電源装置
【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータの並列運転台数に応じて出力を平滑するリアクトルのインダクタンス値を切り換えることが可能な電源装置を提供する。
【解決手段】
Ｎ（Ｎは２以上の自然数）台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置において、前記Ｎ台のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間にそれぞれＭ（Ｍは２以上、Ｎ以下の自然数）個のリアクトルを直列に接続したリアクトル直列回路を挿入し、前記各リアクトル直列回路はそれぞれを構成するＭ個のリアクトルのうち少なくともＭ−１個のリアクトルの両端に並列に接続されたスイッチを有し、前記各スイッチは前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数に応じて所定の開閉状態に制御される。
【解決手段】
Ｎ（Ｎは２以上の自然数）台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置において、前記Ｎ台のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間にそれぞれＭ（Ｍは２以上、Ｎ以下の自然数）個のリアクトルを直列に接続したリアクトル直列回路を挿入し、前記各リアクトル直列回路はそれぞれを構成するＭ個のリアクトルのうち少なくともＭ−１個のリアクトルの両端に並列に接続されたスイッチを有し、前記各スイッチは前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数に応じて所定の開閉状態に制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを複数台並列運転する電源装置に関し、詳しくはＤＣ／ＤＣコンバータが故障したときも電源装置から負荷に流れるリプル電流の増加を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源の電圧を他の直流電圧に変換して負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータの出力容量が不足するとき、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して給電する電源装置が知られている。図６は、このような電源装置の一例を示す図であって、特許文献１に記載されている電源装置の構成を示す単線結線図である。図６において、１は直流電源、２は電源装置、３は負荷、１０ａ、１０ｂはＤＣ／ＤＣコンバータ、Ｌａ，Ｌｂはリアクトルである。
【０００３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａと１０ｂのそれぞれの入力端子は、直流電源１の出力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａの出力端子にはリアクトルＬａの一端が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂの出力端子にはリアクトルＬｂの一端が接続されている。リアクトルＬａとＬｂのそれぞれの他端は負荷３に接続されている。
【０００４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａと１０ｂに内蔵されている半導体スイッチング素子（不図示。）は、高い周波数でオン・オフの動作をしている。この半導体スイッチング素子のオン・オフ動作により、直流電源１の電圧は所定の直流電圧に変換される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａと１０ｂとから出力される直流電圧は、リアクトルＬａとＬｂとを介して、共通の負荷３に並列に供給される。
【０００５】
ところで、このように複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する場合、周期を同一とした上で、各半導体スイッチング素子がオン・オフするタイミングをずらす制御が行われる。例えば、ｍ（ｍは２以上の自然数）台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する場合、各ＤＣ／ＤＣコンバータの半導体スイッチング素子は、３６０°／ｍまたは１８０°／ｍずつ位相がずれたタイミングでオン・オフ動作をするように制御される。
【０００６】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータをこのように制御することにより、負荷に流れるリプル電流を低減することができる。その結果、スイッチング位相をずらさない場合に比べて、リアクトルのインダクタンス値を低減することができ、リアクトルの小型化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１９１９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術の電源装置では、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障により運転を停止したとき、負荷に流れるリプル電流の低減効果が損なわれるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障をした場合でも、負荷に流れるリプル電流の増加を抑制することができる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によって提供される電源装置は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置であって、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間にリアクトルが接続されており、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数に応じて前記各リアクトルのインダクタンス値が所定の値に切り換えられるようになされている。
【００１１】
そして、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、前記電源装置に装着されているＤＣ／ＤＣコンバータの数であることを特徴とする。
より好ましくは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、前記電源装置に装着されているＤＣ／ＤＣコンバータのうち、運転状態にあるＤＣ／ＤＣコンバータの数とするものである。
【００１２】
電源装置をこのように構成することにより、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障をした場合でも、負荷に流れるリプル電流の増加を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明によって提供される電源装置は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置であって、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間には複数のリアクトルと複数のスイッチとからなるリアクトル回路網が挿入されており、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態に応じて前記リアクトル回路網の各スイッチを所定の開閉状態に制御するようにしたものである。
【００１４】
そして、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態は、運転状態にある前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの組み合わせであることを特徴とする。
電源装置をこのように構成することにより、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障をした場合でも、負荷に流れるリプル電流の増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障をした場合でも、負荷に流れるリプル電流の増加を抑制可能な電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る電源装置の第１の実施の形態を説明するための図である。
【図２】本発明に係る電源装置の第２の実施の形態を説明するための図である。
【図３】図２の電源装置におけるＤＣ／ＤＣコンバータユニットの装着状態を説明するための図である。
【図４】本発明に係る電源装置の第３の実施の形態を説明するための図である。
【図５】本発明に係る電源装置の第４の実施の形態を説明するための図である。
【図６】従来の電源装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る電源装置の実施の形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電源装置の第１の実施形態を説明するための図であり、２台のＤＣ／ＤＣコンバータにより共通の負荷に給電する電源装置の単線結線図である。
