全ての電源装置が判別して動作停止等の異常対応ができるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。 The first invention includes a power conversion unit, a control unit, and a serial communication unit, and the power conversion unit has an input power supply connected to a positive and negative power supply input terminal and a positive and negative power supply output terminal via a positive and negative power supply output line. The serial communication unit is connected to the load, and the transmission terminal and the reception terminal are connected to the communication terminal, so that the communication terminal can be connected to the communication terminal of another power supply device via the communication line. When the master mode is set, the output voltage target value is set in the power conversion unit so that the output voltage becomes the output voltage target value, and the output voltage target is set via the communication line by the serial communication unit. Serial communication data signal containing either one or both of the setting information of the value and the setting information of the output current target value based on the detected output current value is transmitted at the same time as the serial communication data signal transmitted by itself. Received by the real communication unit and when the slave mode is set, the power conversion unit of the power conversion unit based on the output voltage target value and output current detection value setting information obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit In a power supply device that adjusts the output voltage and output current to match the output voltage and output current of another power supply device that is set to the master mode, when the controller detects its own abnormality, Monitors the serial communication data signal received by the serial communication unit and the abnormality detection notification unit that reports the occurrence of abnormality by fixing the signal state to a predetermined level, and detects the reception stop of the serial communication data signal for a predetermined time or more. In this case, an abnormality handling processing unit that executes a predetermined abnormality handling process by determining an abnormality of itself or an external power supply device is provided in parallel. Even if an abnormality occurs in any of the multiple power supply devices that perform rotation, there is no need to provide a terminal or wiring to notify the abnormality of the power supply device. All power supply devices can discriminate an abnormality of one power supply device and can respond to the abnormality such as operation stop, and a low-cost and highly safe power supply system can be constructed.
(第1発明の異常検出通報部1による効果)
また、異常検出通報部は、通信端子と自身の電源のグランド電位との間に接続されたスイッチ素子を備え、制御部は、自身の異常を検出した場合にスイッチ素子をオンして通信端子を介して通信線を自己の電源のグランド電位に固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させるようにしたため、異常を検出した場合に異常検出通報部のスイッチ素子をオンさせるという簡単な構成により、複数の電源装置内の1台の電源装置の異常を全ての電源装置が判定して動作停止等の異常対応ができる。
(Effect of the abnormality detection reporting unit 1 of the first invention)
In addition, the abnormality detection reporting unit includes a switch element connected between the communication terminal and the ground potential of its own power source, and the control unit turns on the switch element and detects the communication terminal when detecting its own abnormality. Because the communication line is fixed to the ground potential of its own power supply and the transmission of the serial communication data signal is stopped, when a malfunction is detected, the switch element of the malfunction detection reporting unit is turned on, All the power supply devices can determine the abnormality of one power supply device in the plurality of power supply devices, and can respond to the abnormality such as operation stop.
(第1発明の異常検出通報部2による効果)
また、異常検出通報部は、通信端子とグランドとの間に接続された第1のスイッチ素子と、第1のスイッチ素子をオンオフ制御する第2のスイッチ素子と、を備え、制御部は、自身の異常を検出した場合に第2のスイッチ素子のオフにより第1のスイッチ素子がオン可能状態となり、自身の制御部が制御不能となった場合に第2スイッチ素子がオンできなくなることにより第1のスイッチ素子がオン可能状態となり、通信端子を介して通信線を自己の電源のグランド電位に固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させるようにしたため、電源装置の制御部に対する制御用電源が消失もしくは故障する等して制御不能となる異常が発生した場合においても、異常検出通報部を動作させることが可能となり、複数の電源装置内の1台の電源装置の異常を全ての電源装置が判別して動作停止等の異常対応を行うことで、さらに安全な電源システムを作ることができる。
(Effect of the abnormality detection reporting unit 2 of the first invention)
The abnormality detection reporting unit includes a first switch element connected between the communication terminal and the ground, and a second switch element that controls on / off of the first switch element. The first switch element can be turned on by turning off the second switch element when the abnormality of the second switch element is detected, and the second switch element cannot be turned on when its control unit becomes uncontrollable. The switch element is turned on, and the communication line is fixed to the ground potential of its own power supply via the communication terminal to stop the transmission of the serial communication data signal. Even when an abnormality that cannot be controlled due to loss or failure occurs, the abnormality detection reporting unit can be operated, and one power supply in a plurality of power supply devices can be operated. The abnormality of the apparatus that all the power supply performs anomaly of operation stop, etc. to determine, it is possible to make a more secure power supply system.
(第2発明の電源装置による効果)
第2発明は、電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に通信グランド端子が他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線及び通信グランド線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、制御部により自身の異常を検出した場合に、送信端子、絶縁回路部及び通信端子を介して通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部とが設けられたため、第1発明の電源装置では、シリアル通信データ信号の通信に使用する通信グランド線として、負の電源出力線を兼用していることから、通信端子及び通信グランド端子が絶縁されておらず、複数の電源装置を直列運転する場合に、各通信端子を通信線で相互に接続することができなかったが、第2発明では、シリアル通信部の送信端子と受信端子が絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、負荷に直列接続する正負の電源出力端子から絶縁され、複数の電源装置を直列運転する場合に、各電源装置の通信端子と通信グランド端子を通信線と通信グランド線により相互に接続することができ、複数の電源装置により並列運転する電源システムに加え、複数の電源装置により直列運転する電源システムを構築することが可能となる。
(Effects of the power supply device of the second invention)
The second invention includes a power conversion unit, a control unit, and a serial communication unit. The power conversion unit has an input power supply connected to the positive and negative power supply input terminals and a load connected to the positive and negative power supply output terminals. The transmission terminal and the reception terminal are connected to the communication terminal and the communication ground terminal via the insulating circuit unit, so that the communication terminal is pulled up to a predetermined potential of the other power source and the other power supply device via the communication line. The communication ground terminal can be mutually connected to the communication ground terminal of another power supply device via the communication ground line pulled down to the ground potential of the other power supply. When the master mode is set, the output voltage target value is set in the power conversion unit so that the output voltage becomes the output voltage target value, and the communication line and the communication line are connected by the serial communication unit. Serial communication data sent by itself at the same time as serial communication data signals containing either one or both of output voltage target value setting information and output current target value setting information based on output current detection value via ground line When the signal is received by the serial communication unit and the slave mode is set, the power conversion unit based on the output voltage target value and output current detection value setting information obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit In the power supply unit that adjusts the output voltage and output current of the other power supply unit to match the output voltage and output current of the other power supply unit set to the master mode, when the control unit detects its own abnormality, the transmission terminal Anomaly detection notification that reports the occurrence of anomaly by fixing the signal state of the communication line to a predetermined level via the insulation circuit section and the communication terminal. And the serial communication data signal received by the serial communication unit, and when it is detected that the serial communication data signal has stopped receiving for a predetermined time or more, it is determined that the other power supply device is abnormal and the predetermined abnormality is dealt with Since the power supply apparatus according to the first aspect of the present invention also has a negative power output line as a communication ground line used for communication of serial communication data signals, the communication apparatus is provided with an abnormality handling processing unit that executes processing. When the terminal and the communication ground terminal are not insulated and the plurality of power supply devices are operated in series, the communication terminals cannot be connected to each other via the communication line. By connecting the transmission terminal and the reception terminal to the communication terminal and the communication ground terminal via the insulation circuit unit, the transmission terminal and the reception terminal are insulated from the positive and negative power output terminals connected in series with the load, and a plurality of power supply devices When operating in series, the communication terminal and communication ground terminal of each power supply unit can be connected to each other by communication line and communication ground line. In addition to the power supply system that operates in parallel with a plurality of power supply units, It becomes possible to construct a power supply system that operates in series.
また、電源装置の異常を知らせる端子や配線を設けなくても、絶縁された通信端子と通信グランド端子を相互に接続する通信線と通信グランド線をそのまま利用して、複数の電源装置内の1台の電源装置の異常を全ての電源装置が判別して動作停止等の異常対応ができるようになり、複数の電源装置により並列運転又は直列運転を行う場合に、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。 In addition, even if a terminal or wiring for notifying an abnormality of the power supply device is not provided, the communication line and the communication ground line that mutually connect the insulated communication terminal and the communication ground terminal are used as they are, and 1 in a plurality of power supply devices is used. All power supply devices are able to detect abnormalities such as operation stop by detecting abnormalities in one power supply device, and when performing parallel operation or series operation with multiple power supply devices, low cost and high safety A power supply system can be constructed.
(第2発明の絶縁回路部と異常検出通報部による効果)
また、シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、自身の電源の所定電位とシリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に通信端子と通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第1のフォトカプラと、通信端子と通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に自身の電源の所定電位とシリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第2のフォトカプラと、を備え、異常検出通報部は、シリアル通信部の送信端子と自身のグランドとの間に接続されたスイッチ素子を備え、制御部は、自身の異常を検出した場合にスイッチ素子をオンして第1のフォトカプラの受光スイッチ素子をオンすることで通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報することで、通信線と通信グランド線を電源装置から確実に絶縁分離し、複数の電源装置により並列運転する電源システムに加え、直列運転する電源システムを構築することが可能となる。
(Effects of the insulation circuit section and abnormality detection reporting section of the second invention)
The isolation circuit connected to the transmission terminal and the reception terminal of the serial communication unit connects the light emitting element between the predetermined potential of its own power supply and the transmission terminal of the serial communication unit, and between the communication terminal and the communication ground terminal. A first photocoupler to which a light receiving switch element is connected, a light emitting element connected between a communication terminal and a communication ground terminal, and a light receiving switch element between a predetermined potential of its own power source and a receiving terminal of the serial communication unit. A second photocoupler connected, the abnormality detection reporting unit includes a switch element connected between the transmission terminal of the serial communication unit and its own ground, and the control unit detects its own abnormality In this case, by turning on the switch element and turning on the light receiving switch element of the first photocoupler, the signal state of the communication line is fixed to a predetermined level and the occurrence of an abnormality is reported. Reliably insulated from the communication ground line from the power supply, in addition to the power supply system for parallel operation by a plurality of power supply, it is possible to construct a power supply system for series operation.
また、異常を検出した場合に、異常検出通報部のスイッチ素子をオンさせるという簡単な構成により、複数の電源装置内の1台の電源装置の異常を全ての電源装置が検出して動作停止等の異常対応ができる。 In addition, when an abnormality is detected, a simple configuration in which the switch element of the abnormality detection reporting unit is turned on, all power supply devices detect an abnormality of one power supply device in a plurality of power supply devices, and the operation is stopped. Can handle abnormalities
(第3発明の電源装置による効果)
本願の第3発明は、電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に通信グランド端子が他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線及び通信グランド線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、制御部により自身の異常を検出した場合に、シリアル通信部の送信端子を無効化又は所定レベルに固定化することにより、送信端子、絶縁回路部及び通信端子を介して通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、が設けられたため、第2発明と同様に、通信端子および通信グランド端子が絶縁されていることで直列運転が可能になる特徴に加えて、電源装置の制御部に対する制御用電源が消失するもしくは故障する等して制御不能となる異常が発生した場合においても、異常検出通報部を動作させることが可能となり、複数の電源装置内の1台の電源装置の異常を全ての電源装置が判別して動作停止等の異常対応を行うことで、複数の電源装置で並列運転又は直列運転を行う場合に、更に安全な電源システムを構築することができる。
(Effects of the power supply device of the third invention)
A third invention of the present application includes a power conversion unit, a control unit, and a serial communication unit. The power conversion unit has an input power supply connected to the positive and negative power supply input terminals and a load connected to the positive and negative power supply output terminals. The transmission terminal and the reception terminal of the communication unit are connected to the communication terminal and the communication ground terminal via the insulation circuit unit, so that the communication terminal is connected to the other terminal via the communication line pulled up to a predetermined potential of another power source. It can be mutually connected to the communication terminal of the power supply device and can be connected to the communication ground terminal of the other power supply device via the communication ground line pulled down to the ground potential of the other power supply, When the master mode is set, the control unit sets the output voltage target value to the power conversion unit and adjusts the output voltage to become the output voltage target value. Serial communication data signal that includes one or both of the output voltage target value setting information and the output current target value setting information based on the output current detection value via the communication ground line. When the communication data signal is received by the serial communication unit and the slave mode is set, the power based on the output voltage target value and output current detection value setting information obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit In the power supply device that adjusts the output voltage and output current of the conversion unit to match the output voltage and output current of another power supply device set to the master mode, when the control unit detects its own abnormality, By disabling or fixing the transmission terminal of the serial communication unit to a predetermined level, the transmission terminal, the insulation circuit unit, and the communication terminal Via an abnormality detection reporting unit that reports the occurrence of anomaly by fixing the signal state of the communication line to a predetermined level, and monitoring the serial communication data signal received by the serial communication unit. An abnormality handling processing unit that determines that another power supply device is abnormal and executes a predetermined abnormality handling process when a reception stop is detected is provided, so that a communication terminal and a communication ground terminal are provided as in the second invention. In addition to the feature that series operation is possible due to the insulation of the power supply, abnormality detection is possible even when an abnormality that makes control impossible due to loss or failure of the control power supply to the control unit of the power supply device occurs. The reporting unit can be operated, and all the power supply devices determine the abnormality of one power supply device in the plurality of power supply devices, and perform an abnormality response such as operation stop, so that the When performing parallel operation or series operation with the power source device, a safer power supply system can be constructed.
