JP2021087302A

JP2021087302A - 電源装置

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Publication number: JP2021087302A
Application number: JP2019215031A
Authority: JP
Inventors: 川高　伸人; Nobuto Kawataka; 伸人川高; 裕司広瀬; Yuji Hirose; 真治守屋; Shinji Moriya; 正伸平松; Masanobu Hiramatsu; 輝小林; Teru Kobayashi; 悠太碓井; Yuta Usui
Original assignee: Cosel Co Ltd
Current assignee: Cosel Co Ltd
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2021-06-03
Anticipated expiration: 2039-11-28
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Abstract

【課題】出力電圧が異常になった時、システム管理者等が、その原因を特定するのに有効な情報を容易に取得できる電源装置を提供する。【解決手段】外部から視認可能に設置された第一の発光素子２２と、第一の発光素子２２を駆動する発光素子制御部２６とを備える。発光素子制御部２６は、出力電圧Voが異常な時、第一の発光素子２２を点滅させることによって、出力電圧Voが異常な原因を推定するために使用される特定電源動作情報TDJ、又は特定電源動作情報TDJに基いて推定される原因情報GJ、又はその両方を光デジタル信号に変換し、第一の発光素子２２から出力させる。【選択図】図１

Description

本発明は、入力電圧を所定の出力電圧に変換して出力する電源装置に関する。

電源装置が組み込まれたユーザシステムが稼働している時、電源装置の出力電圧Voに異常が発生してユーザシステムに不具合が発生すると、システム管理者は、異常の原因を調査して早急に復旧させなければならない。そのため、システム管理者やメンテナンス担当者は、電源装置がどんな状況で異常動作をしているのか（Vo異常の状況）を的確に把握するとともに、このような状況になった原因（Vo異常の原因）を特定する必要がある。

Vo異常の状況や原因には様々なケースが考えられる。例えば、電源装置に過大な負荷が加わって保護回路が働いて出力電圧Voがダウンしたケース、電源装置の入力ラインに雷サージが侵入し、入力ヒューズが切れて出力電圧Voがダウンしたケース、電源装置の入力ライン又は出力ラインに想定以上の大きいノイズが侵入し、電源装置が誤動作して出力電圧Voが不安定になったケース、電源装置の内部部品が偶発的に故障して出力電圧Voがダウンしたケース等が挙げられ、その他にも多種多様なケースが考えられる。

Vo異常は、電源装置を取り外して単体で調査しても再現しないケースが少なくない。したがって、Vo異常の状況や原因を的確に特定するためには、初期調査を、Vo異常が発生した状態で、すなわち電源装置がユーザシステムに組み込まれた状態で行うことが好ましい。

電源装置の内部回路の調査を行う場合、通常は、オシロスコープ等の測定器を内部回路に接続し、各部の電圧値や電流値、動作波形をモニタする。しかし、電源装置は、感電防止等の安全性の観点から、内部回路が金属製又は樹脂製の筐体で覆われていたり、ユーザシステムの筐体の中に設置されたりすることが多いので、筐体を取り外さなければオシロスコープ等を接続することは難しい。また、オシロスコープ等を接続すると、ノイズが伝わる環境が変化してしまう可能性があるので、内部回路の調査は、できれば電源装置及びユーザシステムに対して非接触で行うことが好ましい。

従来、例えば特許文献１に開示されているように、出力電圧が正常な値に制御されている時のみ点灯する出力電圧表示用発光素子と、入力電圧が正常に供給されている時のみ点灯する入力電圧表示用発光素子とを備えたスイッチング電源装置があった。このスイッチング電源装置は、電源装置がユーザシステムに組み込まれた状態で、２つの発光素子が点灯しているか消灯しているかを目視することによって、Vo異常の状況又は原因が過電流（過負荷）によるものか、入力電圧消失(電源電圧消失)によるものかを判定することができる。

また、特許文献２に開示されているように、入力端に供給される入力電圧と出力端に発生する出力電圧とを表示する表示手段を備え、その表示手段は、入力電圧及び出力電圧の複数の電圧状態を、複数のＬＥＤからなる表示インディケータにより表示する電源装置があった。この電源装置は、電源装置がユーザシステムに組み込まれた状態で、表示インディケータを目視することによって、入力電圧及び出力電圧の概略の値を把握することができる。

