JP2019060842A - 電源ユニットの容量を検出するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電源ユニットの容量を検出するシステム及び方法を提供する。【解決手段】ユニットの操作を中断することなく、容量の測定を可能にする電源ユニットが開示される。ユニットは、２つの時間の間に、第１閾値電圧からキャパシタの電圧変化を生じさせるコントローラを含む。電圧が第２閾値電圧に達するときの時間差が測定され、容量は、時間測定値と、電圧変化と、電力損失とから決定される。容量の決定は、電源ユニットが活動的に給電している間に行うことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、概して電源供給に関し、特に、電源ユニットの通常動作におけるキャパシタの充電又は放電によって、電源ユニットのキャパシタンスを検出するシステム及び方法に関する。

コンピュータシステム及びデバイスは、通常、電源ユニット（ＰＳＵ）を介して電力を受け取る。電源ユニットは、コンピュータシステム内の全てのコンポーネントへの適切な電力供給を確実にするために、例えば力率補正回路（power factor circuit）及びＤＣ−ＤＣコンバータ等の電子コンポーネントを含む。電源ユニットは、通常、例えば交流電源等の外部電源から電力を受け取り、その電力を、コンピュータシステム内の様々なコンポーネントに電力を供給するのに適した電圧出力に変換する。電源ユニットは、コンピュータシステムの様々なデバイスへの電力の分配を可能にする電子コンポーネントを含む場合が多い。よって、電源ユニットは、中断されずに均一な電源信号を生成するために、電圧信号を平滑化するのを補助するキャパシタを含む。また、キャパシタは、電源ユニットから出力される電圧レベルを変化させるのを補助する。

電源ユニットを正しく動作させるためには、キャパシタは、制限容量を超えて充電されるべきではない。さもなければ、キャパシタの過充電がキャパシタの性能に影響を及ぼし、電源ユニットの適切な動作が妨げられる可能性がある。よって、キャパシタの過充電を防止し、電源ユニットが正常なパラメータ内で動作しているか否かを判断するために、キャパシタの容量を測定する必要がある。

現在、キャパシタの容量を測定するためには、電源ユニットをシャットダウンする必要がある。このようなシャットダウンは、測定を行うためにシステム全体の電源を切る必要があるため、不便である。電源ユニットが動作している間に容量を測定することは、電源を切ってデバイスの動作を中断させる必要があることから、現在のところ実現が困難である。

よって、電源ユニットの通常動作中に容量の測定を可能にする電源ユニットが必要とされている。容量値を測定し、故障検出用のデータを記憶することができる電源ユニットも必要とされている。さらに、内部キャパシタの充電又は放電によって内部容量を測定する電源ユニットが必要とされている。

本発明は、電源ユニットのキャパシタの容量を検出するシステム及び方法を提供することを目的とする。

システムは、電源からの電荷を蓄積するキャパシタを含む。力率補正回路（power correction circuit）は、キャパシタからの出力電圧を第１閾値電圧に設定し、キャパシタからの出力電圧を電圧源を介して第２閾値電圧に変更する。コントローラは、キャパシタからの出力電圧が第１閾値電圧である場合に第１時間を決定するように動作可能である。コントローラは、キャパシタからの出力電圧が第２閾値電圧である場合に第２時間を決定し、第１時間と第２時間との間の電源ユニットからの電力損失を決定するように動作可能である。コントローラは、第１閾値電圧と、第２閾値電圧と、第１時間と、第２時間と、電力損失と、に基づいてキャパシタンスを決定する。

他の例は、電源ユニットの動作中に電源ユニットの容量を決定する方法である。キャパシタの出力電圧は、第１時間において第１閾値電圧に設定される。キャパシタの出力電圧は、第２閾値電圧に変更される。キャパシタが第２閾値電圧を出力する場合に第２時間が決定される。第１時間と第２時間との間の電源ユニットからの電力損失が決定される。キャパシタの容量は、第１閾値電圧と、第２閾値電圧と、第１時間と、第２時間と、電力損失と、に基づいて決定される。

