JP2009171746A - 電源装置および電子装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の電源から負荷素子に電力供給を行なう場合において、これらの複数の電源間で起動時間にずれが生じる場合であっても、負荷素子に安定した電源を供給できるようにする。
【解決手段】一次電源電圧を中間電圧に変換する複数の第1電源DCDC1,DCDC2と、これらの第1電源DCDC1,DCDC2によって変換された中間電圧を供給電圧に変換して出力する第2電源DCDC3〜DCDC7と、複数の第1電源DCDC1,DCDC2のそれぞれから中間電圧に変換された電力を入力され、複数の第1電源DCDC1,DCDC2の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、第2電源DCDC3〜DCDC7に供給電圧の出力を行なわせるタイミング調整部20aとをそなえて構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えばIBA(Intermediate Bus Architecture)電源系において、複数のバス電源の給電を行なう技術に関する。
近年、素子(負荷素子)の低電圧化・大消費電流化により、配線の電圧降下による電圧変動を抑える為に、下記特許文献1に示すように、素子の直近に電源を配置するPOL(Point Of Load)方式の電源(以下、POL電源という)が使われるようになっている。
このPOL電源において、直接、一次側の給電電源を引き込む事は、POL電源の小型化を阻み、装置内部の絶縁確保が困難になる。そこで、一次給電電源より電圧が低い電圧(中間電圧,中間電位)に変換する絶縁電源を、小型の非絶縁電源(POLコンバータ)の前段に設け、この絶縁電源によって生成された低圧電源を非絶縁電源に供給することにより、装置内部の絶縁耐圧を下げるIBA(Intermediate Bus Architecture)給電電源構成が知られている。
そして、このようなIBA供給電源構成においては、装置の大電力化に伴い、非絶縁電源に供給する絶縁電源の容量も大きくなるが、近年においては、負荷素子の外寸の高さに合わせて低背の小〜中容量の絶縁電源を使用した方が装置のコンパクト化が実現出来ることや、負荷容量に合わせて多品種少量生産を行なうよりも同一機種を組み合わせて使用した方が経済性が高いといった理由から、絶縁電源として、50W〜200W出力容量程度の複数の絶縁電源を組み合わせて使用する事が多くなっている。
図11は従来のIBA給電電源構成をそなえる電源装置の構成例を模式的に示す図である。
この図11に示す例においては、負荷素子LOAD11,LOAD12の近くに非絶縁電源DCDC13〜DCDC17が配置されるとともに、これらの非絶縁電源DCDC13〜DCDC17の前段(上流側)に、複数(図11に示す例では2つ)の絶縁電源DCDC11,DCDC12がそなえられており、絶縁電源DCDC11から非絶縁電源DCDC13および非絶縁電源DCDC14に対して給電を行なうとともに、絶縁電源DCDC12から非絶縁電源DCDC15〜DCDC17に対して給電を行なうようになっている。
また、一般に、負荷素子LOAD11,LOAD12ではコア電源やI/O電源等の複数の電源が必要であり、図11に示す例においては非絶縁電源DCDC13から負荷素子LOAD11のV1端子に、又、非絶縁電源DCDC14から負荷素子LOAD11のV2端子にそれぞれ給電を行なう一方で、非絶縁電源DCDC15から負荷素子LOAD12のV1端子に、又、非絶縁電源DCDC16から負荷素子LOAD12のV2端子にそれぞれ給電を行ない、更に、非絶縁電源DCDC17から負荷素子LOAD11および負荷素子LOAD12の各V3端子にそれぞれ給電を行なうようになっている。
なお、負荷素子LOAD11や負荷素子LOAD12において各V3の消費電力が低い場合等には、この図11に示すように、経済性を優先して、一の非絶縁電源DCDC17から負荷素子LOAD11および負荷素子LOAD12の両方に電力を供給することが一般的に行なわれる。
特開2007−49822号公報
しかしながら、このような従来のIBA給電電源構成をそなえる電源装置において、上述の如く複数の絶縁電源DCDC11,DCDC12を組み合わせて使用した場合に、これらの複数の絶縁電源DCDC11,DCDC12の立ち上りにバラツキが生じる事は避けられない。
図12(a)〜(h)は図11に示す従来の電源装置における各電圧の状態を示すタイミングチャートであり、図12(a)は絶縁電源DCDC11から出力される中間電圧Vi11を示す図、図12(b)は絶縁電源DCDC12から出力される中間電圧Vi12を示す図、図12(c)は負荷素子LOAD1のV1端子に入力される信号を示す図、図12(d)は負荷素子LOAD1のV2端子に入力される信号を示す図、図12(e)は負荷素子LOAD1のV3端子に入力される信号を示す図、図12(f)は負荷素子LOAD12のV1端子に入力される信号を示す図、図12(g)は負荷素子LOAD12のV2端子に入力される信号を示す図、図12(h)は負荷素子LOAD12のV3に入力される信号を示す図である。
ここで、例えば、上述した図11に示す例において、負荷素子LOAD11,LOAD12の両方が、いずれも電源V1〜V3が同時に印加されないと正常に動作できない負荷素子である場合に、図12に示すように、絶縁電源DCDC11(時刻T11;図12(a)の点A参照)が、絶縁電源DCDC12(時刻T12;図12(b)の点B参照)よりも先に起動すると、絶縁電源DCDC11から非絶縁電源DCDC13および非絶縁電源DCDC14に対する電力供給が、絶縁電源DCDC12から非絶縁電源DCDC15〜DCDC17に対する電力供給よりも先に行なわれ、これにより、負荷素子LOAD11においてV3(図12(e)の点E参照)がV1(図12(c)の点C参照),V2(図12(d)の点D参照)よりも遅延して印加されるので、負荷素子LOAD11が正常に動作出来ないおそれがある。
すなわち、複数の電源が必要な負荷素子において、これらの複数の電源が、同時もしくは規定された順序で印加しないと、負荷素子が正常に動作しないおそれがあるのである。
また、複数の負荷素子の間において、素子間信号が同時、又は定められた順序で送られないと、ハングアップやエラーが発生するおそれもある。
そこで、複数の絶縁電源DCDC11,DCDC12の出力を並列に接続することにより、後段の非絶縁電源DCDC13〜DCDC17に対して、同時に電力供給を行なう手法が考えられる。
図13は従来の電源装置の他の構成例を模式的に示す図である。又、図14(a),(b)は図13に示す従来の電源構成における各電圧の状態を示すタイミングチャートであり、図14(a)は絶縁電源DCDC11から出力される電圧Vi11を示す図、図14(b)は絶縁電源DCDC12から出力される電圧Vi12の例を示す図である。
図13に示す従来の電源装置においては、複数の絶縁電源DCDC11,DCDC12の各+Vout端子からの出力を並列に接続し、後段の非絶縁電源DCDC13〜DCDC17の各+Vin端子にそれぞれ入力するように構成されており、これにより、複数の絶縁電源DCDC11,DCDC12から後段の非絶縁電源DCDC13〜DCDC17
に対して、同時に電力供給を行なうものである。
しかしながら、この図13に示す従来手法においては、図14に示すように、絶縁電源DCDC11,DCDC12のうち、いずれか一方(図14(a),(b)に示す例では絶縁電源DCDC11)が先に起動した場合には(図14(a)の時刻T11参照)、絶縁電源DCDC12が起動(図14(b)の時刻T12参照)する前に非絶縁電源DCDC13〜DCDC17の全ての負荷が絶縁電源DCDC11に集中し(図14(a)の点F参照)、この絶縁電源DCDC11がダウンする恐れがある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、複数の電源から負荷素子に電力供給を行なう場合において、これらの複数の電源間で起動時間にずれが生じる場合であっても、負荷素子に安定した電源を供給できるようにすることを目的とする。
このため、この電源装置の特徴は、一次電源から供給される一次電源電圧の電力を供給電圧に変換して出力する電源装置において、該一次電源電圧を中間電圧に変換する複数の第1電源と、該第1電源によって変換された該中間電圧を該供給電圧に変換して出力する第2電源と、前記複数の第1電源のそれぞれから該中間電圧に変換された該電力を入力され、前記複数の第1電源の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、該第2電源に該供給電圧の出力を行なわせるタイミング調整部とをそなえるものである(請求項1)。
また、この電子装置の特徴は、供給電圧で動作する複数の負荷素子と、一次電源から供給される一次電源電圧を中間電圧に変換する複数の第1電源と、該第1電源によって変換された該中間電圧を該供給電圧に変換して出力する第2電源と、前記複数の第1電源のそれぞれから該中間電圧に変換された該電力を入力され、前記複数の第1電源の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、該第2電源に該供給電圧の出力を行なわせるタイミング調整部とをそなえるものである(請求項6)。
そして、該タイミング調整部が、前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部をそなえて構成され、前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源のうち当該タイミング信号出力部に対応する該第1電源とは異なる他の第1電源から駆動電力を供給されることにより動作してもよい(請求項2,請求項7)。
また、前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源からそれぞれ供給される駆動電力を合成する合成部をそなえ、該合成部によって合成された駆動電力を供給されてもよい(請求項3,請求項8)。
さらに、該タイミング調整部が、前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部と、前記複数のタイミング信号出力部のそれぞれに対応してそなえられ、前記複数の第1電源のうち対応する該第1電源とは異なる他の第1電源の出力電力立ち上り遅れ時間以上、前記対応する該タイミング信号出力部から入力される該タイミング信号を遅延させて出力可能な複数の遅延部と、前記複数の遅延部からそれぞれ出力される該タイミング信号の論理積をとる論理積部とをそなえてもよい(請求項4,請求項9)。
またさらに、該タイミング信号出力部が、当該電源監視部に対応する該第1電源の出力電圧を基準電圧と比較する電圧コンパレータをそなえて構成され、当該電源コンパレータの非通電時には該第2電源の出力動作を抑止しうる抑止信号を出力してもよい(請求項5,請求項10)。
開示の装置によれば、以下の少なくともいずれか1つの効果ないし利点が得られる。
(1)複数の第1電源のうち、一部の第1電源だけが先に起動した場合であっても、複数の第2電源が同時もしくはほぼ同時に供給電圧の出力を行なうことができ、安定した電力供給を行なうことができる(請求項1,請求項6)。
(2)複数の第1電源のうち、一部の第1電源だけが先に起動した場合であっても、起動していない第1電源に対応する第2電源の停止状態を維持することができ、不確定な供給電圧の電力供給が行なわれることを防止することができ、信頼性を向上させることができる(請求項2〜請求項4,請求項7〜請求項9)。