(第3発明の絶縁回路部と異常検出通報部による効果)
また、シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、自身の制御用電源の所定電位とシリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に通信端子と通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第1のフォトカプラと、通信端子と通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に自身の電源の所定電位とシリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第2のフォトカプラと、を備え、異常検出通報部は、通信端子と通信グランド端子との間に接続され、第1のフォトカプラの受光スイッチ素子のオンによりオフされると共に第1のフォトカプラの受光スイッチ素子のオフによりオンされるスイッチ素子を備え、制御部は、自身の異常を検出した場合にシリアル通信部の送信端子をハイ・インピーダンス又は自身の制御用電源の所定電位に固定化させると共に、第1のフォトカプラの受光スイッチ素子のオフによりスイッチ素子をオンして通信線を所定信号レベルに固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させるようにしたため、絶縁回路部としてフォトカプラを用いることで、通信線と通信グランド線を電源装置から確実に絶縁分離し、複数の電源装置により並列運転する電源システムに加え、複数の電源装置により直列運転する電源システムを構成することが可能となる。
(Effects of the insulation circuit section and abnormality detection reporting section of the third invention)
The isolation circuit unit connected to the transmission terminal and the reception terminal of the serial communication unit connects the light emitting element between the predetermined potential of its own control power supply and the transmission terminal of the serial communication unit, and also communicates with the communication terminal and the communication ground terminal. A first photocoupler having a light receiving switch element connected between the light emitting element, a light emitting element connected between the communication terminal and the communication ground terminal, and a light receiving switch between a predetermined potential of its own power supply and the receiving terminal of the serial communication unit A second photocoupler connected to the element, and the abnormality detection reporting unit is connected between the communication terminal and the communication ground terminal, and is turned off when the light receiving switch element of the first photocoupler is turned on. 1 is provided with a switch element that is turned on when the light receiving switch element of the photocoupler is turned off, and when the controller detects its own abnormality, the transmission terminal of the serial communication unit is Impedance is fixed to a predetermined potential of its own control power supply, and when the light receiving switch element of the first photocoupler is turned off, the switch element is turned on to fix the communication line to a predetermined signal level and transmit the serial communication data signal By using a photocoupler as an insulation circuit unit, the communication line and the communication ground line are surely insulated and separated from the power supply device, and in addition to a power supply system that operates in parallel with a plurality of power supply devices, a plurality of power supplies It is possible to configure a power supply system that operates in series with the apparatus.
また、異常を検出した場合のみならず、電源装置の制御部に対する制御用電源が消失もしくは故障する等して制御不能となる異常が発生した場合においても、送信端子のグランド電位(Lレベルの電位)への落ち込みに対し、絶縁回路部を介してスイッチ素子をオンさせるという簡単な構成により、複数の電源装置内の1台の電源装置の異常を全ての電源装置が検出して動作停止等の異常対応ができる。 Further, not only when an abnormality is detected, but also when an abnormality that makes control impossible due to loss or failure of the control power supply for the control unit of the power supply device occurs, the ground potential (L level potential) of the transmission terminal ), The switch element is turned on via the insulation circuit unit, and all power supply devices detect an abnormality in one power supply device in a plurality of power supply devices, and the operation is stopped. Can handle abnormalities.
[第1発明による電源装置の第1実施形態]
図1は本願第1発明による電源装置を用いた電源システムの第1実施形態を示した回路ブロック図、図2は図1の電源装置に設けたUARTモジュールの機能構成の概略を示したブロック図、図3は図1の第1発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による並列運転の接続構成を示したブロック図である。
[First Embodiment of Power Supply Device According to First Invention]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a first embodiment of a power supply system using a power supply device according to the first invention of the present application, and FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a functional configuration of a UART module provided in the power supply device of FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a connection configuration for parallel operation by a master power supply device and a plurality of slave power supply devices in the first invention of FIG.
(電源システム構成の概要)
図1に示すように、本実施形態の電源システムは、本願第1発明による電源装置をマスター電源装置10とスレーブ電源装置12となるように設定を行った2台の電源装置で構成し、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の正負の電源入力端子である+Vin端子と−Vin端子に入力電源18が並列に接続され、また、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の正負の電源出力端子である+Vo端子と−Vo端子が正負の電源出力線を介して負荷20に並列に接続され、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の並列運転により負荷20に電源を供給している。
(Overview of power system configuration)
As shown in FIG. 1, the power supply system of the present embodiment includes a power supply device according to the first invention of the present application, which is composed of two power supply devices set so as to become a master
ここで、図1にあっては、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の2台で電源システムを構成しているが、図3に示すように、マスター電源装置10と複数台のスレーブ電源装置12で電源システムを構成して並列運転を行っても良い。
Here, in FIG. 1, the power supply system is composed of two units, ie, the master
並列運転を行う場合、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の各出力電圧Voは同じとなり、各出力電流Ioは、負荷20に流す定格電流Iratedを電源装置の台数nで割った(Irated/n)となる。
When performing parallel operation, the output voltages Vo of the master
図1に示すマスター電源装置10及びスレーブ電源装置12は、電源装置としての構成は同じであり、マスターモードを設定した場合にマスター電源装置10として機能し、スレーブモードを設定した場合にスレーブ電源装置12として機能する点で相違している。以下の説明では、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12を区別する必要がないときは、電源装置10及び電源装置12として説明する場合がある。
The master
(電源装置の構成)
図1に示す電源装置10及び電源装置12は、電力変換部14およびこれを制御する制御回路部であるデジタルプロセッサ16を備える。電源装置10は、外部の入力電源18から+Vin端子および−Vin端子に入力電圧が入力され、+Vo端子および−Vo端子から外部の負荷20に出力電圧を供給する。
(Configuration of power supply)
The
電力変換部14は、電源装置10及び電源装置12に入力された入力電圧を所定の電圧に変換することで出力電圧を生成し、負荷20に供給する。電源装置10及び電源装置12の出力電圧は、デジタルプロセッサ16からの出力電圧目標値Vrに基づいて決定される。また、電力変換部14が外部に供給している出力電圧および出力電流は、出力電圧検出値Voおよび出力電流検出値Ioとしてデジタルプロセッサ16が取得している。出力電流検出値Ioは電流検出器35で検出される。電流検出器35は、例えば、電流検出抵抗やカレントトランス等の電流電圧変換を行う素子で構成され、電源装置10及び電源装置12の出力電流を直接検出するものでも良いし、電力変換部14内に流れる電流から出力電流に比例する電流を検出するものでも良い。
The power conversion unit 14 generates an output voltage by converting the input voltage input to the
電力変換部14は、絶縁型シングルエンディッドフォワードコンバータ、絶縁型ブリッジコンバータ、降圧チョッパー、昇圧チョッパー等のスイッチングレギュレータ回路やシリーズレギュレータ回路が用いられる。 The power conversion unit 14 uses a switching regulator circuit such as an isolated single-ended forward converter, an isolated bridge converter, a step-down chopper, a step-up chopper, or a series regulator circuit.
デジタルプロセッサ16は、内部に、CPU部22、シリアル通信部として機能するUARTモジュール24、および、異常検出通報部26を備えている。CPU部22にはプログラムの実行により実現される機能として、制御部28と異常対応処理部30が設けられている。
The
また、CPU部22、UARTモジュール24、および、異常検出通報部26は、一部もしくはすべてを独立した回路として構成しても良い。また、図示されていないが、CPU部22が動作するためのプログラムが記録されたメモリおよび電力変換部14や外部との信号を入出力するためのI/Oインターフェース、ADコンバータ等も備えている。
In addition, the
UARTモジュール24は、シリアル通信を行うモジュールであり、シリアル通信データ信号を送信する送信端子であるTX端子、シリアル通信データ信号を受信する受信端子であるRX端子を備える。TX端子とRX端子はUARTモジュール24の外部で接続され、電源装置10及び電源装置12の通信端子であるINF端子に接続される。
The
UARTモジュール24のTX端子は、Hレベル(制御用電源のプラス側電位Vccの電圧レベル)およびLレベル(制御用電源のグランド側の電圧レベル)の信号の組み合わせで構成されるシリアル通信データ信号を送信する。
The TX terminal of the
なお、図示されていないが、TX端子は必要に応じて、プルアップ抵抗が接続される。また、必要に応じて電流を制限するための抵抗やノイズを除去するためのコンデンサを接続しても良い。 Although not shown, a pull-up resistor is connected to the TX terminal as necessary. Further, a resistor for limiting the current and a capacitor for removing noise may be connected as necessary.