【００１８】
図１において、１は直流電源、２０は電源装置、３は負荷である。電源装置２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂ、リアクトルＬａ１，Ｌａ２，Ｌｂ１，Ｌｂ２、スイッチ制御回路３０およびスイッチＳＷａ，ＳＷｂを有している。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａの入力端子は、直流電源１の出力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａの出力端子にはリアクトルＬａ１とＬａ２とが直列に接続された回路の一端が接続されている。リアクトルＬａ１とＬａ２の直列回路の他端は、負荷３に接続されている。リアクトルＬａ２の両端にはスイッチＳＷａが並列に接続されている。リアクトルＬａ１とＬａ２のインダクタンス値は同じ値である。
【００２０】
同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂの入力端子は、直流電源１の出力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂの出力端子にはリアクトルＬｂ１とＬｂ２とが直列に接続された回路の一端が接続されている。リアクトルＬｂ１とＬｂ２の直列回路の他端は、負荷３に接続されている。リアクトルＬｂ２の両端にはスイッチＳＷｂが並列に接続されている。リアクトルＬｂ１とＬｂ２のインダクタンス値は同じ値であるとともに、リアクトルＬａ１とＬａ２のインダクタンス値と同じ値である。
【００２１】
スイッチ制御回路３０には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂからそれぞれの状態を示す信号Ｓａ，Ｓｂが入力される。スイッチ制御回路３０は、入力された信号Ｓａ，Ｓｂに基づいてスイッチＳＷａ，ＳＷｂを開閉するための信号Ｓｓｗａ，Ｓｓｗｂを生成する。
スイッチＳＷａは、信号ＳｓｗａがＨｉｇｈのとき閉状態となり、信号ＳｓｗａがＬｏｗのとき開状態となる。同様に、スイッチＳＷｂは、信号ＳｓｗｂがＨｉｇｈのとき閉状態となり、信号ＳｓｗｂがＬｏｗのとき開状態となる。
【００２２】
ここで、信号Ｓａは、電源装置２０にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａが装着されているときＨｉｇｈとなり、電源装置２０にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａが装着されていないときＬｏｗになるとする。同様に、信号Ｓｂは、電源装置２０にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂが装着されているときＨｉｇｈとなり、電源装置２０にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂが装着されていないときＬｏｗになるとする。
【００２３】
そして、スイッチ制御回路３０から出力される信号Ｓｓｗａは、信号ＳｂがＨｉｇｈのときＨｉｇｈとなり、信号ＳｂがＬｏｗのときＬｏｗとなるようにする。同様に、スイッチ制御回路３０から出力される信号Ｓｓｗｂは、信号ＳａがＨｉｇｈのときＨｉｇｈとなり、信号ＳａがＬｏｗのときＬｏｗとなるようにする。
【００２４】
このようにすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂのいずれもが電源装置２０に装着されているとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１を介して負荷３と接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１を介して負荷３と接続される。
【００２５】
その結果、負荷３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａおよび１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流が合成された電流がリプル電流として流れる。この合成されたリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００２６】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂが電源装置２０に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１とＬａ２の直列回路を介して負荷３と接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａが電源装置２０に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１とＬｂ２の直列回路を介して負荷３と接続される。
【００２７】
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷との間に接続されるリアクトルのインダクタンス値が２倍になる。したがって、負荷３に流れるリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００２８】
このようにスイッチＳｗａ，Ｓｗｂを開閉することにより、並列運転をしているＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂのうちの１台が故障をした場合でも、負荷３に流れるリプル電流の増加を抑制することができる。
【００２９】
また、信号Ｓａ，Ｓｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂが運転状態にあるときにＨｉｇｈとなり、運転を停止しているときにＬｏｗとなる信号としても良い。
図２は、本発明に係る電源装置の第２の実施形態を説明するための図であり、電源装置にＤＣ／ＤＣコンバータが装着されているか否かを判別する方法の一例を示す図である。図２において、図１に示した実施形態の構成要素と共通要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
電源装置２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａ，１０１ｂ、スイッチ制御回路３０、コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂおよび抵抗Ｒａ，Ｒｂを備えている。コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂは、それぞれ電源端子と信号端子（第２の端子）とを有し、電源装置２１の筐体に取り付けられている。
【００３１】
コネクタＣＮ２ａの電源端子は、電源装置２１の制御電源（不図示。）の正電位側端子Ｖｐに接続され、信号端子は抵抗Ｒａの一端とスイッチ制御回路３０の第１の入力端子に接続されている。抵抗Ｒａの他端は、制御電源の負電位側端子Ｖｎに接続されている。同様に、コネクタＣＮ２ｂの電源端子は、制御電源の正電位側端子Ｖｐに接続され、信号端子は抵抗Ｒｂの一端とスイッチ制御回路３０の第２の入力端子に接続されている。抵抗Ｒｂの他端は、制御電源の負電位側端子Ｖｎに接続されている。
【００３２】
ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａは、図１に示した実施形態の構成要素のうちＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ、リアクトルＬａ１，Ｌａ２、スイッチＳＷａを備えている。さらに、電源端子と信号端子（第１の端子）を有するコネクタＣＮ１ａを備えている。コネクタＣＮ１ａの電源端子と信号端子とは、短絡回路１１ａで接続されている。
【００３３】
同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂ、リアクトルＬｂ１，Ｌｂ２、スイッチＳＷｂを備えている。さらに、電源端子と信号端子（第１の端子）を有するコネクタＣＮ１ｂを備えている。コネクタＣＮ１ｂの電源端子と信号端子とは、短絡回路１１ｂで接続されている。
【００３４】
上記構成において、電源装置２１にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａが装着されていないとき、スイッチ制御回路３０の第１の入力端子に入力される信号ＳａはＬｏｗ状態にある。一方、電源装置２１にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａが装着されてコネクタＣＮ１ａとＣＮ２ａとが勘合すると、スイッチ制御回路３０の第１の入力端子に入力される信号ＳａがＨｉｇｈとなる。
【００３５】
同様に、電源装置２１にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂが装着されていないとき、スイッチ制御回路３０の第２の入力端子に入力される信号ＳｂはＬｏｗ状態にある。一方、電源装置２１にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂが装着されてコネクタＣＮ１ｂとＣＮ２ｂとが勘合すると、スイッチ制御回路３０の第２の入力端子に入力される信号ＳｂがＨｉｇｈとなる。
【００３６】
したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａ，１０１ｂのいずれもが電源装置２１に装着されているとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１を介して負荷３と接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１を介して負荷３と接続される。
【００３７】
その結果、負荷３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａおよび１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流が合成された電流がリプル電流として流れる。この合成されたリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００３８】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂが電源装置２１に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１とＬａ２の直列回路を介して負荷３と接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａが電源装置２１に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１とＬｂ２の直列回路を介して負荷３と接続される。
【００３９】
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷との間に接続されるリアクトルのインダクタンス値が２倍になる。したがって、負荷３に流れるリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００４０】
このようにスイッチＳｗａ，Ｓｗｂを開閉することにより、並列運転をしているＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂのうちの１台が故障をした場合でも、負荷３に流れるリプル電流の増加を抑制することができる。
【００４１】
図３は、図２に示した電源装置２１におけるＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａ，１０１ｂの装着状態を説明するための図である。
ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａは、電源装置２１の筐体に装着されている状態である。この状態で、コネクタＣＮ１ａとＣＮ２ａとが勘合する。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂは、電源装置２１の筐体に装着される前の状態である。ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂは、この状態から右方向に押し込まれて電源装置２１の筐体に装着される。電源装置２１の筐体にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂが装着されると、コネクタＣＮ１ｂとＣＮ２ｂとが勘合する。
【００４２】
図４は、本発明に係る電源装置の第３の実施形態を説明するための図である。本実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０２ａ，１０２ｂは、図２に示したＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａ，１０１ｂの短絡回路１１ａ，１１ｂと直列にスイッチＳＷｓａ，ＳＷｓｂが設けられているところに特徴がある。他の構成要素は図２に示した実施形態の構成要素と同じであるため、同符号を付しその説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータと負荷３とを接続するリアクトルのインダクタンス値が決定される。
具体的には、スイッチＳＷｓａ，ＳＷｓｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ、１０ｂから出力される運転信号Ｓ１０ａ，Ｓ１０ｂがＨｉｇｈのとき閉状態に制御され、運転信号Ｓ１０ａ，Ｓ１０ｂがＬｏｗのとき開状態に制御される。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ、１０ｂがそれぞれ運転状態にあるとき、スイッチＳＷｓａ，ＳＷｓｂが閉となり、コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂの短絡回路１２ａ，１２ｂが構成される。これにより、コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂの第２の端子からＨｉｇｈの信号Ｓａ，Ｓｂが出力される。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ、１０ｂがそれぞれ停止状態にあるとき、コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂの第２の端子からはＬｏｗの信号Ｓａ，Ｓｂが出力される。
【００４４】
信号Ｓａ，Ｓｂに基づくスイッチ制御回路３０の動作およびスイッチＳＷａ，ＳＷｂの動作は、図２に示した実施形態と同じである。
したがって、本実施形態においても、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０２ａ，１０２ｂのいずれもが電源装置２２に装着されているとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１を介して負荷３と接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１を介して負荷３と接続される。
【００４５】
その結果、負荷３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａおよび１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流が合成された電流がリプル電流として流れる。この合成されたリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００４６】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０２ｂが電源装置２２に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１とＬａ２の直列回路を介して負荷３と接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０２ａが電源装置２２に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１とＬｂ２の直列回路を介して負荷３と接続される。
【００４７】
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷との間に接続されるリアクトルのインダクタンス値が２倍になる。したがって、負荷３に流れるリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００４８】
なお、図１から図４に示した実施形態では、リアクトルＬａ１とＬａ２のインダクタンス値とリアクトルＬｂ１とＬｂ２のインダクタンス値とを同じ値としている。しかし、リアクトルＬａ１とＬａ２のインダクタンス値とリアクトルＬｂ１とＬｂ２のインダクタンス値とは、電源装置２０〜２２の特性または負荷３の特性に合わせて、異なる値になるように設定しても良い。
【００４９】
図５は、本発明に係る電源装置の第４の実施形態を説明するための図である。本実施形態では、２台のＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷３との間にリアクトルＬａ，ＬｂとスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃとからなる共通の回路網が設けられているところに特徴がある。
【００５０】
すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３ａと１０３ｂの出力端の間にリアクトルＬａ，Ｌｂが直列に接続されたリアクトル直列回路が接続されている。リアクトル直列回路の両端および接続中点にはスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのそれぞれの一端が接続され、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのそれぞれの他端は一括して負荷３に接続されている。
【００５１】
本実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ａ，１０３ｂはＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂ、コネクタＣＮ１ａ，ＣＮ１ｂ、短絡回路１１ａ，１１ｂを有している。信号Ｓａ，Ｓｂは、図２の実施形態と同様、電源装置２３にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂに装着されているか否かにより、ＨｉｇｈまたはＬｏｗのいずれかとなる。
