(57)【要約】【課題】電源の小型化や低コスト化を実現する電源供給装置を提供する。【解決手段】１つの電源から複数の負荷に電力を供給する電源供給装置であって、電源から複数の負荷それぞれへの電力供給ラインを接続または遮断する複数のスイッチと、前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電流を検出する電流検出手段と、前記複数の電流検出手段からの検出電流を受けて前記複数の負荷を監視し、前記負荷の起動時には複数のスイッチそれぞれについて遮断状態から接続状態へ変更するタイミングをずらす制御手段と、を有し、前記制御手段は前記複数の電流検出手段が検出する電流の総和が所定値まで上昇した時に、少なくとも何れか１つの負荷への電力を、対応するスイッチにより遮断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの電源から複数の負荷に電力を供給する電源供給装置であって、
前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電力供給ラインを接続または遮断する複数のスイッチと、
前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電流を検出する電流検出手段と、
前記複数の電流検出手段からの検出電流を受けて前記複数の負荷を監視し、前記負荷の起動時には複数のスイッチそれぞれについて遮断状態から接続状態へ変更するタイミングをずらす制御手段と、を有し、
前記制御手段は前記複数の電流検出手段が検出する電流の総和が所定値まで上昇した時に、少なくとも何れか１つの負荷への電力を、対応するスイッチにより遮断することを特徴とする電源供給装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御手段は前記複数の電流検出手段が検出する電流の総和が所定値まで上昇した時に、最も負荷電流の大きな負荷への電力を、対応するスイッチにより遮断することを特徴とする電源供給装置。
【請求項３】
１つの電源から複数の負荷に電力を供給する電源供給装置であって、
前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電力供給ラインを接続または遮断する複数のスイッチと、
前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電流を検出する複数の電流検出手段と、
前記複数の電流検出手段からの検出電流を受けて前記複数の負荷を監視し、前記負荷の起動時には複数のスイッチそれぞれについて遮断状態から接続状態へ変更するタイミングをずらす制御手段と、を有し、
前記制御手段は定常動作中に一つの電流検出手段が負荷への電流が所定値まで上昇したことを検出したときは、当該負荷への電力供給を、対応するスイッチにより遮断することを特徴とする電源供給装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記電流検出手段として、前記スイッチと前記負荷との間の配線近傍にホール素子を配置し、該ホール素子を前記制御手段に接続することで、磁界の強さから負荷への電流の状態を監視することを特徴とする電源供給装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記負荷が回転要素を持つ場合、前記電流検出手段として、前記回転要素に回転数センサを組み合わせることで、前記回転要素の角速度から負荷への電流の状態を監視することを特徴とする電源供給装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記負荷が発熱源を含む場合、前記電流検出手段として、前記発熱源へ熱センサを設置することで温度から負荷への電流の状態を監視することを特徴とする電源供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の負荷に電力を供給するのに適した電源供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、負荷の起動時に流れる電流（以下、起動電流と記述）は、負荷の起動後に流れる安定した電流（以下、定常電流と記述）より大きな電流値となることが多い。このような負荷を複数備える装置に電力を供給するための電源としては、複数の負荷へ起動電流を供給可能な容量を持つことが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１３３２１号公報
【特許文献２】特開２００３−１６４０６２号公報
【特許文献３】特開平８−３３１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の負荷に起動電流を供給可能な容量を持つ電源は、複数の負荷に対して定常電流を満足する容量の電源よりも大容量になり、大型化や高コストになるという欠点がある。
【０００５】
