(57)【要約】  電源装置は、基板と、基板に配置された複数のコンバータ部とを含む。複数のコンバータ部は互いに並列に接続され、入力端子における入力電圧を出力端子における出力電圧へと変換する。複数のコンバータ部のそれぞれは、入力部と出力部とを有する電圧変換機能部と、入力部に接続された入力ライン部と、出力部に接続された出力ライン部と、出力ライン部に設けられて複数のコンバータ部における出力電流を平衡させる電流調整機能部とを有する。
2015182101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子とを有する基板と、
前記基板に配置されるとともに、互いに並列に接続され、前記入力端子へ入力された入力電圧を変換して前記出力端子へ電圧を出力する複数のコンバータ部と、を備え、
前記複数のコンバータ部のそれぞれは、
入力部と出力部とを有する電圧変換機能部と、
前記入力部に接続された入力ライン部と、
前記出力部に接続された出力ライン部と、
前記出力ライン部に設けられて前記複数のコンバータ部における出力電流を平衡させる電流調整機能部と、を有する、
電源装置。
【請求項２】
前記電流調整機能部は、電界効果トランジスタのドレイン、ソース間抵抗を含む、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記基板において前記複数のコンバータ部が配置された面は長方形であり、
前記複数のコンバータ部は前記基板の長手方向に沿って配置された、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記複数のコンバータ部における前記出力ライン部は互いに異なる長さを有し、
前記電流調整機能部の直流抵抗は、
前記複数のコンバータ部における前記出力ラインが短いほど大きい、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電圧変換機能部は、その前記出力部の電圧に基づいて制御される、
請求項１に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、各種電子機器に使用される電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の電源装置１の回路ブロック図である。電源装置１は、入力端子２と出力端子３と複数のコンバータ４、５、６と出力導体部７とを含む。複数のコンバータ４、５、６には、過電流制限機能部４Ａ、５Ａ、６Ａが設けられている。【０００３】
電源装置１に複数のコンバータ４、５、６が設けられているため、電源装置１は出力端子３へ大きな電力を供給することができる。そして、コンバータ４、５、６が個別に分担して出力端子３へ電力を供給することによって、個々のコンバータ４、５、６における動作効率が向上している。【０００４】
過電流制部４Ａ、５Ａ、６Ａは、所定の閾値以上の電流値が個々のコンバータ４、５、６から出力されないように設定されている。過電流制御部４Ａ、５Ａ、６Ａは、過剰な電流が流れることによって、電源装置１が寿命に関して劣化することを防止する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−７４７６３号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示における電源装置は、入力端子と出力端子とを有する基板と、基板に配置されるとともに、互いに並列に接続され、入力端子へ入力された入力電圧を変換して出力端子へ電圧を出力する複数のコンバータ部と、を含む。複数のコンバータ部のそれぞれは、入力部と出力部とを有する電圧変換機能部と、入力部に接続された入力ライン部と、出力部に接続された出力ライン部と、出力ライン部に設けられて複数のコンバータ部における出力電流を平衡させる電流調整機能部と、を有する。
【０００７】
この構成により、複数のコンバータそれぞれが供給する電流のばらつきが抑制されるので、特定のコンバータに大きな電力を出力するための負担が偏ることはない。したがって、複数のコンバータはそれぞれが有する電流供給に関する能力を十分に発揮することができる。この結果、電源装置における動作範囲が広くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施の形態における電源装置の回路ブロック図である。
【図２】図２は図１の電源装置の動作関係図である。
【図３】図３は実施の形態における他のコンバータ配置を用いた電源装置の回路ブロック図である。
【図４】図４は実施の形態におけるさらに他のコンバータ配置を用いた電源装置の回路ブロック図である。
【図５】図５は実施の形態における電源装置を用いた電子機器の断面図である。
【図６】図６は従来の電源装置の回路ブロック図である。
【図７】図７は従来の電源装置の動作関係図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施の形態の説明に先立ち、図６に示す従来の電源装置１における課題を説明する。電源装置１では、個々のコンバータ４、５、６から出力導体部７を介して出力端子３へと至る距離がそれぞれ異なる。このため、コンバータ４、５、６から出力端子３までの直流抵抗値もそれぞれ異なる。すなわち、電源装置１では、コンバータ４から出力端子３までの直流抵抗値が最も大きく、コンバータ６から出力端子３までの直流抵抗値が最も小さい。
【００１０】
このため、電源装置１には同一特性のコンバータ４、５、６が用いられているにもかかわらず、例えば図７に示すように、コンバータ４、５、６のそれぞれの動作特性が描く軌跡は大きく異なる。
【００１１】
