JP2009055663A

JP2009055663A - 情報通信装置

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Publication number: JP2009055663A
Application number: JP2007217747A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishige; 石毛浩之
Original assignee: Alaxala Networks Corp
Current assignee: Alaxala Networks Corp
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2027-08-24
Also published as: JP5142630B2

Abstract

【課題】通信回路内に実装するＤＣ／ＤＣコンバータは、通信ポートの最大負荷時である最大電力に対応するものを実装するのが一般的である。しかし、通信ポートが最大負荷でない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータを低変換効率で使用していた。
【解決手段】情報通信装置の制御回路２０内に実装するＣＰＵ２１が、通信回路３０内に実装する通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数を監視し、また制御回路２０内に通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数の増減に関する情報、および、活性状態数に応じて必要なＤＣ／ＤＣコンバータの数量等を保持するためのＤＣ／ＤＣ制御２２を設けることで、通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数の増減時に実際に必要となるＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の数量を求め、最適な数量のＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３のみ稼動するように制御することで情報通信装置の省電力化を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ルータやスイッチなどの情報通信装置に関し、特に、ＤＣ／ＤＣコンバータが電圧変換効率良く動作するように制御する技術に関するものである。

ルータやスイッチなどの情報通信装置では、装置の高性能化や大型化の流れとともに、近年環境問題を意識した省エネルギー化が注目されている。省エネルギー化に貢献するには、消費電力を抑制することがまず挙げられ、情報通信装置に実装するＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率をより大きく使用することが、消費電力を抑制するために重要になっている。一般にＤＣ／ＤＣコンバータは、オンボード電源とも呼ばれ、電源モジュールでＡＣ−ＤＣ変換された入力電圧（１次側：例えば、図９に記載した４８Ｖ）を装置内に実装する部品が必要する出力電圧（２次側：例えば、図９に記載した１．２Ｖ）に電圧変換動作を行うものである。

例えば、１次側の入力電圧を図９に記載した４８Ｖを用いた場合の電圧変換効率が１００％の場合と８０％の場合とで比較を行うと、入力電圧：４８Ｖ、入力電流：２Ａ、入力電力９６Ｗの場合、変換効率が１００％のＤＣ／ＤＣコンバータの場合には、出力電圧：１．２Ｖ、出力電流：８０Ａ、出力電力９６Ｗまで電力を供給可能だが、変換効率が８０％のＤＣ／ＤＣコンバータでは、出力電圧：１．２Ｖ、出力電流：６４Ａ、出力電力：７６．８Ｗまでしか供給可能にならない。しかも、変換効率の残りの２０％は、変換損失による熱が発生し、熱対策が必要になる。さらに装置として温度上昇による地球温暖化になり省エネルギー化に反する。このためＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率をより大きく使用することが、省エネルギー化に結びつく。一般的なＤＣ／ＤＣコンバータの効率曲線は、図４に記載のように、横軸の出力電流（２次側）を大きくする（ＤＣ／ＤＣコンバータに接続する部品の負荷が、大きくなる）状態でＤＣ／ＤＣコンバータを動作する方が、縦軸の変換効率が、大きく（変換効率が、良くなる）なり、装置として省エネルギー化になる。

従来例としてＤＣ／ＤＣコンバータを使用した方式には、特許文献１の電源監視制御回路がある。特許文献１では、オンボード電源の入力電圧が予め設定する値よりも低い場合には、電圧供給障害が、発生したことを認識して全てのオンボード電源を停止するものである。これにより全てのオンボード電源の予期せぬ動作障害を防止するものである。また、この提案を改善したものに特許文献２の電圧制御システムがある。これは上記提案が、予め設定値を設定することを改善し、全てのオンボード電源のオン・オフをタイマーカウンタ値で学習及び監視することで、部品やファームウェアを更新しても前記提案のように設定値を変更することなく、自動的に変更することを特徴としている。

特開２００２−１６５４３７号公報特開２００７−１４１５２号公報

しかし、上述した特許文献１や特許文献２では、本発明のような通信ポートの活性状態数に応じて各々のＤＣ／ＤＣコンバータを通常動作や停止制御することや、ＤＣ／ＤＣコンバータ自体の動作障害が発生する場面を想定していない。また、図９に記載しているように、従来例では、通信回路内に実装する通信ポートの活性状態数に関わらず、全てのＤＣ／ＤＣコンバータを通常動作にしているため、通信ポートの活性状態数が少ない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータを低変換効率で使用することとなり、装置の消費電力が大きくなっていた。

