(57)【要約】【課題】CPU等の大電力負荷と制御用IC等の小電力負荷が、共通の直流電源に接続されているような情報処理装置において、小電力負荷、または小電力負荷への当該電源供給経路に短絡等が発生した場合に、小電力負荷への電源供給経路に過電流が流れて焼損するのを防ぐ。【解決手段】電源からの大電力を消費する大電力負荷と、同一電源からの小電力を消費する小電力負荷をもつことを特徴とする装置において、電源からの電力の一部を小電力負荷へ分配する電源供給経路に過電流が流れた場合にこれを検出し、小電力負荷への電源供給を遮断する過電流保護回路を大電力負荷と同一基板上に持つことによって小電力負荷への電源供給経路に過電流が流れて焼損するのを防ぐ。また、ヒューズを、過電流検出回路と隣接して設けることで、検出回路が故障した場合でも、過電流による焼損を２重に保護する。【選択図】図４
2008172903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置における過電流を検出し、焼損を防止する過電流焼損防止装置であって、
電源からの大電力を消費する大電力負荷を持つ基板と、同一基板上で同一電源からの小電
力を消費する小電力負荷を別途もつことを特徴とする基板において、電源からの電力の一
部を小電力負荷へ分配する電源供給経路に過電流が流れた場合に、これを検出し、小電力
負荷への電源供給を遮断する過電流保護回路を、同一基板上に持つことを特徴とする情報
処理装置の過電流焼損防止装置。
【請求項２】
請求項１記載の過電流焼損防止装置であって、電源からの電力の一部を小電力負荷へ分
配する電源供給経路の過電流を検出する過電流保護回路が、同一基板上に２つ以上あって
、１つの過電流保護回路が故障した場合でも、故障した以外の過電流保護回路が過電流を
検出することを特徴とする情報処理装置の過電流焼損防止装置。
【請求項３】
情報処理装置における過電流を検出し、焼損を防止する過電流焼損防止装置であって、
電源からの大電力を消費する大電力負荷を持つ基板と、同一電源からの小電力を消費する
小電力負荷を持つ基板が別途あって、該大電力負荷を持つ基板と該小電力負荷をもつ基板
が電源中継経路で接続されることを特徴とする装置において、大電力負荷を持つ基板から
の電力の一部を、小電力負荷へ分配する電源供給経路に過電流が流れた場合に、これを検
出する過電流保護回路が、大電力基板上にあることを特徴とする情報処理装置の過電流焼
損防止装置。
【請求項４】
請求項３記載の過電流焼損防止装置であって、電力の一部を小電力負荷へ分配する電源
供給経路に過電流が流れた場合に、これ検出する過電流保護回路が大電力負荷をもつ基板
上に２つ以上あって、１つの過電流保護回路が故障した場合でも、故障した以外の過電流
保護回路が過電流を検出することを特徴とする情報処理装置の過電流焼損防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置において、装置内で使用する直流電源系に短絡等により過電流
が発生した場合の焼損を防止する情報処理装置の過電流焼損防止装置に関するものである
。
【背景技術】
【０００２】
情報処理装置内には、CPUやメモリおよびCPUを制御するための制御回路（以後、これら
をまとめて負荷と表記する）と、負荷に電力を供給する直流電源（以後、単に電源と表記
する）が備えられている。情報処理装置は、負荷が想定される最大電力を消費しても、負
荷および電源供給経路が発熱し、更に焼損に至らないように余裕をもって設計される。し
かし、設計値以上に電流が流れた場合（以後過電流と表記する）、負荷および電源供給経
路が焼損する可能性がある。
【０００３】
そこで、情報処理装置は、電源分配経路、および負荷の焼損を防ぐために、電源内部も
しくは電源供給経路上に過電流焼損防止装置を備える。この過電流焼損防止装置は、電源
から負荷へ供給される電流量を監視し、電流量が制限値に達したら電源供給を遮断、もし
くは電源電圧を降下させることで供給電力を減少させて、負荷および電源供給回路の焼損
を防ぐ。電圧を遮断する方式の過電流焼損防止装置には、溶解型ヒューズ、ブレーカ、又
は電子回路で構成されるものがある。又、電源電圧を降下させる過電流焼損防止装置には
、電源内にある電子回路で構成されるものがある。
【０００４】
従来の過電流焼損防止装置では、設計値以上に電流が流れた場合でも過電流を検出でき
