电源装置的制作方法

文档序号:7361007阅读:143来源:国知局
专利名称:电源装置的制作方法
技术领域
本发明涉及电源装置,该电源装置包括连接至少一个以上电源单元而构成的模块电源,在该模块电源中,为了追加规定的功能,可附加具有规定功能的附加功能单元。
背景技术
以往,在电源装置上连接追加任何附加功能的附加功能装置时,以外部布线连接电源装置及附加功能装置。尤其对于连接具有多个附加功能的附加功能装置来说,布线数量多,布线变得复杂。
例如,使用电池构筑具有备用功能的电源系统时,如图46所示,需要对电源装置800的直流输出端子801A、801B、及附加功能装置的不间断电源装置810的直流输入端子811A、811B进行外部布线连接。另外,图中的309表示电池,38表示负载,37表示外部商用交流电源。
然而,根据上述现有的电源装置,由于用外部布线连接该电源装置及附加功能装置,所以在具有多个附加功能的附加功能装置的连接上布线变得复杂,不具实用性,并且由于复杂的布线而容易受到噪声影响,容易产生错误操作,妨碍实用化。
此外,根据上述现有的电源装置,如图46所示,在构筑电源系统时,由于需要以外部布线连接电源装置800的直流输出端子801A、801B及不间断电源装置810的直流输入端子811A、811B,所以在该布线上耗费工时。
本发明是着眼于上述问题的发明,其目的在于提供一种可节省布线、抗噪声强、具有附加功能的电源装置。
此外,其目的在于提供一种可以按单触式(One Touch)连接不间断电源单元的直流总线和各电源单元的直流输出总线,在并联的多个电源单元和不间断电源单元之间不需要布线,节省该部分工时的电源装置。

发明内容
为了达到上述目的,本发明的电源装置包括具有总线、连接至少一个以上电源单元而构成的模块电源,在上述模块电源中,通过连接器连接部件来连接赋予上述模块电源规定的附加功能的附加功能单元。
上述总线至少是下述总线之一具有将从外部输入的交流供给上述电源单元的电源电路的交流输入总线,输出由上述电源电路转换的直流的直流输出总线,用于将多个电源单元的输出电流均匀化的控制部件的第一信号总线,以及用于检测各电源单元的状态的第二信号总线。
上述电源单元例如是包括输入来自商用交流电源的交流,并将该交流转换成直流的电源电路。
上述模块电源相当于通过将至少一个以上电源单元连接到例如DINRail(ディンレ-ル),可按照电源单元台数获得任意电源容量的电源。
因此,根据本发明的电源装置,构成以连接器连接用于连接电源单元的总线,即交流输入总线、直流输出总线及信号总线的模块电源,将附加功能单元通过连接器连接附加在该模块电源上,可实现节省布线、抗噪声强、具有附加功能的电源装置。
此外,附加功能单元具有与外部的接口时,可利用该接口将信号输入输出至外部装置。
另外,电源单元例如是比较小型的切换电源等。此外,电源电路例如是独立式切换电源电路等。此外,交流输入总线将外部商用交流电导入电源电路的交流输入端子,并内置于电源单元内。此外,直流输出总线是指连接到电源电路的输出端,使经该电源电路转换的直流通过的总线。此外,各电源单元的状态的检测是指输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、温度等。
此外,信号总线是多个电源单元并联时,通过用于使各电源单元的输出电流均匀化的控制部件的信号的电流均衡信号总线等。此外,附加功能单元包含防涌流单元、分支单元、输出异常单元及输出特性改善单元等。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元具有输入外部交流并进行规定的转换的功能,利用上述交流输入总线将进行了规定转换的交流供给上述电源单元。
因此,根据本发明的电源装置,在输入外部交流并进行某种转换后,可利用交流输入总线,将该转换后的交流供给电源单元。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元具有防止外部商用交流电源的涌流的防涌流功能的防涌流单元。
因此,根据本发明的电源装置,附加功能单元为具有防止涌流功能的防涌流单元,因此可防止电源装置整个系统的涌流,可实现与使用一台电源装置时相同的涌流值,可使用耐电泳(Surge)电流量小的设备。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元具有将输入的直流进行规定转换的功能,并利用上述电源单元的上述直流输出总线输入上述直流,将进行了上述规定转换的直流供给负载。
因此,根据本发明的电源装置,在输入直流并进行某种转换后,可利用直流输出总线将该转换后的直流供给负载。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元在检测多个直流输出内至少某一个直流输出异常时,具有信号输出或显示输出该结果的部件的输出异常检测单元。
因此,根据本发明的电源装置,附加功能单元为具备检测输出异常的功能的输出异常检测单元,所以可确保安全状态。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元具有将上述模块电源的直流输出分支成多个并连接负载的端子;检测流入该端子的输出电流,同时在该检测电流到达设定值时,切断上述模块电源的供给线的功能;在检测出上述模块电源的过电压时,切断上述模块电源的上述供给线的功能;通知电流及电压异常状态的功能;及可解除上述供给线的切断的重设功能的分支单元。
因此,根据本发明的电源装置,附加功能单元为具备保护功能分支功能的分支单元,并将多个保护功能予以单元化,因此,不需实施复杂的布线处理,即可提供更安全的分支功能,有助于整个系统的小型化。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元具有将输入的交流进行规定转换的功能,利用一个电源单元的上述交流输入总线输入交流,同时将该交流进行规定的转换,将进行了该规定转换的交流输入至另一个电源单元的上述交流输入总线。
因此,根据本发明的电源装置,通过附加功能单元,可对利用一个电源单元的交流输入总线所输入的交流进行某种转换后,供给另一个电源单元的交流输入总线。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元包括分离器,该分离器具有仅使上述一个电源单元的上述交流输入总线和上述另一个电源单元的上述交流输入总线间连接的功能。
因此,根据本发明的电源装置,附加功能单元为具备仅使两个电源单元的交流输入总线间连接功能的分离器,因此,在相互不布线下也可连接具有不同输出电压的电源单元,还可连接具有不同输出电压的电源单元,且于各个分别具有不同输出电压的电源单元并联工作时,也可相互不布线来连接。此外,可驱动多台具有输入系统的布线仅一处不同的输出电压的电源单元。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元具有将输入的直流进行规定转换的功能,利用一个电源单元的上述直流输出总线输入直流,同时将该直流进行规定的转换,再将该经过规定转换的直流输入至另一个电源单元的上述直流输出总线。
因此,根据本发明的电源装置,可以将输入至一个电源单元的交流供给附加功能单元,在由该附加功能单元进行某种转换后,将转换后的交流供给另一个电源单元。
此外,本发明的电源装置的上述附加功能单元是具有连接上述一个电源单元的上述直流输出总线的负端线和上述另一个电源单元的上述直流输出总线的正端线的串联功能的串联单元。
因此,根据本发明的电源装置,上述附加功能单元为具有串联功能的串联单元,所以可以用与使用单体的电源装置时相同的布线来连接,可达到与单体的电源装置相同的布线工时。
此外,为了达到上述目的,本发明的电源装置,上述附加功能单元是具有与上述连接器连接部件连接的直流总线,通过该直流总线,将上述模块电源的电源单元进行备用的备用部件的不间断电源单元。
另外,连接器连接部件是由电源单元端的连接器连接部件及不间断电源单元端的连接器连接部件构成,期望电源单元端的连接器连接部件为直流输出端连接器,不间断电源单元端的连接器连接部件为直流输入端连接器。
因此,根据本发明的电源装置,附加功能单元为不间断电源单元,所以可以用连接器连接部件将不间断电源单元的直流总线和各电源单元的直流输出总线单触式连接,因此不需要在并联的多个电源单元和不间断电源单元之间布线,节省该部分的工时。
此外,本发明的电源装置的上述备用部件具有直流供给部件,将输入至上述直流总线的直流供给负载;充电部件,对上述直流进行升降压转换并对电池充电;以及放电部件,在停电时及峰值负载时,将来自上述电池的直流供给上述负载。
因此,根据本发明的电源装置,可将输入至直流总线的直流供给负载进行升降压转换并对电池充电,在停电时及峰值负载时,从电池将直流供给负载。
于是,可在必要时(停电时等)从不间断电源单元将直流供给负载,并可短时间从不间断电源单元供给超过电源系统的额定负载的峰值负载。
此外,本发明的电源装置的上述备用部件具有直流供给部件,将输入至上述直流总线的直流供给负载;充电部件,将上述直流进行升降压转换,对电池充电;直流电源补充部件,将上述直流作为电能储存至电容器内;以及放电部件,在停电时从上述电容器释放上述电能,补充上述电池的直流,并供给上述负载。
另外,作为直流电源补充部件,最好使用涌流单元的ICU电路。
因此,根据本发明的电源装置,可将输入至直流总线的直流供给负载,进行升降压转换并对电池充电,同时在电容器内储存电能,在停电时及峰值负载时,从电容器释放电能,补充电池的直流,并供给负载。
于是,在负载急遽变动、电池无法应付时,储存在电容器内的电能被释放,补充电池的直流并供给负载,因此可应付负载的变动。
此外,本发明的电源装置的上述备用部件具有直流供给部件,将输入至上述直流总线的上述直流供给负载;充电部件,将上述直流进行升降压转换并对电池充电;以及放电部件,在停电时及峰值负载时,将来自上述电池的直流进行降压转换,通过上述电源单元的直流输出总线,将该降压转换的直流供给上述负载。
因此,根据本发明的电源装置,可将输入至直流总线的直流供给负载,进行升降压转换并对电池充电,在停电时,将来自电池的直流进行降压转换,通过电源单元的直流输出总线供给负载。
于是,可经由并联的多个电源单元,从不间断电源单元对负载供给电力。
此外,本发明的电源装置的附加功能单元包括输出特性改善单元,该单元包括使模块电源的输出电压稳定的输出特性改善电路。
上述输出特性改善电路相当于使整个模块电源输出电压稳定的电路。
因此,根据本发明的电源装置,附加功能单元包括使模块电源的输出电压稳定的输出特性改善电路的输出特性改善单元,并连接到模块电源,即,即使在各个电源单元上不设置输出特性改善电路,也可以用一个输出特性改善电路来使模块电源整个的输出电压的稳定,而且,由于无须在各个电源单元上设置输出特性改善电路,因此可促使电源单元成本降低及尺寸的小型化。
此外,本发明的电源装置的上述输出特性改善电路具有升压电路,从上述模块电源的输出端的电源单元供给上述模块电源的输出电压,将该输出电压进行升压;以及串联稳压器电路,使经该升压电路升压的输出电压稳定,将该稳定的输出电压作为模块电源的输出电压来输出。
因此,根据本发明的电源装置,用从模块电源的输出端的电源单元供给模块电源的输出电压,将该输出电压予以升压的升压电路,以及使经该升压电路升压的输出电压稳定,输出该稳定的输出电压作为模块电源的输出电压的串联稳压器电路来构成输出特性改善电路,因此,可以用简单的构造构成输出特性改善电路。
此外,本发明的电源装置的上述升压电路通过上述模块电源输出端的电源单元的直流输出总线,供给上述模块电源的输出电压。
因此,根据本发明的电源装置,上述升压电路通过模块电源输出端的电源单元的直流输出总线,供给模块电源的输出电压,因此,即使各个电源单元上不设输出特性改善电路,仍可以用一个输出特性改善电路使整个模块电源的输出电压的稳定,并且,因无须在各个电源单元上设置输出特性改善电路,因此可实现电源单元的成本降低及尺寸的小型化。
此外,本发明的电源装置包括备模块电源,该模块电源的构造为具有总线,并连接至少一个以上的电源单元,其中,上述电源单元具有电源电路;调整部件,调整来自电源电路的输出电压;切换部件,控制接通/断开该调整部件的调整操作;以及控制部件,在该切换部件控制断开调整部件的调整操作中,在上述模块电源内的电源单元内,用该切换部件将调整部件的调整操作控制接通中的与电源单元相关的输出电压值为基准而形成基准调整值,并根据该基准调整值调整电源电路的输出电压。
上述电源单元具备电源电路,该电源电路输入商用交流电源的交流,并将该交流转换成直流。
上述模块电源相当于将至少一个以上电源单元连接到DIN Rail,可按照电源单元台数获得任意的电源容量的装置。
上述调整部件相当于设置在各电源单元中、调整该电源单元的输出电压的电压调整电位器。
上述切换部件相当于设置在各个电源单元中、按照切换操作控制接通/断开上述调整部件的调整操作的开关等,例如按照调整部件的调整操作控制断开切换部件的切换操作时,调整部件的调整操作固定,而控制接通调整部件的调整操作时,进行调整部件的调整操作。
上述控制部件设置于各个电源单元,在由上述切换部件控制断开调整部件的调整操作中,在上述电源装置内的电源单元内,由该切换部件将调整部件的调整操作控制接通中的与电源单元相关的输出电压值为基准而形成基准调整值,并根据该基准调整值调整电源电路的输出电压。
上述基准调整值是将调整部件的调整操作控制接通中的与电源单元相关的输出电压值设定为基准所得的值。
因此,根据本发明的电源装置,在控制断开调整部件的调整操作中,在该电源装置内的电源单元内,以该切换部件将调整部件的调整操作控制接通中的与电源单元的相关输出电压值为基准而形成基准调整值,并根据该基准调整值来调整电源电路的输出电压,即,根据基准调整值调整各个电源单元的电源电路的输出电压,所以仅执行控制接通中的电源单元的调整部件的调整操作,即可完成例如并联工作时的电源单元间的输出电压调整操作,能够以单一的输出电压调整操作来执行多个电源单元的输出电压调整操作。
本发明的电源装置的上述基准调整值为设定在上述模块电源内的各电源单元的输出电压值的平均值。
基准调整值这样获得检测模块电源内的各电源单元的输出电压值,将这些电源单元的每个输出电压值相加来计算平均值,将该平均值作为基准调整值。
因此,根据本发明的电源装置,基准调整值为整个电源装置的电源单元的输出电压值的平均值,并根据该平均值调整电源电路的输出电压,即,根据全部电源单元的输出电压的平均值来调整各个电源单元上的电源电路的输出电压,所以良好地进行例如并联工作时的电源单元间的输出电压调整操作。
本发明的电源装置的上述基准调整值为设定于上述模块电源内的各电源单元上的输出电压值中最低的输出电压值。
基准调整值这样获得检测电源装置内的各电源单元的输出电压值,从这些输出电压值中检索最低的输出电压值,并以该最低的输出电压值作为基准调整值。
因此,根据本发明的电源装置,基准调整值为设定于电源单元内的输出电压值中最低的输出电压值,并根据该最低输出电压值调整电源电路的输出电压值,即,根据全部电源单元的输出电压值中最低的输出电压值,调整各个电源单元的电源电路的输出电压,所以良好地进行例如并联工作时的电源单元间的输出电压调整操作。
本发明的电源装置的上述基准调整值为设定于上述模块电源内的各电源单元上的输出电压值中最高的输出电压值。
基准调整值这样获得检测电源装置内的各电源单元的输出电压值,从这些输出电压值中检索最高的输出电压值,并以该最高的输出电压值作为基准调整值。
因此,根据本发明的电源装置,基准调整值为设定于电源单元内的输出电压值中最高的输出电压值,并根据该最高输出电压值调整电源电路的输出电压值,即,根据全部电源单元的输出电压值中最高的输出电压值,调整各个电源单元的电源电路的输出电压,所以良好地进行例如并联工作时的电源单元间的输出电压调整操作好。
本发明的电源装置的各电源单元具有输出电流均衡监视部件,监视其他电源单元的输出电流;以及基准调整值检测部件,根据该输出电流均衡监视部件的监视结果,检测上述基准调整值。
输出电流均衡监视部件是通过例如电流均衡总线监视来自其他电源单元的输出电流的电路,基准调整值检测部件是根据输出电流均衡电路的监视结果检测基准调整值的电路,这些输出电流均衡监视部件及基准调整值检测部件相当于并联工作控制电路。
因此,根据本发明的电源装置,根据各电源单元的输出电流均衡监视部件的监视结果来检测基准调整值,所以可以由控制断开调整部件的调整操作的电源单元本身根据该基准调整值来调整其输出电压值。
本发明的电源装置的各电源单元具有过电压保护部件,在设定与来自电源电路的输出电压相关的过电压值时,当目前的输出电压值超过过电压值时,控制停止目前的输出电压。
过电压保护部件设置在各电源单元上,以便避免受到电源装置的过电压负载的机器被破坏,当电源单元的输出电压值超过过电压值时,相当于控制停止目前的输出电压的过电压保护电路。
因此,根据本发明的电源装置,在电源单元的输出电压值超过过电压值时,控制停止电源单元的输出电压,所以当电源单元负载过电压时,通过过电压保护的作用,可保护作为电源装置的负载的机器。
本发明的电源装置的各电源单元具有开关,在正常连接各电源单元时,以该连接的电源单元内的切换部件控制断开调整部件的调整操作,并按照上述切换部件的切换操作,由上述切换部件控制接通调整部件的调整操作。
在电源单元中设置开关,将各电源单元之间连接时,该开关形成可进行切换操作的构造,该开关进行切换操作时,将切换部件予以切换,使调整部件的调整操作变为控制断开。
因此,根据本发明的电源装置,在将各电源单元之间连接时,以开关进行切换操作,所以自动控制断开各个电源单元内的调整部件的调整操作,按照切换部件的切换操作来控制接通调整部件的调整操作,所以各个电源单元相关的切换部件的切换操作良好。


图1是本发明的电源装置(实施例1)的结构说明图。
图2是该电源装置(实施例1)的电源电路的说明图。
图3是本发明的电源装置(实施例2)的结构说明图。
图4是本发明的电源装置(实施例3)的结构说明图。
图5是本发明的电源装置(实施例4)的结构说明图。
图6是本发明的电源装置(实施例5)的结构说明图。
图7是本发明的电源装置(实施例6)的结构说明图。
图8是本发明的电源装置(实施例7)的结构说明图。
图9是本发明的电源装置(实施例8)的结构说明图。
图10是具有防涌流电路的多个电源装置的系统结构说明图。
图11是本发明的电源装置(实施例9)的结构说明图。
图12是该电源装置(实施例9)的等效电路图。
图13是在具有防涌流电路的多个电源装置的系统结构上附加防涌流装置时的说明图。
图14是在具有防涌流电路的多个电源装置的系统结构上附加防涌流装置时的说明图。
