JP2010181996A - 電源装置および電力供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】停電時などの電力供給停止時にネットワーク機能を維持させるための電源装置および電力供給方法を提供すること。
【解決手段】電源装置１３０は、ネットワークに接続された情報処理装置からのバスパワーをバスパワーライン２１２を介して受領してバスパワーをネットワーク機器に供給するためのバスパワー供給回路２１０と、ＡＣ電力により供給されるＤＣ電力の停止を検出する電力停止検出回路２０６と、ＤＣ電力の停止に応答してＤＣ電力から前記バスパワーへと電力供給経路を切替えるスイッチング回路２０８と、バスパワーによりネットワーク機器に対して供給される出力電力を検出し、出力電力に応答してネットワーク機器を接続する出力経路を制御する出力先選択回路２１８とを含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ネットワークに対する電源供給技術に関し、より詳細には、停電時などの電力供給停止時にネットワーク機能を維持させるための電源装置および電力供給方法に関する。

パーソナルコンピュータ（以下単にＰＣとして参照する。）、画像形成装置などの情報処理装置は、重要な高付加価値のデータを取り扱うことが多い。このため、情報処理装置は、停電などによる電力供給停止の発生によるデータの損失を防止するため、無停電電源装置、いわゆるＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply；UPS）などによるバックアップが行なわれている。ＵＰＳが接続されたサーバ、ＰＣ、画像形成装置は、電力供給停止時にでも処理中のデータを保護することができる。ところで、多くの場合、サーバ、ＰＣ、または画像形成装置などは、近年ではネットワークにより相互接続され、データの送受信を行なうことでデータの共有が可能とされている。

サーバやＰＣなどをＬＡＮなどのネットワークに接続するためには、ブリッジやハブといったＯＳＩ基本参照モデルにおけるレイヤ２のネットワーク機器を使用する。また、情報処理装置をインターネットなどの広域ネットワークに接続するためには、ルータなどレイヤ３ネットワーク機器を使用する。これらのネットワーク機器もまた、ＡＣ電源からの電力供給を受けてその機能を提供する。したがって、電力供給停止のイベントが発生すると、ネットワーク機器の電源も落ちてしまうため、電力供給停止時にネットワーク中を伝送されているデータは、消失してしまう可能性がある。すなわち、ネットワークシステムで電源障害の場合にデータを保全する観点からは、電力停止の発生の際に通信中のデータ保護を含めて考える必要がある。

これまで、ネットワーク機器に対する電力供給停止に対応するため、種々の方法が提案されている。例えば、特開２００７−６０８０２号公報（特許文献１）では、停電発生時に無停電電源装置に内蔵したバッテリからの電源をネットワーク通信出力用コネクタに供給する無停電電源装置を開示する。また、特開２００１−３３３５４７号公報（特許文献２）では、ハブ機能を有する無停電電源が開示されている。さらに特許第３９１３４８４号明細書（特許文献３）では、電源の投入に関連して画像処理状態を検査し、処理プロセスを制御する技術が開示されている。

上述したように、電力供給停止時にネットワーク機器に対して電力を提供する無停電電源が知られているものの、特許文献１の方法は、無停電電源装置にネットワーク機器に対する電力供給を行うための通信ケーブルを介してネットワーク端末装置に電源を供給する。このため、専用の無停電電源装置を必要とし、また、電力供給を行うための専用通信ケーブルを必要とする結果、ネットワーク接続されるネットワーク機器も通常の規格とは異なる通信ケーブルをサポートしなければならず、ネットワークシステムとして汎用性に欠け、またコストも高まるという問題があった。

さらに特許文献２は、無停電電源にＵＳＢハブ機能を含ませるものであるが、特許文献１と同様に専用の無停電電源が必要とされることや、ネットワークの物理的トポロジが、無停電電源の配置に限定されること、イーサネット（登録商標）などの汎用プロトコルを使用できないこと、コストおよびネットワークトポロジの柔軟性を制限してしまうという問題点がある。また、特許文献３では、電源投入時の画像処理プロセスの制御を処理残データとの関係で制御するものであり、イーサネット（登録商標）や、ＩＥＥＥ８０２．Ｘなどのプロトコルを使用する汎用ネットワークの無停電化という課題を解決するものではない。

また、サーバやＰＣと同様にネットワーク機器にも無停電電源を接続すればネットワークシステムの無停電化は可能であるが、無停電電源をネットワーク機器単位で配置することは、コストもかかり、また無停電電源自体のメンテナンスの問題も発生する。

一方、近年のサーバ、ＰＣ、画像形成装置は、通常、外部装置を接続するために、電力供給可能な、複数のＵＳＢポートを保有している。電力供給停止時に無停電電源により駆動されるサーバやＰＣであっても、ＵＳＢポートを介した電力供給は可能であり、別途無停電電源を用意せずとも、サーバやＰＣ自体がサージやリプルなどの問題を発生しない安全な電力供給手段を提供することができる。