上記課題を解決するために、本発明では、通信回路内に実装する通信ポートの活性状態数を制御回路にて監視し、通信回路内に実装する通信ポートの活性状態数に応じて、動作するＤＣ／ＤＣコンバータの数量を制御し、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータに故障が発生した場合には、通常動作させるＤＣ／ＤＣコンバータの切り替え処理を行う情報通信装置を提供する。

本発明の情報通信装置によれば、制御回路が、通信回路内に実装する通信ポートの活性状態数を監視することで、通常動作するＤＣ／ＤＣコンバータの数量を制御し、装置の省電力化を実現することができる。また、制御回路がＤＣ／ＤＣコンバータの故障及び延べ通常動作時間を監視することで、信頼性を向上することができる。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図８を用いて説明する。ここで図１は、本実施形態における情報通信装置の構成図を示す。図２は、本実施形態における情報通信装置が実装する通信回路３０の構成図を示す。図３は、本実施形態における情報通信装置の動作フローを示す。図４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ効率曲線を示す。図５は、通信ポートの活性／非活性状態を管理するテーブルの一例である。図６は、通信ポートの活性状態数に応じたＤＣ／ＤＣコンバータの動作数を管理するテーブルの一例である。図７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ切換制御信号の例である。図８は、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態を管理するテーブルの例である。

図１に示す本実施形態における情報通信装置は、ＡＣコンセントからのＡＣ１００ＶをＤＣ−４８Ｖに変換を行う電源モジュール１０と、情報通信装置全体を制御する制御回路２０と、通信ポートから送受信した通信パケット等の中継を行う通信回路３０とから構成される。制御回路２０は、情報通信装置の動作監視及び通信回路３０内に実装する通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数の監視を行うＣＰＵ２１と、前記活性状態数に応じて部品が必要とする電力を前記ＣＰＵ２１が算出するために必要となる情報テーブル（図５〜図８）を格納し、更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の延べ通常動作時間を認識するタイマーカウンタを組み込んだＤＣ／ＤＣ制御部２２とを備える。また、通信回路３０については、図２にて詳細に説明するが、少なくとも、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の通常動作及び停止の制御を行うために複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の入力切換や、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３が正常であるか故障であるかなどの状態検出を行うＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１、３２−２及び３２−３を内蔵するＤＣ／ＤＣ総数制御部３２と、通信ポート３４−１〜３４−４８とを備える。電源モジュール１０、制御回路２０、通信回路３０はそれぞれ中継回路５０を介して接続されており、電源インタフェースによって、電源モジュール１０から制御回路２０および通信回路３０へ電源供給される。また、ＣＰＵ２１は、制御信号インタフェースによって通信回路３０の動作監視や動作指示を行う。

図２を用いて、情報通信装置内の通信回路３０について詳細に説明する。なお図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の１個のみが通常動作で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−２及び３１−３は、停止している状態を示している。通信回路３０は、電源モジュール１０でＡＣ−ＤＣ変換した電圧（１次側：例えば、図２に記載した４８Ｖ）を装置内に実装する部品（例えば、通信制御部３３−１〜３３−３）が必要とする電圧（２次側：例えば、図２に記載した１．２Ｖ）に電圧変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の通常動作及び停止の制御を行うＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１〜３２−３を具備するＤＣ／ＤＣ総数制御部３２、通信パケットなどの通信情報の中継処理や宛先検索処理を行う通信制御部３３−１〜３３−３、通信パケットの入出力口である通信ポート３４−1〜３４−４８、及び他情報通信装置との通信パケットのインタフェースを行うネットワークケーブル３５−１〜３５−４８から構成される。

図２の例では、唯一通常動作しているＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１が変換した２次側電圧（１．２Ｖ）によって、電源インタフェースおよびＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１〜３２−３を介して、通信制御部３３−１〜３３−３へ電源供給される。また、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１〜３２−３は、ＣＰＵ２１からの制御信号インタフェースを介した指示内容に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の通常動作及び停止の制御を行う。この通常動作及び停止の制御は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１およびＤＣ／ＤＣ出力制御部３２間の制御信号インタフェースによって行われる。

ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１が正常動作中か、故障が発生したかなどの状態監視も制御信号インタフェースを介して行っており、その監視結果をＣＰＵ２１との制御信号インタフェースを介してＣＰＵ２１へ通知する。また、通信制御部３３は、通信ポート３４の活性状態（リンクアップしているか否か、もしくは、通信パケットなどのデータ送受信が行われているか否か）の管理を行っており、ＣＰＵ２１は、制御信号インタフェースを介して通信ポート３４の活性状態数を監視する。

図３は、本実施形態における情報通信装置の動作フローを示している。情報通信装置では、まず電源断もしくは電源投入しているか否かの判断を行い（Ｓ１１）、電源投入している場合には（Ｓ１１のＮＯ）、ＣＰＵ２１が、ＤＣ／ＤＣ制御部２２が保持する通信ポート状態管理表５０（図５）を参照して、通信ポートの活性状態数＝０であるか否かの判断を行う（Ｓ１２）。なお、電源断である場合には（Ｓ１１のＹＥＳ）、情報通信装置が、動いていない状態であり、Ｓ１２以降の動作は行わない。続いて通信ポートの活性状態数＝０でない場合には（Ｓ１２のＮＯ）、ＣＰＵ２１は、通信ポート状態管理表５０（図５）から通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数を検出する（Ｓ１３）。例えば、図５の例では通信ポート１〜１６のみが活性状態のため、活性状態数は「１６」であると検出される。続いてＣＰＵ２１は、Ｓ１３で検出した活性状態数に基づいて、ＤＣ／ＤＣ制御部２２が保持するＤＣ／ＤＣコンバータ通常動作数管理表６０（図６）を参照し、通常動作する必要があるＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の必要総数を判断する（Ｓ１４）。例えば図６の例では、活性状態数「１６」の場合、必要総数は「１」であると判断される。その後、ＣＰＵ２１からの指示に基づいて、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１〜３２−３が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の通常動作及び停止の動作制御を行う（Ｓ１５）。

ステップＳ１４およびＳ１５について具体的に説明すると、例えば、ステップＳ１４にてＤＣ／ＤＣコンバータ３１の必要総数が「１」と判断された場合には、図８（ａ）に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ情報管理表８０から状態８５が「０（正常）」であり、かつ、延べ通常動作時間８７が最も少ないＤＣ／ＤＣコンバータ（図８（ａ）の場合は、３１−１。なお、延べ通常動作時間が同時間の場合には、若番号とする。）を通常動作にするようＣＰＵ２１がＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１〜３２−３に指示する。前記指示は、ＣＰＵ２１が、ＤＣ／ＤＣ制御部２２の保持するＤＣ／ＤＣコンバータ切替制御管理表７０（図７）から、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１のみを通常動作させるための信号（図７の例では、信号「２」）を制御信号インタフェースを介してＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１〜３２−３に送ることによって行われる。信号を受けたＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１〜３２−３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１のみを通常動作させるように、制御信号インタフェースを介してＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３を制御する（Ｓ１５）。

また、ステップＳ１４にてＤＣ／ＤＣコンバータ３１の必要総数が「２」と判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ情報管理表８０（図８）の中から状態８５が「０（正常）」であり、かつ、延べ通常動作時間８７が少ない順に２つのＤＣ／ＤＣコンバータを選択し、通常動作させる（図８（ａ）の場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１および３１−３）。

以上により、通常動作するＤＣ／ＤＣコンバータ３１を必要最低限な数量に制御することができるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の変換効率が良くなり、装置の省電力化を実現することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の運用時間数の分散化を行うことで、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として長寿命化・信頼性の向上が可能になる。

続いて、情報通信装置内に実装するＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の何れかに部品故障が発生した場合の動作フロー（ステップＳ１６以降）について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の動作状態の監視を行っているＤＣ／ＤＣ出力制御部３２は、通常動作中のＤＣ／ＤＣコンバータ３１の障害を検知すると、ＣＰＵ２１に通知する（Ｓ１６のＹＥＳ）。通知を受けたＣＰＵ２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ情報管理表８０（図８）の制御８４を参照して、停止（停止とは、全く電力を供給しない完全停止の状態、もしくは、ＤＣ／ＤＣコンバータが待機するために必要な最小限の電力のみでの待機している状態をいう。）中のＤＣ／ＤＣコンバータがあるか否か確認する（Ｓ１７）。停止中のＤＣ／ＤＣコンバータが３１−１〜３１−３の３個の何れかにある場合には（Ｓ１７のＹＥＳ）、部品故障が発生したＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３に代わり、停止中でなおかつ延べ通常動作時間８７の少ない時間のＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３を通常動作に切り換える。