他の例は、動作中に容量を決定するように動作可能な電源ユニットである。電源ユニットは、電力入力と、電力入力に接続され、電圧を出力する力率補正回路（power correction factor circuit）と、力率補正回路に接続されたキャパシタと、を含む。力率補正回路は、キャパシタからの出力電圧を第１閾値電圧に設定し、キャパシタからの出力電圧を第２閾値電圧に変更する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、キャパシタに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、電力出力を含む。コントローラは、キャパシタからの出力電圧が第１閾値電圧である場合に第１時間を決定し、キャパシタからの出力電圧が第２閾値電圧である場合に第２時間を決定する。コントローラは、第１時間と第２時間との間の電源ユニットからの電力損失を決定する。コントローラは、第１閾値電圧と、第２閾値電圧と、第１時間と、第２時間と、電力損失と、に基づいて容量を決定する。

上述した概要は、本発明の各実施態様又はあらゆる態様を表すことを意図するものではない。むしろ、上述した概要は、本明細書に記載された新規な態様及び特徴のいくつかの例示を単に提供するに過ぎない。本発明の上記の特徴及び利点と他の特徴及び利点とは、添付図面及び添付の特許請求の範囲に関連する、本発明を実施するための代表的な実施態様及び態様の以下の詳細な説明から容易に理解できるであろう。

電源ユニットの動作中に容量の測定を行うことができる。

本発明の実施例は、添付図面及び以下の詳細を参照することによって、より理解できる。

容量の監視を可能にする電源ユニットのブロック図である。 キャパシタの放電による容量の測定の間に、図１の電源ユニットから出力される電圧と、図１の電源ユニットのキャパシタから出力される電圧と、を示すグラフである。 キャパシタの放電による容量の測定の間に、図１の電源ユニットから出力される電圧と、図１の電源ユニットのキャパシタから出力される電圧と、を示すグラフである。 キャパシタの充電による容量の測定の間に、図１の電源ユニットから出力される電圧と、図１の電源ユニットのキャパシタから出力される電圧と、を示すグラフである。 キャパシタの充電による容量の測定の間に、図１の電源ユニットから出力される電圧と、図１の電源ユニットのキャパシタから出力される電圧と、を示すグラフである。 キャパシタが放電している場合に、図１に示す電源ユニットの容量を決定するプロセスのフローチャートである。 キャパシタを充電している媒に、図１に示す電源ユニットの容量を決定するプロセスのフローチャートである。

本発明は、様々な変更及び代替形態が可能であり、いくつかの代表的な実施形態は、図明において例示されており、本明細書において詳細に記載されている。しかしながら、本発明は、開示された特定の形態に限定されることを意図するものではないことを理解されたい。むしろ、本開示は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨及び範囲に含まれる全ての変更、均等物及び代替物をカバーするものである。

本発明は、多くの異なる形態で具体化することができる。図面に示され、本明細書において詳細に説明される代表的な実施形態は、本発明の原理の例示として考慮されるべきであり、本発明の広範な態様を限定することを意図するものではない。例えば、要約、概要及び詳細な説明に開示されているが特許請求の範囲に明示的に記載されていない程度、要素及び制限まで、暗示的、推論又は他の方式によって、単独又は集合的に、特許請求の範囲に組み込まれるべきではない。詳細な説明の目的のために、特に断りのない限り、単数形は複数形を含み、その逆も同様である。「含む」という単語は「制限なしに含む」ことを意味する。さらに、「約」、「ほぼ」、「実質的に」、「おおよそ」等の近似を意味する用語は、本明細書において、「〜に（at）、近くに（near）、すぐ近くに（nearly at）」や、「３〜５％以内」や、「許容可能な製造公差」や、これらの任意の論理的な組み合わせを含むことができる。

図１は、電源ユニット１００から電力を得るデバイス、コンピュータ又は他のコンポーネントである、システム１１０によって表される負荷に接続された電源ユニット（ＰＳＵ）１００を示す図である。図１において、デバイス特性（例えば、測定された電圧及び電流レベル、温度、ファン速度等）を得るためにＰＳＵ１００と通信する電力管理バス（ＰＭＢｕｓ）１１４に接続された監視システム１１２が設けられている。

この例において、ＰＭＢｕｓコマンド空間は、様々な読み出し及び書き込み可能なデバイス特性（例えば、測定された電圧及び電流レベル、温度、ファン速度等）を決定するために、監視システム１１２によって使用可能である。負荷システム１１０上の異なるデバイスは、バス１１４を介して異なる特性を出力する。ＰＳＵ１００等のデバイスは、警告及び障害の制限を設定しており、設定された制限（例えば、容量）を超過する場合、ＰＭＢｕｓ１１４を介して監視システム１１２に警告し、場合によっては、障害回復データをトリガすることができる。