特開平５−１９９７４７号公報特開２００５−１５１６７４号公報

特許文献１の電源装置は、２つの発光素子が点灯と消灯とに切り替わるだけなので、合計４種類の情報しか出力することができない。また、特許文献１，２の電源装置は、入力電圧や出力電圧に関連した情報しか表示できないが、Vo異常の原因は入力電圧や出力電圧以外の情報がないと特定できないケースが少なくないので、もっと多くの情報が取得できることが望まれている。

本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、出力電圧が異常になった時、システム管理者等が、その原因を特定するのに有効な情報を容易に取得できる電源装置を提供することを目的とする。

本発明は、入力電圧を出力電圧に変換する電力変換回路を備えた電源装置であって、外部から視認可能に設置された第一の発光素子と、前記第一の発光素子を駆動する発光素子制御部とが設けられ、前記発光素子制御部は、前記出力電圧が異常な時、前記第一の発光素子を点滅させることによって、前記出力電圧が異常な原因を推定するために使用される特定電源動作情報、又は前記特定電源動作情報に基いて推定される原因情報、又はその両方を光デジタル信号に変換し、前記第一の発光素子から出力させる電源装置である。

前記発光素子制御部は、前記出力電圧が異常な時、前記第一の発光素子から出力される前記光デジタル信号の内容を人間が目視で認識できるように、前記第一の発光素子を点滅させる。また、前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第一の発光素子を静的に点灯させる構成にすることができる。あるいは、前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第一の発光素子を、人間が見た時に静的に点灯していると認識されるように点滅させることによって、装置内部の動作に関する電源動作情報を光デジタル信号に変換し、前記第一の発光素子から出力させる構成にすることができる。

さらに、外部から視認可能に設置され、前記発光素子制御部によって駆動される第二の発光素子が設けられ、前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第二の発光素子を静的に点灯させる構成にすることができる。あるいは、外部から視認可能に設置され、前記発光素子制御部によって駆動される第二の発光素子が設けられ、前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第二の発光素子を、人間が見た時に静的に点灯していると認識されるように点滅させることによって、装置内部の動作に関する電源動作情報を光デジタル信号に変換し、前記第二の発光素子から出力させる構成にすることができる。

この場合、前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第一の発光素子を消灯させ、前記出力電圧が異常な時、前記第一の発光素子を、人間が見た時に静的に点灯していると認識されるように点滅させることによって、前記光デジタル信号を出力させる構成にすることが好ましい。また、前記第二の発光素子は、前記第一の発光素子と発光色が異なるようにすることが好ましい。

また、本発明は、入力電圧を出力電圧に変換する電力変換回路と、外部から視認可能な位置に設置された発光素子及び受光素子を有し、前記発光素子及び前記受光素子を通じて光デジタル信号を送受信することによって外部機器と双方向通信を行う通信部とを備えた電源装置であって、前記通信部は、前記出力電圧が異常な時、前記出力電圧が異常な原因を推定するために使用される特定電源動作情報、又は前記特定電源動作情報に基いて推定される原因情報、又はその両方を光デジタル信号に変換し、前記発光素子から前記外部機器に向けて送信し、前記受光素子を通じて前記外部機器から指令を受信すると、その指令に対応した前記特定電源動作情報を光デジタル信号に変換し、前記発光素子から前記外部機器に向けて送信する電源装置である。

前記特定電源動作情報には、少なくとも、前記入力電圧の状態を知得し又は推定するための入力電圧関連情報と、前記電力変換回路が出力する出力電流の状態を知得し又は推定するための出力電流関連情報とが含まれる構成にすることが好ましい。また、前記電力変換回路は、前記入力電圧を中間電圧に変換する第一変換部と、前記中間電圧を前記出力電圧に変換する第二変換部とを備え、前記特定電源動作情報には、少なくとも、前記入力電圧の状態を知得し又は推定するための入力電圧関連情報と、前記中間電圧の状態を知得し又は推定するための中間電圧関連情報と、前記第二変換部が出力する出力電流の状態を知得し又は推定するための出力電流関連情報とが含まれる構成にすることが好ましい。

本発明の電源装置によれば、出力電圧が異常になった時、システム管理者等が、その状況や原因を特定するための特定電源動作情報や原因情報を容易に取得することができる。しかも、Vo異常の状況や原因の調査は、電源装置をユーザシステムに組み込んだ状態で非接触で行うことが好ましいところ、本発明の電源装置によれば、ワイヤレスで送信可能な光デジタル信号を媒体として多くの情報を取得できるので、Vo異常の状況や原因を効率よく的確に特定することができる。

