(57)【要約】【課題】複数の電源ユニットの並列運転時、活線挿抜側のカレントドループ特性を変化させることで、出力の電圧変動を抑える電源装置を提供する。【解決手段】電源ユニット13の制御部54において、出力電流が０Ａ時の電圧指令値である第１電圧指令値Vi*と、検出した出力電流値Ioutとドループゲイン55とに基づいて算出したドループ量とに基づいて、カレントドループ特性を有する第２電圧指令値V*が算出される。第２電圧指令値V*と出力電圧52との偏差量が電圧調節器60に入力され、第２電圧指令値V*と出力電圧との偏差量をゼロにするための電流指令値I*が算出される。電流指令値I*と検出された出力電流Ioutとの偏差量が電流調節器62に入力され、電流指令値I*と出力電流との偏差量をゼロにするための制御信号が出力される。【選択図】図２
2018029408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源または直流電源からの入力電力を直流電力に変換して負荷に供給する電源装置であって、
前記電源装置は、
前記負荷に並列に電流を供給する複数の電源ユニットを備え、
前記電源ユニットのおのおのは、それぞれの出力電圧と出力電流とを制御するための制御部を有し、
前記制御部は、
出力電流がゼロの時の電圧指令値であって、前記電源ユニットが前記電源装置に挿入されたときにゼロから最大値まで徐々に上昇する第１電圧指令値を生成する第１電圧指令部と、
前記第１電圧指令値と前記電源ユニットの出力電流値とに基づいて定まるカレントドループ特性にしたがって、第２電圧指令値を生成する第２電圧指令部と、
前記第２電圧指令値および前記電源ユニットの出力電圧と出力電流とに基づいて前記電源ユニットの制御信号を生成する電圧・電流制御部と、
を備える、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
活線挿入される前記電源ユニットの第１電圧指令部は、
前記起動信号が入力された時点を起点に、前記第１電圧指令値をゼロから最大値まで徐々に上昇させる、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記起動信号は、前記活線挿入される電源ユニットが前記電源装置の所定位置に正しく挿入されたときに、前記制御部に入力される、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記１電圧指令部は、さらに、前記抜去信号が入力された時点を起点に、前記活線抜去される電源ユニットの前記カレントドループ特性の前記第１電圧指令値を最大値からゼロまで徐々に低下させる、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源装置であって、
前記抜去信号は、前記活線抜去される電源ユニットが電源装置の所定位置から抜去される以前に前記制御部に入力される、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
前記複数の電源ユニットのカレントドループ特性は、同一の特性であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記複数の電源ユニットの少なくとも１つは、バッテリに蓄えられた電力を直流電力に変換して、前記負荷に供給するものであることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関し、特にカレントドループによる電源ユニット並列運転時の活線挿抜に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、特許文献1に示される従来の電源装置の構成を示す図である。図８において、交流入力源101と負荷102との間に複数の直流電源ユニット103，104，105，…を並列接続して成る直流電源装置において、各直流電源ユニット103，104，105，…の夫々は、直流電源ユニット104，105，…には図示されていないが、直流電源ユニット103には図示されている、直流-直流コンバータ106と電流取出手段107との縦続構成を有している。
【０００３】
直流-直流コンバータ106の出力電圧対出力電流特性としてカレントドループ特性を持たせるように、電流取出手段107より取出した電流出力値を直流-直流コンバータ106の調節端子108に印加している。
【０００４】
