JP2008187774A - 電源装置および通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】処理の負荷に関わらず、安定した電力を供給することができる電源装置および通信機器を提供する。
【解決手段】データを処理する処理装置に電力を供給する電源装置において、各々が上記処理装置に電力を供給する複数の供給部と、処理装置における処理実行の負荷を検出する負荷検出部と、負荷検出部によって検出された負荷の大小に応じて、複数の供給部それぞれから処理装置に供給される電力を増減させる電力制御部とを備えた。複数の供給部それぞれから１つの処理装置に電力が供給されるため、処理装置における処理実行の負荷が増加した場合にも、確実に電力を供給することができる。
【選択図】 図６

Description

処理装置に電力を供給する電源装置と、通信処理を行う通信機器に関する。

従来から、通信機器やサーバ機器などといった電子機器には、各種処理を実行するＩＣ等に電力を供給する電源装置が備えられている。この電源装置に対しては、常に安定した電力を供給することが求められており、特に、ＩＣ等に出力される出力電圧を一定に調整することが要求されている。

図１は、電子機器に電力を供給する電源装置の概略構成図である。

この図１に示す電源装置１０は、増幅器や比較器などといったアナログ素子を利用してＩＣ等への出力電圧を制御するアナログ制御方式の電源装置である。

電源装置１０には、電圧検出回路１１、誤差増幅器１２、補償回路１３、基準発振器１４、比較器１５、スイッチ素子１６、および平滑フィルタ１７などが備えられている。

まず、電圧検出回路１１において、現時点に電源装置１０からＩＣ等に向けて出力される電源出力電圧Ｖｏｕｔが検出され、検出された出力電圧Ｖｏｕｔが誤差増幅器１２に伝えられる。誤差増幅器１２では、出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖ０との差分が増幅されて出力され、補償回路１３では、誤差増幅器１２から出力された増幅電圧Ｖｇが比較器１５の感度に適した値に調整される。

基準発振器１４では、一定の周波数ごとに鋸状波の電圧信号Ｖｐが出力される。比較器１５では、基準発振器１４から発せられる鋸状波の電圧信号Ｖｐが、補償回路１３で調整された増幅電圧Ｖｇと比較され、鋸状波の電圧信号Ｖｐが増幅電圧Ｖｇよりも小さい間は「ＯＮ」となり、それ以外は「ＯＦＦ」となる制御信号がスイッチ素子１６に伝えられる。

スイッチ素子１６では、比較器１５から伝えられた制御信号によってＯＮ／ＯＦＦが制御されることにより、電源装置１０に入力された入力電圧Ｖｉｎのパルス幅が調整され、平滑フィルタ１７において平滑処理が実行される。その結果、電源装置１０から電子機器に、電圧値が調整された出力電圧Ｖｏｕｔが出力される。例えば、電圧検出回路１１で検出された出力電圧Ｖｏｕｔが低下すると、誤差増幅器１２において算出される出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖ０との誤差が大きくなる。その結果、鋸状波の電圧信号Ｖｐが増幅電圧Ｖｇよりも小さくなって、比較器１５から発せられる制御信号の「ＯＮ」時間が長くなり、入力電圧Ｖｉｎのパルス幅が長く調整されることによって、出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。

電源装置１０では、以上のようにして、処理部に出力される出力電圧が一定となるように制御される。

ここで、近年では、電子機器の省電力化やバッテリの小型化に伴って、電子機器を構成する各種部品やＩＣ等の低電圧化が求められてきており、それら各種部品やＩＣに流れ込む電流が増大してきている。さらに、通信機器やサーバ機器などでは、通信のトラフィック状態に連動して、通信処理を実行するＩＣに流れ込む電流が急激に上昇してしまうことがあり、ＩＣに印加される元々低い電圧がさらに低下してしまって、通信処理を実行することができる最低電圧を下回ってしまい、信号の不通などといった不具合が生じてしまう恐れがある。

この点に関し、特許文献１には、電源装置にソフトスタート用のコンデンサを備えることによって、電源投入時や電源切断時における電流の急変を低減する技術について記載されている。電源投入時や電源切断時に電流を緩やかに変化させることにより、近年、大電流化が進んでいる電子機器で問題となっている、電源立ち上げ時のピーク電流による内部回路への過負荷や、電圧低下による誤作動等を抑えることができる。
特開平９−１５４２７５号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、通信処理などのように、間欠的に発生する処理の負荷増大による電流急変には対応することができない。

