(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
前記電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子が正負の電源出力線を介して負荷に接続され、
前記シリアル通信部は、送信端子と受信端子が通信端子に接続されることで、前記通信端子が通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされ、
前記制御部は、マスターモードが設定された場合に、前記電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が前記出力電圧目標値となるように調整させると共に、前記シリアル通信部により前記通信線を介して前記出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信した前記シリアル通信データ信号を前記シリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、前記シリアル通信部で受信した前記シリアル通信データ信号から得られた前記出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて前記電力変換部の出力電圧及び出力電流が前記マスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
前記制御部により自身の異常を検出した場合に、前記通信端子の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
前記シリアル通信部により受信される前記シリアル通信データ信号を監視し、前記シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、自身又は外部の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置に於いて、
前記異常検出通報部は、前記通信端子と自身の電源のグランド電位との間に接続されたスイッチ素子を備え、
前記制御部は、自身の異常を検出した場合に前記スイッチ素子をオンして前記通信端子を介して通信線を前記自己の電源のグランド電位に固定化して前記シリアル通信データ信号の伝送を停止させることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１記載の電源装置に於いて、
前記異常検出通報部は、
前記通信端子と前記グランドとの間に接続された第１のスイッチ素子と、
前記第１のスイッチ素子をオンオフ制御する第２のスイッチ素子と、
を備え、
前記制御部は、自身の異常を検出した場合に前記第２のスイッチ素子のオフにより前記第１のスイッチ素子がオン可能状態となり、自身の前記制御部が制御不能となった場合に前記第２スイッチ素子がオンできなくなることで前記第１のスイッチ素子がオン可能状態となり、前記通信端子を介して通信線を前記自己の電源のグランド電位に固定化して前記シリアル通信データ信号の伝送を停止させることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
前記電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、
前記シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、前記通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に前記通信グランド端子が前記他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して前記他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、
前記制御部は、マスターモードが設定された場合に、前記電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が前記出力電圧目標値となるように調整させると共に、前記シリアル通信部により前記通信線及び前記通信グランド線を介して前記出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信した前記シリアル通信データ信号を前記シリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、前記シリアル通信部で受信した前記シリアル通信データ信号から得られた前記出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて前記電力変換部の出力電圧及び出力電流が前記マスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
前記制御部により自身の異常を検出した場合に、前記送信端子、前記絶縁回路部及び前記通信端子を介して前記通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
前記シリアル通信部により受信される前記シリアル通信データ信号を監視し、前記シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４記載の電源装置に於いて、
前記シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、
自身の電源の所定電位と前記シリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に前記通信端子と前記通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第１のフォトカプラと、
前記通信端子と前記通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に前記自身の電源の所定電位と前記シリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第２のフォトカプラと、
を備え、
前記異常検出通報部は、前記シリアル通信部の送信端子と自身のグランドとの間に接続されたスイッチ素子を備え、
前記制御部は、自身の異常を検出した場合に前記スイッチ素子をオンして前記第１のフォトカプラの前記受光スイッチ素子をオンすることで前記通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報することを特徴とする電源装置。
【請求項６】
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
前記電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、
前記シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、前記通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に前記通信グランド端子が前記他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して前記他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、
前記制御部は、マスターモードが設定された場合に、前記電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が前記出力電圧目標値となるように調整させると共に、前記シリアル通信部により前記通信線及び前記通信グランド線を介して前記出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信した前記シリアル通信データ信号を前記シリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、前記シリアル通信部で受信した前記シリアル通信データ信号から得られた前記出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて前記電力変換部の出力電圧及び出力電流が前記マスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
前記制御部により自身の異常を検出した場合に、前記シリアル通信部の送信端子を無効化又は所定レベルに固定化することにより、前記送信端子、前記絶縁回路部及び前記通信端子を介して前記通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
前記シリアル通信部により受信される前記シリアル通信データ信号を監視し、前記シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする電源システム。
【請求項７】
請求項６記載の電源装置に於いて、
前記シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、
自身の制御用電源の所定電位と前記シリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に前記通信端子と前記通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第１のフォトカプラと、
前記通信端子と前記通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に前記自身の電源の所定電位と前記シリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第２のフォトカプラと、
を備え、
前記異常検出通報部は、前記通信端子と前記通信グランド端子との間に接続され、前記第１のフォトカプラの前記受光スイッチ素子のオンによりオフされると共に前記第１のフォトカプラの前記受光スイッチ素子のオフによりオンされるスイッチ素子を備え、
前記制御部は、自身の異常を検出した場合に前記シリアル通信部の送信端子をハイ・インピーダンス又は自身の制御用電源の所定電位に固定化させると共に、前記第１のフォトカプラの前記受光スイッチ素子のオフにより前記スイッチ素子をオンして前記通信線を所定信号レベルに固定化して前記シリアル通信データ信号の伝送を停止させ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、複数台の電源装置を並列運転もしくは直列運転する電源システムに用いる電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（アナログ電圧による制御）
従来、複数台の電源装置を並列運転もしくは直列運転で１つの電源システムとして用いる場合、それぞれの電源装置の出力電圧や出力電流をバランスさせて用いる必要がある。複数の電源装置の出力電圧や出力電流をバランスさせずに直列運転や並列運転を行うと、複数台の電源装置の中の１台の電源装置に負荷が集中してしまう。
【０００３】
例えば、定格出力電流が２０Ａの電源装置を５台並列に接続した電源システムから６０Ａを出力させる場合を考える。もし、出力電圧や出力電流をバランスさせずに用いると、１台の電源装置が２０Ａを出力し、残りの４台の電源装置がそれぞれ１０Ａを出力するといった状態になり得る。
【０００４】
この状態では、１台の電源装置に負荷が集中している状態になっており、この電源装置の寿命が他の負荷が軽い電源装置に対して著しく短くなってしまう。電源システムの中の電源装置が１台でも故障してしまうとシステム全体が正常に動作しないことになるため、複数台の電源装置をバランスさせずに用いると、電源システムの寿命が著しく短くなる問題があった。
【０００５】
この問題を解決するため、複数台の電源装置の出力電圧や出力電流をバランスさせて用いる特許文献１の電源システムが開示されている。特許文献１の電源装置はＶＢ端子とＣＢ端子を備えており、複数台の電源装置を１つの電源システムとして用いるために、それぞれのＶＢ端子とＣＢ端子を接続する。ＶＢ端子は出力電圧をバランスさせるための信号の受け渡しを行う。ＣＢ端子は出力電流をバランスさせるための信号の受け渡しを行う。これにより電源システム内の電源装置の１台に負荷が集中することがなくなるため、電源システム内の電源装置の寿命を均等化することが可能となり、電源装置としての寿命を長くすることができる。
【０００６】
しかしながら、この電源システムでは、電源装置をバランスさせるために、ＶＢ端子とＣＢ端子の２本を配線する必要があり、配線工数が大きくなる問題があった。また、ＶＢ端子とＣＢ端子はアナログ信号の電圧レベルで制御されているため、配線を引き回すと外来ノイズの影響を受けて誤動作してしまう可能性を持っていた。
【０００７】
（シリアル通信による制御）
そこで、これらの問題を解決するために、バランス制御を汎用のＵＡＲＴモジュールを用いたシリアル通信で実現する特許文献２の電源システムが開示されている。ＵＡＲＴモジュールは、汎用非同期受信・送信機（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）モジュールの略称である。特許文献２の電源システムを以下に示す。
【０００８】
ＵＡＲＴモジュールは、送信端子であるＴＸ端子と受信端子であるＲＸ端子を備えている。電源装置では、ＴＸ端子とＲＸ端子を接続した通信端子をＩＮＦ端子とし、電源装置の外部に取り出されている。
【０００９】
並列もしくは直列で運転を行う電源装置の全てのＩＮＦ端子を接続する。接続された電源装置の中の１台をマスターとして設定し、残りの全てをスレーブとして設定する。マスターに設定された電源装置（以下「マスター電源装置」という）は、ＵＡＲＴモジュールのＴＸ端子が有効になる。スレーブに設定された電源装置（以下「スレーブ電源装置」という）は、ＵＡＲＴモジュールのＲＸ端子が有効になり、ＴＸ端子はハイ・インピーダンスに保持された状態になる。
【００１０】
マスター電源装置は、自身の出力電圧目標値からその設定情報を生成する。また、出力電流検出値から出力電流目標値の設定情報を生成する。そして、出力電圧目標値の設定情報及び出力電流目標値の設定情報をシリアル通信データ信号に含めてＵＡＲＴモジュールのＴＸ端子から送信し、このシリアル通信データ信号はＩＮＦ端子から伝送線を介してスレーブ電源装置に送信される。
【００１１】
スレーブ電源装置は、シリアル通信データ信号を、ＩＮＦ端子を介してＵＡＲＴモジュールのＲＸ端子で受信する。これにより、スレーブ電源装置は、マスター電源装置から出力電圧目標値の設定値情報および出力電流目標値の設定情報を受信する。スレーブ電源装置は、受信した出力電圧目標値の設定情報に基づいて、自身の出力電圧目標値を設定する。また、受信した出力電流目標値の設定情報に基づいて、自身の出力電流目標値を設定する。
【００１２】
この動作により、スレーブ電源装置は、自身の出力電圧および出力電流がマスター電源装置と同一になるように制御され、負荷に対し並列接続された電源装置の出力電圧および出力電流がバランスする。
【００１３】
