JP2006228001A - モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】モジュール１３の電源の入力段に設けられたシリーズレギュレータ１３４の許容入力電圧の範囲内において、モジュール１３への供給される電源電圧が変更されても、変更された電源電圧によって内部の電子デバイス１３７を適切に動作させることができるモジュール１３を提供する。
【解決手段】外部から供給される電源電圧Ｖ_ｉｎによって動作するモジュール１３は、所定の電圧Ｖ_２で動作する電子デバイス１３７と、電源電圧Ｖ_ｉｎを、電源電圧Ｖ_ｉｎよりも低い第１の電圧Ｖ_１に降圧して出力するシリーズレギュレータ１３４と、第１の電圧Ｖ_１を、所定の電圧Ｖ_２に変圧して、電子デバイス１３７に供給する電圧変換部１３６とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、装置に組み込まれ、電圧を供給されることによって動作するモジュールに関する。

従来、異なる機能を有する装置において、それぞれの装置に特有の機能を有するマザーボードに、複数の装置に共通の機能を有するサブ基板を接続し、当該サブ基板が接続されたマザーボードを筐体に組み込むことにより、それぞれの装置が製造される場合がある。異なる機能を有する装置間で部品を共通化することにより、同一の部品を大量に製造または購入することができるので、共通の部品のコストを下げることができ、ひいては装置の製造コストを下げることができる。

しかし、複数の装置間で、マザーボード内のそれぞれのブロックに供給されている電源電圧が異なる場合があり、サブ基板に供給される電圧も装置間で異なる場合がある。そのため、サブ基板に供給される電源電圧が異なる装置間では、同一仕様のサブ基板を用いることができない場合があった。そのため、共通化できる部品数が減り、装置の製造コストを低く抑えることができない場合があった。

また、このようにサブ基板に供給される電源電圧が異なる装置間では、異なる装置を製造する場合、装置毎に、マザーボードに接続するサブ基板を変える必要があり、装置の製造に時間がかかる場合があった。さらに、装置の製造時に、接続されるべきサブ基板とは異なるサブ基板を接続される製造ミスが発生する場合があった。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電源電圧として異なる電圧が供給された場合であっても正常に動作することができるモジュールを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態は、外部から供給される電源電圧によって動作するモジュールであって、所定の電圧で動作するデバイスと、当該電源電圧を、当該電源電圧よりも低い第１の電圧に降圧して出力するシリーズレギュレータと、第１の電圧を、所定の電圧に変圧して、デバイスに供給する変圧手段とを備えることを特徴とするモジュールを提供する。

所定の電圧を出力するための、シリーズレギュレータの許容入力電圧には、ある程度幅がある。そのため、モジュールの電源入力段にシリーズレギュレータを設けることにより、当該許容入力電圧の範囲内において、モジュールへ供される電源電圧が変更されても、変更された電源電圧によってモジュール内のデバイスを適切に動作させることができる。

また、本発明の第２の形態は、外部から供給される電源電圧によって動作するモジュールであって、当該供給電圧よりも低い第１の電圧で動作する第１のデバイスと、当該電源電圧を、当該第１の電圧に降圧して、第１のデバイスに供給するシリーズレギュレータとを備えることを特徴とするモジュールを提供する。これによって、第１の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明の第２の形態のモジュールは、第１の電圧とは異なる第２の電圧で動作する第２のデバイスと、第１の電圧を、第２の電圧に変圧して、第２のデバイスに供給する変圧手段とをさらに備えてもよい。これにより、モジュールは、モジュールへ供給される電源電圧によって、第１の電圧とは異なる第２の電圧で動作するデバイスを動作させることができる。

また、本発明の第２の形態のモジュールは、第１の電圧とは異なる電圧で動作する複数の第２のデバイスと、第１の電圧を、第１の電圧とは異なる第２の電圧に変換する複数の第２の変圧手段とをさらに備えてもよい。この場合、複数の第２のデバイスのそれぞれは、互いに異なる電圧で動作し、複数の第２の変圧手段のいずれかが変換した第２の電圧で動作する。これにより、第１の電圧とは異なり、かつ互いに動作電圧が異なる複数の第２のデバイスを動作させることができる。