電源装置10のINF端子は、通信線34を介して他の電源装置12のINF端子に接続される。また、UARTモジュール24のグランドは、電力変換部14の−Vo端子に対するグランドに接続されている。これにより、負荷20に対し並列接続している−Vo端子に外部接続した負の電源出力線は、電源装置10及び電源装置12に設けたUARTモジュール24のグランドを相互に接続する通信グランド線を兼用している。このため、電源装置10及び電源装置12のシリアル通信の配線は、通常2本必要とするが、本実施形態では、INF端子を相互に接続する通信線34の1本だけで良い。
The INF terminal of the
UARTモジュール24は、CPU部22からの指示で、シリアル通信データ信号を送信する機能および受信したシリアル通信データ信号をCPU部22に引き渡す機能を備える。
The
図2はUARTモジュール24の機能構成の概略であり、送信変換部40、送信アンプ42、受信アンプ44及び受信変換部46を備える。送信変換部40はCPU部22から例えば8bitの通信情報が入力され、通信情報に、スタートビット、パリティビット、ストップビット等を付加した通信フレームを生成し、通信フレームを、シフトレジスタを用いることでシリアル通信データに変換し、送信アンプ42からHレベルとLレベルでなるシリアル通信データ信号としてTX端子を介して出力する。
FIG. 2 is a schematic functional configuration of the
シリアル通信データ信号の通信情報は、出力電圧目標値Vrの設定情報又は出力電流検出値Ioに基づく出力電流目標値Irの設定情報と、通信情報の種類を識別する識別情報が含まれる構成としている。また、送信アンプ42の送信動作を停止して無効化することが可能な構成となっており、無効化した状態では、TX端子はハイ・インピーダンスの出力状態となる。CPU部22の指示による出力電圧目標値Vrの設定情報又は出力電流目標値Irの設定情報を含むシリアル通信データ信号の送信は、所定の送信周期で逐次行われる。
The communication information of the serial communication data signal includes the setting information of the output voltage target value Vr or the setting information of the output current target value Ir based on the output current detection value Io and the identification information for identifying the type of communication information. . In addition, the transmission operation of the
受信アンプ44は、RX端子を介してシリアル通信データ信号を受信して受信変換部46に出力する。受信変換部46は、シリアル通信データ信号をシフトレジスタに格納することで、シリアル通信データ信号から通信フレームを復元し、通信フレームから通信情報取り出してCPU部22に転送する。
The
再び図1を参照するに、電源装置10及び電源装置12の異常検出通報部26は、スイッチ素子32を備え、CPU部22からの指示によりスイッチ素子32が動作される。スイッチ素子32はTX端子とRX端子を接続したINF端子とグランドとの間に接続され、CPU部22に設けた制御部28の指示でオン、オフされる。
Referring again to FIG. 1, the abnormality
電源装置12が正常な場合、制御部28の指示でスイッチ素子32はオフされており、INF端子をグランドから切り離すことで、UARTモジュール24からのシリアル通信データ信号の外部に対する送受を可能としている。これに対し制御部28で電源装置12の異常が検出された場合はスイッチ素子32がオンされ、INF端子をグランドに接続し、INF端子に外部から接続している通信線34をグランドレベル、即ちLレベルに引き込んで固定化し、これによりINF端子を経由したシリアル通信ができない状態として、シリアル通信データ信号の通信を強制的に停止させ、これによって電源装置12に異常が発生したことを他の電源装置に通報可能とする。
When the
なお、図1の電源装置10及び電源装置12では、異常検出通報部26に設けたスイッチ素子32の制御にデジタルプロセッサ16内のCPU部22に備えられたI/Oインターフェースを使用しているが、デジタルプロセッサ16の外部にスイッチ素子32を設けて、異常検出通報部26としても良い。
1 uses the I / O interface provided in the
異常検出通報部26に対応してCPU部22には異常対応処理部30の機能が設けられる。異常対応処理部30は、UARTモジュール24により受信されるシリアル通信データ信号を監視しており、シリアル通信データ信号の受信が所定の時間以上停止したことを検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して電源装置の動作を停止させる等の所定の異常対応処理を実行する。
Corresponding to the abnormality
なお、以上説明した電源装置10および電源装置12は同一の構成及び機能を備え、下記のように設定を行うことでマスター電源装置10となるかスレーブ電源装置12となるかが決定される。
Note that the
(マスター電源装置とスレーブ電源装置)
電源装置10及び電源装置12には、マスターとして動作するかスレーブとして動作するかを外部から指示するための端子であるM/S端子を備えている。マスター電源装置10はM/S端子に対する外部指示によりマスターモードが設定された電源装置であり、また、スレーブ電源装置12は、M/S端子に対する外部指示によりスレーブモードが設定された電源装置である。
(Master power supply and slave power supply)
The
また、M/S端子を用いないで、図示されていないデジタルプロセッサ16のメモリ部に、マスターとして動作するかスレーブとして動作するかの情報をあらかじめ書き込んでおいて動作させることもできる。 Further, without using the M / S terminal, it is possible to operate by writing in advance information on whether to operate as a master or a slave in a memory unit of the digital processor 16 (not shown).
本発明の電源システム内では、1台の電源装置をマスター電源装置10に設定し、他の電源装置をスレーブ電源装置12に設定する。
In the power supply system of the present invention, one power supply is set as the
(マスター電源装置に固有な構成)
マスター電源装置10の制御部28は、自身の電力変換部14に予め設定された出力電圧目標値Vrを設定して、出力電圧が出力電圧目標値Vrとなるようにスイッチングのオンデューティーを調整させる。
(Configuration specific to the master power unit)
The control unit 28 of the master
また、マスター電源装置10の制御部28は、出力電流目標値Vrの設定情報および電流検出器35で検出している自身の出力電流検出値Ioに基づく出力電流目標値Irの設定情報をUARTモジュール24に通信情報として転送し、これを含むシリアル通信データ信号を生成してTX端子からINF端子を経由して外部のスレーブ電源装置12に送信させる。
In addition, the control unit 28 of the master
マスター電源装置10のUARTモジュール24は、TX端子からシリアル通信データ信号を送信すると同時に、自身が送信するシリアル通信データ信号をRX端子から受信する。
The
マスター電源装置10からスレーブ電源装置12に送信されるシリアル通信データ信号は、出力電圧目標値Vrの設定情報と出力電流目標値Irの設定情報の何れか一方、もしくは、両方でも良いし、その他の情報を合わせて出力するものでも良い。この際、並列運転を行う電源システムにおいては、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の出力電流をバランスさせる動作を行うために、出力電流目標値Irの設定情報が送信されていることが望ましい。
The serial communication data signal transmitted from the master
マスター電源装置10では、自身がUARTモジュール24のTX端子から送信したシリアル通信データ信号は、自身のUARTモジュール24のRX端子で受信されるように構成されており、CPU部22に設けた異常対応処理部30で、自身がTX端子から送信したシリアル通信データ信号と自身がRX端子から受信したシリアル通信データ信号が一致していることを監視している。そして、自身がTX端子から送信したシリアル通信データ信号が自身のRX端子によって所定の時間以上受信できなかったことを検出した場合に、スレーブ電源装置12の異常と判定して動作を停止させる等の所定の異常対応処理を行う。
The
マスター電源装置10は自身の異常を検出した場合、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信する動作を停止する。この動作により、スレーブ電源装置12は、マスター電源装置10の異常を検出することが可能となる。
When the master
(スレーブ電源装置に固有な構成)
スレーブ電源装置12は、スレーブモードに設定されると、UARTモジュール24の送信機能が停止され、TX端子がハイ・インピーダンスに保持されるように動作する。従って、スレーブ電源装置12のUARTモジュール24のTX端子は、INF端子で送受信されるシリアル通信データ信号に影響を及ぼすことが無い。スレーブ電源装置12では、マスター電源装置10から送信されたシリアル通信データ信号をINF端子を介してUARTモジュール24のRX端子で受信する。
(Configuration unique to slave power supply)
When the slave
スレーブ電源装置12の制御部28は、UARTモジュール24で受信したシリアル通信データ信号から得られたマスター電源装置10の出力電圧目標値Vrを自身の出力電圧目標値として設定し、自身の出力電圧がマスター電源装置10の出力電圧と同じになるように制御を行う。
The control unit 28 of the slave
また、スレーブ電源装置12の制御部28は、UARTモジュール24で受信したシリアル通信データ信号から得られたマスター電源装置10の出力電流検出値Ioに対応した出力電流目標値Irに基づいて、自身の出力電流がマスター電源装置10の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。具体的には、スレーブ電源装置12が自身の出力電流検出値Ioとマスターから引き渡された出力電流目標値Irを比較し、自身の出力電流が大きければ、自身の出力電圧を低下させ、自身の出力電流が小さければ、自身の出力電圧を上昇させる制御を行う。
Further, the control unit 28 of the slave
スレーブ電源装置12のUARTモジュール24は、マスター電源装置10から送信されたシリアル通信データ信号をINF端子を介してRX端子から受信する。UARTモジュール24のRX端子から受信されたマスター電源装置10が送信したシリアル通信データ信号は、CPU部22に設けた異常対応処理部30で監視されており、異常対応処理部30はシリアル通信データ信号がRX端子で所定の時間以上受信できなかったときは、異常と判定して動作を停止させる等の所定の異常対応処理を行う。
The
[電源システムの動作]
次に図1の並列運転を行う電源システムの動作を正常運転時と異常発生時に分けて説明すると次のようになる。
[Power system operation]
Next, the operation of the power supply system that performs the parallel operation of FIG. 1 will be described separately during normal operation and when an abnormality occurs.
(正常運転の場合の動作)
図1に示すように、マスター電源装置10は、自身に設定している出力電圧目標値Vrの設定情報および自身で検出している出力電流検出値Ioに基づく出力電流目標値Irの設定情報を、シリアル通信データ信号によりUARTモジュール24のTX端子からINF端子を経由して外部に逐次送信する。マスター電源装置10から送信されるシリアル通信データ信号は、出力電圧目標値Vrの設定情報と出力電流目標値Irの設定情報の何れか一方、もしくは、両方でも良いし、その他の情報を合わせて出力するものでも良い。
(Operation during normal operation)
As shown in FIG. 1, the master
スレーブ電源装置12は、UARTモジュール24のTX端子が無効化され、ハイ・インピーダンスで保持されており、INF端子を介して入力されたシリアル通信データ信号をUARTモジュール24のRX端子で受信する。
In the slave
スレーブ電源装置12のCPU部22の制御部28は、UARTモジュール24からマスター電源装置10が送信した出力電圧目標値Vrの設定情報を受け取ると、マスター電源装置10の出力電圧目標値Vrを自身の出力電圧目標値として設定し、自身の出力電圧がマスター電源装置10の出力電圧と同じになるように制御を行う。また、CPU部22の制御部28は、出力電流目標値Irの設定情報を受け取ると、自身の出力電流がマスター電源装置10の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。
When the control unit 28 of the
(スレーブ電源装置に異常が発生した場合の動作)
スレーブ電源装置12に異常が発生した場合、スレーブ電源装置12の異常検出通報部26のスイッチ素子32がオンするように制御が行われる。これにより、スレーブ電源装置12のINF端子は、Lレベルに保持された状態となる。スレーブ電源装置12のINF端子がLレベルに保持されると、通信線34で接続されているマスター電源装置10のINF端子もLレベルに保持されることになる。
(Operation when an error occurs in the slave power supply)
When an abnormality occurs in the slave
マスター電源装置10は、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信する際に、自身が送信したシリアル通信データ信号をRX端子で受信しており、マスター電源装置10のINF端子がLレベルに保持されると、UARTモジュール24のTX端子がシリアル通信データ信号を送信していても、RX端子でシリアル通信データ信号を受信できない状態となる。
When the
マスター電源装置10の異常対応処理部30は、自身で送信したシリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置12に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
When the
(複数のスレーブ電源装置の何れかに異常が発生した場合の動作)
図3に示すように、マスター電源装置10と2台以上のスレーブ電源装置12により並列運転が行われている場合において、1台のスレーブ電源装置12に異常が発生した場合、異常が発生したスレーブ電源装置12の異常検出通報部26のスイッチ素子32がオンされ、INF端子がLレベルに保持され、正常に動作しているマスター電源装置10及び他のスレーブ電源装置12のINF端子もLレベルに保持された状態となる。
(Operation when an error occurs in any of multiple slave power supply units)
As shown in FIG. 3, when parallel operation is performed by the master
これにより正常に動作しているマスター電源装置10及び他のスレーブ電源装置12の異常対応処理部30は、マスター電源装置10が逐次送信しているシリアル通信データ信号を受信できなくなり、シリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、マスター電源装置10又は他のスレーブ電源装置12に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
As a result, the
(マスター電源装置に異常が発生した場合の動作)
マスター電源装置10に異常が発生した場合、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信する動作を停止することで、TX端子からINF端子を経由してスレーブ電源装置12に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させるか、もしくは、マスター電源装置10に設けた異常検出通報部26のスイッチ素子32をオンさせることで、INF端子がLレベルに保持され、TX端子からINF端子を経由してスレーブ電源装置12に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させる。
(Operation when an abnormality occurs in the master power supply unit)
When an abnormality occurs in the master
これにより正常に動作しているスレーブ電源装置12の異常対応処理部30は、シリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことになり、マスター電源装置10に異常が発生したことを検出し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
As a result, the
(第1発明の第1実施形態によるメリット)
本実施形態によれば、マスター電源装置10と1又は複数のスレーブ電源装置12で構成された電源システムで、新たに異常を知らせる端子や配線を設けなくとも、システム内の1台の電源装置で発生した異常を他の全ての電源装置に通報して判定させて電源システムを停止させることができるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
(Advantages of the first embodiment of the first invention)
According to the present embodiment, in a power supply system composed of the master
[第1発明による電源システムの第2実施形態]
図4は第1発明による電源システムの第2実施形態を示した回路ブロック図であり、本実施形態は、電源装置における制御用電源の停止等で制御不能となった場合にも、他の電源装置に異常を通報して対応可能としたことを特徴とする。
[Second Embodiment of the Power Supply System According to the First Invention]
FIG. 4 is a circuit block diagram showing a second embodiment of the power supply system according to the first invention. This embodiment is different from the power supply in the case where control becomes impossible due to the stop of the control power supply in the power supply device. It is characterized by being able to respond by reporting an abnormality to the device.
