(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140338
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】電源装置
(51)【国際特許分類】
H02M 3/00 20060101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
H02M3/00 W
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051432
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000002037
【氏名又は名称】新電元工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110858
【弁理士】
【氏名又は名称】柳瀬 睦肇
(74)【代理人】
【識別番号】100172627
【弁理士】
【氏名又は名称】宮澤 亘
(72)【発明者】
【氏名】南 祐輔
(72)【発明者】
【氏名】池田 昌隆
【テーマコード（参考）】
5H730
【Ｆターム（参考）】
5H730AA14
5H730AA16
5H730AS01
5H730BB82
5H730BB88
5H730FD41
5H730FF09
5H730FF15
(57)【要約】 （修正有）
【課題】コンバータを並列構成にしても電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御できる電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置は、電力供給源11が第１の主回路22に供給する第１の電流を検出する機能第１の電流検出回路21と、電力供給源11が第２の主回路32に供給する第２の電流を検出する第２の電流検出回路31と、第２の電流検出回路31で検出された第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流によって第２の主回路32を制御する第２の制御回路33と、第２の制御回路33からキャリブレーションデータを受け取り、電流検出回路31で検出された第２の電流を補正した第２'の電流相当の電流と、第１の電流検出回路21で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流とにより、第１の主回路22を制御する第１の制御回路23と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】電源装置は、電力供給源11が第１の主回路22に供給する第１の電流を検出する機能第１の電流検出回路21と、電力供給源11が第２の主回路32に供給する第２の電流を検出する第２の電流検出回路31と、第２の電流検出回路31で検出された第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流によって第２の主回路32を制御する第２の制御回路33と、第２の制御回路33からキャリブレーションデータを受け取り、電流検出回路31で検出された第２の電流を補正した第２'の電流相当の電流と、第１の電流検出回路21で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流とにより、第１の主回路22を制御する第１の制御回路23と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力供給源に電気的に接続される第１のユニット及び第２のユニットを備えた電源装置であって、
前記第１のユニットは、第１の電流検出回路、第１の主回路及び第１の制御回路を有し、
前記第２のユニットは、第２の電流検出回路、第２の主回路及び第２の制御回路を有し、
前記第１の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第１の主回路に供給される第１の電流を検出する機能を有し、
前記第２の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第２の主回路に供給される第２の電流を検出する機能を有し、
前記第２の制御回路は、前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流によって前記第２の主回路を制御する機能を有し、
前記第１の制御回路は、前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流、及び前記第１の電流検出回路で検出された前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって前記第１の主回路を制御する機能を有し、
前記第２の主回路は、前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流に基づく電流を負荷に出力する機能を有し、
前記第１の主回路は、前記第１の制御回路による前記補正後の第１'の電流及び前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流の合算に基づく電流を前記負荷に出力する機能を有することを特徴とする電源装置。
前記第１のユニットは、第１の電流検出回路、第１の主回路及び第１の制御回路を有し、
前記第２のユニットは、第２の電流検出回路、第２の主回路及び第２の制御回路を有し、
前記第１の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第１の主回路に供給される第１の電流を検出する機能を有し、
前記第２の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第２の主回路に供給される第２の電流を検出する機能を有し、
前記第２の制御回路は、前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流によって前記第２の主回路を制御する機能を有し、
前記第１の制御回路は、前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流、及び前記第１の電流検出回路で検出された前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって前記第１の主回路を制御する機能を有し、
