(57)【要約】【課題】交流電力を直流電力に変換する整流器ユニットを複数搭載する直流電源装置が非効率的な負荷率の運転の場合、整流器ユニットの台数を制御し、高電力変換効率で整流器ユニットを運転し、電力損失低減が可能な直流電源装置を提供する。【解決手段】本発明の直流電源装置は、交流電力を入力し、直流電力を出力する出力端子間に並列に接続された複数の整流器ユニットと、直流電力の電流値を測定する電流センサと、電流値で整流器ユニット各々の交流から直流への電力変換の過程で発生する損失が最小となる整流器ユニットの稼働台数を求める稼働台数制御部とを有し、整流器ユニットが、自身の電圧を分圧回路で分圧した検出電圧値と、基準電圧とを比較し、検出電圧が基準電圧と同等となるよう制御を行い、ダイオード及び半導体スイッチの並列接続を介して電圧を出力し、稼働台数制御部が、分圧回路の分圧比を制御し、稼働台数の整流ユニットの稼働制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を入力し、直流電力を出力する出力端子との間に並列に接続された複数の整流器ユニットと、
前記直流電力の電流値を測定し、当該直流電力の電流値を出力する電流センサと、
前記電流値により、前記整流器ユニット各々の交流から直流への電力変換の過程で発生する損失が最小となる前記整流器ユニットの稼働台数を求め、当該稼働台数の整流器ユニットから直流電力が出力されるよう制御する稼働台数制御部と
を有し、
前記整流器ユニットが、自身の出力電圧を分圧回路により分圧した検出電圧値と、予め設定された基準電圧とを比較し、前記検出電圧が前記基準電圧と同等となるよう制御を行い、ダイオード及び半導体スイッチの並列接続を介して電圧を出力し、前記稼働台数制御部が、分圧回路の分圧比を制御することにより、前記稼働台数に対応した整流ユニットの稼働制御を行うことを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
前記稼働台数制御部が前記分圧回路の分圧比を制御し、分圧前に比較して検出電圧値を高くし、出力電圧の電圧値を、前記制御前の電圧に比較して低下させることにより、前記整流器ユニットの稼働を停止させることを特徴とする請求項１記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記稼働台数制御部が、電力供給させる整流器ユニットに設けられている前記半導体スイッチを導通状態とし、電力供給を停止させる整流器ユニットに設けられている前記半導体スイッチを非導通状態とする制御を行うことで、前記ダイオード部で発生する電力損失を低減させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直流電源装置。
【請求項４】
前記分圧回路が、抵抗を直列に接続して構成され、いずれかの抵抗と並列に開閉器が接続された構成であり、  
前記稼働台数制御部が前記開閉器を開閉制御することにより、前記分圧回路の分圧比を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の直流電源装置。
【請求項５】
稼働台数制御部により制御させる前記電圧のいずれもが、負荷が稼働できる電圧範囲（負荷の入力電圧範囲）に収まるよう、前記検出電圧値の分圧比が予め設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の直流電源装置。
【請求項６】
前記稼働台数制御部が、
前記直流電力の電流値と、当該電流値において変換の損失が最小となる整流器ユニットの稼働台数とが対応して設定されている稼働台数テーブルと、
前記電流センサからの前記電流値に対応する前記整流器ユニットの稼働台数を、前記稼働台数テーブルから読み出し、整流器ユニットの稼働台数を求める算出部と、
前記算出部が求めた稼働台数に対応させて、前記開閉器を制御する制御部と
を有していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の直流電源装置。
【請求項７】
前記稼働台数制御部が、
前記整流器ユニット１台当たりの出力する電流値と、当該電流値の場合の電力損失とを対応付けた損失テーブルと、
前記電流センサからの前記電流値を、現在稼働している整流器ユニットの稼働台数により除算し、１台当たりの出力電流の第１の電流値を求めて、この第１の電流値に対応する電力損失を前記損失テーブルから読み出すとともに、現在の稼働台数を１台ずつ増減した台数により、前記電流センサからの前記電流値を除算し、それぞれ第２及び第３の電流値を求め、当該第２及び第３の電流値各々に対応する電力損失を前記損失テーブルから読み出し、第１の電流値における電力損失が第２及び第３の電流値における電力損失より小さい場合、現在の稼働台数を算出結果として出力し、また、減らした台数における電力損失が小さい場合、最も小さい電力損失となる台数まで減算し、一方、増加した台数における電力損失が小さい場合、最も小さい電力損失となる台数まで増加し、最も小さな電力損失を得た台数を前記整流器ユニットの稼働台数として出力する算出部と、
前記算出部が求めた稼働台数に対応させて、前記開閉器を制御する制御部と
を有していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の直流電源装置。
【請求項８】
前記半導体スイッチは、ＭＯＳ−ＦＥＴ、接合型トランジスタ、静電誘導型トランジスタまたは絶縁ゲートバイポーラトランジスタのいずれかであり、前記ダイオードが当該トランジスタの寄生ダイオードであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の直流電源装置。
【請求項９】
前記半導体スイッチは、ＭＯＳ−ＦＥＴ、接合型トランジスタ、静電誘導型トランジスタまたは絶縁ゲートバイポーラトランジスタのいずれかであり、前記ダイオードが当該トランジスタと、直流電力の出力方向を順方向とし、並列に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の直流電源装置。
【請求項１０】
並列に接続された複数の整流器ユニット各々が交流電力を直流電力へ変換し、当該直流電力を同一の出力端子へ出力する過程と、
電流センサが、前記直流電力の電流値を測定し、当該直流電力の電流値を出力する過程と、
稼働台数制御部が、前記電流値により、前記整流器ユニット各々の交流から直流への電力変換の過程で発生する損失が最小となる前記整流器ユニットの稼働台数を求め、当該稼働台数の整流器ユニットから直流電力が出力されるよう制御する過程と、
前記整流器ユニットが自身の出力電圧を分圧回路により分圧した検出電圧値と、予め設定された基準電圧とを比較し、前記検出電圧が前記基準電圧と同等となるよう制御を行い、ダイオード及び半導体スイッチの並列接続を介して電圧を出力する過程と、
前記稼働台数制御部が、分圧回路の分圧比を制御することにより、前記稼働台数に対応した整流ユニットの稼働制御を行う過程と
を有することを特徴とする直流電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ビルやデータセンタなどで用いられる直流電源装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源装置は通常複数台の整流器ユニットを、負荷に対して並列に接続して構成されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
各整流器ユニットは、負荷に対して並列に接続されているため、負荷への負荷電流を並列に接続しているそれぞれが均一に供給している。例えば、負荷に対して１００Ａを供給する場合、並列に５台の整流器ユニットが設けられていると、それぞれの整流器ユニットが２０Ａずつ電源を供給することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１１７３６号公報
【特許文献２】特開２００７−３１８９４９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、実際に直流電源装置を運用していくうえでは、常に、負荷電流が最大になる場合を想定し、直流電源装置内の全ての整流器ユニットを稼働させておく必要があり、整流器ユニットが低い負荷率（出力電流／定格電流）で運転せざるを得ない場合がある。しかし、一般的に、整流器ユニットが低負荷率で運転する場合、電力変換効率は低く、整流器ユニット内の電力変換において余分な電力損失が発生していることがある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、交流電力を直流電力に変換する複数整流器ユニットを搭載する直流電源装置が非効率的な負荷率で運転している場合において、負荷電流を出力する整流器ユニットの台数を制御することにより、高い電力変換効率で整流器ユニットを運転でき、電力損失の低減を可能とする直流電源装置及びその制御方法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】