图15是在具有防涌流电路的多个电源装置的系统结构上附加防涌流装置时的说明图。
图16是本发明的电源装置(实施例10)的结构说明图。
图17是该电源装置(实施例10)的分支单元的结构说明图。
图18是该分支单元的分支电路的结构说明图。
图19是本发明的电源装置(实施例11)的结构说明图。
图20是该电源装置(实施例11)的分解状态说明图。
图21是电源装置间串联的说明图。
图22是电源装置间串联的说明图。
图23是电源装置间串联的说明图。
图24是该电源装置(实施例12)的结构说明图。
图25是该电源装置(实施例12)的其他结构说明图。
图26是该电源装置(实施例13)的结构说明图。
图27是该电源装置(实施例13)的其他结构说明图。
图28是本发明的电源装置(实施例14)的结构说明图。
图29是该电源装置的电源单元的电源电路的结构说明图。
图30是该电源装置的不间断电源单元的结构说明图。
图31是该电源装置的其他不间断电源单元的结构说明图。
图32是该电源装置的其他不间断电源单元的结构说明图。
图33是包含第一、第二、第三电源单元的模块电源与不间断电源单元(UPS)与其他连接排列的说明图。
图34是本发明的电源装置(实施例15)的结构说明图。
图35是该电源装置的不间断电源单元的结构说明图。
图36是该电源装置的其他不间断电源单元的结构说明图。
图37是该电源装置的其他不间断电源单元的结构说明图。
图38是本发明的电源装置(实施例16)的结构说明图。
图39是该电源装置内部的电源单元及输出特性改善单元内部的结构说明图。
图40是以内置一般输出特性改善电路的电源单元构成的电源装置的结构说明图。
图41是该电源装置内部的电源单元内部的结构说明图。
图42是本发明的电源装置(实施例17)的结构说明图。
图43是该电源装置内部的电源单元内部的结构说明图。
图44是该电源单元的重要部分的输出稳压电路、过电压保护电路及并联工作控制电路内部的结构说明图。
图45是以端部显示各电源单元的连接状态的说明图。
图46是先前的电源装置的结构说明图。
具体实施例方式
以下,根据附图所示的实施例来说明本发明的电源装置。
再有,该实施例的电源装置适用于比较小型的切换电源,但本发明的电源装置并不限定于此。
(实施例1)图1及图2表示本发明的电源装置的实施例1。
在这些图中,1是第一电源单元,2是第二电源单元,3是第三电源单元,4是附加功能单元。而第一电源单元1和第二电源单元2以及第二电源单元2与第三电源单元3分别以连接器连接部件连接,通过上述单元构成模块电源。
第一电源单元1将需要的电源电路部件内置于正面面板形状形成纵长长方形的长方体形状的盒内,例如是输入100~240 VAC、输出24 VDC、2.5A、60W输出的切换电源。
而且,在第一电源单元1中配置有交流输入端子5A、5B、直流输出端子6A、6B、交流输入总线(总线)(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(总线)(Vo+)、(Vo-)及电流均衡信号总线(信号总线)(总线)(CB)。
交流输入端子5A、5B设置在正面面板上部,将100~240 VAC的外部商用交流电导入到电源电路9,并连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-)。此外,直流输出端子6A、6B设置于正面面板下部,输出24 VDC,有两个正端(+),有两个负端(-),一个正端与一个负端构成一对,形成两对的直流输出端子构造。
而且,直流输出端子6A(正端+)连接到直流输出总线(Vo+),直流输出端子6B(负端-)连接到直流输出总线(Vo-)。
电源电路9通过交流输入端子5A、5B,将自外部输入的交流转换成稳定的24VDC的输出电压,并通过直流输出端子6A、6B输出至外部,该电源电路9为切换电源电路,通过输入电压整流电路7及输入平滑电容器8A对外部商用交流电进行整流,获得直流电压,以开关元件13切换该直流电压,转换成高频脉冲,以高频变压器10将该高频脉冲进行变压,再以高频整流电路11及输出平滑电容器8B再次恢复成直流。此外,在输出电压变动时,由控制电路12改变开关元件13切换时的脉宽或切换频率,进行稳压控制。
而且,电源电路9的输入端连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),此外,电源电路9的输出端连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
此外,电流均衡信号总线(CB)并联有多个电源单元时,用于将各电源单元的输出电流予以均匀化的控制部件(图上未显示)。而该电流均衡信号总线(CB)以电阻14检测输出电流,以与该输出电流成正比的电压来输出信号。
第一、第二、第三电源单元1、2、3在其一个侧面板上有交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B及电流均衡信号输入端连接器20,而在另一个侧面板上有交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B及电流均衡信号输出端连接器23,交流输入端连接器18A、18B与交流输出端连接器21A、21B通过交流输入总线(Vin+)、(Vin-)彼此连接,直流输入端连接器19A、19B与直流输出端连接器22A、22B通过直流输出总线(Vo+)、(Vo-)相互连接,电流均衡信号输入端连接器20与电流均衡信号输出端连接器23通过电流均衡信号总线(CB)相互连接。
附加功能单元4具有交流输入端子30A、30B;直流输出端子31A、31B;接口连接端子36;电力转换或信号处理电路32;交流输入端连接器33A、33B;直流输入端连接器34A、34B及电流均衡信号输入端连接器35;交流输入端连接器33A、33B连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),直流端连接器34A、34B连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-),电流均衡信号输入端连接器35连接到电流均衡信号总线(CB)。
电力转换或信号处理电路32具备交流输入端子部32a、32b;直流输出端子部32c、32d;电流均衡信号输入端子部32e及接口连接端子部32f;交流输入端子部32a、32b连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),直流输出端子部32c、32d连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-),电流均衡信号输入端子部32e连接到电流均衡信号总线(CB),接口连接端子部32f连接到接口连接端子36。
第一、第二、第三电源单元1、2、3及附加功能单元4安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联。
即,在第一电源单元1的右侧,顺序配置第二、第三电源单元2、3及附加功能单元4,第一电源单元1的交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B、电流均衡信号输出端连接器23分别连接到第二电源单元2的交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B、电流均衡信号输入端连接器20。
此外,第二电源单元2的交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B、电流均衡信号输出端连接器23分别连接到第三电源单元3的交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B、电流均衡信号输入端连接器20。
而第三电源单元3的交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B、电流均衡信号输出端连接器23分别连接到附加功能单元4的交流输入端连接器33A、33B、直流输入端连接器34A、34B、电流均衡信号输入端连接器35。
因此,第一、第二、第三电源单元1、2、3及附加功能单元4的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)以该顺序连接成一体,第一、第二、第三电源单元1、2、3及附加功能单元4的各直流输出总线(Vo+)、(Vo-)以该顺序连接成一体,此外,第一、第二、第三电源单元1、2、3及附加功能单元4的各电流均衡信号总线(CB)以该顺序连接成一体。
因而,在第一电源单元1的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,第一电源单元1的直流输出端子6A、6B上连接负载38。此外,在接口连接端子36上连接外部装置(图上未显示)。
下面,说明如上述构成的电源装置的工作情况。
从第一电源单元1的交流输入端子5A、5B输入的交流电源分别供给第二、第三电源单元2、3的结果,由各电源单元1、2、3的电源电路9转换的直流可分别从直流输出端子6A、6B输出,可驱动负载38。
此外,从第一电源单元1的交流输入端子5A、5B输入的交流电源通过第二、第三电源单元2、3供给附加功能单元4的结果,将该附加功能单元4内被电力转换的直流从直流输出端子31A、32B输出,此外,由电源电路9转换的直流通过直流输出总线(Vo+)、(Vo-)从附加功能单元4的直流输出端子31A、32B输出。此外,可将控制信号输出至连接到附加功能单元4的接口连接端子36的外部装置。
此外,电流均衡信号总线(CB)在并联有多个电源单元时,是用于将各电源单元的输出电流进行均匀化的控制部件。这里,由于该电流均衡信号总线(CB)是以电阻14检测输出电流,所以按与输出电流成正比的电压来输出。因此,利用该电流均衡信号总线(CB)的信号,可用作输出电流、即负载状态信息。
在上述本发明的电源装置的第一种实施形态中,将第一、第二、第三电源单元1、2、3及附加功能单元4以这样的顺序并联在DIN Rail上,但本发明的电源装置亦可将附加功能单元4连接器连接到第一电源单元1。
此外,在上述本发明的电源装置的第一种实施形态中,在第一电源单元1的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在第一电源单元1的直流输出端子6A、6B上连接负载38,但外部商用交流电源37与负载38亦可连接到任何的电源单元上。
根据上述本发明的电源装置的实施例1,将用于连接第一、第二、第三电源单元1、2、3的总线、即交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-)及电流均衡信号总线(CB)分别连接器连接,来构成模块电源,通过在该模块电源上附加并连接器连接附加功能单元,可实现节省布线、抗噪声强、具有附加功能的电源装置。
(实施例2)图3表示本发明的电源装置的实施例2。
在图3中,41是第一电源单元,42是第二电源单元,43是第三电源单元,44是附加功能单元。而且,第一电源单元41和第二电源单元42及第二电源单元42和第三电源单元43分别由连接器连接部件连接,通过上述单元构成模块电源。
因而,在第一、第二、第三电源单元41、42、43中,配置有电源电路9-1、交流输入端子5A、5B、直流输出端子6A、6B、交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
交流输入端子5A、5B设置在正面面板上部,将100~240 VAC的外部商用交流电导入电源电路9-1,并连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-)。此外,直流输出端子6A、6B设置于正面面板下部,输出24 VDC,有两个正端+,有两个负端-,一个正端与一个负端构成一对,形成两对的直流输出端子构造。而直流输出端子5A连接到直流输出总线(Vo+),直流输出端子5B连接到直流输出总线(Vo-)。
电源电路9-1通过交流输入端子5A、5B,将自外部输入的交流转换成稳定化的24 VDC的输出电压,并通过直流输出端子6A、6B输出至外部。
该电源电路9-1是切换电源电路,与上述本发明的电源装置的实施例1的电源电路9中未揭示的并联运转控制部件的构造相同。而且,电源电路9-1的输入端连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),而电源电路9-1的输出端连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
在第一、第二、第三电源单元41、42、43中,其一个侧面板上分别配置有交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B,此外,在另一个侧面板上分别配置有交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B。交流输入端连接器18A、18B和交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入总线(Vin+),(Vin-),直流输入端连接器19A、19B和直流输出端连接器22A、22B连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
附加功能单元44具有交流输入端子46A、46B、转换电路48、交流输出端连接器47A,47B,该转换电路48为防涌流电路等。因而该转换电路48设有交流输入端子部48a、48b和交流输出端子部48c、48d。而交流输入端子部48a、48b连接到交流输入端子47A、47B,交流输出端子部48c、48d连接到交流输出端连接器47A、47B。
附加功能单元44与第一、第二、第三电源单元41、42、43安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,在附加功能单元44的右侧,顺序配置第一、第二、第三电源单元41、42、43,附加功能单元44的交流输出端连接器47A、47B连接到第一电源单元41的交流输入端连接器21A、21B。
此外,第一电源单元41的交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B分别连接到第二电源单元42的交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B。此外,第二电源单元42的交流输出端连接到21A、21B、直流输出端连接器22A、22B分别连接到第三电源单元43的交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B。
因此,第一、第二、第三电源单元41、42、43的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)以该顺序连接成一体,此外,第一、第二、第三电源单元41、42、43的各直流输出总线(Vo+),(Vo-)以该顺序连接成一体。
因而,在附加功能单元44的交流输入端子46A、46B上连接外部商用交流电源37,在第一电源单元41的直流输出端子6A、6B上连接负载38。
因此,从附加功能单元44的交流输入端子46A、46B输入的交流被该附加功能单元44的转换电路48转换(例如,在转换电路48是防涌流电路时,将涌流抑制在规定值),分别供给第一、第二、第三电源单元41、42、43的结果,可分别从第一、第二、第三电源单元41、42、43的直流输出端子6A、6B单独输出直流,可供给直流至负载38上。
在上述本发明的电源装置的实施例2中,将附加功能单元44与第一、第二、第三电源单元41、42、43以这样的顺序并联在DIN Rail上,但本发明的电源装置亦可将附加功能单元44连接器连接到第三电源单元43。
此外,在上述本发明的电源装置的实施例2中,在第一电源单元41的直流输出端子6A、6B上连接负载38,但负载38亦可连接到任何电源单元。
根据上述本发明的电源装置的实施例2,分别以连接器连接用于连接第一、第二、第三电源单元41、42、43的总线,即交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-),来构成模块电源,通过在该模块电源上附加并连接器连接附加功能单元44,可实现节省布线、抗噪声强、具有附加功能的电源装置。
特别是在输入外部交流电源并进行某种转换后,利用交流输入总线(Vin+)、(Vin-),将交流供给第一、第二、第三电源单元41、42、43。
(实施例3)图4表示本发明的电源装置的实施例3。
在图4中,51是第一电源单元,52是第二电源单元,53是第三电源单元,54是附加功能单元。而第一电源单元51和第二电源单元52及第二电源单元52和第三电源单元53分别以连接器连接部件连接,通过上述单元构成模块电源。
因而,在第一、第二、第三电源单元51、52、53中,配置有电源电路9-1、交流输入端子5A、5B、直流输出端子6A、6B、交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
交流输入端子5A,5B为设置在正面面板上部,将100~240 VAC的外部商用交流电导入电源电路9-1内者,并连接到交流输入总线(Vin+),(Vin-)。此外,直流输出端子6A、6B为设置于正面面板下部,输出24 VDC者,正端+有两个,负端-有两个,一个正端与一个负端构成一对,形成两对的直流输出端子构造。而直流输出端子5A连接到直流输出总线(Vo+),直流输出端子5B连接到直流输出总线(Vo-)。
电源电路9-1通过交流输入端子5A、5B,将从外部输入的交流转换成稳定的24 VDC的输出电压,并通过直流输出端子6A、6B输出至外部。
第一、第二、第三电源单元51、52、53的一个侧面板上分别配置有交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B,此外,另一个侧面板上分别配置有交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B。而交流输入端连接器18A、18B和交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),直流输入端连接器19A、19B和直流输出端连接器22A、22B连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