(システム構成の概要)
図4に示すように、本実施形態の電源システムは、図1の第1実施形態と同様に、例えばマスター電源装置10とスレーブ電源装置12の2台で構成し、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の正負の電源入力端子である+Vin端子と−Vin端子に入力電源18が並列に接続され、また、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の正負の電源出力端子である+Vo端子と−Vo端子が正負の電源出力線を介して負荷20に並列に接続され、並列運転により負荷20に電源を供給している。
(Overview of system configuration)
As shown in FIG. 4, the power supply system of the present embodiment is composed of, for example, a master
また、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12のシリアル通信に使用するINF端子は通信線34により相互に接続されている。更に、シリアル通信に使用する通信グランド線は、負荷20に対し並列接続している−Vo端子に外部接続した負の電源出力線で兼用している。
The INF terminals used for serial communication between the master
(電源装置の構成)
図4に示すように、本実施形態の電源装置10及び電源装置12は、図1に示した第1実施形態の電源装置10及び電源装置12に対して、異常検出通報部26の構成が異なり、それ以外は同じになることから、同一符号を付して、その説明は省略する。
(Configuration of power supply)
As shown in FIG. 4, the
図4に示す異常検出通報部26は、スイッチ素子32、PNPトランジスタ36及び抵抗38から構成される。PNPトランジスタ36は、同様の働きをする素子であれば良く、P−チャネルのMOS―FET等を使用しても良い。
The abnormality
スイッチ素子32の一端はPNPトランジスタ36のベースに接続され、スイッチ素子32の他端は、制御用電源のプラス側電位Vccに接続される。スイッチ素子32は、CPU部22からの指示により動作させることができる。
One end of the
PNPトランジスタ36は、コレクタがグランドに接続され、エミッタがUARTモジュール24のRX端子とTX端子を接続してINF端子に至るラインに接続され、更に、ベースとグランド間に抵抗38が接続されている。
The
図1の第1実施形態では、異常検出通報部26のスイッチ素子32は、電源装置10及び電源装置12に異常が発生した場合にオンするように制御されていたが、本実施例の電源装置10及び電源装置12では、正常に動作している場合、CPU部22に設けた制御部28により、スイッチ素子32をオンさせ、異常を検出した場合にスイッチ素子32をオフさせるように制御を行う。
In the first embodiment of FIG. 1, the
異常検出によりスイッチ素子32がオフされた状態においては、UARTモジュール24のTX端子からのシリアル通信データ信号の送信により、INF端子がLレベルからHレベルになろうとすると、抵抗38を介してPNPトランジスタ36のエミッタ、ベース、抵抗38及びグランドの経路で電流が流れて、PNPトランジスタ36がオンする動作となり、INF端子がLレベルに保持される。
In the state where the
従って、異常を検出した状態では、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号の送信を行っても、INF端子はLレベルのまま保持されることになり、シリアル通信データ信号は伝送されず、RX端子は、シリアル通信データ信号を受信することができない。
Therefore, in the state where the abnormality is detected, even if the serial communication data signal is transmitted from the TX terminal of the
電源装置10及び電源装置12が正常に動作している場合、スイッチ素子32はオンされており、PNPトランジスタ36のベースがHレベルとなるため、INF端子がHレベルとなっても、PNPトランジスタ36のエミッタからベースに電流が流れることができなくなり、PNPトランジスタ36がオフに保持される。
When the
従って、電源装置10及び電源装置12が正常に動作している状態で、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号の送信を行うと、PNPトランジスタ36はオフに保持されているため、INF端子を経由したシリアル通信データ信号の送受信が可能となり、RX端子がシリアル通信データ信号を受信することができる。
Accordingly, when the serial communication data signal is transmitted from the TX terminal of the
[電源システムの動作]
次に図4の並列運転を行う電源システムの動作を正常運転時と異常発生時に分けて説明すると次のようになる。
[Power system operation]
Next, the operation of the power supply system that performs the parallel operation of FIG. 4 will be described separately at the time of normal operation and when an abnormality occurs.
(正常運転の場合の動作)
図4に示すマスター電源装置10は、図1の第1実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Vrの設定情報や出力電流検出値Ioに基づく出力電流Irの設定情報を含むシリアル通信データ信号を、UARTモジュール24のTX端子からINF端子を経由して外部に送信する。このとき、マスター電源装置10に設けた異常検出通報部26のスイッチ素子32が正常状態でオンしているため、TX端子からINF端子を経由してシリアル通信データ信号を外部のスレーブ電源装置12に送信することができる。
(Operation during normal operation)
As in the first embodiment of FIG. 1, the master
スレーブ電源装置12は、UARTモジュール24のTX端子が無効化され、ハイ・インピーダンスで保持されており、INF端子を介して入力されてきたシリアル通信データ信号をUARTモジュール24のRX端子で受信する。正常状態ではスレーブ電源装置12でも異常検出通報部26のスイッチ素子32がオン状態であるため、PNPトランジスタ36はオフに保持されており、RX端子からシリアル通信データ信号を受信することができる。
In the slave
スレーブ電源装置12のCPU部22の制御部28は、図1の第1実施形態と同様に、UARTモジュール24からマスター電源装置10が送信した出力電圧目標値Vrの設定情報と出力電流目標値Irの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置10の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置10の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。
As in the first embodiment of FIG. 1, the control unit 28 of the
(スレーブ電源装置に異常が発生した場合の動作)
スレーブ電源装置12に異常が発生した場合、異常検出通報部26のスイッチ素子32がオフするように制御が行われ、PNPトランジスタ36はオン可能状態となり、TX端子からのシリアル通信データ信号の送信でINF端子がHレベルに変化しようとすると、PNPトランジスタ36がオン状態となってINF端子がLレベルに保持された状態となる。スレーブ電源装置12のINF端子がLレベルに保持されると、マスター電源装置10のINF端子もLレベルに保持されることになる。
(Operation when an error occurs in the slave power supply)
When an abnormality occurs in the slave
マスター電源装置10は、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信する際に、自身が送信したシリアル通信データ信号をRX端子で受信しており、マスター電源装置10のINF端子がLレベルに保持されると、自身のUARTモジュール24のTX端子がシリアル通信データ信号を送信していても、RX端子でシリアル通信データ信号を受信できない状態となる。
When the
従って、マスター電源装置10の異常対応処理部30は、自身で送信したシリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置12に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
Therefore, when the
一方、図1に示した第1実施形態の異常検出通報部26にあっては、制御用電源が故障してCPU部22による制御が不能となる異常が発生した場合、制御用電源のプラス電位Vccが失われて、スイッチ素子32をオンできないため、INF端子をLレベルに保持させて検出した異常を外部に通報する動作ができない。
On the other hand, in the abnormality
これに対し本実施形態のスレーブ電源装置12に設けた異常検出通報部26は、制御用電源の故障等により制御不能となる異常が発生してプラス電位Vccが失われた場合にも、スイッチ素子32がオフとなることにより、PNPトランジスタ36が動作可能状態となり、INF端子から受信するシリアル通信データ信号がLレベルからHレベルに変化するときにPNPトランジスタ36がオンして、INF端子をLレベルに保持させることができる。
On the other hand, the abnormality
これによりマスター電源装置10のINF端子もLレベルに保持され、自身で送信したシリアル通信データ信号をRX端子で受信できなくなり、マスター電源装置10の異常対応処理部30は、シリアル通信データ信号を所定の時間以上受信できないことを検出した場合に、スレーブ電源装置12に異常が発生したことを判別し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われ、電源システムを更に安全なものにすることができる。
As a result, the INF terminal of the master
(複数のスレーブ電源装置の何れかに異常が発生した場合の動作)
図3に示すように、マスター電源装置10と2台以上のスレーブ電源装置12による並列運転が行われている場合において、1台のスレーブ電源装置12に異常が発生した場合、その異常検出通報部26のスイッチ素子32がオフするように制御が行われ、PNPトランジスタ36はオン可能状態となり、マスター電源装置10からのシリアル通信データ信号の受信でINF端子がHレベルに変化しようとすると、PNPトランジスタ36がオン状態となってINF端子がLレベルに保持された状態となる。
(Operation when an error occurs in any of multiple slave power supply units)
As shown in FIG. 3, in the case where a parallel operation is performed by the master
これにより正常に動作しているマスター電源装置10及び他のスレーブ電源装置12のINF端子もLレベルに保持された状態となり、マスター電源装置10が逐次送信しているシリアル通信データ信号を受信できなくなり、それぞれの異常対応処理部30は、シリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合に、他の電源装置に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
As a result, the INF terminals of the master
また、スレーブ電源装置12の1台で制御用電源が故障してCPU部22による制御が不能となる異常が発生した場合にも、同様に、異常検出通報部26が動作し、マスター電源装置10及び他のスレーブ電源装置12を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。スレーブ電源装置12の制御用電源の故障だけでなく、スレーブ電源装置12の入力電源の配線が断線する等で、制御用電源が消失した場合でも、同様に、異常検出通報部26が動作する。
Similarly, when an abnormality that causes the control power supply to fail in one of the slave
(マスター電源装置に異常が発生した場合の動作)
マスター電源装置10に異常が発生した場合、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信する動作を停止することで、TX端子からINF端子を経由してスレーブ電源装置12に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させるか、もしくは、マスター電源装置10に設けた異常検出通報部26のスイッチ素子32をオフさせることでPNPトランジスタ36がオン可能状態となり、INF端子がLレベルに保持され、TX端子からINF端子を経由してスレーブ電源装置12に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させる。
(Operation when an abnormality occurs in the master power supply unit)
When an abnormality occurs in the master
これにより正常に動作しているスレーブ電源装置12の異常対応処理部30は、シリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことになり、マスター電源装置10に異常が発生したことを検出し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
As a result, the
また、マスター電源装置10の1台で制御用電源が消失もしくは故障する等してCPU部22による制御が不能となる異常が発生した場合にも、同様に、異常検出通報部26が動作し、マスター電源装置10及び他のスレーブ電源装置12を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。
Similarly, when an abnormality that makes the control by the
(第1発明の第2実施形態によるメリット)
本実施形態によれば、前述した第1実施形態と同様、マスター電源装置10と1又は複数のスレーブ電源装置12で構成された電源システムで、新たに異常を知らせる端子や配線を設けなくとも、システム内の一台の電源装置で発生した異常を他の全ての電源装置が判定して電源システムを停止できるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
(Advantages of the second embodiment of the first invention)
According to this embodiment, similarly to the first embodiment described above, in the power supply system configured by the master
更に、電源装置の制御回路部であるデジタルプロセッサ16に対する制御用電源が消失もしくは故障する等してCPU部22による制御が不能となる異常が発生した場合においても、異常検出通報部26を動作させることが可能であるため、さらに安全な電源システムを作ることができる。
Further, even when an abnormality that makes the control by the
[第2発明による電源システムの実施形態]
図5は並列運転を行う第2発明による電源システムの実施形態を示したブロック図、図6は図5の第2発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による並列運転の接続構成を示したブロック図、図7は直列運転を行う第2発明による電源システムの実施形態を示したブロック図、図8は図7の第2発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による直列運転の接続構成を示したブロック図である。
[Embodiment of power supply system according to second invention]
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a power supply system according to the second invention for performing parallel operation, and FIG. 6 shows a connection configuration for parallel operation by a master power supply device and a plurality of slave power supply devices in the second invention of FIG. FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of a power supply system according to the second invention that performs series operation, and FIG. 8 is a connection configuration for series operation by a master power supply device and a plurality of slave power supply devices in the second invention of FIG. It is the block diagram which showed.
第2発明にあっては、図5及び図6に示す複数の電源装置の並列運転に加え、図7及び図8に示す直列運転を行う電源システムが構築できることを特徴とする。 In the second invention, in addition to the parallel operation of the plurality of power supply devices shown in FIGS. 5 and 6, a power supply system that performs the serial operation shown in FIGS. 7 and 8 can be constructed.