ＰＳＵ１００は、力率補正回路１２０と、バルクキャパシタ１２２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２４と、内部バイアス回路１２６と、を含む。また、ＰＳＵ１００は、力率ブーストコントローラ１２８と、電力監視コントローラ１３０と、Ｄ２Ｄコントローラ１３２と、を含む。電源入力１３４は、入力電力をＰＳＵ１００に供給する。電源入力１３４からの入力電力は、力率補正回路１２０に接続される。力率補正回路１２０は、ＰＳＵ１００によって駆動されるコンピュータシステムによって生成される無効電力の量を低減し、入力電圧をキャパシタ１２２に出力する。キャパシタ１２２は、出力電圧を平滑化し、力率補正回路１２０によって制御される電圧の変化に応じて充電又は放電することができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２４は、キャパシタ１２２に接続されており、Ｄ２Ｄコントローラ１３２からの制御信号に基づいて、キャパシタ１２２から出力された電圧を変換する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２４からの出力は、例えば電源ユニット１００によって給電される負荷システム１１０等のコンポーネントに接続される。電力監視コントローラ１３０は、電源入力１３４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２４からの出力と、キャパシタ１２２と、力率補正回路１２０と、コントローラ１２８とに接続されており、電源入力１３４からの電力と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２４からの出力電力と、バルクキャパシタ１２２の電圧（Ｂ＋）と、クロック信号と、を監視する。

この例において、電力監視コントローラ１３０は、電源ユニット１００によって給電されるコンピュータシステム用のベースボード管理コントローラの一部であってもよい。よって、電力監視コントローラ１３０は、電源ユニット１００を有する負荷システム１１０の物理的状態を監視するサービスプロセッサの一部である。電力監視コントローラ１３０は、他のタイプのプロセッサ又はコントローラ（例えば、マイクロプロセッサ制御ユニット（ＭＣＵ）、ベースボード管理コントローラ（ＢＭＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、別個のコントローラ又は専用集積回路等）であってもよい。電力監視コントローラ１３０は、一般に、データ値を記憶するためのメモリを含むことができる。この例において、電力監視コントローラ１３０は、ＰＳＵ１００が電力を負荷システム１１０に供給するように動作している間、キャパシタ１２２の容量を決定するように動作する。電力監視コントローラ１３０は、バス１１４を介した外部コマンドに応じて、電源システム１００の潜在的な誤動作を示す内部監視信号に応じて、又は、容量をチェックするための定期的な所定の時間に従って、容量の測定を開始してもよい。外部コマンドは、外部の監視システム１１２から負荷システム１１０への電力の異常を検出したのに応じて、又は、別のトリガコマンドに応じて発信されてもよい。

この例において、ＰＳＵ１００は、通常動作中に容量を測定することができる。キャパシタ１２２は、電源（例えば電源入力１３４）からの電荷を蓄積する。力率ブーストコントローラ１２８は、キャパシタ１２２の出力電圧を第１閾値電圧に設定し、キャパシタ１２２の出力電圧を電圧源を介して第２閾値電圧に変更する。電力監視コントローラ１３０は、キャパシタ１２２からの出力電圧が第１閾値電圧である場合、第１時間を決定するように動作可能である。電力監視コントローラ１３０は、キャパシタ１２２からの出力電圧が第２閾値電圧である場合、第２時間を決定する。電力監視コントローラ１３０は、第１時間と第２時間との間の電源ユニット１００からの電力損失（power dissipation）を決定する。電力監視コントローラ１３０は、第１閾値電圧と、第２閾値電圧と、第１時間と、第２時間と、電力損失と、に基づいて容量を決定する。

容量を決定する一例では、キャパシタ１２２が放電される。コントローラ１２８は、力率補正回路１２０を制御して、キャパシタ１２２への入力電圧を特定の第１閾値電圧まで増加させる。第１閾値電圧の電圧レベルは、キャパシタ１２２の動作限界を超えないように設定される。例えば、一例において、キャパシタの動作限界は４５０Ｖであり、これにより、コントローラ１２８は、力率補正回路１２０を介して、出力電圧を４３０Ｖまで増加させる。キャパシタ１２２からの電圧が４３０Ｖの出力電圧に達する時間は、電力監視コントローラ１３０から受信され、メモリに記憶されたカウントタイミングデータに基づいて決定される。