附加功能单元54具有直流输入端连接器55A、55B、转换电路55、直流输出端子57A、57B,该转换电路56是降压电路等。该转换电路56设有直流输入端子部56a、56b和直流输出端子部56c、56d。而直流输入端子部56a、56b连接到直流输入端连接器55A、55B,直流输出端子部56c、56d连接到直流输出端连接器57A、57B。
第一、第二、第三电源单元51、52、53和附加功能单元54安装在DINRail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元51和第二电源单元52及第二电源单元52和第三电源单元53将其交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入端连接器18A、18B,并将其直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器19A、19B,按照该顺序进行连接。
因此,第一、第二、第三电源单元51、52、53的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)以该顺序连接,分别形成一体。
而第三电源单元53和附加功能单元54将直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器55A,55B而相互连接。
此外,在第一电源单元51的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在附加功能单元54的直流输出端子57A,57B上连接负载38。
因此,从第一电源单元51的交流输入端子5A、5B输入的交流电源分别供给第二、第三电源单元52、53的结果,可分别从第二、第三电源单元52、53的直流输出端子6A、6B单独输出直流。
此外,从第一电源单元51的交流输入端子5A、5B输入的交流通过各电源单元51、52、53的电源电路9-1转换成直流后供给附加功能单元54的结果,在该附加功能单元54的转换电路56中可将直流降压供给负载39。
在上述本发明的电源装置的实施例3中,将第一、第二、第三电源单元51、52、53和附加功能单元54以这样的顺序并联在DIN Rail上,但本发明的电源装置亦可将附加功能单元54连接器连接到第一电源单元51。
此外,在上述本发明的电源装置的实施例3中,在第一电源单元51的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,但外部商用交流电源37亦可连接到任何电源单元。
根据上述本发明的电源装置的实施例3,分别以连接器连接用于连接第一、第二、第三电源单元51、52、53的总线、即交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-),来构成模块电源,通过在该模块电源上附加并连接器连接附加功能单元54,可实现节省布线、抗噪声强、具有附加功能的电源装置。
特别是可利用直流输出总线(Vo+)、(Vo-)将第一、第二、第三电源单元51、52、53的直流输入至附加功能单元54,进行某种转换后,供给负载38。
(实施例4)图5表示本发明的电源装置的实施例4。
在图5中,61是第一电源单元,62是第二电源单元,63是附加功能电源单元。而且,在第一、第二电源单元61,62上配置有电源电路9-1、交流输入端子5A、5B、直流输出端子6A、6B、交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
交流输入端子5A、5B设置在正面面板上部,将100~240 VAC的外部商用交流电导入电源电路9-1,并连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-)。此外,直流输出端子6A、6B设置于正面面板下部,输出24 VDC,有两个正端+,有两个负端-,一个正端与一个负端构成一对,形成两对的直流输出端子构造。而直流输出端子6A连接到直流输出总线(Vo+),直流输出端子6B连接到直流输出总线(Vo-)。
电源电路9-1采用与上述本发明的电源装置的实施例2的电源电路相同的构造,因此省略其说明。
电源电路9-1的输入端连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),而电源电路9-1的输出端连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
此外,第一、第二电源单元61、62的一个侧面板上分别配置有交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B,另一个侧面板上分别配置有交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B。而且,交流输入端连接器18A、18B和交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),直流输入端连接器19A、19B和直流输出端连接器22A、22B连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
附加功能单元63具有交流输入端连接器64A、64B、交流输出端连接器65A、65B、转换电路67、直流输入端连接器68A、68B,直流输出端连接器69A、69B,该转换电路67设有交流输入端子部67a,67b与交流输出端子部67c,67d。交流输入端子部67a、67b连接到交流输入端连接器64A、64B,交流输出端子部67c、67d连接到交流输出端连接器65A、65B。此外,直流输入端连接器68A、68B通过直流输出总线(Vo+)、(Vo-),连接到直流输出端连接器69A、69B。
第一电源单元61和附加功能单元63及第二电源单元62安装在DINRail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元61和附加功能单元63将第一电源单元61的交流输出端连接器21A、21B及直流输出端连接器22A、22B连接到附加功能单元63的交流输入端连接器64A、64B及直流输入端连接器68A、68B而相互连接,附加功能单元63和第二电源单元62将附加功能单元63的交流输出端连接器65A,65B及直流输出端连接器69A,69B连接到第二电源单元62的交流输入端连接器18A、18B及直流输入端连接器19A、19B而相互连接。
因此,第一电源单元61和附加功能单元63及第二电源单元62的各直流输出总线(Vo+),(Vo-)按该顺序连接成一体。此外,第一电源单元61的交流输入端子5A、5B连接到外部商用交流电源37。
因此,从第一电源单元61的交流输入端子5A、5B输入的交流供给附加功能单元63,通过该附加功能单元63的转换电路67的某种转换,如进行降压转换后,供给第二电源单元62。
输出至第一电源单元61的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)的直流,通过附加功能单元63供给第二电源单元61。
根据上述本发明的电源装置的实施例4,可将从第一电源单元61的交流输入端子5A、5B输入的交流供给附加功能单元63,通过该附加功能单元63的转换电路67进行某种转换后,供给转换后的电源至第二电源单元61。
(实施例5)图6表示本发明的电源装置的实施例5。
在图6中,71是第一电源单元,72是第二电源单元,73是附加功能单元。
本发明的电源装置的第五种实施例的附加功能单元73具有以下结构在上述本发明的电源装置的实施例4的附加功能单元63中除去直流输入端连接器68A、68B、直流输出总线(Vo+),(Vo-)、及直流输出端连接器69A、69B后的构造,此外,本发明的电源装置的实施例5的第一电源单元71的构造与上述本发明的电源装置的实施例4的第一电源单元61相同,本发明的电源装置的实施例5的第二电源单元72的构造与上述本发明的电源装置的实施例4的第二电源单元62相同。
因此,本发明的电源装置的实施例5的其他构造与上述本发明的电源装置的实施例4的构造相同,因此标注相同标号并省略其说明。
第一电源单元71、附加功能单元73和第二电源单元72安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元71和附加功能单元73将第一电源单元71的交流输出端连接器21A、21B连接到附加功能单元73的交流输入端连接器64A、64B而相互连接,附加功能单元73和第二电源单元72将附加功能单元73的交流输出端连接器65A,65B连接到第二电源单元72的交流输入端连接器18A、18B而相互连接。此外,第一电源单元71的交流输入端子5A、5B连接到外部商用交流电源37。
因此,从第一电源单元71的交流输入端子5A、5B输入的交流供给附加功能单元73,通过该附加功能单元73的转换电路67进行某种转换后,向第二电源单元72供给转换后的交流。
根据上述本发明的电源装置的实施例5,可将从第一电源单元71的交流输入端子5A、5B输入的交流供给附加功能单元73,通过该附加功能单元73的转换电路67进行某种转换后,将转换后的交流供给第二电源单元72。
(实施例6)图7表示本发明的电源装置的实施例6。
在图7中,81是第一电源单元,82是第二电源单元,83是附加功能单元。
而且,本发明的电源装置的实施例6的第一电源单元81和第二电源单元82的构造与上述本发明的电源装置的实施例4的第一电源单元61和第二电源单元62相同,因此标记相同标号并省略其说明。
此外,附加功能单元83具有交流输入端连接器84A、84B、交流输出端连接器85A、85B、转换电路86、直流输入连接器87A、87B、及直流输出端连接器88A、88B,该转换电路86设有直流输入端子部86a、86b和直流输出端子部86c、86d。
直流输入端子部86a、86b连接到直流输入端连接器87A、87B,直流输出端子部86c、86d连接到直流输出端连接器88A、88B。此外,交流输入端连接器84A、84B通过交流输入总线(Vin+)、(Vin-)连接到交流输出端连接器85A、85B。
第一电源单元81和附加功能单元83及第二电源单元82安装在DINRail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元81和附加功能单元83将第一电源单元81的交流输出端连接器21A、21B及直流输出端连接器22A、22B连接到附加功能单元83的交流输入端连接器84A、84B及直流输入端连接器87A、87B而相互连接,附加功能单元83和第二电源单元82将附加功能单元83的交流输出端连接器85A、85B及直流输出端连接器88A、88B连接到第二电源单元82的交流输入端连接器18A、18B及直流输入端连接器19A、19B而相互连接。
因此,第一电源单元81和附加功能单元83及第二电源单元82的各个交流输入总线(Vin+)、(Vin-)按该顺序连接成一体。此外,在第一电源单元81的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37。
因此,从第一电源单元81的交流输入端子5A、5B输入的交流电源经过附加功能单元83的交流输入总线(Vin+)、(Vin-)供给第二电源单元82。
此外,将输出至第一电源单元81的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)的直流供给附加功能单元83,通过该附加功能单元83的转换电路86进行某种转换后,将转换后的直流供给第二电源单元82。
根据上述本发明的电源装置的实施例6,可将输出至第一电源单元81的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)的直流供给附加功能单元83,通过该附加功能单元83的转换电路86进行某种转换后,将转换后的直流供给第二电源单元82。
(实施例7)图8表示本发明的电源装置的实施例7。
在图8中,91是第一电源单元,92是第二电源单元,93是第三电源单元,94是作为附加功能单元的输出异常检测单元。而第一电源单元91和第二电源单元92及第二电源单元92和第三电源单元93分别以连接器连接部件连接,来构成模块电源。
本发明的电源装置的实施例7的第一电源单元91和第二电源单元92及第三电源单元93的构造,与本发明的电源装置的实施例3的第一电源单元5 1和第二电源单元52及第三电源单元53相同,且第一电源单元91和第二电源单元92的连接器连接构造及第二电源单元92和第三电源单元93的连接器连接构造,与上述本发明的电源装置的实施例3的第一电源单元51和第二电源单元52的连接器连接构造及第二电源单元52和第三电源单元53的连接器连接构造相同,因此标记相同标号并省略其说明。
输出异常检测单元94具有直流输入端连接器95A、95B、第一、第二、第三直流输出端子96A、96B、97A、97B、98A、98B、报警输出端子99A、99B、第一、第二、第三切断电路100、101、102及输出异常检测电路103。
此外,第一、第二、第三切断电路100、101、102具有输入端子部100a、100b和输出端子部100c、100d。
此外,输出异常检测电路103具有第一输出异常检测部103A、第二输出异常检测部103B、第三输出异常检测部103C、检测第一直流输出端子96A、96B间的输出电压的第一输出电压检测部104、检测第二直流输出端子97A、97B间的输出电压的第二输出电压检测部105、及检测第三直流输出端子98A、98B间的输出电压的第三输出电压检测部106。
直流输入端连接器95A分别连接到第一、第二、第三切断电路100、101、102的各输入端子部100a,直流输入端连接器95B连接到第一、第二、第三切断电路100、101、102的各输入端子部100b。
此外,第一切断电路100的输出端子部100c、100d连接到第一直流输出端子96A、96B,第二切断电路101的输出端子部100c、100d连接到第二直流输出端子97A、97B,第三切断电路102的输出端子部100c、100d连接到第三直流输出端子98A、98B。
输出异常检测电路103的第一、第二、第三输出异常检测部103A、103B、103C由晶体管Tr1、Tr2、Tr3构成,这些晶体管Tr1、Tr2、Tr3的发射极连接到直流输入端连接器95A,这些晶体管Tr1、Tr2、Tr3的基极连接到第一、第二、第三输出电压检测部104、105、106。此外,晶体管Tr1、Tr2、Tr3的集电极通过光电转换耦合器107的发光二极管107a连接到直流输入连接器95B。光电转换耦合器107的输出端连接到报警输出端子99A、99B。
第一、第二、第三电源单元91、92、93及输出异常检测单元94安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元91和第二电源单元92及第二电源单元92和第三电源单元93将其交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入端连接器18A、18B,将其直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器19A、19B,并按该顺序连接。
因此,第一、第二、第三电源单元91、92、93的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)分别按该顺序连接成一体。
第三电源单元93和输出异常检测单元94将直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器95A,95B而相互连接。
此外,在第一电源单元91的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在输出异常检测单元94的报警输出端子99A,99B上连接蜂鸣器等报警部件(图上未显示)。
下面,说明上述构造的电源装置的工作。
从第一电源单元91的交流输入端子5A、5B输入的交流分别供给第二、第三电源单元92、93的结果,不仅第一电源单元91的直流输出端子6A、6B,而且可分别从第二、第三电源单元92、93的直流输出端子6A、6B单独输出直流。
此外,从第一电源单元91的交流输入端子5A、5B输入的交流通过各电源单元91,92,93的电源电路9-1转换成直流后,供给输出异常检测单元94,向该输出异常检测单元94的第一、第二、第三直流输出端子96A,96B,97A,97B,98A,98B输出直流。
在第一、第二、第三直流输出端子96A、96B、97A、97B、98A、98B上例如分别连接负载(图上未显示),而例如在第一直流输出端子96A,96B的负载上发生输出异常时,在第一输出电压检测部104上产生检测信号(电压),该检测信号(电压)施加在第一输出异常检测部103A的晶体管Tr1的基极端。
因而,光电转换耦合器107的发光二极管107a上通电,从光电转换耦合器107的输出端输出报警信号至报警输出端子99A,99B,报警部件产生报警。此外,通过将该报警部件改成显示部件来显示异常状态,以确保安全的状态。
根据上述本发明的电源装置的实施例7,分别以连接器连接用于连接第一、第二、第三电源单元91、92、93的总线,即交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-),来构成模块电源,通过在该模块电源上附加并连接器连接异常检测单元94,可实现节省布线、抗噪声强、具有输出异常检测功能的电源装置。
检测出至少有一个输出为异常时,由于进行信号输出或显示,因此可确保安全的状态,亦可在各输出上设定任何输出异常值。
在上述本发明的电源装置的实施例7中,将第一、第二、第三电源单元91、92、93及输出异常检测单元94按该顺序并联于DIN Rail,但本发明的电源装置亦可将输出异常检测单元94连接器连接到第一电源单元91。
此外,在上述本发明的电源装置的实施例7中,在第一电源单元91的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,但外部商用交流电源37亦可连接到任何电源单元。
(实施例8)图9表示本发明的电源装置的实施例8。
