(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で、電力を安定して供給することができる並列運転レギュレータを提供する。【解決手段】並列運転レギュレータ１００は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の単体レギュレータ２０−１、２０−２、・・・が共通の入力端子Ｔ１、Ｔ２と共通の出力端子Ｔ３、Ｔ４との間に並列接続されて構成される。各単体レギュレータは、入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力された電力を蓄積するコイル１−１、１−２、・・・と、各コイルに蓄積された電力をステップアップ動作によって出力端子Ｔ３、Ｔ４側に伝える単位ステップ・コンデンサ３−１、３−２、・・・と、出力端子Ｔ３、Ｔ４側からの電流の逆流を防止するダイオード４−１、４−２、・・・、５−１、５−２、・・・と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の単体レギュレータが共通の入力端子と共通の出力端子との間に並列接続されて構成された並列運転レギュレータであって、
各前記単体レギュレータは、
前記入力端子に入力された電力を蓄積するコイルと、
前記コイルに蓄積された前記電力をステップアップ動作によって前記出力端子側に伝える単位ステップ・コンデンサと、
前記出力端子側からの電流の逆流を防止するダイオードと、
を備える、並列運転レギュレータ。
【請求項２】
各前記単体レギュレータにおいて、前記ダイオードは、アノードが前記単位ステップ・コンデンサの出力側に接続されかつカソードが前記出力端子の高電位側に接続された第１ダイオードと、アノードが前記出力端子の基準電位側に接続されかつカソードが前記単位ステップ・コンデンサの出力側に接続された第２ダイオードとを備える、請求項１記載の並列運転レギュレータ。
【請求項３】
各前記単体レギュレータは、前記出力端子の高電位側と前記出力端子の基準電位側との間に接続されたコンデンサをさらに備える、請求項２記載の並列運転レギュレータ。
【請求項４】
各前記単体レギュレータは、前記コイルの出力側と前記入力端子の基準電位側との間に接続されたスイッチング素子と、前記単位ステップ・コンデンサをステップアップ動作させるように前記スイッチング素子を制御するスイッチング制御部とをさらに備える、請求項３記載の並列運転レギュレータ。
【請求項５】
各前記単体レギュレータは、予め設定された目標電圧と前記出力端子から出力される出力電圧との差を前記スイッチング制御部へ出力し、前記目標電圧と前記出力電圧との差に基づいて前記スイッチング制御部に前記スイッチング素子を制御させる出力電圧監視部をさらに備える、請求項４記載の並列運転レギュレータ。
【請求項６】
各前記単体レギュレータにおいて、各前記単体レギュレータごとに設定された前記目標電圧に基づいて、各前記単体レギュレータの前記単位ステップ・コンデンサから前記コンデンサに移し替えられる電荷の各前記単体レギュレータごとの配分が決定される、請求項５記載の並列運転レギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に対して電源１台分以上の電力を供給する並列運転レギュレータに関し、特に動作安定性を高める技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、負荷に対して電源１台分以上の電力を供給する並列運転レギュレータとしては、次の２つがある。一方は、並列を構成する各単体レギュレータの出力電圧および出力電流の平衡を保持するものである（例えば、非特許文献１参照）。他方は、並列を構成する各単体レギュレータを同期制御するものである（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ムラタエレクトロニクス、「冗長系電源システムの構成とDC-DCコンバータの並列接続」AN-003-PS、インターネット＜URL:https://www.murata.com/~/media/webrenewal/group/murataelectronics/solutions/power/applicationnote/an003psj.ashx?la=ja-jp＞
