(57)【要約】【課題】簡単な回路を付加するだけで、電源ユニットに対する過剰な負荷の発生を確実に回避できる電流負荷検出装置等を提供する。【解決手段】複数の機器のそれぞれに設けられ、前記複数の機器のそれぞれに消費電流に応じた抵抗値の抵抗と、前記複数の機器を前記電源ユニットに接続したときに、前記複数の機器に設けられた前記抵抗を互いに並列に接続させる並列接続手段と、前記並列接続手段により互いに並列に接続された前記抵抗の合成抵抗値を測定する測定手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の電源ユニットに複数の機器が接続されるシステムにおける前記電源ユニットに対する電流負荷を検出する電流負荷検出装置において、
前記複数の機器のそれぞれに設けられ、前記複数の機器のそれぞれに消費電流に応じた抵抗値の抵抗と、
前記複数の機器を前記電源ユニットに接続したときに、前記複数の機器に設けられた前記抵抗を互いに並列に接続させる並列接続手段と、
前記並列接続手段により互いに並列に接続された前記抵抗の合成抵抗値を測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする電流負荷検出装置。
【請求項２】
前記抵抗の抵抗値は、当該抵抗が設けられた機器の消費電流値に反比例することを特徴とする請求項１に記載の電流負荷検出装置。
【請求項３】
前記測定手段により測定された前記抵抗の合成抵抗値が閾値よりも小さい場合に前記複数の機器の動作を禁止するリセット信号を出力するリセット信号出力手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電流負荷検出装置。
【請求項４】
前記測定手段により測定された前記抵抗の合成抵抗値が閾値よりも小さい場合にその旨を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電流負荷検出装置。
【請求項５】
共通の電源ユニットに複数の機器が接続されるシステムにおける前記電源ユニットに対する電流負荷を検出する電流負荷検出方法において、
前記複数の機器のそれぞれの消費電流に応じた抵抗値の抵抗を当該機器に予め設けるステップと、
前記複数の機器を前記電源ユニットに接続することにより、前記複数の機器に設けられた前記抵抗が互いに並列に接続されるステップと、
互いに並列に接続された前記抵抗の合成抵抗値を測定するステップと、
を備えることを特徴とする電流負荷検出方法。
【請求項６】
前記抵抗の抵抗値は、当該抵抗が設けられた機器の消費電流値に反比例することを特徴とする請求項５に記載の電流負荷検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の電源ユニットに複数の機器が接続されるシステムにおける前記電源ユニットに対する電流負荷を検出する電流負荷検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
共通の電源ユニットに複数の機器が接続されるシステムでは、電源ユニットの定格出力を超えないようにする必要があるため、例えば、以下の手法が採られる。
（１）電源ユニットに接続できる機器の台数が制限されるように、例えば機器を装着するスロット数を予め制限する。
（２）電源ユニットに接続できる機器の台数や種類の制限を説明書等で説明する。
（３）電源ユニットに実際に接続された機器の台数や種類をソフトウェアにより検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２８８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記（１）の手法では、将来に向けてのスペックの変更等に対応できず、また機器によって消費電力等が異なる場合には機器の台数のみで消費電力の総和を制御できない。
【０００５】
また、上記（２）の手法では、誤って制限を越える機器が接続される可能性があるため、電源ユニットに過電流制限回路を付加する必要があるが、過電流の検出精度を高めるために、電力のロスが発生したり、あるいはコストアップや実装面積の拡大などを招く。また、同じ機器であっても使用条件により使用する電力が変動する場合も多く、動作開始当初は問題がなくても、動作中に負荷電流が増えて過電流制限回路が動作してしまう可能性がある。本来であれば、動作開始前にこのような事態を回避すべきである。
【０００６】
また、上記（３）の手法では、上位システムにソフトウェアが実装されるような場合には現実性があるが、そのようなシステムでない場合には活線状態で接続された場合の処理などが複雑となる。また、電源ユニットが複数種類ある場合には、電源ユニットの種類も検出する必要が生じてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な回路を付加するだけで、電源ユニットに対する過剰な負荷の発生を確実に回避できる電流負荷検出装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電流負荷検出装置は、共通の電源ユニットに複数の機器が接続されるシステムにおける前記電源ユニットに対する電流負荷を検出する電流負荷検出装置において、前記複数の機器のそれぞれに設けられ、前記複数の機器のそれぞれに消費電流に応じた抵抗値の抵抗と、前記複数の機器を前記電源ユニットに接続したときに、前記複数の機器に設けられた前記抵抗を互いに並列に接続させる並列接続手段と、前記並列接続手段により互いに並列に接続された前記抵抗の合成抵抗値を測定する測定手段と、を備えることを特徴とする。
