(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、上述した問題点を解決した、並列接続された電源ユニットの制御を行う電源制御装置、電源制御方法、電源制御プログラム、電源制御回路、及び並列接続された電源ユニットとそれらの制御を行う電源制御装置を含む電源システムを提供することにある。【解決手段】  本発明の電源制御装置は、同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれる冷却のためのファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う電源制御手段を含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれる冷却のためのファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う電源制御手段
を含むことを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記電源制御手段は、出力電圧を設定する信号を前記電源ユニットに送信して該電源ユニットの出力電圧を制御することにより該電源ユニットの出力電力の制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
自身が制御しているそれぞれの前記電源ユニットから送信される、該電源ユニットの出力電力の測定値の信号を受信する電力信号受信手段
を含むことを特徴とする請求項２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
自電源制御装置の制御によるものではない電源ユニットの出力電力の低下を検出することにより電源ユニットの故障を検出する故障検出手段
を含み、
前記故障検出手段が、負荷に対して電力を供給している電源ユニットの故障を検出した場合に、前記電源制御手段が、出力電力を減少させている電源ユニットの出力電力を増大させ、該電源ユニットが出力する電力が、前記故障した電源ユニット以外の、負荷に対して電力供給中である他の電源ユニットの出力電力と均等になるように、各電源ユニットを制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の電源制御装置。
【請求項５】
出力電力を減少させるべき電源ユニットを、自身の制御下にある複数の電源ユニットから所定の時間間隔で順次選択する
ことを特徴とする請求項１乃至４に記載の電源制御装置。
【請求項６】
同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットと、
電源制御装置と
を含み、
前記複数の電源ユニットのそれぞれは、
出力電圧を設定する信号を受信し、該受信した出力電圧を設定する信号により自身が出力する電圧を決定する電圧調整手段と、
自身が出力する電力を測定する電力測定手段と、
前記電力測定手段により測定した電力値を送信する電力値送信手段と、
冷却のためのファンと
を備え、
前記電源制御装置は、
前記複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれる前記ファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う電源制御手段
を備える、
ことを特徴とする電源システム。
【請求項７】
同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれる冷却のためのファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う
ことを特徴とする電源制御方法。
【請求項８】
出力電圧を設定する信号を前記電源ユニットに送信して該電源ユニットの出力電圧を制御することにより該電源ユニットの出力電力の制御を行う
請求項７に記載の電源制御方法。
【請求項９】
自身が制御しているそれぞれの前記電源ユニットから送信される、該電源ユニットの出力電力の測定値の信号を受信する
ことを特徴とする請求項８に記載の電源制御方法。
【請求項１０】
自電源制御装置の制御によるものではない電源ユニットの出力電力の低下を検出することにより電源ユニットの故障を検出し、
負荷に対して電力を供給している電源ユニットの故障を検出した場合に、出力電力を減少させている電源ユニットの出力電力を増大させ、該電源ユニットが出力する電力が、前記故障した電源ユニット以外の、負荷に対して電力供給中である他の電源ユニットの出力電力と均等になるように、各電源ユニットを制御する
ことを特徴とする請求項９に記載の電源制御方法。
【請求項１１】
出力電力を減少させるべき電源ユニットを、自身の制御下にある複数の電源ユニットから所定の時間間隔で順次選択する
ことを特徴とする請求項７乃至１０に記載の電源制御方法。
【請求項１２】
同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットのそれぞれにおいて、出力電圧を設定する信号を受信し、該受信した出力電圧を設定する信号により自身が出力する電圧を決定するステップと、
各前記電源ユニットにおいて、自身が出力する電力を測定し、測定した電力値を送信するステップと、
電源制御装置において、前記複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれるファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行うステップと