すなわち、本発明は、ハブや無線ＬＡＮのアクセスポイントなどのネットワーク機器やネットワーク接続された装置について、電源断が発生した際にも、データの消失を防止することができ、専用の無停電電源装置を使用することなく、また既存の電源供給システムに大幅な変更を加える必要がない電源装置および電源供給方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、本発明では、ネットワーク機器を無停電化するために、ＵＰＳにより電源供給が維持されている情報処理装置のバスパワーを使用する電源装置および電力供給方法を提供する。電源装置は、ＡＣ電源が正常に動作している場合、ネットワーク機器に対してＡＣ電源から変換されたＤＣ電力を供給する。電源装置には、情報処理装置からのＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４など、パワー供給可能なバスラインが接続されている。

本発明の電源装置は、ＡＣ電源からの電力供給停止を検出すると、バスラインからの電力を使用してネットワーク機器の電力をバックアップする。バスパワーは、ＵＰＳにより電源バックアップされた情報処理装置から供給されるので、電力供給停止の場合でもバスパワーは維持されているので、ネットワーク機器は、情報処理装置を機能させるためのＵＰＳにより間接的に機能させることができ、効率的にネットワーク機能を電力供給停止時にでも維持することができる。

また、電源装置は、ＡＳＩＣなどの制御回路を実装しており、ネットワーク機器に供給するＤＣ電力に対応して、機能を維持するネットワーク機器を選択し、電力供給経路を制御する。このため、バスパワーにより提供されるＤＣ電力に対応し、維持するべきネットワーク機能のうち、優先度の高いネットワークを維持するためのネットワーク機器を効率的に継続して機能させることが可能となる。

本実施形態の電源装置を含むネットワーク１００の物理接続図。 本実施形態の電源装置１３０の概略的な機能ブロック２００を示した図 本実施形態の電源装置１３０の電力停止検出回路２０６およびスイッチング回路２０８の例示的な実施形態を示した図。 本実施形態のスイッチング回路２０８の第２の実施形態を示した図。 本実施形態の電源装置１３０が実行する電力供給方法のフローチャート。 本実施形態の電力供給方法で、ステップＳ５０３で出力制御処理を行う実施形態のフローチャート。 本実施形態の出力制限を実行する場合の制御テーブルの実施形態を示した図。 本実施形態の電源装置を含むネットワーク８００の他の実施形態を示した図。 本実施形態の電源装置を含むネットワーク９００の他の実施形態を示した図。

以下、本発明を実施形態をもって説明するが、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。図１は、本実施形態の電源装置を含むネットワーク１００の物理接続図を示す。図１のネットワーク１００は、１０ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−ＴＸなどの規格のイーサネット（登録商標）１２２、１４０などでサーバ１１６、ＰＣ１１８、１２０などの情報処理装置を含んで構成されている。

ネットワーク１００には、ＯＳＩ基本参照モデルで規定されるレイヤ２機能を有するレイヤ２ハブ１３２が接続されていて、情報処理装置相互の間のデータ伝送を可能としている。また、レイヤ２ハブ１３２には、イーサネット（登録商標）１４０を介してワイヤレスＬＡＮのＷＬＡＮアクセスポイント１４２、プリンタ１４４、多機能機（Multi-function Peripheral: MFP)１４６が接続されている。

レイヤ２ハブ１３２は、情報処理装置、プリンタ、ＭＦＰなどからのパケットを受領し、アドレステーブルを参照し、ＭＡＣアドレスを使用して他の情報処理装置やプリンタＭＦＰなどにデータ転送を行っている。また、レイヤ２ハブ１３２は、必要に応じて他のＬＡＮに接続された情報処理装置やルータに対してデータを転送する。ＷＬＡＮアクセスポイント１４２は、ＩＥＥＥ８０２．Ｘなどの通信プロトコルを使用して、ノート型ＰＣなどからのイーサネット（登録商標）ネットワークへのアクセスを可能としている。また、プリンタ１４４、ＭＦＰ１４６は、イーサネット（登録商標）１４０を介して情報処理装置からのプリントデータを受領し、出力させている。

図１に示したネットワーク１００を構成する情報処理装置である、サーバ１１６、ＰＣ１１８、ＰＣ１２０およびレイヤ２ハブ１３２、ＷＬＡＮアクセスポイント１４２は、正常時にはそれぞれＡＣ電源１７０からのＡＣ電力を受け取って動作している。

また、サーバ１１６、ＰＣ１１８、ＰＣ１２０といった情報処理装置には、ＡＣ電力供給の障害による停電に対応するために、ＵＰＳ１１０、ＵＰＳ１１２、ＵＰＳ１１４が接続されている。ＵＰＳ１１０、ＵＰＳ１１２、ＵＰＳ１１４は、ＡＣ電力の停止を検出し、情報処理装置に対して動作電力を供給する。一方、ネットワーク１００に接続されるレイヤ２ハブ１３２は、本実施形態にしたがい、電源装置１３０から電力供給を受けている。