【０００６】
本発明の直流電源装置は、交流電力を入力し、直流電力を出力する出力端子との間に並列に接続された複数の整流器ユニット（例えば、実施形態における整流器ユニット２−１、２−２、２−３、…、２−ｎ）と、前記直流電力の電流値を測定し、当該直流電力の電流値を出力する電流センサ（例えば、実施形態における電流センサ３）と、前記電流値により、前記整流器ユニット各々の交流から直流への電力変換の過程で発生する損失が最小となる前記整流器ユニットの稼働台数を求め、当該稼働台数の整流器ユニットから直流電力が出力されるよう制御する稼働台数制御部（例えば、実施形態における稼働台数制御部５）とを有し、前記整流器ユニットが、自身の出力電圧を分圧回路（例えば、実施形態における分圧回路２−１ｄ）により分圧した検出電圧値と、予め設定された基準電圧とを比較し、前記検出電圧が前記基準電圧と同等となるよう制御を行い、ダイオード（例えば、実施形態におけるダイオード２−１ｇ１）及び半導体スイッチ（例えば、実施形態における半導体スイッチ２−１ｇ２）の並列接続を介して電圧を出力し、前記稼働台数制御部が、分圧回路の分圧比を制御することにより、前記稼働台数に対応した整流ユニットの稼働制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明の直流電源装置は、前記稼働台数制御部が前記分圧回路の分圧比を制御し、分圧前に比較して検出電圧値を高くし、出力電圧の電圧値を、前記制御前の電圧に比較して低下させることにより、前記整流器ユニットの電力供給を停止させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の直流電源装置は、前記稼働台数制御部が、電力供給させる整流器ユニットに設けられている前記半導体スイッチを導通状態とし、電力供給を停止させる整流器ユニットに設けられている前記半導体スイッチを非導通状態とする制御を行うことで、前記ダイオード部で発生する電力損失を低減させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の直流電源装置は、前記分圧回路が、抵抗を直列に接続して構成され、いずれかの抵抗と並列に開閉器（例えば、実施形態における開閉器２−１ｅ）が接続された構成であり、  前記稼働台数制御部が前記開閉器を開閉制御することにより、前記分圧回路の分圧比を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明の直流電源装置は、稼働台数制御部により制御させる前記電圧のいずれもが、負荷が稼働できる電圧範囲（負荷の入力電圧範囲）に収まるよう、前記検出電圧値の分圧比が予め設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の直流電源装置は、前記稼働台数制御部が、前記直流電力の電流値と、当該電流値において変換の損失が最小となる整流器ユニットの稼働台数とが対応して設定されている稼働台数テーブル（例えば、実施形態における図３に示す稼働台数テーブル）と、前記電流センサからの前記電流値に対応する前記整流器ユニットの稼働台数を、前記稼働台数テーブルから読み出し、整流器ユニットの稼働台数を求める算出部と、前記算出部が求めた稼働台数に対応させて、前記開閉器を制御する制御部とを有していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の直流電源装置は、前記稼働台数制御部が、前記整流器ユニット１台当たりの出力する電流値と、当該電流値の場合の電力損失とを対応付けた損失テーブルと、前記電流センサからの前記電流値を、現在稼働している整流器ユニットの稼働台数により除算し、１台当たりの出力電流の第１の電流値を求めて、この第１の電流値に対応する電力損失を前記損失テーブルから読み出すとともに、現在の稼働台数を１台ずつ増減した台数により、前記電流センサからの前記電流値を除算し、それぞれ第２及び第３の電流値を求め、当該第２及び第３の電流値各々に対応する電力損失を前記損失テーブルから読み出し、第１の電流値における電力損失が第２及び第３の電流値における電力損失より小さい場合、現在の稼働台数を算出結果として出力し、また、減らした台数における電力損失が小さい場合、最も小さい電力損失となる台数まで減算し、一方、増加した台数における電力損失が小さい場合、最も小さい電力損失となる台数まで増加し、最も小さな電力損失を得た台数を前記整流器ユニットの稼働台数として出力する算出部と、前記算出部が求めた稼働台数に対応させて、前記開閉器を制御する制御部とを有していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の直流電源装置は、前記半導体スイッチが、ＭＯＳ−ＦＥＴ、接合型トランジスタ、静電誘導型トランジスタまたは絶縁ゲートバイポーラトランジスタのいずれかであり、前記ダイオードが当該トランジスタの寄生ダイオードであることを特徴とする。
本発明の直流電源装置は、前記半導体スイッチが、ＭＯＳ−ＦＥＴ、接合型トランジスタ、静電誘導型トランジスタまたは絶縁ゲートバイポーラトランジスタのいずれかであり、前記ダイオードが当該トランジスタと、直流電力の出力方向を順方向とし、並列に接続されていることを特徴とする。
本発明の直流電源装置の制御方法は、並列に接続された複数の整流器ユニット各々が交流電力を直流電力へ変換し、当該直流電力を同一の出力端子へ出力する過程と、電流センサが、前記直流電力の電流値を測定し、当該直流電力の電流値を出力する過程と、稼働台数制御部が、前記電流値により、前記整流器ユニット各々の交流から直流への電力変換の過程で発生する損失が最小となる前記整流器ユニットの稼働台数を求め、当該稼働台数の整流器ユニットから直流電力が出力されるよう制御する過程と、前記整流器ユニットが自身の出力電圧を分圧回路により分圧した検出電圧値と、予め設定された基準電圧とを比較し、前記検出電圧が前記基準電圧と同等となるよう制御を行い、ダイオード及び半導体スイッチの並列接続を介して電圧を出力する過程と、前記稼働台数制御部が、分圧回路の分圧比を制御することにより、前記稼働台数に対応した整流ユニットの稼働制御を行う過程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、負荷電力が変化し、負荷に供給する負荷電流（直流電源が出力する出力電流）が変動したとしても、変動した負荷電流を供給する際に、最も電力損失が小さくなる整流器ユニットの稼働台数を求める。
また、本発明によれば、稼動状態とする整流器ユニットを上述して求めた稼働台数とするため、負荷電流の供給を停止させる整流器ユニットの出力電圧を低下させ、ダイオードから順方向に負荷電流が流れないようにし、適正な稼動台数の整流器ユニットから、負荷電流を供給するため、効率の良い負荷電力の供給を行うことが可能となり、従来に比較して余分なエネルギー消費を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、停止させる整流器ユニットの出力電圧を、停止させない整流器ユニットの出力電圧より低くし、すなわち停止させる整流器ユニットの出力電圧をダイオードのカソード側における出力端子の電圧値より低くし、このダイオードのターンオフにより整流器ユニットの負荷電流の出力の停止を行っているため、負荷電流が急激に増加しても、出力端子の電圧値が、出力電圧に対してダイオードの順方向電圧降下分低くなることにより、ダイオードがターンオンし、出力を停止していた整流器ユニットが負荷電流の供給を行うこととなり、負荷が必要な電圧値のレベルを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態による直流電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の稼働台数制御部５の構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態において、演算部１２が整流器ユニットの稼働台数の算出処理に用いる稼働台数テーブルの構成を示す概念図である。
【図４】各整流器ユニットの出力[％]と出力電圧との対応を示すグラフである。
【図５】直流電源装置の出力電圧が急激に増加した場合の制御部１５の処理を説明する波形図である。
【図６】第２の実施形態において、記憶部１４に記憶される、演算部１２が稼働台数の算出に用いる損失テーブルの構成を示す概念図である。
【図７】第２の実施形態における演算部１２が整流器ユニットの稼働台数の算出処理の動作例を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態における演算部１２が整流器ユニットの稼働台数の算出処理の動作例を示す他のフローチャートである。
