JP2004266947A

JP2004266947A - 安定化電源装置

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Publication number: JP2004266947A
Application number: JP2003055394A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Saka; 慎一阪
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: JP3900091B2

Abstract

【課題】電源ノイズがランダムかつ頻発する場合であっても、システム機能の運用を維持可能な安定化電源装置を提供する。
【解決手段】本発明は、電源ノイズを回避して安定化させた電力を電源出力ラインに供給する安定化電源装置であって、互いに独立した複数系統の電源入力ラインと、各電源入力ラインについて継続的に電源ノイズを監視するノイズ監視手段と、このノイズ監視手段による監視結果に基づいて、いずれか安定した電源入力ラインを電源出力ラインと接続するライン接続手段とを有した構成とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定化電源装置に関し、たとえば、ランダムに生じ得る電源ノイズを避けるための安定化電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、情報処理システムでは、電源装置の電源入力ラインに重畳した電気的ノイズ（電源ノイズ）によって、そのシステム機能に予期せぬ影響を受ける場合がある。そこで、システム稼動中に電源ノイズの濾過能力を監視することにより、外的要因による電源ノイズの除去を保証しつつ情報処理システムに安定した電力を供給する電源ノイズ監視装置が種々提案されている。
【０００３】
たとえば、ノイズフィルターに付設するノイズ認識装置では、電源装置に到来した電源ノイズとノイズフィルターで濾過したものを比較して、電源入力ラインでの濾過能力を継続的に監視させている。また、ノイズフィルターの減衰特性に適合しないような一過性の電源ノイズに対しては、計測データを記録用メモリーに保存させている。これにより、ノイズフィルターの定格値を下回ったり、偶発的な電源ノイズであったりした場合のいずれにも対処できるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−４０１３９号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例による安定化電源装置では、次のような問題が生じていた。
一過性の電源ノイズが電源ラインに生じる場合であっても、個別の情報処理システムによっては、その運用時間の経過とともに、しだいにランダムかつ頻繁に電源ノイズが発生するようになると、多様なシステム機能のいずれかで実際の運用面に影響が生じるおそれも考えられた。
【０００６】
また、電源の供給を遮断した場合には、内蔵バッテリーなどをデータ保存用電源（ＵＰＳ）として用いることによって、緊急時にシステム機能の運用維持を図るようにできる。しかし、このようにバッテリーから給電することによって、頻繁に電源ノイズが到来すると、その電気容量を激しく消耗させるので、緊急用として役立つはずのバッテリーの寿命を極端に縮めるようになる。したがって、いつかはバッテリー切れとなってシステム機能が全くダウンしてしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明は、これら上記課題を解決することにあり、電源ノイズがランダムかつ頻発する場合であっても、システム機能の運用を維持することが可能な安定化電源装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の安定化電源装置は、電源ノイズを回避して安定化させた電力を電源出力ラインに供給する安定化電源装置であって、
互いに独立した複数系統の電源入力ラインと、
各電源入力ラインについて継続的に電源ノイズを監視するノイズ監視手段と、このノイズ監視手段による監視結果に基づいて、いずれか安定した電源入力ラインを電源出力ラインと接続するライン接続手段とを有した構成としてある。
【０００９】
このように構成することによって、電源入力ラインごとに電源ノイズの発生状況が異なる場合、ノイズ監視手段によって各電源入力ラインの電源ノイズを監視し続け、その監視結果を判定材料として用いることにより、ライン接続手段によって、複数系統の電源入力ライン群から最も安定した一つを選択し、電源ノイズが生じた電源入力ラインを回避して電源出力ラインと接続させることができる。これにより、電源出力ラインには、そのとき以降の電源ノイズが回避されて安定化された電力を供給できるようになる。たとえば、情報処理装置など電子機器の実運用中であっても、多様な処理の随所において偶発的に発生し得る種々の問題を未然に回避することができる。
【００１０】
請求項２記載の安定化電源装置は、前記ノイズ監視手段は、前記電源ノイズが一定時間以上継続した場合にノイズ発生と判断する構成としてある。
【００１１】