電源装置１３０は、サーバ１１６、ＰＣ１１８、ＰＣ１２０などの情報処理装置からのＵＳＢ(Universal Serial Bus)バスまたはＩＥＥＥ１３９４バスなどのパワー供給可能なバスパワーラインが接続されている。電源装置１３０は、ＡＣ電力が正常に供給されている場合には、ＡＣ電源１７０からのＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換し、レイヤ２ハブ１３２への電力供給を行っている。一方、電源装置１３０は、ＡＣ電源の障害によりＡＣ電力供給が停止した場合、ＵＰＳにより電力がバックアップされている情報処理装置からのバスパワーにより、レイヤ２ハブ１３２へとＤＣ電力を供給する。すなわち、本実施形態ではネットワーク機器の無停電化を、ＵＰＳによる緊急電力をパワー供給可能なバスラインを介してネットワーク機器に供給することにより達成する。このため、レイヤ２ハブ１３２のために使用される電源装置１３０以外には、無停電源を必要としない。

図１に示した実施形態では、レイヤ２バブ１３２と、電源装置１３０とは、別体として構成されるものとしているが、電源装置１３０は、レイヤ２ハブ１３２といったネットワーク機器の電源モジュールとして構成することもできる。電源装置１３０とレイヤ２ハブ１３２とを一体として実装する場合、レイヤ２ハブ１３２の筐体の適切な側面には、デバイスコネクタを複数設置する構成とすることができる。ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４のデバイスコネクタは、ホストコネクタよりも小型に形成されているので、レイヤ２ハブ１３２に充分な数のコネクタ領域を確保することができる。

ＵＳＢは、規格設定で、バスパワー電圧＝５Ｖ、規格電流＝５００ｍＡ、消費電力＝２．５Ｗであり、複数のＵＳＢデバイスコネクタを接続することで、ネットワーク機器を駆動するための電力を供給することができる。また、ＩＥＥＥ１３９４バスでは、バスパワー電圧＝１２Ｖ、規格電流＝１．５Ａ、消費電力＝１８Ｗであり、小型のレイヤ２ハブであれば、単一のＩＥＥＥ１３９４バスラインでも駆動電力を供給することができる。なお、さらに多数のネットワーク機器を無停電化する目的で、ＩＥＥＥ１３９４バスも複数接続することができる。

この結果、図１の破線で示したドメイン１５０は、ＵＰＳ１１０、ＵＰＳ１１２、ＵＰＳ１１４を介して間接的にネットワーク機器までを含む無停電ドメインとすることがでる。無停電ドメイン１５０では、電力供給停止が発生してもネットワークで転送中のデータおよびＰＣ１１８、１２０がサーバ１１６にアクセスしているセッションを含め、ネットワーク機能を維持することができ、高付加価値のデータの保護効率を高めつつ、さらに作業効率を向上させることができる。

また、電源装置１３０は、無停電電源でバックアップされたサーバ１１６、ＰＣ１１８、ＰＣ１２０からのバスパワーで電力供給を受け、レイヤ２ハブ１３２などのネットワーク機器に対して電力を供給する。このため、ネットワーク機器に対して別途ＵＰＳを設置することなくドメイン１５０を無停電化することができる。さらに、情報処理装置とレイヤ２ハブ１３２とはイーサネット（登録商標）ケーブルで接続されており、ＵＳＢおよびＩＥＥＥ１３９４バスラインは、コネクタなどで延長可能なので、電源装置１３０と、サーバ１１６、ＰＣ１１８、ＰＣ１２０などの情報処理装置との間のネットワークトポロジは、ネットワーク１００を構成することができる限り接続可能となる。このため、レイヤ２ハブ１３２の無停電化は、ネットワークトポロジの柔軟性を低下させることなく、達成することができる。

一方、図１の実施形態では、電源装置１３０は、レイヤ２ハブ１３２だけに電力を供給するものとして説明しているので、ＡＣ電力供給停止が発生した場合、ドメイン１６０は、電力の供給を受けることができず、処理の中断または機器のシャットダウン処理が発生する。なお、ＷＬＡＮアクセスポイント１４２、プリンタ１４４、ＭＦＰ１４６に設定された電力供給停止時の処理に依存してデータ管理が実行される。

図２は、本実施形態の電源装置１３０の概略的な機能ブロック２００を示す。電源装置１３０は、外部に配置されたＡＣアダプタ２０２からのＡＣ電力の供給を受け、電源装置１３０の内部に設置されたＤＣ変換回路２０４によりＡＣ電力を駆動レベルのＤＣ電力に変換する。他の実施形態では、ＤＣ変換回路２０４は、電源装置の外部に設けられ、ＡＣアダプタ２０２と一体化された、いわゆるＤＣコンバータとして実装されていてもよい。説明する他の実施形態の場合、電源装置１３０は、ＤＣ変換回路２０４により変換された、例えばＤＣ＝１２Ｖの入力電圧を、制御回路（ＣＰＵ）２１６の駆動電圧（Ｖｃｃ）に変換するための分圧回路または、レギュレータ回路を含んで実装することもできる。同様の回路構成は、バスパワーとしてＤＣ＝１２Ｖを供給するＩＥＥＥ１３９４バスの場合にも適用することができる。