を含むことを特徴とする電源システム制御方法。
【請求項１３】
同一の負荷に対して並列接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの出力電力を低下させる処理と、
他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
同一の負荷に対して並列接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの出力電力を低下させ、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御する電源制御手段
を備えたことを特徴とする回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源ユニットの制御装置、制御方法、制御プログラム、制御回路及び電源システムに関し、特に、複数の並列接続された電源ユニットにおいて冗長な電源のファンの駆動電力と騒音を削減する電源制御装置、制御方法、制御プログラム、制御回路、及び並列接続された電源ユニットとそれらの制御を行う電源制御装置を含む電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
必要な電力が異なる機器への柔軟な対応と電源の信頼性向上のために、必要とされる電力と同等以下の容量の電源ユニットを、必要な電力と冗長性に合わせて必要な個数だけ組み合わせて並列に接続した並列接続冗長電源システムの開発が行われている。
【０００３】
複数の電源ユニットを並列運転する方式の一例が特許文献１に記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載されている複数の電源ユニットのそれぞれは、調整可能な基準電圧を発生する回路と、該回路の出力である基準電圧を自己を含む全ての電源ユニットに対して送信する回路と、他の電源ユニットから送信される基準電圧を受信する回路と、受信した基準電圧に基づいて出力電力を決定する回路とを含む。また、上記電源ユニットは、さらに、自らの出力電流値を表す第１の電圧を検出する出力電流検出回路と、並列運転される他の電源装置の出力電流を表す第２の電圧を検出する端子と、受信した基準電圧を第１および第２の電圧間の差が無くなるよう上昇させて出力電流のバランスを取る回路を含む。
【０００５】
特許文献１に記載の並列運転方式においては、複数の電源ユニットのうちの１台がマスター、他がスレーブとされ、マスターが発生し送信する基準電圧を、マスター及び各スレーブは受信する。マスター及び各スレーブは、マスターが発生する基準電圧に出力電圧を合わせ、更に前記第１および第２の電圧間に差がある場合はその差が無くなるよう基準電圧を上昇させ、各電源ユニットの出力電流のバランスをとるように動作する。
【０００６】
また、特許文献２には負荷に対する出力電流の変動がある場合に、出力電圧を所定の要求精度内に維持する並列冗長電源システムの例が記載されている。
【０００７】
特許文献２に記載の並列冗長電源システムは、外部交流電源及び目的の負荷に並列に接続された冗長構成の複数のＡＣ−ＤＣスイッチング電源を含む。該ＡＣ−ＤＣスイッチング電源は、自電源出力電流検出部、比較部、最大電流追従制御部、出力電圧安定化制御部、基準電圧生成部、および基準電圧補正部を含み、並列動作する他の電源と相互に信号線により接続されており、概略以下のように動作する。
【０００８】
自電源出力電流検出部は自電源の出力電流を検出し、比較部へ出力すると共にダイオードを経由して信号線上に出力する。信号線上の電圧は、接続されている複数の電源の最大電流に相当する電圧になっている。比較部は自電源の出力電流信号と信号線上の最大電流信号とを比較する。自電源の出力電流の方が小さければ、最大電流追従制御部は出力電圧安定化制御部に出力電圧を上昇させる信号を送信することで、並列接続されている電源の出力電流のバランスを取る。
【０００９】
しかし、出力電圧安定化制御部が出力電圧を決めるために基準電圧生成部から得る基準電圧は、出力電流の変化により変動する。基準電圧補正部は出力電圧の変化による基準電圧の変化を最小化し、並列化電源に通常組み込まれている逆電流防止用ダイオードによる電圧降下の変化を打ち消すよう動作することで、平衡状態での動作時における出力電圧の精度を高める。
【００１０】
特許文献３には、複数の電源モジュールを並列接続した並列電源システムの例が記載されている。
【００１１】
特許文献３に記載の並列電源システムは、並列に接続された複数の電源モジュールを含む。電源モジュールはモジュールの出力電流および出力電圧を感知する電流感知回路及び電圧感知回路と、マイクロプロセッサと、複数の電源モジュールのマイクロプロセッサ間を接続し通信を可能にする通信リンクと、ファンとを含む。ファンには、回転数を出力するタコメータと、温度計が取り付けられている。この並列電源システムは以下のように動作する。
【００１２】
電流感知回路又は電圧感知回路で感知した電源モジュールの出力電流又は出力電圧の値は、マイクロプロセッサに与えられる。マイクロプロセッサは、電源モジュールの出力電流又は出力電圧が所定の範囲から逸脱しないよう制御する。また、マイクロプロセッサは、複数の電源モジュールから選択されたマスタ・モジュールのマイクロプロセッサにより計算された各電源モジュールの平均出力電流に、各電源モジュールの出力電流が近接するよう電源モジュールの出力電圧を制御する。
