JP3950451B2 - Power supply - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置に関するものであり、特に、出力ケーブルに記憶した制御情報に基づいて電力を負荷装置に供給する場合に、負荷装置に必要な出力電圧等を持つ電力を正確かつ効率的に供給することができる電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device, and in particular, when power is supplied to a load device based on control information stored in an output cable, power having an output voltage necessary for the load device is accurately and efficiently supplied. The present invention relates to a power supply device that can be supplied.
近年、携帯電話、デジタルカメラ、ゲーム機、PDAなどの複数の電子機器を利用者が持ち歩く場面が多くなってきたため、各電子機器に対する充電や電力供給をいかにおこなうかが重要になっている。たとえば、利用者が旅行に出かけるような場合には、各電子機器の充電器や電源装置についても持ち運ぶ必要が生ずるが、それぞれ電子機器ごとの充電器や電源装置の仕様が異なると、利用者は複数の充電器や電源装置を運搬せざるを得ないため、利用者にかかる運搬労力が過大となってしまう。 In recent years, users have frequently carried a plurality of electronic devices such as a mobile phone, a digital camera, a game machine, and a PDA. Therefore, how to charge and supply power to each electronic device has become important. For example, when a user goes on a trip, it is necessary to carry the charger and power supply device of each electronic device, but if the specifications of the charger and power supply device for each electronic device are different, the user Since it is necessary to carry a plurality of chargers and power supply devices, the carrying labor for the user becomes excessive.
このため、電源アダプタ部分を共通化するとともに出力ケーブルに電圧設定回路を設けておき、利用者が出力ケーブルを使い分けることによって所望の電子機器に対して適正な電圧を供給する従来技術が知られている。たとえば、特許文献1には、分割抵抗などから形成される電圧設定回路を出力ケーブル側に設けておき、ACコンセントから得た交流電圧をAC/DC変換した後に所定の電圧に変換する技術が開示されている。
For this reason, a conventional technique is known in which a power supply adapter portion is shared and a voltage setting circuit is provided in an output cable so that a user can properly use the output cable to supply an appropriate voltage to a desired electronic device. Yes. For example,
この特許文献1のような電圧設定回路としては、図9に示したように、R1およびR2からなる分割抵抗を出力ケーブルに設けておき、Vout=Vref×(1+(R1/R2))の関係を利用しつつ比較器のマイナス端子にフィードバック入力して電圧を調整するか、または、図10に示したように、出力ケーブル内に基準電圧源(ツェナーダイオード)を設けておき、この基準電圧源からの基準電圧を比較器のプラス端子に供給しつつ電源本体側で電圧を調整する方法が考えられる。
As shown in FIG. 9, the voltage setting circuit as disclosed in
しかしながら、いずれのアナログ回路を用いた場合であっても、分割抵抗や基準電圧源の精度限界により、出力ケーブルと電源本体を一意に決めないと、出力電圧がばらついてしまうという問題がある。また、アナログ回路を用いて出力電圧以外の制御(電流調整など)をおこなおうとすると、出力ケーブル内に多くの回路素子を実装しなければならず、結果的に見て端子数の増加、コストの増加、形状の肥大化などを引き起こすため現実的なものであるとは言えない。 However, regardless of which analog circuit is used, there is a problem in that the output voltage varies unless the output cable and the power supply body are uniquely determined due to the accuracy limit of the dividing resistor and the reference voltage source. Also, if control other than output voltage (current adjustment, etc.) is performed using an analog circuit, many circuit elements must be mounted in the output cable, resulting in an increase in the number of terminals and costs. This is not realistic because it causes an increase in size and enlargement of the shape.
このため、上記特許文献1では、アナログ回路に代えてデジタル信号の電圧値を出力ケーブルのROM内に保持させておき、電源本体ユニット側で出力ケーブルのROM内の電圧値を読みとって出力電圧値を設定する点についても言及されている。ただし、この特許文献1には、電圧値を出力ケーブルのROMに記憶させることもできると記載されているのみで、その具体的構成が記載されていない。このため、電源ユニットにデジタル/アナログコンバータ(DAC)を設けておき、ROMから読みとった電圧値のデジタル信号をDACでアナログ信号に変換し、このアナログ信号を図9や図10に示した比較器に入力するものと推察される。
For this reason, in
ところが、かかる場合には、電源回路の回路特性のばらつきに起因する出力電圧のばらつきには対応できないという問題がある。加えて、DACなどに設定する制御ビット列の長さなどの制御フォーマットが正確なものでないと電源ユニットが正常に動作しないため、ROMに記憶する電圧値は電源ユニットの回路構成に依存してしまい、ROM内のデータに制約を受けるという問題もある。 However, in such a case, there is a problem that it is impossible to cope with variations in output voltage due to variations in circuit characteristics of the power supply circuit. In addition, since the power supply unit does not operate properly unless the control format such as the length of the control bit string set in the DAC is accurate, the voltage value stored in the ROM depends on the circuit configuration of the power supply unit. There is also a problem that data in the ROM is restricted.
これらのことから、出力ケーブルに記憶した制御情報に基づいて電力を負荷装置に供給する場合に、負荷装置に必要な出力電圧等を持つ電力をいかにして正確かつ効率的に供給するかが重要な課題となっている。 Therefore, when supplying power to the load device based on the control information stored in the output cable, it is important how to accurately and efficiently supply power having the output voltage necessary for the load device. It is a difficult issue.