(3)タイミング信号出力部が、そのタイミング信号出力部に対応する第1電源の出力電圧を基準電圧と比較する電圧コンパレータをそなえて構成され、この電源コンパレータの非通電時には第2電源の出力動作を抑止しうる抑止信号を出力することにより、起動していない第1電源に対応する第2電源を確実に停止させることができる(請求項5,請求項10)。
(4)第2電源が、第2電源の起動および停止を制御するための信号を入力するための制御信号入力部をそなえ、タイミング調整部が、このタイミング信号を制御信号入力部に入力することにより、第2電源に前記供給電圧の出力を行なわせることにより、第2電源の動作を確実に制御することができ信頼性を向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(A)第1実施形態の説明
図1は本発明の第1実施形態としての電源装置100aの構成を模式的に示す図である。
本第1実施形態の電源装置100aは、例えば、コンピュータ等の電子装置1に電源ユニットとしてそなえられ、一次電源10から供給される一次電源電圧(Vi)の電力を供給電圧(Vo1,Vo2,Vo3,Vo4,Vo5)に変換して、電子装置1の負荷素子LOAD1,LOAD2に出力(供給)するものであって、図1に示すように、絶縁電源DCDC1,DCDC2,非絶縁電源DCDC3〜DCDC7およびタイミング調整部20aをそなえて構成されている。
負荷素子LOAD1,LOAD2は、いずれも本電源装置100aによって電力を供給されることにより動作して、電子装置1における何らかの機能を実現する素子(負荷素子)であって、図1に示す例においては、それぞれV1端子,V2端子,V3端子およびSG端子をそなえて構成されている。
なお、本第1実施形態においては、これらの負荷素子LOAD1,LOAD2を正常に動作させるためには、負荷素子LOAD1,LOAD2のいずれにおいても、端子V1,端子V2および端子V3の全てにほぼ同時に電力が印加される必要があるものである。
一次電源10は、本電源装置100aに電力給電を行なう直流入力電源であり、所定電圧(一次電源電圧:Vi)の電力を本電源装置100aに供給するようになっている。
絶縁電源DCDC1および絶縁電源DCDC2は、それぞれ一次電源10から入力された電力の電圧Viを、この一次電源電圧Viよりも低い中間電圧(中間電位)に変換するコンバータ電源(第1電源)であり、絶縁電源として構成されている。
ここで、絶縁電源DCDC1および絶縁電源DCDC2は、それぞれ+Vin端子,−Vin端子,+Vout端子および−Vout端子をそなえて構成されており、絶縁電源DCDC1および絶縁電源DCDC2の各+Vin端子および−Vin端子には一次電源10が接続され、この一次電源10から一次電源電圧Viの電力が入力されるようになっている。
そして、本第1実施形態においては、絶縁電源DCDC1は一次電源10から入力された電力の電圧Viを、中間電圧Vi1に、絶縁電源DCDC2は一次電源10から入力された電力の電圧Viを、中間電圧Vi2に、それぞれ変換するようになっている。
また、絶縁電源DCDC1の+Vout端子は後述する非絶縁電源DCDC3およびDCDC4の各+Vin端子に接続されており、絶縁電源DCDC1は、生成した中間電圧Vi1の電力をこれらの非絶縁電源DCDC3およびDCDC4の+Vin端子にそれぞれ供給(給電)するようになっている。同様に、絶縁電源DCDC2の+Vout端子は後述する非絶縁電源DCDC5,DCDC6,DCDC7の各+Vin端子に接続されており、絶縁電源DCDC2は、生成した中間電圧Vi2の電力をこれらの非絶縁電源DCDC5,DCDC6,DCDC7の+Vin端子にそれぞれ供給(給電)するようになっている。なお、絶縁電源DCDC1,DCDC2の各−Vout端子は、それぞれグラウンド接続されている。
そして、これらの絶縁電源DCDC1,DCDC2は既知の種々の技術により実現することができるものであり、その具体的な回路構成等の説明は省略する。
また、絶縁電源DCDC1の後段(下流側,出力側)、すなわち、絶縁電源DCDC1の出力側端子である+Vout端子および−Voutや、絶縁電源DCDC2の後段、すなわち、絶縁電源DCDC2の出力側端子である+Vout端子および−Voutには、後述するタイミング調整部20aが接続されている。
非絶縁電源DCDC3,DCDC4,DCDC5,DCDC6,DCDC7は、それぞれ絶縁電源DCDC1もしくは絶縁電源DCDC2から入力された電力の電圧(中間電圧)を、これらの中間電圧よりも低い供給電圧(供給電位)に変換するコンバータ電源(第2電源)であり、非絶縁電源として構成されている。
具体的には、非絶縁電源DCDC3は絶縁電源DCDC1から供給される中間電圧Vi1の電力を供給電圧Vo1に変換するようになっており、同様に、非絶縁電源DCDC4は絶縁電源DCDC1から供給される中間電圧Vi1の電力を供給電圧Vo2に、非絶縁電源DCDC5は絶縁電源DCDC2から供給される中間電圧Vi2の電力を供給電圧Vo3に、非絶縁電源DCDC6は絶縁電源DCDC2から供給される中間電圧Vi2の電力を供給電圧Vo4に、非絶縁電源DCDC7は絶縁電源DCDC2から供給される中間電圧Vi2の電力を供給電圧Vo5に、それぞれ変換するようになっている。
ここで、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は、図1に示すように、それぞれ+Vin端子,−Vin端子,RC端子,+Vout端子および−Vout端子をそなえて構成されており、非絶縁電源DCDC3およびDCDC4の各+Vin端子には、それぞれ絶縁電源DCDC1の+Vout端子が接続され、この絶縁電源DCDC1の+Vout端子から出力される中間電圧Vi1の電力がそれぞれ入力されるようになっている。
同様に、非絶縁電源DCDC5〜DCDC7の各+Vin端子には、それぞれ絶縁電源DCDC2の+Vout端子が接続され、この絶縁電源DCDC2の+Vout端子から出力される中間電圧Vi2の電力がそれぞれ入力されるようになっている。又、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各−Vin端子は、それぞれグラウンド接続されている。
そして、非絶縁電源DCDC3によって変換(生成)された供給電圧Vo1の電力は負荷素子LOAD1のV1端子に供給され、非絶縁電源DCDC4によって生成された供給電圧Vo2の電力は負荷素子LOAD1のV2端子に供給されるようになっている。同様に、非絶縁電源DCDC5によって生成された供給電圧Vo3の電力は負荷素子LOAD2のV1端子に、非絶縁電源DCDC6によって生成された供給電圧Vo4の電力は負荷素子LOAD2のV2端子に、非絶縁電源DCDC7によって生成された供給電圧Vo5の電力は負荷素子LOAD2のV3端子に、それぞれ供給されるようになっている。
また、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子には、後述するタイミング調整部20aの監視回路(タイミング信号出力部)20−1,20−2から出力されるタイミング信号が入力されるようになっている。
RC端子は、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7自身の起動・停止を制御するための信号を入力するための端子(制御信号入力部)であって、このRC端子にLow信号が入力されているときには、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7はその動作を停止するようになっており、RC端子にHigh信号が入力された時に、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7はそれぞれ起動し、電力の出力を行なうようになっている。
すなわち、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は、各RC端子に監視回路20−1,20−2からタイミング信号としてHigh信号が入力された時に、それぞれ供給電圧Vo1〜Vo5の電力を出力するようになっているのである。
そして、このようなRC端子にタイミング信号を入力して制御を行なうことにより、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7動作を確実に制御することができるようになっている。
本第1実施形態において、負荷素子LOAD1,LOAD2においてV3端子に入力される電力の消費電力はいずれも少ないものであり、且つ、同じ電圧であるものとする。そこで、図1に示す例においては、非絶縁電源DCDC7によって生成された供給電圧Vo5の電力を負荷素子LOAD1のV3端子と負荷素子LOAD2のV3端子との両方に供給することにより、経済性を向上させている。
そして、上述した非絶縁電源DCDC3,DCDC4,DCDC7はいずれも負荷素子LOAD1の近傍に配置されており、又、非絶縁電源DCDC5〜DCDC7はいずれも負荷素子LOAD2の近傍に配置されている。
すなわち、本第1実施形態の電源装置100aは、負荷素子LOAD1,LOAD2の近くに非絶縁電源DCDC3〜DCDC7をそなえるPOL(Point Of Load)方式として構成されており、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が、POL電源(POLコンバータ)に相当するものである。そして、本第1実施形態の電源装置100aは、一次電源10からの電力を絶縁電源DCDC1,DCDC2により低電圧の中間電圧Vi1,Vi2にそれぞれ変換するIBA(Intermediate Bus Architecture)給電電源として構成されており、このような分散電源アーキテクチャを採用することにより、電源装置100a内部の絶縁耐圧を下げ、又、本電源装置100aの製造コストを低減することができる。
タイミング調整部(タイミング信号出力部)20aは、絶縁電源DCDC1,DCDC2の後段(下流側,出力側)に配設され、これらの複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2のそれぞれから中間電位Vi1,Vi2に変換された電力を入力され、これらの複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、非絶縁電源(第2電源)DCDC3〜DCDC7に生成した供給電圧の出力を行なわせるものであり、監視回路20−1と監視回路20−2とをそなえて構成されている。
監視回路20−1,20−2は、それぞれ絶縁電源DCDC1,DCDC2の後段(下流側,出力側)において、これらの絶縁電源DCDC1,DCDC2から入力される電力を監視するものであって、図1に示す例においては、監視回路20−1は、絶縁電源DCDC1に対応するように、その後段にそなえられている一方で、監視回路20−2は、絶縁電源DCDC2に対応するように、その後段にそなえられており、これらの監視回路20−1,20−2は、各対応する絶縁電源DCDC1,DCDC2から入力される電力に基づいてタイミング信号を出力するようになっている。
監視回路20−1は、絶縁電源DCDC1の+Vout端子から出力される電力の電圧(中間電圧)Vi1を予め設定された基準電圧Vr1と比較し、中間電圧Vi1が基準電圧Vr1よりも高い場合に、High信号(1)を出力する比較器(電圧コンパレータ)IC1をそなえて構成されており、この比較器IC1の出力は、後述する監視回路20−2の比較器IC2からの出力とワイヤート゛オアされて、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子にそれぞれタイミング信号として入力されるようになっている。