さらに図２を使用して電源装置１３０の機能ブロックを説明する。電源装置１３０には、ＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４などのバスのデバイスコネクタ２２４が複数配設されている。電源装置１３０には、デバイスコネクタ２２４を介してサーバ１１６、ＰＣ１１８、１２０といった情報処理装置からのバスパワーライン２１２が接続されている。バスパワーライン２１２からのバスパワーは、複数のダイオードを介してバスパワー供給回路２１０に送付される。また、バスパワーライン２１２からのバスパワーは、適切な抵抗を介して、ＣＰＵ２１６の制御入力Ｉ／Ｏ＿ｉｎへと、接続されたバスパワーラインの数を検出するために送付される。

また、バスパワーは、バスパワーライン供給回路２１０に送付され、ＤＣ電力の停止に対応してバスパワー供給回路２１０を介してバスパワーが供給される。また、バスパワーラインの供給する電圧は、電力停止検出回路２０６に送付され、電力停止検出回路２０６がＤＣ電力停止を判断するための基準電圧を提供する。

ＤＣ変換回路２０４の出力は、ＤＣ電力の停止を検出するための電力停止検出回路２０６に入力される。電力停止検出回路２０６は、停電などによるＤＣ電力の供給停止を検出し、ＣＰＵ２１６に対して電力停止処理を実行するようにＣＰＵ２１６に送付する。図２に示した実施形態では、ＤＣ変換回路２０４からの電力供給が正常に行われているものとして説明しているので、スイッチング回路２０８は、ＤＣ変換回路２０４からの電力を、ＣＰＵ２１６の動作電圧Ｖｃｃおよびネットワーク機器の駆動電力として供給している。

この状態では、電源装置１３０は、ＤＣ変換回路２０４からのＤＣ電力を、レイヤ２ハブ１３２に送付する。そして、電源供給停止時には、電源装置１３０は、スイッチング回路２０８を、ＵＰＳでバックアップされて動作するサーバ１１６、ＰＣ１１８、ＰＣ１２０からのバスパワーを介して供給される電力を、レイヤ２ハブ１３２およびＣＰＵ２１６に提供するように電力供給経路をスイッチングする。

ＣＰＵ２１６は、本実施形態の電力供給方法を実行するためのプログラムをＲＯＭなどに記憶する。ＣＰＵ２１６は、電力供給停止の判断に応答し、バスパワーで供給されるＤＣ電力の供給を、ハブ、アクセスポイント、その他のデバイスなどのネットワーク機器に対して開始する。また、他の実施形態で、電力供給を行うための優先順位や消費電力の条件が設定されている場合には、優先順位や消費電力の設定に応じて電力供給経路を制御する。

ＣＰＵ２１６は、上述した処理を実行するための制御データを受領する複数のＩ／Ｏ＿ｉｎポートを含んでいる。例えば、ＣＰＵ２１６のＩ／Ｏ＿ｉｎには、電力供給停止を通知するため電力停止検出回路２０６からの出力、電力供給停止時にバスパワーラインを介して供給される出力電力をフィードバックするため、出力電力検出回路２２０の出力、バスパワー供給回路２１０に接続されているバスライン数をチェックするための出力などが入力される。

さらに図２に示す出力先選択回路２１８は、出力電力検出回路２２０と、複数のスイッチ２２２とを含んで構成されている。出力先選択回路２１８には、ＣＰＵ２１６のＩ／Ｏ＿ｏｕｔから、スイッチ２２２の数に対応する出力制御信号が入力されていて、出力電力の値に応じて、電力供給を行うためにスイッチ２２２のオン／オフ制御を行っている。なお、本実施形態で供給電力とは、バスパワーラインから電源装置１３０に供給されるバスパワーを合計し、電力供給停止状態で、電源装置１３０に供給される電力値を意味する。また、本実施形態で、出力電力とは、電源装置１３０からネットワーク機器などに出力される電力値を意味する。

スイッチ２２２の出力は、出力ポート２２６、出力ポート２２８、出力ポート２３０に接続されている。出力ポート２２６、出力ポート２２８、出力ポート２３０には、例えば、それぞれ固有の“ポートＡ”、“ポートＢ”、“ポートＤ”などのポート名が設定されていて、各出力ポートには、出力の優先順位が割当てられている。ＣＰＵ２１６は、出力電力の検出レベルに応答して優先度の低い出力ポートに対応付けられたスイッチ２２２をオフ制御して、優先順位の高いネットワーク機器の動作を保証している。

なお、本実施形態では、単一のネットワーク機器に対して電力を供給するだけで済む場合や電源装置１３０がネットワーク機器の内蔵電源モジュールの場合には、スイッチ２２２を複数実装する必要はない。

また、ＡＣ電力が正常に供給されている場合や、バスパワーラインからの供給電力がバックアップするべきネットワーク機器などの外部機器の消費電力をはるかに上回ることが保証できる場合には、出力電力や優先順位を使用するフィードバック制御を採用する必要はない。出力電力検出回路２２０は、出力先選択回路２１８の出力電流をモニタし、出力電流を示す信号をＣＰＵ１２６にフィードバックし、ＣＰＵ２１６による出力電流の制御のために利用させている。