この発明は、上記課題(問題点)に鑑みてなされたものであり、出力ケーブルに記憶した制御情報に基づいて電力を負荷装置に供給する場合に、負荷装置に必要な出力電圧等を持つ電力を正確かつ効率的に供給することができる電源装置を提供することを目的とするものである。 This invention is made in view of the said subject (problem), and when supplying electric power to a load apparatus based on the control information memorize | stored in the output cable, electric power which has an output voltage etc. which are required for a load apparatus It is an object of the present invention to provide a power supply device that can accurately and efficiently supply power.
上述した課題を解決するため、本発明は、電力を供給する電源本体部と、電力を消費する負荷装置および前記電源本体部の間に装着される出力ケーブルとからなる電源装置であって、前記出力ケーブルは、前記負荷装置に出力する出力電圧を含む制御情報を記憶する記憶手段を備え、前記電源本体部は、外部から受け付けた電力を電力変換する電力変換手段と、前記出力ケーブル内の記憶手段に記憶した制御情報に対応し、かつ、前記電力変換手段に含まれる回路特性のばらつきに関する情報を含んだ回路制御データに基づいて前記電力変換手段から出力される電力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、複数の出力電圧と前記電力変換手段を制御する際に用いる回路制御データとを対応づけたテーブルを備え、前記出力ケーブル内の記憶手段に記憶した出力電圧に対応する回路制御データを前記テーブルから抽出し、該抽出した回路制御データに基づいて前記電力変換手段を制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a power supply device including a power supply main body that supplies power, a load device that consumes power, and an output cable that is mounted between the power supply main body, The output cable includes storage means for storing control information including an output voltage to be output to the load device, and the power source main body section includes power conversion means for converting power received from the outside, and storage in the output cable. Control means for controlling the power output from the power conversion means on the basis of circuit control data corresponding to the control information stored in the means and including information on variations in circuit characteristics included in the power conversion means. The control means includes a table in which a plurality of output voltages and circuit control data used for controlling the power conversion means are associated with each other; The circuit control data corresponding to the output voltage stored in the storage means extracts from said table, and controls the power converting means based on the extract out the circuit control data.
また、本発明は、上記発明において、前記テーブルは、所定のビット数のビット列を前記回路制御データとして記憶し、前記電力変換手段は、前記ビット列をデジタル/アナログ変換したアナログデータを目標値として前記電力変換手段の出力電圧をフィードバック制御することを特徴とする。 Further, the present invention is the above invention, wherein the table stores a bit string having a predetermined number of bits as the circuit control data, and the power conversion means uses the analog data obtained by digital / analog conversion of the bit string as the target value. The output voltage of the power conversion means is feedback controlled.
また、本発明は、上記発明において、前記負荷装置に出力する出力電流を含む制御情報を記憶し、前記制御手段は、複数の出力電流と前記電力変換手段を制御する際に用いる回路制御データとを対応づけたテーブルを備え、前記出力ケーブル内の記憶手段に記憶した出力電流に対応する回路制御データを前記テーブルから抽出し、該抽出した回路制御データに基づいて前記電力変換手段を制御することを特徴とする。 According to the present invention, in the above invention, control information including an output current output to the load device is stored, and the control means includes a plurality of output currents and circuit control data used when controlling the power conversion means, The circuit control data corresponding to the output current stored in the storage means in the output cable is extracted from the table, and the power conversion means is controlled based on the extracted circuit control data. It is characterized by.
また、本発明は、上記発明において、前記記憶手段は、前記負荷装置に出力する最大供給電流を含む制御情報を記憶し、前記制御手段は、前記電力変換手段から出力された出力電流と前記最大供給電流を比較して、前記出力電流が前記最大供給電流よりも大きな場合に、前記出力電流が前記最大供給電流以下となるよう前記電力変換手段を制御することを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the above invention, the storage unit stores control information including a maximum supply current to be output to the load device, and the control unit outputs the output current output from the power conversion unit and the maximum Supply power is compared, and when the output current is larger than the maximum supply current, the power conversion means is controlled so that the output current is equal to or less than the maximum supply current.
また、本発明は、上記発明において、前記記憶手段は、前記負荷装置の待機時に出力する待機電流および待機時間を含む制御情報を記憶し、前記制御手段は、前記負荷装置へ出力する出力電流が前記待機電流以下となる状況が前記待機時間の間継続した場合には、前記負荷装置への電力供給を停止するよう制御することを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the above invention, the storage unit stores control information including a standby current and a standby time that are output when the load device is in a standby state, and the control unit has an output current that is output to the load device. Control is performed so as to stop the power supply to the load device when the situation where the current becomes equal to or less than the standby current continues for the standby time.
また、本発明は、上記発明において、前記記憶手段は、前記負荷装置の利用者を特定するユーザ情報、前記負荷装置のバージョン情報および/または前記負荷装置を製造した製造業者情報を前記制御情報の一部としてさらに記憶し、前記制御手段は、前記ユーザ情報、バージョン情報および/または製造者情報に基づいて前記出力ケーブルを介した前記負荷装置に対する電力供給を制御することを特徴とする。 Further, the present invention is the above invention, wherein the storage means stores user information for identifying a user of the load device, version information of the load device and / or manufacturer information for manufacturing the load device in the control information. Further stored as a part, the control means controls power supply to the load device via the output cable based on the user information, version information and / or manufacturer information.
