JP6497754B2 - 電力供給システム、回路基板及び電力供給システムの制御方法 - Google Patents
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Description
特許文献1及び特許文献2には、関連する技術として、電源回路から回路に過電流が供給された場合にその過電流を遮断する技術が記載されている。
本発明の一実施形態による電力供給システム1の構成について説明する。
本発明の一実施形態による電力供給システム1は、図1に示すように、コネクタ10a、10b、10cと、モジュール20と、モジュール30a、30b、30cと、を備える。
以下、コネクタ10a、10b、10cを総称してコネクタ10と呼ぶ。また、モジュール30a、30b、30cを総称してモジュール30と呼ぶ。
以下、電子ヒューズ203a、203b、203cを総称して電子ヒューズ203と呼ぶ。また、抵抗204a、204b、204cを総称して抵抗204と呼ぶ。
電子ヒューズ203の具体例としては、例えば、テキサスインスツルメンツ社製の“TPS26600”、アナログデバイセズ社製の“ADG841”などが挙げられる。
電子ヒューズ203aは、内部回路において許容電流を超える電流、すなわち、過電流を検出した場合、過電流を検出したことを示すフォルト信号SGfaultaをフォルト端子Faultから出力する。
また、電子ヒューズ203aは、自電子ヒューズ203aのイネーブル端子ENにおける電圧がアサート状態、すなわち、動作可能状態を示すHighレベルの電圧である場合、入力端子INから出力端子OUTまでを導通状態にする。また、電子ヒューズ203aは、自電子ヒューズ203aのイネーブル端子ENにおける電圧がディアサート状態、すなわち、動作禁止状態を示すLowレベルの電圧である場合、入力端子INと出力端子OUTとの間で内部回路が遮断される。この入力端子INと出力端子OUTとの間で内部回路が遮断された状態で、電源回路202から電子ヒューズ203aへの電力PWaの供給が停止され、その後、電力PWaの供給が再開されると、電子ヒューズ203aは、入力端子INと出力端子OUTとの間が電気的に接続される。
電子ヒューズ203bは、内部回路において許容電流を超える電流、すなわち、過電流を検出した場合、過電流を検出したことを示すフォルト信号SGfaultbをフォルト端子Faultから出力する。
また、電子ヒューズ203bは、自電子ヒューズ203bのイネーブル端子ENにおける電圧がアサート状態、すなわち、動作可能状態を示すHighレベルの電圧である場合、入力端子INから出力端子OUTまでを導通状態にする。また、電子ヒューズ203bは、自電子ヒューズ203bのイネーブル端子ENにおける電圧がディアサート状態、すなわち、動作禁止状態を示すLowレベルの電圧である場合、入力端子INと出力端子OUTとの間で内部回路が遮断される。この入力端子INと出力端子OUTとの間で内部回路が遮断された状態で、電源回路202から電子ヒューズ203bへの電力PWbの供給が停止され、その後、電力PWbの供給が再開されると、電子ヒューズ203bは、入力端子INと出力端子OUTとの間が電気的に接続される。
電子ヒューズ203cは、内部回路において許容電流を超える電流、すなわち、過電流を検出した場合、過電流を検出したことを示すフォルト信号SGfaultcをフォルト端子Faultから出力する。
また、電子ヒューズ203cは、自電子ヒューズ203cのイネーブル端子ENにおける電圧がアサート状態、すなわち、動作可能状態を示すHighレベルの電圧である場合、入力端子INから出力端子OUTまでを導通状態にする。また、電子ヒューズ203cは、自電子ヒューズ203cのイネーブル端子ENにおける電圧がディアサート状態、すなわち、動作禁止状態を示すLowレベルの電圧である場合、入力端子INと出力端子OUTとの間で内部回路が遮断される。この入力端子INと出力端子OUTとの間で内部回路が遮断された状態で、電源回路202から電子ヒューズ203cへの電力PWcの供給が停止され、その後、電力PWcの供給が再開されると、電子ヒューズ203cは、入力端子INと出力端子OUTとの間が電気的に接続される。
第2の回路基板301aは、電力消費回路302aと、スイッチ303aと、を搭載する。
電力消費回路302aは、電源回路202から供給される電力で動作する回路であり、電源回路202にとって電源回路202から供給される電力を消費する負荷である。電力消費回路302aは、例えば、CPU、メモリなどの消費電力の大きい回路をまとめたものである。
スイッチ303aは、電子ヒューズ203aのフォルト端子Faultからの信号SGfaultaを受信しない初期状態では、グラウンドGNDと電子ヒューズ203aのイネーブル端子ENとの間を開放状態にする。また、スイッチ303aは、電子ヒューズ203aのフォルト端子Faultからのフォルト信号SGfaultaを受信した状態では、グラウンドGNDと電子ヒューズ203aのイネーブル端子ENとの間を短絡状態にする。なお、スイッチ303aは、自スイッチ303aに電力が供給されていない場合でも不揮発性の記憶領域に直前の値を保持しているため、一度電子ヒューズ203aのフォルト端子Faultからフォルト信号SGfaultaを受信すると、それ以降はグラウンドGNDと電子ヒューズ203aのイネーブル端子ENとの間を常に短絡状態に保持する。
