(57)【要約】【課題】  複数の電源の電気の出力値を監視して各電源間での電気の供給を補完できるようにする。【解決手段】  第１負荷部７に第１ダイオード３を介して電圧を供給する第１電源部１と、第２負荷部８に第２ダイオード４を介して電圧を供給する第２電源部２を備え、第１電源部１の出力を検出する第１出力検出回路１１と、その検出値に基づいて第１トランジスタ５を駆動する第１制御回路１２と、第２電源部２の出力を検出する第２出力検出回路２１と、その検出値に基づいて第２トランジスタ６を駆動する第２制御回路２２とからなる電子装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気を消費する複数の負荷手段と、電気を出力する複数の電源手段とを有し、前記各電源手段から前記各負荷手段へそれぞれ電気を供給可能に接続し、前記各電源手段の電気の出力値を検出する検出手段と、該検出手段によって検出された各出力値が所定の上限値よりも小さく所定の下限値よりも大きいときには前記各電源手段にそれぞれ前記いずれか一つの負荷手段からの電気を供給し、前記いずれかの出力値が前記下限値以下になったときには前記下限値以下になった出力値の電源手段からの電気に他の電源手段からの電気を併せて電気を供給するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子装置において、
前記制御手段に、前記下限値以下の出力値の電源手段からの電気に他の電源手段からの電気を併せた電気の供給を所定時間維持し、該所定時間を経過しても前記下限値以下の出力値が前記下限値以下のままであったとき、他の電源手段からの電気を併せて電気を供給する制御を解除する手段を設けたことを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電子装置において、
前記制御手段に、前記検出手段によって検出された出力値が前記上限値以上になったときには、前記上限値以上になった出力値の電源手段からの電気を他の電源手段からの電気と併せて他の負荷手段へも供給するように制御する手段を設けたことを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子装置において、
前記制御手段に、前記各負荷手段に前記各電源手段の電気の出力状態を通知する手段を設けたことを特徴とする電子装置。
【請求項５】
前記出力値は電圧値である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項６】
前記出力値は電流値である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンピュータ、複写機、ファクシミリ装置を含む複数の電源を備える電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電源を備え、停電時に各電源から電力を供給する電子装置（例えば、特許文献１参照）があった。
また、複数の出力を備え、高電圧出力から低電圧出力にスイッチを介して電力を供給する電子装置（例えば、特許文献２参照）があった。
さらに、メイン電源とサブ電源を備え、メイン電源の出力を検出してサブ電源の立ち上げをする電子装置（例えば、特許文献３参照）があった。
さらにまた、一つの負荷に対して複数の電源（太陽光発電、バッテリー、直流電源等）を備え、供給基の電源を切り替える電子装置（例えば、特許文献４、５参照）があった。
【特許文献１】特開平５−１２２８７２号公報
【特許文献２】特開平７−１２３７１９号公報
【特許文献３】特開平１０−３０４６６２号公報
【特許文献４】特開２００１−３０６１９４号公報
【特許文献５】特開２００２−６３０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の電子装置は、電源と負荷の組み合わせを複数備え、その各電源間での電気の供給を補完することができないという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の電源の電気の出力値を監視して各電源間での電気の供給を補完できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は上記の目的を達成するため、次の電子装置を提供する。