【００５２】
スイッチ制御回路４０は、信号ＳａとＳｂのいずれもがＨｉｇｈのとき信号ＳｓｗａがＨｉｇｈとなる論理積回路４１ａと、信号ＳａがＨｉｇｈかつ信号ＳｂがＬｏｗのとき信号ＳｓｗｂがＨｉｇｈとなる論理積回路４１ｂと、信号ＳａがＬｏｗかつ信号ＳｂがＨｉｇｈのとき信号ＳｓｗｃがＨｉｇｈとなる論理積回路４１ｃとを有する。
【００５３】
上記構成において、スイッチＳＷａは信号ＳｓｗａがＨｉｇｈのとき閉となり、信号ＳｓｗａがＬｏｗのとき開となる。スイッチＳＷｂは信号ＳｓｗｂがＨｉｇｈのとき閉となり、信号ＳｓｗｂがＬｏｗのとき開となる。スイッチＳＷｃは信号ＳｓｗｃがＨｉｇｈのとき閉となり、信号ＳｓｗｃがＬｏｗのとき開となる。
【００５４】
したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ａと１０３ｂの何れもが電源装置２３に装着されているとき、スイッチＳＷａが閉、スイッチＳＷｂとＳＷｃが開となる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａを介して負荷３に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂを介して負荷３に接続される。
【００５５】
その結果、負荷３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａおよび１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流が合成された電流がリプル電流として流れる。この合成されたリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａまたはＬｂを介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００５６】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ａが電源装置２３に装着され、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ｂが電源装置２３に装着されていないとき、スイッチＳＷｂが閉、スイッチＳＷａとＳＷｃが開となる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａとＬｂの直列回路を介して負荷３に接続される。
【００５７】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ｂが電源装置２３に装着され、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ａが電源装置２３に装着されていないとき、スイッチＳＷｃが閉、スイッチＳＷａとＳＷｂが開となる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬａとＬｂの直列回路を介して負荷３に接続される。
【００５８】
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷との間に接続されるリアクトルのインダクタンス値が２倍になる。したがって、負荷３に流れるリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａまたはＬｂを介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００５９】
なお、上記実施形態では、短絡回路１１ａ，１１ｂに代えて図４に示した実施形態の短絡回路１２ａ，１２ｂとスイッチＳＷｓａ，ＳＷｓｂとすることができる。このようにすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂの運転状態に基づいて、信号Ｓａ，ＳｂがＨｉｇｈまたはＬｏｗのいずれかとなるようにすることができる。
【００６０】
上述の第１から第４の実施形態では、２台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する場合について説明してきた。しかし、本発明は、２台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する場合に限られず、２台以上の複数台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する電源装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・直流電源、２・・・電源装置、３・・・負荷、１０ａ，１０ｂ・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１ａ,１１ｂ，１２ａ,１２ｂ・・・短絡回路、２０，２１，２２，２３・・・電源装置、３０，４０・・・スイッチ制御回路、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ・・・論理積演算子、１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ・・・ＤＣ／ＤＣコンバータユニット、ＣＮ１ａ，ＣＮ１ｂ，ＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂ・・・コネクタ、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌａ１，Ｌｂ１，Ｌａ２，Ｌｂ２・・・リアクトル、Ｒａ，Ｒｂ・・・抵抗、ＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｓａ，ＳＷｓｂ・・・スイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを複数台並列運転する電源装置に関し、詳しくはＤＣ／ＤＣコンバータが故障したときも電源装置から負荷に流れるリプル電流の増加を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源の電圧を他の直流電圧に変換して負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータの出力容量が不足するとき、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して給電する電源装置が知られている。図６は、このような電源装置の一例を示す図であって、特許文献１に記載されている電源装置の構成を示す単線結線図である。図６において、１は直流電源、２は電源装置、３は負荷、１０ａ、１０ｂはＤＣ／ＤＣコンバータ、Ｌａ，Ｌｂはリアクトルである。
【０００３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａと１０ｂのそれぞれの入力端子は、直流電源１の出力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａの出力端子にはリアクトルＬａの一端が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂの出力端子にはリアクトルＬｂの一端が接続されている。リアクトルＬａとＬｂのそれぞれの他端は負荷３に接続されている。
【０００４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａと１０ｂに内蔵されている半導体スイッチング素子（不図示。）は、高い周波数でオン・オフの動作をしている。この半導体スイッチング素子のオン・オフ動作により、直流電源１の電圧は所定の直流電圧に変換される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａと１０ｂとから出力される直流電圧は、リアクトルＬａとＬｂとを介して、共通の負荷３に並列に供給される。
【０００５】
ところで、このように複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する場合、周期を同一とした上で、各半導体スイッチング素子がオン・オフするタイミングをずらす制御が行われる。例えば、ｍ（ｍは２以上の自然数）台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する場合、各ＤＣ／ＤＣコンバータの半導体スイッチング素子は、３６０°／ｍまたは１８０°／ｍずつ位相がずれたタイミングでオン・オフ動作をするように制御される。
