(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列接続されている第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）までのＮ台の整流器とこれら整流器の出力側に接続された蓄電池とによって無停電で負荷に直流電力を給電する直流電力供給方法において、
前記整流器それぞれが給電状態にあるときには、自己の直流出力電流に比例する電流を発生し、
前記整流器それぞれの前記直流出力電流に比例する前記電流を合算した電流に比例する出力電流総合電圧信号を発生し、
前記整流器それぞれが給電状態にあるときには、所定の電流又は電圧を生じ、これら電流又は電圧を利用して前記整流器の内の給電中の整流器の給電台数ｎを検知し、
前記整流器の内の少なくとも１台の整流器は、給電停止又は給電再開の判断を行わずに給電状態にあり、
前記整流器の内の他の整流器それぞれは、前記整流器の給電台数ｎを示す信号と前記出力電流総合電圧信号とに基づいて、給電を停止するか否かを判断すると共に、給電を再開するか否かの判断を行い、
最適の給電台数ｎの前記整流器によって前記負荷に直流電力を無停電で供給することを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記整流器それぞれが給電状態にあるときには、予め決められた値の定電流を発生し、
該定電流を合算した電流に比例する合算電圧信号を発生し、
前記合算電圧信号の値から前記給電中の整流器の給電台数ｎを検知することを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記整流器それぞれが給電状態にあるときには台数検知用電圧を発生し、
前記整流器それぞれは互いに他の整流器の前記台数検知用電圧を検知し、
前記台数検知用電圧から前記給電中の整流器の給電台数ｎを検知することを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記整流器のそれぞれは、ｂ（ｂは２以上の整数）ビットの入力信号を受けて、自己のアドレスｍ（ｍは整数）が決められ、
選定されたアドレスｍの整流器は、常に給電状態にある前記整流器であることを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項５】
請求項４において、
（ｍ−ｎ）の解が０又は１になるアドレスｍにある整流器が給電している前記整流器の内の最優先で停止する順位の整流器となり、（ｍ−ｎ）の解が１又は０になるアドレスｍの整流器が給電停止している前記整流器の内の最優先で給電再開する順位の整流器となることを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記整流器の給電台数ｎよりも１台少ない数値（ｎ−１）で前記出力電流総合電圧信号の値を除算した数値が定格出力電流Ｉｒに対応する第１の設定値よりも小さいときには、オフ用信号を出力し、
前記整流器の給電台数ｎで前記出力電流総合電圧信号の値を除算した数値が前記第１の設定値よりも大きく、かつ定格出力電流Ｉｒに対応する第２の設定値よりも大きいときにはオン用信号を出力し、
前記選定されたアドレスｍの整流器を除く前記整流器においては、前記最優先で給電停止する順位の整流器が前記オフ用信号を出力するときに給電を停止し、他方、前記最優先で給電再開する順位の整流器が前記オン用信号を出力するときに給電を再開することを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、
前記整流器の外部からの信号によって、前記アドレスｍが順次変更され、常時給電状態にある前記整流器は順次割り当てられることを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかにおいて、
異常状態の発生が検知されたときには、前記整流器の給電停止の判断を行わないことを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、
給電状態にある前記整流器の内で、前記整流器の外部から給電停止許可信号を受けると共に、自己が給電停止信号を出力した整流器は給電を停止することを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかにおいて、
給電停止状態にある前記整流器の内で、前記整流器の外部から給電再開許可信号を受けると共に、自己が給電再開信号を出力する整流器は給電を再開することを特徴とする直流電力供給方法。
【請求項１１】
互いに並列接続されている第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）までのＮ台の整流器とこれら整流器の出力側に接続された蓄電池とによって無停電で負荷に直流電力を供給する直流電力供給装置において、
前記整流器が共用する信号用配線は抵抗手段を介して帰還用配線で終端され、
前記整流器それぞれは、交流入力を直流出力に変換する整流器本体部と、該整流器本体部の給電再開又は給電停止を判断する給電再開／停止判断部とを備え、
前記整流器それぞれの前記給電再開／停止判断部は、前記信号用配線と前記帰還用配線とに接続され、
前記整流器それぞれには、当該整流器の出力電流に比例する電流を前記信号用配線に流す電流源回路が備えられ、
前記抵抗手段は、前記整流器の前記電流源回路からの電流を合算した電流に比例する出力電流総合電圧信号を発生し、
また、前記整流器それぞれの前記給電再開／停止判断部には、前記整流器それぞれが給電状態にあるときには、所定の電流又は電圧を生じ、これら電流又は電圧を利用して前記整流器の内の給電中の整流器の給電台数ｎを検知して給電台数ｎを示す信号を出力する給電台数検知回路、及びその給電台数ｎを示す信号と前記出力電流総合電圧信号とから給電停止信号又は給電再開信号を発生する判断論理回路が備えられ、
最適の給電台数ｎの前記整流器によって前記負荷に直流電力を無停電で供給することを特徴とする直流電力供給装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記信号用配線とは別の信号用配線と該別の信号用配線に接続された別の抵抗手段を備え、該別の抵抗手段を介して前記別の信号用配線は前記帰還用配線で終端され、
前記整流器の前記給電再開／停止判断部は前記別の信号用配線にそれぞれ接続され、
前記整流器は、給電中に所定値の定電流を前記別の信号用配線に流す別の電流源回路をそれぞれ備え、
前記別の抵抗手段は、前記整流器の前記定電流を合算した電流に比例する合算電圧信号を発生し、
前記給電台数検知回路が前記合算電圧信号の値から給電状態にある前記整流器の給電台数ｎを検知することを特徴とする直流電力供給装置。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記給電台数検知回路は、それぞれ複数の台数検知用配線を通して互いに接続され、
前記整流器は、それぞれ給電状態にあるときに前記台数検知用配線の内の異なる配線に台数検知用電圧を供給することにより、各整流器の前記台数検知用電圧が前記台数検知用配線を通して他の前記整流器における前記給電台数検知回路に供給され、該給電台数検知回路が前記台数検知用電圧から給電状態にある前記整流器の給電台数ｎを検知することを特徴とする直流電力供給装置。
【請求項１４】
請求項１１ないし請求項１３のいずれかにおいて、
それぞれの前記整流器の固有のアドレスｍを決めるアドレス決定回路と、
前記アドレスｍと給電台数ｎとから給電中の前記整流器の内で最優先で停止する整流器を特定すると共に、給電停止中の前記整流器の内で最優先で給電再開する整流器を特定する最優先順位決定回路と、
アドレスｍが選定された所定のものであるか否かを認識する選定アドレス認識回路と、
前記判断論理回路と前記最優先順位決定回路とからの出力信号をＡＮＤ論理して給電再開用信号を出力する第１のＡＮＤゲート回路と、
前記判断論理回路と前記最優先順位決定回路と前記選定アドレス認識回路とからのそれぞれの出力信号をＡＮＤ論理して給電停止用信号を出力する第２のＡＮＤゲート回路とが前記給電再開／停止判断部のそれぞれに備えられていることを特徴とする直流電力供給装置。
【請求項１５】
請求項１１ないし請求項１４のいずれかにおいて、
前記整流器は、前記信号用配線に接続された追加の電流源回路と異常電圧検出回路とをそれぞれ備え、
前記追加の電流源回路は、当該整流器の給電中には予め決められた所定値の電流を前記信号用配線に流し、
前記抵抗手段は、前記電流源回路からの電流の総和に比例する電流と前記追加の電流源回路からの前記所定値の電流の総和に比例する電流とを合算した電流に比例する総和電圧信号を発生し、
前記異常電圧検出回路は、前記総和電圧信号が設定上限値と設定下限値との間の正常範囲にあるときには正常信号を出力して前記第２のＡＮＤゲート回路に与え、また、前記総和電圧信号が前記設定上限値を越えるとき及び前記設定下限値を下回るときには前記正常信号を出力せず、
前記第２のＡＮＤゲート回路は、前記正常信号が入力されないときには前記給電停止用信号を当該整流器本体部に出力しないことを特徴とする直流電力供給装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記異常電圧検出回路の出力と前記別の信号用配線又は前記台数検知用配線との間に接地用回路を備え、
該接地用回路は、前記正常信号が消失するときにオンして、前記別の信号用配線又は前記台数検知用配線を接地することを特徴とする直流電力供給装置。
【請求項１７】
請求項１１ないし請求項１６のいずれかにおいて、
前記整流器の給電状態及び該整流器の直流出力電流の総和に比例する総合出力電流を監視する監視回路を備え、
該監視回路は、前記給電状態と前記総合出力電流とから前記整流器へ、又は選択された前記整流器へ、給電停止許可信号又は給電再開許可信号を与え、
前記整流器が前記給電停止許可信号又は前記給電再開許可信号を受けると共に、自己の給電再開／停止判断部が前記給電停止信号又は前記給電再開信号を発生するときに、当該整流器は給電停止又は給電再開することを特徴とする直流電力供給装置。
【請求項１８】
請求項１１ないし請求項１７のいずれかにおいて、
