電源装置及び制御電圧生成ユニット
【課題】従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置１では、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられて、上記第１電流生成ユニット４が上記電流Ｉｒを出力する出力部４ｂと、当該出力部４ｂの電位を確定させる終端ユニット６との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に均等に分割することにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための均等な制御電圧Ｖｒを生成する。
【解決手段】電源装置１では、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられて、上記第１電流生成ユニット４が上記電流Ｉｒを出力する出力部４ｂと、当該出力部４ｂの電位を確定させる終端ユニット６との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に均等に分割することにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための均等な制御電圧Ｖｒを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータを備える電源装置及び制御電圧生成ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
負荷に対して所望の電力を供給するための機器である電力供給機器として、ＤＣ−ＤＣコンバータ（DC-DC converter）等を用いた電源装置が、従来から用いられている。
【０００３】
ここで、負荷に供給される所望の電力が大きいために、１台の電力供給機器では、所望の電力を負荷に供給することが出来ない場合を考える。負荷に供給される所望の電力が大きいということは、負荷に対して流れる電流である負荷電流が大きいということを意味する。
【０００４】
この場合、電源装置において、電力供給機器を複数台並列に接続する。これにより、負荷が必要とする所望の電力を、複数台の電力供給機器から供給することが出来る。
【０００５】
電力供給機器を複数台並列に接続するものとして、特許文献１において電源装置が開示されている。特許文献１の電源装置では、差動増幅器を備えるＤＣ−ＤＣコンバータが、複数台並列に接続されている。また、それぞれの差動増幅器の非反転入力端子（＋）が、電流共通バスに並列に接続されている（即ち、共通に接続されている）。
【０００６】
上記構成において、電流共通バスにおける電流の最大値と、それぞれの差動増幅器における出力電流を検出した結果を示す電流の最大値とを比較する。そして、比較した結果に基づいて、各ＤＣ−ＤＣコンバータが備えるスイッチング素子のゲートに入力される信号の周波数を制御する（スイッチング制御）。
【０００７】
電流共通バスにおける電位は、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの中で出力電流が最大であるＤＣ−ＤＣコンバータが出力する最大電流に応じた電位である最大電位となる。そして、他のＤＣ−ＤＣコンバータでは、上記最大電位に基づいて、自身が出力する電流を上記最大電流に追従させる制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２６２６５１号公報（２００６年９月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の電源装置では、並列に接続されている複数台のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が、上記最大電流に追従して、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が平衡に至る。
【００１０】
このため、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が平衡に至るまでの間に、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの間で、出力電流のばらつき（値の差異）が発生する。
【００１１】
また、負荷は、負荷の動作状態に応じて、必要とする電力が変動する。これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータから負荷へ供給される電力が変動する。よって、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が変動する。これにより、上記最大電流が変動する。各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流は、上記最大電流に追従するので、各ＤＣ−ＤＣコンバータが負荷へ供給する電流に、ばらつきが発生しやすい。
【００１２】
電源装置の信頼性に関して、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの中で、１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より出力電流が大きくなる（ばらつきが発生する）と、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より温度が高くなる。この場合、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータを構成する部品のみが、他より温度が高くなり、電源装置としての信頼性が損なわれる。具体的には、寿命が短くなったり、故障する確率が高くなったりする。
【００１３】
また、各ＤＣ−ＤＣコンバータが負荷へ供給する電流に、ばらつきが発生すると、ＤＣ−ＤＣコンバータが備えるトランスにおいて、異音が発生することもある。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の電源装置は、上記課題を解決するために、少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータが負荷に対して並列に接続され、各ＤＣ−ＤＣコンバータが、それぞれ電力を供給することにより、負荷に電力を供給する電源装置であって、上記負荷に流れる電流である負荷電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部と、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられるとともに、上記第１電流生成部が上記第１電流を出力する出力部と、当該出力部の電位を確定させる終端部との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例して各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に分割することにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための制御電圧を生成する制御電圧生成部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
上記発明によれば、各制御電圧生成部において、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための制御電圧が生成される。
【００１７】
上記制御電圧は、上記出力部と上記終端部との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力（各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電力の最大値（即ち電流の最大値））に比例して各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に分割することにより生成される。各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、制御電圧は同じ大きさになる。
【００１８】
各ＤＣ−ＤＣコンバータには、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した制御電圧が入力される。これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流である上記直流電流は、ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた電流となる。よって、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、負荷をその能力に比例して分担することとなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、熱的平衡を取ることが出来る。なお、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、負荷を均等に負担することとなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータの温度は、互いに等しくなる。
【００１９】
電源装置の信頼性に関して、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの中で、１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、能力以上の負担がかかると、あるいは、能力が同じ場合に他より出力電流が大きくなると、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より温度が高くなる。この場合、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータを構成する部品のみが、他より温度が高くなり、電源装置としての信頼性が損なわれる。具体的には、寿命が短くなったり、故障する確率が高くなったりする。
【００２０】
しかし、本発明の電源装置では、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流である上記直流電流は、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた電流となる。よって、特定のＤＣ−ＤＣコンバータにかかる負荷の割合が、他のＤＣ−ＤＣコンバータにかかる負荷の割合より大きくなることはない。従って、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【００２１】
さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命は、自身の温度に依存して変化するが、各ＤＣ−ＤＣコンバータは温度が等しくなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命も等しくなる。その結果、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【００２２】
上記電源装置では、上記制御電圧生成部は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗を備え、各制御電圧生成部に備えられたシャント抵抗は、上記出力部と上記終端部との間に、直列に接続されていてもよい。
【００２３】
これにより、シャント抵抗の値に応じて、分圧された制御電圧を生成することが出来る。そして、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、シャント抵抗を同じ抵抗値に設定して、均等に分圧された制御電圧を生成することが出来る。
【００２４】
上記電源装置では、上記ＤＣ−ＤＣコンバータは、自身が出力する直流電流に応じた第２電流を生成する第２電流生成部と、上記制御電圧に応じて、上記直流電流の目標値である目標電流を生成する電流目標値設定部と、上記第２電流と上記目標電流とを比較する比較部とをさらに備えてもよい。
【００２５】
これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流である上記直流電流は、上記第２電流と上記目標電流との比較結果に応じて制御され、ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた電流となる。
【００２６】
上記いずれかの電源装置では、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値は、同一であり、各シャント抵抗の抵抗値は、全て等しくてもよい。
【００２７】
これにより、均等に分圧された制御電圧を生成することが出来る。
【００２８】
上記いずれかの電源装置では、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値は、それぞれ異なっており、各シャント抵抗の抵抗値は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値に比例してもよい。
【００２９】
これにより、シャント抵抗器の抵抗値は、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じたシャント抵抗器の抵抗値となり、上記目標電流も、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた値となる。
【００３０】
例えば、能力の単位が１であるＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットのシャント抵抗の抵抗値を１とする。この時、能力の単位が２倍であるＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットのシャント抵抗の抵抗値を、抵抗値が１であるシャント抵抗の抵抗値の２倍とする。
【００３１】
同様に、能力の単位がｎ倍のＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットのシャント抵抗の抵抗値は、抵抗値が１であるシャント抵抗の抵抗値のｎ倍とする。
【００３２】
このような構成とすることで、各能力に応じた大きさの電流目標値を、各ＤＣ−ＤＣコンバータに入力することが出来る。その結果、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、自身の能力に応じた電流を出力することが出来るので、能力に対する負荷の割合を一定にすることが出来る。
【００３３】
よって、特定のＤＣ−ＤＣコンバータの温度が、他のＤＣ−ＤＣコンバータより高くなることはない。従って、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【００３４】
上記いずれかの電源装置では、上記制御電圧生成部はリレー回路を備え、当該リレー回路を動作させるインダクタを備え、上記インダクタには、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電圧が印加され、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが故障していなければ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータから上記インダクタへ電圧が印加されて、上記シャント抵抗に上記第１電流が流されることにより、上記直流電流を制御するための電圧である制御電圧が生成されて、上記ＤＣ−ＤＣコンバータに出力し、上記ＤＣ−ＤＣコンバータが故障していれば、上記ＤＣ−ＤＣコンバータから上記インダクタへ電圧が印加されずに、上記シャント抵抗に上記第１電流が流されないことにより、上記制御電圧が生成されなくともよい。
【００３５】
接続されているＤＣ−ＤＣコンバータが、故障等で作動していない時は、上記制御電圧生成部が備える上記リレー回路が働かない。よって、上記第１電流が、上記シャント抵抗を迂回する（上記シャント抵抗に流れない）。このため、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータに対応する上記制御電圧生成部が備えるシャント抵抗の抵抗値は、上記第１電流が流れる閉回路に対して加算されない。従って、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータを除外して、正確な上記制御電圧を生成する電源装置を、簡単な構成で実現することが出来る。
【００３６】
本発明の制御電圧生成ユニットは、上記課題を解決するために、負荷に対して並列に接続される少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータと、各ＤＣ−ＤＣコンバータが、上記負荷に対してそれぞれ電力を供給することにより、上記負荷に流れる電流である負荷電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部とを備えた電源装置に搭載されるとともに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられる制御電圧生成ユニットであって、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗と、上記第１電流が上記シャント抵抗に流れることによって、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの出力を制御するための制御電圧を発生するオン状態と、上記第１電流が上記シャント抵抗に流れないオフ状態とでスイッチ回路を切り替えるリレー回路とを備え、上記リレー回路は、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの稼動に連動して、上記スイッチ回路をオンにすることを特徴とする。
【００３７】
上記発明によれば、上記リレー回路は、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの稼動に連動して、上記スイッチ回路をオンにする。
【００３８】
これにより、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが故障していない場合に、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した制御電圧を、対応するＤＣ−ＤＣコンバータに出力することが出来る。
【００３９】
よって、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、負荷を均等に負担することとなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータの温度は、互いに等しくなり、特定のＤＣ−ＤＣコンバータの温度が、他のＤＣ−ＤＣコンバータより高くなることはない。
【００４０】
従って、本発明の制御電圧生成ユニットは、従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置を提供することが出来る。
【発明の効果】
【００４１】
従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る電源装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。
【図３】本発明の実施形態に係る制御電圧生成ユニットの回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電源装置において、電流がどのように流れるかを説明するための説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電源装置のブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る制御電圧生成ユニットの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の一実施形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。まず、図１を用いて、本発明の一実施形態について説明する。
【００４４】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４５】
（電源装置１の構成）
図１は、本実施形態１に係る電源装置１のブロック図である。電源装置１は、電源２、ＤＣ−ＤＣコンバータ（DC-DC converter）３−１〜３−ｎ、及びＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎと１対１に対応した逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎを備えている。また、電源装置１は、第１電流生成ユニット４（第１電流生成部）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎと１対１に対応した制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎ（制御電圧生成部）、及び終端ユニット６（終端部）を備えている。