図７は電源装置１の動作関係図である。図７において、左端の出力電圧がＶ０のとき、負荷Ｌは出力端子３に接続されていない状態であり、出力導体部７に電流は供給されていない。負荷Ｌが出力端子３に接続されて出力端子３から電圧Ｖ１が出力されるとき、コンバータ４、５、６はそれぞれ電流I４、I５、I６を供給し、電力が出力される。
【００１２】
このとき、コンバータ４、５、６から出力端子３までの抵抗値は、コンバータ４、５、６の順で大きい。このため、電流I６は電流I５より大きく、電流I５は電流I４より大きい。
【００１３】
そして、負荷Ｌが大きくなり、電流が負荷Ｌへ供給可能限界を超えて供給されるときには、必然的にコンバータ４、５、６から供給される電流は大きくなる。そして、コンバータ６、５、４の順に、出力電流は過電流制限機能が動作する閾値であるＩＯＣＬを超越する。図７では、コンバータ６から供給される電流I６がＩＯＣＬを超越した状態が示されている。
【００１４】
コンバータ４、５、６から供給される電流が、閾値のＩＯＣＬを超越すると、過電流制御部４Ａ、５Ａ、６Ａによって過電流制御機能が起動する。ここでは、コンバータ６から供給される電流I６がＩＯＣＬを超越することによって、過電流制御部６Ａが起動する。そして、コンバータ６は電流の供給を停止する。
【００１５】
コンバータ６が電流の供給を停止すると、コンバータ４、５は出力端子３へ、コンバータ６による供給電流Ｉ６に相当する不足分を補うための電流を供給する。しかしながら、コンバータ４、５から供給される電流も順に間もなく閾値のＩＯＣＬを超越する。この結果、コンバータ４、５、６は全て電流の供給を停止し、電源装置１は電力供給機能を停止する。
【００１６】
言い換えると、出力導体部７における直流抵抗値が異なることによって、コンバータ４、５、６における供給電流にばらつきが生じる。このため、コンバータ４、５、６においては、閾値のＩＯＣＬに対して大きな余裕を有し、それぞれ異なった動作点Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の設定が要求される。
【００１７】
この結果、個々のコンバータ４、５、６は、それぞれが有する電流供給に関する機能を十分に発揮できず、電源装置１が有する電流供給についての動作範囲は狭くなる。
【００１８】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施の形態における電源装置８の回路ブロック図である。
【００１９】
電源装置８は、入力端子９と出力端子１０とを有する基板１１と、コンバータ部１２、１３、１４とを含む。コンバータ部１２、１３、１４は、基板１１に配置されるとともに、互いに並列に接続されている。コンバータ部１２、１３、１４はそれぞれ、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａを有する。電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａはそれぞれ同一特性あるいは概ね同等の特性を有している。電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａは、入力端子９に入力された直流入力電圧を、入力電圧とは異なる電圧の直流出力電圧へと変換し、この直流出力電圧を出力端子１０へと出力する。
【００２０】
コンバータ部１２、１３、１４はそれぞれ、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａと、電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂと、入力ライン部１２Ｃ、１３Ｃ、１４Ｃと、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄとを有する。電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａは、入力部１２ＣＣ、１３ＣＣ、１４ＣＣと出力部１２ＤＤ、１３ＤＤ、１４ＤＤとを有する。入力ライン部１２Ｃ、１３Ｃ、１４Ｃは入力部１２ＣＣ、１３ＣＣ、１４ＣＣに接続されている。出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄは出力部１２ＤＤ、１３ＤＤ、１４ＤＤに接続されている。電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂは、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄに設けられて、複数のコンバータ部１２、１３、１４における出力電流を平衡させている。
【００２１】
以上の構成により、コンバータ部１２、１３、１４はそれぞれ、出力端子１０へとばらつきが小さな均等化された電流を定電圧で供給することができる。これによりコンバータ部１２、１３、１４それぞれにおける過電流制限機能が、コンバータ部１２、１３、１４が有する電流供給の能力に対して適切な余裕を有した閾値で設定される。言い換えると、コンバータ部１２、１３、１４は、電流供給の能力を十分に発揮することができる。この結果、電源装置８は広い動作範囲を得ることができる。言い換えると、出力電圧および出力電流が広い範囲で設定され得る。
【００２２】