一方、監視回路20−2は、絶縁電源DCDC2から出力される電力の電圧(中間電圧)Vi2を予め設定された基準電圧Vr2と比較し、中間電圧Vi2が基準電圧Vr2よりも高い場合に、High信号(1)を出力する比較器(電圧コンパレータ)IC2をそなえて構成されており、この比較器IC2の出力は、上述した監視回路20−2の比較器IC1からの出力とワイヤート゛オアされるのである。
そして、これらの監視回路20−1,20−2において、比較器IC1,IC2から出力される両方の信号がHighの時に、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子にそれぞれHigh(タイミング信号)が入力され、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が起動するようになっている。
また、本電源装置100aにおいては、監視回路20−1,20−2は、それぞれ、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2のうち、各監視回路20−1,20−2がそなえられた(対応する)絶縁電源DCDC1,DCDC2とは異なる他の絶縁電源DCDC2,DCDC1から駆動電力を供給されることにより動作するようになっている。
すなわち、監視回路20−2の比較器IC2には、絶縁電源DCDC1から出力される電力が駆動電力として供給されるようになっており、又、監視回路20−1の比較器IC1には、絶縁電源DCDC2から出力される電力が駆動電力として供給されるようになっている。
これにより、本第1実施形態の電源装置100aにおいては、絶縁電源DCDC1の起動が絶縁電源DCDC2の起動よりも遅れること(起動遅れ)によって比較器IC1が動作できずに不安定な信号が送出されることがなく、又、その逆に、絶縁電源DCDC2の起動が絶縁電源DCDC1の起動よりも遅れること(起動遅れ)によって比較器IC2が動作できずに不安定な信号が送出されることもない。
そして、例えば、絶縁電源DCDC2の起動が遅れても、比較器IC2には絶縁電源DCDC1より電力が供給されるので正常に動作し、絶縁電源DCDC2が起動していない期間は比較器IC2から停止信号(Low)が確実に送出され、非絶縁電源DCDC5〜DCDC7のRC端子に入力されるので、絶縁電源DCDC1,DCDC2が全て起動してから非絶縁電源DCDC3〜DCDC7に比較器IC1,IC2から起動信号(High)が確実に送出される。
本第1実施形態の電源装置100aにおいては、図1に示すように、絶縁電源DCDC1の+Vout端子から出力され、非絶縁電源DCDC3,DCDC4に入力される電力を分岐させて監視回路20−2の比較器IC2の+側の電源端子(+側電源端子)に入力する一方で、絶縁電源DCDC2の+Vout端子から出力され、非絶縁電源DCDC5〜DCDC7に入力される電力を分岐させて監視回路20−1の比較器IC1の+側電源端子に入力するようになっている。なお、監視回路20−1の比較器IC1の−側の電源端子(−側電源端子)や、監視回路20−2の比較器IC2の−側電源端子は、それぞれグラウンド接続されている。
図2は図1に示した本発明の第1実施形態としての電源装置100aのタイミング調整部20aの回路構成を具体的に示す図である。
この図2に示す例においては、監視回路20−1は、絶縁電源DCDC1の出力電圧を分圧する分圧抵抗R1,R2をそなえて構成されており、これらの分圧抵抗R1,R2の抵抗値は予め設定されるようになっている。
そして、この監視回路20−1においては、比較器IC1は、タイミング信号として、これらの分圧抵抗R1,R2によって分圧された絶縁電源DCDC1の分圧値が基準電圧Vr1よりも低い状態ではLow(0)信号を出力(Low出力)し、又、その分圧値が基準電圧Vr1よりも高くなるとHigh信号(1)を出力(High出力)するようになっている。
同様に、監視回路20−2は、絶縁電源DCDC2の出力電圧を分圧する分圧抵抗R3,R4をそなえて構成されており、これらの分圧抵抗R3,R4の抵抗値は予め設定されるようになっている。
そして、この監視回路20−2においては、比較器IC2は、タイミング信号として、これらの分圧抵抗R3,R4によって分圧された絶縁電源DCDC2の分圧値が基準電圧Vr2よりも低い状態ではLow出力を行ない、又、その分圧値が基準電圧Vr2よりも高くなるとHigh信号を出力(High出力)するようになっている。
すなわち、比較器IC1,IC2から出力されるタイミング信号は、絶縁電源DCDC1,DCDC2の出力電圧の分圧値が基準電圧Vr1,Vr2よりも高くなる事で、絶縁電源DCDC1や絶縁電源DCDC2の出力電圧が立ち上がったと判断して、LowからHighに転ずるのである。
また、各監視回路20−1,20−2において、比較器IC1,IC2は、それぞれ非通電時にはLow出力(抑止信号)を行なうようになっており、非絶縁電源DCDC3〜DCDC8においては、これらのLow出力がRC端子に入力されている状態では、電力の出力動作を停止するようになっている。
さらに、比較器IC1およびIC2の出力は互いに接続(ワイヤードオア)されているので、一方の出力がLow、すなわち、出力電圧の分圧値が基準電圧を満たさない場合は、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はLowのままとなり、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は停止状態を維持するようになっている。一方、比較器IC1および比較器IC2の両方の出力がHigh、すなわち、絶縁電源DCDC1,DCDC2両方の出力電圧の分圧値が基準値を超えると、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のRC端子はHighとなり、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が一斉に起動するのである。
上述の如く構成された、本発明の第1実施形態としての電源装置100aにおける各部の電圧の状態を、図3(a)〜(k)に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
ここで、図3(a)は絶縁電源DCDC1から出力される中間電圧Vi1を示す図、図3(b)は絶縁電源DCDC2から出力される中間電圧Vi2を示す図、図3(c)は監視回路20−1から出力されるタイミング信号を示す図、図3(d)は監視回路20−2から出力されるタイミング信号を示す図、図3(e)は図3(c)に示す監視回路20−1から出力されるタイミング信号と図3(d)に示す監視回路20−2から出力されるタイミング信号との和を示す図、図3(f)は負荷素子LOAD1のV1端子に入力される信号を示す図、図3(g)は負荷素子LOAD1のV2端子に入力される信号を示す図、図3(h)は負荷素子LOAD1のV3端子に入力される信号を示す図、図3(i)は負荷素子LOAD2のV1端子に入力される信号を示す図、図3(j)は負荷素子LOAD2のV2端子に入力される信号を示す図、図3(k)は負荷素子LOAD2のV3に入力される信号を示す図である。
また、これらの図3(a)〜図3(k)に示す例においては、絶縁電源DCDC1が絶縁電源DCDC2よりも先に起動し(立ち上がり)、電力供給を開始する例を示している。
さて、本電源装置100aが起動しておらず、絶縁電源DCDC1,DCDC2のいずれも起動していない状態(停止状態)では(時刻T0〜T1参照)、監視回路20−1の比較器IC1および監視回路20−2の比較器IC2のいずれにも電力が供給されず、これらの比較器IC1,IC2のいずれの出力も不確定な状態であるが、一方、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のいずれにも電力が供給されておらず(停止状態)、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7も起動されることがない。従って、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7から負荷素子LOAD1,LOAD2に対して、不確定な電力供給が行なわれることはない。
なお、図3(c),(d)中、比較器IC1,IC2による出力が不確定な領域を斜線を付して示す。
そして、本電源装置100aが起動し、先ず、絶縁電源DCDC1が起動し、その出力電圧が立ち上がった場合に(時刻T1;図3(a)の点A1参照)、この絶縁電源DCDC1から監視回路20−2の比較器IC2に対して電力が供給され、この比較器IC2が動作を開始する。しかし、この時点(時刻T1)においては、絶縁電源DCDC2は停止状態であり、比較器IC1は動作していないので出力は不確定であるが、比較器IC2からLow出力が行なわれているままである(図3(d)の点A2参照)。
また、この間(時刻T1〜T2)、絶縁電源DCDC2は停止状態であり、比較器IC1への電力供給は行なわれていないので、監視回路20−1の出力が不確定な状態であっても(図3(c)参照)、比較器IC2の出力がLowであるので(図3(d)参照)、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はいずれもLowを維持され(図3(e)のA3参照)、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は停止状態を維持する。
なお、絶縁電源DCDC1の起動に伴い、この絶縁電源DCDC1によって生成された電力は非絶縁電源DCDC3,DCDC4の各+Vin端子にも供給されるが、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はいずれもLowを維持されているので、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は停止状態を維持する。これにより、負荷素子LOAD1,LOAD2のV1端子〜V3端子もLowに維持されたままである(図3(f)〜図3(k)参照)。
その後、非絶縁電源DCDC2が起動すると(時刻T2;図3(b)の点A4参照)、この非絶縁電源DCDC2から比較器IC1への電力供給が行なわれ、この比較器IC1が動作を開始する(図3(c)の点A5参照)。このときには、既に非絶縁電源DCDC1,DCDC2の両方の出力電圧が立ち上がっているので、比較器IC1および比較器IC2の両方の出力がHighとなり(図3(d)参照)、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のRC端子へ入力される信号がLowからHighに転じて、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が一斉に起動する。
これにより、負荷素子LOAD1および負荷素子LOAD2の各V1端子,V2端子およびV3端子には、ほぼ同時に電力が供給されるのである(図3(f)〜図3(k)参照)。
このように、本発明の第1実施形態としての電源装置100aによれば、本電源装置100aが起動しておらず、絶縁電源DCDC1,DCDC2のいずれも起動していない状態(停止状態)には、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のいずれにも電力が供給されず(停止状態)、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7も起動されることがなく、従って、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7から負荷素子LOAD1,LOAD2に対して、不確定な電力供給が行なわれることはなく、信頼性を向上することができる。