本発明の電源装置の第一の実施形態を示す図であって、装置の外観を示す斜視図（ａ）、内部構成を示す回路ブロック図（ｂ）である。図１（ｂ）の発光素子制御部の動作を示す図表（ａ）、第一の発光素子の点滅動作の例を示すタイムチャート（ｂ）である。特定電源動作情報及び原因情報の例を示す図表である。図１（ｂ）の発光素子制御部の内部構成の例を示す回路ブロック図である。図１（ｂ）の発光素子制御部の内部構成の他の例を示す回路ブロック図である。本発明の電源装置の第二の実施形態を示す図であって、装置の外観を示す斜視図（ａ）、内部構成を示す回路ブロック図（ｂ）である。図６（ｂ）の発光素子制御部の動作を示す図表（ａ）、第一の発光素子の点滅動作の例を示すタイムチャート（ｂ）である。本発明の電源装置の第三の実施形態を示す図であって、装置の外観を示す斜視図（ａ）、内部構成を示す回路ブロック図（ｂ）である。図８（ｂ）の通信部の内部構成の例を示す回路ブロック図である。

以下、本発明の電源装置の第一の実施形態について、図１〜図５に基いて説明する。この実施形態の電源装置１０は、図１（ａ）に示すように、略直方体の外形を有し、６面が筐体１２で覆われている。筐体１２の一側面であるフロントパネル１２ａには、電源装置１０をユーザシステムの入力電源１４に配線するための入力側端子台１６と、電源装置１０をユーザシステムの負荷１８に配線するための出力側端子台２０とが設けられ、さらに、外部から視認可能な第一及び第二の発光素子２２，２４が設けられている。

電源装置１０は、図１（ｂ）の回路ブロック図に示すように、入力電源１４から供給された入力電圧Viを出力電圧Voに変換し、負荷１８に対して出力電圧Vo及び出力電流Ioを供給するスイッチングコンバータ等である電力変換回路２４と、上記の第一及び第二の発光素子２２，２４と、第一及び第二の発光素子２２，２４を駆動する発光素子制御部２６と、電力変換回路２４と入力側端子台１４との間に挿入された保護用の入力ヒューズ２８とを備えている。発光素子制御部２６は、例えばデジタルプロセッサ等の内部に構成される。

発光素子制御部２６は、図２（ａ）に示すように、出力電圧Voが正常な時、第一の発光素子２２を消灯させ、第二の発光素子２４を静的に点灯させる。そして、出力電圧Voが異常な時、第一の発光素子２２を点滅させることによって、後述する特定電源動作情報TDJ又は原因情報GJ又はその両方を光デジタル信号に変換し、第一の発光素子２２から出力させ、第二の発光素子２４を消灯させる。

特定電源動作情報TDJは、装置内部の動作に関する電源動作情報であって、出力電圧Voが異常な原因を推定するために使用される特定の情報である。どんな電源動作情報を特定電源動作情報TDJに設定するかは自由であるが、少なくとも、入力電圧Viの状態を知得し又は推定するための入力電圧関連情報（例えば、入力ヒューズ２８の後段の電圧値、この後段電圧を抵抗分圧した箇所の電圧値等）と、出力電流Ioの状態を知得し又は推定するための出力電流関連情報（例えば、出力電流Ioが流れる経路に挿入された電流検出抵抗の電圧値、出力電流Ioに比例したスイッチング電流が流れる経路に挿入された電流検出抵抗の電圧値等）とが含まれることが好ましい。

原因情報GJは、上記の特定電源動作情報TDJに基いて推定されたVo異常の原因の情報である。例えば、図３に示すように、類型１では、「Vi＝正常」という入力電圧関連情報と「Io＝過大」という出力電流関連情報とに基いて、「過電流保護回路が動作して出力電圧Voが低下している。」という原因情報GJが推定されている。また、類型２では、「Vi＝ゼロ」という入力電圧関連情報と「Io＝ゼロ」という出力電流関連情報とに基いて、「入力ラインに過大電流が流れて入力ヒューズ２８が断となり、電力変換回路２４が動作を停止している。」という原因情報GJが推定されている。また、類型３では、「Vi＝正常」という入力電圧関連情報と「Io＝ゼロ」という出力電流関連情報とに基いて、「過電圧保護回路が動作して電力変換回路２４のスイッチング動作がラッチ停止している。」と「過熱保護回路が動作して電力変換回路２４のスイッチング動作がラッチ停止している。」という２つの原因情報GJが推定されている。このように、特定電源動作情報TDJの中に入力電圧関連情報と出力電流関連情報とが含まれていると、Vo異常の原因をある程度の確度で絞り込むことができる。