この電流負荷検出装置によれば、複数の機器を電源ユニットに接続したときに、複数の機器に設けられた抵抗を互いに並列に接続させ、並列に接続された抵抗の合成抵抗値を測定するので、簡単な回路を付加するだけで、電源ユニットに対する過剰な負荷の発生を確実に回避できる。
【０００９】
前記抵抗の抵抗値は、当該抵抗が設けられた機器の消費電流値に反比例してもよい。
【００１０】
前記測定手段により測定された前記抵抗の合成抵抗値が閾値よりも小さい場合に前記複数の機器の動作を禁止するリセット信号を出力するリセット信号出力手段を備えてもよい。
【００１１】
前記測定手段により測定された前記抵抗の合成抵抗値が閾値よりも小さい場合にその旨を表示する表示手段を備えてもよい。
【００１２】
本発明の電流負荷検出方法は、共通の電源ユニットに複数の機器が接続されるシステムにおける前記電源ユニットに対する電流負荷を検出する電流負荷検出方法において、前記複数の機器のそれぞれの消費電流に応じた抵抗値の抵抗を当該機器に予め設けるステップと、前記複数の機器を前記電源ユニットに接続することにより、前記複数の機器に設けられた前記抵抗が互いに並列に接続されるステップと、互いに並列に接続された前記抵抗の合成抵抗値を測定するステップと、を備えることを特徴とする。
この電流負荷検出方法によれば、複数の機器を電源ユニットに接続したときに、複数の機器に設けられた抵抗を互いに並列に接続させ、並列に接続された抵抗の合成抵抗値を測定するので、簡単な回路を付加するだけで、電源ユニットに対する過剰な負荷の発生を確実に回避できる。
【００１３】
前記抵抗の抵抗値は、当該抵抗が設けられた機器の消費電流値に反比例してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電流負荷検出装置によれば、複数の機器を電源ユニットに接続したときに、複数の機器に設けられた抵抗を互いに並列に接続させ、並列に接続された抵抗の合成抵抗値を測定するので、簡単な回路を付加するだけで、電源ユニットに対する過剰な負荷の発生を確実に回避できる。
【００１５】
また、本発明の電流負荷検出方法によれば、複数の機器を電源ユニットに接続したときに、複数の機器に設けられた抵抗を互いに並列に接続させ、並列に接続された抵抗の合成抵抗値を測定するので、簡単な回路を付加するだけで、電源ユニットに対する過剰な負荷の発生を確実に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】モジュール機器および電源ユニットの接続方法を示す図であり、（ａ）は電源ユニットにモジュール機器を接続する前の状態を、（ｂ）は電源ユニットにモジュール機器を接続した状態を、それぞれ示す図。
【図２】電源ユニットおよびモジュール機器に設けられる要素のうち、電流負荷検出装置に関するものを示す図。
【図３】抵抗の接続状態を示す図。
【図４】比較器の出力を表示する構成例を示す図。
【図５】モジュール機器および電源ユニットの接続方法が異なる例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明による電流負荷検出装置の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の電流負荷検出装置１を構成するモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃおよび電源ユニット３の接続方法を示す図である。図１（ａ）は電源ユニット３にモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃを接続する前の状態を、図１（ｂ）は電源ユニット３にモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃを接続した状態を、それぞれ示している。
【００１９】
図１に示すように、モジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃには、共通のベース２１が着脱可能に取り付けられ、ベース２１に設けられた接続部２２を隣接する電源ユニット３または隣接するモジュール機器のベース２１に嵌め込むことにより、電源ユニット３にモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃを接続することができ、この状態でモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃは電源ユニット３からベース２１を介して電源の供給を受けることが可能となる。電源ユニット３は商用電源等からの電源供給を受けて、所望の供給電圧を生成する。
