(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷に電力を供給する電源回路と、
前記電源回路から電力が供給される負荷と、前記負荷の電源電圧の範囲を示す電圧範囲信号を生成する電圧範囲生成回路と、前記電圧範囲生成回路が生成した前記電圧範囲信号を出力すると共に、前記電源回路から電力が入力されるサブボード入出力部と、を有するサブボードが接続される信号入出力部と、
前記サブボード入出力部及び前記信号入出力部を介して入力される前記電圧範囲信号に対応する電圧範囲と、前記負荷の電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報とを使用して、前記電源回路の出力電圧を演算する演算回路と、を有し、
前記演算回路は、複数の負荷のそれぞれの電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報に、前記複数の負荷のそれぞれの電源電圧の範囲に応じた重み付けをして前記電源回路の出力電圧を演算し、
前記電圧範囲生成回路は、前記負荷の電源電圧の範囲に応じた抵抗値を有する抵抗素子を有し、
前記複数の負荷の少なくとも１つは、前記電源回路及び前記演算回路と共にメインボードに搭載され、
前記演算回路は、
前記メインボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲に応じた抵抗値を有する抵抗素子と、
前記複数の負荷のそれぞれの供給端の電圧に関連する電圧を前記複数の負荷のそれぞれに対応する抵抗素子の抵抗値に応じて重み付けをして前記電源回路の出力電圧を演算するオペアンプとを有する、電源装置。
【請求項２】
複数の負荷に電力を供給する電源回路と、
前記電源回路から電力が供給される負荷と、前記負荷の電源電圧の範囲を示す電圧範囲信号を出力する電圧範囲生成回路と、前記電圧範囲生成回路が出力した前記電圧範囲信号を出力すると共に、前記電源回路から電力が入力されるサブボード入出力部と、を有するサブボードと、
前記サブボード入出力部と接続される信号入出力部と、
前記サブボード入出力部及び前記信号入出力部を介して入力される前記電圧範囲信号に対応する電圧範囲と、前記負荷の電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報とを使用して、前記電源回路の出力電圧を演算する演算回路と、を有し、
前記演算回路は、複数の負荷のそれぞれの電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報に、前記複数の負荷のそれぞれの電源電圧の範囲に応じた重み付けをして前記電源回路の出力電圧を演算し、
前記電圧範囲生成回路は、前記負荷の電源電圧の範囲に応じた抵抗値を有する抵抗素子を有し、
前記複数の負荷の少なくとも１つは、前記電源回路及び前記演算回路と共にメインボードに搭載され、
前記演算回路は、
前記メインボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲に応じた抵抗値を有する抵抗素子と、
前記複数の負荷のそれぞれの供給端の電圧に関連する電圧を前記複数の負荷のそれぞれに対応する抵抗素子の抵抗値に応じて重み付けをして前記電源回路の出力電圧を演算するオペアンプとを有する、電源システム。
【請求項３】
電源回路から電力が供給される複数の負荷及び前記負荷の電源電圧の範囲を示す電圧範囲信号を出力する電圧範囲生成回路を搭載したサブボードが接続されているか否かを判定し、
前記サブボードが接続されていると判定したときに、前記電圧範囲信号に対応する電圧範囲と、前記負荷の電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報とを取得し、
前記電圧範囲と前記電源電圧情報とを使用して電源回路の出力電圧を演算する演算回路を備え、
前記演算回路は、複数の負荷のそれぞれの電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報に、前記複数の負荷のそれぞれの電源電圧の範囲に応じた重み付けをして前記電源回路の出力電圧を演算し、
前記電圧範囲生成回路は、前記負荷の電源電圧の範囲に応じた抵抗値を有する抵抗素子を有し、
前記複数の負荷の少なくとも１つは、前記電源回路及び前記演算回路と共にメインボードに搭載され、
前記演算回路は、
前記メインボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲に応じた抵抗値を有する抵抗素子と、
前記複数の負荷のそれぞれの供給端の電圧に関連する電圧を前記複数の負荷のそれぞれに対応する抵抗素子の抵抗値に応じて重み付けをして前記電源回路の出力電圧を演算するオペアンプとを有する、
ことを有する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、電源システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の負荷が接続された電源装置において、負荷の電源電圧をリモートセンシングして、電源装置の出力電圧を制御することが知られている。例えば、電圧検出手段と、制御手段と、電源電圧出力手段とを有し、複数の負荷に電力を供給する電力供給システムが知られている。電圧検出手段は各負荷の供給端の電圧を検出し、制御手段は電圧検出手段が検出した電圧レベル情報を参照して上記出力電圧を制御する制御情報を出力する。そして、電源電圧出力手段は制御手段からの制御情報に基き電源装置の出力電圧を調整制御し、出力する。