前記第２の主回路は、前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流に基づく電流を負荷に出力する機能を有し、
前記第１の主回路は、前記第１の制御回路による前記補正後の第１'の電流及び前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流の合算に基づく電流を前記負荷に出力する機能を有することを特徴とする電源装置。
【請求項2】
請求項１において、
前記電力供給源は、前記第１の電流検出回路に電気的に接続されており、
前記電力供給源及び前記第１の電流検出回路は、前記第２の電流検出回路に電気的に接続されており、
前記第１の電流検出回路は、前記第１の主回路及び第１の制御回路に電気的に接続されており、
前記第２の電流検出回路は、第１の制御回路、第２の制御回路及び前記第２の主回路に電気的に接続されており、
前記第２の主回路は、前記第１の主回路及び前記負荷に電気的に接続されており、
前記第１の主回路は、前記負荷に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
前記電力供給源は、前記第１の電流検出回路に電気的に接続されており、
前記電力供給源及び前記第１の電流検出回路は、前記第２の電流検出回路に電気的に接続されており、
前記第１の電流検出回路は、前記第１の主回路及び第１の制御回路に電気的に接続されており、
前記第２の電流検出回路は、第１の制御回路、第２の制御回路及び前記第２の主回路に電気的に接続されており、
前記第２の主回路は、前記第１の主回路及び前記負荷に電気的に接続されており、
前記第１の主回路は、前記負荷に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
【請求項3】
請求項１又は２において、
前記第２の制御回路は、
前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流にキャリブレーションを行う第２の電流キャリブレーション部と、
前記第２の電流検出回路及び前記第２の電流キャリブレーション部に電気的に接続されたＡＤ検出通知回路と、
前記第２のユニットの前記ＡＤ検出通知回路の補正値が保存されている第２の記憶部と、
前記補正後の第２'の電流によって前記第２の主回路を制御する第２のユニット電流制御部と、を有し、
前記第１の制御回路は、
前記第１のユニットの前記第１の電流検出回路の補正値が保存されている第１の記憶部と、
前記ＡＤ検出通知回路に電気的に接続されたＡＤ検出受け回路と、
前記第１の電流検出回路で検出された前記第１の電流にキャリブレーションを行う第１の電流キャリブレーション部であって、前記第１の電流を、前記第１の記憶部に保存されている前記第１の電流検出回路の補正値で補正した電流と、前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流を、前記第２の記憶部に保存されている前記ＡＤ検出通知回路の補正値を通信バス経由で取得したデータ、及び、前記第１の記憶部に保存されている前記ＡＤ検出受け回路の補正値で補正した電流と、を合算する第１の電流キャリブレーション部と、
前記補正後の第１'の電流と前記補正後の第２'の電流との合算に基づいて前記第１の主回路を制御する第１のユニット電流制御部と、を有し、
前記ＡＤ検出受け回路は、前記第１の電流キャリブレーション部に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
前記第２の制御回路は、
前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流にキャリブレーションを行う第２の電流キャリブレーション部と、
前記第２の電流検出回路及び前記第２の電流キャリブレーション部に電気的に接続されたＡＤ検出通知回路と、
前記第２のユニットの前記ＡＤ検出通知回路の補正値が保存されている第２の記憶部と、
前記補正後の第２'の電流によって前記第２の主回路を制御する第２のユニット電流制御部と、を有し、
前記第１の制御回路は、
前記第１のユニットの前記第１の電流検出回路の補正値が保存されている第１の記憶部と、
前記ＡＤ検出通知回路に電気的に接続されたＡＤ検出受け回路と、
前記第１の電流検出回路で検出された前記第１の電流にキャリブレーションを行う第１の電流キャリブレーション部であって、前記第１の電流を、前記第１の記憶部に保存されている前記第１の電流検出回路の補正値で補正した電流と、前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流を、前記第２の記憶部に保存されている前記ＡＤ検出通知回路の補正値を通信バス経由で取得したデータ、及び、前記第１の記憶部に保存されている前記ＡＤ検出受け回路の補正値で補正した電流と、を合算する第１の電流キャリブレーション部と、
前記補正後の第１'の電流と前記補正後の第２'の電流との合算に基づいて前記第１の主回路を制御する第１のユニット電流制御部と、を有し、
前記ＡＤ検出受け回路は、前記第１の電流キャリブレーション部に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
【請求項4】
請求項３において、
前記第１の電流キャリブレーション部は第１の通信回路を介して前記通信バスに電気的に接続され、
前記通信バスは第２の通信回路を介して前記第２の記憶部(EEPROM)に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
前記第１の電流キャリブレーション部は第１の通信回路を介して前記通信バスに電気的に接続され、
前記通信バスは第２の通信回路を介して前記第２の記憶部(EEPROM)に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
【請求項5】
請求項１又は２において、
前記電力供給源に電気的に接続される第３のユニットを有し、
前記第３のユニットは、第３の電流検出回路、第３の主回路及び第３の制御回路を有し、
前記第３の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第３の主回路に供給される第３の電流を検出する機能を有し、