（１）電気を消費する複数の負荷手段と、電気を出力する複数の電源手段を有し、上記各電源手段から上記各負荷手段へそれぞれ電気を供給可能に接続し、上記各電源手段の電気の出力値を検出する検出手段と、その検出手段によって検出された各出力値が所定の上限値よりも小さく所定の下限値よりも大きいときには上記各電源手段にそれぞれ上記いずれか一つの負荷手段からの電気を供給し、上記いずれかの出力値が上記下限値以下になったときには前記下限値以下になった出力値の電源手段からの電気に他の電源手段からの電気を併せて電気を供給するように制御する制御手段を備えた電子装置。
【０００５】
（２）上記（１）の電子装置において、上記制御手段に、上記下限値以下の出力値の電源手段からの電気に他の電源手段からの電気を併せた電気の供給を所定時間維持し、その所定時間を経過しても上記下限値以下の出力値が上記下限値以下のままであったとき、他の電源手段からの電気を併せて電気を供給する制御を解除する手段を設けた電子装置。
（３）上記（１）又は（２）の電子装置において、上記制御手段に、上記検出手段によって検出された出力値が上記上限値以上になったときには、上記上限値以上になった出力値の電源手段からの電気を他の電源手段からの電気と併せて他の負荷手段へも供給するように制御する手段を設けたことを特徴とする電子装置。
【０００６】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかの電子装置において、上記制御手段に、上記各負荷手段に上記各電源手段の電気の出力状態を通知する手段を設けた電子装置。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかの電子装置において、上記出力値は電圧値である電子装置。
（６）上記（１）〜（４）のいずれかの電子装置において、上記出力値は電流値である電子装置。
【発明の効果】
【０００７】
この発明による電子装置は、複数の電源の電気の出力値を監視して各電源間での電気の供給を補完することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
２個の電源とそれぞれから電気（電力）の供給を受ける２個の負荷で構成された電子装置における実施例について説明する。
この様な構成としては、省エネルギー時にも活きている電源と、動作時のみ活きる電源を備えた電子装置、あるいは電源を備えた複数のユニットからなる電子装置がある。
図１は、この発明の実施例の電子装置の機能構成を示すブロック図である。
第１電源部１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０によって交流電源４０から入力した交流電流を直流電流に変換し（いわゆるスイッチング電源であり、その詳細は省略する）、その直流電流を第１出力検出回路１１と第１ダイオード３を介して第１負荷部７に供給する。
【０００９】
第１負荷部７は、この電子装置の内部動作を含む各種の動作を管理する制御装置と、外部の他の電子装置との情報の授受とその授受の結果に応じて制御装置の管理をするコントローラからなる。
一般的に、上記コントローラは、省エネルギー時にも活きている必要があり、一方、上記制御装置は省エネルギー時には動作停止することができる。
第１ダイオード３は、第１負荷部７に電流が流れる方向（順方向）に接続されており、そのカソード側に第２負荷部８に対して電気を供給するように第１トランジスタ５が接続されている。
この第１トランジスタ５はスイッチの機能を有し、第１制御回路１２によってオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）の切り替えが制御される。
【００１０】
第１電源部１では、第１出力検出回路１１がＡＣ／ＤＣコンバータ１０の出力する電気の出力値である電流値又は電圧値を検出し、その電流値又は電圧値を第１制御回路１２へ出力する。
第１制御回路１２は、第１出力検出回路１１から入力した電流値又は電圧値を、予め設定された第１負荷部７へ供給する電気として必要な電圧値又は電流値の所定範囲の上限値及び下限値と比較し、上記電圧値又は電流値が上記下限値よりも大きく上記上限値よりも小さいときにはＡＣ／ＤＣコンバータ１０からの電気を第１ダイオード３を介して第１負荷部７へ供給し、上記電圧値又は電流値が上記下限値以下になったときには、第１トランジスタ５へロー（Ｌｏｗ）信号を送って第１トランジスタ５をオン（ＯＮ）に切り替える。