複数の直流電源ユニット103，104，105，…から負荷102に直流電流を供給中、或る電源ユニットからの供給電流が大になろうとすると、その電源ユニットの直流-直流コンバータの調節端子108に「電流大」の信号が入力され、出力電圧を低下させるように制御する。
【０００５】
負荷102の両端の電圧は一律であるから、他の電源ユニットにおいても出力電圧を同一化させるように出力電流を大とする。そのため電源ユニット相互間の電流値に検出誤差等が無ければ原理的には差が発生しない。
【０００６】
図９は、特許文献1に示される直流-直流コンバータ単独の出力電圧対出力電流特性を示す図である。図９において、縦軸は出力電圧を、横軸は出力電流を示している。
直流-直流コンバータの通常特性は、破線DLで示すように、出力直流の多少に関わらず出力電圧が一定となることである。
【０００７】
図９においてカレントドループ特性は、実線SLで示すように、負荷電流が零のときの出力電圧Voに対し負荷最大電流Imに至るまで、出力電圧がVoからVmに徐々に低下する特性をいう。なお、電圧Vmの値は、負荷、不図示の出力コンデンサの動作に対して特に影響を与える値ではなく、いわゆる動作上の許容電圧範囲に入っている値である。
【０００８】
各直流電源ユニット103，104，105，…の直流−直流コンバータは、例えば出力電流が最大値の80%で均等分担しているとする。そのとき、出力電圧は所定値Vp、出力電流はIpであって、図９における特性線上で点Pになっている。
【０００９】
ここで、直流-直流コンバータ106の動作が何らかの原因で出力電流が80%より若干大となったとする。電流取出手段107によって帰還される、出力電流に対する信号がより大になると、調節端子108を通じて直流-直流コンバータ106にその信号が伝達され、直流-直流コンバータ106の出力電圧は若干低下するように制御が行われる。これにより、動作特性上において点Pから点Qに移る。
【００１０】
動作特性上において点Pから点Qに移ると、直流電源ユニット106の出力電圧が低下して、負荷に対して並列接続されている他の直流電源ユニット104，105，…の直流-直流コンバータの動作に影響を与える。
【００１１】
直流電源ユニット104，105，…の直流-直流コンバータのカレントドループ特性を示す線が、直流電源ユニット106の直流-直流コンバータのカレントドループ特性を示す線と一致しているとする。そのとき直流電源ユニット104，105，…の直流-直流コンバータの出力電圧は、直流電源ユニット106の直流-直流コンバータの出力電圧と一致するように動作するから、直流電源ユニット104，105，…の直流-直流コンバータの出力電流はそのカレントドループ特性のため若干大に変化する。
【００１２】
従って、直流電源ユニット106の直流-直流コンバータの出力電流が若干大になると、直流電源ユニット104，105，…の直流-直流コンバータの出力電流も同様に大になるので、出力に対する負荷分担率は変わらない。
【００１３】
直流電源ユニットの直流-直流コンバータの出力電流が小に変化した場合も、同様にその他の直流電源ユニットの直流-直流コンバータの出力電流を小に変化する。この場合は図９に示す動作で点Qから点Pに移る動作である。
【００１４】
上記のように並列接続された各直流電源ユニットについて、出力電流が大となったときカレントドループ特性が得られる構成としているので、直流電源ユニットの出力電流に若干の増減が生じたときには、所定電流に落ち着くように各直流電源ユニットが動作するので、出力電流の変化に対し出力電流の分担率は変化しないように動作させることができる。
【００１５】
上記の変動要因は、一例として、直流-直流コンバータ106の動作が何らかの原因で出力電流が80%より若干大となったことに起因して動作点が変動することを示したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平9-103032号公報(図１、図２)
【特許文献２】特開2006-60978号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、上記図９に示された方法において、並列運転されている状態で、仮に1台の直流電源ユニットが活線挿抜された際には、1台分の電流が急にゼロになることにより、その他の直流電源ユニットに対して電流急変が発生し、それに伴いDC出力の電圧変動が発生する。
【００１８】