【００１３】
また、マイクロプロセッサは、ファンに取り付けられている温度計で計測される温度に基づいてファンの適切な回転速度を決定し、ファンに与える電圧を制御することで適切な回転速度になるようファンの回転速度を制御する。更に、マイクロプロセッサはファンに最大電圧を与えた時の回転数が低下しているか否かにより、ファンの故障を予想する。
【００１４】
特許文献４には、複数の電源装置を含む電子機器における電源冷却システムの例が記載されている。
【００１５】
特許文献４に記載の電源冷却システムは、複数の電源装置と、冷却制御部と、電源搭載数検出部と、電源稼働数検出部とを含み、ＰＣサーバ等の電子機器に組み込まれる。該電子機器に搭載される電源装置の台数は、負荷や電源に要求される冗長性に応じて変更することができる。電源装置は、回転数の外部からの制御が可能な複数の冷却ファンと、電源装置が実装されている位置を検出する位置検出部とを含む。この電源冷却装置は、以下のように動作する。
【００１６】
電源搭載数検出部はＰＣサーバ等の電子機器に搭載されている電源装置の台数を検出し、電源稼働数検出部は故障し停止している電源装置を除いた稼働中の電源装置の台数を検出する。さらに、位置検出部は、電源装置が搭載されている位置を検出する。冷却制御部は、負荷と電源装置の搭載台数に応じた負荷への出力と、電源装置が搭載される場所の条件や環境とによって、各電源装置に対して最適な冷却能力を設定し、各電源装置に含まれる冷却ファンの回転数の制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平４−３２２１２９号公報
【特許文献２】特開平９−９３９２９号公報
【特許文献３】特開平１０−９４２５２号公報
【特許文献４】特開２０００−３０７２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の技術は、並列接続された複数の電源装置間で、全ての電源装置の出力電力を均等にしてバランスを取るものであり、全ての電源装置を駆動するので全ての電源装置に含まれるファンを稼働させ続けて冷却を行う必要があった。そのため、電源装置の台数が負荷に対して冗長であっても、冗長分の電源のファンを停止してファンの駆動電力を削減することはできないという問題があった。
【００１９】
また、特許文献３に記載の技術は電源装置の出力が均等になるよう制御し、電源装置の出力に対して最適な回転速度でファンを動作させるものであり、さらに、特許文献４に記載の技術は電源装置の出力と設置位置に対して最適な回転数でファンを動作させるものであるが、正常な全ての電源装置の出力電力が均等であることを前提としていた。そのため、電源装置の台数が負荷に対して冗長であっても、冗長分の電源のファンを停止してファンの駆動電力を削減することはできないという問題があった。
【００２０】
本発明の目的は、上述した問題点を解決した、並列接続された電源ユニットの制御を行う電源制御装置、電源制御方法、電源制御プログラム、電源制御回路、及び並列接続された電源ユニットとそれらの制御を行う電源制御装置を含む電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の電源制御装置は、同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれる冷却のためのファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う電源制御手段を含む。
【００２２】
本発明の電源制御方法は、同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれる冷却のためのファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う。
【００２３】
本発明の電源システムは、同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットと、電源制御装置とを含み、前記複数の電源ユニットのそれぞれは、出力電圧を設定する信号を受信し、該受信した出力電圧を設定する信号により自身が出力する電圧を決定する電圧調整手段と、自身が出力する電力を測定する電力測定手段と、前記電力測定手段により測定した電力値を送信する電力値送信手段と、冷却のためのファンとを備え、前記電源制御装置は、前記複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれる前記ファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う電源制御手段を備える。
【００２４】
本発明の電源システム制御方法は、同一の負荷に対して並列に接続された複数の電源ユニットのそれぞれにおいて、出力電圧を設定する信号を受信し、該受信した出力電圧を設定する信号により自身が出力する電圧を決定するステップと、各前記電源ユニットにおいて、自身が出力する電力を測定し、測定した電力値を送信するステップと、電源制御装置において、前記複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの電力供給が減少して、当該電源ユニットに含まれるファンが停止した場合に、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行うステップとを含む。
【００２５】