図３は、本実施形態の電源装置１３０の電力停止検出回路２０６およびスイッチング回路２０８の例示的な実施形態を示す。なお、図３に示した実施形態は、バスラインとしてＵＳＢ（５Ｖ）を使用する実施形態である。バスラインとしてＩＥＥＥ１３９４を使用する場合、バス供給電圧＝１２Ｖをバスパワー供給回路２１０に適切な分割回路またはレギュレータ回路を実装することにより、５Ｖ出力とすることで、同様の回路構成を使用することができることはいうまでもない。また、特定の用途に応じて、出力先選択回路には１２ＶのＤＣ出力を供給し、ＣＰＵ２１６には、許容動作電圧範囲の電圧を供給するように分圧回路をＦＥＴ３０４と、ＦＥＴ３０６との間に構成しても良い。

電力停止検出回路２０６は、ＡＮＤゲート３０２を含んで構成することができる。ＡＮＤゲート３０２には、ＤＣ変換回路２０４からのＤＣ電力ＤＣ＿ｉｎと、基準電圧として使用するバスパワー供給回路２１０に入力されるバスパワーラインのＶｃｃの値とが入力され、ＤＣ＿ｉｎがＬＯＷレベルに遷移したことに応答して、ＡＮＤゲート３０２の出力がＨｉｇｈからＬＯＷに遷移する。

ＡＮＤゲート３０２の出力は、ＣＰＵ２１６のＩ／Ｏ＿ｉｎのＩ／Ｏ制御信号として送付される。ＣＰＵ２１６は、電力停止信号がＨｉｇｈの期間は、出力先選択回路２１８に対して全スイッチ２２２をＯＮさせる制御信号を生成し、電力を供給するべきネットワーク機器に対して電力を供給する。その後、電力停止検出信号２０６がＬＯＷに遷移すると、ＣＰＵ２１６は、本実施形態の電力供給処理を開始する。

スイッチング回路２０８は、図３に示すように、ＦＥＴ３０４と、ＦＥＴ３０６とを含んで実装することができる。スイッチング回路２０８は、ＤＣ＿ｉｎからの電力供給が正常の場合には、ＣＰＵ２１６のＶｃｃおよびネットワーク機器に対して電力を供給する。ＤＣ変換回路２０４からのＤＣ電力が正常に供給されている場合、ＦＥＴ３０４およびＦＥＴ３０６は、低インピーダンス状態とされて、ＣＰＵ２１６のＶｃｃおよびネットワーク機器には、ＤＣ変換回路２０４の出力であるＤＣ＿ｉｎの電力が供給される。

一方、ＤＣ変換回路２０４からのＤＣ電力であるＤＣ＿ｉｎの供給が停止した場合、ＦＥＴ３０４およびＦＥＴ３０６は、高インピーダンス状態に遷移する。この結果、ＦＥＴ３０４のドレイン電極側およびＦＥＴ３０６のドレイン電極側の電位は、バスパワーラインの供給するＶｃｃに切替えられ、ＣＰＵ２１６は、バスパワー供給回路２１０を介してバスパワーにより動作が保証される。また、ＦＥＴ３０４のドレイン電極は、出力先選択回路２１８にも接続されているのでネットワーク機器には、バスパワーによるＳＷ＿ｏｕｔが、ネットワーク機器へと供給される。

なお、ＤＣ＿ｉｎの電力供給停止後、バスパワーラインからの電力供給までの期間において、ＣＰＵ２１６の動作電位Ｖｃｃを保証するため、図示した実施形態では、ＣＰＵ２１６のＶｃｃには、キャパシタンス３０８および抵抗３１０が接続されている。キャパシタンス３０８および抵抗３１０は、バスパワーラインからのＤＣ電力供給に切替えられるまでの過渡的期間中、Ｖｃｃが規格最低レベル以上に保持させている。なお、電源装置１３０の実装形式によっては、キャパシタンス３０８および抵抗３１０に代えて、バックアップ電池およびダイオードなどを使用することもできる。

図４は、本実施形態のスイッチング回路２０８の第２の実施形態を示す。図４に示した実施形態においてもバスラインとしてバス供給電圧＝５ＶのＵＳＢを使用するものとして説明する。なお、バスラインとしてＩＥＥＥ１３９４を使用する場合、特定の用途に応じて、バスパワー供給回路２１０に分圧回路を設けることもできるし、供給先に適合するように適宜分割回路などを実装することができる。