また同様な活線挿抜時において、既知のカレントシェアによる電圧変動の抑止の場合、複数ユニット中の電流最大値にバランスすることから、原理的に負荷急変は免れない(特許文献2参照)。
【００１９】
本発明の課題は、電源装置を構成する複数の電源ユニットの並列運転時、活線挿抜側のカレントドループ特性を変化させることで、出力の電圧変動を抑える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】
【００２０】
上記課題を達成するために本発明は、交流電源または直流電源からの入力電力を直流電力に変換して負荷に供給する電源装置であって、該電源装置は、負荷に並列に電流を供給する2以上の電源ユニットを備えて構成され、上記電源ユニットのおのおのは、それぞれの出力電圧と出力電流とをバランスさせるための制御部を有し、電源ユニットの挿入/抜去に伴い出力される起動信号/抜去信号を上記制御部が受領することを起点に上記活線挿入/抜去される電源ユニットの上記カレントドループ特性を変化させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電源装置によれば、出力電圧の急激な変動を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る電源装置２を備える電源システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、活線挿抜を行うために例示した電源ユニット13の構成を示す図である。
【図３】本発明で用いられる第２電圧指令値V*のカレントドループ特性を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電源ユニット13が電源装置2に挿入されたことを検知する回路の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態における電源ユニット13が電源装置２に挿入された直後の第１電圧指令値Vi*の動作を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電源ユニット10〜13の活線挿入前後の挙動を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電源ユニット10〜13の活線挿入起動後のシーケンスを説明する図である。
【図８】特許文献1に開示された従来の電源装置の構成を示す図である。
【図９】図８の電源装置で使用されるカレントドループ特性の内容を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電源装置を備える電源システムの構成を示すブロック図である。図１に示す本発明の実施形態に係る電源システムは、交流電源1と、電源装置2と、負荷3により構成される。
【００２４】
電源装置２は、交流電源1の交流電力を直流電力に変換して負荷3に供給するための電源ユニット10〜13を有する。なお、４台の電源ユニット10〜13は本発明の実施形態を説明するために例示したものであり、電源ユニットの数は、４台以上であっても、４台以下であってもよい。
【００２５】
電源装置２において、電源ユニット10〜13それぞれの入力部は交流(AC)ライン4に接続され、電源ユニット10〜13それぞれの出力部は直流(DC)ライン5に接続される。交流(AC)ライン4は交流電源１に接続される。直流(DC)ライン5は負荷3に接続される。すなわち、電源ユニット10〜13は、交流電源１と負荷３との間に、並列に接続される。
【００２６】
電源ユニット10〜13の構成要素として、AC/DC変換回路20〜23、DC/DC変換回路30〜33、および、逆流阻止ダイオード40〜43を有することができる。AC／DC変換回路20〜23は、入力部が交流(AC)ライン4に接続され、交流電力を直流電力に変換する。DC／DC変換回路30〜33は、AC／DC変換回路20〜23から出力される直流電力を所定電圧の直流電力に変換する。DC/DC変換回路30〜33は一般的に入出力絶縁型のものが用いられる。DC／DC変換回路30〜33から出力される直流電力は、逆流阻止ダイオード40〜43を介して、直流(DC)ライン5に出力される。
【００２７】
上記電源装置２の構成は、単なる一例であって、AC／DC変換回路20〜23を電池で構成するようにしてもよい。