本発明のプログラムは、同一の負荷に対して並列接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの出力電力を低下させる処理と、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御を行う処理とをコンピュータに行わせる。
【００２６】
本発明の回路は、同一の負荷に対して並列接続された複数の電源ユニットのうちの少なくとも一つの出力電力を低下させ、他の前記電源ユニットの前記負荷への電力供給が均等になるよう制御する電源制御手段を備える。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、負荷に対して冗長な台数の電源装置を並列接続した電源システムにおいて、冗長台数分のファンの駆動電力を削減できるという効果を奏する。また、冗長台数分のファンの騒音を削減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態における電源制御装置１を示す図である。
【図２】第１の実施形態における電源装置１の動作例を示す図である。
【図３】第２の実施形態における電源システムの構成例を示す図である。
【図４】第２の実施形態における電源ユニットの構成例を示す図である。
【図５】第２、第３の実施形態における電源制御装置の構成例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における電源システムの動作例を示す図である。
【図７】第３の実施形態における電源システムの動作例を示す図である。
【図８】第４、第５の実施形態における電源システムの構成例を示す図である。
【図９】第４の実施形態における電源システムの動作例を示す図である。
【図１０】第５の実施形態における電源システムの動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明の電源制御装置の第１の実施形態の構成を示す図である。
【００３１】
図１を参照すると、第１の実施形態に係る電源制御装置１は電圧制御線２１〜２３に接続されており、電源制御手段１１を含む。電圧制御線２１〜２３は、それぞれ電源ユニット３Ａ〜３Ｃと接続されている。
【００３２】
電源ユニットは交流を直流に変換して負荷に対して供給する機器である。本実施形態における電源制御装置１は、電源制御手段１１により、電圧制御線２１〜２３を介して、いわゆるＮ＋１冗長構成になっている複数台の電源ユニットの制御を行う。
【００３３】
Ｎ＋１冗長構成とは、全ての電源ユニットの出力電力の合計は必要な電力より電源ユニット１台分多く、各電源ユニットは電流の逆流防止のダイオードを介して負荷に対して並列接続されている構成のことを指す。図１の電源ユニットの数は３台であるが、これは一例であり、３台に限られるものではない。
【００３４】
電源制御手段１１は、電圧制御線２１〜２３を介して、それぞれの電圧制御線に接続されている電源ユニットに対して、個別に出力電圧を設定する信号を送信することで、電源ユニットの出力電圧の制御を行う。
【００３５】
電源ユニットは、出力電圧を設定する信号を受信すると、該受信した信号に従って出力電圧を決定する。
【００３６】
電源ユニットにはファンが含まれ、該ファンは、該ファンが含まれる電源ユニットの出力電力が低下し、該電源ユニットが自然空冷で動作することが可能になると、回転を停止するものとする。
【００３７】
自然空冷での動作が可能かどうかの判定は、出力電力が所定の値以下であるか否か、電源ユニットに取り付けられた温度計により計測された温度が所定の値以下であるか否かなど、周知の方法で行う。
【００３８】
また、ファンはファンが含まれる電源ユニットが自然空冷で動作可能である場合に停止するものであればよく、その回転速度は、所定の測定値等に所定の範囲で比例するものであってもよく、所定の測定値等が閾値を超えるか否かによって所定の速度で回転するか停止するかが決定されるものであってもよい。
【００３９】
また、ファンは停止せずに回転速度を減少させるものであってもよい。ファンが停止せず、回転速度を減少させるものである場合は、以下の説明におけるファンを停止させるという記述は、ファンの回転速度を最低速度まで減少させると読み替えるものとする。
【００４０】
次に本実施形態における電源制御装置の動作について図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
図２は電源制御装置１の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
電源制御装置１は、ユーザの操作により動作を開始すると（ステップＡ１）、電源制御手段１１により、まず全ての電源ユニットの出力電力が均等になるように各電源ユニットを制御し（ステップＡ２）、次に各電源ユニットが正常に動作していることを確認する（ステップＡ３）。
【００４３】
故障している電源ユニットが存在する場合は（ステップＡ４、Ｎ）、電源制御装置１は正常に動作している各電源ユニットの出力電力が均等になるよう、電源制御手段１１により、該正常な電源ユニットの出力電圧を制御する（ステップＡ８）。
【００４４】
一方、全ての電源ユニットが正常に動作していることが確認されると（ステップＡ４、Ｙ）、電源制御装置１は、所定の方法で１台の電源ユニットを選択し（ステップＡ５）、該選択した電源ユニットに対して、電源制御手段１１により出力電圧を低下させる信号を送信する（ステップＡ６）。
【００４５】