より高い確度でVo異常の原因を推定したい場合は、特定電源動作情報TDJの種類を多くすればよい。例えば、類型３は、入力電圧関連情報と出力電流関連情報だけを基にしているので、原因情報GJが１つに絞り込めていないが、図３の下段に記載した類型Ａのように、さらに部品温度関連情報（スイッチング素子や電力トランス等の温度上昇、内部回路の消費電力等）を加えると、原因情報GJを１つの絞り込むことができる。類型Ａでは、「Vi＝正常」という入力電圧関連情報と、「Io＝ゼロ」という出力電流関連情報と、「入力電源１４の投入後、スイッチング素子の温度が危険な値まで上昇した。」という部品温度関連情報とに基いて、「過熱保護回路が動作して、電力変換回路２４のスイッチング動作がラッチ停止している。」という１つの原因情報GJに絞り込まれている。

このように、特定電源動作情報TDJの種類を多くすればVo異常の原因を絞り込みやすくなる。ただ、特定電源動作情報TDJの種類を多くすると、その分だけ電圧検出回路や電流検出回路等を多く設けなければならないので注意が必要である。

第一の発光素子２２から出力される光デジタル信号のフォーマットは自由であり、例えば、汎用的なシリアル通信の方式であるUART方式やI2C方式等のフォーマットを使用することができる。そして、専用の外部機器３０（各方式に対応した受信部３０ａを備えた点検用装置等）を用意することによって、その光デジタル信号を読み取ることができる。この場合、図２（ｂ）のタイプ１のように、所定の短い期間に光デジタル信号を出力させた後、しばらく静的に点灯させ、その後、再び光デジタル信号を出力させるようにするとよい。このようにすれば、システム管理者等は、第一の発光素子２２が静的に点灯しているように見えるので、Vo異常が発生していることを明確に認識することができる。

あるいは、図２（ｂ）のタイプ２のように、独自フォーマットの光デジタル信号を使用し、光デジタル信号の内容を人間が目視で認識できるように、第一の発光素子２２をゆっくり点滅させるようにしてもよい。このようにすれば、システム管理者等は、専用の外部機器３０を用意しなくても、光デジタル信号を読み取ることができる。

なお、電源装置１０の場合、第二の発光素子２４は出力電圧Voが正常な時に発光し、第一の発光素子２２は出力電圧Voが異常な時に発光することになるので、システム管理者等が正常か異常かを一目で判定できるように、２つの発光素子２２，２４の発光色を互いに異なる色にすることが好ましい。例えば、第二の発光素子２４の発光色は、システム管理者等に安心感を与える色（緑色や青色）とし、第一の発光素子２２の発光色は、システム管理者等の注意を喚起する色（赤色や橙色）にする方法が考えられる。

発光素子制御部２６の内部は、例えば図４、図５に示すような構成にすることができる。図４に示す発光素子制御部２６(1)は、出力電圧Voを監視して正常か異常かを判定するVo監視部３２と、Vo監視部３２が異常と判定した時に特定電源動作情報TDJを取得して出力する特定電源動作情報出力部３４と、特定電源動作情報TDJに基いて原因情報GJを作成して出力する原因情報出力部３６とを備えている。さらに、Vo監視部３２の判定結果に基いて第二の発光素子２４の点灯及び消灯を制御する点灯消灯制御部３８(1)と、特定電源動作情報TDJ又は原因情報GJ又はその両方を受けて第一の発光素子２２の点滅動作を制御する点滅制御部４０(1)と、点灯消灯制御部３８(1)及び点滅制御部４０(1)から出力された制御信号を受けて２つの発光素子２２，２４を駆動する発光素子駆動部４２(1)とを備えている。

発光素子制御部２６(1)は、汎用のデジタルプロセッサ等を用いて容易に構成することができ、特に、Vo異常の時、図２（ｂ）のタイプ２のような光デジタル信号を出力させるのに好適である。

また、図５に示す発光素子制御部２６(2)は、発光素子制御部２６(1)が有する点灯消灯制御部３８(1)、点滅制御部４０(1)及び発光素子駆動部４２(1)を、点灯消灯制御部３８(2)、点滅制御部４０(2)及び発光素子駆動部４２(2)に置き換えたものである。特徴的なのは、汎用のデジタルプロセッサ等に標準搭載されているシリアル通信用の通信モジュール（ここでは、UART通信モジュール４４）を利用しているという点である。