特許文献２の電源装置では、ＩＮＦ端子を１本の通信線により接続するだけで、複数の電源装置の出力電圧と出力電流をバランスさせることができ、少ない配線数で電源装置の出力電圧と出力電流をバランスさせることができる。また、シリアル通信データで出力電圧目標情報および出力電流情報の送信と受信が行われるため、配線を引き回したとしても、外来ノイズの影響を受けにくいと言う利点を持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−１４３２９２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、シリアル通信により出力電圧目標値および出力電流目標値の設定情報を送受信する特許文献２の電源システムでは、複数の電源装置の内の１台が故障した場合でも、他の電源装置は動作を続けてしまう問題があった。
【００１６】
例えば、複数台の電源装置が用いられている電源システムにおいて、１台の電源装置が故障した場合、動作を続けている他の電源装置から故障している電源装置に電流が流し込まれて、最悪の場合は、焼損事故につながる。これを防ぐためには、電源装置の異常を知らせる端子を設けて配線を行うことが考えられるが、配線数が増えてしまう問題が発生する。
【００１７】
本発明は、並列運転もしくは直列運転を行う複数の電源装置の何れかに異常が発生した場合でも、配線数を増やすことなく、正常な電源装置に異常発生を通報して安全にシステムを停止させることを可能とす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】
【００１８】
（第１発明の電源装置）
本願の第１発明は、
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子が正負の電源出力線を介して負荷に接続され、
シリアル通信部は、送信端子と受信端子が通信端子に接続されることで、通信端子が通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされ、
制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
制御部により自身の異常を検出した場合に、通信端子の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、自身又は外部の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする。
【００１９】
（第１発明の異常検出通報部１）
異常検出通報部は、通信端子と自身の電源のグランド電位との間に接続されたスイッチ素子を備え、
制御部は、自身の異常を検出した場合にスイッチ素子をオンして通信端子を介して通信線を自己の電源のグランド電位に固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させる。
【００２０】
（第１発明の異常検出通報部２）
異常検出通報部は、
通信端子とグランドとの間に接続された第１のスイッチ素子と、
第１のスイッチ素子をオンオフ制御する第２のスイッチ素子と、
を備え、
制御部は、自身の異常を検出した場合に第２のスイッチ素子のオフにより第１のスイッチ素子がオン可能状態となり、自身の制御部が制御不能となった場合に第２スイッチ素子がオンできなくなることにより第１のスイッチ素子がオン可能状態となり、通信端子を介して通信線を自己の電源のグランド電位に固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させる。
【００２１】
（第２発明の電源装置）
本願の第２発明は、
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、
シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に通信グランド端子が他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、
制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線及び通信グランド線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
制御部により自身の異常を検出した場合に、送信端子、絶縁回路部及び通信端子を介して通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする。
【００２２】
（第２発明の絶縁回路部と異常検出通報部）
シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、
自身の電源の所定電位とシリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に通信端子と通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第１のフォトカプラと、
通信端子と通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に自身の電源の所定電位とシリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第２のフォトカプラと、
を備え、
異常検出通報部は、シリアル通信部の送信端子と自身のグランドとの間に接続されたスイッチ素子を備え、
制御部は、自身の異常を検出した場合にスイッチ素子をオンして第１のフォトカプラの受光スイッチ素子をオンすることで通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する。
【００２３】
（第３発明の電源装置）
本願の第３発明は、
電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、
電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、
シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に通信グランド端子が他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、
制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線及び通信グランド線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、
制御部により自身の異常を検出した場合に、シリアル通信部の送信端子を無効化又は所定レベルに固定化することにより、送信端子、絶縁回路部及び通信端子を介して通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、
シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、
が設けられたことを特徴とする。
【００２４】
（第３発明の絶縁回路部と異常検出通報部）
シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、
自身の制御用電源の所定電位とシリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に通信端子と通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第１のフォトカプラと、
通信端子と通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に自身の電源の所定電位とシリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第２のフォトカプラと、
を備え、
異常検出通報部は、通信端子と通信グランド端子との間に接続され、第１のフォトカプラの受光スイッチ素子のオンによりオフされると共に第１のフォトカプラの受光スイッチ素子のオフによりオンされるスイッチ素子を備え、
制御部は、自身の異常を検出した場合にシリアル通信部の送信端子をハイ・インピーダンス又は自身の制御用電源の所定電位に固定化させると共に、第１のフォトカプラの受光スイッチ素子のオフによりスイッチ素子をオンして通信線を所定信号レベルに固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させる。
【発明の効果】
【００２５】
第１発明は、電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子が正負の電源出力線を介して負荷に接続され、シリアル通信部は、送信端子と受信端子が通信端子に接続されることで、通信端子が通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされ、制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信した前記シリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、制御部により自身の異常を検出した場合に、通信端子の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、自身又は外部の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部とが設けられたため、並列運転を行う複数の電源装置の何れかに異常が発生した場合でも、電源装置の異常を知らせる端子や配線を設けなくても、シリアル通信部とその配線を利用して、複数の電源装置内の一台の電源装置の異常を全ての電源装置が判別して動作停止等の異常対応ができるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
【００２６】
（第１発明の異常検出通報部１による効果）
また、異常検出通報部は、通信端子と自身の電源のグランド電位との間に接続されたスイッチ素子を備え、制御部は、自身の異常を検出した場合にスイッチ素子をオンして通信端子を介して通信線を自己の電源のグランド電位に固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させるようにしたため、異常を検出した場合に異常検出通報部のスイッチ素子をオンさせるという簡単な構成により、複数の電源装置内の１台の電源装置の異常を全ての電源装置が判定して動作停止等の異常対応ができる。
【００２７】
（第１発明の異常検出通報部２による効果）
また、異常検出通報部は、通信端子とグランドとの間に接続された第１のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子をオンオフ制御する第２のスイッチ素子と、を備え、制御部は、自身の異常を検出した場合に第２のスイッチ素子のオフにより第１のスイッチ素子がオン可能状態となり、自身の制御部が制御不能となった場合に第２スイッチ素子がオンできなくなることにより第１のスイッチ素子がオン可能状態となり、通信端子を介して通信線を自己の電源のグランド電位に固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させるようにしたため、電源装置の制御部に対する制御用電源が消失もしくは故障する等して制御不能となる異常が発生した場合においても、異常検出通報部を動作させることが可能となり、複数の電源装置内の１台の電源装置の異常を全ての電源装置が判別して動作停止等の異常対応を行うことで、さらに安全な電源システムを作ることができる。
【００２８】
（第２発明の電源装置による効果）
第２発明は、電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に通信グランド端子が他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線及び通信グランド線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、制御部により自身の異常を検出した場合に、送信端子、絶縁回路部及び通信端子を介して通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部とが設けられたため、第１発明の電源装置では、シリアル通信データ信号の通信に使用する通信グランド線として、負の電源出力線を兼用していることから、通信端子及び通信グランド端子が絶縁されておらず、複数の電源装置を直列運転する場合に、各通信端子を通信線で相互に接続することができなかったが、第２発明では、シリアル通信部の送信端子と受信端子が絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、負荷に直列接続する正負の電源出力端子から絶縁され、複数の電源装置を直列運転する場合に、各電源装置の通信端子と通信グランド端子を通信線と通信グランド線により相互に接続することができ、複数の電源装置により並列運転する電源システムに加え、複数の電源装置により直列運転する電源システムを構築することが可能となる。
【００２９】
また、電源装置の異常を知らせる端子や配線を設けなくても、絶縁された通信端子と通信グランド端子を相互に接続する通信線と通信グランド線をそのまま利用して、複数の電源装置内の１台の電源装置の異常を全ての電源装置が判別して動作停止等の異常対応ができるようになり、複数の電源装置により並列運転又は直列運転を行う場合に、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
【００３０】
（第２発明の絶縁回路部と異常検出通報部による効果）
また、シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、自身の電源の所定電位とシリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に通信端子と通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第１のフォトカプラと、通信端子と通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に自身の電源の所定電位とシリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第２のフォトカプラと、を備え、異常検出通報部は、シリアル通信部の送信端子と自身のグランドとの間に接続されたスイッチ素子を備え、制御部は、自身の異常を検出した場合にスイッチ素子をオンして第１のフォトカプラの受光スイッチ素子をオンすることで通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報することで、通信線と通信グランド線を電源装置から確実に絶縁分離し、複数の電源装置により並列運転する電源システムに加え、直列運転する電源システムを構築することが可能となる。
【００３１】
また、異常を検出した場合に、異常検出通報部のスイッチ素子をオンさせるという簡単な構成により、複数の電源装置内の１台の電源装置の異常を全ての電源装置が検出して動作停止等の異常対応ができる。
【００３２】
（第３発明の電源装置による効果）