また、比較器IC1およびIC2の出力は互いに接続(ワイヤードオア)されているので、一方がLow、すなわち、出力電圧の分圧値が基準電圧を満たさない場合は、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はLowのままとなり、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の停止状態を確実に維持することができる。
そして、監視回路20−1,20−2は、それぞれ対応する絶縁電源DCDC1,DCDC2とは異なる他の絶縁電源DCDC2,DCDC2からそれぞれ電力を供給されて作動するようになっているので、一方の絶縁電源(例えば、絶縁電源DCDC1)だけが先に起動した状態においても、先に起動した絶縁電源(例えば、絶縁電源DCDC1)から、起動していない方の絶縁電源D(例えば、絶縁電源DCDC2)に対応する監視回路20−2の比較器IC2に対して電力が供給され、この監視回路20−2の出力を確実にLowに維持することができるので、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の停止状態が維持され、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7から負荷素子LOAD1,LOAD2に対して、不確定な電力供給が行なわれることはない。
すなわち、複数の第1電源(絶縁電源DCDC1,DCDC2)の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、複数の第2電源(非絶縁電源DCDC3〜DCDC7)に一斉に供給電圧の出力を行なわせることにより、複数の第1電源のうち、一部の第1電源だけが先に起動した場合であっても、複数の第2電源が同時もしくはほぼ同時に供給電圧の出力を行なうことができ、安定した電力供給を行なうことができる。
また、各監視回路20−1,20−2において、比較器IC1,IC2は、それぞれ非通電時にはLow出力(抑止信号)を行なうようになっており、これにより、非絶縁電源DCDC3〜DCDC8においては、これらの比較器IC1,IC2からLow出力がRC端子に入力されている状態では、電力の出力動作を確実に停止することができ、信頼性を向上させることができる。
そして、比較器IC1および比較器IC2の両方の出力がHigh、すなわち、絶縁電源DCDC1,DCDC2両方の出力電圧の分圧値が基準値を超えた場合に、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子がHighとなり、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が一斉に起動し、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7から負荷素子LOAD1および負荷素子LOAD2の各V1端子,V2端子およびV3端子に、ほぼ同時に電力を供給することができ、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2間で起動時間にずれが生じる場合においても、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7を同じタイミングで一斉に起動させることができ、負荷素子LOAD1,LOAD2に安定した電源を供給できる。
また、これにより、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2の起動の時間差異により無駄に非絶縁電源DCDC3〜DCDC7を分散させることなく、効率よく非絶縁電源の電力を負荷素子に対して分配することができる。
また、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7に電力を供給する絶縁電源DCDC1,DCDC2についても同様に、効率よく配下の非絶縁電源DCDC3〜DCDC7に電力を分配することができる。
さらに、これらの絶縁電源DCDC1,DCDC2について、各起動時間の遅延のばらつきに対する配慮が不要となるので、安価な電源を使用することができ、製造コストを低減することができる。
また、監視回路20−1と監視回路20−2とから同時に電力が出力されるまでの間に、これらの監視回路20−1,20−2から不定状態なタイミング信号が出力されることもないので、これによっても、負荷素子LOAD1,LOAD2に対して安定した電力供給を行なうことができ、信頼性を向上させることができる。
また、一次電源10より電圧が低い電圧(中間電圧,中間電位)に変換する絶縁電源DCDC1,DCDC2を、小型の非絶縁電源(POLコンバータ)DCDC3〜DCDC87の前段に設けることにより、POL電源を小型化し、装置内部の絶縁確保を行なうことができる。
(B)第2実施形態の説明
図4は本発明の第2実施形態としての電源装置100bの構成を模式的に示す図、図5はそのタイミング調整部20bの回路構成を具体的に示す図である。
本第2実施形態の電源装置100bは、第1実施形態の電源装置100aと同様に、例えば、コンピュータ等の電子装置1に電源ユニットとしてそなえられ、一次電源10から供給される一次電源電圧(Vi)の電力を供給電圧(Vo1,Vo2,Vo3,Vo4,Vo5)に変換して電子装置1の負荷素子LOAD1,LOAD2に出力(供給)するものであって、POL方式として構成されているとともに、IBA供給電源として構成されている。
そして、本第2実施形態の電源装置100bは、図4および図5に示すように、絶縁電源DCDC1,DCDC2,非絶縁電源DCDC3〜DCDC7およびタイミング調整部20bをそなえて構成されている。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくは略同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本第2実施形態の電源装置100bのタイミング調整部20bは、第1実施形態のタイミング調整部20aと同様に、絶縁電源DCDC1,DCDC2の後段(下流側,出力側)に配設され、絶縁電源DCDC1の後段、すなわち、絶縁電源DCDC1の出力側端子である+Vout端子および−Voutや、絶縁電源DCDC2の後段、すなわち、絶縁電源DCDC2の出力側端子である+Vout端子および−Voutに接続されている。
そして、このタイミング調整部20bは、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2のそれぞれから中間電位Vi1,Vi2に変換された電力が入力されるようになっており、これらの複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、非絶縁電源(第2電源)DCDC3〜DCDC7に生成した供給電圧の出力を行なわせるようになっている。
なお、このタイミング調整部20bにおいては、絶縁電源DCDC1に対応させてその後段に監視回路20−1が、絶縁電源DCDC2に対応させてその後段に監視回路20−2が、それぞれ配置されている。
本第2実施形態の電源装置100bにおいては、タイミング調整部20bは、監視回路20−1および監視回路20−2をそなえて構成されている。
そして、これらの監視回路20−1,20−2は、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2から駆動電力を供給されることにより動作するようになっており、監視回路20−1の比較器IC1と監視回路20−2の比較器IC2とには、それぞれ、絶縁電源DCDC1から出力される電力と絶縁電源DCDC2から出力される電力とが駆動電力として供給されるようになっている。
具体的には、図4,図5に示すように、タイミング調整部20bにおいては、絶縁電源DCDC1の+Vout端子から出力され、非絶縁電源DCDC3,DCDC4に入力される電力を電力供給線L2として分岐させて、監視回路20−1の比較器IC1の+側の電源端子(+側電源端子)に入力するとともに、絶縁電源DCDC2の+Vout端子から出力され、非絶縁電源DCDC5〜DCDC7に入力される電力を電力供給線L1として分岐させて、ダイオードD2を介して監視回路20−1の比較器IC1の+側電源端子に入力するようになっており、電力供給線L2にこの電力供給線L1を接線して構成している。
また、電力供給線L2においては、電力供給線L1から供給される電力が絶縁電源DCDC1側に逆流しないように、電力供給線L1との結線位置よりも絶縁電源DCDC1側にダイオードD1をそなえて構成されている。
同様に、タイミング調整部20bにおいては、絶縁電源DCDC1の+Vout端子から出力され、非絶縁電源DCDC3,DCDC4に入力される電力を電力供給線L3として分岐させて、ダイオードD3を介して監視回路20−2の比較器IC2の+側電源端子に入力するとともに、絶縁電源DCDC2の+Vout端子から出力され、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7に入力される電力を電力供給線L4として分岐させて、監視回路20−2の比較器IC2の+側の電源端子(+側電源端子)に入力するようになっており、電力供給線L4にこの電力供給線L3を接線して構成している。
また、電力供給線L4においては、電力供給線L3から供給される電力が絶縁電源DCDC2側に逆流しないように、電力供給線L3との結線位置よりも絶縁電源DCDC2側にダイオードD4をそなえて構成されている。
すなわち、絶縁電源DCDC1と絶縁電源DCDC2とによって生成された電力(駆動電力)は、ダイオードD1とダイオードD2とによるダイオードオアにより合成されて、監視回路20−1の比較器IC1に供給されており、これらのダイオードD1,D2が、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2からそれぞれ供給される駆動電力を合成する合成部として機能するのである。
同様に、絶縁電源DCDC1と絶縁電源DCDC2とによって生成された電力(駆動電力)は、ダイオードD3とダイオードD4とによるダイオードオアにより合成されて、監視回路20−2の比較器IC2に供給されており、これらのダイオードD3,D4も、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2からそれぞれ供給される駆動電力を合成する合成部として機能するのである。
本第2実施形態の電源装置100bにおいては、絶縁電源DCDC2の+Vout端子から出力される電力をダイオードD2を介して監視回路20−1の比較器IC1の+側電源端子に入力することにより、絶縁電源DCDC1の起動遅れにより比較器IC1が動作できずに不確定な信号を出力してしまうことを抑止するようになっており、同様に、絶縁電源DCDC1の+Vout端子から出力される電力をダイオードD3を介して監視回路20−2の比較器IC2の+側電源端子に入力することにより、絶縁電源DCDC2の起動遅れにより比較器IC2が動作できずに不確定な信号を出力してしまうことを抑止するようになっているのである。
また、比較器IC1,IC2の各出力は、互いに接続されて、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子に入力されるようになっており、これらの複数の比較器IC1,IC2からそれぞれ出力される電力が両方ともHighとなったときに、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のRC端子はHighとなり、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が一斉に起動するようになっている。
