(57)【要約】【課題】変換効率を上げる最適な中間電圧を調整・決定することが可能になる。【解決手段】制御部１ａは、装置２ａの第１の期間における中間電圧を第１の電圧に設定し、中間電圧を第１の電圧から第１の電圧とは異なる第２の電圧へ遷移させ、中間電圧の遷移期間のうち、遷移させた第２の電圧を第２の期間において第１の電圧に戻す。また、制御部１ａは、装置２ａから第１の期間において第１の電圧が出力しているときの装置２ａの第１の入力電力を検出し、装置２ａから第２の期間において第１の電圧が出力しているときの装置２ａの第２の入力電力を検出する。そして、制御部１ａは、第１、第２の入力電力の差分にもとづいて、装置２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎの出力電力の変化を監視する。記憶部１ｂは、中間電圧を遷移させた際の中間電圧データや検出された入力電力に関するデータ等を記憶する。【選択図】図１
2019146430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の装置と、前記第１の装置が出力する中間電圧を入力とする１または複数の第２の装置とを含む装置群に対して、前記中間電圧の制御を行う電圧制御プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記第１の装置の第１の期間における前記中間電圧を第１の電圧に設定し、
前記中間電圧を前記第１の電圧から前記第１の電圧とは異なる第２の電圧へ遷移させ、
第２の期間における前記第２の電圧を前記第１の電圧に戻し、
前記第１の装置から前記第１の期間において前記第１の電圧が出力しているときの前記第１の装置の第１の入力電力を検出し、
前記第１の装置から前記第２の期間において前記第１の電圧が出力しているときの前記第１の装置の第２の入力電力を検出し、
前記第１の入力電力と、前記第２の入力電力との差分にもとづいて、前記第２の装置の出力電力の変化を監視する、
処理を実行させる電圧制御プログラム。
【請求項２】
前記処理は、
前記第１の装置から前記第２の電圧が出力しているときの前記第１の装置の第３の入力電力を検出し、
前記差分が閾値以下の場合は前記第２の装置の出力電力の変化は許容可能として、前記第１の入力電力および前記第３の入力電力のうちから最小入力電力を検出し、
前記最小入力電力が前記第１の装置に印加されるときの前記中間電圧を前記第１の装置に設定する請求項１記載の電圧制御プログラム。
【請求項３】
前記処理は、前記第２の電圧を異なる複数の電圧レベルに遷移させる請求項１記載の電圧制御プログラム。
【請求項４】
前記処理は、前記第１の電圧から１の前記第２の電圧への遷移後に前記第１の電圧に戻す遷移を繰り返す請求項１記載の電圧制御プログラム。
【請求項５】
前記処理は、前記第１の電圧から複数の前記第２の電圧への遷移後に前記第１の電圧に戻す遷移を繰り返す請求項１記載の電圧制御プログラム。
【請求項６】
前記第１の装置はバスコンバータであり、前記第２の装置は前記第１の装置にバス接続されて負荷を駆動する負荷駆動コンバータであって、
前記処理は、
前記バスコンバータの前記第１の期間における前記中間電圧を前記第１の電圧に設定し、
前記中間電圧を前記第１の電圧から前記第１の電圧とは異なる前記第２の電圧へ遷移させ、
前記第２の期間における前記第２の電圧を前記第１の電圧に戻し、
前記バスコンバータから前記第１の期間において前記第１の電圧が出力しているときの前記バスコンバータの第１の入力電力を検出し、
前記バスコンバータから前記第２の期間において前記第１の電圧が出力しているときの前記バスコンバータの第２の入力電力を検出し、
前記第１の入力電力と、前記第２の入力電力との差分にもとづいて、前記負荷駆動コンバータの出力電力の変化を監視する、
請求項１記載の電圧制御プログラム。
【請求項７】
第１の装置と、前記第１の装置が出力する中間電圧を入力とする１または複数の第２の装置とを含む装置群に対して、前記中間電圧の制御を行う電圧制御方法において、
コンピュータが、
前記第１の装置の第１の期間における前記中間電圧を第１の電圧に設定し、
前記中間電圧を前記第１の電圧から前記第１の電圧とは異なる第２の電圧へ遷移させ、
第２の期間における前記第２の電圧を前記第１の電圧に戻し、
前記第１の装置から前記第１の期間において前記第１の電圧が出力しているときの前記第１の装置の第１の入力電力を検出し、
前記第１の装置から前記第２の期間において前記第１の電圧が出力しているときの前記第１の装置の第２の入力電力を検出し、
前記第１の入力電力と、前記第２の入力電力との差分にもとづいて、前記第２の装置の出力電力の変化を監視する、
電圧制御方法。
【請求項８】
第１の装置と、前記第１の装置が出力する中間電圧を入力とする１または複数の第２の装置とを含む装置群に対して、前記中間電圧の制御を行う電圧制御装置において、
前記第１の装置の第１の期間における前記中間電圧を第１の電圧に設定し、前記中間電圧を前記第１の電圧から前記第１の電圧とは異なる第２の電圧へ遷移させ、第２の期間における前記第２の電圧を前記第１の電圧に戻し、前記第１の装置から前記第１の期間において前記第１の電圧が出力しているときの前記第１の装置の第１の入力電力を検出し、前記第１の装置から前記第２の期間において前記第１の電圧が出力しているときの前記第１の装置の第２の入力電力を検出し、前記第１の入力電力と、前記第２の入力電力との差分にもとづいて、前記第２の装置の出力電力の変化を監視する制御部、
を有する電圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御プログラム、電圧制御方法および電圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の消費電力は年々増大し大電力化しており、省電力化の要求が高まっている。このような要求を満たすため、近年の電源システムは、１出力の電源ですべての負荷に給電を行う集中給電方式から、負荷毎に配置された複数の電源から各負荷に給電を行う分散給電方式へと移行している。
【０００３】
分散給電方式では、例えば、１台の絶縁型コンバータ（バスコンバータ）で入力電圧を中間バス電圧に変換し、複数の非絶縁型コンバータ（ＰＯＬ：Point Of Load）が、中間バス電圧を所定レベルの電圧に変換して負荷に供給する。
【０００４】
一方、電圧変換時には電力損失が発生する。システムの低消費電力化を図るには、電力損失を低減することが重要であり、バスコンバータおよびＰＯＬの電力変換効率（以下、変換効率）を向上させることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１９２５４９号公報
【特許文献２】特開２００８−１４８４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
バスコンバータの入力電力の大きさは、バスコンバータおよびＰＯＬの電力損失に比例する。このため、該入力電力が最小となるように調整した中間バス電圧をバスコンバータから出力させることで、バスコンバータおよびＰＯＬの変換効率を向上させることができる。
【０００７】
この場合、ＰＯＬの出力電力が一定となる条件下では、バスコンバータの入力電力が最小となる中間バス電圧を検出することができる。これに対し、ＰＯＬの出力電力が一定でない条件下では、ＰＯＬの出力電力の低下に追随してバスコンバータの入力電力も低下する。この場合、出力電力の変化に追随して低下した入力電力を最小とみなして、このときの中間バス電圧を、変換効率を向上させる値として誤検出してしまう可能性がある。
【０００８】
このような誤検出を防止するためには、例えば、ＰＯＬの出力電力を測定するモニタ回路を設け、モニタ回路を通じて出力電力の変化を監視することが考えられる。しかし、複数のＰＯＬそれぞれにモニタ回路を設けることになるので回路規模が増大し、また追加したモニタ回路によって新たな電力損失が生じてしまう。
【０００９】
１つの側面では、本発明は、出力電力のモニタ回路を設けずに、変換効率を上げる最適な中間電圧を調整・決定することを可能にした電圧制御プログラム、電圧制御方法および電圧制御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】
【００１０】
上記課題を解決するために、第１の装置と、第１の装置が出力する中間電圧を入力とする１または複数の第２の装置とを含む装置群に対して、中間電圧の制御を行う電圧制御プログラムが提供される。この電圧制御プログラムは、コンピュータに、第１の装置の第１の期間における中間電圧を第１の電圧に設定し、中間電圧を第１の電圧から第１の電圧とは異なる第２の電圧へ遷移させ、第２の期間における第２の電圧を第１の電圧に戻し、第１の装置から第１の期間において第１の電圧が出力しているときの第１の装置の第１の入力電力を検出し、第１の装置から第２の期間において第１の電圧が出力しているときの第１の装置の第２の入力電力を検出し、第１の入力電力と、第２の入力電力との差分にもとづいて、第２の装置の出力電力の変化を監視する処理を実行させる。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、コンピュータが上記電圧制御プログラムと同様の制御を行う電圧制御方法が提供される。