前記第３の制御回路は、前記第３の電流検出回路で検出された前記第３の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第３'の電流によって前記第３の主回路を制御する機能を有し、
前記第１の制御回路は、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流、前記第２'の電流、及び前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって前記第１の主回路を制御する機能を有し、
前記第３の主回路は、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流に基づく電流を負荷に出力する機能を有し、
前記第１の主回路は、前記第１'の電流及び前記第２'の電流に加え、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流の合算に基づく電流を前記負荷に出力する機能を有することを特徴とする電源装置。
前記電力供給源に電気的に接続される第３のユニットを有し、
前記第３のユニットは、第３の電流検出回路、第３の主回路及び第３の制御回路を有し、
前記第３の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第３の主回路に供給される第３の電流を検出する機能を有し、
前記第３の制御回路は、前記第３の電流検出回路で検出された前記第３の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第３'の電流によって前記第３の主回路を制御する機能を有し、
前記第１の制御回路は、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流、前記第２'の電流、及び前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって前記第１の主回路を制御する機能を有し、
前記第３の主回路は、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流に基づく電流を負荷に出力する機能を有し、
前記第１の主回路は、前記第１'の電流及び前記第２'の電流に加え、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流の合算に基づく電流を前記負荷に出力する機能を有することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電力供給源において放電電流のリプルがシステム性能に大きく影響することがある。従来は単一のコンバータで電力供給源から放電していたが、構造部材等のサイズや製造コストの問題からコンバータを２つ以上に分けて並列構成にすることが求められている（例えば特許文献１参照）。この場合、単一のコンバータで、放電電流を制御する場合と比較して、各コンバータ間の制御競合が生じる為、電力供給源からの放電電流リプルを正しく制御できない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】ＷＯ２０１９／１０２５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の種々の態様は、コンバータを並列構成にしても電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御できる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以下に本発明の種々の態様について説明する。
【0006】
［１］電力供給源に電気的に接続される第１のユニット及び第２のユニットを備えた電源装置であって、
前記第１のユニットは、第１の電流検出回路、第１の主回路及び第１の制御回路を有し、
前記第２のユニットは、第２の電流検出回路、第２の主回路及び第２の制御回路を有し、
前記第１の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第１の主回路に供給される第１の電流を検出する機能を有し、
前記第２の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第２の主回路に供給される第２の電流を検出する機能を有し、
前記第２の制御回路は、前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流によって前記第２の主回路を制御する機能を有し、
前記第１の制御回路は、前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流、及び前記第１の電流検出回路で検出された前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって前記第１の主回路を制御する機能を有し、
前記第２の主回路は、前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流に基づく電流を負荷に出力する機能を有し、
前記第１の主回路は、前記第１の制御回路による前記補正後の第１'の電流及び前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流の合算に基づく電流を前記負荷に出力する機能を有することを特徴とする電源装置。
前記第１のユニットは、第１の電流検出回路、第１の主回路及び第１の制御回路を有し、
前記第２のユニットは、第２の電流検出回路、第２の主回路及び第２の制御回路を有し、
前記第１の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第１の主回路に供給される第１の電流を検出する機能を有し、
前記第２の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第２の主回路に供給される第２の電流を検出する機能を有し、
前記第２の制御回路は、前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流によって前記第２の主回路を制御する機能を有し、