出力電圧を低下させる信号を受け取った電源ユニットは、自らの出力電圧を低下させる。各電源ユニットは並列に接続されているので、１台の電源ユニットの出力電圧が低下し始めると、出力電圧が低下した電源ユニットからの電力供給は減少し、減少分の電力は他の電源ユニットから供給が行われるようになる。
【００４６】
電源ユニットはＮ＋１冗長構成になっているので、冗長な１台の電源ユニットからの電力供給が停止しても、他の電源ユニットによって電力供給が可能である。出力電圧が低下し供給電力が減少した電源ユニットは、自然空冷での動作が可能な状態になると自身に含まれるファンを停止する（ステップＡ７）。
【００４７】
出力電圧が低下した電源ユニットからの電力供給は、該電源ユニットに含まれるファンの回転が停止するのであれば、減少したまま継続してもよいし、停止してもよい。電源制御手段１１は、電源ユニット出力電圧を低下させるのではなく、電源ユニットの動作を停止させてよい。
【００４８】
以上、本実施の形態には、Ｎ＋１冗長構成で並列接続された電源ユニットにおいて、冗長分の１台の電源ユニットのファンを駆動する電力を削減できるという効果がある。また、電源ユニット１台分のファンを停止することによる騒音を削減できるという効果もある。
【００４９】
その理由は、冗長分の１台の電源ユニットの電圧を低下させることで、該電源ユニットの出力電圧が低下して自然空冷での動作が可能になり、ファンが停止するからである。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る電源システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
図３は本発明の第２の実施形態に係る電源システムの構成を示す図である。
【００５２】
図３を参照すると、本実施形態における電源システムは、電源制御装置１と、複数の電源ユニット３Ａ〜３Ｃと、電圧制御線２１〜２３と、電力測定値送信線４１〜４３とを含む。本実施形態の全ての電源ユニットは、電流逆流防止用のダイオードを介して、負荷に対して並列に接続されている。
【００５３】
電源制御装置１と電源ユニット３Ａ〜３Ｃとは、それぞれ電圧制御線２１〜２３を介して、電源制御装置１が、電源ユニット３Ａ〜３Ｃの出力電圧を設定可能なように接続されている。
【００５４】
電源制御装置１と電源ユニット３Ａ〜３Ｃとは、さらに、電力測定値送信線４１〜４３を介して、電源制御装置１が電源ユニット３Ａ〜３Ｃの出力電力の測定値を読み取り可能なように接続されている。
【００５５】
なお、本実施の形態では電源ユニットの台数は３台の例を示しているが、３台に限られるものではなく、負荷が必要とする電力をまかなえる電源ユニットの台数に１を加えた台数であればよい。また、電圧制御線２１と電力測定値送信線４１とは同じ線を共有するようにしてもよい。電圧制御線２２と電力測定値送信線４２、および、電圧制御線２３と電力測定値送信線４３についても同様に、それぞれ、同じ線を共有するようにしてもよい。
【００５６】
図４は本実施形態における電源ユニット３Ａの構成を示す図である。なお、他の電源ユニット３Ｂおよび３Ｃも同様の構成を有する。
【００５７】
図４を参照すると、電源ユニットは出力電圧調整手段３１と、出力電力測定手段３２と、ファン３３と、ファン制御手段３４とを含む。
【００５８】
出力電圧調整手段３１は、電源制御装置１によって送信された出力電圧の設定値を受信し、自電源ユニットの出力電圧が受信した設定値になるように、出力電圧を調整する。出力電力測定手段３２は自電源ユニットの出力電力の測定を行い、測定した結果の測定値を電力測定値送信手段４１を介して電源制御装置１に対して送信する。
【００５９】
ファン制御手段３４は、自身が含まれる電源ユニットの出力電力が低下し、自然空冷で動作可能な状態になると、回転を停止するようにファン３３を制御する。
【００６０】
自然空冷で動作可能かどうかの判断は、例えば、温度計を取り付けて計測された温度や、出力電力測定手段３２により測定された出力電力が、それぞれ所定の値を超えているか否かによって行うなど、公知の任意の方法で行うことが可能である。
【００６１】
図５は本実施形態における電源制御装置１の構成を示す図である。
【００６２】
図５を参照すると、電源制御装置１は、電源制御手段１１と、電力測定値受信手段１２と、故障検出手段１３とを含む。電源制御手段１１は、所定の方法で電源ユニットの出力電圧を決定し、電圧制御線２１〜２３を介して各電源ユニットの出力電圧調整手段３１に対して出力電圧の設定値を送信し、各電源ユニットの出力電圧を設定する。
【００６３】
電力測定値受信手段１２は、電力測定値送信線４１〜４３を介して、各電源ユニットから出力電力の測定値を受け取る。故障検出手段１３は、電力測定値受信手段１２が受信した電力測定値と電源制御手段１１が設定した出力電圧とを基に、各電源ユニットの故障を検出する。
【００６４】
一般に、電源ユニットや関係する回路にはばらつきがあり、全ての電源ユニットの出力電圧を同じに設定したとしても、実際の出力電圧が同じになるとは限らない。そこで、電源制御手段１１が各電源ユニットの出力電力が均等になるような制御は、例えば、電力測定値受信手段１２によって得られる電力の測定値が均等になるように、各電源ユニットの出力電圧を個別に微調整して設定するなどの方法で行う。
【００６５】
全ての電源ユニットが故障せず正常に動作している場合は、出力電力測定手段３２によって測定される各電源ユニットの出力電力は、おおむね等しいものとなっているはずである。
【００６６】