【図９】第２の実施形態における演算部１２が整流器ユニットの稼働台数の算出処理の他の動作例を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態における演算部１２が整流器ユニットの稼働台数の算出処理の他の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞  
以下、図を用いて本発明の第１の実施形態の直流電源装置の説明を行う。図１は本発明の第１の実施形態による直流電源装置の構成例を示すブロック図である。
この図に示すように、本実施形態による直流電源装置１は、商用系統電力源（交流電源）１００から交流電力を入力し、ＦＩＬ部２−１ａを介してＰＦＣ部２−１ｂにて直流電力に整流し、負帰還回路による定電圧制御されたＤＣ−ＤＣ部２−１ｃにて安定化された直流電力を負荷設備２００に供給している。
直流電源装置１は、整流器ユニット２−１、整流器ユニット２−２、整流器ユニット２−３、…、整流器ユニット２−ｎと、電流センサ３と、電流計測部４及び稼働台数制御部５とを有している。
【００１８】
整流器ユニット２−１〜整流器ユニット２−ｎの各々は、商用系統電力源１００と負荷設備２００との間に並列に設けられ、それぞれの入力が商用電源１００に接続され、またそれぞれの出力端子Ｃが接続点Ａにおいて接続されている。
電流センサ３は、上記接続点Ａと負荷設備２００との間に設けられている。電流計測部４は、電流センサ３と稼動台数制御部５とに接続されている。稼動台数制御部５は、整流器ユニット２−１〜整流器ユニット２−ｎの各々に接続されている。
【００１９】
次に、各部の機能について説明する。
上記電流センサ３は、出力端子９から出力される負荷電流の電流値を測定し、測定した電流値を電流計測部４へ出力する。
上記電流計測部４は、入力される電流値を、予め設定された一定の測定周期（後述する制御周期より短い周期）により読み込み、電流値データとして稼働台数制御部５へ出力する。
稼働台数制御部５は、電流計測部４から入力される上記電流値データにより、整流器ユニット２−１〜整流器ユニット２−ｎ各々の交流から直流変換する際の電力損失が最小となる整流器の稼働台数を求め、求められた稼働台数の整流器ユニットから直流電力が出力されるよう、各整流器ユニットの稼動状態及び待機状態を制御する。ここで、稼動状態とは、整流器ユニットが稼動しており、負荷への直流電力出力を行っている状態であり、一方、停止状態とは、整流器ユニットは稼動しているが、負荷への直流電力の出力を行っていない状態を示す。この供給状態及び待機状態となる動作については、整流器ユニットの説明にて行う。
【００２０】
次に、図１における整流器ユニット２−１〜整流器ユニット２−ｎの構成を説明する。
上記整流器ユニット２−１〜整流器ユニット２−ｎの各々は同様な構成をしており、以下、整流器ユニット２−１により整流器ユニットの構成を説明するが、他の整流器ユニット２−２〜２−ｎも、以下説明する整流器ユニット２−１と同様の構成をしている。
整流器ユニット２−１は、ＦＩＬ部２−１ａ、ＰＦＣ部（力率改善機能を有した整流回路）２−１ｂ、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃ、分圧回路２−１ｄ、変換制御部２−１ｆ及び並列回路２−１ｇから構成されている。
上記分圧回路２−１ｄは、例えば抵抗Ｒ１（抵抗値ｒ１）、Ｒ２（抵抗値ｒ２）、Ｒ３（抵抗値ｒ３）が、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃの出力（ダイオード２−１ｇを介して整流器ユニットの＋側端子に接続されている）と、整流器ユニットの−側端子との間に直列に接続され、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３の接続点Ｐと整流器ユニットの−側端子において、開閉器２−１ｅが抵抗Ｒ３と並列に接続されている。
上記変換制御部２−１ｆは、増幅回路２−１ｆ１と、コンパレータ２−１ｆ２と、ドライブ回路２−１ｆ３と、基準電圧源２−１ｆ４と、三角波発生回路２−１ｆ５とから構成されている。
上記並列回路２−１ｇはダイオード２−１ｇ１と半導体スイッチ２−１ｇ２との並列接続にて構成されている。
上記半導体スイッチ２−１ｇ２として、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor ）−ＦＥＴ（Field Effect Transistor）、接合型トランジスタ（ＢＪＴ：Bipolar junction transistor）、静電誘導型トランジスタ（ＳＩＴ：Static induction transistor）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いても良い。また、上記ダイオード２−１ｇ１には、ダイオード素子、あるいは上記各トランジスタの寄生ダイオードを用いることができる。例えば、図１においては、半導体スイッチ２−１ｇ２として、ｎチャネル型のＭＯＳ−ＦＥＴを用いる。
ＦＩＬ部２−１ａは、入力側が商用系統電力１００に接続され、出力側がＰＦＣ部２−１ｂの入力に接続されている。ＰＦＣ部２−１ｂは、出力側がＤＣ−ＤＣ部２−１ｃに接続されている。ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃは、並列回路２−１ｇを介し、出力端子Ｃが整流器ユニット２−１の出力端子Ｃに接続されている。この並列回路２−１ｇのダイオード２−１ｇ１は、アノードがＤＣ−ＤＣ部２−１ｃの出力端子Ｂに接続され、カソードが整流器ユニット２−１の出力端子Ａに接続されている。また、並列回路２−１ｇの半導体スイッチ２−１ｇ２は、ドレインが出力端子Ｂに、ソースが出力端子Ｃにゲートが稼働台数制御部５に接続されている。
また、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃは、出力端子Ｂと制御端子Ｄとの間に、分圧回路２−１ｄ及び変換制御部２−１ｆが直列に接続されている。
【００２１】
次に、整流器ユニット２−１の各部の機能について説明する。
ＦＩＬ部２−１ａは、ローパスフィルタからなり、商用系統電力源１００から入力される交流電流の波形に重畳しているノイズの除去を行う。ＰＦＣ部２−１ｂは、高周波スイッチングによる力率改善機能を有した整流回路である。
ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃは、変換制御部２−１ｆが出力する駆動パルスのデューティ比（上記パルスの１周期における「Ｈ」レベルの期間と「Ｌ」レベルの期間の比）により、入力される直流電圧を、上記デューティ比に対応し、かつ安定した電圧値の直流電圧に変換する。
上記分圧回路２−１ｄは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点Ｑの電圧である分圧電圧を出力する。ここで、上記開閉器２−１ｅが開（非導通状態）とされた場合、接続点Ｑの分圧電圧値は、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃの出力する電圧をＶhとすると、Ｖins＝Ｖh・（ｒ２＋ｒ３）／（ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）となり、一方、記開閉器２−１ｅが閉（導通状態）とされた場合、抵抗Ｒ３がキャンセルされるため、接続点Ｑの分圧電圧値は、Ｖdis＝Ｖh・（ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）となる。ここで、開閉器２−１ｅを用いているが継電器または接触器または半導体スイッチ（例えばトランジスタ）または外部信号により開閉操作ができる遮断器などを用いても良い。
ここで、同一のＶhにおいて、Ｖdis＞Ｖinsとなるように、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値を設定しておくことにより、変換制御部２−１ｆは、上記開閉器２−１ｅが閉（導通状態）から開（非導通状態）にすると、閉状態に比較して、整流器ユニット２−１の出力電圧の電圧値を、稼動状態にある整流器ユニットの出力電圧の電圧値より低い電圧値に制御することになる。これにより、整流器ユニット２−１をダイオード２−１ｇ１によりターンオフして電流の出力を停止する待機状態とすることができる。
【００２２】
上記増幅回路２−１ｆ１は、分圧回路２−１ｄから入力される分圧電圧値と、内部の基準電圧源２−１ｆ４の出力する基準電圧値（出力電圧を予め設定した電圧値に制御する電圧）とを比較し、その差分を増幅して次段のコンパレータ２−１ｆ２へ出力する。
増幅回路２−１ｆ１は、非反転入力端子（＋）に上記基準電圧値が印加され、反転入力端子（−）及び出力端子間に抵抗Ｒ４が接続されており、反転入力端子（−）に抵抗Ｒ５を介して上記分圧電圧値が入力されている。