例えば、図８（ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１と３１−２が通常動作中に、３１−１が故障した場合について示している。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の障害をＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１が検知すると（Ｓ１６）、障害発生をＣＰＵ２１に通知し（Ｓ１６のＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、図８（ｂ）のＤＣ／ＤＣコンバータ情報管理表８０から停止中でなおかつ延べ通常動作時間８７の少ないＤＣ／ＤＣコンバータ３１−３を選択し（Ｓ１７）、故障したＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１を停止させ、替わりにＤＣ／ＤＣコンバータ３１−３を通常動作させるように、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２へ指示する（ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−２は通常動作のまま継続）。これは、図７における信号「６」を送ることで実現できる。信号「６」を受けたＤＣ／ＤＣ出力制御部３２は、故障したＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１を停止させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−２と３１−３が通常動作を行うように切替制御を行う（Ｓ１８）。また、ＣＰＵ２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の動作状態を管理するため、図８（ｂ）のＤＣ／ＤＣコンバータ情報管理表８０において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の制御８４を０（停止）に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−３の制御８４を１（通常動作）にそれぞれ更新し、更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の信号８６を、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２に送った信号「６」に更新する。

図４は、ＤＣ／ＤＣコンバータの効率曲線を示している。一般的に、横軸の出力電流が大きくなる（ＤＣ／ＤＣコンバータに接続する部品の負荷電流が大きくなる。）ほうが、縦軸の変換効率が大きく（変換効率が良くなる。）なり、情報通信装置として省エネルギー化になる。

図５は、ＤＣ／ＤＣ制御部２２が保持する通信ポート状態管理表５０を示す。通信回路３０内に実装する通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数を管理し、各通信ポート３４−１〜３４−４８が、活性状態「１」であるか、不活性状態「０」であるかの情報を管理している。通信制御部３３は、通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態（ここでいう活性状態とは、リンクアップしているか否か、もしくは、通信パケットなどのデータ送受信が行われているか否かのいずれでもよい）について監視を行っており、ＣＰＵ２１は、制御信号インタフェースを介して通信制御部３３の監視結果を確認することによって通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態を監視し、通信ポート状態管理表５０に反映する。

図６は、ＤＣ／ＤＣ制御部２２が保持するＤＣ／ＤＣコンバータ通常動作数管理表６０を示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ通常動作数管理表６０は、通信ポート３４の活性状態数６１に応じて、通信制御部３３−１〜３３−３が必要とする電力を供給するために必要なＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の通常動作数を管理している。通信ポート３４の活性状態数に応じて通信制御部３３−１〜３３−３が必要とする電力は異なるため、通常動作するＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の数量は、０個〜３個に変化する。

図７は、ＤＣ／ＤＣ制御部２２が保持するＤＣ／ＤＣコンバータ切替制御管理表７０を示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ切替制御管理表７０では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３が通常動作、停止（信号「０」、「１」）及び入力切換（信号「２」、「３」、「４」、「５」、「６」、「７」）の制御を記載している。
信号「２」〜信号「４」は、ＤＣ／ＤＣコンバータが１個もしくは、３個全てが通常動作の場合、信号「５」〜信号「６」は、ＤＣ／ＤＣコンバータが２個通常動作の場合に送信する信号をそれぞれ記載している。

図８は、ＤＣ／ＤＣ制御部２２が保持するデータを示しており、ＣＰＵ２１がＤＣ／ＤＣコンバータ３１の動作状態を管理するためのＤＣ／ＤＣコンバータ情報管理表８０を示す。図８（ａ）の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の１個のみでその先に接続する部品の通信制御部３３−１、３３−２及び３３−３以降に電力供給を行う場合を記載している。
図８（ｂ）の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１と３１−２の２個にて、その先に接続する部品の通信制御部３３−１、３３−２及び３３−３以降の部品に電力供給を行っている際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１に障害が発生した場合を記載している。
図８（ｃ）の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の３個が、その先に接続する部品の通信制御部３３−１、３３−２及び３３−３以降のそれぞれに１対１で電力供給を行う場合を記載している。