UART通信モジュール４４は、電源装置１０がユーザシステムに組み込まれた状態で、ユーザのシステム制御装置４６との間で双方向の通信を行うために使用され、電源装置１０は、UART通信モジュール４４を通じてシステム制御装置４６からの指令を受信し、出力電圧Voをオン又はオフさせたり、出力電圧Voの設定値を変更したりする。そして、Vo異常が発生した時、UART通信モジュール４４が点滅制御部４０(2)の一部として動作する。

発光素子駆動部４２(2)は、ＡＮＤゲート４８と駆動回路５０とを備えており、UART通信モジュール４４は、特定電源動作情報TDJ又は原因情報GJ又はその両方を受けると、第一の発光素子２２の点滅動作を規定するデジタル信号を生成し、ＡＮＤゲート４８の一方の入力に向けて出力する。

点灯消灯制御部３８(2)は、Vo監視部３２の判定結果に基いて第二の発光素子２４の点灯及び消灯を制御する信号を生成し、駆動回路５０に向けて出力する。さらに、ＡＮＤゲート４８の他方の入力に向けて、Vo監視部３２の判定結果が正常の時に「０」、異常の時に「１」を出力する。

ＡＮＤゲート４８は、Vo監視部３２の判定結果が正常の時、駆動回路５０に向けて第一の発光素子２４の消灯させる信号「０」を出力し、判定結果が異常の時、駆動回路５０に向けて第一の発光素子２２の点滅動作を制御する信号（UART通信モジュール４４が出力したデジタル信号と同じ信号）を出力する。そして、駆動回路５０は、点灯消灯制御部３８(2)から出力された制御信号を受けて第二の発光素子２４を駆動し、ＡＮＤゲート４８から出力された制御信号を受けて第一の発光素子２２を駆動する。

発光素子制御部２６(2)は、汎用的なデジタルプロセッサ等を用いて容易に構成することができ、特に、Vo異常の時、図２（ｂ）のタイプ１のような光デジタル信号を出力させるのに好適である。また、デジタルプロセッサに標準搭載されたUART通信モジュールを有効利用しているので、デジタルプロセッサ内に専用の点滅制御部を設ける必要がないという利点がある。なお、図５では、UART通信モジュール４４がユーザのシステム制御装置４６との間で通信を行う構成を示したが、発光素子制御部２６(2)は、このような通信機能を備えていない電源装置に適用してもよい。

電源装置１０によれば、出力電圧Voが異常になった時、システム管理者等が、その原因を特定するための特定電源動作情報TDJや原因情報GJを容易に取得することができる。しかも、Vo異常の状況や原因の調査は、電源装置をユーザシステムに組み込んだ状態で非接触で行うことが好ましいところ、電源装置１０によれば、ワイヤレスで送信可能な光デジタル信号を媒体として多くの情報（特定電源動作情報TDJや原因情報GJ）を取得できるので、Vo異常の状況や原因を効率よく的確に特定することができる。

なお、発光素子制御部２６は、図２（ａ）に示すように、出力電圧Voが正常な時、第二の発光素子２４を静的に点灯させているが、人間が見た時に静的に点灯していると認識されるように点滅させることによって適宜の電源動作情報DJを光デジタル信号に変換し、第二の発光素子２４から出力させるようにしてもよい。電源動作情報DJとは、出力電圧Voが正常な時の装置内部の動作に関する情報のことであり、出力電圧Voが異常な原因を推定するために使用される特定電源動作情報TDJとは少し性格が異なるものである。出力電圧Voが正常な時に電源動作情報DJが出力される構成にすれば、システム管理者等は、電源装置１０が正常に動作していることを数値データで確認したり、異常が発生しそうな兆候を事前に察知したりすることができる。

次に、本発明の電源装置の第二の実施形態について、図６、図７に基いて説明する。ここで、上記の電源装置１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態の電源装置５２は、図６（ａ）に示すように、略直方体の外形を有し、６面が筐体１２で覆われている。そして、筐体１２の一側面であるフロントパネル１２ａに、外部から視認可能な第一の発光素子５４が設けられている。

電源装置５２は、図６（ｂ）の回路ブロック図に示すように、電源装置１０と同様の電力変換回路２４及びヒューズ２８を備え、さらに、上記の第一の発光素子５４と、第一の発光素子５４を駆動する発光素子制御部５６とを備えている。発光素子制御部５６は、例えばデジタルプロセッサ等の内部に構成される。