【００４６】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎは、少なくとも２台であり、本実施形態１の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの能力は、同一である。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎが出力することが出来る電力の最大値（即ち電流の最大値であり、ＤＣ−ＤＣコンバータの能力と称する）は、同一である。
【００４７】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの１台あたりの能力には、制限（限界）がある。よって、複数台を用いて負荷７へ負荷電流Ｉｔｏｔａｌ（後述する）を流す。
【００４８】
さらに、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎは、負荷７からＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎへ電流が逆流することを防止するためのダイオードである。
【００４９】
さらに、第１電流生成ユニット４は、負荷電流測定ユニットと言い換えることもでき、検出部４ａと出力部４ｂとを備えている。第１電流生成ユニット４については、図４を用いて後述する。
【００５０】
なお、本実施形態１において、符号に含まれる「ｎ」は、２以上の整数を意味する。図１の電源装置１では、ＤＣ−ＤＣコンバータ及び制御電圧生成ユニットが、それぞれ４つずつ示されている。しかし、図１の電源装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ及び制御電圧生成ユニットを、それぞれ２つ備える構成を取ることも出来る。この場合はｎ＝２となる。
【００５１】
図１の電源装置１において、電源２の出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの入力に接続されている。電源２のグランドは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの第１グランドに接続されている。
【００５２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の出力は、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１のアノードに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎの出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の出力と同様に構成されている。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎの出力は、それぞれ、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ２〜Ｄ−Ｒｎのアノードに接続されている。
【００５３】
逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎのカソードは、それぞれ、ノードＮ１に接続されている。ノードＮ１は、第１電流生成ユニット４の検出部４ａの一端に接続されている。第１電流生成ユニット４の検出部４ａの他端は、負荷７の一端に接続されている。
【００５４】
負荷７の他端は、ノードＮ２に接続されている。ノードＮ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎがそれぞれ有する第２グランドに接続されている。
【００５５】
第１電流生成ユニット４の出力部４ｂは、制御電圧生成ユニット５−１の雄型コネクタに接続されている。制御電圧生成ユニット５−１の雌型コネクタは、制御電圧生成ユニット５−２の雄型コネクタに接続されている。同様に、制御電圧生成ユニット５−（ｎ−１）の雌型コネクタは、制御電圧生成ユニット５−ｎの雄型コネクタに接続されている。制御電圧生成ユニット５−ｎの雌型コネクタは、終端ユニット６に接続されている。
【００５６】
制御電圧生成ユニット５−１の出力コネクタは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が備える電流目標値設定回路１６−１（図２参照）の入力に接続されている。制御電圧生成ユニット５−２〜５−ｎの出力コネクタの接続先は、制御電圧生成ユニット５−１の出力コネクタと同様になっている。即ち、制御電圧生成ユニット５−２〜５−ｎの出力コネクタは、それぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎがそれぞれ備える電流目標値設定回路の入力に接続されている。
【００５７】
そして、電源２のグランドと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの第１グランドと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの第２グランドと、負荷７の他端とは、電気的に接地されている。
【００５８】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎが備える電流目標値設定回路（１６−１等）については、図２を用いて後述する。また、制御電圧生成ユニット５−１の、雄型コネクタ（１２ａ−１）、雌型コネクタ（１２ｂ−１）及び出力コネクタ（１１−１）については、図３を用いて後述する。
【００５９】
（電源装置１の動作）
まず、図１及び（電源装置１の構成）の記載に示されるように、本実施形態１の電源装置１では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎが、電源２と負荷７との間で、並列に接続されている。負荷７は、ｎ台のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎを必要とする、あるいはｎ台のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎを用意することが好ましい負荷である。
【００６０】
電源２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎに対して第１直流電力を供給する。電源２は、例えばＡＣ−ＤＣコンバータであり、商用の交流電源から入力された交流電力を第１直流電力に変換して、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎに供給する。
【００６１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、第１直流電力を元に、第２直流電力を負荷７へ供給する。第２直流電力が負荷７へ供給される際は、第２直流電力に応じた電流である直流電流Ｉ１が、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１を介してノードＮ１へ出力される。
【００６２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１と同様の動作を行う。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎは、第１直流電力を元に、第２直流電力を負荷７へ供給する。これとともに、各第２直流電力に応じた電流である直流電流Ｉ２〜Ｉｎは、それぞれ、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎを介して、ノードＮ１へ出力される。
【００６３】
ノードＮ１には、直流電流Ｉ１〜Ｉｎが入力される。よって、ノードＮ１から負荷７へ供給される電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌは、
Ｉｔｏｔａｌ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋・・・＋Ｉｎ （１）
となる。よって、負荷７が必要とする電力が大きい場合（即ち、負荷７に対して流れる電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌが大きい場合）においても、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎにより、負荷７が必要とする、電力及び電流を供給することが出来る。
【００６４】
なお、上記説明において、ｎ台のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎで、負荷電流Ｉｔｏｔａｌを供給している。しかし、（ｎ−１）台か（ｎ−２）台のＤＣ−ＤＣコンバータで負荷電流Ｉｔｏｔａｌを供給することが好ましい。少なくとも１台、好ましくは２台のＤＣ−ＤＣコンバータを予備とすることにより、電源装置１の信頼性を高めることが出来る。
【００６５】
ここで、上述するように、第１電流生成ユニット４は、検出部４ａと出力部４ｂとを備えている。上記検出部４ａには、ノードＮ１から負荷７へ供給される電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れる。上記出力部４ｂは、上記検出部４ａに流れる電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電流である電流Ｉｒ（第１電流）を、制御電圧生成ユニット５−１に出力する。
【００６６】
電流Ｉｒは、制御電圧生成ユニット５−１→制御電圧生成ユニット５−２→制御電圧生成ユニット５−３→・・・→制御電圧生成ユニット５−ｎ→終端ユニット６の経路で流れる。この点については、図３を用いて後述する。
【００６７】
制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎの各々は、シャント抵抗１４を備えている。シャント抵抗１４については、図３を用いて後述するが、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎの数と同じｎ個のシャント抵抗１４の抵抗値は、以下の通りである。即ち、シャント抵抗の抵抗値は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流である直流電流に応じた抵抗値である。具体的には、ｎ個のシャント抵抗１４の抵抗値は、互いに等しいか、あるいは実質的に等しい。また、シャント抵抗１４の抵抗値の精度は非常に高く、抵抗値の許容誤差が±０．５％である。
【００６８】
制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎにおいて、互いに抵抗値が等しいシャント抵抗１４に、同一の大きさの電流Ｉｒが流れる。これにより、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、電流Ｉｒとシャント抵抗１４−１〜１４−ｎとに応じた電圧であって、均等な電圧である制御電圧Ｖｒを、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎが備える電流目標値設定回路の入力に出力することが出来る。
【００６９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎは、自身が備える電流目標値設定回路の入力に入力される制御電圧Ｖｒの値に応じて、自身が出力する直流電流Ｉ１〜Ｉｎを制御する（増減する）。
【００７０】
上述したように、本実施形態１に係る電源装置１は、第１電流生成ユニット４、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎ、及び、終端ユニット６を備えている。これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが備える電流目標値設定回路の入力には、均等な制御電圧Ｖｒが自動的に入力される。よって、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流の目標値も自動的に等しくなり、直流電流Ｉ１〜Ｉｎは、互いに等しくなるように制御される。従って、
Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉ３＝・・・＝Ｉｎ （２）
が成立する。また、（１）式と（２）式とから、
Ｉｔｏｔａｌ＝ｎ×Ｉｎ （３）
となる。
【００７１】
このように、直流電流Ｉ１〜Ｉｎが、互いに等しくなる結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎにかかる負荷が均等になる。よって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの温度も、互いに等しくなる（即ち、熱的平衡を取ることが出来る）。
【００７２】
電源装置の信頼性に関して、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの中で、１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より出力電流が大きくなると、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より温度が高くなる。この場合、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータを構成する部品のみが、他より温度が高くなり、電源装置としての信頼性が損なわれる。具体的には、寿命が短くなったり、故障する確率が高くなったりする。
【００７３】
しかし、本実施形態１に係る電源装置１では、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流である直流電流Ｉ１〜Ｉｎは、互いに等しくなる。これにより、特定のＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流が、他のＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流より大きくなることはない。よって、上記特定のＤＣ−ＤＣコンバータの温度が、他のＤＣ−ＤＣコンバータより高くなることはない。従って、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【００７４】
さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命は、自身の温度に依存して変化するが、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎは温度が等しくなるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの寿命も等しくなる。その結果、従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置１を提供することが出来る。
【００７５】
また、電流Ｉｒは、負荷電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電流である。よって、負荷電流Ｉｔｏｔａｌが変動すると、この変動に応じて電流Ｉｒも変動する。そして、制御電圧Ｖｒも、電流Ｉｒに応じて変動する。
【００７６】
しかし、変動後の制御電圧Ｖｒも、変動前の制御電圧Ｖｒと同様に、各ＤＣ−ＤＣコンバータに対して均等な電圧である。よって、負荷電流Ｉｔｏｔａｌが変動しても、電流の目標値は、各ＤＣ−ＤＣコンバータにかかる負荷に応じた値に、自動的に変更される。本実施形態１では、電流の目標値は、各ＤＣ−ＤＣコンバータ間で常に等しい。従って、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される直流電流Ｉ１〜Ｉｎは、各ＤＣ−ＤＣコンバータに能力に応じた電流になるように制御されて、均等になる。
【００７７】
本実施形態１に係る電源装置１は、少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータ３〜１〜３−ｎが負荷７に対して並列に接続され、各ＤＣ−ＤＣコンバータが、それぞれ電力を供給することにより、負荷に電力を供給する電源装置である。
【００７８】
電源装置１は、以下の構成要素を備えている。第１に、負荷７に流れる電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電流Ｉｒを生成する第１電流生成ユニット４を備えている。
【００７９】
第２に、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられるとともに、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための制御電圧Ｖｒを生成する制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎとを備えている。
【００８０】
制御電圧Ｖｒは、第１電流生成ユニット４が電流Ｉｒを出力する出力部４ｂと、当該出力部４ｂの電位を確定させる終端ユニット６との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例して各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に分割することにより生成される。各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、制御電圧は同じ大きさになる。即ち、上記電位差は、均等に分割される。
【００８１】
さらに、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、雄型コネクタと雌型コネクタとで接続を行うので、接続がより容易となる。
【００８２】
（ＤＣ−ＤＣコンバータの構成）
ここで、本実施形態１に係るＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎについて、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態１に係るＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の回路図である。なお、図２に示す負荷７は、図１に示す負荷７と概念的に同一である。
【００８３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、キャパシタＣ１−１，Ｃ２−１、インダクタＬ−１、ダイオードＤ−１、スイッチング素子Ｑ−１を備えている。
【００８４】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、コントローラー８−１（比較部）、ＰＩ動作部９−１、コンパレータ１０−１、第２電流生成部１５−１、及び、電流目標値設定回路１６−１（電流目標値設定部）を備えている。コントローラー８−１、ＰＩ動作部９−１、コンパレータ１０−１、第２電流生成部１５−１、及び、電流目標値設定回路１６−１は、制御系１７−１を構成する。
【００８５】
さらに、第２電流生成部１５−１は、検出部と出力部とを備えている。
【００８６】
なお、図２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の図であるが、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜ＤＣ−ＤＣコンバータ３−ｎの回路構成は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１と同一である。
【００８７】
即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−ｎは、キャパシタＣ１−ｎ，Ｃ２−ｎ、インダクタＬ−ｎ、ダイオードＤ−ｎ、及び、スイッチング素子Ｑ−ｎを備えている。
【００８８】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−ｎは、コントローラー８−ｎ、ＰＩ動作部９−ｎ、コンパレータ１０−ｎ、第２電流生成部１５−ｎ、及び、電流目標値設定回路１６−ｎを備えている。コントローラー８−ｎ、ＰＩ動作部９−ｎ、コンパレータ１０−ｎ、第２電流生成部１５−ｎ、及び、電流目標値設定回路１６−ｎは、制御系１７−ｎを構成する。
【００８９】
図２のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１において、電源装置１の電源２の出力は、インダクタＬ−１の一端と、キャパシタＣ１−１の一端とに接続されている。
【００９０】
インダクタＬ−１の他端は、ダイオードＤ−１のアノードと、スイッチング素子Ｑ−１のコレクタとに接続されている。
【００９１】
ダイオードＤ−１のカソードは、第２電流生成部１５−１の検出部の一端と、キャパシタＣ２−１の一端とに接続されている。第２電流生成部１５−１の検出部の他端は、電源装置１の逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１のアノードに接続されている。