上述の如く構成された、本発明の第2実施形態としての電源装置100bにおける各部の電圧の状態を、図6(a)〜(m)に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
ここで、図6(a)は絶縁電源DCDC1から出力される中間電圧Vi1を示す図、図6(b)は絶縁電源DCDC2から出力される中間電圧Vi2を示す図、図6(c)は監視回路20−1の比較器IC1にかかる電圧Vic1を示す図、図6(d)は監視回路20−2の比較器IC2にかかる電圧Vic2を示す図、図6(e)は監視回路20−1の比較器IC1から出力されるタイミング信号を示す図、図6(f)は監視回路20−2の比較器IC2から出力されるタイミング信号を示す図、図6(g)は図6(e)に示す監視回路20−1の比較器IC1から出力されるタイミング信号と図6(f)に示す監視回路20−2の比較器IC2から出力されるタイミング信号とのワイヤード出力を示す図、図6(h)は負荷素子LOAD1のV1端子に入力される信号を示す図、図6(i)は負荷素子LOAD1のV2端子に入力される信号を示す図、図6(j)は負荷素子LOAD1のV3端子に入力される信号を示す図、図6(k)は負荷素子LOAD2のV1端子に入力される信号を示す図、図6(l)は負荷素子LOAD2のV2端子に入力される信号を示す図、図6(m)は負荷素子LOAD2のV3に入力される信号を示す図である。
また、これらの図6(a)〜図6(m)に示す例においては、絶縁電源DCDC1が絶縁電源DCDC2よりも先に起動し(立ち上がり)、電力供給を開始する例を示している。
さて、本電源装置100bが起動しておらず、絶縁電源DCDC1,DCDC2のいずれも起動していない状態(停止状態)では(時刻T0〜T1参照)、監視回路20−1の比較器IC1および監視回路20−2の比較器IC2のいずれにも電力が供給されず、これらの比較器IC1,IC2のいずれの出力も不確定な状態であるが、一方、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のいずれにも電力が供給されておらず(停止状態)、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7も起動されることがない。従って、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7から負荷素子LOAD1,LOAD2に対して、不確定な電力供給が行なわれることはない。
なお、図6(e),(f)中、比較器IC1,IC2による出力が不確定な領域を斜線を付して示す。
そして、本電源装置100bが起動し、先ず、絶縁電源DCDC1が起動して、その出力電圧が立ち上がった場合に(時刻T1;図6(a)の点B1参照)、この絶縁電源DCDC1から、ダイオードD1を介して監視回路20−1の比較器IC1に電力が供給されるとともに、ダイオードD3を介して監視回路20−2の比較器IC2に対して電力が供給され(図6(c),(d)参照)、これらの比較器IC1,IC2が動作を開始する(図6(e),(f)参照)。
この時点(時刻T1)においては、絶縁電源DCDC1は運転しており、比較器IC1の出力はHighを維持する一方、絶縁電源DCDC2は停止しているので、比較器IC2の出力はLowを維持する。すなわち、比較器IC2には絶縁電源DCDC1より電力が供給されるので、比較器IC2は正常に動作し、絶縁電源DCDC2が起動していない期間(時刻T1〜T2)においても、比較器IC2から確実に停止信号が送出(Lowを維持)されるのである。
ここで、比較器IC1,IC2の出力はお互いに接続されているので、比較器IC2がLowを維持している間は、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はLowのまま停止状態を維持する(図6(g)のB2参照)。
なお、絶縁電源DCDC1の起動に伴い、この絶縁電源DCDC1によって生成された電力は非絶縁電源DCDC3,DCDC4の各+Vin端子にも供給されるが、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はいずれもLowを維持されているので、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は停止状態を維持する。これにより、負荷素子LOAD1,LOAD2のV1端子〜V3端子もLowに維持されたままである(図6(h)〜図6(m)参照)。
その後、非絶縁電源DCDC2が起動し、その出力電圧が立ち上がると(時刻T2,図6(b)の点B3参照)、比較器IC2がLowからHighに転じて(図6(f)の点B4参照)、比較器IC1および比較器IC2の両方の出力がHighとなるので(図6(f)の点B5参照)、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のRC端子へ入力される信号がLowからHighに転じて、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が一斉に起動する(図6(h)〜図6(m)参照)。
これにより、負荷素子LOAD1および負荷素子LOAD2の各V1端子,V2端子およびV3端子には、ほぼ同時に電力が供給されるのである。
このように、本発明の第2実施形態としての電源装置100bによれば、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、3以上の絶縁電源DCDC(第1電源)をそなえる場合にも適用することができる。
このように、3以上の絶縁電源DCDCをそなえる場合には、各絶縁電源DCDCからそれぞれ出力される電力の少なくとも2以上をダイオードオアにより合成して、これらの絶縁電源DCDCの後段にそなえた監視回路に供給することにより実現することが望ましい。
(C)第3実施形態
図7は本発明の第3実施形態としての電源装置100cの構成を模式的に示す図である。
本第3実施形態の電源装置100cは、第1実施形態の電源装置100aと同様に、例えば、コンピュータ等の電子装置に電源ユニットとしてそなえられ、一次電源10から供給される一次電源電圧(Vi)の電力を供給電圧(Vo1,Vo2,Vo3,Vo4,Vo5)に変換して負荷素子LOAD1,LOAD2に出力(供給)するものであって、POL方式として構成されているとともに、IBA供給電源として構成されている。
そして、本第3実施形態の電源装置100cは、図7および図8に示すように、絶縁電源DCDC1,DCDC2,非絶縁電源DCDC3〜DCDC7およびタイミング調整部20cをそなえて構成されている。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくは略同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本第3実施形態の電源装置100cのタイミング調整部20cは、第1実施形態のタイミング調整部20aと同様に、絶縁電源DCDC1,DCDC2の後段(下流側,出力側)に配設され、絶縁電源DCDC1の後段、すなわち、絶縁電源DCDC1の出力側端子である+Vout端子および−Voutや、絶縁電源DCDC2の後段、すなわち、絶縁電源DCDC2の出力側端子である+Vout端子および−Voutに接続されている。
そして、このタイミング調整部20cは、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2のそれぞれから中間電位Vi1,Vi2に変換された電力が入力されるようになっており、これらの複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、非絶縁電源(第2電源)DCDC3〜DCDC7に生成した供給電圧の出力を行なわせるようになっている。
なお、このタイミング調整部20cにおいては、絶縁電源DCDC1に対応させてその後段に監視回路20−1が、絶縁電源DCDC2に対応させてその後段に監視回路20−2が、それぞれ配置されている。
本第3実施形態の電源装置100cにおいては、タイミング調整部20cは、監視回路20−1,20−2および遅延部21−1,21−2をそなえて構成されている。
遅延部21−1、21−2は、いずれも入力された信号を予め設定された時間(遅延時間)だけ遅延させて出力を行なうものであり、遅延部21−1は絶縁電源DCDC1および監視回路20−1に対応してそなえられ、又、遅延部21−2は絶縁電源DCDC2および監視回路20−2に対応してそなえられている。すなわち、遅延部21−1,21−2は、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2のそれぞれに対応してそなえられているのである。
そして、遅延部21−1は、その対応する監視回路20−1から入力されるタイミング信号を所定の遅延時間(Delay1)だけ遅延させて出力するようになっており、その遅延時間は、本第3実施形態の電源装置100cにそなえられた複数(図7,図8に示す例では2つ)の絶縁電源DCDC1,DCDC2のうち、対応する絶縁電源DCDC1とは異なる他の第1電源である絶縁電源DCDC2の出力電力立ち上り遅れ時間以上の時間である。
同様に、遅延部21−2は、その対応する監視回路20−2から入力されるタイミング信号を所定の遅延時間(Delay2)だけ遅延させて出力するようになっており、その遅延時間は、本第3実施形態の電源装置100cにそなえられた複数(図7に示す例では2つ)の絶縁電源DCDC1,DCDC2のうち、対応する絶縁電源DCDC2とは異なる他の第1電源である絶縁電源DCDC1が起動し電力の出力を開始するまでに要する時間(以下、出力電力立ち上り遅れ時間という)以上の時間である。
すなわち、遅延部21−1、21−2は、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2のそれぞれに対応してそなえられ、これらの複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2のうち対応する絶縁電源DCDCとは異なる他の絶縁電源DCDCの出力電力立ち上り遅れ時間以上、その対応する監視回路から入力されるタイミング信号を遅延させて出力可能に構成されている。
なお、絶縁電源DCDC1,DCDC2の各出力電力立ち上り遅れ時間は、絶縁電源DCDC1,DCDC2の各特性等、本電源装置100cの構成等によって変わるものであり、予め起動試験等を行なうことにより知ることができ、本電源装置100cの設計者は、これらの起動試験等により取得した各出力電力立ち上り遅れ時間以上、遅延させるよう各絶縁電源DCDC1,DCDC2の設定を行なう。
また、これらの遅延部21−1,21−2によりそれぞれ出力される電力は、ワイヤードオアされて非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子に入力されるようになっており、これらの複数の遅延部21−1,21−2からそれぞれ出力される電力が両方ともHighとなったときに、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のRC端子はHighとなり、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が一斉に起動するようになっている。