【００２３】
コンパレータ２−１ｆ２は、増幅回路２−１ｆ１により、基準電圧値と分圧電圧値との差分が増幅された電圧値と、三角波発生回路２−１ｆ５から出力される三角波の電圧値と比較し、増幅された電圧値を超える三角波の電圧値の時間幅を「Ｈ」レベルとし、増幅された電圧値未満の三角波の電圧値の時間幅を「Ｌ」レベルとしたパルスとして、ドライブ回路２−１ｆ３に対して出力する。
ドライブ回路２−１ｆ３は、入力されるパルスを駆動パルスとして、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃに対して出力する。
ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃは、入力される駆動パルスのデューティに（時比率）おいて、「Ｈ」レベルの期間が長くなるほど出力電圧の電圧値を高くすることになる。
【００２４】
すなわち、変換制御部２−１ｆは、分圧回路２−１ｄの出力する分圧電圧値が基準電圧より高くなれば、予め設定された出力電圧の電圧値が出力されているとして、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃに対する駆動パルスの「Ｈ」レベルの期間を短くする。
このため、開閉器２−１ｅを閉から開にすることにより、検出電圧値が上昇すると、変換制御部２−１ｆは、予め設定されている稼働時の出力電圧値未満でありダイオード２−１ｇがターンオフする電圧値（待機時電圧値）を、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃが出力するように、駆動パルスをＤＣ−ＤＣ部２−１ｃに対して出力する。
【００２５】
上述した構成により、待機状態にある整流器ユニット２−１は、半導体スイッチ２−１ｇ２がオフ状態（非導通状態）であり、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃの出力がこの半導体スイッチ２−１ｇ２と並列接続しているダイオード２−１ｇ１のみを介して接続点Ａに電気的に接続されているため、開閉器２−１ｅが閉から開となっていると、出力電圧が待機時電圧値であり、他の稼働している整流ユニットの出力する稼働時電圧値より低くダイオード２−１ｇがターンオフしているため、ダイオード２−１ｇ１のアノードからカソード方向には、電流が流れない状態となり、直流電力出力を停止した待機状態となる。
一方、稼働している整流器ユニット２−１は、半導体スイッチ２−１ｇ２がオン状態（導通状態）であり、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃの出力がこの半導体スイッチ２−１ｇ２を介して接続点Ａにおいて接続され、かつ開閉器２−１ｅが閉であり、出力電圧が可動時電圧値となっており、接続点Ａに対して直流電力出力を供給する状態となっている。
【００２６】
したがって、稼働台数制御部５は、算出した稼働台数となるよう、各整流器ユニットにおける開閉器２−１ｅを開閉制御し、かつ半導体スイッチ２−１ｇ２をオンオフ制御することにより、各開閉器ユニットを稼働状態（整流器ユニットが稼動し、負荷への直流電力出力を行っている状態）あるいは待機状態（整流器ユニットは稼動しているが、負荷への直流電力出力を行っていない状態）とする。
すなわち、稼働台数制御部５は、整流器ユニット２−１〜２−ｎ各々の分圧回路の分圧比を制御し、分圧前に比較して検出電圧値を高くし、出力電圧の電圧値を、稼働時の出力電圧に比較して低下させることにより、整流器ユニットからの直流電力出力を停止させて、待機状態としている。
ここで、稼働台数制御部５は、待機状態とする整流器ユニットにおける開閉器２−１ｅを開（非導通状態）するとともに、半導体スイッチ２−１ｇ２をオフ状態とする。一方、稼働台数制御部５は、可動させる整流器ユニットにおける開閉器２−１ｅを閉（導通状態）するとともに、半導体スイッチ２−１ｇ２をオン状態とする。
【００２７】
また、本実施形態においては、分圧回路２−１ｄにおいて、Ｂ接点タイプの開閉器２−１ｅを用いているが、枠Ｚ内に記載した分圧回路２−１ｄのＡ接点タイプの開閉器２−１ｅを用いた構成としても良い。
すなわち、枠Ｚ内の分圧回路２−１ｄにおいては、増幅回路２−１ｆ１の反転入力端子（−）に入力される検出電圧値が、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間の接続点Ｑから出力される。そして、開閉器２−１ｅは、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の接続点Ｐと、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３の接続点Ｑとの間に接続されている。
したがって、枠Ｚの分圧回路２−１ｄを用いた場合、すでに述べた開閉器の開閉制御とは逆に、整流器ユニットを稼働状態とする場合、開閉器２１ｅを開として、整流器ユニットの出力電圧を稼働時電圧値とし、整流器ユニットから直流電力出力を出力させる。一方、整流器ユニットを待機状態とする場合、開閉器２−１ｅを閉として、検出電圧値を稼働状態に比較して高くし、整流器ユニットの出力電圧を低下させて待機時電圧値とし、カソード側よりアノード側の電圧値が低くなるよう制御（カソードが接続されている接続点Ａには他の整流器ユニットにより稼働時電圧値の出力電圧が出力されている）し、ダイオード２−１ｇをターンオフさせ、整流ユニットの直流電力出力を停止させる待機状態とする。
上述した構成により、整流器ユニットと負荷との間にスイッチなどを介挿して、このスイッチをオフ状態として非導通状態とすることなしに、容易に各整流器ユニットから負荷への直流電力出力の供給を行わない待機状態とすることができる。
【００２８】
次に、図２を用いて図１における稼働台数制御部５の説明を行う。図２は、図１における稼働台数制御部５の構成を示す概念図である。
稼働台数制御部５は、入力部１１、演算部１２、タイマー１３、記憶部１４及び制御部１５から構成されている。
制御部１５は、負荷電流の電流値と、この電流値において電力損失が最小となる稼働台数とが対応して示された稼働台数テーブルを、上記入力部１１を介して読み込み、上記記憶部１４に直流電源装置の稼働前、すなわち直流電源装置が最初に起動される時点より前に予め記憶させる。
また、制御部１５は、電流計測部４から入力される負荷電力の電流値を、予め設定された測定周期毎に読み込み、読み込んだ時刻と、この時刻に読み込んだ電流値とを対応させて記憶部１４に書き込む。また、制御部１５は、制御周期となったことを示す周期通知信号により通知される制御周期において稼働台数の演算を行う際、記憶されている中で最新の時刻を検出し、この検出した最新の時刻に対応した負荷電力の電流値を記憶部１４から読み出し、読み出した電流値を演算部１２に対して出力する。
【００２９】
タイマー１３は、稼働台数制御部５が整流器の稼働台数を制御する上記制御周期をカウントするタイマーであり、時間をカウントし、カウントしたカウント値と、予め制御周期として設定した設定値とを比較し、カウント値がこの設定値を超えた時点において、上記制御周期となったことを検出し、制御周期であることを示す周期通知信号を制御部１５へ出力するとともに、上記カウント値をリセットし、新たなカウント動作を行う。
演算部１２は、上記制御周期において制御部１５から入力される負荷電流の電流値に対応する稼働台数を、記憶部１４の稼働台数テーブルから読み出す。
【００３０】
上記稼働台数テーブルは、負荷電流の電流値と、この負荷電流のときに最も電力損失の小さい稼働台数とするために待機状態とする整流器ユニットの台数（待機台数）との対応を示す記憶部１４に設けられたテーブルである。図３はこの稼働台数テーブルの構成例を示す概念図である。この図３の稼働台数テーブルは、負荷に供給する負荷電流と、この負荷電流における最も電力損失が少なく効率の良い稼働台数とするために、待機状態とする台数である待機台数とが対応したテーブルとして、記憶部１４に記憶されている。また、図３の稼働台数テーブルは、直流電源装置の有する整流器ユニットがｎ＝８台として示してある。この図においては、待機台数を示しているが、負荷電流における最も電力損失が少なく効率の良い稼働台数を示すように形成してもよい。
【００３１】
以下に、このテーブルの作成方法を説明する。
整流器ユニット２−１〜２−ｎの各々は、図１におけるＢ点において、このＢ点の電圧をサンプリングし、このサンプリングした電圧をフィードバックし、この電圧が設定電圧となるよう、一定かつ同一電圧を目標とした定電圧制御（ＣＶ）をしている。
また、整流器ユニット２−１〜２−ｎ各々は、商用系統電力１００とＡ点との間において並列に接続され、すなわち出力が全て共通にＡ点に接続されている。このため、各整流器ユニットは、直流電源装置から出力される負荷電流を、稼働台数で除算した電流値を均等に出力することになる。