ない可能性があった。これは、接続された負荷が常に最大電力を消費するわけではないの
で、最大電力を想定して設定した過電流を検出する閾値（以下、過電流検出閾値と表記す
る）では余裕度が大きすぎるためである。この改善策として、過電流検出閾値を負荷の状
態に合わせて動的に変更する方法がある。しかしながらこの方法では負荷が必要とする電
流を事前に予測する必要があるが、ユーザプログラムによって消費電力が大きく変化する
CPUなどの負荷は正確に予測することは難しい。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−９８５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
情報処理装置においては、複数の負荷が同一の電源、電源供給経路を共有する構成をと
ることが多い。この理由として、１つには、最近のIC/LSIは、低電圧かつ高精度な電源を
供給することを要求しており、信号接続された各LSI間の電圧ばらつきを小さくする必要
があることがあげられる。電圧ばらつきを小さくするためには、各負荷を個別の電源に接
続するよりも、同一電源に接続する方が容易である。また、情報処理装置の実装スペース
の制約などにより、各負荷に対して個別の電源を準備することができない場合もある。
【０００７】
このような複数の負荷が同一の電源、電源供給経路を共有しているような情報処理装置
における過電流焼損防止回路では、過電流検出閾値を、各負荷の最大電流を合計した値に
設定する必要がある。ところが、CPUに代表される大規模LSIなどの大電力を消費する負荷
（以下、大電力負荷と表記する）と、CPUの外部インターフェースの制御回路などの比較
的小電力しか消費しない負荷（以下、小電力負荷と表記する）を同一の電源、電源供給経
路に接続する場合(これは情報処理装置においては一般的な構成である)、小電力負荷を構
成する回路内で短絡等の故障により発生した過電流を検出することができないことが起こ
りうる。これは、大電力負荷に常に最大電流が流れているわけではなく、大電力負荷の電
流変動によって小電力負荷で発生した過電流が打ち消され、過電流焼損防止回路の過電流
検出閾値に達しないためである。その場合、小電力負荷を構成する回路内で発生した過電
流による発熱および焼損を防止できない恐れがある。
【０００８】
本発明は、大電力負荷と小電力負荷が、同一の電源、電源供給経路、および過電流焼損
防止装置を共有している情報装置でありがら、小電力負荷を構成する回路で発生した過電
流による焼損を防止する、過電流焼損防止装置および情報処理装置の構成に関するもので
ある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、当該目的を達成するため、次のように構成される。
【００１０】
情報処理装置における過電流を検出し、焼損を防止する過電流焼損防止装置であって、
電源からの大電力を消費する大電力負荷を持つ基板と、同一基板上で同一電源からの小電
力を消費する小電力負荷を別途もつことを特徴とする基板において、電源からの電力の一
部を小電力負荷へ分配する電源供給経路に過電流が流れた場合にこれを検出し、小電力負
荷への電源供給を遮断する過電流保護回路を同一基板上に持つことを特徴とする情報処理
装置の過電流焼損防止装置。
【００１１】
好ましくは、当該情報処理装置の過電流焼損防止装置であって、電源からの電力の一部
を小電力負荷へ分配する電源供給経路の過電流を検出する過電流保護回路が、同一基板上
に２つ以上あって、１つの過電流保護回路が故障した場合でも、故障した以外の過電流保
護回路が過電流を検出することを特徴とする情報処理装置の過電流焼損防止装置。
【００１２】
また、情報処理装置における過電流を検出し、焼損を防止する過電流焼損防止装置であ
って、電源からの大電力を消費する大電力負荷を持つ基板と、同一電源からの小電力を消
費する小電力負荷を持つ基板が別途あって、該大電力負荷を持つ基板と該小電力負荷をも
つ基板が電源中継経路で接続されることを特徴とする装置において、大電力負荷を持つ基
板からの電力の一部を小電力負荷へ分配する電源供給経路に過電流が流れた場合に、これ
を検出する過電流保護回路が、大電力基板上にあることを特徴とする情報処理装置の過電
流焼損防止装置。
【００１３】
好ましくは、当該情報処理装置の過電流焼損防止装置であって、電力の一部を小電力負