【０００３】
また、複数の負荷が接続された電源装置の出力電圧を制御する種々の方法が知られている。例えば、リモートセンシングした複数の負荷の電源電圧の平均値を使用した出力電圧の制御方法、複数の負荷の電源電圧許容中心値からのバラツキを使用した出力電圧の制御方法、及び複数の負荷の電源電圧の範囲に応じた出力電圧の制御方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３９０４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６９４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、メインボードに搭載された電源装置から電力が供給されるサブボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲が変化したときに、負荷の供給端の電圧が負荷の電源電圧の範囲内に制御されないおそれがある。例えば、電源電圧の範囲が基準電圧±８％である負荷が搭載されていたサブボードに代わり電源電圧の範囲が基準電圧±５％である負荷が搭載されていたサブボードが接続されると、負荷の供給端の電圧が負荷の電源電圧の範囲内に制御されない可能性がある。
【０００６】
実施形態によれば、サブボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲が変化した場合でも負荷の電源電圧の範囲内の電圧を負荷の供給端に供給可能な電源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】
【０００７】
１つの態様の電源装置は、複数の負荷に電力を供給する電源回路と、サブボードが接続される信号入出力部と、演算回路とを有する。信号入出力部に接続されるサブボードは、電源回路から電力が供給される負荷と、負荷の電源電圧の範囲を示す電圧範囲信号を出力する電圧範囲生成回路とを有する。サブボードは、電圧範囲生成回路が出力した電圧範囲信号を出力すると共に、電源回路から電力が入力されるサブボード入出力部を更に有する。演算回路は、サブボード入出力部及び信号入出力部を介して入力される電圧範囲信号に対応する電圧範囲と、負荷の電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報とを使用して、電源回路の出力電圧を演算する。演算回路は、複数の負荷のそれぞれの電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報に、複数の負荷のそれぞれの電源電圧の範囲に応じた重み付けをして電源回路の出力電圧を演算し、電圧範囲生成回路は、負荷の電源電圧の範囲に応じた抵抗値を有する抵抗素子を有する。複数の負荷の少なくとも１つは、電源回路及び演算回路と共にメインボードに搭載される。演算回路は、メインボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲に応じた抵抗値を有する抵抗素子と、複数の負荷のそれぞれの供給端の電圧に関連する電圧を複数の負荷のそれぞれに対応する抵抗素子の抵抗値に応じて重み付けをして電源回路の出力電圧を演算するオペアンプとを有する。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態では、サブボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲が変化した場合でも負荷の電源電圧の範囲内の電圧を負荷の供給端に供給可能な電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】関連する電源システムの回路ブロック図である。
【図２】図１に示す演算回路の内部回路ブロック図である。
【図３】図１に示す電源装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図４】図１に示す電源システムの電圧制御の一例を示す図である。
【図５】図１に示す電源システムの電圧制御の他の例を示す図である。
【図６】関連する他の電源システムの回路ブロック図である。
【図７】第１実施形態に係る電源システムの回路ブロック図である。
【図８】図７に示す演算回路及び電圧範囲生成回路の接続関係を示す図である。
【図９】（ａ）はサブボードが交換された状態の第１実施形態に係る電源システムの回路ブロック図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電源回路システムの演算回路及び電圧範囲生成回路の接続関係を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る電源システムの回路ブロック図である。
【図１１】図１０に示す電源装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図１２】第３実施形態に係る電源システムの回路ブロック図である。
【図１３】図１２に示す電源装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図１４】（ａ）は一方の負荷の電源電圧が基準電圧に一致するように演算する例を示し、（ｂ）は他方の負荷の電源電圧が基準電圧に一致するように演算する例を示し、（ｃ）は実施形態に係る演算回路が加重平均により演算する例を示す図である。