直流電源装置の出力する負荷電流ＩLを、その負荷電流ＩLを合計して供給できる最低の稼働台数以上の台数にて除算し、異なる稼働台数毎における各整流器ユニット単位の出力電流を算出する。
【００３２】
例えば、整流器ユニット１台で供給できる最大の負荷電流ＩLの場合、以下に示す式により、各整流器ユニットの出力する出力電流がＩｕｎ’として求められる。
Ｉｕｎ’＝ＩL／ｎ’、Ｉｕｎ’＝ＩL／（ｎ’−１）、…、Ｉｕｎ’＝ＩL
ここで、出力電流Ｉｕｎ’は整流器ユニットｎ’台にて運転した場合における各整流器ユニットの出力電流を示している。
【００３３】
そして、算出した各出力電流に対応した電力損失Ｐを、整流器ユニットの「負荷電流−損失電力」特性テーブル（例えば、後述する図６に示す負荷電流に対応した損失が示された表）から、上記算出した出力電流（負荷電流）に対応する電力損失を読み出す。そして、それぞれに除算した際の整流器ユニットの台数を乗算し、各台数毎の総電力損失を算出する。すなわち、出力電流がＩｕｎ’の場合、求められた電力損失Ｐｕｎ’に対してｎ’を乗算し、直流電源装置における総電力損失を計算する。そして、最も小さな総電力損失となる整流器ユニットの台数を、負荷電流ＩLの稼働台数とし、全体の整流器ユニットの台数からこの稼働台数を減算し、待機台数を求める。この処理を１台の整流器ユニットにて出力できる負荷電流ＩLから、直流電源装置に設けられている全整流器ユニットの台数で、出力できる最大の負荷電流ＩLunitまで、所定の負荷電流の範囲毎に行い、負荷電流ＩLの際に待機状態とする整流器ユニットの待機台数とを示した、図３のテーブル構成の稼働台数テーブルを作成する。
【００３４】
また、上述した処理においては、負荷電流値とこの負荷電流値に対応した待機状態とする待機台数を示す図３のテーブルの構成を示したが、負荷電流値とこの負荷電流値に対応して稼動する稼動台数とが対応して記憶された稼働台数テーブルを作成しても良い。ここで、この稼働台数テーブルは、負荷電流と、この負荷電流における総電力損失を最小とする最適な稼働台数とが示されることになる。
【００３５】
次に、図１から図３を用い、第１の実施形態による直流電源装置の動作例を説明する。
記憶部１４には、すでに図３に示す稼働台数テーブル（各負荷電流値における待機台数を示すテーブル）が読み込まれている状態にて説明する。
ａ．電流計測部４は、予め設定された測定周期毎に電流センサ３の出力する負荷電流の電流値を読み込み、稼働台数制御部５へ出力する。
制御部１５は、入力される負荷電流の電流値を、入力された時刻に対応して記憶部１４に書き込む。
ｂ．タイマー１３から制御周期を示す周期通知信号が入力されると、制御部１５は、現在の時刻に最も近い時刻に対応し、記憶部１４に記憶されている負荷電流の電流値、すなわち最新の電流値を読み出し、演算部１２へ出力する。
ｄ．演算部１２は、入力される負荷電流の電流値に対応した待機台数を記憶部１４の稼働台数テーブルから読み出し、制御部１５へ出力する。
ｅ．制御部１５は、現時点の直流電源装置において、演算部１２から入力される待機台数と同一とするため、各整流器ユニットにおける分圧回路２−１ｄの開閉器２−１ｅの開（非導通状態）閉（導通状態）制御、及び半導体スイッチ２−１ｇ２のオンオフ制御を行う。
上述したｂ．〜ｅ．の処理が各周期及び制御周期毎にて行われる。ａ．については予め設定された、制御周期より短い測定周期にて繰り返し行われる。
【００３６】
上記ｅにおいて、例えば、直流電源装置に２−１〜２−８の８台の整流器ユニットがあり、現在待機状態にある待機台数が３台（２−１〜２−３）である場合、待機台数が４台として演算部１２から入力されると、制御部１５は番号順に整流器ユニット２−４の分圧回路における開閉器２−１ｅを開とする（整流器ユニットの出力電圧を低下させる）とともに、半導体スイッチ２−１ｇ２をオフ状態とし、整流器ユニット２−１〜２−４までの４台を、ダイオードのターンオフにより負荷電流を供給しない待機状態とする。
一方、直流電源装置に２−１〜２−８の８台の整流器ユニットがあり、現在待機状態にある台数、すなわち待機台数が３台（２−１〜２−３）である場合、待機台数が２台として演算部１２から入力されると、制御部１５は停止させる場合と逆の番号順に整流器ユニット２−３の半導体スイッチ１−１ｇ２をオン状態とし、かつ分圧回路における開閉器２−１ｅを閉とし、整流器ユニット２−３を稼働状態とし、整流器ユニット２−１及び２−２までの２台を、ダイオードのターンオフにより負荷電流を供給しない待機状態とする制御を行う。
【００３７】
上述したように、本実施形態によれば、負荷設備２００に供給する負荷電流を、直流電源装置に設けられた電流ユニットの損失合計の最も小さい状態、すなわち最も電力変換効率の高い状態にて動作させることができ、無駄な電気エネルギーの消費を抑制することができる。
また、本実施形態においては、図３のテーブルにあるように、負荷電流の電流値が０の場合、稼働台数が１台において整流器ユニットの損失合計が最も小さくなる場合に含めるようにして、７台の整流器ユニットそれぞれの開閉器２−１ｅを開とし、１台の整流器ユニットの開閉器２−１ｅを閉として、最低１台の整流器ユニットを稼働状態とするように構成してある。
【００３８】
また、各整流器ユニットは、図４に示すように、接続されている負荷設備２００の負荷容量が大きいほど（インピーダンスが低いほど）、出力電圧が低下する特性を有している。ここで、図４は、各整流器ユニットの出力[％]と出力電圧との対応関係を示すグラフであり、横軸が出力であり、縦軸が出力電圧である。
例えば、直流電源装置に整流器ユニット２−１及び２−２の２台が設けられており、各整流器ユニットが出力４０％にて稼働している場合、１台の整流器ユニットで出力８０％で稼働した方が変換効率が良いため、整流器ユニット２−１の１台で動作させている状態を示している。ここで負荷率[％]とは、整流器ユニットが出力している負荷電流値の当該整流器のユニット最大出力電流値に対する割合である。
【００３９】
線Ｌ１が負荷電流を出力する整流器ユニット２−１の出力特性を示し、線Ｌ２が負荷電流の出力を停止する待機状態の整流器ユニット２−２の出力特性を示している。
このとき、運転台数制御の処理を行う制御周期の間において、急激に負荷容量が低下し、負荷電流が増大すると、現在の稼働台数（整流器ユニット２−１の１台）では負荷電流が不足し、直流電源装置の出力端子における出力電圧の電圧値が定電圧値Ｖｎ（稼働時電圧値）から低下する。
ここで、待機状態にある整流器ユニットが出力する出力電圧の待機時電圧値を、負荷設備２００が正常動作できる入力許容範囲としての下限値である電圧値Ｖ１として設定しておく。
【００４０】
これにより、例えば負荷設備２００が増設されたり、負荷設備２００の運転状態が変化して負荷電力が急激に増大することにより、負荷電流が増加した場合、稼働状態にある整流器ユニットの出力電圧の電圧値である稼働時電圧値が定電圧値Ｖｎから低下しても、電圧値Ｖ１まで低下した時点において、待機状態にある整流器ユニットのダイオードがターンオンして電流が流れ始めることにより、待機状態にあった整流器ユニットが稼働を開始し、直流電源装置における全整流ユニットが出力電圧を電圧値Ｖ１として負荷電流を分担して供給する状態となる。
この結果、負荷電力が急激に変化しても、負荷設備２００に対して動作範囲電圧の電圧値Ｖ１が直流電力源から供給されるため、負荷設備２００は、負荷電流が急激に増加する変化があったとしても停止することはなく、図５に示すように、次の制御周期において稼働台数を制御するまで、安定した動作状態を維持することができる。図５は、直流電源装置の出力電圧が急激に増加した場合の制御部１５の処理を説明する波形図であり、横軸が時間であり、縦軸が出力電圧の電圧値を示している。
【００４１】
上述した動作を行わせるため、整流器ユニットの出力電圧が電圧値Ｖ１となるように、すなわち、Ｖins＝Ｖ１・（ｒ２＋ｒ３）／（ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）となり、かつ、Ｖcon＝Ｖｎ・（ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）となるように、抵抗Ｒ１の抵抗値ｒ１、抵抗Ｒ２の抵抗値ｒ２、抵抗Ｒ３の抵抗値ｒ３を設定する必要がある。
これにより、検出電圧値は、負荷設備２００が稼働する電圧範囲に電圧値Ｖ１が含まれるよう設定される。
【００４２】
＜第２の実施形態＞  
以下、図を用いて本発明の第２の実施形態の直流電源装置の説明を行う。第２の実施形態は、図１に示す第１の実施形態と構成は同様であり、異なる点は演算部１２で行われる稼働台数の算出と、記憶部１４に記憶されている演算部１２が稼働台数の算出に用いるテーブルが異なるのみである。
以下、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。