荷へ分配する電源供給経路に過電流が流れた場合に、これ検出する過電流保護回路が大電
力負荷をもつ基板上に２つ以上あって、１つの過電流保護回路が故障した場合でも、故障
した以外の過電流保護回路が過電流を検出することを特徴とする情報処理装置の過電流焼
損防止装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以上説明したように構成したので、次のような効果がある。
【００１５】
情報処理装置における過電流を検出し、焼損を防止する過電流焼損防止装置であって、
電源からの大電力を消費する大電力負荷を持つ基板と、同一基板上で同一電源からの小電
力を消費する小電力負荷を別途もつことを特徴とする基板において、電源からの電力の一
部を小電力負荷へ分配する電源供給経路に過電流が流れた場合に、これを検出し、小電力
負荷への電源供給を遮断する過電流保護回路を、同一基板上に持つことを特徴とする。し
たがって、電源から小電力負荷への電源中継経路の焼損を防止することが可能な過電流焼
損防止装置を実現することができる。
【００１６】
また、当該情報処理装置の過電流焼損防止装置であって、電源からの電力の一部を小電
力負荷へ分配する電源供給経路の過電流を検出する過電流保護回路が、同一基板上に２つ
以上ある構成をとれば、１つの過電流保護回路が故障した場合でも、故障した以外の過電
流保護回路が過電流を検出することを特徴とする情報処理装置の過電流焼損防止装置を容
易に実現することができる。
【００１７】
また、情報処理装置における過電流を検出し、焼損を防止する過電流焼損防止装置であ
って、電源からの大電力を消費する大電力負荷を持つ基板と、同一電源からの小電力を消
費する小電力負荷を持つ基板が別途あって、該大電力負荷を持つ基板と該小電力負荷をも
つ基板が電源中継経路で接続されることを特徴とする装置において、大電力負荷を持つ基
板からの電力の一部を、小電力負荷へ分配する電源供給経路に過電流が流れた場合に、こ
れを検出する過電流保護回路が、大電力基板上にあることを特徴とする。したがって、電
源中継経路と小電力負荷供給基板の焼損を防止することが可能な過電流焼損防止装置を実
現することができる。
【００１８】
また、当該情報処理装置の過電流焼損防止装置であって、電力の一部を小電力負荷へ分
配する電源供給経路に過電流が流れた場合に、これ検出する過電流保護回路が大電力負荷
をもつ基板上に２つ以上ある構成をとれば、１つの過電流保護回路が故障した場合でも、
故障した以外の過電流保護回路が過電流を検出することを特徴とする情報処理装置の過電
流焼損防止装置を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
情報処理装置における過電流を検出し、焼損を防止するという目的を、大電力負荷と小
電力負荷が同一の電源、電源供給経路を共有する構成においても実現した。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明による過電流焼損防止装置の実施形態の概略構成図である。図１におい
て、CPU３、メモリ４  およびCPU入出力制御ユニット５は、基板８の上に実装されている
。CPU3、メモリ４、およびCPU入出力制御ユニット５への電力は、情報処理装置１の中に
ある大容量直流電源２から、基板８上の電源供給経路９および小電力負荷用電源供給経路
１０を経由して、分配される。CPU３は、メモリ４の内部に格納されたプログラムを、CPU
とメモリのインターフェース６を通じて実行することで情報処理装置１を制御する。CPU
入出力制御ユニット５は、CPUとCPU入出力制御ユニットのインタフェース７を通じて制御
される。大容量直流電源２が出力する電流量は、当該のCPU３と、メモリ４と、CPU入出力
制御ユニット５の使用状態に応じて変化する。大容量直流電源２の内部に設置された電源
内過電流保護回路１３は、大容量直流電源２が出力する電流量を監視し、電流量がCPU３
と、メモリ４と、CPU入出力制御ユニット５の使用し得る最大の電流量に達した場合、供
給する電源を遮断もしくは、電圧を下げることで供給電力を下げることで、回路の焼損を
防止する。
【００２１】
しかし、CPU３と、メモリ４の使用する最大電力量は、CPU入出力制御ユニット５の使用
する最大電力量に対して大きい。そのため、小電力負荷用電源供給経路１０、CPU入出力