また、従来のアナログ制御方式の電源装置では、スイッチング周波数を高くすることによって電源の応答性を改善し、処理の負荷の急激な変化に追随して電力の供給を制御することが行われているが、このスイッチング周波数の調整のみでは、現状以上に電源の応答性を向上させることは困難であるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、処理の負荷に関わらず、安定した電力を供給することができる電源装置および通信機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の電源装置は、データを処理する処理装置に電力を供給する電源装置において、
各々が上記処理装置に電力を供給する複数の供給部と、
処理装置における処理実行の負荷を検出する負荷検出部と、
負荷検出部によって検出された負荷の大小に応じて、複数の供給部それぞれから処理装置に供給される電力を増減させる電力制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の電源装置によると、複数の供給部それぞれから１つの処理装置に電力が供給されるため、処理装置における処理実行の負荷が増加した場合にも、確実に電力を供給することができる。さらに、複数の供給部を利用することによって、各供給部の電力規模を小さくすることができ、電力を平滑化するためのコイルやコンデンサなどを小型化することができる。

また、本発明の電源装置において、上記複数の供給部は、互いに共通の周期を有し、互いに位相がずれた周期的な電力を供給することが好ましい。

複数の供給部それぞれから位相をずらして電力が供給されることによって、処理装置には、周波数が高い合成電力が供給されることとなり、リップルの影響を低下させることができる。

また、本発明の電源装置において、上記複数の供給部は、上記処理装置の周囲に配置されたものであることが好ましい。

複数の供給部を１つの処理装置の周りに配置することによって、処理装置と供給部との間の距離が近くなり、効率よく電力を供給することができる。

また、上記目的を達成する本発明の通信機器は、データに対する通信処理を担う処理部と、
各々が処理部に電力を供給する複数の供給部と、
処理部における処理実行の負荷を検出する負荷検出部と、
負荷検出部によって検出された負荷の大小に応じて、複数の供給部それぞれから処理部に供給される電力を増減させる電力制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の通信機器によると、通信データが急激に増加した場合であっても、確実に通信処理を実行することができる。

本発明によると、処理の負荷に関わらず、処理装置に安定した電力を供給することができ、確実に処理を実行することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図２は、本発明の一実施形態が適用された通信ユニットの外観斜視図である。

この通信ユニット１００は、ネットワークを介してデータの送受信を行うものであり、ユニットカバー１０１、ユニット枠１０２、およびバックパネル１０３と、それらが取り囲む空間内に収容された、処理を実行する複数の電子回路パッケージ２００とで構成されている。

バックパネル１０３の内側には、データや電力を伝達するための各種コネクタ（図示しない）が設けられており、これらのコネクタが複数の電子回路パッケージ２００それぞれに設けられたコネクタに嵌合されることによって、複数の電子回路パッケージ２００が相互に接続される。

複数の電子回路パッケージ２００は、ネットワークを介して送られてきた通信データに対して順次に処理を実行するものであり、前段の電子回路パッケージ２００における処理実行を受けて、後段の電子回路パッケージ２００における処理実行が開始される。また、各電子回路パッケージ２００は、ＩＣなどが取り付けられた基板２２０（図４参照）と、基板２２０を保持する保持板２１０（図３参照）とで構成されている。

図３は、電子回路パッケージ２００を構成する保持板２１０の斜視図であり、図４は、保持板２１０に基板２２０が取り付けられた電子回路パッケージ２００の概略図である。

保持板２１０には、保持板２１０を図２のユニット枠１０２に抜差しする際に手でつかむための把持部２１１、電子回路パッケージ２００に電力を投入するための電源コネクタ２１２ａ、基板２２０の反りを防止するための反り防止金具２１３、および各種データを送受信するためのデータ用コネクタ２１２ｂなどが備えられている。

図４には、保持板２１０に基板２２０が装着された状態の電子回路パッケージ２００が示されている。基板２２０には、ＩＣなどといった複数の処理回路２２１、および複数の処理回路２２１それぞれに電力を供給するための電力供給源２２３などが備えられており、基板２２０が保持板２１０に嵌め込まれ、保持板２１０の電源コネクタ２１２ａやデータ用コネクタ２１２ｂが基板２２０に挿し込まれることによって、基板２２０が保持板２１０に装着される。さらに、保持板２１０が図２に示すユニット枠１０２に嵌め込まれてバックパネル１０３のコネクタに接続されることによって、複数の電子回路パッケージ２００同士が相互に接続される。