以下で、電源装置８の詳しい構成および動作について説明する。コンバータ部１２、１３、１４はそれぞれ制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅを有する。制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅは、出力部１２ＤＤ、１３ＤＤ、１４ＤＤに接続された検出点１２Ｆ、１３Ｆ、１４Ｆで、出力部１２ＤＤ、１３ＤＤ、１４ＤＤの電圧を検出する。そして、制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅは検出した電圧に基づいて、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａの動作および電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂの動作を制御する。
【００２３】
出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄ、および電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂでは電圧降下が生じる。そのため、検出点１２Ｆ、１３Ｆ、１４Ｆで検出される電圧と、出力端子１０における電圧とは異なる。
【００２４】
また、制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅは、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａを制御することで、出力端子１０に接続された負荷（図示せず）で必要とされる電流についても調整する。言い換えると、制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅは、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａを制御し、これによって、コンバータ部１２、１３、１４は負荷に対して負荷が必要としている電力を供給する。
【００２５】
基板１１は長方形であり、長手方向の一方側の辺が入力端子側辺１１Ｂであり、長手方向の他方の辺が出力端子側辺１１Ａである。また、短手方向において出力端子１０が配置された辺が出力端子側短辺１１Ｃである。入力ライン部１２Ｃ、１３Ｃ、１４Ｃは、コンバータ部１２、１３、１４の、入力端子側辺１１Ｂの方向の領域で配線されている。そして、出力端子１０に接続された出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄは、コンバータ部１２、１３、１４の、出力端子側辺１１Ａの方向の領域で配線されている。
【００２６】
そして先にも述べたように、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａは同等の特性を有している。さらに、制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅは電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａに対して、検出点１２Ｆ、１３Ｆ、１４Ｆの電圧値および電流値に基づいて、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａの出力電力が概ね同じ値となるように制御している。
【００２７】
しかしながら、長方形の基板１１へ列状にコンバータ部１２、１３、１４が配置されることによって、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａと出力端子１０とを隔てる距離は異なる。言い換えると、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａと、出力端子１０とを接続する出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄそれぞれが有する直流抵抗値は異なる。このため、図１に示す配置の場合、路線長に比例する直流抵抗値は、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄの順に大きい。
【００２８】
電源装置８では、異なる抵抗値を有する出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄへ、異なる抵抗値を有する電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂが設けられている。そのため、出力ライン部１２Ｄと電流調整機能部１２Ｂとによる直流抵抗値の総和、出力ライン部１３Ｄと電流調整機能部１３Ｂとによる直流抵抗値の総和、および、出力ライン部１４Ｄと電流調整機能部１４Ｂとによる直流抵抗値の総和が、概ね同等となる。
【００２９】
上記のように、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄは互いに異なる長さを有し、異なる抵抗値を有する。そして路線長に比例する直流抵抗値は、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄの順に大きい。電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂの直流抵抗は、コンバータ部１２、１３、１４における出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄが短いほど大きくすればよい。
【００３０】
この結果、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａと出力端子１０との間に介在する直流抵抗値は全てが概ね同等となる。そして、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａは、それぞれ概ね同等の電流を負荷へと供給し、供給電流および供給電力における平衡状態が維持される。言い換えると、電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂは、供給電流および供給電力における平衡状態が維持されることを目的として、電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂと出力端子１０との間の抵抗値を補正している。
