(57)【要約】【課題】点検のための別のＤＣ−ＤＣコンバータを不要とし小型化可能な電源システムを提供すること。【解決手段】一例の電源システムは、直流を所定パルス幅の交流に変換し、変換された交流を直流に変換して直流電圧として定電流負荷に出力し、この定電流負荷に出力する電圧を参照電圧と比較しその差が小さくなるように前記交流の前記パルス幅を変えるＤＣ−ＤＣコンバータと、前記参照電圧を運用時電圧と点検時電圧の間で切り替えることが可能な参照電圧切替手段と、この参照電圧切替手段により前記参照電圧を前記点検時電圧としたとき前記定電流負荷の異常を検知する点検時異常検知手段と、を有する。【選択図】図１
2013236528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流を所定パルス幅の交流に変換し、変換された交流を直流に変換して直流電圧として定電流負荷に出力し、この定電流負荷に出力する電圧を参照電圧と比較しその差が小さくなるように前記交流の前記パルス幅を変えるＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記参照電圧を運用時電圧と点検時電圧の間で切り替えることが可能な参照電圧切替手段と、
この参照電圧切替手段により前記参照電圧を前記点検時電圧としたとき前記定電流負荷の異常を検知する点検時異常検知手段と、
を有することを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、
直流を所定パルス幅の交流に変換し、変換された交流を直流に変換して電圧として定電流負荷に出力する変換部と、
この変換部で変換される交流の前記パルス幅を変えることにより出力される直流の電圧値を変える電圧値変更手段と、
前記定電流負荷に出力する電圧を参照電圧と比較しその差が小さくなるように前記パルス幅を変えるパルス幅変更手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の電源システム。
【請求項３】
前記点検時電圧は、前記運用時電圧より低いことを特徴とする請求項２記載の電源システム。
【請求項４】
直流を所定パルス幅の交流に変換する直流交流変換部と、
この直流交流変換部が出力する交流の前記パルス幅を変えるパルス幅変更部と、
このパルス幅変更部出力の交流を直流に変えこの変えられた直流電圧を、定電流負荷に印加する交流直流変換部と、
この交流直流変換部により直流とされた直流電圧を参照電圧と比較し、その差電圧が小さくなるように、前記パルス幅に加減するパルス幅を演算する差電圧パルス幅演算部と、
この差電圧パルス幅演算部により演算された差電圧パルス幅を前記パルス幅変更部に加える手段と、
前記差電圧パルス幅演算部の前記参照電圧を、運用時電圧と点検時電圧との間で切り替え可能な電圧切替部と、
この電圧切替部における前記参照電圧を前記点検時電圧にして前記定電流負荷の異常を検知する点検時異常検知手段と、
を有することを特徴とする電源システム。
【請求項５】
前記点検時電圧は、前記運用時電圧より低いことを特徴とする請求項４記載の電源システム。
【請求項６】
前記点検時異常検知手段は、前記定電流負荷に流れる過電流を検知する異常検知部と、
前記点検時において動作しこの異常検知部において検知される異常を監視する監視部と、
を有することを特徴とする請求項５記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、点検モードを有する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた安定化電源がレーダ装置などに用いられている。このような装置に用いるアンテナ素子のように印加電圧を低くしても機能の点検が可能な定電流素子を用いたシステムでは、低電圧で点検を行う。すなわち、この場合には通常、別途用意した出力電圧の低いＤＣ−ＤＣコンバータを用いて点検を行う。しかし、点検のために別途ＤＣ−ＤＣコンバータが必要となり、全体として大型化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６４１４１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来の点検モードを有する電源システムでは、点検のために別のＤＣ−ＤＣコンバータが必要であった。本発明は、点検のためのＤＣ−ＤＣコンバータを不要とし小型化可能な電源システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、直流を所定パルス幅の交流に変換し、変換された交流を直流に変換して直流電圧として定電流負荷に出力し、この定電流負荷に出力する電圧を参照電圧と比較しその差が小さくなるように前記交流の前記パルス幅を変えるＤＣ−ＤＣコンバータと、前記参照電圧を運用時電圧と点検時電圧の間で切り替えることが可能な参照電圧切替手段と、この参照電圧切替手段により前記参照電圧を前記点検時電圧としたとき前記定電流負荷の異常を検知する点検時異常検知手段と、を有することを特徴とする電源システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態の電源システムの構成を示す図である。
【図２】一実施形態ＤＣ−ＤＣコンバータの構成例を示す図である。
【図３】一実施形態の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図４】一実施形態においてパルス幅と直流電圧の関係を説明するための図である。
【図５】一実施形態の各部の状態を説明するための図である。