さらに具体的に本実施形態について説明する。図２記載の通信回路３０内に実装するＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の部品仕様として、入力電圧側（１次側）を４８Ｖ、出力電圧側（２次側）を１．２Ｖとする３個を搭載し、通信ポートを３４−１〜３４−４８の４８ポート搭載する場合について説明する。

通信パケットなどの通信情報は、ネットワークケーブル３５−１〜３５−４８および中継ポート３４−１〜３４−４８を介して通信回路３０内に取り込まれるが、通信ポートにはリンクアップしているものもあればリンクダウンしているものもあり、更にリンクアップしていたとしても通信パケットなどの送受信を行っていない通信ポートもある。通信制御部３３は、通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態（ここでいう活性状態とは、リンクアップしているか否か、もしくは、通信パケットなどのデータ送受信が行われているか否かのいずれでもよい）について監視を行っており、ＣＰＵ２１は、制御信号インタフェースを介して通信制御部３３の監視結果を確認することによって通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数を監視し、図５の通信ポート状態管理表５０に反映する（活性状態であれば「１（活性）」を設定し、不活性状態であれば「０（不活性）」を設定する）。ＣＰＵ２１は、通信ポート状態管理表５０から、通信ポート３４の活性状態数を把握し、図６のＤＣ／ＤＣコンバータ通常動作数管理表を参照して、活性状態数に応じて通常動作すべきＤＣ／ＤＣコンバータ数を取得する。

例えば、図５の例では、ポート１〜１６が活性状態で、ポート１７〜４８が不活性状態であるため、通信ポート３４の活性状態数は「１６」となり、図６によって、通常動作が必要なＤＣ／ＤＣコンバータ数は１つと判断される。

更に、図８（ａ）を例にすると、ＣＰＵ２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ情報管理表８０を参照し、状態８５が「０（正常）」であり、かつ延べ通常動作時間８７が最も小さいＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１を選択する。

その後、ＣＰＵ２１が、通信回路３０内に実装するＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１、３２−２及び３２−３に対して図７記載の信号「２」を送ると、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２−１、３２−２及び３２−３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１のみを通常動作させるように制御し、その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の先に接続する部品である通信制御部３３−１〜３３−３以降の部品は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の１個のみで電力供給可能となる。また、ＣＰＵ２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の動作状態を管理するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ情報管理表８０の制御８４をＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１のみが通常動作となるように更新し、信号８６を送信した信号「２」に更新する。

なお、通常動作が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−２、３１−３のそれぞれ１個のみで電力供給する場合には、それぞれ信号「３」、信号「４」として上記ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の場合と同様な制御で、ＤＣ／ＤＣコンバータ１個のみで電力供給可能となる。

この結果、通常動作となるＤＣ／ＤＣコンバータは１個のみで、残り２個は、出力電圧側（２次側）からの負荷なしの停止（図８（ａ）の制御８４「０」（停止））となる制御を実現する。この制御時には、同期して制御回路２０内のＤＣ／ＤＣ制御２２内に実装するタイマーカウンタにて、通常動作しているＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の運用時間数の監視を行っているので、図８（ａ）記載の場合、延べ通常動作時間の少ないＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の１個のみが、通常動作となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−２及び３１−３は、停止となる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の１個のみで、通信制御部３３−１、３３−２及び３３−３以降の部品の電力供給が可能になる。また、延べ通常動作時間の短い順にＤＣ／ＤＣコンバータを使用するため、ＤＣ／ＤＣコンバータの運用時間数の分散化が図れ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の長寿命化・信頼性の向上を実現することができる。

一方、通信ポートの活性状態数を監視した後、通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数が１６ポートから増加した場合には、上記動作の内、図５記載の通信ポートの活性状態５２のうち３２ポートまでを活性状態「１」とすることで、情報通信装置の動作に必要なＤＣ／ＤＣコンバータの数量は、図６の記載から２個となるので、図８（ｂ）記載のように、３個実装のＤＣ／ＤＣコンバータ内、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１及び３１−２の２個が信号「１」（通常動作）、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−３は、信号「０」（停止）となるように中継回路５０を中継してＣＰＵ２１が、ＤＣ／ＤＣ総数制御３２に送る。これにより、通信回路３０内に実装するＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の出力電圧側（２次側）の入力切換を行う信号「５」が、ＣＰＵ２１からＤＣ／ＤＣ出力制御３２−１、３２−２及び３２−３に送られることにより、各ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の出力電圧側（２次側）を切り換えることで、ＤＣ／ＤＣ制御通信制御部３３−１、３３−２及び３３−３以降の部品は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２個の電力で動作可能となる。なお、通常動作が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−２及び３１−３、３１−１及び３１−３の２個の電力供給する場合には、それぞれ信号「６」、信号「７」として上記ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１及び３１−２の場合と同様な制御で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２個で電力供給可能となる。