また、本発明の第２の形態のモジュールは、第１の電圧よりも高い第２の電圧で動作する第２のデバイスと、第２の電圧よりも高い第３の電圧で動作する第３のデバイスと、第１の電圧を、第２の電圧に昇圧して、第２のデバイスに供給する第１の昇圧手段と、第１の昇圧手段が昇圧した第２の電圧を、第３の電圧に昇圧して、第３のデバイスに供給する第２の昇圧手段とをさらに有してもよい。これにより、第２の昇圧手段は、第１の電圧よりも高い第２の電圧を、第３の電圧に昇圧するので、第２の昇圧手段の消費電力を抑えることができる。

また、本発明の第２の形態のモジュールは、第１の電圧よりも低い第２の電圧で動作する第２のデバイスと、第２の電圧よりも低い第３の電圧で動作する第３のデバイスと、第１の電圧を、第２の電圧に降圧して、第２のデバイスに供給する第１の降圧手段と、第１の降圧手段が降圧した第２の電圧を、第３の電圧に降圧する第２の降圧手段とをさらに有してもよい。これにより、第１の降圧手段は、第１の電圧を、第３の電圧よりも高い第２の電圧に降圧するので、第１の降圧手段の消費電力を抑えることができる。さらに、第２の降圧手段は、第１の電圧よりも低い第２の電圧を、第３の電圧に降圧するので、第２の降圧手段の消費電力を抑えることができる。

また、本発明の第２の形態のモジュールは、第１の電圧よりも低い第２の電圧で動作する第２のデバイスと、第１の電圧よりも高い第３の電圧で動作する第３のデバイスと、第１の電圧を、第２の電圧に降圧して、第２のデバイスに供給する降圧手段と、第１の電圧を第３の電圧に昇圧して、第３のデバイスに供給する昇圧手段とをさらに有してもよい。第１の電圧を第２の電圧と第３の電圧との間の電圧とすることにより、降圧手段および昇圧手段の消費電力を抑えることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る装置１０の構成を示す透視図である。装置１０は、筐体１１および当該筐体１１内に収容されたマザーボード１２を備える。マザーボード１２は、複数の電子デバイス１２０ａ、電子デバイス１２０ｂ、ならびに電子デバイス１２０ｃ、および、複数のコネクタ１２１ａならびにコネクタ１２１ｂを有する。また、マザーボード１２には、対応するコネクタ１２１を介して、複数のモジュール１３ａおよびモジュール１３ｂが接続される。

マザーボード１２は、コネクタ１２１ａおよびコネクタ１２１ｂを介して、対応するモジュール１３に電源を供給する。複数の電子デバイス１２０は、種類の異なる装置１０毎に、特有の機能を実現する。種類の異なる装置１０とは、例えば、プリンタやスキャナ等である。

モジュール１３ａは、複数の電子デバイス１３０ａおよび電子デバイス１３１ａを有する。モジュール１３ｂは、複数の電子デバイス１３２ｂおよび電子デバイス１３３ｂを有する。複数のモジュール１３のそれぞれは、例えば、電源モジュールやメモリモジュール等ｍｐ、種類の異なる装置１０に共通の機能を実現する。

図２は、モジュール１３の構成の一例を示すブロック図である。モジュール１３は、シリーズレギュレータ１３４および電子デバイス１３５を備える。電子デバイス１３５は、予め定められた第１の電圧Ｖ_１で動作する。シリーズレギュレータ１３４は、モジュール１３の外部からコネクタ１２１を介して供給される電源電圧Ｖ_ｉｎを、電子デバイス１３５が動作する第１の電圧Ｖ_１に降圧して、電子デバイス１３５に供給する。本例において、第１の電圧Ｖ_１は、電源電圧Ｖ_ｉｎよりも低い。

本例において、１つのモジュール１３は、１つのシリーズレギュレータ１３４および電子デバイス１３５を有するが、他の例として、１つのモジュール１３は、第１の電圧Ｖ_１で動作する複数の電子デバイス１３５を有してもよい。さらに、１つのモジュール１３は、複数のシリーズレギュレータ１３４および電子デバイス１３５を有してもよい。この場合、それぞれの電子デバイス１３５は、複数のシリーズレギュレータ１３４のいずれかが供給する電圧で動作してもよい。

