(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の電源と、前記複数の電源から出力される電流値・電圧値を検出する出力電流・出力電圧検出手段と、装置の外部から入力される外部入力電圧源の電圧と各電源の各入力端子に生じる電圧の総和とを電圧源として用いて、前記直列接続された複数の電源に入力電流を出力すると共に、前記出力電流・出力電圧検出手段から出力される電流値・電圧値を示す信号に応じて、前記入力電流を制御する入力電流制御手段とを含んで構成される電源装置において、
前記複数の電源の入力側の電圧の総和を検出する入力電圧検出手段と、
前記外部入力電圧源と複数の電源のうちの末端の電源との間に設けられ、前記入力電圧検出手段によって検出された複数の電源の入力側の電圧の総和を示す信号に応じて出力する電圧値を制御する付加電圧源と
から構成されることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
直列接続された複数の電源と、前記複数の電源から出力される電流値・電圧値を検出する出力電流・出力電圧検出手段と、装置の外部から入力される外部入力電圧源の電圧と各電源の各入力端子に生じる電圧の総和とを電圧源として用いて、前記直列接続された複数の電源に入力電流を出力すると共に、前記出力電流・出力電圧検出手段から出力される電流値・電圧値を示す信号に応じて、前記入力電流を制御する入力電流制御手段とから構成される電源装置において、
前記外部入力電圧源の電圧を検出する外部入力電圧検出手段と、
前記外部入力電圧源と複数の電源のうちの末端の電源との間に設けられ、前記外部入力電圧検出手段によって検出された外部入力電圧を示す信号に応じて、出力する電圧値を制御する付加電圧源と
から構成されることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
直列接続された複数の電源と、前記複数の電源から出力される電流値・電圧値を検出する出力電流・出力電圧検出手段と、装置の外部から入力される外部入力電圧源の電圧と各電源の各入力端子に生じる電圧の総和とを電圧源として用いて、前記直列接続された複数の電源に入力電流を出力すると共に、前記出力電流・出力電圧検出手段から出力される電流値・電圧値を示す信号に応じて、前記入力電流を制御する入力電流制御手段とを含んで構成される電源装置において、
前記外部入力電圧源の電圧と前記複数の電源の入力側の電圧の総和とを加算した電圧を検出する電圧検出手段と、
前記外部入力電圧源と入力電流制御手段の間に設けられ、前記電圧検出手段によって検出された電圧値を示す信号に応じて出力する電圧値を制御する付加電圧源と
から構成されることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の電源を直列に接続して構成されている定電流制御方式の電源装置に関する。特に、本発明は、前記直列に接続された複数台の電源に対する入力電流を正確に制御することを可能にして、前記直列接続された複数台の電源から変動の少ない安定した定電流出力を得るのに適した電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の定電流制御方式の電源装置の例を図４に示す。
図４において、１は入力電流Ｉ１の電流値を制御して出力する制御装置、Ｐ１〜Ｐｎは直列に接続されたｎ個の電源、３は可変負荷である。
また、抵抗Ｒ２は、直列接続された電源Ｐ１〜Ｐｎから出力される出力電流Ｉ２の電流値を検出するための抵抗である。すなわち、抵抗Ｒ２の両端に生じる電圧降下に基づいて、出力電流Ｉ２を検出する。なお、出力電流Ｉ２の検出には、抵抗Ｒ２を用いることなく、カレントトランスを用いてもよい。図４に示すように、抵抗Ｒ２によって検出された出力電流Ｉ２は、制御装置１内の入力電流制御部１１にフィードバックされている。
【０００３】
また、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、直列接続された電源Ｐ１〜Ｐｎの出力電圧Ｖ２を検出するための抵抗であり、抵抗Ｒ３，Ｒ４で分割される電位が制御装置１内の入力電流制御部１１にフィードバックされている。
制御装置１内の入力電流制御部１１は、前記入力電流Ｉ１を出力電流Ｉ２の検出値と前記出力電圧Ｖ２の検出値に基づいて、入力電流Ｉ１を目標の値に制御する。
【０００４】
制御装置１内のＶｉｎは、図４に示す制御装置１の外部から入力される直流の外部入力電圧である。また、制御装置１内の抵抗Ｒ１は、入力電流制御部１１の故障時に入力電流Ｉ１を制限して電源Ｐ１〜Ｐｎを保護するための抵抗である。入力電流制御装置１１は、前記外部入力電圧Ｖｉｎと各電源Ｐ１〜Ｐｎの入力端子に生じる電圧（Ｖ１×ｎ）とを電圧源として利用して、入力電流Ｉ１を作っている。
【０００５】