【図１５】（ａ）は実施形態に係る演算回路が加重平均により演算する一例を示し、（ｂ）は一方の負荷が交換されて電源電圧の範囲が変更された従来例を示し、（ｃ）は一方の負荷が交換されて電源電圧の範囲が変更された実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面を参照して、電源装置、電源システム及びその制御方法について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１１】
実施形態に係る電源システムについて説明する前に関連する電源システムについて説明する。
【００１２】
図１は、関連する電源システムの回路ブロック図である。
【００１３】
電源システム１０１は、メインボード１１０と、サブボード１２０とを有する。メインボード１１０は、電源回路１１１と、演算回路１１２と、メインボード入出力部１１３と、第１負荷１１４と、第２負荷１１５とを有する。サブボード１２０は、第３負荷１２１と、サブボード入出力部１２２とを有する。電源回路１１１、演算回路１１２及びメインボード入出力部１１３は、第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３負荷１２１に電力を供給する電源装置を形成する。
【００１４】
電源回路１１１は、第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３負荷１２１のそれぞれに電力を供給する。第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３負荷１２１のそれぞれの電力が供給される供給端の電圧は、電源回路とそれぞれの負荷との間の配線における電圧降下により、電源回路１１１の出力電圧よりも低い電圧になる。演算回路１１２は、リモートセンシングした第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３負荷１２１の供給端の電圧から所定の演算を実行して、演算結果を電源回路１１１にフィードバックする。演算回路１１２は、電源回路１１１の出力電圧が負荷の供給端で電圧降下した場合でも、負荷の供給端の電圧が負荷の電源電圧の範囲に含まれるように出力電圧を制御する。メインボード入出力部１１３は、サブボード１２０とのインタフェース部である。第１負荷１１４及び第２負荷１１５のそれぞれは、電源電圧の範囲が基準電圧Ｖ0±１０％の負荷であり、入力される電圧を演算回路１１２に出力する。
【００１５】
第３負荷１２１は、電源電圧の範囲が基準電圧Ｖ0±８％の負荷であり、入力される電圧を演算回路１１２に出力する。サブボード入出力部１２２は、メインボード１１０とのインタフェース部である。
【００１６】
電源システム１０１では、第１負荷１１４及び第２負荷１１５の電源電圧の範囲が基準電圧Ｖ0±１０％であるのに対し、第３負荷１２１の電源電圧の範囲が基準電圧Ｖ0±８％である。演算回路１１２は、電源電圧の範囲に対応した重み付けをして、すなわち電源電圧の範囲に応じて加重平均することにより、電源回路１１１の出力電圧を演算する。
【００１７】
式（１）は演算回路１１２が実行する演算を示す式である。
【数１】
0006375798.tif 000002
【００１８】
ここでＶは負荷のそれぞれの供給端に所望の電圧を供給するための目標電圧である。また、ａ〜ｃのそれぞれは第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３負荷１２１の電源電圧の範囲であり、基準電圧Ｖ0からのずれを％で示すものであり、ａ及びｂは１０％であり、ｃは８％である。また、Ｖa〜Ｖcのそれぞれはリモートセンシングされた第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３負荷１２１の供給端の電圧を示す。
【００１９】
まず、演算回路１１２は、式（１）に基づいて、目標電圧Ｖを演算する。次いで、演算回路１１２は、演算した目標電圧Ｖと基準電圧Ｖ0との差分電圧ΔＶを（ΔＶ＝Ｖ0−Ｖ）から演算する。そして、演算回路１１２は、電源回路１１１の出力電圧ＶoutをＶout´＝ΔＶ＋Ｖoutに変更する。
【００２０】
図２は、演算回路１１２の内部回路ブロック図である。
【００２１】
演算回路１１２は、オペアンプ１１２０と、第１負荷正抵抗１１２１〜第３負荷正抵抗１１２３と、帰還正抵抗１１２４と、第１負荷負抵抗１１２５〜第３負荷負抵抗１１２７と、帰還負抵抗１１２８とを有する。Ｖａ（＋）〜Ｖｃ（＋）及びＶａ（−）〜Ｖｃ（−）のそれぞれは、リモートセンシングされた第１負荷１１４〜第３負荷１２１の電源電圧及びグラウンド電圧である。式（１）のＶaは（Ｖa＝Ｖａ（＋）−Ｖａ（-））で示され、Ｖbは（Ｖb＝Ｖｂ（＋）−Ｖｂ（-））で示され、Ｖbは（Ｖb＝Ｖｂ（＋）−Ｖｂ（-））で示される。第１負荷正抵抗１１２１及び第１負荷負抵抗１１２５の抵抗値はＲａであり、第２負荷正抵抗１１２２及び第２負抵抗１１２６の抵抗値はＲｂであり、第３負荷正抵抗１１２３と第３負荷負抵抗１１２７の抵抗値はＲｃである。Ｒａ、Ｒｂ及びＲｃは、第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３負荷１２１の電源電圧の範囲に比例した値となり、Ｒａ：Ｒｂ：Ｒｃ＝１０：１０：８となる。また、帰還正抵抗１１２４及び帰還負抵抗１１２８の抵抗値Ｒ´は、抵抗値Ｒａ、Ｒｂ及びＲｃと（Ｒ´＝１／（１／Ｒａ＋１／Ｒｂ＋１／Ｒｃ））の関係を示す。