発光素子制御部５２は、図７（ａ）に示すように、出力電圧Voが正常な時、第一の発光素子５４を静的に点灯させる。そして、出力電圧Voが異常な時、第一の発光素子５４を点滅させることによって、上述した特定電源動作情報TDJ又は原因情報GJ又はその両方を光デジタル信号に変換し、第一の発光素子５４から出力させる。

第一の発光素子２２から出力される光デジタル信号のフォーマットは自由であり、例えば、汎用的なシリアル通信の方式であるUART方式やI2C方式のフォーマットを使用することができる。そして、上記の外部機器３０を用意することによって、光デジタル信号を読み取ることができる。この場合、図７（ｂ）のタイプ１のように、所定の短い期間に光デジタル信号を出力させた後、しばらく消灯させ、その後、再び光デジタル信号を出力させるようにするとよい。このようにすれば、システム管理者等は、出力電圧Voが異常な時、第一の発光素子５４が静的に消灯しているように見えるので、出力電圧Voが正常な時の発光状態（静的に点灯している状態）と容易に区別することができ、Vo異常が発生していることを明確に認識することができる。

あるいは、図７（ｂ）のタイプ２のように、独自フォーマットの光デジタル信号を使用し、光デジタル信号の内容を人間が認識できるように、第一の発光素子５４をゆっくり点滅させてもよい。このようにすれば、システム管理者等は、専用の外部機器３０を用意しなくても、光デジタル信号を読み取ることができる。

発光素子制御部５６の動作は、例えば図４、図５に示す構成と同様の構成で実現することができる。そして、この実施形態の電源装置５２においても、電源装置１０と同様の作用効果を得ることができる。

なお、発光素子制御部５６は、図７（ａ）に示すように、出力電圧Voが正常な時、第一の発光素子５４を静的に点灯させているが、人間が見た時に静的に点灯していると認識されるように点滅させることによって適宜の電源動作情報DJを光デジタル信号に変換し、第一の発光素子５４から出力させるようにしてもよい。電源動作情報DJは、上記のように、出力電圧Voが正常な時の装置内部の動作に関する情報のことである。出力電圧Voが正常な時に電源動作情報DJが出力される構成にすれば、システム管理者等は、電源装置５２が正常に動作していることを数値データで確認したり、異常が発生しそうな兆候を事前に察知したりすることができる。

次に、本発明の電源装置の第三の実施形態について、図８、図９に基いて説明する。ここで、上記の電源装置１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態の電源装置５８は、図８（ａ）に示すように、略直方体の外形を有し、６面が筐体１２で覆われている。そして、筐体１２の一側面であるフロントパネル１２ａに、外部から視認可能な発光素子６０、受光素子６２及び補助発光素子６４が設けられている。

電源装置５８は、図８（ｂ）の回路ブロック図に示すように、電源装置１０と同様の電力変換回路２４及びヒューズ２８を備え、さらに、上記の発光素子６０及び受光素子６２を有した通信部６６と、上記の補助発光素子６４と、補助発光素子６４を駆動する補助発光素子制御部６８とを備えている。通信部６６（発光素子６０及び受光素子６２を除く）及び補助発光素子制御部６８は、例えばデジタルプロセッサ等の内部に構成される。

通信部６６は、出力電圧Voが異常な時、出力電圧Voが異常な原因を推定するために使用される特定電源動作情報TDJ、又は特定電源動作情報TDJに基いて推定された原因情報GJ、又はその両方を光デジタル信号に変換し、発光素子６０から外部機器７０に向けて送信する機能を備えている。さらに、受光素子６２を通じて外部機器７０から指令を受信すると、その指令に対応した特定電源動作情報TDJを光デジタル信号に変換し、発光素子６０から外部機器７０に向けて送信する機能を備えている。

外部機器７０は、システム管理者等が操作する点検用装置等であり、UART方式に対応した通信部７２を備えている。通信部７２は、光デジタル信号を受信するための受光素子７６と、光デジタル信号を送信するための発光素子７４とが設けられ、電源装置５８の通信部６６との間で双方向通信を行うことができる。