【非特許文献２】沖電気、「並列運転可能な電源モジュール」OKIテクニカルレビュー2010年4月／第216号Vol.77 No.1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の並列運転レギュレータは、負荷に対して電源１台分以上の電力を供給するためには厳しいバランス性が必要であり、各単体レギュレータの出力電圧および出力電流を等しくする必要があった。このバランスが崩れると、どちらか一方の電源からしか出力しなくなる。そのため、負荷に対して電源１台分以上の電力を安定して供給することができなくなるという問題があった。
【０００５】
また、各単体レギュレータの出力電圧および出力電流のバランス保持のために、各単体レギュレータの出力電流、過電圧、および過電流等の情報をフィードバックして各単体レギュレータを同期制御する制御回路が必要になり、構成が複雑化するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、簡単な構成で、電力を安定して供給することができる並列運転レギュレータ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】
【０００７】
本発明に係る並列運転レギュレータは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の単体レギュレータが共通の入力端子と共通の出力端子との間に並列接続されて構成された並列運転レギュレータであって、各前記単体レギュレータは、前記入力端子に入力された電力を蓄積するコイルと、前記コイルに蓄積された前記電力をステップアップ動作によって前記出力端子側に伝える単位ステップ・コンデンサと、前記出力端子側からの電流の逆流を防止するダイオードとを備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、並列運転レギュレータを構成する各単体レギュレータが備える単位ステップ・コンデンサは、コイルに蓄積された電力をステップアップ動作によって出力端子側に伝えるため、各単体レギュレータの出力バランスが崩れた場合にも、各単体レギュレータの目標電圧に達するまでは、各単体レギュレータは電圧の出力を継続する。
【０００９】
よって、並列運転レギュレータは、各単体レギュレータの出力以上の出力を安定して供給することができる。
【００１０】
また、各単体レギュレータを同期制御する制御回路が不要であるため、簡単な構成で並列運転レギュレータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る並列運転レギュレータの構成図である。
【図２】実施の形態１に係る並列運転レギュレータが備える単体レギュレータの構成図である。
【図３】実施の形態１に係る並列運転レギュレータのスイッチング制御信号の説明図である。
【図４】実施の形態２に係る並列運転レギュレータの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る並列運転レギュレータ１００の構成図である。図２は、実施の形態１に係る並列運転レギュレータ１００が備える単体レギュレータ２０の構成図である。
【００１３】
図１に示すように、並列運転レギュレータ１００は、Ｎ個（Ｎは２）の単体レギュレータ２０−１，２０−２が共通の入力端子Ｔ１，Ｔ２と共通の出力端子Ｔ３，Ｔ４との間に並列接続されて構成されている。
【００１４】
並列運転レギュレータ１００を構成する２つの単体レギュレータ２０−１，２０−２は同じ構成であり、出力部であるコンデンサ６を共有している。なお、図１では、２つの単体レギュレータを区別するために符号を２０−１，２０−２としているが、図２に示す単体レギュレータ２０と同じ構成であり、単体レギュレータ２０−１，２０−２が備える構成要素についても同様である。
【００１５】
先ず、図２を用いて単体レギュレータ２０の構成を説明する。図２に示すように、単体レギュレータ２０は、コイル１、スイッチング素子としてのＦＥＴ２、単位ステップ・コンデンサ３、ダイオード４，５、コンデンサ６、出力電圧監視部７、およびスイッチング制御部８を備えている。
【００１６】
入力端子Ｔ２および出力端子Ｔ４は、基準電位であるＧＮＤに接続されている。そのため、入力端子Ｔ２を入力端子の基準電位側、出力端子Ｔ４を出力端子の基準電位側ともいう。さらに、入力端子Ｔ１を入力端子の高電位側、出力端子Ｔ３を出力端子の高電位側ともいう。ＧＮＤは入力電圧および出力電圧に共通の電位であり、入力端子Ｔ１に入力される入力電圧Ｖｉｎ、および出力端子Ｔ３から出力される出力電圧Ｖｏｕｔの電位はＧＮＤを基準として確定する。なお、入力電圧Ｖｉｎは、出力電圧Ｖｏｕｔと同電位にある必要はない。
【００１７】