【００２２】
図３は、電源回路１１１、演算回路１１２及びメインボード入出力部１１３により形成される電源装置の処理フローを示すフローチャートである。
【００２３】
電源が投入されると、電源システム１０１が立ち上がる（Ｓ１０１）。次いで、電源回路１１１の出力電圧Ｖは、基準電圧Ｖ0に設定される（Ｓ１０２）。次いで、電源回路１１１は、基準電圧Ｖ0に設定された出力電圧Ｖを出力する（Ｓ１０３）。次いで、演算回路１１２は、第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３負荷１２１のそれぞれの供給端の電圧をリモートセンシングし、リモートセンシングした電圧を示す電源電圧情報を取得する（Ｓ１０４）。演算回路１１２は、取得した電源電圧情報を使用して式（１）に基づいて目標電圧を演算し（Ｓ１０５）、電源回路１１１の出力電圧を、演算した目標電圧に対応する電圧に変更する（Ｓ１０６）。そして、電源回路１１１は、変更された出力電圧Ｖを出力する（Ｓ１０３）。以降、所定の期間毎にＳ１０３〜Ｓ１０６の処理が繰り返される。
【００２４】
図４は、電源システム１０１の電圧制御の一例を示す図である。図４において、基準電圧Ｖ0は５Ｖであり、第１負荷１１４の電源電圧の範囲ａ及び第２負荷１１５の電源電圧の範囲ｂは±１０％であり、第３負荷１２１の電源電圧の範囲ｃは±８％である。
【００２５】
図４に示す例では、電源回路１１１から出力された６Ｖの出力電圧は、０．６Ｖ降下して５．４Ｖの電圧として第１負荷１１４の供給端に供給され、１Ｖ降下して５Ｖの電圧として第２負荷１１５の供給端に供給される。また、６Ｖの出力電圧は、１．３Ｖ降下して４．７Ｖの電圧として第３負荷１２１の供給端に供給される。
【００２６】
図４に示す例では、演算回路１１２は、第１負荷１１４及び第２負荷１１５の電圧が基準電圧５Ｖの±１０％の範囲の電圧となり、第３負荷１２１の電圧が基準電圧５Ｖの±８％の範囲の電圧となるように電源回路１１１の出力電圧を制御する。第１負荷１１４の供給端に供給される電圧は第１負荷１１４の電源電圧の範囲５Ｖ±１０％に含まれる５．４Ｖであり、第２負荷１１５の供給端に供給される電圧は第２負荷１１５の電源電圧の範囲５Ｖ±１０％（４．５Ｖ〜５．５Ｖ）に含まれる５Ｖである。また、第３負荷１２１の供給端に供給される電圧は第３負荷１２１の電源電圧の範囲５Ｖ±８％（４．６８Ｖ〜５．３２Ｖ）に含まれる４．７Ｖである。
【００２７】
次いで、図５を参照して、電源システム１０１において、第３負荷１２１が搭載されるサブボード１２０を取り外し、電源電圧の範囲が第３負荷１２１の電源電圧の範囲よりも狭い第３´負荷が搭載されるサブボードが接続される場合について説明する。
【００２８】
図５は、第３´負荷が搭載されるサブボードが接続された電源システム１０２の回路ブロック図である。
【００２９】
サブボード１３０は、基準電圧Ｖ0が５Ｖであり且つ電源電圧の範囲が±５％である第３´負荷１３１と、メインボード１１０とのインタフェース部であるサブボード入出力部１３２とを有する。サブボード１３０が有する第３´負荷１３１の電源電圧の範囲は４．７５Ｖ〜５．２５Ｖであるのに対し、第３´負荷１３１の電源電圧の範囲は４．６８Ｖ〜５．３２Ｖである。図５に示す例では、電源回路１１１は６Ｖの出力電圧を出力し、第３´負荷１３１の供給端には電源電圧の範囲である４．７５Ｖ〜５．２５Ｖの範囲外である４．７Ｖの電圧が供給される。
【００３０】
図５に示す例のように、搭載される負荷の電源電圧の範囲がより狭いサブボードに変更された場合に、電源回路１１１から出力された出力電圧に応じて供給される電圧は、範囲が変更されたサブボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲から外れるおそれがある。
【００３１】
図６は、図５に示す電源システム１０２における問題を解決した電源システムのブロック図である。
【００３２】
電源システム１０３は、メインボード１１０の代わりにメインボード１４０を有することが図５に示す電源システム１０２と相違する。メインボード１４０は、第３´負荷１３１の電源電圧の範囲に対応した演算を実行する演算回路１４２を演算回路１１２の代わりに有する。
【００３３】
電源システム１０３では、演算回路１４２が±５％である第３´負荷１３１の電源電圧の範囲に対応した演算を実行することにより、電源回路１１１が出力する出力電圧は、電源システム１０２の６Ｖから０．０５Ｖ上昇した６．０５Ｖとなる。電源回路１１１が６．０５Ｖの電圧を出力することにより、電源システム１０３では、第３´負荷１３１の供給端には、電源電圧の範囲である４．７５Ｖ〜５．２５Ｖの範囲内である４．７５Ｖの電圧が供給される。
【００３４】
電源システム１０３では、演算回路１１２を第３´負荷１３１の電源電圧の範囲に対応した演算回路１４２に変更することにより、第１負荷１１４、第２負荷１１５及び第３´負荷１３１の何れの負荷にも電源電圧の範囲内の電圧を供給することが可能になる。
【００３５】
しかしながら、図１〜６を参照して説明した関連する電源システムでは、サブボードに搭載される負荷の電源電圧の範囲が変更される毎に電源回路の出力電圧を演算する演算回路の構成が変更されるため、負荷の電源電圧の範囲の変更に応じた変更は容易ではない。