キャパシタ１２２が第１閾値電圧に達した後、コントローラ１２８は、電力信号出力を停止し、これにより、キャパシタ１２２を放電させる。キャパシタ１２２の放電は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２４を介したＰＳＵ１００の電圧出力を維持するために、通常動作で生じる。コントローラ１２８は、キャパシタ１２２が放電している間に、ＤＣーＤＣコンバータ１２４からの電源出力を電力監視コントローラ１３０を介して感知することによって、電圧出力を監視する。電圧出力が所定の第２閾値電圧に達すると、電力監視コントローラ１３０は、キャパシタ１２２からの出力電圧が第２閾値電圧に達するまでの時間をカウントタイミングデータから判断する。例えば、第２閾値電圧は３３０Ｖとすることができる。また、キャパシタ１２２の出力電圧が第２閾値電圧に達する第２時間は、電力監視コントローラ１３０によって記憶される。

次に、電力監視コントローラ１３０は、力率補正回路１２０をオンにして、キャパシタ１２２を、ＰＳＵ１００からの所望の電流を維持するのに十分なレベルまで充電してもよい。電力監視コントローラ１３０は、第１時間と第２時間との間の経過時間を決定し、その時間における電力損失を決定し、対応する第１閾値電圧と第２閾値電圧との間の差異を決定することによって、キャパシタ１２２の容量を決定してもよい。電力監視コントローラ１３０は、決定した容量を、バス１１４を介して監視システム１１２に送信してもよい。

図２Ａは、キャパシタ１２２を放電することによって開始される測定プロセス中の力率補正回路１２０からの出力電圧を表す曲線２００を示すグラフである。図２Ａに示すように、キャパシタ１２２への入力電圧は３８０Ｖで始まり、この例において通常の出力である。電力監視コントローラ１３０は、図２Ａに示すように、力率補正回路１２０の出力電圧を、第１閾値電圧である４３０Ｖまで増加させる。

図２Ｂは、測定プロセス中のキャパシタ１２２からの出力電圧を表す曲線２２０を示すグラフである。キャパシタ１２２からの出力電圧は、出力電圧が第１閾値電圧４３０Ｖまで増加したときの第１時間にて示されている。このとき、キャパシタ１２２は十分に充電されており、出力電圧は一定である。電力監視コントローラ１３０が力率補正回路１２０を停止すると、キャパシタ１２２への入力電圧は０に低下する。次に、キャパシタ１２２は放電を開始して、電圧出力を、曲線２２０の線分２２２に示すように減少させる。電圧出力が第２閾値電圧である３３０Ｖまで減少すると、電力監視コントローラ１３０は、電力監視コントローラ１３０から第２時間を決定する。次に、電力監視コントローラ１３０は、力率補正回路１２０をオンにして、キャパシタ１２２を、図２Ｂの曲線２２０の線分２２４に示すように、通常の出力電圧である３８０Ｖまで充電させる。

電力監視コントローラ１３０は、以下の式に基づいて、キャパシタ１２２の容量Ｃを決定する。
Ｃ＝［２×Ｐ×（Ｔ２−Ｔ１）］／（ＶＨ^２−ＶＬ^２）

上記の式において、Ｐは、電力監視コントローラ１３０からのカウントデータ及び電力測定データに基づいてコントローラ１２８によって決定される、第１時間と第２時間との間のＰＳＵ１００及び負荷システム１１０による電力損失であり、Ｔ１は、第１閾値電圧がキャパシタ１２２から出力されるときの第１時間であり、Ｔ２は、第２閾値電圧がキャパシタ１２２から出力されるときの第２時間であり、ＶＨは、第１閾値電圧であり、ＶＬは、第２閾値電圧である。この例において、Ｔ１の値は０であり、Ｔ２の値は２０ｍｓである。Ｔ１とＴ２との間の測定された電力損失は１００Ｗである。第１閾値電圧Ｖ１は４３０Ｖであり、第２閾値電圧Ｖ２は３３０Ｖである。この場合、上記の式によって、５２．６μＦの容量が結果として得られる。

