(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最小負荷電流が規定された電源ユニット２台以上で構成される電源部と、電源制御部とからなる電源装置の制御方法において、前記電源制御部は、実負荷電流が、複数の電源ユニット全体で規定された最小負荷電流以下となった場合に、前記電源ユニットから発せられる過少負荷電流による出力電圧垂下を示すエラー信号を負荷の搭載数に応じてマスクし、給電を続けさせることを特徴とする電源装置の制御方法。
【請求項２】
最小負荷電流が規定された電源ユニット２台以上で構成される電源部と、電源制御部とからなる電源装置において、前記電源制御部は、搭載されている負荷を認識する手段と、実負荷電流が、複数の電源ユニット全体で規定された最小負荷電流以下となった場合に、前記電源ユニットから発せられる過少負荷電流による出力電圧垂下を示すエラー信号を認識した負荷の搭載数に応じてマスクし、給電を続けさせる手段とを備えることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器等に使用して好適な電源装置の制御方法及び電源装置に係り、特に、規定された最小負荷電流を超えないと、規定の出力電圧を出力することができない電源ユニットを２台以上並列接続して構成した電源装置の制御方法及び電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
規定された最小負荷電流を超えないと、規定の出力電圧を出力することができない電源ユニットを２台以上並列接続して構成した電源装置の電源制御に関する従来技術として、例えば、特開平５−１５３７７９号公報等に記載された技術が知られている。この従来技術は、並列接続されている電源ユニットのそれぞれに設けられている装置の負荷電流が少ない場合に発生する安定化電源の不動作状態の検出機能を、専用化した電源ユニットとしてのスイッチングレギュレータ内の検出回路と電源制御部回路とにより抑止して動作を続けさせることにより、電源装置の信頼性及び使用効率の改善を図ることを可能にしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来技術は、電流検出回路が小負荷電流を検出するか否かの境界付近において、並列接続されている全てのスイッチングレギュレータ（以降、電源ユニットと言う）が一瞬、同時に、不動作状態を検出する場合があるという点について配慮されておらず、その場合、出力電圧が低下して負荷となっている装置での処理に致命的障害を生じさせてしまうという問題点を有している。
【０００４】
また、前述した従来技術は、電源ユニットとして、検出回路を内蔵した専用の電源ユニットを使用しなければならないため、部品点数の増大を招き、制御が複雑になり、この結果、信頼性を低下させコスト高となってしまうという問題点を有している。
【０００５】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、電源ユニットとして、市販の一般的な電源ユニットを使用し、簡単な回路構成で、簡単な制御により、低コスト化、高信頼性化を図ることができ、確実に動作し得るように規定された最小負荷電流を超えないと、規定の出力電圧を出力することができない電源ユニットを２台以上並列接続して構成した電源装置の制御方法及び電源装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、最小負荷電流が規定された電源ユニット２台以上で構成される電源部と、電源制御部とからなる電源装置の制御方法において、前記電源制御部は、実負荷電流が、複数の電源ユニット全体で規定された最小負荷電流以下となった場合に、前記電源ユニットから発せられる過少負荷電流による出力電圧垂下を示すエラー信号を負荷の搭載数に応じてマスクし、給電を続けさせるようにすることことにより達成される。
【０００７】
前述の電源部は、市販の電源モジュールをそのまま使用して、コンパクト化、共通化のための一体化設計のみを行なった簡素な構成の電源とすることができる。また、負荷電流が判っている各負荷の搭載信号を検知することにより、本発明は、確実に負荷電流量を検出するようにすることができ、様々な負荷構成に応じて、正確な負荷電流状態を検出することができるので誤動作することはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電源装置の制御方法及び電源装置の実施形態を図面により詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施形態による電源装置の構成を示すブロック図、図２は最小負荷電流に着目した電源ユニット２台搭載時の負荷電流検出の関係について説明する図である。図１、図２において、１は電源制御回路（ＰＳＣ）、２、３は電源ユニット（ＰＵ０、ＰＵ１）、４は論理部、５はＤＫ（ディスク）部、６〜９は電源モジュール（ＰＭａ、ＰＭｂ）、１０は基本部負荷、１１、１２はオプション負荷、１３、１４はＤＫ負荷群、１５は４８Ｖ母線、１６は５Ｖ母線、２６、２７はＤＫインタフェース回路である。