以下では、電源ユニットの活線挿抜の説明を電源ユニット13を用いて説明する。電源ユニットを活線挿抜する必要性は、負荷3を構成する設備、例えばサーバ、の増設に伴う負荷電流の増加が見込まれる場合、あるいは故障やメンテナンス等で電源ユニット10〜13から一つの電源ユニットを取り外す必要が生じた場合、などに対処できるようにすることにある。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態に係る、活線挿抜を行うために例示した電源ユニット13の構成を示す図である。電源ユニット13は、DC／DC変換回路33を制御するための制御部54を備えている。図２では、代表例として、電源ユニット13の制御部54を示しているが、電源ユニット13以外の電源ユニット10〜12も同様に制御部54を備えている。したがって、活線挿抜を行う電源ユニットは、電源ユニット13に限定されず、電源ユニット10〜12のいずれかであってもよい。
【００２９】
図２において、51は電流検出部を、52は電圧検出部を、33はDC/DC変換回路を、54はカレントドループ特性により電源ユニットの出力電流を制御する制御部を、それぞれ示している。電流検出部51は、ＤC／DC変換回路30〜33から出力される電流を検出し、検出信号として検出電流Ｉｏｕｔを出力する。電圧検出部52は、DC／DC変換回路33の出力電圧を検出し、検出信号として検出電圧Ｖｏｕｔを出力する。なお図２において、電源ユニット13を、AC/DC変換回路23を電池とするか、AC/DC変換回路23の出力に電池を接続するように構成し、制御部54がこの電池の放電制御機能を備えるように構成したものであってもよい。
【００３０】
制御部54において、57は第１電圧指令部であり、第１電圧指令値Vi*を出力する。第１電圧指令値Vi*は、DC／DC変換回路33の出力電流が０Ａのときの出力電圧指令値である。電源ユニット13が起動するとき、第１電圧指令部57は第１電圧指令値Vi*を時間に対して一定の変化率で０Vから上昇させ、最大値Vmaxに達したところでVmaxに固定する。また、電源ユニット13が停止するとき、第１電圧指令部57は第１電圧指令値Vi*を時間に対して一定の変化率で最大値Vmaxから下降させ、０Vになった時点で０Vに固定する。
【００３１】
乗算器56は、第１電圧指令値Vi*を用いて、カレントドループ特性を持たせた第２電圧指令値V*を出力する。第２電圧指令値V*は、V*＝Vi*−Ｋ×Ｉｏｕｔで算出される。ここで、Ｋは、ドループゲインであり、ドループゲイン設定器55から出力される。乗算器56は、ドループゲインＫと検出電流Ｉｏｕｔとを乗算して得たドループ量（Ｋ×Ｉｏｕｔ）を出力する。減算器58は、第１電圧指令値Vi*からドループ量（Ｋ×Ｉｏｕｔ）を減算して得た第２電圧指令値V*を出力する。
【００３２】
図３は、本発明で用いられる第２電圧指令値V*のカレントドループ特性を示す図である。この図は、第１電圧指令部57から出力される第１電圧指令値Vi*が最大値Vmaxに維持されているときのカレントドループ特性である。図３において、出力電流Ioutが０Ａから増加するにしたがって、第２電圧指令値V*は最大値Vmaxから最小値Vminまでランプ状に低下する。第２電圧指令値V*の低下量は、ドループゲイン設定器55から出力されるドループゲインKによって定まる。
【００３３】
図２に戻って、減算器59は、第２電圧指令値V*に対する検出電圧Ｖｏｕｔの偏差量を演算し、その結果を電圧調節器(Auto Voltage Regulator)60に入力する。電圧調節器60は、第２電圧指令値V*に対する検出電圧Ｖｏｕｔの偏差量を入力として、この偏差量をゼロとするための電流指令値Ｉ*を出力する。電圧調節器60は、PI調節器(Proportional Integral controller)等で構成される。
【００３４】
減算器61は、電流指令値Ｉ*に対する検出電流Ｉｏｕｔの偏差量を演算し、その結果を電流調節器(Auto Current Regulator)62に入力する。電流調節器62は、電流指令値Ｉ*に対する検出電流Ｉｏｕｔの偏差量を入力として、この偏差量をゼロとするための制御信号を出力する。この制御信号は、DC／DC変換回路33を動作させるための信号である。電流調節器62は、上記電圧調節器60と同様、PI調節器等で構成される。
【００３５】
このようなカレントドループ特性を持たせたＤC／DC変換回路は、出力電流が大きくなろうとすると、より低い電圧を出力するように動作する。結果として、このような動作を行うＤＣ／ＤＣ変換回路30〜33を含む電源ユニット10〜13それぞれの出力電流値は、全負荷電流を４等分した値でバランスする。このとき、電源ユニット10〜13の出力電圧は、図３に示される電圧VmaxとVminとの間に収まる。