上述したようにキャパシタ１２２を放電させて容量を測定することは、より正確であり、放電が電源ユニット１００の通常の動作中に発生するので、好ましい。しかし、電力監視コントローラ１３０は、キャパシタ１２２を充電することによって、キャパシタ１２２の容量を決定してもよい。このプロセスにおいて、電力監視コントローラ１３０は、ＰＳＵ１００が負荷システム１１０に給電するように動作している間に、キャパシタ１２２の容量を決定するように動作する。電力監視コントローラ１３０は、バス１１４又は上述した他の方法を介した外部コマンドに応じて、キャパシタ１２２の容量の測定を開始してもよい。

電力監視コントローラ１３０は、力率補正回路１２０を制御して、キャパシタ１２２への出力電圧を特定の第１閾値電圧に調整する。例えば、キャパシタ１２２への入力電圧は、通常の電圧である３８０Ｖから第１閾値電圧である３２０Ｖまで低下させてもよい。この例において、キャパシタ１２２からの出力電圧が第１閾値電圧である３２０Ｖに達するまでの時間が決定され、メモリに記憶される。

次に、電力監視コントローラ１３０は、力率補正回路１２０を制御して、キャパシタ１２２への出力電圧を増加させる。これにより、キャパシタ１２２を充電させる。キャパシタ１２２の充電は、キャパシタ１２２の出力電圧を第２閾値電圧まで増加させる。この例における第２閾値電圧は、キャパシタ１２２の最大容量以下の電圧レベル（例えば４００Ｖ）である。電力監視コントローラ１３０は、電力監視コントローラ１３０を介してキャパシタ１２２の出力電圧を監視する。出力電圧が第２閾値電圧に達すると、電力監視コントローラ１３０は、電力監視コントローラ１３０からのカウントデータに基づいて、出力電圧が第２閾値電圧に達するまでの時間を決定する。第２時間は、電力監視コントローラ１３０によって記憶される。

次に、電力監視コントローラ１３０は、力率補正回路１２０を制御して、キャパシタ１２２への入力電圧を増加させることによって、通常の電圧レベルでのＰＳＵ１００からの電流を可能にし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２４から所望の出力を生成してもよい。電力監視コントローラ１３０は、第１時間と第２時間との間の期間と、この期間における電力損失と、対応する閾値電圧間の差異とを決定することによって、容量を決定してもよい。電力監視コントローラ１３０は、決定した容量を、バス１１４を介して監視システム１１２に送信してもよい。

図３Ａは、上述したキャパシタの充電を用いた測定プロセス中の力率補正回路１２０からキャパシタ１２２への出力電圧を表す線３００を示すグラフである。図３Ａに示すように、出力電圧は３８０Ｖで始まり、この例において、３８０Ｖは電源ユニット１００の通常の出力である。図３Ａに示すように、コントローラ１２８は、力率補正回路１２０の出力電圧を第１閾値電圧である３２０Ｖまで減少させる。

図３Ｂは、キャパシタ１２２からの出力電圧を表す線３２０を示す図である。キャパシタ１２２からの出力電圧は、出力電圧が第１閾値電圧３２０Ｖまで減少したときの第１時間にて示されている。このとき、キャパシタ１２２は、力率補正回路１２０の出力電圧が増加するため、線３２０の線分３２２に示すように充電を開始する。図３Ｂに示すように、出力電圧が、ポイント３２４において第２閾値電圧である４００Ｖまで増加すると、電力監視コントローラ１３０は第２時間を決定する。次に、電力監視コントローラ１３０は、力率補正回路１２０を制御して、図３Ｂに示すように、キャパシタ１２２に対して、通常の出力電圧である４００Ｖを維持させる。

電力監視コントローラ１３０は、以下の式に基づいて、キャパシタ１２２の容量Ｃを決定する。
Ｃ＝［２×Ｐ×（Ｔ１−Ｔ２）］／（ＶＨ^２−ＶＬ^２）

上記の式において、Ｐは、コントローラ１２８によって決定される、第１時間と第２時間との間のＰＳＵ１００及び負荷システム１１０による電力損失である。Ｔ２は、第１閾値電圧が出力されるときの第１時間であり、Ｔ１は、第２閾値電圧が出力されるときの第２時間であり、ＶＬは、第１閾値電圧であり、ＶＨは、第２閾値電圧である。この例において、Ｔ１の値は２０ｍｓであり、Ｔ２の値は０であり、第１閾値電圧ＶＬは３２０Ｖであり、第２閾値電圧ＶＨは４００Ｖである。Ｔ１とＴ２との間の電力損失の合計は２００Ｗである。この場合、上記の式によって、１３８．８μＦの容量が結果として得られる。