【００９２】
電源装置１の逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１のカソードは、電源装置１のノードＮ１と、電源装置１の第１電流生成ユニット４の検出部４ａとを介して、前記負荷７の一端に接続されている。なお、図２では、電源装置１のノードＮ１と、電源装置１の第１電流生成ユニット４とは、図示を省略している。
【００９３】
第２電流生成部１５−１の出力部は、コントローラー８−１の第１入力に接続されている。コントローラー８−１の第２入力は、電流目標値設定回路１６−１の出力に接続されている。電流目標値設定回路１６−１の入力には、電源装置１の制御電圧生成ユニット５−１が備える出力コネクタ１１−１から、制御電圧Ｖｒが入力される。
【００９４】
コントローラー８−１の第１出力は、ＰＩ動作部９−１の一端に接続されている。コントローラー８−１の第２出力は、上記制御電圧生成ユニット５−１が備える出力コネクタ１１−１の入力に接続されている。ＰＩ動作部９−１の他端は、コンパレータ１０−１の非反転入力端子（＋）に接続されている。コンパレータ１０−１の反転入力端子（−）には、キャリア信号ｃａｒｒｉｅｒが入力される。コンパレータ１０−１の出力は、スイッチング素子Ｑ−１のベースに接続されている。
【００９５】
そして、電源２のグランド、キャパシタＣ１−１の他端、スイッチング素子Ｑ−１のエミッタ、キャパシタＣ２−１の他端、及び、負荷７の他端は、電気的に接地されている。
【００９６】
（ＤＣ−ＤＣコンバータの動作）
図２のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１では、まず、電源２からＤＣ−ＤＣコンバータ３−１へ、第１直流電力が供給される。即ち、電源２からインダクタＬ−１の一端へ電流が流れる。この電流は、交流成分を含んでいるので、キャパシタＣ１−１により高周波成分を除去される。
【００９７】
インダクタＬ１−１から出力される電流は、スイッチング素子Ｑ−１においてオン・オフを交互に行う制御であるスイッチング制御により、矩形パルスを含む波形の電流となる。
【００９８】
スイッチング制御後の電流は、ダイオードＤ−１により整流される。整流後の電流は、キャパシタＣ２−１により高周波成分を除去される。これにより、直流電流Ｉ１を、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の外部に出力することが出来る。
【００９９】
直流電流Ｉ１は、第２電流生成部１５−１の検出部→逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１→負荷７の経路で流れる。
【０１００】
次に、直流電流Ｉ１の制御について説明する。直流電流Ｉ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の外部に出力される際に、第２電流生成部１５−１の検出部にも流れる。
【０１０１】
第２電流生成部１５−１の検出部に直流電流Ｉ１が流れると、第２電流生成部１５−１の出力部から、直流電流Ｉ１に応じた電流である電流Ｉｒ１（第２電流）が生成される。第２電流生成部１５−１から出力された電流Ｉｒ１は、コントローラー８−１の第１入力に入力される。
【０１０２】
また、上述したように、電流目標値設定回路１６−１の入力には、制御電圧生成ユニット５−１が備える出力コネクタ１１−１の出力から、制御電圧Ｖｒが入力される。電流目標値設定回路１６−１は、制御電圧Ｖｒに基づいて、直流電流Ｉ１の目標値（電流目標値）を示す電流である目標電流Ｉｔを、コントローラー８−１の第２入力に出力する。
【０１０３】
コントローラー８−１は、直流電流Ｉ１に応じた電流である電流Ｉｒ１と、上記目標電流Ｉｔとを比較して、比較結果に応じた信号であって、アナログ信号である制御信号Ｓｃを、ＰＩ動作部９−１へ出力する。
【０１０４】
コントローラー８−１における２つの電流の比較について、第１に、電流Ｉｒ１が目標電流Ｉｔよりも小さい場合は、制御信号Ｓｃのレベルをより高くする。第２に、電流Ｉｒ１が目標電流Ｉｔよりも大きい場合は、制御信号Ｓｃのレベルをより低くする。第３に、電流Ｉｒ１が目標電流Ｉｔに等しい場合は、制御信号Ｓｃのレベルを維持する。
【０１０５】
制御信号Ｓｃのレベルがより高くなると、後述するパルス信号Ｓｐにおいて、スイッチング素子Ｑ−１をオンするためのパルスの幅がより広くなる。これに対して、制御信号Ｓｃのレベルがより低くなると、パルス信号Ｓｐにおいて、スイッチング素子Ｑ−１をオンするためのパルスの幅が狭くなる。
【０１０６】
コントローラー８−１から出力される制御信号Ｓｃは、ＰＩ動作部９−１に入力される。ＰＩ動作のＰは、比例動作（proportional action、Ｐ動作）を示し、ＰＩ動作のＩは、積分動作（integral action、Ｉ動作）を示す。
【０１０７】
ＰＩ動作部９−１では、Ｐ動作によって、直流電流Ｉ１を制御する制御系１７−１の、安定度や早応性を補償する。このＰ動作にＩ動作を付加することによって、外乱に対するオフセットを除く。
【０１０８】
ＰＩ動作部９−１によってＰＩ動作が行われた後の信号は、コンパレータ１０−１の非反転入力端子（＋）に入力される。コンパレータ１０−１の反転入力端子（−）には、キャリア信号ｃａｒｒｉｅｒが入力される。
【０１０９】
コンパレータ１０−１は、ＰＩ動作が行われた後の信号と、キャリア信号ｃａｒｒｉｅｒとを比較することにより、矩形パルスを含むパルス信号Ｓｐを生成する。コンパレータ１０−１は、生成したパルス信号Ｓｐを、自身の出力からスイッチング素子Ｑ−１のベースへ出力する。
【０１１０】
スイッチング素子Ｑ−１は、自身のベースに入力されたパルス信号Ｓｐに応じてオン・オフを交互に行う。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、スイッチング制御を行って直流電流Ｉ１を出力することが出来る。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎも同様に、スイッチング制御を行って直流電流Ｉ２〜Ｉｎを出力することが出来る。
【０１１１】
（制御電圧生成ユニットの構成）
ここで、本実施形態１に係る制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎについて、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態１に係る制御電圧生成ユニット５−１の回路図である。
【０１１２】
制御電圧生成ユニット５−１は、出力コネクタ１１−１、雄型コネクタ１２ａ−１、雌型コネクタ１２ｂ−１、リレー回路１３−１、及び、シャント抵抗１４−１を備えている。また、出力コネクタ１１−１には、第１出力端子１１ａ−１、第２出力端子１１ｂ−１、第１入力端子１１ｃ−１、及び、第２入力端子１１ｄ−１が設けられている。さらに、リレー回路１３−１は、インダクタＬｒ−１と、切り替えスイッチＳＷ−１とを備えている。
【０１１３】
なお、上記各端子１１ａ−１〜１１ｄ−１の名称に含まれる「入力」および「出力」は、出力コネクタ１１−１の接続先であるＤＣ−ＤＣコンバータ３−１に対する入力および出力を意味している。また、図３は、制御電圧生成ユニット５−１の図であるが、制御電圧生成ユニット５−２〜制御電圧生成ユニット５−ｎの回路構成は、制御電圧生成ユニット５−１と同一である。
【０１１４】
制御電圧生成ユニット５−ｎは、出力コネクタ１１−ｎ、雄型コネクタ１２ａ−ｎ、雌型コネクタ１２ｂ−ｎ、リレー回路１３−ｎ、及び、シャント抵抗１４−ｎを備えている。また、出力コネクタ１１−ｎには、第１出力端子１１ａ−ｎ、第２出力端子１１ｂ−ｎ、第１入力端子１１ｃ−ｎ、及び、第２入力端子１１ｄ−ｎが設けられている。さらに、リレー回路１３−ｎは、インダクタＬｒ−ｎと、切り替えスイッチＳＷ−ｎとを備えている。
【０１１５】
図３の制御電圧生成ユニット５−１において、雄型コネクタ１２ａ−１は、電源装置１の第１電流生成ユニット４の出力部４ｂに接続されている。雄型コネクタ１２ａ−１の出力は、第１出力端子１１ａ−１と、切り替えスイッチＳＷ−１の第１端子とに接続されている。
【０１１６】
切り替えスイッチＳＷ−１の第２端子（ＮＯ）は、シャント抵抗１４−１の一端に接続されている。シャント抵抗１４−１の他端は、第２出力端子１１ｂ−１と、切り替えスイッチＳＷ−１の第３端子（ＮＣ）と、雌型コネクタ１２ｂ−１の入力とに接続されている。
【０１１７】
雌型コネクタ１２ｂ−１は、次段の制御電圧生成ユニット５−２の雄型コネクタ１２ａ−２に接続されている。
【０１１８】
そして、制御電圧生成ユニット５−１の内部において、雌型コネクタ１２ｂ−１の出力と、雄型コネクタ１２ａ−１の入力とは、互いに接続されている。
【０１１９】
図２に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が負荷７に接続された状態において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の正負２つの出力端にかかる電圧が、上記第１入力端子１１ｃ−１、及び、第２入力端子１１ｄ−１に印加されるようになっている。ただし、この構成に限らず、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が稼動した状態を示す任意の電圧が、上記第１入力端子１１ｃ−１、及び、第２入力端子１１ｄ−１に印加されるようになっていてもよい。上記任意の電圧としては、例えば、前記電流Ｉｒ１に応じて、コントローラー８−１が生成した電圧が挙げられる。
【０１２０】
（制御電圧生成ユニットの動作）
図３の制御電圧生成ユニット５−１の動作について、以下に説明する。まず、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が正常に動作している（故障していない）場合は、インダクタＬｒ−１の両端（即ち、第１入力端子１１ｃ−１と第２入力端子１１ｄ−１との間）に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が稼動した状態を示す電圧がかかる。
【０１２１】
上記電圧がインダクタＬｒ−１の両端に印加されることにより、リレー回路１３−１が働く。これにより、リレー回路１３−１の切り替えスイッチＳＷ−１では、第１端子と第２端子（ＮＯ）とが接続される。従って、雄型コネクタ１２ａ−１の一方の端子→切り替えスイッチＳＷ−１→シャント抵抗１４−１→雌型コネクタ１２ｂ−１の一方の端子の経路で、電流Ｉｒが流れる。
【０１２２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が正常に動作していない（故障している）場合は、インダクタＬｒ−１の両端に電圧が加えられなくなるので、リレー回路１３−１が働かない。よって、リレー回路１３−１の切り替えスイッチＳＷ−１では、第１端子と第３端子（ＮＣ）とが接続された状態になる（ノーマリークローズ）。従って、雄型コネクタ１２ａ−１の一方の端子→切り替えスイッチＳＷ−１→雌型コネクタ１２ｂ−１の一方の端子の経路で、電流Ｉｒが流れる。
【０１２３】
一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が正常に動作している場合には、シャント抵抗１４−１に電流が流れることにより、第１出力端子１１ａ−１と第２出力端子１１ｂ−１との間に、制御電圧Ｖｒが生じる。制御電圧Ｖｒは、出力コネクタ１１−１を介して、電流目標値設定回路１６−１に入力される。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、制御電圧Ｖｒに応じた直流電流Ｉ１を出力することが出来る。
【０１２４】
なお、制御電圧生成ユニット５−２〜５−ｎは、制御電圧生成ユニット５−１と同様に動作する。即ち、制御電圧生成ユニット５−２〜５−ｎは、それぞれ、電流目標値設定回路１６−２〜１６−ｎに、制御電圧Ｖｒを出力する。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎは、それぞれ、制御電圧Ｖｒに応じた直流電流Ｉ２〜Ｉｎを出力することが出来る。
【０１２５】
また、雌型コネクタ１２ｂ−１の他方の端子から、雄型コネクタ１２ａ−１の他方の端子へ、電流Ｉｒが流れるが、この点については、（電流Ｉｒ）及び図４を用いて後述する。
【０１２６】
以上のように、本実施形態１に係る制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、電源装置１に搭載される。電源装置１は、第１に、負荷７に対して並列に接続される少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータを備える。第２に、各ＤＣ−ＤＣコンバータが、上記負荷７に対してそれぞれ電力を供給することにより、上記負荷７に流れる電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電流Ｉｒを生成する第１電流生成ユニット４を備える。
【０１２７】
また、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられる。そして、上記第１電流生成ユニット４が上記電流Ｉｒを出力する出力部４ｂと、当該出力部４ｂの電位を確定させる終端ユニット６との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に均等に分割する。これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための均等な制御電圧Ｖｒを生成する。
【０１２８】
また、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、以下の構成要素を備えている。第１に、各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に等しい抵抗値を有したシャント抵抗１４−１〜１４−ｎを１つずつ備えている。第２に、シャント抵抗１４−１〜１４−ｎと１対１に対応するリレー回路１３−１〜１３−ｎを備えている。
【０１２９】
上記ｎ個のシャント抵抗１４−１〜１４−ｎは、上記出力部４ｂと終端ユニット６との間に、直列に接続されることによって分圧回路を構成し、シャント抵抗１４−１〜１４−ｎのそれぞれが、上記制御電圧Ｖｒを生成する。
【０１３０】
リレー回路１３−１は、切り替えスイッチＳＷ−１（スイッチ回路）により、２つの状態が切り替えられる。第１の状態は、電流Ｉｒが上記シャント抵抗１４−１に流れることによって、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの出力を制御するための制御電圧Ｖｒを発生するオン状態である。第２の状態は、電流Ｉｒがシャント抵抗１４−１に流れないオフ状態である。
【０１３１】
リレー回路１３−１は、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの稼動に連動して、対応するＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が故障していなければ、切り替えスイッチＳＷ−１をオン状態とする。
【０１３２】
これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１からインダクタＬｒ−１へ電圧が印加されて、シャント抵抗１４−１に電流Ｉｒが流されることにより、直流電流Ｉ１を制御するための電圧である制御電圧Ｖｒが生成されて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１に出力される。
【０１３３】
一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が故障していれば、切り替えスイッチＳＷ−１をオフ状態とする。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１からインダクタＬｒ−１へ電圧が印加されない。よって、シャント抵抗１４−１に電流Ｉｒが流されないことにより、制御電圧Ｖｒが生成されないようにすることが出来る。従って、故障したＤＣ−ＤＣコンバータ３−１を使用しないようにする（作動していないＤＣ−ＤＣコンバータを除外する）ことが出来る。
【０１３４】
（電流Ｉｒ）
上述したように、電流Ｉｒは、第１電流生成ユニット４から制御電圧生成ユニット５−１へ出力される。本項では、本実施形態１に係る電源装置１において電流Ｉｒがどのように流れるかについて、図４を用いて説明する。
【０１３５】
なお、図４の第１電流生成ユニット４は、あくまで一例である。第１電流生成ユニット４は、検出部４ａに負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れることにより、出力部４ｂから雄型コネクタ１２ａ−１の一方の端子へ電流Ｉｒを出力することが出来るものであればよい。
【０１３６】
図４は、本実施形態１に係る電源装置１において、電流Ｉｒがどのように流れるかを説明するための説明図である。なお、説明の便宜上、図４は、制御電圧生成ユニットが２つ（即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータが２台）である場合の図とする。
【０１３７】
図４に示すように、第１電流生成ユニット４の検出部４ａには、ノードＮ１から負荷７へ供給される電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れる。検出部４ａは、熱線（ヒータ）であり、負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れることにより、ジュール熱を生じる。
【０１３８】
第１電流生成ユニット４の出力部４ｂは、熱電対である。熱電対である出力部４ｂは、第１金属４ｂ１と第２金属４ｂ２とを備えている。
【０１３９】
図４において、第１金属４ｂ１の一端と、第２金属４ｂ２の一端とは、検出部４ａの一点において接続されている。
【０１４０】
第１金属４ｂ１の他端は、雄型コネクタ１２ａ−１の一方の端子へ接続されている。雌型コネクタ１２ｂ−１の一方の端子は、雄型コネクタ１２ａ−２の一方の端子へ接続されている。
【０１４１】
雌型コネクタ１２ｂ−２の一方の端子と、雌型コネクタ１２ｂ−２の他方の端子とは、終端ユニット６の内部で短絡されている。
【０１４２】
雄型コネクタ１２ａ−２の他方の端子は、雌型コネクタ１２ｂ−１の他方の端子へ接続されている。
【０１４３】
そして、雄型コネクタ１２ａ−１の他方の端子は、第２金属４ｂ２の他端に接続されている。
【０１４４】
上記構成によれば、熱線（ヒータ）である検出部４ａに負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れると、熱電対である出力部４ｂの両端に、熱起電力が生じる。上述したように、制御電圧生成ユニット５−１，５−２はそれぞれ、抵抗値が等しいシャント抵抗を有しているので、熱起電力とシャント抵抗とにより、電流Ｉｒを流すことが出来る。
【０１４５】
図４に示す向きに電流Ｉｒを流すためには、例えば、第１金属４ｂ１を亜鉛として、第２金属４ｂ２に白金を用いればよい。これにより、＋０．７６ｍＶの熱起電力を得ることが出来る。
【０１４６】
なお、図２の第２電流生成部１５−１も、図４の第１電流生成ユニット４と同様に、熱線と熱電対とで実現してもよい。
【０１４７】
このように、電源装置１では、制御電圧生成ユニット５−１は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗１４−１を備えている。そして、各制御電圧生成ユニットに備えられたシャント抵抗１４−１は、出力部４ｂと終端ユニット６との間に、直列に接続されていてもよい。
【０１４８】
これにより、シャント抵抗の値に応じて、分圧された制御電圧を生成することが出来る。そして、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、シャント抵抗１４−１を同じ抵抗値に設定して、均等に分圧された制御電圧Ｖｒを生成することが出来る。
【０１４９】
（実施形態１の総括）
所望の電力を得るために、同じ能力を持つＤＣ−ＤＣコンバータを複数台接続して並列動作させるときに、負荷を各々の機器に均等に負担させるために、以下の構成を採用する。即ち、各ＤＣ−ＤＣコンバータの電流目標値を、予め設定せずに、負荷電流Ｉｔｏｔａｌに基づいて自動的に等しい値に設定する。
【０１５０】
各電流目標値が均等でないと、負担が大きいＤＣ−ＤＣコンバータの温度（動作温度）が上昇してしまい、部品への負担が増加して、信頼性が損なわれてしまう。
【０１５１】
図１に電源装置１の全体構成を示す。図１のように、所望の電力を得るためにｎ台のＤＣ-ＤＣコンバータを並列に接続する。また、各ＤＣ−ＤＣコンバータに対応して制御電圧生成ユニットが設けられている。
【０１５２】
電源装置１において、負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れるラインに、第１電流生成ユニット４を設ける。また、ＤＣ−ＤＣコンバータとケーブル等で接続された制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎを、雄型コネクタと雌型コネクタとを用いて接続する。