電源ユニットが故障した場合、故障した電源ユニットからの電力の供給が正常時より減少する、あるいは電力の供給が行われないといったことが起きる。このような場合に、該故障した電源ユニットに含まれる出力電力測定手段によって得られる出力電力の測定値は、小さなものとなるはずである。
【００６７】
従って、電源制御手段による出力電圧の低下の制御が行われていないのに出力電力の減少が発生している場合に、電源ユニットに故障が発生したとみなすことで、故障の検出を行うことができる。
【００６８】
故障検出手段１３における故障の検出は、例えば、各電源ユニットの出力電圧が均等になるように各電源ユニットの出力電圧の設定値の調整を行う時に、出力電圧の設定値を他の電源ユニットの設定値と同等あるいはより大きくしても、測定される電力の値が他の電源ユニットより小さい、あるいは供給される電力がゼロのまま変化しない場合を故障とするなど、公知の任意の方法で行うことが可能である。
【００６９】
電源ユニットおよび電源制御装置は、ハードウェア回路、または、プログラムにより制御されるコンピュータにより実現できる。
【００７０】
次に、本実施形態における電源システムの動作について図面を参照して詳細に説明する。
【００７１】
図６は本実施形態における電源システムの動作を示すフローチャートである。
【００７２】
図６を参照すると、ユーザによって電源を投入され電源システムが動作を開始すると（ステップＢ１）、電源制御装置１は、全ての電源ユニットの出力電力が均等になるように、電源制御手段１１により各電源ユニットの出力電圧を制御する（ステップＢ２）。次に、電源制御装置１は、各電源ユニットが正常に動作しているか確認を行う（ステップＢ３）。
【００７３】
全ての電源ユニットが正常に動作している場合（ステップＢ４、Ｙ）は、電源制御装置１は、所定の方法で１台の電源ユニットを選択し（ステップＢ５）、該選択した電源ユニットの出力電圧を低下させ（ステップＢ６）、他の電源ユニットの出力電力が均等になるように各電源ユニットの出力電圧を制御し（ステップＢ８）、該他の電源ユニットが故障していないか確認を行う（ステップＢ９）。
【００７４】
ステップＢ５で選択した１台の電源ユニットの出力電圧が低下すると、該電源ユニットからの電力の供給はなくなり、該電源ユニット内でのエネルギーの損失も少なくなる。熱として放出されるエネルギーが少なくなり、自然空冷による電源ユニットの動作が可能になると、該電源ユニットに含まれるファンは回転を中止する（ステップＢ７）。
【００７５】
故障している電源ユニットが１台存在する場合（ステップＢ４、Ｎ）、電源制御装置１は、正常な各電源ユニットの出力電力が均等になるよう各電源ユニットの出力電圧を制御する（ステップＢ１１）。
【００７６】
また、ステップＢ９での確認の結果、出力電圧が均等になるよう制御されている電源ユニットのいずれかに故障が検出されると（ステップＢ１０、Ｎ）、電源制御装置１は、電源制御手段１１により出力電圧を低下させていた電源ユニットの出力電圧を上昇させ、他の正常な電源ユニットと出力電力が均等になるように、故障した電源ユニット以外の各電源ユニットの出力電圧を制御する（ステップＢ１１）。
【００７７】
故障の検出は、上記のように、例えば、電源制御手段１１の制御によらない電源ユニットの出力電力の低下を検出するなど、公知の方法によって行うことが可能である。
【００７８】
以上、本実施の形態には、電源ユニット１台のファンを駆動する電力を削減できるという効果がある。また、電源ユニット１台のファンが動作することによる騒音を削減できるという効果もある。
【００７９】
その理由は、冗長分の１台の電源ユニットの電圧を低下させることで、該電源ユニットの出力電圧が低下して自然空冷での動作が可能になり、ファンが停止するからである。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施形態に係る電源システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００８１】
本発明の第３の実施形態に係る電源システムの構成は、図３に示す第２の実施形態と同じである。また、電源ユニット３Ａ〜３Ｃの構成は、図４に示す電源ユニットの構成と同じであり、電源制御装置１の構成は、図５に示す電源制御装置の構成と同じである。
【００８２】
次に、本実施形態の電源システムの動作について、図面を参照して詳細に説明する。
【００８３】
図７は本実施形態の電源システムの動作を示すフローチャートである。ここでは第２の実施形態に係る電源システムの動作との相違点を中心に説明する。
【００８４】
本実施形態の電源システムは、ユーザの操作により動作を開始すると（ステップＣ１）、電源制御装置１が、まず全ての電源ユニットの出力電力が均等になるよう、電源制御手段により各電源ユニットの出力電圧の制御を行う（ステップＣ２）。
【００８５】
次に、各電源ユニットが正常に動作しているか確認を行い（ステップＣ３）、全ての電源ユニットが正常に動作している場合は（ステップＣ４、Ｙ）、所定の手段で選択した（ステップＣ５）１台の電源ユニットの出力電圧を低下させる（ステップＣ６）。
【００８６】
出力電圧が低下し、出力電力が低下した電源ユニットに含まれるファンは停止する（ステップＣ７）。
【００８７】
電源制御装置は、他の電源ユニットの出力電流が均一になるよう制御を行い（ステップＣ８）、該電源ユニットが全て正常に動作しているか確認を行う（ステップＣ９）。
【００８８】