さらに、上記課題を解決するために、上記電圧制御プログラムを実行する電圧制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
１側面によれば、変換効率を上げる最適な中間電圧を調整・決定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電圧制御装置の構成の一例を示す図である。
【図２】分散給電方式の電源システムの構成の一例を示す図である。
【図３】ＰＯＬの出力電力を一定とした場合の中間バス電圧の探索動作の一例を示す図である。
【図４】ＰＯＬの出力電力が変化する場合の中間バス電圧の探索動作の一例を示す図である。
【図５】電源システムの構成の一例を示す図である。
【図６】入力電力モニタおよび電圧制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。
【図７】電圧制御部の機能ブロックの一例を示す図である。
【図８】電圧制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図９】中間バス電圧の最適値の決定動作を説明するための図である。
【図１０】中間バス電圧の最適値の決定動作のフローチャートを示す図である。
【図１１】中間バス電圧の最適値の決定動作の変形例を説明するための図である。
【図１２】中間バス電圧の最適値の決定動作の変形例を説明するための図である。
【図１３】ＰＯＬおよびバスコンバータの変換効率を示す図である。
【図１４】中間バス電圧と消費電力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態について図１を用いて説明する。図１は電圧制御装置の構成の一例を示す図である。電圧制御装置１は、装置群２に接続される。装置群２は、装置２ａ（第１の装置）と、装置２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎ（第２の装置）とを含む。装置２ａは、中間電圧を出力し、装置２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎは中間電圧を入力とする。電圧制御装置１は、制御部１ａと記憶部１ｂを有し、装置２ａと、装置２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎとを接続するライン（バス）にかかる中間電圧の制御を行う。
【００１５】
制御部１ａは、装置２ａから出力される中間電圧を第１の期間において第１の電圧に設定し、また中間電圧を第１の電圧から第１の電圧とは異なる１または複数の第２の電圧へ遷移させる。制御部１ａは、中間電圧の遷移期間のうち、遷移させた第２の電圧を第２の期間において第１の電圧に戻す。
【００１６】
また、制御部１ａは、装置２ａから第１の期間において第１の電圧が出力しているときの装置２ａの第１の入力電力を検出し、さらに、装置２ａから第２の期間において第１の電圧が出力しているときの装置２ａの第２の入力電力を検出する。
【００１７】
そして、制御部１ａは、第１の入力電力と、第２の入力電力との差分にもとづいて、装置２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎの出力電力の変化を監視する。
記憶部１ｂは、制御部１ａが装置２ａの中間電圧を遷移させた際の中間電圧データや、制御部１ａによって検出された入力電力に関するデータ等を記憶する。また、記憶部１ｂは、電圧制御装置１の動作に関わる制御情報等を記憶する。
【００１８】
図１にもとづいて動作について説明する。グラフｇ１は、装置２ａが出力する中間電圧の遷移状態を示し、縦軸は中間電圧、横軸は時間である。グラフｇ２は、装置２ａの入力電力の遷移状態を示し、縦軸は入力電力、横軸は中間電圧である。
【００１９】
〔ステップＳ１〕制御部１ａは、基準中間電圧を中間電圧Ｖ（０）とし、期間Ｔ０において装置２ａから中間電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１ａは、装置２ａから中間電圧Ｖ（０）が出力しているときの装置２ａの入力電力Ｐ（０）を検出し、入力電力Ｐ（０）を記憶部１ｂに格納する。
【００２０】
〔ステップＳ２〕制御部１ａは、装置２ａの中間電圧を中間電圧Ｖ（０）から上昇させて中間電圧Ｖ（１）へスイープさせる。また、制御部１ａは、装置２ａから中間電圧Ｖ（１）が出力しているときの装置２ａの入力電力ＰＡ（１）を検出する。
【００２１】
〔ステップＳ３〕制御部１ａは、装置２ａの中間電圧を中間電圧Ｖ（１）から中間電圧Ｖ（０）へ戻して、期間Ｔ１において装置２ａから中間電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１ａは、中間電圧Ｖ（０）に戻したときの装置２ａの入力電力ＰＢ（１）を検出する。
【００２２】
〔ステップＳ４〕制御部１ａは、期間Ｔ０における入力電力Ｐ（０）と、期間Ｔ１における入力電力ＰＢ（１）とを比較し、入力電力Ｐ（０）と入力電力ＰＢ（１）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【００２３】
閾値以下の場合、制御部１ａは、装置２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎの出力電力の変化は許容範囲内と判定し、入力電力ＰＡ（１）を入力電力データＰ（１）として記憶部１ｂに格納する。
【００２４】
〔ステップＳ５〕制御部１ａは、装置２ａの中間電圧を中間電圧Ｖ（０）から上昇させて中間電圧Ｖ（２）へスイープさせる。また、制御部１ａは、装置２ａから中間電圧Ｖ（２）が出力しているときの装置２ａの入力電力ＰＡ（２）を検出する。
【００２５】
〔ステップＳ６〕制御部１ａは、装置２ａの中間電圧を中間電圧Ｖ（２）から中間電圧Ｖ（０）へ戻して、期間Ｔ２において装置２ａから中間電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１ａは、中間電圧Ｖ（０）に戻したときの装置２ａの入力電力ＰＢ（２）を検出する。
【００２６】
〔ステップＳ７〕制御部１ａは、期間Ｔ０における入力電力Ｐ（０）と、期間Ｔ２における入力電力ＰＢ（２）とを比較し、入力電力Ｐ（０）と入力電力ＰＢ（２）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【００２７】
閾値以下の場合、制御部１ａは、装置２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎの出力電力の変化は許容範囲内と判定し、入力電力ＰＡ（２）を入力電力データＰ（２）として記憶部１ｂに格納する。
【００２８】
〔ステップＳ８〕制御部１ａは、測定期間Ｔｍ内に取得した入力電力Ｐ（０）、Ｐ（１）、Ｐ（２）のうち、最小の入力電力Ｐ（１）を検出する。そして、制御部１ａは、入力電力Ｐ（１）のときの中間電圧Ｖ（１）を決定し、装置２ａの運用時に中間電圧Ｖ（１）が出力されるように装置２ａを制御する。
【００２９】
このように、電圧制御装置１は、装置２ａの中間電圧を遷移させ、基準中間電圧時の入力電力と、遷移期間中に基準中間電圧に戻した時の入力電力との差にもとづいて、装置２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎの出力電力の変化有無を装置２ａの入力電力の変化から監視する。これにより、電圧制御装置１は、出力電力のモニタ回路等が不要として、変換効率を向上させる最適な中間電圧を調整・決定することが可能になる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、電圧制御装置１を分散給電方式の電源システムに適用したものである。まず、一般的な分散給電方式の電源システムの構成について説明する。
【００３１】
図２は分散給電方式の電源システムの構成の一例を示す図である。電源システム３は、電源部３０および負荷部４０を備える。電源部３０は、バスコンバータ３１、および負荷駆動コンバータであるＰＯＬ３２ａ１、・・・、３２ａ４（総称する場合はＰＯＬ３２と表記）を含む。
【００３２】
また、負荷部４０には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、メモリ４２、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）４３およびＩ／Ｏ（入出力インタフェース）部４４等が含まれる。
【００３３】
バスコンバータ３１は、ＰＯＬ３２ａ１、・・・、３２ａ４にバス接続される。ＰＯＬ３２ａ１は、ＣＰＵ４１に接続され、ＰＯＬ３２ａ２は、メモリ４２に接続される。ＰＯＬ３２ａ３は、ＦＰＧＡ４３に接続され、ＰＯＬ３２ａ４は、Ｉ／Ｏ部４４に接続される。