【００２０】
なお、図１では３つのモジュール機器を示しているが、構造上は電源ユニットに接続されるモジュール機器の数は制限されない。
【００２１】
図２は、電源ユニット３およびモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃに設けられる要素のうち、本実施形態の電流負荷検出装置に関するものを示す図、図３は抵抗の接続状態を示す図である。図２および図３では、電源ユニット３に４台のモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを接続した例を示している。
【００２２】
図２および図３に示すように、モジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄには、それぞれ抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄが設けられている。
【００２３】
図２および図３に示すように、電源ユニット３には電圧源３１および比較器３２が設けられる。なお、電圧源３１はモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃへの電力供給源と共通でもよく、電力供給源と独立していてもよい。
【００２４】
また、電圧源３１とグラウンドとの間には抵抗Ｒ１，Ｒ２および抵抗Ｒ３，Ｒ４がそれぞれ直列に接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点および抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点は比較器３２の入力端に接続され、両接続点の電圧が比較される。
【００２５】
さらに、図２に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点は接続部２２，２２，・・・を介してベース２１，２１，・・・の信号線４１に接続され、電源ユニット３のグラウンドは接続部２２，２２，・・・を介してベース２１，２１，・・・の信号線４２に接続されている。
【００２６】
また、比較器３２の出力端は、接続部２２，２２，・・・を介してベース２１，２１，・・・の信号線４３に接続され、信号線４３は接続部２３，２３，・・・を介してモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに接続される。
【００２７】
一方、モジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの両端は、ベース２１をモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに接続する接続部２３，２３，・・・を介して信号線４１および信号線４２にそれぞれ接続される。したがって、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄおよび抵抗Ｒ２は互いに並列接続される。
【００２８】
本実施形態では、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの抵抗値をそれぞれモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの消費電力（消費電流）と反比例した値に設定する。例えば、モジュール機器の消費電力が０．５Ｗの場合は１０ｋΩの抵抗を、１Ｗの場合は５ｋΩの抵抗を、２．５Ｗの場合は２ｋΩの抵抗を、それぞれ使用すればよい。
【００２９】
本実施形態では、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの抵抗値をそれぞれモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの消費電力（消費電流）と反比例した値に設定しているため、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの並列接続による合成抵抗は、消費電力（消費電流）の総和と反比例する。したがって、理論上、この合成抵抗を算出することにより、消費電力（消費電流）を算出できる。
【００３０】