【００３１】
したがって、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａは均等に出力端子１０で必要とされる出力電圧よりも高い電圧を出力する。そして、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａと出力端子１０との間で同じ値の直流抵抗によって同じ値の電圧降下が生じ、これによってコンバータ部１２、１３、１４それぞれから均等な電力が必要な電圧で出力端子１０へ出力される。
【００３２】
コンバータ部１２、１３、１４はそれぞれ出力端子１０へ、ばらつきがない均等化された電圧と電流を供給する。このため、コンバータ部１２、１３、１４では、過電流制限機能はコンバータ部１２、１３、１４が有する電流供給に関する能力に対して適切に動作するように、過電流制限に関する閾値が設定される。言い換えると、コンバータ部１２、１３、１４はそれぞれが有する電流供給に関する能力を十分に発揮することができる。この結果として、電源装置８は広い動作範囲を有する。
【００３３】
コンバータ部１２、１３、１４それぞれから出力端子１０へと供給される出力電流は、ばらつきがない均等化された値となる。このため、仮に出力端子１０に接続された負荷が急激に変動したとき、出力端子１０における出力電圧の変動幅は小さく抑制される。この結果、出力電圧の安定度は高くなる。
【００３４】
例えば、出力端子１０に接続された負荷が急激に大きくなり、これに伴って負荷電流が大きくなった場合、コンバータ部１２、１３、１４のうち何れかが集中的に負荷電流の増加に対応することはない。コンバータ部１２、１３、１４は負荷電流の増加分を概ね等分して負担する。そのため、コンバータ部１２、１３、１４の出力電圧の変動は生じにくくなる。
【００３５】
また、コンバータ部１２、１３、１４は負荷電流の増加分を概ね等分して負担するので、コンバータ部１２、１３、１４それぞれにおける負荷電流は、過電流制限に関する閾値に対して概ね同等の余裕度を有する。したがって、コンバータ部１２、１３、１４の何れかの出力電流が先行して閾値に到達し、連鎖的に全てのコンバータ部１２、１３、１４における出力電流が閾値に到達して、電源装置８の動作範囲が小さくされてしまう状況には陥り難くなる。
【００３６】
さらに、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａの動作は、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａの出力部１２ＤＤ、１３ＤＤ、１４ＤＤに接続された検出点１２Ｆ、１３Ｆ、１４Ｆの電圧を基準に個別に制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅによって制御されている。このため電源装置８の仕様が変化することに伴ってコンバータの数が増減しても、出力端子１０の電圧を基準に電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａが制御される集中制御に比較して、個別制御は仕様変更へ容易に対応できる。
【００３７】
電力集中制御では、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄでの電力損失を考慮する必要がある。これに比較して個別制御では、制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅは電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａの出力電圧を反映して制御すればよい。特にここでは長方形の基板１１に複数のコンバータ部１２、１３、１４が列状に配置されている。このため、電力集中制御では電力損失に関する考慮が必要となるが、個別制御では電力損失に関する考慮がないので配線等の仕様変更が容易となる。
【００３８】
ただし、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａが出力端子１０の電圧を基準に制御される集中制御方式によって、電源装置８が構成されても構わない。
【００３９】
ここでは、３つのコンバータ部１２、１３、１４が用いられているが、上記のようにコンバータ部の数は増減しても何ら問題はない。
【００４０】
図２は、電源装置８における動作関係図であり、特に電源装置８が最大電力を出力する場合の、電圧と電流との関係が示されている。先に述べた電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂが設けられることによって、コンバータ部１２、１３、１４から出力端子１０へと供給される出力電流Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４は同等もしくは概ね同等の値となる。この結果、コンバータ部１２、１３、１４の動作特性の軌跡は重複する。言い換えると、コンバータ部１２、１３、１４からの出力電力の特性も概ね同等となる。よって、コンバータ部１２、１３、１４における電流、電圧の動作点Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４は概ね同じ位置となる。
【００４１】