また、本発明は、上記発明において、前記記憶手段は、書き換え可能なEPROMであり、前記記憶手段に記憶した前記制御情報は前記制御手段によって書き換え可能であることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the above invention, the storage means is a rewritable EPROM, and the control information stored in the storage means can be rewritten by the control means.
また、本発明は、上記発明において、前記制御手段は、エラーが発生した場合にエラーレポートを前記記憶手段の所定の領域に順次記憶することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the control means sequentially stores an error report in a predetermined area of the storage means when an error occurs.
本発明にかかる電源装置は、負荷装置に出力する出力電圧含む制御情報を出力ケーブルに記憶するとともに、複数の出力電圧と電力変換を制御する際に用いる回路制御データとを対応づけたテーブルを設けておき、出力ケーブルに記憶した出力電圧に対応し、かつ、回路特性のばらつきに関する情報を含んだ回路制御データをテーブルから抽出し、該抽出した回路制御データに基づいて電力変換を制御するよう構成したので、出力ケーブルに記憶した制御情報に基づいて電力を負荷装置に供給する場合に、負荷装置に必要な出力電圧等を持つ電力を正確かつ効率的に供給することができる。特に、各回路の特性ばらつきをテーブルで吸収し、もって出力ケーブルに記憶する出力電圧の精度を高めることができる。 The power supply device according to the present invention stores control information including the output voltage output to the load device in the output cable, and provides a table in which a plurality of output voltages and circuit control data used for controlling power conversion are associated with each other. In addition , the circuit control data corresponding to the output voltage stored in the output cable and including information on the variation in circuit characteristics is extracted from the table, and the power conversion is controlled based on the extracted circuit control data. Therefore, when power is supplied to the load device based on the control information stored in the output cable, power having an output voltage or the like necessary for the load device can be supplied accurately and efficiently. In particular, the variation in characteristics of each circuit can be absorbed by a table, thereby increasing the accuracy of the output voltage stored in the output cable.
また、本発明にかかる電源装置は、負荷装置に出力する出力電流含む制御情報を出力ケーブルに記憶するとともに、複数の出力電流と電力変換を制御する際に用いる回路制御データとを対応づけたテーブルを設けておき、出力ケーブルに記憶した出力電流に対応する回路制御データをテーブルから抽出し、該抽出した回路制御データに基づいて電力変換を制御するよう構成したので、各回路の特性ばらつきをテーブルで吸収し、もって出力ケーブルに記憶する出力電流の精度を高めることができる。 In addition, the power supply device according to the present invention stores control information including output current output to the load device in the output cable, and associates a plurality of output currents with circuit control data used when controlling power conversion. The circuit control data corresponding to the output current stored in the output cable is extracted from the table, and the power conversion is controlled based on the extracted circuit control data. The accuracy of the output current absorbed in the output cable and stored in the output cable can be increased.
また、本発明にかかる電源装置は、負荷装置に出力する最大供給電流を含む制御情報を記憶しておき、電力変換手段から出力された出力電流と最大供給電流を比較して、出力電流が最大供給電流よりも大きな場合に、出力電流が最大供給電流以下となるよう電力変換手段を制御するよう構成したので、出力電流を効率良く最大供給電流以下に抑制することができる。 The power supply device according to the present invention stores control information including the maximum supply current output to the load device, compares the output current output from the power conversion means with the maximum supply current, and outputs the maximum Since the power conversion unit is configured to control the output current to be equal to or less than the maximum supply current when the output current is larger than the supply current, the output current can be efficiently suppressed to the maximum supply current or less.
また、本発明にかかる電源装置は、負荷装置の待機時に出力する待機電流および待機時間を含む制御情報を記憶しておき、負荷装置へ出力する出力電流が待機電流以下となる状況が待機時間の間継続した場合には、負荷装置への電力供給を停止するよう制御するよう構成したので、負荷装置が待機処理に移行した場合や電源を断にした場合に該負荷装置への電力供給を停止して、負荷装置の過負荷を抑制しつつ電力の有効利用を図ることができる。 The power supply device according to the present invention stores control information including standby current and standby time output when the load device is on standby, and the situation where the output current output to the load device is equal to or lower than the standby current is the standby time. Since the power supply to the load device is controlled to stop when the load device continues, the power supply to the load device is stopped when the load device shifts to standby processing or when the power is turned off. Thus, it is possible to effectively use power while suppressing overload of the load device.
また、本発明にかかる電源装置は、負荷装置の利用者を特定するユーザ情報、負荷装置のバージョン情報および/または負荷装置を製造した製造業者情報を制御情報の一部としてさらに記憶しておき、ユーザ情報、バージョン情報および/または製造者情報に基づいて出力ケーブルを介した負荷装置に対する電力供給を制御するよう構成したので、正当なユーザによって使用されている場合、バージョンが正しい場合、正当な製造業者で製造されている場合にのみ、電力を供給するよう制御することができる。 Further, the power supply device according to the present invention further stores user information for identifying a user of the load device, version information of the load device and / or manufacturer information for manufacturing the load device as part of the control information, Since the power supply to the load device via the output cable is controlled based on user information, version information and / or manufacturer information, when used by a legitimate user, if the version is correct, legitimate manufacture It can be controlled to supply power only if it is manufactured by a vendor.