制御ユニット５でショートが発生した場合に、電流量が電源内過電流保護回路１３が過電
流を検出する値に達しない場合がある。この場合、電源内過電流保護回路１３は、小電力
負荷用電源供給経路１０およびCPU入出力制御ユニット５および当該周辺回路が過電流で
焼損するのを保護することができない。そこで、基板８の電源供給経路９と小電力負荷用
電源供給経路１０の間に、過電流検出回路１２およびスイッチ１１を実装する。スイッチ
１１は通常状態では通電状態になっており、電源供給経路９から小電力負荷用電源供給経
路１０への電力が供給されている。過電流検出回路１２は、小電力負荷用電源供給経路１
０、CPU入出力制御ユニット５および当該周辺回路が焼損しないようにあらかじめ設定さ
れた電流に達した場合に、これを検出し、スイッチ１１をオフする。これにより小電力負
荷用電源供給経路１０、CPU入出力制御ユニット５、および、当該周辺回路の焼損を防ぐ
過電流焼損防止装置を実現することができる。
【実施例２】
【００２２】
図２は、本発明の過電流焼損防止装置の第２の実施形態の概略構成図である。図２の例
において、図１の例と同等なものには、同一の符号が付してある。そして、この図２の例
と、図１の例の異なるところは、図２の例においては、図１の例にヒューズ１４が、基板
８の小電力負荷用電源供給経路１０に追加されていることである。過電流検出回路１２お
よびスイッチ１１が故障した場合でも、ヒューズ１４が、小電力負荷用電源供給経路１０
およびCPU入出力制御ユニット５、および、当該周辺回路が焼損しないようにあらかじめ
設定された電流に達した場合に、これを検出してヒューズ１４自身が溶断する。これによ
り過電流検出回路１２およびスイッチ１１が故障した場合でも、小電力負荷用電源供給経
路１０およびCPU入出力制御ユニット５、および、当該周辺回路が焼損しないような過電
流保護回路を実現することができる。
【実施例３】
【００２３】
図３は、本発明の過電流焼損防止装置の第３の実施形態の概略構成図である。図３の例
において、図１の例と同等なものには、同一の符号が付してある。そして、この図３の例
と、図１の例の異なるところは、図３の例においては、図１の例の基板８が、CPU３およ
びメモリ４が実装されている当該基板８と、CPU入出力制御ユニット用の基板１６に分割
されていることである。更に基板８とCPU入出力制御ユニット用の基板１６とは、コネク
タ１５で結ばれている。過電流検出回路１２およびスイッチ１１は、基板８に実装されて
いる。過電流検出回路１２は、小電力負荷用電源供給経路１０、CPU入出力制御ユニット
５および当該周辺回路が焼損しないようにあらかじめ設定された電流に達した場合に、こ
れを検出し、スイッチ１１をオフする。これにより小電力負荷用電源供給経路１０、コネ
クタ１５、CPU入出力制御ユニット５、および、当該周辺回路の焼損を防ぐ過電流焼損防
止装置を実現することができる。
【００２４】
また、情報処理装置において、電源を投入したまま周辺装置などの着脱を行えることを
ホットプラグ機能という。図３の例において、大容量直流電源２が通電中においても、CP
U入出力制御ユニット用の基板１６をコネクタ１５部分で、切り離すことができるホット
プラグ機能を実現した際にも、小電力負荷用電源供給経路１０、コネクタ１５、CPU入出
力制御ユニット５、および、当該周辺回路の焼損を防ぐ過電流焼損防止装置を実現するこ
とができる。
【実施例４】
【００２５】
図４は、本発明の過電流焼損防止装置の第４の実施形態の概略構成図である。図４の例
において、図３の例と同等なものには、同一の符号が付してある。そして、この図４の例
と、図３の例の異なるところは、図４の例においては、図３の例にヒューズ１４が、大容
量負荷供給基板８の小電力負荷用電源供給経路１０に追加されていることである。過電流
検出回路１２およびスイッチ１１が故障した場合でも、ヒューズ１４が、小電力負荷用電
源供給経路１０、コネクタ１５およびCPU入出力制御ユニット用の基板１６上の回路が焼
損しないようにあらかじめ設定された電流に達した場合に、これを検出してヒューズ１４
自身が溶断する。これにより過電流検出回路１２およびスイッチ１１が故障した場合でも
、小電力負荷用電源供給経路１０、コネクタ１５、CPU入出力制御ユニット５、および、
当該周辺回路の焼損を防ぐ過電流焼損防止装置を実現することができる。また、大容量直