したがって、コンバータ部１２、１３、１４の動作点Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４が、いずれかのみ過電流制限機能の動作閾値ＩＯＣＬに近接する状態や、あるいは、いずれかのみ過電流制限機能の動作閾値ＩＯＣＬから大きく離れる状態となり、ばらばらに位置する状態は生じない。これによって、コンバータ部１２、１３、１４の動作点は適切な位置にばらつきがなく設定され、動作範囲も適切に得られる。
【００４２】
言い換えると、動作点Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４は重なった位置で、同時に、同一方向へ、同一移動量で変動する。よって、複数のコンバータ部１２、１３、１４のうち、あるコンバータ部が過電流制限機能の動作閾値ＩＯＣＬを容易に超越して、これを端緒として全てのコンバータ部１２、１３、１４が連鎖的に動作閾値ＩＯＣＬを超越し、最終的に電源装置８の動作が停止してしまう状態は生じ難くなる。あるいは、電源装置８の動作が停止してしまう状態へと至るまでの動作の許容範囲は大きくなる。
【００４３】
また当然ながら、コンバータ部１２、１３、１３の何れかの動作点が、過電流制限機能の動作閾値ＩＯＣＬから大きく離れたためにそのコンバータ部の能力を十分に活用できなくなる状態も生じ難くなる。したがって、電源装置８は電力供給に関して広い動作範囲を有する。
【００４４】
上述の動作点Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４の変動は、先に述べた負荷の急変により出力電流が瞬間的に、かつ、大きく変動するときと同じ状況である。よって、電源装置８は非常時対応の電源として有効に動作することができる。
【００４５】
なお、図１において過電流制限機能は、特定の機能部として示されていない。しかしながら、過電流制限機能はコンバータ部１２、１３、１４を構成する要素として配置されても、あるいは、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａや制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅに過電流制限機能が設けられても構わない。
【００４６】
電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂには、電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂが導通しているときに所定の直流抵抗を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などが用いられるとよい。例えば図１に示す回路の構成であれば、電流調整機能部１４Ｂに最も大きな固有抵抗値を有するＦＥＴが用いられ、電流調整機能部１２Ｂに最も小さな固有抵抗値を有するＦＥＴが用いられるとよい。
【００４７】
この場合、出力ライン部１２Ｄのうち少なくとも一部が、電流調整機能部１２Ｂとして機能してもよい。そして、出力ライン部１２Ｄの直流抵抗値と、出力ライン部１３Ｄと電流調整機能部１３Ｂとによる直流抵抗値と、出力ライン部１４Ｄと電流調整機能部１４Ｂとによる直流抵抗値とが一致すればよい。
【００４８】
ＦＥＴが電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂに用いられる場合、Ｐチャンネル型あるいはＮチャンネル型のいずれが適用されても構わない。ＦＥＴが電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂに用いられる場合、制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅは、ＦＥＴのゲート（ｇａｔｅ）端子に接続され、ＦＥＴの動作を制御する。そして、ＦＥＴのドレイン、ソース（ｄｒａｉｎ、ｓｏｕｒｃｅ）間が接続状態となったときのドレイン、ソース間抵抗が電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂの抵抗値へ用いられるとよい。電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂには同一のＦＥＴが用いられてもあるいは異なる特性のＦＥＴが用いられてもよい。同一のＦＥＴが用いられるときには、ＦＥＴは不飽和領域で制御されて個別の抵抗値を有するとよい。異なる特性のＦＥＴが用いられるときには、ＦＥＴは飽和領域で制御されて個別の抵抗値を有するとよい。
【００４９】
電源装置８では、電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂの全てが導通状態となった後で、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａが同時に動作を始めることが望ましい。制御部１２Ｅ、１３Ｅ、１４Ｅは、電圧変換機能部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａの動作に関するタイミングを制御することができる。
【００５０】
これにより、コンバータ部１２、１３、１４における動作点が離散して位置する状態や、これに伴って、ある動作点が閾値のＩＯＣＬに接近することは発生しにくくなる。当然ながら、コンバータ部１２、１３、１４が動作開始時に出力電力の状態が不安定となっても、本来の目的でない状況で過電流制限機能が動作することは防止され、電源装置８の動作が停止しにくくなる。
【００５１】
