JP5560737B2 - 電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法に関する。

近年、高度情報化社会の進展により、情報を取り扱う情報処理装置としてのコンピュータ等、電子装置の消費電力が増大していた。このため、電子装置に複数の電源装置を搭載して電力を供給する構成が用いられてきた。例えば、消費電力が６０００Ｗの電子装置に、電源容量１５００Ｗの電源装置を４台搭載して電力を供給する電源システムに関する技術が知られている。

また、電子装置の動作状態に応じて負荷が変動するため、負荷の変動に合わせて動作させる電源装置の数を変更する技術が知られている。

特開平９−５６０６４号公報 特開２００９−２０１２４４号公報 特開平１０−２０１０９０号公報 特開２００３−３４８８１９号公報

従来の電子装置の電源装置には、電子装置の稼動状態とスタンバイ状態に対応するため、高効率の主電源と、主電源と比較すると低効率のスタンバイ電源とを内蔵し、主電源からの出力とスタンバイ電源からの出力の複数の出力を有する電源装置が用いられてきた。電子装置にはシステム管理を行う管理プロセッサが設けられ、管理プロセッサは電子装置がスタンバイ状態のときに装置内部のＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ、電源装置や冷却ファンなどの構成チェックを行う。そして、管理プロセッサは、電子装置が稼動状態に移行するときには電源ユニットやＦＡＮの投入制御を行ない、電子装置がスタンバイ状態に移行するときは、電源装置やＦＡＮの遮断制御を行なう。

主電源とスタンバイ電源を内蔵した複数出力の電源装置では、主電源は電流が大きいことから電源内部発熱を抑えるよう高効率化が図られていたが、スタンバイ電源は、電流が小さいため電源内部発熱も小さく冷却も容易であるので、主電源と比較すると低効率であった。

しかしながら、近年では電子装置の省電力化の方向として、電子装置の動作負荷率が小さい低負荷のアイドル状態から動作負荷率が大きい高負荷状態に渡って、電源の高効率化を求められるようになっている。このため、主電源と比較すると低効率なスタンバイ電源の存在が、電源装置の高効率化を妨げる障壁となっていた。

また、スタンバイ電源を持つ複数出力の電源装置は、主電源だけの単一出力の電源と比べて電源回路が２回路以上となり電源回路が複雑化するため、単一出力の電源よりも電力あたりの体積が大きいという問題があった。さらに、電源装置に主電源とスタンバイ電源とを設けると、スタンバイ電源用の回路分、製造コストが上昇する。

電源装置の損失は、電源回路の特性として大きく２種類ある。１つめは、電流が流れることによる損失、すなわち導通損Ｉ２Ｒである。２つめは、電源制御回路やスイッチング駆動回路など電流に依存なく常時存在する損失、すなわち駆動損Ｐｄである。

導通損Ｉ２Ｒは電流の二乗に比例して増えるため、電源装置は一般的に定格電力の負荷率７５％付近において、最も効率が高かった。例えば、ある電源装置では、負荷率８０％において効率９０％となる。

電源装置は、効率が高い負荷率で使用されることが好ましい。しかし、実際の装置の運用では、ｎ台の電源装置の電源供給能力を要求する電子装置に対し、さらに１台多く電源装置を用意するｎ＋１冗長構成や、電源供給系統を二重化する二系統受電構成、または今後の増強を考慮し電源を数台余分に搭載するなどにより、複数台の電源装置を装置に搭載することが一般的である。このため、複数の電源装置、例えば４台の電源装置を有する電子装置の場合は、電源装置１台あたりの負荷率が小さくなり、電源装置は低い負荷率で使用され効率が低下するという問題があった。例えば、各電源装置が負荷率２０％で使用されることとなり、効率が２５％となる場合がある。また、電子装置の動作状態によって、負荷率が低くなった場合にも同様に、効率が低下する場合がある。

近年の装置はメモリやＣＰＵ、各種ユニットの種類や搭載数が増え、また初期動作条件の設定が必要なＬＳＩが使用される場合がある。電子装置が稼動状態になる前のスタンバイ状態において、初期動作条件を設定したりエラーチェックする管理用のプロセッサがスタンバイ状態で動作するため、スタンバイ電流は増加の傾向にある。

しかし、低い効率のスタンバイ電源を大電流化することは発熱の増大につながるというデメリットがある。また、高効率で大電流のスタンバイ電源を搭載するには、複雑な制御回路が必要であり、電源装置のサイズの大型化や高コスト化につながるというデメリットがあった。

加えて、スタンバイ電圧が低い電源装置、例えばスタンバイ電源が３．３Ｖや５Ｖの電源装置では、電圧低下が発生した場合に、システムダウンを防止する対応が困難であるという問題があった。すなわち、本来の電圧が３．３Ｖと低いため、他ボードで短絡が起きて電圧降下が発生したとき、３．３Ｖ動作デバイスが動作継続できなくなる場合があった。また、電圧降下防止のためヒューズ-抵抗-ダイオード-コンデンサ回路をボードの常駐電源ラインの入力側に置く構成では、ダイオードによる電圧降下で、電源の出力電圧３．３Ｖは最低２．５Ｖまで降下する場合がある。

また、複数の電源装置毎にＡＣ（Alternate Current：交流）ケーブルを接続する場合、装置のユニット側で必要なスタンバイ電流が大きいと、各電源装置に電源を供給するＡＣ電源装置１台分の供給能力を超えたときには、過電流により電圧が低下する場合があった。

このように、電子装置に複数出力の電源装置を複数搭載する構成では、効率の低下が発生するなどの問題があった。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、電源の効率を向上した電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法を提供することを目的とする。

本願の開示する電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法は、互いの出力端子が並列接続される複数の電源装置が複数の負荷部に第１の電圧を入力し、管理制御部が各負荷部の構成を示す構成情報に基づいて待機信号を複数の電源装置のいずれかに出力する。複数の電源装置は、待機信号に基づいて第１の出力電圧の出力を停止させる。

また、本願の開示する電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法は、電源システムが有する電源装置の電源部から第１の出力電圧を負荷部に出力する。負荷部が有する分岐部は、第１の出力電圧を入力して、第２の出力電圧を管理制御部からの指示に応じて負荷部が有する動作部に出力し、入力電圧が入力されている限り第３の出力電圧を出力する。

本願の開示する電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法によれば、電源の効率を向上した電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本実施例にかかるコンピュータ装置の構成図である。 図２は、本実施例に対する比較構成における電源供給についての説明図である。 図３は、本実施例に開示の構成における電源供給についての説明図である。 図４は、本実施例にかかる電源装置の構成図である。 図５は、負荷ユニット３０の構成図である。 図６は、コンピュータ装置１の処理動作のフローチャートである。 図７は、コンピュータ装置１の起動（Ｓ１０１）について説明するフローチャートである。 図８は、起動時のスタンバイにおける電源装置の管理を説明するフローチャートである。 図９は、電源装置制御の判定の説明図である。 図１０は、起動時のスタンバイにおける負荷ユニットの管理を説明するフローチャートである。 図１１は、負荷の構成と電流の整合性の判定についての説明図である。 図１２は、コンピュータ装置１の稼動状態（Ｓ１０３）について説明するフローチャートである。 図１３は、電源装置の数を決定する制御の説明図である。 図１４は、コンピュータ装置１の停止前のスタンバイ動作（Ｓ１０４）について説明するフローチャートである。 図１５は、コンピュータ装置１の停止動作（Ｓ１０５）を説明するフローチャートである。 図１６は、負荷ユニットの構成変更処理を説明するフローチャートである。 図１７は、負荷ユニット抜去処理（Ｓ８０１）のフローチャートである。 図１８は、負荷ユニット追加処理（Ｓ８０２）のフローチャートである。 図１９は、電源装置の構成変更処理を説明するフローチャートである。 図２０は、電源装置抜去処理（Ｓ１１０１）のフローチャートである。 図２１は、電源装置追加処理（Ｓ１１０２）のフローチャートである。 図２２は、本実施例にかかる電源システムを利用したサーバの構成例である。