コイル１は、一端が入力端子Ｔ１に接続され、入力端子Ｔ１に入力された電力を蓄積する。単位ステップ・コンデンサ３は、コイル１と出力端子Ｔ３との間に接続されている。単位ステップ・コンデンサ３は、コイル１に蓄積された電力を電荷として蓄積し、電荷をステップアップ動作によって出力端子Ｔ３側に伝える。
【００１８】
ダイオード４，５は、出力端子Ｔ３側からの電流の逆流を防止する。ダイオード４は、アノードが単位ステップ・コンデンサ３の出力側に接続され、カソードが出力端子の高電位側、すなわち、出力端子Ｔ３に接続されている。また、ダイオード５は、アノードが出力端子の基準電位側、すなわち、出力端子Ｔ４に接続され、カソードが単位ステップ・コンデンサ３の出力側に接続されている。ここで、ダイオード４が第１ダイオードに相当し、ダイオード５が第２ダイオードに相当する。
【００１９】
ＦＥＴ２は、ドレインがコイル１の他端、すなわち、コイル１の出力側に接続され、ソースが入力端子Ｔ２に接続されており、ゲートがスイッチング制御部８に接続されている。ＦＥＴ２は、ゲートに入力されるスイッチング制御信号Ｖｓｗによってコイル１の他端、すなわち、出力側をＧＮＤに一定時間接続する。具体的には、ＦＥＴ２は、コイル１に電力を蓄積させかつ単位ステップ・コンデンサ３に蓄積された電荷をコンデンサ６に移し替える第１の動作と、コイル１に蓄積された電力を単位ステップ・コンデンサ３に電荷として蓄積させる第２の動作のいずれかを行うように制御する。
【００２０】
コンデンサ６は、出力端子Ｔ３，Ｔ４の間に接続されており、単位ステップ・コンデンサ３に蓄積された電荷が移し替えられて電荷を蓄積する。また、コンデンサ６は、出力端子Ｔ３，Ｔ４に接続された外部の負荷に対して蓄積された電荷を供給し、並列運転レギュレータ１００の出力とする。すなわち、コンデンサ６は、蓄積された電荷を出力電圧Ｖｏｕｔとして出力端子Ｔ３から出力する。
【００２１】
出力電圧監視部７は、出力電圧Ｖｏｕｔを監視し、使用者により予め設定された目標電圧Ｖｔと出力電圧Ｖｏｕｔとの差を出力する。スイッチング制御部８は、目標電圧Ｖｔと出力電圧Ｖｏｕｔとの差に基づいて、ＦＥＴ２を制御するスイッチング制御信号Ｖｓｗを出力する。スイッチング制御部８から出力されるＶｓｗはＦＥＴ２のＯＮ／ＯＦＦ制御に使用される。
【００２２】
次に、図２を用いて、並列運転レギュレータ１００を構成する単体レギュレータ２０の動作を説明する。
【００２３】
ＦＥＴ２はＶｓｗに従ってＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返す。ＦＥＴ２がＯＮのとき、コイル１には「ＧＮＤ−Ｖｉｎ」の電圧が印加され、ＦＥＴ２がＯＮである時間に応じた電力が蓄積される。ＦＥＴ２がＯＦＦのとき、ＯＮ時に蓄積された電力を単位ステップ・コンデンサ３に電荷蓄積という形態で移し替える。単位ステップ・コンデンサ３に蓄積された電荷は、ＦＥＴ２が次にＯＮしたときに、ダイオード４を介してコンデンサ６に移し替えられる。
【００２４】
このようにして、コンデンサ６には、ＦＥＴ２がＯＮになる毎に、単位ステップ・コンデンサ３の容量単位で電荷が次第に蓄積され、その電荷蓄積量に応じて、コンデンサ６で発生する出力電圧Ｖｏｕｔも上昇する。一方、コンデンサ６からは出力Ｖｏｕｔから負荷に対して電荷が出力される。なお、ＦＥＴ２がＯＮのときが第１の動作であり、ＯＦＦのときが第２の動作である。
【００２５】
すると、今度は出力されて減少した電荷量に応じて、コンデンサ６の電圧も低下する。従って、コンデンサ６に発生する電圧Ｖｏｕｔは、単位ステップ・コンデンサ３からダイオード４経由で流入する電荷と出力端子Ｔ３から流出する電荷に合わせて、上昇と低下を繰り返している。出力電圧Ｖｏｕｔの変動を小さく抑えるために、出力電圧監視部７とスイッチング制御部８が機能する。
【００２６】
出力電圧監視部７は、コンデンサ６の電圧を監視し、目標電圧ＶｔとＶｏｕｔの差をＶｃとして出力する。スイッチング制御部８は、このＶｃに基づいてＶｓｗの波形を変更する。
【００２７】
図３に示すように、Ｖｓｗの波形は、一定周期Ｔｓで、時間幅Ｔｏｎの電圧Ｖｏｎの矩形波を発生する。ＶｏｎはＦＥＴ２が十分にＯＮする電圧である。スイッチング制御部８がＶｃに基づいて変更するのは、矩形波のＴｏｎの時間幅である。
【００２８】
Ｖｃが「目標電圧Ｖｔ＜出力電圧Ｖｏｕｔ」を示すときは、時間幅Ｔｏｎを小さくして単位ステップ・コンデンサ３に蓄積する電荷量を減らしてコンデンサ６が「流入電荷量＜流出電荷量」となるようにする。
【００２９】
Ｖｃが「目標電圧Ｖｔ＞出力電圧Ｖｏｕｔ」を示すときは、時間幅Ｔｏｎを大きくして単位ステップ・コンデンサ３に蓄積する電荷量を増やしてコンデンサ６が「流入電荷量＞流出電荷量」となるようにする。
【００３０】