図４に示す第２の実施形態では、スイッチングのために単一のＦＥＴ４１０が使用され、ＦＥＴ４１０のインピーダンス状態を、ＣＰＵ２１６のＩ／Ｏ＿ｏｕｔにより制御する実施形態である。電力停止検出回路２０６が電力供給停止をＣＰＵ２１６に通知すると、ＣＰＵ２１６は、本実施形態にしたがいバスパワーラインを介した電力供給の制御処理を開始させ、Ｉ／Ｏ＿ｏｕｔのライン４４０をＬｏｗレベルに遷移させ、ＦＥＴ４１０をハイインピーダンス状態に遷移させることにより、バスパワー供給回路２１０を経由した電力供給を開始させる。同時に、出力電力検出回路２２０からのフィードバック信号を受領して、出力先選択回路２１８のスイッチ２２２の切替え信号を生成し、出力先選択回路２１８に送付する。

バスパワーへの切替え期間中、ＣＰＵ２１６のＶｃｃは、Ｖｃｃラインに接続されたバックアップ電池４２０により規格範囲内に維持される。本実施形態では、図３の実施形態でも図４の実施形態の、いずれのスイッチング回路２０８も利用することができ、いずれの実施形態を使用するかについては、コストおよびデバイス面積などの実装上の観点から適宜選択すればよい。また、図３および図４に示したスイッチング回路２０８の実施形態はあくまで例示的なものであり、同様の機能を提供することができる限り、いかなる回路構成および回路素子を使用することもできる。

図５は、本実施形態の電源装置１３０が実行する電力供給方法のフローチャートを示す。図５の処理は、ステップＳ５００で、電源装置１３０が動作開始するとともに開始される。ステップＳ５０１で、電源装置１３０は、ＤＣ変換回路２０４によりＤＣ変換したＤＣ電力を、ＳＷ＿ｏｕｔとしてネットワーク機器に供給する。ステップＳ５０２では、ＡＣ電源ラインからの電力供給が停止した、またはＤＣ変換回路２０４からのＤＣ＿ｉｎが停止したか否か、すなわち、電力供給停止イベントが発生したか否かを判断する。ステップＳ５０２の判断で、電力供給停止イベントが発生していないと判断した場合（ｎｏ）、処理をステップＳ５０１に戻してＡＣ電源からのＡＣ電力を使用する電力供給を継続させる。

一方、ステップＳ５０２で、電力供給停止イベントが発生したと判断した場合（ｙｅｓ）、ステップＳ５０３で、バスパワーラインからの電力供給を開始する。なお、バスパワーラインからの電力供給の場合、電力の上限を制御する出力制限や優先順位に応じて出力制限を実行する出力制御処理を追加することができる。なお、これらの出力制限処理についてはより詳細に後述する。

その後、電源装置１３０は、ステップＳ５０４で、ＡＣ電源ラインからの電力供給が復帰したか否かを判断する。ＡＣ電源ラインからの電力供給が復帰していない場合（ｎｏ）、処理をステップＳ５０３に戻してバスパワーラインからの電力供給を継続する。一方、ステップＳ５０４で、ＡＣ電源ラインからの電力供給が復帰した場合（ｙｅｓ）処理をステップＳ５０１に分岐させ、再度、ＤＣ変換回路２０４によりＤＣ変換されたＤＣ電力をＳＷ＿ｏｕｔとしてネットワーク機器に供給する。

図６は、本実施形態の電力供給方法で、ステップＳ５０３で出力制御処理を行う実施形態のフローチャートを示す。処理は、ステップＳ６００から開始し、ステップＳ６０１で、電源装置１３０は、ＤＣ変換回路２０４によりＤＣ変換したＤＣ電力をＳＷ＿ｏｕｔとしてネットワーク機器に供給する。ステップＳ６０２では、ＡＣ電源ラインからの電力供給が停止した、またはＤＣ変換回路２０４からのＤＣ＿ｉｎが停止したか否か、すなわち、電力供給停止が発生したか否かを判断する。ステップＳ６０２の判断で、電力供給停止イベントが発生していないと判断した場合（ｎｏ）、処理をステップＳ６０１に戻してＡＣ電源からのＡＣ電力を使用する電力供給を継続させる。

一方、ステップＳ６０２で、電力供給停止イベントが発生したと判断した場合（ｙｅｓ）、ステップＳ６０３で、バスパワーラインの接続数を検出し、バスパワーラインから供給するべきＤＣ電流の上限を取得し、ＤＣ電流のしきい値を設定する。なお、バスパワーラインの接続数は、バスパワーがＶｃｃの値を有するデバイスコネクタの数として検出することができる。しきい値は、例えば、バスパワーとしてＵＳＢを使用する場合、電流上限値＝５００ｍＡ、消費電力２．５Ｗの規格上限を使用し、しきい値＝２．５Ｗ×（ＵＳＢバスパワー接続数）（１−ＳＣ）として予め計算し、制御テーブルとして登録しておくことができる。なお、ＳＣは、しきい値を与えるためのマージンであり、１未満の適切な値を設定することができる。

その後、ステップＳ６０３では、バスパワーラインからの電力供給を開始し、ステップＳ６０４で出力電力検出回路２２０からのフィードバック信号をモニタする。ステップＳ６０５では、出力電力がしきい値を超えたか否かを判断し、出力電力がしきい値を超えない場合（ｎｏ）、処理をステップＳ６０４に戻し処理を継続する。