本发明的电源装置的实施例8在上述本发明的电源装置的实施例7的第一、第二、第三电源单元91、92、93上分别设置输出电压检测部及输出异常检测部,并附加输出报警(输出异常)的报警输出单元作为附加功能单元。
此时,在第一电源单元91上设有信号输出端连接器108,在第二电源单元92上设有信号输入端连接器109A及信号输出端连接器109B,在第三电源单元93上设有信号输入端连接器110A及信号输出端连接器110B。
而且,第一、第二、第三电源单元91、92、93的电源电路9-1的输出端(+端)通过二极管D连接到直流输出总线(Vo+)。在第一、第二、第三电源单元91、92、93的电源电路9-1的输出端上设有第一、第二、第三输出电压检测部112A、112B、112C及第一、第二、第三输出异常检测部113A、113B、113C。而第一、第二、第三输出异常检测部113A、113B、113C由晶体管Tr1、Tr2、Tr3构成。
在第一电源单元91中,第一输出电压检测部112A的输出端连接到晶体管Tr1的基极,晶体管Tr1的发射极端连接到二极管D的阴极,晶体管Tr1的集电极端连接到信号输出端连接器108。
此外,在第二电源单元92中,第二输出电压检测部112B输出端连接到晶体管Tr2的基极,晶体管Tr2的发射极端连接到二极管D的阴极,晶体管Tr2的集电极端连接到信号输入端连接器109A及信号输出端连接器109B。
此外,在第三电源单元93中,第三输出电压检测部112C输出端连接到晶体管Tr3的基极,晶体管Tr3的发射极端连接到二极管D的阴极,晶体管Tr3的集电极端连接到信号输入端连接器110A及信号输出端连接器110B。
报警输出单元114具有直流输入端连接器115A、115B、报警输出端子116A、116B、信号输入端连接器117A、及光电转换耦合器118,光电转换耦合器118的发光二极管118a的阳极端连接到信号输入端连接器117A,发光二极管118a的阴极端连接到直流输入端连接器115B。光电转换耦合器107的输出端连接到报警输出端子116A、116B。
第一、第二、第三电源单元91、92、93及报警输出单元114安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元91和第二电源单元92及第二电源单元92和第三电源单元93将其交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入端连接器18A、18B,将其直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器19A、19B,并按该顺序连接。
因此,第一、第二、第三电源单元91、92、93的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)分别按该顺序连接成一体。
此外,在第一电源单元91的信号输出端连接器108上连接第二电源单元92的信号输入端连接器109A,在第二电源单元92的信号输出端连接器109B上连接第三电源单元93的信号输入端连接器110A。
因此,第一、第二、第三电源单元91、92、93的各个晶体管Tr1、Tr2、Tr3的集电极按该顺序连接并作为第二信号总线被一体化。
第三电源单元93和报警输出单元114将直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器115A,115B而相互连接,在第三电源单元93的信号输出端连接器110B上连接报警输出单元114的信号输入端连接器117A。
此外,在第一电源单元91的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在报警输出单元114的报警输出端子116A,116B上连接蜂鸣器等报警部件(图上未显示)。
下面,说明上述构造的电源装置的工作。
从第一电源单元91的交流输入端子5A、5B输入的交流分别供给第二、第三电源单元92、93的结果,不仅第一电源单元91的直流输出端子6A、6B,而且可分别从第二、第三电源单元92,93的直流输出端子6A、6B单独输出直流。
例如,在第一电源单元91中发生输出异常时,即在第一输出电压检测部112A中产生检测信号(电压),该检测信号(电压)施加在第一输出异常检测部113A的晶体管Tr1的基极端。
因而,在光电转换耦合器108的发光二极管118a上通电,从光电转换耦合器118的输出端输出报警信号至报警输出端子116A、116B,报警部件产生报警。此外,通过将该报警部件改成显示部件来显示异常状态,以确保安全的状态。
在上述本发明的电源装置的实施例8中,将报警输出单元114及第三、第二、第一电源单元93、92、91按该顺序并联于DIN Rail,但本发明的电源装置亦可将输出异常检测单元114连接器连接到第一电源单元91。
此外,在上述本发明的电源装置的实施例8中,在第一电源单元91的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,但外部商用交流电源37亦可连接到任何电源单元。
根据上述本发明的电源装置的实施例8,在检测出第一、第二、第三电源单元91、92、93至少一个输出为异常时,由于进行信号输出或显示,可确保安全的状态,并且在每个输出上可设定任何的输出异常值。
(实施例9)图11表示本发明的电源装置的实施例9。
如图10所示,通常在电源装置120中内置防止涌流电路(防涌流电路)120A,不论输出电容为何,均将一台装置的涌流抑制在25A/50A(100V/200V)。因而,连接N台电源装置120时,有N倍的涌流流入。
因此,使用多台电源装置120时,即使所需的电力容量少,仍须使用耐激增电流量大的设备。即使组合多台容量比较小的电源装置,来实现任何容量的电源装置时,从用户的观点来看,尽管是一台电源装置,仍存在同样的问题。
本发明的电源装置的实施例9着眼于这种已有的问题,除了各电源装置(电源单元)的内置防涌流电路之外,还通过在整个电源装置的系统中附加防止涌流的电路来解决上述问题。
如图11所示,本发明的电源装置的实施例9包括第一电源单元121、第二电源单元122、第三电源单元123及作为附加功能单元的防涌流单元124。而第一电源单元121和第二电源单元122及第二电源单元122和第三电源单元123分别以连接器连接部件连接,构成模块电源。
本发明的电源装置的实施例9的第一电源单元121和第二电源单元122及第三电源单元123的构造具有以下结构在本发明的电源装置的实施例2的第一电源单元41和第二电源单元42及第三电源单元43中,在电源电路9-1的输入端配置内置防涌流电路125,并且第一电源单元121和第二电源单元122的连接器连接构造及第二电源单元122和第三电源单元123的连接器连接构造,与上述本发明的电源装置的实施例2的第一电源单元41和第二电源单元42的连接器连接构造及第二电源单元42和第三电源单元43的连接器连接构造相同,因此标注相同标号并省略其说明。
防涌流单元124具有交流输入端子125A、125B、输出端子126A、126B、交流输出端连接器127A、127B及防涌流电路128。
防涌流电路128具有输入端子部128a、128b及输出端子部128c、128d、128e、128f。防涌流电路128的输入端子部128a、128b连接到交流输入端子125A、125B,输出端子部128c、128d连接到交流输出端连接器127A、127B,输出端子部128e、128f连接到输出端子126A、126B。防涌流单元124及第一、第二、第三电源单元121、122、123安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,在防涌流单元124的右侧,顺序配置第一、第二、第三电源单元121、122、123,防涌流单元124的交流输出端连接器127A、127B连接到第一电源单元121的交流输入端连接器21A、21B。
因此,防涌流单元124和第一、第二、第三电源单元121、122、123的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)以该顺序连接成一体,第一、第二、第三电源单元121、122、123的各直流输出总线(Vo+)、(Vo-)以该顺序连接成一体。
因而,在防涌流单元124的交流输入端子125A、125B上连接外部商用交流电源37,在第三电源单元123的直流输出端子6A、6B上连接负载38。
接着,说明如上述构造的电源装置的工作。
从防涌流单元124的交流输入端子125A、125B输入的交流电源通过防涌流电路128,分别供给第一、第二、第三电源单元121、122、123的结果,可分别从第一、第二、第三电源单元121、122、123的直流输出端子6A、6B单独输出直流,可将直流供给负载38。
此时,在组合使用第一、第二、第三电源单元121、122、123时,由于从商用交流电源37经过新附加的防涌流单元124,输入到第一、第二、第三电源单元121、122、123,所以即使在使用了第一、第二、第三电源单元121、122、123时,仍可实现与使用一台电源单元时相同的涌流值。因此,可使用耐激增电流量小的设备。
参照图12(连接4台电源单元)说明防涌流单元124上所需的阻抗。
整个电源装置系统的涌流抑制在25A以下时,所需的阻抗为5.7Ω以上(=√2×100V/25A),因此设定为10Ω。假设各电源单元的内置防涌流电路的阻抗为10Ω(=R2=R3=R4=R5)的情况。此时,防涌流单元上所需的阻抗为R1=10Ω-10Ω/4=7.5Ω。
另外,在上述本发明的电源装置的实施例9中,将防涌流单元124与第一、第二、第三电源单元121、122、123以这样的顺序并联在DIN Rail上,但本发明的电源装置亦可将防涌流单元124连接到第三电源单元123上。
根据上述本发明的电源装置的实施例9,分别连接器连接用于连接第一、第二、第三电源单元121、122、123的总线,即交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-),以构成模块电源,通过在该模块电源上连接器连接并附加防涌流单元124,可实现节省布线、抗噪声强、具有防涌流的电源装置。
此外,与各电源单元的内置防涌流电路不同,通过在整个电源装置系统上附加防止涌流的电路,即使在使用第一、第二、第三电源单元121、122、123的情况下,仍可实现与使用一台电源单元时相同的涌流值,可使用耐激增电流量小的设备。
图13所示的电源系统为第一、第二、第三电源装置121-1、122-1、123-1不以连接器连接而分别独立,在组合使用这些第一、第二、第三电源装置121-1、122-1、123-1,从商用交流电源37-1经由新附加的防涌流装置124-1,输入至第一、第二、第三电源装置121-1,122-1,123-1。
此时,即使在使用第一、第二、第三电源单元121-1、122-1、123-1的情况下,仍可实现与使用一台电源单元时相同的涌流值,可使用耐激增电流量小的设备。
图14所示的电源系统具备不以连接器连接而分别独立的第一、第二、第三电源单元121-1、122-1、123-1及防涌流装置129,该防涌流装置129具有输入端子部129a、129b及输出端子部129c、129d,输出端子部129a通过电阻R连接到输出端子部129c,该电阻R上并联有开关元件(半导体开关)Q。此外,输入端子部129b通过布线P连接到输出端子部129d。
而且,防涌流装置129的输入端子部129a、129b连接到商用交流电源37-1,防涌流装置129的输出端子部129c、129d分别连接到第一、第二、第三电源单元121-1、122-1、123-1的交流输入端子130A、130B。此外,从第一、第二、第三电源单元121-1、122-1、123-1的电源电路9-1导出信号电路131,通过该信号电路131的控制信号,防涌流装置129的开关元件Q实施接通操作。此外,第一、第二、第三电源单元121-1,122-1,123-1的直流输出端子132A,132B上连接到负载133。
因此,是自商用交流电源37-1,经由新附加的防涌流装置129的电阻R,输入至第一、第二、第三电源单元121-1,122-1,123-1,来防止涌流。因而,第一、第二、第三电源单元121-1,122-1,123-1的至少一台操作时,通过信号电路131的控制信号,防涌流装置129的开关元件Q接通操作,商用交流电源37-1的交流电源经由开关元件Q输入至第一、第二、第三电源单元121-1、122-1、123-1。
此外,图15所示的电源系统在图14所示的电源系统中,除去信号电路131,以商用电源输入来取代后,在计时器电路(延迟电路)132事先设定的时间后,使开关元件Q进行接通操作,商用交流电源37-1的交流电源经由开关元件Q输入至第一、第二、第三电源单元121-1、122-1、123-1,其他构造与图14所示的电源系统相同,因此标注相同标号,并省略其说明。
(实施例10)图16至图18表示本发明的电源装置的实施例10。
由切换电源等进行了AC/DC转换的电力,特别是在高容量的电源装置时,大多将电力供给多个负载(机器)上。此时,一个负载上发生问题时,难免会影响到由该电源装置供给电力的整个负载。
因此,为了避免影响到由电源装置所供给的所有负载,从电源装置的输出端子将布线分支成多条,在各布线上插入保险丝及断路器等安全装置,在由一个电源装置供给多个负载时,即使一个负载上发生问题,也仅影响该负载,其他负载仍可正常操作。
但是,此时很难实施布线数量的增加、多个安全装置的设置位置、安全装置的选择与系统设计,成为时间与成本增加的主要原因。再者,在具备多种保护功能、需要使异常状态输出的功能等时,需要组成复杂的系统。
本发明的电源装置的实施例10在需要输出分支时,将可简单布线的多种保护功能与可输出异常状态的功能一体化,可使安全性及保养性更加提高,还可促使整个系统小型化。
即,本发明的电源装置的实施例10具有连接到模块电源的输出,可分支多个该输出的端子,并将检测流入被分支的端子内的输出电流,在达到某个设定值时,切断连接它的负载与模块电源供给线的功能,检测模块电源的过电压,切断相同模块电源供给线的功能、可通知电流及电压异常状态的功能、以及可以手动解除这些异常状态中的线切断的功能予以一体单元化。
如图16所示,本发明的电源装置的实施例10具备第一电源单元141、第二电源单元142、第三电源单元143及作为附加功能单元的分支单元144。而第一电源单元141和第二电源单元142及第二电源单元142和第三电源单元143分别以连接器连接部件连接,以构成模块电源。
本发明的电源装置实施例10的第一电源单元141和第二电源构142及第三电源单元143的构造,与上述本发明的电源装置的实施例3的第一电源单元51和第二电源单元52及第三电源单元53相同,且第一电源单元141和第二电源单元142的连接器连接构造及第二电源单元142和第三电源单元143的连接器连接构造,与上述本发明的电源装置的实施例3的第一电源单元51和第二电源单元52的连接器连接构造及第二电源单元52和第三电源单元53的连接器连接构造相同,因此标记相同标号并省略其说明。
分支单元144具有直流输入端连接器145A、145B、第一、第二、...第n直流输出端子146-1、146-2...146-n、过电压检测电路147、电源输出线分支装置148、第一、第二、...第n分支电路149-1、149-2...149-n、及直流输入端子144A、144B。
过电压检测电路147的输入端连接到直流输入端连接器145A、145B,过电压检测电路147的输出端连接到电源输出线分支装置148的输入端。而电源输出线分支装置148的各输出端连接到第一、第二、...第n分支电路149-1、149-2...149-n,第一、第二、...第n分支电路149-1、149-2...149-n的输出端连接到其对应的第一、第二、...第n直流输出端子146-1、146-2...146-n。
第一、第二、...第n分支电路149-1、149-2...149-n上分别具有供应线的电源输出线150,该电源输出线150上设有具有电流值设定部件151的电流检测电路152、输出线切断电路153及切断状态重设电路154。
如图18所示,电流检测电路152具有组合设置于负载电流的回路电路上的电流检测电阻R与运算放大器OP所构成的电流检测、放大部155;于电压超过一定值时,阻止对检测电流的晶闸管SCR的栅极端子通电的稳压二极管Dz1;及设置于运算放大器OP的反转输入端子与输出端子间的电流值设定部件151的电位器(Volume)(可变电阻)VR。
此外,如图18所示,输出线切断电路153具有2b接点构成的继电器156;通过晶闸管SCR通电来对继电器156的螺线管156a进行励磁,切离继电器接点b的继电器驱动电路156A;及插入该继电器驱动电路156A内的包含发光二极管D组成的显示灯部件。
此外,切断状态重设电路154通过手动开关S和该手动开关S的接通操作,来使晶体管Tr工作,将继电器驱动电路156A降至地电位,切断该继电器驱动电路156A。
此外,电源输出线150上设有异常状态的输出电路157。该输出电路157在继电器156切断电源输出线150时,从检测端子158输出断开信号。
此外,过电压检测电路147如下构成,包括通过切换相互不同的三个电压值而设定的切换开关148;以及发生超过该切换开关148所设定的电压的过电压时,输出过电压检测信号至输出线切断电路153的信号输出电路149。
第一、第二、第三电源单元141、142、143及分支单元144安装在DINRail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,在第三电源单元143的右侧设有分支单元144,第三电源单元143的直流输出端连接器22A、22B连接到分支单元144的直流输入端连接器145A、145B。
因此,第一、第二、第三电源单元141、142、143的各个直流输出总线(Vo+)、(Vo-)按该顺序连接成一体,该直流输出总线(Vo+)、(Vo-)连接到分支单元144的电源输出线150。
而且,第一电源单元141的交流输入端子5A、5B连接到外部商用交流电源37,分支单元144的第一、第二、...第n直流输出端子146-1、146-2...146-n上分别连接有负载39-1、39-2,...39-n。
下面,说明如上述构成的电源装置的工作。
从第一电源单元141的交流输入端子5A、5B输入的交流分别供给第二、第三电源单元142、143的结果,可分别从第二、第三电源单元142,143的直流输出端子6A、6B独立输出直流。