また、本発明にかかる電源装置は、出力ケーブルに設けた書き換え可能なEPROMに制御情報を記憶させておき、この制御情報は電源本体部から書き換え可能となるよう構成したので、電源本体部側から出力ケーブルの内容やその他の情報を書き換え、もって円滑な運用を図ることができる。 Further, the power supply device according to the present invention is configured such that control information is stored in a rewritable EPROM provided in the output cable, and this control information can be rewritten from the power supply main body, so that the power supply main body side The contents of the output cable and other information can be rewritten to facilitate smooth operation.
また、本発明にかかる電源装置は、エラーが発生した場合にエラーレポートを出力ケーブルに設けたEPROMの所定の領域に順次記憶するよう構成したので、エラーが発生した場合に出力ケーブルの検査のみによって原因究明をおこなうことができ、もってエラー対処の迅速化および円滑化を図ることができる。 In addition, since the power supply device according to the present invention is configured to sequentially store the error report in a predetermined area of the EPROM provided in the output cable when an error occurs, only the inspection of the output cable when an error occurs. The cause can be investigated, and the error handling can be speeded up and smoothed.
以下に、本発明にかかる電源装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、ここでは太陽電池を用いて発電した電力を各種負荷機器に供給するソーラー型電源装置に本発明を適用した場合を示すこととする。 Embodiments of a power supply apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Here, the case where the present invention is applied to a solar power supply apparatus that supplies electric power generated using a solar battery to various load devices is shown.
図1は、本発明にかかる電源装置の全体構成を示すブロック図である。同図に示す電源装置は、発電部10および本体部20からなり、出力ケーブル30を介して負荷装置40に電力を供給する構成となる。ここで、本発明は、出力ケーブル30に設けたROM31内に負荷装置40に供給する電力に掛かる制御情報を格納するとともに、制御情報と電力変換部22を制御する際に用いる回路制御データとを対応づけて記憶するテーブル23cを本体部20側に設けておき、出力ケーブル30が本体部20に接続された場合に、ROM31から制御情報を読み取り、この制御情報に対応する回路制御データをテーブル23cから取得し、取得した回路制御データに基づいて電力変換部22を制御するよう構成した点に特徴がある。なお、本実施の形態では、上記制御情報をテキストデータとして記憶する場合を説明するが、制御情報をバイナリーデータとして記憶することもできる。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a power supply device according to the present invention. The power supply device shown in FIG. 1 includes a
かかるROM31は、フラッシュメモリなどの書き換え可能なEPROMとすることもできる。そして、本体部20から書き換えを可能にすることにより、本体部20から出力ケーブル30内のROM31の内容の書き換えを可能とし、もって円滑な運用を図ることができる。特に、エラーが発生した場合にエラーレポートを書き換え可能なEPROMの所定の領域に順次記憶することにより、エラーが発生した場合に出力ケーブル30の検査のみによって原因究明をおこなうことができ、もってエラー対処の迅速化および円滑化を図ることができる。
The
発電部10は、太陽光を受光して発電する太陽電池であり、発電した電力を本体部20に供給するものである。なお、この発電部10は、太陽電池以外の燃料電池やその他の発電体であっても構わない。
The
本体部20は、発電部10から受け取った電力を一時的に蓄電部21に蓄電するとともに、この蓄電部21に蓄電した電力を出力ケーブル30のROM31に記憶された制御情報(テキストデータ)に基づいて電力変換し、負荷機器40に適合した正確な電圧値を持つ電力を供給する処理部である。
The
この本体部20は、蓄電部21と、電力変換部22と、ソフトウエア制御コンバータ23とからなる。蓄電部21は、発電部10から受け取った電力を一時的に蓄電する蓄電素子であり、電力変換部22は、目標値に向けて出力電力を電力変換するスイッチングレギュレータやシリーズレギュレータからなる処理部である。なお、本実施の形態では、この電力変換部22としてスイッチングレギュレータを用いた場合を示している。
The
ソフトウエア制御コンバータ23は、出力ケーブル30のROM31に記憶された制御情報(テキストデータ)に基づいて電力変換部22による電力変換をソフトウエア制御する処理部である。本実施の形態では、このソフトウエア制御コンバータ23は、後述するようにCPUやメモリなどをバスで接続したマイコンにより実現している。