【００３４】
なお、バスコンバータ３１と、ＰＯＬ３２ａ１、・・・、３２ａ４とを接続するバスは、中間バスと呼ばれ、中間バスにかかる電圧は中間バス電圧と呼ばれる。
バスコンバータ３１は、例えば、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、印加された入力電圧を、ＰＯＬ３２ａ１、・・・、３２ａ４の入力電圧（中間バス電圧）に変換する。
【００３５】
バスコンバータ３１は、絶縁型であるため、入力電圧が印加される１次側回路部と、入力電圧を変換して中間バス電圧を出力する２次側回路部とを有し、１次側回路部と２次側回路部とをトランスを用いて電気的に絶縁して磁気的に接続されている。
【００３６】
このため、バスコンバータ３１では、１次側または２次側の一方で電気的な短絡が生じた場合、その影響が他方へ伝わることを防止できる。例えば、１次側回路部に過電圧が生じた場合でも、２次側回路部に接続されている機器を保護できる。
【００３７】
ＰＯＬ３２ａ１、・・・、３２ａ４は、例えば、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータである。ＰＯＬ３２ａ１は、ＣＰＵ４１の近傍に配置され、中間バス電圧をＣＰＵ４１の動作に要求される出力電圧に変換する。ＰＯＬ３２ａ２は、メモリ４２の近傍に配置され、中間バス電圧をメモリ４２の動作に要求される出力電圧に変換する。
【００３８】
ＰＯＬ３２ａ３は、ＦＰＧＡ４３の近傍に配置され、中間バス電圧をＦＰＧＡ４３の動作に要求される出力電圧に変換する。ＰＯＬ３２ａ４は、Ｉ／Ｏ部４４の近傍に配置され、中間バス電圧をＩ／Ｏ部４４の動作に要求される出力電圧に変換する。
【００３９】
＜中間バス電圧の最適値探索＞
次に電源システム３における中間バス電圧の最適値探索について説明する。中間バス電圧の最適値とは、電源部３０の変換効率、すなわち、バスコンバータ３１およびＰＯＬ３２双方の変換効率を最大化する値である。
【００４０】
図３はＰＯＬの出力電力を一定とした場合の中間バス電圧の探索動作の一例を示す図である。縦軸には上から順に、電源部３０の変換効率、バスコンバータ３１の入力電力およびＰＯＬ３２の出力電力が示され、さらに中間バス電圧が示されている。横軸は時間である。
【００４１】
探索期間Ｔａは、電源部３０の変換効率を最大化するための中間バス電圧の最適値を探索する期間である。探索期間Ｔａでは、バスコンバータ３１から出力される中間バス電圧を８Ｖから１３Ｖまで１Ｖ単位でスイープさせる。なお、図３の例では、探索期間Ｔａを通して、ＰＯＬ３２の出力電力は１００Ｗ一定であるとする。
【００４２】
〔期間ｔ１〕中間バス電圧が８Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１６Ｗと測定されている。ＰＯＬ３２の出力電力は１００Ｗなので、このときの変換効率は８６％と算出される。なお、変換効率は、変換効率（％）＝（出力電力／入力電力）×１００で算出される。
【００４３】
〔期間ｔ２〕中間バス電圧が９Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１４Ｗと測定されている。ＰＯＬ３２の出力電力は１００Ｗなので、このときの変換効率は８８％と算出される。
【００４４】
〔期間ｔ３〕中間バス電圧が１０Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１２Ｗと測定されている。ＰＯＬ３２の出力電力は１００Ｗなので、このときの変換効率は８９％と算出される。
【００４５】
〔期間ｔ４〕中間バス電圧が１１Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１０Ｗと測定されている。ＰＯＬ３２の出力電力は１００Ｗなので、このときの変換効率は９１％と算出される。
【００４６】
〔期間ｔ５〕中間バス電圧が１２Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１１Ｗと測定されている。ＰＯＬ３２の出力電力は１００Ｗなので、このときの変換効率は９０％と算出される。
【００４７】
〔期間ｔ６〕中間バス電圧が１３Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１５Ｗと測定されている。ＰＯＬ３２の出力電力は１００Ｗなので、このときの変換効率は８７％と算出される。
【００４８】
ここで、バスコンバータ３１への入力電力は、ＰＯＬ３２の出力電力と電源部３０の電力損失との合計となる。よって、入力電力が最小となる中間バス電圧をバスコンバータ３１から出力させることで、バスコンバータ３１とＰＯＬ３２を含む電源部３０の変換効率を最大化することができる。
【００４９】
すなわち、バスコンバータ３１の入力電力が最小となる中間バス電圧が最適値となり、この最適値となるように中間バス電圧をバスコンバータ３１に設定して運用することで、低消費電力化が実現できる。
【００５０】
図３の例において、入力電力の最小値１１０Ｗのときの変換効率が９１％と最も高くなっている。よって、入力電力が１１０Ｗと測定されたときの中間バス電圧＝１１Ｖが最適値として検出される。
【００５１】
探索期間Ｔａの終了後は、バスコンバータ３１の中間バス電圧が１１Ｖに設定されることで、電源部３０の変換効率が９１％となり、電源部３０の変換効率を最大化することができる。
【００５２】
図４はＰＯＬの出力電力が変化する場合の中間バス電圧の探索動作の一例を示す図である。縦軸には上から順に、電源部３０の変換効率、バスコンバータ３１の入力電力およびＰＯＬ３２の出力電力が示され、さらに中間バス電圧が示されている。横軸は時間である。
【００５３】
探索期間Ｔｂは、電源部３０の変換効率を最大化するための中間バス電圧の最適値を探索する期間である。また、探索期間Ｔｂでは、中間バス電圧を８Ｖから１３Ｖまで１Ｖ単位でスイープさせる。なお、図４の例では、探索期間Ｔｂ中の期間Ｔｂ１において、出力電力の変化が生じるものとする。
【００５４】
〔期間ｔ１１〕中間バス電圧が８Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１６Ｗ、ＰＯＬ３２の出力電力が１００Ｗと測定されている。このときの変換効率は８６％と算出される。
【００５５】
〔期間ｔ１２〕中間バス電圧が９Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１０５Ｗ、ＰＯＬ３２の出力電力は９２Ｗと測定されている。このときの変換効率は８８％と算出される。
【００５６】
〔期間ｔ１３〕中間バス電圧が１０Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１０６Ｗ、ＰＯＬ３２の出力電力が９５Ｗと測定されている。このときの変換効率は８９％と算出される。
【００５７】
〔期間ｔ１４〕中間バス電圧が１１Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１０Ｗ、ＰＯＬ３２の出力電力が１００Ｗと測定されている。このときの変換効率は９１％と算出される。
【００５８】
〔期間ｔ１５〕中間バス電圧が１２Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１１Ｗ、ＰＯＬ３２の出力電力が１００Ｗと測定されている。このときの変換効率は９０％と算出される。
【００５９】
〔期間ｔ１６〕中間バス電圧が１３Ｖのとき、バスコンバータ３１の入力電力が１１５Ｗ、ＰＯＬ３２の出力電力が１００Ｗと測定されている。このときの変換効率は８７％と算出される。
【００６０】
探索期間Ｔｂでは、ＰＯＬ３２の出力電力が変化する期間Ｔｂ１を含んでいる。期間Ｔｂ１で出力電力が低下した場合、出力電力の低下に追随して低下した入力電力を最小として、このときの中間バス電圧を最適値と誤検出する可能性がある。
【００６１】
図４の例では、ＰＯＬ３２の出力電力が９２Ｗになったときのバスコンバータ３１の入力電力が最小（１０５Ｗ）となるので、このときの中間バス電圧として９Ｖが最適値と検出される。しかし、中間バス電圧＝９Ｖのときの変換効率は８８％であり、探索期間Ｔｂのうち、最も高い９１％の変換効率が存在している。
【００６２】
本来は、９１％の変換効率となる中間バス電圧として１１Ｖが最適値として検出されるべきであるのに、ＰＯＬ３２の出力電力が変化することによって、正確な最適値検出ができなくなっている。このような誤検出が起きると、変換効率が最大となる中間バス電圧の設定ができなくなるので、電源部３０の変換効率の最大化が不可能になる。
【００６３】
一方、出力電力を測定するモニタ回路をＰＯＬ３２の後段に設けて出力電力の変化を監視し、監視結果に応じた最適値探索を行うことも考えられるが、モニタ回路の追加は回路規模を増大させ、またモニタ回路自身による電力損失が生じてしまう。
