(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力が直列または並列に接続された状態で並行して作動する複数の電源装置に個別に備えられ、かつピン配列が同じである複数のレセプタクルコネクタと、
前記複数のレセプタクルコネクタに接続される複数のプラグコネクタに接続された第１ないし第３の導線とを備え、
前記複数のプラグコネクタは、
前記複数の電源装置の内、特定の電源装置に内蔵された基準電源より基準信号を外部に導くための第１のピンと、前記特定の電源装置内で接地される第２のピンと、前記特定の電源装置によって参照される基準信号を外部から取り込むための第３のピンと、電気的な絶縁を図って前記基準電源の出力を前記特定の電源装置に該当しない他の電源装置に分配するための第４のピンおよび第５のピンとを有し、
前記第１の導線は、
前記複数のレセプタクルコネクタの内、前記特定の電源装置に備えられたレセプタクルコネクタに接続される特定のプラグコネクタの前記第１のピンと前記第３のピンとの間に敷設され、
前記第２の導線および前記第３の導線は、
前記特定のプラグコネクタの第４のピンおよび第５のピンと、前記他の電源装置に備えられたレセプタクルコネクタに接続されるプラグコネクタの第３のピンおよび第２のピンとの間とにそれぞれ敷設された
ことを特徴とする複数電源接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力を直列もしくは並列に接続した状態で同時に運転が可能な複数台の電源装置をマスタ及びスレーブに割り当てるための複数電源接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、複数の電源装置の出力端子を直列に接続すれば、各々の電源装置が出力可能な電圧よりも高い電圧を負荷に供給することができる。また、複数の電源装置の出力端子を並列に接続すれば、各々の電源装置が出力可能な電流よりも大きな電流を負荷に供給することができる。
【０００３】
但し、複数の電源装置の出力を直列もしくは並列に接続してそれらを同時に運転する場合には、複数の電源装置の運転状態を平衡させる必要がある。すなわち、複数の電源装置の出力電圧又は出力電流が互いに等しくなるように制御しながら運転する必要がある。
従って、複数の電源装置の出力を直列もしくは並列に接続し、それらの電源装置を同時に運転する場合には、１つの電源装置をマスタに割り当て、他の電源装置をスレーブに割り当てる。そして、マスタの電源装置の運転状態を基準としてスレーブの電源装置の運転状態を制御する。
【０００４】
実際には、マスタの電源装置の出力レベルに対応する基準レベルの信号をマスタから出力し、この信号をスレーブに入力する。スレーブの電源装置では、入力される基準レベルに基づき、マスタと同じ出力レベルになるように出力の電圧又は電流を制御する。
従って、複数の電源装置を直列又は並列に接続して同時に運転する場合には、予めマスタの電源装置とスレーブの電源装置とを決定し、それぞれの電源装置がマスタ及びスレーブとして動作するように準備する必要がある。
【０００５】
すなわち、複数の電源装置を運転する前に、各々の電源装置の制御モードをスイッチなどで切り替えたり、マスタに割り当てた電源装置の基準レベルの出力端子と、スレーブに割り当てた電源装置の基準レベルの入力端子とをケーブルで接続する作業を行うことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、複数の電源装置をマスタ及びスレーブに割り当てるために比較的面倒な作業を行う必要がある。特に、マスタ及びスレーブのスイッチの切り替えを間違えたり、ケーブルの接続位置を間違えたりすると正しく動作しないため、作業ミスの発生が電源装置自体や負荷の故障につながる場合もある。
【０００７】
従って、このような作業は各電源装置の接続位置の表示やスイッチの表示などを確認しながら慎重に行わざるを得ない。また、マスタの電源装置とスレーブの電源装置とを入れ替える作業も簡単ではない。