上述した方法は、電源ユニットをシャットダウンする必要なくシステム故障を検出するのを補助するために、容量の決定を可能にする。容量は、オペレータが電源の容量を制御及び管理するのを可能にする。容量がキャパシタの定格を超える場合、データは、故障報告と解析に用いられる。

図４は、キャパシタ１２２の放電に基づいて図１の電源ユニット１００の容量を決定するために、電力監視コントローラ１３０によって実行されるアルゴリズムのフローチャートである。図４のフローチャートは、図１の電力監視コントローラ１３０の例示的な機械可読命令を表す。この例において、機械可読命令は、（ａ）プロセッサ、（ｂ）コントローラ、及び／又は、（ｃ）１つ以上の他の適切な処理装置によって実行されるアルゴリズムを含む。アルゴリズムは、有形の媒体（例えば、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードドライブ、デジタルビデオ（多用途）ディスク（ＤＶＤ）、または、他のメモリデバイス等）に記憶されたソフトウェアで実施することができ、当業者であれば、全て及び／又は一部のアルゴリズムが、プロセッサ以外のデバイスで実行され、及び／又は、周知の方法でファームウェア若しくは専用のハードウェア（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルロジックデバイス（ＦＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、離散ロジック等）によって実行され得ることを理解するであろう。例えば、インタフェースの何れか又は全てのコンポーネントは、ソフトウェア、ハードウェア、及び／又は、ファームウェアによって実装することができる。また、図４のフローチャートによって示されるいくつか又は全ての機械可読命令は、手動で実行することができる。さらに、例示的なアルゴリズムは、図４のフローチャートを参照して説明されるが、当業者であれば、例示的な機械可読命令を実行する他の多くの方法を代わりに用いることができることを容易に理解するであろう。例えば、ブロックの実行順序を変更したり、及び／又は、記載されたいくつかのブロックを変更、削除若しくは組み合わせたりすることができる。

電力監視コントローラ１３０は、先ず、コマンドを力率補正回路１２０に送信して、容量の測定プロセスを開始する（４０２）。次に、コントローラ１２８は、力率補正回路１２０を制御して、キャパシタの電圧を第１閾値電圧に調整する（４０４）。次いで、電力監視コントローラ１３０は、第１閾値電圧に達すると第１時間を記録し、力率補正回路１２０は、キャパシタ１２２への出力をオフにする（４０６）。

次に、キャパシタ１２２は放電し、電力監視コントローラ１３０は、キャパシタ１２２の出力電圧を監視する（４０８）。キャパシタ１２２の出力電圧が第２閾値電圧に達すると、電力監視コントローラ１３０は、電力監視コントローラ１３０から第２時間を決定する（４１０）。電力監視コントローラ１３０は、第１時間と第２時間との間の電力損失を決定する。電力監視コントローラ１３０は、上記の式に基づいて、電力と、第１時間及び第２時間と、第１閾値電圧及び第２閾値電圧とに基づいて、キャパシタ１２２の容量を決定する（４１２）。次いで、電力監視コントローラ１３０は、決定した容量値を、ＰＭＢｕｓ１１４を介して監視システム１１２に送信する（４１４）。

図５は、図１のキャパシタ１２２の充電に基づいて容量を決定するために、電力監視コントローラ１３０によって実行される別のアルゴリズムのフローチャートである。電力監視コントローラ１３０は、先ず、コマンドを力率補正回路１２０に送信して、容量の測定プロセスを開始する（５０２）。次に、電力監視コントローラ１３０は、力率補正回路１２０を制御して、キャパシタの電圧を第１閾値電圧に調整する（５０４）。次いで、電力監視コントローラ１３０は、第１閾値電圧に達すると、第１時間を記録し、その後に力率補正回路１２０をオンにする（５０６）。

次に、キャパシタ１２２が充電され、電力監視コントローラ１３０は、キャパシタ１２２の出力電圧を監視する（５０８）。電力監視コントローラ１３０は、出力電圧が第２閾値電圧に達すると、第２時間を決定する（５１０）。電力監視コントローラ１３０は、第１時間と第２時間との間の電力損失を決定する。そして、電力監視コントローラ１３０は、上記の式と、電力と、第１時間及び第２時間と、第１閾値電圧及び第２閾値電圧とに基づいて、キャパシタ１２２の容量を決定する（５１２）。次いで、電力監視コントローラ１３０は、決定した容量値を、ＰＭＢｕｓ１１４を介して監視システム１１２に送信する（５１４）。