図５は、図２に示す複数の電子回路パッケージ２００のうちの３つの電子回路パッケージ２００＿１，２００＿２，２００＿３の概略的な機能ブロック図である。

尚、以下では、３つの電子回路パッケージ２００＿１，２００＿２，２００＿３それぞれを構成する各種要素を、末尾に添えられた数字で区別して説明する。

図５には、ネットワーク経由で送信されてきた光データを受信する光インタフェースパッケージ２００＿１と、光インタフェースパッケージ２００＿１で受信された光データをデジタルデータに変換する電気インタフェースパッケージ２００＿２と、電気インタフェースパッケージ２００＿２で変換されたデジタルデータに各種信号処理を施す信号処理パッケージ２００＿３とが示されている。本実施形態においては、図２に示す通信ユニット１００全体に対して電力が投入され、その電力が複数の電子回路パッケージ２００それぞれの電力供給源２２３に振り分けられた後、各電子回路パッケージ２００内で電力供給源２２３から処理回路２２１に電力が供給される。

電気インタフェースパッケージ２００＿２には、処理実行時に処理回路２２１＿２に流れ込んだ電流値を検出する電流検出回路２２５＿２が備えられており、信号処理パッケージ２００＿３には、電気インタフェースパッケージ２００＿２の電流検出回路２２５＿２で検出された電流値を取得し、その取得した電流値に応じて電源供給源２２３＿３における電力供給を制御する電力制御部２２４＿３が備えられている。電気インタフェースパッケージ２００＿２の電流検出回路２２５＿２は、本発明にいう負荷検出部の一例にあたり、信号処理パッケージ２００＿３の電力制御部２２４＿３は、本発明にいう電力制御部の一例に相当する。

図６は、信号処理パッケージ２００＿３における電力供給の流れを説明するための図である。

図６に示すように、信号処理パッケージ２００＿３には、複数の処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅが備えられており、それらの処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅの１つ１つに対し、電力供給源２２３Ａ，２２３Ｂ，２２３Ｃ，２２３Ｄ，２２３Ｅが複数個ずつ接続され複数の電力グループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが形成されている。図６において、符号の末尾に付加されたアルファベットが同じものは、同じ電力グループを形成していることを示している。各処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅは、本発明にいう処理装置および処理部それぞれの一例にあたり、電力供給源２２３Ａ，２２３Ｂ，２２３Ｃ，２２３Ｄ，２２３Ｅは、本発明にいう供給部の一例に相当する。

電源の起動時などに、複数の処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅに一斉に電力が供給され、それら処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅが同時に起動されてしまうと、それぞれの処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅに印加される電圧が急激に低下し、起動に必要な電圧が供給されなくなってしまったり、各処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅに大量の電流が流れ込んでしまって、それらが故障してしまうという問題がある。本実施形態の信号処理パッケージ２００＿３では、電力制御部２２４＿３によって、処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅの起動タイミングが制御される。

まず、図２に示す通信ユニット１００に電源が投入されると、図２に示す各電子回路パッケージ２００に電力が振り分けられる。図６に示す信号処理パッケージ２００＿３では、電力制御部２２４＿３によって、まず、電力グループＡに属する電力供給源２２３Ａに電力の供給指示が与えられ、電力供給源２２３Ａが電力グループＡの処理回路２２１Ａに電力を供給する。その結果、処理回路２２１Ａが起動される。

以下、同様に、電力グループＢに属する処理回路２２１Ｂ、電力グループＣに属する処理回路２２１Ｃ、電力グループＤに属する処理回路２２１Ｄ、電力グループＥに属する処理回路２２１Ｅが順次に起動される。

このように、複数の処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅそれぞれに時間をずらして電力を供給し、各処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅを時間差で起動することによって、急激な処理負荷の増加による不具合を軽減することができる。

さらに、図６に示すように、複数の電力供給源を１つの処理回路の周りに並べて配置することによって、処理回路と電力供給源との間の距離が近くなり、効率よく電力を供給することができるうえ、複数の電力供給源を利用することによって、１つ１つの電力供給源の電力規模を小さくすることができ、それらから供給された電力を平滑化するためのコイルやコンデンサなどを小型化することができる。