本発明は、複数台の電源装置をマスタ及びスレーブに割り当てるための作業が簡単な複数電源接続装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の複数電源接続装置は、出力が直列または並列に接続された状態で並行して作動する複数の電源装置に個別に備えられ、かつピン配列が同じである複数のレセプタクルコネクタと、前記複数のレセプタクルコネクタに接続される複数のプラグコネクタに接続された第１ないし第３の導線とを備え、前記複数のプラグコネクタは、前記複数の電源装置の内、特定の電源装置に内蔵された基準電源より基準信号を外部に導くための第１のピンと、前記特定の電源装置内で接地される第２のピンと、前記特定の電源装置によって参照される基準信号を外部から取り込むための第３のピンと、電気的な絶縁を図って前記基準電源の出力を前記特定の電源装置に該当しない他の電源装置に分配するための第４のピンおよび第５のピンとを有し、前記第１の導線は、前記複数のレセプタクルコネクタの内、前記特定の電源装置に備えられたレセプタクルコネクタに接続される特定のプラグコネクタの前記第１のピンと前記第３のピンとの間に敷設され、前記第２の導線および前記第３の導線は、前記特定のプラグコネクタの第４のピンおよび第５のピンと、前記他の電源装置に備えられたレセプタクルコネクタに接続されるプラグコネクタの第３のピンおよび第２のピンとの間とにそれぞれ敷設されたことを特徴とする。
本発明に関連する第１の技術は、出力を直列もしくは並列に接続した状態で同時に運転が可能な複数台の電源装置をマスタ及びスレーブに割り当てるための複数電源接続装置であって、各々の電源装置にそれぞれ搭載された第１のコネクタと、複数の電源装置の第１のコネクタを互いに電気的に接続する接続機構とを設けるとともに、前記接続機構には、前記第１のコネクタに対して脱着自在な互いに同一形状の第２のコネクタ及び第３のコネクタと、前記第２のコネクタと接続される電源装置をマスタに割り当てる短絡部材と、前記第２のコネクタの第１の位置に配置された基準レベル入力端子と、前記第３のコネクタの第２の位置に配置された基準レベル出力端子と、前記第２のコネクタの基準レベル入力端子と第３のコネクタの基準レベル出力端子とを互いに電気的に接続する信号伝送部材とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
例えば、第１の電源装置と第２の電源装置とを上述した第１の技術が適用された接続機構を介して接続する場合に、第１の電源装置をマスタに割り当て、第２の電源装置をスレーブに割り当てるのであれば、前記接続機構の第２のコネクタを第１の電源装置の第１のコネクタと接続し、前記接続機構の第３のコネクタを第２の電源装置の第１のコネクタと接続すればよい。
【００１０】
この場合、第１の電源装置の第１のコネクタにおける所定の電極が前記接続機構の前記短絡部材を介して短絡されるので、第１の電源装置はマスタに割り当てられる。
また、マスタとなる第１の電源装置から出力される基準レベルは、前記接続機構の第２のコネクタの基準レベル入力端子から入力され、前記信号伝送部材を介して第３のコネクタの基準レベル出力端子に伝送され、第３のコネクタに接続される第２の電源装置に基準レベルとして入力される。従って、第２の電源装置はマスタの第１の電源装置が出力する基準レベルに連動するように、スレーブとして動作することができる。
【００１１】
第２のコネクタと第３のコネクタとは同一形状であるので、上記の例とは逆に、前記接続機構の第３のコネクタを第１の電源装置の第１のコネクタと接続し、前記接続機構の第２のコネクタを第２の電源装置の第１のコネクタと接続することもできる。
この場合、第２の電源装置がマスタに割り当てられ、第１の電源装置がスレーブに割り当てられる。つまり、本発明に関連する第１の技術が適用された複数電源接続装置を用いる場合には、前記接続機構の接続形態の変更だけで複数の電源装置のマスタとスレーブとの割り当てを変更することができる。
【００１２】
本発明に関連する第２の技術は、上述した第１の技術が適用された複数電源接続装置において、各々の電源装置の第１のコネクタには、当該電源装置の生成した基準レベルを表す第１の信号が現れる第１の端子と、当該電源装置のアースと接続された第２の端子と、当該電源装置の出力レベルを決定する基準入力と接続された第３の端子と、前記基準レベルを表し且つ前記第１の信号から電気的に絶縁された第２の信号が現れる第４の端子及び第５の端子とを設け、前記短絡部材を、前記第１のコネクタの第１の端子と第３の端子とを電気的に短絡する位置に配置し、前記第２のコネクタの基準レベル入力端子を、前記第１のコネクタの第４の端子及び第５の端子と対向する位置に配置し、前記第３のコネクタの基準レベル出力端子を、前記第１のコネクタの第２の端子及び第３の端子と対向する位置に配置したことを特徴とする。