【００３６】
実施形態に係る電源システムでは、演算回路は、負荷を搭載したサブボードに搭載される電圧範囲生成回路から取得した負荷の電源電圧の範囲を使用して電源回路の出力電圧を決定する。実施形態に係る電源システムでは、サブボードが交換されてサブボードに搭載される負荷の電源電圧の範囲が変更された場合でも、演算回路の構成を変更することなく演算処理が実行可能である。
【００３７】
図７は、第１実施形態に係る電源システムの回路ブロック図である。
【００３８】
電源システム１は、メインボード１０と、サブボード２０とを有する。メインボード１０は、電源回路１１と、演算回路１２と、メインボード入出力部１３と、第１負荷１４と、第２負荷１５とを有する。サブボード２０は、第３負荷２１と、サブボード入出力部２２と、電圧範囲生成回路２３とを有する。電源回路１１、演算回路４２及びメインボード入出力部１３は、第１負荷１４、第２負荷１５及び第３負荷２１に電力を供給する電源装置を形成する。
【００３９】
電源回路１１、メインボード入出力部１３、第１負荷１４及び第２負荷１５のそれぞれは、電源回路１１１、メインボード入出力部１１３、第１負荷１１４及び第２負荷１１５のそれぞれに対応する構成及び機能を有する。第３負荷２１及びサブボード入出力部２２のそれぞれは、第３負荷１２１及びサブボード入出力部１２２それぞれに対応する構成及び機能を有する。
【００４０】
演算回路１２は、第３負荷２１の電源電圧の範囲をサブボード２０から負荷特性情報として取得することが演算回路１１２と相違する。演算回路１２は、負荷特性情報として取得した第３負荷２１の電源電圧の範囲を使用して、式（１）に基づいて電源電圧の範囲に対応した重み付けをして電源回路１１の出力電圧を演算する。
【００４１】
電圧範囲生成回路２３は、第３負荷２１の動作電圧情報である電源電圧の範囲を示す電圧範囲信号を生成し、出力する。
【００４２】
図８は、演算回路１２及び電圧範囲生成回路２３の接続関係を示す図である。
【００４３】
演算回路１２は、オペアンプ１２００と、第１負荷正抵抗１２０１と、第２負荷正抵抗１２０２と、帰還正抵抗１２０４と、第１負荷負抵抗１２０５と、第２負荷負抵抗１２０７と、帰還負抵抗１２０８とを有する。電圧範囲生成回路２３は、第３負荷正抵抗２３０１と、第３負荷負抵抗２３０２と、第３帰還正抵抗２３０３と、第３帰還負抵抗２３０４とを有する。Ｖａ（＋）〜Ｖｃ（＋）及びＶａ（−）〜Ｖｃ（−）のそれぞれは、第１負荷１４〜第３負荷２１の電力が供給される供給端の電圧に関連する電源電圧情報であり、リモートセンシングされた第１負荷１４〜第３負荷２１の電源電圧及びグラウンド電圧である。第１負荷正抵抗１２０１及び第１負荷負抵抗１２０５の抵抗値はＲａであり、第２負荷正抵抗１２０２及び第２負荷負抵抗１２０６の抵抗値はＲｂである。第３負荷正抵抗２３０１、第３負荷負抵抗２３０２、第３帰還正抵抗２３０３及び第３帰還負抵抗２３０４の抵抗値はＲｃである。Ｒａ、Ｒｂ及びＲｃは、第１負荷１４、第２負荷１５及び第３負荷２１の電源電圧の範囲に比例した値となり、Ｒａ：Ｒｂ：Ｒｃ＝１０：１０：８となる。また、帰還正抵抗１２０４及び帰還負抵抗１２０８の抵抗値Ｒαは抵抗値Ｒａ及びＲｂと（Ｒα＝１／（１／Ｒａ＋１／Ｒｂ））の関係を示す。
【００４４】
電源システム１では、演算回路１２は、サブボード２０が有する第３負荷２１の電源電圧の範囲を電圧範囲生成回路２３の第３負荷正抵抗２３０１及び第３負荷負抵抗２３０２とから電圧範囲信号として取得して演算する。電源システム１では、演算回路１２は、サブボードが交換されてサブボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲が変化した場合でも、サブボードに搭載された負荷の電源電圧の範囲をサブボードから取得して演算するので、演算回路１２の回路構成は変更されない。
【００４５】
第３帰還正抵抗２３０３は帰還正抵抗１１２４に並列接続され、第３帰還正抵抗２３０３と帰還正抵抗１１２４との合成抵抗Ｒｃｏｍは（Ｒｃｏｍ＝１／（１／Ｒａ＋１／Ｒｂ＋１／Ｒｃ））となる。また、第３帰還負抵抗２３０４は帰還負抵抗１２０８に並列接続され、第３帰還負抵抗２３０４と帰還負抵抗１２０８との合成抵抗Ｒｃｏｍは（Ｒｃｏｍ＝１／（１／Ｒａ＋１／Ｒｂ＋１／Ｒｃ））となる。
【００４６】
図９（ａ）はサブボードが交換された状態の第１実施形態に係る電源システムの回路ブロック図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示す電源回路システムの演算回路１２及び電圧範囲生成回路２３の接続関係を示す図である。
【００４７】
電源システム１´は、サブボード２０の代わりにサブボード３０が配置される。サブボード３０は、第３´負荷３１と、サブボード入出力部３２と、電圧範囲生成回路３３とを有する。第３´負荷３１及びサブボード入出力部３２のそれぞれは、第３´負荷１３１及びサブボード入出力部１３２それぞれに対応する構成及び機能を有する。第３´負荷３１の電源電圧の範囲は、第３負荷２１の電源電圧の範囲±８％よりも狭い±５％である。
【００４８】
電圧範囲生成回路３３は、第３´負荷正抵抗３３０１と、第３´負荷負抵抗３３０２と、第３´帰還正抵抗３３０３と、第３´帰還負抵抗３３０４とを有する。第３´負荷正抵抗３３０１、第３´負荷負抵抗３３０２、第３´帰還正抵抗３３０３及び第３´帰還負抵抗３３０４の抵抗値はＲｃ´である。Ｒａ、Ｒｂ及びＲｃ´は、第１負荷１４、第２負荷１５及び第３´負荷３１の電源電圧の範囲に比例した値となり、Ｒａ：Ｒｂ：Ｒｃ＝１０：１０：５となる。