また、通信機器では、処理されるデータ量が間欠的に増減することが多く、起動時だけではなく、通信データ量が急激に増大した場合などにも、処理回路に大量の電流が流れ込んで大幅な電圧降下が生じ、処理を実行することができなくなってしまう恐れがある。

本実施形態の通信ユニット１００では、各処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅで実行される処理の負荷が予め予測され、その負荷に応じて各処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅに供給される電力が調整される。以下では、供給電力の制御方法について詳しく説明する。

図６に示す信号処理パッケージ２００＿３を構成する５つの処理回路２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅのうち、４つの処理回路２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅは、前段の電気インタフェースパッケージ２００＿２から送られてきた通信データに対して各種信号処理を施すものであり、通信データのデータ量が増加すると、各処理回路で実行される処理の負荷も増大する。また、残りの１つの処理回路３３２Ａは、前段の電気インタフェースパッケージ２００＿２から送られてきた通信データに対してウィルスチェックを行うものであり、通信データのデータ量よりも、その通信データに添付ファイルが添付されているか否か等に強く応じて処理の負荷が変化する。

まずは、処理の負荷が通信データのデータ量に大きく依存する４つの処理回路２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅへの供給電力の制御方法について説明する。

尚、以下では、４つの処理回路２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅを代表して、３つの電力供給源２２３Ｂが備えられた処理回路２１１Ｂについてのみ説明する。

図７は、処理回路２１１Ｂと、処理回路２１１Ｂに電力を供給するための電力供給源２２３Ｂ、および電力制御部２２４＿３の概略構成図である。

尚、実際には、処理回路２１１Ｂには、３つの電力供給源２２３Ｂが備えられているが、説明の簡略化のため、図７では１つの電力供給源２２３Ｂのみ示して説明する。

図７に示すように、電力制御部２２４＿３には、ＡＤ（アナログ・デジタル）コンバータ３１１、デジタルフィルタ３１２、ＰＷＭ制御回路３１３、電力制御回路３１４、およびパルス発生器３１５が備えられており、電力供給源２２３Ｂには、スイッチ素子３２１、および平滑化フィルタ３２２などが備えられている。

処理回路２１１Ｂへの供給電力を制御するにあたっては、基本的には、従来のアナログの電源装置と同様に、現時点よりも前に供給されていた電力に基づいて、現時点よりも後で供給される電力を制御するフィードバック処理が行われている。

まず、ＡＤコンバータ３１１において、現時点よりも前に電力供給源２２３Ｂから処理回路２２１Ｂに印加された電圧が検出され、検出された電圧がデジタル信号に変換されて、デジタルフィルタ３１２に伝えられる。デジタルフィルタ３１２では、検出された電圧と予め設定されている基準電圧との差分が算出され、その差分が平均化されて誤差信号が生成される。生成された誤差信号は、ＰＷＭ制御回路３１３に伝えられる。

ＰＭＷ制御回路３１３では、パルス発振器３１５から発信されるパルス信号と、デジタルフィルタ３１２から伝えられた誤差信号とに基づいて、電力制御回路３１４から伝えられえた制御値に応じたパルス幅の制御信号が生成され、生成された制御信号がスイッチ素子３２１に伝えられる。尚、ＰＭＷ制御回路３１３および電力制御回路３１４で行われる処理については、後で詳しく説明する。

スイッチ素子３２１では、ＰＷＭ制御回路３１３から伝えられた制御信号に従ってＯＮ／ＯＦＦが制御され、その結果、入力電圧のパルス幅が調整される。さらに、パルス幅が調整された電圧が平滑化フィルタ３２２を通過することによって、処理回路２２１Ｂに印加される電圧が平滑化されて、処理回路２２１Ｂに電力が供給される。処理回路２２１Ｂに供給される電力についても、後で詳しく説明する。

例えば、処理回路２２１Ｂに印加された電圧が低下すると、デジタルフィルタ３１２で生成される誤差信号の値が大きくなり、電力制御回路３１４においてパルス幅が長い制御信号が生成される。その結果、スイッチ素子３２１の「ＯＮ」時間が長くなり、処理回路２２１Ｂに印加される電圧が上昇する。以上のようにして、フォードバック制御によって処理回路２２１Ｂに供給される電力が調整されている。

さらに、本実施形態では、電力制御回路３１４には、前段の電気インタフェースパッケージ２００＿２から、その電気インタフェースパッケージ２００＿２の処理回路２２１＿２に流れ込んだ電流値が伝えられる。通常、処理対象である通信データの量が増加するほど処理の負荷が増大し、処理回路に大きな電流が流れ込むことが一般的である。前段の電気インタフェースパッケージ２００＿２に流れ込んだ電流値が伝えられることによって、これから処理回路２１１Ｂで実行される処理の負荷を予測することができる。