【００６４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、出力電力のモニタ回路を不要とし、入力電力の監視にもとづいて中間バス電圧の最適値を高精度に検出して、変換効率を上げる最適な中間バス電圧を調整・決定するものである。
【００６５】
＜システム構成＞
次に第２の実施の形態について以降詳しく説明する。図５は電源システムの構成の一例を示す図である。電源システム３ａは、電源部３０ａおよび負荷部４０を備える。電源部３０ａは、バスコンバータ３１、ＰＯＬ３２ａ１、・・・、３２ａ４、入力電力モニタ３３および電圧制御装置１０を含む。なお、入力電力モニタ３３および電圧制御装置１０以外の構成は図２と同じである。
【００６６】
入力電力モニタ３３は、バスコンバータ３１の入力電力を検出する。電圧制御装置１０は、図１に示した電圧制御装置１と同様の機能を有し、バスコンバータ３１から出力される中間バス電圧の最適値の検出、およびバスコンバータ３１への最適値設定に関する電圧制御を行う。
【００６７】
＜機能ブロック＞
図６は入力電力モニタおよび電圧制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。入力電力モニタ３３は、抵抗３３ａ、誤差アンプ３３ｂおよびＡＤＣ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）３３ｃ１、３３ｃ２を含む。
【００６８】
電圧制御装置１０は、電圧制御部１１と基準電圧設定部１２を含む。基準電圧設定部１２は、ＤＡＣ（ＤＣ／ＡＣコンバータ）１２ａと、電圧変化傾斜調整部１２ｂを含む。
電圧制御部１１は、中間バス電圧の最適値検出を行い、バスコンバータ３１から最適値の中間バス電圧を出力させるための指令を生成する。基準電圧設定部１２は、該指令にもとづいてバスコンバータ３１の基準電圧を変化させる。
【００６９】
ここで、抵抗３３ａの一端には、入力電圧が印加される。また、抵抗３３ａの該一端には誤差アンプ３３ｂの一方の入力端子と、ＡＤＣ３３ｃ２の入力端子が接続される。抵抗３３ａの他端は、バスコンバータ３１の入力端と、誤差アンプ３３ｂの他方の入力端子に接続される。
【００７０】
抵抗３３ａは、入力電圧が印加されたときの入力電流検出用の抵抗として機能する。誤差アンプ３３ｂは、抵抗３３ａの両端電圧を検出して、該入力電流を測定して測定結果を出力する。
【００７１】
ＡＤＣ３３ｃ１は、誤差アンプ３３ｂからの出力信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル化した入力電流信号を生成する。ＡＤＣ３３ｃ２は、入力電圧をＡ／Ｄ変換し、デジタル化した入力電圧信号を生成する。
【００７２】
電圧制御部１１は、入力電流信号と入力電圧信号を受信し、取得した入力電流と入力電圧の値をもとに、デジタル演算にて入力電力を算出する（入力電力＝入力電圧×入力電流）。
【００７３】
また、電圧制御部１１は、一定の電圧ステップで中間バス電圧の変更を繰り返す指令をバスコンバータ３１に送信して、中間バス電圧のスイープを行う（図９以降で後述）。さらに、電圧制御部１１は、入力電力が最小となるときの中間バス電圧の最適値を決定し、決定した中間バス電圧のデジタル信号を出力する。
【００７４】
ＤＡＣ１２ａは、電圧御部１１から出力されたデジタル信号をＤ／Ａ変換してアナログ信号に変換する。電圧変化傾斜調整部１２ｂは、ＤＡＣ１２ａから出力されたアナログ信号にもとづいて、電圧変化傾斜を調整してバスコンバータ３１に入力し、バスコンバータ３１の基準電圧を調整する（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御にてバス電圧の制御を行うことも可能）。
【００７５】
バスコンバータ３１は、バスコンバータ３１内部の基準電圧が変化することで、バスコンバータ３１の出力電圧（中間バス電圧）が変化するので、電圧制御装置１０では、バスコンバータ３１の基準電圧を変化させて中間バス電圧を変化させる。なお、基準電圧はアナログ電圧で制御できるため、ＤＡＣ１２ａにより電圧制御部１１のデジタル信号の指令をアナログ化している。
【００７６】
図７は電圧制御部の機能ブロックの一例を示す図である。電圧制御部１１は、制御部１１ａと記憶部１１ｂを備える。制御部１１ａは、図１の制御部１ａの機能を実現し、記憶部１１ｂは、図１の記憶部１ｂの機能を実現する。
【００７７】
制御部１１ａは、中間バス電圧スイープ制御部１１ａ１、入力電力検出部１１ａ２、比較判定部１１ａ３、継続判定部１１ａ４、終了判定部１１ａ５、中間バス電圧最適値検出部１１ａ６およびＤＡＣインタフェース部１１ａ７を含む。記憶部１１ｂは、入力電力検出値記憶部１１ｂ１、入力電力データ記憶部１１ｂ２および中間バス電圧記憶部１１ｂ３を含む。
【００７８】
中間バス電圧スイープ制御部１１ａ１は、バスコンバータ３１に中間バス電圧をスイープさせるための指令を生成する。この場合、中間バス電圧スイープ制御部１１ａ１は、入力電力モニタの開始電圧（基準中間電圧に相当）を中間バス電圧に設定し、中間バス電圧を所定タイミングで開始電圧に戻しながら段階的に上昇させるスイープ制御を行う。
【００７９】
入力電力検出部１１ａ２は、中間バス電圧がスイープされたときの入力電力を検出する。この場合、入力電力検出部１１ａ２は、ＡＤＣ３３ｃ１から出力された入力電流信号と、ＡＤＣ３３ｃ２から出力された入力電圧信号とを受信し、デジタル演算により入力電流と入力電圧の値をもとに入力電力を求める。
【００８０】
比較判定部１１ａ３は、開始電圧時に検出された入力電力と、中間バス電圧のスイープ中に中間バス電圧を開始電圧に戻したときに検出された入力電力とを比較して、ＰＯＬ３２の出力電力の状態変化の有無を判定する。
【００８１】
継続判定部１１ａ４は、比較判定部１１ａ３で対象となった入力電力比較を継続するか否かの判定を行う。例えば、継続判定部１１ａ４は、開始電圧時に検出された入力電力ａ１と、中間バス電圧を開始電圧に戻したときに検出された入力電力ａ２との比較が行われた場合、入力電力ａ１、ａ２との比較を継続して再度行うか否かを判定する。
【００８２】
終了判定部１１ａ５は、入力電力モニタの終了判定を行う。中間バス電圧最適値検出部１１ａ６は、入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納される入力電力データのうちから最小入力電力を検出する。
【００８３】
そして、中間バス電圧最適値検出部１１ａ６は、最小入力電力に対応する中間バス電圧を中間バス電圧記憶部１１ｂ３から取得し、取得した中間バス電圧をバスコンバータ３１に設定するための指令を生成する。
【００８４】
ＤＡＣインタフェース部１１ａ７は、中間バス電圧スイープ制御部１１ａ１からの指令、または中間バス電圧最適値検出部１１ａ６からの指令をＤＡＣ１２ａに送信する。これらの指令はデジタル指令なので、ＤＡＣ１２ａによってアナログ指令に変換される。
【００８５】
入力電力検出値記憶部１１ｂ１は、入力電力検出部１１ａ２で検出された入力電力を格納する。入力電力データ記憶部１１ｂ２は、比較判定部１１ａ３によって、ＰＯＬ３２の出力電力変化が許容範囲内と判定された際の入力電力を入力電力データとして格納する。中間バス電圧記憶部１１ｂ３は、入力電力検出値および入力電力データに対応する中間バス電圧を格納する。
【００８６】
＜ハードウェア＞
図８は電圧制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。電圧制御部１１は、プロセッサ１００によって装置全体が制御されている。プロセッサ１００は、制御部１１ａの機能を実行する。プロセッサ１００には、バス１０３を介して、メモリ１０１および複数の周辺機器が接続されている。プロセッサ１００は、マルチプロセッサであってもよい。
【００８７】
プロセッサ１００は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。またプロセッサ１００は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤのうちの２以上の要素の組み合わせであってもよい。
【００８８】
メモリ１０１は、記憶部１１ｂの機能を実行し、また電圧制御部１１の主記憶装置として使用される。メモリ１０１には、プロセッサ１００に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。メモリ１０１には、プロセッサ１００による処理に要する各種データが格納される。
【００８９】
また、メモリ１０１は、電圧制御部１１の補助記憶装置としても使用され、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。メモリ１０１は、補助記憶装置として、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）等の半導体記憶装置やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の磁気記録媒体を含んでもよい。
【００９０】