此外,从第一电源单元141的交流输入端子5A、5B输入的交流通过各电源单元141、142、143的电源电路9-1转换成直流后,供给分支单元144的结果,由该分支单元144分支并供给连接到第一、第二、...第n直流输出端子146-1、146-2...146-n的负载39-1、39-2,...39-n。
在分支单元144中,通过过电压检测电路147的切换开关148的切换操作来设定电压值,因而,发生超过该设定的电压的过电压时,从信号输出电路149输出过电压检测信号,该过电压检测信号被送至晶闸管SCR的栅极端子,使该晶闸管SCR工作。
通过该晶闸管SCR的通电,继电器驱动电路156工作,继电器156的螺线管156a被励磁,继电器接点b被切离,电源输出线150被切断,停止供给直流至负载39-1、39-2、...39-n。同时,插入继电器驱动电路156的发光二极管D发光,点亮指示灯部件。
此外,电源输出线150被切断时,异常状态的输出电路157工作,从检测端子158输出断开信号。
此外,通过接通操作切断状态的重设电路154的手动开关S,来使晶体管Tr工作,将继电器驱动电路156降至地电位,切断该继电器驱动电路156来进行重设。
在过电压检测电路147中不超过切换设定的电压的状态下,向第一、第二、...第n分支电路149-1、149-2...149-n的各电源输出线150供给直流,而当流入该电源输出线150的电流超过许可值时,电流检测电路152中的该电流被检测,基于该电流的检测信号(电压)送至晶闸管SCR的栅极端子,使该晶闸管SCR工作。
继电器驱动电路156因该晶闸管SCR的通电而工作,继电器156的螺线管156a被励磁,继电器接点b被切离,电源输出线150被切断,停止对负载39-1、39-2、...39-n的直流供给。同时,插入继电器驱动电路156的发光二极管D发光,点亮指示灯部件。
此外,通过操作电流值设定部件151的电位器(可变电阻)VR,可改变许可电流值。
另外,上述本发明的电源装置实施例10的第一、第二、第三电源单元141、142、143及分支单元144按该顺序并联在DIN Rail上,不过本发明的电源装置亦可将分支单元144连接到第一电源单元141,此外,亦可将外部商用交流电源37连接到任何的电源单元。
根据上述本发明的电源装置的实施例10,分别连接器连接用于连接第一、第二、第三电源单元141、142、143的总线,即交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-),以构成模块电源,通过在该模块电源上连接器连接并附加分支单元144,可实现节省布线、抗噪声强、具有分支功能的电源装置。
于是,通过将多个保护功能进行单元化,可避免复杂的布线处理,能够以更便宜的价格提供安全的分支功能,有助于整个系统的小型化。
另外,不并联连接第一、第二、第三电源单元141、142、143,而连接第一电源单元141和分支单元144时,将第一电源单元141的直流输出端子6A、6B和分支单元144及直流输入端子144A、144B如图16的虚线所示那样实施布线。
(实施例11)图19及图20表示本发明的电源装置的实施例11。
将输入总线和输出总线分别设置在各电源装置上,各电源装置的输入、输出可通过连接器进行电气、机械连接,在各电源装置进行并联运转、或仅连接输入系统来使用时,虽有可省略各电源装置间的布线的模块电源,但作为现有技术,各输出系统均在共用的位置上设置总线,输入总线有“L”、“N”、“FG”三条,输出总线有(+)、(-)两条。
但是,在连接这样的现有构造的具有不同输出电压的电源装置时,在输出总线相同的输出部中,可能造成错误连接。
因此,必须实施框体的某种加工,使得除一个输出系统之外,其余无法以输出总线连接。因此,一个输出系统在并联运转时,各电源装置间虽不需要布线,但是其他的输出系统在并联运转时,存在各电源装置间必须布线的问题。
本发明的电源装置的实施例11是着眼于这种现有的问题,通过在具有不同输出电压的电源装置间插入仅输出总线可电性切断的分离器,来解决上述问题。
如图19所示,本发明的电源装置的实施例11具备第一电源单元161、第二电源单元162、以及作为附加功能单元的分离器163。
而本发明的电源装置的实施例11的第一电源单元161和第二电源单元162的构造在上述本发明的电源装置的实施例5的第一电源单元71和第二电源单元72内附加了FC端连接器163A-1、163A-2及总线166C-1、166C-2而构成,其他构造相同,因此标记相同标号并省略其说明。
如图20所示,分离器163内设有交流输入端连接器164A、164B和交流输出端连接器165A、165B、FC端连接器163A、163B、连接交流输入端连接器164A和交流输出端连接器165A的总线166A、连接交流输入端连接器164B和交流输出端连接器165B的总线166B、以及连接FG端连接器163A、163B间的总线166C。另外,图19中并未揭示FG端连接器163A、163B和总线166C。
第一电源单元161和分离器163及第二电源单元162安装在DIN Rail(图上未显示)上,并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元161和分离器163在第一电源单元161的交流输出端连接器21A、21B连接到分离器163的交流输入端连接器164A、164B上将FG端连接器163C-1连接到FG端连接器163A而相互连接,分离器163和第二电源单元162在分离器163的交流输出端连接器165A、165B连接到第二电源单元162的交流输入端连接器18A、18B上将FG端连接器163B连接到FG端连接器163C-2而相互连接。
在第一电源单元71的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在第二电源单元162的直流输出端子6A、6B上连接负载38。
因此,从第一电源单元161的交流输入端子5A、5B输入的交流电源通过分离器163的总线166A、166B供给第二电源单元162的交流输入总线(Vin+)、(Vin-)。此时,第一电源单元161的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)和第二电源单元162的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)被分离器163电气切断。
因此,根据上述本发明的电源装置的实施例11,可彼此不布线而连接具有不同输出电压的电源单元161、162,还可连接具有不同输出电压的电源单元161、162,且在相互具有不同输出电压的电源单元161、162分别并联运转时,亦可彼此不布线而连接。此外,输入系统仅一处布线即可驱动多台具有不同输出电压的电源单元。
(实施例12)图24表示本发明的电源装置的实施例12。
如图21所示,通常在串联连接电源装置时,以布线连接一个电源装置177的(+)输出端子177A和另一个电源装置178的(-)输出端子178B,并连接到负载179,此外,以布线连接一个电源装置177的(-)输出端子177B和另一个电源装置178的(+)输出端子178A。
此外,为了防止因电源装置的电路方式造成在内置的输出铝电解电容器上产生反向电压,如图22所示,有时也需要在两者的电源装置177、178的各个(+)(-)输出端子177A、177B间及(+)(-)输出端子178A、178B间插入二极管D。
而如图23所示,在本体内具有可以单触式连接交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-)的连接器179A、179B、180A、180B、181A、181B、183A、183B的电源单元184、185的情况下也是如此。
但是,在这样的电源装置的串联方法中,与单体的电源装置比较,有布线工时大幅增加的问题。
本发明的电源装置的实施例12着眼于此种先前的问题,通过在两者电源单元间插入串联单元,即使在本体内具有可以单触式连接交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-)的连接器的电源单元,仍可达到与单体的电源装置相同的布线工时。
如图24所示,本发明的电源装置的实施例12具备第一电源单元191、第二电源单元192和作为附加功能单元的串联单元193。
本发明的电源装置的实施例12的第一电源单元191和第二电源单元192的构造具有与上述本发明的电源装置的实施例6的第一电源单元81和第二电源单元82相同,因此标记相同标号并省略其说明。
在串联单元193中具有连接交流输入端连接器194A、194B和交流输出端连接器195A、195B、交流输入端连接器(+端连接器)194A和交流输出端连接器(+端连接器)195A的总线196A;连接交流输入端连接器(-端连接器)194B和交流输出端连接器(-端连接器)195B的总线196B;连接直流输入端连接器197A、197B和直流输出端连接器198A、198B、直流输入端连接器(+端连接器)197A和直流输出端连接器(-端连接器)198B的总线199。
而且,第一电源单元191和串联单元193及第二电源单元192安装在DIN Rail(图上未显示)上,并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元191与串联单元193将第一电源单元191的交流输出端连接器21A、21B连接到串联单元193的交流输入端连接器194A、194B,并将直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器197A、197B而相互连接。
此外,串联单元193与第二电源单元192将串联单元193的交流输出端连接器195A、195B连接到第二电源单元192的交流输入端连接器18A、18B,将直流输出端连接器198A,198B连接到直流输入端连接器19A、19B而相互连接。在第一电源单元191的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在第一电源单元191的(-)端直流输出端子6B和第二电源单元192的(-)端直流输出端子6A之间连接负载38。
因此,从第一电源单元191的交流输入端子5A、5B输入的交流从该第一电源单元191的交流输入总线(Vin+)、(Vin-)通过串联单元193的总线196A、196B供给第二电源单元192的交流输入总线(Vin+)、(Vin-)。
此外,第一电源单元191的直流输出总线(Vo+)和第二电源单元192的直流输出总线(Vo-)通过串联单元193的总线199来连接。
因此,可以用与使用单体的电源装置同样的布线进行连接,可达到与单体的电源装置相同的布线工时。
(实施例12)图25表示本发明的电源装置的实施例12。
如图25所示,本发明的电源装置的实施例12具备第一电源单元191、第二电源单元192、以及作为附加功能单元的串联单元193-1。
此外,如图25所示,作为串联单元193-1,除总线196A,196B之外,亦可采取设置连接直流输入端连接器(+端连接器)197A和直流输出端连接器(+端连接器)198A的总线200、及连接直流输入端连接器(-端连接器)197B和直流输出端连接器(-端连接器)198B的总线201,并分别在总线200上设置一个保护用二极管202,在总线201上设置另一个保护用二极管203,一个保护用二极管202的阳极端和另一个保护用二极管203的阴极端以总线204形成短路的构造。
通过使用具有保护用二极管202,203的串联单元193-1来取代上述的串联单元193,可防止因电源装置的电路方式造成内置的输出铝电解电容器内产生反向电压,因而串联的电源单元不论采用任何电路方式,均可节省布线实施串联。
根据上述本发明的电源装置的实施例12,可用与使用单体的电源装置同样的布线进行连接,可达到与单体的电源装置相同的布线工时。
(实施例13)图26表示本发明的电源装置的实施例13。
一种使用先前总线的多台电源装置的系统结构如下。即,在电源装置内部具有输入总线及输出总线时,通过输入总线,在连接多台电源装置时,通过从一台电源装置的输入端子连接到输入系统,可以驱动多台电源装置,通过输出总线,可从一台电源装置的端子将连接到输出总线的各台部分的容量供给负载。
但是,在基于这种现有的总线的电源装置的系统结构中,在维护时,即使仅要停止一台电源装置的工作,也必须将用总线所连接的多台电源装置同时停止。
此外,在通过总线并联运转的电源装置中,在电源装置的负载端所需的电力改变时,存在负载端所需的电力远低于并联运转的电源装置及电源装置效率恶化的问题。此外,从总线所连接的电源装置向多个负载供给电力时,如果是这样的结构,则不能进行每个输出的绝缘。
在本发明的电源装置的实施例13中,在总线自身或总线与电源单元的电源电路之间设置开关,以解决上述问题。
如图26所示,本发明的电源装置的实施例13具备第一电源单元211、第二电源单元212、及第三电源单元213。
而且,在第一、第二、第三电源单元211、212、213上配置有电源电路9-1、交流输入端子5A、5B、直流输出端子6A、6B、交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
电源电路9-1具有正端输入端子部9a、负端输入端子部9b及正端输出端子部9c、负端输出端子部9d,正端输入端子部9a、负端输入端子部9b连接到交流输入端子5A、5B,正端输出端子部9c、负端输出端子部9d连接到直流输出端子6A、6B,通过交流输入端子5A、5B将从外部输入的交流电源转换成稳定的24 VDC的输出电压,再通过直流输出端子6A、6B输出至外部。
此外,在第一、第二、第三电源单元211、212、213的一个侧面板上分别配置有交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B,而在另一个侧面板上分别配置有交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B。
交流输入端连接器18A、18B和交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),直流输入端连接器19A、19B和直流输出端连接器22A、22B连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
而且,电源电路9-1的正端输入端子9a和交流输入总线(Vin+)通过输入系统开关214来连接,电源电路9-1的负端输入端子9b和交流输入总线(Vin-)通过布线215来连接。
此外,电源电路9-1的正端输入端子9c和直流输出总线(Vo+),通过第一输出系统开关216来连接,电源电路9-1的负端输入端子9d和直流输出总线(Vo-)通过第二输出系统开关217来连接。
第一、第二、第三电源单元211、212、213安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元211和第二电源单元212及第二电源单元212和第三电源单元213的交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入端连接器18A、18B,其直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器19A、19B,并根据该顺序来连接。
因此,第一、第二、第三电源单元211、212、213的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)以该顺序来连接,并分别形成一体化。
此外,在第一电源单元211的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在第三电源单元213的直流输出端子6A、6B上连接负载38。
下面,说明如上述构造的电源装置的工作。
在第一、第二、第三电源单元211、212、213中,在输入系统开关214、第一、第二输出系统开关216,217为接通状态时,第一、第二、第三电源单元211、212、213的电源电路9-1被连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
因此,从第一电源单元211的交流输入端子5A、5B输入的交流分别供给第二、第三电源单元212、213的结果,可分别从第一、第二、第三电源单元211、212、213的直流输出端子6A、6B独立输出直流,可将直流供给负载38。
而在第一、第二、第三电源单元211、212、213中,通过进行输入系统开关214及第一、第二输出系统开关216,217的断开操作,可从交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)切断电源电路9-1。
因此,可通过输入系统开关214使交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)相互连接的第一、第二、第三电源单元211、212、213工作或不工作,而通过输出系统开关216、217能够随意使输出部绝缘。
其中,在图26那样的输出系统开关216、217情况下,使4台电源单元连接来工作时,由于各台的输出绝缘,因此无法使每两台电源单元并联运转。
此外,本发明的电源装置实施例13亦可适用于图27所示的构造。
电源电路9-1的正端输入端子9a和交流输入总线(Vin+)通过输入系统开关214来连接,电源电路9-1的负端输入端子9b和交流输入总线(Vin-)通过布线215来连接。
此外,电源电路9-1的正端输入端子9c和直流输出总线(Vo+)通过布线218A来连接,电源电路9-1的负端输入端子9d和直流输出总线(Vo-)通过布线218B来连接。
而且,直流输出总线(Vo+)和直流输出端连接器22A通过直流系统开关219来连接,直流输出总线(Vo-)和直流输出端连接器22B通过直流系统开关220来连接。
此外,在第一、第二、第三电源单元211、212、213的一个侧面板上分别配置交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B,而在另一个侧面板上分别配置交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B。交流输入端连接器18A、18B和交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),直流输入端连接器19A、19B和直流输出端连接器22A、22B连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