【図６】一実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧の時間的な変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。実施形態の構成を図１に示す。図１に示す電源システム１０は、安定化されていない直流電源１１と、この直流電源１１の出力を入力して所定の安定化された直流電圧を定電流負荷１２に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ１３と、定電流負荷１２の異常を検知する異常検知部１４と、異常検知部１４の検知出力を受けて定電流負荷を監視する監視部１５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の点検時及び運用時の制御を行う点検運用制御部１６と、定電流負荷１２の点検時に監視部１５を作動させるスイッチＳと、を有する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電圧は安定化された電圧として定電流負荷１２に印加される。
【０００８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の構成例を図２に示す。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、入力される直流を交流に変換する直流交流変換部２０と、後述するパルス幅を加減算してパルス幅を変えるパルス幅変更部２１と、直流交流変換部２０により変換された交流を整流する整流部２２と、整流部２２で整流された出力を平滑し直流として定電流負荷１２に供給する平滑部２３と、平滑部２３出力電圧を参照電圧と比較し差電圧に対応するパルス幅信号を出力する差電圧パルス幅演算部２５と、を有する。パルス幅変更部２１は、差電圧パルス幅演算部２５出力のパルス幅信号に基づき、直流交流変換部２０出力のパルス信号の幅を変更する。整流部２２と平滑部２３は交流直流変換部を構成する。
【０００９】
差電圧パルス幅演算部２５は、運用時の参照電圧Ｖｕと点検時の参照電圧Ｖｔを切り替える参照電圧切替部２６と、参照電圧切替部２６出力の参照電圧を平滑部２３出力の直流電圧Ｖｏｕｔと比較し差電圧をデジタル値として出力する電圧比較部２７と、電圧比較部２７出力の差電圧値からこの電圧に対応するパルス幅を算出し、パルス幅変更部２１に供給するパルス幅算出部２８とを有する。
【００１０】
パルス幅算出部２８は、差電圧値に対して増減するパルスの幅を差電圧パルス幅対応表として予め記憶している。この差電圧パルス幅対応表に基づき、パルス幅算出部２８は、増減パルス幅の値を出力し、パルス幅変更部２１に供給する。点検運用制御部１６には、点検時には１、運用時には０となる２値の点検運用制御信号が供給される。
【００１１】
差電圧とパルス幅及びそのときのパルス幅変更部２１出力の交流出力のパルス幅の関係を、図４（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【００１２】
まず、直流交流変換部２０のパルス信号のパルス幅がＷ０であったとする。このときの平均電圧はＶ０である。そしてある時点で電圧比較部２７において、平滑部２３出力の電圧値が参照電圧切替部２６出力の電圧値に対してＶ１だけ低かった（−Ｖ１）とする。このとき差電圧に対応するパルス幅は＋Ｗ１となり、図４（ａ）に示すようにＷ１の電圧値がパルス幅算出部２８から、パルス幅変更部２１に供給される。するとパルス幅変更部２１の出力パルス信号のパルス幅はＷ０＋Ｗ１＝Ｗ２に変更される。これにより図４（ｂ）に示すように、パルス幅変更部２１で出力された信号の整流部２２及び平滑部２３で整流・平滑された直流電圧はＶ１上昇する。すなわち平均電圧はＶ０＋Ｖ１＝Ｖ３となる。
【００１３】
即ち、パルス信号のＯＮ時とＯＦＦ時の幅の比（デューティ比）を変えることにより、直流に変換されたときの電圧値を変えることになる。
【００１４】
このようにして、定電流負荷１２に加えられる電圧は、常に参照電圧切替部２６で切り替えられる電圧になるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１３から出力される。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電圧は、参照電圧切替部２６の出力電圧と同一になる。
【００１５】
すなわち、例えば参照電圧切替部２６の出力電圧が点検時に点検時電圧５Ｖになれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の定電流負荷１２に供給される電圧は、５Ｖとなり、参照電圧切替部２６の出力電圧が運用時に運用時電圧２４Ｖになれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の定電流負荷１２に供給される電圧は２４Ｖとなる。パルス幅算出部２８から出力されるパルス幅は、実際にはデジタル値であるが、パルス幅変更部２１で出力される交流パルス幅の変化は上述のように説明される。
【００１６】
次に、図５及び図６を用い図３に示すフローチャートにしたがって、運用に入る前に事前点検を行う場合のこの実施形態の動作を説明する。図６は、時間に対する電源システム１０の出力電圧の変化を示し、図５は、点検運用制御信号の値、スイッチＳのＯＮ，ＯＦＦ、監視部１５の動作状態、定電流負荷１２への電圧の印加状態及び電源システム１０の出力電圧を示す。
【００１７】