バス１０３に接続されている周辺機器としては、入出力インタフェース１０２およびネットワークインタフェース１０４がある。入出力インタフェース１０２は、ＡＤＣ３３ｃ１、３３ｃ２およびＤＡＣ１２ａに対するインタフェース制御を行う。
【００９１】
また、入出力インタフェース１０２には、プロセッサ１００からの命令にしたがって電圧制御装置１０の状態を表示する表示装置として機能するモニタ（例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等）が接続可能である。
【００９２】
さらに、入出力インタフェース１０２は、キーボードやマウス等の情報入力装置を接続可能であって、情報入力装置から送られてくる信号をプロセッサ１００に送信する。
さらにまた、入出力インタフェース１０２は、周辺機器を接続するための通信インタフェースとしても機能する。例えば、入出力インタフェース１０２は、レーザ光等を利用して、光ディスクに記録されたデータの読み取りを行う光学ドライブ装置を接続することができる。光ディスクには、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（Rewritable）等がある。
【００９３】
また、入出力インタフェース１０２は、メモリ装置やメモリリーダライタを接続することができる。メモリ装置は、入出力インタフェース１０２との通信機能を搭載した記録媒体である。メモリリーダライタは、メモリカードへのデータの書き込み、またはメモリカードからのデータの読み出しを行う装置である。メモリカードは、カード型の記録媒体である。
【００９４】
ネットワークインタフェース１０４は、電圧制御装置１０がネットワークと接続する際のネットワークとのインタフェース制御を行い、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）カード等が使用できる。ネットワークインタフェース１０４で受信されたデータは、メモリ１０１やプロセッサ１００に出力される。
【００９５】
以上のようなハードウェア構成によって、電圧制御部１１の処理機能を実現することができる。例えば、電圧制御部１１は、プロセッサ１００がそれぞれ所定のプログラムを実行することで本発明の中間バス電圧制御を行うことができる。
【００９６】
電圧制御部１１は、例えば、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、本発明の処理機能を実現する。電圧制御部１１に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。
【００９７】
例えば、電圧制御部１１に実行させるプログラムを補助記憶装置に格納しておくことができる。プロセッサ１００は、補助記憶装置内のプログラムの少なくとも一部を主記憶装置にロードし、プログラムを実行する。
【００９８】
また、光ディスク、メモリ装置、メモリカード等の可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、例えば、プロセッサ１００からの制御により、補助記憶装置にインストールされた後、実行可能となる。またプロセッサ１００が、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。
【００９９】
＜中間バス電圧の最適値の決定動作＞
図９は中間バス電圧の最適値の決定動作を説明するための図である。グラフｇ１１は、バスコンバータ３１から出力される中間バス電圧のスイープ状態を示し、縦軸は中間バス電圧、横軸は時間である。グラフｇ１２は、バスコンバータ３１の入力電力のスイープ状態を示し、縦軸は入力電力、横軸は中間バス電圧である。
【０１００】
〔ステップＳ１１〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において、開始電圧（初期値）として中間バス電圧Ｖ（０）をバスコンバータ３１に設定する。また、制御部１１ａは、期間Ｔ０における中間バス電圧Ｖ（０）のときの入力電力Ｐ（０）を検出し、入力電力Ｐ（０）を入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１０１】
〔ステップＳ１２ａ〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（０）を中間バス電圧Ｖ（１）へスイープさせて中間バス電圧Ｖ（１）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（１）が出力しているときの入力電力ＰＡ（１）を検出し、入力電力ＰＡ（１）を入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１０２】
〔ステップＳ１３ａ〕制御部１１ａは、期間Ｔ１において、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（１）から中間バス電圧Ｖ（０）へ戻して中間バス電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１１ａは、戻した中間バス電圧Ｖ（０）がバスコンバータ３１から出力しているときの入力電力ＰＢ（１）を検出し、入力電力ＰＢ（１）を入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１０３】
〔ステップＳ１４ａ〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において検出した入力電力Ｐ（０）と、期間Ｔ１において検出した入力電力ＰＢ（１）とを比較する。そして、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（０）と入力電力ＰＢ（１）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【０１０４】
閾値以下の場合、制御部１１ａは、ＰＯＬ３２の出力電力の変化は許容範囲内と判定して、入力電力ＰＡ（１）を入力電力データＰ（１）として入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１０５】
〔ステップＳ１２ｂ〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（０）を中間バス電圧Ｖ（２）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（２）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（２）が出力しているときの入力電力ＰＡ（２）を検出し、入力電力ＰＡ（２）を入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１０６】
〔ステップＳ１３ｂ〕制御部１１ａは、期間Ｔ２において、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（２）から中間バス電圧Ｖ（０）へ戻して中間バス電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１１ａは、戻した中間バス電圧Ｖ（０）がバスコンバータ３１から出力しているときの入力電力ＰＢ（２）を検出し、入力電力ＰＢ（２）を入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１０７】
〔ステップＳ１４ｂ〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において検出した入力電力Ｐ（０）と、期間Ｔ２において検出した入力電力ＰＢ（２）とを比較する。そして、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（０）と入力電力ＰＢ（２）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【０１０８】
閾値以下の場合、制御部１１ａは、ＰＯＬ３２の出力電力の変化は許容範囲内と判定して、入力電力ＰＡ（２）を入力電力データＰ（２）として入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１０９】
〔ステップＳ１２ｃ〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（０）を中間バス電圧Ｖ（３）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（３）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（３）が出力しているときの入力電力ＰＡ（３）を検出し、入力電力ＰＡ（３）を入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１１０】