前記選択した１台の電源ユニットの出力電圧を低下させて一定時間経過後（ステップＣ１２、Ｙ）、該出力電圧を低下させていた電源ユニットの出力電圧を上昇させ（、他の電源ユニットと出力電力が均等になるように各電源ユニットの出力電圧を制御する（ステップＣ１３）。
【００８９】
次に電圧を低下させる電源ユニットを所定の方法で１台選択し（ステップＣ１４）、出力電圧を低下させて自然空冷で動作する状態にする（ステップＣ６）。該出力電圧が低下した電源ユニットに含まれるファンは停止する（ステップＣ７）。更に、電源制御装置１は、他の電源ユニットの出力電力が均等になるよう制御する（ステップＣ８）。
【００９０】
以上のように、電源制御手段１は、上記の出力電圧を低下させる電源ユニットを切り替える動作を、一定時間毎に繰り返す。ステップＣ１４における次に出力電圧を低下させる電源ユニットの選択は、例えば、各電源ユニットの出力電圧が低下している時間が全ての電源ユニットで均等になるよう、予め定めた順番に選択するような方法などで行う。
【００９１】
以上、本実施の形態には、冗長分の１台の電源ユニットのファンを駆動する電力を削減できるという効果がある。また、電源ユニット１台分のファンを停止することによる騒音を削減できるという効果もある。
【００９２】
その理由は、冗長分の１台の電源ユニットの電圧を低下させることで、該電源ユニットの出力電圧が低下して自然空冷での動作が可能になり、ファンが停止するからである。
【００９３】
さらに、本実施の形態には、電源ユニットの劣化を均等にできるという効果がある。
【００９４】
その理由は、全ての電源ユニットにおいて、電力供給を行っている時間を均等にするからである。
【００９５】
次に、本発明の第４の実施形態に係る電源システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００９６】
図８は本発明の第４の実施形態の構成を示す図である。電源ユニット３Ａ〜３Ｄの構成は、図４に示す電源ユニットの構成と同じであり、電源制御装置１の構成は、図５に示す電源制御装置の構成と同じである。以下、本発明の電源システムの第２の実施形態との相違点中心に説明する。
【００９７】
図８を参照すると、本実施形態に係る電源システムは、電源制御装置１と、電源ユニット３Ａ〜３Ｄと、電圧制御線２１〜２４と、電力測定値送信線４１〜４４とを含む。
【００９８】
本実施形態では、電源ユニットは４台であり、これら電源ユニットの出力電力の合計は、必要な電力より電源ユニット２台分多いものとする。ここでは、一例として、電源ユニットの台数は４台、冗長な台数はその内の２台としたが、これらの台数に限定されるものではない。
【００９９】
本実施形態と第２の実施形態との相違点は、電源ユニットの必要な台数に対して冗長な台数が、第２の実施形態では１台であるのに対し、本実施形態では複数台である点である。
【０１００】
本実施形態における電源制御装置１と電源ユニット３Ａ〜３Ｄとは、それぞれ電圧制御線２１〜２４および電力測定値送信線４１〜４４で接続されている。本実施形態において、全ての電源ユニットは、第２の実施形態と同様に、電流の逆流防止のためのダイオードを介して負荷に対して並列に接続されている。
【０１０１】
次に、本実施形態に係る電源システムの動作について、図面を参照して詳細に説明する。
【０１０２】
図９は本実施形態の電源システムの動作を示すフローチャートである。
【０１０３】
図９を参照すると、ユーザによって電源を投入され電源システムが動作を開始すると（ステップＤ１）、電源制御装置１は、全ての電源ユニットの出力電力が均等になるように、電源制御手段１１により各電源ユニットの出力電圧を制御する（ステップＤ２）。
【０１０４】
次に、各電源ユニットが正常に動作しているか確認を行い、故障している電源ユニットが存在するなら故障台数の確認を行う（ステップＤ３）。電源制御装置１は、電源ユニットの故障台数と必要な電力から、所定の方法により出力電圧を低下させる電源ユニットの台数を決定する（ステップＤ４）。
【０１０５】
電源制御装置１は、決定した台数の電源ユニットを所定の方法で選択し、該選択した複数台の電源ユニットの出力電圧を低下させる（ステップＤ５）。出力電圧が低下し出力電力が減少して自然空冷での動作が可能になった電源ユニットに含まれるファンは、動作を停止する（ステップＤ６）。
【０１０６】
なお、出力電圧を低下させずに動作する電源ユニットの台数は、負荷に対して最低限必要な台数にしてもよいし、電源ユニットにおいて熱として失われるエネルギーの割合が最も小さくなるような、負荷に対して電源ユニットが最も効率よく動作する台数にしてもよい。
【０１０７】
電源制御装置１は、出力電圧を低下させた電源ユニット以外の電源ユニットの出力電圧が均等になるように、電源制御手段１１により該電源ユニットの出力電力制御する（ステップＤ７）。電源制御装置１は、故障検出手段１３により、出力電力が均等になるよう制御している電源が正常であるか確認し（ステップＤ８）、全て正常であるなら（ステップＤ９、Ｙ）、各電源ユニットの出力電力を均等に保つ（ステップＤ７）。
【０１０８】
ステップＤ９で故障が検出された場合は（ステップＤ９、Ｎ）、電源制御装置１は、出力電圧を低下させている電源ユニットから故障が検出された電源ユニットの台数だけ選択し、該選択した電源ユニットの出力電圧を上昇させ（ステップＤ１０）、他の電源ユニットと出力電力が均等になるよう制御する（ステップＤ７）。
【０１０９】
以上、本実施の形態には、冗長分の複数の電源ユニットのファンを駆動する電力を削減できるという効果がある。また、電源ユニット複数台分のファンを停止することによる騒音を削減できるという効果がある。