電力制御回路３１４は、ＡＤコンバータ３１１に、電気インタフェースパッケージ２００＿２から取得された電流値が大きいほど大きく検出電圧を減少させ、デジタルフィルタ３１２に、取得された電流値が大きいほど小さい基準電圧を適用させ、ＰＷＭ制御回路３１３に、取得された電流値が大きいほど制御信号のパルス幅を増加させる。その結果、電力供給部２２３Ｂから処理回路２１１Ｂに印加される電圧が上昇する。

このように、本実施形態によると、現時点よりも前の時点に供給されていた電力に基づいて、現時点よりも後に供給される電力が調整されるとともに（フィードバック制御）、前段の電気インタフェースパッケージ２００＿２における処理実行の負荷に応じて電力供給が調整される（フィードフォワード制御）。したがって、処理回路に安定して電力を供給することができ、処理実行の負荷の増大による不具合を軽減することができる。

なお、処理回路２２１Ｂに十分な電力が供給されても、処理回路２２１Ｂに印加される電圧が、処理を実行することができる最低電圧にまで達していない場合には、通信データ抜けなどといった不具合が生じてしまう恐れがある。本実施形態の通信ユニット１００では、処理回路に供給される電力が電圧の昇降によって制御されていて、負荷上昇が予測される場合には予め電圧が上昇することとなるため、処理回路において確実に処理を実行することができる。

ここで、ＰＷＭ出力回路３１３では、電力制御回路３１４が暴走してしまった場合、電力制御回路３１４からの制御を離れて、処理回路に印加される電圧を一定に維持するための処理が実行される。

図８は、電力制御回路３１４およびＰＷＭ出力回路３１３の構成と、それら電力制御回路３１４とＰＷＭ出力回路３１３との間で伝達されるデータの流れを示す図である。

図８に示すように、信号処理パッケージ２００＿３には、電力制御回路３１４からＰＷＭ制御回路３１３に伝えられる制御信号（処理回路２２１に印加する電圧）を記憶しておくためのバッファ３１６と、電力制御回路３１４の動作異常を監視するためのウォッチドック３１７とが搭載されている。

バッファ３１６は、複数の記録領域３１６ａに分割されており、図８の一番下に示される最下領域には、予め初期値が記憶されている。バッファ３１６は、図８の下方の記録領域３１６ａから順にデータが記憶されていき、一番上の記録領域３１６ａにまで達すると、最下領域の１つ上の記録領域３１６ａに記録されているデータから順に上書きされていく。バッファ３１６は、本発明にいう記憶部の一例に相当する。

さらに、ＰＷＭ出力回路３１３には、制御信号が書き込まれる制御用メモリ３１３ａと、ハードウェアによって予め初期値「１」が書き込まれた監視用メモリ３１３ｂとが用意されている。

電力制御回路３１４は、ＰＷＭ出力回路３１３に制御値（処理回路２２１Ｂに印加する電圧）を伝える際に、ＰＷＭ出力回路３１３の制御用メモリ３１３ａに制御値を書き込むとともに、監視用メモリ３１３ｂに、正常に動作していることを表わす値「０」を書き込む。

電力制御回路３１４から制御値が伝えられると、ＰＷＭ出力回路３１３は、制御用メモリ３１３ａに書き込まれた制御値をバッファ３１６に書き込む。

また、ウォッチドック３１７は、監視用メモリ３１３ｂに書き込まれている値を監視し、監視用メモリ３１３ｂに、正常動作を表わす「０」以外の値が書き込まれている場合には、ＰＷＭ出力回路３１３に、電力制御回路３１４の動作異常を伝える。電力制御回路３１４が誤作動を起こすと、監視用メモリ３１３ｂに不規則な値が書き込まれてしまう。ウォッチドック３１７で監視用メモリ３１３ｂの値を監視することによって、電力制御回路３１４の異常を確実に検出することができる。