以下に、本願の開示する電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本実施例にかかる情報処理装置としてのコンピュータ装置の構成図である。図１に示したコンピュータ装置１は、例えばサーバとして機能する電子装置であり、複数の電源装置１０＿１〜１０＿４、複数の負荷ユニット２０＿１〜２０＿４、管理ユニット３０を有する。

電源装置１０＿１〜１０＿４は、稼動状態で出力端子から単一の出力電圧を第１の出力電圧として出力する単一出力電源装置である。電源装置１０＿１〜１０＿４の各々は、待機時停止制御回路１１及び並列／冗長回路１２を有する。

待機時停止制御回路１１は、待機信号が入力した場合に、出力端子からの第１の出力電圧の出力を停止させる停止制御部である。待機時停止制御回路１１によって電源装置１０＿１〜１０＿４が出力を停止した状態では、出力を停止した電源装置１０＿１〜１０＿４は待機電力が低下し、定常状態と比較して実質的に電力を消費していないと見なすことができる。

並列／冗長回路１２は、電源装置１０＿１〜１０＿４のそれぞれに設けられ、互いにシリアル接続される。並列／冗長回路１２は、互いに電流バランス信号を送る。電流バランス信号は、電源装置１０＿１〜１０＿４の出力電流を揃えるために使用する信号である。一例として、電源装置１０＿１〜１０＿４のいずれかをマスター電源装置、他の電源装置をスレーブ電源装置とし、マスター電源装置が自装置の出力電流値を電流バランス信号としてスレーブ電源装置に出力する。スレーブ電源装置は、電流バランス信号の入力を受け、自装置の出力電流の値を電流バランス信号に追従させる。

負荷ユニット２０＿１〜２０＿４は、電源装置の出力電圧を受けて動作するユニットであり、システムボード、入出力（ＩＯ）ボード、クロスバー（ＸＢ）ボードなどである。

負荷ユニット２０＿１〜２０＿４のうち、少なくとも１つの負荷ユニットはメイン負荷２１、スタンバイ負荷２２及び分岐スタンバイ供給回路２３を有する。メイン負荷２１は、負荷ユニットが稼動中である場合に電力を消費し、スタンバイ状態では電力を消費しない負荷である。一方、スタンバイ負荷２２は、負荷ユニットが稼動中である場合にもスタンバイ状態である場合にも電力を消費する負荷である。また、スタンバイ負荷２２は、電力を消費する負荷ユニットのハードウェア資源の構成を示す構成情報を各ハードウェア資源から取得して出力する。すなわち、スタンバイ負荷２２は、構成情報取得部として動作する。

分岐スタンバイ供給回路２３は、電源装置１０＿１〜１０＿４が出力した出力電圧を入力して、メイン負荷２１に第２の出力電圧であるメイン出力電圧を分圧することにより出力し、スタンバイ負荷２２に第３の出力電圧であるスタンバイ出力電圧を出力する分岐部である。

管理ユニット３０は、電源装置１０＿１〜１０＿４と、複数の負荷ユニット２０＿１〜２０＿４との起動と停止を制御するユニットである。管理ユニット３０は、其々の電源装置１０＿１〜１０＿４から、出力電圧の情報を含む電源装置情報を受ける。また、管理ユニット３０は、其々の負荷ユニットから、電流の情報を含む負荷ユニット情報と、構成情報信号とを受ける。

管理ユニット３０は、構成情報管理回路３１、高効率化制御回路３２および冗長設定レジスタ３３を有する。構成情報管理回路３１は、負荷ユニット２０＿１〜２０＿４から構成情報信号が入力し、コンピュータ装置１全体での負荷状態を求める回路である。構成情報信号は、各負荷ユニットが自ユニットに搭載されたハードウェア及び該ハードウェアの動作状態を通知する信号である。また、冗長設定レジスタ３３は、電源装置を冗長運転するか否かを示す冗長運転設定情報を保持するレジスタ、すなわち冗長運転設定情報保持部である。冗長運転設定情報は、利用者が任意の入力方法によってセットすればよい。

高効率化制御回路３２は、構成情報管理回路３１が求めた装置全体の負荷状態、冗長設定情報、電源装置情報、負荷ユニット情報に応じて、其々の電源装置と其々の負荷ユニットとの起動及び停止を制御する。高効率化制御回路３２の出力信号は、其々の電源装置を停止させる待機信号と、其々の負荷ユニットを起動させる負荷ユニットメイン出力投入指示信号を含む。

図１に示したコンピュータシステムでは、構成情報管理回路３１、高効率化制御回路３２および冗長設定レジスタ３３を有する管理ユニット３０が管理制御部として動作する。また電源装置１０＿１〜１０＿４、管理ユニット３０、および分岐スタンバイ回路２３が電源システムとして動作する。そして、メイン負荷２１とスタンバイ負荷２２とが負荷部として動作する。

図２および図３を参照し、コンピュータ装置１にかかる電源供給について説明する。図２は、本実施例に対する比較構成における電源供給についての説明図である。図３は、本実施例の構成における電源供給についての説明図である。

図２に示した比較構成は、それぞれ複数のシステムボード（System Board）５０、入出力ボード（IO Board）６０、クロスバボード（XB Board）７１、記録媒体であるディスク（Disk）７２を有する。また、比較構成は、冷却ファン（FAN）７３は冗長化されており、管理ユニット７５を二重化して２つ有する。

システムボード５０は、それぞれがＣＰＵ５１とＤＩＭＭ（Dual Inline Memory Module）５２とを有する。また、入出力ボード６０は、それぞれがＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）６１とＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス６２とを有する。

図２に示した比較構成は、Ｐｈａｓｅ＃１とＰｈａｓｅ＃２とからの２系統受電を行なう。電源装置４０＿１〜４０＿ｎ＋１は、Ｐｈａｓｅ＃１の交流（ＡＣ：Alternate Current）を直流（ＤＣ：Direct Current）に変換して出力する。同様に、電源装置４０＿ｎ＋２〜４０＿２ｎ＋２は、Ｐｈａｓｅ＃２の交流を直流に変換して出力する。

電源装置４０＿１〜４０＿２ｎ＋２は、それぞれ４８Ｖと８Ｖの２つの電圧を出力する。４８Ｖの電圧は、システムボード５０、入出力ボード６０、クロスバボード７１、ディスク７２、冷却ファン７３、管理ユニット７５などの負荷が動作状態である場合に使用するメイン出力電圧として供給される。この４８Ｖの電圧は、システムボード５０、入出力ボード６０、クロスバボード７１、ディスク７２等に内蔵されるＤＣ−ＤＣコンバータにより、ＬＳＩの動作電圧である３．３Ｖ等の直流電圧に変換される。一方、８Ｖの電圧は、各負荷がスタンバイ状態である場合に使用するスタンバイ出力電圧として各部に供給される。

図２の比較構成では、各電源装置４０＿１〜４０＿２ｎ＋２は、メイン出力電圧とスタンバイ出力電圧を個別に出力する。

一方、図３に開示した本実施例の構成は、比較構成と同様に複数のシステムボード５０、入出力ボード６０、クロスバボード７１、記録媒体であるディスク７２を有する。また、比較構成は、冷却ファン７３は冗長化されており、管理ユニット７５を二重化して２つ有する。