【０１１０】
その理由は、冗長な複数の電源ユニットの電圧を低下させることで、該電源ユニットの出力電圧が低下して自然空冷での動作が可能になり、ファンが停止するからである。
【０１１１】
次に、第５の実施形態に係る電源システムについて、図面を参照して説明する。
【０１１２】
第５の実施形態に係る電源システムの構成は、図８に示す第４の実施形態に係る電源システムの構成と同じである。また、電源ユニット３Ａ〜３Ｄの構成は、図４に示す電源ユニットの構成と同じであり、電源制御装置１の構成は、図５に示す電源制御装置の構成と同じである。
【０１１３】
次に、第５の実施形態に係る電源システムの動作について、図面を参照して詳細に説明する。
【０１１４】
図１０は第５の実施形態に係る電源システムの動作を示すフローチャートである。ここでは、第３の実施形態に係る電源システムとの相違点を中心に説明する。
【０１１５】
図１０を参照すると、ユーザによって電源を投入され電源システムが動作を開始すると（ステップＥ１）、電源制御装置１は、全ての電源ユニットの出力電力が均等になるように、電源制御手段１１により各電源ユニットの出力電圧を制御する（ステップＥ２）。
【０１１６】
次に、各電源ユニットが正常に動作しているか確認を行い、故障している電源ユニットが存在するなら故障台数の確認を行う（ステップＥ３）。電源制御装置１は、電源ユニットの故障台数と必要な電力から所定の方法により出力電圧を低下させる電源ユニットの台数を決定する（ステップＥ４）。
【０１１７】
電源制御装置１は、決定した台数の電源ユニットを所定の方法で選択し、該選択した複数台の電源ユニットの出力電圧を低下させる（ステップＥ５）。出力電圧が低下し出力電力が減少して自然空冷での動作が可能になった電源ユニットに含まれるファンは、動作を停止する（ステップＥ６）。
【０１１８】
電源制御装置１は、電源制御手段１１により、出力電圧を低下させた電源ユニット以外の電源ユニットの出力電圧を制御し、該電源ユニットの出力電力が均等になるようにする（ステップＥ７）。
【０１１９】
電源制御装置１は、故障検出手段１３により、出力電力が均等になるよう制御している電源が正常であるか確認し（ステップＥ８）、全て正常であるなら（ステップＥ９、Ｙ）、各電源ユニットの出力電力を均等に保つ。
【０１２０】
ステップＥ９で故障が検出された場合は（ステップＥ９、Ｎ）、電源制御装置１は、出力電圧を低下させている電源ユニットから故障が検出された電源ユニットの台数だけ選択し、該選択した電源ユニットの出力電圧を上昇させ（ステップＥ１０）、他の電源ユニットと出力電力が均等になるよう制御する。
【０１２１】
電源ユニットの出力電圧を低下させて一定時間が経過すると（ステップＥ１１、Ｙ）、電源制御装置１は、該電源ユニットの電圧を上昇させ、他の電源ユニットと出力電力が均等になるよう各電源ユニットの出力電圧を制御する（ステップＥ１２）。
【０１２２】
電源制御装置１は、所定の方法で、次に出力電圧を低下させる電源ユニットを、ステップＥ１１で電圧を上昇させた電源ユニットと同じ台数だけ選択し（ステップＥ１３）、該選択した電源ユニットの出力電圧を降下させ（ステップＥ５）、自然空冷で動作する状態にする。出力電圧が低下し自然空冷で動作する状態になった電源ユニットに含まれるファンは停止する。
【０１２３】
ステップＥ１２における電源ユニットの選択方法は、例えば、全ての電源ユニットから順番に選択するなど、各電源ユニットで出力電圧が低下している時間が偏らないような方法とする。
【０１２４】
ステップＥ１１、ステップＥ１２、ステップＥ５の出力電圧を低下させる電源ユニットの切り替えは、出力電圧が低下させている複数台に対して同時に行ってもいいし、時間をずらして１台ずつ行ってもよい。
【０１２５】
以上、本実施の形態には、冗長分の複数の電源ユニットのファンを駆動する電力を削減できるという効果がある。また、電源ユニット複数台分のファンを停止することによる騒音を削減できるという効果がある。
【０１２６】
その理由は、冗長な複数の電源ユニットの電圧を低下させることで、該電源ユニットの出力電圧が低下して自然空冷での動作が可能になり、ファンが停止するからである。
【０１２７】
さらに、本実施の形態には、電源ユニットの劣化を均等にできるという効果がある。
【０１２８】
その理由は、出力電圧が低下している時間を全ての電源ユニットで均等にするからである。
【符号の説明】
【０１２９】
１  電源制御装置
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  電源ユニット
１１  電源制御手段
１２  電力測定値受信手段
１３  故障検出手段
２１、２２、２３、２４  電圧制御線
３１  出力電圧調整手段
３２  出力電力測定手段
３３  ファン
３４  ファン制御手段
４１、４２、４３、４４  電力測定値送信線
【図１】
2011030367.tif 000003
【図２】
2011030367.tif 000004
【図３】
2011030367.tif 000005
【図４】
2011030367.tif 000006
【図５】
2011030367.tif 000007
【図６】
2011030367.tif 000008
【図７】
2011030367.tif 000009
【図８】
2011030367.tif 000010
【図９】
2011030367.tif 000011
【図１０】
2011030367.tif 000012