本明細書で使用されるように、「コンポーネント」、「モジュール」、「システム」等の用語は、一般に、コンピュータ関連エンティティ、ハードウェア（例えば、回路）、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、又は、１つ以上の特定の機能を有する操作機器に関連するエンティティを指す。例えば、コンポーネントは、プロセッサ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ）上で動作するプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、実行可能スレッド、プログラム、及び／又は、コンピュータであってもよいが、これらに限定されない。例として、コントローラ上で動作するアプリケーションと、コントローラとの両方をコンポーネントとすることができる。１つ以上のコンポーネントは、プロセス及び／又は実行スレッドに存在してもよく、コンポーネントは、１つのコンピュータ上にローカライズされてもよく、及び／又は、２つ以上のコンピュータ間に分散されてもよいさらに、「デバイス」は、特別に設計されたハードウェアの形式で、ハードウェアが特定の機能を実行可能にするソフトウェアの実行によって特化された汎用のハードウェアの形式で、コンピュータ可読媒体に記憶されたソフトウェアの形式で、又は、これらの組み合わせによって提供され得る。

コンピューティングデバイスは、通常、コンピュータ可読記憶媒体及び／又は通信媒体を含み得る様々な媒体を含み、これらの２つの用語は、以下のように互いに異なる。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意の可用な記憶媒体であり、一般的には非一時的性質を有し、揮発性及び不揮発性媒体、取り外し可能及び取り外し不可能媒体を含むことができる。限定ではなく一例として、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読命令、プログラムモジュール、構造化データ、又は、非構造化データ等の情報を記憶するための任意の方法や技術に関連して実装することができる。コンピュータ可読記憶媒体は、これに限定されないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光学ディスク記憶デバイス、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶デバイス若しくは他の磁気記憶デバイス、又は、所望の情報を記憶するのに用いられる他の有形及び／又は非一時的な媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体は、媒体によって記憶された情報に関連する様々な動作のために、例えば、アクセス要求、クエリ又は他のデータ検索プロトコルを介して、１つ以上のローカル又はリモートコンピューティングデバイスによってアクセスされ得る。

本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。本明細書で使用されるように、「１つの」、「その」等の単数形は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。さらに、「含む」、「有する」、又は、これらの変形は、詳細な説明及び／又は特許請求の範囲において使用される限り、かかる用語は、「備える」と同様の態様で包含する。

特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意義を有する。用語（例えば、一般的に使用される辞書に定義された用語）は、関連技術の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈され、理想化された又は過度に正式な意味で解釈されないことがさらに理解できるであろう。

以上のように、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は、単なる例示であって、限定するものではないことを理解されたい。本発明の実施形態に対する各種の変更は、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、本明細書の開示に従って実施することができる。よって、本発明の幅及び範囲は、上記の実施形態によって限定されるべきではない。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物に従って定義されるべきである。

本発明の１つ以上の実施形態が図示及び説明されているが、当業者であれば、本明細書及び添付の図面を読んで理解することによって、同等の変更及び修正が可能であろう。

１００…電源ユニット
１１０…システム
１１２…監視システム
１１４…電力管理バス
１２０…力率補正回路
１２２…キャパシタ
１２４…ＤＣ−ＤＣコンバータ
１２６…内部バイアス回路
１２８…力率ブーストコントローラ
１３０…電力監視コントローラ
１３２…Ｄ２Ｄコントローラ
１３４…電源入力
２００，２２０…曲線
２２２，２２４，３００，３２０，３２２…線分
３２４…ポイント

Claims (11)