例えば、電源ユニット３の抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３の値を等しくしたとする（例えば１ｋΩにする）と、電源ユニット３の抵抗Ｒ４の値は定格出力電力（定格出力電流）に反比例する値の抵抗と抵抗Ｒ２とを並列接続した値の抵抗に設定する。例えば、定格出力が５Ｗの場合は２ｋΩの抵抗を、定格出力が１０Ｗの場合は１ｋΩの抵抗を、それぞれ抵抗Ｒ２と同じ値の抵抗と並列に接続して抵抗Ｒ４として使用すればよい。この場合、比較器３２の出力は、モジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの消費電力（消費電流）と、電源ユニット３の定格出力（定格電流）との大小関係を示す。したがって、モジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの消費電力（消費電流）が電源ユニット３の定格出力（定格電流）を閾値として、これよりも大きい場合にリセット信号を比較器３２から出力させ、リセット信号をモジュール機器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに与えることで動作を禁止することができる。したがって、総負荷電流が定格電流を超えてしまうことを防止できる。
【００３１】
なお、一般的に、モジュール機器は電源が投入されただけではそれほど電力を消費せず、実際に動作を開始すると負荷電流が増える。また、リレーを駆動するなど、特定の条件で負荷電流が増加する機器もある。したがって、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの抵抗値を各機器の最大消費電力あるいは最大負荷電流に応じた抵抗値に設定することで、実際の動作を始める前に最大負荷電流情報が電源ユニット３に与えられることにより、最大負荷電流の時に電源ユニット３の定格出力電流を超える可能性があれば動作が開始されないことになる。
【００３２】
通常、電源ユニットには過電流制限回路が付加されている。しかし、本実施形態の電流負荷検出装置を用いる場合には動作開始が適切に禁止されるため、過電流制限回路による出力電流の検出精度は低くてもよく、例えば、出力ショート事故のみを想定すればよい。
【００３３】
図４は、比較器３２の出力を表示する構成例を示す図である。
【００３４】
図４に示すように、この構成例では比較器３２の出力でＬＥＤを点灯させる回路３３を付加している。これにより、リセット信号の出力の有無をＬＥＤの点灯により表示させることができる。
【００３５】
また、図４の例では、比較器３２とは別の比較器３２Ａを電源ユニット３に追加して設け、抵抗Ｒ３，Ｒ４とは値の組み合わせが異なる抵抗Ｒ５，Ｒ６の組み合わせにより比較器３２Ａにおける比較の閾値を設定している。また、比較器３２Ａの出力でＬＥＤを点灯させる回路３３Ａを付加している。これにより、リセット信号の有無の基準とは異なる閾値による比較結果をＬＥＤの点灯により表示させることができる。例えば、消費電力（消費電流）が定格出力電力（定格出力電流）の一定の比率以上（例えば８０％以上）となっている場合に、その旨を表示させることができる。
【００３６】
なお、閾値の数をさらに増やすことにより、消費電力（消費電流）と定格出力電力（定格出力電流）との関係等をより詳細に表示するようにしてもよい。
【００３７】
また、閾値を境とした検出や表示に限定されることなく、並列に接続された抵抗の合成抵抗値の測定値に基づいて、消費電力（消費電流）と定格出力電力（定格出力電流）との関係等を数値により示してもよい。並列に接続された抵抗の合成抵抗値を測定ないし査定する方法として、オームの法則に基づく手法を広く使用することができる。
【００３８】
図５はモジュール機器および電源ユニットの接続方法が異なる例を示す図である。
【００３９】
図５の例では、ベースユニット２１Ａを介して電源ユニット３Ｃに接続できるモジュール機器２０Ａ〜２０Ｅの数が予め制限されているが、このような形態に対しても本願発明は適用可能である。
【００４０】
以上のように、本発明の電流負荷検出装置および電流負荷検出方法によれば、互いに並列に接続される抵抗の合成抵抗値に基づいて電源ユニットに対する電流負荷を検出するので、複雑な処理を要することなく簡単な回路を付加するだけで、電源ユニットに対する過剰な負荷の発生を確実に回避できる。
【００４１】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、共通の電源ユニットに複数の機器が接続されるシステムにおける前記電源ユニットに対する電流負荷を検出する電流負荷検出装置等に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
２Ａ，２Ｂ、２Ｃ，２Ｄ  モジュール機器（機器）
３      電源ユニット
２１    ベース（並列接続手段）
３１    電圧源（測定手段）
３２    比較器（リセット信号出力手段、測定手段、表示手段）
３２Ａ  比較器（測定手段、表示手段）
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６  抵抗（測定手段）
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ  抵抗
【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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