【０００６】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータをこのように制御することにより、負荷に流れるリプル電流を低減することができる。その結果、スイッチング位相をずらさない場合に比べて、リアクトルのインダクタンス値を低減することができ、リアクトルの小型化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１９１９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術の電源装置では、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障により運転を停止したとき、負荷に流れるリプル電流の低減効果が損なわれるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障をした場合でも、負荷に流れるリプル電流の増加を抑制することができる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によって提供される電源装置は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置であって、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間にリアクトルが接続されており、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数に応じて前記各リアクトルのインダクタンス値が所定の値に切り換えられるようになされている。
【００１１】
そして、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、前記電源装置に装着されているＤＣ／ＤＣコンバータの数であることを特徴とする。
より好ましくは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、前記電源装置に装着されているＤＣ／ＤＣコンバータのうち、運転状態にあるＤＣ／ＤＣコンバータの数とするものである。
【００１２】
電源装置をこのように構成することにより、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障をした場合でも、負荷に流れるリプル電流の増加を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明によって提供される電源装置は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置であって、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間には複数のリアクトルと複数のスイッチとからなるリアクトル回路網が挿入されており、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態に応じて前記リアクトル回路網の各スイッチを所定の開閉状態に制御するようにしたものである。
【００１４】
そして、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態は、運転状態にある前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの組み合わせであることを特徴とする。
電源装置をこのように構成することにより、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障をした場合でも、負荷に流れるリプル電流の増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、並列運転をしている複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの１台が故障をした場合でも、負荷に流れるリプル電流の増加を抑制可能な電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る電源装置の第１の実施の形態を説明するための図である。
【図２】本発明に係る電源装置の第２の実施の形態を説明するための図である。
【図３】図２の電源装置におけるＤＣ／ＤＣコンバータユニットの装着状態を説明するための図である。
【図４】本発明に係る電源装置の第３の実施の形態を説明するための図である。
【図５】本発明に係る電源装置の第４の実施の形態を説明するための図である。
【図６】従来の電源装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る電源装置の実施の形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電源装置の第１の実施形態を説明するための図であり、２台のＤＣ／ＤＣコンバータにより共通の負荷に給電する電源装置の単線結線図である。
【００１８】
図１において、１は直流電源、２０は電源装置、３は負荷である。電源装置２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂ、リアクトルＬａ１，Ｌａ２，Ｌｂ１，Ｌｂ２、スイッチ制御回路３０およびスイッチＳＷａ，ＳＷｂを有している。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａの入力端子は、直流電源１の出力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａの出力端子にはリアクトルＬａ１とＬａ２とが直列に接続された回路の一端が接続されている。リアクトルＬａ１とＬａ２の直列回路の他端は、負荷３に接続されている。リアクトルＬａ２の両端にはスイッチＳＷａが並列に接続されている。リアクトルＬａ１とＬａ２のインダクタンス値は同じ値である。
【００２０】
同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂの入力端子は、直流電源１の出力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂの出力端子にはリアクトルＬｂ１とＬｂ２とが直列に接続された回路の一端が接続されている。リアクトルＬｂ１とＬｂ２の直列回路の他端は、負荷３に接続されている。リアクトルＬｂ２の両端にはスイッチＳＷｂが並列に接続されている。リアクトルＬｂ１とＬｂ２のインダクタンス値は同じ値であるとともに、リアクトルＬａ１とＬａ２のインダクタンス値と同じ値である。
【００２１】
スイッチ制御回路３０には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂからそれぞれの状態を示す信号Ｓａ，Ｓｂが入力される。スイッチ制御回路３０は、入力された信号Ｓａ，Ｓｂに基づいてスイッチＳＷａ，ＳＷｂを開閉するための信号Ｓｓｗａ，Ｓｓｗｂを生成する。
スイッチＳＷａは、信号ＳｓｗａがＨｉｇｈのとき閉状態となり、信号ＳｓｗａがＬｏｗのとき開状態となる。同様に、スイッチＳＷｂは、信号ＳｓｗｂがＨｉｇｈのとき閉状態となり、信号ＳｓｗｂがＬｏｗのとき開状態となる。
【００２２】
ここで、信号Ｓａは、電源装置２０にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａが装着されているときＨｉｇｈとなり、電源装置２０にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａが装着されていないときＬｏｗになるとする。同様に、信号Ｓｂは、電源装置２０にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂが装着されているときＨｉｇｈとなり、電源装置２０にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂが装着されていないときＬｏｗになるとする。
【００２３】
そして、スイッチ制御回路３０から出力される信号Ｓｓｗａは、信号ＳｂがＨｉｇｈのときＨｉｇｈとなり、信号ＳｂがＬｏｗのときＬｏｗとなるようにする。同様に、スイッチ制御回路３０から出力される信号Ｓｓｗｂは、信号ＳａがＨｉｇｈのときＨｉｇｈとなり、信号ＳａがＬｏｗのときＬｏｗとなるようにする。
【００２４】
このようにすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂのいずれもが電源装置２０に装着されているとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１を介して負荷３と接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１を介して負荷３と接続される。
【００２５】
その結果、負荷３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａおよび１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流が合成された電流がリプル電流として流れる。この合成されたリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００２６】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂが電源装置２０に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１とＬａ２の直列回路を介して負荷３と接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａが電源装置２０に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１とＬｂ２の直列回路を介して負荷３と接続される。
【００２７】
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷との間に接続されるリアクトルのインダクタンス値が２倍になる。したがって、負荷３に流れるリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００２８】