このように、複数台の電源Ｐ１〜Ｐｎを制御する場合、各電源Ｐ１〜Ｐｎの出力をバランスよく保つため、電流制御方式を採用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術においては、入力電流制御部１１が外部入力電圧Ｖｉｎと各電源Ｐ１〜Ｐｎの入力端子に生じる電圧Ｖ１の総和（Ｖ１×ｎ）に基づいて、入力電流Ｉ１を作っている。
【０００７】
したがって、第１に、電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数の増減によって、入力電流Ｉ１が変動する。すなわち、電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数が少くなると、入力電流Ｉ１を制限するための抵抗Ｒ１のため、予定の出力電流Ｉ２と出力電圧Ｖ２とを得ることができない。逆に、電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数が多くなると、出力電流Ｉ２と出力電圧Ｖ２が共に大きくなりすぎる。
【０００８】
この問題点を解決するためには、電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数の増減に応じて、抵抗Ｒ１の値を変更すればよい。しかし、実際には大変面倒である。
第２に、入力電流制御部１１は、各電源Ｐ１〜Ｐｎの各入力端子に生じる電圧Ｖ１の総和（Ｖ１×ｎ）の他に、外部入力電圧Ｖｉｎを利用して、入力電流Ｉ１を作っている。したがって、外部入力電圧Ｖｉｎの変動によって、入力電流Ｉ１が変動する。すなわち、外部入力電圧Ｖｉｎが小さいと、入力電流Ｉ１を制限するための抵抗Ｒ１のため、予定の出力電流Ｉ２と出力電圧Ｖ２とを得ることができない。逆に、外部入力電圧Ｖｉｎが大きくなると、出力電流Ｉ２と出力電圧Ｖ２が共に大きすぎることになる。
【０００９】
第３に、外部入力電圧Ｖｉｎの変動と電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数の増減が同時に生じて、入力電流Ｉ１が変動する場合がある。この場合にも、適正な出力電流Ｉ２と適正な出力電圧Ｖ２を得ることができない。
本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑み為されたもので、前記入力電流が外部入力電圧の変動や稼動している電源の台数に影響を受けないように構成して、電源の運転台数が増減しても、また外部入力電圧が変動しても、適正な出力電流を得ることが可能な電源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電源装置は、直列接続された複数の電源と、前記複数の電源から出力される電流値・電圧値を検出する出力電流・出力電圧検出手段と、装置の外部から入力される外部入力電圧源の電圧と各電源の各入力端子に生じる電圧の総和とを電圧源として用いて、前記直列接続された複数の電源に入力電流を出力すると共に、前記出力電流・出力電圧検出手段から出力される電流値・電圧値を示す信号に応じて、前記入力電流を制御する入力電流制御手段とを含んで構成される電源装置において、前記複数の電源の入力側の電圧の総和を検出する入力電圧検出手段と、前記外部入力電圧源と複数の電源のうちの末端の電源との間に設けられ、前記入力電圧検出手段によって検出された複数の電源の入力側の電圧の総和を示す信号に応じて出力する電圧値を制御する付加電圧源とから構成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、付加電圧源が複数の電源の入力側の電圧の総和に応じた電圧を出力するので、電源の運転台数が増減しても、適正な入力電流を得ることができる。
請求項２記載の電源装置は、直列接続された複数の電源と、前記複数の電源から出力される電流値・電圧値を検出する出力電流・出力電圧検出手段と、装置の外部から入力される外部入力電圧源の電圧と各電源の各入力端子に生じる電圧の総和とを電圧源として用いて、前記直列接続された複数の電源に入力電流を出力すると共に、前記出力電流・出力電圧検出手段から出力される電流値・電圧値を示す信号に応じて、前記入力電流を制御する入力電流制御手段とから構成される電源装置において、前記外部入力電圧源の電圧を検出する外部入力電圧検出手段と、前記外部入力電圧源と複数の電源のうちの末端の電源との間に設けられ、前記外部入力電圧検出手段によって検出された外部入力電圧を示す信号に応じて出力する電圧値を制御する付加電圧源とから構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、付加電圧源が外部入力電圧の変化に応じた電圧を出力するので、外部入力電圧が変動しても、適正な入力電流を得ることができる。