第１トランジスタ５がオンになると、第１電源部１からの電気に第２電源部２からの電気が加わって第１負荷部７に供給される。
【００１１】
一方、第２電源部２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０によって同じく交流電源４０から入力した交流電流を直流電流に変換し、その直流電流を第２出力検出回路２１と第２ダイオード４を介して第２負荷部８に供給する。
第２負荷部８は、この電子装置の内部動作を含む各種の動作を管理する制御装置と、外部の他の電子装置との情報の授受とその授受の結果に応じて制御装置の管理をするコントローラからなるもう一つの負荷部である。
上記コントローラも、省エネルギー時に活きている必要があり、上記制御装置は省エネルギー時には動作停止することができる。
第２ダイオード４は、第２負荷部８に電流が流れる方向（順方向）に接続されており、そのカソード側に第１負荷部７に対して電気を供給するように第２トランジスタ６が接続されている。
【００１２】
この第２トランジスタ６もスイッチの機能を有し、第２制御回路２２によってオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）の切り替えが制御される。
第２電源部２では、第２出力検出回路２１がＡＣ／ＤＣコンバータ２０の出力する電気の出力値である電流値又は電圧値を検出し、その電流値又は電圧値を第２制御回路２２へ出力する。
第２制御回路２２は、第２出力検出回路２１から入力した電流値又は電圧値を、予め設定された第２負荷部８へ供給する電気として必要な電圧値又は電流値の所定範囲の上限値及び下限値と比較し、上記電圧値又は電流値が上記下限値よりも大きく上記上限値よりも小さいときにはＡＣ／ＤＣコンバータ２０からの電気を第２ダイオード４を介して第２負荷部８へ供給し、上記電圧値又は電流値が上記下限値以下になったときには、第２トランジスタ６へロー（Ｌｏｗ）信号を送って第２トランジスタ６をオン（ＯＮ）に切り替える。
第２トランジスタ６がオンになると、第２電源部２からの電気に第１電源部１からの電気が加わって第２負荷部８に供給される。
【００１３】
このような制御を行う状況としては、一方の負荷部における電気の消費量が瞬間的に大になり、一つの電源部からの電気の供給では不足する場合である。
また、上記第１トランジスタ５と上記第２トランジスタ６に代えてそれぞれリレー又はフォトカブラを用いても上述と同じ機能を達成することができる。
さらに、第１電源部１の第１制御回路１２は上記電圧値又は電流値が上記下限値以下になったとき、信号線３０を介して第２電源部２の第２制御回路２２へ通知するようにし、第２制御回路２２はその通知に基づいて第２トランジスタ６をオンに切り替えるように制御するようにしてもよい。また、第１制御回路１２から第２制御回路２２への通知を無線で行っても同じ効果が得られる。
さらに、第１電源部１の負荷が無負荷に近くなり（電流値ほとんど流れなくなり）、出力電圧が高くなった場合、その時に強制的に第２負荷部８へ電流を供給することにより、電圧を下げることができる。
【００１４】
図２は、この発明の他の実施例の電子装置の機能構成を示すブロック図であり、図１と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この電子装置では、第１電源部１と第２電源部２はそれぞれ異なる交流電源４０と４１から交流電流を入力するようにしている。
このようにすれば、一方の交流電流の入力が瞬断した時に、他方の交流電流を入力した電源部による負荷部への電気の供給をすることができ、電子装置における電気の瞬断による影響を無くすことができる。一般的に瞬断は数ｍ秒から数秒の短時間であり、その程度の時間ならば瞬断してない電源部から各負荷部へ電気を供給することができる。
【００１５】
図３は、この発明のまた他の実施例の電子装置の機能構成を示すブロック図であり、図１、２と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この電子装置では、第１制御回路１２と第２制御回路２２から第１負荷部７と第２負荷部８へそれぞれ通知可能に信号線３１で接続しており、第１制御回路１２及び第２制御回路２２からそれぞれ第１負荷部７と第２負荷部８へ電気の出力状態を通知するとよい。