第一、第二、第三电源单元211、212、213安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,第一电源单元211和第二电源单元212及第二电源单元212和第三电源单元213的交流输出端连接器21A、21B连接到交流输入端连接器18A、18B,其直流输出端连接器22A、22B连接到直流输入端连接器19A、19B,并按该顺序来连接。
因此,第一、第二、第三电源单元211、212、213的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)以该顺序连接,分别形成一体化。
此外,在第一电源单元211的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在第三电源单元213的直流输出端子6A、6B上连接负载38。
下面,说明上述构造的电源装置的工作。
在第一、第二、第三电源单元211、212、213中,在输入系统开关214、第一、第二输出系统开关219,220为接通状态时,第一、第二、第三电源单元211、212、213的电源电路9-1被连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-),第一、第二、第三电源单元211、212、213的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)处于连接状态。
因此,自第一电源单元211的交流输入端子5A、5B输入的交流分别供给第二、第三电源单元212,213的结果,可分别从第一、第二、第三电源单元211、212、213的直流输出端子6A、6B独立输出直流,可将直流供给负载38。
而且,如果进行输入系统开关214、输出系统开关219、220的断开操作,则可从交流输入总线(Vin+)、(Vin-)切断将这些输入系统开关214及输出系统开关219、220设置于内部的电源单元。因此,可通过输入系统开关214随意地使交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)相互连接的第一、第二、第三电源单元211、212、213工作或不工作,并可通过输出系统开关219、220使其独立或不独立。
其中,在图27的输出系统开关219,220的情况下,由于直流输出总线(Vo+)、(Vo-)本身有开关,因此在使4台电源单元连接来操作时,虽可使每两台电源单元并联运转,但在使位于4台连接的中心的电源单元绝缘时,不能使各台的输出绝缘。
根据上述本发明的电源装置的实施例13,在使用交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)来使多台电源单元工作的情况下,在要检修(保养)某一个电源单元时,可通过断开操作输出系统开关216,217,可在不停止连接到同一交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)的其他电源单元操作的状态下实施检修。
此外,使用交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-),来使多台电源单元并联运转,也可以在供给负载上的电力小于并联运转的电源单元的额定电力的情况下,通过接通操作仅供给所需电力的电源单元输入系统开关214、输出系统开关217、218(219,220),断开操作其他电源单元输入系统开关214、输出系统开关217,218(219,220),可改善整体的效率。
在使用交流输入总线(Vin+)、(Vin-)及直流输出总线(Vo+)、(Vo-)来使多台电源单元并联运转时,由于断开操作输入系统开关214,因此可使对多个负载的各个输出绝缘。
(实施例14)图28至图32表示本发明的电源装置的实施例14。
图28是本发明的电源装置的实施例14的结构说明图,图29是该电源装置的电源单元的电源电路的结构说明图,图30是该电源装置的不间断电源单元的结构说明图,图31是该电源装置的其他不间断电源单元的结构说明图,图32是该电源装置的其他不间断电源单元的结构说明图。
在这些图中,301是第一电源单元,302是第二电源单元,303是第三电源单元,304是附加功能单元的不间断电源单元(UPS)。而且,第一电源单元301和第二电源单元302及第二电源单元302和第三电源单元303分别连接器连接内置的总线,以构成模块电源。
另外,模块电源并不限定于上述3台电源单元301、302、303,可连接器连接其内置的总线来构成多台电源单元。
第一电源单元301将所需的电源电路部件内置于正面面板形状构成纵长长方形的长方体形状的盒(图上未显示)内,例如是100~240 VAC输入,24 VDC输出、2.5A、60W输出的切换电源。
而且,在第一、第二、第三电源单元301、302、303内配置有电源电路9、交流输入端子5A、5B、直流输出端子6A、6B、交流输入总线(总线)(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(总线)(Vo+)、(Vo-)。
交流输入端子5A、5B设置在正面面板(图上未显示)上部,将100~240VAC的外部商用交流电导入电源电路9,并连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-)。此外,直流输出端子6A、6B设置于正面面板下部,输出24 VDC,有两个正端+,有两个负端-,一个正端与一个负端构成一对,形成两对的直流输出端子构造。
直流输出端子6A(正端+)连接到直流输出总线(Vo+),直流输出端子6B(负端-)连接到直流输出总线(Vo-)。
电源电路9通过交流输入端子5A、5B,将从外部输入的交流转换成稳定的24VDC的输出电压,并通过直流输出端子6A、6B输出至外部,作为一例,该电源电路9是切换电源电路,通过输入电压整流电路7及输入平滑电容器8A对外部商用交流电进行整流来获得直流电压,用开关元件13将该直流电压转换成高频脉冲,用高频变压器10将该高频脉冲进行变压,再用高频整流电路11及输出平滑电容器8B再度恢复成直流。此外,在输出电压变动时,由控制电路12改变开关元件13切换时的脉宽或切换频率,进行稳压控制。
电源电路9的输入端连接到交流输入总线(Vin+)、(Vin-),而电源电路9的输出端连接到直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。
第一、第二、第三电源单元301、302、303的一个侧面板上具有交流输入端连接器18A、18B及直流输入端连接器19A、19B,而另一个侧面板上具有交流输出端连接器21A、21B及直流输出端连接器22A、22B,交流输入端连接器18A、18B和交流输出端连接器21A、21B通过交流输入总线(Vin+)、(Vin-)相互连接,直流输入端连接器19A、19B和直流输出端连接器22A、22B通过直流输出总线(Vo+),(Vo-)相互连接。
如图30所示,不间断电源单元(UPS)304具备作为备用部件的备用电路305、电池连接端子306A、306B、直流输出端子307A、307B、以及作为电源单元端连接器部件的直流输入端连接器308A、308B。电池连接端子306A、306B上连接有电池309。
备用电路305具有直流总线310、充电部件的充电电路311及放电部件的放电电路312,直流总线310由连接直流输入端连接器308A和直流输出端子22A的电路313、设置于该电路313上的二极管D1、以及连接直流输入端连接器19B和直流输出端子307B的电路314构成。
充电电路311为升降压转换电路,并由变压器T、串联于该变压器T的初级线圈的开关元件Q1、并联于变压器T的次级线圈的电容器C1、串联于变压器T的次级线圈的二极管D2、及并联于变压器T的次级线圈的电容器C2构成。该升降压转换电路在开关元件Q1接通时,储存电能至变压器T内,而在开关元件Q1断开时,输出该电能的电路,并通过开关元件Q1的控制进行升降压转换。
充电电路311的输入端连接到直流输入端连接器308A、308B,充电电路311的输出端连接到电池连接端子306A、306B。
此外,放电电路312的输入端连接到电池连接端子306B,放电电路312的输出端连接到直流输出端子307B,放电电路3 12具有开关元件Q2及二极管D3。
检测电路315、316从充电电路311的输出端导出,检测电路315上设有用户设定电池309可充电上限的可变电流限制部件317,并在检测电路316上设有过电压保护部件318。
此外,检则电路319从充电电路311的输入端导出,该检测电路319上设有电压降低检测部件320,此外,检测电路312A,321B分别自放电电路312导出,检测电路321A上设有防止过度放电部件322A,检测电路36B上设有电流限制部件322B。
而第一、第二、第三电源单元301、302、303及不间断电源单元(UPS)304安装在DIN Rail上(图上未显示),并按该顺序并联连接。
即,在第一电源单元301的右侧,顺序配置第二、第三电源单元302、303、以及不间断电源单元(UPS)304,第一电源单元301的交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B分别连接到第二电源单元302的交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B。
此外,第二电源单元302的交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B分别连接到第三电源单元303的交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B。
第三电源单元303的直流输出端连接器22A、22B连接到不间断电源单元(UPS)304的直流输入端连接器19A、19B。
因此,第一、第二、第三电源单元301、302、303的各交流输入总线(Vin+)、(Vin-)以该顺序连接成一体,第一、第二、第三电源单元301、302、303的各直流输出总线(Vo+)、(Vo-)及不间断电源单元(UPS)304的直流总线310以该顺序连接成一体。
因而,在第一电源单元301的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在不间断电源单元(UPS)304的直流输出端子6A、6B上连接负载38。
下面,说明本发明的电源装置(实施例14)的工作。
从第一电源单元301的交流输入端子5A、5B输入的交流分别供给第二、第三电源单元302,303的结果,可从各电源单元301、302、303的直流输出端子6A、6B独立输出直流,如果负载连接于各电源单元301、302、303的直流输出端子6A、6B上时,可将直流输出到该负载。
此外,由电源电路9从交流转换所得的直流通过直流输出总线(Vo+)、(Vo-)进入不间断电源单元(UPS)304的直流输入端连接器308A、308B,供给备用电路305。
通常,在不间断电源单元(UPS)304中,供给到直流输入端连接器308A、308B的直流经过直流总线310,从直流输出端子307A,307B供给负载38,而供给到直流输入端连接器308A,308B的直流在充电电路311中被升降压,并通过电池连接端子306A、306B使电池309进行充电。
此时,可变电流限制部件317限制电池309可充电的上限,达到上限时,可变电流限制部件317控制开关元件Q1,避免流入上限电流值以上的充电电流。此外,充电电路311的输出电压过高时,过电压保护部件318工作,控制开关元件Q1,不能充电。
此外,在停电时及发生超过电源系统的额定负载的峰值负载时,充电电路311的输入电压降低。该电压的降低被电压降低检测部件320检测出,该电压降低检测部件320使充电电路311处于停止状态,此外,电压降低检测部件320接通操作放电电路312的开关元件Q2。因而,放电电路312闭合,电池309的直流供给负载38,以应对停电时和峰值负载。
此外,电池309的放电处于过度放电状态时,防止过度放电部件322A启动,该防止过度放电部件322A断开操作开关元件Q2。因而放电电路312被断开,防止过度放电。此外,电流限制部件322B限制电池309可放电的上限。
此外,不间断电源单元(UPS)的其他实施例如图31所示。该不间断电源单元(UPS)304A在上述不间断电源单元(UPS)304上设制作为直流电源补充部件的涌流单元的ICU电路323,其他构造与上述不间断电源单元(UPS)304相同,因此相同构造部分标记相同标号,并省略其说明。
ICU电路323由串联电阻R及二极管D4的充电电路324、串联该充电电路324的大容量电容器325、以及包含并联于充电电路324的二极管D5的放电电路326来构成,该ICU电路323并联插入到直流总线310上。
在不间断电源单元(UPS)304中,供给到直流输入端连接器308A、308B的直流经过直流总线310,从直流输出端子307A、307B供给负载38,而供给到直流输入端连接器307A,307B的直流在充电电路311中被升降压,并通过电池连接端子306A、306B使电池309充电,此时,在ICU电路323中,电能(直流)通过充电电路324被储存在大容量电容器325内。
电池309有时无法应对负载38的剧烈变动。此时,储存在大容量电容器325内的电能即通过放电电路326输出至直流输出端子307B,补充经电池309供给的电能(直流),以应对负载38的变动。
即,不间断电源单元(UPS)304中的备用电路305一方面将输入至其内置的直流总线310上的直流供给负载38上,实施升降压转换来使电池309充电,同时将电能储存在大容量电容器325内,在停电时及峰值负载时,从大容量电容器325放出电能,补充电池309的直流,供给负载38。
此外,不间断电源单元(UPS)的其他实施例如图32所示。该不间断电源单元(UPS)304B在上述图30所示的不间断电源单元(UPS)304中改变放电电路的结构,其他结构与上述不间断电源单元(UPS)304相同,因此相同构造部分标记相同标号,并省略其说明。
不间断电源单元(UPS)304B的放电电路327由具有电抗器L、电容器C3、C4、开关元件Q3及二极管D6的降压转换电路构成,该放电电路327将电池连接端子306B连接到直流输出端子307B。而降压转换电路是由电抗器L、二极管D6及电容器C3构成扼流圈输入型滤波器的平滑电路,是通过该平滑电路按输入电压的平均值取出输出电压的电路。
检测电路328、329从放电电路327导出,检测电路328上设有防止过度放电部件330A,而检测电路329上设有电流限制部件330B。
在停电时及发生过超电源系统的额定负载的峰值负载时,充电电路311的输入电压降低。该电压的降低被电压降低检测部件320检测出,该电压降低检测部件320使充电电路311处于停止状态,此外,电压降低检测部件320接通操作放电电路327的开关元件Q2。因而使放电电路327接通,电池309的直流供给到负载38,以在停电时和峰值负载时进行对应处理。
此外,电池309的放电处于过度放电状态时,防止过度放电部件330A启动,该防止过度放电部件330A断开操作开关元件Q3。因而放电电路327被断开,防止过度放电。此外,电流限制部件330B限制电池309可放电的上限。
根据上述本发明的电源装置的实施例14,将该电源单元端连接器部件的直流输出端连接器22A、22B及不间断电源单元端连接器部件的直流输入端连接器308A、308B与并联的第一、第二、第三电源单元301、302、303组成的模块电源和不间断电源单元304进行耦合,可以单触式连接不间断电源单元304的直流总线310和模块电源的直流输出总线(Vo+)、(Vo-),所以模块电源和不间断电源单元304之间不需要布线,可节省这部分的工时。
此外,在必要时(停电时),可从不间断电源单元(UPS)304、304A、304B将直流供给负载38,并且可在短时间内,从不间断电源单元(UPS)304、304A、304B供给超过电源系统的额定负载的峰值负载。
在上述本发明的电源装置的实施例14中,将第一、第二、第三电源单元301、302、303及不间断电源单元(UPS)304(304A、304B)按该顺序并联在DIN Rail上,但如图33所示,不间断电源单元(UPS)304(304A,304B)及第一、第二、第三电源单元301、302、303亦可按该顺序并联在DIN Rail上。此外,外部商用交流电源37亦可连接到任何电源单元的交流输入端子5A、5B。
(实施例15)图34至图37表示本发明的电源装置的实施例15。
图34是本发明的电源装置实施例15的结构说明图,图35是该电源装置的不间断电源单元的结构说明图,图36是该电源装置的其他不间断电源单元的结构说明图,图37是该电源装置的其他不间断电源单元的结构说明图。
本发明的电源装置的实施例15与上述本发明的电源装置实施例14不同之处在于,在停电时,可从任何直流端子驱动负载,因而不间断电源单元(UPS)的构造有所不同,而其他构造相同。因此,相同构造部分标记相同标号,并省略其说明。
不间断电源单元(UPS)304C具备作为备用部件的备用电路305A、电池连接端子306A、306B、直流输出端子307A、307B、信号输入端连接器331A、331B及作为电源单元端连接器部件的直流输入端连接器333A、333B。电池连接端子306A、306B上连接有电池309。
备用电路305A具有直流总线340、充电部件的充电电路311、放电部件的放电电路327及停电检测部件334,直流总线340由连接直流输入端连接器333A和直流输出端子307B的电路335及连接直流输入端连接器333B和直流输出端子307A的电路336构成。
充电电路311由与上述本发明的电源装置的实施例15的充电电路311相同的升降压转换电路构成。而充电电路311的输入端连接到直流端连接器333A、333B,充电电路311的输出端连接到电池连接端子306A、306B。
而检测电路315,316从充电电路311的输出端导出,检测电路315上设有用户设定电池309可充电上限的可变电流限制部件317,并在检测电路316上设有过电压保护部件320。
此外,停电检测部件334的输入端连接到信号输入端连接器26-1、26-2,停电检测部件334的输出端连接到充电电路311的开关元件Q1及放电电路327的开关元件Q3的各控制部(图上未显示)。