請求項３記載の電源装置は、直列接続された複数の電源と、前記複数の電源から出力される電流値・電圧値を検出する出力電流・出力電圧検出手段と、装置の外部から入力される外部入力電圧源の電圧と各電源の各入力端子に生じる電圧の総和とを電圧源として用いて、前記直列接続された複数の電源に入力電流を出力すると共に、前記出力電流・出力電圧検出手段から出力される電流値・電圧値を示す信号に応じて、前記入力電流を制御する入力電流制御手段とを含んで構成される電源装置において、前記外部入力電圧源の電圧と前記複数の電源の入力側の電圧の総和とを加算した電圧を検出する電圧検出手段と、前記外部入力電圧源と入力電流制御手段の間に設けられ、前記電圧検出手段によって検出された電圧値を示す信号に応じて出力する電圧値を制御する付加電圧源とから構成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、付加電圧源が電源の運転台数の増減と外部入力電圧の変化に対応した電圧を出力するので、電源の運転台数が増減しても、また外部入力電圧が変動しても、適正な入力電流を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に示す実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。図１に示す第１の実施の形態は、請求項１に記載の発明に相当する。
図１において、図４に示す従来技術と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。図１に示す第１の実施の形態が図４に示す従来技術と異なるのは、電源Ｐ１〜Ｐｎの入力側に抵抗Ｒ５，Ｒ６を設け、電源Ｐ１〜Ｐｎの入力側の電圧の総和（Ｖ１×ｎ）を検出可能に構成したことである。また、外部入力電圧Ｖｉｎと前記電源Ｐ１〜Ｐｎの入力側との間に、直列に付加電源Ｖｃを設けたことである。前記付加電源Ｖｃは、前記検出された電源Ｐ１〜Ｐｎの入力側の電圧の総和（Ｖ１×ｎ）に基づいて、出力電圧を制御可能に構成されている。
【００１６】
以上の構成において、請求項１に記載の発明との対応関係は、以下のようになっている。請求項１に記載する複数の電源は、電源Ｐ１〜Ｐｎが対応する。請求項１に記載する出力電流・出力電圧検出手段は、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４等が対応する。請求項１に記載する外部入力電圧源は、言うまでもなく、外部入力電圧Ｖｉｎが対応する。請求項１に記載する入力電流制御手段は、言うまでもなく、入力電流制御部１１が対応する。請求項１に記載する入力電流検出手段は、抵抗Ｒ５，Ｒ６等が対応する。請求項１に記載する付加電圧源は、付加電圧Ｖｃが対応する。
【００１７】
図１に示す第１の実施の形態によれば、電源Ｐ１〜Ｐｎの入力側に発生する電圧Ｖ１の総和を抵抗Ｒ５，Ｒ６に基づいて検出し、検出された電圧値に基づいて、付加電圧Ｖｃの出力電圧をフィードバック制御し、付加電圧Ｖｃの出力電圧を適正な値に制御する。これによって、制御装置１は、電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数に応じた適正な入力電流Ｉ１を出力することが可能になる。
【００１８】
したがって、図１に示す第１の実施の形態によれば、電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数の増減に起因する出力電流Ｉ１の変動がなくなり、電源Ｐ１〜Ｐｎの出力電流Ｉ２、及び出力電圧Ｖ２の変動を防止することができる。
なお、第１の実施の形態において、電源Ｐ１〜Ｐｎの入力側に発生する電圧の検出に用いる抵抗Ｒ５，Ｒ６は、高インピーダンスの抵抗とする。抵抗Ｒ５，Ｒ６を流れる電流が、電源Ｐ１〜Ｐｎに流れる入力電流Ｉ１に対して影響を与えないようにするためである。
【００１９】
また、図１においては、２つの抵抗Ｒ５，Ｒ６を制御装置１の外部に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御装置１の内部に設けてもよい。また、図１においては、外部入力電圧Ｖｉｎを制御装置１の内部に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御装置１の外部に設けてもよい。
なお、前記第１の実施の形態は、外部入力電圧Ｖｉｎの変動を考慮していないが、電源装置によっては、外部入力電圧Ｖｉｎが安定していて、その影響を考慮しなくてもよい場合がある。
【００２０】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図２に示す第２の実施の形態は、請求項２に記載の発明に相当する。
図２において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。図２に示す第２の実施の形態が図１に示す第１の実施の形態と異なるのは、外部入力電圧Ｖｉｎの電圧値を検出する入力電圧検出部１２を設け、入力電圧検出部１２が検出した電圧値に基づいて、付加電圧Ｖｃの出力電圧を適正な値に制御している点である。