本願の第３発明は、電力変換部、制御部及びシリアル通信部を備え、電力変換部は、正負の電源入力端子に入力電源が接続されると共に正負の電源出力端子に負荷が接続され、シリアル通信部の送信端子と受信端子は、絶縁回路部を介して通信端子と通信グランド端子に接続されることで、通信端子が他の電源の所定電位にプルアップされた通信線を介して他の電源装置の通信端子に相互に接続可能とされると共に通信グランド端子が他の電源のグランド電位にプルダウンされた通信グランド線を介して他の電源装置の通信グランド端子に相互に接続可能とされ、制御部は、マスターモードが設定された場合に、電力変換部に出力電圧目標値を設定して出力電圧が出力電圧目標値となるように調整させると共に、シリアル通信部により通信線及び通信グランド線を介して出力電圧目標値の設定情報及び出力電流検出値に基づく出力電流目標値の設定情報の何れか一方もしくは両方を含むシリアル通信データ信号を逐次送信すると同時に自身が送信したシリアル通信データ信号をシリアル通信部によって受信し、スレーブモードが設定された場合に、シリアル通信部で受信したシリアル通信データ信号から得られた出力電圧目標値及び出力電流検出値の設定情報に基づいて電力変換部の出力電圧及び出力電流がマスターモードに設定された他の電源装置の出力電圧及び出力電流に一致するように調整させる電源装置に於いて、制御部により自身の異常を検出した場合に、シリアル通信部の送信端子を無効化又は所定レベルに固定化することにより、送信端子、絶縁回路部及び通信端子を介して通信線の信号状態を所定レベルに固定化して異常発生を通報する異常検出通報部と、シリアル通信部により受信されるシリアル通信データ信号を監視し、シリアル通信データ信号の所定の時間以上の受信停止を検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部と、が設けられたため、第２発明と同様に、通信端子および通信グランド端子が絶縁されていることで直列運転が可能になる特徴に加えて、電源装置の制御部に対する制御用電源が消失するもしくは故障する等して制御不能となる異常が発生した場合においても、異常検出通報部を動作させることが可能となり、複数の電源装置内の１台の電源装置の異常を全ての電源装置が判別して動作停止等の異常対応を行うことで、複数の電源装置で並列運転又は直列運転を行う場合に、更に安全な電源システムを構築することができる。
【００３３】
（第３発明の絶縁回路部と異常検出通報部による効果）
また、シリアル通信部の送信端子と受信端子に接続された絶縁回路部は、自身の制御用電源の所定電位とシリアル通信部の送信端子の間に発光素子を接続すると共に通信端子と通信グランド端子の間に受光スイッチ素子を接続した第１のフォトカプラと、通信端子と通信グランド端子の間に発光素子を接続すると共に自身の電源の所定電位とシリアル通信部の受信端子との間に受光スイッチ素子を接続した第２のフォトカプラと、を備え、異常検出通報部は、通信端子と通信グランド端子との間に接続され、第１のフォトカプラの受光スイッチ素子のオンによりオフされると共に第１のフォトカプラの受光スイッチ素子のオフによりオンされるスイッチ素子を備え、制御部は、自身の異常を検出した場合にシリアル通信部の送信端子をハイ・インピーダンス又は自身の制御用電源の所定電位に固定化させると共に、第１のフォトカプラの受光スイッチ素子のオフによりスイッチ素子をオンして通信線を所定信号レベルに固定化してシリアル通信データ信号の伝送を停止させるようにしたため、絶縁回路部としてフォトカプラを用いることで、通信線と通信グランド線を電源装置から確実に絶縁分離し、複数の電源装置により並列運転する電源システムに加え、複数の電源装置により直列運転する電源システムを構成することが可能となる。
【００３４】
また、異常を検出した場合のみならず、電源装置の制御部に対する制御用電源が消失もしくは故障する等して制御不能となる異常が発生した場合においても、送信端子のグランド電位（Ｌレベルの電位）への落ち込みに対し、絶縁回路部を介してスイッチ素子をオンさせるという簡単な構成により、複数の電源装置内の１台の電源装置の異常を全ての電源装置が検出して動作停止等の異常対応ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１発明による電源システムの第１実施形態を示した回路ブロック図
【図２】図１の電源装置に設けたＵＡＲＴモジュールの機能構成の概略を示したブロック図
【図３】図１の第１発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による並列運転の接続構成を示したブロック図
【図４】第１発明による電源システムの第２実施形態を示した回路ブロック図
【図５】並列運転を行う第２発明による電源システムの実施形態を示したブロック図
【図６】図５の第２発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による並列運転の接続構成を示したブロック図
【図７】直列運転を行う第２発明による電源システムの実施形態を示したブロック図
【図８】図７の第２発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による直列運転の接続構成を示したブロック図
【図９】第３発明による電源システムの実施形態を示した回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［第１発明による電源装置の第１実施形態］
図１は本願第１発明による電源装置を用いた電源システムの第１実施形態を示した回路ブロック図、図２は図１の電源装置に設けたＵＡＲＴモジュールの機能構成の概略を示したブロック図、図３は図１の第１発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による並列運転の接続構成を示したブロック図である。
【００３７】
（電源システム構成の概要）
図１に示すように、本実施形態の電源システムは、本願第１発明による電源装置をマスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２となるように設定を行った２台の電源装置で構成し、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の正負の電源入力端子である＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に入力電源１８が並列に接続され、また、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の正負の電源出力端子である＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子が正負の電源出力線を介して負荷２０に並列に接続され、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の並列運転により負荷２０に電源を供給している。
【００３８】
ここで、図１にあっては、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の２台で電源システムを構成しているが、図３に示すように、マスター電源装置１０と複数台のスレーブ電源装置１２で電源システムを構成して並列運転を行っても良い。
【００３９】
並列運転を行う場合、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の各出力電圧Ｖｏは同じとなり、各出力電流Ｉｏは、負荷２０に流す定格電流Ｉratedを電源装置の台数ｎで割った（Ｉrated／ｎ）となる。
【００４０】
図１に示すマスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２は、電源装置としての構成は同じであり、マスターモードを設定した場合にマスター電源装置１０として機能し、スレーブモードを設定した場合にスレーブ電源装置１２として機能する点で相違している。以下の説明では、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２を区別する必要がないときは、電源装置１０及び電源装置１２として説明する場合がある。
【００４１】
（電源装置の構成）
図１に示す電源装置１０及び電源装置１２は、電力変換部１４およびこれを制御する制御回路部であるデジタルプロセッサ１６を備える。電源装置１０は、外部の入力電源１８から＋Ｖｉｎ端子および−Ｖｉｎ端子に入力電圧が入力され、＋Ｖｏ端子および−Ｖｏ端子から外部の負荷２０に出力電圧を供給する。
【００４２】
電力変換部１４は、電源装置１０及び電源装置１２に入力された入力電圧を所定の電圧に変換することで出力電圧を生成し、負荷２０に供給する。電源装置１０及び電源装置１２の出力電圧は、デジタルプロセッサ１６からの出力電圧目標値Ｖｒに基づいて決定される。また、電力変換部１４が外部に供給している出力電圧および出力電流は、出力電圧検出値Ｖｏおよび出力電流検出値Ｉｏとしてデジタルプロセッサ１６が取得している。出力電流検出値Ｉｏは電流検出器３５で検出される。電流検出器３５は、例えば、電流検出抵抗やカレントトランス等の電流電圧変換を行う素子で構成され、電源装置１０及び電源装置１２の出力電流を直接検出するものでも良いし、電力変換部１４内に流れる電流から出力電流に比例する電流を検出するものでも良い。
【００４３】
電力変換部１４は、絶縁型シングルエンディッドフォワードコンバータ、絶縁型ブリッジコンバータ、降圧チョッパー、昇圧チョッパー等のスイッチングレギュレータ回路やシリーズレギュレータ回路が用いられる。
【００４４】
デジタルプロセッサ１６は、内部に、ＣＰＵ部２２、シリアル通信部として機能するＵＡＲＴモジュール２４、および、異常検出通報部２６を備えている。ＣＰＵ部２２にはプログラムの実行により実現される機能として、制御部２８と異常対応処理部３０が設けられている。
【００４５】
また、ＣＰＵ部２２、ＵＡＲＴモジュール２４、および、異常検出通報部２６は、一部もしくはすべてを独立した回路として構成しても良い。また、図示されていないが、ＣＰＵ部２２が動作するためのプログラムが記録されたメモリおよび電力変換部１４や外部との信号を入出力するためのＩ／Ｏインターフェース、ＡＤコンバータ等も備えている。
【００４６】
ＵＡＲＴモジュール２４は、シリアル通信を行うモジュールであり、シリアル通信データ信号を送信する送信端子であるＴＸ端子、シリアル通信データ信号を受信する受信端子であるＲＸ端子を備える。ＴＸ端子とＲＸ端子はＵＡＲＴモジュール２４の外部で接続され、電源装置１０及び電源装置１２の通信端子であるＩＮＦ端子に接続される。
【００４７】
ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子は、Ｈレベル（制御用電源のプラス側電位Ｖｃｃの電圧レベル）およびＬレベル（制御用電源のグランド側の電圧レベル）の信号の組み合わせで構成されるシリアル通信データ信号を送信する。
【００４８】
なお、図示されていないが、ＴＸ端子は必要に応じて、プルアップ抵抗が接続される。また、必要に応じて電流を制限するための抵抗やノイズを除去するためのコンデンサを接続しても良い。
【００４９】
電源装置１０のＩＮＦ端子は、通信線３４を介して他の電源装置１２のＩＮＦ端子に接続される。また、ＵＡＲＴモジュール２４のグランドは、電力変換部１４の−Ｖｏ端子に対するグランドに接続されている。これにより、負荷２０に対し並列接続している−Ｖｏ端子に外部接続した負の電源出力線は、電源装置１０及び電源装置１２に設けたＵＡＲＴモジュール２４のグランドを相互に接続する通信グランド線を兼用している。このため、電源装置１０及び電源装置１２のシリアル通信の配線は、通常２本必要とするが、本実施形態では、ＩＮＦ端子を相互に接続する通信線３４の１本だけで良い。
【００５０】
ＵＡＲＴモジュール２４は、ＣＰＵ部２２からの指示で、シリアル通信データ信号を送信する機能および受信したシリアル通信データ信号をＣＰＵ部２２に引き渡す機能を備える。
【００５１】
図２はＵＡＲＴモジュール２４の機能構成の概略であり、送信変換部４０、送信アンプ４２、受信アンプ４４及び受信変換部４６を備える。送信変換部４０はＣＰＵ部２２から例えば８ｂｉｔの通信情報が入力され、通信情報に、スタートビット、パリティビット、ストップビット等を付加した通信フレームを生成し、通信フレームを、シフトレジスタを用いることでシリアル通信データに変換し、送信アンプ４２からＨレベルとＬレベルでなるシリアル通信データ信号としてＴＸ端子を介して出力する。
【００５２】
シリアル通信データ信号の通信情報は、出力電圧目標値Ｖｒの設定情報又は出力電流検出値Ｉｏに基づく出力電流目標値Ｉｒの設定情報と、通信情報の種類を識別する識別情報が含まれる構成としている。また、送信アンプ４２の送信動作を停止して無効化することが可能な構成となっており、無効化した状態では、ＴＸ端子はハイ・インピーダンスの出力状態となる。ＣＰＵ部２２の指示による出力電圧目標値Ｖｒの設定情報又は出力電流目標値Ｉｒの設定情報を含むシリアル通信データ信号の送信は、所定の送信周期で逐次行われる。
【００５３】
受信アンプ４４は、ＲＸ端子を介してシリアル通信データ信号を受信して受信変換部４６に出力する。受信変換部４６は、シリアル通信データ信号をシフトレジスタに格納することで、シリアル通信データ信号から通信フレームを復元し、通信フレームから通信情報取り出してＣＰＵ部２２に転送する。
【００５４】
再び図１を参照するに、電源装置１０及び電源装置１２の異常検出通報部２６は、スイッチ素子３２を備え、ＣＰＵ部２２からの指示によりスイッチ素子３２が動作される。スイッチ素子３２はＴＸ端子とＲＸ端子を接続したＩＮＦ端子とグランドとの間に接続され、ＣＰＵ部２２に設けた制御部２８の指示でオン、オフされる。
【００５５】
電源装置１２が正常な場合、制御部２８の指示でスイッチ素子３２はオフされており、ＩＮＦ端子をグランドから切り離すことで、ＵＡＲＴモジュール２４からのシリアル通信データ信号の外部に対する送受を可能としている。これに対し制御部２８で電源装置１２の異常が検出された場合はスイッチ素子３２がオンされ、ＩＮＦ端子をグランドに接続し、ＩＮＦ端子に外部から接続している通信線３４をグランドレベル、即ちＬレベルに引き込んで固定化し、これによりＩＮＦ端子を経由したシリアル通信ができない状態として、シリアル通信データ信号の通信を強制的に停止させ、これによって電源装置１２に異常が発生したことを他の電源装置に通報可能とする。
【００５６】
なお、図１の電源装置１０及び電源装置１２では、異常検出通報部２６に設けたスイッチ素子３２の制御にデジタルプロセッサ１６内のＣＰＵ部２２に備えられたＩ／Ｏインターフェースを使用しているが、デジタルプロセッサ１６の外部にスイッチ素子３２を設けて、異常検出通報部２６としても良い。
【００５７】
異常検出通報部２６に対応してＣＰＵ部２２には異常対応処理部３０の機能が設けられる。異常対応処理部３０は、ＵＡＲＴモジュール２４により受信されるシリアル通信データ信号を監視しており、シリアル通信データ信号の受信が所定の時間以上停止したことを検出した場合に、他の電源装置の異常と判定して電源装置の動作を停止させる等の所定の異常対応処理を実行する。