前記監視回路は、給電中の前記整流器本の内で最優先で停止する整流器、及び給電停止中の前記整流器の内で最優先で給電再開する整流器を予め決めた順番で変更することを特徴とする直流電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定電話、携帯電話などの電子交換機のような通信設備に直流電力を供給するのに適した直流電力供給方法及び直流電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の通信設備にあっては、通信の信頼性を維持するために、定格負荷電流に対して複数の整流器を１台余分に並列接続して運転する、いわゆる（Ｎ＋１）台の整流器で給電する冗長方式の直流電力供給装置を採用している。そして、このような直流電力供給装置はその出力には蓄電池が並列に接続されており、停電時にも通信負荷に直流電力を無停電で供給している。信頼性が重要視されるこのような直流電力供給装置においては、その出力電流、負荷が要求する電流、整流器の故障、蓄電池の状態などの情報を監視する監視機能を備えているものが多い（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、このような直流電力供給装置においては、例えば３台の同一特性の整流器が並列冗長で給電し、それら整流器の定格電流が１００Ａであるとすると、総合定格負荷電流は２００Ａとなる。つまり、総合定格負荷電流２００Ａを供給するのに必要な２台の整流器に１台の予備用整流器を付加して３台の整流器を並列接続した（Ｎ＋１）冗長方式が採用されている。しかしこのような直流電力供給システムにおいて、実際には、直流電力供給装置が定格電流で給電されることは少なく、通常は定格電流の３０〜６０％の範囲の出力電流で給電されることが多い。このため、それぞれの整流器は非常に軽い負荷状態で給電することになる。例えば、総合出力電流が６０Ａの場合、３台で均等にその電流を分担すると、１台の整流器当たり２０Ａとなり、整流器としては自己の定格電流１００Ａに対して２０％の軽負荷で給電することになる。
【０００４】
一般的に整流器は、その定格電流付近で効率が最大になるように設計される。このため、定格電流の２０％程度の軽負荷の給電状態では運転効率が低下する。つまり、整流器は交流電力を受電し、整流器の出力電流がゼロでも定格電圧を発生しているので、固定損失、即ち制御用電源の電力損失、トランスの鉄損、冷却用ファンの電力損失など、最低限の電力損失が発生する。したがって、軽負荷時における整流装置としての総合効率を向上させるために、要求される総合負荷電力に合わせて整流器を最適な台数で給電する最適給電台数制御が既に行われている。従来は、整流装置の総合出力電流、出力電圧などを監視しているマイコン式の総合監視装置に前記最適運転台数制御の機能を付加し、負荷電流の増減に応じて、給電する整流器の台数を増減する方式がある。
【特許文献１】特開２００１−２４５４４４
【特許文献２】特開２０００−２９５７７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、単一の総合監視装置に全整流器の給電、特に給電停止を一任することは、通信の異常事態発生時及びマイコンの故障時のフェイルセーフ機能を単一の総合監視装置にもたせていても、危険性が大きく、最悪の場合にはすべての整流器が動作を停止し、通信回線が途絶するという事態を招く危険性がある。このために、重要な通信回線の直流電力供給システムにこのような直流電力供給装置を採用する例は少なかった。
【０００６】
したがって、本発明は、従来のように整流装置の総合出力電流を監視して単一の監視装置で整流器の給電台数などを制御するのではなく、個々の整流器の出力電流を検出することによって、整流装置の総合出力電流に相当する出力電流総合電圧信号を形成し、それぞれの整流器が前記出力電流総合電圧信号を予め決められた態様に従って処理して、自己が給電再開すべきか、あるいは給電停止をすべきかについて自己判断機能を有することが特徴であり、すべての整流器が停止するというシステムダウンを起こすことの無い安全な最適運転台数制御を提供することを主目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、互いに並列接続されている第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）までのＮ台の整流器とこれら整流器の出力側に接続された蓄電池とによって無停電で負荷に直流電力を給電する直流電力供給方法において、前記整流器それぞれが給電状態にあるときには、自己の直流出力電流に比例する電流を発生し、前記整流器それぞれの前記直流出力電流に比例する前記電流を合算した電流に比例する出力電流総合電圧信号を発生し、前記整流器それぞれが給電状態にあるときには、所定の電流又は電圧を生じ、これら電流又は電圧を利用して前記整流器の内の給電中の整流器の給電台数ｎを検知し、前記整流器の内の少なくとも１台の整流器は、給電停止又は給電再開の判断を行わずに給電状態にあり、前記整流器の内の他の整流器それぞれは、前記整流器の給電台数ｎを示す信号と前記出力電流総合電圧信号とに基づいて、給電を停止するか否かを判断すると共に、給電を再開するか否かの判断を行い、最適の給電台数ｎの前記整流器によって前記負荷に直流電力を無停電で供給することを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【０００８】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記整流器それぞれが給電状態にあるときには、予め決められた値の定電流を発生し、この定電流を合算した電流に比例する合算電圧信号を発生することによって、前記合算電圧信号の値から前記給電中の整流器の給電台数ｎを検知することを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【０００９】
第３の発明は、前記第１の発明において、前記整流器それぞれが給電状態にあるときには台数検知用電圧を発生し、前記整流器それぞれは互いに他の整流器の前記台数検知用電圧を検知することによって、前記台数検知用電圧から前記給電中の整流器の給電台数ｎを検知することを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【００１０】
第４の発明は、前記第１の発明ないし前記第３の発明のいずれかにおいて、前記整流器のそれぞれは、ｂ（ｂは２以上の整数）ビットの入力信号を受けて、自己のアドレスｍ（ｍは整数）が決められ、選定されたアドレスｍの整流器は、常に給電状態にある前記整流器であることを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【００１１】
第５の発明は、前記第４の発明において、（ｍ−ｎ）の解が０又は１になるアドレスｍにある整流器が給電している前記整流器の内の最優先で停止する順位の整流器となり、（ｍ−ｎ）の解が１又は０になるアドレスｍの整流器が給電停止している前記整流器の内の最優先で給電再開する順位の整流器となることを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【００１２】
第６の発明は、前記第５の発明において、前記整流器の給電台数ｎよりも１台少ない数値（ｎ−１）で前記出力電流総合電圧信号の値を除算した数値が定格出力電流Ｉｒに対応する第１の設定値よりも小さいときには、オフ用信号を出力し、前記整流器の給電台数ｎで前記出力電流総合電圧信号の値を除算した数値が前記第１の設定値よりも大きく、かつ定格出力電流Ｉｒに対応する第２の設定値よりも大きいときにはオン用信号を出力し、
前記選定されたアドレスｍの整流器を除く前記整流器においては、前記最優先で給電停止する順位の整流器が前記オフ用信号を出力するときに給電を停止し、他方、前記最優先で給電再開する順位の整流器が前記オン用信号を出力するときに給電を再開することを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【００１３】
第７の発明は、前記第１の発明ないし前記第６の発明のいずれかにおいて、前記整流器の外部からの信号によって、前記アドレスｍが順次変更され、常時給電状態にある前記整流器は順次割り当てられることを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【００１４】
第８の発明は、前記第１の発明ないし前記第７の発明のいずれかにおいて、異常状態の発生が検知されたときには、前記整流器の給電停止の判断を行わないことを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【００１５】
第９の発明は、前記第１の発明ないし前記第８の発明のいずれかにおいて、給電状態にある前記整流器の内で、前記整流器の外部から給電停止許可信号を受けると共に、自己が給電停止信号を出力した整流器は給電を停止することを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【００１６】
第１０の発明は、前記第１の発明ないし前記第９の発明のいずれかにおいて、給電停止状態にある前記整流器の内で、前記整流器の外部から給電再開許可信号を受けると共に、自己が給電再開信号を出力する整流器は給電を再開することを特徴とする直流電力供給方法を提供する。
【００１７】
第１１の発明は、互いに並列接続されている第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）までのＮ台の整流器とこれら整流器の出力側に接続された蓄電池とによって無停電で負荷に直流電力を供給する直流電力供給装置において、前記整流器が共用する信号用配線は抵抗手段を介して帰還用配線で終端され、前記整流器それぞれは、交流入力を直流出力に変換する整流器本体部と、その整流器本体部の給電再開又は給電停止を判断する給電再開／停止判断部とを備え、前記整流器それぞれの前記給電再開／停止判断部は、前記信号用配線と前記帰還用配線とに接続され、前記整流器それぞれには、当該整流器の出力電流に比例する電流を前記信号用配線に流す電流源回路が備えられ、前記抵抗手段は、前記整流器の前記電流源回路からの電流を合算した電流に比例する出力電流総合電圧信号を発生し、また、前記整流器それぞれの前記給電再開／停止判断部には、前記整流器それぞれが給電状態にあるときには、所定の電流又は電圧を生じ、これら電流又は電圧を利用して前記整流器の内の給電中の整流器の給電台数ｎを検知して給電台数ｎを示す信号を出力する給電台数検知回路、及びその給電台数ｎを示す信号と前記出力電流総合電圧信号とから給電停止信号又は給電再開信号を発生する判断論理回路が備えられ、最適の給電台数ｎの前記整流器によって前記負荷に直流電力を無停電で供給することを特徴とする直流電力供給装置を提供する。
【００１８】
第１２の発明は、前記第１１の発明において、前記信号用配線とは別の信号用配線と該別の信号用配線に接続された別の抵抗手段を備え、その別の抵抗手段を介して前記別の信号用配線は前記帰還用配線で終端され、前記整流器の前記給電再開／停止判断部は前記別の信号用配線にそれぞれ接続され、前記整流器は、給電中に所定値の定電流を前記別の信号用配線に流す別の電流源回路をそれぞれ備え、前記別の抵抗手段は、前記整流器の前記定電流を合算した電流に比例する合算電圧信号を発生し、前記給電台数検知回路が前記合算電圧信号の値から給電状態にある前記整流器の給電台数ｎを検知することを特徴とする直流電力供給装置を提供する。
【００１９】
第１３の発明は、前記第１１の発明において、前記給電台数検知回路は、それぞれ複数の台数検知用配線を通して互いに接続され、前記整流器は、給電状態にあるときにそれぞれ前記台数検知用配線の内の異なる配線に台数検知用電圧を供給することにより、各整流器の前記台数検知用電圧が前記台数検知用配線を通して他の前記整流器における前記給電台数検知回路に供給され、それら給電台数検知回路が前記台数検知用電圧から給電状態にある前記整流器の給電台数ｎを検知することを特徴とする直流電力供給装置を提供する。