電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂは容易に定数の変更や選択が可能であるため、コンバータ部１２、１３、１４の出力電流容量も容易に任意での設定が可能である。よって設計者は、電源装置８における出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄに相当する配線パターン幅などの変更を伴わずに設計変更等へ容易に対応することができる。
【００５２】
図１では、コンバータ部１２、１３、１４は基板１１の長手方向に沿って列状に配置され、図中の左から順に出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄの直流抵抗値が大きな順に配列されている。基板１１に対する出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄの占有面積が基板１１に対して小さく抑制される配置としては上記の形態が望ましい。このような配置により、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄの結合点が出力端子１０に近接され、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄの共有部分が少ない配置とされる。そのため、基板１１の実装面におけるデッドスペースが小さく抑えられる。
【００５３】
しかしながら、必ずしも出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄの直流抵抗値の順序どおりにコンバータ部１２、１３、１４が配置される必要はない。例えば、図３に示すようにコンバータ部１２、１３、１４が配置されてもよい。図３は本実施の形態における他のコンバータ配置を用いた電源装置の回路ブロック図である。コンバータ部１２、１４は、最も直流抵抗値が大きくなる出力ライン部１２Ｄと出力ライン部１４Ｄの直流抵抗値が等しくなるように、配置されている。これにより、最も直流抵抗が大きく、そして等しい２つの出力ライン部１２Ｄ、１４Ｄが存在する。先に述べたように最も直流抵抗が大きくなる出力ライン部１２Ｄ、１４Ｄは、少なくともその一部が電流調整機能部１２Ｂ、１４Ｂとして機能してもよい。したがって、出力ライン部１２Ｄ、１４Ｄは電流調整機能部１２Ｂ、１４Ｂを代用できるので、コンバータ部１２、１４は小型化される。
【００５４】
また、コンバータ部１２、１４が基板１１の両端に配置されている場合、その間に配置されている複数のコンバータ部のうちコンバータ部１３１、１３２は、接続点Ｐを起点に対称な位置に配置されてもよい。言い換えると、出力ライン部１３１Ｄと出力ライン部１３２Ｄの直流抵抗値が、Ｐ点を起点として、あるいは出力端子１０を起点として等しくなるように、コンバータ部１３１、１３２が配置されてもよい。これにより、電流調整機能部１３１Ｂ、１３２Ｂは同じ特性の回路あるいは素子を適用することができ、電源装置の設計時における利便性が向上する。
【００５５】
図４は実施の形態におけるさらに他のコンバータ配置を用いた電源装置の回路ブロック図である。図４に示すように、コンバータ部１２、１３１、１３２、１４は概ね列状に配置されるとともに、隣接するコンバータ部１３１、１３２は正対しないずれた位置関係で対向して、並列接続とした上で分散配置されてもかまわない。言い換えると、コンバータ部１３１と基板１１の出力端子側辺１１Ａとを隔てる距離が、コンバータ部１３２と基板１１の出力端子側辺１１Ａとを隔てる距離よりも短くなるように、コンバータ部１３１、１３２を配置してもよい。ここで、コンバータ部１３１は、出力端子側短辺１１Ｃから所定の距離を隔てて配置される。そしてコンバータ部１３２は、出力端子側短辺１１Ｃに対して、コンバータ部１３１よりも近接して配置されている。このような配置により、出力ライン部１３１Ｄと出力ライン部１３２Ｄとを概ね同じ長さとすればよい。
【００５６】
これにより、出力ライン部１３１Ｄと出力ライン部１３２Ｄとにおける直流抵抗値は、出力ライン部１３１Ｄと出力ライン部１３２Ｄとが近似した断面積を有していれば、概ね等しい値となる。よって、同じ特性の回路あるいは素子が、電流調整機能部１３１Ｂ、１３２Ｂに用いられることができる。この結果、部品品番数が低減されるなど、電源装置８の設計時における利便性が向上する。
【００５７】
さらに、コンバータ部１３１、１３２は隣接するものの、正対しないずれた位置関係で分散して配置されている。このため、電圧変換機能部１３１Ａと電圧変換機能部１３２Ａとを隔てる距離は大きくなる。これにより、電圧変換機能部１３１Ａ、１３２Ａから生じる熱は、基板１１の中央に集中し難くなり、基板１１の全面に分散され易くなる。この結果、基板１１の放熱性は向上する。このように、コンバータ部１２、１３１、１３２、１４は、長方形の基板１１の長手方向に必ず一直線上に配置される必要はなく、例えば蛇行した列上に配置されても構わない。
【００５８】
また先にも述べたように、特に電源装置８が非常時対応用として適用される場合、基板１１は長方形とするとともに、図１に示すように複数のコンバータ部１２、１３、１４あるいは図３、図４に示す複数のコンバータ部１２、１３１、１３２、１４は、概ね列状に配置されることが望ましい。
【００５９】
図５は電源装置８を用いた電子機器１６の断面図である。例えば、コンバータ部１２、１３、１４が用いられた電源装置８は、蓄電池１５に蓄えられた電力を電子機器１６へ非常用電力として供給する。そして、蓄電池１５と電源装置８、および、電源装置８と受電部１７とはコネクタ１８によって接続されている。
【００６０】
また、電源装置８や蓄電池１５は電子機器１６へ増設可能である。これにより、蓄電池１５や電源装置８は、非常時にさらに大きな任意の電力供給することができる。そして、電源装置８や蓄電池１５は一組で、あるいは複数組で、電子機器１６に設けたスロット１９へ挿入して配置される。当然ながら、スロット１９もまた、単一で、あるいは複数で設けられてよい。