【００４９】
第１実施形態に係る電源システムでは、演算回路１２は、サブボードが有する電圧範囲生成回路が出力する電圧範囲信号を使用して電源回路１１の出力電圧を演算するので、サブボードの負荷の電源電圧の範囲が変化しても演算回路１２の回路構成は変更されない。
【００５０】
図１０は、第２実施形態に係る電源システムの回路ブロック図である。
【００５１】
電源システム２は、メインボード１０の代わりにメインボード４０が配置されることが電源システム１と相違する。メインボード４０は、演算回路１２の代わりに演算回路４２が配置される。演算回路４２は、ＣＰＵ４２１と、メモリ４２２と、インタフェース部４２３とを有する。電源回路１１、演算回路１２及びメインボード入出力部１３は、第１負荷１４、第２負荷１５及び第３負荷２１に電力を供給する電源装置を形成する。
【００５２】
ＣＰＵ４２１は、メモリ４２２に記憶されるコンピュータプログラム（本明細書では、プログラムとも称する）に基づいて、電源回路１１の出力電圧を演算するための所定の処理を実行する。ＣＰＵ４２１は、ＣＰＵ４２１が実行する処理のためのプログラムを記憶することができるコンピュータ読み取り可能な記録媒体とも接続可能である。記録媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク及びＵＳＢメモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等が使用される。
【００５３】
メモリ４２２は、ＣＰＵ４２１が処理を実行するコンピュータプログラム及びコンピュータプログラムを実行するときに使用される種々の情報を記憶する。インタフェース部４２３は、リモートセンシングされる第１負荷１４、第２負荷１５及び第３負荷２１の供給端の電圧を示す信号、及び電圧範囲生成回路２３から入力される電圧範囲信号が入力され、電源回路の出力電圧を示す信号を出力する。
【００５４】
図１１は、電源回路１１、演算回路４２及びメインボード入出力部１３により形成される電源装置の処理フローを示すフローチャートである。
【００５５】
電源が投入されると、電源システム２が立ち上がる（Ｓ２０１）。次いで、電源回路１１の出力電圧Ｖは、基準電圧Ｖ0に設定される（Ｓ２０２）。演算回路４２は、サブボードがメインボード４０に搭載されているか否かを判定する（Ｓ２０３）。サブボード２０がメインボード４０に搭載されていないと判定したとき、演算回路は、式（１）において第３負荷の電源電圧の範囲を示すｃを無限大に設定する（Ｓ２０４）。また、サブボード２０がメインボード４０に搭載されていると判定したとき、演算回路４２はメインボード入出力部１３を介して第３負荷２１の電源電圧の範囲を示すｃを取得する（Ｓ２０５）。演算回路４２は、式（１）を使用して、目標電圧を演算し、電源回路１１の出力電圧を、演算した目標電圧に対応する電圧に変更する（Ｓ２０６）。次いで、電源回路１１は、設定された出力電圧Ｖを出力する（Ｓ２０７）。次いで、演算回路４２は、第１負荷１４、第２負荷１５及び第３負荷２１のそれぞれの供給端の電圧をリモートセンシングし、リモートセンシングした電圧を示す電源電圧情報を取得する（Ｓ２０８）。演算回路４２は、取得した電源電圧情報を使用して式（１）に基づいて目標電圧を演算し（Ｓ２０９）、電源回路１１の出力電圧を、演算した目標電圧に対応する電圧に変更する（Ｓ２１０）。そして、電源回路１１は、変更された出力電圧Ｖを出力する（Ｓ２０７）。以降、所定の期間毎にＳ２０７〜Ｓ２１０の処理が繰り返される。
【００５６】
図１２は、第３実施形態に係る電源システムの回路ブロック図である。
【００５７】
電源システム３は、メインボード５０と、第１サブボード６０と、第２サブボード７０と、第３サブボード８０とを有する。メインボード５０は、電源回路１１と、演算回路５２と、第１メインボード入出力部５３〜第５メインボード入出力部５７とを有する。第１サブボード６０は、第１負荷６１と、第１サブボード入出力部６２と、第１電圧範囲生成回路６３とを有する。第２サブボード７０は、第２負荷７１と、第２サブボード入出力部７２と、第２電圧範囲生成回路７３とを有する。第３サブボード８０は、第３負荷８１と、第３サブボード入出力部８２と、第３電圧範囲生成回路８３とを有する。電源回路１１、演算回路５２及び第１メインボード入出力部５３〜第５メインボード入出力部５７は、第１メインボード入出力部５３〜第５メインボード入出力部５７に接続された負荷に電力を供給する電源装置を形成する。
【００５８】
演算回路５２は、ＣＰＵ５２１と、メモリ５２２と、インタフェース部５２３とを有する。ＣＰＵ５２１は、メモリ５２２に記憶されるコンピュータプログラムに基づいて、電源回路１１の出力電圧を演算するための所定の処理を実行する。ＣＰＵ５２１は、ＣＰＵ５２１が実行する処理のためのプログラムを記憶することができるコンピュータ読み取り可能な記録媒体とも接続可能である。記録媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク及びＵＳＢメモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等が使用される。メモリ５２２は、ＣＰＵ５２１が処理を実行するコンピュータプログラム及びコンピュータプログラムを実行するときに使用される種々の情報を記憶する。インタフェース部５２３は、リモートセンシングされる負荷の電源電圧に関連する電源電圧情報を示す信号、及び電圧範囲生成回路から入力される電圧範囲信号が入力され、電源回路の出力電圧を示す信号を出力する。