The
このソフトウエア制御コンバータ23は、制御情報(テキストデータ)と電力変換部22を制御する際に用いる回路制御データとを対応づけて記憶するテーブル23cを有する。かかるテーブル23cを設けた理由は、電源回路の回路特性のばらつきの問題を出力ケーブル30のROM31に記憶する制御情報と切り離すためである。かかるテーブル23cを用いることにより、ROM31に電圧目標値などをテキストデータとして記憶することが可能となり、効率的な電圧値などのフィードバック制御をおこなうことができる。
The
出力ケーブル30は、負荷機器40と本体部20とを接続するために用いられる電力供給用ケーブルであり、本体部20側のコネクタ部にROM31を有する。ただし、コネクタ部以外の別の部位に設けることもできる。そして、このROM31と本体部20側の接続端との間にはバスおよびROM31への電力供給ラインが設けられている。これにより、出力ケーブル30が本体部20に接続すると、本体部20のソフトウエア制御コンバータ23がROM31内のデータを読み出すことができる。なお、かかる出力ケーブル30は、原則としては負荷機器40と一対のものとして取り扱われるが、複数の負荷機器40で同じ電力制御をおこなう場合にはこれらの負荷機器40について一本の出力ケーブル30を対応させても構わない。
The
このROM31には、負荷装置40に供給する電力に掛かる制御情報をたとえば「4.789v」のようにテキストデータとして記憶している。この制御情報には、出力電圧、最大供給電流、待機電流、待機時間などの出力制御データと、ベンダID、バージョン、ユーザIDなどのシリアル番号とが含まれる。
The
負荷機器40は、携帯電話、デジタルカメラ、ゲーム機、PDAなどの電力消費を伴う電子機器であり、出力ケーブル30を介して本体部20から所望の電力供給を受ける。なお、本実施の形態では、かかる負荷機器40は稼働状態と待機状態の2つの状態を有し、所定の時間操作されない場合には稼働状態から待機状態に移行する。この負荷機器40が待機状態に移行した場合には、ソフトウエア制御コンバータ23はROM31に設定された待機電流以下となったことを検知し、負荷機器40への電力供給を停止するよう制御することにより、無駄な電力消費を防ぐことができる。同様に負荷機器40の電源を断にした場合にも、ROM31に設定された待機電流以下であることを検出し電力供給を停止することにより、無駄な電力消費を防ぐことができる。
The
次に、図1に示した本体部20の構成についてさらに詳細に説明する。図2は、図1に示した本体部20の細部構成を示す図である。なお、かかる本体部20にはすでに説明したように蓄電部21が設けられるが、本発明の特徴部分ではないのでここでは蓄電部21についての説明を省略する。
Next, the configuration of the
図2に示すように、この本体部20は、スイッチングレギュレータ22aと、比較器22bと、分割抵抗22cと、ソフトウエア制御コンバータ23と、供給電流検出用電流センサ24と、電力供給スイッチ25と、ROM向け電力供給部26とを有する。
As shown in FIG. 2, the
スイッチングレギュレータ22aは、図示しない蓄電部21から供給された電力を比較器22bの出力に応じて電力変換する処理部である。なお、ここではスイッチングレギュレータ22aを用いることとしたが、シリーズレギュレータなどを代わりに用いることもできる。比較器22bは、分割抵抗22cからの出力値とソフトウエア制御コンバータ23のDAC23eからの出力値とを比較して差分をスイッチングレギュレータ22aに出力する処理部である。
The
ソフトウエア制御コンバータ23は、出力ケーブル30内のROM31に記憶された制御情報に基づいて適正な制御目標値(アナログ値)を比較器22bのマイナス端子に出力する処理部であり、かかる一連の処理をソフトウエア的におこなう。このソフトウエア制御コンバータ23は、いわゆるマイコンとして形成することができ、CPU23a、テーブル23cを記憶する記憶部23b、ROMインターフェース23d、デジタル/アナログコンバータ(DAC)23eおよびアナログ/デジタルコンバータ(ADC)23fがバスに接続された構成となる。
The
このソフトウエア制御コンバータ23は、出力ケーブル30が本体部20に接続されると、ROMインターフェース23dを介してROM内に記憶した制御情報(テキストデータ)を読み取るとともに、テーブル23cを用いてこの制御情報に対応する回路制御データを取得する。そして、取得した回路制御データをDAC23eに出力し、比較器22bのプラス端子に制御目標値を設定する。
When the
また、このソフトウエア制御コンバータ23は、供給電流検出用電流センサ24により得た検出電流をADC23fでデジタル化し、この検出電流値により負荷装置40の電源が断にされていないか、若しくは、負荷装置40が待機状態に移行していないかを判定する。電源断または待機状態にある場合には、電力供給をおこなう電力供給スイッチ25をオフにするよう指示する。
Further, the
ここで、このソフトウエア制御コンバータ23は、単にROM31から読み取った制御情報をDAC23eに出力するのではなく、制御情報に対応する回路制御データをテーブル23cから求めてDAC23eに出力するようにした点に特徴がある。かかるテーブル23cを用いることにより、回路の特性ばらつきの影響を防ぐためである。言い換えると、従来技術のようにこのテーブル23cを設けない場合には、回路特性のばらつきを防ぐことができないという問題、または、回路特性のばらつきを含めた回路制御データをROM31に書き込まねばならず現実的ではないという問題が生ずる。
Here, the
供給電流検出用電流センサ24は、スイチングレギュレータ22aから出力された電力の電流量を検出するセンサであり、検出結果をソフトウエア制御コンバータ23のADC23fに出力する。電力供給スイッチ25は、本体部20から出力ケーブル30への電源供給のオン/オフを切り替えるスイッチであり、ソフトウエア制御コンバータ23により制御される。ROM向け電力供給部26は、出力ケーブル30が本体部20に接続された際にROM31への電力供給をおこなう給電部である。なお、ADC23fは、発生した出力電圧を読み込んで、制御目標値(ROM31内の制御情報でも回路制御データでも構わない)と比較して、所定の誤差内であれば、電力供給スイッチ25をオンにして負荷装置40への電力供給を開始する。