システムボード５０は、それぞれがＣＰＵ５１とＤＩＭＭ５２を有する。また、入出力ボード６０は、それぞれがＬＳＩ６１とＰＣＩバス６２を有する。

図３に示した本実施例の構成は、Ｐｈａｓｅ＃１とＰｈａｓｅ＃２からの２系統受電を行なう。電源装置１０＿１〜１０＿ｎ＋１は、Ｐｈａｓｅ＃１の交流を直流に変換して出力する。同様に、電源装置１０＿ｎ＋２〜１０＿２ｎ＋２は、Ｐｈａｓｅ＃２の交流を直流に変換して出力する。

そして、電源装置１０＿１〜１０＿２ｎ＋２は、それぞれ１２Ｖの単一の電圧を出力する。したがって、システムボード５０、入出力ボード６０、クロスバボード７１、ディスク７２、冷却ファン７３、管理ユニット７５などの負荷には、単一の１２Ｖの電圧が入力する。負荷のうち、メイン出力電圧をスタンバイ出力電圧とは別個に必要とする負荷は、１２Ｖの電圧を分岐して一方の電圧を分圧させてメイン出力電圧とスタンバイ出力電圧を得る。

このように、本実施例の構成では、各電源装置１０＿１〜１０＿２ｎ＋２は単一の電圧を出力するので、比較構成の電源装置４０＿１〜４０＿２ｎ＋２に比して電源装置の構造を単純化し、電源装置のサイズを小さくし、コストを下げることができる。

また、本実施例の構成では、メイン出力電圧とスタンバイ出力電圧とを必要とする負荷については、電源装置からの単一の出力を途中で分岐して、一方の電圧を分圧してメイン出力電圧とスタンバイ出力電圧を得るので、スタンバイ時の効率を向上することができる。

図４は、本実施例にかかる電源装置の構成図である。図４に示したように電源装置１０は、待機時制御回路１１、制御部１３、補助電源回路１４、冷却ファン１５、力率改善回路１６ａ、１次ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）１６ｂ、トランス１６ｃ、２次ＦＥＴ１６ｄ、コイル１６ｅを有する。

ＡＣ電源から供給された交流電圧Ｖｉｎは、力率改善回路１６ａ、１次ＦＥＴ１６ｂ、トランス１６ｃ、２次ＦＥＴ１６ｄ、コイル１６ｅを経由することで直流の出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。

また、ＡＣ電源から供給された交流のＶｉｎは、補助電源回路１４によって直流電圧に変換され、制御部１３および冷却ファン１５の駆動に用いられる。制御部１３は、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧を取得し、待機時制御回路１１に通知する。また、制御部１３は、電源装置１０の出力の電圧と電流をそれぞれ増幅して合成し、インバーターである１次ＦＥＴ１６ｂと整流回路である２次ＦＥＴ１６ｄを制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）されたパルスが作成される。

また制御部１３は、他の電源装置から電流バランス信号を取得して、電圧の増幅に用いる。加えて、制御部１３は、力率改善回路１６ａを制御する。具体的には、制御部１３は、自電源装置がマスター電源装置である場合には、自電源装置の出力電流値を電流バランス信号として他の電源装置に出力する。また、自電源装置がスレーブ電源装置である場合には、ＩＳＨＡＲＥが自電源装置の出力電流値と電流バランス信号の値とを比較し、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＡＭＰの増幅率を制御することで電流バランス信号の値に自電源装置の出力電流値を追従させる。また、制御部１３内部のＯＣＰ／ＯＶＰ／ＴＨＰは、過剰な出力による加熱などを防止し、自電源装置を保護する。

制御部１３は、補助電源回路１４から１２Ｖおよび５Ｖの電源の供給を受ける。また、冷却ファン１５も補助電源回路１４からの１２Ｖの電源供給を受けて電源装置１０を冷却する。補助電源回路１４は、制御部１３及び冷却ファン１５に電源を投入するかあるいは遮断するかを切り替える投入遮断回路を有する。投入遮断回路は、待機時制御回路１１によって制御される。

待機時制御回路１１は、図１に示した管理ユニット３０から待機信号が入力した場合にフォトカプラによって待機信号を検知し、投入遮断回路を制御して補助電源回路１４による制御部１３への電源供給を遮断して電源装置１０を待機状態とする。なお、ここでは、フォトカプラを電気的に絶縁されたスイッチ素子として使用した構成を例示して説明したが、フォトカプラに替えて任意のスイッチを使用することができる。

制御部１３及び冷却ファン１５は、電源装置１０が待機状態である間は動作を停止し、電力を消費しない。待機時制御回路１１は、並列接続された他の電源装置のうち、いずれか一つでも動作していれば、動作中の電源装置から電力供給を受けて動作を継続することができる。

また、待機時制御回路１１は、出力電圧Ｖｏｕｔの値を検知し、電源装置情報として管理ユニット３０に出力する。管理ユニット３０は、この電源装置情報によって、電源装置１０が搭載されている否か、また搭載されていれば電源装置が稼動中か待機中か、などを知ることができる。

図５は、負荷ユニット２０の構成図である。負荷ユニット２０は、メイン負荷２１、スタンバイ負荷２２および分岐スタンバイ回路２３を有する。メイン負荷２１は、例えばＣＰＵやメモリなど、負荷ユニット２０が稼動中に動作して電力を消費するハードウェアである。なお、ＣＰＵやメモリの個数は任意の数を負荷ユニット２０に搭載することができる。スタンバイ負荷２２は、Ｉ２Ｃデバイスなど、負荷ユニット２０が稼動中であるか否かに関わらず動作して電力を消費するハードウェアである。また、スタンバイ負荷２２は、構成情報回路を含む。構成情報回路は、メイン負荷２１とスタンバイ負荷２２が有するハードウェアの構成情報を取得し、負荷ユニット構成情報信号として管理ユニット３０に出力する。

分岐スタンバイ回路２３は、電源装置から入力する電圧を電流センス抵抗２４ａに通した後、メイン出力とスタンバイ出力とに分岐する。メイン出力とスタンバイ出力はそれぞれ１２Ｖである。メイン負荷２１やスタンバイ負荷２２は、必要に応じてレギュレータを有し、入力する１２Ｖの電圧を所定の電圧に変換して使用する。

メイン出力側の経路には、スイッチ素子２４ｂを設ける。スイッチ素子２４ｂとしては、例えばＦＥＴを用いればよい。スイッチ素子２４ｂのオン／オフを制御回路２５が切り替えることで、メイン出力をメイン負荷２１に供給するか否か、すなわち負荷ユニット２０を稼動状態とするかスタンバイ状態とするかを切り替えることができる。制御回路２５は、投入回路と電流検出回路を有する。投入回路は、管理ユニット３０から負荷ユニットメイン出力投入指示信号を受けた場合にスイッチ素子２４ｂをオン状態とする。また、電流検出回路は、電流センス抵抗２４ａの両端の電圧を取得し、電流値を求めて負荷ユニット情報として管理ユニット３０に出力する。

一方、スタンバイ出力側の経路には、抵抗２６ａ、ヒューズ２６ｂ、ダイオード２６ｃを設け、スタンバイ出力としてスタンバイ負荷２２に出力する。スタンバイ出力は、負荷ユニット２０に電源装置から電源が供給されていれば、負荷ユニット２０が稼動状態であってもスタンバイ状態であってもスタンバイ負荷２２に供給される。

図６は、コンピュータ装置１の処理動作のフローチャートである。コンピュータ装置１は、起動処理を行ない（Ｓ１０１）、スタンバイ処理を行なって（Ｓ１０２）、稼動状態となる（Ｓ１０３）。そして、利用者から停止の指示があると、コンピュータ装置１は、稼動状態からスタンバイ状態を経て（Ｓ１０４）、停止する（Ｓ１０５）。