【００５９】
演算回路５２は、第１メインボード入出力部５３〜第５メインボード入出力部５７を介して取得される負荷の電源電圧に関連する情報及び負荷の電源電圧の範囲を取得する。演算回路５２は、負荷の電源電圧に関連する情報及び負荷の電源電圧の範囲を使用して、式（１）と同様に電源電圧の範囲に対応した重み付けをした式により目標電圧を演算し、電源回路１１の出力電圧を、演算した目標電圧に対応する電圧に変更する。
【００６０】
第１メインボード入出力部５３〜第５メインボード入出力部５７のそれぞれは、サブボードのサブボード入出力部と介して接続されるサブボードとのインタフェース部である。
【００６１】
第１負荷６１は電源電圧の範囲が基準電圧Ｖ0±α％の負荷であり、第２負荷７１は電源電圧の範囲が基準電圧Ｖ0±β％の負荷であり、第３負荷８１は電源電圧の範囲が基準電圧Ｖ0±γ％の負荷である。第１サブボード入出力部６２〜第３サブボード入出力部８２のそれぞれは、メインボード５０とのインタフェース部である。
【００６２】
第１電圧範囲生成回路６３は、第１負荷６１の電源電圧の範囲を示す第１電圧範囲信号を生成し、生成した第１電圧範囲信号を第１サブボード入出力部６２を介して演算回路５２に出力する。第２電圧範囲生成回路７３は、第２負荷７１の電源電圧の範囲を示す第２電圧範囲信号を生成し、生成した第２電圧範囲信号を第２サブボード入出力部７２を介して演算回路５２に出力する。第３電圧範囲生成回路８３は、第３負荷８１の電源電圧の範囲を示す第３電圧範囲信号を生成し、生成した第３電圧範囲信号を第３サブボード入出力部８２を介して演算回路５２に出力する。
【００６３】
図１３は、電源回路１１、演算回路５２及び第１メインボード入出力部５３〜第５メインボード入出力部５７により形成される電源装置の処理フローを示すフローチャートである。
【００６４】
電源が投入されると、電源システム３が立ち上がる（Ｓ３０１）。次いで、電源回路１１の出力電圧Ｖは、基準電圧Ｖ0に設定される（Ｓ３０２）。演算回路５２は、第１メインボード入出力部５３〜第５メインボード入出力部５７を介してサブボードが搭載されているか否かを順次判定する（Ｓ３０３〜Ｓ３０５）。
【００６５】
まず、演算回路５２は、第１サブボード６０が第１メインボード入出力部５３を介してメインボード５０に搭載されていると判定し（Ｓ３０３）、第１メインボード入出力部５３を介して第１負荷６１の電源電圧の範囲を示すαを取得する（Ｓ３０５）。次いで、演算回路５２は、第２サブボード７０が第２メインボード入出力部５４を介してメインボード５０に搭載されていると判定し（Ｓ３０３）、第２メインボード入出力部５４を介して第２負荷７１の電源電圧の範囲を示すβを取得する（Ｓ３０５）。次いで、演算回路５２は、第３メインボード入出力部５５を介してメインボード５０に搭載されていないと判定し（Ｓ３０３）、第３メインボード入出力部５５に接続される負荷の電源電圧の範囲を無限大に設定する（Ｓ３０４）。次いで、演算回路５２は、第３サブボード８０が第４メインボード入出力部５６を介してメインボード５０に搭載されていると判定し（Ｓ３０３）、第４メインボード入出力部５６を介して第３負荷８１の電源電圧の範囲を示すγを取得する（Ｓ３０５）。そして、演算回路５２は、第５メインボード入出力部５７を介してメインボード５０に搭載されていないと判定し（Ｓ３０３）、第５メインボード入出力部５７に接続される負荷の電源電圧の範囲を無限大に設定する（Ｓ３０４）。
【００６６】
次いで、演算回路５２は、第１負荷６１〜第３負荷８１の電源電圧に関連する情報及び電源電圧の範囲を使用して、電源電圧の範囲に対応した重み付けをした式を使用して目標電圧を演算する（Ｓ３０６）。演算回路５２は、電源回路１１の出力電圧を、演算した目標電圧に対応する電圧に変更する。次いで、電源回路１１は、設定された出力電圧Ｖを出力する（Ｓ３０７）。次いで、演算回路５２は、第１負荷６１〜第３負荷８１のそれぞれの供給端の電圧をリモートセンシングし、リモートセンシングした電圧を示す電源電圧情報を取得する（Ｓ３０８）。演算回路５２は、取得した電源電圧情報を使用して目標電圧を演算し（Ｓ３０９）、電源回路１１の出力電圧を、演算した目標電圧に対応する電圧に変更する（Ｓ３１０）。そして、電源回路１１は、変更された出力電圧Ｖを出力する（Ｓ３０７）。以降、所定の期間毎にＳ３０７〜Ｓ３１０の処理が繰り返される。
【００６７】
実施形態に係る電源システムでは、負荷の電源電圧に対応した重み付けをして加重平均することにより電源回路１１の出力電圧を演算するので、負荷の電源電圧の範囲がより狭い場合でも電源回路１１の出力電圧を演算することができる。
【００６８】
図１４（ａ）は一方の負荷の電源電圧が基準電圧に一致するように演算する例を示し、図１４（ｂ）は他方の負荷の電源電圧が基準電圧に一致するように演算する例を示し、図１４（ｃ）は実施形態に係る演算回路が加重平均により演算する例を示す図である。図１４（ａ）〜１４（ｃ）において、横軸は電圧を示し、縦軸は双方の負荷の基準電圧Ｖ０を示す。また、ＶAは一方の負荷の電源電圧を示し、ＶBは他方の負荷の電源電圧を示す。また、縦軸から横軸に平行に延伸する矢印は、双方の負荷の電源電圧の範囲を示す。電源電圧がＶAである負荷の電源電圧の範囲はＶA±ｂ％であり、電源電圧がＶBである負荷の電源電圧の範囲はＶB±ａ％である。