【００３６】
なお、電流指令値Ｉ*は電源ユニットの定格出力電流を超えないように制限される。また電源ユニットを活線挿入する時の動作は後で詳しく説明される。
図４は、本発明の実施形態に係る電源ユニット13が電源装置2に挿入されたことを検知する回路の構成例を示す図である。電源ユニット13は、一端が制御電源の高電位端子Ｖｐに接続されたプルアップ抵抗82と、このプルアップ抵抗82の他端に入力端子が接続される反転論理素子（ＮＯＴ素子）81とを備えている。一方、電源装置2は、一端が制御電源の低電位端子ＧＮＤに接続された挿入検知スイッチ80を備えている。挿入検知スイッチ80は、電源ユニット13が電源装置2の所定位置に挿入されると、機械的に閉じるように構成されている。また、電源ユニット13が電源装置2に挿入される過程で、反転論理素子81の入力端子と挿入検知スイッチ80の他端とが接続されるように構成されている。
【００３７】
電源ユニット13が電源装置2に挿入される過程では、挿入検知スイッチ80は開のままである。したがって、反転論理素子81の入力端子には制御電源の高電位（ハイレベル）が入力される。このとき、反転論理素子81はローレベルの信号を出力する。電源装置2が電源ユニット13の所定位置に挿入されると、挿入検知スイッチ80が閉となる。したがって、反転論理素子81の入力端子には制御電源の低電位（ローレベル）が入力される。そのため、反転論理素子81はハイレベルの信号を出力する。すなわち、電源ユニット13が電源装置2の所定位置に挿入されると、反転論理素子81の出力信号がローレベルからハイレベルに変化する。
【００３８】
反転論理素子81の出力信号は、電源ユニット13の制御部54に、起動信号70として入力される。反転論理素子81の出力信号がハイレベルであれば、制御部54に入力される起動信号70はハイレベルとなる。また、反転論理素子81の出力信号がローレベルであれば、制御部54に入力される起動信号70はローレベルとなる。
【００３９】
すなわち、制御部54は、電源ユニット13が電源装置2の所定位置に挿入されたとき、挿入検知回路からハイレベルの起動信号70を受け取る。この起動信号70が第１電圧指令部57に入力される。これにより電源ユニット13が起動する。
【００４０】
図４の挿入検知スイッチ80は、機構的スイッチに限定されず電子的なスイッチでも構わない。要すれば電源装置2の所定位置に電源ユニット13が正しく挿入されたことを検知して、反転論理素子81の入力をローレベルにするものであればよい。
【００４１】
図５は、本発明の実施形態における電源ユニット13が電源装置２に挿入された後の第１電圧指令部57の動作を説明する図である。上述した図４において、電源ユニット13が電源装置2の所定位置に正しく挿入されると、図５の下段に示す起動信号70がハイレベルになる。
【００４２】
起動信号70がハイレベルになると、第１電圧指令部57は、第１電圧指令値Vi*を０Vから時間に対して一定の変化率で上昇させ、最大値Vmaxに達したところでVmaxに固定する。
図６は、本発明の実施形態に係る電源ユニット10〜13の活線挿入前後の挙動を説明する図である。図６において、電源ユニット10〜12のから出力される電流の最大値は200Aとする。また、カレントドループ特性の最大ドループ量はVmax-Vmin=4Vであるとする。さらに、負荷電流は480Aで一定とする。
【００４３】
活線挿入されるとした電源ユニット13は、稼動中の電源ユニット10〜12と同じ出力定格を有し、且つ同じカレントドループ特性を有するものとする。
図６(a)は、電源ユニット13が電源装置２に挿入される前の状態を説明するための図である。この状態では、電源ユニット10〜12の3台が負荷に電力を供給している。このとき、電源ユニット10〜12の出力電流は、同じカレントドループ特性により自律的に480A/3台=160A/台でバランスする。したがって、電源ユニット10〜12それぞれの出力電圧Ｖoutは、Vout=Vmaxー(4V/200A)×160A=Vmaxー3.2Vである。
【００４４】