ウォッチドック３１７から電力制御回路３１４の動作異常が伝えられると、ＰＷＭ出力回路３１３は、電力制御回路３１４にリセット指示を与えるとともに、動作異常が伝えられた時点よりも前の時点にバッファ３１６に書き込まれた制御値（処理回路２２１Ｂに供給する電力と、処理回路２２１Ｂに印加する電圧）を取得し、取得した制御値に応じたパルス幅の制御信号を生成する。生成された制御信号は、図６に示すスイッチ素子３２１に伝えられ、スイッチ素子３２１が制御信号に従ってＯＮ／ＯＦＦされることによって、処理回路２２１に、動作異常が伝えられた時点よりも前の時点にバッファ３１６に書き込まれた電圧値と同じ値の電圧が印加される。

また、電力制御回路３１４のリセット処理が終了し、監視用メモリ３１３ｂに正常動作を表わす「０」が再び書き込まれると、ウォッチドック３１７からＰＷＭ出力回路３１３に電力制御回路３１４の復旧が伝えられる。

ＰＷＭ出力回路３１３は、電力制御回路３１４の復旧が伝えられると、再び、電力制御回路３１４から伝えられる制御値に基づいて制御信号を生成する。

このように、本実施形態の通信ユニット１００によると、電力制御回路３１４自体が暴走してしまった場合にも、処理回路２２１に過度な電流が流れてしまって、処理回路２２１が破損してしまう不具合などを確実に回避することができ、処理回路２２１における処理実行の信頼性を向上させることができる。

さらに、本実施形態の通信ユニット１００では、各処理回路２２１に、複数の電力供給源２２３から相互に位相をずらして電力を供給することによって、各処理回路２２１に供給される電力の見かけ上の周波数を上昇させている。

図９は、３つの電力供給源２２３Ｂそれぞれから処理回路２２１Ｂに供給される電力を示す概念図である。

電力制御回路３１４では、処理回路２２１Ｂに印加される電圧が決定されると、３つの電力供給源２２３Ｂ＿１，２２３Ｂ＿２，２２３Ｂ＿３それぞれから処理回路２２１Ｂに印加される電圧が個別に制御される。

図９には、パルス発振器３１５から発信されるパルス信号Ｐと、各電力供給源２２３Ｂ＿１，２２３Ｂ＿２，２２３Ｂ＿３それぞれから処理回路２２１Ｂに供給される電力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と、電力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の合成電力Ｖとが示されている。

電力制御回路３１４は、各電力供給源２２３Ｂ＿１，２２３Ｂ＿２，２２３Ｂ＿３それぞれから、位相をずらして電力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を供給させる。その結果、処理回路２２１Ｂには、周波数が高い合成電力Ｖが供給されることとなり、リップルを低下させることができる。

このように、１つの処理回路に複数の電力供給源を接続し、それら複数の電力供給源から位相をずらして電力を供給することにより、電力のスイッチング周波数を容易に高めることができる。

以上で、処理の負荷が通信データのデータ量に依存する４つの処理回路２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅへの供給電力の制御方法の説明を終了し、処理の負荷が通信データのデータ量よりも、その通信データに添付ファイルが添付されているか否かに応じて処理の負荷が変化する処理回路３３２Ａへの供給電力の制御方法について説明する。

この処理回路３３２Ａにおいても、他の４つの処理回路２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２１Ｅと同様に、基本的には、現時点よりも前に供給された電力に基づいて、現時点よりも後に供給される電力が制御されており（フィードバック制御）、さらに、現時点よりも前における電力制御値に基づいて、現時点よりも後における処理実行の負荷が予測されて電力が制御される（フィードフォワード制御）。

図１０は、電力供給源２２３Ａと、電力制御部２２４＿３と、処理回路２２１Ａの概略構成図である。

この図１０に示す処理回路２２１Ａでは、図７に示す処理回路２２１Ｂとは異なり、電力制御部２２４＿３には、前段の電気インタフェースパッケージ２００＿２から電流値が伝えられず、その代わりに、処理回路２２１Ａに流れ込む電流値を検出する電流値検出回路４１０が備えられている。電流値検出回路４１０も、本発明にいう負荷検出部の一例に相当する。

処理回路２２１Ａに供給される電力を制御する際に、まず、電流値検出回路４１０において、処理回路２２１Ａに現時点で流れ込んでいる電流が検出され、検出された電流値が電力制御回路３１４に伝えられる。