図７は、コンピュータ装置１の起動処理（Ｓ１０１）を説明するフローチャートである。コンピュータ装置１に入力電圧としてＡＣ電圧が印加されると（Ｓ２０１）、ｎ＋１台の全ての電源装置１０、すなわち電源装置１０＿１〜１０＿２０＿ｎ＋１がＡＣ電圧を受電する（Ｓ２０２）。ＡＣ電圧を受電した各電源装置１０は、それぞれ単一の出力電圧を出力し（Ｓ２０３）、管理ユニット３０と複数の負荷ユニット２０へ電力を供給する（Ｓ２０４）。Ｓ２０４の処理の後、コンピュータ装置１は起動処理を終了し、スタンバイ処理に移行する。

複数の電源装置１０は、其々の出力が並列接続されている。接続台数分の電源装置から出力される電流をコンピュータ装置１の各部に供給することで、管理ユニット３０と複数の負荷ユニット２０の最大動作時の消費電力を供給可能である。更に、最大動作時の消費電力を供給できる数の電源装置に電源装置を１台追加することによって、複数の電源装置は冗長運転で動作することができる。

管理ユニット３０は、電源装置１０から電源を供給されると起動し、コンピュータ装置のスタンバイ処理（Ｓ１０２）を行なう。ステップＳ１０２では、管理ユニット３０は、電源装置１０と負荷ユニット２０の動作を管理する。

図８は、起動時のスタンバイ処理における電源装置の管理を説明するフローチャートである。図８の管理は管理ユニット３０により行なわれる。管理ユニット３０は、複数の電源装置１０から電源装置情報として出力電圧を示す信号を受け取る（Ｓ３０１）。加えて、管理ユニット３０は、冗長運転情報を冗長設定レジスタ３３から読み出し（Ｓ３０２）、電源装置制御の判定を行なう（Ｓ３０３）。

ステップＳ３０３の電源装置制御の判定では、管理ユニット３０は正常に稼動している電源装置の数と、電力供給に使用する電源装置の数とを比較する。図９は、電源装置制御の判定の説明図である。管理ユニット３０は、電源装置１０から取得した電源装置情報によって、各電源装置が電圧を正常出力しているかを確認する。この電源装置情報によって、管理ユニット３０は、電源装置の搭載台数が何台であるかも確認することができる。

また、管理ユニット３０は、冗長運転情報によってスタンバイで使用する電源装置の数を決定する。図９に示した例では、冗長運転情報によって冗長運転を指定されていれば使用する電源装置数は２台であり、非冗長運転を指定されていれば使用する電源装置数は１台である。なお、図９では、電源装置１台で全ての負荷にスタンバイ電圧を供給可能である場合を例示しているが、例えば非冗長運転時に２台以上の電源装置を用いる構成であってもよい。

図９に示した例では、管理ユニット３０は、非冗長運転時には１台以上、冗長運転時には２台以上の電源装置が正常に稼動していれば、充分な数以上の電源装置が正常に稼動していると判定する。

図８に戻り、ステップＳ３０３の判定の結果、電力供給に充分な数以上の電源装置が正常に稼動していない場合（Ｓ３０４，Ｎｏ）、すなわち、正常に稼動中の電源装置の数が不足していれば、管理ユニット３０は、コンピュータ装置１のスタンバイ状態を保持する（Ｓ３０７）。このスタンバイ状態の保持は、電源装置の交換が実施されるまでの間（Ｓ３０８，Ｎｏ）、継続する。そして、電源装置が交換された場合（Ｓ３０８，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、電源装置の構成変更処理（Ｓ３０９）を行なって、ステップＳ３０１に戻る。電源装置の構成変更処理の詳細については後述する。

ステップＳ３０３の判定の結果、電力供給に充分な数以上の電源装置が正常に稼動中であれば（Ｓ３０４，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、過剰な電源を停止し（Ｓ３０５）、稼動している電源装置から電源を出力し（Ｓ３０６）、電源装置のスタンバイ処理を終了する。具体的には、管理ユニット３０は、電源装置を非冗長運転する設定ならば、正常に動作している電源装置１０を１台だけ残して他の電源装置１０を全て停止させる。また、冗長運転する設定であれば、管理ユニット３０は、正常に動作している電源装置１０を２台だけ残して他の電源装置１０を全て停止させる。電源装置の停止に際し、管理ユニット３０から停止させる電源装置１０に対して待機信号を出力する。

電源装置１０は、管理ユニット３０から待機信号を受け取ると、電力供給を停止するとともに、電源装置１０内部の待機時停止制御回路１１によって、電源装置内部の補助電源回路１４等の内部電源を停止させる。内部電源が停止することで、電源装置内部の制御部１３等への電源供給が無くなり、定常状態と比較して実質的に電力を消費しない状態となる。

図１０は、起動時のスタンバイにおける負荷ユニットの管理を説明するフローチャートである。負荷ユニット２０＿１〜２０＿ｎなどの複数の負荷ユニット２０は、電源装置１０から電源を供給される（Ｓ４０１）と、分岐スタンバイ供給回路２３によって、電源装置の出力電圧を負荷ユニット２０内部でメイン出力とスタンバイ出力とに分岐する。

メイン出力は、負荷ユニット２０内部のＣＰＵやメモリ、各種ＩＯ等へ電力を供給する出力であるが、初期状態では、分岐スタンバイ供給回路２３によってメイン出力は停止しており、負荷ユニット２０内部のメイン出力の消費電力は０Ｗである。メイン出力は、後述するコンピュータ装置が稼動状態において分岐スタンバイ供給回路２３によって出力され、ＣＰＵやメモリ、各種ＩＯへ電力が供給される。

スタンバイ出力は、負荷ユニット２０の構成情報回路や、常時給電を必要としている各種デバイスへ電力を供給するための出力である。スタンバイ出力は、初期状態も稼動状態も、常時出力している。なお、スタンバイ出力が供給されるスタンバイ負荷の消費電力は小さく、負荷ユニットの全体の消費電力の例えば数％である。

スタンバイ出力を供給された構成情報回路は、ＣＰＵやメモリ、各種ＩＯ等が負荷ユニットに何台搭載されているか、負荷ユニットが正常か故障しているか、等の負荷ユニット内部の各種状態を監視し、監視した結果を負荷ユニット２０の構成情報として出力する。状態監視と構成情報出力は、定期的に行なうことが好ましい。また、負荷ユニット２０は、管理ユニット３０に対して負荷ユニット情報（電流）信号を出力する（Ｓ４０２）。

管理ユニット３０は、複数の負荷ユニット２０から構成情報と電流信号を受け取り、各負荷ユニットは電流を正常入力しているか、また、負荷ユニットに搭載された要素の台数が何台か、を確認し、負荷ユニットの構成と電源装置の電流供給能力との整合性を判定する（Ｓ４０３）。

図１１は、負荷ユニットの構成と電源装置の電流供給能力の整合性の判定についての説明図である。負荷ユニットからの構成情報には、当該負荷ユニットの状態と、負荷ユニットに搭載されたＣＰＵ、ＭＥＭ、ＩＯなどの各要素の数が示されている。図１１に示した例では、第１の負荷ユニット１は状態がスタンバイであり、ＣＰＵが２個、ＭＥＭが１６枚、ＩＯが４個搭載されている。同様に、第２の負荷ユニット２は状態がスタンバイであり、ＣＰＵが１個、ＭＥＭが８枚、ＩＯが４個搭載されている。