まず、図３のステップＳ３０１で点検運用制御部１６において、この点検運用制御信号が１か０か識別される。点検運用制御信号が１であれば点検モードであり、時刻ｔ１においてステップＳ３０２で、点検運用制御部１６は参照電圧切替部２６に参照電圧として点検時電圧Ｖｔに切り替えるよう切替制御信号を送る。次にステップＳ３０３でスイッチＳをＯＮにし、監視部１５を動作させる。
【００１８】
この状態では、図６（１）に示すように、まだＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電圧Ｖｏｕｔは点検時電圧になっておらず、漸次、この出力電圧Ｖｏｕｔが増大していく。監視部１５は、このＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電圧Ｖｏｕｔを監視する。ステップＳ３０４で出力電圧Ｖｏｕｔが点検時電圧Ｖｔになったことが検知される（時刻ｔ２）。
【００１９】
この状態では、定電流負荷１２に点検時電圧Ｖｔが印加された状態になり、ステップＳ３０５で運用前の点検がなされる。定電流負荷１２の点検は、異常検知部１４において例えば回路が短絡すると定電流負荷１２に過電流が流れることにより検知される。
【００２０】
次のステップＳ３０６で定電流負荷１２に異常があるか否か判定される。定電流負荷１２の異常は、電流が過剰に流れるかなどにより異常検知部１４において検知される。この異常は監視部１５で具体的に認識されその旨の表示がなされ電源システム１０は動作を終了する（ステップＳ３０７）。
【００２１】
一方、定電流負荷１２に異常がないことが認識されると、ステップＳ３０８で点検運用制御部１６は、点検運用制御信号が０となったことを受けて、運用モードに変わったことを意味する切替制御信号を参照電圧切替部２６に送る（時刻ｔ３）。これを受けて参照電圧切替部２６は、参照電圧を運用時電圧Ｖｕ（例えば２４Ｖ）に変える。
【００２２】
ステップＳ３０９では、点検運用制御部１６は、スイッチＳをＯＦＦにして、監視部１５の動作を停止させる。
【００２３】
参照電圧を運用時電圧Ｖｕにすると、差電圧パルス幅演算部２５から増加させるパルス幅が出力され、パルス幅変更部２１の出力パルスの幅が増加し、平滑部２３出力の直流電圧は運用時電圧Ｖｕに近づく。図６に示すＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電圧Ｖｏｕｔは常に定電流負荷１２に加えられている。ただし定電流負荷１２が作動するのは、出力電圧Ｖｏｕｔが点検時電圧Ｖｔのときと運用時電圧Ｖｕになった時であり過渡的な状態では、作動させない。
【００２４】
ステップＳ３１０では、時刻ｔ４でこの電源システム１０の出力電圧Ｖｏｕｔが運用時電圧Ｖｕになったことを検知すると、次のステップＳ３１１で定電流負荷１２は運用を行う。
【００２５】
このようにして、点検モードで定電流負荷の点検がなされ異常がなければ、運用モードで定電流負荷が運用されることになる。
【００２６】
上記実施形態では、運用モードに入る前の事前点検の場合の点検モードの動作について説明した。しかし、点検モードは運用に入る直前だけでなく、運用の途中で入る場合もあり、この場合にも本発明は適用可能である。上記実施形態によれば、小型化可能な電源システムが得られる。
【００２７】
上記実施形態では、電圧比較しその差電圧を差のパルス幅のデジタル値として得、これをパルス幅変更部に入力してパルス信号のパルス幅を変えて直流に変換したときの電圧値を変えていた。しかし、デジタル的でなくアナログ的に直流交流変換部で変換された交流のパルス幅を変えるようにしてもよい。
【００２８】
上記実施形態では、参照電圧切替部における点検時電圧は運用時電圧よりも低い場合について説明した。このような場合には、点検時に高い出力電圧を定電流負荷に印加する必要がなく好ましい。しかし、本発明において点検時電圧は運用時電圧よりも低いことは必ずしも必要ではない。
【００２９】
上記実施形態では、定電流負荷の異常を異常検知部と監視部により検知するものについて説明した。しかし、他の手段により定電流負荷の異常を検知するようにしてもよい。
【００３０】
上記実施形態では、平滑部で得られた直流電圧と参照電圧切替部出力の参照電圧を比較しその差がゼロになるようにパルス幅を変更する形態について説明した。しかし、ゼロでなくともその差電圧が小さくなるようにパルス幅を変えていくことにより、出力の電圧値を参照電圧切替部の参照電圧に近づけることが可能である。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したがこれらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１０・・・・電源システム
１１・・・・直流電源
１２・・・・定電流負荷
１３・・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４・・・・異常検知部
１５・・・・監視部
１６・・・・点検運用制御部
２０・・・・直流交流変換部
２１・・・・パルス幅変更部
２２・・・・整流部
２３・・・・平滑部
２５・・・・差電圧パルス幅演算部
２６・・・・参照電圧切替部
２７・・・・電圧比較部
２８・・・・パルス幅算出部
Ｓ・・・・スイッチ
【図１】
2013236528.tif 000003
【図２】
2013236528.tif 000004
【図３】
2013236528.tif 000005
【図４】
2013236528.tif 000006
【図５】
2013236528.tif 000007
【図６】
2013236528.tif 000008