【０１５３】
各々の制御電圧生成ユニット同士は、雄型コネクタと雌型コネクタとで接続される。よって、複数の制御電圧生成ユニットを、直列に接続することが出来る。最終段の制御電圧生成ユニットに、終端ユニット６を接続する。
【０１５４】
各々の制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎには、高精度かつ同一の抵抗値を有するシャント抵抗が備えられている。
【０１５５】
各ＤＣ−ＤＣコンバータに対応した制御電圧生成ユニットを直列に接続するだけで、負荷電流Ｉｔｏｔａｌにより生じる電圧を、制御電圧生成ユニットの台数分で分圧する。分圧された電圧は、制御電圧Ｖｒとして、各ＤＣ−ＤＣコンバータが備える電流目標値設定回路に入力される。
【０１５６】
また、同一の抵抗値を持つシャント抵抗を各々備えた制御電圧生成ユニットを直列に接続するだけで、第１電流生成ユニット４の上記出力部４ｂと、終端ユニット６との間の電位差を均等に分割して、制御電圧Ｖｒを生成することが出来る。これにより、電流目標値を均等にすることが出来るため、並列動作するＤＣ−ＤＣコンバータに、電流目標値を予め設定する必要がない。また、負荷７の消費電力が変動する場合においても、変動に追従して、上記電位差が均等に分割された制御電圧Ｖｒを生成することが出来る。
【０１５７】
なお、接続されているＤＣ−ＤＣコンバータが、故障等で作動していない時は、制御電圧生成ユニットが備えるリレー回路が働かない。よって、電流ＩｒがＮＣ端子側を経由して、シャント抵抗を迂回する（シャント抵抗に流れない）。このため、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットが備えるシャント抵抗の抵抗値は、電流Ｉｒが流れる閉回路に対して加算されない。従って、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータを除外して、正確な制御電圧Ｖｒを生成することが出来る。以上のような動作を、図１〜図４に示すような簡単な構成で実現することが出来る。
【０１５８】
電流目標値は、図２の電流目標値設定回路（１６−１）に入力される。そして、電流目標値設定回路から出力される目標電流Ｉｔと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が出力する直流電流Ｉ１とを比較し、直流電流Ｉ１が目標電流Ｉｔに一致するように制御される。
【０１５９】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について図５及び図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態において説明すること以外の構成は、前記実施形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６０】
本実施形態２と、実施形態１との相違点は、以下の通りである。まず、図５の電源装置２１において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎの能力は、同一ではない。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎが出力することが出来る電力の最大値（即ち電流の最大値）は、同一ではない。この点については、（電源装置２１の動作）で後述する。また、制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎ内部のシャント抵抗の抵抗値は、同一ではない。
【０１６１】
図５は、本実施形態２に係る電源装置２１のブロック図である。電源装置２１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎ、及び、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎと１対１に対応した制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎを備えている。その他の構成は、前記実施形態１に係る電源装置１と同じ構成である。
【０１６２】
（電源装置２１の動作）
図５の電源装置２１において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−２〜２３−ｎは、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１と同様の動作を行うが、供給する直流電力、言い換えれば、能力が異なる。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎは、第１直流電力を元に、それぞれ異なる直流電力を負荷７へ供給する。これとともに、それぞれ異なる直流電力に応じた電流である直流電流Ｉ２’〜Ｉｎ’は、それぞれ、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎを介して、ノードＮ３へ出力される。
【０１６３】
ノードＮ３には、直流電流Ｉ１’〜Ｉｎ’が入力される。よって、ノードＮ３から負荷７へ供給される電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌは、実施形態１の（１）式で示される。
【０１６４】
電流Ｉｒ’は、制御電圧生成ユニット２５−１→制御電圧生成ユニット２５−２→制御電圧生成ユニット２５−３→・・・→制御電圧生成ユニット２５−ｎ→終端ユニット６の経路で流れる。この点については、図６を用いて後述する。
【０１６５】
制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎは、シャント抵抗１４−１’〜１４−ｎ’を備えている。シャント抵抗１４−１’〜１４−ｎ’については、図６を用いて後述するが、制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎがそれぞれ有するｎ個のシャント抵抗の抵抗値は、以下の通りである。即ち、シャント抵抗の抵抗値は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流である直流電流に応じた抵抗値である。具体的には、シャント抵抗１４−１’の抵抗値がＲ、シャント抵抗１４−２’の抵抗値が２×Ｒ、シャント抵抗１４−３’の抵抗値が３×Ｒ、シャント抵抗１４−ｎ’の抵抗値がｎ×Ｒである。
【０１６６】
ここで、直流電流Ｉ１’〜Ｉｎ’について、以下の式が成立する。
Ｉ２’＝２×Ｉ１’ （４）
Ｉ３’＝３×Ｉ１’ （５）
Ｉｎ’＝ｎ×Ｉ１’ （６）
（制御電圧生成ユニットの構成）
ここで、本実施形態２に係る制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎについて、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態２に係る制御電圧生成ユニット２５−１の回路図である。
【０１６７】
制御電圧生成ユニット２５−１は、シャント抵抗１４−１’、及び、交換式シャント抵抗モジュール３０−１を備えている。シャント抵抗１４−１’は、交換式シャント抵抗モジュール３０−１に収容されているので、シャント抵抗１４−１’は交換することが出来る。その他の構成は、実施形態１の制御電圧生成ユニット５−１と同じ構成である。
【０１６８】
同様に、制御電圧生成ユニット２５−ｎは、シャント抵抗１４−ｎ’、及び、交換式シャント抵抗モジュール３０−ｎを備えている。シャント抵抗１４−ｎ’は、交換式シャント抵抗モジュール３０−ｎに収容されているので、シャント抵抗１４−ｎ’は交換することが出来る。その他の構成は、実施形態１の制御電圧生成ユニット５−ｎと同じ構成である。
【０１６９】
図６の制御電圧生成ユニット２５−１において、切り替えスイッチＳＷ−１の第２端子（ＮＯ）は、交換式シャント抵抗モジュール３０−１の一端を介して、シャント抵抗１４−１’の一端に接続されている。シャント抵抗１４−１’の他端は、交換式シャント抵抗モジュール３０−１の他端を介して、第２出力端子１１ｂ−１と、切り替えスイッチＳＷ−１の第３端子（ＮＣ）と、雌型コネクタ１２ｂ−１の入力とに接続されている。
【０１７０】
（制御電圧生成ユニットの動作）
図６の制御電圧生成ユニット２５−１の動作について、以下に説明する。
【０１７１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１が正常に動作しており、シャント抵抗１４−１’に電流が流れることにより、第１出力端子１１ａ−１と第２出力端子１１ｂ−１との間に、制御電圧Ｖｒ１が生じる。制御電圧Ｖｒ１は、出力コネクタ１１−１を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１が備える電流目標値設定回路に入力される。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１は、制御電圧Ｖｒ１に応じた直流電流Ｉ１’を出力することが出来る。
【０１７２】
なお、制御電圧生成ユニット２５−２〜２５−ｎは、制御電圧生成ユニット２５−１と同様に動作する。即ち、制御電圧生成ユニット２５−２〜２５−ｎは、それぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−２〜２３−ｎが備える電流目標値設定回路に、制御電圧Ｖｒ２〜Ｖｒｎを出力する。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−２〜２３−ｎは、それぞれ、制御電圧Ｖｒ２〜Ｖｒｎに応じた直流電流Ｉ２’〜Ｉｎ’を出力することが出来る。
【０１７３】
（実施形態２の総括）
各々の能力が異なるＤＣ−ＤＣコンバータを複数台接続して並列動作させることにより、所望の電力を得る電源装置（システム）において、各ＤＣ−ＤＣコンバータに均等な電流目標値を設定した場合、各ＤＣ−ＤＣコンバータの負荷電流は均等になる。
【０１７４】
しかしながら、本実施形態２のＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎは、各々が異なる能力を有している。このため、各ＤＣ−ＤＣコンバータに均等な電流目標値を設定すると、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に対する負荷の割合が異なってしまう。
【０１７５】
能力に対する負荷の割合が大きいほど、電源装置の温度が上昇したり、各部品への負担が大きくなったりする。このため、電源装置が故障し易くなる。よって、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータを備える電源装置において、各ＤＣ−ＤＣコンバータの故障が発生する時期が異なる。従って、電源装置全体としての動作可能期間が短くなり、結果として、電源装置の長期信頼性が損なわれる。
【０１７６】
そこで、本実施形態２に係る電源装置２１では、以下の構成を採用した。即ち、各々の能力が異なるＤＣ−ＤＣコンバータを複数台接続して並列動作させる場合は、能力に対する負荷の割合が等しくなるように、目標電流値を設定する。
【０１７７】
これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータにおける発熱のばらつきを抑え、部品への負担の偏りを無くすことが出来る。よって、故障のし易さの偏りをなくし、電源装置の長期信頼性を確保することができる。
【０１７８】
具体的な方法として、各ＤＣ−ＤＣコンバータに取り付けられる制御電圧生成ユニットに設けるシャント抵抗の抵抗値を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例させて設定するようにする。
【０１７９】
これにより、シャント抵抗器の抵抗値は、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じたシャント抵抗器の抵抗値となり、目標電流も、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた値となる。
【０１８０】
例えば、図５のように、能力の単位が１であるＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１に対応する制御電圧生成ユニット２５−１のシャント抵抗１４−１’の抵抗値を１とする。この時、能力の単位が２倍であるＤＣ−ＤＣコンバータ２３−２に対応する制御電圧生成ユニット２５−２のシャント抵抗１４−２’の抵抗値を、シャント抵抗１４−１’の抵抗値の２倍とする。
【０１８１】
同様に、能力の単位がｎ倍のＤＣ−ＤＣコンバータ２３−ｎに対応する制御電圧生成ユニット２５−ｎのシャント抵抗１４−ｎ’の抵抗値は、シャント抵抗１４−１’の抵抗値のｎ倍とする。
【０１８２】
このような構成とすることで、各能力に応じた大きさの電流目標値を、各ＤＣ−ＤＣコンバータに入力することが出来る。その結果、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、自身の能力に応じた電流を出力することが出来るので、能力に対する負荷の割合を一定にすることが出来る。
【０１８３】
よって、特定のＤＣ−ＤＣコンバータの温度が、他のＤＣ−ＤＣコンバータより高くなることはない。従って、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【０１８４】
さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命は、自身の温度に依存して変化するが、各ＤＣ−ＤＣコンバータは温度が等しくなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命も等しくなる。その結果、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【０１８５】
また、制御電圧生成ユニット（２５−１）のシャント抵抗（１４−１’）は、図６に示すように、交換式シャント抵抗モジュール（３０−１）に差し込む（収容する）。ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた大きさのシャント抵抗を、交換式シャント抵抗モジュールを差し込むことで、制御電圧生成ユニット内のシャント抵抗の抵抗値を変更することが出来る。
【０１８６】
なお、接続されているＤＣ−ＤＣコンバータが、故障等で作動していない時は、制御電圧生成ユニットが備えるリレー回路が働かない。よって、電流Ｉｒ’がＮＣ端子側を経由して、シャント抵抗を迂回する（シャント抵抗に流れない）。このため、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットが備えるシャント抵抗の抵抗値は、電流Ｉｒ’が流れる閉回路に対して加算されない。従って、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータを除外して、正確な制御電圧Ｖｒ１〜Ｖｒｎを生成することが出来る。以上のような動作を、図５及び図６に示すような簡単な構成で実現することが出来る。
【０１８７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明の電源装置は、従来の電源装置よりも信頼性が高いので、電気自動車に搭載される電源装置に好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【０１８９】
１，２１ 電源装置
２ 電源
３−１〜３−ｎ，２３−１〜２３−ｎ ＤＣ−ＤＣコンバータ
４ 第１電流生成ユニット（第１電流生成部）
４ａ 検出部
４ｂ 出力部
４ｂ１ 第１金属
４ｂ２ 第２金属
５−１〜５−ｎ，２５−１〜２５−ｎ 制御電圧生成ユニット（制御電圧生成部）
６ 終端ユニット
７ 負荷
８−１，８−ｎ コントローラー（比較部）
９−１，９−ｎ ＰＩ動作部
１０−１，１０−ｎ コンパレータ
１１−１，１１−ｎ 出力コネクタ
１１ａ−１，１１ａ−ｎ 第１出力端子
１１ｂ−１，１１ｂ−ｎ 第２出力端子
１１ｃ−１，１１ｃ−ｎ 第１入力端子
１１ｄ−１，１１ｄ−ｎ 第２入力端子
１２ａ−１，１２ａ−２，１２ａ−ｎ 雄型コネクタ
１２ｂ−１，１２ｂ−２，１２ｂ−ｎ 雌型コネクタ
１３−１，１３−ｎ リレー回路
１４−１〜１４−ｎ，１４−１’〜１４−ｎ’ シャント抵抗
１５−１，１５−ｎ 第２電流生成部
１６−１〜１６−ｎ 電流目標値設定回路（電流目標値設定部）
１７−１，１７−ｎ 制御系
３０−１，３０−ｎ 交換式シャント抵抗モジュール
Ｃ１−１，Ｃ１−ｎ キャパシタ
Ｃ２−１，Ｃ２−ｎ キャパシタ
Ｄ−１，Ｄ−ｎ ダイオード
Ｄ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎ 逆流防止ダイオード
Ｉ１〜Ｉｎ，Ｉ１’〜Ｉｎ’ 直流電流
Ｉｒ，Ｉｒ’ 電流（第１電流）
Ｉｒ１ 電流（第２電流）
Ｉｔ 目標電流
Ｉｔｏｔａｌ 負荷電流
Ｌ−１，Ｌ−ｎ，Ｌ１−１ インダクタ
Ｌｒ−１，Ｌｒ−ｎ インダクタ
Ｎ１〜Ｎ４ ノード
Ｑ−１，Ｑ−ｎ スイッチング素子
ＳＷ−１，ＳＷ−ｎ スイッチ
Ｓｃ 制御信号
Ｓｐ パルス信号
Ｖｒ，Ｖｒ１〜Ｖｒｎ 制御電圧
ｃａｒｒｉｅｒ キャリア信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータを備える電源装置及び制御電圧生成ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
負荷に対して所望の電力を供給するための機器である電力供給機器として、ＤＣ−ＤＣコンバータ（DC-DC converter）等を用いた電源装置が、従来から用いられている。
【０００３】
ここで、負荷に供給される所望の電力が大きいために、１台の電力供給機器では、所望の電力を負荷に供給することが出来ない場合を考える。負荷に供給される所望の電力が大きいということは、負荷に対して流れる電流である負荷電流が大きいということを意味する。
【０００４】
この場合、電源装置において、電力供給機器を複数台並列に接続する。これにより、負荷が必要とする所望の電力を、複数台の電力供給機器から供給することが出来る。
【０００５】
電力供給機器を複数台並列に接続するものとして、特許文献１において電源装置が開示されている。特許文献１の電源装置では、差動増幅器を備えるＤＣ−ＤＣコンバータが、複数台並列に接続されている。また、それぞれの差動増幅器の非反転入力端子（＋）が、電流共通バスに並列に接続されている（即ち、共通に接続されている）。
【０００６】
上記構成において、電流共通バスにおける電流の最大値と、それぞれの差動増幅器における出力電流を検出した結果を示す電流の最大値とを比較する。そして、比較した結果に基づいて、各ＤＣ−ＤＣコンバータが備えるスイッチング素子のゲートに入力される信号の周波数を制御する（スイッチング制御）。
【０００７】
電流共通バスにおける電位は、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの中で出力電流が最大であるＤＣ−ＤＣコンバータが出力する最大電流に応じた電位である最大電位となる。そして、他のＤＣ−ＤＣコンバータでは、上記最大電位に基づいて、自身が出力する電流を上記最大電流に追従させる制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２６２６５１号公報（２００６年９月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の電源装置では、並列に接続されている複数台のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が、上記最大電流に追従して、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が平衡に至る。
【００１０】
このため、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が平衡に至るまでの間に、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの間で、出力電流のばらつき（値の差異）が発生する。
【００１１】
また、負荷は、負荷の動作状態に応じて、必要とする電力が変動する。これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータから負荷へ供給される電力が変動する。よって、各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が変動する。これにより、上記最大電流が変動する。各ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流は、上記最大電流に追従するので、各ＤＣ−ＤＣコンバータが負荷へ供給する電流に、ばらつきが発生しやすい。
【００１２】