The supply current detection
次に、図1に示したROM31に記憶した制御情報およびテーブル23cについてさらに詳細に説明する。図3は、図1および図2に示したROM31に記憶した制御情報の一例を示す図であり、図4は、図1および図2に示したテーブル23cに記憶したデータの一例を示す図である。
Next, the control information stored in the
図3に示すように、出力ケーブル30のROM31には、出力電圧、最大供給電流、待機電流および待機時間などの出力制御データと、ベンダID、バージョンおよびユーザIDなどからなるシリアル番号とがそれぞれテキストデータとして格納されている。ここでは、出力電圧が「4.789v」、最大供給電流が「1500mA」、待機電流が「3mA」、待機時間が「15sec」、ベンダIDが「001」、バージョンが「v1.2」、ユーザIDが「123456」である場合を示している。
As shown in FIG. 3, in the
ここで、ROM31内に出力電圧を格納した理由は、負荷装置40が必要とする正確かつ適正な電圧値を持つ電力を供給するためである。また、テキストデータとして格納する理由は、回路特性のばらつきを本体部20のソフトウエア制御コンバータ23(テーブル23c)側で解消することとしたためである。なお、テキストデータとして記憶することにより、ソフトウエア制御コンバータ23内に設けられるDACの精度に柔軟に対応できるという利点も生ずる。この点を具体的に説明すると、8ビットのDACが搭載された場合には、出力電圧分解能が0.1Vの電源であれば4.78Vまで読み込んで四捨五入した4.8Vに対応する回路制御データをテーブル23cから取り込めば良い。また、12ビットのDACが搭載された場合には、高精度な電源であれば4.789Vまで読み込んでこれに対応する回路制御データをテーブル23cから取り込めば良い。さらに、ROM31内の出力電圧よりも分解能の高い電源が接続された場合には、4.789Vから4.78900Vにデータを補間することで対処することができる。
Here, the reason why the output voltage is stored in the
また、ROM31内に最大供給電流を格納した理由は、負荷機器40の保護を図るためである。具体的には、供給電流検出用電流センサ24で検出した電流値が最大供給電流1500mA以上であるか否かをCPU23aにてチェックし、最大供給電流1500mA以上である場合には、電力供給スイッチ25をオフにするよう指示することになる。
The reason why the maximum supply current is stored in the
また、ROM31内に待機電流および待機時間を格納した理由は、負荷機器40が待機上代または電源断である場合に過剰な電力を供給することに伴う負荷機器40の保護並びに電力の有効利用を図るためである。具体的には、供給電流検出用電流センサ24で検出した電流値が待機電流3mA以下である状態が待機時間15sec以上続いた場合には、電力供給スイッチ25をオフにするよう指示することになる。かかる待機時間以上の継続であるか否かは、特別なタイマを設けて計数することもできるし、プログラム中でカウントしても良い。
The reason why the standby current and the standby time are stored in the
また、ROM31内にベンダIDを格納した理由は、正当な製造者以外が製造した模造品への電力供給を停止するためであり、その詳細な説明は省略するが、たとえばあらかじめテーブル23cに正当なベンダIDを格納しておき、ROM31から読み取ったベンダIDがテーブル23c内に登録されているか否かをチェックすることにより、製造者の検証をおこなうことができる。
The reason why the vendor ID is stored in the
また、ROM31内にバージョンを格納した理由は、バージョンが異なる場合の電力供給要領の誤りを防ぐためである。たとえば、出力ケーブルのバージョンが変わる際にピンの配置が変更されたような場合には、どのような極性で電力を供給するかが大きな問題となる。したがって、テーブルに未登録なバージョンである場合には、電力供給を停止することによりプロテクトを掛けることができる。
The reason why the version is stored in the
また、ROM31内にユーザIDを格納した理由は、正当なユーザ以外の電力の不正利用を防止するためである。やはり、あらかじめテーブル23cにユーザIDを登録しておき、ROM31から読み出したユーザIDと照合することにより、電力供給をおこなうユーザであるか否かを確認することができる。
The reason why the user ID is stored in the
次に、テーブル23cの一例について説明する。図4に示すように、ここでは出力電圧の変換テーブルと、出力電流の変換変換テーブルを用いる場合を示している。つまり、出力電圧だけではなく出力電流についてもフィードバック制御する場合を示している。出力電流についても制御したい場合があり得るからである。ただし、図3に示す制御情報を用いる場合には、出力電圧用のテーブルを有すれば足りる。 Next, an example of the table 23c will be described. As shown in FIG. 4, here, a case where an output voltage conversion table and an output current conversion conversion table are used is shown. That is, the feedback control is performed not only on the output voltage but also on the output current. This is because it may be desired to control the output current. However, when the control information shown in FIG. 3 is used, it is sufficient to have an output voltage table.