ここで、種類の異なる装置１０間で共通の部品を使用する場合、同一仕様の部品を大量に製造または購入することができので、共通の部品のコストを下げることができ、ひいては装置の製造コストを下げることができる場合がある。しかし、それぞれの装置１０において、コネクタ１２１を介してモジュール１３に供給される電源電圧Ｖ_ｉｎが、装置１０毎に異なると、同一仕様の部品を種類の異なる装置１０に接続することができない場合がある。そのため、種類の異なる装置１０のそれぞれがモジュール１３に供給する電源電圧Ｖ_ｉｎに対応するモジュール１３を、種類の異なる装置１０毎に製造または購入する必要があり、装置１０の製造コストを低くすることができない場合があった。

そこで、本例では、モジュール１３の電源の入力段に、シリーズレギュレータ１３４を設け、当該シリーズレギュレータ１３４の出力電圧を電子デバイス１３５に供給する。所定の電圧を出力するための、シリーズレギュレータ１３４の入力電圧の許容範囲は、スイッチングレギュレータやシャントレギュレータよりも広い場合が多い。そのため、モジュール１３の電源入力段にシリーズレギュレータ１３４を設けることにより、当該シリーズレギュレータ１３４の許容入力電圧の範囲内において、モジュール１３に供給される電源電圧Ｖ_ｉｎが変更されても、変更された電源電圧Ｖ_ｉｎによってモジュール１３内のシリーズレギュレータ１３４を適切に動作させることができる。これにより、モジュール１３へ供給する電源電圧Ｖ_ｉｎが異なる複数の装置１０においても、装置１０間におけるモジュール１３へ供給する電源電圧Ｖ_ｉｎの差が、モジュール１３の電源入力段に設けられたシリーズレギュレータ１３４の許容入力電圧の範囲内であれば、同一仕様のモジュール１３を組み込むことができる。従って、モジュール１３へ供給する電源電圧Ｖ_ｉｎに応じて複数種類のモジュール１３を製造する必要がないので、モジュール１３の製造コストを下げることができ、ひいては装置１０の製造コストを下げることができる。

また、１つの製造ラインで複数種類の装置１０を製造する場合、モジュール１３へ供給する電源電圧Ｖ_ｉｎが装置１０間で異なると、それぞれの装置１０に対応するモジュール１３を、装置１０毎に選択することになる。この場合、モジュール１３の選択ミスによる装置１０の製造ミスが発生する恐れがある。しかし、本例に示すモジュール１３のように、電源の入力段に、シリーズレギュレータ１３４を設けることにより、モジュール１３の選択ミスによる装置１０の製造ミスを防止することができる。さらに、適切なモジュール１３を選択する時間および適切なモジュール１３が接続されているか否かを確認する時間等を省くことができるので、装置１０の組み立てにかかる時間を減少させることができる。そのため、１つの装置１０を製造するのにかかる時間が減少し、装置１０の製造コストを下げることができる。

図３は、モジュール１３の構成の他の例を示すブロック図である。モジュール１３は、シリーズレギュレータ１３４、電圧変換部１３６、および、複数の電子デバイス１３５ならびに電子デバイス１３７を備える。なお、以下に説明する点を除き、図３において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。

電子デバイス１３７は、予め定められた第２の電圧Ｖ_２で動作する。電圧変換部１３６は、シリーズレギュレータ１３４が降圧した第１の電圧Ｖ_１を、第２の電圧Ｖ_２に変換する。本例において、第２の電圧Ｖ_２は、第１の電圧Ｖ_１よりも高い。

ここで、例えば、異なる種類の装置１０毎に、電源電圧Ｖ_ｉｎとして３Ｖまたは５Ｖがシリーズレギュレータ１３４に入力される場合、シリーズレギュレータ１３４は、３Ｖ未満の電源電圧で動作するデバイスしか直接駆動することができない。これに対して、本例に示したように、シリーズレギュレータ１３４が出力する、第１の電圧Ｖ_１を、当該第１の電圧Ｖ_１よりも高い第２の電圧Ｖ_２に昇圧することにより、電源電圧Ｖ_ｉｎとして３Ｖがシリーズレギュレータ１３４に入力される場合であっても、第１の電圧Ｖ_１よりも高い、例えば５Ｖ等の電圧で動作する電子デバイス１３７を、モジュール１３は動作させることができる。これにより、異なる電源電圧Ｖ_ｉｎでも適切に動作することができると共に、電源電圧Ｖ_ｉｎの変動範囲外の電圧で動作する電子デバイス１３７を適切に動作させることができるモジュール１３を提供することができる。