Ｖｃが「目標電圧Ｖｔ＝出力電圧Ｖｏｕｔ」を示すときは、時間幅Ｔｏｎを一定幅に保ち単位ステップ・コンデンサ３に蓄積する電荷量も一定値になるようにしてコンデンサ６が「流入電荷量＝流出電荷量」の均衡を保つようにする。
【００３１】
次に、図１を用いて、並列運転レギュレータ１００の動作を説明する。図１に示すように、並列運転レギュレータ１００は、図２に示した単体レギュレータ２０を２つ、出力部であるコンデンサ６で接続した構成である。すなわち、コンデンサ６は２つの並列運転レギュレータ１００により共有されている。
【００３２】
単体レギュレータ２０−１が供給できる最大電流Ｉｏ１ｍａｘと単体レギュレータ２０−２が供給できる最大電流Ｉｏ２ｍａｘは等しく、また、単体レギュレータ２０−１の目標電圧Ｖｔ１と単体レギュレータ２０−２の目標電圧Ｖｔ２は、Ｖｔ１＝Ｖｔ２＝Ｖｔとし、並列運転レギュレータ１００としての出力電流Ｉｏｕｔが、Ｉｏ１ｍａｘ＋Ｉｏ２ｍａｘ＞Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘである場合の動作を説明する。
【００３３】
Ｖｏｕｔ≧ＶｔでＩｏｕｔ≦Ｉｏ１ｍａｘのとき、各単体レギュレータ２０−１，２０−２は、スイッチング動作を止めている。このとき、並列運転レギュレータ１００を構成する単体レギュレータ２０−１，２０−２は、いずれもコイル１−１，１−２と単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２とを備えるステップアップ回路を含むため、各単体レギュレータ２０−１，２０−２のダイオード４−１，４−２が逆流防止ダイオードとして働き、コンデンサ６から単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２への電流流入は発生しない。
【００３４】
ここで、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘとなると、単位時間当たり（Ｉｏ１＋Ｉｏ２）−Ｉｏｕｔに相当する電荷がコンデンサ６から失われ、その電荷放出量に応じた分だけ、出力電圧Ｖｏｕｔがクーロンの法則に従って低下していく。そして、Ｖｏｕｔ＜Ｖｔとなったとき、それを検出したどちらかの単体レギュレータがスイッチング動作を開始し、再びコンデンサ６への電流供給が開始される。
【００３５】
しかしながら、上記のように、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘであるため、コンデンサ６の電荷は供給量より放出量の方が大きく、引き続き出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。すると、他方の単体レギュレータもスイッチング動作を開始し、両方の単体レギュレータ２０−１，２０−２からコンデンサ６への電荷供給がなされる。こうして、（Ｉｏ１＋Ｉｏ２）−Ｉｏｕｔ＞０となると、出力電圧Ｖｏｕｔは次第に上昇し、Ｖｏｕｔ＞Ｖｔとなる。
【００３６】
そして、この電圧上昇を先に検出した単体レギュレータが、スイッチング動作を停止し、コンデンサ６への電荷供給を止める。すると、コンデンサ６への電荷は放出量が供給量を上回る状態に戻って、上記と同様の動作を繰り返す。
【００３７】
この一連の動作を並列運転レギュレータ１００全体として見ると、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘである出力電流が出力されている。
【００３８】
そして、ここでの前提はＶｔ１＝Ｖｔ２であったので、長時間平均として見た場合、２つの単体レギュレータ２０−１，２０−２は、出力電圧Ｖｏｕｔに関して平衡保持のための特別な機構を必要とすることなく、均等に出力配分している。
【００３９】
それでは、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ＝Ｉｏ２ｍａｘはそのままで、Ｖｔ１＞Ｖｔ２の場合の動作を説明する。
【００４０】
Ｖｏｕｔ≧Ｖｔ１でＩｏｕｔ≦Ｉｏ１ｍａｘのとき、各単体レギュレータ２０−１，２０−２は、スイッチング動作を止めている。このとき、並列運転レギュレータ１００を構成する各単体レギュレータ２０−１，２０−２は、いずれもステップアップ回路を含むため、各単体レギュレータ２０−１，２０−２のダイオード４−１，４−２が逆流防止ダイオードとして働き、コンデンサ６から単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２への電流流入は発生しない。
【００４１】