【００１３】
本発明に関連する第２の技術においては、前記短絡部材が第１のコネクタの第１の端子と第３の端子とを電気的に短絡するので、第２のコネクタが接続された電源装置においては、当該電源装置の生成した基準レベルが、前記接続機構を介して当該電源装置の出力レベル（電圧又は電流）を決定する基準入力に印加され、マスタとして動作する。
【００１４】
また、マスタの電源装置の基準レベルは、前記第１の信号から電気的に絶縁された第２の信号として第４の端子，第５の端子から出力される。この基準レベルは、第２のコネクタの基準レベル入力端子を通り、前記信号伝送部材を介して第３のコネクタの基準レベル出力端子に現れ、スレーブの電源装置の出力レベルを決定する基準入力として、スレーブの電源装置の第２の端子，第３の端子に印加される。
【００１５】
スレーブの電源装置に印加される第２の信号はマスタの第１の信号とは電気的に絶縁されているので、複数の電源装置を互いに電位が独立した装置として扱うことができ、複数の電源装置を直列に接続しても問題は生じない。
本発明に関連する第３の技術は、上述した第１の技術が適用された複数電源接続装置において、前記接続機構に複数の第３のコネクタを設けるとともに、前記複数の第３のコネクタの各端子を前記信号伝送部材に並列に接続したことを特徴とする。
【００１６】
本発明に関連する第３の技術においては、複数の第３のコネクタにそれぞれ独立した電源装置を接続することができるので、３台以上の電源装置を用いる場合には、２台以上の電源装置がスレーブとして動作するように接続することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の複数電源接続装置の１つの実施の形態について、図１を参照して説明する。この形態は上述した第１および第２の技術に対応する。図１はこの形態の複数電源接続装置の構成を示す電気回路図である。
【００１８】
この形態では、上述した第１の技術における電源装置，第１のコネクタ，接続機構，第２のコネクタ，第３のコネクタ，短絡部材，基準レベル入力端子，基準レベル出力端子及び信号伝送部材は、それぞれ電源装置１０，電源側コネクタ１４，接続ケーブル２０，マスタ側コネクタ２１，スレーブ側コネクタ２２，短絡線路２４，端子Ｐ１４，端子Ｐ２３及び伝送部２３に対応する。
【００１９】
また、上述した第２の技術における第１の端子，第２の端子，第３の端子，第４の端子及び第５の端子は、それぞれ端子Ｐ１，端子Ｐ２，端子Ｐ３，端子Ｐ４及び端子Ｐ５に対応する。
図１の複数電源接続装置は、出力端子１５を直列又は並列に接続した状態で並列に運転（同時運転）される２つの電源装置１０(1)，１０(2)をマスタ及びスレーブとして機能させるための装置である。
【００２０】
２つの電源装置１０(1)，１０(2)は、図１に示すように互いに同一の構成になっている。各々の電源装置１０には、基準電圧源１１，絶縁増幅器１２，電源本体１３，電源側コネクタ１４及び出力端子１５が備わっている。
電源本体１３は、安定化された電圧又は電流を出力端子１５に供給する装置である。出力端子１５の電圧又は電流のレベルは、基準レベル入力端子１３ａに印加される電圧に比例するように自動的に制御される。
【００２１】
基準電圧源１１は、出力端子１５の電圧又は電流のレベルの基準となる基準電圧Ｖrefを生成する。基準電圧源１１が生成する基準電圧Ｖrefは、必要に応じて変更できる。
絶縁増幅器１２は、基準電圧源１１が生成する基準電圧Ｖrefを入力し、それと同等レベルの電圧（電位差）を出力する。但し、絶縁増幅器１２の入力と出力とは電気的に絶縁されている。
【００２２】
接続ケーブル２０を接続するために設けられた電源側コネクタ１４は、５つの端子Ｐ１〜Ｐ５を備えている。
電源側コネクタ１４の端子Ｐ１は、基準電圧源１１の出力と接続されている。また、端子Ｐ２は電源装置１０のアースと接続されている。端子Ｐ３は、電源本体１３の基準レベル入力端子１３ａと接続されている。端子Ｐ４及び端子Ｐ５は、絶縁増幅器１２の出力と接続されている。
【００２３】
