JP2009171746A - 電源装置および電子装置 - Google Patents
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Abstract
【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
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。
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。
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。
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。
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)。
(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)。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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20−2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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
(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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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)。
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、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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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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