ここで、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘとなると、単位時間当たりＩｏ１−Ｉｏｕｔに相当する電荷がコンデンサ６から失われ、その電荷放出量に応じた分だけ、出力電圧Ｖｏｕｔがクーロンの法則に従って低下していく。
【００４２】
そして、Ｖｔ１＞Ｖｏｕｔ＞Ｖｔ２となったとき、それを検出した単体レギュレータ２０−１がスイッチング動作を開始し、再びコンデンサ６への電流供給が開始される。しかしながら、上記のように、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘであるため、コンデンサ６の電荷は供給量より放出量の方が大きく、引き続き出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。
【００４３】
そして、Ｖｔ１＞Ｖｔ２＞Ｖｏｕｔとなったとき、単体レギュレータ２０−２もスイッチング動作を開始し、両方の単体レギュレータ２０−１，２０−２からコンデンサ６への電荷供給がなされる。こうして、（Ｉｏ１＋Ｉｏ２）−Ｉｏｕｔ＞０となると、Ｖｏｕｔは次第に電圧を回復し、Ｖｔ１＞Ｖｏｕｔ＞Ｖｔ２となる。
【００４４】
そして、この電圧上昇を検出した単体レギュレータ２０−２が、スイッチング動作を停止し、コンデンサ６への電荷供給を止め、単体レギュレータ２０−１のみが動作し、Ｖｔ１＞Ｖｏｕｔ＞Ｖｔ２の関係が保持される期間は単体レギュレータ２０−１のみが動作する状態が継続される。その後、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘとなり、Ｖｔ１＞Ｖｔ２＞Ｖｏｕｔとなったとき、再び、単体レギュレータ２０−２もスイッチング動作を開始し、上記と同様の動作を繰り返す。
【００４５】
この一連の動作を並列運転レギュレータ１００全体として見ると、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘである出力電流が出力されている。
【００４６】
そして、ここでは前提がＶｔ１＞Ｖｔ２であったので、長時間平均として見た場合、２つの単体レギュレータ２０−１，２０−２に対して、特別な機構を必要とすることなく、単体レギュレータ２０−１がメイン電源に、単体レギュレータ２０−２が補助電源となるように、出力配分されている。すなわち、各単体レギュレータ２０−１，２０−２ごとに設定された目標電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２に基づいて、各単体レギュレータ２０−１，２０−２の単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２からコンデンサ６に移し替えられる電荷の各単体レギュレータ２０−１，２０−２ごとの配分が決定される。
【００４７】
なお、上記の構成は、入出力間の基準電位が共通な並列運転レギュレータに限らず、入力基準電位と出力基準電位が異なる並列運転レギュレータにも適用可能である。
【００４８】
また、ダイオード５−１，５−２のアノードとコンデンサ６の低電位側を入力基準電位とは異なる基準電位にしてもよい。入力電源は、単体レギュレータ毎に異なる入力電源にしてもよい。
【００４９】
以上のように、実施の形態１に係る並列運転レギュレータ１００では、並列運転レギュレータ１００を構成する各単体レギュレータ２０−１，２０−２が備える単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２は、コイル１−１，１−２に蓄積された電力をステップアップ動作によって出力端子Ｔ３，Ｔ４側に伝えるため、各単体レギュレータ２０−１，２０−２の出力バランスが崩れた場合にも、各単体レギュレータ２０−１，２０−２の目標電圧に達するまでは、各単体レギュレータ２０−１，２０−２は電圧の出力を継続する。
【００５０】
よって、並列運転レギュレータ１００は、各単体レギュレータ２０−１，２０−２の出力以上の出力を安定して供給することができる。以上より、並列運転レギュレータ１００において、エネルギー消費量の削減を図ることが可能となる。
【００５１】
また、各単体レギュレータ２０−１，２０−２を同期制御する制御回路が不要であるため、簡単な構成で並列運転レギュレータ１００を実現することができる。
【００５２】
各単体レギュレータ２０−１，２０−２において、アノードが単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２の出力側に接続されかつカソードが出力端子の高電位側に接続されたダイオード４−１，４−２と、アノードが出力端子の基準電位側に接続されかつカソードが単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２の出力側に接続されたダイオード５−１，５−２とを備える。
