(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、容易な構成で複数負荷の過電流検出を実現し、回路規模の削減とコストダウンを図ることである。【解決手段】  AC電圧を所定のDC電圧に変換するためのAC/DCコンバータと、AC/DCコンバータの動作を停止するための動作停止手段と、AC/DCコンバータによって生成されたDC電圧を電源とする第一、および第二の電気ユニットと、前記第一の電気ユニットには電圧値を検知するための電圧検知手段を有し、第二の電気ユニットの電源電圧を第一の電気ユニットの電圧検知手段が監視し、監視した電源電圧が所定値以下のときに動作停止手段によってAC/DCコンバータの動作を停止するように制御する。【選択図】  図１
2009303454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
AC電圧を所定のDC電圧に変換するためのAC/DCコンバータと、
AC/DCコンバータの動作を停止するための動作停止手段と、
AC/DCコンバータによって生成されたDC電圧を電源とする第一の電気ユニット、および第二の電気ユニットと、
前記第一の電気ユニットには電圧値を検知するための電圧検知手段を有し、
第二の電気ユニットの電源電圧を第一の電気ユニットの電圧検知手段が監視し、
監視した電源電圧が所定値以下のときに動作停止手段によってAC/DCコンバータの動作を停止するように制御したことを特徴とする電源システム。
【請求項２】
AC電圧を所定のDC電圧に変換するためのAC/DCコンバータと、
AC/DCコンバータの動作を停止するための動作停止手段と、
AC/DCコンバータによって生成されたDC電圧を電源とする複数の電気ユニットと、
前記複数の電気ユニットの内少なくとも一つの電気ユニットに電圧値を検知するための電圧検知手段を有し、前記電圧検知手段を含む電気ユニット以外の電源電圧を接続監視し、
監視した電源電圧のいずれか一つが所定値以下のときに動作停止手段によってAC/DCコンバータの動作を停止するように制御したことを特徴とする電源システム。
【請求項３】
電圧検知手段はADコンバータであることを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載の電源システム。
【請求項４】
電圧検知手段はCPUのADポートであることを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載の電源システム。
【請求項５】
電源電圧を監視されるユニットは電源を供給するユニットと細いケーブルで電源供給ラインを接続されることを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の電源電圧を複数のユニットに供給する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の電圧を複数の負荷に分岐接続する電源システムにおいては、負荷毎に過電流検知回路を構成していた。そして、各負荷内で回路異常や電源供給ケーブルの短絡等の異常電流発生時は、過電流検知回路からスイッチング電源の制御部に異常を検知したことを報知することで、スイッチング電源を安全に停止していた。
【０００３】
上記の例として、下記特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2002-252923号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例のスイッチング電源の場合、各負荷に対して過電流保護回路を構成していたため、部品点数増加に伴う基板スペースの増大と、コストアップを余儀なくされることが多かった。
【０００５】
本発明は係る課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願に係る請求項１に記載の電源システムは、
AC電圧を所定のDC電圧に変換するためのAC/DCコンバータと、AC/DCコンバータの動作を停止するための動作停止手段と、AC/DCコンバータによって生成されたDC電圧を電源とする第一、および第二の電気ユニットと、前記第一の電気ユニットには電圧値を検知するための電圧検知手段を有し、第二の電気ユニットの電源電圧を第一の電気ユニットの電圧検知手段が監視し、監視した電源電圧が所定値以下のときに動作停止手段によってAC/DCコンバータの動作を停止するように制御したことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項2に記載の電源システムは、AC電圧を所定のDC電圧に変換するためのAC/DCコンバータと、AC/DCコンバータの動作を停止するための動作停止手段と、AC/DCコンバータによって生成されたDC電圧を電源とする複数の電気ユニットと、前記複数の電気ユニットの内、少なくとも一つの電気ユニットに電圧値を検知するための電圧検知手段を有し、前記電圧検知手段を含む電気ユニット以外の電源電圧を接続監視し、監視した電源電圧のいずれか一つが所定値以下のときに動作停止手段によってAC/DCコンバータの動作を停止するように制御したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項3に記載の電源システムは、電圧検知手段がADコンバータであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項4に記載の電源システムは、電圧検知手段がCPUのADポートであることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の電源システムは、電源電圧を監視されるユニットが電源を供給するユニットと細いケーブルで電源供給ラインを接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明が提供する請求項１に記載の電源システムは、AC電圧を所定のDC電圧に変換するためのAC/DCコンバータと、AC/DCコンバータの動作を停止するための動作停止手段と、AC/DCコンバータによって生成されたDC電圧を電源とする第一、および第二の電気ユニットと、前記第一の電気ユニットには電圧値を検知するための電圧検知手段を有し、第二の電気ユニットの電源電圧を第一の電気ユニットの電圧検知手段が監視し、監視した電源電圧が所定値以下のときに動作停止手段によってAC/DCコンバータの動作を停止するように制御したことを特徴とし、第二の電気ユニットで過電流検知状態になったことを第一の電気ユニットで検出することができる。
【００１２】
また、請求項2に記載の電源システムは、AC電圧を所定のDC電圧に変換するためのAC/DCコンバータと、AC/DCコンバータの動作を停止するための動作停止手段と、AC/DCコンバータによって生成されたDC電圧を電源とする複数の電気ユニットと、前記複数の電気ユニットの内、少なくとも一つの電気ユニットに電圧値を検知するための電圧検知手段を有し、前記電圧検知手段を含む電気ユニット以外の電源電圧を接続監視し、監視した電源電圧のいずれか一つが所定値以下のときに動作停止手段によってAC/DCコンバータの動作を停止するように制御したことを特徴とし、複数の電気ユニットのいずれかで過電流状態が発生したことを検出することができる。
【００１３】
また、請求項3に記載の電源システムは、電圧検知手段がADコンバータであることを特徴とし、監視する電圧値を詳細に判断することができ、電圧降下が所定値になったことを以って過電流状態が発生していることを検出することが出来る。
【００１４】
また、請求項4に記載の電源システムは、電圧検知手段がCPUのADポートであることを特徴とし、監視する電圧値を詳細に判断することができ、電圧降下が所定値になったことを以って過電流状態が発生していることを検出することが出来る。
【００１５】
また、請求項５に記載の電源システムは、電源電圧を監視されるユニットが電源を供給するユニットと細いケーブルで電源供給ラインを接続されることを特徴とし、電源電圧を監視されるユニットでの電源供給ラインのインピーダンスによる電圧ドロップにより電源電圧が低下したことを検出して細い電源ケーブルが異常発熱する前に過電流状態が発生したことを検知できる。そして電源電圧が所定値以下のときに動作停止手段によってAC/DCコンバータの動作を停止することにより安全確保ができる。
【００１６】
また低消費電流に応じた細い電源コーブルを利用することでケーブルコストが下がり、さらに過電流検出のための低インピーダンス抵抗を必要としないのでその分コストダウンできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の第一の実施形態を図1をもとにして説明する。
【００１９】
図1は本発明の第１の実施例による電源システムの構成を示したものである。101はコンセントからのAC電圧を所定の電源電圧Vccに変換する電源ユニットであり、102は電源ユニット101で生成された電源電圧Vccで駆動し大電流を消費するユニットA、103は電源ユニット101で生成された電源電圧Vccで駆動し消費電流の少ないユニットBである。
【００２０】
ユニットA102の電源供給ライン104は＃16線のように太目のケーブルで構成され、ユニットB103の電源供給ライン105は消費電流が少ないため、＃26線のような細めのケーブルで構成されている。またユニットB103の電源電圧VccはユニットA102の制御部102aと電圧モニタライン100で接続され、制御部102a内の例えばCPUのADポートのように、入力された電源電圧を詳細に判断できるような回路と接続されている。
