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公開番号2024162585
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023078237
出願日2023-05-11
発明の名称電源装置
出願人株式会社ダイヘン
代理人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20241114BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】並列接続された電源回路のそれぞれのインバータ回路毎に電流アンバランスを検出するための電流検出器が必要となり、並列接続された電源回路の回路数が増える毎にコストが増大する。
【解決手段】N個の並列接続された電源回路PMのトランス12に巻かれた補助巻線123に発生する補助巻線電圧波形V1～VNを入力として
{(V1+V2+・・・+VN-1)}-{(N-1)×VN}
の絶対値を算出(全波整流)して、平均化(平滑)するアンバランス算出回路CAのアンバランス値Caが所定値を超えたとき、並列運転異常検出回路PEは並列接続された電源回路PMのいずれかが故障していると判断し、インバータ回路11を停止する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路によって発生させた前記高周波電力を一次巻線に印可して所定の電圧に変換するトランスと、
前記トランスの二次巻線に発生する高周波電力を直流電力に変換する直流出力回路と、
を備えた電源回路をＮ個備え、それぞれの前記直流出力回路がすべて並列接続された電源装置において、
前記電源回路のいずれかに故障が発生していることを検出する並列運転異常検出回路と、
前記トランスに巻かれた補助巻線に発生する補助巻線電圧波形Ｖ１～ＶＮを入力として
｛（Ｖ１＋Ｖ２＋・・・＋ＶＮ－１）｝－｛（Ｎ－１）×ＶＮ｝
の絶対値を算出（全波整流）して、平均化（平滑）するアンバランス算出回路と、
を備え、
前記並列運転異常検出回路は、前記アンバランス算出回路の値が所定値を超えたとき、前記電源回路のいずれかが故障したと判断し、前記インバータ回路を停止する電源装置。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記電源装置の出力端子に流れる電流を検出する電流検出器を備え、
前記電流検出器の検出値が電流設定値と等しくなるように制御されており、前記電流検出器の検出値又は前記電流設定値が大きくなるほど前記所定値を大きくする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記補助巻線に発生する前記補助巻線電圧波形Ｖ１～ＶＮをそれぞれ整流して平滑後、加算して平均値を算出する平均電圧算出回路を備え、
前記平均電圧算出回路の算出値が電圧設定値に等しくなるように制御されており、前記平均電圧算出回路の算出値又は前記電圧設定値が大きくなるほど前記所定値の値を大きくする請求項１に記載の電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
電源回路の並列接続の異常検出に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の電源回路を並列接続し、出力電力の大容量を実現させることがある。例えば、特許文献１及び特許文献２には、このような電源装置の一例が開示されている。複数の電源回路を並列動作させた場合、複数の電源回路のうちのいずれかが故障すると、電源回路に流れる電流バランスが偏り、二次的に他の電源回路も故障する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－１９１４９号公報
特開平６－１３３５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電源装置では、並列接続された複数の電源回路のそれぞれのインバータ回路に電流検出器を備え、異常検出回路は、この検出した電流と平均電流とを比較することにより、各インバータ回路に流れる電流がアンバランス状態であるか否かを検出している。また、特許文献２記載の電源装置では、同じく並列接続された２つの電源回路のそれぞれのインバータ回路に電流検出器を備え、両者の差分によりアンバランスを検出することも記載されている。しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の電源装置では、並列接続された電源回路のそれぞれのインバータ回路毎に電流検出器を前提としており、並列接続された電源回路の回路数が増えると、電流検出器にかかるコストが増大する課題がある。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みて考え出されたものであり、並列接続された電源回路のそれぞれのインバータ回路毎に電流検出器を必要とせず、トランスに巻かれた補助巻線により安価なコストで複数の並列接続された電源回路のアンバランスを算出し、電源回路の故障を判定できる電源装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路によって発生させた前記高周波電力を一次巻線に印可して所定の電圧に変換するトランスと、
前記トランスの二次巻線に発生する高周波電力を直流電力に変換する直流出力回路と、
を備えた電源回路をＮ個備え、それぞれの前記直流出力回路がすべて並列接続された電源装置において、
前記電源回路のいずれかに故障が発生していることを検出する並列運転異常検出回路と、
前記トランスに巻かれた補助巻線に発生する補助巻線電圧波形Ｖ１～ＶＮを入力として
｛（Ｖ１＋Ｖ２＋・・・＋ＶＮ－１）｝－｛（Ｎ－１）×ＶＮ｝
の絶対値を算出（全波整流）して、平均化（平滑）するアンバランス算出回路と、
を備え、
前記並列運転異常検出回路は、前記アンバランス算出回路の値が所定値を超えたとき、前記電源回路のいずれかが故障したと判断し、前記インバータ回路を停止する電源装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、
前記電源装置の出力端子に流れる電流を検出する電流検出器を備え、
前記電流検出器の検出値が電流設定値と等しくなるように制御されており、前記電流検出器の検出値又は前記電流設定値が大きくなるほど前記所定値を大きくする請求項１に記載の電源装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、
前記補助巻線に発生する前記補助巻線電圧波形Ｖ１～ＶＮをそれぞれ整流して平滑後、加算して平均値を算出する平均電圧算出回路を備え、
前記平均電圧算出回路の算出値が電圧設定値に等しくなるように制御されており、前記平均電圧算出回路の算出値又は前記電圧設定値が大きくなるほど前記所定値の値を大きくする請求項１に記載の電源装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の電源装置によれば、並列接続されたＮ個の電源回路のいずれにも故障が発生していなければ、補助巻線電圧波形Ｖ１～ＶＮはすべて等しいので、アンバランス算出回路の値はゼロとなる。ところが、Ｎ個の電源回路のいずれかに故障が発生すれば、故障している電源回路の補助巻線電圧波形のみが、他の補助巻線電圧波形と異なりアンバランス算出回路の値はゼロとならず、Ｎ個の電源回路のいずれかが故障していることを判別できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施の形態１に係る電源装置の各機能のブロック図である。
本発明の実施の形態１に係るアンバランス算出回路及び並列運転異常検出回路の回路図である。
本発明の実施の形態１に係る並列接続された電源回路のうち、いずれかが故障した場合の動作を示すタイミングチャートである。
本発明の実施の形態２に係る電源装置の各機能のブロック図である。
本発明の実施の形態１に係る電源装置の変形例の各機能のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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