1. 電源ユニットのキャパシタの容量を検出するシステムであって、
   電源からの電荷を蓄積するキャパシタと、
   前記キャパシタからの出力電圧を第１閾値電圧に設定し、前記キャパシタからの出力電圧を電圧源を介して第２閾値電圧に変更する力率補正回路と、
   コントローラと、を備え、
   前記コントローラは、
   前記キャパシタからの出力電圧が前記第１閾値電圧である場合に第１時間を決定し、
   前記キャパシタからの出力電圧が前記第２閾値電圧である場合に第２時間を決定し、
   前記第１時間と前記第２時間との間の前記電源ユニットからの電力損失を決定し、
   前記第１閾値電圧と、前記第２閾値電圧と、前記第１時間と、前記第２時間と、前記電力損失と、に基づいて前記容量を決定する、
   システム。
2. 前記力率補正回路は、前記出力電圧を、前記第１時間の高電圧から前記第２時間の低電圧に変更し、前記コントローラは、前記キャパシタの放電中に容量を決定する、請求項１のシステム。
3. 前記容量は、Ｃを前記キャパシタンス、Ｔ１を前記第１時間、Ｔ２を前記第２時間、Ｐを前記電力損失、ＶＨを前記第１閾値電圧、ＶＬを前記第２閾値電圧としたときに、
   Ｃ＝［２×Ｐ×（Ｔ２−Ｔ１）］／（ＶＨ^２−ＶＬ^２）に基づいて決定される、請求項２のシステム。
4. 前記力率補正回路は、前記出力電圧を、前記第１時間の低電圧から前記第２時間の高電圧に変更し、前記コントローラは、前記キャパシタの充電中に容量を決定する、請求項１のシステム。
5. 前記容量は、Ｃを前記キャパシタンス、Ｔ１を前記第２時間、Ｔ２を前記第１時間、Ｐを前記電力損失、ＶＨを前記第２閾値電圧、ＶＬを前記第１閾値電圧としたときに、
   Ｃ＝［２×Ｐ×（Ｔ１−Ｔ２）］／（ＶＨ^２−ＶＬ^２）に基づいて決定される、請求項４のシステム。
6. 電源ユニットの動作中に前記電源ユニットの容量を決定する方法であって、
   第１時間に、キャパシタの出力電圧を第１閾値電圧に設定する工程と、
   前記キャパシタの出力電圧を第２閾値電圧に変更する工程と、
   前記キャパシタが前記第２閾値電圧を出力するときの第２時間を決定する工程と、
   前記第１時間と前記第２時間との間の前記電源ユニットによる電力損失を決定する工程と、
   前記第１閾値電圧と、前記第２閾値電圧と、前記第１時間と、前記第２時間と、前記電力損失と、に基づいて前記キャパシタの容量を決定する工程と、
   を含む、方法。
7. 前記キャパシタの前記出力電圧は、前記第１時間の高電圧から前記第２時間の低電圧に変更され、前記容量は、前記キャパシタの放電中に決定される、請求項６の方法。
8. 前記容量は、Ｃを前記キャパシタンス、Ｔ１を前記第１時間、Ｔ２を前記第２時間、Ｐを前記電力損失、ＶＨを前記第１閾値電圧、ＶＬを前記第２閾値電圧としたときに、
   Ｃ＝［２×Ｐ×（Ｔ２−Ｔ１）］／（ＶＨ^２−ＶＬ^２）に基づいて決定される、請求項７の方法。
9. 前記キャパシタの前記出力電圧は、前記第１時間の低電圧から前記第２時間の高電圧に変更され、前記容量は、前記キャパシタの充電中に決定される、請求項６の方法。
10. 前記キャパシタンスは、Ｃを前記キャパシタンス、Ｔ１を前記第２時間、Ｔ２を前記第１時間、Ｐを前記電力損失、ＶＨを前記第２閾値電圧、ＶＬを前記第１閾値電圧としたときに、
    Ｃ＝［２×Ｐ×（Ｔ１−Ｔ２）］／（ＶＨ^２−ＶＬ^２）に基づいて決定される、請求項９の方法。
11. 動作中に容量を決定する電源ユニットであって、
    電源入力と、
    前記電源入力に接続され、電圧を出力する力率補正回路と、
    前記力率補正回路に接続されたキャパシタであって、前記力率補正回路は、前記キャパシタからの出力電圧を第１閾値電圧に設定し、前記キャパシタからの出力電圧を第２閾値電圧に変更する、キャパシタと、
    前記キャパシタに接続され、電源出力を有するＤＣ−ＤＣコンバータと、
    コントローラと、を備え、
    前記コントローラは、
    前記キャパシタからの出力電圧が前記第１閾値電圧である場合に第１時間を決定し、
    前記キャパシタからの出力電圧が前記第２閾値電圧である場合に第２時間を決定し、
    前記第１時間と前記第２時間との間の前記電源ユニットからの電力損失を決定し、
    前記第１閾値電圧と、前記第２閾値電圧と、前記第１時間と、前記第２時間と、前記電力損失と、に基づいて前記容量を決定する、
    電源ユニット。

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