例えば、第１制御回路１２は第１出力検出回路１１からの出力値に基づいてその出力値が所定の下限値以下になったときには第１負荷部７へ通知し、第１負荷部７はその通知に基づいてメモリの待避処理を実行することができる。その時、第１負荷部７へは第２電源部２からの電気が供給されるので、待避処理を確実に実行することができる。また、待避処理は数ｍ秒から数秒の短時間であり、一方の電源部からの電気の供給で十分である。
【００１６】
このようにして、例えば、第１電源部１の電気の電圧の出力低下時に、第２電源部２に信号線３１で異常を知らせ、第２電源部２の空冷用ファンの回転を中速から高速に切り替え、第２電源部２の発熱を抑えたり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング条件を変更することにより、第２電源部２の機能向上をはかることもできる。
同様にして、第２電源部２と第１電源部１を入れ替えても同じ効果が得られる。
【００１７】
図４は、上記第１出力検出回路１１、上記第２出力検出回路２１、第１制御回路１２、第２制御回路２２の内部構成を示すブロック図である。
第１出力検出回路１１は、同図の（ａ）に示すように、抵抗ｒ３（例：７４０Ω）を介して第１トランジスタ５のベースＢに接続する。第１トランジスタ５のベースＢとエミッタＥ間には抵抗ｒ１（例：１０ｋΩ）を接続する。第１制御回路１２のコンデンサｃ１は（例：１ｎＦ）はノイズによる誤動作防止用である。ここで、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０からの電気の電圧値が約４Ｖになると、第１トランジスタ５がオンになる。
第２出力検出回路２１は、同図の（ｂ）に示すように、抵抗ｒ４（例：７４０Ω）を介して第２トランジスタ６のベースＢに接続する。第２トランジスタ６のベースＢとエミッタＥ間には抵抗ｒ２（例：１０ｋΩ）を接続する。第２制御回路２２のコンデンサｃ２は（例：１ｎＦ）はノイズによる誤動作防止用である。ここで、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０からの電気の電圧値が約４Ｖになると、第２トランジスタ６がオンになる。
【００１８】
図５及び図６は図４に示す回路構成におけるシミュレーション結果の波形図である。
図５は、図４の回路構成においてコンデンサｃ１とｃ２を設けなかった場合の電源出力電圧を三角波でシミュレーションした波形５０と、負荷部側へ供給される電気の電圧値を示す波形５１である。
図６は、図４の回路構成において電源出力電圧を三角波でシミュレーションした波形５０と、負荷部側へ供給される電気の電圧値を示す波形５１である。
この回路構成であれば、スイッチを駆動する為の電源が不要であり、電源の故障時にもスイッチをオンにすることができる。
【００１９】
図７は、上記第１出力検出回路１１、上記第２出力検出回路２１、第１制御回路１２、第２制御回路２２の他の内部構成を示すブロック図である。
第１出力検出回路１１は、同図の（ａ）に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータからの電気の電圧値を抵抗ｒ５（例：１０ｋΩ）と抵抗ｒ６（例：２．４ｋΩ）で降圧してトランジスタｑ１のベースＢに入力する。トランジスタｑ１のコレクタＣは抵抗ｒ７（例：１ｋΩ）を介してコンデンサｃ３に接続する。コンデンサｃ３はＡＣ／ＤＣコンバータから出力される電気を抵抗ｒ１０を介して充電する。トランジスタｑ１のコレクタＣはトランジスタｑ２のベースＢに接続し、トランジスタｑ２のコレクタＣは抵抗ｒ９（例：１ｋΩ）を介して第１トランジスタ５のベースＢに接続する。
第１トランジスタ５のベースＢとエミッタＥ間には抵抗ｒ１（例：１０ｋΩ）を接続する。
トランジスタｑ２のベースＢにはベース抵抗ｒ６（例：１０ｋΩ）を接続する。
【００２０】