【００２１】
以上の構成において、請求項２に記載の発明との対応関係は、以下のようになっている。請求項２に記載する外部入力電圧検出手段は、外部入力電圧検出部１２が対応する。請求項２に記載する発明における他の構成要件との対応関係は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明を省略する。
前記第２の実施の形態によれば、外部入力電圧Ｖｉｎの変動によって、入力電流Ｉ１が変動することがなくなり、電源Ｐ１〜Ｐｎの出力電流Ｉ２、及び出力電圧Ｖ２の変動を防止することができる。
【００２２】
また、図２においては、外部入力電圧Ｖｉｎを制御装置１の内部に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御装置１の外部に設けてもよい。
なお、前記第２の実施の形態は、電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数の増減を考慮していないが、電源装置によっては、電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数が安定していて、その影響を考慮しなくてもよい場合がある。
【００２３】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図３に示す第３の実施の形態は、請求項３に記載の発明に相当する。
図３において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。図３に示す第３の実施の形態が図１に示す第１の実施の形態と異なるのは、次の点である。すなわち、付加電圧Ｖｃが入力電流制御部１１と外部入力電圧Ｖｉｎとの間に設けられ、かつ抵抗Ｒ５，Ｒ６が外部入力電圧ＶｉｎとＶ１×ｎ（電源Ｐ１〜Ｐｎの入力側の電圧Ｖ１の総和）との加算値を検出するように設けられている点である。検出された前記電圧の加算値は付加電圧Ｖｃに入力され、付加電圧Ｖｃは入力された前記電圧の加算値に基づいて出力電圧を制御可能に構成されている。
【００２４】
以上の構成において、請求項３に記載の発明との対応関係は、以下のようになっている。請求項３に記載する電圧検出手段は、抵抗Ｒ５，Ｒ６等が対応する。請求項３に記載する発明における他の構成要件との対応関係は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明を省略する。
前記第３の実施の形態によれば、外部入力電圧Ｖｉｎの変動と電源Ｐ１〜Ｐｎの運転台数の増減の双方が生じても、入力電流Ｉ１が変動することがなくなり、電源Ｐ１〜Ｐｎの出力電流Ｉ２、及び出力電圧Ｖ２の変動を防止することができる。
【００２５】
また、図３においては、２つの抵抗Ｒ５，Ｒ６を制御装置１の外部に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御装置１の内部に設けてもよい。また、図１においては、外部入力電圧Ｖｉｎを制御装置１の内部に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御装置１の外部に設けてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、電源の運転台数が増減しても適正な入力電流を得ることができる。したがって、電源の運転台数が増減しても、適正な出力電流を得ることが可能な電源装置を提供することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、外部入力電圧が変動しても適正な入力電流を得ることができる。したがって、外部入力電圧が変動しても、適正な出力電流を得ることが可能な電源装置を提供することができる。
請求項３記載の発明によれば、電源の運転台数が増減しても、また外部入力電圧が変動しても、適正な入力電流を得ることができる。したがって、電源の運転台数が増減しても、また外部入力電圧が変動しても、適正な出力電流を得ることが可能な電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】従来の電源装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  制御装置
３  負荷
１１  入力電流制御部
１２  外部入力電圧検出部
Ｉ１  入力電流
Ｉ２  出力電流
Ｐ１〜Ｐｎ  電源
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
Ｖｃ  付加電圧
Ｖｉｎ  外部入力電圧
Ｖ１  電源Ｐ１〜Ｐｎの入力側の電圧
Ｖ２  出力電圧
【図１】
0003751822.tif 000002
【図２】
0003751822.tif 000003
【図３】
0003751822.tif 000004
【図４】
0003751822.tif 000005