このようにスイッチＳｗａ，Ｓｗｂを開閉することにより、並列運転をしているＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂのうちの１台が故障をした場合でも、負荷３に流れるリプル電流の増加を抑制することができる。
【００２９】
また、信号Ｓａ，Ｓｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂが運転状態にあるときにＨｉｇｈとなり、運転を停止しているときにＬｏｗとなる信号としても良い。
図２は、本発明に係る電源装置の第２の実施形態を説明するための図であり、電源装置にＤＣ／ＤＣコンバータが装着されているか否かを判別する方法の一例を示す図である。図２において、図１に示した実施形態の構成要素と共通要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
電源装置２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａ，１０１ｂ、スイッチ制御回路３０、コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂおよび抵抗Ｒａ，Ｒｂを備えている。コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂは、それぞれ電源端子と信号端子（第２の端子）とを有し、電源装置２１の筐体に取り付けられている。
【００３１】
コネクタＣＮ２ａの電源端子は、電源装置２１の制御電源（不図示。）の正電位側端子Ｖｐに接続され、信号端子は抵抗Ｒａの一端とスイッチ制御回路３０の第１の入力端子に接続されている。抵抗Ｒａの他端は、制御電源の負電位側端子Ｖｎに接続されている。同様に、コネクタＣＮ２ｂの電源端子は、制御電源の正電位側端子Ｖｐに接続され、信号端子は抵抗Ｒｂの一端とスイッチ制御回路３０の第２の入力端子に接続されている。抵抗Ｒｂの他端は、制御電源の負電位側端子Ｖｎに接続されている。
【００３２】
ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａは、図１に示した実施形態の構成要素のうちＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ、リアクトルＬａ１，Ｌａ２、スイッチＳＷａを備えている。さらに、電源端子と信号端子（第１の端子）を有するコネクタＣＮ１ａを備えている。コネクタＣＮ１ａの電源端子と信号端子とは、短絡回路１１ａで接続されている。
【００３３】
同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂ、リアクトルＬｂ１，Ｌｂ２、スイッチＳＷｂを備えている。さらに、電源端子と信号端子（第１の端子）を有するコネクタＣＮ１ｂを備えている。コネクタＣＮ１ｂの電源端子と信号端子とは、短絡回路１１ｂで接続されている。
【００３４】
上記構成において、電源装置２１にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａが装着されていないとき、スイッチ制御回路３０の第１の入力端子に入力される信号ＳａはＬｏｗ状態にある。一方、電源装置２１にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａが装着されてコネクタＣＮ１ａとＣＮ２ａとが勘合すると、スイッチ制御回路３０の第１の入力端子に入力される信号ＳａがＨｉｇｈとなる。
【００３５】
同様に、電源装置２１にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂが装着されていないとき、スイッチ制御回路３０の第２の入力端子に入力される信号ＳｂはＬｏｗ状態にある。一方、電源装置２１にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂが装着されてコネクタＣＮ１ｂとＣＮ２ｂとが勘合すると、スイッチ制御回路３０の第２の入力端子に入力される信号ＳｂがＨｉｇｈとなる。
【００３６】
したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａ，１０１ｂのいずれもが電源装置２１に装着されているとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１を介して負荷３と接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１を介して負荷３と接続される。
【００３７】
その結果、負荷３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａおよび１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流が合成された電流がリプル電流として流れる。この合成されたリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００３８】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂが電源装置２１に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１とＬａ２の直列回路を介して負荷３と接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａが電源装置２１に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１とＬｂ２の直列回路を介して負荷３と接続される。
【００３９】
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷との間に接続されるリアクトルのインダクタンス値が２倍になる。したがって、負荷３に流れるリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００４０】
このようにスイッチＳｗａ，Ｓｗｂを開閉することにより、並列運転をしているＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂのうちの１台が故障をした場合でも、負荷３に流れるリプル電流の増加を抑制することができる。
【００４１】
図３は、図２に示した電源装置２１におけるＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａ，１０１ｂの装着状態を説明するための図である。
ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａは、電源装置２１の筐体に装着されている状態である。この状態で、コネクタＣＮ１ａとＣＮ２ａとが勘合する。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂは、電源装置２１の筐体に装着される前の状態である。ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂは、この状態から右方向に押し込まれて電源装置２１の筐体に装着される。電源装置２１の筐体にＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ｂが装着されると、コネクタＣＮ１ｂとＣＮ２ｂとが勘合する。
【００４２】
図４は、本発明に係る電源装置の第３の実施形態を説明するための図である。本実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０２ａ，１０２ｂは、図２に示したＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０１ａ，１０１ｂの短絡回路１１ａ，１１ｂと直列にスイッチＳＷｓａ，ＳＷｓｂが設けられているところに特徴がある。他の構成要素は図２に示した実施形態の構成要素と同じであるため、同符号を付しその説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータと負荷３とを接続するリアクトルのインダクタンス値が決定される。
具体的には、スイッチＳＷｓａ，ＳＷｓｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ、１０ｂから出力される運転信号Ｓ１０ａ，Ｓ１０ｂがＨｉｇｈのとき閉状態に制御され、運転信号Ｓ１０ａ，Ｓ１０ｂがＬｏｗのとき開状態に制御される。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ、１０ｂがそれぞれ運転状態にあるとき、スイッチＳＷｓａ，ＳＷｓｂが閉となり、コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂの短絡回路１２ａ，１２ｂが構成される。これにより、コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂの第２の端子からＨｉｇｈの信号Ｓａ，Ｓｂが出力される。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ、１０ｂがそれぞれ停止状態にあるとき、コネクタＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂの第２の端子からはＬｏｗの信号Ｓａ，Ｓｂが出力される。