前記第１の制御回路は、前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流、及び前記第１の電流検出回路で検出された前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって前記第１の主回路を制御する機能を有し、
前記第２の主回路は、前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流に基づく電流を負荷に出力する機能を有し、
前記第１の主回路は、前記第１の制御回路による前記補正後の第１'の電流及び前記第２の制御回路による前記補正後の第２'の電流の合算に基づく電流を前記負荷に出力する機能を有することを特徴とする電源装置。
【0007】
本発明の一態様に係る上記［１］の電源装置は、電力供給源に接続される第１のユニット及び第２のユニットを備えている。このため、各々のユニットを単一ユニットに比べて１／２程度の大きさにすることができ、製造コストを低減できる。また、第１の制御回路が、第２の制御回路による補正後の第２'の電流、及び第１の電流検出回路で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって第１の主回路を制御する機能を有するため、第２'の電流値と第１'の電流値を合算することで、制御競合の少ない電力供給源の放電電流を検出することができる。それにより、電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
【0008】
［２］上記［１］において、
前記電力供給源は、前記第１の電流検出回路に電気的に接続されており、
前記電力供給源及び前記第１の電流検出回路は、前記第２の電流検出回路に電気的に接続されており、
前記第１の電流検出回路は、前記第１の主回路及び第１の制御回路に電気的に接続されており、
前記第２の電流検出回路は、第１の制御回路、第２の制御回路及び前記第２の主回路に電気的に接続されており、
前記第２の主回路は、前記第１の主回路及び前記負荷に電気的に接続されており、
前記第１の主回路は、前記負荷に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
前記電力供給源は、前記第１の電流検出回路に電気的に接続されており、
前記電力供給源及び前記第１の電流検出回路は、前記第２の電流検出回路に電気的に接続されており、
前記第１の電流検出回路は、前記第１の主回路及び第１の制御回路に電気的に接続されており、
前記第２の電流検出回路は、第１の制御回路、第２の制御回路及び前記第２の主回路に電気的に接続されており、
前記第２の主回路は、前記第１の主回路及び前記負荷に電気的に接続されており、
前記第１の主回路は、前記負荷に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
【0009】
［３］上記［１］又は［２］において、
前記第２の制御回路は、
前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流にキャリブレーションを行う第２の電流キャリブレーション部と、
前記第２の電流検出回路及び前記第２の電流キャリブレーション部に電気的に接続されたＡＤ検出通知回路と、
前記第２のユニットの前記ＡＤ検出通知回路の補正値が保存されている第２の記憶部と、
前記補正後の第２'の電流によって前記第２の主回路を制御する第２のユニット電流制御部と、を有し、
前記第１の制御回路は、
前記第１のユニットの前記第１の電流検出回路の補正値が保存されている第１の記憶部と、
前記ＡＤ検出通知回路に電気的に接続されたＡＤ検出受け回路と、
前記第１の電流検出回路で検出された前記第１の電流にキャリブレーションを行う第１の電流キャリブレーション部であって、前記第１の電流を、前記第１の記憶部に保存されている前記第１の電流検出回路の補正値で補正した電流と、前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流を、前記第２の記憶部に保存されている前記ＡＤ検出通知回路の補正値を通信バス経由で取得したデータ、及び、前記第１の記憶部に保存されている前記ＡＤ検出受け回路の補正値で補正した電流と、を合算する第１の電流キャリブレーション部と、
前記補正後の第１'の電流と前記補正後の第２'の電流との合算に基づいて前記第１の主回路を制御する第１のユニット電流制御部と、を有し、
前記ＡＤ検出受け回路は、前記第１の電流キャリブレーション部に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
前記第２の制御回路は、
前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流にキャリブレーションを行う第２の電流キャリブレーション部と、
前記第２の電流検出回路及び前記第２の電流キャリブレーション部に電気的に接続されたＡＤ検出通知回路と、
前記第２のユニットの前記ＡＤ検出通知回路の補正値が保存されている第２の記憶部と、
前記補正後の第２'の電流によって前記第２の主回路を制御する第２のユニット電流制御部と、を有し、
前記第１の制御回路は、
前記第１のユニットの前記第１の電流検出回路の補正値が保存されている第１の記憶部と、
前記ＡＤ検出通知回路に電気的に接続されたＡＤ検出受け回路と、
前記第１の電流検出回路で検出された前記第１の電流にキャリブレーションを行う第１の電流キャリブレーション部であって、前記第１の電流を、前記第１の記憶部に保存されている前記第１の電流検出回路の補正値で補正した電流と、前記第２の電流検出回路で検出された前記第２の電流を、前記第２の記憶部に保存されている前記ＡＤ検出通知回路の補正値を通信バス経由で取得したデータ、及び、前記第１の記憶部に保存されている前記ＡＤ検出受け回路の補正値で補正した電流と、を合算する第１の電流キャリブレーション部と、
前記補正後の第１'の電流と前記補正後の第２'の電流との合算に基づいて前記第１の主回路を制御する第１のユニット電流制御部と、を有し、
前記ＡＤ検出受け回路は、前記第１の電流キャリブレーション部に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
【0010】
［４］上記［３］において、
前記第１の電流キャリブレーション部は第１の通信回路を介して前記通信バスに電気的に接続され、