【００２０】
第１４の発明は、前記第１１の発明又は前記第１３の発明において、それぞれの前記整流器の固有のアドレスｍを決めるアドレス決定回路と、前記アドレスｍと給電台数ｎとから給電中の前記整流器の内で最優先で停止する整流器を特定すると共に、給電停止中の前記整流器の内で最優先で給電再開する整流器を特定する最優先順位決定回路と、アドレスｍが選定された所定のものであるか否かを認識する選定アドレス認識回路と、前記判断論理回路と前記最優先順位決定回路とからの出力信号をＡＮＤ論理して給電再開用信号を出力する第１のＡＮＤゲート回路と、前記判断論理回路と前記最優先順位決定回路と前記選定アドレス認識回路とからのそれぞれの出力信号をＡＮＤ論理して給電停止用信号を出力する第２のＡＮＤゲート回路とが前記給電再開／停止判断部のそれぞれに備えられていることを特徴とする直流電力供給装置を提供する。
【００２１】
第１５の発明は、前記第１１の発明又は前記第１４の発明において、前記整流器は、前記信号用配線に接続された追加の電流源回路と異常電圧検出回路とをそれぞれ備え、前記追加の電流源回路は、当該整流器の給電中には予め決められた所定値の電流を前記信号用配線に流し、前記抵抗手段は、前記電流源回路からの電流の総和に比例する電流と前記追加の電流源回路からの前記所定値の電流の総和に比例する電流とを合算した電流に比例する総和電圧信号を発生し、前記異常電圧検出回路は、前記総和電圧信号が設定上限値と設定下限値との間の正常範囲にあるときには正常信号を出力して前記第２のＡＮＤゲート回路に与え、また、前記総和電圧信号が前記設定上限値を越えるとき及び前記設定下限値を下回るときには前記正常信号を出力せず、前記第２のＡＮＤゲート回路は、前記正常信号が入力されないときには前記給電停止用信号を当該整流器本体部に出力しないことを特徴とする直流電力供給装置を提供する。
【００２２】
第１６の発明は、前記第１５の発明において、前記異常電圧検出回路の出力と前記別の信号用配線又は前記台数検知用配線との間に接地用回路を備え、その接地用回路は、前記正常信号が消失するときにオンして、前記別の信号用配線又は前記台数検知用配線を接地することを特徴とする直流電力供給装置を提供する。
【００２３】
第１７の発明は、前記第１１の発明ないし前記第１６の発明のいずれかにおいて、前記整流器の給電状態及びその整流器の直流出力電流の総和に比例する総合出力電流を監視する監視回路を備え、その監視回路は、前記給電状態と前記総合出力電流とから前記整流器へ、又は選択された前記整流器へ、給電停止許可信号又は給電再開許可信号を与え、前記整流器が前記給電停止許可信号又は前記給電再開許可信号を受けると共に、自己の給電再開／停止判断部が前記給電停止信号又は前記給電再開信号を発生するときに、当該整流器は給電停止又は給電再開することを特徴とする直流電力供給装置を提供する。
【００２４】
第１８の発明は、前記第１１の発明ないし前記第１７の発明のいずれかにおいて、前記監視回路は、給電中の前記整流器本の内で最優先で停止する整流器、及び給電停止中の前記整流器の内で最優先で給電再開する整流器を予め決めた順番で変更することを特徴とする直流電力供給装置を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
前記第１の発明によれば、整流器全体の総合出力電流を監視して単一の監視装置で整流器の給電台数などを制御するのではなく、個々の整流器の出力電流を検出することによって、整流器全体の総合出力電流に相当する出力電流総合電圧信号を形成し、それぞれの整流器が前記出力電流総合電圧信号を予め決められた態様に従って処理して、自己が給電再開すべきか、あるいは給電停止をすべきかについて自己判断しているので、故障など異常事態が発生しても、すべての整流器が停止するというシステムダウンを起こす危険性の無い安全な最適運転台数による給電が可能である。
【００２６】
前記第２の発明及び第３の発明によれば、前記第１の発明によって得られる効果の他に、現在給電している整流器の台数を即座に知ることができ、給電台数の表示も容易である。特に第３の発明によれば、ＨレベルとＬレベルのディジタル電圧信号で整流器の給電台数を簡便に検知することができる。
【００２７】
前記第４の発明によれば、前記第１の発明ないし前記第３の発明によって得られる効果の他に、整流器個々のアドレスが整流器の搭載順番に従って決められるだけでなく、任意の順番に従って決めることができる。
【００２８】
前記第５の発明によれば、前記第１の発明ないし前記第４の発明のいずれかによって得られる効果の他に、最優先で給電再開、あるいは給電停止の動作に入る整流器を容易に決めることができる。
【００２９】
前記第６の発明によれば、前記第５の発明によって得られる効果の他に、整流器を容易にかつ確実に給電再開、あるいは給電停止させることができる。
【００３０】
前記第７の発明によれば、前記第１の発明ないし前記第６の発明のいずれかによって得られる効果の他に、ある整流器が偏って給電継続を行うことが無く、稼働時間が平均化されるので、整流器の寿命を平均化し、長寿命化することができる。
【００３１】
前記第８の発明によれば、前記第１の発明ないし前記第７の発明のいずれかによって得られる効果の他に、過電圧又は過不足電圧など異常状態が検出された場合には、整流器に給電停止の信号が送出されないので、故障など異常事態が発生しても、すべての整流器が停止するというシステムダウンを起こす危険性を皆無にすることができる。
【００３２】
前記第９の発明又は前記第１０の発明によれば、前記第１の発明によって得られる効果の他に、マイクロコンピュータなどからなる監視装置からの外部給電停止許可信号又は給電再開許可信号によって、給電停止又は給電再開する整流器の順番などを任意に設定することができる。
【００３３】
前記第１１の発明ないし第１３の発明によれば、整流装置の総合出力電流を監視して単一の監視装置で整流器の給電台数などを制御するのではなく、個々の整流器の出力電流を検出することによって、整流装置の総合出力電流に相当する出力電流総合電圧信号を形成し、それぞれの整流器が前記出力電流総合電圧信号を予め決められた態様に従って処理して、自己が給電再開すべきか、あるいは給電停止をすべきかについて自己判断を行う給電再開／停止判断部をそれぞれの整流器が有しているので、故障など異常事態が発生しても、すべての整流器が停止するというシステムダウンを起こす危険性の無い直流電力供給装置を提供できる。
【００３４】
前記第１４の発明によれば、前記第１１の発明ないし前記第１３の発明によって得られる効果の他に、ある整流器が偏って給電継続を行うことが無く、稼働時間が平均化されるので、整流器の寿命を平均化し、長寿命化を可能にする装置を提供できる。
【００３５】
前記第１５の発明によれば、前記第１１の発明ないし前記第１４の発明によって得られる効果の他に、過電圧又は過不足電圧など異常状態を検出したときには、正常信号を出力しない異常電圧検出回路を備え、前記自己判断を行う給電再開／停止判断部は故障など異常事態が発生したときには給電停止の信号を出力しないので、異常発生時には給電状態にある整流器を停止させない装置を提供することができる。
【００３６】
前記第１６の発明によれば、前記第１５の発明によって得られる効果の他に、ある整流器に異常状態が発生したときには、他の整流器の給電再開／停止判断部も給電停止の信号を出力できないので、すべての整流器が停止するというシステムダウンを起こす危険性が皆無の装置を提供できる。
【００３７】
前記第１７の発明又は前記第１８の発明によれば、前記第１１の発明ないし前記第１６の発明のいずれかによって得られる効果の他に、マイクロコンピュータなどからなる監視装置からの外部給電停止許可信号又は給電再開許可信号によって、給電停止又は給電再開する整流器の順番などを変更することができ、整流器の稼働時間の均一化及び長寿命化などを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
[実施形態１]
図１ないし図３及び表１、表２によって本発明の実施形態１に係る第１の直流電力供給装置１００について説明する。図１は第１の直流電力供給装置１００の概要を説明するためのブロック図、図２は第１の直流電力供給装置１００を説明するための図、図３は第１の直流電力供給装置１００の一部分の回路構成の一例を示す図である。表１は直流電力供給装置１００の説明を簡便にまとめたものであり、表２は直流電力供給装置１００における整流器の給電停止又は給電再開の判断を分かり易くするためにまとめたものである。第１の直流電力供給装置１００は、理解し易くするために、交流入力端子１に接続された３台の整流器２、３、４を並列接続してなる直流電力供給装置で説明する。実施形態１の説明に入る前に、本発明における整流器とは、スイッチ機能を備えた整流回路、交流を直流に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ、あるいは通常のＤＣ−ＤＣコンバータなど直流電力を出力する直流電源を意味するものと定義する。交流入力端子１は、不図示の単相又は三相の商用交流電源又は発電機などからの交流電力を受電する。３台の整流器２、３、４は互いに同一の構成であり、保守上の互換性を有するのが好ましい。整流器２は、図示しない整流素子と半導体スイッチなどからなる一般的な構成の整流部とこの整流部を制御する制御部とからなる整流器本体部２Ａと、整流器本体部２Ａの給電を再開させる給電再開用信号Ｓ１又は給電を停止させる給電停止用信号Ｓ２を整流器本体部２Ａに与える給電再開／停止判断部２Ｂを少なくとも備える。整流器３、４も同様であり、整流器３は整流器本体部２Ａと同一構成の整流器本体部３Ａ及び給電再開／停止判断部２Ｂと同様な給電再開／停止判断部３Ｂを少なくとも備える。また、整流器４は整流器本体部２Ａ、３Ａと同一構成の整流器本体部４Ａ、及び給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂと同様な給電再開／停止判断部４Ｂを少なくとも備える。各給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂが出力する給電再開用信号Ｓ１、給電停止用Ｓ２は前記整流器本体部２Ａに入力される。したがって、給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂから給電再開用信号Ｓ１、給電停止用信号Ｓ２のいずれも与えられない前記整流器本体部は今までの制御を継続するので、当該整流器はそれまでの動作を継続して行う。
【００３９】