なお、本例において、モジュール１３は、第１の電圧Ｖ_１とは異なる第２の電圧Ｖ_２で動作する１つの電子デバイス１３７を有するが、他の例として、モジュール１３は、第１の電圧Ｖ_１とは異なる値の電源電圧で動作する複数の電子デバイスを有してもよい。また、それぞれの電子デバイスは、互いに異なる値の電源電圧で動作してもよい。この場合、モジュール１３は、互いに異なる値の電源電圧で動作する複数の電子デバイスのそれぞれに、対応する電源電圧を第１の電圧Ｖ_１から変換して供給する複数の電圧変換部を有する。これにより、モジュール１３は、シリーズレギュレータ１３４の入力電圧の変動範囲外の複数の電圧のそれぞれで動作する電子デバイスを適切に動作させることができる。

また、本例において、モジュール１３は、第１の電圧Ｖ_１よりも高い電圧である第２の電圧Ｖ_２で動作する電子デバイス１３７を有するが、他の例として、モジュール１３は、第１の電圧Ｖ_１よりも低い電圧で動作する電子デバイス１３７を有してもよい。この場合、電圧変換部１３６は、第１の電圧Ｖ_１を、当該第１の電圧Ｖ_１よりも低い電圧に降圧する。

これにより、電圧変換部１３６は、第１の電圧Ｖ_１を第２の電圧Ｖ_２に昇圧する場合に比べて、第１の電圧Ｖ_１を、当該第１の電圧Ｖ_１近い電圧に降圧することができるので、電圧変換部１３６が熱等として無駄に放出する電力を低く抑えることができる。従ってモジュール１３の消費電力を低く抑えることができる。

図４は、モジュール１３の構成のさらなる他の例を示すブロック図である。モジュール１３は、シリーズレギュレータ１３４、複数の電圧変換部１３６ならびに電圧変換部１３８、および、複数の電子デバイス１３５、電子デバイス１３７、ならびに電子デバイス１３９を備える。なお、以下に説明する点を除き、図４において、図２または図３と同じ符号を付した構成は、図２または図３における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。

電子デバイス１３９は、予め定められた第３の電圧Ｖ_３で動作する。電圧変換部１３８は、電圧変換部１３６が変換した第２の電圧Ｖ_２を、第３の電圧Ｖ_３に変換する。本例において、第３の電圧Ｖ_３は、第２の電圧Ｖ_２よりも高い。

電圧変換部１３８は、第１の電圧Ｖ_１よりも高い第２の電圧Ｖ_２を、当該第２の電圧Ｖ_２よりも高い第３の電圧Ｖ_３に昇圧するので、第１の電圧Ｖ_１を第３の電圧Ｖ_３に昇圧する場合に比べて、電圧変換部１３８の消費電力を抑えることができる。

なお、他の例において、電子デバイス１３７が動作する第２の電圧Ｖ_２は、電子デバイス１３５が動作する第１の電圧Ｖ_１よりも低く、かつ電子デバイス１３９が動作する第３の電圧Ｖ_３は、電子デバイス１３７が動作する第２の電圧Ｖ_２よりも低くてもよい。この場合、電圧変換部１３６は、第１の電圧Ｖ_１を、当該第１の電圧Ｖ_１よりも低い電圧に変換し、電圧変換部１３８は、電圧変換部１３６が変換した電圧を、さらに低い電圧に変換する。このような構成においても、モジュール１３は、電圧変換部１３８の消費電力を抑えることができる。

図５は、モジュール１３の構成のさらなる他の例を示すブロック図である。モジュール１３は、シリーズレギュレータ１３４、昇圧部１４０、降圧部１４１、および、複数の電子デバイス１３５、電子デバイス１４２、ならびに電子デバイス１４３を備える。なお、以下に説明する点を除き、図５において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。