【００２１】
次に、電源ユニット101の概略構成について説明する。
【００２２】
コンセント等から入力されたAC電圧はコンデンサ106、107とコモンモードコイル108で構成されるACラインフィルタ109を介してノイズ除去された後、ダイオードブリッジ110供給され全波整流される。そして電解コンデンサ111により平滑され、トランス112の一次巻線112aに供給される。113は一次巻線112aの電流をスイッチングするためのスイッチングトランジスタであり、図の場合、FETで構成している。また、114は今まで説明した一次側の構成要素が何らかの要因によってショートモードで破壊したような場合に、回路に大電流が流れないようにするための電流ヒューズである。
【００２３】
スイッチングトランジスタ113がオンすると一次巻線112aに電流が流れる。115は一次巻線112aに流れた電流を電圧変換して検出するための電流検出抵抗である。116は電源電圧Vccが一定値になるように所定の周期でスイッチングトランジスタ113をオン/オフ制御する制御部であり、一次巻線112aのインダクタンスをL、流れる電流をIとしたときに、1/2LI2で求められるエネルギがトランス112に励磁エネルギとして蓄積され、スイッチングトランジスタ113のオフタイミングに同期して、二次巻線112ｂと整流ダイオード117を介して二次側に出力される。118はダイオード117から出力された電圧を平滑するためのコンデンサである。119は電源電圧Vccに瞬間的な負荷変動が合った場合にエネルギを賄うためのコンデンサである。
【００２４】
一方、120は二次側の電流値を電圧変換するための電流検出抵抗であり、電流検出抵抗120の下流側は抵抗121が接続され、さらに抵抗121の先はコンパレータ122の非反転入力端子に接続されている。また電流検出抵抗120の上流側は抵抗123と抵抗124が接続され、抵抗123と抵抗124の分圧がコンパレータ122の反転入力端子に接続されている。電源電圧Vccの消費電流が少ないときは、電流検出抵抗120の電圧降下も小さく、コンパレータ122の入力電圧は反転入力端子電圧よりも非反転入力端子電圧の方が大きい。このため、コンパレータの出力はハイレベルとなる。一方、電源電圧Vccの消費電流が増加すると反転入力端子電圧値も増加し、電源電圧Vccの消費電流が所定値に達した時点で反転入力端子電圧が非反転入力端子電圧よりも大きくなり、コンパレータの出力はローレベルとなる。この状態が過電流状態である。
【００２５】
コンパレータの出力はフォトカプラ125に接続され、フォトカプラ125のアノード側は電源電圧Vccに接続された抵抗126に接続されている。コンパレータ122の出力がハイレベルの時は、フォトカプラ125は導通せず、コンパレータ122の出力がローレベルのとき、つまり過電流状態の時は、フォトカプラ125が導通し、一次側の制御部116が過電流状態であることを検知することができる。制御部116が過電流状態を検知すると、スイッチングトランジスタ113のスイッチングを停止し、電源電圧Vccを出力しないようにする。制御部116は一度でも過電流状態を検出すると、電源スイッチ（図示せず）のオフ/オンが実施されない限りスイッチング動作を停止したままにする（ラッチ動作）。一方、過電流状態が切り離されたときにすぐに動作を復帰したい場合は、ラッチ動作させずにスイッチングトランジスタ113を一定周期で動作させる構成（間欠動作）にしても構わない。
【００２６】
なお、コンパレータ122の出力段はオープンコレクタタイプになっていて、ワイヤードオア構成が取れるようになっている。図の場合、コンパレータ122とトランジスタ127がワイヤードオア構成になっており、ユニットA102の制御部102aが何らかの異常を検出したときに電源オフライン128にハイレベルを出力して、電源ユニット101の動作を停止することが出来るようになっている。
【００２７】
先に説明したようにユニットB103の電源電圧Vccは消費電流が小さいため細めのケーブルで供給されている。細めのケーブルはインピーダンスが高いため、仮にユニットB103の回路で想定していた電流値を超えた電流が流れた場合、つまりユニットB103が過電流状態になった場合、ケーブル内の電圧ドロップが大きくなり、ユニットB103が受け取る電圧が低くなってしまう。ユニットB103の電源電圧Vccは電圧モニタライン100によってユニット102の制御部102aに接続されているため、制御部102aはユニットB103の電源電圧Vccが所定値以下に低下したことをもって、過電流状態と判断することが可能となり、検出結果に応じて電源ユニット101を停止することができる。
【実施例２】
【００２８】
実施例1では消費電流の少ないユニットの電源電圧をモニタし、電源電圧が所定値よりも低下したときに、そのユニットが過電流状態になっていると判断し、スイッチング電源を停止するように制御した。