図６(b)は、電源ユニット13が電源装置２に挿入されて、電源ユニット13の第１電圧指令値Vi*が0VからVmaxに上昇する途中の状態を説明するための図である。この状態では、図５に示すように、電源ユニット13の出力電圧が第１電圧指令値Vi*にしたがって上昇する。そして、第１電圧指令値Vi*が、Vmaxー3.2V未満では、電源ユニット13の出力電流は0Aのままである。次に、第１電圧指令値Vi*がVmaxー3.2Vを超えてＶmaxに向かって上昇すると、電源ユニット13の出力電流は、0Aから徐々に増加する。このとき、電源ユニット10〜12の出力電圧はVmaxー3.2Vの位置からカレントドループ特性に沿って上昇する。一方、電源ユニット13の出力は電源ユニット10〜12の出力と接続されている。したがって、電源ユニット13の出力電圧は、自律的には電源ユニット10〜12の出力電圧に追従する。
【００４５】
図６(c)は、電源ユニット13が電源装置２に挿入された後、電源ユニット10〜13の出力電流がバランスした状態を説明するための図である。この状態では、電源ユニット13の第１電圧指令値Vi*が、最終的にVi*=Vmaxになっている。この場合、すべての電源ユニット10〜13は同じカレントドループ特性を有することになるので、自律的に出力電流Ioutが、Iout=480A/4台=120Aでバランスする。出力電流Ioutがバランスしたとき、出力電圧VoutはVout=Vmax−(4V/200A)×120A=Vmax−2.4Vとなってバランスする。
【００４６】
図７は、本発明の実施形態に係る電源ユニット10〜13の活線挿入起動後のシーケンスを説明する図である。図７の説明では図１ないし図６を適宜参照する。
図７(a)は、電源ユニット13が電源装置２に挿入される前後の電源ユニット10〜12の第１電圧指令値Vi*を説明するための図である。電源ユニット10〜12の第１電圧指令値Vi*は、時間軸tに関係なくVmaxで一定である。
【００４７】
図７(b)は、電源ユニット13が電源装置２に挿入されることにより出力される起動信号70を説明するための図である。図７(c)は、起動信号70に基づいて出力される第１電圧指令値Vi*を説明するための図である。
【００４８】
電源装置2に電源ユニット13が活線挿入されると、時間軸t上の(1)時点で起動信号70がハイレベルになる。起動信号70がハイレベルになることで、電源ユニット13は、第１電圧指令値Vi*を0Vからランプ動作をスタートさせる。電源ユニット13の第１電圧指令値Vi*は時間軸t上の(2)時点で電源ユニット10〜12の出力電圧（Vmaxー3.2V）を超える。第１電圧指令値Vi*の最終到達値はVmaxである。
【００４９】
図７(d)は、電源ユニット13が電源装置２に挿入されたときの電源ユニット10〜12の出力電圧を説明するための図である。図７(e)は、電源ユニット13が電源装置２に挿入されたときの電源ユニット10〜13の出力電流を説明するための図である。
【００５０】
電源ユニット13の出力電圧は、時間軸t上の(2)時点以前は電源ユニット10〜12の出力電圧（Vmaxー3.2V）よりも低い電圧である。したがって、電源ユニット13からは負荷に供給する電流は出力されない。そのため、時間軸t上の(2)時点まで、電源ユニット10〜12の出力電圧、出力電流は、電源ユニット13が電源装置２に挿入される前の状態（Vout=Vmax-3.2V、Iout=160A）でバランスしている。
【００５１】
時間軸t上の(2)時点になると、活線挿入された電源ユニット13の第１電圧指令値Vi*が電圧ユニット10〜12の出力電圧（Vmax-3.2V）に到達する。時間軸ｔ上の(2)時点を通過すると、電源ユニット13の出力電圧が電圧ユニット10〜12の出力電圧（Vmax-3.2V）を超えるため、電源ユニット13の出力電流が徐々に増加する。
【００５２】
時間軸t上の(3)時点になると、電源ユニット13の第１電圧指令値Vi*が、Vmaxに到達する。これにより、電源ユニット13のカレントドループ特性が他の電源ユニット10〜12と同じカレントドループ特性になる。このとき、すべての電源ユニット10〜13の出力電流Ioutは、480A/4台=120Aでバランスする。また、電源ユニット10〜13の出力電圧Voutは、Vmax-2.4Vとなる。
【００５３】
以上のようにカレントドループ特性の第１電圧指令値Vi*を時間に対して一定の変化率で上昇させることにより、活線挿入時における電源ユニットの出力電流の急変を防止することができる。
【００５４】