此外,放电电路327由具有电抗器L、电容器C3、C4、开关元件Q3及二极管D6的降压转换电路构成,该放电电路327将电池连接端子306B连接到直流输出端子307B上。而降压转换电路以电抗器L、二极管D6及电容器C3构成扼流圈输入型滤波器的平滑电路,该降压转换电路是通过该平滑电路以输入电压的平均值取得输出电压的电路。
检测电路328、329从放电电路327导出,检测电路328上设有防止过度放电部件330A,而检测电路329上设有电流限制部件330B。
而第一、第二、第三电源单元301、302、303及不间断电源单元(UPS)304C安装在DIN Rail上(图上未显示),第一、第二、第三电源单元301、302、303及不间断电源单元(UPS)304C按该顺序并联连接。
即,在第一电源单元301的右侧,依序配置第二、第三电源单元302、303及不间断电源单元(UPS)304C,第一电源单元301的交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B分别连接到第二电源单元302的交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B。
此外,第二电源单元302的交流输出端连接器21A、21B、直流输出端连接器22A、22B分别连接到第三电源单元303的交流输入端连接器18A、18B、直流输入端连接器19A、19B。
第三电源单元303的交流输出端连接器21A、21B连接到不间断电源单元(UPS)304C的信号输入端连接器331A、331B,第三电源单元303的直流输出端连接器22A、22B连接到不间断电源单元(UPS)304C的直流输入端连接器333A、333B。
因此,第一、第二、第三电源单元301、302、303的各交流输入总线(Vin+),(Vin-)以该顺序连接成一体,第一、第二、第三电源单元301、302、303的各直流输出总线(Vo+)、(Vo-)及不间断电源单元(UPS)304C的直流总线340以该顺序连接成一体。
因而,在第一电源单元301的交流输入端子5A、5B上连接外部商用交流电源37,在第二电源单元302的直流输出端子6A、6B上连接负载38。
下面,说明上述构造的本发明电源装置(实施例15)的工作。
从第一电源单元301的交流输入端子5A、5B输入的交流分别供给第二、第三电源单元302、303的结果,可从各电源单元301、302、303的直流输出端子6A、6B独立输出直流,可将直流输出至连接到第一电源单元301的直流输出端子6A、6B的负载38上。
此外,由电源电路9从交流转换所得的直流通过直流输出总线(Vo+)、(Vo-)进入不间断电源单元(UPS)304C的直流输入端连接器333A、333B,供给备用电路305。
通常,在不间断电源单元(UPS)304C中,供给到直流输入端连接器333A、333B的直流经过直流总线340供给直流输出端子307A、307B,而供给到直流输入端连接器333A、333B的直流在充电电路311中被升降压,并通过电池连接端子306A、306B使电池309充电。
此时,可变电流限制部件317限制电池309可充电的上限,在达到上限时,可变电流限制部件317控制开关元件Q1,避免流入上限电流值以上的充电电流。此外,充电电路311的输出电压过高时,过电压保护部件320启动,控制开关元件Q1,不进行充电。
此外,在停电时,该停电被停电检测部件334检测出,该停电检测部件334控制开关元件Q1,停止充电电路311的充电操作,同时接通操作放电电路327的开关元件Q3,接通该放电电路327。
因此,从电池309输出的直流在放电电路327中被降压,输出至不间断电源单元(UPS)304C的直流输出端子307A、307B,同时经过直流总线(Vo+)、(Vo-),第二、第三电源单元302、303的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)上同样流入直流。因此直流被供给负载38上,以应对停电。
此外,电流限制部件330B限制电池309可放电的上限,达到上限时,电流限制部件330B控制开关元件Q3,停止放电。此外,电池309的放电处于过度放电状态时,防止过度放电部件330A启动,该防止过度放电部件330A控制开关元件Q3。因而放电电路327被断开,防止过度放电。
不间断电源单元(UPS)的其他实施例如图36所示。该不间断电源单元(UPS)304D是在上述不间断电源单元(UPS)304C中改变放电电路的构造,其他构造与上述不间断电源单元(UPS)304C相同,因此相同构造部分标记相同标号,并省略其说明。
不间断电源单元(UPS)304D的放电电路327A是连接电容器C5、开关元件Q4及二极管D3的电路,检测电路328A、329A从放电电路327A导出,检测电路328A上设有防止过度放电部件330C,检测电路329A上设有电流限制部件330D。
该不间断电源单元(UPS)304D与上述不间断电源单元(UPS)304C同样,将供应到直流输入端连接器333A、333B的直流经过直流总线340供给直流输出端子307A、307B,此外,供给直流输入端连接器333A、333B的直流在充电电路311上被升降压,并通过电池连接端子306A、306B对电池309充电。
此时,可变电流限制部件317限制电池309可充电的上限,达到上限时,可变电流限制部件317控制开关元件Q1,避免流入上限电流值以上的充电电流。此外,充电电路311的输出电压过高时,过电压保护部件320启动,断开开关元件Q1,不进行充电。
此外,在停电时,该停电被停电检测部件334检测出,该停电检测部件334控制开关元件Q1,停止充电电路311的充电操作,同时,接通操作放电电路327A的开关元件Q4,接通该放电电路327A。
因此,从电池309输出的直流在放电电路327A中被降压,输出至不间断电源单元(UPS)304D的直流输出端子307A、307B,同时经过直流总线340输出至第一电源单元301的直流输出总线(Vo+)、(Vo-),在第二、第三电流单元302、303的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)上同样流入直流。因此,向负载38供给直流,进行对应于停电时的处理。
此外,电流限制部件330D限制电池309可放电的上限,达到上限时,电流限制部件330D控制开关元件Q4,停止放电。而在电池309的放电处于过度放电状态时,防止过度放电部件330C启动,该防止过度放电部件330C控制开关元件Q4。因而放电电路327A被断开,防止过度放电。
不间断电源单元(UPS)的其他实施例如图37所示。该不间断电源单元(UPS)304E在上述不间断电源单元(UPS)304D中,在直流总线340上并联连接上述ICU电路323,其他构造与上述不间断电源单元(UPS)304D相同,因此相同构造部分标记相同标号,并省略其说明。
ICU电路323由串联电阻R及二极管D4的充电电路324、串联该充电电路324的大容量电容器325、及包含并联于充电电路324的二极管D5的放电电路326构成,该ICU电路323并联插入在直流总线340上。
在不间断电源单元(UPS)304E中,供给到直流输入端连接器308A、308B的直流经过直流总线340从直流输出端子307A、307B输出,而供给到直流输入端连接器308A、308B的直流在充电电路311中被升降压,并通过电池连接端306A、306B使电池309充电,此时,在ICU电路323中,电能(直流)通过充电电路324被储存在大容量电容器325中。
此外,在停电时,该停电被停电检测部件334检测出,该停电检测部件334控制开关元件Q1,停止充电电路311的充电操作,同时接通操作放电电路327A的开关元件Q4,接通该放电电路327A。
因此,从电池309输出的直流在放电电路327A中被降压,输出至不间断电源单元(UPS)304D的直流输出端子307A、307B,同时经过直流总线340,输出至第一电源单元301的直流输出总线(Vo+)、(Vo-),在第二、第三电流单元302、303的直流输出总线(Vo+),(Vo-)上同样流入直流。因此,将直流供给负载38,以在停电停电时进行对应的处理。
电池309有时不能应对负载38的剧烈变动。此时,储存在大容量电容器325内的电能通过放电电路326输出至直流输出端子307B,补充经电池309供给的电能(直流),以应对负载38的变动。
另外,在上述本发明的电源装置的实施例15的情况下,模块电源通过连接器并联多台电源单元来构成,不限定于第一、第二、第三电源单元301、302、303,此外,不间断电源单元(UPS)304C、304D、304E可连接器连接在模块电源之前或之后。
此外,上述本发明的电源装置的实施例15的外部商用交流电源37及负载38亦可设置在任何的电源单元中。
根据上述本发明的电源装置的实施例15,与本发明的电源装置的实施例14同样,在第一、第二、第三电源单元301、302、303组成的模块电源和不间断电源单元(UPS)304C、304D、304E之间不需要布线,不仅可节省这部分的工时,还可在停电时,从不间断电源单元(UPS)304C、304D、304E经由模块电源向负载38供给电力,从任何的直流输出端子6A、6B均可驱动负载38。
(实施例16)图38及图39表示本发明的电源装置的实施例16。
一般电源装置例如由连接多台可对DIN Rail安装的电源单元来构成模块电源,按照连接到该DIN Rail的电源单元台数,通过并联运转这些多台的电源单元,因而可获得任何的电源容量的电源装置。
但是,近年来,在欧美等国提出的Device Net规格中,要求电源装置的其输出的静态负载变动、温度变动、过电流保护时的输出电流精度达到高水准。
因而,在各电源单元中,分别设置以升压电路及串联稳压器电路构成的输出特性改善电路,从而可使电源装置输出的静态负载变动、温度变动、过电流保护时的输出电流精度符合Device Net规格。
因此,以下说明以此种电源单元所构成的电源装置内部的概略构造。图40是表示一般电源装置内部的概略构造的说明图。
图40所示的电源装置以连接在DIN Rail上的第一、第二、第三电源单元184、185、186来构成。
第一、第二、第三电源单元184、185、186具有与外部商用交流电源37连接,输出交流的交流输入端子5A、5B;通过交流输入端子5A、5B,将输入的交流转换成稳定的直流电压的电源电路9;输出由该电源电路9转换的直流电压(输出电压)的直流输出端子6A、6B;通过交流输入端子5A、5B,将输入的交流传送至其他电源单元185、186的交流输入总线(Vin+)、(Vin-);及通过电源电路9,将输出的直流传送至其他电源单元185、186的直流输出总线(Vo+)、(Vo-)。通过直流输出端子6A、6B与负载38连接,将输出电压供给该负载38。
此外,第一、第二、第三电源单元184、185、186具有通过交流输入总线,输入交流的交流输入端连接器181A;通过交流输入总线,输出交流的交流输出端连接器179A;通过直流输出总线,输入直流的直流输入端连接器182B;及通过直流输出总线,输出直流的直流输出端连接器180B。
第一、第二、第三电源单元184、185、186通过这些交流输入端连接器181A及交流输出端连接器179A来电气、机械性地连接交流输入总线,同时通过直流输入端连接器182B及直流输出端连接器180B来电气、机械性地连接直流输出总线。
图41是表示电源电路9内部的概略构造的方块图。
图41所示的电源电路9是通过交流输入总线输入交流,将该交流转换成稳定化直流电压的独立励磁型电源电路,并具有通过交流输入总线,将电流予以整流、平滑化,以形成直流电压的输入电压整流电路7及输入平滑电容器8A;切换该直流电压,转换成高频脉冲的切换元件13;控制该切换元件13的切换,改变高频脉冲的脉宽,进行输出电压的稳压控制的控制电路12;将切换元件13转换的高频脉冲进行变压的高压变压器10;将该高压变压器10所变压的高频脉冲进行整流、平滑化,形成直流电压的整流电路11及平滑电路8B;使该平滑电路8B所得的直流电压稳定的输出稳压电路15;及防止经该输出稳压电路15稳定的直流电压形成过电压的过电压保护电路16。
输出稳压电路15具有使平滑电路8B所形成的直流电压稳定,调整该直流电压的输出电压值的电压调整电位器15A。
此外,第一、第二、第三电源单元184、185、186具有电源电路9的输出段,即改善由电源电路9直流转换的直流电压的输出特性,如静态负载变动、温度变动及过电流保护时的输出电流精度的输出特性改善电路190,经过该输出特性改善电路190,将直流电压供给直流输出总线。
而且,第一电源单元184在第二电源单元185及第三电源单元186并联运转时,调整设定于各电源单元184、185、186内的电压调整电位器15A,以便在各电源单元184、185、186内,使输出电压设定为最低的电源单元184、185、186的输出电压一致,如果某个电源单元184、185、186的输出电压过高时,则调整电压调整电位器15A使该电源单元184、185、186的输出电压与设定为最低的电源单元184、185、186的输出电压一致。
根据这样的电源装置,通过设置于各电源单元184、185、186内部的输出特性改善电路190来改善直流电压的输出特性,所以通过改善所有这些模块电源、即作为电源装置输出的直流电压的输出特性,可实现该电源装置的输出电压的高度稳定。
但是,根据该一般电源装置,并联构成多个电源单元184、185、186,需要在各电源单元内部设置输出特性改善电路190,以便使整个电源装置输出电压的高度稳定,以致各电源单元的部件数量增加,而且,因追加降低噪声的电路而使耗电增加,为了散热,不仅需扩大尺寸,而且成为成本提高的重要原因。
因此,在实施例16中,降低电源单元成本及其尺寸的小型化,同时可实现整个电源装置输出电压的高度稳定。图38及图39表示本发明的电源装置的实施例16。
图38所示的电源装置包括3台并联安装在DIN Rail上的第一、第二、第三电源单元351、352、353;以及与具备连接模块电源输出端的电源单元,即第三电源单元353的使整个电源装置输出电压稳定的输出特性改善电路354的输出特性改善单元350。
第一、第二、第三电源单元351、352、353具有输入商用交流电源37的交流的交流输入端子5A、5B;通过交流输入端子5A、5B,将输入的交流转换成稳定的直流电压的电源电路9;输出由该电源电路9转换的直流电压(输出电压)的直流输出端子6A、6B;通过交流输入端子5A、5B,将输入的交流传送至其他电源单元351、352、353的交流输入总线(Vin+)、(Vin-);通过电源电路9,将输出的直流传送至其他电源单元351、352、353的直流输出总线(Vo+)、(Vo-);及监视连接的电源单元351、352、353电源电路9的输出电流,用于将该输出电流进行均匀化的电流均衡信号总线(电流均衡总线CB)。
此外,第一、第二、第三电源单元351、352、353具有通过交流输入总线来输入交流的交流输入端连接器18A、18B;通过交流输入总线,输出交流的交流输出端连接器21A、21B;通过直流输出总线来输入直流的直流输入端连接器19A、19B;通过电流均衡信号总线输入输出电流的电流均衡信号输入端连接器20;通过直流输入总线输出直流的直流输出端连接器22A、22B;以及通过电流均衡信号总线,将输出电流输出的电流均衡信号输出端连接器23。
第一、第二、第三电源单元351、352、353通过这些交流输入端连接器18A、18B及交流输出端连接器21A、21B来电气、机械性连接交流输入总线,同时通过直流输入端连接器19A、19B及直流输出端连接器22A、22B来电气、机械性连接直流输出总线,并且通过电流均衡信号输入端连接器20及电流均衡信号输出端连接器23来电气、机械性连接电流均衡信号总线。
图39是表示第一、第二、第三电源单元351、352、353及输出特性改善单元350内部的概略构造的方块图。
图39所示的第一、第二、第三电源单元351、352、353内部的电源电路9是通过交流输入总线输入交流,将该交流转换成稳定的直流电压的另一励磁型电源电路,并具有通过交流输入总线,将电流进行整流、平滑化,以形成直流电压的输入电压整流电路7及输入平滑电容器8A;切换该直流电压,转换成高频脉冲的切换元件13;控制该切换元件13的切换,改变高频脉冲的脉宽,进行输出电压的稳压控制的控制电路12;将切换元件13所转换的高频脉冲予以变压成高压的变压器10;将该高压变压器10所变压的高频脉冲进行整流、平滑化,形成直流电压的整流电路11及平滑电路8B;及控制各电源单元的并联运转的并联运转控制电路17。
并联运转控制电路17是通过电流均衡信号总线来监视各电源单元的输出电流和本身电流单元的输出电流,同时监视各电源单元351、352、353的并联运转的电路。
如图38所示,输出特性改善单元350具有改善电源装置输出段的直流电压的输出特性,如静态负载变动、温度变动及过电流保护时的输出电流精度的输出特性改善电路354;输出经该输出特性改善电路354改善的直流的直流输出端子355A、355B;及通过第三电源单元353的直流输出总线,输入直流的直流输入端连接器356A、356B。再有,通过输出特性改善单元350的直流输出端子355A,355B连接到负载38。
如图39所示,输出特性改善电路354具有从电源装置输出端的第三电源单元353供给电源装置的输出电压,将该输出电压进行升压的升压电路357;以及使经过该升压电路357升压的输出电压稳定,将该稳定的输出电压作为电源装置的输出电压输出的串联稳压器电路358。
下面,说明实施例16所示的电源装置的工作。
第一电源单元351通过交流输入端子5A、5B,从外部商用交流电源37输入交流时,通过交流输入总线将交流供给各电源单元351、352、353内的电源电路9。
电源电路9通过交流输入总线输入交流时,通过输入电压整流电路7及输入平滑电容器8A将交流进行整流及平滑化来获得直流电压。再者,切换元件13通过切换该直流电压而转换成高频脉冲,并将转换后的高频脉冲供给高压变压器10。高压变压器10将该高频脉冲进行变压,通过次级整流电路11及平滑电路8B,将该高频脉冲进行整流及平滑化,转换成直流电压,将该直流电压输出至直流输出总线。
再者,输出特性改善单元350的输出特性改善电路354通过该直流输出总线供给来自所有电源单元351、352、353的直流电压。输出特性改善电路354的升压电路357将所有单元351、352、353的直流电压进行升压,将升压后的直流电压供给串联稳压器电路358。