〔ステップＳ１３ｃ〕制御部１１ａは、期間Ｔ３において、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（３）から中間バス電圧Ｖ（０）へ戻して中間バス電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１１ａは、戻した中間バス電圧Ｖ（０）がバスコンバータ３１から出力しているときの入力電力ＰＢ（３）を検出し、入力電力ＰＢ（３）を入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１１１】
〔ステップＳ１４ｃ〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において検出した入力電力Ｐ（０）と、期間Ｔ３において検出した入力電力ＰＢ（３）とを比較する。そして、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（０）と入力電力ＰＢ（３）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【０１１２】
閾値以下の場合、制御部１１ａは、ＰＯＬ３２の出力電力の変化は許容範囲内と判定して、入力電力ＰＡ（３）を入力電力データＰ（３）として入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１１３】
〔ステップＳ１２ｄ〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（０）を中間バス電圧Ｖ（４）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（４）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（４）が出力しているときの入力電力ＰＡ（４）を検出し、入力電力ＰＡ（４）を入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１１４】
〔ステップＳ１３ｄ〕制御部１１ａは、期間Ｔ４において、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（４）から中間バス電圧Ｖ（０）へ戻して中間バス電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１１ａは、戻した中間バス電圧Ｖ（０）がバスコンバータ３１から出力しているときの入力電力ＰＢ（４）を検出し、入力電力ＰＢ（４）を入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１１５】
〔ステップＳ１４ｄ〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において検出した入力電力Ｐ（０）と、期間Ｔ４において検出した入力電力ＰＢ（４）とを比較する。そして、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（０）と入力電力ＰＢ（４）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【０１１６】
閾値以下の場合、制御部１１ａは、ＰＯＬ３２の出力電力の変化は許容範囲内と判定して、入力電力ＰＡ（４）を入力電力データＰ（４）として入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１１７】
〔ステップＳ１５〕測定期間Ｔｍ１において、入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納される入力電力のうち、入力電力最小値は入力電力Ｐ（２）である。したがって、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（２）のときの中間バス電圧Ｖ（２）が電源部３０ａの変換効率を最大化する最適値であると認識し、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（２）が出力されるように、バスコンバータ３１の基準電圧を制御する。
【０１１８】
＜フローチャート＞
図１０は中間バス電圧の最適値の決定動作のフローチャートを示す図である。
〔ステップＳ２１〕制御部１１ａは、中間バス電圧の開始電圧として中間バス電圧Ｖ（０）をバスコンバータ３１に設定する。
【０１１９】
〔ステップＳ２２〕制御部１１ａは、中間バス電圧Ｖ（０）のときの入力電力Ｐ（０）を検出し、入力電力Ｐ（０）を入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
〔ステップＳ２２ａ〕制御部１１ａは、パラメータｘをインクリメントする。
【０１２０】
〔ステップＳ２３〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１から出力される中間バス電圧を中間バス電圧Ｖ（ｘ）に変更する。
〔ステップＳ２４〕制御部１１ａは、中間バス電圧Ｖ（ｘ）のときの入力電力ＰＡ（ｘ）を検出し、入力電力ＰＡ（ｘ）を入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１２１】
〔ステップＳ２５〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１から出力される中間バス電圧を中間バス電圧Ｖ（０）に戻す。
〔ステップＳ２６〕制御部１１ａは、スイープ期間中に戻した中間バス電圧Ｖ（０）のときの入力電力ＰＢ（ｘ）を検出し、入力電力ＰＢ（ｘ）を入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１２２】
〔ステップＳ２７〕制御部１１ａは、入力電力Ｐ（０）と、入力電力ＰＢ（ｘ）とを比較して差分を求める。差分が閾値を超えてＰＯＬ３２の出力電力の変化有りと判定した場合はステップＳ２８へ処理が進み、差分が閾値以下でＰＯＬ３２の出力電力の変化無し（許容範囲内）とした場合はステップＳ３０へ処理が進む。
【０１２３】
〔ステップＳ２８〕制御部１１ａは、所定時間をカウントするタイマを稼動して、次の処理へ移行するまでの待ち時間を設定する。出力電力の変化は外乱等による一時的変化によって生じる可能性がある。このため、出力電力の変化有りと検出した場合、外乱等の生起が治まるとみなす所定の待ち時間を設けて、該待ち時間の経過後に入力電力のモニタ動作を再開するようにする。
【０１２４】
〔ステップＳ２９〕制御部１１ａは、継続条件を満たすか否かを判定する。継続条件が満たされない場合は処理（入力電力モニタ）を終了し、継続条件が満たされる場合はステップＳ２３へ処理が戻る。
【０１２５】
継続条件は、例えば、出力電力の変化の連続回数が所定値以下か否かを１つの条件とすることができる。例えば、制御部１１ａは、出力電力の変化の回数が連続３回以下であるならば、継続条件を満たすとして、入力電力のモニタ動作を再開する。また、制御部１１ａは、出力電力の変化の回数が連続４回以上であるならば、継続条件を満たさないものとして、入力電力のモニタ動作の再開は中止して制御を終了する。
【０１２６】
〔ステップＳ３０〕制御部１１ａは、入力電力ＰＡ（ｘ）を入力電力データＰ（ｘ）として入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
〔ステップＳ３１〕制御部１１ａは、終了条件を満たすか否かを判定する。終了条件が満たされない場合はステップＳ２２ａへ処理が戻り、終了条件が満たされる場合はステップＳ３２へ処理が進む。
【０１２７】
終了条件は、例えば、入力電力モニタの測定期間がタイムアップしたか否か、または入力電力のモニタ回数が所定値に達したか否か等を条件とできる。例えば、制御部１１ａは、入力電力のモニタ回数が所定値に達した場合、終了条件を満たすとして、入力電力のモニタ動作を停止する。また、制御部１１ａは、入力電力のモニタ回数が所定値未満の場合、終了条件を満たさないものとして、中間バス電圧を新たな値にスイープさせて入力電力のモニタ動作を続けて行う。
【０１２８】
〔ステップＳ３２〕制御部１１ａは、入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納される入力電力データＰ（０）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、・・・、Ｐ（ｘ）のうち、最小の入力電力Ｐｍｉｎ（ｘ）を選択する。
【０１２９】
〔ステップＳ３３〕制御部１１ａは、入力電力Ｐｍｉｎ（ｘ）に対応する中間バス電圧を、中間バス電圧記憶部１１ｂ３に格納されている中間バス電圧のうちから選択する。
制御部１１ａは、選択した中間バス電圧を電源部３０ａの変換効率を最大化する中間バス電圧の最適値Ｖｏｐｔ（ｘ）とする。そして、制御部１１ａは、バスコンバータ３１に指令を送信して、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖｏｐｔ（ｘ）が出力されるように、バスコンバータ３１の基準電圧を制御する。
