JP2012022533A - 電源投入制御回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源投入制御回路1は、電源投入信号に従って直流電源を供給する電源装置2に接続され、主電源としてその直流電源の供給を受ける負荷回路に備えられており、電源装置2に対し電源投入信号32を出力する出力回路3と、電源投入信号を活性にしたときに計時を開始するタイマー5と、主電源の電圧が略規定電圧となっているとき主電源正常信号を出力する主電源監視回路4と、を備える。所定時間が計時されるまでに主電源監主電源正常信号が出力されなかった場合には、電源装置に直流電源の供給を停止させる。更に、主電源の電圧が所定値を越えたときに計時を開始する第2タイマーを備えることができる。
【選択図】図2
Description
前記特許文献1に示されている回路保護装置を使用すれば、複数の電源を使用する回路に不所望の電源が印加されることによる回路の破壊を防ぐことができる。しかしながら、多様な回路を対象として故障時の安全を期するためには、広範に適用可能な手法が必要である。
また、前記特許文献2に記載されているように、情報処理装置の電源投入時から電源投入動作終了までの投入処理時間を監視することによって、当該装置の故障を認識することができる。しかし、装置内の電子回路の故障による発煙や発火を防止するという目的のためには、装置内部において異常を最短時間で検出し、異常を検出したときは直ちに電源を切断するようにすることが必要である。
電源及び電子回路のいかなる部分においても故障が生じる可能性があり、故障の態様もさまざまである。故障によって電子回路内に異常な電流が生じると、極めて短時間(例えば1秒程度)で発煙や発火に至る場合がある。したがって、電源投入直後において、一般には電子回路の初期化の段階で、故障の可能性がある場合には直ちに電子回路への電源供給を停止することが要求される。
第2の発明は、上記第1の発明において、前記主電源の電圧が所定値を越えたときに計時を開始する第2タイマーを更に備え、前記第2タイマーにより所定時間が計時されるまでに、前記主電源監視回路から前記主電源正常信号が出力されなかった場合には、前記電源投入信号を非活性にすることにより前記電源装置に前記直流電源の供給を停止させることを要旨とする。
第4の発明は、上記第3の発明において、前記第2タイマーにより所定時間が計時されるまでに、更に前記主電源監視回路から前記主電源正常信号が出力されなかった場合には、前記電源投入信号を非活性にすることにより前記電源装置に前記直流電源の供給を停止させることを要旨とする。
第2の発明によれば、前記主電源の電圧が所定値を越えたときに計時を開始する第2タイマーを更に備え、第2タイマーにより所定時間が計時されるまでに主電源正常信号が出力されなかった場合には電源投入信号を非活性にするため、主電源の電圧が所定値を越えて立ち上がり始めてからの最短時間で、精度よく電源系の異常を検出することができる。すなわち、主電源の立ち上がり開始前には発煙や発火等の事故に結び付く可能性が低い。また、例えば電源を切ってから次に電源を投入するまでの時間が短い場合には電源回路に存在する静電容量が放電されていない等により、電源を投入してから主電源が立ち上がるまでの時間は電源投入時の状態によって大幅に変動する。したがって、主電源の立ち上がり開始時を起点にすることによってその変動を除くことができ、異常の有無を精度よく最短時間で検出することが可能になる。
第4の発明によれば、前記第2タイマーにより所定時間が計時されるまでに、更に前記主電源監視回路から主電源正常信号が出力されなかった場合には、電源投入信号を非活性にするため、主電源の立ち上がり開始時を起点として主電源及び副電源の立ち上がり完了までの時間を監視することにより、主電源、副電源及び負荷回路の各電源系のいずれに異常があっても検出することができ、いずれかに異常があったときには直ちに主電源を切ることができる。主電源の立ち上がり開始時を起点とするため電源投入時の状態により立ち上がり時間が変動する影響を受けることがなく、電源装置及び負荷回路のすべての電源系について異常を精度よく検出することができる。
本発明の電源投入制御回路は、入力される電源投入信号に従って直流電源を出力する電源装置と、その電源装置から直流電源の供給を受ける負荷回路とからなるシステムにおいて、その負荷回路側に備えられ、電源装置に対して出力する電源投入信号を制御する。