【００２９】
本実施例では、2つのユニット両方の電源電圧をお互いにモニタし、所定値以下に低下したことを以って過電流状態にあると判断したものである。
【００３０】
図2は本発明の第２の実施例による電源システムを示す構成図であり、図1と同じ構成要素には同一符号を付している。
【００３１】
図に示すように、過電流状態を電源電圧が低下することで判断するためには、お互いの消費電流が少なく、201のように細い電源ケーブルで電源電圧Vccが供給されている必要がある。
【００３２】
202はユニットB103の制御部であり、ユニットA102の電源電圧Vccを電圧モニタライン203で接続するとともに、電源オフライン128とも接続され、必要に応じて電源ユニット101のスイッチングを停止することができるようになっている。
【００３３】
このような構成において、ユニットA102内で何らかの異常により消費電流が増加した場合、ユニットA102の電源電圧Vccが低下する。ユニットB103の制御部202はユニットA102の電源電圧Vccが低下したことを、電圧モニタライン203を介して検出することができ、ユニットA102の電源電圧Vccが所定値以下に低下したことでユニットA102が過電流状態にあると判断し、電源オフライン128にハイレベルを出力することで、電源ユニット101を停止することができる。また実施例1のように、ユニットA102によってユニットB103の過電流検出が可能である。
【００３４】
なお双方の過電流検出が可能なため、電源ユニット101内で過電流検出を行っている120〜124の構成要素を省略することも可能である。
【実施例３】
【００３５】
第１の実施例および第２の実施例では電源ユニット101で生成した電源電圧Vccを受けて駆動するユニットが2つの構成であった。本実施例では、電源電圧Vccを受けて駆動するユニットが3つの場合について説明する。
【００３６】
図3は本発明の第３の実施例による電源システムを示す構成図であり、第１の実施例および第２の実施例と同じ構成要素には同一符号を付している。
【００３７】
図において、301は電源電圧Vccの供給を受けて駆動する3番目のユニットCであり、電源ケーブル302で電源電圧Vccが供給されている。またユニットCの電源電圧VccはユニットA102の制御部に、電圧モニタライン303を介して接続されている。
【００３８】
このような構成において、ユニットC301内で何らかの異常により消費電流が増加した場合、ユニットC301の電源電圧Vccが低下する。ユニットA102の制御部102aはユニットC301の電源電圧Vccが低下したことを、電圧モニタライン303を介して検出することができ、ユニットC301の電源電圧Vccが所定値以下に低下したことでユニットC301が過電流状態にあると判断し、電源オフライン128にハイレベルを出力することで、電源ユニット101を停止することができる。また実施例1および実施例2のように、ユニットA102によってユニットB103の過電流検出が可能なこと、またユニットB103によってユニットA102の過電流検出が可能である。
【００３９】
また本実施例では、電源電圧Vccを受けて駆動するユニットが3つの場合について説明したが、さらに複数のユニットがある場合においても同様な過電流検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例1に係る電源システムの構成図
【図２】実施例2に係る電源システムの構成図
【図３】実施例3に係る電源システムの構成図
【符号の説明】
【００４１】
100  電圧モニタライン
101  電源ユニット
102  ユニットA
102a  制御部
103  ユニットB
104  電源ケーブル
105  電源ケーブル
106  コンデンサ
107  コンデンサ
108  コモンモードコイル
109  ACラインフィルタ
110  ダイオードブリッジ
111  電解コンデンサ
112  トランス
112a  一次巻線
112b  二次巻線
113  スイッチングトランジスタ
114  電流ヒューズ
115  電流検出抵抗
116  制御部
117  ダイオード
118  コンデンサ
119  コンデンサ
120  抵抗
121  抵抗
122  コンパレータ
123  抵抗
124  抵抗
125  フォトカプラ
126  抵抗
127  トランジスタ
128  電圧オフライン
201  電源ケーブル
202  制御部
203  電圧モニタライン
301  ユニットC
302  電源ケーブル
303  電圧モニタライン
【図１】
2009303454.tif 000003
【図２】
2009303454.tif 000004
【図３】
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