電力制御回路３１４では、現時点までに処理回路２２１Ａに流れている電流値に基づいて、現時点よりも後に処理回路２２１Ａに流れ込む電流値が予測され、予測された電流値に応じて処理回路２２１Ａに印加する電圧値が決定される。実際には、電流のパターン変化が緩やかであるか急であるかが分析され、処理回路２２１Ａに流れている電流変化が急激である場合、処理回路２２１Ａにおいて処理されているデータ量が大きく、処理実行の負荷が大きいと推測され、今後も処理回路２２１Ａにおいて電圧降下が生じる恐れがあるため、処理回路２２１Ａに大きな電圧を印加することが決定される。

尚、現時点で流れている電流から、現時点よりも後に流れる電流を予測する手法は、複数の数値の相関関係から次の数値を予測する回帰分析法などを利用することができる。回帰分析法は、従来から広く利用されている数値予測法であるため、本明細書では詳細な説明を省略する。

電力制御回路３１４は、決定した制御電圧値に基づいてＡＤコンバータ３１１、デジタルフィルタ３１２、およびＰＷＭ制御回路３１３を制御する。その結果、処理回路２２１には、決定された制御電圧値が印加され、処理負荷に応じた電力が供給される。

このように、前段の処理の負荷によって、現時点よりも後における処理の負荷が予測できない場合には、自分自身の処理の負荷に基づいて予測を行うことによっても、処理回路に印加される電圧を精度良く制御することができる。

尚、上記では、処理実行の負荷として、処理実行時に処理回路に流れ込む電流値を検出する例を示したが、本発明にいう負荷検出部は、処理実行の負荷として処理データ量を検出するものであってもよい。

また、上記では、処理回路に印加される電圧の昇降を調整することによって、処理回路に供給される電力を制御する例について説明したが、本発明にいう電力制御部は、処理回路に供給される電流量を調整することによって、処理回路に供給される電力を制御するものであってもよい。

また、上記では、電力制御回路の動作異常時に、処理回路に、動作異常が検出された時点よりも前の時点の電力と同じ電力を供給する例について説明したが、本発明にいう供給部は、電力制御部の動作異常時に、予め決められた電力を処理回路に供給するものであってもよい。

電子機器に電力を供給する電源装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態が適用された通信ユニットの外観斜視図である。 保持板の斜視図である。 電子回路パッケージの概略図である。 図２に示す複数の電子回路パッケージのうちの３つの電子回路パッケージの概略的な機能ブロック図である。 信号処理パッケージにおける、電力供給源と、電力制御回部と、処理回路の概略構成図である。 図５に示す信号処理パッケージの、電力供給源と、電力制御部と、処理回路の概略構成図である。 電力制御回路とＰＷＭ出力回路との間で伝達されるデータの流れを示す図である。 ３つの電力供給源それぞれから処理回路に供給される電力を示す概念図である。 第３実施形態の信号処理パッケージにおける、電力供給源と、電力制御部と、処理回路の概略構成図である。

符号の説明

１００ 通信ユニット
１０１ ユニットカバー
１０２ ユニット枠
１０３ バックパネル
２００,２００＿１，２００＿２，２００＿３ 電子回路パッケージ
２１０ 保持板
２１１ 把持部
２１２ａ 電源コネクタ
２１２ｂ データ用コネクタ
２２０ 基板
２２１ 処理回路
２２３ 電力供給源
２２４ 電力制御部
２２５ 電流検出回路
３１１ ＡＤコンバータ
３１２ デジタルフィルタ
３１３ ＰＷＭ制御回路
３１４ 電力制御回路
３１５ パルス発生器
３２１ スイッチ素子
３２２ 平滑化フィルタ

Claims (4)

1. データを処理する処理装置に電力を供給する電源装置において、
   各々が前記処理装置に電力を供給する複数の供給部と、
   前記処理装置における処理実行の負荷を検出する負荷検出部と、
   前記負荷検出部によって検出された負荷の大小に応じて、前記複数の供給部それぞれから前記処理装置に供給される電力を増減させる電力制御部とを備えたことを特徴とする電源装置。
2. 前記複数の供給部は、互いに共通の周期を有し、互いに位相がずれた周期的な電力を供給することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 前記複数の供給部は、前記処理装置の周囲に配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
4. データに対する通信処理を担う処理部と、
   各々が前記処理部に電力を供給する複数の供給部と、
   前記処理部における処理実行の負荷を検出する負荷検出部と、
   前記負荷検出部によって検出された負荷の大小に応じて、前記複数の供給部それぞれから前記処理部に供給される電力を増減させる電力制御部とを備えたことを特徴とする通信機器。

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