(並列運転を行う電源システムの概要)
図5に示すように、並列運転を行う電源システムは、図1に示した第1発明の実施形態と同様に、例えばマスター電源装置10とスレーブ電源装置12の2台で構成し、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の+Vin端子と−Vin端子に入力電源18が並列に接続され、また、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の+Vo端子と−Vo端子が正負の電源出力線を介して負荷20に並列に接続され、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の並列運転を行うことにより、負荷20に電源を供給している。
(Outline of power supply system for parallel operation)
As shown in FIG. 5, the power supply system that performs parallel operation is composed of, for example, a master
また、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12は、シリアル通信のため、+Vo端子と−Vo端子に対し絶縁された通信端子であるINF1端子と通信グランド端子であるINF2端子を備え、別電源のプラス電位Vcc2に抵抗66を介してプルアップされた通信線62により各INF1端子を相互に接続し、別電源のグランドGNDにプルダウンされた通信グランド線64により各INF2端子を相互に接続している。
Further, the master
スレーブ電源装置12を2台以上設ける場合には、図6に示すように、マスター電源装置10及び複数のスレーブ電源装置12の+Vin端子と−Vin端子に入力電源18が並列接続され、また、マスター電源装置10及び複数のスレーブ電源装置12の+Vo端子と−Vo端子が正負の電源出力線を介して負荷20に並列接続され、並列運転により負荷20に電源を供給している。
When two or more slave
また、マスター電源装置10と複数のスレーブ電源装置12のシリアル通信のため、+Vin端子と−Vin端子に対し絶縁されたINF1端子とINF2端子を備え、通信線62と通信グランド線64により、各々のINF1端子とINF2端子を相互に接続している。
In addition, for serial communication between the master
(直列運転を行う電源システムの概要)
図7に示すように、直列運転を行う電源システムは、図5の実施形態と同様に、例えばマスター電源装置10とスレーブ電源装置12の2台で構成し、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の+Vin端子と−Vin端子に入力電源18が並列に接続され、また、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の+Vo端子と−Vo端子が電源出力線を介して負荷20に直列に接続され、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の直列運転を行うことにより、負荷20に電源を供給している。
(Outline of power supply system for series operation)
As shown in FIG. 7, the power supply system that performs the series operation is configured by, for example, two units of the master
マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の負荷20に対する直列接続は、マスター電源装置10の+Vo端子が負荷20のプラス端子に接続され、マスター電源装置10の−Vo端子がスレーブ電源装置12の+Vo端子に接続され、スレーブ電源装置12の−Vo端子が負荷20のマイナス端子に接続されている。
In the serial connection of the
また、スレーブ電源装置12を2台以上設ける場合には、図8に示すように、マスター電源装置10及び複数のスレーブ電源装置12の+Vin端子と−Vin端子に入力電源18が並列に接続され、また、マスター電源装置10及び複数のスレーブ電源装置12の+Vo端子と−Vo端子が負荷20に対し直列に接続され、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の直列運転を行うことにより、負荷20に電源を供給している。
When two or more slave
直列運転を行う場合、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の各出力電圧Voは、負荷20の定格電圧Vratedを電源装置の台数nで割った(Vrated/n)となり、各出力電流Ioは同じとなる。
When performing series operation, each output voltage Vo of the master
また、マスター電源装置10と複数のスレーブ電源装置12のシリアル通信のため、+Vin端子と−Vin端子に対し絶縁されたINF1端子とINF2端子を備え、通信線62と通信グランド線64により、各々のINF1端子とINF2端子を相互に接続している。
In addition, for serial communication between the master
(電源装置の構成)
図5及び図7に示すマスター電源装置10とスレーブ電源装置12の構成は同じになることから、以下では、電源装置10及び電源装置12として構成を説明する。
(Configuration of power supply)
Since the master
図5に示すように、本実施形態の電源装置10及び電源装置12は、図1に示した第1実施形態の電源装置10及び電源装置12における絶縁されていない通信端子であるINF端子に代えて、絶縁回路部48により絶縁された通信端子であるINF1端子と通信グランド端子であるINF2端子が設けられていることが異なり、それ以外は、図1の実施形態と同じになることから、同一符号を付して、その説明を省略する。
As shown in FIG. 5, the
図5に示すように、電源装置10及び電源装置12のデジタルプロセッサ16に設けたUARTモジュール24のTX端子及びRX端子と、外部端子となるINF1端子及びINF2端子との間には、絶縁回路部48が設けられる。絶縁回路部48は、第1のフォトカプラ50と第2のフォトカプラ52で構成される。
As shown in FIG. 5, an insulation circuit section is provided between the TX terminal and RX terminal of the
UARTモジュール24のTX端子には、第1のフォトカプラ50の発光素子であるLED54のカソードが接続され、LED54のアノードは、制御用電源のプラス側電位Vccに接続される。UARTモジュール24のRX端子には第2のフォトカプラ52の受光スイッチ素子であるフォトトランジスタ60のエミッタが接続され、コレクタは制御用電源のプラス側電位Vccに接続される。
The cathode of the
第1のフォトカプラ50の受光スイッチ素子であるフォトトランジスタ56のコレクタと第2のフォトカプラ52の発光素子であるLED58のアノードが接続されてINF2端子として外部に取り出され、第1のフォトカプラ50のフォトトランジスタ56のエミッタと第2のフォトカプラ52のLED58のカソードが接続されてINF2端子として外部に取り出されている。
The collector of the
異常検出通報部26は、図1の実施形態と同様にスイッチ素子32を備え、CPU部22からの指示によりスイッチ素子32を動作させる。スイッチ素子32の一端は、TX端子に接続され、他端はグランドに接続されている。
The abnormality
図示されていないが、RX端子は、必要であればプルダウン抵抗を接続しても良い。また、第1のフォトカプラ50に設けたLED54及び第2のフォトカプラ52に設けたフォトトランジスタ60と制御用電源のプラス側電位Vccを接続するラインにも、必要であれば電流制限のための抵抗を設けても良い。
Although not shown, a pull-down resistor may be connected to the RX terminal if necessary. Further, the line connecting the
(絶縁回路部のシリアル通信による動作)
図5及び図7の電源装置10及び電源装置12におけるシリアル通信データ信号を送受信する場合の絶縁回路部48の動作は次のようになる。
(Operation by serial communication of the insulation circuit)
The operation of the
UARTモジュール24によるシリアル通信データ信号の送信動作によりTX端子がHレベルを出力すると、第1のフォトカプラ50のLED54は消灯し、フォトトランジスタ56がオフとなる。このときINF1端子とINF2端子の間は、INF1端子に接続した通信線62が抵抗66を介して別電源のプラス電位Vccに接続され、INF2端子が別電源のグランドGNDに接続されていることから、Hレベルとなる。
When the TX terminal outputs H level by the transmission operation of the serial communication data signal by the
UARTモジュール24のTX端子がLレベルを出力すると、第1のフォトカプラ50のLED54は点灯し、フォトトランジスタ56がオンとなる。このとき、INF1端子とINF2端子の間はLレベルとなる。
When the TX terminal of the
INF1端子とINF2端子の間がHレベルのとき、第2のフォトカプラ52のLED58が点灯し、フォトトランジスタ60がオンとなる。このとき、RX端子はHレベルとなる。INF1端子とINF2端子の間がLレベルのとき、第2のフォトカプラ52のLED58が消灯し、フォトトランジスタ60がオフとなる。このとき、RX端子はLレベルとなる。
When the space between the INF1 terminal and the INF2 terminal is at the H level, the
マスター電源装置10は、図1の実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Vrの設定情報および自身の出力電流検出値Ioに基づく出力電流目標値Irの設定情報の何れか一方、もしくは、両方でも良いし、その他の情報を合わせた情報をシリアル通信データ信号としてUARTモジュール24のTX端子から第1のフォトカプラ50を介してINF1端子およびINF2端子から外部に送信する。
As in the embodiment of FIG. 1, the master
この際、並列運転を行う電源システムにおいては、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の出力電流をバランスさせる動作を行うために、出力電流目標値Irの設定情報が送信されていることが望ましい。直列運転を行う電源システムにおいては、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の出力電圧をバランスさせる動作を行うために、出力電圧目標値Vrの設定情報が送信されていることが望ましい。
At this time, in the power supply system that performs parallel operation, in order to perform the operation of balancing the output currents of the master
また、マスター電源装置10はUARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信すると同時に、自身が送信するシリアル通信データ信号を、INF1端子及びINF2端子側から第2のフォトカプラ52を介してRX端子から受信する。そして、マスター電源装置10では、自身がUARTモジュール24のTX端子から送信したシリアル通信データ信号を、自身のUARTモジュール24のRX端子で受信できるように構成されており、CPU部22に設けた異常対応処理部30で、自身がTX端子から送信したシリアル通信データ信号と自身がRX端子から受信したシリアル通信データ信号が一致していることを監視している。そして、自身がTX端子から送信したシリアル通信データ信号が自身のRX端子によって所定の時間以上受信できないことを検出した場合は、スレーブ電源装置12の異常と判定して自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
The
スレーブ電源装置12は、UARTモジュール24のTX端子がハイ・インピーダンスもしくはHレベルで保持されるように動作することで、スレーブ電源装置12のUARTモジュール24のTX端子は、INF1端子とINF2端子間で送受信されるシリアル通信データに影響を及ぼすことが無い。そして、INF1端子及びINF2端子から第2のフォトカプラ52を介して入力されたシリアル通信データ信号をUARTモジュール24のRX端子で受信する。
The slave
スレーブ電源装置12の制御部28は、UARTモジュール24からマスター電源装置10が送信した出力電圧目標値Vrの設定情報と出力電流目標値Irの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置10の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置10の出力電流と同じになるように、出力電圧を調整する制御を行う。
The control unit 28 of the slave
また、スレーブ電源装置12は、自身に異常が発生した場合、異常検出通報部26のスイッチ素子32を動作させて、第1のフォトカプラ50のLED54を点灯させ、フォトトランジスタ56をオンさせることにより、INF1端子とINF2端子の間をLレベルに保持させ、通信線62と通信グランド線64によるマスター電源装置10からのシリアル通信データ信号の伝送をできなくすることで、マスター電源装置10が自身で送信したシリアル通信データ信号をマスター電源装置10が受信できないようにして、マスター電源装置10に対してスレーブ電源装置12に異常が有ったことを通報する。
In addition, when an abnormality occurs in the slave
更に、スレーブ電源装置12のCPU部22に設けられた異常対応処理部30は、所定の時間以上、シリアル通信データ信号を受信できないことを検出した場合、他の電源装置の異常と判定して自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
Furthermore, when the abnormality
[並列運転および直列運転を行う電源システムの動作]
次に図5の並列運転を行う電源システムの動作、及び、図7の直列運転を行う電源システムの動作を正常運転時と異常発生時に分けて説明すると次のようになる。
[Operation of power supply system for parallel operation and series operation]
Next, the operation of the power supply system that performs parallel operation in FIG. 5 and the operation of the power supply system that performs serial operation in FIG. 7 will be described separately during normal operation and when an abnormality occurs.