整流器２の整流器本体部２Ａの出力側には出力電流検出回路５及び逆流阻止用ダイオード６が直列接続されている。同様に、整流器３の整流器本体部３Ａの出力側には出力電流検出回路７及び逆流阻止用ダイオード８が直列接続され、整流器４の整流器本体部４Ａの出力側には出力電流検出回路９及び逆流阻止用ダイオード１０が直列接続されている。出力電流検出回路５、７、９はそれぞれの整流器本体部２Ａ、３Ａ、４Ａの直流出力電流を検出し、それらの値に比例する電圧信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３をそれぞれの給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂに与える。逆流阻止用ダイオード６、８、１０のカソードは一緒に直流出力端子１１に接続され、整流器２、３、４は互いに並列接続される。一点鎖線で示す枠は整流器２〜４を搭載する架の背面配線部１７であり、背面配線部１７には、銅線などからなる第１の信号用配線１２、第２の信号用配線１３、共通帰路を形成する帰還用配線１４などが備えられ、第１の信号用配線１２には第１の抵抗手段１５が接続され、第２の信号用配線１３には第２の抵抗手段１６が接続されている。そして、第１の信号用配線１２、第２の信号用配線１３は抵抗手段１５、１６を通して帰還用配線１４に接続されている。給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂは、それぞれ第１の信号用配線１２、第２の信号用配線１３、帰還用配線１４に接続されており、抵抗手段１５、１６に生じる電圧を検出できるようになっている。ここで、各整流器２、３、４は背面配線部１７に対して単独で挿抜できるプラグイン構造になっている。なお、蓄電池２０は直流出力端子１１と負荷２１との間の線路に接続されている。
【００４０】
次に、図２によって、整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂの構成について説明する。図２において、図１で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。整流器２〜４のそれぞれの給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂは同一構成であるので、主として整流器２について説明する。第１の信号用配線１２に接続された第１の電流源回路３０は、整流器２の整流器本体部２Ａが給電状態にあるときに、直流電源３１と協働して予め決められている所定の定電流、例えば１ｍＡの電流を第１の信号用配線１２に流す。図示していないが、給電再開／停止判断部２Ｂが整流器本体部２Ａに給電再開信号Ｓ１を送出するときに、第１の電流源回路３０にも送出することによって、第１の電流源回路３０が動作する。第２の信号用配線１３に接続された第２の電流源回路３２は、出力電流検出回路５からの出力電流に比例する電圧信号Ｖ１に比例する電流を第２の信号用配線１３に流す。つまり、第２の電流源回路３２は自己の整流器本体部の直流出力電流に比例する電流を発生して、第２の信号用配線１３に流す可変の電流源回路である。例えば、整流器２の定格出力電流が１００Ａのときには、第２の電流源回路３２が１ｍＡの電流を流すものとし、整流器２の出力電流が５０Ａであれば、０．５ｍＡの電流を第２の信号用配線１３に流すものであるとする。
【００４１】
第２の電流源回路３２の具体的な回路構成の一例について図３を用いて簡単に説明する。図３において、図１及び図２で用いた記号と同じ記号については、同じ名称の部材を示すものとする。第２の電流源回路３２は、図２に示した直流電源３１に跨るようにして互いに直列に接続された抵抗器Ｒ１、電圧補償用のダイオードＤ、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ１、そのエミッタ抵抗器Ｒ２を備えると共に、トランジスタＴｒ１のベースに出力端子が接続された演算増幅器ＯＰ、及び抵抗器Ｒ１とダイオードＤとに跨るように抵抗器Ｒ３を介してベースーエミッタが接続されたＰＮＰ型トランジスタＴｒ２を備える。演算増幅器ＯＰの非反転入力端子には図２に示した出力電流検出回路５からの出力電流に比例する電圧信号Ｖ１が入力され、その反転入力端子にはエミッタ抵抗器Ｒ２の電圧が帰還され、演算増幅回路を構成している。このような演算増幅回路は吸い込み型の定電流回路として知られており、演算増幅器ＯＰの非反転入力端子に入力される電圧信号Ｖ１と同一の値の電圧がエミッタ抵抗器Ｒ２に発生するように動作する。結果として、電圧信号Ｖ１に比例する電流Ｉ１がＮＰＮ型トランジスタＴｒ１のコレクタに流れる。エミッタ抵抗器Ｒ２の抵抗値をｒ２、電圧信号Ｖ１の電圧値をｖ１とすると、電流Ｉ１はｖ１／ｒ２の値となり、電圧信号Ｖ１の値に比例する。この結果、抵抗器Ｒ１には電圧信号Ｖ１に比例する電流Ｉ１に等しい電流が流れる。ダイオードＤのＰＮ接合の非線形電圧がＰＮＰ型トランジスタＴｒ２のベース−エミッタ電圧を相殺するので、抵抗器Ｒ１の電圧と抵抗器Ｒ３の電圧とを等しくする電流Ｉ２がＰＮＰ型トランジスタＴｒ２を流れる。抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ３の双方の抵抗値が等しければ、この電流Ｉ２は電流Ｉ１に等しく、電流Ｉ１は電圧信号Ｖ１に比例するので、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ２のベース電流を無視すれば、電流Ｉ２は電圧信号Ｖ１に比例する電流であり、第２の信号用配線１３に流れ込む。
【００４２】
説明を元に戻すと、他の整流器３、４も同様であるので、３台の整流器２、３、４が給電状態にあれば、それぞれの第１の電流源回路３０は１ｍＡの電流を第１の信号用配線１２に流すことになり、第１の抵抗手段１５には合計で３ｍＡの電流が流れる。例えば、第１の抵抗手段１５の抵抗値を１ｋΩとすると、第１の抵抗手段１５には３Ｖの電圧が生じる。つまり、第１の抵抗手段１５は整流器の給電台数ｎに比例する合算電圧信号Ｖ１２を生じる。また、３台の整流器２、３、４がそれぞれ５０Ａの出力電流を供給しているものとすれば、それらの和である総合出力電流Ｉｏは１５０Ａの電流となり、３台の整流器２、３、４のそれぞれの給電再開／停止判断部の第２の電流源回路３２が０．５ｍＡの電流を第２の抵抗手段１６に流すものとすれば、第２の抵抗手段１６には１５０Ａの総合出力電流Ｉｏに対応する１．５ｍＡの電流が流れることになる。ここで例えば、第２の抵抗手段１６が１ｋΩの抵抗値を有するものとすれば、第２の抵抗手段１６には１．５Ｖの出力電流総合電圧信号Ｖ１３が生じ、この１．５Ｖの出力電流総合電圧信号Ｖ１３は１５０Ａの総合出力電流Ｉｏに対応する。
【００４３】
第１の抵抗手段１５からの合算電圧信号Ｖ１２は給電台数検知回路３３に入力され、給電台数検知回路３３は合算電圧信号Ｖ１２の電圧値によって給電台数ｎを検知する。例えば、給電台数検知回路３３は合算電圧信号Ｖ１２が３Ｖのとき、３台の整流器２、３、４が給電状態にあり、合算電圧信号Ｖ１２が２Ｖのときには２台の整流器が給電状態にあり、合算電圧信号Ｖ１２が１Ｖのときには１台の整流器だけが給電状態にあることを検知する。ここで、整流器２、３、４は同一構成であると説明したが、各整流器のアドレスｍを認識するアドレス認識回路の入力だけがそれぞれ異なるので、整流器２のアドレス認識回路３４を示す他、整流器３、４についてはそれらのアドレス認識回路３４Ａ、３４Ｂについてだけ図示している。アドレス認識回路３４、３４Ａ、３４Ｂはそれぞれ２ビットの入力端子Ｈ、Ｌを有する。アドレス認識回路３４Ｂは入力端子Ｌだけが帰還用配線１４に接続され、入力端子Ｈはどこにも接続されず、いわゆる開放であるので、（０、１）の入力を受け、アドレスｍが１であることを認識する。例えば、アドレスｍが整流器の搭載位置によって決定されているものとすれば、アドレスｍ＝１は、例えば、整流器４の搭載位置が最下段であることを意味する。次に、整流器３は入力端子Ｈのみが帰還用配線１４に接続され、入力端子Ｌは開放であるので、（１、０）の入力を受け、アドレスｍが２であることを認識する。アドレスｍ＝２は、例えば、整流器４の搭載位置が下から２段目に位置することを意味する。同様にして、整流器２は入力端子Ｈ、Ｌの双方が帰還用配線１４に接続されているので、（１、１）の入力を受け、アドレスｍが３であることを認識する。アドレスｍ＝３は、例えば、整流器２の搭載位置が下から３段目に位置することを意味する。なお、入力端子を増やして３端子の入力端子Ｈ、Ｍ、Ｌとすれば、３ビットとなり、８台の整流器の並列給電に使用できる。同様にして、更に多数の整流器の並列給電についても所望のアドレス付与は可能である。
【００４４】
給電台数検知回路３３からの給電台数ｎを示す信号と総合出力電流Ｉｏを示す出力電流総合電圧信号Ｖ１３とが入力されて、所定の処理を行う第１の判断論理回路３５、第２の判断論理回路３６がそれぞれの給電再開／停止判断部に備えられている。第１の判断論理回路３５は給電中の整流器を給電停止するか否かを判断するものであり、（ｎ−１）の演算、つまり給電中の台数ｎよりも１台少ない台数を求める機能、及び（ｎ−１）と総合出力電流Ｉｏに対応する出力電流総合電圧信号Ｖ１３と整流器２の定格出力電流Ｉｒに対応するデータとから特定の給電停止条件式、例えば、Ｉｏ／（ｎ−１）＜０．４Ｉｒの式に従って演算して、この式が成立するか否かを判断する機能を有する。つまり、実施形態１では、整流器の給電台数を１台減少させる条件として、均等分担電流が整流器２の定格出力電流Ｉｒの４０％を基準にしている。したがって、３台の整流器２〜４が給電中で、各整流器の定格出力電流Ｉｒが１００Ａであるものとすると、総合出力電流Ｉｏが８０Ａよりも少ないときには、前記給電停止条件式が満足されるので、第１の判断論理回路３５は１台の整流器を停止させるオフ用信号Ｐを出力し、前記給電停止条件式が満足されないときには給電停止用信号Ｐを出力しない。なお、前記数値４０％は飽くまでも一例であり、他の割合でも勿論よい。
【００４５】
第２の判断論理回路３６は給電停止状態にある整流器を給電再開させるか否かを判断する回路であり、整流器の給電台数ｎと総合出力電流Ｉｏに対応する出力電流総合電圧信号Ｖ１３と整流器２の定格出力電流Ｉｒに対応するデータとから特定の給電再開条件式、例えば、Ｉｏ／ｎ＞０．６Ｉｒの式に従って演算して、この式が成立するか否かを判断する機能を有する。したがって、例えば１台の整流器が給電停止中、２台の整流器が給電中で、定格出力電流Ｉｒが１００Ａとすると、総合出力電流Ｉｏが１２０Ａよりも大きい場合には、前記給電再開条件式が満足されるので、第２の判断論理回路３６は給電停止中の整流器１台を給電再開させるオン用信号Ｑを出力し、前記給電再開条件式が満足されないときにはオン用信号Ｑを出力しない。なお、前記数値６０％は飽くまでも一例であり、他の割合でも勿論構わない。また、説明を分かり易くするために、前記給電停止条件式、及び前記給電再開条件式では、総合出力電流Ｉｏと定格出力電流Ｉｒとを用いているが、実際の第１の判断論理回路３５、第２の判断論理回路３６では、総合出力電流Ｉｏに対応する出力電流総合電圧信号Ｖ１３、定格出力電流Ｉｒに対応する電圧信号を用いて演算が行われる。
【００４６】