このように構成することによって、瞬間的に生じるノイズを無視することができ、緊急用電源との切替えを頻繁に行うことを防止することができる。この結果、非常用バッテリーの長寿命化を図ることが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の安定化電源装置は、前記電源ノイズ監視手段が、電源ノイズの電圧値を電源入力ラインごとに計測している構成としてある。
このように構成することによって、各電圧値から、発生事象ごとに電源ノイズの強度を検出することにより定量的な監視を行うことができる。
【００１３】
請求項４記載の安定化電源装置は、前記ライン接続手段が、電源ノイズに関して統計データを収集する電源入力診断部を有している構成としてある。
このように構成することによって、収集した統計データから、電源ノイズの発生状況を分析することにより、信頼性の高い安定化を行うことができる。
【００１４】
請求項５記載の安定化電源装置は、前記統計データが、電源ノイズの発生頻度に関するデータである構成としてある。
このように構成することによって、電源ノイズが頻発する状況を的確に判定して適切な対処をすることができる。
【００１５】
請求項６記載の安定化電源装置は、前記ライン接続手段が、監視結果に関する情報を記録するメモリー部を有している構成としてある。
このように構成することによって、メモリー部に記録した監視結果に関する情報から、時系列的に電源ノイズの発生状況を分析できるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態につき添付図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る安定化電源装置の概略構成例を示すブロック図である。
［実施の形態の構成］
この安定化電源装置は、情報処理装置などの電子機器に給電するためのものであって、互いに独立した二系統からなる交流電力の電源入力ライン１１ａ，１１ｂにおいて、電源ノイズの発生状況を定量的に監視することにより、最も安定した電力を電源出力ライン１５に供給する装置である。
【００１７】
また、図１に示すとおり、両電源入力ライン１１ａ，１１ｂについて、電源ノイズを測定する電源ノイズ測定部１と、その測定結果から電源ノイズの発生状況を診断する電源入力診断部２と、診断結果が指示する一つの電源入力ライン１１ａまたは１１ｂを選択する電源入力ライン切替部３とからなっている。この電源ノイズ測定部１が本発明に係るノイズ監視手段を構成し、電源入力診断部２および電源入力切替部３が同じくライン接続手段を構成する。
【００１８】
電源ノイズ測定部１は、電源入力ライン１１ａ，１１ｂごとに電源ノイズの電圧値を検出するアナログセンサを有している。また、各ライン共通の機能として、電圧値のＡＤ（アナログ・デジタル）コンバーター、基準波形のバンドパスフィルター、電圧値と基準値との照合機能および電源ノイズ状態信号１２の編成機能を有している。
これにより、ランダムモードの電源ノイズであっても、電源入力ライン１１ａ，１１ｂごとに各時点の電圧値を計測して基準値と照合する。照合の結果、電圧値が基準値を上回れば、電源ノイズが発生したと判定し、電源ノイズ状態信号１２を編成して電源入力診断部２に送信する。バンドパスフィルターの基準波形として、簡易には、理想正弦波が設定できる。
【００１９】
電源入力診断部２は、電源ノイズ状態信号１２（１２ａ，１２ｂ）の解読機能、電源ノイズの持続時間の計時機能および電源入力ライン切替信号１３の編成機能を有している。これにより、電源ノイズ測定部１から電源ノイズ状態信号１２（１２ａ，１２ｂ）を受信し、その持続時間を計時しつつ所定期間が経過すると、電源入力ライン切替信号１３を電源入力ライン切替部３に送信する。
【００２０】
電源入力ライン切替部３は、各電源入力ライン１１ａ，１１ｂを選択的に電源出力ライン１５と接続および遮断するリレー４を有している。これにより、電源入力診断部２から電源入力ライン切替信号１３を受信して、いずれか一の電源入力ライン１１ａまたは１１ｂと電源出力ライン１５との接続を遮断し、別の電源入力ライン１１ｂまたは１１ａとの接続に切り替える。
【００２１】
［実施の形態の動作の説明］
次に、図１、２を参照して本実施の形態に係る動作の一例について説明する。
前準備として、電源入力診断部２の図示しないレジスタに、たとえば１０Ｖ（ボルト）を電源ノイズの基準値として、また、５ｍｓ（ミリ秒）を持続時間の所定期間として、それぞれ設定しておく。本安定化電源装置が起動すると、電源ノイズ測定部１から、電源ノイズ状態信号１２（１２ａ，１２ｂ）が逐次、電源入力診断部２に受信される。
【００２２】
電源入力診断部２では、電源ノイズ状態信号１２（１２ａ，１２ｂ）から電圧値を抽出して、理想正弦波との差分値が１０Ｖ以上あった場合に、電源ノイズの発生事象であると判定し、かつ、この事象が５ｍｓ以上経過した場合に、一の電源入力ライン１１ａ，１１ｂで電源ノイズが継続的であると判定する。そして、この判定の結果にもとづいて、継続的でなかった別の電源入力ライン１１ｂまたは１１ａに接続を切り替えさせる電源入力ライン切替信号１３を編成して、電源入力ライン切替部３に指示する。
【００２３】