(正常運転の場合)
図5及び図7に示すマスター電源装置10は、図1の第1実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Vrの設定情報や出力電流検出値Ioに基づく出力電流目標値Irの設定情報を含むシリアル通信データ信号をUARTモジュール24のTX端子から第1のフォトカプラ50を介してINF1端子及びINF2端子から外部に送信する。
(In normal operation)
The master
このとき、マスター電源装置10に設けた異常検出通報部26のスイッチ素子32が正常状態でオフしているため、第1のフォトカプラ50はTX端子からのシリアル通信データ信号をINF1端子及びINF2端子の間に出力することができ、通信線62及び通信グランド線64を経由してシリアル通信データ信号を外部のスレーブ電源装置12に送信することができる。
At this time, since the
スレーブ電源装置12は、UARTモジュール24のTX端子が無効化され、ハイ・インピーダンスで保持、または、Hレベルで保持されているため、第1のフォトカプラ50に設けたLED54は消灯が保持されて動作せず、また、正常状態では、異常検出通報部26のスイッチ素子32がオフしているため、第1のフォトカプラ50に設けたLED54の消灯が保持されて動作せず、INF1端子とINF2端子で受信されたシリアル通信データ信号は、第2のフォトカプラ52の動作によりRX端子に送られてUARTモジュール24で受信される。
In the slave
スレーブ電源装置12のCPU部22は、UARTモジュール24からマスター電源装置10が送信した出力電圧目標値Vrの設定情報と出力電流目標値Irの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置10の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置10の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。
The
(スレーブ電源装置に異常が発生した場合)
スレーブの電源装置12に異常が発生した場合、異常検出通報部26のスイッチ素子32がオンするように制御が行われる。これにより第1のフォトカプラ50のLED54が点灯してフォトトランジスタ56がオンし、INF1端子とINF2端子間がLレベルに保持される。スレーブ電源装置12のINF1端子とINF2端子間がLレベルに保持されると、通信線62と通信グランド線64を介して接続しているマスター電源装置10のINF1端子とINF2端子間もLレベルに保持されることになる。
(When an error occurs in the slave power supply unit)
When an abnormality occurs in the slave
マスター電源装置10は、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信する際に、自身が送信したシリアル通信データ信号をINF1端子とINF2端子側から第2のフォトカプラ52を介してRX端子で受信しており、マスター電源装置10のINF1端子とINF2端子間がLレベルに保持されると、自身のUARTモジュール24のTX端子がシリアル通信データ信号を送信していても、RX端子でシリアル通信データ信号を受信できない状態となる。
When transmitting the serial communication data signal from the TX terminal of the
従って、マスター電源装置10の異常対応処理部30は、自身で送信したシリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置12に異常が発生したことを判定し、自信の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
Therefore, when the
(複数のスレーブ電源装置の何れかに異常が発生した場合の動作)
図6に示すように、マスター電源装置10と2台以上のスレーブ電源装置12により並列運転が行われている場合、及び、図8に示すように、マスター電源装置10と2台以上のスレーブ電源装置12により直列運転が行われている場合において、1台のスレーブ電源装置12に異常が発生すると、その異常検出通報部26のスイッチ素子32がオンするように制御が行われ、第1のフォトカプラ50のLED54が点灯してフォトトランジスタ56がオンし、INF1端子とINF2端子間がLレベルに保持される。
(Operation when an error occurs in any of multiple slave power supply units)
As shown in FIG. 6, when the parallel operation is performed by the master
これにより正常に動作しているマスター電源装置10及び他のスレーブ電源装置12は、通信線62と通信グランド線64を経由してマスター電源装置10が逐次送信しているシリアル通信データ信号を受信できなくなり、それぞれの異常対応処理部30は、シリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、他のスレーブ電源装置12に異常が発生したことを判定し、電源装置の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
As a result, the master
(マスター電源装置に異常が発生した場合の動作)
マスター電源装置10に異常が発生した場合、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信する動作を停止することで、TX端子からINF端子1およびINF2端子を経由してスレーブ電源装置12に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させるか、もしくは、マスター電源装置10に設けた異常検出通報部26のスイッチ素子32がオンするように制御が行われ、第1のフォトカプラ50のLED54が点灯してフォトトランジスタ56がオンし、INF1端子とINF2端子間がLレベルに保持されることで、TX端子から第1のフォトカプラ50を介してINF1端子及びINF2端子を経由してスレーブ電源装置12に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させる。
(Operation when an abnormality occurs in the master power supply unit)
When an abnormality occurs in the master
これにより正常に動作しているスレーブ電源装置12の異常対応処理部30は、シリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置12に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
As a result, when the
(第2発明の実施形態によるメリット)
図1に示した第1発明の実施形態では、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の間でのシリアル通信はINF端子を通信線34で接続し、通信グランド線64は、−Vo端子を接続するマイナス電源出力線で兼用されており、直列運転を行う電源システムでは、絶縁されていないINF端子をシリアル伝送に使用することができない。
(Advantages of Embodiment of Second Invention)
In the embodiment of the first invention shown in FIG. 1, the serial communication between the master
これに対し第2発明の実施形態にあっては、負荷20に対し直列接続される+Vo端子と−Vo端子に対し、シリアル通信に使用するINF1端子とINF2端子がフォトカプラを用いた絶縁回路部48により絶縁されており、図7及び図8に示したように、複数の電源装置の出力を負荷に直列接続して直列運転を行う電源システムを構築することが可能になる。
On the other hand, in the embodiment of the second invention, the INF1 terminal and the INF2 terminal used for serial communication with respect to the + Vo terminal and the −Vo terminal connected in series to the
また、マスター電源装置10と1又は複数のスレーブ電源装置12で構成された電源システムで、新たに異常を知らせる端子や配線を設けなくとも、システム内の1台の電源装置で発生した異常を他の全ての電源装置が検出できるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
In addition, in a power supply system composed of the master
[第3発明による電源システムの実施形態]
図9は第3発明による電源システムの実施形態を示した回路ブロック図であり、本実施形態は、第2発明の実施形態と同様に、直列運転を行う電源システムの構築に加え、電源装置における制御用電源の停止等で制御不能となった場合にも、他の電源装置に異常を通報して安全に電源システムを停止できることを特徴とする。
[Embodiment of Power Supply System According to Third Invention]
FIG. 9 is a circuit block diagram showing an embodiment of a power supply system according to the third invention. This embodiment is similar to the embodiment of the second invention, in addition to the construction of a power supply system that performs series operation, Even when control becomes impossible due to a stop of the control power supply or the like, the power supply system can be safely stopped by reporting an abnormality to another power supply apparatus.
(並列運転および直列運転を行う電源システムの概要)
図9に示すように、並列運転を行う電源システムは、図5に示した第2発明の実施形態と同様に、例えばマスター電源装置10とスレーブ電源装置12の2台で構成し、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の+Vin端子と−Vin端子に入力電源18が並列接続され、また、マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12の+Vo端子と−Vo端子が正負の電源出力線を介して負荷20に並列接続され、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12の並列運転を行うことにより、負荷20に電源を供給している。
(Outline of power supply system for parallel operation and series operation)
As shown in FIG. 9, the power supply system that performs parallel operation is composed of, for example, a master
また、マスター電源装置10とスレーブ電源装置12のシリアル通信のため、図5に示した第2発明の実施形態と同様に、+Vin端子と−Vin端子に対し絶縁された通信端子であるINF1端子と通信グランド端子であるINF2端子を備え、別電源のプラス電位Vcc2に抵抗66を介してプルアップされた通信線62により各INF1端子を相互に接続し、別電源のグランドGNDにプルダウンされた通信グランド線64により各INF2端子を相互に接続している。
Further, for serial communication between the
なお、直列運転を行う場合の電源システムの接続構成は、図7に示した第2発明の実施形態と同じになる。 In addition, the connection configuration of the power supply system when performing the series operation is the same as that of the embodiment of the second invention shown in FIG.
(電源装置の構成)
図9に示す電源装置10及び電源装置12は、図5に示した第2発明の実施形態による電源装置10及び電源装置12に対して、異常検出通報部26の構成が異なり、それ以外は同じになることから、同一符号を付して、その説明は省略する。
(Configuration of power supply)
The
図9に示すように、本実施形態の電源装置10及び電源装置12に設けた異常検出通報部26は、CPU部22から制御されるスイッチ素子を持たず、絶縁回路部48の第1のフォトカプラ50の出力側にスイッチ素子を設けた回路となっており、TX端子に接続されている第1のフォトカプラ50、NPNトランジスタ70、抵抗72から構成される。なお、NPNトランジスタ70は、N−チャネルのMOS―FET等の同様の働きをする素子を用いても良い。
As shown in FIG. 9, the abnormality
UARTモジュール24のTX端子は第1のフォトカプラ50のLED54のアノードに接続され、カソードがグランドに接続される。このLED54の接続は、図5の実施形態と接続する極性が異なる。第1のフォトカプラ50のフォトトランジスタ56のコレクタが抵抗72の一端とNPNトランジスタ70のベースに接続される。抵抗72の他端とNPNトランジスタ70のコレクタがINF1端子に接続され、更に、INF1端子には、第2のフォトカプラ52のLED58のアノードが接続される。
The TX terminal of the
第2のフォトカプラ52のLED58のカソード、NPNトランジスタ70のエミッタ及び第1のフォトカプラ50のフォトトランジスタ56のエミッタがINF2端子に接続される。さらには、第2のフォトカプラ52のフォトトランジスタ60のコレクタが制御用電源のプラス電位Vccに接続され、エミッタがRX端子に接続される。
The cathode of the
なお、図示されていないが、RX端子は、必要であればプルダウン抵抗を接続しても良い。また、第2のフォトカプラ52のフォトトランジスタ60と制御用電源のプラス電位Vccを接続するラインにも必要であれば電流制限のための抵抗を設けても良い。
Although not shown, a pull-down resistor may be connected to the RX terminal if necessary. Further, if necessary, a resistor for limiting current may be provided on a line connecting the
(絶縁回路部のシリアル通信による動作)
図9の電源装置10及び電源装置12におけるシリアル通信データ信号を送受信するときの絶縁回路部48による動作は次のようになる。
(Operation by serial communication of the insulation circuit)
The operation of the insulating
UARTモジュール24によるシリアル通信データ信号の送信動作によりTX端子がHレベルを出力すると、第1のフォトカプラ50のLED54が点灯し、フォトトランジスタ56がオンとなり、NPNトランジスタ70がオフすることで、INF1端子とINF2端子の間はHレベルとなる。
When the TX terminal outputs an H level by the transmission operation of the serial communication data signal by the
UARTモジュール24のTX端子がLレベルを出力すると、第1のフォトカプラ50のLED54は消灯し、フォトトランジスタ56がオフとなり、NPNトランジスタ70がオンすることで、INF1端子とINF2端子の間はLレベルとなる。
When the TX terminal of the
INF1端子とINF2端子の間がHレベルのとき、第2のフォトカプラ52のLED58が点灯し、フォトトランジスタ60がオンとなり、UARTモジュール24のRX端子はHレベルとなる。INF1端子とINF2端子の間がLレベルのとき、第2のフォトカプラ52のLED58が消灯し、フォトトランジスタ60がオフとなり、UARTモジュール24のRX端子はLレベルとなる。
When the space between the INF1 terminal and the INF2 terminal is at the H level, the
マスター電源装置10は、図5の実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Vrの設定情報および自身の出力電流検出値Ioに基づく出力電流目標値Irの設定情報の何れか一方、もしくは、両方でも良いし、その他の情報を合わせた情報をシリアル通信データ信号としてUARTモジュール24のTX端子から第1のフォトカプラ50及びNPNトランジスタ70を介してINF1端子およびINF2端子から外部に送信する。
As in the embodiment of FIG. 5, the master
マスター電源装置10に設けたUARTモジュール24のTX端子は、シリアル通信データ信号を送信していない場合は、Hレベルとなっている。これにより第1のフォトカプラ50のLED54が点灯してフォトトランジスタ56をオンさせ、フォトトランジスタ56のオンによりNPNトランジスタ70がオフとなり、INF1端子とINF2端子間をHレベルとしている。
The TX terminal of the
また、マスター電源装置10はUARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信すると同時に、自身が送信するシリアル通信データ信号を、INF1端子及びINF2端子側から第2のフォトカプラ52を介してRX端子から受信する。そして、マスター電源装置10では、自身がUARTモジュール24のTX端子から送信したシリアル通信データ信号を、自身のUARTモジュール24のRX端子で受信できるように構成されており、CPU部22に設けた異常対応処理部30で、自身がTX端子から送信したシリアル通信データ信号と自身がRX端子から受信したシリアル通信データ信号が一致していることを監視している。そして、自身がTX端子から送信したシリアル通信データ信号が自身のRX端子によって所定の時間以上受信できないことを検出した場合は、スレーブ電源装置12の異常と判定して自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
The
スレーブ電源装置12は、UARTモジュール24のTX端子がHレベルで保持されるように動作することで、スレーブ電源装置12のUARTモジュール24のTX端子は、INF1端子とINF2端子間で送受信されるシリアル通信データに影響を及ぼすことが無い。そして、INF1端子及びINF2端子から第2のフォトカプラ52を介して入力されたシリアル通信データ信号をUARTモジュール24のRX端子で受信する。スレーブ電源装置12の制御部28は、UARTモジュール24からマスター電源装置10が送信した出力電圧目標値Vrの設定情報と出力電流目標値Irの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置10の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置10の出力電流と同じになるように、出力電圧を調整する制御を行う。
The slave
また、スレーブ電源装置12は、自身に異常が発生した場合、UARTモジュール24のTX端子を無効化し、ハイ・インピーダンスの状態とする。なお、自身に異常が発生した場合、TX端子がLレベル出力を保持する設定としても良い。
Further, when an abnormality occurs in the slave
これにより、第1のフォトカプラ50のLED54を消灯してフォトトランジスタ56をオフさせ、NPNトランジスタ70がオン可能な状態となり、これにより、INF1端子とINF2端子間をLレベルに保持させ、通信線62と通信グランド線64によるマスター電源装置10からのシリアル通信データ信号の伝送をできなくすることで、マスター電源装置が自身で送信したシリアル通信データ信号が受信できないようにして、マスター電源装置10に対してスレーブ電源装置12に異常が有ったことを通報する。
As a result, the
また、スレーブ電源装置12の制御用電源が故障して制御不能となる異常が発生すると、制御用電源のプラス電位Vccが失われ、TX端子がHレベルを維持できなくなり、第1のフォトカプラ50のLED54が消灯してフォトトランジスタ56をオフさせ、NPNトランジスタ70がオン可能な状態となる。これにより、INF1端子とINF2端子間をLレベルに保持させ、通信線62と通信グランド線64によるマスター電源装置10からのシリアル通信データ信号の伝送をできなくして、通信停止させる。
Further, when an abnormality occurs in which the control power supply of the slave
更に、スレーブ電源装置12のCPU部22に設けられた異常対応処理部30は、所定の時間以上、シリアル通信データ信号を受信できないことを検出した場合、外部の電源装置の異常と判定して自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
Further, when the abnormality
[電源システムの動作]
次に図9の並列運転を行う電源システムの動作を正常運転時と異常発生時に分けて説明すると次のようになる。
[Power system operation]
Next, the operation of the power supply system performing the parallel operation in FIG. 9 will be described separately when the normal operation and the abnormality occur.