ステップＳ６０５で、出力電力がしきい値を超えたと判断した場合（ｙｅｓ）、ステップＳ６０６で、制御テーブルをルックアップして、設定優先順位が低い機器から電力供給を停止する。電力供給の停止は、ＦＥＴや接合型トランジスタなどのスイッチング素子のオンオフ制御を行うための制御信号を、各スイッチ２２２に割り当てたＩ／Ｏ＿ｏｕｔポートから送付することにより行われる。

その後、ステップＳ６０７では、出力電力がしきい値以下になったか否かを判断し、出力電力がしきい値を超える場合（ｎｏ）、処理をステップＳ６０６に戻し、ステップＳ６０７の判断で、出力電力がしきい値以下となるまで優先順位の低いネットワーク機器への電力供給パスを遮断して出力先を制限する。

一方、ステップＳ６０７で出力電力がしきい値以下となったと判断された場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ６０８に分岐させ、ＡＣ電源ラインからの電力供給が復帰したか否かを判断する。ＡＣ電源ラインからの電力供給が復帰していない場合（ｎｏ）、処理をステップＳ６０４に戻し、継続してバスパワーラインからの電力供給を継続させ、出力電力をモニタする。また、ＡＣ電源ラインからの電力供給が復帰したと判断した場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ６０１に戻し、ＤＣ変換回路２０４からのＤＣ電力を供給する。

図７は、本実施形態の出力制限を実行する場合の制御テーブルの実施形態を示す。制御テーブル７１０は、ＵＳＢ接続数に対応付けて設定される出力電力についてのしきい値（Ｗ）をリストする。バスパワーの接続数は、制御テーブル７１０では、４までが例示されているが、電源装置１３０が対応するサーバ１１６、ＰＣ１１８、１２０の有する余剰のＵＳＢコネクタの数および電源装置１３０が実装するデバイスコネクタの数に制限されない限り、特に制限はない。例えば、ＵＳＢバスが１０ライン電源装置１３０に接続されれば、上限で２５Ｗの出力電力が可能となり、レイヤ２ハブ、ＷＬＡＮアクセスポイントなど複数のネットワーク機器への電力供給が可能となる。

制御テーブル７２０は、出力ポートと、当該出力ポートの出力確保に関する優先順位とを対応付けてリストすることができる。ＬＡＮといったネットワーク機能全体を無停電化するためのネットワーク機器としては、ブリッジ、スイッチ、ハブ、アクセスポイントなど、レイヤ２機能を有するネットワーク機器を優先的に無停電化することが必要である。なお、インターネットなどを含む広域ネットワークまでを考慮する場合であって、情報処理装置が高々数１０程度の小規模ネットワークの場合、ブロードバンドルータなどのレイヤ３ネットワーク機器も含ませることができる。

ネットワーク機器の優先順位は、上述した観点からレイヤ２ハブ、ＷＬＡＮアクセスポイント、ブロードバンドルータなどの順で設定することができる。優先順位としては、同一のネットワークレイヤでそれぞれ消費電力の高いものを、優先順位を高く設定することもできるし、ネットワーク機器のネットワーク上の機能の優先順位に応じて予め登録しておくことが好ましい。優先順位に対応して出力制御は、電源装置１３０のＣＰＵ２１６に対してプログラミングできる場合には、プログラミングによって設定することもできるし、出力が確保される優先順位を出力ポートに割当て、電源装置１３０の筐体の出力ポートにプリントしておき、出力電流に応じて、優先順位の低い側からスイッチをオフする構成とすることで、ネットワーク環境に柔軟に対応した制御を行うことができる。

図８は、本実施形態の電源装置を含むネットワーク８００の他の実施形態を示す。図８に示したネットワーク８００では、電源装置８３０は、無停電ドメイン８５０としてＩＥＥＥ８０２．ｘ規格などをサポートするＷＬＡＮアクセスポイント８４２にも電力を供給しているのが示されている。このため、ＷＬＡＮ８４２を介してネットワーク接続する情報処理装置８８０は、停電などで電力供給停止した場合にでも、無停電ドメイン８５０にアクセスすることが可能となり、また、無停電源ドメイン８５０内で伝送されている途中の高付加価値データの損失も防止することができる。

図９は、本実施形態の電源装置を含むネットワーク９００の他の実施形態を示す。図９に示したネットワーク９００では、電源装置９３０は、レイヤ２ハブＡ９３２の他、レイヤ２ハブＢ９８０およびＷＬＡＮアクセスポイント９４２に対しても電力供給を行っている。レイヤ２ハブＢ９８０は、イーサネット（登録商標）を介して情報処理装置９９０と、無停電ドメイン９５０との間でデータ転送を可能としている。なお、図９では、ＷＬＡＮアクセスポイント９４２は、電源装置９３０によりバックアップされており、ノート型ＰＣやＰＤＡなどで構成されるワイヤレスＬＡＮもサポート可能とする。なお、レイヤ２ハブＡ９３２、レイヤ２ハブＢ９８０、およびＷＬＡＮアクセスポイント９４２の間には、電力供給のための優先順位が設定され、電源装置９３０は、出力電流レベルに対応して出力経路を制御する。