すなわち、本第3実施形態の電源装置100cにおいては、遅延部21−1,21−2によりそれぞれ出力される電力を、ワイヤードオアして非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子に入力させることにより、これらの複数の遅延部21−1,21−2からそれぞれ出力される電力の論理積をとる論理積部を実現している。
また、本第3実施形態の電源装置100cにおいては、図7に示すように、監視回路20−1は絶縁電源DCDC1から駆動電力を供給されることにより動作するようになっており、又、監視回路20−2は絶縁電源DCDC2から駆動電力を供給されることにより動作するようになっている。
具体的には、図7に示すように、タイミング調整部20cにおいては、絶縁電源DCDC1の+Vout端子から出力され、非絶縁電源DCDC3,DCDC4に入力される電力を分岐させて、監視回路20−1の比較器IC1の+側の電源端子(+側電源端子)に入力するとともに、絶縁電源DCDC2の+Vout端子から出力され、非絶縁電源DCDC5〜DCDC7に入力される電力を分岐させて、監視回路20−2の比較器IC2の+側電源端子に入力するようになっている。
そして、このように、本発明の第3実施形態としての電源装置100cによれば、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、3以上の絶縁電源DCDCをそなえる場合にも適用することができる。
本発明の第3実施形態としての電源装置100cにおける各部の電圧の状態を、図8(a)〜(k)に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
ここで、図8は本発明の第3実施形態としての電源装置100cにおける各部の処理を示すタイミングチャートであり、図8(a)は絶縁電源DCDC1から出力される中間電圧Vi1を示す図、図8(b)は絶縁電源DCDC2から出力される中間電圧Vi2を示す図、図8(c)は監視回路20−1から出力されるタイミング信号を示す図、図8(d)は監視回路20−2から出力されるタイミング信号を示す図、図8(e)は図8(c)に示す監視回路20−1から出力されるタイミング信号と図8(d)に示す監視回路20−2から出力されるタイミング信号との和を示す図、図8(f)は負荷素子LOAD1のV1端子に入力される信号を示す図、図8(g)は負荷素子LOAD1のV2端子に入力される信号を示す図、図8(h)は負荷素子LOAD1のV3端子に入力される信号を示す図、図8(i)は負荷素子LOAD2のV1端子に入力される信号を示す図、図8(j)は負荷素子LOAD2のV2端子に入力される信号を示す図、図8(k)は負荷素子LOAD2のV3に入力される信号を示す図である。
なお、これらの図8(a)〜図8(k)に示す例においては、絶縁電源DCDC1が絶縁電源DCDC2よりも先に起動し(立ち上がり)、電力供給を開始する例を示している。
本第3実施形態の電源装置100cにおいては、図8(a),(b)に示すように、絶縁電源DCDC1,DCDC2のうち、絶縁電源DCDC2の起動(図8(b)の時刻T2参照)が絶縁電源DCDC1の起動(図8(a)の時刻T1参照)よりも遅れ、起動時間にずれが生じても(図8(a),(b)参照)、比較器IC1から出力されるタイミング信号は、遅延部21−1により予め設定された遅延時間(図8(c)のDelay1参照)だけ遅延される。そして、この遅延時間(Delay1)は、絶縁電源DCDC2の立ち上り遅れ時間以上に設定されているので、これにより、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7に入力されるタイミング信号は、絶縁電源DCDC2の起動が完了するまでの間(図8(b)の時間T2参照)、確実にLowを維持する(図8(c)参照)。
すなわち、本第3実施形態100cにおいては、その起動時に、絶縁電源DCDC1よりも遅れて起動する絶縁電源DCDC2に対応する監視回路20−2の比較器IC2の出力が確定しなくても、遅延部21−1により、比較器IC1,IC2のワイヤードオア出力はLowのまま維持され(図8(e)の時間T0〜T3参照)、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は停止を維持するのである(図8(f)〜(k)参照)。
そして、遅延部21−1に監視回路20−1からのタイミング信号が入力されてから遅延時間経過すると、遅延回路21−1はタイミング信号の出力を開始する(図8(c)の点C1参照)。
また、絶縁電源DCDC1に遅れて絶縁電源DCDC2が起動し(図8(b)の時間T2参照)、監視回路20−2から出力されるタイミング信号が遅延部21−2に入力され、この遅延部21−2よって遅延時間(Delay2)だけ遅延されて、遅延部21−2から出力される(図8(d)の時間T3および点C2参照)。
これらの遅延部21−1,21−2の両方の出力がHighに転じると(時間T3参照)、これらのワイヤードオア出力がHighとなり(図8(e)参照)、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子にタイミング信号(起動信号)が入力され、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が同時に起動する。すなわち、本第3実施形態の電源装置100cにおいては、絶縁電源DCDC1,DCDC2の全てが確実に起動した後に、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7にタイミング信号が送出されるのである。
図9は本発明の第3実施形態としての電源装置100cのタイミング調整部20cの具体的な構成例を示す図である。
この図9に示す例においても、監視回路20−1は、絶縁電源DCDC1の出力電圧を分圧する分圧抵抗R1,R2をそなえて構成されるとともに、監視回路20−2は、絶縁電源DCDC2の出力電圧を分圧する分圧抵抗R4,R5をそなえて構成されており、これらの分圧抵抗R1,R2,R3,R4の各抵抗値は予め設定されるようになっている。
そして、これらの監視回路20−1,20−2においては、比較器IC1,IC2は、これらの分圧抵抗R1,R2,R3,R4によって分圧された絶縁電源DCDC1や絶縁電源DCDC2の分圧値が基準電圧Vr1,Vr2よりも低い状態ではLow(0)信号を出力(Low出力)し、又、その分圧値が基準電圧Vr1よりも高くなるとHigh信号を出力(High出力)するようになっているのである。
遅延回路21−1は、抵抗R3,R7,R8,コンデンサC1,トランジスタQ1,Q3およびダイオードD1をそなえて構成されている。そして、抵抗R3とコンデンサC1とによりCRタイマが構成され、コンデンサC1および抵抗R3の充放電の特性を用いて遅延時間を生成するようになっている。なお、トランジスタQ1,Q3は遅延回路のトランジスタとして機能し、抵抗R7,R8はそれぞれトランジスタQ1,Q3のバイアス抵抗である。又、ダイオードD1はツエナダイオードである。
遅延回路21−2は、遅延回路21−1と同様に、抵抗R6,R9,R10,コンデンサC2,トランジスタQ2,Q4およびダイオードD2をそなえて構成され、抵抗R6とコンデンサC2とによりCRタイマが構成されている。又、トランジスタQ2,Q4は遅延回路のトランジスタとして機能し、抵抗R9,R10はそれぞれトランジスタQ2,Q4のバイアス抵抗であり、ダイオードD2はツエナダイオードである。
また、遅延回路21−1のダイオードQ3の出力と、遅延回路21−2のダイオードQ4の出力とは互いに接続され、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子に接続されている。
そして、これらの遅延回路21−1,21−2の各遅延時間は、絶縁電源DCDC1や絶縁電源DCDC2の出力電力立ち上がり遅れ時間以上に設定されており、当該電源装置100cの設計者が、絶縁電源DCDC1,DCDC2の各特性等に基づき、抵抗R3,R6やコンデンサC1,C2等を適宜、選択・変更して構成することにより設定するようになっている。
遅延回路21−1においては、比較器IC1の出力がLowの場合に、コンデンサC1の電圧が0Vとなるので、トランジスタQ1がOFF状態となり、トランジスタQ3がONとなりLowを出力する。そして、比較器IC1の出力(タイミング信号)がHighに転じると、抵抗R3を通してコンデンサC1の充電が開始される。
コンデンサC1の充電が進み、ある時間を経過するとコンデンサC1の電圧がダイオード(ツエナダイオード)D1のツエナ電圧以上になり、トランジスタQ1をONする。トランジスタQ1がONするとトランジスタQ3をOFFして、トランジスタQ3の出力(タイミング信号)はHighに転じる。このようにして遅延動作が行われるのである。
同様に、遅延回路21−2においては、比較器IC2の出力がLowの場合に、コンデンサC2の電圧が0Vとなるので、ダイオードQ2がOFF状態となり、Q4がONとなりLowを出力する。比較器IC2の出力(タイミング信号)がHighに転じると、抵抗R6を通してコンデンサC2の充電が開始される。
コンデンサC2の充電が進み、ある時間を経過するとコンデンサC2の電圧がダイオード(ツエナダイオード)D2のツエナ電圧以上になり、トランジスタQ2をONする。トランジスタQ2がONするとトランジスタQ4をOFFして、トランジスタQ4の出力(タイミング信号)はHighに転じる。このようにして遅延動作が行われるのである。
なお、監視回路20−1,20−2の比較器IC1,IC2は、絶縁電源DCDC1,DCDC2の出力電圧の分圧値が基準電圧VR1,VR2よりも高くなる事で絶縁電源DCDC1や絶縁電源DCDC2の出力電圧が立ち上がったと判断して、LowからHighに転ずる。そして、これらの比較器IC1,IC2がLowからHighに転じると、遅延回路21−1,21−2を構成するトランジスタQ3,Q4の出力が遅延時間経過後にLowからHighに転じるのである。
また、トランジスタQ3,Q4の出力は互いに接続されているので、一方がLowすなわち出力電圧の分圧値が基準電圧を満たない場合には、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7においては各RC端子がLowのままとなり、停止状態が維持されるのである。又、トランジスタQ3,Q4両方の出力がHigh、すなわち、絶縁電源DCDC1および絶縁電源DCDC2の両方の出力電圧の分圧値が基準電圧を超えて一致時間を経過すると、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7においては各RC端子がHighとなり、一斉に起動するのである。
上述の如く構成された本発明の第3実施形態としての電源装置100cにおける各部の電圧の状態を、図10(a)〜(m)に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
ここで、図10(a)は絶縁電源DCDC1から出力される中間電圧Vi1を示す図、図10(b)は絶縁電源DCDC2から出力される中間電圧Vi2を示す図、図10(c)は遅延回路21−1のコンデンサC1にかかる電圧Vc1を示す図、図10(d)は遅延回路21−2のコンデンサC2にかかる電圧Vc2を示す図、図10(e)は遅延回路21−1のトランジスタQ3から出力されるタイミング信号を示す図、図10(f)は遅延回路21−2のトランジスタQ4から出力されるタイミング信号を示す図、図10(g)は図10(e)に示す遅延回路21−1のトランジスタQ3から出力されるタイミング信号と図10(f)に示す遅延回路21−2のトランジスタQ4から出力されるタイミング信号とのワイヤード出力を示す図、図10(h)は負荷素子LOAD1のV1端子に入力される信号を示す図、図10(i)は負荷素子LOAD1のV2端子に入力される信号を示す図、図10(j)は負荷素子LOAD1のV3端子に入力される信号を示す図、図10(k)は負荷素子LOAD2のV1端子に入力される信号を示す図、図10(l)は負荷素子LOAD2のV2端子に入力される信号を示す図、図10(m)は負荷素子LOAD2のV3に入力される信号を示す図である。