記憶部１４に記憶されているテーブルは、図６に示すように、１台の整流器ユニットの出力電流（定格電流に対し０％〜１００％の出力電流）ＩＬＳと、この出力電流ＩＬＳを出力する際の電力損失Ｐｌｏｓｓとが対応付けられている損失テーブルである。
上記損失テーブルも、制御部１５は、外部から入力部１１を介して入力し、直流電源装置が最初に起動する前に、予め記憶部１４に書き込んで記憶させておく。この図６は、第２の実施形態において、記憶部１４に記憶される、演算部１２が稼働台数の算出に用いる損失テーブルの構成を示す概念図である。
制御部１５は、閉となっている開閉器２−１ｅの数から稼働している整流器ユニットの数を検出し、現在の整流器ユニットの稼働台数ｎｔとして演算部１２へ出力し、また同時に電流計測部４から入力される負荷電力の電流値を、電流値データの総合電流ＩＬｔとして演算部１２へ出力する。
【００４３】
・演算部１２における稼働台数の算出処理の動作例
以下、演算部１２が行う上記電流値データの総合電流ＩＬｔを用いた稼働台数の算出処理の動作例について、図７及び図８のフローチャートを用いて説明する。図７及び図８は、第２の実施形態における直流電源装置の動作例を示すフローチャートである。以下の処理において、直流電源装置に設けられている整流器ユニットの全台数がｎallとする。
演算部１２は、制御部１５から上記総合電流ＩＬｔが入力されると、制御部１５から現在の稼働台数ｎｔと、総合電流ＩＬｔとを入力し（ステップＳＴ１）、入力される総合電流ＩＬｔを稼働台数ｎｔにより除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニットの１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎを算出する（ステップＳＴ２）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩＬｔｎに対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎを、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ３）。
【００４４】
次に、演算部１２は、現在の稼動台数が１であるか否か、すなわちｎｔ＝１であるか否かの判定を行う（ステップＳＴ１３）。ここで、演算部１２は、ｎｔ＝１の場合に処理をステップＳＴ１５へ進め、一方、ｎｔ≠１の場合に処理をステップＳＴ１４へ進める。
ステップＳＴ１３における判定がｎｔ≠１の場合、演算部１２は、現在すべての整流器ユニットが稼動状態にあるか否か、すなわちｎｔ＝ｎａｌｌであるか否かの判定を行う（ステップＳＴ１４）。ここで、演算部１２は、ｎｔ＝ｎａｌｌの場合に処理をステップＳＴ１８へ進め、一方、ｎｔ≠ｎａｌｌの場合に処理をステップＳＴ４へ進める。
次に、演算部１２は、現在の稼働台数ｎｔに１を加算した、台数ｎ（＝ｎｔ＋１）により上記総合電流ＩLｔを除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニット１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎ＋１を算出する（ステップＳＴ４）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩLｔｎ＋１に対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１を、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ５）。
【００４５】
次に、演算部１２は、読み出した電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が、現在の電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいか否かの判定を行い（ステップＳＴ８）、大きい場合に処理をステップＳＴ６へ進め、一方、小さい場合に処理をステップＳＴ１０へ進める。
そして、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きい場合、演算部１２は、現在の稼働台数ｎｔから１を減算した、台数ｎ（＝ｎｔ−１）により上記総合電流ＩLｔを除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニット１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎ−１を算出する（ステップＳＴ６）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩLｔｎ−１に対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１を、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ７）。
【００４６】
次に、演算部１２は、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいか否かの判定を行い（ステップＳＴ９）、大きい場合に処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、小さい場合に処理をステップＳＴ１１へ進める。
そして、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいとき、演算部１２は、最も小さい電力損失Ｐに対応する稼働台数を、制御部１５に対して出力する（ステップＳＴ１２）。
また、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより小さいとき、演算部１２は、ｎｔ−１が１であるか否かの判定を行い（ステップＳＴ１１）、ｎｔ−１が１である場合、ｎ＝１より稼働台数を減少させられないため、処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、ｎｔ−１が１でない場合、稼動台数ｎｔをｎｔ−１に変更する処理を行った後、処理をステップＳＴ６へ進める。
また、ステップＳＴ８において、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより小さいとき、演算部１２は、ｎｔ＋１がｎallであるか否かの判定を行い（ステップＳ１０）、ｎｔ＋１がｎallである場合、ｎallを超えて稼働台数を増加させられないため、処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、ｎｔ＋１がｎallでない場合、稼動台数ｎｔをｎｔ＋１に変更する処理を行った後、処理をステップＳＴ４へ進める。
【００４７】
また、ステップＳＴ１４において、ｎｔ＝ｎａｌｌの場合、演算部１２は、現在の稼働台数ｎｔから１を減算した、台数ｎ（＝ｎｔ−１）により上記総合電流ＩLｔを除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニット１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎ−１を算出する（ステップＳＴ１８）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩLｔｎ−１に対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１を、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ１９）。
次に、演算部１２は、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいか否かの判定を行い（ステップＳＴ２０）、大きい場合に処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、小さい場合に処理をステップＳＴ２１へ進める。
そして、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより小さいとき、演算部１２は、ｎｔ−１が１であるか否かの判定を行い（ステップＳＴ２１）、ｎｔ−１が１である場合、ｎ＝１より稼働台数を減少させられないため、処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、ｎｔ−１が１でない場合、稼動台数ｎｔをｎｔ−１に変更する処理を行った後、処理をステップＳＴ１８へ進める。
【００４８】