第２出力検出回路２１は、同図の（ｂ）に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータからの電気の電圧値を抵抗ｒ１１（例：１０ｋΩ）と抵抗ｒ１２（例：２．４ｋΩ）で降圧してトランジスタｑ３のベースＢに入力する。トランジスタｑ３のコレクタＣは抵抗ｒ１３（例：１ｋΩ）を介してコンデンサｃ４に接続する。コンデンサｃ４はＡＣ／ＤＣコンバータから出力される電気を抵抗ｒ１６を介して充電する。トランジスタｑ３のコレクタＣはトランジスタｑ４のベースＢに接続し、トランジスタｑ４のコレクタＣは抵抗ｒ１５（例：１ｋΩ）を介して第２トランジスタ６のベースＢに接続する。
第２トランジスタ６のベースＢとエミッタＥ間には抵抗ｒ２（例：１０ｋΩ）を接続する。
トランジスタｑ４のベースＢにはベース抵抗ｒ１４（例：１０ｋΩ）を接続する。
【００２１】
図８及び図９は図５に示す回路構成におけるシミュレーション結果の波形図である。
図８は、図５の回路構成においてコンデンサｃ３とｃ４を設けなかった場合の電源出力電圧を三角波でシミュレーションした波形５４と、負荷部側へ供給される電気の電圧値を示す波形５５である。
図９は、図５の回路構成において電源出力電圧を三角波でシミュレーションした波形５６と、負荷部側へ供給される電気の電圧値を示す波形５７である。コンデンサｃ３とｃ４の効果で、電源の出力電圧値の波形５８が低下しても、負荷部側へ供給される電気の電圧値を示す波形５７に示すように電圧値がしばらく維持される。
【００２２】
図１０及び図１１は図５に示す回路の動作説明に供する波形図である。
図１０の（ｄ）と図１１の（ｄ）の信号線３０の信号レベル通常はハイ（Ｈ）レベルにし、下限値以下又は上限値以上になったときの異常時にはロー（Ｌ）レベルにした例を示している。
図１０に示すように、第１電源部の出力する電圧値Ｖ１が所定の下限値Ｖｔｈ（例：約４Ｖ）になると、トランジスタｑ１がオフになり、トランジスタｑ２がオンになり、第１トランジスタ５がオンになる。しばらくすると、コンデンサｃ３に充電された電圧値Ｖ１ｈが低下してトランジスタｑ２がオフになるため、第１トランジスタ５もオフになる。よって、第２電源部からの電気の供給を所定時間に制限することができる。これにより、第２電源部が長時間過負荷となって信頼性低下することを防ぐことができる。
【００２３】
また、図１１に示すように、第２電源部の出力する電圧値Ｖ２が所定の下限値Ｖｔｈ（例：約４Ｖ）になると、トランジスタｑ３がオフになり、トランジスタｑ４がオンになり、第２トランジスタ６がオンになる。しばらくすると、コンデンサｃ４に充電された電圧値Ｖ２ｈが低下してトランジスタｑ４がオフになるため、第２トランジスタ６もオフになる。よって、第１電源部からの電気の供給を所定時間に制限することができる。これにより、第１電源部が長時間過負荷となって信頼性低下することを防ぐことができる。
もちろん、この所定時間内に、上述したように、第１負荷部と第２負荷部に備えられたメモリの待避処理が可能である。
【００２４】
上述の実施例では、２つの電源部と２つの負荷部についてを説明したが、３つの電源部と３つの負荷部、または２つの電源部と３つの負荷部、その他の数の電源部と負荷部を組み合わせた電子装置においても上述と同様にして実施することができる。
また、電源部へは交流電流入力のスイッチング電源について説明したが、例えば、第１電源部と第２電源部のＡＣ／ＤＣコンバータをＤＣ／ＤＣコンバータとすれば、直流電流入力の電源部についても上述と同様にして実施することができる。
【００２５】
さらに、上記実施例でのＡＣ／ＤＣコンバータに代えてバッテリを用いても上述と同様にして実施することができる。また、上記ＡＣ／ＤＣコンバータに大容量キャパシタを備えた場合にも上述と同様にして実施することができ、上述と同じ効果が得られる。
さらに、上述の実施例では電源部と出力検出回路と制御回路を一体で構成した場合について説明したが、出力検出回路と制御回路を電源部とは別体にして設けても、上述と全く同じようにして実施することができ、上述と同じ効果が得られる。
さらにまた、ダイオードを、同等の特性を得られるトランジスタで構成しても上述と全く同じようにして実施することができ、上述と同じ効果が得られる。
【００２６】
この実施例の電子装置は、複数の電源部から出力する電気をダイオードとスイッチを介してそれぞれの負荷部に接続しているので、通常はそれぞれの電源部がそれぞれの負荷部に適切に電気を供給し（スイッチが無いと、出力電圧の高い電源部からすべての負荷部に電気が供給されてしまう）かつ、必要な時には他の電源部から電気の供給を受けることにより、個々の電源部の小型化、低コスト化を実現し、また個々の電源部が異常時に他の電源部から電気の供給を受けることによって電子装置の高信頼性化をはかることができる。