また、これらの図10(a)〜図10(m)に示す例においても、絶縁電源DCDC1が絶縁電源DCDC2よりも先に起動し(立ち上がり)、電力供給を開始する例を示している。
さて、本電源装置100cが起動しておらず、絶縁電源DCDC1,DCDC2のいずれも起動していない状態(停止状態)では(時刻T0〜T1参照)、監視回路20−1の比較器IC1および監視回路20−2の比較器IC2のいずれにも電力が供給されず、これらの比較器IC1,IC2のいずれの出力も不確定な状態であるが、一方、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7のいずれにも電力が供給されておらず(停止状態)、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7も起動されることがない。従って、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7から負荷素子LOAD1,LOAD2に対して、不確定な電力供給が行なわれることはない。
なお、図10(e),(f)中、比較器IC1,IC2による出力が不確定な領域を斜線を付して示す。
そして、本電源装置100cが起動し、先ず、絶縁電源DCDC1が起動して、その出力電圧が立ち上がった場合に(時刻T1;図10(a)の点D1参照)、監視回路20−1の比較器IC1の出力はHighとなるが、遅延回路21−1の動作により、コンデンサC1の充電が開始される(図10(c)の時刻T1参照)。コンデンサC1の充電が進み、ある時間を経過するとコンデンサC1の電圧がダイオード(ツエナダイオード)D1のツエナ電圧以上になり(図10(c)の時刻T3参照)、トランジスタQ1をONする。
そして、トランジスタQ1がONするとトランジスタQ3をOFFして、トランジスタQ3の出力(タイミング信号)はHighに転じる(図10(e)の点D3参照)。
そして、コンデンサC1の電圧がツエナダイオードD1のツエナ電圧以上になるまでの間、すなわち、出力電圧立ち上り遅れ時間(Delay1:図10(c)の時刻T1−T3参照)、トランジスタQ3はLowを維持する(図10(e)参照)。
また、絶縁電源DCDC2が起動するまでの間(図10(b)の時刻T0−T2参照)は、ダイオードQ4は不確定であるが(図10(f)参照)、遅延回路21−1のトランジスタQ3の出力がLowであるので、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はLowを維持されて停止状態を継続する(図10(g)参照)。
その後、絶縁電源DCDC2の出力電圧が遅れて立ち上がると(時刻T2;図10(b)の点D2参照)、監視回路20−2の比較器IC2の出力はHighとなるが、遅延回路21−2の動作により、コンデンサC2の充電が開始される(図10(d)の時刻T2参照)。コンデンサC2の充電が進み、ある時間を経過するとコンデンサC2の電圧がダイオード(ツエナダイオード)D2のツエナ電圧以上になり(図10(d)の時刻T4参照)、トランジスタQ2をONする。
そして、トランジスタQ2がONするとトランジスタQ4をOFFして、トランジスタQ4の出力(タイミング信号)はHighに転じる(図10(d)の点D4参照)。
そして、コンデンサC2の電圧がツエナダイオードD2のツエナ電圧以上になるまでの間、すなわち、出力電圧立ち上り遅れ時間(Delay2:図10(d)の時刻T2−T4参照)、トランジスタQ4はLowを維持する(図10(f)参照)。
絶縁電源DCDC1が起動し、その出力電圧が立ち上がったことを監視回路20−1が検知して、遅延回路21−1にタイミング信号が入力されると、遅延回路21−1においては、その出力電圧立ち上り遅れ時間(Delay1)が経過した後に、トランジスタQ3はLowからHighに転じるが(図10(e)の時刻T3参照)、この時点においては、遅延回路21−2のトランジスタQ4の出力がLowであるので、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はLowを維持されて停止状態を継続する(図10(f)の時刻T3〜T4参照)。
また、絶縁電源DCDC2が起動し、その出力電圧が立ち上がったことを監視回路20−2が検知して、その比較器IC2の出力がHighになり遅延回路21−2にタイミング信号が入力されると、遅延回路21−2において、出力電力立ち上り遅れ時間(Delay2)経過した後に、遅延回路21−2のトランジスタQ2,Q4の出力がHighに転じる(図10(f)の時刻T4参照)。
これにより、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC信号はLowからHighに転じて(図10(f)の点D4参照)、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が一斉に起動する(図10(h)〜図10(m))。
これにより、負荷素子LOAD1および負荷素子LOAD2の各V1端子,V2端子およびV3端子には、ほぼ同時に電力が供給されるのである。
このように、本発明の第3実施形態としての電源装置100cによれば、第1実施形態の電源装置100aと同様に、絶縁電源DCDC1と絶縁電源DCDC2とが同時に起動しない場合であっても、後段の非絶縁電源DCDC3〜DCDC7に不安定なタイミング信号が入力されることがなく、負荷素子LOAD1,LOAD2に対して安定した電力供給を行なうことができ、信頼性を向上させることができる。
すなわち、複数の遅延回路21−1,21−2の出力は互いに接続(ワイヤードオア)されているので、一方がLow、すなわち、出力電圧の分圧値が基準電圧を満たさない場合は、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子はLowのままとなり、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は停止状態を維持することができる。
そして、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2のうち、一方の絶縁電源(例えば、絶縁電源DCDC1)だけが起動した場合においても、他の絶縁電源(例えば、絶縁電源DCDC2)が起動し、その出力電力が安定するまで(立ち上り遅れ時間以上)、その対応する監視回路20−1から入力されるタイミング信号を遅延させて出力する、すなわち、遅延させている間はLow状態を維持するので、その他の絶縁電源(例えば、絶縁電源DCDC2)の未起動により、その対応する監視回路20−2が出力不確定状態となり不確定な出力信号(タイミング信号)を出力しても、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7の各RC端子をLowに維持され、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7は停止状態を維持することができるのである。
これにより、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7から負荷素子LOAD1,LOAD2に対して、不確定な電力供給が行なわれることはない。
そして、比較器IC1および比較器IC2の両方の出力がHighとなり、これらのタイミング信号が遅延回路21−1,21−2により、それぞれ出力電力立ち上り遅れ時間以上(Delay1,Delay2)遅延され、これらの遅延されたタイミング信号の両方がHighとなった場合に、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7が一斉に起動し、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7から負荷素子LOAD1および負荷素子LOAD2の各V1端子,V2端子およびV3端子に、ほぼ同時に電力を供給することができ、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2間で起動時間にずれが生じる場合においても、非絶縁電源DCDC3〜DCDC7を同じタイミングで一斉に起動させることができ、負荷素子LOAD1,LOAD2に安定した電源を供給できる。
そして、これにより、本発明の第3実施形態としての電源装置100cにおいても、複数の絶縁電源DCDC1,DCDC2の起動の時間差異により無駄に非絶縁電源DCDC3〜DCDC7を分散させることなく、効率よく非絶縁電源の電力を負荷素子に対して分配することができる。
また、これらの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7に電力を供給する絶縁電源DCDC1,DCDC2についても同様に、効率よく配下の非絶縁電源DCDC3〜DCDC7に電力を分配することができる。
さらに、これらの絶縁電源DCDC1,DCDC2について、各起動時間の遅延のばらつきに対する配慮が不要となるので、安価な電源を使用することができ、製造コストを低減することができる。
また、本第3実施形態の電源装置100cにおいては、3以上の絶縁電源DCDCをそなえる場合にも適用することができる。
また、一次電源10より電圧が低い電圧(中間電圧,中間電位)に変換する絶縁電源DCDC1,DCDC2を、小型の非絶縁電源(POLコンバータ)DCDC3〜DCDC87の前段に設けることにより、POL電源を小型化し、装置内部の絶縁確保を行なうことができる。
なお、本発明の各実施形態が開示されていれば、本発明を当業者によって実施・製造することが可能である。
(D)その他
そして、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した各実施形態においては、2つの絶縁電源DCDC1,DCDC2,5つの非絶縁電源DCDC3〜DCDC7および2つ負荷素子LOAD1,LOAD2をそなえて構成された電子機器1を示しているが、これに限定されるものではなく、3以上の絶縁電源(第1電源)をそなえてもよく、又、4つ以下もしくは6つ以上の非絶縁電源(第2電源)をそなえてもよく、更に、3以上の負荷素子をそなえてもよい。
また、電子装置1はコンピュータに限定されるものではなく、電源装置をそなえて動作する種々の機器であってもよい。
さらに、上述した第1実施形態〜第3実施形態にかかる技術の少なくとも2つを組み合わせて実施してもよい。
(E)付記
(付記1) 一次電源から供給される一次電源電圧の電力を供給電圧に変換して出力する電源装置であって、
該一次電源電圧を中間電圧に変換する複数の第1電源と、
該第1電源によって変換された該中間電圧を該供給電圧に変換して出力する第2電源と、
前記複数の第1電源のそれぞれから該中間電圧に変換された該電力を入力され、前記複数の第1電源の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、該第2電源に該供給電圧の出力を行なわせるタイミング調整部とをそなえることを特徴とする、電源装置。
(付記2) 該タイミング調整部が、
前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部をそなえて構成され、