電源装置の信頼性に関して、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの中で、１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より出力電流が大きくなる（ばらつきが発生する）と、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より温度が高くなる。この場合、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータを構成する部品のみが、他より温度が高くなり、電源装置としての信頼性が損なわれる。具体的には、寿命が短くなったり、故障する確率が高くなったりする。
【００１３】
また、各ＤＣ−ＤＣコンバータが負荷へ供給する電流に、ばらつきが発生すると、ＤＣ−ＤＣコンバータが備えるトランスにおいて、異音が発生することもある。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の電源装置は、上記課題を解決するために、少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータが負荷に対して並列に接続され、各ＤＣ−ＤＣコンバータが、それぞれ電力を供給することにより、負荷に電力を供給する電源装置であって、上記負荷に流れる電流である負荷電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部と、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられるとともに、上記第１電流生成部が上記第１電流を出力する出力部と、当該出力部の電位を確定させる終端部との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例して各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に分割することにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための制御電圧を生成する制御電圧生成部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
上記発明によれば、各制御電圧生成部において、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための制御電圧が生成される。
【００１７】
上記制御電圧は、上記出力部と上記終端部との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力（各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電力の最大値（即ち電流の最大値））に比例して各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に分割することにより生成される。各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、制御電圧は同じ大きさになる。
【００１８】
各ＤＣ−ＤＣコンバータには、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した制御電圧が入力される。これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流である上記直流電流は、ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた電流となる。よって、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、負荷をその能力に比例して分担することとなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、熱的平衡を取ることが出来る。なお、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、負荷を均等に負担することとなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータの温度は、互いに等しくなる。
【００１９】
電源装置の信頼性に関して、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの中で、１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、能力以上の負担がかかると、あるいは、能力が同じ場合に他より出力電流が大きくなると、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より温度が高くなる。この場合、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータを構成する部品のみが、他より温度が高くなり、電源装置としての信頼性が損なわれる。具体的には、寿命が短くなったり、故障する確率が高くなったりする。
【００２０】
しかし、本発明の電源装置では、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流である上記直流電流は、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた電流となる。よって、特定のＤＣ−ＤＣコンバータにかかる負荷の割合が、他のＤＣ−ＤＣコンバータにかかる負荷の割合より大きくなることはない。従って、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【００２１】
さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命は、自身の温度に依存して変化するが、各ＤＣ−ＤＣコンバータは温度が等しくなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命も等しくなる。その結果、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【００２２】
上記電源装置では、上記制御電圧生成部は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗を備え、各制御電圧生成部に備えられたシャント抵抗は、上記出力部と上記終端部との間に、直列に接続されていてもよい。
【００２３】
これにより、シャント抵抗の値に応じて、分圧された制御電圧を生成することが出来る。そして、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、シャント抵抗を同じ抵抗値に設定して、均等に分圧された制御電圧を生成することが出来る。
【００２４】
上記電源装置では、上記ＤＣ−ＤＣコンバータは、自身が出力する直流電流に応じた第２電流を生成する第２電流生成部と、上記制御電圧に応じて、上記直流電流の目標値である目標電流を生成する電流目標値設定部と、上記第２電流と上記目標電流とを比較する比較部とをさらに備えてもよい。
【００２５】
これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流である上記直流電流は、上記第２電流と上記目標電流との比較結果に応じて制御され、ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた電流となる。
【００２６】
上記いずれかの電源装置では、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値は、同一であり、各シャント抵抗の抵抗値は、全て等しくてもよい。
【００２７】
これにより、均等に分圧された制御電圧を生成することが出来る。
【００２８】
上記いずれかの電源装置では、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値は、それぞれ異なっており、各シャント抵抗の抵抗値は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値に比例してもよい。
【００２９】
これにより、シャント抵抗器の抵抗値は、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じたシャント抵抗器の抵抗値となり、上記目標電流も、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた値となる。
【００３０】
例えば、能力の単位が１であるＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットのシャント抵抗の抵抗値を１とする。この時、能力の単位が２倍であるＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットのシャント抵抗の抵抗値を、抵抗値が１であるシャント抵抗の抵抗値の２倍とする。
【００３１】
同様に、能力の単位がｎ倍のＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットのシャント抵抗の抵抗値は、抵抗値が１であるシャント抵抗の抵抗値のｎ倍とする。
【００３２】
このような構成とすることで、各能力に応じた大きさの電流目標値を、各ＤＣ−ＤＣコンバータに入力することが出来る。その結果、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、自身の能力に応じた電流を出力することが出来るので、能力に対する負荷の割合を一定にすることが出来る。
【００３３】
よって、特定のＤＣ−ＤＣコンバータの温度が、他のＤＣ−ＤＣコンバータより高くなることはない。従って、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【００３４】
上記いずれかの電源装置では、上記制御電圧生成部はリレー回路を備え、当該リレー回路を動作させるインダクタを備え、上記インダクタには、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電圧が印加され、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが故障していなければ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータから上記インダクタへ電圧が印加されて、上記シャント抵抗に上記第１電流が流されることにより、上記直流電流を制御するための電圧である制御電圧が生成されて、上記ＤＣ−ＤＣコンバータに出力し、上記ＤＣ−ＤＣコンバータが故障していれば、上記ＤＣ−ＤＣコンバータから上記インダクタへ電圧が印加されずに、上記シャント抵抗に上記第１電流が流されないことにより、上記制御電圧が生成されなくともよい。
【００３５】
接続されているＤＣ−ＤＣコンバータが、故障等で作動していない時は、上記制御電圧生成部が備える上記リレー回路が働かない。よって、上記第１電流が、上記シャント抵抗を迂回する（上記シャント抵抗に流れない）。このため、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータに対応する上記制御電圧生成部が備えるシャント抵抗の抵抗値は、上記第１電流が流れる閉回路に対して加算されない。従って、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータを除外して、正確な上記制御電圧を生成する電源装置を、簡単な構成で実現することが出来る。
【００３６】
本発明の制御電圧生成ユニットは、上記課題を解決するために、負荷に対して並列に接続される少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータと、各ＤＣ−ＤＣコンバータが、上記負荷に対してそれぞれ電力を供給することにより、上記負荷に流れる電流である負荷電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部とを備えた電源装置に搭載されるとともに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられる制御電圧生成ユニットであって、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗と、上記第１電流が上記シャント抵抗に流れることによって、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの出力を制御するための制御電圧を発生するオン状態と、上記第１電流が上記シャント抵抗に流れないオフ状態とでスイッチ回路を切り替えるリレー回路とを備え、上記リレー回路は、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの稼動に連動して、上記スイッチ回路をオンにすることを特徴とする。
【００３７】
上記発明によれば、上記リレー回路は、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの稼動に連動して、上記スイッチ回路をオンにする。
【００３８】
これにより、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが故障していない場合に、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した制御電圧を、対応するＤＣ−ＤＣコンバータに出力することが出来る。
【００３９】
よって、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、負荷を均等に負担することとなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータの温度は、互いに等しくなり、特定のＤＣ−ＤＣコンバータの温度が、他のＤＣ−ＤＣコンバータより高くなることはない。
【００４０】
従って、本発明の制御電圧生成ユニットは、従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置を提供することが出来る。
【発明の効果】
【００４１】
従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る電源装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。
【図３】本発明の実施形態に係る制御電圧生成ユニットの回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電源装置において、電流がどのように流れるかを説明するための説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電源装置のブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る制御電圧生成ユニットの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の一実施形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。まず、図１を用いて、本発明の一実施形態について説明する。
【００４４】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４５】
（電源装置１の構成）
図１は、本実施形態１に係る電源装置１のブロック図である。電源装置１は、電源２、ＤＣ−ＤＣコンバータ（DC-DC converter）３−１〜３−ｎ、及びＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎと１対１に対応した逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎを備えている。また、電源装置１は、第１電流生成ユニット４（第１電流生成部）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎと１対１に対応した制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎ（制御電圧生成部）、及び終端ユニット６（終端部）を備えている。
【００４６】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎは、少なくとも２台であり、本実施形態１の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの能力は、同一である。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎが出力することが出来る電力の最大値（即ち電流の最大値であり、ＤＣ−ＤＣコンバータの能力と称する）は、同一である。
【００４７】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの１台あたりの能力には、制限（限界）がある。よって、複数台を用いて負荷７へ負荷電流Ｉｔｏｔａｌ（後述する）を流す。
【００４８】
さらに、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎは、負荷７からＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎへ電流が逆流することを防止するためのダイオードである。
【００４９】
さらに、第１電流生成ユニット４は、負荷電流測定ユニットと言い換えることもでき、検出部４ａと出力部４ｂとを備えている。第１電流生成ユニット４については、図４を用いて後述する。
【００５０】
なお、本実施形態１において、符号に含まれる「ｎ」は、２以上の整数を意味する。図１の電源装置１では、ＤＣ−ＤＣコンバータ及び制御電圧生成ユニットが、それぞれ４つずつ示されている。しかし、図１の電源装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ及び制御電圧生成ユニットを、それぞれ２つ備える構成を取ることも出来る。この場合はｎ＝２となる。
【００５１】
図１の電源装置１において、電源２の出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの入力に接続されている。電源２のグランドは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの第１グランドに接続されている。
【００５２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の出力は、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１のアノードに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎの出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の出力と同様に構成されている。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎの出力は、それぞれ、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ２〜Ｄ−Ｒｎのアノードに接続されている。
【００５３】
逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎのカソードは、それぞれ、ノードＮ１に接続されている。ノードＮ１は、第１電流生成ユニット４の検出部４ａの一端に接続されている。第１電流生成ユニット４の検出部４ａの他端は、負荷７の一端に接続されている。
【００５４】
負荷７の他端は、ノードＮ２に接続されている。ノードＮ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎがそれぞれ有する第２グランドに接続されている。
【００５５】
第１電流生成ユニット４の出力部４ｂは、制御電圧生成ユニット５−１の雄型コネクタに接続されている。制御電圧生成ユニット５−１の雌型コネクタは、制御電圧生成ユニット５−２の雄型コネクタに接続されている。同様に、制御電圧生成ユニット５−（ｎ−１）の雌型コネクタは、制御電圧生成ユニット５−ｎの雄型コネクタに接続されている。制御電圧生成ユニット５−ｎの雌型コネクタは、終端ユニット６に接続されている。
【００５６】
制御電圧生成ユニット５−１の出力コネクタは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が備える電流目標値設定回路１６−１（図２参照）の入力に接続されている。制御電圧生成ユニット５−２〜５−ｎの出力コネクタの接続先は、制御電圧生成ユニット５−１の出力コネクタと同様になっている。即ち、制御電圧生成ユニット５−２〜５−ｎの出力コネクタは、それぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎがそれぞれ備える電流目標値設定回路の入力に接続されている。
【００５７】
そして、電源２のグランドと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの第１グランドと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの第２グランドと、負荷７の他端とは、電気的に接地されている。