【００５８】
なお、以上説明した電源装置１０および電源装置１２は同一の構成及び機能を備え、下記のように設定を行うことでマスター電源装置１０となるかスレーブ電源装置１２となるかが決定される。
【００５９】
（マスター電源装置とスレーブ電源装置）
電源装置１０及び電源装置１２には、マスターとして動作するかスレーブとして動作するかを外部から指示するための端子であるＭ／Ｓ端子を備えている。マスター電源装置１０はＭ／Ｓ端子に対する外部指示によりマスターモードが設定された電源装置であり、また、スレーブ電源装置１２は、Ｍ／Ｓ端子に対する外部指示によりスレーブモードが設定された電源装置である。
【００６０】
また、Ｍ／Ｓ端子を用いないで、図示されていないデジタルプロセッサ１６のメモリ部に、マスターとして動作するかスレーブとして動作するかの情報をあらかじめ書き込んでおいて動作させることもできる。
【００６１】
本発明の電源システム内では、１台の電源装置をマスター電源装置１０に設定し、他の電源装置をスレーブ電源装置１２に設定する。
【００６２】
（マスター電源装置に固有な構成）
マスター電源装置１０の制御部２８は、自身の電力変換部１４に予め設定された出力電圧目標値Ｖｒを設定して、出力電圧が出力電圧目標値Ｖｒとなるようにスイッチングのオンデューティーを調整させる。
【００６３】
また、マスター電源装置１０の制御部２８は、出力電流目標値Ｖｒの設定情報および電流検出器３５で検出している自身の出力電流検出値Ｉｏに基づく出力電流目標値Ｉｒの設定情報をＵＡＲＴモジュール２４に通信情報として転送し、これを含むシリアル通信データ信号を生成してＴＸ端子からＩＮＦ端子を経由して外部のスレーブ電源装置１２に送信させる。
【００６４】
マスター電源装置１０のＵＡＲＴモジュール２４は、ＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信すると同時に、自身が送信するシリアル通信データ信号をＲＸ端子から受信する。
【００６５】
マスター電源装置１０からスレーブ電源装置１２に送信されるシリアル通信データ信号は、出力電圧目標値Ｖｒの設定情報と出力電流目標値Ｉｒの設定情報の何れか一方、もしくは、両方でも良いし、その他の情報を合わせて出力するものでも良い。この際、並列運転を行う電源システムにおいては、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の出力電流をバランスさせる動作を行うために、出力電流目標値Ｉｒの設定情報が送信されていることが望ましい。
【００６６】
マスター電源装置１０では、自身がＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号は、自身のＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子で受信されるように構成されており、ＣＰＵ部２２に設けた異常対応処理部３０で、自身がＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号と自身がＲＸ端子から受信したシリアル通信データ信号が一致していることを監視している。そして、自身がＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号が自身のＲＸ端子によって所定の時間以上受信できなかったことを検出した場合に、スレーブ電源装置１２の異常と判定して動作を停止させる等の所定の異常対応処理を行う。
【００６７】
マスター電源装置１０は自身の異常を検出した場合、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信する動作を停止する。この動作により、スレーブ電源装置１２は、マスター電源装置１０の異常を検出することが可能となる。
【００６８】
（スレーブ電源装置に固有な構成）
スレーブ電源装置１２は、スレーブモードに設定されると、ＵＡＲＴモジュール２４の送信機能が停止され、ＴＸ端子がハイ・インピーダンスに保持されるように動作する。従って、スレーブ電源装置１２のＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子は、ＩＮＦ端子で送受信されるシリアル通信データ信号に影響を及ぼすことが無い。スレーブ電源装置１２では、マスター電源装置１０から送信されたシリアル通信データ信号をＩＮＦ端子を介してＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子で受信する。
【００６９】
スレーブ電源装置１２の制御部２８は、ＵＡＲＴモジュール２４で受信したシリアル通信データ信号から得られたマスター電源装置１０の出力電圧目標値Ｖｒを自身の出力電圧目標値として設定し、自身の出力電圧がマスター電源装置１０の出力電圧と同じになるように制御を行う。
【００７０】
また、スレーブ電源装置１２の制御部２８は、ＵＡＲＴモジュール２４で受信したシリアル通信データ信号から得られたマスター電源装置１０の出力電流検出値Ｉｏに対応した出力電流目標値Ｉｒに基づいて、自身の出力電流がマスター電源装置１０の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。具体的には、スレーブ電源装置１２が自身の出力電流検出値Ｉｏとマスターから引き渡された出力電流目標値Ｉｒを比較し、自身の出力電流が大きければ、自身の出力電圧を低下させ、自身の出力電流が小さければ、自身の出力電圧を上昇させる制御を行う。
【００７１】
スレーブ電源装置１２のＵＡＲＴモジュール２４は、マスター電源装置１０から送信されたシリアル通信データ信号をＩＮＦ端子を介してＲＸ端子から受信する。ＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子から受信されたマスター電源装置１０が送信したシリアル通信データ信号は、ＣＰＵ部２２に設けた異常対応処理部３０で監視されており、異常対応処理部３０はシリアル通信データ信号がＲＸ端子で所定の時間以上受信できなかったときは、異常と判定して動作を停止させる等の所定の異常対応処理を行う。
【００７２】
［電源システムの動作］
次に図１の並列運転を行う電源システムの動作を正常運転時と異常発生時に分けて説明すると次のようになる。
【００７３】
（正常運転の場合の動作）
図１に示すように、マスター電源装置１０は、自身に設定している出力電圧目標値Ｖｒの設定情報および自身で検出している出力電流検出値Ｉｏに基づく出力電流目標値Ｉｒの設定情報を、シリアル通信データ信号によりＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からＩＮＦ端子を経由して外部に逐次送信する。マスター電源装置１０から送信されるシリアル通信データ信号は、出力電圧目標値Ｖｒの設定情報と出力電流目標値Ｉｒの設定情報の何れか一方、もしくは、両方でも良いし、その他の情報を合わせて出力するものでも良い。
【００７４】
スレーブ電源装置１２は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子が無効化され、ハイ・インピーダンスで保持されており、ＩＮＦ端子を介して入力されたシリアル通信データ信号をＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子で受信する。
【００７５】
スレーブ電源装置１２のＣＰＵ部２２の制御部２８は、ＵＡＲＴモジュール２４からマスター電源装置１０が送信した出力電圧目標値Ｖｒの設定情報を受け取ると、マスター電源装置１０の出力電圧目標値Ｖｒを自身の出力電圧目標値として設定し、自身の出力電圧がマスター電源装置１０の出力電圧と同じになるように制御を行う。また、ＣＰＵ部２２の制御部２８は、出力電流目標値Ｉｒの設定情報を受け取ると、自身の出力電流がマスター電源装置１０の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。
【００７６】
（スレーブ電源装置に異常が発生した場合の動作）
スレーブ電源装置１２に異常が発生した場合、スレーブ電源装置１２の異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオンするように制御が行われる。これにより、スレーブ電源装置１２のＩＮＦ端子は、Ｌレベルに保持された状態となる。スレーブ電源装置１２のＩＮＦ端子がＬレベルに保持されると、通信線３４で接続されているマスター電源装置１０のＩＮＦ端子もＬレベルに保持されることになる。
【００７７】
マスター電源装置１０は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信する際に、自身が送信したシリアル通信データ信号をＲＸ端子で受信しており、マスター電源装置１０のＩＮＦ端子がＬレベルに保持されると、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がシリアル通信データ信号を送信していても、ＲＸ端子でシリアル通信データ信号を受信できない状態となる。
【００７８】
マスター電源装置１０の異常対応処理部３０は、自身で送信したシリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【００７９】
（複数のスレーブ電源装置の何れかに異常が発生した場合の動作）
図３に示すように、マスター電源装置１０と２台以上のスレーブ電源装置１２により並列運転が行われている場合において、１台のスレーブ電源装置１２に異常が発生した場合、異常が発生したスレーブ電源装置１２の異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオンされ、ＩＮＦ端子がＬレベルに保持され、正常に動作しているマスター電源装置１０及び他のスレーブ電源装置１２のＩＮＦ端子もＬレベルに保持された状態となる。
【００８０】
これにより正常に動作しているマスター電源装置１０及び他のスレーブ電源装置１２の異常対応処理部３０は、マスター電源装置１０が逐次送信しているシリアル通信データ信号を受信できなくなり、シリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、マスター電源装置１０又は他のスレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【００８１】
（マスター電源装置に異常が発生した場合の動作）
マスター電源装置１０に異常が発生した場合、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信する動作を停止することで、ＴＸ端子からＩＮＦ端子を経由してスレーブ電源装置１２に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させるか、もしくは、マスター電源装置１０に設けた異常検出通報部２６のスイッチ素子３２をオンさせることで、ＩＮＦ端子がＬレベルに保持され、ＴＸ端子からＩＮＦ端子を経由してスレーブ電源装置１２に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させる。
【００８２】
これにより正常に動作しているスレーブ電源装置１２の異常対応処理部３０は、シリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことになり、マスター電源装置１０に異常が発生したことを検出し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
【００８３】
（第１発明の第１実施形態によるメリット）
本実施形態によれば、マスター電源装置１０と１又は複数のスレーブ電源装置１２で構成された電源システムで、新たに異常を知らせる端子や配線を設けなくとも、システム内の１台の電源装置で発生した異常を他の全ての電源装置に通報して判定させて電源システムを停止させることができるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
【００８４】
［第１発明による電源システムの第２実施形態］
図４は第１発明による電源システムの第２実施形態を示した回路ブロック図であり、本実施形態は、電源装置における制御用電源の停止等で制御不能となった場合にも、他の電源装置に異常を通報して対応可能としたことを特徴とする。
【００８５】
（システム構成の概要）
図４に示すように、本実施形態の電源システムは、図１の第１実施形態と同様に、例えばマスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の２台で構成し、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の正負の電源入力端子である＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に入力電源１８が並列に接続され、また、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の正負の電源出力端子である＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子が正負の電源出力線を介して負荷２０に並列に接続され、並列運転により負荷２０に電源を供給している。
【００８６】
また、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２のシリアル通信に使用するＩＮＦ端子は通信線３４により相互に接続されている。更に、シリアル通信に使用する通信グランド線は、負荷２０に対し並列接続している−Ｖｏ端子に外部接続した負の電源出力線で兼用している。
【００８７】
（電源装置の構成）
図４に示すように、本実施形態の電源装置１０及び電源装置１２は、図１に示した第１実施形態の電源装置１０及び電源装置１２に対して、異常検出通報部２６の構成が異なり、それ以外は同じになることから、同一符号を付して、その説明は省略する。
【００８８】
図４に示す異常検出通報部２６は、スイッチ素子３２、ＰＮＰトランジスタ３６及び抵抗３８から構成される。ＰＮＰトランジスタ３６は、同様の働きをする素子であれば良く、Ｐ−チャネルのＭＯＳ―ＦＥＴ等を使用しても良い。
【００８９】
スイッチ素子３２の一端はＰＮＰトランジスタ３６のベースに接続され、スイッチ素子３２の他端は、制御用電源のプラス側電位Ｖｃｃに接続される。スイッチ素子３２は、ＣＰＵ部２２からの指示により動作させることができる。
【００９０】
ＰＮＰトランジスタ３６は、コレクタがグランドに接続され、エミッタがＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子とＴＸ端子を接続してＩＮＦ端子に至るラインに接続され、更に、ベースとグランド間に抵抗３８が接続されている。
【００９１】
図１の第１実施形態では、異常検出通報部２６のスイッチ素子３２は、電源装置１０及び電源装置１２に異常が発生した場合にオンするように制御されていたが、本実施例の電源装置１０及び電源装置１２では、正常に動作している場合、ＣＰＵ部２２に設けた制御部２８により、スイッチ素子３２をオンさせ、異常を検出した場合にスイッチ素子３２をオフさせるように制御を行う。