串联稳压器电路358通过使该升压后的直流电压高度稳定,来改善直流电压的输出特性,并将改善了其输出特性的直流电压作为电源装置的输出电压,通过直流输出端子355A、355B供给负载38。
根据实施例16的电源装置,在电源装置的输出端的第三电源单元351中,连接具备使所有电源装置的输出电压稳定的输出特性改善电路354的输出特性改善单元350,即,不在各个电源单元351、352、353上设置输出特性改善电路,而用1个输出特性改善电路可使所有电源装置的输出电压稳定,并且因不在各个电源单元351、352、353上设置输出特性改善电路,因此可降低电源单元351、352、353的成本及实现其尺寸小型化。
(实施例17)
图42至图45表示本发明的电源装置的实施例17。
根据图40及图41说明的电源装置,在并联运转时,因某种原因造成某个电源单元184、185、186的输出电压过高时,通过调整电压调整电位器15A,使各电源单元184、185、186的输出电压与设定为最低的电源单元184、185、186的输出电压一致,可使各电源单元184、185、186的输出电流大致相同。
但是,根据电源装置,在并联运转时,因某种原因造成某个电源单元184、185、186的输出电压过高时,通过调整电压调整电位器15A,使该电源单元184、185、186的输出电压和设定为最低的电源单元184、185、186的输出电压一致,但由于不知设定为最低的输出电压值的电源单元184、185、186,因此必须调整连接的所有电源单元184、185、186的电压调整电位器15A,需花费该调整工时。
因此,在实施例17中,可良好地进行并联运转时的电源单元间的输出电压调整作业。
图42是表示实施例17所示的电源装置内部概略构造的说明图。而且,与实施例16所示的电源装置重复的构造标记相同标号,并省略该构造及操作的说明。
图42所示的电源装置例如由并联安装于DIN Rail上的两台电源单元(第一、第二电源单元361、362)来构成。通过在直流输出端子6A、6B上连接负载38,将电源装置的输出电压供给负载38。
图43是表示第一及第二电源单元361、362的电源电路9A内部概略构造的方块图。
图43所示的电源电路9A除输入电压整流电路7、输入平滑电容器8A、切换元件13、控制电路12、高压变压器10、次级整流电路11及平滑电路8B之外,还具有使上述次级整流电路11及平滑电路8B所形成的直流电压稳定的输出稳压电路363;防止经该输出稳压电路363稳定的直流电压形成过电压的过电压保护电路364;及控制各电源单元361、362的并联运转的并联运转控制电路365。
并联运转控制电路365是通过电流均衡信号总线,来监视各电源单元361、362的输出电流和本身电源单元361、362的输出电流,并监视控制各电源单元361、362的并联运转的电路。
输出稳压电路363为具有将平滑电路8B形成的直流电压进行稳定,调整该直流电压的输出电压值的电压调整电位器(调整部件)363A;接通/断开控制该电压调整电位器363A的调整操作的切换部件363B;及开关363C;是根据并联运转控制电路365的监视结果,将各电源单元361、362的输出电流均匀化的电路。
切换部件363B相当于按照切换操作,接通/断开控制电压调整电位器363A的调整操作的开关等,例如,按照切换部件363B的切换操作,控制断开电压调整电位器363A的调整操作时,电压调整电位器363A的调整操作固定,如果控制接通电压调整电位器363A的调整操作,则可执行电压调整电位器363A的调整操作。
如图45所示,该开关363C的构造如下在各电源单元361、362连接时,通过配置在其中一个电源单元361的连接面上的突出部371,开关363C进行切换操作,该开关363C进行切换操作时,将切换部件363B予以切换,控制断开电压调整电位器363A的调整操作。
过电压保护电路364是预先设定输出稳压电路363的输出电压相关的过电压值,在目前的输出电压值超过过电压值时,控制停止目前的输出电压的电路。
控制电路12在切换部件363B控制断开电压调整电位器363A的调整操作中,在电源装置内的电源单元361、362中,由该切换部件363B控制接通电压调整电位器363A的调整操作中的电源单元361、362相关的输出电压值为基准来形成基准调整值,根据该基准调整值来调整电源电路9A的输出电压。
图44是表示电源电路9A内部的电路结构的说明图。
图44所示的输出稳压电路363主要部分的电压调整电位器363A及切换部件363B的构造如下对电压调整电位器363A的电阻R2并联连接切换部件363B的开关SW1及电阻R3的串联电路。接通开关SW1(切换部件363B)时,由于电阻R2及电阻R3的合成电阻值降低,因而其输出电压上升。
图44所示的并联运转控制电路365用比较器365B比较通过电流均衡信号总线检测出的输出电流和以阴极反转电路365A进行极性反转的电源电路50的输出电流,根据该比较结果进行监视控制,以便使各电源单元361、362的输出电流均匀。
下面说明实施例17的电源装置的工作。
例如,在以第一电源单元361为主要电源单元,以第二电源单元362为次要电源单元时,第一电源单元361的切换部件363B控制接通电压调整电位器363A的调整操作,而电源单元362的切换部件363B则控制断开电压调整电位器363A的调整操作。即,仅第一电源单元361的电压调整电位器363A处于可调整状态。
在第一电源单元361的切换部件363B控制接通电压调整电位器363A的调整操作时,通过接通该切换部件363B的开关SW1,使电阻R2及电阻R3的合成电阻值降低,因而其输出电压上升。
在第二电源单元362的切换部件51B控制断开电压调整电位器363A的调整操作时,该切换部件363B的开关SW1断开,输出电压设定值最低,进行并联运转控制,以便与主要的第一电源单元361的输出电压一致。
即,仅调整第一电源单元361的电压调整电位器363A,即可调整所有电源装置的输出电压。
而且,如图44所示,假设第一电源单元361的切换部件363B(开关SW1)断开时的输出电压为Vo1,电源单元362的切换部件363B(开关SW2)接通时的输出电压为Vo2,过电压保护电路364的过电压值为Vo3时,设定为Vo1<Vo3<Vo2。通过这样设定,在因某种原因使主要的第一电源单元361发生故障时,即使其他电源单元362返回到原先设定的比较高的电压,也可通过第二电源单元362的过电压保护操作来安全地停止电源。
根据实施例17,在控制断开电压调整电位器363A的调整操作中,在电源装置内的电源单元内,将以该切换部件363B控制接通电压调整电位器363A的调整操作中的电源单元361相关的输出电压值作为基准来形成基准调整值,根据该基准调整值调整电源电路9A的输出电压,即根据基准调整值调整各个电源单元361、362的电源电路9A的输出电压,所以仅执行控制接通中的电源单元361的电压调整电位器363A的调整操作,即可完成并联运转时电源单元361、362间的输出电压调整作业,可以用单一的输出电压调整作业来进行多个电源单元361、362的输出电压调整作业。
此外,根据实施例17,将基准调整值作为设定于电源单元的输出电压值内的最低输出电压值,根据该最低输出电压值,调整电源电路9A的输出电压值,即根据所有电源单元361、362的输出电压值内最低的输出电压值,在各个电源单元361、362端调整来自电源电路9A的输出电压,所以良好地进行例如并联运转时的电源单元间的输出电压调整作业。
根据实施例17,根据各电源单元361、362的并联运转控制电路365的监视结果来检测基准调整值,所以根据该基准调整值,可由控制断开电压调整电位器363A的调整操作的电源单元361、362本身调整其输出电压值。
根据实施例17,在电源单元361的输出电压值超过过电压值时,控制停止电源单元361的输出电压,所以当电源单元361上有过电压时,通过使过电压保护起作用,可以保护作为电源装置的负载的机器。
此外,根据实施例17,在各电源单元361、362之间连接时,开关363C进行切换操作,所以自动控制断开各个电源单元361、362内的电压调整电位器363A的调整操作,并且按照切换部件363B的切换操作,控制接通电压调整电位器363A的调整操作,所以与各个电源单元361、362相关的切换部件363B的切换作业良好。
另外,在上述实施例17中,在电源装置内的电源单元361、362内,以切换部件363B控制断开电压调整电位器363A的调整操作中,以电源装置内的电源单元361相关的输出电压值做为基准来形成基准调整值,根据该基准调整值调整电源电路9A的输出电压,但亦可将基准调整值作为所有电源装置的电源单元361、362的输出电压值的平均值,根据该平均值调整电源电路9A的输出电压。
即,根据全部电源单元361、362的输出电压的平均值,在各个电源单元端调整来自电源电路9A的输出电压,所以良好地进行例如并联运转时的电源单元间的输出电压调整作业。
此外,亦可将基准调整值作为设定于各电源单元361、362的输出电压值内的最高输出电压值,根据该最高的输出电压值来调整电源电路的输出电压值。即,由于根据全部电源单元361、362的输出电压值内最高的输出电压值,在各个电源单元361、362端调整来自电源电路9A的输出电压值,所以良好地进行例如并联运转时的电源单元361、362间的输出电压调整作业。
此外,在上述实施例17中,说明以连接两台电源单元361、362而构成的电源装置,但在连接3台以上的电源单元361、362时,当然可使其输出电压值调整作业更良好。
产业上的利用可能性如上所述,本发明的电源装置可用作转换电源装置,它包括至少连接一台以上电源单元所构成的模块电源,通过改变该电源单元的连接数量来获得所需电源容量,在该模块电源上,可以追加规定的功能、附加具有规定功能的附加功能单元。
权利要求
1.一种电源装置,包括模块电源,该模块电源的构造为具有总线,并连接至少一个以上的电源单元;其特征在于在所述模块电源中,通过连接器连接部件连接赋予规定附加功能给该模块电源的附加功能单元。
2.如权利要求1所述的电源装置,其特征在于,所述总线至少为下述总线之一将从外部输入的交流供给所述电源单元的电源电路上的交流输入总线;输出由所述电源电路转换的直流的直流输出总线;用于对多个电源单元的输出电流均匀化的控制部件的第一信号总线;及用于检测各电源单元的状态的第二信号总线。
3.如权利要求1或2所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元具有与外部的接口。
4.如权利要求2或3所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元具有输入外部交流并进行规定转换的功能;利用所述交流输入总线,将进行了规定转换的交流供给所述电源单元。
5.如权利要求4所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元为具有防止外部商用交流电源的涌流的防涌流功能的防涌流单元。
6.如权利要求2或3所述的电源装置,其特征在于所述附加功能单元具有在输入的直流上进行规定转换的功能;并利用所述电源单元的所述直流输出总线输入所述直流,供给经过所述规定转换的直流至负载上。
7.如权利要求1、2或3所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元在检测多个直流输出内至少某一个直流输出异常时,具有信号输出或显示输出该结果的部件的输出异常检测单元。
8.如权利要求1、2或3所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元具有将所述模块电源的直流输出分支成多个,并连接负载的端子;检测流入该端子的输出电流,同时在该检测电流到达设定值时,切断所述模块电源的供给线的功能;检测出所述模块电源的过电压时,切断所述模块电源的所述供给线的功能;通知电流及电压异常状态的功能;及可解除所述供给线的切断的重设功能的分支单元。
9.如权利要求2或3所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元具有在输入的交流上进行规定转换的功能;利用一个电源单元的所述交流输入总线输入交流,同时将该交流进行规定转换,将经过该规定转换的交流输入至另一个电源单元的所述交流输入总线。
10.如权利要求9所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元具有仅在所述一个电源单元的所述交流输入总线和所述另一个电源单元的所述交流输入总线间进行连接功能的分离器。
11.如权利要求2或3所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元具有将输入的直流进行规定转换的功能,利用一个电源单元的所述直流输出总线输入直流,同时将该直流进行规定的转换,再将该经过规定转换的直流输入至另一个电流单元的所述直流输出总线。
12.如权利要求11所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元为具有连接所述一个电源单元的所述直流输出总线的负端线和所述另一个电源单元的所述直流输出总线的正端线的串联功能的串联单元。
13.如权利要求1、2或3所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元为具有与所述连接器连接部件连接的直流总线;及通过该直流总线,将所述模块电源的电源单元备用的备用部件的不间断电源单元。
14.如权利要求13所述的电源装置,其特征在于,所述备用部件具有直流供给部件,将输入到所述直流总线的直流供给负载;充电部件,将所述直流进行升降压转换,对电池充电;及放电部件,在停电时及峰值负载时,将来自所述电池的直流供给所述负载。
15.如权利要求13所述的电源装置,其特征在于,所述备用部件具有直流供给部件,将输入到所述直流总线的直流供给负载上;充电部件,将所述直流进行升降压转换,对电池充电;直流电源补充部件,将所述直流作为电能储存至电容器内;及放电部件,在停电时,从所述电容器释放所述电能,补充来自所述电池的直流,并供给所述负载。
16.如权利要求13所述的电源装置,其特征在于,所述备用部件具有直流供给部件,将输入到所述直流总线的所述直流供给负载;充电部件,将所述直流进行升降压转换,对电池充电;及放电部件,在停电时及峰值负载时,对所述电池的直流进行升降压转换,通过所述电源单元的直流输出总线,将该降压转换的直流供给所述负载。
17.如权利要求1、2或3所述的电源装置,其特征在于,所述附加功能单元为具备使模块电源的输出电压稳定的输出特性改善电路的输出特性改善单元。
18.如权利要求17所述的电源装置,其特征在于,所述输出特性改善电路具有升压电路,从所述模块电源的输出端的电源单元供给所述模块电源的输出电压,将该输出电压进行升压;及串联稳压器电路,使经该升压电路升压的输出电压稳定,输出该稳定的输出电压作为模块电源的输出电压。
19.如权利要求18所述的电源装置,其特征在于,所述升压电路通过所述模块电源输出端的电源单元的直流输出总线,来供给所述模块电源的输出电压。
20.一种电源装置,包括模块电源,该模块电源的构造为具有总线,并连接至少一个以上的电源单元,其特征在于,所述电源单元具有电源电路;调整部件,调整来自电源电路的输出电压;切换部件,对该调整部件的调整操作进行接通/控制断开;及控制部件,在用该切换部件对调整部件的调整操作进行控制断开中,在所述模块电源内的电源单元内,以该切换部件将调整部件的调整操作在控制接通中的电源单元的相关输出电压值为基准的基准调整值,根据该基准调整值调整来自电源电路的输出电压。
21.如权利要求20所述的电源装置,其特征在于,所述基准调整值为设定在所述模块电源内的各电源单元的输出电压值的平均值。
22.如权利要求20所述的电源装置,其特征在于,所述基准调整值为设定于所述模块电源内的各电源单元上的输出电压值中最低的输出电压值。
23.如权利要求20所述的电源装置,其特征在于,所述基准调整值为设定于所述模块电源内的各电源单元的输出电压值中最高的输出电压值。
24.如权利要求20,21,22或23所述的电源装置,其特征在于,各电源单元具有输出电流均衡监视部件,监视其他电源单元的输出电流;及基准调整值检测部件,根据来自该输出电流均衡监视部件的监视结果,检测所述基准调整值。
25.如权利要求20,21,22或23所述的电源装置,其特征在于,各电源单元具有过电压保护部件,该部件设定与来自电源电路的输出电压有关的过电压值,当目前的输出电压值超过过电压值时,控制停止目前的输出电压。
26.如权利要求24所述的电源装置,其特征在于,各电源单元具有过电压保护部件,该部件设定与来自电源电路的输出电压相关的过电压值,当目前的输出电压值超过过电压值时,控制停止目前的输出电压。
27.如权利要求20,21,22,23或26所述的电源装置,其特征在于,各电源单元具有在各电源单元之间正常连接时,由该连接的电源单元内的切换部件控制断开调整部件的调整操作的开关;按照所述切换部件的切换操作,由所述切换部件控制接通调整部件的调整操作。
28.如权利要求24所述的电源装置,其特征在于,各电源单元具有在各电源单元之间正常连接时,由该连接的电源单元内的切换部件控制断开调整部件的调整操作的开关;按照所述切换部件的切换操作,由所述切换部件控制接通调整部件的调整操作。
29.如权利要求27所述的电源装置,其特征在于,各电源单元具有在各电源单元之间正常连接时,由该连接的电源单元内的切换部件控制断开调整部件的调整操作的开关;按照所述切换部件的切换操作,由所述切换部件控制接通调整部件的调整操作。
全文摘要
本发明以连接器连接用于连接第一、第二、第三电源单元(1、2、3)的交流输入总线(Vin+)、(Vin-)、直流输出总线(Vo+)、(Vo-)及电流均衡信号总线(CB)来构成模块电源,在该模块电源中,通过利用上述总线并以连接器连接对上述模块电源赋予规定附加功能的附加功能单元(4),来实现节省布线、抗噪声强、具有附加功能的电源装置。
文档编号H02J1/10GK1393051SQ01802993
公开日2003年1月22日 申请日期2001年10月2日 优先权日2000年10月2日
发明者村林阳康, 堀江孝志, 五十棲正志, 坪田康弘, 大场恒俊, 小堀秀树, 大伴高敏, 丸茂克也, 山本哲也 申请人:欧姆龙株式会社
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