また、かかるテーブル23cでは、出力電圧または出力電流のアスキーコードとDAC23eに出力する回路制御データとを対応づけて記憶する場合を示している。なお、ここでは回路制御データを8ビットのビット列とする場合を示しているが、他のビット長のものを用いることもできる。また、ここでは説明の便宜上、ベンダIDなどに対応するデータについての説明は省略している。
The table 23c shows a case where the ASCII code of the output voltage or output current and the circuit control data output to the
次に、図1および図2に示したソフトウエア制御コンバータ23の処理手順について説明する。図5〜図7は、図1および図2に示したソフトウエア制御コンバータ23の処理手順を示すフローチャートである。なお、ここではROM31内のエリア1とエリア2に図3に示した同じ制御情報が重複して記憶されているものとする。制御情報の読み込み誤りなどに対応するためである。
Next, the processing procedure of the
このソフトウエア制御コンバータ23では、まず出力ケーブル30が本体部20に接続されたか否かを調べ(ステップS101)、接続されていない場合には(ステップS101否定)エラー表示をおこなって電源本体を停止するエラー処理をおこなう(ステップS111)。
The
これに対して、出力ケーブル30が接続された場合には(ステップS101肯定)、ROM向け電力供給部26からROM31へ電力供給をおこなうとともに(ステップS102)、出力ケーブル30のROM31からベンダIDを読み取る(ステップS103)。このベンダIDが適正なものでなければ(ステップS104否定)、エラー表示をおこなって電源本体を停止するエラー処理をおこなう(ステップS111)。
On the other hand, when the
一方、ベンダIDが適正なものであれば(ステップS104肯定)、ROM31からバージョンデータを読み取り(ステップS105)、バージョンが適正なものであるか否かを調べ(ステップS106)、適正なものでない場合には(ステップS106否定)、エラー表示をおこなって電源本体を停止するエラー処理をおこなう(ステップS111)。 On the other hand, if the vendor ID is appropriate (Yes at Step S104), the version data is read from the ROM 31 (Step S105), and it is checked whether the version is appropriate (Step S106). (No in step S106), error processing is performed to display an error and stop the power supply main body (step S111).
これに対して、バージョンが適正なものである場合には(ステップS106肯定)、ROM31のエリア1から出力制御データ(出力電圧、最大供給電流、待機電流、待機時間)を読み込むとともに(ステップS107)、ROM31のエリア2から出力制御データ(出力電圧、最大供給電流、待機電流、待機時間)を読み込み(ステップS108)、両者を比較する(ステップS109)。
On the other hand, when the version is appropriate (Yes at Step S106), the output control data (output voltage, maximum supply current, standby current, standby time) is read from the
その結果、両者が一致しない場合には(ステップS109否定)、エラー表示をおこなって電源本体を停止するエラー処理をおこない(ステップS111)、両者が一致する場合には(ステップS109肯定)、出力制御データに含まれる出力電圧に対応する回路制御データ(実制御コード)をテーブル23cから取得する(ステップS110)。 As a result, if the two do not match (No at Step S109), an error process is performed to display an error and stop the power source body (Step S111). If both match (Yes at Step S109), output control is performed. Circuit control data (actual control code) corresponding to the output voltage included in the data is acquired from the table 23c (step S110).
その後、取得した回路制御データをDAC23eに出力してアナログデータに変換し、このアナログデータを比較器22bに出力することで、回路制御データ(実制御コード)に基づく出力電圧を発生させるとともに(ステップS112)、ADC23fを介して出力電圧を確認する(ステップS113)。
Thereafter, the acquired circuit control data is output to the
そして、出力電圧が回路制御データ(実制御コード)に示された出力電圧と所定の誤差内にあるか否かをチェックし(ステップS114)、所定の誤差内にない場合には(ステップS115否定)、エラー表示をおこなって電源本体を停止するエラー処理をおこなう(ステップS116)。 Then, it is checked whether or not the output voltage is within a predetermined error with the output voltage indicated in the circuit control data (actual control code) (step S114). ), Error processing is performed to display an error and stop the power supply body (step S116).
これに対して、所定の誤差内である場合には(ステップS115肯定)、電力供給スイッチをオンにして出力電圧を出力ケーブルに出力するとともに(ステップS117)、出力電流が最大電流値以下であるか否かをチェックし(ステップS118)、最大電流値以下でない場合には(ステップS119否定)、出力電流制御をおこなった後に(ステップS120)、ステップS118に移行して、出力電流のチェックをおこなう。 On the other hand, when it is within the predetermined error (Yes at Step S115), the power supply switch is turned on to output the output voltage to the output cable (Step S117), and the output current is equal to or less than the maximum current value. (Step S118), if not less than the maximum current value (No in step S119), after performing output current control (step S120), the process proceeds to step S118 to check the output current. .
そして、出力電流が最大電流値以下となったならば(ステップS119肯定)、出力電圧が回路制御データ(実制御コード)に示された出力電圧と所定の誤差内にあるか否かをチェックする(ステップS121)。 If the output current becomes equal to or less than the maximum current value (Yes at step S119), it is checked whether or not the output voltage is within a predetermined error from the output voltage indicated in the circuit control data (actual control code). (Step S121).
そして、所定の誤差内でない場合には(ステップS122否定)、出力値の補正処理をおこない(ステップS123)、所定の誤差内である場合には(ステップS122肯定)そのまま、出力電流が待機電流値以上であるか否かをチェックする(ステップS124)、待機電流値以上である場合には(ステップS125肯定)、ステップS118に移行して同様の判断処理を繰り返す。 If the error is not within the predetermined error (No at Step S122), the output value is corrected (Step S123). If the error is within the predetermined error (Yes at Step S122), the output current is the standby current value. It is checked whether or not this is the case (step S124). If it is equal to or greater than the standby current value (Yes in step S125), the process proceeds to step S118 and the same determination process is repeated.