【００９２】
異常検出によりスイッチ素子３２がオフされた状態においては、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からのシリアル通信データ信号の送信により、ＩＮＦ端子がＬレベルからＨレベルになろうとすると、抵抗３８を介してＰＮＰトランジスタ３６のエミッタ、ベース、抵抗３８及びグランドの経路で電流が流れて、ＰＮＰトランジスタ３６がオンする動作となり、ＩＮＦ端子がＬレベルに保持される。
【００９３】
従って、異常を検出した状態では、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号の送信を行っても、ＩＮＦ端子はＬレベルのまま保持されることになり、シリアル通信データ信号は伝送されず、ＲＸ端子は、シリアル通信データ信号を受信することができない。
【００９４】
電源装置１０及び電源装置１２が正常に動作している場合、スイッチ素子３２はオンされており、ＰＮＰトランジスタ３６のベースがＨレベルとなるため、ＩＮＦ端子がＨレベルとなっても、ＰＮＰトランジスタ３６のエミッタからベースに電流が流れることができなくなり、ＰＮＰトランジスタ３６がオフに保持される。
【００９５】
従って、電源装置１０及び電源装置１２が正常に動作している状態で、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号の送信を行うと、ＰＮＰトランジスタ３６はオフに保持されているため、ＩＮＦ端子を経由したシリアル通信データ信号の送受信が可能となり、ＲＸ端子がシリアル通信データ信号を受信することができる。
【００９６】
［電源システムの動作］
次に図４の並列運転を行う電源システムの動作を正常運転時と異常発生時に分けて説明すると次のようになる。
【００９７】
（正常運転の場合の動作）
図４に示すマスター電源装置１０は、図１の第１実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Ｖｒの設定情報や出力電流検出値Ｉｏに基づく出力電流Ｉｒの設定情報を含むシリアル通信データ信号を、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からＩＮＦ端子を経由して外部に送信する。このとき、マスター電源装置１０に設けた異常検出通報部２６のスイッチ素子３２が正常状態でオンしているため、ＴＸ端子からＩＮＦ端子を経由してシリアル通信データ信号を外部のスレーブ電源装置１２に送信することができる。
【００９８】
スレーブ電源装置１２は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子が無効化され、ハイ・インピーダンスで保持されており、ＩＮＦ端子を介して入力されてきたシリアル通信データ信号をＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子で受信する。正常状態ではスレーブ電源装置１２でも異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオン状態であるため、ＰＮＰトランジスタ３６はオフに保持されており、ＲＸ端子からシリアル通信データ信号を受信することができる。
【００９９】
スレーブ電源装置１２のＣＰＵ部２２の制御部２８は、図１の第１実施形態と同様に、ＵＡＲＴモジュール２４からマスター電源装置１０が送信した出力電圧目標値Ｖｒの設定情報と出力電流目標値Ｉｒの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置１０の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置１０の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。
【０１００】
（スレーブ電源装置に異常が発生した場合の動作）
スレーブ電源装置１２に異常が発生した場合、異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオフするように制御が行われ、ＰＮＰトランジスタ３６はオン可能状態となり、ＴＸ端子からのシリアル通信データ信号の送信でＩＮＦ端子がＨレベルに変化しようとすると、ＰＮＰトランジスタ３６がオン状態となってＩＮＦ端子がＬレベルに保持された状態となる。スレーブ電源装置１２のＩＮＦ端子がＬレベルに保持されると、マスター電源装置１０のＩＮＦ端子もＬレベルに保持されることになる。
【０１０１】
マスター電源装置１０は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信する際に、自身が送信したシリアル通信データ信号をＲＸ端子で受信しており、マスター電源装置１０のＩＮＦ端子がＬレベルに保持されると、自身のＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がシリアル通信データ信号を送信していても、ＲＸ端子でシリアル通信データ信号を受信できない状態となる。
【０１０２】
従って、マスター電源装置１０の異常対応処理部３０は、自身で送信したシリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【０１０３】
一方、図１に示した第１実施形態の異常検出通報部２６にあっては、制御用電源が故障してＣＰＵ部２２による制御が不能となる異常が発生した場合、制御用電源のプラス電位Ｖｃｃが失われて、スイッチ素子３２をオンできないため、ＩＮＦ端子をＬレベルに保持させて検出した異常を外部に通報する動作ができない。
【０１０４】
これに対し本実施形態のスレーブ電源装置１２に設けた異常検出通報部２６は、制御用電源の故障等により制御不能となる異常が発生してプラス電位Ｖｃｃが失われた場合にも、スイッチ素子３２がオフとなることにより、ＰＮＰトランジスタ３６が動作可能状態となり、ＩＮＦ端子から受信するシリアル通信データ信号がＬレベルからＨレベルに変化するときにＰＮＰトランジスタ３６がオンして、ＩＮＦ端子をＬレベルに保持させることができる。
【０１０５】
これによりマスター電源装置１０のＩＮＦ端子もＬレベルに保持され、自身で送信したシリアル通信データ信号をＲＸ端子で受信できなくなり、マスター電源装置１０の異常対応処理部３０は、シリアル通信データ信号を所定の時間以上受信できないことを検出した場合に、スレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判別し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われ、電源システムを更に安全なものにすることができる。
【０１０６】
（複数のスレーブ電源装置の何れかに異常が発生した場合の動作）
図３に示すように、マスター電源装置１０と２台以上のスレーブ電源装置１２による並列運転が行われている場合において、１台のスレーブ電源装置１２に異常が発生した場合、その異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオフするように制御が行われ、ＰＮＰトランジスタ３６はオン可能状態となり、マスター電源装置１０からのシリアル通信データ信号の受信でＩＮＦ端子がＨレベルに変化しようとすると、ＰＮＰトランジスタ３６がオン状態となってＩＮＦ端子がＬレベルに保持された状態となる。
【０１０７】
これにより正常に動作しているマスター電源装置１０及び他のスレーブ電源装置１２のＩＮＦ端子もＬレベルに保持された状態となり、マスター電源装置１０が逐次送信しているシリアル通信データ信号を受信できなくなり、それぞれの異常対応処理部３０は、シリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合に、他の電源装置に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
【０１０８】
また、スレーブ電源装置１２の１台で制御用電源が故障してＣＰＵ部２２による制御が不能となる異常が発生した場合にも、同様に、異常検出通報部２６が動作し、マスター電源装置１０及び他のスレーブ電源装置１２を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。スレーブ電源装置１２の制御用電源の故障だけでなく、スレーブ電源装置１２の入力電源の配線が断線する等で、制御用電源が消失した場合でも、同様に、異常検出通報部２６が動作する。
【０１０９】
（マスター電源装置に異常が発生した場合の動作）
マスター電源装置１０に異常が発生した場合、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信する動作を停止することで、ＴＸ端子からＩＮＦ端子を経由してスレーブ電源装置１２に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させるか、もしくは、マスター電源装置１０に設けた異常検出通報部２６のスイッチ素子３２をオフさせることでＰＮＰトランジスタ３６がオン可能状態となり、ＩＮＦ端子がＬレベルに保持され、ＴＸ端子からＩＮＦ端子を経由してスレーブ電源装置１２に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させる。
【０１１０】
これにより正常に動作しているスレーブ電源装置１２の異常対応処理部３０は、シリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことになり、マスター電源装置１０に異常が発生したことを検出し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
【０１１１】
また、マスター電源装置１０の１台で制御用電源が消失もしくは故障する等してＣＰＵ部２２による制御が不能となる異常が発生した場合にも、同様に、異常検出通報部２６が動作し、マスター電源装置１０及び他のスレーブ電源装置１２を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。
【０１１２】
（第１発明の第２実施形態によるメリット）
本実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様、マスター電源装置１０と１又は複数のスレーブ電源装置１２で構成された電源システムで、新たに異常を知らせる端子や配線を設けなくとも、システム内の一台の電源装置で発生した異常を他の全ての電源装置が判定して電源システムを停止できるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
【０１１３】
更に、電源装置の制御回路部であるデジタルプロセッサ１６に対する制御用電源が消失もしくは故障する等してＣＰＵ部２２による制御が不能となる異常が発生した場合においても、異常検出通報部２６を動作させることが可能であるため、さらに安全な電源システムを作ることができる。
【０１１４】
［第２発明による電源システムの実施形態］
図５は並列運転を行う第２発明による電源システムの実施形態を示したブロック図、図６は図５の第２発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による並列運転の接続構成を示したブロック図、図７は直列運転を行う第２発明による電源システムの実施形態を示したブロック図、図８は図７の第２発明でマスター電源装置と複数のスレーブ電源装置による直列運転の接続構成を示したブロック図である。
【０１１５】
第２発明にあっては、図５及び図６に示す複数の電源装置の並列運転に加え、図７及び図８に示す直列運転を行う電源システムが構築できることを特徴とする。
【０１１６】
（並列運転を行う電源システムの概要）
図５に示すように、並列運転を行う電源システムは、図１に示した第１発明の実施形態と同様に、例えばマスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の２台で構成し、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に入力電源１８が並列に接続され、また、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子が正負の電源出力線を介して負荷２０に並列に接続され、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の並列運転を行うことにより、負荷２０に電源を供給している。
【０１１７】
また、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２は、シリアル通信のため、＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子に対し絶縁された通信端子であるＩＮＦ１端子と通信グランド端子であるＩＮＦ２端子を備え、別電源のプラス電位Ｖｃｃ２に抵抗６６を介してプルアップされた通信線６２により各ＩＮＦ１端子を相互に接続し、別電源のグランドＧＮＤにプルダウンされた通信グランド線６４により各ＩＮＦ２端子を相互に接続している。
【０１１８】
スレーブ電源装置１２を２台以上設ける場合には、図６に示すように、マスター電源装置１０及び複数のスレーブ電源装置１２の＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に入力電源１８が並列接続され、また、マスター電源装置１０及び複数のスレーブ電源装置１２の＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子が正負の電源出力線を介して負荷２０に並列接続され、並列運転により負荷２０に電源を供給している。
【０１１９】
また、マスター電源装置１０と複数のスレーブ電源装置１２のシリアル通信のため、＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に対し絶縁されたＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子を備え、通信線６２と通信グランド線６４により、各々のＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子を相互に接続している。
【０１２０】
（直列運転を行う電源システムの概要）
図７に示すように、直列運転を行う電源システムは、図５の実施形態と同様に、例えばマスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の２台で構成し、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に入力電源１８が並列に接続され、また、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子が電源出力線を介して負荷２０に直列に接続され、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の直列運転を行うことにより、負荷２０に電源を供給している。
【０１２１】
マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の負荷２０に対する直列接続は、マスター電源装置１０の＋Ｖｏ端子が負荷２０のプラス端子に接続され、マスター電源装置１０の−Ｖｏ端子がスレーブ電源装置１２の＋Ｖｏ端子に接続され、スレーブ電源装置１２の−Ｖｏ端子が負荷２０のマイナス端子に接続されている。
【０１２２】
また、スレーブ電源装置１２を２台以上設ける場合には、図８に示すように、マスター電源装置１０及び複数のスレーブ電源装置１２の＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に入力電源１８が並列に接続され、また、マスター電源装置１０及び複数のスレーブ電源装置１２の＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子が負荷２０に対し直列に接続され、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の直列運転を行うことにより、負荷２０に電源を供給している。
【０１２３】
直列運転を行う場合、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の各出力電圧Ｖｏは、負荷２０の定格電圧Ｖratedを電源装置の台数ｎで割った（Ｖrated／ｎ）となり、各出力電流Ｉｏは同じとなる。
【０１２４】
また、マスター電源装置１０と複数のスレーブ電源装置１２のシリアル通信のため、＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に対し絶縁されたＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子を備え、通信線６２と通信グランド線６４により、各々のＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子を相互に接続している。
【０１２５】
（電源装置の構成）
図５及び図７に示すマスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の構成は同じになることから、以下では、電源装置１０及び電源装置１２として構成を説明する。
【０１２６】
図５に示すように、本実施形態の電源装置１０及び電源装置１２は、図１に示した第１実施形態の電源装置１０及び電源装置１２における絶縁されていない通信端子であるＩＮＦ端子に代えて、絶縁回路部４８により絶縁された通信端子であるＩＮＦ１端子と通信グランド端子であるＩＮＦ２端子が設けられていることが異なり、それ以外は、図１の実施形態と同じになることから、同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１２７】
図５に示すように、電源装置１０及び電源装置１２のデジタルプロセッサ１６に設けたＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子及びＲＸ端子と、外部端子となるＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子との間には、絶縁回路部４８が設けられる。絶縁回路部４８は、第１のフォトカプラ５０と第２のフォトカプラ５２で構成される。
【０１２８】
ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子には、第１のフォトカプラ５０の発光素子であるＬＥＤ５４のカソードが接続され、ＬＥＤ５４のアノードは、制御用電源のプラス側電位Ｖｃｃに接続される。ＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子には第２のフォトカプラ５２の受光スイッチ素子であるフォトトランジスタ６０のエミッタが接続され、コレクタは制御用電源のプラス側電位Ｖｃｃに接続される。
【０１２９】
第１のフォトカプラ５０の受光スイッチ素子であるフォトトランジスタ５６のコレクタと第２のフォトカプラ５２の発光素子であるＬＥＤ５８のアノードが接続されてＩＮＦ２端子として外部に取り出され、第１のフォトカプラ５０のフォトトランジスタ５６のエミッタと第２のフォトカプラ５２のＬＥＤ５８のカソードが接続されてＩＮＦ２端子として外部に取り出されている。
【０１３０】
異常検出通報部２６は、図１の実施形態と同様にスイッチ素子３２を備え、ＣＰＵ部２２からの指示によりスイッチ素子３２を動作させる。スイッチ素子３２の一端は、ＴＸ端子に接続され、他端はグランドに接続されている。
【０１３１】
図示されていないが、ＲＸ端子は、必要であればプルダウン抵抗を接続しても良い。また、第１のフォトカプラ５０に設けたＬＥＤ５４及び第２のフォトカプラ５２に設けたフォトトランジスタ６０と制御用電源のプラス側電位Ｖｃｃを接続するラインにも、必要であれば電流制限のための抵抗を設けても良い。
【０１３２】
（絶縁回路部のシリアル通信による動作）
図５及び図７の電源装置１０及び電源装置１２におけるシリアル通信データ信号を送受信する場合の絶縁回路部４８の動作は次のようになる。
【０１３３】
ＵＡＲＴモジュール２４によるシリアル通信データ信号の送信動作によりＴＸ端子がＨレベルを出力すると、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４は消灯し、フォトトランジスタ５６がオフとなる。このときＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間は、ＩＮＦ１端子に接続した通信線６２が抵抗６６を介して別電源のプラス電位Ｖｃｃに接続され、ＩＮＦ２端子が別電源のグランドＧＮＤに接続されていることから、Ｈレベルとなる。
【０１３４】
ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がＬレベルを出力すると、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４は点灯し、フォトトランジスタ５６がオンとなる。このとき、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間はＬレベルとなる。
【０１３５】
ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間がＨレベルのとき、第２のフォトカプラ５２のＬＥＤ５８が点灯し、フォトトランジスタ６０がオンとなる。このとき、ＲＸ端子はＨレベルとなる。ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間がＬレベルのとき、第２のフォトカプラ５２のＬＥＤ５８が消灯し、フォトトランジスタ６０がオフとなる。このとき、ＲＸ端子はＬレベルとなる。
【０１３６】
マスター電源装置１０は、図１の実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Ｖｒの設定情報および自身の出力電流検出値Ｉｏに基づく出力電流目標値Ｉｒの設定情報の何れか一方、もしくは、両方でも良いし、その他の情報を合わせた情報をシリアル通信データ信号としてＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子から第１のフォトカプラ５０を介してＩＮＦ１端子およびＩＮＦ２端子から外部に送信する。
【０１３７】
この際、並列運転を行う電源システムにおいては、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の出力電流をバランスさせる動作を行うために、出力電流目標値Ｉｒの設定情報が送信されていることが望ましい。直列運転を行う電源システムにおいては、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の出力電圧をバランスさせる動作を行うために、出力電圧目標値Ｖｒの設定情報が送信されていることが望ましい。
【０１３８】
また、マスター電源装置１０はＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信すると同時に、自身が送信するシリアル通信データ信号を、ＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子側から第２のフォトカプラ５２を介してＲＸ端子から受信する。そして、マスター電源装置１０では、自身がＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号を、自身のＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子で受信できるように構成されており、ＣＰＵ部２２に設けた異常対応処理部３０で、自身がＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号と自身がＲＸ端子から受信したシリアル通信データ信号が一致していることを監視している。そして、自身がＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号が自身のＲＸ端子によって所定の時間以上受信できないことを検出した場合は、スレーブ電源装置１２の異常と判定して自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【０１３９】
スレーブ電源装置１２は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がハイ・インピーダンスもしくはＨレベルで保持されるように動作することで、スレーブ電源装置１２のＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子は、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間で送受信されるシリアル通信データに影響を及ぼすことが無い。そして、ＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子から第２のフォトカプラ５２を介して入力されたシリアル通信データ信号をＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子で受信する。
【０１４０】
スレーブ電源装置１２の制御部２８は、ＵＡＲＴモジュール２４からマスター電源装置１０が送信した出力電圧目標値Ｖｒの設定情報と出力電流目標値Ｉｒの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置１０の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置１０の出力電流と同じになるように、出力電圧を調整する制御を行う。
【０１４１】
また、スレーブ電源装置１２は、自身に異常が発生した場合、異常検出通報部２６のスイッチ素子３２を動作させて、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４を点灯させ、フォトトランジスタ５６をオンさせることにより、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間をＬレベルに保持させ、通信線６２と通信グランド線６４によるマスター電源装置１０からのシリアル通信データ信号の伝送をできなくすることで、マスター電源装置１０が自身で送信したシリアル通信データ信号をマスター電源装置１０が受信できないようにして、マスター電源装置１０に対してスレーブ電源装置１２に異常が有ったことを通報する。
【０１４２】
更に、スレーブ電源装置１２のＣＰＵ部２２に設けられた異常対応処理部３０は、所定の時間以上、シリアル通信データ信号を受信できないことを検出した場合、他の電源装置の異常と判定して自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【０１４３】
［並列運転および直列運転を行う電源システムの動作］
次に図５の並列運転を行う電源システムの動作、及び、図７の直列運転を行う電源システムの動作を正常運転時と異常発生時に分けて説明すると次のようになる。
【０１４４】
（正常運転の場合）
図５及び図７に示すマスター電源装置１０は、図１の第１実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Ｖｒの設定情報や出力電流検出値Ｉｏに基づく出力電流目標値Ｉｒの設定情報を含むシリアル通信データ信号をＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子から第１のフォトカプラ５０を介してＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子から外部に送信する。
【０１４５】
このとき、マスター電源装置１０に設けた異常検出通報部２６のスイッチ素子３２が正常状態でオフしているため、第１のフォトカプラ５０はＴＸ端子からのシリアル通信データ信号をＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子の間に出力することができ、通信線６２及び通信グランド線６４を経由してシリアル通信データ信号を外部のスレーブ電源装置１２に送信することができる。
【０１４６】
スレーブ電源装置１２は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子が無効化され、ハイ・インピーダンスで保持、または、Ｈレベルで保持されているため、第１のフォトカプラ５０に設けたＬＥＤ５４は消灯が保持されて動作せず、また、正常状態では、異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオフしているため、第１のフォトカプラ５０に設けたＬＥＤ５４の消灯が保持されて動作せず、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子で受信されたシリアル通信データ信号は、第２のフォトカプラ５２の動作によりＲＸ端子に送られてＵＡＲＴモジュール２４で受信される。
【０１４７】
スレーブ電源装置１２のＣＰＵ部２２は、ＵＡＲＴモジュール２４からマスター電源装置１０が送信した出力電圧目標値Ｖｒの設定情報と出力電流目標値Ｉｒの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置１０の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置１０の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。
【０１４８】
（スレーブ電源装置に異常が発生した場合）