【０１３０】
＜変形例＞
上述の図９では、中間バス電圧を中間バス電圧Ｖ（０）から１回スイープ上昇させ、１回スイープ上昇させた中間バス電圧への遷移後に中間バス電圧Ｖ（０）に戻すたびに、出力電力の変化有無を検出する。
【０１３１】
これに対し、変形例では、中間バス電圧を中間バス電圧Ｖ（０）から複数回スイープ上昇させ、複数回スイープ上昇させた中間バス電圧への遷移後に中間バス電圧Ｖ（０）に戻して、出力電力の変化有無を検出するものである。
【０１３２】
図１１は中間バス電圧の最適値の決定動作の変形例を説明するための図である。グラフｇ２１は、バスコンバータ３１から出力される中間バス電圧のスイープ状態を示し、縦軸は中間バス電圧、横軸は時間である。グラフｇ２２は、バスコンバータ３１の入力電力のスイープ状態を示し、縦軸は入力電力、横軸は中間バス電圧である。
【０１３３】
〔ステップＳ４１〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において、開始電圧として中間バス電圧Ｖ（０）をバスコンバータ３１に設定する。また、制御部１１ａは、中間バス電圧Ｖ（０）のときの入力電力Ｐ（０）を検出し、入力電力Ｐ（０）を入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１３４】
〔ステップＳ４２〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（０）を中間バス電圧Ｖ（１）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（１）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（１）が出力しているときの入力電力ＰＡ（１）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１３５】
〔ステップＳ４３〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（１）を中間バス電圧Ｖ（２）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（２）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（２）が出力しているときの入力電力ＰＡ（２）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１３６】
〔ステップＳ４４〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（２）を中間バス電圧Ｖ（３）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（３）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（３）が出力しているときの入力電力ＰＡ（３）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１３７】
〔ステップＳ４５〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（３）を中間バス電圧Ｖ（４）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（４）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（４）が出力しているときの入力電力ＰＡ（４）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１３８】
〔ステップＳ４６〕制御部１１ａは、期間Ｔ１において、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（４）から中間バス電圧Ｖ（０）へ戻して中間バス電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１１ａは、戻した中間バス電圧Ｖ（０）がバスコンバータ３１から出力しているときの入力電力ＰＢ（１）を検出し、入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１３９】
〔ステップＳ４７〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において検出した入力電力Ｐ（０）と、期間Ｔ１において検出した入力電力ＰＢ（１）とを比較する。そして、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（０）と入力電力ＰＢ（１）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【０１４０】
〔ステップＳ４７ａ〕差分が閾値以下の場合、制御部１１ａは、ＰＯＬ３２の出力電力の変化は許容範囲内と判定して、入力電力ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、ＰＡ（３）、ＰＡ（４）を入力電力データＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（４）として入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１４１】
〔ステップＳ４８〕開始タイミングから終了タイミングまでの測定期間Ｔｍ２において、入力電力データＰ（０）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（４）のうち、入力電力最小値は入力電力Ｐ（２）である。
【０１４２】
したがって、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（２）のときの中間バス電圧Ｖ（２）が電源部３０ａの変換効率を最大化する最適値であると認識し、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（２）が出力されるように、バスコンバータ３１の基準電圧を制御する。
【０１４３】
図１２は中間バス電圧の最適値の決定動作の変形例を説明するための図である。グラフｇ３１は、バスコンバータ３１から出力される中間バス電圧のスイープ状態を示し、縦軸は中間バス電圧、横軸は時間である。グラフｇ３２は、バスコンバータ３１の入力電力のスイープ状態を示し、縦軸は入力電力、横軸は中間バス電圧である。
【０１４４】
〔ステップＳ５１〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において、開始電圧として中間バス電圧Ｖ（０）をバスコンバータ３１に設定する。また、制御部１１ａは、中間バス電圧Ｖ（０）のときの入力電力Ｐ（０）を検出し、入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１４５】
〔ステップＳ５２〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（０）を中間バス電圧Ｖ（１）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（１）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（１）が出力しているときの入力電力ＰＡ（１）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１４６】
〔ステップＳ５３〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（１）を中間バス電圧Ｖ（２）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（２）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（２）が出力しているときの入力電力ＰＡ（２）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１４７】
〔ステップＳ５４〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（２）を中間バス電圧Ｖ（３）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（３）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（３）が出力しているときの入力電力ＰＡ（３）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１４８】