各電源装置１０の出力端子１５の電圧又は電流のレベルを決定するためには、基準レベル入力端子１３ａと接続された端子Ｐ３に何らかの基準電圧を印加する必要がある。各電源装置１０に接続ケーブル２０を接続することにより、出力端子１５の電圧又は電流のレベルを決定することができる。
この例では、接続ケーブル２０の両端に、それぞれマスタ側コネクタ２１及びスレーブ側コネクタ２２が接続されている。マスタ側コネクタ２１とスレーブ側コネクタ２２とは同一の形状になっている。
【００２４】
また、電源側コネクタ１４と接続できるように、マスタ側コネクタ２１には５つの端子Ｐ１１〜Ｐ１５が設けてあり、スレーブ側コネクタ２２には５つの端子Ｐ２１〜Ｐ２５が設けてある。
マスタ側コネクタ２１の端子Ｐ１１〜Ｐ１５は、それぞれ電源側コネクタ１４の端子Ｐ１〜Ｐ５と接続される。また、スレーブ側コネクタ２２の端子Ｐ２１〜Ｐ２５はそれぞれ電源側コネクタ１４の端子Ｐ１〜Ｐ５と接続される。
【００２５】
マスタ側コネクタ２１の端子Ｐ１１と端子Ｐ１３とは、短絡線路２４を介して電気的に接続（短絡）されている。マスタ側コネクタ２１の端子Ｐ１２は開放されている。マスタ側コネクタ２１の端子Ｐ１４及び端子Ｐ１５には、それぞれ伝送線路２５及び２６の一端が接続されている。
伝送線路２５の他端はスレーブ側コネクタ２２の端子Ｐ２３と接続され、伝送線路２６の他端はスレーブ側コネクタ２２の端子Ｐ２２と接続されている。スレーブ側コネクタ２２の端子Ｐ２１，Ｐ２４，Ｐ２５は開放されている。
【００２６】
接続ケーブル２０の伝送部２３は可撓性を有するように形成されている。従って、様々な位置関係で配置された２台の電源装置１０のそれぞれに、接続ケーブル２０のマスタ側コネクタ２１又はスレーブ側コネクタ２２を接続することができる。
伝送線路２５，２６は、伝送部２３を介してマスタ側コネクタ２１とスレーブ側コネクタ２２とを接続している。
【００２７】
ここで、図１に示すように、接続ケーブル２０のマスタ側コネクタ２１を一方の電源装置１０(1)に接続し、接続ケーブル２０のスレーブ側コネクタ２２を他方の電源装置１０(2)に接続した場合を想定する。
この場合、電源側コネクタ１４(1)の端子Ｐ１とマスタ側コネクタ２１の端子Ｐ１１とが接続され、電源側コネクタ１４(1)の端子Ｐ３とマスタ側コネクタ２１の端子Ｐ１３とが接続されるので、電源側コネクタ１４(1)の端子Ｐ１，Ｐ３がマスタ側コネクタ２１の短絡線路２４を介して短絡される。
【００２８】
従って、電源装置１０(1)の基準電圧源１１が出力する基準電圧Ｖref(1)が、端子Ｐ１，Ｐ１１，短絡線路２４，端子Ｐ１３，端子Ｐ３を介して電源本体１３の基準レベル入力端子１３ａに印加される。
この場合、電源装置１０(1)からその出力端子１５(1)に供給される電圧又は電流のレベルは、電源装置１０(1)に内蔵された基準電圧源１１が出力する基準電圧Ｖref(1)によって定まる。つまり、この場合の電源装置１０(1)は自立的な動作が可能であり、マスタとして動作する。すなわち、接続ケーブル２０のマスタ側コネクタ２１を接続した電源装置１０はマスタに割り当てられる。
【００２９】
また、電源側コネクタ１４(1)の端子Ｐ４とマスタ側コネクタ２１の端子Ｐ１４とが接続され、電源側コネクタ１４(1)の端子Ｐ５とマスタ側コネクタ２１の端子Ｐ１５とが接続されるので、絶縁増幅器１２の出力電位は、伝送線路２５，２６を介してスレーブ側コネクタ２２の端子Ｐ２３，Ｐ２２に伝送される。
スレーブ側コネクタ２２の端子Ｐ２２は電源側コネクタ１４(2)の端子Ｐ２と接続され、スレーブ側コネクタ２２の端子Ｐ２３は電源側コネクタ１４(2)の端子Ｐ３と接続されるので、端子Ｐ２２は電源装置１０(2)の内部で接地され、端子Ｐ２３は電源装置１０(2)の基準レベル入力端子１３ａと接続される。
【００３０】
従って、電源装置１０(1)の内部で生成された基準電圧Ｖref(1)に相当する電圧が、絶縁増幅器１２(1)，電源側コネクタ１４(1)，マスタ側コネクタ２１，伝送部２３，スレーブ側コネクタ２２，電源側コネクタ１４(2)を介して電源装置１０(2)の基準レベル入力端子１３ａに印加される。
なお、この場合には電源装置１０(2)の内部で生成される基準電圧Ｖref(2)は利用されない。
【００３１】