スレーブの電源装置１２に異常が発生した場合、異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオンするように制御が行われる。これにより第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４が点灯してフォトトランジスタ５６がオンし、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持される。スレーブ電源装置１２のＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持されると、通信線６２と通信グランド線６４を介して接続しているマスター電源装置１０のＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間もＬレベルに保持されることになる。
【０１４９】
マスター電源装置１０は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信する際に、自身が送信したシリアル通信データ信号をＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子側から第２のフォトカプラ５２を介してＲＸ端子で受信しており、マスター電源装置１０のＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持されると、自身のＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がシリアル通信データ信号を送信していても、ＲＸ端子でシリアル通信データ信号を受信できない状態となる。
【０１５０】
従って、マスター電源装置１０の異常対応処理部３０は、自身で送信したシリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判定し、自信の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
【０１５１】
（複数のスレーブ電源装置の何れかに異常が発生した場合の動作）
図６に示すように、マスター電源装置１０と２台以上のスレーブ電源装置１２により並列運転が行われている場合、及び、図８に示すように、マスター電源装置１０と２台以上のスレーブ電源装置１２により直列運転が行われている場合において、１台のスレーブ電源装置１２に異常が発生すると、その異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオンするように制御が行われ、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４が点灯してフォトトランジスタ５６がオンし、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持される。
【０１５２】
これにより正常に動作しているマスター電源装置１０及び他のスレーブ電源装置１２は、通信線６２と通信グランド線６４を経由してマスター電源装置１０が逐次送信しているシリアル通信データ信号を受信できなくなり、それぞれの異常対応処理部３０は、シリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、他のスレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判定し、電源装置の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【０１５３】
（マスター電源装置に異常が発生した場合の動作）
マスター電源装置１０に異常が発生した場合、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信する動作を停止することで、ＴＸ端子からＩＮＦ端子１およびＩＮＦ２端子を経由してスレーブ電源装置１２に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させるか、もしくは、マスター電源装置１０に設けた異常検出通報部２６のスイッチ素子３２がオンするように制御が行われ、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４が点灯してフォトトランジスタ５６がオンし、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持されることで、ＴＸ端子から第１のフォトカプラ５０を介してＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子を経由してスレーブ電源装置１２に向けて送信していたシリアル通信データ信号を停止させる。
【０１５４】
これにより正常に動作しているスレーブ電源装置１２の異常対応処理部３０は、シリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【０１５５】
（第２発明の実施形態によるメリット）
図１に示した第１発明の実施形態では、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の間でのシリアル通信はＩＮＦ端子を通信線３４で接続し、通信グランド線６４は、−Ｖｏ端子を接続するマイナス電源出力線で兼用されており、直列運転を行う電源システムでは、絶縁されていないＩＮＦ端子をシリアル伝送に使用することができない。
【０１５６】
これに対し第２発明の実施形態にあっては、負荷２０に対し直列接続される＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子に対し、シリアル通信に使用するＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子がフォトカプラを用いた絶縁回路部４８により絶縁されており、図７及び図８に示したように、複数の電源装置の出力を負荷に直列接続して直列運転を行う電源システムを構築することが可能になる。
【０１５７】
また、マスター電源装置１０と１又は複数のスレーブ電源装置１２で構成された電源システムで、新たに異常を知らせる端子や配線を設けなくとも、システム内の１台の電源装置で発生した異常を他の全ての電源装置が検出できるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
【０１５８】
［第３発明による電源システムの実施形態］
図９は第３発明による電源システムの実施形態を示した回路ブロック図であり、本実施形態は、第２発明の実施形態と同様に、直列運転を行う電源システムの構築に加え、電源装置における制御用電源の停止等で制御不能となった場合にも、他の電源装置に異常を通報して安全に電源システムを停止できることを特徴とする。
【０１５９】
（並列運転および直列運転を行う電源システムの概要）
図９に示すように、並列運転を行う電源システムは、図５に示した第２発明の実施形態と同様に、例えばマスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の２台で構成し、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に入力電源１８が並列接続され、また、マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２の＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子が正負の電源出力線を介して負荷２０に並列接続され、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２の並列運転を行うことにより、負荷２０に電源を供給している。
【０１６０】
また、マスター電源装置１０とスレーブ電源装置１２のシリアル通信のため、図５に示した第２発明の実施形態と同様に、＋Ｖｉｎ端子と−Ｖｉｎ端子に対し絶縁された通信端子であるＩＮＦ１端子と通信グランド端子であるＩＮＦ２端子を備え、別電源のプラス電位Ｖｃｃ２に抵抗６６を介してプルアップされた通信線６２により各ＩＮＦ１端子を相互に接続し、別電源のグランドＧＮＤにプルダウンされた通信グランド線６４により各ＩＮＦ２端子を相互に接続している。
【０１６１】
なお、直列運転を行う場合の電源システムの接続構成は、図７に示した第２発明の実施形態と同じになる。
【０１６２】
（電源装置の構成）
図９に示す電源装置１０及び電源装置１２は、図５に示した第２発明の実施形態による電源装置１０及び電源装置１２に対して、異常検出通報部２６の構成が異なり、それ以外は同じになることから、同一符号を付して、その説明は省略する。
【０１６３】
図９に示すように、本実施形態の電源装置１０及び電源装置１２に設けた異常検出通報部２６は、ＣＰＵ部２２から制御されるスイッチ素子を持たず、絶縁回路部４８の第１のフォトカプラ５０の出力側にスイッチ素子を設けた回路となっており、ＴＸ端子に接続されている第１のフォトカプラ５０、ＮＰＮトランジスタ７０、抵抗７２から構成される。なお、ＮＰＮトランジスタ７０は、Ｎ−チャネルのＭＯＳ―ＦＥＴ等の同様の働きをする素子を用いても良い。
【０１６４】
ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子は第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４のアノードに接続され、カソードがグランドに接続される。このＬＥＤ５４の接続は、図５の実施形態と接続する極性が異なる。第１のフォトカプラ５０のフォトトランジスタ５６のコレクタが抵抗７２の一端とＮＰＮトランジスタ７０のベースに接続される。抵抗７２の他端とＮＰＮトランジスタ７０のコレクタがＩＮＦ１端子に接続され、更に、ＩＮＦ１端子には、第２のフォトカプラ５２のＬＥＤ５８のアノードが接続される。
【０１６５】
第２のフォトカプラ５２のＬＥＤ５８のカソード、ＮＰＮトランジスタ７０のエミッタ及び第１のフォトカプラ５０のフォトトランジスタ５６のエミッタがＩＮＦ２端子に接続される。さらには、第２のフォトカプラ５２のフォトトランジスタ６０のコレクタが制御用電源のプラス電位Ｖｃｃに接続され、エミッタがＲＸ端子に接続される。
【０１６６】
なお、図示されていないが、ＲＸ端子は、必要であればプルダウン抵抗を接続しても良い。また、第２のフォトカプラ５２のフォトトランジスタ６０と制御用電源のプラス電位Ｖｃｃを接続するラインにも必要であれば電流制限のための抵抗を設けても良い。
【０１６７】
（絶縁回路部のシリアル通信による動作）
図９の電源装置１０及び電源装置１２におけるシリアル通信データ信号を送受信するときの絶縁回路部４８による動作は次のようになる。
【０１６８】
ＵＡＲＴモジュール２４によるシリアル通信データ信号の送信動作によりＴＸ端子がＨレベルを出力すると、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４が点灯し、フォトトランジスタ５６がオンとなり、ＮＰＮトランジスタ７０がオフすることで、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間はＨレベルとなる。
【０１６９】
ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がＬレベルを出力すると、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４は消灯し、フォトトランジスタ５６がオフとなり、ＮＰＮトランジスタ７０がオンすることで、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間はＬレベルとなる。
【０１７０】
ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間がＨレベルのとき、第２のフォトカプラ５２のＬＥＤ５８が点灯し、フォトトランジスタ６０がオンとなり、ＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子はＨレベルとなる。ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子の間がＬレベルのとき、第２のフォトカプラ５２のＬＥＤ５８が消灯し、フォトトランジスタ６０がオフとなり、ＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子はＬレベルとなる。
【０１７１】
マスター電源装置１０は、図５の実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Ｖｒの設定情報および自身の出力電流検出値Ｉｏに基づく出力電流目標値Ｉｒの設定情報の何れか一方、もしくは、両方でも良いし、その他の情報を合わせた情報をシリアル通信データ信号としてＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子から第１のフォトカプラ５０及びＮＰＮトランジスタ７０を介してＩＮＦ１端子およびＩＮＦ２端子から外部に送信する。
【０１７２】
マスター電源装置１０に設けたＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子は、シリアル通信データ信号を送信していない場合は、Ｈレベルとなっている。これにより第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４が点灯してフォトトランジスタ５６をオンさせ、フォトトランジスタ５６のオンによりＮＰＮトランジスタ７０がオフとなり、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間をＨレベルとしている。
【０１７３】
また、マスター電源装置１０はＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信すると同時に、自身が送信するシリアル通信データ信号を、ＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子側から第２のフォトカプラ５２を介してＲＸ端子から受信する。そして、マスター電源装置１０では、自身がＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号を、自身のＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子で受信できるように構成されており、ＣＰＵ部２２に設けた異常対応処理部３０で、自身がＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号と自身がＲＸ端子から受信したシリアル通信データ信号が一致していることを監視している。そして、自身がＴＸ端子から送信したシリアル通信データ信号が自身のＲＸ端子によって所定の時間以上受信できないことを検出した場合は、スレーブ電源装置１２の異常と判定して自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【０１７４】