電子デバイス１４２は、予め定められた第４の電圧Ｖ_４で動作する。電子デバイス１４３は、予め定められた第５の電圧Ｖ_５で動作する。昇圧部１４０は、シリーズレギュレータ１３４が降圧した第１の電圧Ｖ_１を、第４の電圧Ｖ_４に昇圧する。降圧部１４１は、シリーズレギュレータ１３４が降圧した第１の電圧Ｖ_１を、第５の電圧Ｖ_５にさらに降圧する。

このように、高い電源電圧で動作する電子デバイス１４２と、低い電源電圧で動作する電子デバイス１４３と、その中間の電源電圧で動作する電子デバイス１３５とを有するモジュール１３において、電子デバイス１４２に供給する電源電圧を、電子デバイス１３５に供給される電源電圧を昇圧させて作ると共に、電子デバイス１４３に供給する電源電圧を、電子デバイス１３５に供給される電源電圧をさらに降圧させて作ることにより、と共に、昇圧部１４０および降圧部１４１の消費電力を抑えることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の一実施形態に係る装置１０の構成を示す透視図である。 モジュール１３の構成の一例を示すブロック図である。 モジュール１３の構成の他の例を示すブロック図である。 モジュール１３の構成のさらなる他の例を示すブロック図である。 モジュール１３の構成のさらなる他の例を示すブロック図である。

符号の説明

１２１・・・コネクタ、１３・・・モジュール、１３４・・・シリーズレギュレータ、１３５・・・電子デバイス、１３６・・・電圧変換部、１３７・・・電子デバイス

Claims (6)

1. 外部から供給される電源電圧によって動作するモジュールであって、
   所定の電圧で動作するデバイスと、
   前記電源電圧を、前記電源電圧よりも低い第１の電圧に降圧して出力するシリーズレギュレータと、
   前記第１の電圧を、前記所定の電圧に変圧して、前記デバイスに供給する変圧手段と
   を備えることを特徴とするモジュール。
2. 外部から供給される電源電圧によって動作するモジュールであって、
   前記電源電圧よりも低い第１の電圧で動作する第１のデバイスと、
   前記電源電圧を、前記第１の電圧に降圧して、前記第１のデバイスに供給するシリーズレギュレータと
   を備えることを特徴とするモジュール。
3. 請求項２に記載のモジュールであって、
   前記第１の電圧とは異なる第２の電圧で動作する１または複数の第２のデバイスと、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧を、前記複数の第２のデバイスのそれぞれが動作するための第２の電圧に変圧して、対応する第２のデバイスに供給する１または複数の変圧手段と
   をさらに備えることを特徴とするモジュール。
4. 請求項２に記載のモジュールであって、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧よりも高い第２の電圧で動作する第２のデバイスと、
   前記第２の電圧よりも高い第３の電圧で動作する第３のデバイスと、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧を、前記第２の電圧に昇圧して、前記第２のデバイスに供給する第１の昇圧手段と、
   前記第１の昇圧手段が昇圧した前記第２の電圧を、前記第３の電圧にさらに昇圧して、前記第３のデバイスに供給する第２の昇圧手段と
   をさらに備えることを特徴とするモジュール。
5. 請求項２に記載のモジュールであって、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧よりも低い第２の電圧で動作する第２のデバイスと、
   前記第２の電圧よりも低い第３の電圧で動作する第３のデバイスと、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧を、前記第２の電圧に降圧して、前記第２のデバイスに供給する第１の降圧手段と、
   前記第１の降圧手段が降圧した前記第２の電圧を、前記第３の電圧にさらに降圧して、前記第３のデバイスに供給する第２の降圧手段と
   をさらに備えることを特徴とするモジュール。
6. 請求項２に記載のモジュールであって、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧よりも低い第２の電圧で動作する第２のデバイスと、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧よりも高い第３の電圧で動作する第３のデバイスと、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧を、前記第２の電圧に降圧して、前記第２のデバイスに供給する降圧手段と、
   前記シリーズレギュレータが出力する第１の電圧を、前記第３の電圧に昇圧して、前記第３のデバイスに供給する昇圧手段と
   をさらに備えることを特徴とするモジュール。

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