通信部６６の内部は、例えば図９に示すような構成にすることができる。図９に示す通信部６６は、上記と同様のVo監視部３２、特定電源動作情報出力部３４及び原因情報出力部３６とを備えている。さらに、特定電源動作情報TDJや原因情報GJを受けると、発光素子６０の点滅動作を規定するデジタル信号を生成するUART通信モジョール４４と、UART通信モジュール４４が生成したデジタル信号に基いて発光素子６０を駆動する発光素子駆動部７８とを備えている。さらに、外部機器７０から送信された光デジタル信号を受光素子６２を通じて受信し、電気信号に変換してUART通信モジュール４４に出力する受信部８０を備えている。上述した通信部６６の２つの機能は、これらの各ブロックが協働することによって実現される。

補助発光素子制御部６８は、点灯消灯制御部８２及び駆動部８４とを備え、Vo監視部３２の判定結果に基いて補助発光素子６４の点灯及び消灯を制御する。具体的には、Vo監視部３２の判定結果が正常の時に補助発光素子６４を静的に点灯させ、判定結果が異常の時に消灯させる。なお、補助発光素子６４及び補助発光素子制御部６８は、必要なければ省略してもよい。

次に、電源装置５８の使用方法の一例を紹介する。ここで、電源装置５８の通信部６６は、Vo異常が発生した時に、絞り込んだ原因情報GJと、その根拠とした特定電源動作情報TDJだけを外部機器７０に送信するようプログラムされているとする。例えば、図３の類型３に該当するVo異常が発生した場合、「Vi＝正常」という入力電圧関連情報と、「Io＝ゼロ」という出力電流関連情報と、「過電圧保護回路が動作して電力変換回路２４のスイッチング動作がラッチ停止している。」及び「過熱保護回路が動作して電力変換回路２４のスイッチング動作がラッチ停止している。」という２つの原因情報GJとを送信する。

ユーザシステムが稼働している時、実際に類型３に該当するVo異常が発生すると、補助発光素子６４が消灯し、発光素子６０が点滅して光デジタル信号（類型３の特定電源動作情報TDJ及び原因情報GJ）が出力される。

システム管理者等は、補助発光素子６４が消灯したのを見て、Vo異常が発生したことを認識し、外部機器７０を使用して、発光素子６０から出力される光デジタル信号を読み取り、Vo異常が類型３に該当することを知得する。

システム管理者等は、できれば２つの原因情報GJを１つに絞り込みたいので、外部機器７０を操作して、例えば、「その他の特定電源動作情報TDJの中の部品温度関連情報を追加で送信せよ。」という内容の光デジタル信号を通信部６６に向けて送信する。

システム管理担当者等は、追加で送信された部品温度関連情報が、「格別に温度上昇した部品はない」という内容であれば、Vo異常の原因を「過電圧保護回路が動作して電力変換回路２４のスイッチング動作がラッチ停止している。」に絞ることができる。反対に、「スイッチング素子の温度が危険な温度まで上昇した」という内容であれば、Vo異常の原因を「過熱保護回路が動作して電力変換回路２４のスイッチング動作がラッチ停止している。」に絞ることができる。

このように、電源装置５８によれば、システム管理者等と電源装置５８との間で上記のようなやり取りを行うことによって、Vo異常の原因を、システム管理者等の知見を活かして効率よく的確に絞り込むことが可能になる。

なお、本発明の電源装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、発光素子制御部は、図４、図５に示す発光素子制御部２６(1)，２６(2)の構成に限定されず、本発明の目的とする動作が可能であれば、発光素子制御部２６(1)，２６(2)とは異なる構成に変更することができる。図９に示す通信部６６の構成についても同様である。

図３に記載した特定電源動作情報TDJ及び原因情報GJの内容はあくまでも例であり、電力変換回路を含む内部回路の構成に応じて適宜設定されるものである。ただし、上記のように、特定電源動作情報TDJの中に、少なくとも、入力電圧関連情報及び出力電流関連情報を含めることが好ましい。また、電力変換回路が、入力電圧Viを中間電圧Vcに変換する第一変換部（例えば、力率改善用のＡＣ−ＤＣコンバータ）と中間電圧Vcを出力電圧Voに変換する第二変換部（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ）とで構成される場合は、さらに中間電圧関連情報を加えることによって、上記と同様の効果が得られる。

さらに、特定電源動作情報TDJの中に、部品温度関連情報や、出力電圧関連情報（出力電圧Voの値、出力電圧Voに発生しているリップルの値等）や、スイッチング関連情報（スイッチング周波数の値、ＰＷＭ変調用のランプ電圧の有無等）等を加えてもよく、これにより、Vo異常の原因をより厳密に推定することが可能になる。