前記通信バスは第２の通信回路を介して前記第２の記憶部に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
本発明の一態様に係る上記［４］の電源装置は、第１の電流キャリブレーション部と第２のユニットの第２の電流検出回路が電気的に接続されており、リアルタイムに電流値を検出することができる為、リアルタイム性が向上した電流制御が可能となる。従って、制御競合の少ない電力供給源の放電電流を検出することができ、それにより、電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
前記第１の電流キャリブレーション部は第１の通信回路を介して前記通信バスに電気的に接続され、
前記通信バスは第２の通信回路を介して前記第２の記憶部に電気的に接続されていることを特徴とする電源装置。
本発明の一態様に係る上記［４］の電源装置は、第１の電流キャリブレーション部と第２のユニットの第２の電流検出回路が電気的に接続されており、リアルタイムに電流値を検出することができる為、リアルタイム性が向上した電流制御が可能となる。従って、制御競合の少ない電力供給源の放電電流を検出することができ、それにより、電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
【0011】
［５］上記［１］又は［２］において、
前記電力供給源に電気的に接続される第３のユニットを有し、
前記第３のユニットは、第３の電流検出回路、第３の主回路及び第３の制御回路を有し、
前記第３の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第３の主回路に供給される第３の電流を検出する機能を有し、
前記第３の制御回路は、前記第３の電流検出回路で検出された前記第３の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第３'の電流によって前記第３の主回路を制御する機能を有し、
前記第１の制御回路は、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流、前記第２'の電流、及び前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって前記第１の主回路を制御する機能を有し、
前記第３の主回路は、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流に基づく電流を負荷に出力する機能を有し、
前記第１の主回路は、前記第１'の電流及び前記第２'の電流に加え、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流の合算に基づく電流を前記負荷に出力する機能を有することを特徴とする電源装置。
前記電力供給源に電気的に接続される第３のユニットを有し、
前記第３のユニットは、第３の電流検出回路、第３の主回路及び第３の制御回路を有し、
前記第３の電流検出回路は、前記電力供給源が前記第３の主回路に供給される第３の電流を検出する機能を有し、
前記第３の制御回路は、前記第３の電流検出回路で検出された前記第３の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第３'の電流によって前記第３の主回路を制御する機能を有し、
前記第１の制御回路は、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流、前記第２'の電流、及び前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって前記第１の主回路を制御する機能を有し、
前記第３の主回路は、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流に基づく電流を負荷に出力する機能を有し、
前記第１の主回路は、前記第１'の電流及び前記第２'の電流に加え、前記第３の制御回路による前記補正後の第３'の電流の合算に基づく電流を前記負荷に出力する機能を有することを特徴とする電源装置。
【0012】
本発明の一態様に係る上記［５］の電源装置は、電力供給源に接続される第１のユニット、第２のユニット及び第３のユニットを備えている。このため、各々のユニットを単一ユニットに比べて１／３程度の大きさにすることができ、製造コストを低減できる。また、第１の制御回路が、第３の制御回路による補正後の第３'の電流、第２'の電流、及び前記第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって第１の主回路を制御する機能を有するため、第３'の電流値と第２'の電流値と第１'の電流値を合算することで、制御競合の少ない電力供給源の放電電流を検出することができる。それにより、電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の種々の態様によれば、コンバータを並列構成にしても電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御できる電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一態様に係る電源装置を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【0016】
【0017】
本発明の一態様に係る電源装置は、電力供給源１１に電気的に接続される第１のユニット２０及び第２のユニット３０を備えた装置である。
第１のユニット２０は、第１の電流検出回路２１、第１の主回路２２及び第１の制御回路２３を有する。第２のユニット３０は、第２の電流検出回路３１、第２の主回路３２及び第２の制御回路３３を有する。第１の電流検出回路２１は、電力供給源１１が第１の主回路２２に供給される第１の電流を検出する機能を有する。第２の電流検出回路３１は、電力供給源１１が第２の主回路３２に供給される第２の電流を検出する機能を有する。第２の制御回路３３は、第２の電流検出回路３１で検出された第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流によって第２の主回路３２を制御する機能を有する。第１の制御回路２３は、第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流、及び第１の電流検出回路２１で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって第１の主回路２２を制御する機能を有する。第２の主回路３２は、第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流に基づく電流を負荷４０に出力する機能を有する。第１の主回路２２は、第１の制御回路２３による補正後の第１'の電流及び第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流の合算に基づく電流を負荷４０に出力する機能を有する。