【００４４】
信号Ｓａ，Ｓｂに基づくスイッチ制御回路３０の動作およびスイッチＳＷａ，ＳＷｂの動作は、図２に示した実施形態と同じである。
したがって、本実施形態においても、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０２ａ，１０２ｂのいずれもが電源装置２２に装着されているとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１を介して負荷３と接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１を介して負荷３と接続される。
【００４５】
その結果、負荷３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａおよび１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流が合成された電流がリプル電流として流れる。この合成されたリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００４６】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０２ｂが電源装置２２に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａ１とＬａ２の直列回路を介して負荷３と接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０２ａが電源装置２２に装着されていないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂ１とＬｂ２の直列回路を介して負荷３と接続される。
【００４７】
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷との間に接続されるリアクトルのインダクタンス値が２倍になる。したがって、負荷３に流れるリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａ１またはＬｂ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００４８】
なお、図１から図４に示した実施形態では、リアクトルＬａ１とＬａ２のインダクタンス値とリアクトルＬｂ１とＬｂ２のインダクタンス値とを同じ値としている。しかし、リアクトルＬａ１とＬａ２のインダクタンス値とリアクトルＬｂ１とＬｂ２のインダクタンス値とは、電源装置２０〜２２の特性または負荷３の特性に合わせて、異なる値になるように設定しても良い。
【００４９】
図５は、本発明に係る電源装置の第４の実施形態を説明するための図である。本実施形態では、２台のＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷３との間にリアクトルＬａ，ＬｂとスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃとからなる共通の回路網が設けられているところに特徴がある。
【００５０】
すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３ａと１０３ｂの出力端の間にリアクトルＬａ，Ｌｂが直列に接続されたリアクトル直列回路が接続されている。リアクトル直列回路の両端および接続中点にはスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのそれぞれの一端が接続され、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのそれぞれの他端は一括して負荷３に接続されている。
【００５１】
本実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ａ，１０３ｂはＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂ、コネクタＣＮ１ａ，ＣＮ１ｂ、短絡回路１１ａ，１１ｂを有している。信号Ｓａ，Ｓｂは、図２の実施形態と同様、電源装置２３にＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂに装着されているか否かにより、ＨｉｇｈまたはＬｏｗのいずれかとなる。
【００５２】
スイッチ制御回路４０は、信号ＳａとＳｂのいずれもがＨｉｇｈのとき信号ＳｓｗａがＨｉｇｈとなる論理積回路４１ａと、信号ＳａがＨｉｇｈかつ信号ＳｂがＬｏｗのとき信号ＳｓｗｂがＨｉｇｈとなる論理積回路４１ｂと、信号ＳａがＬｏｗかつ信号ＳｂがＨｉｇｈのとき信号ＳｓｗｃがＨｉｇｈとなる論理積回路４１ｃとを有する。
【００５３】
上記構成において、スイッチＳＷａは信号ＳｓｗａがＨｉｇｈのとき閉となり、信号ＳｓｗａがＬｏｗのとき開となる。スイッチＳＷｂは信号ＳｓｗｂがＨｉｇｈのとき閉となり、信号ＳｓｗｂがＬｏｗのとき開となる。スイッチＳＷｃは信号ＳｓｗｃがＨｉｇｈのとき閉となり、信号ＳｓｗｃがＬｏｗのとき開となる。
【００５４】
したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ａと１０３ｂの何れもが電源装置２３に装着されているとき、スイッチＳＷａが閉、スイッチＳＷｂとＳＷｃが開となる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａを介して負荷３に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬｂを介して負荷３に接続される。
【００５５】
その結果、負荷３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａおよび１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流が合成された電流がリプル電流として流れる。この合成されたリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａまたはＬｂを介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００５６】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ａが電源装置２３に装着され、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ｂが電源装置２３に装着されていないとき、スイッチＳＷｂが閉、スイッチＳＷａとＳＷｃが開となる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａはリアクトルＬａとＬｂの直列回路を介して負荷３に接続される。
【００５７】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ｂが電源装置２３に装着され、ＤＣ／ＤＣコンバータユニット１０３ａが電源装置２３に装着されていないとき、スイッチＳＷｃが閉、スイッチＳＷａとＳＷｂが開となる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂはリアクトルＬａとＬｂの直列回路を介して負荷３に接続される。
【００５８】
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂと負荷との間に接続されるリアクトルのインダクタンス値が２倍になる。したがって、負荷３に流れるリプル電流は、負荷３との間にリアクトルＬａまたはＬｂを介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａまたは１０ｂが単独で運転しているときのそれぞれのリプル電流よりも小さい。
【００５９】
なお、上記実施形態では、短絡回路１１ａ，１１ｂに代えて図４に示した実施形態の短絡回路１２ａ，１２ｂとスイッチＳＷｓａ，ＳＷｓｂとすることができる。このようにすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａ，１０ｂの運転状態に基づいて、信号Ｓａ，ＳｂがＨｉｇｈまたはＬｏｗのいずれかとなるようにすることができる。
【００６０】