次に、それぞれの給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂにおける優先順位決定回路３７は、給電台数検知回路３３からの整流器の給電台数ｎを示す信号とアドレス決定回路３４からのアドレスｍを示す信号とを受けて、（ｍ−ｎ）の演算を行い、その解が０の場合には当該整流器が給電している整流器の内で、最優先で給電停止する順位にある整流器であることを意味する信号Ｘを出力する。例えば、３台の整流器２〜４が給電状態にある場合には、ｎ＝３であり、一番上に位置する整流器２のアドレスｍが３であるので、（ｍ−ｎ）＝０であり、整流器２が最優先で給電停止する順位にある整流器となる。また、（ｍ−ｎ）の解が１のときには、当該整流器が給電停止している整流器の内で、最優先で給電再開する順位にある整流器であることを意味する信号Ｙを出力する。例えば、２台の整流器３、４が給電状態にあり、１台の整流器２が給電停止状態にある場合を考える。この場合、ｎ＝２であり、整流器２においては（ｍ−ｎ）＝３−２＝１であるから、整流器２が最優先で給電再開する順位にある整流器となる。（ｍ−ｎ）の解が０又は１以外の整流器の優先順位決定回路３７はいずれの信号も出力しない。
【００４７】
それぞれの給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂにおける選定アドレス認識回路３８は、アドレス認識回路３４からのアドレスｍを示す信号を受け、例えばアドレスｍが１でない場合には、オフ信号Ｚを出力する。整流器２のアドレスｍは３、整流器３のアドレスｍは２であるので、整流器２と３における選定アドレス認識回路３８はオフ信号Ｚを出力する。整流器４のアドレスｍは１であるので、整流器４における選定アドレス認識回路３８はオフ信号Ｚを出力しない。後述するが、実施形態１では常にオフ信号Ｚを出力しない整流器４は自己で給電停止の判断を行わずに、常時給電状態にある。なお、この実施形態ではアドレスｍが１の整流器４が常にオフ信号Ｚを出力しない整流器としたが、別のアドレスｍの整流器であっても勿論構わない。
【００４８】
それぞれの給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂにおける第１のＡＮＤゲート回路３９は、オン用信号Ｑと信号ＹとをＡＮＤ論理する回路であり、第２の判断論理回路３６からオン用信号Ｑを受電すると共に、優先順位決定回路３７から信号Ｙを受けるときだけ、給電再開用信号Ｓ１を当該給電再開／停止判断部に与える。また、給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂにおける第２のＡＮＤゲート回路４０は、オフ用信号Ｐと信号Ｘとオフ信号ＺとをＡＮＤ論理する回路であり、第１の判断論理回路３５からオフ用信号Ｐを受電し、優先順位決定回路３７から信号Ｘを受け、かつ選定アドレス認識回路３８からオフ信号Ｚを受けるときだけ、給電停止用信号Ｓ２を当該整流器本体部に与える。給電再開用信号Ｓ１は、当該整流器の整流器本体部が給電停止しているときに、給電再開信号として有効に働いて当該整流器本体部を給電状態に移行させる。また、給電停止用信号Ｓ２は、当該整流器の整流器本体部が給電状態にあるときに、給電停止信号として有効に働いて当該整流器本体部を給電停止状態に移行させる。優先順位決定回路３７の信号Ｘを第１のＡＮＤゲート回路３９へ、信号Ｙを第２のＡＮＤゲート回路４０へ与えても構わない。この場合には、前述とは逆になって、（ｍ−ｎ）の解が０を示す信号Ｘが最優先で給電再開する順位にある整流器であることを意味する信号となり、（ｍ−ｎ）の解が１を示す信号Ｙが最優先で給電停止する順位にある整流器であることを意味する信号となる。
【００４９】
次に、実施形態１の直流電力供給装置１００の動作について説明する。直流電力供給装置１００は、整流器２〜４の定格出力電流Ｉｒを１００Ａとし、（Ｎ＋１）の冗長方式で、３台の整流器２〜４の給電によって２００Ａの出力電流を負荷に供給する構成になっているものとする。給電動作状態にあるすべての整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂの第１の電流源回路３０は前述したようにそれぞれ１ｍＡの電流を流し、抵抗手段１５、１６の抵抗値は１ｋΩであるものとする。また、整流器２〜４のそれぞれの第２の電流源回路３２は自己の整流器本体部が出力する出力電流の１／１０００００（１０−５）倍の電流を流すものとする。第１の判断論理回路３５はＩｏ／（ｎ−１）＜０．４Ｉｒの前記給電停止条件式に従って判断し、第２の判断論理回路３６はＩｏ／ｎ＞０．６Ｉｒの前記給電再開条件式に従って判断するものとする。説明を分かり易くするために、動作状態を状態（１）〜状態（５）に分けて説明する。
【００５０】
（状態１、２）
３台の整流器２〜４の整流器本体部２Ａ〜４Ａがすべて給電していて総合出力電流３０Ａを分担しているものとする。３台の整流器２〜４は負荷電流を均等に分担しようが、不均等に分担しようがここでは構わない。電流分担が不均等な方式は、各整流器間にカレントシェア回路などのように相互接続配線を必要とする分担回路を搭載することなく、各整流器に出力レギュレーションをもたせ、電圧降下によって任意に分担する方式が好ましく、信頼性の高い方式として通信設備の整流装置に採用されている。しかし、この分担方式は本発明の要件でないので、これ以上説明しない。先ず、前述したように、すべての整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂの第１の電流源回路３０は第１の信号用配線１２に１ｍＡの電流をそれぞれ流し込むので、抵抗手段１５は３Ｖの合算電圧信号Ｖ１２を生じる。また、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂの第２の電流源回路３２が生じる電流の和は総合出力電流３０Ａの１０−５倍の電流、つまり０．３ｍＡの電流を第２の信号用配線１３にそれぞれ流し込むので、抵抗手段１６は０．３Ｖの出力電流総合電圧信号Ｖ１３を生じる。
【００５１】
給電台数検知回路３３は、第１の信号用配線１２から受ける合算電圧信号Ｖ１２が３Ｖであるので、３台の整流器の整流器本体部２Ａ〜４Ａが給電状態にあることを検知し、給電台数ｎ＝３を示す信号を出力する。第１の判断論理回路３５は、先ず出力電流総合電圧信号Ｖ１３が０．３Ｖの電圧であることから、総合出力電流Ｉｏが３０Ａであることを認知する。そして、前記給電停止条件式Ｉｏ／（ｎ−１）＜０．４Ｉｒから、３０／（３−１）＝１５であることを演算して求め、１５Ａは４０Ａよりも小さいと判断して、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂにおけるすべての第１の判断論理回路３５がオフ用信号Ｐを出力する。つまり、給電中の整流器を１台停止させても、給電中の２台の整流器がそれぞれ分担する電流はほぼ１５Ａであり、支障がないので、各整流器の第１の判断論理回路３５はオフ用信号Ｐを出力する。また、第２の判断論理回路３６は、先ず出力電流総合電圧信号Ｖ１３が０．３Ｖの電圧であることから、総合出力電流Ｉｏが３０Ａであることを認知し、前記給電再開条件式Ｉｏ／ｎ＞０．６Ｉｒから、３０／３＝１０であることを演算して求め、１０Ａは６０Ａよりも小さいから前記給電再開条件式に該当しないと判断して、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂにおけるすべての第２の判断論理回路３６がオン用信号Ｑを出力しない。
【００５２】
各整流器の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂはそれぞれアドレスｍが異なるので、別々の判断動作を行う。給電再開／停止判断部２Ｂの優先順位決定回路３７は、給電台数検知回路３３からの給電台数ｎ＝３を示す信号と、アドレス決定回路３４からのアドレスｍ＝３を示す信号とから、式（ｍ−ｎ）の演算を行い、（３−３）が０の解になることから整流器２が最優先で給電停止する順位にあることを意味する信号Ｘを出力する。同様に、給電再開／停止判断部３Ｂの優先順位決定回路３７は、給電台数ｎ＝３を示す信号とアドレス決定回路３４Ａからのアドレスｍ＝２を示す信号とから、式（ｍ−ｎ）の演算を行い、（２−３）の解が０又は１のいずれでもないことから信号Ｘを出力しない。また、給電再開／停止判断部４Ｂの優先順位決定回路３７は、給電台数ｎ＝３を示す信号とアドレス決定回路３４Ｂからのアドレスｍ＝１を示す信号とから、式（ｍ−ｎ）の演算を行い、（１−３）の解が０又は１のいずれでもないことから信号Ｘを出力しない。つまり、給電状態にある整流器２〜４の内、最初に給電停止する整流器はアドレスｍが３である整流器２であることが決められる。
【００５３】
第１、第２の判断論理回路３５、３６及び優先順位決定回路３７が前記論理動作を行うのと同時に、選定アドレス認識回路３８も次のように動作する。整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂの選定アドレス認識回路３８はアドレスｍが３であり、１でないので、信号Ｚを出力する。同様に、整流器３の給電再開／停止判断部３Ｂの選定アドレス認識回路３８はアドレスｍが２であり、１でないので、信号Ｚを出力する。一方、整流器４の給電再開／停止判断部４Ｂの選定アドレス認識回路３８はアドレスｍが１であるので、信号Ｚを出力しない。つまり、整流器４の給電再開／停止判断部４Ｂの選定アドレス認識回路３８は常に信号Ｚを出力しないので、給電再開／停止判断部４Ｂの第２のＡＮＤゲート回路４０は常に出力停止用信号Ｓ２を出力しない、つまり給電再開／停止判断部４Ｂは給電停止の自己判断を行わず、整流器４は給電状態を継続する。
【００５４】
前述したように、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂにおけるすべての第２の判断論理回路３６がオン用信号Ｑを出力しないから、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂのすべての第１のＡＮＤゲート回路３９は当然に給電再開用信号Ｓ１を出力しない。前述から、整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂにおける第１の判断論理回路３５がオフ用信号Ｐを出力し、優先順位決定回路３７が信号Ｘを出力し、また、選定アドレス認識回路３８が信号Ｚを出力するので、整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂにおける第２のＡＮＤゲート回路４０だけが給電停止用信号Ｓ２を出力する。前述したように、アドレスｍ＝１の整流器４の給電再開／停止判断部４Ｂにおいては、優先順位決定回路３７が信号Ｙを出力せず、かつ選定アドレス認識回路３８も信号Ｚを出力しないので、その第１のＡＮＤゲート回路３９は給電再開用信号Ｓ１を出力せず、第２のＡＮＤゲート回路４０も給電停止用信号Ｓ２を出力しない。つまり、アドレスｍ＝１の整流器４は給電再開と給電停止の双方の判断をせず、以後の状態２〜４でも給電を継続するようになっている。したがって、以後の状態３〜５の説明にあっては整流器４については説明を省略する。整流器２が給電停止した後は整流器３、４が総合出力電流３０Ａを負荷２１に供給する。なお、この状態では整流器３、４の出力電流に余裕があるので、その余裕分で蓄電池２０を充電する。
【００５５】
（状態３）