図１１に示した例では、負荷ユニットからの電流信号が示す電流値は、第１の負荷ユニットが１Ａ、第２の負荷ユニットが１Ａである。

管理ユニット３０には、例えば装置の製造時点で負荷ユニットの構成と消費電流の期待値との対応が保持されている。図１１に示した例では、負荷ユニット２０がスタンバイ状態である場合の電流期待値は１Ａである。また、負荷ユニット２０が稼動状態であれば、ＣＰＵ１個当たり１０Ａ、ＭＥＭ１枚当たり０．５Ａ、ＩＯ１個当たり１Ａが電流期待値である。

図１０に戻り、ステップＳ４０３の判定の結果、負荷ユニットの構成と電源装置の電流供給能力とが整合していなければ（Ｓ４０４，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、電流供給能力が不足する負荷ユニット２０へのメイン出力を停止する（Ｓ４０６）。ここで、負荷ユニットの構成と電源装置の電流供給能力とが「整合する」とは、負荷ユニットの構成に対して、電源装置の電流供給能力が足りている場合をいう。メイン出力の停止は、該当の負荷ユニット２０の交換が実施されるまでの間（Ｓ４０７，Ｎｏ）、継続する。そして、負荷ユニット２０が交換された場合（Ｓ４０７，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、電源ユニットの構成変更処理（Ｓ４０８）を行なって、ステップＳ４０１に戻る。負荷ユニットの構成変更処理の詳細については後述する。

一方、ステップＳ４０４の判定の結果、負荷ユニットの構成と電流とが整合していれば（Ｓ４０４，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、正常な負荷ユニット数、すなわち稼動可能負荷ユニット数を決定し（Ｓ４０５）、負荷ユニットのスタンバイ処理を終了して、稼動状態に移行する。

図１２はコンピュータ装置１の稼動状態（Ｓ１０３）での処理を説明するフローチャートである。稼動状態となったコンピュータ装置１は、利用者から稼動の指示を受け付けると（Ｓ５０１）、管理ユニット３０が電源出力状態、稼動可能な負荷ユニット数、稼動の指示に基づいて動作させる電源装置の数を決定する（Ｓ５０２）。

図１３は、電源装置の数を決定する制御の説明図である。ｎ個の負荷ユニットのそれぞれについて、スタンバイか稼動かの稼動指示が入力される。図１３の例では、電源として使用可能である電源装置の台数は冗長運転で２〜ｎ＋１台、非冗長運転で１〜ｎ台である。負荷ユニット数が３で、全ての負荷ユニットに対してスタンバイを指示された場合、冗長運転では電源装置は冗長運転の最小値である２台が動作し、非冗長運転では電源装置は非冗長運転の最小値である１台が動作する（例１）。また、負荷ユニット数が３で、２台が稼動、１台がスタンバイを指示された場合、冗長運転では電源装置は稼動中の負荷ユニット数に冗長分の１を加えた３台が動作し、非冗長運転では電源装置は稼動中の負荷ユニット数と同数の２台動作する（例２）。

図１２に戻り、ステップＳ５０２の結果、動作させる電源装置を増やす場合（Ｓ５０３，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、正常動作している電源装置１０の数が電源装置を増やすのに足りているかを判定する（Ｓ５０４）。電源装置１０の数が足りていない場合（Ｓ５０４，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、コンピュータ装置１のその時点の稼動状態を維持しつつ（Ｓ５０９）、電源装置の交換を待つ（Ｓ５１０）。そして、電源装置が交換された場合（Ｓ５１０，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、電源装置の構成変更処理を行なって（Ｓ５１１）、ステップＳ５０１に戻る。

一方、電源装置の数が足りている場合（Ｓ５０４，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、増やすのに必要な数の電源装置を起動する（Ｓ５０５）。ステップＳ５０５の後、もしくは動作させる電源装置の数を増やさない場合（Ｓ５０３，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、動作している電源装置から電源出力を行って（Ｓ５０６）、該当の負荷ユニット２０のメイン出力を投入指示して負荷ユニットを稼動させる（Ｓ５０７）。ここで、電源装置１０は、冗長運転の場合は２〜ｎ＋１台、非冗長運転の場合１〜ｎ台が動作する。そして、稼動される負荷ユニット２０の数は、冗長運転では動作中の電源装置１０の数より１少なく、非冗長運転では動作中の電源装置１０の数と同数である。

ステップＳ５０７の後、利用者から停止指示を受ければ（Ｓ５０８，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、稼動状態を終了し、停止前のスタンバイ処理に移行する。一方、利用者から停止指示を受けていなければ（Ｓ５０８，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、再びステップＳ５０１に戻って稼動状態を継続する。

図１４はコンピュータ装置１の停止前のスタンバイ動作（Ｓ１０４）について説明するフローチャートである。停止前のスタンバイ状態となったコンピュータ装置１は、管理ユニット３０が全ての負荷ユニット２０のメイン出力を遮断し、全負荷ユニット２０を停止させる（Ｓ６０１）。

全ての負荷ユニット２０が停止した後、管理ユニット２０は、余剰の電源装置を停止させ（Ｓ６０２）、余剰以外の電源装置から電源出力を行なって（Ｓ６０３）、スタンバイ処理を終了し、停止処理に移行する。このとき、冗長運転では２台、非冗長運転では１台の電源装置が動作した状態となる。

図１５は、コンピュータ装置１の停止動作（Ｓ１０５）を説明するフローチャートである。停止動作に移行したコンピュータ装置１は、コンピュータ装置１へのＡＣ電源の供給を停止する（Ｓ７０１）。このため、ｎ＋１台の全ての電源装置１０が受電を停止し（Ｓ７０２）、全ての電源装置１０が電圧出力を停止する（Ｓ７０３）。そして、管理ユニット３０および負荷ユニット２０への電源供給が停止し（Ｓ７０４）、コンピュータ装置１は動作を終了する。

図１６は、負荷ユニットの構成変更処理を説明するフローチャートである。負荷ユニットの構成変更処理では、管理ユニット３０は、負荷ユニット抜去処理（Ｓ８０１）を実行した後、負荷ユニット追加処理（Ｓ８０２）を行なって処理を終了する。この負荷ユニット抜去処理（Ｓ８０１）と負荷ユニット追加処理（Ｓ８０２）の詳細についてそれぞれ説明する。

図１７は、負荷ユニット抜去処理（Ｓ８０１）のフローチャートである。負荷ユニット抜去処理を開始した管理ユニット３０は、抜去する負荷ユニットのメイン出力を停止し（Ｓ９０１）、動作させる電源装置の数を決定する（Ｓ９０２）。ステップＳ９０２で決定される電源装置の数は、冗長運転であれば２〜ｎ＋１台のいずれか、非冗長運転では１〜ｎ台のいずれかである。

例えば、負荷ユニットが３つあり、稼動していた１つめの負荷ユニットを抜去し、２つめの稼動中の負荷ユニットと３つめのスタンバイ状態の負荷ユニットを維持する場合、電源装置の数は、冗長運転であれば３台から２台に減少し、非冗長運転であれば２台から１台に減少することとなる（例１）。また、抜去対象の負荷ユニットがスタンバイ状態であったならば、他の負荷ユニットの状態は変わらないため、電源装置の数は減少しないこととなる。

ステップＳ９０２の結果、動作させる電源装置の数が減少する場合（Ｓ９０３，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、余剰の電源装置を停止させる（Ｓ９０４）。ステップＳ９０４の後、もしくは、動作させる電源装置の数を減少しない場合（Ｓ９０３，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、動作中の各電源装置１０から電圧を出力させる（Ｓ９０５）。この状態で、抜去対象の負荷ユニットを取り外すことで活性抜去を行なう（Ｓ９０６）。