また、ステップＳＴ１３において、現在の稼動台数ｎｔが１の場合、演算部１２は、現在の稼働台数ｎｔに１を加算した、台数ｎ（＝ｎｔ＋１）により上記総合電流ＩLｔを除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニット１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎ＋１を算出する（ステップＳＴ１５）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩLｔｎ＋１に対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１を、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ１６）。
次に、演算部１２は、読み出した電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が、現在の電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいか否かの判定を行い（ステップＳＴ１７）、大きい場合に処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、小さい場合に処理をステップＳＴ２２へ進める。
そして、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより小さいとき、演算部１２は、ｎｔ＋１がｎallであるか否かの判定を行い（ステップＳＴ２２）、ｎｔ＋１がｎallである場合、ｎallを超えて稼働台数を増加させられないため、処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、ｎｔ＋１がｎallでない場合、稼動台数ｎｔをｎｔ＋１に変更する処理を行った後、処理をステップＳＴ１５へ進める。
【００４９】
上述の処理により、ステップＳＴ１２において、演算部１２は、負荷の運転状態に対応して、最も小さい電力損失Ｐに対応する新たな稼働台数を、制御部１５に対して出力する。
例えば、演算部１２は、電力損失Ｐｌｏｓｓｎが最も小さい場合、現在の稼働台数ｎｔを、演算結果の稼働台数として制御部１５へ出力し、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が最も小さい場合、現在の稼働台数ｎｔ＋ｍ台（ｍはステップＳＴ４またはＳＴ１５を処理した回数）を、演算結果の稼働台数として制御部１５へ出力し、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が最も小さい場合、現在の稼働台数ｎｔ−ｍ台（ｍはステップＳＴ６またはＳＴ１８を処理した回数）を、演算結果の稼働台数として制御部１５へ出力する。
これにより、制御部１５は、第１の実施形態と同様に、演算部１２から入力される稼働台数となるように、整流器ユニットにおける開閉器２−１ｅの開閉制御及び半導体スイッチ２−１ｇ２のオンオフ制御を行う。すなわち、制御部１５は、可動させる整流器ユニットにおける開閉器２−１ｅを閉とするとともに、半導体スイッチ２−１ｇ２をオン状態とし、一方、非可動とする整流器ユニットにおける開閉器２−１ｅを開とするとともに、半導体スイッチ２−１ｇ２をオフ状態とする。この結果、直流電源装置は、負荷の運転状態に対応し、最も電力損失が少なくなる稼働台数だけ整流器ユニットを稼動状態とし、負荷に直流電力を供給する。
【００５０】
・演算部１２における稼働台数の算出処理の他の動作例  
次に、上記演算部１２が行う上記電流値データの総合電流ＩＬｔを用いた稼働台数の算出処理の他の動作例について、図９及び図１０のフローチャートを用いて説明する。図９及び図１０は、第２の実施形態における直流電源装置の他の動作例を示すフローチャートである。以下の処理において、図７及び図８のフローチャートにおける動作説明と同様に、直流電源装置に設けられている整流器ユニットの全台数がｎallとする。この他の動作例のフローチャートは、図９及び図１０に示すように、図７及び図８のフローチャートにおけるステップＳＴ１３とＳＴ１４とのフローにおける順番、及びステップＳＴ４、ＳＴ５、ＳＴ８とステップＳＴ６、ＳＴ７、ＳＴ９のフローにおける順番を入れ替えたものである。
【００５１】
演算部１２は、制御部１５から上記総合電流ＩＬｔが入力されると、制御部１５から現在の稼働台数ｎｔと、総合電流ＩＬｔとを入力し（ステップＳＴ１）、入力される総合電流ＩＬｔを稼働台数ｎｔにより除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニットの１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎを算出する（ステップＳＴ２）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩＬｔｎに対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎを、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ３）。
【００５２】
次に、演算部１２は、現在すべての整流器ユニットが稼動状態にあるか否か、すなわちｎｔ＝ｎａｌｌであるか否かの判定を行う（ステップＳＴ１４）。ここで、演算部１２は、ｎｔ＝ｎａｌｌの場合に処理をステップＳＴ１８へ進め、一方、ｎｔ≠ｎａｌｌの場合に処理をステップＳＴ１３へ進める。
そして、ｎｔ≠ｎａｌｌの場合、演算部１２は、現在の稼動台数が１であるか否か、すなわちｎｔ＝１であるか否かの判定を行う（ステップＳＴ１３）。ここで、演算部１２は、ｎｔ＝１の場合に処理をステップＳＴ１５へ進め、一方、ｎｔ≠１の場合に処理をステップＳＴ６へ進める。
【００５３】
次に、ステップＳＴ１３においてｎｔ≠１の場合、演算部１２は、現在の稼働台数ｎｔから１を減算した、台数ｎ（＝ｎｔ−１）により上記総合電流ＩLｔを除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニット１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎ−１を算出する（ステップＳＴ６）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩLｔｎ−１に対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１を、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ７）。
次に、演算部１２は、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいか否かの判定を行い（ステップＳＴ９）、大きい場合に処理をステップＳＴ４へ進め、一方、小さい場合に処理をステップＳＴ１１へ進める。
【００５４】
このとき、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより小さいとき、演算部１２は、ｎｔ−１が１であるか否かの判定を行い（ステップＳＴ１１）、ｎｔ−１が１である場合、ｎ＝１より稼働台数を減少させられないため、処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、ｎｔ−１が１でない場合、稼動台数ｎｔをｎｔ−１に変更する処理を行った後、処理をステップＳＴ６へ進める。
ここで、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいとき、演算部１２は、最も小さい電力損失Ｐに対応する稼働台数を、制御部１５に対して出力する（ステップＳＴ１２）。
【００５５】
そして、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいかまたは等しいとき、演算部１２は、現在の稼働台数ｎｔに１を加算した、台数ｎ（＝ｎｔ＋１）により上記総合電流ＩLｔを除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニット１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎ＋１を算出し、処理をステップＳＴ５へ進める（ステップＳＴ４）。
次に、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩLｔｎ＋１に対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１を、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ５）。
【００５６】
そして、演算部１２は、読み出した電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が、現在の電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいか否かの判定を行い（ステップＳＴ８）、大きい場合に処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、小さい場合に処理をステップＳＴ１０へ進める。