〔ステップＳ５５〕制御部１１ａは、期間Ｔ１において、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（３）から中間バス電圧Ｖ（０）へ戻して中間バス電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１１ａは、戻した中間バス電圧Ｖ（０）がバスコンバータ３１から出力しているときの入力電力ＰＢ（１）を検出し入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１４９】
〔ステップＳ５６〕制御部１１ａは、期間Ｔ０において検出した入力電力Ｐ（０）と、期間Ｔ１において検出した入力電力ＰＢ（１）とを比較する。そして、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（０）と入力電力ＰＢ（１）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【０１５０】
〔ステップＳ５６ａ〕差分が閾値以下の場合、制御部１１ａは、ＰＯＬ３２の出力電力の変化は許容範囲内と判定して、入力電力ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、ＰＡ（３）を入力電力データＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）として入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１５１】
〔ステップＳ６１〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（０）を中間バス電圧Ｖ（４）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（４）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（４）が出力しているときの入力電力ＰＡ（４）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１５２】
〔ステップＳ６２〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（４）を中間バス電圧Ｖ（５）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（５）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（５）が出力しているときの入力電力ＰＡ（５）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１５３】
〔ステップＳ６３〕制御部１１ａは、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（５）を中間バス電圧Ｖ（６）にスイープさせて中間バス電圧Ｖ（６）を出力させる。また、制御部１１ａは、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（６）が出力しているときの入力電力ＰＡ（６）を検出し、入力電力検出値記憶部１１ｂ１に格納する。
【０１５４】
〔ステップＳ６４〕制御部１１ａは、期間Ｔ２において、バスコンバータ３１に対して、中間バス電圧Ｖ（６）から中間バス電圧Ｖ（０）へ戻して中間バス電圧Ｖ（０）を出力させる。また、制御部１１ａは、戻した中間バス電圧Ｖ（０）がバスコンバータ３１から出力しているときの入力電力ＰＢ（２）を検出し、入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１５５】
〔ステップＳ６５〕制御部１１ａは、期間Ｔ１において検出した入力電力ＰＢ（１）と、期間Ｔ２において検出した入力電力ＰＢ（２）とを比較する。そして、制御部１１ａは、入力電力ＰＢ（１）と入力電力ＰＢ（２）との差分が閾値以下であるか否かを判定する。
【０１５６】
〔ステップＳ６５ａ〕差分が閾値以下の場合、制御部１１ａは、ＰＯＬ３２の出力電力の変化は許容範囲内と判定して、入力電力ＰＡ（４）、ＰＡ（５）、ＰＡ（６）を入力電力データＰ（４）、Ｐ（５）、Ｐ（６）として入力電力データ記憶部１１ｂ２に格納する。
【０１５７】
〔ステップＳ６６〕測定期間Ｔｍ３において、入力電力の最小値は入力電力Ｐ（３）である。したがって、制御部１１ａは、入力電力Ｐ（３）のときの中間バス電圧Ｖ（３）が電源部３０ａの変換効率を最大化する最適値であると認識し、バスコンバータ３１から中間バス電圧Ｖ（３）が出力されるように、バスコンバータ３１の基準電圧を制御する。
【０１５８】
なお、開始電圧の中間バス電圧Ｖ（０）からスイープさせ、スイープ後の中間バス電圧から再び中間バス電圧Ｖ（０）に戻す場合のタイミングは、時間で設定してもよいしスイープ回数で設定してもよい。
【０１５９】
時間で設定する場合、例えば、開始電圧の中間バス電圧Ｖ（０）の設定から段階的にスイープさせ、所定時間に達した場合に中間バス電圧Ｖ（０）に戻して、この期間の出力電力変化有無を検出することになる。
【０１６０】
または、スイープ回数で設定する場合、例えば、開始電圧の中間バス電圧Ｖ（０）の設定から段階的にＮ個スイープさせ、Ｎ個スイープさせた場合に中間バス電圧Ｖ（０）に戻して、この期間の出力電力変化有無を検出する。
【０１６１】
＜効果検証＞
図１３はＰＯＬおよびバスコンバータの変換効率を示す図である。グラフｇ４１は、縦軸が変換効率（％）、横軸がＰＯＬ出力電力（Ｗ）である。グラフｇ４２は、縦軸が変換効率（％）、横軸がバスコンバータ出力電流（Ａ）である。グラフｇ４１、ｇ４２ともに、中間バス電圧が５Ｖ、１０Ｖ、１５Ｖのときの変換効率を示している。
【０１６２】
図１４は中間バス電圧と消費電力の関係を示す図である。テーブル５は、バスコンバータとＰＯＬで電源システムを構成した際の、中間バス電圧の消費電力を示しており、ＰＯＬ出力電力＝４００Ｗ、１０００Ｗのときの、中間バス電圧、ＰＯＬ変換効率、中間バス電流、バスコンバータ変換効率および消費電力の値が示されている。
【０１６３】
中間バス電圧を最適化することにより、４００Ｗの条件では最大８Ｗ、１０００Ｗの条件では最大３１Ｗの改善効果が得られる。４００Ｗと１０００Ｗの条件では最適な中間バス電圧が異なるが、装置状態に合わせて制御を繰り返し行うことで、定常的に低消費電力化の効果が得られる。
【０１６４】
上記で説明した本発明の電圧制御装置１、１０の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。この場合、電圧制御装置１、１０が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
【０１６５】
処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等がある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等がある。光ディスクには、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ等がある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto Optical disk）等がある。
【０１６６】
プログラムを流通させる場合、例えば、そのプログラムが記録されたＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【０１６７】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。
【０１６８】
また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ等の電子回路で実現することもできる。
【０１６９】
以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。さらに、前述した実施の形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１７０】
１  電圧制御装置
１ａ  制御部
１ｂ  記憶部
２  装置群
２ａ  第１の装置
２ｂ−１、・・・、２ｂ−ｎ  第２の装置
ｇ１  中間電圧の遷移状態を示すグラフ
ｇ２  入力電力の遷移状態を示すグラフ
Ｖ（０）  基準中間電圧
Ｖ（１）、Ｖ（２）  遷移させたときの中間電圧
Ｐ（０）  基準中間電圧時の入力電力
ＰＡ（１）、ＰＡ（２）  中間電圧の上昇遷移時に検出された入力電力
ＰＢ（１）、ＰＢ（２）  基準中間電圧に戻したときの入力電力
Ｐ（１）、Ｐ（２）  差分が閾値以下の場合に格納される入力電力データ
Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２  中間電圧が基準中間電圧になる期間
Ｔｍ  測定期間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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