図１８は、負荷ユニット追加処理（Ｓ８０２）のフローチャートである。負荷ユニット追加処理では、まず、追加の負荷ユニット２０をコンピュータ装置１に接続する（Ｓ１００１）。管理ユニッ３０トは、各負荷ユニットから構成情報を取得して、動作させる電源装置の数を決定する（Ｓ１００２）。ステップＳ１００２で決定する電源装置の数は、冗長運転であれば２〜ｎ＋１台のいずれか、非冗長運転では１〜ｎ台のいずれかである。

例えば、負荷ユニットが３つあり、抜去していた１つめの負荷ユニットを追加して稼動させ、２つめの稼動中の負荷ユニットと３つめのスタンバイ状態の負荷ユニットを維持する場合、電源装置の数は、冗長運転であれば２台から３台に増加し、非冗長運転であれば１台から２台に増加することとなる（例１）。また、追加した負荷ユニットをスタンバイ状態とする場合には電源装置の数は増加しないこととなる。

ステップＳ１００２の結果、動作させる電源装置の数が増加する場合（Ｓ１００３，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、負荷ユニットの構成に対する電流供給を満たすに充分な数以上の電源装置１０が正常に動作中であるかを判定する（Ｓ１００４）。電源装置１０の数が足りていない場合（Ｓ１００４，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、コンピュータ装置１のその時点の稼動状態を保持しつつ（Ｓ１００７）、電源装置の交換を待つ。そして、電源装置が交換された場合（Ｓ１００８，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、電源装置の構成変更処理を行なって（Ｓ１００９）、ステップＳ１００１に戻る。

一方、電源装置の数が足りている場合（Ｓ１００４，Ｙｅｓ）、もしくは電源装置の数を増やさない場合（Ｓ１００３，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、必要な数の電源装置を動作させて、電源出力を行なう（Ｓ１００５）。そして、管理ユニット３０は、追加された負荷ユニット２０へのメイン出力の投入を指示して追加負荷ユニットを稼動させ（Ｓ１００６）、負荷ユニットの活性挿入を終了する。ここで、電源装置１０は、冗長運転の場合は２〜ｎ＋１台、非冗長運転の場合１〜ｎ台が動作する。

以上の処理によって負荷ユニット２０を活性抜去、活性挿入し、コンピュータ装置１を稼動させつつ負荷ユニットの構成を変更することができる。例えば、負荷ユニット２０が短絡の発生により故障した場合、管理ユニット３０は、短絡した負荷ユニットの分岐スタンバイ供給回路２３からのメイン出力を停止させ、短絡の発生により故障した負荷ユニットを縮退させ、コンピュータ装置から切り離す。このため、電力供給の低下を防止し、他の正常な負荷ユニットの継続運転を可能となる。更に、管理ユニット３０は、負荷ユニット２０の構成が変更したことを受けて、構成変更後の必要電力に応じて電源装置を停止させる。既に現状の電源装置台数で必要電力を供給できる場合は、先の状態を維持し電源装置の起動台数を変更しない。なお、分岐スタンバイ供給回路２３は、負荷ユニット２０が短絡故障した際の過電流を検出して自分自身でメイン出力を停止する過電流保護機能を持ってもよい。この場合、管理ユニット３０からの停止指示により、短絡の発生により故障した負荷ユニット２０が再起動しないよう保護することとなる。

図１９は、電源装置の構成変更処理を説明するフローチャートである。電源装置の構成変更処理では、管理ユニット３０は、電源装置抜去処理（Ｓ１１０１）を実行した後、電源装置追加処理（Ｓ１１０２）を行なって処理を終了する。電源装置抜去処理（Ｓ１１０１）と電源装置追加処理（Ｓ１１０２）の詳細についてそれぞれ説明する。

図２０は、電源装置抜去処理（Ｓ１１０１）のフローチャートである。電源装置抜去処理を開始した管理ユニット３０は、抜去する電源装置の出力を停止し（Ｓ１２０１）、動作させる電源装置の数を決定する（Ｓ１２０２）。ステップＳ９０２で決定される電源装置の数は、冗長運転であれば２〜ｎ＋１台のいずれか、非冗長運転では１〜ｎ台のいずれかである。

例えば、電源装置が３つあり、電圧を出力していた１つめの電源装置を抜去し、２つめの出力中の電源装置と３つめの停止中の電源装置の状態を維持する場合、動作する電源装置の数は、２台から１台に減少することとなる（例）。また、抜去対象の電源装置が停止中であったならば、動作する電源装置の数は、減少しないこととなる。

ステップＳ１２０２の結果、新たな電源装置を動作させる場合、すなわち動作中の電源装置を抜去し、抜去対象の電源装置の代わりに停止中であった他の電源装置を動作させる場合（Ｓ１２０３，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、必要な数の電源装置を動作させる（Ｓ１２０４）。

ステップＳ１２０４の後、もしくは動作している電源装置の数が減少せずに電源装置を新たに動作させる必要がない場合（Ｓ１２０３，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、各電源装置１０から電圧を出力させ（Ｓ１２０５）、負荷ユニットに電源を供給する。この状態で、抜去対象の電源装置１０を取り外すことで活性抜去を行なう（Ｓ１２０６）。

図２１は、電源装置追加処理（Ｓ１１０２）のフローチャートである。電源装置追加処理では、まず、追加の電源装置１０をコンピュータ装置１に接続する（Ｓ１３０１）。追加された電源装置１０は、ＡＣ電源を受けて起動し、電圧を出力するとともに、電源装置情報を管理ユニット３０に出力する。同じく、既に接続され、動作中の電源装置も電圧を出力するとともに、電源装置情報を管理ユニット３０に出力する（Ｓ１３０２）。

管理ユニット３０は、各電源装置１０から電源装置情報を取得して、各電源装置情報に示された電圧値が正常であるか否かを判定する（Ｓ１３０４）。正常でない電圧値を示す電転装置情報が有る場合（Ｓ１３０４，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、コンピュータ装置１のその時点の稼動状態を保持しつつ（Ｓ１３０９）、電圧が正常ではない電源装置１０の交換を待つ。そして、電圧が正常ではない電源装置が交換された場合（Ｓ１３１０，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、電源装置の構成変更処理を行なって（Ｓ１３１１）、ステップＳ１３０２に戻る。

一方、電源装置情報に示された電圧値が全て正常である場合（Ｓ１３０４，Ｙｅｓ）、電源出力数が決定し（Ｓ１３０５）、管理ユニット３０は、動作中の電源装置の数が必要な電源装置の数よりも多いかを判定する（Ｓ１３０６）。動作中の電源装置の数が必要な電源装置の数よりも多い場合（Ｓ１３０７，Ｙｅｓ）、管理ユニット３０は、過剰な電源を停止する（Ｓ１３０７）。ステップＳ１３０７の後、もしくは動作中の電源装置が必要な数を超えていない場合（Ｓ１３０６，Ｎｏ）、管理ユニット３０は、各電源装置１０に電源出力を行なわせて（Ｓ１３０８）、電源装置の活性挿入を終了する。

以上の処理によって電源装置１０を活性抜去、活性挿入し、コンピュータ装置１を稼動させつつ電源装置１０の構成を変更することができる。

図２２は、本実施例にかかる電源システムを利用したサーバの構成例である。図２２に示すように、サーバは、バックプレーン１００に複数のクロスバボードとしてＸＢ１０１、ＸＢ１０２などを有し、クロスバボードそれぞれにシステムボードとしてＳＢ１１０〜ＳＢ１１３と入出力システムボード（ＩＯＳＢ）とを有する。なお、クロスバボード、システムボード、入出力システムボードの数はあくまで例示であり、これに限定されるものではない。