前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源のうち当該タイミング信号出力部に対応する該第1電源とは異なる他の第1電源から駆動電力を供給されることにより動作することを特徴する、付記1記載の電源装置。
(付記3) 前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源からそれぞれ供給される駆動電力を合成する合成部をそなえ、該合成部によって合成された駆動電力を供給されることを特徴する、付記2記載の電源装置。
(付記4) 該タイミング調整部が、
前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部と、
前記複数のタイミング信号出力部のそれぞれに対応してそなえられ、前記複数の第1電源のうち対応する該第1電源とは異なる他の第1電源の出力電力立ち上り遅れ時間以上、前記対応する該タイミング信号出力部から入力される該タイミング信号を遅延させて出力可能な複数の遅延部と、
前記複数の遅延部からそれぞれ出力される該タイミング信号の論理積をとる論理積部とをそなえることを特徴とする、付記1記載の電源装置。
(付記5) 該タイミング信号出力部が、当該タイミング信号出力部に対応する該第1電源の出力電圧を基準電圧と比較する電圧コンパレータをそなえて構成され、当該電源コンパレータの非通電時には該第2電源の出力動作を抑止しうる抑止信号を出力することを特徴とする、付記2〜付記4のいずれか1項に記載の電源装置。
(付記6) 該第2電源が、当該第2電源の起動および停止を制御するための信号を入力するための制御信号入力部をそなえ、
該タイミング調整部が、該タイミング信号を該制御信号入力部に入力することにより、該第2電源に前記供給電圧の出力を行なわせることを特徴とする、付記2〜付記5のいずれか1項に記載の電源装置。
(付記7) 供給電圧で動作する複数の負荷素子と、
一次電源から供給される一次電源電圧を中間電圧に変換する複数の第1電源と、
該第1電源によって変換された該中間電圧を該供給電圧に変換して出力する第2電源と、
前記複数の第1電源のそれぞれから該中間電圧に変換された該電力を入力され、前記複数の第1電源の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、該第2電源に該供給電圧の出力を行なわせるタイミング調整部とをそなえることを特徴とする、電子装置。
(付記8) 該タイミング調整部が、
前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部をそなえて構成され、
前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源のうち当該電力中継出力部に対応する該第1電源とは異なる他の第1電源から駆動電力を供給されることにより動作することを特徴する、付記7記載の電子装置。
(付記9) 前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源からそれぞれ供給される駆動電力を合成する合成部をそなえ、該合成部によって合成された駆動電力を供給されることを特徴する、付記8記載の電子装置。
(付記10) 該タイミング調整部が、
前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部と、
前記複数のタイミング信号出力部のそれぞれに対応してそなえられ、前記複数の第1電源のうち対応する該第1電源とは異なる他の第1電源の出力電力立ち上り遅れ時間以上、前記対応する該タイミング信号出力部から入力される該タイミング信号を遅延させて出力可能な複数の遅延部と、
前記複数の遅延部からそれぞれ出力される該タイミング信号の論理積をとる論理積部とをそなえることを特徴とする、付記7記載の電子装置。
(付記11) 該タイミング信号出力部が、当該タイミング信号出力部に対応する該第1電源の出力電圧を基準電圧と比較する電圧コンパレータをそなえて構成され、当該電源コンパレータの非通電時には該第2電源の出力動作を抑止しうる抑止信号を出力することを特徴とする、付記8〜付記10のいずれか1項に記載の電子装置。
(付記12) 該第2電源が、当該第2電源の起動および停止を制御するための信号を入力するための制御信号入力部をそなえ、
該タイミング調整部が、該タイミング信号を該制御信号入力部に入力することにより、該第2電源に前記供給電圧の出力を行なわせることを特徴とする、付記8〜付記11のいずれか1項に記載の電子装置。
負荷素子の近くに非絶縁電源をそなえるPOL(Point Of Load)方式として構成された電源装置の他、複数段の電源装置(コンバータ)を介して負荷素子に電源を供給する電源装置にも適用できる。
本発明の第1実施形態としての電源装置の構成を模式的に示す図である。 図1に示した本発明の第1実施形態としての電源装置のタイミング調整部の回路構成を具体的に示す図である。 (a)〜(k)は本発明の第1実施形態としての電源装置における各部の電圧の状態を示すタイミングチャートである。 本発明の第2実施形態としての電源装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の第2実施形態としての電源装置のタイミング調整部の回路構成を具体的に示す図である。 (a)〜(m)は本発明の第2実施形態としての電源装置における各部の電圧の状態を示すタイミングチャートである。 本発明の第3実施形態としての電源装置の構成を模式的に示す図である。 (a)〜(k)は本発明の第3実施形態としての電源装置における各部の電圧の状態を示すタイミングチャートである。 本発明の第3実施形態としての電源装置のタイミング調整部の具体的な構成例を示す図である。 (a)〜(m)は本発明の第3実施形態としての電源装置における各部の電圧の状態を示すタイミングチャートである。 従来のIBA給電電源構成をそなえる電源装置の構成例を模式的に示す図である。 (a)〜(h)は図11に示す従来の電源装置における各電圧の状態を示すタイミングチャートである。 従来の電源装置の他の構成例を模式的に示す図である。 (a),(b)は図13に示す従来の電源構成における各電圧の状態を示すタイミングチャートである。
符号の説明
1 電子装置
10 一次電源
20−1,20−2 監視回路(タイミング信号出力部)
20a,20b,20c タイミング調整部
21−1,21−2 遅延部
C1,C2 コンデンサ
IC1,IC2 比較器
DCDC1,DCDC2 絶縁電源(第1電源)
DCDC3〜DCDC7 非絶縁電源(第2電源)
LOAD1,LOAD2 負荷素子
L1〜L4 電力供給線
D1〜D4 ダイオード
Q1〜Q4 トランジスタ
R1〜R10 抵抗

Claims (10)

  1. 一次電源から供給される一次電源電圧の電力を供給電圧に変換して出力する電源装置であって、
    該一次電源電圧を中間電圧に変換する複数の第1電源と、
    該第1電源によって変換された該中間電圧を該供給電圧に変換して出力する第2電源と、
    前記複数の第1電源のそれぞれから該中間電圧に変換された該電力を入力され、前記複数の第1電源の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、該第2電源に該供給電圧の出力を行なわせるタイミング調整部とをそなえることを特徴とする、電源装置。
  2. 該タイミング調整部が、
    前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部をそなえて構成され、
    前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源のうち当該タイミング信号出力部に対応する該第1電源とは異なる他の第1電源から駆動電力を供給されることにより動作することを特徴する、請求項1記載の電源装置。
  3. 前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源からそれぞれ供給される駆動電力を合成する合成部をそなえ、該合成部によって合成された駆動電力を供給されることを特徴する、請求項2記載の電源装置。
  4. 該タイミング調整部が、
    前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部と、
    前記複数のタイミング信号出力部のそれぞれに対応してそなえられ、前記複数の第1電源のうち対応する該第1電源とは異なる他の第1電源の出力電力立ち上り遅れ時間以上、前記対応する該タイミング信号出力部から入力される該タイミング信号を遅延させて出力可能な複数の遅延部と、
    前記複数の遅延部からそれぞれ出力される該タイミング信号の論理積をとる論理積部とをそなえることを特徴とする、請求項1記載の電源装置。
  5. 該タイミング信号出力部が、当該タイミング信号出力部に対応する該第1電源の出力電圧を基準電圧と比較する電圧コンパレータをそなえて構成され、当該電源コンパレータの非通電時には該第2電源の出力動作を抑止しうる抑止信号を出力することを特徴とする、請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の電源装置。
  6. 供給電圧で動作する複数の負荷素子と、
    一次電源から供給される一次電源電圧を中間電圧に変換する複数の第1電源と、
    該第1電源によって変換された該中間電圧を該供給電圧に変換して出力する第2電源と、
    前記複数の第1電源のそれぞれから該中間電圧に変換された該電力を入力され、前記複数の第1電源の起動タイミングのずれを吸収するタイミング調整を行なって、該第2電源に該供給電圧の出力を行なわせるタイミング調整部とをそなえることを特徴とする、電子装置。
  7. 該タイミング調整部が、
    前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部をそなえて構成され、
    前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源のうち当該電力中継出力部に対応する該第1電源とは異なる他の第1電源から駆動電力を供給されることにより動作することを特徴する、請求項6記載の電子装置。
  8. 前記複数のタイミング信号出力部が、それぞれ、前記複数の第1電源からそれぞれ供給される駆動電力を合成する合成部をそなえ、該合成部によって合成された駆動電力を供給されることを特徴する、請求項7記載の電子装置。
  9. 該タイミング調整部が、
    前記複数の第1電源のそれぞれに対応してそなえられ、各対応する該第1電源から入力される該電力に基づいてタイミング信号を出力可能な複数のタイミング信号出力部と、
    前記複数のタイミング信号出力部のそれぞれに対応してそなえられ、前記複数の第1電源のうち対応する該第1電源とは異なる他の第1電源の出力電力立ち上り遅れ時間以上、前記対応する該タイミング信号出力部から入力される該タイミング信号を遅延させて出力可能な複数の遅延部と、
    前記複数の遅延部からそれぞれ出力される該タイミング信号の論理積をとる論理積部とをそなえることを特徴とする、請求項6記載の電子装置。
  10. 該タイミング信号出力部が、当該タイミング信号出力部に対応する該第1電源の出力電圧を基準電圧と比較する電圧コンパレータをそなえて構成され、当該電源コンパレータの非通電時には該第2電源の出力動作を抑止しうる抑止信号を出力することを特徴とする、請求項7〜請求項9のいずれか1項に記載の電子装置。
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