本電源投入制御回路が適用される負荷回路は特に限定されず、例えば、パーソナルコンピュータ等のマザーボード、CPUを始めメモリ、入出力、ビデオ等の周辺回路、ハードディスクドライブ等周辺装置の制御回路や駆動回路などが挙げられる。
また、前記電源装置は、その電源の出力のオン、オフを制御するための信号(電源投入信号)が備えられている限り、特に限定されない。代表的な電源装置としては、パーソナルコンピュータ等に使用されているATX電源が挙げられる。
電源装置2は商用電源(AC)等の供給を受け、外部から与えられる電源投入信号(PS_ON#)に従って直流電源(DCm)を負荷回路9に供給する。電源投入信号は、負荷回路9から電源装置2に出力するように構成することができる。この電源投入信号は、電源装置2に対して直流電源の入(オン)及び切(オフ)を制御可能な信号であればよく、例えば、電源投入信号PS_ON#が活性(オン)とされている間は負荷回路9に直流電源DCmが出力され、電源投入信号が非活性(オフ)とされている間は負荷回路9に直流電源が出力されないように制御する信号とすることができる。
電源装置2から供給される直流電源DCmの数及び種類は問わず、例えば、規定電圧が+12V、+5V、+3.3V等のうち1以上の電源とすることができる。
この他、負荷回路9には、電源装置2の直流電源がオフされている間の電源制御回路用に待機電源(VS)が供給されている。
タイマー5は、電源装置2に電源投入を指示したとき、すなわち出力回路3から出力される電源投入信号32がオンに変化したときに計時を開始し、主電源監視回路4から主電源正常信号PGmが出力されたときには計時を停止するように構成することができる。これによって、電源装置2に電源投入を指示してから所定時間Ta内に直流電源DCmが略規定電圧Vmhとなったかどうか、を監視することができる。タイマー5は、所定時間Ta内に主電源正常信号PGmが到来しなかった場合には、出力信号TOaをオンにセットするように構成することができる。そしてタイマー5の出力信号TOaを出力回路3に送ることにより、電源装置2に直流電源の供給を停止させるための電源停止信号7として用いることができる。
第2タイマー6は、図2に示すように、直流電源DCmの電圧を基準電圧Vmlと比較する比較回路61を備える。比較回路61は、ヒステリシス特性を有する比較器を用いて、直流電源DCmの電圧が基準電圧Vmlを超えているとき主電源出力開始信号(PU)を出力するように構成することができる。これにより、第2タイマー6は、主電源出力開始信号PUによって計時を開始し、前記主電源監視回路4から主電源正常信号PGmが出力されたときには計時を停止するように構成することができる。
例えば、直流電源DCmの規定電圧が+5Vである場合には、直流電源DCmをそのまま論理回路素子611の入力端子に接続することにより、その電圧が論理回路素子611の閾値(Vth)を超えたとき、主電源出力開始信号PUがオンとなるようにすることができる。論理回路素子611の閾値Vthが1.6Vであれば、直流電源DCmが規定電圧5Vの32%を超えたとき主電源出力開始信号PUが出力されることとなり、好適に使用することができる。
第2タイマー6は、所定時間Tb内に主電源正常信号PGmが到来しなかった場合には、出力信号TObをオンにセットするように構成することができる。そして第2タイマー6の出力信号TObを出力回路3に送ることにより、電源装置2に直流電源の供給を停止させるための電源停止信号7として用いることができる。
図3は、負荷回路9上に1つの副電源92が搭載されている場合の構成例を表わす。副電源92は、電源装置2から直流電源DCmの供給を受けて別の直流電源(DCs)を生成するものである限り、変換方式や生成される電圧は問わない。
電源投入制御回路11は、副電源92により出力される直流電源の電圧を監視する副電源監視回路8を備え、副電源監視回路8は直流電源DCsの電圧が略規定電圧(Vsh)となっているとき副電源正常信号(PGs)を出力するように構成される。この副電源正常信号PGsは、第2タイマー(6c)に入力される。電源投入制御回路11は、主電源正常信号PGmに替わり副電源正常信号PGsが第2タイマー6cに入力されている点を除き、前記電源投入制御回路1と同様に構成されている。
副電源が2以上ある場合には、副電源ごとに、出力される直流電圧が当該副電源の略規定電圧となっているとき副電源正常信号を出力する副電源監視回路を備えることができる。