たとえば、図２に示すように、時刻Ｔ１のときに、電源入力ライン１１ａの電圧値が理想正弦波と所定値以上の差分を有している場合には、電源ノイズが発生しているとして電源ノイズ状態信号１２ａを送信する。電源入力診断部２では、この電源ノイズ状態信号１２ａが５ｍｓ以上継続するかどうかを確認するため、電源ノイズ状態信号の発生時間をカウントする。そして、５ｍｓ経過する前の時刻Ｔ２のときに、電源ノイズ状態信号１２ａがオフした場合には、この電源ノイズが継続的なものではないとし、電源入力診断部２は、電源入力ライン切替信号１３を出力させずに電源入力ライン１１ａの接続のままにする。
【００２４】
一方、時刻Ｔ３に発生した電源ノイズ状態信号１２ａは、５ｍｓ以上経過した時点でも電源ノイズ状態信号１２ａが発生し続けているので、電源入力診断部２は、電源入力ライン切替部３に電源入力ライン切替信号１３を送信する。この場合に、時刻Ｔ４において、電源入力ライン１１ａの電源ノイズが消失するものの、ランダムなバーストモードに陥ったおそれがあると推定できるので、安定した電力が期待できる電源入力ライン１１ｂから、そのまま供給し続ける。
【００２５】
この実施形態の安定化電源装置によれば、電源入力ライン１２（１２ａ，１２ｂ）の電源ノイズ情報をメモリ部５に統計データとして記録することにより、定期的に発生する電源ノイズを事前に推測し、電源ノイズの発生頻度が低い電源入力ラインにあらかじめ電源供給を切り替え、常に安定した電源入力ラインから電源供給が可能となり、電源ノイズの問題を回避することができる。
【００２６】
［発明の他の実施の形態］
次に、本発明に係る他の実施の一形態につき添付図面を参照して説明する。
図３は、他の実施の形態に係る安定化電源装置の概略構成例を示すブロック図である。
図３に示す安定化電源装置の電源入力診断部２は、電源ノイズに関する診断データ信号１４を記憶するメモリー部５が付設されたものであって、複数の発生事象を関連付けて定期的または随時的に統計処理を行うことにより、いっそう実用的かつ高い信頼性を保証している。
【００２７】
また、診断データ信号１４は、電源ノイズの電圧値と理想正弦波との差分値、電源ノイズの持続時間、発生日時、発生曜日を統計データとして編成される。この場合、電源ノイズ状態信号１２（１２ａ，１２ｂ）には、電源ノイズに関するデータとして、電源ノイズの電圧値をその発生日時に関する情報と組み合わせた形式のデータが含まれる。たとえば、各電源入力ライン１１ａ，１１ｂについて、一の電源ノイズ群を診断する場合に、直前または過去の電源ノイズ群に関する履歴を参照することにより、要因不明な電源ノイズの発生であっても、推定の根拠とすることが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明の安定化電源装置によれば、複数系統の電源入力ラインについて、その電源ノイズを監視し続けることにより、最も安定した電源入力ラインを電源出力ラインと接続させている。したがって、電源ノイズがランダムに生じてもシステム機能の運用を維持でき、また、継続的な監視によって電源ノイズが繰り返し発生することも判定でき、以後は電源ノイズが頻発するおそれを回避した電力供給可能な安定化電源装置を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の一形態の概略構成例を示すブロック図。
【図２】図１に示す安定化電源装置の動作の一例について説明する図。
【図３】本発明に係る他の実施の一形態の概略構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１電源ノイズ測定部（ノイズ監視手段）
２電源入力診断部（ライン接続手段）
３電源入力ライン切替部（ライン接続手段）
４リレー
５メモリー部
１１ａ，１１ｂ電源入力ライン
１２，１２ａ，１２ｂ電源ノイズ状態信号
１３電源入力ライン切替信号
１４診断データ信号
１５電源出力ライン

Claims

電源ノイズを回避して安定化させた電力を電源出力ラインに供給する安定化電源装置であって、
互いに独立した複数系統の電源入力ラインと、
各電源入力ラインについて継続的に電源ノイズを監視するノイズ監視手段と、
このノイズ監視手段による監視結果に基づいて、いずれか安定した電源入力ラインを電源出力ラインと接続するライン接続手段とを有したことを特徴とする安定化電源装置。
前記ノイズ監視手段は、前記電源ノイズが一定時間以上継続した場合にノイズ発生と判断することを特徴とする請求項１記載の安定化電源装置。
前記電源ノイズ監視手段は、電源ノイズの電圧値を電源入力ラインごとに計測していることを特徴とする請求項１または２記載の安定化電源装置。
前記ライン接続手段は、電源ノイズに関して統計データを収集する電源入力診断部を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の安定化電源装置。
前記統計データは、電源ノイズの発生頻度に関するデータであることを特徴とする請求項４記載の安定化電源装置。
前記ライン接続手段は、監視結果に関する情報を記録するメモリー部を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の安定化電源装置。