【００５３】
したがって、出力端子Ｔ３側からの電流の逆流を防止するとともに、単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２から出力端子の基準電位側に電流が流れることを防止することができる。
【００５４】
各単体レギュレータ２０−１，２０−２は、出力端子の高電位側と出力端子の基準電位側との間に接続されたコンデンサ６をさらに備える。
【００５５】
したがって、コンデンサ６に蓄積される電荷は、各単体レギュレータ２０−１，２０−２の単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２から移し替えられた電荷の総和であり、出力電圧Ｖｏｕｔは電荷の総和から得られる。これにより、並列運転レギュレータ１００は、出力電圧Ｖｏｕｔを適切に制御することができる。
【００５６】
各単体レギュレータ２０−１，２０−２は、コイル１−１，１−２の出力側と入力端子の基準電位側との間に接続されたＦＥＴ２−１，２−２と、単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２をステップアップ動作させるようにＦＥＴ２−１，２−２を制御するスイッチング制御部８−１，８−２とをさらに備える。
【００５７】
したがって、並列運転レギュレータ１００は、単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２を適切にステップアップ動作させることができる。
【００５８】
各単体レギュレータ２０−１，２０−２は、予め設定された目標電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２と出力端子Ｔ３，Ｔ４から出力される出力電圧Ｖｏｕｔとの差をスイッチング制御部８−１，８−２へ出力し、目標電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２と出力電圧Ｖｏｕｔとの差に基づいてスイッチング制御部８−１，８−２にＦＥＴ２−１，２−２を制御させる出力電圧監視部７−１，７−２をさらに備える。
【００５９】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔが各単体レギュレータ２０−１，２０−２の目標電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２に達するまでは、各単体レギュレータ２０−１，２０−２は互いの電流バランスとは無関係に出力を継続する。そのため、数十ｍＶ単位での電圧バランス調整は不要となり、かつ、単体レギュレータ２０−１，２０−２同士の電流バランス調整は不要となる。
【００６０】
各単体レギュレータ２０−１，２０−２において、各単体レギュレータ２０−１，２０−２ごとに設定された目標電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２に基づいて、各単体レギュレータ２０−１，２０−２の単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２からコンデンサ６に移し替えられる電荷の各単体レギュレータ２０−１，２０−２ごとの配分が決定される。
【００６１】
したがって、使用者が目標電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２を設定することで、どの単体レギュレータをメイン電源とし、どの単体レギュレータを補助電源とするかを決定することができる。
【００６２】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る並列運転レギュレータ１００Ａについて説明する。図４は、実施の形態２に係る並列運転レギュレータ１００Ａの構成図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００６３】
図４に示すように、並列運転レギュレータ１００Ａは、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎが共通の入力端子Ｔ１，Ｔ２と共通の出力端子Ｔ３，Ｔ４との間に並列接続されて構成されている。
【００６４】