以上までは、もっぱら電源ユニット10〜12が稼働している電源装置2に電源ユニット13を活線挿入した場合の各電源ユニットの動作について説明した。以後は図１に示す電源装置2内ですべての電源ユニット10〜13が稼動している状態から一つの電源ユニット、例えば電源ユニット13を取り出す、すなわち活線抜去する事例について図１ないし図７(図４を除く)を適宜参照して説明する。
【００５５】
電源ユニット13の活線抜去作業は、電源ユニット13をメンテナンスする、或いは故障が発生した等の理由から電源ユニットを取り外す際に生じる。これは、他の電源ユニット10〜12であっても同じである。
【００５６】
以下では、図１においてすべての電源ユニット10〜13が稼動している際に電源ユニット13を活線抜去するものとする。
電源ユニット13の活線抜去は、例えば電源ユニット13を納めている筐体(不図示)に付加されている機構的なロックスイッチを解除した後に行う。これは、活線挿入と逆の動作、すなわち電源装置２(図１参照)の所定位置に挿入されている電源ユニット13を電気的に直に抜去すると、アークの発生により装置を損傷させるおそれがあるからである。
【００５７】
こうすることで図２に示される抜去信号71を第１電圧指令部57に印加することができる。その信号波形は、図５に示した起動信号70と同様である。
抜去信号71が印加されると、電源ユニット10〜13の動作は、図７の時間軸ｔを(3)→(2)→(1)と、活線挿入時の時間軸ｔの流れを逆に辿る。まず、電源ユニット13の第１電圧指令部57は、図７の時間軸t上の(3)時点を起点にして、第１電圧指令値Vi*をVmaxから0Vに向けて下降させる。第１電圧指令値Vi*をVmaxから0Vに向けて下降させることで、電源ユニット13は、カレントドループ特性を保ったまま、出力電圧を低下させることができる。第１電圧指令値Vi*がVmaxから低下するにしたがって電源ユニット13の出力電圧が低下すると、電源ユニット13の出力電流が減少する。図７の時間軸t上の(3)時点から電流が減少し始めて図７の時間軸t上の(2)時点になると、電源ユニット13の第１電圧指令値Vi*がVmax-3.2V近くまで下降する(図７(c)参照)。
【００５８】
一方、電源ユニット13の出力電流が減少し始めると、他の電源ユニット10〜12の出力電流が、120Aから160Aに向かって増加する(図７(e)参照)。
電源ユニット10〜12の出力電流の増加は、カレントドループ特性に従って増加するため、電流バランスは保持されたまま推移する。そのため電源ユニット10〜12の出力電流が急変することはない。
【００５９】
一方、電源ユニット13の出力電流は、第１電圧指令値Vi*がVmax-3.2Vまで下降した時点（時間軸t上の(1)時点）で０Ａとなる。さらに、電源ユニット13の第１電圧指令値Vi*は0Vまで低下するが、この間、電源ユニット13の出力電流は0Aのままである。(図７(e)参照)。
【００６０】
電源ユニット13の電圧が0になることで、電源ユニット13を電源装置2から電気的に安全に引き出すことが可能となる。
なお、電源端子がむき出しにならない構造であれば、人体への影響もないので時間軸t上の(2)の段階以降であれば、安全に引き出すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、ネットワークシステムを構築しておいて複数台の電源装置を管理するシステムにも適用することができる。この場合、上位装置から受信した起動指令/抜去指令に基づいて、電源ユニットの出力電圧をカレントドループ特性に従いながら上昇または下降させればよい。また通信機用電源装置や大型コンピュータ用電源装置にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１  交流電源
２  電源装置
３  負荷
４  交流(AC)ライン
５  直流(DC)ライン
10〜13  電源ユニット
20〜23  AC/DC変換回路
30〜33  DC/DC変換回路
40〜43  逆流阻止ダイオード
51  電流検出部
52  電圧検出部
54  制御部
55  ドループゲイン設定器
56  乗算器
57  第１電圧指令部
58、59、61  減算器
60  電圧調節器
62  電流調節器
70  起動信号
71  抜去信号
80  挿入検知スイッチ
81  反転論理素子
82  プルアップ抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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