【００６１】
このため電源装置８は、小さな占有面積や占有容積の限られた領域に設けられたスロット１９へ挿入されることが容易となるように、コンバータ部１２、１３、１４は長方形の板状の基板１１の上で長手方向に沿って列状に配置されることによって構成されているのが望ましい。さらに、基板１１が長方形で、コンバータ部１２、１３、１４が列状に配置されることで、電子機器１６におけるスロット１９の位置は制限され難く、スロット１９は任意の位置に配置されやすくなる。
【００６２】
なお、図５では、全てのコンバータ部１２、１３、１４は基板１１の図中上面の一面に配置されているが、コンバータ部１２、１３、１４は基板１１の上面と下面とに別々に配置されてもよい。
【００６３】
なお、図１、図３、図４では、電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１３１Ｂ、１３２Ｂは、コンバータ部１２、１３、１４、１３１、１３２の内部に含まれる構成で示されている。しかしながら、電流調整機能部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１３１Ｂ、１３２Ｂは、コンバータ部１２、１３、１４、１３１、１３２の内部に含まれる構成に限定されない。例えば、コンバータ部１２を例にとると、電圧変換機能部１２Ａと、電流調整機能部１２Ｂと、入力ライン部１２Ｃと、出力ライン部１２Ｄと、制御部１２Ｅとが、分散して離れた位置で配置されていても、これらの機能がコンバータ部１２として総称されても構わない。個別のコンバータ部１２を構成する電圧変換機能部１２Ａ、電流調整機能部１２Ｂ、制御部１２Ｅなどが、基板１１の上面と下面とに別々に配置されてもよい。
【００６４】
入力ライン部１２Ｃ、１３Ｃ、１４Ｃや、出力ライン部１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄは、基板１１の上面あるいは下面に形成されたパターン状の配線であっても、ワイヤ状の導体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上に述べたように本開示によれば、特定のコンバータに電力を出力するための負担が偏ることはなく、コンバータそれぞれが有する電流供給に関する能力を十分に発揮することができる。この結果、電源装置における動作範囲が広くなるという有利な効果を有し、電源装置として有用である。
【符号の説明】
【００６６】
８    電源装置
９    入力端子
１０    出力端子
１１    基板
１１Ａ    出力端子側辺
１１Ｂ    入力端子側辺
１１Ｃ    出力端子側短辺
１２，１３，１４，１３１，１３２    コンバータ部
１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ，１３１Ａ，１３２Ａ    電圧変換機能部
１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂ，１３１Ｂ，１３２Ｂ    電流調整機能部
１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃ    入力ライン部
１２ＣＣ，１３ＣＣ，１４ＣＣ    入力部
１２Ｄ，１３Ｄ，１４Ｄ，１３１Ｄ，１３２Ｄ    出力ライン部
１２ＤＤ，１３ＤＤ，１４ＤＤ    出力部
１２Ｅ，１３Ｅ，１４Ｅ    制御部
１２Ｆ，１３Ｆ，１４Ｆ    検出点
１５    蓄電池
１６    電子機器
１７    受電部
１８    コネクタ
１９    スロット
【図１】
2015182101.tif 000003
【図２】
2015182101.tif 000004
【図３】
2015182101.tif 000005
【図４】
2015182101.tif 000006
【図５】
2015182101.tif 000007
【図６】
2015182101.tif 000008
【図７】
2015182101.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月3日(2016.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
過電流制限機能部４Ａ、５Ａ、６Ａは、所定の閾値以上の電流値が個々のコンバータ４、５、６から出力されないように設定されている。過電流制限機能部４Ａ、５Ａ、６Ａは、過剰な電流が流れることによって、電源装置１が寿命に関して劣化することを防止する（例えば、特許文献１参照）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
コンバータ４、５、６から供給される電流が、閾値のＩＯＣＬを超越すると、過電流制限機能部４Ａ、５Ａ、６Ａによって過電流制限機能が起動する。ここでは、コンバータ６から供給される電流Ｉ６がＩＯＣＬを超越することによって、過電流制限機能部６Ａが起動する。そして、コンバータ６は電流の供給を停止する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また当然ながら、コンバータ部１２、１３、１４の何れかの動作点が、過電流制限機能の動作閾値ＩＯＣＬから大きく離れたためにそのコンバータ部の能力を十分に活用できなくなる状態も生じ難くなる。したがって、電源装置８は電力供給に関して広い動作範囲を有する。
【国際調査報告】
2015182101.tif 000010
2015182101.tif 000011
2015182101.tif 000012