上述の第１から第４の実施形態では、２台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する場合について説明してきた。しかし、本発明は、２台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する場合に限られず、２台以上の複数台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する電源装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・直流電源、２・・・電源装置、３・・・負荷、１０ａ，１０ｂ・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１ａ,１１ｂ，１２ａ,１２ｂ・・・短絡回路、２０，２１，２２，２３・・・電源装置、３０，４０・・・スイッチ制御回路、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ・・・論理積演算子、１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ・・・ＤＣ／ＤＣコンバータユニット、ＣＮ１ａ，ＣＮ１ｂ，ＣＮ２ａ，ＣＮ２ｂ・・・コネクタ、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌａ１，Ｌｂ１，Ｌａ２，Ｌｂ２・・・リアクトル、Ｒａ，Ｒｂ・・・抵抗、ＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｓａ，ＳＷｓｂ・・・スイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置において、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間にリアクトルが接続されており、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数に応じて前記各リアクトルのインダクタンス値が所定の値に切り換えられることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、前記電源装置に装着されているＤＣ／ＤＣコンバータの数であることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、前記電源装置に装着されているＤＣ／ＤＣコンバータのうち、運転状態にあるＤＣ／ＤＣコンバータの数であることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
Ｎ（Ｎは２以上の自然数）台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置において、
前記Ｎ台のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間にそれぞれＭ（Ｍは２以上、Ｎ以下の自然数）個のリアクトルを直列に接続したリアクトル直列回路が挿入されており、
前記各リアクトル直列回路はそれぞれを構成するＭ個のリアクトルのうち少なくともＭ−１個のリアクトルの両端に並列に接続されたスイッチを有し、
前記各スイッチは前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数に応じて所定の開閉状態に制御されることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源装置において、
前記Ｎ（Ｎは２以上の自然数）台のＤＣ／ＤＣコンバータはその筐体に第１の端子を備え、
前記電源装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータが装着されたとき前記第１の端子に勘合するＮ個の第２の端子と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの第１の端子が前記制御電源の第２の端子に勘合したとき信号を出力する信号回路と、
前記信号回路が出力する信号を検出して前記各スイッチを所定の開閉状態に操作するスイッチ制御回路と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置において、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間には複数のリアクトルと複数のスイッチとからなるリアクトル回路網が挿入されており、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態に応じて前記リアクトル回路網の各スイッチを所定の開閉状態に制御することを特徴とする電源装置。
【請求項７】
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態は、運転状態にある前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの組み合わせであることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項８】
請求項６または請求項９のいずれかに記載の電源装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータが備えるコネクタは第１の端子と第２の端子との間に運転判別スイッチを有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータが運転を停止しているときは前記運転判別スイッチが開となることを特徴とする電源装置。
【請求項１】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置において、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間にリアクトルが接続されており、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数に応じて前記各リアクトルのインダクタンス値が所定の値に切り換えられることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、前記電源装置に装着されているＤＣ／ＤＣコンバータの数であることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、前記電源装置に装着されているＤＣ／ＤＣコンバータのうち、運転状態にあるＤＣ／ＤＣコンバータの数であることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
Ｎ（Ｎは２以上の自然数）台のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置において、
前記Ｎ台のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間にそれぞれＭ（Ｍは２以上、Ｎ以下の自然数）個のリアクトルを直列に接続したリアクトル直列回路が挿入されており、
前記各リアクトル直列回路はそれぞれを構成するＭ個のリアクトルのうち少なくともＭ−１個のリアクトルの両端に並列に接続されたスイッチを有し、
前記各スイッチは前記ＤＣ／ＤＣコンバータの数に応じて所定の開閉状態に制御されることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源装置において、
前記Ｎ（Ｎは２以上の自然数）台のＤＣ／ＤＣコンバータはその筐体に第１の端子を備え、
前記電源装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータが装着されたとき前記第１の端子に勘合するＮ個の第２の端子と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの第１の端子が前記制御電源の第２の端子に勘合したとき信号を出力する信号回路と、
前記信号回路が出力する信号を検出して前記各スイッチを所定の開閉状態に操作するスイッチ制御回路と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列に接続して共通負荷に電力を供給する電源装置において、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力端と前記負荷との間には複数のリアクトルと複数のスイッチとからなるリアクトル回路網が挿入されており、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態に応じて前記リアクトル回路網の各スイッチを所定の開閉状態に制御することを特徴とする電源装置。
【請求項７】
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの運転状態は、運転状態にある前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの組み合わせであることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項８】
請求項６または請求項９のいずれかに記載の電源装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータが備えるコネクタは第１の端子と第２の端子との間に運転判別スイッチを有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータが運転を停止しているときは前記運転判別スイッチが開となることを特徴とする電源装置。
【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２０１２−１８６９４２（Ｐ２０１２−１８６９４２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９０７８（Ｐ２０１１−４９０７８）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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