一方、待機電流値に満たない場合には(ステップS125否定)、待機時間を計測し(ステップS126)、待機時間が設定値以内であれば(ステップS127肯定)、ステップS118に移行して同様の判断処理を繰り返す。なお、待機時間が設定値以上となったならば(ステップS127否定)、自動的に電源オフとする(ステップS128)。 On the other hand, if the standby current value is not reached (No at Step S125), the standby time is measured (Step S126). If the standby time is within the set value (Yes at Step S127), the process proceeds to Step S118 and the same. Repeat the judgment process. If the standby time is greater than or equal to the set value (No at step S127), the power is automatically turned off (step S128).
上述してきたように、本実施の形態では、出力ケーブル30に設けたROM31内に負荷装置に供給する電力に掛かる制御情報をテキストデータとして格納するとともに、制御情報と電力変換部22を制御する際に用いる回路制御データとを対応づけて記憶するテーブル23cを本体部20側に設けておき、出力ケーブル30が本体部20に接続された場合に、ROM31から制御情報を読み取り、この制御情報に対応する回路制御データをテーブル23cから取得し、取得した回路制御データに基づいて電力変換部22を制御するよう構成したので、出力ケーブルに記憶した制御情報に基づいて電力を負荷装置に供給する場合に、負荷装置に必要な出力電圧等を持つ電力を正確かつ効率的に供給することができる。
As described above, in the present embodiment, control information related to the power supplied to the load device is stored as text data in the
なお、本実施の形態では、図2に示したように回路制御データ(実制御コード)をDAC23eを介して比較器22bのプラス端子に入力し、分割抵抗22cからの出力を比較器22bのマイナス端子に入力することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図8に示すように電子制御可変抵抗器を用いてDACを省略することもできる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, circuit control data (actual control code) is input to the plus terminal of the
また、本実施の形態では、ROM31に記憶された制御情報に含まれる出力電圧からテーブル23cを用いて出力電圧用の回路制御データを取得する場合を中心に説明したが、図4に示すテーブルを用いればROM31に記憶された制御情報に含まれる出力電流から出力電流用の回路制御データを取得することもできる。
Further, in the present embodiment, the description has been made centering on the case where the circuit control data for the output voltage is acquired from the output voltage included in the control information stored in the
さらに、本実施の形態では、出力ケーブル30内にROM31を設けた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、かかるROM31に代えて書き換え可能なEPROMを出力ケーブル30に設け、本体部20のソフトウエア制御コンバータ23からデータ書き込み可能にし、出力ケーブルの運用を円滑化することもできる。特に、エラー状況をかかるEPROMに書き込むよう構成すれば、出力ケーブル30のみでエラー状況の原因究明ができるため、エラー対処の迅速化および円滑化を図ることができる。また、たとえば1000回という使用回数をEPROM内に記憶させておき、使用の都度使用回数を減算してEPROM内に書き換えることにより、使用回数制限を実現することもできる。
Furthermore, in this embodiment, the case where the
本発明にかかる電源装置は、複数の負荷装置と接続する場合に有用である。 The power supply device according to the present invention is useful when connecting to a plurality of load devices.
10 発電部
20 本体部
21 蓄電部
22 電力変換部
22a スイッチングレギュレータ
22b 比較器
22c 分割抵抗
23 ソフトウエア制御コンバータ
23a CPU
23b 記憶部
23c テーブル
23d ROMインターフェース
23e デジタルアナログコンバータ(DAC)
23f アナログデジタルコンバータ(ADC)
24 供給電流検出用電流センサ
25 電力供給スイッチ
26 ROM向け電力供給部
30 出力ケーブル
31 ROM
40 負荷装置
DESCRIPTION OF
23f Analog to digital converter (ADC)
24 Current sensor for supply
40 Load device
Claims (8)
前記出力ケーブルは、前記負荷装置に出力する出力電圧を含む制御情報を記憶する記憶手段を備え、
前記電源本体部は、外部から受け付けた電力を電力変換する電力変換手段と、前記出力ケーブル内の記憶手段に記憶した制御情報に対応し、かつ、前記電力変換手段に含まれる回路特性のばらつきに関する情報を含んだ回路制御データに基づいて前記電力変換手段から出力される電力を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、複数の出力電圧と前記電力変換手段を制御する際に用いる回路制御データとを対応づけたテーブルを備え、前記出力ケーブル内の記憶手段に記憶した出力電圧に対応する回路制御データを前記テーブルから抽出し、該抽出した回路制御データに基づいて前記電力変換手段を制御する
ことを特徴とする電源装置。 A power supply device comprising a power supply main body that supplies power, a load device that consumes power, and an output cable mounted between the power supply main body,
The output cable includes storage means for storing control information including an output voltage to be output to the load device,
The power supply body unit corresponds to power conversion means for converting power received from the outside , and control information stored in the storage means in the output cable , and relates to variations in circuit characteristics included in the power conversion means. Control means for controlling the power output from the power conversion means based on circuit control data including information ,
The control means includes a table associating a plurality of output voltages with circuit control data used when controlling the power conversion means, and circuit control data corresponding to the output voltage stored in the storage means in the output cable. Is extracted from the table, and the power conversion means is controlled based on the extracted circuit control data.
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