次に、並列運転レギュレータ１００Ａの動作を説明する。並列運転レギュレータ１００Ａを構成するｎ個の単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎは同じ構成であり、出力部であるコンデンサ６を共有している。
【００６５】
各単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎが供給できる最大電流Ｉｏ１ｍａｘ〜ＩｏＮｍａｘは等しく、また、各々の目標電圧Ｖｔ１〜ＶｔＮは、Ｖｔ１＝・・・ＶｔＮ＝Ｖｔとし、並列運転レギュレータ１００Ａとしての出力電流Ｉｏｕｔが、Ｉｏ１ｍａｘ＋・・・＋ＩｏＮｍａｘ＞Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ＝・・・＝ＩｏＮｍａｘである場合の動作を説明する。
【００６６】
Ｖｏｕｔ≧ＶｔでＩｏｕｔ≦Ｉｏ１ｍａｘのとき、各単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎは、スイッチング動作を止めている。このとき、並列運転レギュレータ１００Ａを構成するＮ個の単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎは、いずれもステップアップ回路を含むため、各単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎのダイオード４−１，４−２，・・・，４−Ｎが逆流防止ダイオードとして働き、コンデンサ６から単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２，・・・，３−Ｎへの電流流入は発生しない。
【００６７】
ここで、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘとなると、単位時間当たり（Ｉｏ１＋・・・＋ＩｏＮ）−Ｉｏｕｔに相当する電荷がコンデンサ６から失われ、その電荷放出量に応じた分だけ、出力電圧Ｖｏｕｔがクーロンの法則に従って低下していく。そして、Ｖｏｕｔ＜Ｖｔとなったとき、それを検出した単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎの何れかがスイッチング動作を開始し、再びコンデンサ６への電流供給が開始される。
【００６８】
しかしながら、上記のように、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘ，・・・，ＩｏＮｍａｘなので、コンデンサ６の電荷は供給量より放出量の方が大きく、引き続き出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。すると、さらに単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎの何れかがスイッチング動作を開始し、２つの単体レギュレータからコンデンサ６への電荷供給がなされる。
【００６９】
その後、Ｉｏｕｔ＞（Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘ，・・・，ＩｏＮｍａｘ）×２となると、さらに単体レギュレータが動作し始める。Ｉｏｕｔの増加に伴い、次々、単体レギュレータが動作を開始し、Ｎ個すべての単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎが動作する状態となる。こうして、（Ｉｏ１＋Ｉｏ２＋・・・＋ＩｏＮ）−Ｉｏｕｔ＞０となると、出力電圧Ｖｏｕｔは次第に電圧を回復し、Ｖｏｕｔ＞Ｖｔとなる。
【００７０】
そして、この電圧上昇を最初に検出した単体レギュレータが、スイッチング動作を停止し、コンデンサ６への電荷供給を止める。すると、コンデンサ６への電荷は放出量が供給量を上回る状態に戻って、上記と同様の動作を繰り返す。
【００７１】
この一連の動作を並列運転レギュレータ全体として見ると、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘ，・・・，ＩｏＮｍａｘである出力電流が出力されている。
【００７２】
そして、ここでの前提はＶｔ１＝・・・＝ＶｔＮであったので、長時間平均として見た場合、Ｎ個の単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎは、平衡保持のための特別な機構を必要とすることなく、均等に出力配分されているのである。
【００７３】
それでは、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ＝・・・＝ＩｏＮｍａｘはそのままで、Ｖｔ１＞Ｖｔ２＞・・・＞ＶｔＮの場合の動作を説明する。