(正常運転の場合)
図9に示すマスター電源装置10は、図5の実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Vrの設定情報や出力電流検出値Ioに基づく出力電流目標値Irの設定情報を含むシリアル通信データ信号を、UARTモジュール24のTX端子から第1のフォトカプラ50を介してINF1端子及びINF2端子から外部に送信する。このとき、スレーブ電源装置12のTX端子がHレベルとなっているため、INF1端子とINF2端子間がLレベルで保持されることが無く、マスター電源装置10から通信線62と通信グランド線64を経由してシリアル通信データ信号をスレーブ電源装置12に送信することができる。
(In normal operation)
As in the embodiment of FIG. 5, the master
スレーブ電源装置12は、UARTモジュール24のTX端子がHレベルに保持されており、第1のフォトカプラ50のLED54は点灯が保持され、フォトトランジスタ56のオンによりNPNトランジスタ70がオフの状態となっており、INF1端子とINF2端子で受信されたシリアル通信データ信号は、第2のフォトカプラ52の動作によりRX端子に送られてUARTモジュール24で受信される。
In the slave
スレーブ電源装置12のCPU部22は、UARTモジュール24からマスター電源装置10が送信した出力電圧目標値Vrの設定情報と出力電流目標値Irの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置10の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置10の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。
The
(スレーブに異常が発生した場合)
図9に示したスレーブ電源装置12に異常が発生した場合、CPU部22の制御部28は、UARTモジュール24のTX端子を無効化することでTX端子をハイ・インピーダンスもしくはLレベルの設定とし、第1のフォトカプラ50のLED54を消灯させる。これにより、フォトトランジスタ56がオフし、NPNトランジスタ70がオン可能な状態となり、INF1端子とINF2端子間がLレベルに保持される。
(When an error occurs in the slave)
When an abnormality occurs in the slave
スレーブ電源装置12のINF1端子とINF2端子間がLレベルに保持されると、通信線62と通信グランド線64を経由してマスター電源装置10のINF1端子とINF2端子間もLレベルに保持されることになる。
When the INF1 terminal and the INF2 terminal of the slave
また、スレーブ電源装置12の制御用電源が故障してCPU部22による制御が不能となり、制御用電源のプラス電位Vccが失われた場合、UARTモジュール24のTX端子がハイ・インピーダンスもしくはLレベルとなり、第1のフォトカプラ50のLED54が消灯する。これにより、フォトトランジスタ56がオフし、NPNトランジスタ70がオン可能な状態となることで、INF1端子とINF2端子間がLレベルに保持されることになる。
Further, when the control power supply of the slave
マスター電源装置10は、UARTモジュール24のTX端子からシリアル通信データ信号を送信する際に、自身が送信したシリアル通信データ信号をINF1端子とINF2端子側から第2のフォトカプラ52を介してRX端子で受信しており、スレーブ電源装置12の異常発生によりマスター電源装置10のINF1端子とINF2端子間がLレベルに保持されると、自身のUARTモジュール24のTX端子がシリアル通信データ信号を送信していても、RX端子でシリアル通信データ信号を受信できない状態となる。
When transmitting the serial communication data signal from the TX terminal of the
従って、マスター電源装置10の異常対応処理部30は、自身で送信したシリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置12に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
Therefore, when the
(複数のスレーブ電源装置の何れかに異常が発生した場合の動作)
図6に示したと同様に、図9の実施形態でマスター電源装置10と2台以上のスレーブ電源装置12により並列運転が行われている場合において、1台のスレーブ電源装置12に異常が発生すると、CPU部22の制御部28は、UARTモジュール24のTX端子をLレベルに設定もしくは無効化してTX端子をハイ・インピーダンスに設定することで、第1のフォトカプラ50のLED54を消灯させる。これにより、フォトトランジスタ56がオフし、NPNトランジスタ70がオン可能な状態となり、INF1端子とINF2端子間がLレベルに保持される。
(Operation when an error occurs in any of multiple slave power supply units)
As shown in FIG. 6, when parallel operation is performed by the master
これにより正常に動作しているマスター電源装置10及び他のスレーブ電源装置12は、通信線62と通信グランド線64を経由してマスター電源装置10が逐次送信しているシリアル通信データ信号を受信できなくなり、それぞれの異常対応処理部30は、シリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、他の電源装置に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。
As a result, the master
また、スレーブ電源装置12の制御用電源が故障してCPU部22による制御が不能となり、制御用電源のプラス電位Vccが失われた場合にも、INF1端子とINF2端子間がLレベルに保持され、マスター電源装置10は、スレーブ電源装置12に異常が発生したことを判定して、電源装置を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。スレーブ電源装置12の制御用電源の故障だけでなく、スレーブ電源装置12の入力電源の配線が断線する等で、制御用電源が消失した場合でも、同様の動作を行う。
Further, even when the control power supply of the slave
(マスター電源装置に異常が発生した場合の動作)
図9に示したマスター電源装置10に異常が発生した場合、CPU部22の制御部28は、UARTモジュール24のTX端子を無効化することでTX端子をLレベルに設定もしくはハイ・インピーダンスに設定することで、第1のフォトカプラ50のLED54を消灯させる。これにより、フォトトランジスタ56がオフし、NPNトランジスタ70がオン可能な状態となり、INF1端子とINF2端子間がLレベルに保持される。
(Operation when an abnormality occurs in the master power supply unit)
When an abnormality occurs in the master
これにより正常に動作しているスレーブ電源装置12の異常対応処理部30は、シリアル通信データ信号をRX端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合に、他の電源装置に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
As a result, when the
また、マスター電源装置10の制御用電源が消失もしくは故障する等してCPU部22による制御が不能となり、制御用電源のプラス電位Vccが失われた場合にも、INF1端子とINF2端子間がハイ・インピーダンスもしくはLレベルに保持され、スレーブ電源装置12は、マスター電源装置10に異常が発生したことを判定して、電源装置を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。
In addition, when the control power supply of the master
(第3発明の実施形態によるメリット)
第3発明の実施形態によれば、第2発明の実施形態と同様に、負荷20に対し直列接続される+Vo端子と−Vo端子に対し、シリアル通信に使用するINF1端子とINF2端子がフォトカプラを用いた絶縁回路部48により絶縁されており、複数の電源装置の出力を負荷に直列接続して直列運転を行う電源システムを構築することが可能になる。
(Advantages of Embodiment of Third Invention)
According to the embodiment of the third invention, as in the embodiment of the second invention, the INF1 terminal and the INF2 terminal used for serial communication are connected to the + Vo terminal and the −Vo terminal connected in series to the
また、第3発明の実施形態によれば、第2発明の実施形態と同様に、マスター電源装置10と1又は複数のスレーブ電源装置12で構成された電源システムで、新たに異常を知らせる端子や配線を設けなくとも、システム内の1台の電源装置で発生した異常を他の全ての電源装置が検出できるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
Further, according to the embodiment of the third invention, as in the embodiment of the second invention, in the power supply system constituted by the master
更に、第3発明の実施形態によれば、電源装置の制御回路部であるデジタルプロセッサ16に対する制御用電源が消失もしくは故障する等してCPU部22による制御が不能となる異常が発生した場合においても、異常検出通報部26を動作させることが可能であるため、さらに安全な電源システムを作ることができる。
Furthermore, according to the embodiment of the third invention, when an abnormality that makes the control by the
[本発明の変形例]
マスター電源装置10及びスレーブ電源装置12に設けたUARTモジュール24の電圧レベルは、上記の実施形態の電圧レベルに限定されるもので無く、逆極性で用いることが可能である。
[Modification of the present invention]
The voltage level of the
例えば、上記の実施形態では、TX端子は通信を行っていない場合をHレベルとしているが、これをLレベルとしても良い。この際、TX端子に接続される素子の極性を逆にしてやればよい。例えば、第2発明や第3発明の実施例形態では、第1及び第2のフォトカプラ50,52のLED54,58の接続極性を反転させることで実現できる。
For example, in the above embodiment, the TX terminal is set to the H level when communication is not performed, but this may be set to the L level. At this time, the polarity of the element connected to the TX terminal may be reversed. For example, in the second and third embodiments, this can be realized by inverting the connection polarities of the
また、UARTモジュール24のRX端子では、第1及び第2のフォトカプラ50,52に設けていているフォトトランジスタ56,60の接続を変更してやればよい。
Further, at the RX terminal of the
また、上記の実施形態は、シリアル通信部として、UARTモジュール24を使用しているが、これに限定されず、適宜のシリアル通信モジュールを使用しても良い。
Moreover, although said embodiment uses the
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。 Further, the present invention includes appropriate modifications that do not impair the object and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above embodiments.