この結果、通常動作となるＤＣ／ＤＣコンバータ２個で、残り１個は、出力電圧側（２次側）からの負荷なしの停止（図８（ｂ）の制御「０」（停止））となる制御を実現することで、図８（ｂ）記載のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１及び３１−２の２個にて、通信制御部３３−１、３３−２及び３３−３以降の部品の電力供給が可能になる。

更に、通信ポートの活性状態数を監視した後、通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数が３２ポートから増加した場合には、上記動作の内、図５記載の通信ポートの活性状態５２のうち４８ポートまでを活性状態「１」とすることで、情報通信装置の動作に必要なＤＣ／ＤＣコンバータの数量は、図６の記載から３個となるので、図８（ｃ）記載のように、実装する全てのＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３が、信号「１」（通常動作）となるように中継回路５０を中継してＣＰＵ２１が、ＤＣ／ＤＣ総数制御３２に送る。これにより、通信回路３０内に実装するＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の出力電圧側（２次側）の入力切換を行うそれぞれ信号「２」、信号「３」、信号「４」が、ＣＰＵ２１からＤＣ／ＤＣ出力制御３２−１、３２−２及び３２−３に送られることで、各ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の出力電圧側（２次側）を切り換えることで、ＤＣ／ＤＣ制御通信制御部３３−１、３３−２及び３３−３以降の部品は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３個が、各々１対１の電力で動作する。この制御により、図８（ｃ）記載のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の３個にて通信制御部３３−１、３３−２及び３３−３以降の部品を１対１で電力供給を行う。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の１個もしくは、２個が通常動作している時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の何れかに部品故障が発生した場合、ＤＣ／ＤＣ総数制御３２が中継回路５０を中継して制御回路２０に対して、図８（ａ）〜（ｃ）に記載の状態である故障「１」という情報を送り、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の何れかに部品障害が発生したと制御回路２０が判断する。この情報により残りのＤＣ／ＤＣコンバータの内、停止しているＤＣ／ＤＣコンバータがあるかの判断を行い、停止しているＤＣ／ＤＣコンバータがあれば、延べ通常動作時間の少ないＤＣ／ＤＣコンバータ（図８（ｂ）の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−３となる。なお、延べ通常動作時間が同時間の場合には、若番号とする。）を代わりに瞬時に通常動作にする。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３が１個でも停止していれば、その停止しているＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３を瞬時に通常動作に切り換えることで、予め予備のＤＣ／ＤＣコンバータを実装することなく、既実装済のＤＣ／ＤＣコンバータのみで部品故障時にも対応可能になり、装置の信頼性向上になる。

これらの制御により、本実施例の制御回路２０内に実装するＣＰＵ２１が、通信回路３０内に実装する通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数を監視することにより、通常動作するＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の数量を制御することが可能になる。

なお、上記説明は、実施例を分かり易く説明するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１の１個のみを通常動作としてＤＣ／ＤＣコンバータ３１−２及び３１−３の２個を停止している場合の実施例、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１及び３１−２の２個を通常動作として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−３の１個を停止している場合の実施例の２通りを記載したが、これ以外のＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３を１個あるいは、２個を組み合わせた場合でも同様な制御が実現可能である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３の１次側を４８Ｖ、２次側を１．２Ｖを３個搭載した一例を記載したが、実際にはこの構成にこだわらず、同一性能のＤＣ／ＤＣコンバータで、複数個搭載していれば同様な制御が実現可能である。併せて、通信ポート３４−１〜３４−４８についても４８ポートについては、一例であり、複数通信ポートを実装している場合には、同様な制御が実現可能である。

このようにして本実施例記載の情報通信装置では、制御回路２０内に実装するＣＰＵ２１が、通信回路３０内に実装する通信ポート３４−１〜３４−４８の活性状態数を監視し、制御回路２０内に実装するＤＣ／ＤＣ制御２２にてその情報を保持し、制御回路２０内に実装するＣＰＵ２１が、通信回路３０内に実装するＤＣ／ＤＣ総数制御３２を制御することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１−１〜３１−３を通常動作及び停止の制御により、通常動作するＤＣ／ＤＣコンバータの数量を最適にすることを実現できる。これにより、通常動作するＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率が向上し、装置の消費電力を抑制することが実現できる。