【００７４】
Ｖｏｕｔ≧Ｖｔ１でＩｏｕｔ≦Ｉｏ１ｍａｘのとき、各単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎは、スイッチング動作を止めている。このとき、並列運転レギュレータ１００Ａを構成するＮ個の単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎは、いずれもステップアップ回路を含むため、各単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎのダイオード４−１，４−２，・・・，４−Ｎが逆流防止ダイオードとして働き、コンデンサ６から単位ステップ・コンデンサ３−１，３−２，・・・，３−Ｎへの電流流入は発生しない。
【００７５】
ここで、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘとなると、単位時間当たりＩｏ１−Ｉｏｕｔに相当する電荷がコンデンサ６から失われ、その電荷放出量に応じた分だけ、出力電圧Ｖｏｕｔがクーロンの法則に従って低下していく。
【００７６】
そして、Ｖｔ１＞Ｖｏｕｔ＞Ｖｔ２となったとき、それを検出した単体レギュレータ２０−１がスイッチング動作を開始し、再びコンデンサ６への電流供給が開始される。しかしながら、上記のように、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘなので、コンデンサ６の電荷は供給量より放出量の方が大きく、引き続き出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。そして、Ｖｔ１＞Ｖｔ２＞Ｖｏｕｔとなったとき、単体レギュレータ２０−２もスイッチング動作を開始し、両方の単体レギュレータ２０−１，２０−２からコンデンサ６への電荷供給がなされる。
【００７７】
それでも、（Ｉｏ１＋Ｉｏ２）−Ｉｏｕｔ≦０であれば、単体レギュレータ２０−２が動作開始したときと同様の経過を辿って、単体レギュレータ２０−３が動作する。この経過が次々に繰り返され、（Ｉｏ１＋・・・＋ＩｏＫ）−Ｉｏｕｔ＞０（Ｎ≧Ｋ≧３）となると、Ｖｏｕｔは次第に電圧を回復し、Ｖｔ１＞・・・＞Ｖｔ（Ｋ−１）＞Ｖｏｕｔ＞ＶｔＫ＞・・・＞ＶｔＮとなる。
【００７８】
そして、この電圧上昇を検出した単体レギュレータ２０−Ｋが、スイッチング動作を停止し、コンデンサ６への電荷供給を止め、単体レギュレータ２０−１〜２０−（Ｋ−１）が動作し、Ｖｔ１＞・・・＞Ｖｔ（Ｋ−１）＞Ｖｏｕｔ＞ＶｔＫの関係が保持される期間は単体レギュレータ２０−１〜２０−（Ｋ−１）のみ動作する状態が継続される。その後、Ｉｏｕｔが増加し、Ｖｔ１＞・・・＞ＶｔＫ＞Ｖｏｕｔとなったとき、再び単体レギュレータ２０−Ｋもスイッチング動作を開始し、上記と同様の動作を繰り返す。
【００７９】
この一連の動作を並列運転レギュレータ１００Ａ全体として見ると、Ｉｏｕｔ＞Ｉｏ１ｍａｘ，Ｉｏ２ｍａｘ，・・・，ＩｏＮｍａｘである出力電流が出力されている。
【００８０】
そして、ここでは前提がＶｔ１＞Ｖｔ２＞・・・＞ＶｔＮであったので、長時間平均として見た場合、Ｎ個の単体レギュレータ２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎに対して、特別な機構を必要とすることなく、単体レギュレータ２０−１がメイン電源、単体レギュレータ２０−２が１次補助電源、単体レギュレータ２０−Ｎが(Ｎ−１)次補助電源となるように、出力配分されている。
【００８１】
以上のように、実施の形態２に係る並列運転レギュレータ１００Ａは、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
【００８２】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１，１−１，１−２，１−Ｎ  コイル、２，２−１，２−２，２−Ｎ  ＦＥＴ、３，３−１，３−２，３−Ｎ  単位ステップ・コンデンサ、４，４−１，４−２，４−Ｎ，５，５−１，５−２，５−Ｎ  ダイオード、６  コンデンサ、７，７−１，７−２，７−Ｎ  出力電圧監視部、８，８−１，８−２，８−Ｎ  スイッチング制御部、２０，２０−１，２０−２，２０−Ｎ  単体レギュレータ、１００，１００Ａ  並列運転レギュレータ、Ｔ１，Ｔ２  入力端子、Ｔ３，Ｔ４  出力端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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