10:マスター電源装置
12:スレーブ電源装置
14:電力変換部
16:デジタルプロセッサ
18:入力電源
20:負荷
22:CPU部
24:UARTモジュール
26:異常検出通報部
28:制御部
30:異常対応処理部
32:スイッチ素子
34,62:通信線
35:電流検出器
36:PNPトランジスタ
38,66,72:抵抗
40:送信変換部
42:送信アンプ
44:受信アンプ
46:受信変換部
48:絶縁回路部
50:第1のフォトカプラ
52:第2のフォトカプラ
54,58:LED
56,60:フォトトランジスタ
64:通信グランド線
70:NPNトランジスタ
10: Master power supply device 12: Slave power supply device 14: Power conversion unit 16: Digital processor 18: Input power supply 20: Load 22: CPU unit 24: UART module 26: Anomaly detection reporting unit 28: Control unit 30: Anomaly response processing unit 32: switch
56, 60: Phototransistor 64: Communication ground line 70: NPN transistor
Claims (7)
前記電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子が正負の電源出力線を介して負荷に接続され、
前記シリアル通信部は、送信端子と受信端子が通信端子に接続されることで、前記通信端子が通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされ、
前記制御部は、マスターモードが設定された場合に、前記電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が前記出力電圧目標値となるように調整させると共に、前記シリアル通信部により前記通信線を介して前記出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信した前記シリアル通信データ信号を前記シリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、前記シリアル通信部で受信した前記シリアル通信データ信号から得られた前記出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて前記電力変換部の出力電圧及び出力電流が前記マスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
前記制御部により自身の異常を検出した場合に、前記通信端子の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
前記シリアル通信部により受信される前記シリアル通信データ信号を監視し、前記シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、自身又は外部の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする電源装置。
Power conversion unit, control unit and serial communication unit,
In the power converter, an input power source is connected to a positive and negative power input terminal, and a positive and negative power output terminal is connected to a load via a positive and negative power output line,
In the serial communication unit, the transmission terminal and the reception terminal are connected to the communication terminal, so that the communication terminal can be connected to the communication terminal of another power supply device via a communication line.
When the master mode is set, the control unit sets an output voltage target value to the power conversion unit so that an output voltage becomes the output voltage target value, and the serial communication unit performs the communication. The serial communication transmitted by itself simultaneously with serial communication data signals including either or both of the output voltage target value setting information and the output current target value setting information based on the output current detection value via a line When the data signal is received by the serial communication unit and the slave mode is set, the setting information of the output voltage target value and the output current detection value obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit Output voltage and output current of the power converter based on the output voltage of another power supply device set to the master mode and In the power supply device for adjustment to match the force current,
When detecting an abnormality of itself by the control unit, an abnormality detection reporting unit that reports the occurrence of abnormality by fixing the signal state of the communication terminal to a predetermined level;
The serial communication data signal received by the serial communication unit is monitored, and when it is detected that the serial communication data signal has stopped receiving for a predetermined time or more, it is determined that there is an abnormality in itself or an external power supply device. An error handling processing unit that executes the error handling process;
A power supply device comprising:
前記異常検出通報部は、前記通信端子と自身の電源のグランド電位との間に接続されたスイッチ素子を備え、
前記制御部は、自身の異常を検出した場合に前記スイッチ素子をオンして前記通信端子を介して通信線を前記自己の電源のグランド電位に固定化して前記シリアル通信データ信号の伝送を停止させることを特徴とする電源装置。
In the power supply device according to claim 1,
The abnormality detection reporting unit includes a switch element connected between the communication terminal and a ground potential of its own power source,
The control unit turns on the switch element when it detects its own abnormality and fixes the communication line to the ground potential of its own power supply via the communication terminal to stop transmission of the serial communication data signal A power supply device characterized by that.
前記異常検出通報部は、
前記通信端子と前記グランドとの間に接続された第1のスイッチ素子と、
前記第1のスイッチ素子をオンオフ制御する第2のスイッチ素子と、
を備え、
前記制御部は、自身の異常を検出した場合に前記第2のスイッチ素子のオフにより前記第1のスイッチ素子がオン可能状態となり、自身の前記制御部が制御不能となった場合に前記第2スイッチ素子がオンできなくなることで前記第1のスイッチ素子がオン可能状態となり、前記通信端子を介して通信線を前記自己の電源のグランド電位に固定化して前記シリアル通信データ信号の伝送を停止させることを特徴とする電源装置。
In the power supply device according to claim 1,
The abnormality detection reporting unit
A first switch element connected between the communication terminal and the ground;
A second switch element that controls on / off of the first switch element;
With
When the controller detects its own abnormality, the first switch element can be turned on by turning off the second switch element, and when the control section of the controller becomes uncontrollable, When the switch element cannot be turned on, the first switch element can be turned on, and the communication line is fixed to the ground potential of the own power supply via the communication terminal to stop transmission of the serial communication data signal. A power supply device characterized by that.
前記電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、
前記シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、前記通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に前記通信グランド端子が前記他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して前記他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、
前記制御部は、マスターモードが設定された場合に、前記電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が前記出力電圧目標値となるように調整させると共に、前記シリアル通信部により前記通信線及び前記通信グランド線を介して前記出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信した前記シリアル通信データ信号を前記シリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、前記シリアル通信部で受信した前記シリアル通信データ信号から得られた前記出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて前記電力変換部の出力電圧及び出力電流が前記マスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
前記制御部により自身の異常を検出した場合に、前記送信端子、前記絶縁回路部及び前記通信端子を介して前記通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
前記シリアル通信部により受信される前記シリアル通信データ信号を監視し、前記シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする電源装置。
Power conversion unit, control unit and serial communication unit,
The power conversion unit has an input power source connected to positive and negative power input terminals and a load connected to positive and negative power output terminals,
The transmission terminal and the reception terminal of the serial communication unit are connected to the communication terminal and the communication ground terminal via an insulation circuit unit, so that the communication terminal is connected to a predetermined potential of another power source via a communication line. The communication ground terminal can be connected to the communication terminal of another power supply device and the communication ground terminal is connected to the communication ground terminal of the other power supply device via a communication ground line pulled down to the ground potential of the other power supply device. Can be connected to
When the master mode is set, the control unit sets an output voltage target value to the power conversion unit so that an output voltage becomes the output voltage target value, and the serial communication unit performs the communication. The serial communication data signal including one or both of the output voltage target value setting information and the output current target value setting information based on the output current detection value is sequentially transmitted via the communication ground line and the communication ground line at the same time. When the serial communication unit receives the transmitted serial communication data signal and the slave mode is set, the output voltage target value and output current detection obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit Other output voltage and output current of the power converter based on the value setting information is set to the master mode In the power supply device for adjustment to match the output voltage and output current of the source device,
An abnormality detection reporting unit that reports the occurrence of an abnormality by fixing the signal state of the communication line to a predetermined level via the transmission terminal, the insulating circuit unit, and the communication terminal when the control unit detects its own abnormality. When,
The serial communication data signal received by the serial communication unit is monitored, and when the reception stop of the serial communication data signal for a predetermined time or more is detected, it is determined that the other power supply device is abnormal and the predetermined abnormality is dealt with An abnormality handling processing unit for executing processing;
A power supply device comprising:
前記シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、
自身の電源の所定電位と前記シリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に前記通信端子と前記通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第1のフォトカプラと、
前記通信端子と前記通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に前記自身の電源の所定電位と前記シリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第2のフォトカプラと、
を備え、
前記異常検出通報部は、前記シリアル通信部の送信端子と自身のグランドとの間に接続されたスイッチ素子を備え、
前記制御部は、自身の異常を検出した場合に前記スイッチ素子をオンして前記第1のフォトカプラの前記受光スイッチ素子をオンすることで前記通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報することを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 4, wherein
The insulating circuit connected to the transmission terminal and the reception terminal of the serial communication unit,
A first photocoupler in which a light emitting element is connected between a predetermined potential of its own power supply and a transmission terminal of the serial communication unit, and a light receiving switch element is connected between the communication terminal and the communication ground terminal;
A second photocoupler in which a light emitting element is connected between the communication terminal and the communication ground terminal, and a light receiving switch element is connected between a predetermined potential of the power supply of itself and a receiving terminal of the serial communication unit;
With
The abnormality detection reporting unit includes a switch element connected between the transmission terminal of the serial communication unit and its own ground,
When the control unit detects an abnormality of itself, the control unit turns on the switch element and turns on the light receiving switch element of the first photocoupler, thereby fixing the signal state of the communication line to a predetermined level. A power supply characterized by reporting occurrence.
前記電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、
前記シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、前記通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に前記通信グランド端子が前記他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して前記他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、
前記制御部は、マスターモードが設定された場合に、前記電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が前記出力電圧目標値となるように調整させると共に、前記シリアル通信部により前記通信線及び前記通信グランド線を介して前記出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信した前記シリアル通信データ信号を前記シリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、前記シリアル通信部で受信した前記シリアル通信データ信号から得られた前記出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて前記電力変換部の出力電圧及び出力電流が前記マスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
前記制御部により自身の異常を検出した場合に、前記シリアル通信部の送信端子を無効化又は所定レベルに固定化することにより、前記送信端子、前記絶縁回路部及び前記通信端子を介して前記通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
前記シリアル通信部により受信される前記シリアル通信データ信号を監視し、前記シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする電源システム。
Power conversion unit, control unit and serial communication unit,
The power conversion unit has an input power source connected to positive and negative power input terminals and a load connected to positive and negative power output terminals,
The transmission terminal and the reception terminal of the serial communication unit are connected to the communication terminal and the communication ground terminal via an insulation circuit unit, so that the communication terminal is connected to a predetermined potential of another power source via a communication line. The communication ground terminal can be connected to the communication terminal of another power supply device and the communication ground terminal is connected to the communication ground terminal of the other power supply device via a communication ground line pulled down to the ground potential of the other power supply device. Can be connected to
When the master mode is set, the control unit sets an output voltage target value to the power conversion unit so that an output voltage becomes the output voltage target value, and the serial communication unit performs the communication. The serial communication data signal including one or both of the output voltage target value setting information and the output current target value setting information based on the output current detection value is sequentially transmitted via the communication ground line and the communication ground line at the same time. When the serial communication unit receives the transmitted serial communication data signal and the slave mode is set, the output voltage target value and output current detection obtained from the serial communication data signal received by the serial communication unit Other output voltage and output current of the power converter based on the value setting information is set to the master mode In the power supply device for adjustment to match the output voltage and output current of the source device,
When the control unit detects its own abnormality, the transmission terminal of the serial communication unit is invalidated or fixed to a predetermined level, whereby the communication is performed via the transmission terminal, the insulating circuit unit, and the communication terminal. An abnormality detection reporting unit that reports the occurrence of an abnormality by fixing the signal state of the line to a predetermined level;
The serial communication data signal received by the serial communication unit is monitored, and when the reception stop of the serial communication data signal for a predetermined time or more is detected, it is determined that the other power supply device is abnormal and the predetermined abnormality is dealt with An abnormality handling processing unit for executing processing;
A power supply system characterized by that.
前記シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、
自身の制御用電源の所定電位と前記シリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に前記通信端子と前記通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第1のフォトカプラと、
前記通信端子と前記通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に前記自身の電源の所定電位と前記シリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第2のフォトカプラと、
を備え、
前記異常検出通報部は、前記通信端子と前記通信グランド端子との間に接続され、前記第1のフォトカプラの前記受光スイッチ素子のオンによりオフされると共に前記第1のフォトカプラの前記受光スイッチ素子のオフによりオンされるスイッチ素子を備え、
前記制御部は、自身の異常を検出した場合に前記シリアル通信部の送信端子をハイ・インピーダンス又は自身の制御用電源の所定電位に固定化させると共に、前記第1のフォトカプラの前記受光スイッチ素子のオフにより前記スイッチ素子をオンして前記通信線を所定信号レベルに固定化して前記シリアル通信データ信号の伝送を停止させることを特徴とする電源装置。 In the power supply device according to claim 6,
The insulating circuit connected to the transmission terminal and the reception terminal of the serial communication unit,
A first photocoupler in which a light emitting element is connected between a predetermined potential of its own control power supply and a transmission terminal of the serial communication unit, and a light receiving switch element is connected between the communication terminal and the communication ground terminal;
A second photocoupler in which a light emitting element is connected between the communication terminal and the communication ground terminal, and a light receiving switch element is connected between a predetermined potential of the power supply of itself and a receiving terminal of the serial communication unit;
With
The abnormality detection reporting unit is connected between the communication terminal and the communication ground terminal, and is turned off when the light receiving switch element of the first photocoupler is turned on, and the light receiving switch of the first photocoupler. A switch element that is turned on when the element is turned off;
The control unit fixes the transmission terminal of the serial communication unit to a high impedance or a predetermined potential of its own control power supply when detecting its own abnormality, and the light receiving switch element of the first photocoupler And turning off the switch element to fix the communication line to a predetermined signal level to stop transmission of the serial communication data signal.
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