第2の回路基板301bは、電力消費回路302bと、スイッチ303bと、を搭載する。
電力消費回路302bは、電源回路202から供給される電力で動作する回路であり、電源回路202にとって電源回路202から供給される電力を消費する負荷である。
スイッチ303bは、電子ヒューズ203bのフォルト端子Faultからの信号SGfaultbを受信しない初期状態では、グラウンドGNDと電子ヒューズ203bのイネーブル端子ENとの間を開放状態にする。また、スイッチ303bは、電子ヒューズ203bのフォルト端子Faultからのフォルト信号SGfaultbを受信した状態では、グラウンドGNDと電子ヒューズ203bのイネーブル端子ENとの間を短絡状態にする。なお、スイッチ303bは、自スイッチ303bに電力が供給されていない場合でも不揮発性の記憶領域に直前の値を保持しているため、一度電子ヒューズ203bのフォルト端子Faultからフォルト信号SGfaultbを受信すると、それ以降はグラウンドGNDと電子ヒューズ203bのイネーブル端子ENとの間を常に短絡状態に保持する。
第2の回路基板301cは、電力消費回路302cと、スイッチ303cと、を搭載する。
電力消費回路302cは、電源回路202から供給される電力で動作する回路であり、電源回路202にとって電源回路202から供給される電力を消費する負荷である。
スイッチ303cは、電子ヒューズ203cのフォルト端子Faultからの信号SGfaultcを受信しない初期状態では、グラウンドGNDと電子ヒューズ203cのイネーブル端子ENとの間を開放状態にする。また、スイッチ303cは、電子ヒューズ203cのフォルト端子Faultからのフォルト信号SGfaultcを受信した状態では、グラウンドGNDと電子ヒューズ203cのイネーブル端子ENとの間を短絡状態にする。なお、スイッチ303cは、自スイッチ303cに電力が供給されていない場合でも不揮発性の記憶領域に直前の値を保持しているため、一度電子ヒューズ203cのフォルト端子Faultからフォルト信号SGfaultcを受信すると、それ以降はグラウンドGNDと電子ヒューズ203cのイネーブル端子ENとの間を常に短絡状態に保持する。
ここでは、複数の電力消費回路302のうち電力消費回路302aに不具合が発生し、過電流が流れる場合の電力供給システム1の処理について、図2に示す電力供給システム1の処理フローを用いて説明する。
以下、スイッチ303a、303b、303cを総称してスイッチ303と呼ぶ。
このとき、スイッチ303aの記憶領域は、ステップS5の処理においてフォルト信号SGfaultaを受けたときの値を記憶しており、グラウンドGNDと電子ヒューズ203aのイネーブル端子ENとの間の短絡状態が保持されている。つまり、不具合が発生した電力消費回路302aは、過電流保護されたままである(ステップS11)。
したがって、正常動作しているモジュール30b、30cを動作させたまま、不具合が発生し過電流が流れた電力消費回路302aを備えるモジュール30aのみを交換することができる。その際、直前の状態を保持するスイッチ303aの接続状態を元の接続状態に戻す必要があるため、スイッチ303aを電力消費回路302aと同一の回路基板に設けている。
こうすることで、不具合が発生し過電流が流れた電力消費回路302aをモジュール30aごと一度に交換することができる。
上述の本発明の一実施形態による電力供給システム1は、第1の回路基板201と、第2の回路基板301a、301b、301cと、第1の回路基板201と第2の回路基板301a、301b、301cのそれぞれとを接続する複数のコネクタ10と、を備える電力供給システムである。第1の回路基板201は、電源回路202と、イネーブル端子EN(第1の端子)における電圧に基づいて電源回路202から供給される電力を回路基板301a、301b、301cに供給するとともに、自電子ヒューズ203の内部回路に流れる電流の大きさに基づいてフォルト端子Fault(第2の端子)において所定の信号を発生させる電子ヒューズ203と、を備える。回路基板301a、301b、301cのそれぞれは、電源回路202から供給される電力を消費する電力消費回路302と、電子ヒューズ203がフォルト端子Faultにおいて発生させるフォルト信号(所定の信号)に応じて、現在の接続状態から別の接続状態に変化した場合、別の接続状態を保持するスイッチ303と、を備える。