第2タイマー6cは、直流電源DCmの電圧が基準電圧Vmlを超えて立ち上がったとき、すなわち比較回路61から出力される主電源出力開始信号PUがオンに変化したときに計時を開始し、副電源監視回路8から副電源正常信号PGsが出力されたときには計時を停止するように構成することができる。これによって、電源装置2から供給される直流電源DCmが電圧Vmlを超えて立ち上がってから所定時間Tc内に副電源92の出力電圧が略規定電圧Vshとなったかどうか、を監視することができる。時間Tcは、電源装置及び副電源の特性と負荷回路の負荷の大きさ等により、適宜に決めることができる。
副電源92の出力電圧が所定時間Tc内に略規定電圧Vshとならなかった場合には、第2タイマー6cは出力信号TOcをオンにセットする。出力信号TOcは前記出力回路3に接続されており、電源装置2に直流電源の供給を停止させるための電源停止信号7として用いることができる。
例えば、図4に示す電源投入制御回路12においては、電源装置2から供給される直流電源DCmが略規定電圧Vmh以上であるときに出力される主電源正常信号PGmと、副電源監視回路8から出力される副電源正常信号PGsとの論理積(ワイヤードOR)信号が第2タイマー6dに接続されている。第2タイマー6dは、主電源正常信号PGm及び副電源正常信号PGsのいずれもがオンとなったときに計時を停止するようにすることができる。これによって、直流電源DCmが基準電圧Vmlを超えて立ち上がってから時間Td内に、直流電源DCmが略規定電圧Vmhとなり、且つ副電源の出力電圧DCsが略規定電圧Vshとなったかどうか、を監視することができる。時間Tdは、電源装置及び副電源の特性と負荷回路の負荷の大きさ等により、適宜に決めることができる。
時間Td内に主電源正常信号PGm及び副電源正常信号PGsのいずれかが出力されなかった場合には、第2タイマー6dは出力信号TOdをオンにセットする。出力信号TOdは前記出力回路3に接続されており、電源装置2に直流電源の供給を停止させるための電源停止信号7として用いることができる。
時間Ta内に主電源正常信号PGm及び副電源正常信号PGsのいずれかが出力されなかった場合には、タイマー5aは出力信号TOaをオンにセットする。出力信号TOaは前記出力回路3に接続されており、電源装置2に直流電源の供給を停止させるための電源停止信号7として用いることができる。
以上の他、主電源監視回路、副電源監視回路及び各タイマー、並びに各タイマーの計時開始信号及び停止信号等については、種々変形した構成や組み合わせが可能である。
前記のとおり、主電源正常信号PGm及び副電源正常信号PGsは、上記と同様の機能を備えた電源自体や電源制御用IC、初期化回路等によって生成されてもよい。
図8は、前記電源投入制御回路1の動作を示す。同図は、電源装置2に供給される商用電源VAC、負荷回路9側から電源投入制御回路1に入力される電源要求信号PSon#、電源投入制御回路1の出力回路3から電源装置2に出力される電源投入信号PS_ON#、電源装置2から出力される直流電源DCm、主電源監視回路4から出力される主電源正常信号PGm、及びタイマー5の出力信号TO#を表わす。
本電源投入制御回路の目的から、タイマーの時間Taは、正常な場合の各種条件下で最大となる上記時間(T1+T3)よりも長く、且つできるだけ短い時間とすることが好ましい。
前記のとおり、電源装置2は、電源投入信号PS_ON#がオンとされると直流電源DCmを立ち上げる。電源投入信号PS_ON#をオンとした後、直流電源DCmの電圧が前記基準電圧Vmlを越えたとき(S2)、時間Tbの第2タイマー6がスタートされる。
一方、負荷回路9又は電源装置2に異常があって直流電源DCmが規定電圧Vmhまで上昇しない場合(DCma)には、前記同様、時間Tbが経過すると第2タイマー6の出力信号TO#がオン(L)となる。これによって電源投入信号PS_ON#はオフ(H)とされ、電源装置2は直流電源DCmの出力を断(オフ)とする。
直流電源DCmが基準電圧Vmlを越えてから略規定電圧Vmhを越えるまでの時間T2は、電源装置2及び負荷回路9の特性等によって異なる。したがって、第2タイマーの時間Tbは、正常な場合の各種条件下で最大となる上記時間(T2+T3)よりも長く、且つできるだけ短い時間(例えば、500ms〜1s)とすることが好ましい。
電源投入制御回路11は、前記同様に、直流電源DCmの電圧が基準電圧Vmlを越えたとき(S2)、時間Tcの第2タイマー6cをスタートさせる。