【００５８】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎが備える電流目標値設定回路（１６−１等）については、図２を用いて後述する。また、制御電圧生成ユニット５−１の、雄型コネクタ（１２ａ−１）、雌型コネクタ（１２ｂ−１）及び出力コネクタ（１１−１）については、図３を用いて後述する。
【００５９】
（電源装置１の動作）
まず、図１及び（電源装置１の構成）の記載に示されるように、本実施形態１の電源装置１では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎが、電源２と負荷７との間で、並列に接続されている。負荷７は、ｎ台のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎを必要とする、あるいはｎ台のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎを用意することが好ましい負荷である。
【００６０】
電源２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎに対して第１直流電力を供給する。電源２は、例えばＡＣ−ＤＣコンバータであり、商用の交流電源から入力された交流電力を第１直流電力に変換して、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎに供給する。
【００６１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、第１直流電力を元に、第２直流電力を負荷７へ供給する。第２直流電力が負荷７へ供給される際は、第２直流電力に応じた電流である直流電流Ｉ１が、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１を介してノードＮ１へ出力される。
【００６２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１と同様の動作を行う。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎは、第１直流電力を元に、第２直流電力を負荷７へ供給する。これとともに、各第２直流電力に応じた電流である直流電流Ｉ２〜Ｉｎは、それぞれ、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎを介して、ノードＮ１へ出力される。
【００６３】
ノードＮ１には、直流電流Ｉ１〜Ｉｎが入力される。よって、ノードＮ１から負荷７へ供給される電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌは、
Ｉｔｏｔａｌ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋・・・＋Ｉｎ （１）
となる。よって、負荷７が必要とする電力が大きい場合（即ち、負荷７に対して流れる電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌが大きい場合）においても、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎにより、負荷７が必要とする、電力及び電流を供給することが出来る。
【００６４】
なお、上記説明において、ｎ台のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎで、負荷電流Ｉｔｏｔａｌを供給している。しかし、（ｎ−１）台か（ｎ−２）台のＤＣ−ＤＣコンバータで負荷電流Ｉｔｏｔａｌを供給することが好ましい。少なくとも１台、好ましくは２台のＤＣ−ＤＣコンバータを予備とすることにより、電源装置１の信頼性を高めることが出来る。
【００６５】
ここで、上述するように、第１電流生成ユニット４は、検出部４ａと出力部４ｂとを備えている。上記検出部４ａには、ノードＮ１から負荷７へ供給される電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れる。上記出力部４ｂは、上記検出部４ａに流れる電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電流である電流Ｉｒ（第１電流）を、制御電圧生成ユニット５−１に出力する。
【００６６】
電流Ｉｒは、制御電圧生成ユニット５−１→制御電圧生成ユニット５−２→制御電圧生成ユニット５−３→・・・→制御電圧生成ユニット５−ｎ→終端ユニット６の経路で流れる。この点については、図３を用いて後述する。
【００６７】
制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎの各々は、シャント抵抗１４を備えている。シャント抵抗１４については、図３を用いて後述するが、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎの数と同じｎ個のシャント抵抗１４の抵抗値は、以下の通りである。即ち、シャント抵抗の抵抗値は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流である直流電流に応じた抵抗値である。具体的には、ｎ個のシャント抵抗１４の抵抗値は、互いに等しいか、あるいは実質的に等しい。また、シャント抵抗１４の抵抗値の精度は非常に高く、抵抗値の許容誤差が±０．５％である。
【００６８】
制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎにおいて、互いに抵抗値が等しいシャント抵抗１４に、同一の大きさの電流Ｉｒが流れる。これにより、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、電流Ｉｒとシャント抵抗１４−１〜１４−ｎとに応じた電圧であって、均等な電圧である制御電圧Ｖｒを、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎが備える電流目標値設定回路の入力に出力することが出来る。
【００６９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎは、自身が備える電流目標値設定回路の入力に入力される制御電圧Ｖｒの値に応じて、自身が出力する直流電流Ｉ１〜Ｉｎを制御する（増減する）。
【００７０】
上述したように、本実施形態１に係る電源装置１は、第１電流生成ユニット４、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎ、及び、終端ユニット６を備えている。これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが備える電流目標値設定回路の入力には、均等な制御電圧Ｖｒが自動的に入力される。よって、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流の目標値も自動的に等しくなり、直流電流Ｉ１〜Ｉｎは、互いに等しくなるように制御される。従って、
Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉ３＝・・・＝Ｉｎ （２）
が成立する。また、（１）式と（２）式とから、
Ｉｔｏｔａｌ＝ｎ×Ｉｎ （３）
となる。
【００７１】
このように、直流電流Ｉ１〜Ｉｎが、互いに等しくなる結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎにかかる負荷が均等になる。よって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの温度も、互いに等しくなる（即ち、熱的平衡を取ることが出来る）。
【００７２】
電源装置の信頼性に関して、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータの中で、１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より出力電流が大きくなると、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータのみが、他より温度が高くなる。この場合、上記１台のＤＣ−ＤＣコンバータを構成する部品のみが、他より温度が高くなり、電源装置としての信頼性が損なわれる。具体的には、寿命が短くなったり、故障する確率が高くなったりする。
【００７３】
しかし、本実施形態１に係る電源装置１では、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流である直流電流Ｉ１〜Ｉｎは、互いに等しくなる。これにより、特定のＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流が、他のＤＣ−ＤＣコンバータから出力される電流より大きくなることはない。よって、上記特定のＤＣ−ＤＣコンバータの温度が、他のＤＣ−ＤＣコンバータより高くなることはない。従って、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【００７４】
さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命は、自身の温度に依存して変化するが、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎは温度が等しくなるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎの寿命も等しくなる。その結果、従来の電源装置よりも信頼性が高い電源装置１を提供することが出来る。
【００７５】
また、電流Ｉｒは、負荷電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電流である。よって、負荷電流Ｉｔｏｔａｌが変動すると、この変動に応じて電流Ｉｒも変動する。そして、制御電圧Ｖｒも、電流Ｉｒに応じて変動する。
【００７６】
しかし、変動後の制御電圧Ｖｒも、変動前の制御電圧Ｖｒと同様に、各ＤＣ−ＤＣコンバータに対して均等な電圧である。よって、負荷電流Ｉｔｏｔａｌが変動しても、電流の目標値は、各ＤＣ−ＤＣコンバータにかかる負荷に応じた値に、自動的に変更される。本実施形態１では、電流の目標値は、各ＤＣ−ＤＣコンバータ間で常に等しい。従って、各ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される直流電流Ｉ１〜Ｉｎは、各ＤＣ−ＤＣコンバータに能力に応じた電流になるように制御されて、均等になる。
【００７７】
本実施形態１に係る電源装置１は、少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータ３〜１〜３−ｎが負荷７に対して並列に接続され、各ＤＣ−ＤＣコンバータが、それぞれ電力を供給することにより、負荷に電力を供給する電源装置である。
【００７８】
電源装置１は、以下の構成要素を備えている。第１に、負荷７に流れる電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電流Ｉｒを生成する第１電流生成ユニット４を備えている。
【００７９】
第２に、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられるとともに、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための制御電圧Ｖｒを生成する制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎとを備えている。
【００８０】
制御電圧Ｖｒは、第１電流生成ユニット４が電流Ｉｒを出力する出力部４ｂと、当該出力部４ｂの電位を確定させる終端ユニット６との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例して各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に分割することにより生成される。各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、制御電圧は同じ大きさになる。即ち、上記電位差は、均等に分割される。
【００８１】
さらに、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、雄型コネクタと雌型コネクタとで接続を行うので、接続がより容易となる。
【００８２】
（ＤＣ−ＤＣコンバータの構成）
ここで、本実施形態１に係るＤＣ−ＤＣコンバータ３−１〜３−ｎについて、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態１に係るＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の回路図である。なお、図２に示す負荷７は、図１に示す負荷７と概念的に同一である。
【００８３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、キャパシタＣ１−１，Ｃ２−１、インダクタＬ−１、ダイオードＤ−１、スイッチング素子Ｑ−１を備えている。
【００８４】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、コントローラー８−１（比較部）、ＰＩ動作部９−１、コンパレータ１０−１、第２電流生成部１５−１、及び、電流目標値設定回路１６−１（電流目標値設定部）を備えている。コントローラー８−１、ＰＩ動作部９−１、コンパレータ１０−１、第２電流生成部１５−１、及び、電流目標値設定回路１６−１は、制御系１７−１を構成する。
【００８５】
さらに、第２電流生成部１５−１は、検出部と出力部とを備えている。
【００８６】
なお、図２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の図であるが、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜ＤＣ−ＤＣコンバータ３−ｎの回路構成は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１と同一である。
【００８７】
即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−ｎは、キャパシタＣ１−ｎ，Ｃ２−ｎ、インダクタＬ−ｎ、ダイオードＤ−ｎ、及び、スイッチング素子Ｑ−ｎを備えている。
【００８８】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−ｎは、コントローラー８−ｎ、ＰＩ動作部９−ｎ、コンパレータ１０−ｎ、第２電流生成部１５−ｎ、及び、電流目標値設定回路１６−ｎを備えている。コントローラー８−ｎ、ＰＩ動作部９−ｎ、コンパレータ１０−ｎ、第２電流生成部１５−ｎ、及び、電流目標値設定回路１６−ｎは、制御系１７−ｎを構成する。
【００８９】
図２のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１において、電源装置１の電源２の出力は、インダクタＬ−１の一端と、キャパシタＣ１−１の一端とに接続されている。
【００９０】
インダクタＬ−１の他端は、ダイオードＤ−１のアノードと、スイッチング素子Ｑ−１のコレクタとに接続されている。
【００９１】
ダイオードＤ−１のカソードは、第２電流生成部１５−１の検出部の一端と、キャパシタＣ２−１の一端とに接続されている。第２電流生成部１５−１の検出部の他端は、電源装置１の逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１のアノードに接続されている。
【００９２】
電源装置１の逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１のカソードは、電源装置１のノードＮ１と、電源装置１の第１電流生成ユニット４の検出部４ａとを介して、前記負荷７の一端に接続されている。なお、図２では、電源装置１のノードＮ１と、電源装置１の第１電流生成ユニット４とは、図示を省略している。
【００９３】
第２電流生成部１５−１の出力部は、コントローラー８−１の第１入力に接続されている。コントローラー８−１の第２入力は、電流目標値設定回路１６−１の出力に接続されている。電流目標値設定回路１６−１の入力には、電源装置１の制御電圧生成ユニット５−１が備える出力コネクタ１１−１から、制御電圧Ｖｒが入力される。
【００９４】
コントローラー８−１の第１出力は、ＰＩ動作部９−１の一端に接続されている。コントローラー８−１の第２出力は、上記制御電圧生成ユニット５−１が備える出力コネクタ１１−１の入力に接続されている。ＰＩ動作部９−１の他端は、コンパレータ１０−１の非反転入力端子（＋）に接続されている。コンパレータ１０−１の反転入力端子（−）には、キャリア信号ｃａｒｒｉｅｒが入力される。コンパレータ１０−１の出力は、スイッチング素子Ｑ−１のベースに接続されている。
【００９５】
そして、電源２のグランド、キャパシタＣ１−１の他端、スイッチング素子Ｑ−１のエミッタ、キャパシタＣ２−１の他端、及び、負荷７の他端は、電気的に接地されている。
【００９６】
（ＤＣ−ＤＣコンバータの動作）
図２のＤＣ−ＤＣコンバータ３−１では、まず、電源２からＤＣ−ＤＣコンバータ３−１へ、第１直流電力が供給される。即ち、電源２からインダクタＬ−１の一端へ電流が流れる。この電流は、交流成分を含んでいるので、キャパシタＣ１−１により高周波成分を除去される。
【００９７】
インダクタＬ１−１から出力される電流は、スイッチング素子Ｑ−１においてオン・オフを交互に行う制御であるスイッチング制御により、矩形パルスを含む波形の電流となる。
【００９８】
スイッチング制御後の電流は、ダイオードＤ−１により整流される。整流後の電流は、キャパシタＣ２−１により高周波成分を除去される。これにより、直流電流Ｉ１を、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の外部に出力することが出来る。
【００９９】
直流電流Ｉ１は、第２電流生成部１５−１の検出部→逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１→負荷７の経路で流れる。
【０１００】
次に、直流電流Ｉ１の制御について説明する。直流電流Ｉ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の外部に出力される際に、第２電流生成部１５−１の検出部にも流れる。
【０１０１】
第２電流生成部１５−１の検出部に直流電流Ｉ１が流れると、第２電流生成部１５−１の出力部から、直流電流Ｉ１に応じた電流である電流Ｉｒ１（第２電流）が生成される。第２電流生成部１５−１から出力された電流Ｉｒ１は、コントローラー８−１の第１入力に入力される。
【０１０２】
また、上述したように、電流目標値設定回路１６−１の入力には、制御電圧生成ユニット５−１が備える出力コネクタ１１−１の出力から、制御電圧Ｖｒが入力される。電流目標値設定回路１６−１は、制御電圧Ｖｒに基づいて、直流電流Ｉ１の目標値（電流目標値）を示す電流である目標電流Ｉｔを、コントローラー８−１の第２入力に出力する。
【０１０３】
コントローラー８−１は、直流電流Ｉ１に応じた電流である電流Ｉｒ１と、上記目標電流Ｉｔとを比較して、比較結果に応じた信号であって、アナログ信号である制御信号Ｓｃを、ＰＩ動作部９−１へ出力する。
【０１０４】
コントローラー８−１における２つの電流の比較について、第１に、電流Ｉｒ１が目標電流Ｉｔよりも小さい場合は、制御信号Ｓｃのレベルをより高くする。第２に、電流Ｉｒ１が目標電流Ｉｔよりも大きい場合は、制御信号Ｓｃのレベルをより低くする。第３に、電流Ｉｒ１が目標電流Ｉｔに等しい場合は、制御信号Ｓｃのレベルを維持する。
【０１０５】
制御信号Ｓｃのレベルがより高くなると、後述するパルス信号Ｓｐにおいて、スイッチング素子Ｑ−１をオンするためのパルスの幅がより広くなる。これに対して、制御信号Ｓｃのレベルがより低くなると、パルス信号Ｓｐにおいて、スイッチング素子Ｑ−１をオンするためのパルスの幅が狭くなる。
【０１０６】
コントローラー８−１から出力される制御信号Ｓｃは、ＰＩ動作部９−１に入力される。ＰＩ動作のＰは、比例動作（proportional action、Ｐ動作）を示し、ＰＩ動作のＩは、積分動作（integral action、Ｉ動作）を示す。
【０１０７】
ＰＩ動作部９−１では、Ｐ動作によって、直流電流Ｉ１を制御する制御系１７−１の、安定度や早応性を補償する。このＰ動作にＩ動作を付加することによって、外乱に対するオフセットを除く。
【０１０８】
ＰＩ動作部９−１によってＰＩ動作が行われた後の信号は、コンパレータ１０−１の非反転入力端子（＋）に入力される。コンパレータ１０−１の反転入力端子（−）には、キャリア信号ｃａｒｒｉｅｒが入力される。
【０１０９】
コンパレータ１０−１は、ＰＩ動作が行われた後の信号と、キャリア信号ｃａｒｒｉｅｒとを比較することにより、矩形パルスを含むパルス信号Ｓｐを生成する。コンパレータ１０−１は、生成したパルス信号Ｓｐを、自身の出力からスイッチング素子Ｑ−１のベースへ出力する。