整流器３、４が総合出力電流３０Ａを負荷２１に供給している状態で、給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂは前記判断を継続する。整流器２の整流器本体部２Ａは給電停止しているので、給電再開／停止判断部２Ｂの第１の電流源回路３０は第１の信号用配線１２に電流を流さないから、第１の信号用配線１２には整流器３、４の給電再開／停止判断部３Ｂ、４Ｂにおける第１の電流源回路３０からの電流２ｍＡが流れ込む。したがって、抵抗手段１５は２Ｖの合算電圧信号Ｖ１２を生じ、給電台数検知回路３３は整流器の給電台数ｎが２台であることを検知する。状態１のときと同様に、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４Ｂの第２の電流源回路３２からは総合出力電流Ｉｏ＝３０Ａに対応する電流０．３ｍＡが第２の信号用配線１６に接続された抵抗手段１６に流れるので、抵抗手段１６は総合出力電流Ｉｏが３０Ａであることを示す０．３Ｖの出力電流総合電圧信号Ｖ１３を出力する。
【００５６】
整流器２、３の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂにおける第１の判断論理回路３５は、前述したように、先ず出力電流総合電圧信号Ｖ１３が０．３Ｖの電圧であることから、総合出力電流が３０Ａであることを認知し、前述した給電停止条件式Ｉｏ／（ｎ−１）＜０．４Ｉｒから、３０／（２−１）＝３０であることを演算して求め、電流３０Ａは電流４０Ａよりも小さいと判断して、オフ用信号Ｐを出力する。つまり、給電中の整流器を１台停止させても、給電中の１台の整流器が負担する電流は３０Ａであり、支障がないので、オフ用信号Ｐを出力する。また、第２の判断論理回路３６は、先ず出力電流総合電圧信号Ｖ１３が０．３Ｖの電圧であることから、総合出力電流が３０Ａであることを認知し、前記給電再開条件式Ｉｏ／ｎ＞０．６Ｉｒから、３０／２＝１５であることを演算して求め、電流１５Ａは給電再開電流６０Ａよりも小さいから前記給電再開条件式に該当しない、つまり給電停止状態の整流器本体部を給電再開させる必要は無いと判断して、整流器２、３の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂにおける第２の判断論理回路３６はオン用信号Ｑを出力しない。
【００５７】
整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂにおける優先順位決定回路３７は、アドレスｍが３、給電台数ｎが２台として、（ｍ−ｎ）の演算を行い、その解が１であるので、信号Ｙを第１のＡＮＤゲート回路３９に与える。このことは、整流器２が停止している整流器の内で最優先で給電再開する整流器であることを意味している。また、整流器３の給電再開／停止判断部３Ｂにおける優先順位決定回路３７は、アドレスｍが２、給電台数ｎが２台として、（ｍ−ｎ）の演算を行い、その解が０であるので、信号Ｘを第２のＡＮＤゲート回路４０に与える。このことは、整流器３が給電している整流器の内で最優先で給電停止する整流器であることを意味している。整流器４の給電再開／停止判断部４Ｂの動作については、前述と同じで変らないから説明を省略する。
【００５８】
この結果、整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂにおける第１のＡＮＤゲート回路３９にはオン用信号Ｑが入力されないので、給電停止を継続する。他方、整流器３の給電再開／停止判断部３Ｂにおける第２のＡＮＤゲート回路４０にはオフ用信号Ｐと信号Ｘとが入力されるばかりでなく、整流器３のアドレスｍは２であり、その選定アドレス認識回路３８からも信号Ｚが入力されるので、第２のＡＮＤゲート回路４０は給電停止用信号Ｓ２を出力する。つまり、整流器２に続いて整流器３も給電停止に至る。この後は、整流器４が１台で総合出力電流３０Ａを供給する。この状態でも整流器４の出力電流に余裕があるので、その余裕分で蓄電池２０を充電する。この状態では、整流器２、３の整流器本体部２Ａ、３Ａの固定損失分が無くなり、最高効率の給電台数が選択されることになる。
【００５９】
（状態４）
次に、総合出力電流Ｉｏが３０Ａから１５０Ａに増加した場合について説明する。１台の整流器４が給電しているだけであるので、最大１００Ａまで整流器４が負担できるが、総合出力電流Ｉｏが１００Ａを越えた５０Ａの電流分については、他の整流器が給電再開するまでの短時間は蓄電池２０が供給する。整流器４の整流器本体部４Ａだけが給電している状態では、前述から分かるように第１の信号用配線１２の抵抗手段１５には１ｍＡの電流が流れるだけであるので、抵抗手段１５は１Ｖの合算電圧信号Ｖ１２を生じ、第２の信号用配線１３の抵抗手段１６には１５０Ａの総合出力電流Ｉｏに比例する１．５ｍＡの電流が流れるから、１．５Ｖの電圧、つまり総合出力電流Ｉｏが１５０Ａであることを示す出力電流総合電圧信号Ｖ１３を生じる。整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂにおける給電台数検知回路３３は整流器の給電台数ｎが１台であることを検知し、検知信号をそれぞれのる第１の判断論理回路３５と第２の判断論理回路３６とに出力する。
【００６０】
第１の判断論理回路３５は、先ず出力電流総合電圧信号Ｖ１３が１．５Ｖの電圧であることから総合出力電流Ｉｏが１５０Ａであることを認知し、前記給電停止条件式Ｉｏ／（ｎ−１）＜０．４Ｉｒから、１５０／（１−１）＝∞であることを演算して求め、電流４０Ａよりも大きいと判断して、オフ用信号Ｐを出力しない。また、第２の判断論理回路３６は、先ず出力電流総合電圧信号Ｖ１３が１．５Ｖの電圧であることから、総合出力電流Ｉｏが１５０Ａであることを認知し、前述した給電再開条件式Ｉｏ／ｎ＞０．６Ｉｒから、１５０／１＝１５０であることを演算して求め、電流１５０Ａは給電再開電流６０Ａよりも大きいから前記給電再開条件式に該当する、つまり給電停止状態の整流器を再開させる必要があると判断して、すべての第２の判断論理回路３６はオン用信号Ｑを出力する。このとき、アドレスｍが３の整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂにおける優先順位決定回路３７は、（ｍ−ｎ）＝３−１となり、その解が２であるので、信号Ｘ、信号Ｙも出力しない。アドレスｍが２の整流器３の給電再開／停止判断部３Ｂにおける優先順位決定回路３７は、（ｍ−ｎ）の解が１であることから信号Ｙを出力する。
【００６１】
この結果、整流器３の給電再開／停止判断部３Ｂにおける第１のＡＮＤゲート回路３９は、オン用信号Ｑが入力されると共に、信号Ｙも入力されるので、給電再開用信号Ｓ１を整流器本体部３Ａに与える。したがって、整流器３の整流器本体部３Ａは給電を再開し、整流器４と整流器３とで１５０Ａの総合出力電流Ｉｏを供給する。整流器３の整流器本体部３Ａが給電を再開した時点で、蓄電池２０からの放電は止み、整流器３、４が供給する余裕分の電流で蓄電池２０は充電される。なお、この際には整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂにおける第１のＡＮＤゲート回路３９は信号Ｙが入力されないので、給電再開用信号Ｓ１を整流器本体部２Ａに与えず、整流器本体部２Ａは給電停止を継続する。
【００６２】
（状態５）
整流器の給電台数ｎは２台となり、抵抗手段１５に流れる電流が２台分の２ｍＡになるので、抵抗手段１５は２Ｖの合算電圧信号Ｖ１２を生じる。抵抗手段１６には１５０Ａの総合出力電流Ｉｏに比例する１．５ｍＡの電流が流れ、総合出力電流Ｉｏが１５０Ａであることを示す出力電流総合電圧信号Ｖ１３を生じる。整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂにおける給電台数検知回路３３は整流器の給電台数ｎが２台であることを検知し、検知信号をそれぞれの第１の判断論理回路３５と第２の判断論理回路３６とに出力する。第１の判断論理回路３５は、先ず出力電流総合電圧信号Ｖ１３が１．５Ｖの電圧であることから総合出力電流Ｉｏが１５０Ａであることを認知し、前記給電停止条件式Ｉｏ／（ｎ−１）＜０．４Ｉｒから１５０／（２−１）＝１５０であることを演算して求め、電流４０Ａよりも大きいと判断して、オフ用信号Ｐを出力しない。
【００６３】
第２の判断論理回路３６は、先ず出力電流総合電圧信号Ｖ１３が１．５Ｖの電圧であることから総合出力電流Ｉｏが１５０Ａであることを認知し、前述した給電再開条件式Ｉｏ／ｎ＞０．６Ｉｒから、１５０／２＝７５であることを演算して求め、電流７５Ａは給電再開電流６０Ａよりも大きいから前記給電再開条件式に該当する、つまり給電停止状態の整流器を給電再開させる必要があると判断して、すべての第２の判断論理回路３６はオン用信号Ｑを出力する。このとき、アドレスｍが３の整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂにおける優先順位決定回路３７は、（ｍ−ｎ）＝３−２となり、その解が１であるので、信号Ｙを出力する。アドレスｍが２の整流器３の給電再開／停止判断部３Ｂにおける優先順位決定回路３７は、（ｍ−ｎ）の解が０であることから信号Ｘを出力するが、オフ用信号Ｐが無いから第２の判断論理回路３６は給電停止用信号Ｓ２を出力しない。
【００６４】
整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂにおける第１のＡＮＤゲート回路３９は、オン用信号Ｑが入力されると共に、信号Ｙも入力されるので、給電再開用信号Ｓ１を整流器本体部２Ａに与える。したがって、整流器２は給電を再開し、整流器３、４と給電が復帰した整流器２との３台で１５０Ａの総合出力電流Ｉｏを供給する。この状態では、整流器２〜４が供給する余裕分の出力電流で蓄電池２０は充電される。この後、総合出力電流Ｉｏが減少するときには、前述と同様にして、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂが前記給電停止条件式Ｉｏ／（ｎ−１）＜０．４Ｉｒが成立するかの判断を行い、給電停止の判断がなされた場合には、アドレスｍが３である整流器２、更にはアドレスｍが２である整流器３が順次給電を停止する。このように常に個々の整流器が給電停止判断、給電再開判断を行うことによって、整流器の整流器本体部の固定損失分を最小限に抑制することができ、最高効率の給電台数で給電する直流電力供給方法及び装置を提供することができる。
【００６５】
[実施形態２]