第１のユニット２０は、第１の電流検出回路２１、第１の主回路２２及び第１の制御回路２３を有する。第２のユニット３０は、第２の電流検出回路３１、第２の主回路３２及び第２の制御回路３３を有する。第１の電流検出回路２１は、電力供給源１１が第１の主回路２２に供給される第１の電流を検出する機能を有する。第２の電流検出回路３１は、電力供給源１１が第２の主回路３２に供給される第２の電流を検出する機能を有する。第２の制御回路３３は、第２の電流検出回路３１で検出された第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流によって第２の主回路３２を制御する機能を有する。第１の制御回路２３は、第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流、及び第１の電流検出回路２１で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって第１の主回路２２を制御する機能を有する。第２の主回路３２は、第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流に基づく電流を負荷４０に出力する機能を有する。第１の主回路２２は、第１の制御回路２３による補正後の第１'の電流及び第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流の合算に基づく電流を負荷４０に出力する機能を有する。
【0018】
また、電力供給源１１は、第１の電流検出回路２１に電気的に接続されており、電力供給源１１及び前記第１の電流検出回路２１は、第２の電流検出回路３１に電気的に接続されている。第１の電流検出回路２１は、第１の主回路２２及び第１の制御回路２３に電気的に接続されており、第２の電流検出回路３１は、第１の制御回路２３、第２の制御回路３３及び第２の主回路３２に電気的に接続されている。第２の主回路３２は、第１の主回路２２及び負荷４０に電気的に接続されており、第１の主回路２２は負荷４０に電気的に接続されている。
【0019】
図２に示すように、第２のユニット（ユニットＢ）３０における第２の制御回路（ユニットＢの制御回路）３３は第２の電流キャリブレーション部３４を有する。第２の電流キャリブレーション部３４は第２の電流検出回路３１で検出された第２の電流にキャリブレーションを行うものである。第２のユニット３０における第２の電流検出回路３１及び第２の電流キャリブレーション部３４は第２のユニット３０のＡＤ検出通知回路３７に電気的に接続されている。また、第２の制御回路３３は第２の記憶部(EEPROM)３６を有し、第２の記憶部(EEPROM)３６には第２のユニット３０のＡＤ検出通知回路３７の補正値（ＡＤ検出通知回路補正値）が保存されている。第２の記憶部(EEPROM)３６には第２のユニット３０の電流検出ＡＤ回路３１の補正値（ユニット電流検出回路補正値）が保存されている。また、第２の制御回路３３は第２のユニット電流制御部３５を有し、第２のユニット電流制御部３５は前記補正後の第２'の電流によって第２の主回路３２を制御するものである。
【0020】
第１のユニット（ユニットＡ）２０における第１の制御回路（ユニットＡの制御回路）２３は第１の記憶部(EEPROM)２６を有し、第１の記憶部(EEPROM)２６には第１のユニット２０の第１の電流検出回路２１の補正値（ユニット電流検出回路補正値）が保存されている。第１の記憶部(EEPROM)２６には第１のユニット２０の電流検出ＡＤ回路２１の補正値（ＡＤ検出受け回路補正値）が保存されている。また、第１のユニット２０はＡＤ検出受け回路２７を有し、ＡＤ検出受け回路２７はＡＤ検出通知回路３７に電気的に接続されている。第１の制御回路２３は第１の電流キャリブレーション部２４を有し、第１の電流キャリブレーション部２４は第１の電流検出回路２１で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うものである。
【0021】
第１の電流キャリブレーション部２４は、第１の電流検出回路２１で検出された第１の電流を、第１の記憶部(EEPROM)２６に保存されている第１の電流検出回路２１の補正値で補正した電流と、第２の電流検出回路３１で検出された第２の電流を、第２の記憶部(EEPROM)３６に保存されているＡＤ検出通知回路３７の補正値を通信バス２９経由で取得したデータ、及び、第１の記憶部(EEPROM)２６に保存されているＡＤ検出受け回路２７の補正値で補正した電流と、を合算する。なお、第２の記憶部(EEPROM)３６に保存されているＡＤ検出通知回路３７の補正値のデータは通信回路３８を介して通信バス２９及び通信回路２８を経由して第１の電流キャリブレーション部２４で取得される。
【0022】
第１のユニット電流制御部（放電電流制御部）２５は、第１の電流検出回路２１で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流と、第２の電流検出回路３１で検出された第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流との合算に基づいて第１の主回路２２を制御するものである。ＡＤ検出受け回路２７は、第１の電流キャリブレーション部２４に電気的に接続されている。
【0023】
第１の電流キャリブレーション部２４は第１の通信回路２８を介して通信バス２９に電気的に接続されている。通信バス２９は第２の通信回路３８を介して第２の記憶部(EEPROM)３６に電気的に接続されている。
【0024】