スレーブ電源装置１２は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がＨレベルで保持されるように動作することで、スレーブ電源装置１２のＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子は、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間で送受信されるシリアル通信データに影響を及ぼすことが無い。そして、ＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子から第２のフォトカプラ５２を介して入力されたシリアル通信データ信号をＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子で受信する。スレーブ電源装置１２の制御部２８は、ＵＡＲＴモジュール２４からマスター電源装置１０が送信した出力電圧目標値Ｖｒの設定情報と出力電流目標値Ｉｒの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置１０の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置１０の出力電流と同じになるように、出力電圧を調整する制御を行う。
【０１７５】
また、スレーブ電源装置１２は、自身に異常が発生した場合、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子を無効化し、ハイ・インピーダンスの状態とする。なお、自身に異常が発生した場合、ＴＸ端子がＬレベル出力を保持する設定としても良い。
【０１７６】
これにより、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４を消灯してフォトトランジスタ５６をオフさせ、ＮＰＮトランジスタ７０がオン可能な状態となり、これにより、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間をＬレベルに保持させ、通信線６２と通信グランド線６４によるマスター電源装置１０からのシリアル通信データ信号の伝送をできなくすることで、マスター電源装置が自身で送信したシリアル通信データ信号が受信できないようにして、マスター電源装置１０に対してスレーブ電源装置１２に異常が有ったことを通報する。
【０１７７】
また、スレーブ電源装置１２の制御用電源が故障して制御不能となる異常が発生すると、制御用電源のプラス電位Ｖｃｃが失われ、ＴＸ端子がＨレベルを維持できなくなり、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４が消灯してフォトトランジスタ５６をオフさせ、ＮＰＮトランジスタ７０がオン可能な状態となる。これにより、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間をＬレベルに保持させ、通信線６２と通信グランド線６４によるマスター電源装置１０からのシリアル通信データ信号の伝送をできなくして、通信停止させる。
【０１７８】
更に、スレーブ電源装置１２のＣＰＵ部２２に設けられた異常対応処理部３０は、所定の時間以上、シリアル通信データ信号を受信できないことを検出した場合、外部の電源装置の異常と判定して自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【０１７９】
［電源システムの動作］
次に図９の並列運転を行う電源システムの動作を正常運転時と異常発生時に分けて説明すると次のようになる。
【０１８０】
（正常運転の場合）
図９に示すマスター電源装置１０は、図５の実施形態と同様に、自身の出力電圧目標値Ｖｒの設定情報や出力電流検出値Ｉｏに基づく出力電流目標値Ｉｒの設定情報を含むシリアル通信データ信号を、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子から第１のフォトカプラ５０を介してＩＮＦ１端子及びＩＮＦ２端子から外部に送信する。このとき、スレーブ電源装置１２のＴＸ端子がＨレベルとなっているため、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルで保持されることが無く、マスター電源装置１０から通信線６２と通信グランド線６４を経由してシリアル通信データ信号をスレーブ電源装置１２に送信することができる。
【０１８１】
スレーブ電源装置１２は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がＨレベルに保持されており、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４は点灯が保持され、フォトトランジスタ５６のオンによりＮＰＮトランジスタ７０がオフの状態となっており、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子で受信されたシリアル通信データ信号は、第２のフォトカプラ５２の動作によりＲＸ端子に送られてＵＡＲＴモジュール２４で受信される。
【０１８２】
スレーブ電源装置１２のＣＰＵ部２２は、ＵＡＲＴモジュール２４からマスター電源装置１０が送信した出力電圧目標値Ｖｒの設定情報と出力電流目標値Ｉｒの設定情報を受け取り、自身の出力電圧がマスター電源装置１０の出力電圧と同じになり、且つ自身の出力電流がマスター電源装置１０の出力電流と同じになるように出力電圧を調整する制御を行う。
【０１８３】
（スレーブに異常が発生した場合）
図９に示したスレーブ電源装置１２に異常が発生した場合、ＣＰＵ部２２の制御部２８は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子を無効化することでＴＸ端子をハイ・インピーダンスもしくはＬレベルの設定とし、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４を消灯させる。これにより、フォトトランジスタ５６がオフし、ＮＰＮトランジスタ７０がオン可能な状態となり、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持される。
【０１８４】
スレーブ電源装置１２のＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持されると、通信線６２と通信グランド線６４を経由してマスター電源装置１０のＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間もＬレベルに保持されることになる。
【０１８５】
また、スレーブ電源装置１２の制御用電源が故障してＣＰＵ部２２による制御が不能となり、制御用電源のプラス電位Ｖｃｃが失われた場合、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がハイ・インピーダンスもしくはＬレベルとなり、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４が消灯する。これにより、フォトトランジスタ５６がオフし、ＮＰＮトランジスタ７０がオン可能な状態となることで、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持されることになる。
【０１８６】
マスター電源装置１０は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子からシリアル通信データ信号を送信する際に、自身が送信したシリアル通信データ信号をＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子側から第２のフォトカプラ５２を介してＲＸ端子で受信しており、スレーブ電源装置１２の異常発生によりマスター電源装置１０のＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持されると、自身のＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子がシリアル通信データ信号を送信していても、ＲＸ端子でシリアル通信データ信号を受信できない状態となる。
【０１８７】
従って、マスター電源装置１０の異常対応処理部３０は、自身で送信したシリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、スレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作が行われる。
【０１８８】
（複数のスレーブ電源装置の何れかに異常が発生した場合の動作）
図６に示したと同様に、図９の実施形態でマスター電源装置１０と２台以上のスレーブ電源装置１２により並列運転が行われている場合において、１台のスレーブ電源装置１２に異常が発生すると、ＣＰＵ部２２の制御部２８は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子をＬレベルに設定もしくは無効化してＴＸ端子をハイ・インピーダンスに設定することで、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４を消灯させる。これにより、フォトトランジスタ５６がオフし、ＮＰＮトランジスタ７０がオン可能な状態となり、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持される。
【０１８９】
これにより正常に動作しているマスター電源装置１０及び他のスレーブ電源装置１２は、通信線６２と通信グランド線６４を経由してマスター電源装置１０が逐次送信しているシリアル通信データ信号を受信できなくなり、それぞれの異常対応処理部３０は、シリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合、他の電源装置に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。
【０１９０】
また、スレーブ電源装置１２の制御用電源が故障してＣＰＵ部２２による制御が不能となり、制御用電源のプラス電位Ｖｃｃが失われた場合にも、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持され、マスター電源装置１０は、スレーブ電源装置１２に異常が発生したことを判定して、電源装置を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。スレーブ電源装置１２の制御用電源の故障だけでなく、スレーブ電源装置１２の入力電源の配線が断線する等で、制御用電源が消失した場合でも、同様の動作を行う。
【０１９１】
（マスター電源装置に異常が発生した場合の動作）
図９に示したマスター電源装置１０に異常が発生した場合、ＣＰＵ部２２の制御部２８は、ＵＡＲＴモジュール２４のＴＸ端子を無効化することでＴＸ端子をＬレベルに設定もしくはハイ・インピーダンスに設定することで、第１のフォトカプラ５０のＬＥＤ５４を消灯させる。これにより、フォトトランジスタ５６がオフし、ＮＰＮトランジスタ７０がオン可能な状態となり、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がＬレベルに保持される。
【０１９２】
これにより正常に動作しているスレーブ電源装置１２の異常対応処理部３０は、シリアル通信データ信号をＲＸ端子で所定の時間以上受信できないことを検出した場合に、他の電源装置に異常が発生したことを判定し、自身の動作を停止させる等の所定の異常対応動作を行う。
【０１９３】
また、マスター電源装置１０の制御用電源が消失もしくは故障する等してＣＰＵ部２２による制御が不能となり、制御用電源のプラス電位Ｖｃｃが失われた場合にも、ＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子間がハイ・インピーダンスもしくはＬレベルに保持され、スレーブ電源装置１２は、マスター電源装置１０に異常が発生したことを判定して、電源装置を停止させる等の所定の異常対応動作ができる。
【０１９４】
（第３発明の実施形態によるメリット）
第３発明の実施形態によれば、第２発明の実施形態と同様に、負荷２０に対し直列接続される＋Ｖｏ端子と−Ｖｏ端子に対し、シリアル通信に使用するＩＮＦ１端子とＩＮＦ２端子がフォトカプラを用いた絶縁回路部４８により絶縁されており、複数の電源装置の出力を負荷に直列接続して直列運転を行う電源システムを構築することが可能になる。
【０１９５】
また、第３発明の実施形態によれば、第２発明の実施形態と同様に、マスター電源装置１０と１又は複数のスレーブ電源装置１２で構成された電源システムで、新たに異常を知らせる端子や配線を設けなくとも、システム内の１台の電源装置で発生した異常を他の全ての電源装置が検出できるようになり、低コストで、安全性の高い電源システムを構築することができる。
【０１９６】
更に、第３発明の実施形態によれば、電源装置の制御回路部であるデジタルプロセッサ１６に対する制御用電源が消失もしくは故障する等してＣＰＵ部２２による制御が不能となる異常が発生した場合においても、異常検出通報部２６を動作させることが可能であるため、さらに安全な電源システムを作ることができる。
【０１９７】
［本発明の変形例］
マスター電源装置１０及びスレーブ電源装置１２に設けたＵＡＲＴモジュール２４の電圧レベルは、上記の実施形態の電圧レベルに限定されるもので無く、逆極性で用いることが可能である。
【０１９８】
例えば、上記の実施形態では、ＴＸ端子は通信を行っていない場合をＨレベルとしているが、これをＬレベルとしても良い。この際、ＴＸ端子に接続される素子の極性を逆にしてやればよい。例えば、第２発明や第３発明の実施例形態では、第１及び第２のフォトカプラ５０，５２のＬＥＤ５４，５８の接続極性を反転させることで実現できる。
【０１９９】
また、ＵＡＲＴモジュール２４のＲＸ端子では、第１及び第２のフォトカプラ５０，５２に設けていているフォトトランジスタ５６，６０の接続を変更してやればよい。
【０２００】
また、上記の実施形態は、シリアル通信部として、ＵＡＲＴモジュール２４を使用しているが、これに限定されず、適宜のシリアル通信モジュールを使用しても良い。
【０２０１】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【０２０２】
１０：マスター電源装置
１２：スレーブ電源装置
１４：電力変換部
１６：デジタルプロセッサ
１８：入力電源
２０：負荷
２２：ＣＰＵ部
２４：ＵＡＲＴモジュール
２６：異常検出通報部
２８：制御部
３０：異常対応処理部
３２：スイッチ素子
３４，６２：通信線
３５：電流検出器
３６：ＰＮＰトランジスタ
３８，６６，７２：抵抗
４０：送信変換部
４２：送信アンプ
４４：受信アンプ
４６：受信変換部
４８：絶縁回路部
５０：第１のフォトカプラ
５２：第２のフォトカプラ
５４，５８：ＬＥＤ
５６，６０：フォトトランジスタ
６４：通信グランド線
７０：ＮＰＮトランジスタ
【図１】
0006489700.tif 000002
【図２】
0006489700.tif 000003
【図３】
0006489700.tif 000004
【図４】
0006489700.tif 000005
【図５】
0006489700.tif 000006
【図６】
0006489700.tif 000007
【図７】
0006489700.tif 000008
【図８】
0006489700.tif 000009
【図９】
0006489700.tif 000010