また、電源部の出力が負荷部の必要とする電圧以下になったら、他の電源部に接続したスイッチをオンにして、そこから負荷部に電気を供給できるので、電圧降下による負荷部の不具合を無くすことができる。一方、出力電圧が所定値以上に高くなった時には他の負荷部へ供給することによって電圧が下がるので、負荷部に過電圧が印加されるのを防止することができる。
【００２７】
さらに、電源部の出力電流が所定値以上に大きくなったら、他の電源部へ電気の供給を行うことができる、また出力電流が所定値よりも小さくなったら、他の電源部から電気の供給を受けることができ、個々の電源部を小型化することができる。
また、電源部の出力低下時に、他の電源部からの電気の供給を受けるが、電源部の出力低下が長く続く時には、所定時間経過後に他の電源部からの電気の供給を停止し、他の電源部が過負荷で信頼性を低下させることを防止できる。
【００２８】
さらに、電源部の出力電圧が所定値以上に高くなった時に、他の電源部の制御回路にスイッチのオンを指示し、他の負荷部に電気を供給することで、負荷部に過電圧を与えることを防止できる。また、電源部の出力電流が低下した時に、他の負荷部に電気を供給し、他の電源部の負荷を下げることで、電源部の出力の平準化をし、電源部の小型化と高信頼性化することができる。さらに、電源部の出力が異常となった時に、他の電源部から負荷部に電気を供給させると共に、他の電源部の制御（例えば、ファンの回転速度）を変更することで、他の電源部の信頼性を確保することができる。
また、電源部の出力が異常となった時に、負荷部は他の電源部から電気の供給を受けると共に、負荷部の制御における異常処理をするよう指示し、入力電圧低下による不具合（例えば、メモリの待避処理、ＨＤＤの停止処理）を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明による電子装置は、電源からの電気の供給を受けるあらゆる装置においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施例の電子装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の他の実施例の電子装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】この発明のまた他の実施例の電子装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】図１〜図３に示す第１出力検出回路１１、第２出力検出回路２１、第１制御回路１２、第２制御回路２２の内部構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す回路構成におけるシミュレーション結果の波形図である。
【図６】同じく図４に示す回路構成におけるシミュレーション結果の波形図である。
【図７】図１〜図３に示す第１出力検出回路１１、第２出力検出回路２１、第１制御回路１２、第２制御回路２２の他の内部構成を示すブロック図である。
【図８】図５に示す回路構成におけるシミュレーション結果の波形図である。
【図９】同じく図５に示す回路構成におけるシミュレーション結果の波形図である。
【図１０】図５に示す回路の動作説明に供する波形図である。
【図１１】同じく図５に示す回路の動作説明に供する波形図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：第１電源部    ２：第２電源部    ３：第１ダイオード    ４：第２ダイオード    ５：第１トランジスタ    ６：第２トランジスタ    ７：第１負荷部    ８：第２負荷部    １０，２０：ＡＣ／ＤＣコンバータ    １１：第１出力検出回路    １２：第１制御回路    ２１：第２出力検出回路    ２２：第２制御回路    ３０，３１：信号線    ４０，４１：交流電源
【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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