流電源２が通電中においても、CPU入出力制御ユニット用の基板１６をコネクタ１５部分
で、切り離すことができるホットプラグ機能を実現した際にも、小電力負荷用電源供給経
路１０、コネクタ１５、CPU入出力制御ユニット５、および、当該周辺回路の焼損を防ぐ
過電流焼損防止装置を実現することができる。
【実施例５】
【００２６】
図５は、図４の例のもうひとつの実現形態の概略構成図である。図５の例において、図
４の例と同等なものには、同一の符号が付してある。そして、この図５の例と、図４の例
の異なるところは、図５の例においては、図４のコネクタ１５が、コネクタ１５およびケ
ーブル１７を使用していることである。
【実施例６】
【００２７】
図６は、図２の例における基板上の電源供給経路の実装イメージを示したものである。
近年の情報処理装置は、基板として絶縁体と導体の層が交互に複数の層を形成している多
層基盤を使うことが多い。この様な多層基板を使用した情報処理装置では、大電力負荷で
あるCPUやメモリなどに対して、大電流を高精度に分配できるよう、電源供給経路９とし
て多層基板の導体からなる層を全て割り当てることが多い(電源層)。しかし、多層基板の
層数を増やすことは基板作成にかかるコストを増大させる。また、実装上の理由から導体
の層を全て、電源供給経路９として割り当てられない場合がある。そうした場合、導体を
要求にあった形状に構成する必要がある。(以後、この電源供給経路９の導体の形状を給
電パターンという)図６における電源供給経路９は、基板８上に構成された給電パターン
を示す。CPU３およびメモリ４は電源供給経路９の給電パターン上に実装される。また小
電力負荷用電源供給経路１０は、基板８上に構成された給電パターンを示す。CPU入出力
制御ユニット５は小電力負荷用電源供給経路１０の電源パターン上に実装される。特に、
図６の場合、小電力負荷用電源供給経路１０の給電パターンが、電源供給経路９との接続
部分で細くなっている例を示す。給電パターンが細くなっている部分においては、過電流
が流れると焼損する可能性が高くなるが、スイッチ１１および、ヒューズ１４を細い部分
の給電パターン上に図のように配置することで、当該パターンの焼損を防止することがで
きる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
情報処理装置が焼損に至った場合、情報処理装置のLSI/ICなどの壊れによるハードウェ
ア障害、ソフトウェアの問題に起因する障害などで情報処理装置が動作不能になる場合と
比べて、情報処理装置および情報処理装置を稼動する施設などに与える損害の範囲が大き
い。焼損が顧客先で発生した場合には、顧客に対する信頼を失いかねない。そのため、情
報処理装置が可能な限り焼損しないように設計するためにも、焼損保護回路は、コストを
かけるに値する重要な機能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による過電流防止回路の第１の実施形態の概略構成図である（実施例１）。
【図２】本発明による過電流防止回路の第２の実施形態の概略構成図である（実施例２）。
【図３】本発明による過電流防止回路の第３の実施形態の概略構成図である（実施例３）。
【図４】本発明による過電流防止回路の第４の実施形態の概略構成図である（実施例４）。
【図５】図４の例のもうひとつの実現形態の概略構成図である（実施例５）。
【図６】図２の例における基板上の電源供給経路の実装イメージを示したものである（実施例６）。
【符号の説明】
【００３０】
１…情報処理装置、２…大容量直流電源、３…ＣＰＵ、４…メモリ、５…ＣＰＵ入出力制御ユニット、６…ＣＰＵとメモリのインターフェース、７…ＣＰＵとＣＰＵ入出力制御ユニットのインタフェース、８…基板、９…電源供給経路、１０…小電力負荷用電源供給経路、１１…スイッチ、１２…過電流検出回路、１３…電源内過電流保護回路、１４…ヒューズ、１５…コネクタ、１６…ＣＰＵ入出力制御ユニット用の基板、１７…ケーブル。
【図１】
2008172903.tif 000003
【図２】
2008172903.tif 000004
【図３】
2008172903.tif 000005
【図４】
2008172903.tif 000006
【図５】
2008172903.tif 000007
【図６】
2008172903.tif 000008