バックプレーン１００は、複数のコネクタ等を相互接続するバスを形成する回路基板である。ＸＢ１０１、ＸＢ１０２は、システムボードと入出力システムボードとの間でやり取りされるデータの経路を動的に選択するスイッチである。

また、ＸＢ１０１、ＸＢ１０２それぞれに接続されるＳＢ１１０、ＳＢ１１１、ＳＢ１１２、ＳＢ１１３は、電子機器を構成する電子回路基板であり同様の構成を有するので、ここではＳＢ１１０についてのみ説明する。ＳＢ１１０は、システムコントローラ（System Controller：SC）１１０ａと、４台のＣＰＵと、メモリアクセスコントローラ（Memory Access Controller：MAC）と、ＤＩＭＭとを有する。

ＳＣ１１０ａは、ＳＢ１１０に搭載されるＣＰＵ１１０ｂ〜１１０ｅとＭＡＣ１１０ｆ、ＭＡＣ１１０ｇとの間におけるデータ転送などの処理を制御し、ＳＢ１００全体を制御する。ＣＰＵ１１０ｂ〜１１０ｅそれぞれは、ＳＣ１１０ａを介して他の電子機器と接続されるプロセッサである。ＭＡＣ１１０ｆは、ＤＩＭＭ１１０ｈとＳＣ１１０ａとの間に接続され、ＤＩＭＭ１１０ｈへのアクセスを制御する。ＭＡＣ１１０ｇは、ＤＩＭＭ１１０ｉとＳＣ１１０ａとの間に接続され、ＤＩＭＭ１１０ｉへのアクセスを制御する。ＤＩＭＭ１１０ｈは、ＳＣ１１０ａを介して他の電子機器と接続され、メモリを装着してメモリ増設などを行うメモリモジュールである。ＤＩＭＭ１１０ｉは、ＳＣ１１０ａを介して他の電子機器と接続され、メモリを装着してメモリ増設などを行うメモリモジュールである。

ＩＯＳＢ１５０は、ＸＢ１０１を介してＳＢ１１０〜ＳＢ１１３それぞれと接続されるとともに、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、ＦＣ（Fibre Channel）、イーサネット（登録商標）などを介して入出力デバイスと接続される。ＩＯＳＢ１５０は、入出力デバイスとＸＢ１０１との間におけるデータ転送などの処理を制御する。なお、ＳＢ１１０に搭載されるＣＰＵ、ＭＡＣ、ＤＩＭＭなどの電子機器はあくまで例示であり、電子機器の種類又は電子機器の数が図示したものに限定されるものではない。

図２２に示した構成のＳＢ１１０、バックプレーン１１０、ＸＢ１０１、ＩＯＳＢ１５０が、開示の電源システムにおける負荷ユニットとして動作する。すなわち、単一の電圧が電源電圧として負荷ユニットそれぞれの内部に供給され、メイン電圧とスタンバイ電圧に分岐して使用する。このように図２２に示したサーバに開示の電源システムを適用することで、サーバの動作状態に合わせて効率的な電源供給を行なうことができる。

以上説明してきたように、本実施例にかかる電源システム、電子装置及び電源システムの制御方法では、単一の電圧を出力する複数の電源装置を並列接続して使用し、出力された単一の電圧をメイン電圧とスタンバイ電圧に分岐して使用する。このように、電源装置がスタンバイ用の出力を行なう構成を持たないため、スタンバイ負荷電流が小さいときも大きいときも、メイン負荷電流が大きいときも小さいときも、消費電力を高効率化し、省電力化を実現することができる。

例えば、メイン電源での損失を少なくし、効率９０％となるように構成すると、スタンバイ電源の電圧では損失が増加し、効率５０％程度になる場合があった。このように複数の電圧を出力する構成では、その一方で損失が増大するので、スタンバイ電源を設けず、メイン電源を使用することで効率を向上することができる。すなわち効率の良い領域である高い負荷率で電源装置を出力できるため、高効率化が可能である。

また、スタンバイ電源回路が不要となるから電源筐体の小型化、あるいは同サイズで電力容量アップが可能となる。

また、複数の電源装置、例えば４台の電源装置を有した電子装置であっても、電源装置１台で十分に供給可能ならば、他の３台を停止させることができる。例えば、負荷率２０％で電源装置４台から出力した場合には効率２５％となる場合でも、１台の電源装置が負荷率８０％で出力を行なうことで、効率９０％に上げることができる、などのように、動作台数の制御による効率の制御が可能となる。このため、従来は４台を動作させ、４台分の損失が発生していた場合にも、１台の運転で１台分の損失に抑えることができる。

また、従来では、電子装置の稼動率が低いときは電源装置が低い負荷率で使用され、効率が悪かったが、開示の構成では、電流に依存なく常時存在する損失＝駆動損Ｐｄであるスタンバイ電源回路を削除できるため、高効率化が可能である。加えて、スタンバイ電源回路自体の削除によるコストダウンを実現できる。

さらに、電子装置の処理性能向上などに伴ってスタンバイ電流が増えてきていることに対して、開示の構成では、大電流の主電源をスタンバイに分岐して使うため、十分に供給できる。これにより、スタンバイ電流確保のため搭載していた余分な電源装置の搭載が不要となり、装置容積やコストを減らすことができる。

また、開示の構成はスタンバイ電圧がメイン電源電圧と同じ(例えば１２Ｖ)となるため、システムダウン防止の為の電圧低下対応が出来る。すなわち、ボード短絡故障が発生したとき、ヒューズ溶断まで１２ＶＬを引き込むが、６Ｖ程度まで電圧ディップしても他の正常ボードは継続動作できる。従来の３．３ＶＬでは数１００ｍＶドロップに抑え込む公正が求められるため、実現が困難であった。

また、開示の構成では、複数の電源装置にＡＣケーブルを１台づつ接続し、装置のユニット側で必要なスタンバイ電流が多い場合であっても、各電源装置に電源を供給するＡＣ電源装置１台分の供給能力を超えて過電流で電圧が低下することによるアラーム発生を回避することができる。

１ コンピュータ装置
１０，１０＿１〜１０＿２ｎ＋２，１０，４０＿１〜４０＿２ｎ＋２ 電源装置
１１ 待機時停止制御回路
１２ 並列冗長回路
１３ 制御部
１４ 補助電源回路
１５，７３ 冷却ファン
１６ａ 力率改善回路
１６ｂ １次ＦＥＴ
１６ｃ トランス
１６ｄ ２次ＦＥＴ
１６ｅ コイル
２０，２０＿１〜２０＿ｎ 負荷ユニット
２１ メイン負荷
２２ スタンバイ負荷
２３ 分岐スタンバイ回路
２４ａ 電流センス抵抗
２４ｂ スイッチ素子
２５ 制御回路
２６ａ 抵抗
２６ｂ ヒューズ
２６ｃ ダイオード
３０，７５ 管理ユニット
３１ 構成情報管理回路
３２ 高効率化制御回路
３３ 冗長設定レジスタ
５０ システムボード
５１ ＣＰＵ
５２ ＤＩＭＭ
６０ ＩＯボード
６１ ＬＳＩ
６２ ＰＣＩ
７１ ＸＢボード
７２ ＤＩＳＫ
１００ バックプレーン
１０１，１０２ ＸＢ
１１０ システムボード
１１０ａ ＳＣ
１１０ｂ〜ｅ ＣＰＵ
１１０ｆ，ｇ ＭＡＣ
１１０ｈ，ｉ ＤＩＭＭ
１５０ ＩＯＳＢ