【０１１０】
スイッチング素子Ｑ−１は、自身のベースに入力されたパルス信号Ｓｐに応じてオン・オフを交互に行う。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、スイッチング制御を行って直流電流Ｉ１を出力することが出来る。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎも同様に、スイッチング制御を行って直流電流Ｉ２〜Ｉｎを出力することが出来る。
【０１１１】
（制御電圧生成ユニットの構成）
ここで、本実施形態１に係る制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎについて、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態１に係る制御電圧生成ユニット５−１の回路図である。
【０１１２】
制御電圧生成ユニット５−１は、出力コネクタ１１−１、雄型コネクタ１２ａ−１、雌型コネクタ１２ｂ−１、リレー回路１３−１、及び、シャント抵抗１４−１を備えている。また、出力コネクタ１１−１には、第１出力端子１１ａ−１、第２出力端子１１ｂ−１、第１入力端子１１ｃ−１、及び、第２入力端子１１ｄ−１が設けられている。さらに、リレー回路１３−１は、インダクタＬｒ−１と、切り替えスイッチＳＷ−１とを備えている。
【０１１３】
なお、上記各端子１１ａ−１〜１１ｄ−１の名称に含まれる「入力」および「出力」は、出力コネクタ１１−１の接続先であるＤＣ−ＤＣコンバータ３−１に対する入力および出力を意味している。また、図３は、制御電圧生成ユニット５−１の図であるが、制御電圧生成ユニット５−２〜制御電圧生成ユニット５−ｎの回路構成は、制御電圧生成ユニット５−１と同一である。
【０１１４】
制御電圧生成ユニット５−ｎは、出力コネクタ１１−ｎ、雄型コネクタ１２ａ−ｎ、雌型コネクタ１２ｂ−ｎ、リレー回路１３−ｎ、及び、シャント抵抗１４−ｎを備えている。また、出力コネクタ１１−ｎには、第１出力端子１１ａ−ｎ、第２出力端子１１ｂ−ｎ、第１入力端子１１ｃ−ｎ、及び、第２入力端子１１ｄ−ｎが設けられている。さらに、リレー回路１３−ｎは、インダクタＬｒ−ｎと、切り替えスイッチＳＷ−ｎとを備えている。
【０１１５】
図３の制御電圧生成ユニット５−１において、雄型コネクタ１２ａ−１は、電源装置１の第１電流生成ユニット４の出力部４ｂに接続されている。雄型コネクタ１２ａ−１の出力は、第１出力端子１１ａ−１と、切り替えスイッチＳＷ−１の第１端子とに接続されている。
【０１１６】
切り替えスイッチＳＷ−１の第２端子（ＮＯ）は、シャント抵抗１４−１の一端に接続されている。シャント抵抗１４−１の他端は、第２出力端子１１ｂ−１と、切り替えスイッチＳＷ−１の第３端子（ＮＣ）と、雌型コネクタ１２ｂ−１の入力とに接続されている。
【０１１７】
雌型コネクタ１２ｂ−１は、次段の制御電圧生成ユニット５−２の雄型コネクタ１２ａ−２に接続されている。
【０１１８】
そして、制御電圧生成ユニット５−１の内部において、雌型コネクタ１２ｂ−１の出力と、雄型コネクタ１２ａ−１の入力とは、互いに接続されている。
【０１１９】
図２に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が負荷７に接続された状態において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１の正負２つの出力端にかかる電圧が、上記第１入力端子１１ｃ−１、及び、第２入力端子１１ｄ−１に印加されるようになっている。ただし、この構成に限らず、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が稼動した状態を示す任意の電圧が、上記第１入力端子１１ｃ−１、及び、第２入力端子１１ｄ−１に印加されるようになっていてもよい。上記任意の電圧としては、例えば、前記電流Ｉｒ１に応じて、コントローラー８−１が生成した電圧が挙げられる。
【０１２０】
（制御電圧生成ユニットの動作）
図３の制御電圧生成ユニット５−１の動作について、以下に説明する。まず、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が正常に動作している（故障していない）場合は、インダクタＬｒ−１の両端（即ち、第１入力端子１１ｃ−１と第２入力端子１１ｄ−１との間）に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が稼動した状態を示す電圧がかかる。
【０１２１】
上記電圧がインダクタＬｒ−１の両端に印加されることにより、リレー回路１３−１が働く。これにより、リレー回路１３−１の切り替えスイッチＳＷ−１では、第１端子と第２端子（ＮＯ）とが接続される。従って、雄型コネクタ１２ａ−１の一方の端子→切り替えスイッチＳＷ−１→シャント抵抗１４−１→雌型コネクタ１２ｂ−１の一方の端子の経路で、電流Ｉｒが流れる。
【０１２２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が正常に動作していない（故障している）場合は、インダクタＬｒ−１の両端に電圧が加えられなくなるので、リレー回路１３−１が働かない。よって、リレー回路１３−１の切り替えスイッチＳＷ−１では、第１端子と第３端子（ＮＣ）とが接続された状態になる（ノーマリークローズ）。従って、雄型コネクタ１２ａ−１の一方の端子→切り替えスイッチＳＷ−１→雌型コネクタ１２ｂ−１の一方の端子の経路で、電流Ｉｒが流れる。
【０１２３】
一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が正常に動作している場合には、シャント抵抗１４−１に電流が流れることにより、第１出力端子１１ａ−１と第２出力端子１１ｂ−１との間に、制御電圧Ｖｒが生じる。制御電圧Ｖｒは、出力コネクタ１１−１を介して、電流目標値設定回路１６−１に入力される。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１は、制御電圧Ｖｒに応じた直流電流Ｉ１を出力することが出来る。
【０１２４】
なお、制御電圧生成ユニット５−２〜５−ｎは、制御電圧生成ユニット５−１と同様に動作する。即ち、制御電圧生成ユニット５−２〜５−ｎは、それぞれ、電流目標値設定回路１６−２〜１６−ｎに、制御電圧Ｖｒを出力する。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−２〜３−ｎは、それぞれ、制御電圧Ｖｒに応じた直流電流Ｉ２〜Ｉｎを出力することが出来る。
【０１２５】
また、雌型コネクタ１２ｂ−１の他方の端子から、雄型コネクタ１２ａ−１の他方の端子へ、電流Ｉｒが流れるが、この点については、（電流Ｉｒ）及び図４を用いて後述する。
【０１２６】
以上のように、本実施形態１に係る制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、電源装置１に搭載される。電源装置１は、第１に、負荷７に対して並列に接続される少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータを備える。第２に、各ＤＣ−ＤＣコンバータが、上記負荷７に対してそれぞれ電力を供給することにより、上記負荷７に流れる電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電流Ｉｒを生成する第１電流生成ユニット４を備える。
【０１２７】
また、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられる。そして、上記第１電流生成ユニット４が上記電流Ｉｒを出力する出力部４ｂと、当該出力部４ｂの電位を確定させる終端ユニット６との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に均等に分割する。これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための均等な制御電圧Ｖｒを生成する。
【０１２８】
また、制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎは、以下の構成要素を備えている。第１に、各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に等しい抵抗値を有したシャント抵抗１４−１〜１４−ｎを１つずつ備えている。第２に、シャント抵抗１４−１〜１４−ｎと１対１に対応するリレー回路１３−１〜１３−ｎを備えている。
【０１２９】
上記ｎ個のシャント抵抗１４−１〜１４−ｎは、上記出力部４ｂと終端ユニット６との間に、直列に接続されることによって分圧回路を構成し、シャント抵抗１４−１〜１４−ｎのそれぞれが、上記制御電圧Ｖｒを生成する。
【０１３０】
リレー回路１３−１は、切り替えスイッチＳＷ−１（スイッチ回路）により、２つの状態が切り替えられる。第１の状態は、電流Ｉｒが上記シャント抵抗１４−１に流れることによって、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの出力を制御するための制御電圧Ｖｒを発生するオン状態である。第２の状態は、電流Ｉｒがシャント抵抗１４−１に流れないオフ状態である。
【０１３１】
リレー回路１３−１は、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの稼動に連動して、対応するＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が故障していなければ、切り替えスイッチＳＷ−１をオン状態とする。
【０１３２】
これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１からインダクタＬｒ−１へ電圧が印加されて、シャント抵抗１４−１に電流Ｉｒが流されることにより、直流電流Ｉ１を制御するための電圧である制御電圧Ｖｒが生成されて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１に出力される。
【０１３３】
一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が故障していれば、切り替えスイッチＳＷ−１をオフ状態とする。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１からインダクタＬｒ−１へ電圧が印加されない。よって、シャント抵抗１４−１に電流Ｉｒが流されないことにより、制御電圧Ｖｒが生成されないようにすることが出来る。従って、故障したＤＣ−ＤＣコンバータ３−１を使用しないようにする（作動していないＤＣ−ＤＣコンバータを除外する）ことが出来る。
【０１３４】
（電流Ｉｒ）
上述したように、電流Ｉｒは、第１電流生成ユニット４から制御電圧生成ユニット５−１へ出力される。本項では、本実施形態１に係る電源装置１において電流Ｉｒがどのように流れるかについて、図４を用いて説明する。
【０１３５】
なお、図４の第１電流生成ユニット４は、あくまで一例である。第１電流生成ユニット４は、検出部４ａに負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れることにより、出力部４ｂから雄型コネクタ１２ａ−１の一方の端子へ電流Ｉｒを出力することが出来るものであればよい。
【０１３６】
図４は、本実施形態１に係る電源装置１において、電流Ｉｒがどのように流れるかを説明するための説明図である。なお、説明の便宜上、図４は、制御電圧生成ユニットが２つ（即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータが２台）である場合の図とする。
【０１３７】
図４に示すように、第１電流生成ユニット４の検出部４ａには、ノードＮ１から負荷７へ供給される電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れる。検出部４ａは、熱線（ヒータ）であり、負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れることにより、ジュール熱を生じる。
【０１３８】
第１電流生成ユニット４の出力部４ｂは、熱電対である。熱電対である出力部４ｂは、第１金属４ｂ１と第２金属４ｂ２とを備えている。
【０１３９】
図４において、第１金属４ｂ１の一端と、第２金属４ｂ２の一端とは、検出部４ａの一点において接続されている。
【０１４０】
第１金属４ｂ１の他端は、雄型コネクタ１２ａ−１の一方の端子へ接続されている。雌型コネクタ１２ｂ−１の一方の端子は、雄型コネクタ１２ａ−２の一方の端子へ接続されている。
【０１４１】
雌型コネクタ１２ｂ−２の一方の端子と、雌型コネクタ１２ｂ−２の他方の端子とは、終端ユニット６の内部で短絡されている。
【０１４２】
雄型コネクタ１２ａ−２の他方の端子は、雌型コネクタ１２ｂ−１の他方の端子へ接続されている。
【０１４３】
そして、雄型コネクタ１２ａ−１の他方の端子は、第２金属４ｂ２の他端に接続されている。
【０１４４】
上記構成によれば、熱線（ヒータ）である検出部４ａに負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れると、熱電対である出力部４ｂの両端に、熱起電力が生じる。上述したように、制御電圧生成ユニット５−１，５−２はそれぞれ、抵抗値が等しいシャント抵抗を有しているので、熱起電力とシャント抵抗とにより、電流Ｉｒを流すことが出来る。
【０１４５】
図４に示す向きに電流Ｉｒを流すためには、例えば、第１金属４ｂ１を亜鉛として、第２金属４ｂ２に白金を用いればよい。これにより、＋０．７６ｍＶの熱起電力を得ることが出来る。
【０１４６】
なお、図２の第２電流生成部１５−１も、図４の第１電流生成ユニット４と同様に、熱線と熱電対とで実現してもよい。
【０１４７】
このように、電源装置１では、制御電圧生成ユニット５−１は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗１４−１を備えている。そして、各制御電圧生成ユニットに備えられたシャント抵抗１４−１は、出力部４ｂと終端ユニット６との間に、直列に接続されていてもよい。
【０１４８】
これにより、シャント抵抗の値に応じて、分圧された制御電圧を生成することが出来る。そして、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力が同じ場合には、シャント抵抗１４−１を同じ抵抗値に設定して、均等に分圧された制御電圧Ｖｒを生成することが出来る。
【０１４９】
（実施形態１の総括）
所望の電力を得るために、同じ能力を持つＤＣ−ＤＣコンバータを複数台接続して並列動作させるときに、負荷を各々の機器に均等に負担させるために、以下の構成を採用する。即ち、各ＤＣ−ＤＣコンバータの電流目標値を、予め設定せずに、負荷電流Ｉｔｏｔａｌに基づいて自動的に等しい値に設定する。
【０１５０】
各電流目標値が均等でないと、負担が大きいＤＣ−ＤＣコンバータの温度（動作温度）が上昇してしまい、部品への負担が増加して、信頼性が損なわれてしまう。
【０１５１】
図１に電源装置１の全体構成を示す。図１のように、所望の電力を得るためにｎ台のＤＣ-ＤＣコンバータを並列に接続する。また、各ＤＣ−ＤＣコンバータに対応して制御電圧生成ユニットが設けられている。
【０１５２】
電源装置１において、負荷電流Ｉｔｏｔａｌが流れるラインに、第１電流生成ユニット４を設ける。また、ＤＣ−ＤＣコンバータとケーブル等で接続された制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎを、雄型コネクタと雌型コネクタとを用いて接続する。
【０１５３】
各々の制御電圧生成ユニット同士は、雄型コネクタと雌型コネクタとで接続される。よって、複数の制御電圧生成ユニットを、直列に接続することが出来る。最終段の制御電圧生成ユニットに、終端ユニット６を接続する。
【０１５４】
各々の制御電圧生成ユニット５−１〜５−ｎには、高精度かつ同一の抵抗値を有するシャント抵抗が備えられている。
【０１５５】
各ＤＣ−ＤＣコンバータに対応した制御電圧生成ユニットを直列に接続するだけで、負荷電流Ｉｔｏｔａｌにより生じる電圧を、制御電圧生成ユニットの台数分で分圧する。分圧された電圧は、制御電圧Ｖｒとして、各ＤＣ−ＤＣコンバータが備える電流目標値設定回路に入力される。
【０１５６】
また、同一の抵抗値を持つシャント抵抗を各々備えた制御電圧生成ユニットを直列に接続するだけで、第１電流生成ユニット４の上記出力部４ｂと、終端ユニット６との間の電位差を均等に分割して、制御電圧Ｖｒを生成することが出来る。これにより、電流目標値を均等にすることが出来るため、並列動作するＤＣ−ＤＣコンバータに、電流目標値を予め設定する必要がない。また、負荷７の消費電力が変動する場合においても、変動に追従して、上記電位差が均等に分割された制御電圧Ｖｒを生成することが出来る。
【０１５７】
なお、接続されているＤＣ−ＤＣコンバータが、故障等で作動していない時は、制御電圧生成ユニットが備えるリレー回路が働かない。よって、電流ＩｒがＮＣ端子側を経由して、シャント抵抗を迂回する（シャント抵抗に流れない）。このため、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットが備えるシャント抵抗の抵抗値は、電流Ｉｒが流れる閉回路に対して加算されない。従って、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータを除外して、正確な制御電圧Ｖｒを生成することが出来る。以上のような動作を、図１〜図４に示すような簡単な構成で実現することが出来る。
【０１５８】
電流目標値は、図２の電流目標値設定回路（１６−１）に入力される。そして、電流目標値設定回路から出力される目標電流Ｉｔと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３−１が出力する直流電流Ｉ１とを比較し、直流電流Ｉ１が目標電流Ｉｔに一致するように制御される。
【０１５９】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について図５及び図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態において説明すること以外の構成は、前記実施形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６０】
本実施形態２と、実施形態１との相違点は、以下の通りである。まず、図５の電源装置２１において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎの能力は、同一ではない。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎが出力することが出来る電力の最大値（即ち電流の最大値）は、同一ではない。この点については、（電源装置２１の動作）で後述する。また、制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎ内部のシャント抵抗の抵抗値は、同一ではない。
【０１６１】
図５は、本実施形態２に係る電源装置２１のブロック図である。電源装置２１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎ、及び、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎと１対１に対応した制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎを備えている。その他の構成は、前記実施形態１に係る電源装置１と同じ構成である。
【０１６２】
（電源装置２１の動作）
図５の電源装置２１において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−２〜２３−ｎは、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１と同様の動作を行うが、供給する直流電力、言い換えれば、能力が異なる。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎは、第１直流電力を元に、それぞれ異なる直流電力を負荷７へ供給する。これとともに、それぞれ異なる直流電力に応じた電流である直流電流Ｉ２’〜Ｉｎ’は、それぞれ、逆流防止ダイオードＤ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎを介して、ノードＮ３へ出力される。
【０１６３】
ノードＮ３には、直流電流Ｉ１’〜Ｉｎ’が入力される。よって、ノードＮ３から負荷７へ供給される電流である負荷電流Ｉｔｏｔａｌは、実施形態１の（１）式で示される。
【０１６４】
電流Ｉｒ’は、制御電圧生成ユニット２５−１→制御電圧生成ユニット２５−２→制御電圧生成ユニット２５−３→・・・→制御電圧生成ユニット２５−ｎ→終端ユニット６の経路で流れる。この点については、図６を用いて後述する。
【０１６５】