【００６９】
図１４（ａ）に示すように、一方の負荷の電源電圧ＶAが基準電圧Ｖ０に一致するように演算する場合、一方の負荷の電源電圧ＶAと他方の負荷の電源電圧ＶBの差（ＶA−ＶB）が、
Ｖ０×（１−ｂ％）＜（ＶA−ＶB）＜Ｖ０×（１＋ｂ％）
にある場合に双方の負荷の電源電圧を適正に演算できる。また、図１４（ｂ）に示すように、他方の負荷の電源電圧ＶBが基準電圧Ｖ０に一致するように演算する場合、一方の負荷の電源電圧ＶAと他方の負荷の電源電圧ＶBの差（ＶA−ＶB）が、
Ｖ０×（１−ａ％）＜（ＶA−ＶB）＜Ｖ０×（１＋ａ％）
にある場合に双方の負荷の電源電圧を適正に演算できる。
【００７０】
一方、図１４（ｃ）に示すように、実施形態に係る演算回路が加重平均により演算する場合、演算前の電圧Ｖと、演算後の電圧Ｖ´とは、
Ｖ´＝Ｖ−ａｂ／（ａ＋ｂ）×（１／ａ×（Ｖ０−ＶA）＋１／ｂ×（Ｖ０−ＶB）
との関係を示す。ここで、演算前の電圧Ｖと演算後の電圧Ｖ´とが等しい定常状態では、右辺の第２項が０になり、
ａｂ／（ａ＋ｂ）×（１／ａ×（Ｖ０−ＶA）＋１／ｂ×（Ｖ０−ＶB）＝０
となるので、
１／ａ×（１−ＶA／Ｖ０）＝−１／ｂ×（１−ＶB／Ｖ０）
となる。これから、図１４（ｃ）において、
ａ１：ａ２＝ｂ１：ｂ２
の関係となる。すなわち、一方の負荷の電源電圧ＶAと他方の負荷の電源電圧ＶBとは基準電圧Ｖ０を跨いで反対側に位置するか、一方の負荷の電源電圧ＶAと他方の負荷の電源電圧ＶBとの何れか一方が基準電圧と一致するように位置する。実施形態に係る演算回路が加重平均により演算する場合、一方の負荷の電源電圧ＶAと他方の負荷の電源電圧ＶBの差（ＶA−ＶB）が、
Ｖ０×（１−（ａ％＋ｂ％））＜（ＶA−ＶB）＜Ｖ０×（１＋（ａ％＋ｂ％））
にある場合に双方の負荷の電源電圧を適正に演算できる。
【００７１】
また、実施形態に係る電源システムでは、サブボードに搭載される負荷の電源電圧の範囲をサブボードで生成し、出力して電源回路の出力電圧を演算するので、サブボードに搭載される負荷の電源電圧の範囲が変化した場合でも電源電圧を適切に決定できる。
【００７２】
図１５（ａ）は実施形態に係る演算回路が加重平均により演算する一例を示し、図１５（ｂ）は一方の負荷が交換されて電源電圧の範囲が変更された従来例を示し、図１５（ｃ）は一方の負荷が交換されて電源電圧の範囲が変更された実施例を示す図である。図１５（ａ）〜１５（ｃ）において、横軸は電圧を示し、縦軸は双方の負荷の基準電圧Ｖ０を示す。また、ＶAは一方の負荷の電源電圧を示し、ＶBは他方の負荷の電源電圧を示し、ＶCは交換された負荷の電源電圧を示す。また、縦軸から横軸に平行に延伸する矢印は、双方の負荷の電源電圧の範囲を示す。電源電圧がＶAである負荷の電源電圧の範囲はＶA±ａ％であり、電源電圧がＶBである負荷の電源電圧の範囲はＶB±ｂ％であり、電源電圧がＶCである負荷の電源電圧の範囲はＶC±ｃ％である。
【００７３】
図１５（ａ）では、図１４（ｃ）に示す場合と同様に、
Ｖ０×（１−（ａ％＋ｂ％））＜（ＶA−ＶB）＜Ｖ０×（１＋（ａ％＋ｂ％））
にある場合に双方の負荷の電源電圧を適正に演算できる。図１５（ａ）の状態から一方の負荷が変更されて、電源電圧の範囲が±ａから±ｃに変更されると、図１５（ｂ）に示す従来例では、負荷の電源電圧ＶCと他方の負荷の電源電圧ＶBの差（ＶC−ＶB）が、
ｃ／ａ×Ｖ０×（１−（ｃ％＋ｂ％））＜（ＶC−ＶB）＜ｃ／ａ×Ｖ０×（１＋（ｃ％＋ｂ％））
にある場合に双方の負荷の電源電圧を適正に演算できる。
【００７４】
一方、図１５（ｃ）に示すように、実施形態に係る演算回路が加重平均により演算する場合、負荷の電源電圧ＶCと他方の負荷の電源電圧ＶBの差（ＶC−ＶB）が、
Ｖ０×（１−（ｃ％＋ｂ％））＜（ＶC−ＶB）＜Ｖ０×（１＋（ｃ％＋ｂ％））
にある場合に双方の負荷の電源電圧を適正に演算できる。実施形態に係る電源システムでは、従来よりも広い範囲で演算が可能になる。
【符号の説明】
【００７５】
１〜３、１０１〜１０３    電源システム
１０、５０    メインボード
１１、１１１    電源回路
１２、４２、１１２    演算回路
１３、５３〜５７、１１３    メインボード入出力部（信号入出力部）
１４、１５、２１、３１、６１、７１、８１    負荷
２０、３０、６０、７０、８０    サブボード
２３、３３、６３、７３、８３    電圧範囲生成回路
【図１】
0006375798.tif 000003
【図２】
0006375798.tif 000004
【図３】
0006375798.tif 000005
【図４】
0006375798.tif 000006
【図５】
0006375798.tif 000007
【図６】
0006375798.tif 000008
【図７】
0006375798.tif 000009
【図８】
0006375798.tif 000010
【図９】
0006375798.tif 000011
【図１０】
0006375798.tif 000012
【図１１】
0006375798.tif 000013
【図１２】
0006375798.tif 000014
【図１３】
0006375798.tif 000015
【図１４】
0006375798.tif 000016
【図１５】
0006375798.tif 000017