本発明の実施形態２に係る第２の直流電力供給装置２００について図４を用いて説明する。直流電力供給装置２００においては、信頼性を向上させるために、第１の直流電力供給装置１００の各整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂに異常事態に対応する回路をそれぞれ備えているが、同じ構成であるので整流器２の給電再開／停止判断部２Ｂだけについて回路構成を示している。なお、すべてのアドレス決定回路３４は同一の回路構成であるが、入力ビットが第１の直流電力供給装置１００と同様に異なり、それぞれのアドレス決定回路は整流器２がアドレスｍ＝３、整流器３がアドレスｍ＝２、整流器４がアドレスｍ＝１であるものとする。前記実施形態１と同様に以下の説明では、第１の直流電力供給装置１００と異なる第２の直流電力供給装置２００の各整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂの構成、動作について述べる。図４において、図１〜図３で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。付加された第３の電流源回路５１は第１の電流源回路３０と同様な構成であるが、第２の信号用配線１３に接続される点で異なる。第３の電流源回路５１は、自己の整流器本体部が給電状態にあるときだけ、それぞれ予め決められた所定の電流、実施形態２では１ｍＡの定電流を第２の信号用配線１３に流すものとする。したがって、第２の信号用配線１３には、総合出力電流Ｉｏに比例する電流と整流器の給電台数ｎに比例する電流との和に等しい電流が流れ込む。減算回路５２は第３の電流源回路５１の定電流により生じた電圧値と同じ値の電圧を減算するものである。異常電圧検出回路５３は入力配線５３Ａ、５３Ｂを通して第１、第２の信号用配線１２、１３に接続され、また、出力配線５３Ｃを通して第２のＡＮＤゲート回路４０の入力端子の一つに接続される。
【００６６】
例えば、第１、第２の抵抗手段１５、１６の抵抗値を１ｋΩとし、整流器２〜４が給電中であるときには、第１の抵抗手段１５に３Ｖの電圧が生じる。つまり、第１の抵抗手段１５は実施形態１と同様に整流器の給電台数ｎに比例する合算電圧信号Ｖ１２を生じ、合算電圧信号Ｖ１２は一方の入力配線５３Ａを通して異常電圧検出回路５３にも入力される。また、３台の整流器２〜４が給電状態にあり、それらの出力電流の和である総合出力電流Ｉｏが１５０Ａの電流であるとすると、第２の電流源回路３２は１．５ｍＡの電流を第２の抵抗手段１６に流し、同時に第３の電流源回路５１も３ｍＡの電流を第２の抵抗手段１６に流す。したがって、第２の抵抗手段１６には４．５ｍＡの電流が流れるから、第２の抵抗手段１６は４．５Ｖの総和電圧信号Ｖ１３’を生じる。この総和電圧信号Ｖ１３’は、他方の入力配線５３Ｂを通して異常電圧検出回路５３に入力されると共に、第３の電流源回路５１の電流３ｍＡ分の電圧３Ｖに等しい電圧が減算回路５２によって減算されて、実施形態１と同様に出力電流総合電圧信号Ｖ１３として第１、第２の判断論理回路３５、３６に入力される。異常電圧検出回路５３については後述するが、正常時には正常信号Ｆを出力し、過電圧又は過不足電圧を検出したときには異常な状態であるとして正常信号Ｆを出力しない。
【００６７】
第１の信号用配線１２に接続された第１の抵抗手段１５が生じる合算電圧信号Ｖ１２は、整流器の給電台数ｎが最大で３台なので３Ｖである。第２の信号用配線１３に接続された第２の抵抗手段１６が生じる総和電圧信号Ｖ１３’の最大値は、整流器の最多給電台数が３台であるので３ｍＡ分の電流に対応する電圧３Ｖと、最大定格電流が３００Ａであるので３ｍＡ分の電流に対応する電圧３Ｖとの和に等しい電圧６Ｖである。他方、合算電圧信号Ｖ１２の最小値は、無負荷時には負荷電流がほぼゼロであり、第３の電流源回路５１からの電流がゼロであるので、整流器の最少給電台数１台に対応する１ｍＡ分の電流による１Ｖの電圧となる。異常電圧検出回路５３は、この電圧範囲、つまり、合算電圧信号Ｖ１２及び総和電圧信号Ｖ１３’が１Ｖ〜６Ｖの電圧範囲にあるときは正常であるとして判断して正常信号Ｆを出力するが、合算電圧信号Ｖ１２及び総和電圧信号Ｖ１３’のいずれかが１Ｖ〜６Ｖの電圧範囲を外れるときは異常であると判断して、正常信号Ｆを出力しない。正常信号Ｆは４端子入力の第２のＡＮＤゲート回路４０に入力され、第２のＡＮＤゲート回路４０は正常信号Ｆが入力されないとき、他の入力信号の状態に無関係に給電停止用信号Ｓ２を出力しない。
【００６８】
異常電圧検出回路５３の入力配線５３Ａと出力配線５３Ｃとの間には、半導体スイッチの一例であるＰＮＰトランジスタ５４と抵抗器５５と５６とからなる接地用回路５７が接続されている。接地用回路５７は次のように動作する。異常電圧検出回路５３が正常信号Ｆを出力しているとき、ＰＮＰトランジスタ５４はそのベース抵抗である抵抗器５５によってベース−エミッタ間が逆バイアスされるからオフ、つまり、正常時にはオフ状態にある。しかし、異常状態が発生して、異常電圧検出回路５３が正常信号Ｆを出力しなくなると、ＰＮＰトランジスタ５４のエミッタ−ベースを通してベース抵抗器５６に電流が流れ、順バイアスされるのでオンする。ＰＮＰトランジスタ５４のオンによって、第１の信号用配線１２はＰＮＰトランジスタ５４を通して接地され、すべての整流器２〜４における合算電圧信号Ｖ１２はほぼゼロ、例えば０．６Ｖになり、１Ｖ〜６Ｖの正常な電圧範囲から外れる。異常電圧検出回路５３が正常信号Ｆを出力している正常状態の場合には、実施形態１とほぼ同様な動作を行うので説明を省略し、異常時について下記に説明する。
【００６９】
（１）信号用配線１２、１３及び帰還用配線１４のいずれか又は双方の断線、あるいは抵抗手段１５又は１６に破断が生じた場合。
【００７０】
これら条件では、断線した前記配線に接続されている電流源回路３０、３２、５１の負荷が実質的に無くなるので、当該電流源回路の電圧は、電流源を作る直流電源３１の電圧、例えば１５Ｖに跳ね上がる。この電圧１５Ｖは、正常時における合算電圧信号Ｖ１２又は総和電圧信号Ｖ１３’の電圧値よりも確実に高い。異常電圧検出回路５３は、この電圧１５Ｖが入力配線５３Ａ又は５３Ｂに現出したときには、１Ｖ〜６Ｖの正常電圧範囲外にあると判断して、即座に正常信号Ｆを出力するのを止める。異常状態が発生して、異常電圧検出回路５３が正常信号Ｆを出力しなくなると、それまで正常信号Ｆにより逆バイアスされていたＰＮＰトランジスタ５４のエミッタ−ベースを通して抵抗器５５に電流が流れ、ＰＮＰトランジスタ５４は順バイアスされるのでオンする。ＰＮＰトランジスタ５４のオンによって、第１の信号用配線１２はＰＮＰトランジスタ５４を通して接地され、合算電圧信号Ｖ１２はほぼゼロになる。当然に、健全な他の整流器の給電再開／停止判断部においてもその合算電圧信号Ｖ１２がほぼゼロになるので、健全な他の整流器の給電再開／停止判断部における異常電圧検出回路５３も正常信号Ｆを出力するのを停止する。したがって、すべての整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ、３Ｂ、４ＢのＡＮＤゲート回路４０に正常信号Ｆが入力されないので、すべての第２のＡＮＤゲート回路４０は他の条件に無関係に給電停止用信号Ｓ２を出力しなくなる。したがって、当該異常状態が発生した場合、システムダウンが発生することは無い。
【００７１】
（２）信号用配線１２又は１３、抵抗手段１５又は１６に短絡が生じた場合。
【００７２】
信号用配線１２又は抵抗手段１５が短絡した場合には、合算電圧信号Ｖ１２がほぼゼロになるので、前述したように、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂにおけるすべての異常電圧検出回路５３が正常信号Ｆを出力するのを停止する。また、信号用配線１３又は抵抗手段１６に短絡が生じた場合には、異常電圧検出回路５３の入力配線５３Ａ又は５３Ｂの電圧信号はほぼゼロになるので、異常電圧検出回路５３は正常信号Ｆを出力するのを停止する。この結果、前述したように、ＰＮＰトランジスタ５４がオンして第１の信号用配線１２を接地するから、健全な他の整流器の給電再開／停止判断部における異常電圧検出回路５３も正常信号Ｆを出力するのを停止する。したがって、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４ＢにおけるすべてのＡＮＤゲート回路４０に正常信号Ｆが入力されなくなるので、他の条件に無関係に、すべての第２のＡＮＤゲート回路４０は給電停止用信号Ｓ２を出力しない。したがって、当該異常状態が発生した場合、システムダウンが発生することは無い。
【００７３】
なお、ＰＮＰトランジスタ５４と抵抗器５５と５６とからなる接地用回路５７が一旦オンすると、前記配線の断線、短絡又は前記抵抗手段の破断又は短絡などの事故が復帰しても、接地用回路５７はオンのままなので、図示しない手段で接地用回路５７をオフさせることによって、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂにおけるすべての異常電圧検出回路５３を正常に復帰させることができる。このように、一旦事故が発生したら自動的に復帰しないことは、フェールセーフ上、望ましいことである。また、例えば、ある１台の整流器におけるＡＣ入力が不図示のヒューズの溶断で切断されると、その異常電圧検出回路５３の図示しない電源電圧もゼロになるために、その異常電圧検出回路５３は正常信号Ｆを出力せず、ＰＮＰトランジスタ５４がオンして第１の信号用配線１２を接地するので、１台の整流器の入力断であっても、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４ＢにおけるすべてのＡＮＤゲート回路４０は給電停止用信号Ｓ２を出力しない。このことは、システムダウンの発生防止の観点から好ましい。
【００７４】
[実施形態３]
次に、図５によって本発明に係る実施形態３の第３の直流電力供給装置３００について説明する。図５において、図１〜図４で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。直流電力供給装置３００においては、更に信頼性を向上させるために、マイクロコンピュータなどからなる監視装置６０の判断も整流器の給電再開又は給電停止の判断に入れる。総合出力電流Ｉｏを直接検出する総合出力電流検出回路６１を備えており、総合出力電流Ｉｏそのものの検出信号が監視装置６０に入力される。監視装置６０は、常時、総合出力電流Ｉｏと整流器の給電台数ｎを含む給電状態とを監視しており、総合出力電流Ｉｏの検出信号と給電状態を示す信号とによって、前述したような給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂと同様な条件式で給電再開又は給電停止すべきかを判断する。その結果、監視装置６０は選定したアドレスｍの整流器に給電再開許可信号又は給電停止許可信号を出力信号線６２を通して送出する。給電再開許可信号又は給電停止許可信号は、給電再開信号又は給電停止信号ではなく、飽くまでも給電再開又は給電停止しても良いという許可信号であるので、各整流器の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂが給電再開信号又は給電停止信号を出力するときに有効となる。
【００７５】