本実施形態によれば、電力供給源１１に接続される第１のユニット２０及び第２のユニット３０を備えている。このため、各々のユニットを単一ユニットに比べて１／２程度の大きさにすることができ、製造コストを低減できる。
【0025】
また、第１の制御回路２３が、第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流、及び第１の電流検出回路２１で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって第１の主回路２２を制御する機能を有する。つまり、第２のユニット（ユニットＢ）３０が検出している電流を、第１のユニット（ユニットＡ）２０にも検出させる。このため、第２'の電流値と第１'の電流値を合算することで、横流の影響がなく、制御競合の少ない電力供給源１１の放電電流を検出することができる（図１、２参照）。すなわち、第１のユニット（ユニットＡ）２０は横流の影響を受けないため、第２のユニット（ユニットＢ）３０との制御競合が起きにくい。それにより、電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる（図３参照）。
【0026】
また、本実施形態では、第２の電流検出回路（電流検出ＡＤ回路）３１は、第２のユニット３０のＡＤ検出通知回路３７及び第１のユニット２０のＡＤ検出受け回路２７を介して第１の電流キャリブレーション部２４に電気的に接続されている。このように第１のユニット（ユニットＡ）２０の第１の電流キャリブレーション部２４と第２のユニット（ユニットＢ）３０の第２の電流検出回路（電流検出ＡＤ回路）３１が電気的に接続され、リアルタイムに電流値を検出することができるため、リアルタイム性が向上した電流制御が可能となる。従って、制御競合の少ない電力供給源１１の放電電流を検出することができ、それにより、電力供給源からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
【0027】
さらに詳細に説明する。
第２のユニット（ユニットＢ）３０の電流を第１のユニット（ユニットＡ）２０に正確に検出させるために次のことを行う。第１のユニット（ユニットＡ）２０の第１の記憶部(EEPROM)２６には、ＡＤ検出受け回路２７のキャリブレーションデータを保存し、第２のユニット（ユニットＢ）３０の第２の記憶部(EEPROM)３６には、第２のユニット（ユニットＢ）３０の第２の電流検出回路（電流検出ＡＤ回路）３１及びＡＤ検出通知回路３７のキャリブレーションデータをそれぞれ保存する。第２のユニット（ユニットＢ）３０は、第２のユニット３０に保存されているキャリブレーションデータをシリアル通信で第１のユニット（ユニットＡ）２０に送信する。第１のユニット２０は、第２のユニット３０から送信された、第２のユニット３０の第２の記憶部(EEPROM)３６に保存されているキャリブレーション情報と、第１のユニット２０の第１の記憶部(EEPROM)２６に保存されているキャリブレーション情報を用いて、第２のユニット３０の電流をキャリブレーションする。第１のユニット２０は、キャリブレーションされた第２のユニット３０の電流と、第１のユニット２０の第１の電流検出回路（電流検出ＡＤ回路）２１の補正値と第１のユニット２０の２１で検出された電流ＡＤ値を用いて、電力供給源１１からの放電電流を算出する。これによって、電力供給源１１の出力電流が正確に認識できるため、電力供給源１１からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
第２のユニット（ユニットＢ）３０の電流を第１のユニット（ユニットＡ）２０に正確に検出させるために次のことを行う。第１のユニット（ユニットＡ）２０の第１の記憶部(EEPROM)２６には、ＡＤ検出受け回路２７のキャリブレーションデータを保存し、第２のユニット（ユニットＢ）３０の第２の記憶部(EEPROM)３６には、第２のユニット（ユニットＢ）３０の第２の電流検出回路（電流検出ＡＤ回路）３１及びＡＤ検出通知回路３７のキャリブレーションデータをそれぞれ保存する。第２のユニット（ユニットＢ）３０は、第２のユニット３０に保存されているキャリブレーションデータをシリアル通信で第１のユニット（ユニットＡ）２０に送信する。第１のユニット２０は、第２のユニット３０から送信された、第２のユニット３０の第２の記憶部(EEPROM)３６に保存されているキャリブレーション情報と、第１のユニット２０の第１の記憶部(EEPROM)２６に保存されているキャリブレーション情報を用いて、第２のユニット３０の電流をキャリブレーションする。第１のユニット２０は、キャリブレーションされた第２のユニット３０の電流と、第１のユニット２０の第１の電流検出回路（電流検出ＡＤ回路）２１の補正値と第１のユニット２０の２１で検出された電流ＡＤ値を用いて、電力供給源１１からの放電電流を算出する。これによって、電力供給源１１の出力電流が正確に認識できるため、電力供給源１１からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
【0028】
また、本実施形態では、第１のユニット（ユニットＡ）２０の第１の電流キャリブレーション部２４を、第１の通信回路２８、通信バス２９及び第２の通信回路３８を介して第２の電流キャリブレーション部３４に電気的に接続させている。通信バス２９は、ＣＡＮ通信を用いると、複数で通信可能となる。ＵＡＲＴ等を用いる場合は、ユニットＡと並列ユニット毎に通信回路を追加するとよい。
【0029】
図３は、図１に示す電源装置のユニットＡ、Ｂの各々に流れる電流及びユニットＡが検出する電流のリプルイメージを示す図である。図３において、実線は各ユニットに流れる電流を示し、破線は各ユニットに流したい目標電流である。各ユニットに流れる電流は、相手の電流変動の影響を受ける。相手の電流が増えると自身の電流が減る。具体的には、ユニットＢに流れる電流が増えるとユニットＡに流れる電流が減り、ユニットＡに流れる電流が増えるとユニットＢに流れる電流が減ることになる。しかし、ユニットＡは合算電流を検出しながら制御されるため、電力供給源１１からの放電電流リプルを従来技術の単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
【0030】
図２は、３台目の第３のユニット（ユニットＣ）５０を追加する変形例も描かれている。