制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎは、シャント抵抗１４−１’〜１４−ｎ’を備えている。シャント抵抗１４−１’〜１４−ｎ’については、図６を用いて後述するが、制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎがそれぞれ有するｎ個のシャント抵抗の抵抗値は、以下の通りである。即ち、シャント抵抗の抵抗値は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流である直流電流に応じた抵抗値である。具体的には、シャント抵抗１４−１’の抵抗値がＲ、シャント抵抗１４−２’の抵抗値が２×Ｒ、シャント抵抗１４−３’の抵抗値が３×Ｒ、シャント抵抗１４−ｎ’の抵抗値がｎ×Ｒである。
【０１６６】
ここで、直流電流Ｉ１’〜Ｉｎ’について、以下の式が成立する。
Ｉ２’＝２×Ｉ１’ （４）
Ｉ３’＝３×Ｉ１’ （５）
Ｉｎ’＝ｎ×Ｉ１’ （６）
（制御電圧生成ユニットの構成）
ここで、本実施形態２に係る制御電圧生成ユニット２５−１〜２５−ｎについて、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態２に係る制御電圧生成ユニット２５−１の回路図である。
【０１６７】
制御電圧生成ユニット２５−１は、シャント抵抗１４−１’、及び、交換式シャント抵抗モジュール３０−１を備えている。シャント抵抗１４−１’は、交換式シャント抵抗モジュール３０−１に収容されているので、シャント抵抗１４−１’は交換することが出来る。その他の構成は、実施形態１の制御電圧生成ユニット５−１と同じ構成である。
【０１６８】
同様に、制御電圧生成ユニット２５−ｎは、シャント抵抗１４−ｎ’、及び、交換式シャント抵抗モジュール３０−ｎを備えている。シャント抵抗１４−ｎ’は、交換式シャント抵抗モジュール３０−ｎに収容されているので、シャント抵抗１４−ｎ’は交換することが出来る。その他の構成は、実施形態１の制御電圧生成ユニット５−ｎと同じ構成である。
【０１６９】
図６の制御電圧生成ユニット２５−１において、切り替えスイッチＳＷ−１の第２端子（ＮＯ）は、交換式シャント抵抗モジュール３０−１の一端を介して、シャント抵抗１４−１’の一端に接続されている。シャント抵抗１４−１’の他端は、交換式シャント抵抗モジュール３０−１の他端を介して、第２出力端子１１ｂ−１と、切り替えスイッチＳＷ−１の第３端子（ＮＣ）と、雌型コネクタ１２ｂ−１の入力とに接続されている。
【０１７０】
（制御電圧生成ユニットの動作）
図６の制御電圧生成ユニット２５−１の動作について、以下に説明する。
【０１７１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１が正常に動作しており、シャント抵抗１４−１’に電流が流れることにより、第１出力端子１１ａ−１と第２出力端子１１ｂ−１との間に、制御電圧Ｖｒ１が生じる。制御電圧Ｖｒ１は、出力コネクタ１１−１を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１が備える電流目標値設定回路に入力される。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１は、制御電圧Ｖｒ１に応じた直流電流Ｉ１’を出力することが出来る。
【０１７２】
なお、制御電圧生成ユニット２５−２〜２５−ｎは、制御電圧生成ユニット２５−１と同様に動作する。即ち、制御電圧生成ユニット２５−２〜２５−ｎは、それぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−２〜２３−ｎが備える電流目標値設定回路に、制御電圧Ｖｒ２〜Ｖｒｎを出力する。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３−２〜２３−ｎは、それぞれ、制御電圧Ｖｒ２〜Ｖｒｎに応じた直流電流Ｉ２’〜Ｉｎ’を出力することが出来る。
【０１７３】
（実施形態２の総括）
各々の能力が異なるＤＣ−ＤＣコンバータを複数台接続して並列動作させることにより、所望の電力を得る電源装置（システム）において、各ＤＣ−ＤＣコンバータに均等な電流目標値を設定した場合、各ＤＣ−ＤＣコンバータの負荷電流は均等になる。
【０１７４】
しかしながら、本実施形態２のＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１〜２３−ｎは、各々が異なる能力を有している。このため、各ＤＣ−ＤＣコンバータに均等な電流目標値を設定すると、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に対する負荷の割合が異なってしまう。
【０１７５】
能力に対する負荷の割合が大きいほど、電源装置の温度が上昇したり、各部品への負担が大きくなったりする。このため、電源装置が故障し易くなる。よって、複数台のＤＣ−ＤＣコンバータを備える電源装置において、各ＤＣ−ＤＣコンバータの故障が発生する時期が異なる。従って、電源装置全体としての動作可能期間が短くなり、結果として、電源装置の長期信頼性が損なわれる。
【０１７６】
そこで、本実施形態２に係る電源装置２１では、以下の構成を採用した。即ち、各々の能力が異なるＤＣ−ＤＣコンバータを複数台接続して並列動作させる場合は、能力に対する負荷の割合が等しくなるように、目標電流値を設定する。
【０１７７】
これにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータにおける発熱のばらつきを抑え、部品への負担の偏りを無くすことが出来る。よって、故障のし易さの偏りをなくし、電源装置の長期信頼性を確保することができる。
【０１７８】
具体的な方法として、各ＤＣ−ＤＣコンバータに取り付けられる制御電圧生成ユニットに設けるシャント抵抗の抵抗値を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例させて設定するようにする。
【０１７９】
これにより、シャント抵抗器の抵抗値は、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じたシャント抵抗器の抵抗値となり、目標電流も、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた値となる。
【０１８０】
例えば、図５のように、能力の単位が１であるＤＣ−ＤＣコンバータ２３−１に対応する制御電圧生成ユニット２５−１のシャント抵抗１４−１’の抵抗値を１とする。この時、能力の単位が２倍であるＤＣ−ＤＣコンバータ２３−２に対応する制御電圧生成ユニット２５−２のシャント抵抗１４−２’の抵抗値を、シャント抵抗１４−１’の抵抗値の２倍とする。
【０１８１】
同様に、能力の単位がｎ倍のＤＣ−ＤＣコンバータ２３−ｎに対応する制御電圧生成ユニット２５−ｎのシャント抵抗１４−ｎ’の抵抗値は、シャント抵抗１４−１’の抵抗値のｎ倍とする。
【０１８２】
このような構成とすることで、各能力に応じた大きさの電流目標値を、各ＤＣ−ＤＣコンバータに入力することが出来る。その結果、各ＤＣ−ＤＣコンバータは、自身の能力に応じた電流を出力することが出来るので、能力に対する負荷の割合を一定にすることが出来る。
【０１８３】
よって、特定のＤＣ−ＤＣコンバータの温度が、他のＤＣ−ＤＣコンバータより高くなることはない。従って、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【０１８４】
さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命は、自身の温度に依存して変化するが、各ＤＣ−ＤＣコンバータは温度が等しくなるので、各ＤＣ−ＤＣコンバータの寿命も等しくなる。その結果、従来の電源装置よりも高い信頼性を得ることが出来る。
【０１８５】
また、制御電圧生成ユニット（２５−１）のシャント抵抗（１４−１’）は、図６に示すように、交換式シャント抵抗モジュール（３０−１）に差し込む（収容する）。ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に応じた大きさのシャント抵抗を、交換式シャント抵抗モジュールを差し込むことで、制御電圧生成ユニット内のシャント抵抗の抵抗値を変更することが出来る。
【０１８６】
なお、接続されているＤＣ−ＤＣコンバータが、故障等で作動していない時は、制御電圧生成ユニットが備えるリレー回路が働かない。よって、電流Ｉｒ’がＮＣ端子側を経由して、シャント抵抗を迂回する（シャント抵抗に流れない）。このため、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータに対応する制御電圧生成ユニットが備えるシャント抵抗の抵抗値は、電流Ｉｒ’が流れる閉回路に対して加算されない。従って、作動していないＤＣ−ＤＣコンバータを除外して、正確な制御電圧Ｖｒ１〜Ｖｒｎを生成することが出来る。以上のような動作を、図５及び図６に示すような簡単な構成で実現することが出来る。
【０１８７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明の電源装置は、従来の電源装置よりも信頼性が高いので、電気自動車に搭載される電源装置に好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【０１８９】
１，２１ 電源装置
２ 電源
３−１〜３−ｎ，２３−１〜２３−ｎ ＤＣ−ＤＣコンバータ
４ 第１電流生成ユニット（第１電流生成部）
４ａ 検出部
４ｂ 出力部
４ｂ１ 第１金属
４ｂ２ 第２金属
５−１〜５−ｎ，２５−１〜２５−ｎ 制御電圧生成ユニット（制御電圧生成部）
６ 終端ユニット
７ 負荷
８−１，８−ｎ コントローラー（比較部）
９−１，９−ｎ ＰＩ動作部
１０−１，１０−ｎ コンパレータ
１１−１，１１−ｎ 出力コネクタ
１１ａ−１，１１ａ−ｎ 第１出力端子
１１ｂ−１，１１ｂ−ｎ 第２出力端子
１１ｃ−１，１１ｃ−ｎ 第１入力端子
１１ｄ−１，１１ｄ−ｎ 第２入力端子
１２ａ−１，１２ａ−２，１２ａ−ｎ 雄型コネクタ
１２ｂ−１，１２ｂ−２，１２ｂ−ｎ 雌型コネクタ
１３−１，１３−ｎ リレー回路
１４−１〜１４−ｎ，１４−１’〜１４−ｎ’ シャント抵抗
１５−１，１５−ｎ 第２電流生成部
１６−１〜１６−ｎ 電流目標値設定回路（電流目標値設定部）
１７−１，１７−ｎ 制御系
３０−１，３０−ｎ 交換式シャント抵抗モジュール
Ｃ１−１，Ｃ１−ｎ キャパシタ
Ｃ２−１，Ｃ２−ｎ キャパシタ
Ｄ−１，Ｄ−ｎ ダイオード
Ｄ−Ｒ１〜Ｄ−Ｒｎ 逆流防止ダイオード
Ｉ１〜Ｉｎ，Ｉ１’〜Ｉｎ’ 直流電流
Ｉｒ，Ｉｒ’ 電流（第１電流）
Ｉｒ１ 電流（第２電流）
Ｉｔ 目標電流
Ｉｔｏｔａｌ 負荷電流
Ｌ−１，Ｌ−ｎ，Ｌ１−１ インダクタ
Ｌｒ−１，Ｌｒ−ｎ インダクタ
Ｎ１〜Ｎ４ ノード
Ｑ−１，Ｑ−ｎ スイッチング素子
ＳＷ−１，ＳＷ−ｎ スイッチ
Ｓｃ 制御信号
Ｓｐ パルス信号
Ｖｒ，Ｖｒ１〜Ｖｒｎ 制御電圧
ｃａｒｒｉｅｒ キャリア信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータが負荷に対して並列に接続され、
各ＤＣ−ＤＣコンバータが、それぞれ電力を供給することにより、負荷に電力を供給する電源装置であって、
上記負荷に流れる電流である負荷電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部と、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられるとともに、上記第１電流生成部が上記第１電流を出力する出力部と、当該出力部の電位を確定させる終端部との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例して各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に分割することにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための制御電圧を生成する制御電圧生成部とを備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記制御電圧生成部は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗を備え、各制御電圧生成部に備えられたシャント抵抗は、上記出力部と上記終端部との間に、直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記ＤＣ−ＤＣコンバータは、
自身が出力する直流電流に応じた第２電流を生成する第２電流生成部と、
上記制御電圧に応じて、上記直流電流の目標値である目標電流を生成する電流目標値設定部と、
上記第２電流と上記目標電流とを比較する比較部とをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値は、同一であり、
各シャント抵抗の抵抗値は、全て等しいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値は、それぞれ異なっており、
各シャント抵抗の抵抗値は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値に比例することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
上記制御電圧生成部はリレー回路を備え、当該リレー回路を動作させるインダクタを備え、
上記インダクタには、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電圧が印加され、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが故障していなければ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータから上記インダクタへ電圧が印加されて、上記シャント抵抗に上記第１電流が流されることにより、上記直流電流を制御するための電圧である制御電圧が生成されて、上記ＤＣ−ＤＣコンバータに出力し、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータが故障していれば、上記ＤＣ−ＤＣコンバータから上記インダクタへ電圧が印加されずに、上記シャント抵抗に上記第１電流が流されないことにより、上記制御電圧が生成されないことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項７】
負荷に対して並列に接続される少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータと、
各ＤＣ−ＤＣコンバータが、上記負荷に対してそれぞれ電力を供給することにより、上記負荷に流れる電流である負荷電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部とを備えた電源装置に搭載されるとともに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられる制御電圧生成ユニットであって、
対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗と、
上記第１電流が上記シャント抵抗に流れることによって、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの出力を制御するための制御電圧を発生するオン状態と、上記第１電流が上記シャント抵抗に流れないオフ状態とでスイッチ回路を切り替えるリレー回路とを備え、
上記リレー回路は、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの稼動に連動して、上記スイッチ回路をオンにすることを特徴とする制御電圧生成ユニット。
【請求項１】
少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータが負荷に対して並列に接続され、
各ＤＣ−ＤＣコンバータが、それぞれ電力を供給することにより、負荷に電力を供給する電源装置であって、
上記負荷に流れる電流である負荷電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部と、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられるとともに、上記第１電流生成部が上記第１電流を出力する出力部と、当該出力部の電位を確定させる終端部との間の電位差を、各ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例して各ＤＣ−ＤＣコンバータ毎に分割することにより、各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電流を制御するための制御電圧を生成する制御電圧生成部とを備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記制御電圧生成部は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗を備え、各制御電圧生成部に備えられたシャント抵抗は、上記出力部と上記終端部との間に、直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記ＤＣ−ＤＣコンバータは、
自身が出力する直流電流に応じた第２電流を生成する第２電流生成部と、
上記制御電圧に応じて、上記直流電流の目標値である目標電流を生成する電流目標値設定部と、
上記第２電流と上記目標電流とを比較する比較部とをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値は、同一であり、
各シャント抵抗の抵抗値は、全て等しいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
各ＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値は、それぞれ異なっており、
各シャント抵抗の抵抗値は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力することが出来る電流の最大値に比例することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
上記制御電圧生成部はリレー回路を備え、当該リレー回路を動作させるインダクタを備え、
上記インダクタには、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが出力する電圧が印加され、対応するＤＣ−ＤＣコンバータが故障していなければ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータから上記インダクタへ電圧が印加されて、上記シャント抵抗に上記第１電流が流されることにより、上記直流電流を制御するための電圧である制御電圧が生成されて、上記ＤＣ−ＤＣコンバータに出力し、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータが故障していれば、上記ＤＣ−ＤＣコンバータから上記インダクタへ電圧が印加されずに、上記シャント抵抗に上記第１電流が流されないことにより、上記制御電圧が生成されないことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項７】
負荷に対して並列に接続される少なくとも２台のＤＣ−ＤＣコンバータと、
各ＤＣ−ＤＣコンバータが、上記負荷に対してそれぞれ電力を供給することにより、上記負荷に流れる電流である負荷電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部とを備えた電源装置に搭載されるとともに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１台に対して１つ設けられる制御電圧生成ユニットであって、
対応するＤＣ−ＤＣコンバータの能力に比例した抵抗値を有したシャント抵抗と、
上記第１電流が上記シャント抵抗に流れることによって、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの出力を制御するための制御電圧を発生するオン状態と、上記第１電流が上記シャント抵抗に流れないオフ状態とでスイッチ回路を切り替えるリレー回路とを備え、
上記リレー回路は、上記対応するＤＣ−ＤＣコンバータの稼動に連動して、上記スイッチ回路をオンにすることを特徴とする制御電圧生成ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４４７４５（Ｐ２０１２−２４４７４５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１７７０（Ｐ２０１１−１１１７７０）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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