また、複数負荷の起動後の運転中に負荷の異常や劣化により供給電流の総和が電源容量を越えた場合は、装置全体が停止してしまう問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、１つの電源から複数の負荷に電力を供給する電源供給装置であって、前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電力供給ラインを接続または遮断する複数のスイッチと、前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電流を検出する電流検出手段と、前記複数の電流検出手段からの検出電流を受けて前記複数の負荷を監視し、前記負荷の起動時には複数のスイッチそれぞれについて遮断状態から接続状態へ変更するタイミングをずらす制御手段と、を有し、前記制御手段は前記複数の電流検出手段が検出する電流の総和が所定値まで上昇した時に、少なくとも何れか１つの負荷への電力を、対応するスイッチにより遮断することを特徴とする電源供給装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、１つの電源から複数の負荷に電力を供給する電源供給装置であって、前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電力供給ラインを接続または遮断する複数のスイッチと、前記電源から前記複数の負荷それぞれへの電流を検出する複数の電流検出手段と、前記複数の電流検出手段からの検出電流を受けて前記複数の負荷を監視し、前記負荷の起動時には複数のスイッチそれぞれについて遮断状態から接続状態へ変更するタイミングをずらす制御手段と、を有し、前記制御手段は定常動作中に一つの電流検出手段が負荷への電流が所定値まで上昇したことを検出したときは、当該負荷への電力供給を、対応するスイッチにより遮断することを特徴とする電源供給装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の負荷すべての起動電流を供給可能な容量の電源を用意する必要がなくなり、電源の小型化や低コスト化を実現できる。さらに複数の負荷のオン、オフを個別に制御できるようにしたことにより、過電流障害の発生時に装置全体の停止を避けることが可能になり、障害の影響を低くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電源供給装置の構成を示した図である。
【図２】図１の電源供給装置の動作を説明するための各部の信号波形を示した図である。
【図３】図１の電源供給装置の動作を説明するための各部の信号波形を示した図である。
【図４】図１の電源供給装置の動作を説明するための各部の信号波形を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施例の構成］
図１を参照して、本発明の１の実施例を、起動時に定常電流以上の電流を必要とする負荷としてモータFAN（以下、FANと記述）を例示して説明する。電源１０に、負荷としてFAN４、FAN５、FAN６が並列に接続されている。電源１０とFAN４とを接続している２本の電力供給ラインのうちの一方には、FET（スイッチ）１とシャント抵抗７が挿入接続され、電源１０とFAN５とを接続している２本の電力供給ラインのうちの一方には、FET２とシャント抵抗８が挿入接続されている。同様に、電源１０とFAN６とを接続している２本の電力供給ラインのうちの一方には、FET３とシャント抵抗９が挿入接続されている。FET１、FET２のゲート、シャント抵抗（電流検出手段）７、８、９の各検出ラインは制御回路１１に接続されている。
【００１１】
制御回路１１は、シャント抵抗７、８、９からの検出電流を受けて負荷４、５、６の状態を監視すると共に供給電流の総和Ｉｏを監視し、必要に応じてFET１〜FET３を個別にオン、オフ制御する。
【００１２】
［第１の実施例の動作］
図２を参照して、図１の電源供給装置の動作を説明する。電源１０からの電力投入時のタイミングAで制御回路１１はFET１をオンとし、FAN４が起動する。FAN４の起動が完了して定常電流になると、タイミングBで制御回路１１はFET２をオンとし、FAN５が起動する。FAN５の起動が完了して定常電流になると、タイミングCで制御回路１１はFET３をオンとし、FAN６が起動する。
【００１３】
図２において、タイミングCでのFAN４〜FAN６に流れる電流の総和Ｉｏは、電源１０の定格容量及び安全率から定められる電流値（以下、安全容量と記述）より小さく、制御回路１１は”正常”を示す状態信号を出力する。
【００１４】
図３を参照して、図１の電源供給装置において、負荷であるFAN４が異常となった場合の動作を説明する。図２で説明したのと同様に、電力投入後タイミングA〜Cでは正常に起動し、その後、正常動作中にFAN４が故障し、タイミングDにてFAN４への電流が正常時の定常電流よりも一定値以上増加すると、制御回路１１はシャント抵抗７より電流状態の増加を検知し、状態信号としてFAN４の異常状態を示す信号を送信する。この信号は、異常を知らせる表示、警報等のために用いられる。引き続き、タイミングEにてFAN４への電流がさらに増加し、FAN４〜FAN６に流れる電流の総和Ｉｏが電源１０の安全容量まで上昇すると、制御回路１１はシャント抵抗７より電流の更なる増加を検知することでFET１をオフとし、FAN４を停止させる。その結果、タイミングEの直後にFAN４が停止するため、電源１０からの出力電流の総和Ｉｏは電源１０の安全容量を超えず、FAN４以外は動作を継続することができる。