Claims (6)

1. 入力電圧を入力し、出力端子から第１の出力電圧を出力する電源部と、入力する待機信号に基づいて、前記出力端子からの前記第１の出力電圧の出力を停止させる停止制御部とを有し、互いの出力端子が並列接続される、電力供給対象の各負荷部が最大動作時に要する電力を供給する電源装置の台数ｎ（ｎは自然数）に冗長用電源装置の台数１を加えた（ｎ＋１）台の電源装置と、
   前記（ｎ＋１）台の電源装置を冗長運転するか否かを示す冗長運転設定情報を保持する冗長運転設定情報保持部と、
   前記第１の出力電圧を入力する前記各負荷部から前記各負荷部の構成を示す構成情報を入力し、前記構成情報に基づいて、前記第１の出力電圧が低下しない範囲で、前記待機信号を前記（ｎ＋１）台の電源装置のいずれかに出力する管理制御部と
   を有し、
   前記管理制御部は、前記（ｎ＋１）台の電源装置で前記各負荷部を起動後に、前記冗長運転設定情報保持部に前記冗長運転設定情報として冗長運転の指定が保持されていれば、前記（ｎ＋１）台の電源装置から前記冗長用電源装置としての１台の電源装置を除いて前記各負荷部の運転に過剰である電源装置に対して前記待機信号を出力して停止させる冗長運転制御をおこない、前記冗長運転設定情報保持部に前記冗長運転設定情報として非冗長運転の指定が保持されていれば、前記（ｎ＋１）台の電源装置のうち前記各負荷部の運転に過剰である電源装置に対して前記待機信号を出力して停止させる非冗長運転制御をおこなう
   ことを特徴とする電源システム。
2. 前記（ｎ＋１）台の電源装置の各々は、前記第１の出力電圧を単一電圧として出力する電源装置であり、
   前記管理制御部は、
   前記単一電圧の分岐電圧をそれぞれ入力する第１の負荷部および第２の負荷部を含む前記各負荷部を起動後は、前記各負荷部の運転において、前記第１の負荷部および前記第２の負荷部がともに動作する前記各負荷部の稼動時、ならびに、前記第１の負荷部が動作を停止し、前記第２の負荷部が動作する前記各負荷部のスタンバイ時のいずれにおいても、前記冗長運転制御ならびに前記非冗長運転制御をおこなう
   ことを特徴とする請求項１記載の電源システム。
3. 入力電圧を入力し、出力端子から第１の出力電圧を出力する電源部と、入力する待機信号に基づいて、前記出力端子からの前記第１の出力電圧の出力を停止させる停止制御部とを有し、互いの出力端子が並列接続される、電力供給対象の電子装置が最大動作時に要する電力を供給する電源装置の台数ｎ（ｎは自然数）に冗長用電源装置の台数１を加えた（ｎ＋１）台の電源装置と、
   前記第１の出力電圧を入力するハードウェア資源と、前記ハードウェア資源の構成を示す構成情報を出力する構成情報取得部を有する複数の負荷部と、
   前記（ｎ＋１）台の電源装置を冗長運転するか否かを示す冗長運転設定情報を保持する冗長運転設定情報保持部と、
   前記第１の出力電圧を入力する前記複数の負荷部それぞれの構成情報取得部から前記複数の負荷部それぞれの前記構成情報を入力し、前記構成情報に基づいて、前記第１の出力電圧が低下しない範囲で、前記待機信号を前記（ｎ＋１）台の電源装置のいずれかに出力する管理制御部と
   を有し、
   前記管理制御部は、前記（ｎ＋１）台の電源装置で前記複数の負荷部を起動後に、前記冗長運転設定情報保持部に前記冗長運転設定情報として冗長運転の指定が保持されていれば、前記（ｎ＋１）台の電源装置から前記冗長用電源装置としての１台の電源装置を除いて前記複数の負荷部の運転に過剰である電源装置に対して前記待機信号を出力して停止させる冗長運転制御をおこない、前記冗長運転設定情報保持部に前記冗長運転設定情報として非冗長運転の指定が保持されていれば、前記（ｎ＋１）台の電源装置のうち前記複数の負荷部の運転に過剰である電源装置に対して前記待機信号を出力して停止させる非冗長運転制御をおこなう
   ことを特徴とする電子装置。
4. 前記（ｎ＋１）台の電源装置の各々は、前記第１の出力電圧を単一電圧として出力する電源装置であり、
   前記管理制御部は、
   前記単一電圧の分岐電圧をそれぞれ入力する前記ハードウェア資源および前記構成情報取得部をそれぞれ有する前記複数の負荷部を起動後は、前記複数の負荷部それぞれの運転において、前記ハードウェア資源および前記構成情報取得部がともに動作する前記負荷部の稼動時、ならびに、前記ハードウェア資源が動作を停止し、前記構成情報取得部が動作する前記負荷部のスタンバイ時のいずれにおいても、前記冗長運転制御ならびに前記非冗長運転制御をおこなう
   ことを特徴とする請求項３記載の電子装置。
5. 入力電圧を入力し、出力端子から第１の出力電圧を出力する電源装置を複数有する電源システムの制御方法において、
   前記電源装置は、電力供給対象の各負荷部が最大動作時に要する電力を供給する電源装置の台数ｎ（ｎは自然数）に冗長用電源装置の台数１を加えた（ｎ＋１）台の電源装置であり、
   前記電源システムが有する管理制御部が、前記電源システムが出力する第１の出力電圧を入力する前記各負荷部から前記各負荷部の構成を示す構成情報を入力する第１のステップと、
   前記管理制御部が、前記構成情報に基づいて、前記入力する前記第１の出力電圧が低下しない範囲で、前記出力端子からの前記第１の出力電圧の出力を停止させるための待機信号を前記（ｎ＋１）台の電源装置のいずれかに出力する第２のステップと、
   前記いずれかの電源装置が有する停止制御部が、入力される前記待機信号に基づいて、前記出力端子からの前記第１の出力電圧の出力を停止させる第３のステップと
   を有し、
   前記管理制御部が、前記第２のステップにおいて、前記（ｎ＋１）台の電源装置で前記各負荷部を起動後に、前記（ｎ＋１）台の電源装置を冗長運転するか否かを示す冗長運転設定情報を保持する冗長運転設定情報保持部に前記冗長運転設定情報として冗長運転の指定が保持されていれば、前記（ｎ＋１）台の電源装置から前記冗長用電源装置としての１台の電源装置を除いて前記各負荷部の運転に過剰である電源装置に対して前記待機信号を出力して停止させる冗長運転制御をおこない、前記冗長運転設定情報保持部に前記冗長運転設定情報として非冗長運転の指定が保持されていれば、前記（ｎ＋１）台の電源装置のうち前記各負荷部の運転に過剰である電源装置に対して前記待機信号を出力して停止させる非冗長運転制御をおこなう
   ことを特徴とする電源システムの制御方法。
6. 前記（ｎ＋１）台の電源装置の各々は、前記第１の出力電圧を単一電圧として出力する電源装置であり、
   前記管理制御部が、前記第２のステップにおいて、前記単一電圧の分岐電圧をそれぞれ入力する第１の負荷部および第２の負荷部を含む前記各負荷部を起動後は、前記各負荷部の運転において、前記第１の負荷部および前記第２の負荷部がともに動作する前記各負荷部の稼動時、ならびに、前記第１の負荷部が動作を停止し、前記第２の負荷部が動作する前記各負荷部のスタンバイ時のいずれにおいても、前記冗長運転制御ならびに前記非冗長運転制御をおこなう
   ことを特徴とする請求項５記載の電源システムの制御方法。

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