このようにすれば、電力供給システム1において、電源回路202から供給される電力を消費する複数の電力消費回路302(負荷)のうちのいくつかに不具合が発生し、電源回路202から不具合が発生した電力消費回路302に過電流が流れる場合に、無駄な電力を消費しないために直ちに電力消費回路302に流れる過電流を遮断するとともに、不具合の発生していない電力消費回路302を動作させたまま、不具合の発生した電力消費回路302を正常に動作する代わりの電力消費回路に交換することができる。
本発明の実施形態による最小構成の電力供給システム1は、図3に示すように、第1の回路基板201と、第2の回路基板301a、301bと、第1の回路基板201と第2の回路基板301aとを接続するコネクタ10aと、第1の回路基板201と第2の回路基板301bとを接続するコネクタ10bと、を備える電力供給システムである。第1の回路基板201は、電源回路202と、イネーブル端子EN(第1の端子)における電圧に基づいて電源回路202から供給される電力を第2の回路基板301a、301bに供給するとともに、自電子ヒューズ203の内部回路に流れる電流の大きさに基づいてフォルト端子Fault(第2の端子)において所定の信号を発生させる電子ヒューズ203と、を備える。第2の回路基板301a、301bのそれぞれは、電源回路202から供給される電力を消費する電力消費回路302と、電子ヒューズ203がフォルト端子Faultにおいて発生させるフォルト信号(所定の信号)に応じて、現在の接続状態から別の接続状態に変化した場合、別の接続状態を保持するスイッチ303と、を備える。
10、10a、10b、10c・・・コネクタ
20、30、30a、30b、30c・・・モジュール
201・・・第1の回路基板
301a、301b、301c・・・第2の回路基板
202・・・電源回路
203、203a、203b、203c・・・電子ヒューズ
204、204a、204b、204c・・・抵抗
302a、302b、302c・・・電力消費回路
303a、303b、303c・・・スイッチ
Claims (7)
- 第1の回路基板と、複数の第2の回路基板と、前記第1の回路基板と前記複数の第2の回路基板のそれぞれとを接続する複数のコネクタと、を備える電力供給システムであって、
前記第1の回路基板は、
電源回路と、
自電子ヒューズの第1の端子における電圧に基づいて前記電源回路から供給される電力を前記第2の回路基板に供給するとともに、自電子ヒューズの内部回路に流れる電流の大きさに基づいて自電子ヒューズの第2の端子において所定の信号を発生させる電子ヒューズと、
を備え、
前記第2の回路基板は、
前記電源回路から供給される電力を消費する電力消費回路と、
前記電子ヒューズが前記第2の端子において発生させる所定の信号に応じて、第1の接続状態から第2の接続状態に変化した場合に前記第2の接続状態を保持するスイッチと、
を備える電力供給システム。 - 前記スイッチは、
不揮発性の記憶領域を備え、前記電子ヒューズが発生させた前記所定の信号に応じた値を保持することによって、前記第1の接続状態から前記第2の接続状態に変化した場合に前記第2の接続状態を保持する、
請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記第1の接続状態は、開放状態であり、
前記第2の接続状態は、短絡状態である、
請求項1または請求項2に記載の電力供給システム。 - 前記短絡状態は、
前記第1の端子とグラウンドとを短絡する状態である、
請求項3に記載の電力供給システム。 - 前記短絡状態は、
前記第1の端子と電源の出力端子とを短絡する状態である、
請求項3に記載の電力供給システム。 - 電源回路及び電子ヒューズを備える給電用の回路基板であって、前記電子ヒューズの第1の端子における電圧に基づいて前記電源回路から供給される電力を供給するとともに、前記電子ヒューズの内部回路に流れる電流の大きさに基づいて前記電子ヒューズの第2の端子において所定の信号を発生させる給電用の回路基板と、コネクタを介して接続される受電用の回路基板であって、
前記電源回路から供給される電力を消費する電力消費回路と、
前記電子ヒューズが前記第2の端子において発生させる所定の信号に応じて、第1の接続状態から第2の接続状態に変化した場合に前記第2の接続状態を保持するスイッチと、
を備える受電用の回路基板。 - 電源回路及び電子ヒューズを備える第1の回路基板と、電力消費回路及びスイッチを備える複数の第2の回路基板と、前記第1の回路基板と前記複数の第2の回路基板のそれぞれとを接続する複数のコネクタと、を備える電力供給システムの制御方法であって、
自電子ヒューズの第1の端子における電圧に基づいて前記電源回路から供給される電力を前記第2の回路基板に供給するとともに、自電子ヒューズの内部回路に流れる電流の大きさに基づいて自電子ヒューズの第2の端子において所定の信号を発生させることと、
前記電源回路から供給される電力を消費することと、
前記電子ヒューズが前記第2の端子において発生させる所定の信号に応じて、第1の接続状態から第2の接続状態に変化した場合、前記第2の接続状態を保持することと、
を含む電力供給システムの制御方法。
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