【００１５】
続いて、図４を参照して、図１の電源供給装置において、負荷であるFAN４〜FAN６への供給電流がすべて増加した場合の動作を説明する。図２と同様に電源投入後タイミングA〜CでFAN４〜FAN６が正常に起動したものとする。その後、正常動作中にタイミングFで、FAN４、FAN５、FAN６の経年劣化等によりそれぞれの供給電流が増加したものとする。これにより、電源１０からの出力電流の総和Ｉｏが所定値（安全容量よりは小さい）まで増加すると、制御回路１１はシャント抵抗７、シャント抵抗８、シャント抵抗９からの供給電流により電流の増加を検知し、状態信号としてFAN４，５，６の電流増加を示す信号を送信する。続いて、タイミングGにて、電源１０からの出力電流の総和Ｉｏがさらに増加し電源１０の安全容量まで上昇すると、制御回路１１はシャント抵抗７、シャント抵抗８、シャント抵抗９より電流のさらなる増加を検知しFET１をオフとし、FAN４を停止させる。タイミングGでFAN４が停止すると、電源１０からの出力電流の総和Ｉｏは電源１０の安全容量より小さくなるので、FAN４以外は動作を継続することができる。
【００１６】
図４の例は、FANの経年劣化に起因するような電流増加による出力電流の総和Ｉｏの増加の場合、すべてのFANを同時に停止させる必要が無いことを考慮しており、これにより、可能な範囲で残りのFANの動作を継続させ、装置全体の停止を防ぐことができる。勿論、FANの電流増加が経年劣化ではなく、異常、故障等に起因し、FAN４の停止だけでは出力電流の総和Ｉｏが電源１０の安全容量より小さくならない場合には制御回路１１はFAN５を停止させ、それでも出力電流の総和Ｉｏが電源１０の安全容量より小さくならない場合、最終的にはすべてのFANを停止させる。FAN４〜６の容量が同じ場合には停止の順序は任意で良いが、容量が異なる場合には、例えば大きい容量のものから順に停止させるようにする。これは、起動の場合も同様であり、容量が異なる場合には、例えば大きい容量のものから順に起動させる。
【００１７】
なお、常にすべてのFANが運転状態におかれるとは限らず、例えばFAN４がはじめから停止状態におかれ、FAN５、６のみが起動して運転状態にあるような場合には、制御回路１１はFAN５、６の定常電流、起動電流を考慮して安全容量を決めることは言うまでもない。
【００１８】
［第１の実施例の効果］
上記第１の実施例によれば、電源供給装置及び電源を小型化、低コスト化できると共に、高信頼性、省エネルギーを実現することができる。
【００１９】
［第２の実施例］
上記第１の実施例では、制御回路１１により、複数のFAN４〜FAN６の起動時のタイミングをずらし、起動後はその供給電流によりFANを個別に監視すると共に電源１０の出力電流の総和Ｉｏを監視し、総和Ｉｏが安全容量まで上昇すると、少なくとも１つのFAN（容量が異なる場合、例えば最も容量の大きいFAN）の動作を停止させるようにしているが、第２の実施例として以下のようにしても良い。
【００２０】
電源供給装置としての構成は、図１と同じで良く、制御回路１１の制御動作を以下のようにする。
【００２１】
制御回路１１は、図２で説明したFAN４〜FAN６の起動後、定常動作中に一つのFAN、例えばFAN５への電流がその定常電流よりも大きい所定値まで上昇したことを検出すると、FET２をオフとしてFAN５への電力供給を遮断する。すなわち、制御回路１１は、複数のFANに流れる電流を個別に監視し、電流値が定常電流よりも大きい所定値まで上昇すると、該当するFANを停止させる。
【００２２】
これにより、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
［他の実施例］
図１では、負荷の電流状態を検知する手段としてシャント抵抗を挙げたが、電流以外を検知する素子の出力と負荷電流の状態の関係性を明らかにすることでシャント抵抗以外でも実施可能である。例えば、図１のFET１、FET２、FET３とFAN４、FAN５、FAN６のそれぞれの間の配線の近傍にホール素子を配置し、各ホール素子を制御回路１１に接続することで、配線に流れる電流による磁界の強さから負荷電流の状態を監視することが可能である。
【００２４】
負荷がモータFANのような回転要素を持つ場合、回転要素に回転数センサを組み合わせることで、回転要素の角速度から負荷電流の状態を監視することが可能である。
【００２５】
一方、図１のFAN４、FAN５、FAN６を電球や電熱器等の発熱源を含むものに置き換えた場合、電球や電熱器へ熱センサを設置することで温度から負荷電流の状態を監視することが可能である。
【００２６】
図１では、電源１０として直流電源を想定しているが、FETを他のスイッチ手段に置き換えることで交流電源にも適用可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００２７】
１〜３    FET
４〜６    FAN
７〜９    シャント抵抗
【図１】
2014192994.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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