なお、停止しているＤＣ／ＤＣコンバータについては、最小限の電力を供給することで、通信パケットなどの通信情報が、急激に増加して通常動作に必要なＤＣ／ＤＣコンバータの数量が増加した場合でも、停止しているＤＣ／ＤＣコンバータには、最小限の電力のみを供給し続けていることにより、瞬時に対応することができるので、情報通信装置の動作には影響無くＤＣ／ＤＣコンバータの動作切替を実現できる。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータが故障した場合には、停止しているＤＣ／ＤＣコンバータが１個でもあれば、その停止しているＤＣ／ＤＣコンバータを瞬時に通常動作に切り換えることで、予め予備のＤＣ／ＤＣコンバータを実装することなく、既実装済のＤＣ／ＤＣコンバータのみで部品故障時にも対応可能になり、装置の信頼性向上を実現する。
さらに、各ＤＣ／ＤＣコンバータの延べ通常動作時間を監視していることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの運用時間数の分散化による長寿命化を実現する。

本実施形態における情報通信装置の構成図を示す。本実施形態における情報通信装置が実装する通信回路３０の構成図を示す。本実施形態における情報通信装置の動作フローを示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ効率曲線を示す。通信ポートの活性／非活性状態を管理するテーブルの一例である。通信ポートの活性状態数に応じたＤＣ／ＤＣコンバータの動作数を管理するテーブルの一例である。ＤＣ／ＤＣコンバータ切換制御信号の例である。ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態を管理するテーブルの例である。従来の情報通信装置が実装する通信回路１００の構成図を示す。

符号の説明

１０：電源モジュール、２０：制御回路、２１：ＣＰＵ、２２：ＤＣ／ＤＣ制御部、３０：通信回路、３１−１〜３１−３：ＤＣ／ＤＣコンバータ、３２：ＤＣ／ＤＣ総数制御部、３２−１〜３２−３：ＤＣ／ＤＣ出力制御部、３３−１〜３３−３：通信制御部（１６ポート分）、３４−１〜３４−４８：通信ポート、３５−１〜３５−４８：ネットワークケーブル

Claims

複数の通信ポートを介してパケットの送受信を行う情報通信装置であって、
前記通信ポートの活性状態数を監視する制御回路と、
前記パケットの中継処理を行う通信回路と、
前記制御回路および通信回路に電力供給を行う電源モジュールとを有し、
前記通信回路は、前記複数の通信ポートと接続され、受信したパケットの宛先検索処理を行う通信制御部と、
前記電源モジュールから供給される入力電圧を、前記通信回路が必要とする出力電圧に変換する複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの動作もしくは停止の制御を行うＤＣ／ＤＣ出力制御部とを含み、
前記ＤＣ／ＤＣ出力制御部は、前記活性状態数に応じた数のＤＣ／ＤＣコンバータを動作させるように制御することを特徴とする情報通信装置。
請求項１記載の情報通信装置であって、
前記制御回路は、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの延べ動作時間を監視し、
前記ＤＣ／ＤＣ出力制御部は、前記延べ動作時間の少ない順にＤＣ／ＤＣコンバータを動作させることを特徴とする情報通信装置。
請求項２記載の情報通信装置であって、
前記ＤＣ／ＤＣ出力制御部は、前記動作させているＤＣ／ＤＣコンバータの障害発生を検知すると、前記停止させているＤＣ／ＤＣコンバータのうち、前記延べ動作時間の最も少ないＤＣ／ＤＣコンバータを前記障害発生したＤＣ／ＤＣコンバータの代わりに動作させることで障害復旧を行うことを特徴とする情報通信装置。
請求項１乃至３記載の情報通信装置であって、
前記活性状態数は、前記通信ポートのリンクアップ数、もしくは、パケットの送受信が行われているリンクアップポート数を含むことを特徴とする情報通信装置。
請求項１乃至４記載の情報通信装置であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの停止は、電力供給を行わない完全停止状態、もしくは、待機に必要な電力供給のみ行う停止状態を含むことを特徴とする。