一方、負荷回路9、副電源8又は電源装置2に異常があって、直流電源DCmがその規定電圧まで上昇するかしないか(DCmn又はDCma)に関わらず、副電源DCsがその規定電圧まで上昇しない場合(DCsa)には、副電源正常信号PGsが出力されない。そして時間Tcが経過すると第2タイマー6cの出力信号TO#がオン(L)となるため、電源投入信号PS_ON#はオフ(H)とされ、電源装置2は直流電源DCmの出力を断(オフ)とする。
また、副電源が備えられる場合には、主電源が立ち上がってから副電源が立上がるまでの時間は副電源及び負荷の特性によるが、副電源が立ち上がってから副電源正常信号が出力されるまでの遅延時間は通常適宜に設定することができる。これらの点を考慮すると、前記第2タイマーによって監視する時間Tcは、0.6〜1秒程度の範囲とすることが好ましい。
以上に例示した電源投入制御回路を使用して、種々の電源投入制御方法が可能である。電源投入制御方法は、入力される電源投入信号に従って直流電源を供給する前記電源装置2に接続され、主電源として該直流電源の供給を受ける負荷回路9において使用される。
第1に、電源装置2に対して電源投入信号を活性にしたときタイマーによる計時を開始する電源投入ステップと、電源装置2から出力される直流電源(主電源)の電圧が略規定電圧となったとき主電源正常と判断する主電源監視ステップと、前記タイマーにより所定時間が計時されるまでに前記主電源監視ステップにより主電源正常と判断されなかった場合には、電源投入信号を非活性にすることにより電源装置に直流電源の供給を停止させる電源停止ステップと、を備える電源投入制御方法1とすることができる。
前記電源投入ステップはステップS10及びS11、前記主電源監視ステップはステップS61、前記電源停止ステップはステップS21及びS81により構成されている。
前記主電源出力開始検出ステップはステップS31及びS32、前記第2の電源停止ステップはステップS51及びS81により構成されている。
前記副電源監視ステップはステップS62、前記第2の電源停止ステップはステップS51及びS81により構成されている。
Claims (6)
- 入力される電源投入信号に従って直流電源を供給する電源装置に接続され、主電源として該直流電源の供給を受ける負荷回路に備えられる電源投入制御回路であって、
前記電源装置に対し前記電源投入信号を出力する出力回路と、
前記電源投入信号を活性にしたときに計時を開始するタイマーと、
前記主電源の電圧が略規定電圧となっているとき主電源正常信号を出力する主電源監視回路と、
を備え、
前記タイマーにより所定時間が計時されるまでに前記主電源監視回路から前記主電源正常信号が出力されなかった場合には、前記電源投入信号を非活性にすることにより前記電源装置に前記直流電源の供給を停止させることを特徴とする電源投入制御回路。 - 前記主電源の電圧が所定値を越えたときに計時を開始する第2タイマーを更に備え、
前記第2タイマーにより所定時間が計時されるまでに、前記主電源監視回路から前記主電源正常信号が出力されなかった場合には、前記電源投入信号を非活性にすることにより前記電源装置に前記直流電源の供給を停止させる請求項1記載の電源投入制御回路。 - 前記負荷回路には前記主電源の供給を受けて別の直流電源を出力する1又は2以上の副電源が設けられており、
前記主電源の電圧が所定値を越えたときに計時を開始する第2タイマーと、
各前記副電源の出力電圧が略規定電圧となっているとき当該副電源について副電源正常信号を出力する副電源監視回路と、
を更に備え、
前記第2タイマーにより所定時間が計時されるまでに、少なくとも1つの前記副電源監視回路から前記副電源正常信号が出力されなかった場合には、前記電源投入信号を非活性にすることにより前記電源装置に前記直流電源の供給を停止させる請求項1記載の電源投入制御回路。 - 前記第2タイマーにより所定時間が計時されるまでに、更に前記主電源監視回路から前記主電源正常信号が出力されなかった場合には、前記電源投入信号を非活性にすることにより前記電源装置に前記直流電源の供給を停止させる請求項3記載の電源投入制御回路。
- 前記第2タイマーは前記主電源の電圧に比例した電圧が入力される論理回路素子を備え、前記所定値として該論理回路素子の閾値を用いる請求項2乃至4のいずれかに記載の電源投入制御回路。
- 前記電源装置は、供給する前記直流電源が略規定電圧となっていることを示す電源正常信号の出力を備えており、
前記主電源監視回路は、前記電源装置から出力される前記電源正常信号を前記主電源正常信号として用いる請求項1乃至5のいずれかに記載の電源投入制御回路。
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