このため、電源装置１０(2)からその出力端子１５(2)に供給される電圧又は電流のレベルは、マスタの電源装置１０(1)に内蔵された基準電圧源１１が出力する基準電圧Ｖref(1)によって定まる。つまり、この場合の電源装置１０(2)の動作はマスタの電源装置１０(1)の動作に従う。すなわち、接続ケーブル２０のスレーブ側コネクタ２２を接続した電源装置１０はスレーブに割り当てられる。
【００３２】
もしも、図１の接続状態とは反対に電源装置１０(1)の電源側コネクタ１４(1)にスレーブ側コネクタ２２を接続し、電源装置１０(2)の電源側コネクタ１４(2)にマスタ側コネクタ２１を接続すれば、電源装置１０(2)がマスタに割り当てられ、電源装置１０(1)がスレーブに割り当てられる。
（第２の実施の形態）
本発明の複数電源接続装置のもう１つの実施の形態について、図２を参照して説明する。この形態は上述した第３の技術に対応する。図２はこの形態で用いる接続ケーブルを示す電気回路図である。
【００３３】
この形態は第１の実施の形態の変形例である。並列運転のために接続する電源装置１０としては、図１と同じものを用いることを想定している。
この形態では、スレーブとして複数台の電源装置１０を接続できるように接続ケーブル２０の構成を変更してある。すなわち、図２に示す接続ケーブル２０には、３つのスレーブ側コネクタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが備わっている。３つのスレーブ側コネクタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、互いに並列になるように伝送線路２５，２６に接続されている。
【００３４】
第１の実施の形態と同様に、伝送線路２６は各スレーブ側コネクタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの端子Ｐ２２と接続され、伝送線路２５は端子Ｐ２３と接続されている。
従って、３つのスレーブ側コネクタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃにそれぞれ電源装置１０を接続し、マスタ側コネクタ２１にマスタの電源装置１０を接続すれば、４台の電源装置１０を並列運転するとともに、４台の電源装置１０の１台をマスタに割り当て、それ以外の３台の電源装置１０をスレーブとして動作させることができる。
【００３５】
なお、接続ケーブル２０に接続するスレーブ側コネクタ２２の数を更に増やしても良い。また、必要に応じて、各コネクタの端子数を増やしても良いし、接続する電源装置１０に更に機能を追加しても良い。
また、接続する複数の電源装置１０の形状や電源側コネクタ１４の配置が予め固定される場合には、必ずしも接続ケーブル２０の伝送部２３が可撓性である必要はない。
【００３６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の複数電源接続装置によれば、マスタ−スレーブ接続される複数の電源蔵置と接続機構との接続状態（接続の向き）を変更するだけで、マスタとスレーブとの割り当てを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の複数電源接続装置の構成を示す電気回路図である。
【図２】第２の実施の形態で用いる接続ケーブルを示す電気回路図である。
【符号の説明】
１０  電源装置
１１  基準電圧源
１２  絶縁増幅器
１３  電源本体
１３ａ  基準レベル入力端子
１４  電源側コネクタ
１５  出力端子
２０  接続ケーブル
２１  マスタ側コネクタ
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  スレーブ側コネクタ
２３  伝送部
２４  短絡線路
２５，２６  伝送線路
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５  端子
Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５  端子
Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５  端子
Ｖref  基準電圧
【図１】
0003808690.tif 000002
【図２】
0003808690.tif 000003