このとき、ステップＳＴ８において、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きくないとき、演算部１２は、ｎｔ＋１がｎallであるか否かの判定を行い（ステップＳ１０）、ｎｔ＋１がｎallである場合、ｎallを超えて稼働台数を増加させられないため、処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、ｎｔ＋１がｎallでない場合、稼動台数ｎｔをｎｔ＋１に変更する処理を行った後、処理をステップＳＴ４へ進める。
【００５７】
また、ステップＳＴ１３において、現在の稼動台数ｎｔが１の場合、演算部１２は、現在の稼働台数ｎｔに１を加算した、台数ｎ（＝ｎｔ＋１）により上記総合電流ＩLｔを除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニット１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎ＋１を算出する（ステップＳＴ１５）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩLｔｎ＋１に対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１を、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ１６）。
次に、演算部１２は、読み出した電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が、現在の電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいか否かの判定を行い（ステップＳＴ１７）、大きい場合に処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、小さい場合に処理をステップＳＴ２２へ進める。
そして、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きくないとき、演算部１２は、ｎｔ＋１がｎallであるか否かの判定を行い（ステップＳＴ２２）、ｎｔ＋１がｎallである場合、ｎallを超えて稼働台数を増加させられないため、処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、ｎｔ＋１がｎallでない場合、稼動台数ｎｔをｎｔ＋１に変更する処理を行った後、処理をステップＳＴ１５へ進める。
【００５８】
また、ステップＳＴ１４において、ｎｔ＝ｎａｌｌの場合、演算部１２は、現在の稼働台数ｎｔから１を減算した、台数ｎ（＝ｎｔ−１）により上記総合電流ＩLｔを除算し、予め設定した桁数処理（例えば、四捨五入など）を行い、整流器ユニット１台当たりの単位負荷電流ＩＬｔｎ−１を算出する（ステップＳＴ１８）。
そして、演算部１２は、算出した単位負荷電流ＩLｔｎ−１に対応して記憶されている電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１を、記憶部１４の損失テーブルから読み出す（ステップＳＴ１９）。
次に、演算部１２は、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより大きいか否かの判定を行い（ステップＳＴ２０）、大きい場合に処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、小さい場合に処理をステップＳＴ２１へ進める。
そして、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が電力損失Ｐｌｏｓｓｎより小さいとき、演算部１２は、ｎｔ−１が１であるか否かの判定を行い（ステップＳＴ２１）、ｎｔ−１が１である場合、ｎ＝１より稼働台数を減少させられないため、処理をステップＳＴ１２へ進め、一方、ｎｔ−１が１でない場合、稼動台数ｎｔをｎｔ−１に変更する処理を行った後、処理をステップＳＴ１８へ進める。
【００５９】
上述の処理により、図７及び図８のフローチャートと同様に、ステップＳＴ１２において、演算部１２は、負荷の運転状態に対応して、最も小さい電力損失Ｐに対応する新たな稼働台数を、制御部１５に対して出力する。
例えば、演算部１２は、電力損失Ｐｌｏｓｓｎが最も小さい場合、現在の稼働台数ｎｔを、演算結果の稼働台数として制御部１５へ出力し、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ＋１が最も小さい場合、現在の稼働台数ｎｔ＋ｍ台（ｍはステップＳＴ４またはＳＴ１５を処理した回数）を、演算結果の稼働台数として制御部１５へ出力し、電力損失Ｐｌｏｓｓｎ−１が最も小さい場合、現在の稼働台数ｎｔ−ｍ台（ｍはステップＳＴ６またはＳＴ１８を処理した回数）を、演算結果の稼働台数として制御部１５へ出力する。
これにより、制御部１５は、図７及び図８のフローチャートと同様に、直流電源装置は、負荷の運転状態に対応し、電力損失が最も小さい整流器ユニットの稼働台数を求め、この最も電力損失が少なくなる稼働台数だけ整流器ユニットを稼動状態とし、負荷に直流電力を供給する。
【００６０】
上述したように、第２の実施形態においては、各整流器ユニットの電力損失が最も小さくなるように、負荷電力に対応して稼働する整流器ユニットの稼動台数を求める際、負荷設備２００に対して稼動状態にある整流器ユニットの全負荷電流である総合電流ＩＬｉを求め、この総合電流を現在の稼動台数で除算する。そして、この除算結果として得られる１台当たりの単位負荷電流ＩＬｉｎに対応する電力損失Ｐｉｏｓａｎを、損失テーブルから読み出す。そして、整流器ユニットの稼動台数を増減させて、増減した稼動台数それぞれの電力損失Ｐｉｏｓａｎを、それぞれ比較して最も電力損失の少ない稼動台数を求め、この稼動台数の整流器ユニットを稼動状態とする制御を行う。
このため、本実施形態においては、負荷設備２００に供給する負荷電流に対応し、最も少ない電力損失の整流器ユニットの稼働台数にて直流負荷電力を供給することができ、従来に比較して電力損失を低減することができる。
【００６１】
また、図１の構成において半導体スイッチ２−１ｇ２を設けずに、ダイオード２−１ｇ１のみを設けるように構成しても良い。
この構成の場合、制御部１５は、各整流器ユニットを稼動状態あるいは待機状態とする際、整流器ユニットにおける開閉器２−１ｅの開閉制御を行い、分圧回路２−１ｄにおける接続点Ｑにおける検出電圧値を調整し、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃの出力する電圧値を制御する。
すなわち、整流器ユニットを待機状態とする場合、開閉器２−１ｅを開とすることにより、接続点Ｑの検出電圧値が稼動状態における検出電圧値より高く調整し、ＤＣ−ＤＣ部２−１ｃから出力される電圧値を稼動状態と比較して低下させ、ダイオード２−１ｇ１のターンオフにより、負荷電流の供給を停止させる。
上述した構成により、接続点Ｑの電圧値を調整することで、容易に各整流器ユニットを稼動状態あるいは待機状態とすることができる。
【００６２】
なお、図１における稼働台数制御部の機能（図７及び図８と、図９及び図１０とのフローチャートの動作）を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより稼働台数の算出処理及び整流器ユニットの稼働制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００６３】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１…直流電源装置
２−１，２−２，２−３，２−ｎ…整流器ユニット
２−１ａ…ＦＩＬ部
２−１ｂ…ＰＦＣ部
２−１ｃ…ＤＣ−ＤＣ部
２−１ｄ…分圧回路
２−１ｅ…開閉器
２−１ｆ…変換制御部
２−１ｆ１…増幅回路
２−１ｆ２…コンパレータ
２−１ｆ３…ドライブ回路
２−１ｆ４…基準電圧源
２−１ｆ５…三角波発生回路
３…電流センサ
４…電流計測部
５…稼働台数制御部
９…出力端子
１１…入力部
１２…演算部
１３…タイマー
１４…記憶部
１５…制御部
１００…商用系統電力源
２００…負荷設備
【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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【図１０】
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