その他、各発光素子は、必ずしも筐体のフロントパネルに設置する必要はなく、外部から視認できる場所であればどこに設置してもよい。例えば、電源装置が、筐体を有しない基板単体電源の場合、各発光素子を、基板の２つの面（表面と裏面）のうちの、ユーザシステムに取り付けられた時に外部から視認できる方の面に搭載すればよい。

１０，５２，５８電源装置
２２，５４第一の発光素子
２４第二の発光素子
２６，２６(1)，２６(2)，５６発光素子制御部
３０，７０外部機器
６０発光素子
６２受光素子
６６通信部
TDJ 特定電源動作情報
GJ 原因情報
Io 出力電流
Vi 入力電圧
Vo 出力電圧

Claims

入力電圧を出力電圧に変換する電力変換回路を備えた電源装置において、
外部から視認可能に設置された第一の発光素子と、前記第一の発光素子を駆動する発光素子制御部とが設けられ、
前記発光素子制御部は、前記出力電圧が異常な時、前記第一の発光素子を点滅させることによって、前記出力電圧が異常な原因を推定するために使用される特定電源動作情報、又は前記特定電源動作情報に基いて推定される原因情報、又はその両方を光デジタル信号に変換し、前記第一の発光素子から出力させることを特徴とする電源装置。
前記発光素子制御部は、前記出力電圧が異常な時、前記第一の発光素子から出力される前記光デジタル信号の内容を人間が目視で認識できるように、前記第一の発光素子を点滅させる請求項１記載の電源装置。
前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第一の発光素子を静的に点灯させる請求項１又は２記載の電源装置。
前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第一の発光素子を、人間が見た時に静的に点灯していると認識されるように点滅させることによって、装置内部の動作に関する電源動作情報を光デジタル信号に変換し、前記第一の発光素子から出力させる請求項１又は２記載の電源装置。
外部から視認可能に設置され、前記発光素子制御部によって駆動される第二の発光素子が設けられ、前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第二の発光素子を静的に点灯させる請求項１記載の電源装置。
外部から視認可能に設置され、前記発光素子制御部によって駆動される第二の発光素子が設けられ、前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第二の発光素子を、人間が見た時に静的に点灯していると認識されるように点滅させることによって、装置内部の動作に関する電源動作情報を光デジタル信号に変換し、前記第二の発光素子から出力させる請求項１記載の電源装置。
前記発光素子制御部は、前記出力電圧が正常な時、前記第一の発光素子を消灯させ、前記出力電圧が異常な時、前記第一の発光素子を、人間が見た時に静的に点灯していると認識されるように点滅させることによって、前記光デジタル信号を出力させる請求項５又は６記載の電源装置。
前記第二の発光素子は、前記第一の発光素子と発光色が異なる請求項５乃至７のいずれか記載の電源装置。
入力電圧を出力電圧に変換する電力変換回路と、外部から視認可能な位置に設置された発光素子及び受光素子を有し、前記発光素子及び前記受光素子を通じて光デジタル信号を送受信することによって外部機器と双方向通信を行う通信部とを備えた電源装置において、
前記通信部は、
前記出力電圧が異常な時、前記出力電圧が異常な原因を推定するために使用される特定電源動作情報、又は前記特定電源動作情報に基いて推定される原因情報、又はその両方を光デジタル信号に変換し、前記発光素子から前記外部機器に向けて送信し、
前記受光素子を通じて前記外部機器から指令を受信すると、その指令に対応した前記特定電源動作情報を光デジタル信号に変換し、前記発光素子から前記外部機器に向けて送信することを特徴とする電源装置。
前記特定電源動作情報には、少なくとも、前記入力電圧の状態を知得し又は推定するための入力電圧関連情報と、前記電力変換回路が出力する出力電流の状態を知得し又は推定するための出力電流関連情報とが含まれる請求項１乃至９のいずれか記載の電源装置。
前記電力変換回路は、前記入力電圧を中間電圧に変換する第一変換部と、前記中間電圧を前記出力電圧に変換する第二変換部とを備え、
前記特定電源動作情報には、少なくとも、前記入力電圧の状態を知得し又は推定するための入力電圧関連情報と、前記中間電圧の状態を知得し又は推定するための中間電圧関連情報と、前記第二変換部が出力する出力電流の状態を知得し又は推定するための出力電流関連情報とが含まれる請求項１乃至９のいずれか記載の電源装置。