さらに他の実施形態で、レイヤ２ハブＡがＩＥＥＥ８０２．３ａｆに規定されるＰＯＥをサポートする場合、電源装置９３０は、適切な昇圧デバイスを使用して、ＰＯＥ規格の規格電位４８Ｖまで電圧レベルを昇圧させた後、ＰＯＥをサポートするレイヤ２ハブ９３２のバックアップを行うことができる。バスラインとしてＩＥＥＥ１３９４を使用する場合、４倍昇圧しても電力的には充分対応でき、この場合、出力ポート２２６、出力ポート２２８、出力ポート２３０をそれぞれＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格で構成し、ＰＯＥ対応のＬＡＮケーブルを使用して、ネットワーク機器、プリンタ９４４、またはＭＦＰ９４６を接続することもできる。レイヤ２ハブ９３２がＰＯＥをサポートする実施形態では、出力電力が許容される範囲内で、ＷＬＡＮアクセスポイント９４２、プリンタ９４４、ＭＦＰ９４６などのドメイン９６０に含まれる機器に対して動作電力の供給やメモリバックアップ電力、ＣＰＵバックアップ電力などを供給することができる。

以上説明したように、本実施形態の電源装置は、無停電電源によりバックアップされた情報処理装置のバスパワーを有効利用してネットワークドメインを無停電化することを可能とし、電力供給停止が発生した場合でも、ネットワークを転送中のデータの損失を防止することができる。

本実施形態の上記機能は、機械語、アセンブラなどのプログラミング言語などで記述された装置実行可能なプログラムにより実現できる。

これまで本実施形態につき説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１００…ネットワーク、１１０、１１２、１１４…ＵＰＳ、１１６…サーバ、１１８、１２０…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、１２２、１４０…イーサネット（登録商標）ケーブル、１３０…電源装置、１３２…レイヤ２ハブ、１４２…ＷＬＡＮアクセスポイント、１４４…プリンタ、１４６…ＭＦＰ、１５０…無停電ドメイン、１６０…ドメイン、１７０…ＡＣ電源

特開２００７−６０８０２号公報 特開２００１−３３３５４７号公報 特許第３９１３４８４号明細書

Claims (10)

1. ネットワーク機器に対して電力を供給する電源装置であって、前記電源装置は、
   ネットワークに接続された情報処理装置からのバスパワーをバスパワーラインを介して前記ネットワーク機器に供給するためのバスパワー供給回路と、
   ＡＣ電力の供給により変換されたＤＣ電力の停止を検出する電力停止検出回路と、
   前記ＤＣ電力の停止に応答して前記ＤＣ電力から前記バスパワーへと電力供給経路を切替えるスイッチング回路と、
   前記バスパワーにより前記ネットワーク機器に対して出力される出力電力を検出し、前記出力電力に応答して前記ネットワーク機器を接続する出力経路を制御する出力先選択回路と
   を含む電源装置。
2. 前記電源装置は、前記電力停止検出回路からの前記ＤＣ電力の停止通知を受領して前記バスパワーによる供給電力のしきい値を取得し、前記出力電力が前記しきい値以下となるように前記出力経路を制御する制御回路を含む、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御回路は、前記バスパワーラインの接続数を検出し、前記しきい値を制御テーブルをルックアップして取得する、請求項１または２に記載の電源装置。
4. 前記制御テーブルは、前記バスパワーを供給する優先順位を、前記優先順位にしたがって前記出力経路を規定する出力ポートに対応付けて登録する、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記バスパワーラインは、ユニバーサルシリアルバスまたはＩＥＥＥ１３９４バスである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源装置。
6. 前記ネットワーク機器は、レイヤ２ネットワーク機器およびブロードバンドルータである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電源装置。
7. 前記バスパワーが前記制御回路および前記ネットワーク機器に電力を供給する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源装置。
8. 前記電源装置は、前記バスパワーラインのデバイスコネクタを複数備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源装置。
9. 前記電源装置は、前記ネットワーク機器の電源モジュールである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電源装置。
10. ネットワーク機器に対して電力を供給する電力供給方法であって、前記電力供給方法は、
    ＡＣ電力により供給されるＤＣ電力の停止を検出するステップと、
    ネットワークに接続された情報処理装置からのバスパワーをバスパワーラインを介して受領し、前記ＤＣ電力の停止に応答して前記ＤＣ電力から前記バスパワーへと電力供給経路を切替えるステップと、
    前記バスパワーラインの接続数を検出し、前記接続数により指定されるしきい値を取得するステップと、
    前記バスパワーにより前記ネットワーク機器に対して出力される出力電力を検出するステップと、
    前記出力電力を前記バスパワーにより供給可能な供給電力についてのしきい値と比較して前記しきい値以下で優先順位の割当てられた出力ポートの接続を制御するステップと
    を含む電力供給方法。

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