【００１０】
本発明の一実施形態による電源装置は、図１に示すように、２台の電源ユニット２、３と、電源制御回路１とから構成されており、負荷として、論理部４とＤＫ部５とが接続されているものとしている。電源ユニット２台による並列運転対象の論理部４は、論理回路基板数枚で構成される基本部１０、論理回路基板１枚単位のオプション負荷ａ１〜ａｎｘにより構成される。また、電源ユニット１台単位で独立運転としているＤＫ部５は、それぞれハードディスク（ＨＤ）６台を搭載することができる基本部１３と拡張部１４とにより構成される。
【００１１】
電源ユニット２、３は、それぞれ２台の電源モジュール６、７及び８、９を備えて構成され、電源ユニット２、３の入力には、ＤＣ＋４８Ｖ母線１５が接続され、出力には論理部４に接続されて並列給電するＤＣ＋５Ｖ母線１６と、ＤＫ部５の基本部負荷群１３と拡張部負荷群１４とに１対１で接続されるＤＣ＋５Ｖ単線１７、１８が接続されている。
【００１２】
電源制御回路１は、入力に電源ユニット２、３の各電源モジュール６〜９からの障害信号２０、論理部４及び２台目の電源ユニット３からの搭載認識信号２１、２２が接続され、電源ユニット２、３の各電源モジュール６〜９と接続されるＯＮ／ＯＦＦ制御信号１９を出力している。
【００１３】
前述したように、図１に示す例は、負荷として論理部４とＤＫ部５とを有しており、１台目の電源ユニット２内の電源モジュール６と２台目の電源ユニット３内の電源モジュール８との２台の電源モジュールが並列運転により、論理部４に対する給電を行っている。一方、ＤＫ部５は、単独の電源による独立運転とされており、１台目の電源ユニット２内の電源モジュール７がＤＫ部５の基本部負荷群としてのＤＫ群１３及びＤＫ駆動用論理回路２６に対して、また、２台目の電源ユニット３内の電源モジュール９がＤＫ部５の拡張部負荷群としてのＤＫ群１４及びＤＫ駆動用論理回路２７に対して電源の供給を行っている。ＤＫ駆動用論理回路２６、２７は、論理部４とのインタフェースとしての機能を有し、ＤＫ群（ＤＫ１０〜１５／２０〜２５）の前段に設けられている。
【００１４】
電源制御回路１は、その入出力に、前述で説明したような制御信号１９〜２２が接続されており、内蔵されるマイクロプロセッサ（以下、μＰという）により全体の制御を行っている。
【００１５】
次に、電源モジュールの並列運転による給電の対象である論理部４の最小負荷電流検出制御に着目した電源制御回路の動作について、負荷電流の少ない小規模システム構成を前提に説明する。
【００１６】
小規模システム構成とは、図１に示す例の場合、論理部４に搭載可能なオプション負荷ａ１〜ａｎｘのうち、負荷ａ１〜ａ８までを搭載した構成である。オプション負荷ａ１〜ａｎｘは、それぞれ、論理回路基板１枚で構成されている。そして、オプション負荷ａ１〜ａ８は、折り返しパターンでグランドに接続された信号ピンが出力端に設けられており、これらが搭載されることにより、０Ｖレベルとなる搭載認識信号を電源制御回路１に知らせることができる。このため、オプション負荷ａ１〜ａ８の論理回路基板には、搭載されたときに０Ｖレベルを出力するようにプリントパターンがコネクタに接続されるように設けられている。これにより、電源制御回路１は、これらのオプション負荷ａ１〜ａ８の搭載の有無を検知することができる。また、２台目の電源ユニットが搭載されているか否かも、同様にして、電源制御回路１に知らせることができる。
【００１７】
本発明の実施形態において、最小負荷電流状態は、オプション負荷ａ１〜ａ８までの８個の組み合わせで、５個以上の負荷が搭載されないと最小電流仕様、例えば、１８Ａをクリアすることができないものとする。この場合、搭載されるオプション負荷が４個以下である場合、第１の電源ユニット２または第２の電源ユニット３は、どちらか一方が過少負荷電流による出力電圧垂下を示す障害信号２０を電源制御回路１に報告する。
【００１８】
このとき、ＤＣ出力線１６には、片側の正常動作している電源ユニットから正常に給電されているので負荷側に影響を与えることがないため、電源制御回路１は、前記障害信号２０の検出をマスクして、システムの動作に影響がないようにしている。この電源制御回路１のマスク動作は、２台目の電源ユニット３の搭載認識信号２２が０Ｖレベルにオンしている状態、すなわち、２台目の電源ユニット３が搭載されているときにのみ行われる。
【００１９】
次に、図２を参照して最小負荷電流検出方法について詳細に説明する。
【００２０】
図２は電源ユニットの負荷電流、論理部の実負荷電流、ＤＫ部の実負荷電流のそれぞれについて、縦軸に負荷電流量を表わし、縦方向を２分割して２台の電源ユニットに対応させ、最小負荷電流仕様を中心に、論理部の負荷ａ１〜ａｎｘの搭載による実負荷電流の増加状態を対比させて表わしている。図全体は、上下に２分割とし、下半分を１台目の電源ユニット２に対応させ、上半分を２台目の電源ユニット３に対応させている。そして、図の右側は、論理部４の負荷電流について、左側は、ＤＫ部の負荷電流について表している。