また、実施形態１、２においては、アドレスｍ＝１の整流器２の整流器本体部２Ａは常に給電状態にあり、かつ給電再開及び給電停止の優先順位が固定されているので、整流器の整流器本体部の運転時間が偏る欠点があり、整流器の寿命に差が生じる懸念もある。したがって、図２及び図４に示した各整流器の給電再開／停止判断部における優先順位決定回路３７、選定アドレス認識回路３８を用いずに、すべての整流器の整流器本体部の運転時間が偏らずにほぼ均一になるように、監視装置６０が最優先で給電停止するアドレスｍ及び最優先で給電再開するアドレスｍをそれぞれ順番に決めて、給電再開許可信号又は給電停止許可信号を各整流器の給電再開／停止判断部に出力すると共に、常に給電状態にある整流器を順次割り当て、長期間おける各整流器の給電時間はそれぞれ大差がないよう設定される。監視装置６０は通常、マイクロコンピュータで構成されることが多いが、実施形態３では、直流電力供給装置の整流器の最適運転台数制御を各整流器自身に判断させているので、マイクロコンピュータの故障、誤動作などが生じても、整流器を間違えて給電停止させたり、給電再開させることはない。また、監視装置６０は給電再開許可信号と給電停止許可信号とを出力するから、その給電再開許可信号と当該整流器自身の給電再開判断とをＯＲ論理することによって、給電再開を確実にすることも可能である。
【００７６】
[実施形態４]
次に、図６によって本発明に係る実施形態４の第４の直流電力供給装置４００について説明する。図６は、給電状態にある整流器の給電台数ｎを電圧信号で検知するところに特徴があり、主にその検知部分について示している。図６において、図１〜図５で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。実施形態４では、図１、図２、図４及び図５に示した第１の信号用配線１２に代えて共通の台数検知用配線７０と整流器の台数に等しい個々の台数検知用配線Ｌ１〜Ｌ３を備える。実施形態４でも３台の整流器２〜４を並列運転しているので、共通の台数検知用配線７０は整流器の台数に等しい本数の共通配線７１〜７３、及び１本の帰還用配線７４からなる。帰還用配線７４は図１、図２、図４及び図５に示した帰還用配線１４で代用してもよい。整流器２〜４は、給電台数を検知する検知部分、例えば図２及び図４における第１の電流源回路３０、及び第１の電流源回路３０を第１の信号用配線１２に接続する配線を除去する点などを除いて、他部分は実施形態１〜３と同じである。なお、第１の信号用配線１２が除去されるので、当然に第１の抵抗手段１５も除去される。整流器２の給電台数検知回路３３と整流器３、４の給電台数検知回路３３Ａ、３３Ｂとは互いに同一の構成である。給電台数検知回路３３、３３Ａ、３３Ｂはそれぞれの第１の台数検知用配線Ｌ１によって整流器の外側で共通配線７１に接続され、また、それぞれの第２の台数検知用配線Ｌ２によって整流器の外側で共通配線７２に接続され、かつそれぞれの第３の台数検知用配線Ｌ３によって整流器の外側で共通配線７３に接続されている。また、給電台数検知回路３３、３３Ａ、３３Ｂはそれぞれの接地用配線Ｌ４により帰還用配線７４に接続されている。すなわち、各整流器をその外側で共通配線に接続しているので、整流器を同一構成のものにすることにより、ある整流器が故障などした場合に新たな整流器に容易に交換することができる。
【００７７】
整流器２においては、第１の台数検知用配線Ｌ１に台数検知用電圧Ｖｄが選択的に印加される。整流器３においては第２の台数検知用配線Ｌ２に台数検知用電圧Ｖｄが印加され、整流器４においては第３の台数検知用配線Ｌ３に台数検知用電圧Ｖｄが印加される。台数検知用電圧Ｖｄは、例えば、１５Ｖ（Ｈレベル）とほぼ０Ｖ（Ｌレベル）との間で切り替わる電圧であって、当該整流器が給電状態にあるときには当該整流器の台数検知用電圧Ｖｄは１５Ｖであり、当該整流器が給電停止状態にあるときはその台数検知用電圧Ｖｄはほぼ０Ｖである。したがって、例えば３台の整流器２〜４のすべてが給電状態にあるときは、整流器２〜４それぞれの台数検知用配線Ｌ１〜Ｌ３には１５Ｖの台数検知用電圧が印加されるので、給電台数検知回路３３、３３Ａ、３３Ｂは給電状態にある整流器の給電台数ｎが３であることを検知し、ｎ＝３を示す信号を出力する。また、例えば整流器２と３が給電状態にあって、整流器４が給電停止状態にあれば、整流器４の台数検知用電圧Ｖｄはほぼ０Ｖであるので、いずれの第３の台数検知用配線Ｌ３はほぼ０Ｖであり、すべての整流器の第１、第２の台数検知用配線Ｌ１、Ｌ２には１５Ｖの台数検知用電圧が印加されるので、給電台数検知回路３３、３３Ａ、３３Ｂは給電状態にある整流器の給電台数ｎが２であることを検知し、ｎ＝２を示す信号を出力する。整流器１台だけが給電状態にあるときも同様であって、給電台数検知回路３３、３３Ａ、３３Ｂは給電状態にある整流器の給電台数ｎが１であることを検知し、ｎ＝１を示す信号を出力する。したがって、給電台数ｎを示す信号によってロジックを構成することにより、その信号を利用して整流器の搭載位置などを表示することも容易に行える。また、個々の整流器の台数検知用電圧Ｖｄの有無（Ｈレベル、Ｌレベル）はどの整流器が運転又は停止しているかを特定することができ、また、刻々と現時点での整流器の運転台数を検知できるので、更なる制御方式の発展を期待することができる。なお、給電台数ｎを示す信号は、図６には示していないが、図２及び図４に示したように、第１、第２の判断論理回路３５、３６及び優先順位決定回路３７に送出され、前述と同様に処理される。
【００７８】
実施形態４では、並列運転される整流器の台数に等しい共通の台数検知用配線及び台数検知用配線が必要になるので、配線の本数が増えて複雑になるという問題があるが、並列運転される整流器の台数が例えば４〜５台程度の場合には、まったく支障をきたさない程度の配線の本数で足り、台数検知用電圧の単純なＨレベル、Ｌレベルのディジタル電圧信号だけで整流器の給電台数ｎを検知することができるので、回路構成を簡略化できるなどの効果がある。また、この電圧信号による整流器の給電台数ｎの検知方法は、第１の直流電力供給装置１００に限らず、第２の直流電力供給装置２００、第３の直流電力供給装置３００についても同様に採用することができる。直流電力供給装置１００〜３００において、この電圧信号による整流器の給電台数ｎの検知方法を採用する場合には、第２の信号用配線１３を信号用配線１３に、第２の抵抗手段１６を抵抗手段１６に、第２の電流源回路３２を別の電流源回路３２に、そして第３の電流源回路５１を追加の電流源回路５１にそれぞれ読み替えるものとする。また図示しないが、この電圧信号による整流器の給電台数ｎの検知方法を採用する場合、直流電力供給装置２００における接地用回路５７は異常電圧検出回路５３の出力配線５３Ｃと台数検知用配線７０の共通配線７１〜７３との間に接続される。したがって、出力配線５３Ｃから正常信号Ｆが消失するときには、接地用回路５７がオンすることにより、各整流器の台数検知用配線Ｌ１〜Ｌ３は接地用回路５７及び台数検知用配線７０の共通配線７１〜７３を介して接地され、それぞれの整流器の給電台数検知回路３３、３３Ａ、３３Ｂは整流器の給電台数ｎが０であると検知し、ｎ＝０を示す信号を出力する。
【００７９】
なお、整流器２〜４の給電再開／停止判断部２Ｂ〜４Ｂにおけるそれぞれの第１の判断論理回路３５の給電停止条件式Ｉｏ／（ｎ−１）＜０．４Ｉｒ、及び給電開始条件式Ｉｏ／ｎ＞０．６Ｉｒは飽くまでも一例であり、０．４Ｉｒ又は０．６Ｉｒで示された数値は種々考えられ、これらに限定されるものではなく、定格出力電流Ｉｒに対応する値であればよい。また、以上述べた実施形態では並列接続されている整流器の台数が３台であったが、４台以上でも勿論よく、台数に制限されるものではない。整流器のアドレスｍは、通常、確認し易いために、搭載位置に従って、例えば下側からあるいは上側からの搭載位置で決められることが多いが、これに限定されることは無く、任意にきめられてもよい。特に、マイクロコンピュータからなる監視装置が整流器のアドレスｍを管理する場合には、任意で構わない。また、実際には給電再開／停止判断部はマイクロコンピュータで構成される場合が多く、この場合には、給電再開／停止判断部を構成する前述の各回路、例えばアドレス決定回路をアドレス決定機能、第１、第２の判断論理回路を第１、第２の判断機能というように、機能で表す方が適しており、このような機能を有する給電再開／停止判断部は本発明の給電再開／停止判断部に属するものとする。また、本発明は総合出力電流を簡単に検知できるところにも特徴がある。
【００８０】
【表１】
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【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態１に係る直流電力供給装置１００の概略構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る直流電力供給装置１００のブロック構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係る直流電力供給装置１００の一部分の具体的な回路例を示す図である。
【図４】実施形態２に係る直流電力供給装置２００のブロック構成を示す図である。
【図５】実施形態３に係る直流電力供給装置３００のブロック構成を示す図である。
【図６】実施形態４に係る直流電力供給装置４００の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・交流入力端子
２、３、４・・・整流器
２Ａ、３Ａ、４Ａ・・・整流器本体部
２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ・・・給電再開／停止判断部
５、７、９・・・出力電流検出回路
６、８、１０・・・逆流阻止用ダイオード
１１・・・直流出力端子
１２・・・第１の信号用配線
１３・・・第２の信号用配線
１４・・・帰還用配線
１５・・・第１の抵抗手段
１６・・・第２の抵抗手段
１７・・・背面配線部
２０・・・蓄電池
２１・・・負荷
３０・・・第１の電流源回路
３１・・・直流電源
３２・・・第２の電流源回路
３３、３３Ａ、３３Ｂ・・・給電台数検知回路
３４、３４Ａ、３４Ｂ・・・アドレス決定回路
３５、３６・・・第１、第２の判断論理回路
３７・・・優先順位決定回路
３８・・・選定アドレス認識回路
３９、４０・・・第１、第２のＡＮＤゲート回路
５１・・・第３の電流源回路
５２・・・減算回路
５３・・・異常電圧検出回路
５３Ａ、５３Ｂ・・・入力配線
５３Ｃ・・・出力配線
５４・・・ＰＮＰ型トランジスタ
５５、５６・・・抵抗器
５７・・・接地用回路
６０・・・監視装置
６１・・・総合出力電流検出回路
６２・・・出力信号線
７０・・・共通の台数検知用配線
７１〜７３・・・共通配線
７４・・・帰還用配線
１００・・・第１の直流電力供給装置
２００・・・第２の直流電力供給装置
３００・・・第３の直流電力供給装置
４００・・・第４の直流電力供給装置
Ｉｏ・・・総合出力電流
Ｖ１２・・・合算電圧信号
Ｖ１３・・・出力電流総合電圧信号
Ｖ１３’・・・総和電圧信号
Ｐ・・・第１の判断論理回路が出力するオフ用信号
Ｑ・・・第２の判断論理回路が出力するオン用信号
Ｘ、Ｙ・・・第３の判断論理回路の出力信号
Ｚ・・・第３の判断論理回路が出力するオフ信号
Ｆ・・・異常電圧検出回路が出力する正常信号
Ｓ１・・・給電再開用信号
Ｓ２・・・給電停止用信号
Ｖｄ・・・台数検知用電圧信号
Ｌ１〜Ｌ３・・・台数検知用配線
Ｌ４・・・接地用配線
【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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