以下に、この変形例について説明する。なお、第３のユニット（ユニットＣ）５０は第２のユニット（ユニットＢ）３０とほぼ同様の構成である。
以下に、この変形例について説明する。なお、第３のユニット（ユニットＣ）５０は第２のユニット（ユニットＢ）３０とほぼ同様の構成である。
【0031】
この変形例による電源装置は、電力供給源１１に電気的に接続される第３のユニット５０を有する。第３のユニット（ユニットＣ）５０は、第３の電流検出回路５１、第３の主回路５２及び第３の制御回路５３を有する。第３の電流検出回路５１は、電力供給源１１が第３の主回路５２に供給される第３の電流を検出する機能を有する。第３の制御回路５３は、第３の電流検出回路５１で検出された第３の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第３'の電流によって第３の主回路５２を制御する機能を有する。第１の制御回路２３は、第３の制御回路５３による補正後の第３'の電流、第２'の電流、及び第１'の電流によって第１の主回路２２を制御する機能を有する。第３の主回路５２は、第３の制御回路５３による補正後の第３'の電流に基づく電流を負荷４０に出力する機能を有する。第１の主回路２２は、第１'の電流及び第２'の電流に加え、第３の制御回路５３による補正後の第３'の電流の合算に基づく電流を負荷４０に出力する機能を有する。
【0032】
第３の電流検出回路５１は第３のユニット（ユニットＣ）５０のＡＤ検出通知回路５７に電気的に接続されている。ＡＤ検出通知回路５７は、第１のユニット（ユニットＡ）２０が有するＡＤ検出受け回路５９に電気的に接続されている。
【0033】
第３のユニット５０の第３の制御回路５３は、第３の電流検出回路５１で検出された第３の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第３'の電流によって第３の主回路５２を制御する機能を有する。第１の制御回路２３は、第３の制御回路５３による補正後の第３'の電流、第２の電流検出回路３１で検出された第２の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第２'の電流及び第１の電流検出回路２１で検出された第１の電流にキャリブレーションを行うことで得られた補正後の第１'の電流によって第１の主回路２２を制御する機能を有する。第３の主回路５２は、第３の制御回路５３による補正後の第３'の電流に基づく電流を負荷４０に出力する機能を有する。第１の主回路２２は、第１の制御回路２３による補正後の第１'の電流、及び第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流及び第３の制御回路５３による補正後の第３'の電流の合算に基づく電流を負荷４０に出力する機能を有する。
【0034】
図２に示すように、第３のユニット（ユニットＣ）５０における第３の制御回路（ユニットＣの制御回路）５３は第３の電流キャリブレーション部５４を有する。第３の電流キャリブレーション部５４は第３の電流検出回路５１で検出された第３の電流にキャリブレーションを行うものである。第３のユニット５０における第３の電流検出回路５１及び第３の電流キャリブレーション部５４は第３のユニット５０のＡＤ検出通知回路５７に電気的に接続されている。また、第３の制御回路５３は第３の記憶部(EEPROM)５６を有し、第３の記憶部(EEPROM)５６には第３のユニット５０のＡＤ検出通知回路５７の補正値（ＡＤ検出通知回路補正値）が保存されている。第３の記憶部(EEPROM)５６には第３のユニット５０の電流検出ＡＤ回路５１の補正値（ユニット電流検出回路補正値）が保存されている。また、第３の制御回路５３は第３のユニット電流制御部５５を有し、第３のユニット電流制御部５５は前記補正後の第３'の電流によって第３の主回路５２を制御するものである。
【0035】
第３の電流キャリブレーション部５４は第３の通信回路５８を介して通信バス２９に電気的に接続されている。通信バス２９は第２の通信回路３８を介して第２の記憶部(EEPROM)３６に電気的に接続されている。
【0036】
本変形例では、電力供給源１１に接続される第１のユニット２０、第２のユニット３０及び第３のユニット５０を備えている。このため、各々のユニットを単一ユニットに比べて１／３程度の大きさにすることができ、製造コストを低減できる。また、第１の制御回路２３が、第３の制御回路５３による補正後の第３'の電流、第２の制御回路３３による補正後の第２'の電流、及び第１の制御回路２３による補正後の第１'の電流によって第１の主回路２２を制御する機能を有するため、第３'の電流値と第２'の電流値と第１'の電流値を合算することで、制御競合の少ない電力供給源１１の放電電流を検出することができる（図２参照）。それにより、電力供給源１１からの放電電流リプルを単一コンバータ相当に制御することが可能となる。
【符号の説明】
【0037】
１１ 電力供給源
２０ 第１のユニット
２１ 第１の電流検出回路
２２ 第１の主回路
２３ 第１の制御回路
２４ 第１の電流キャリブレーション部
２５ 第１のユニット電流制御部
２６ 第１の記憶部(EEPROM)
２７ 第１のユニットのＡＤ検出通知回路
２８ 第１の通信回路
２９ 通信バス
３０ 第２のユニット
３１ 第２の電流検出回路
３２ 第２の主回路
３３ 第２の制御回路
３４ 第２の電流キャリブレーション部
３５ 第２のユニット電流制御部
３６ 第２の記憶部(EEPROM)
３７ 第２のユニットのＡＤ検出通知回路
３８ 第２の通信回路
４０ 負荷
５０ 第３のユニット
５１ 第３の電流検出回路
５２ 第３の主回路
５３ 第３の制御回路
２０ 第１のユニット
２１ 第１の電流検出回路
２２ 第１の主回路
２３ 第１の制御回路
２４ 第１の電流キャリブレーション部
２５ 第１のユニット電流制御部
２６ 第１の記憶部(EEPROM)
２７ 第１のユニットのＡＤ検出通知回路
２８ 第１の通信回路
２９ 通信バス
３０ 第２のユニット
３１ 第２の電流検出回路
３２ 第２の主回路
３３ 第２の制御回路
３４ 第２の電流キャリブレーション部
３５ 第２のユニット電流制御部
３６ 第２の記憶部(EEPROM)
３７ 第２のユニットのＡＤ検出通知回路
３８ 第２の通信回路
４０ 負荷
５０ 第３のユニット
５１ 第３の電流検出回路
５２ 第３の主回路
５３ 第３の制御回路
【図1】
【図2】
【図3】