【００２１】
図２から判るように、論理部４への給電を行う電源の定格電流は、それぞれ３０Ａであり、１台目の電源ユニット２の電源モジュール６の３０Ａと、２台目の電源ユニットの電源モジュール８の３０Ａとの合計６０Ａである。これに対して、論理部４の実負荷電流は、基本部負荷電流▲７▼をベースに、第１のグループのオプション負荷ａ１〜ａ８のいずれか４個を積み上げた実負荷電流▲１▼を加えた２０Ａと、その上に前記４個を除いたオプション負荷ａ１〜ａ８内の残り４個と、更に、第２のグループのオプション負荷ａ９〜ａｎｘまでの実負荷電流▲２▼とを加えて、最大実負荷電流５６Ａである。
【００２２】
前述において、オプション負荷ａｎ１は、２台目の電源ユニット３の搭載用オプションで、負荷電流的には１台目の電源ユニット２の定格電流３０Ａラインを超えた２台目の電源ユニット３の負担範囲となる最初のオプションである。基本部負荷電流▲７▼は、１台目の電源ユニット２の電源モジュール６の最小負荷電流９Ａラインを超えた１２Ａである。最小負荷電流仕様は、電源モジュール６、８の１台で９Ａであり、合計１８Ａとなる。
【００２３】
ＤＫ部５への給電を行う１台目の電源ユニット２の電源モジュール７と、２台目の電源ユニットの電源モジュール９との電源の定格電流は、それぞれ１０．５Ａである。そして、ＤＫ部１３、１４の実負荷電流▲３▼、▲４▼は、それぞれ、ＨＤ×６台全搭載時で９Ａである。
【００２４】
２台目の電源ユニット３の搭載条件は、論理部４における負荷電流が３０Ａ以上の場合となる。オプション負荷ａｎ１の搭載時、ＤＫ部として、拡張部ＤＫ群（ＤＫ２０〜ＤＫ２５）が搭載されたときであり、２台目の電源ユニット８の搭載は、搭載認識信号２２が電源制御回路１内のμＰにより検知されて、論理部負荷に対する並列電源による運転制御が行われる。電源ユニット２、３内の並列運転される電源モジュール６、８の両者による最小負荷電流仕様は１８Ａであり、負荷電流がこの値を超えない場合、障害信号２０が発せられることになる。
【００２５】
一方、最小負荷電流を超えるために関係する負荷群として、第１グループオプション８としてのオプション負荷ａ１〜ａ８があり、これらの８個の負荷の内、搭載負荷数が４個以下の場合、前述の最小負荷電流が１８Ａを下回わることになり、障害信号２０が発生する。電源制御回路１内のμＰは、搭載認識信号により、前記負荷８個の中の３個以下しか接続されていないことを検知している場合、障害信号２０の検出をマスクして、論理部４での処理を続けさせる。障害信号２０は、並列運転されている電源モジュール６、８の一方から発せられるので、障害信号２０をマスクして処理を続けさせても、他方の電源モジュールから正常な電圧が出力されているので、問題が生じることはない。
【００２６】
オプション負荷ａ１〜ａ８は、それぞれ実負荷電流値が判っており、４個を採るいずれの組み合わせの場合、負荷電流は２０Ａ付近となり安定に動作することができるが、動作状態により１８Ａを下回る場合があり、このときにも、障害信号２０のマスクを行って動作を続けさせる。
【００２７】
オプション負荷の搭載数が５個になれば、電源制御回路１は、前記マスクを解除して本来の障害を検出可能にする。このとき、負荷電流は、確実に２０Ａを上回り、いかなる動作状態においても、１８Ａ以下となることはなく、障害信号のマスクを行う前述の処理を行う必要がなくなる。この状態での障害信号２０の発生は、単に、負荷電流が最小負荷電流値より低下した場合とは異なる原因による障害であるため、電源制御回路１は、制御信号１９により電源ユニット２、３の動作停止等の制御を行う。
【００２８】
前述で説明した本発明の実施形態は、電源ユニットを２台並列運転して論理部負荷に対して電源の供給を行うものとして説明したが、本発明は、前述した構成に限定されることはなく、３台以上の複数電源ユニットの並列運転、及び、対応する負荷群が複数存在するような構成の場合にも、同様な制御を行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ごく簡単な回路で、確実な方法で制御を行うことができるので、安価で、高信頼性を持って情報機器に対する電源の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】最小負荷電流に着目した電源ユニット２台搭載時の負荷電流検出の関係について説明する図である。
【符号の説明】
１  電源制御回路（ＰＳＣ）
２、３  電源ユニット（ＰＵ０、ＰＵ１）
４  論理部
５  ＤＫ（ディスク）部、
６〜９  電源モジュール（ＰＭａ、ＰＭｂ）
１０  基本部負荷
１１、１２  オプション負荷
１３、１４  ＤＫ負荷群
１５  ４８Ｖ母線、１６〜１８  ５Ｖ母線
２６、２７  ＤＫインタフェース回路
【図１】
0003889255.tif 000002
【図２】
0003889255.tif 000003