JP7188222B2

JP7188222B2 - モニタリングモジュール

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Publication number: JP7188222B2
Application number: JP2019057444A
Authority: JP
Inventors: 栄一高橋; 勝彦堂下
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020162238A

Description

本発明は、モニタリングモジュールに関する。

スイッチング電源装置には、電圧平滑用として電解コンデンサが用いられることがある。この電解コンデンサは、経年変化により電解液の量が低下するなどして性能が低下し、残存寿命が比較的短いことが知られている。したがって、スイッチング電源装置の残存寿命は、内蔵された電解コンデンサの残存寿命に依存する場合があった。従来、電源装置に用いられる電解コンデンサに流れるリップル電流を測定して、電解コンデンサの劣化状況を監視する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平０９－１２１４７１号公報

しかしながら、上記のような従来技術においては、電解コンデンサの入出力電流を直接測定する構成であるため、スイッチング電源装置の内部に組み込むことが求められた。スイッチング電源の内部に回路を追加することなく、スイッチング電源の残存寿命を演算することができれば、スイッチング電源を簡素に構成することができるため好ましい。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、スイッチング電源の外部からスイッチング電源の残存寿命を演算することができるモニタリングモジュールを提供することを課題とする。

本発明の一実施形態は、スイッチング素子と入力側容量素子と出力側容量素子とを備える電源装置と、当該電源装置の出力電流が供給される負荷装置との間に接続される中継端子と、前記電源装置から前記負荷装置に対して前記中継端子を介して流れる出力電流の波形の周波数特性に基づいて、前記電源装置の入力側容量素子に生じる交流リップル電圧の電圧値に応じた交流リップル電圧検出結果を生成する交流リップル検出部と、前記出力電流の波形の周波数特性に基づいて、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって生じるスイッチングリップル電圧の電圧値に応じたスイッチングリップル電圧検出結果を生成するスイッチングリップル検出部と、前記交流リップル検出部が出力する前記交流リップル電圧検出結果と、前記入力側容量素子に生じるリップル電圧の基準値である入力側基準値を示す入力側特性情報とに基づいて、前記入力側容量素子の残存寿命を演算する入力側残存寿命演算部と、前記スイッチングリップル検出部が出力する前記スイッチングリップル電圧検出結果と、前記出力側容量素子に生じるリップル電圧の基準値である出力側基準値を示す出力側特性情報とに基づいて、前記出力側容量素子の残存寿命を演算する出力側残存寿命演算部と、前記入力側残存寿命演算部が演算する前記入力側容量素子の残存寿命と、前記出力側残存寿命演算部が演算する前記出力側容量素子の残存寿命とに基づいて、前記電源装置の残存寿命を演算する電源装置残存寿命演算部と、を備えるモニタリングモジュールである。

この発明によれば、スイッチング電源の外部からスイッチング電源の残存寿命を演算することができる。

本実施形態のシステムの一例を示す図である。本実施形態の交流リップル検出部の構成の一例を示す図である。本実施形態のスイッチングリップル検出部の構成の一例を示す図である。本実施形態の判定しきい値の補正情報の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態のシステム１の一例を示す図である。システム１は、モニタ装置１０と、入力電源２０と、電源装置３０と、負荷装置４０と、外部機器５０と、外部機器６０とを備える。

入力電源２０とは、例えば、商用電源（単相１００Ｖ～２４０Ｖ、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）である。

電源装置３０は、例えば、スイッチング電源装置（以下、ＳＷ電源装置ともいう。）であって、供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。電源装置３０は、入力側端子３１と、出力側端子３２とを備える。入力側端子３１には、第１入力側端子３１Ａ（例えば、Ｌ極の端子）と、第２入力側端子３１Ｂ（例えば、Ｎ極の端子）とがある。出力側端子３２には、第１出力側端子３２１（例えば、正極電位の出力端子）と、第２出力側端子３２２（例えば、負極電位の出力端子）とがある。
また、電源装置３０は、入力側容量素子３３と、スイッチング素子３４と、出力側容量素子３５と、全波整流素子３６とを備える。全波整流素子３６は、入力側端子３１に供給される交流電圧を全波整流し、全波整流電圧として出力する。入力側容量素子３３は、全波整流素子３６が出力する全波整流電圧を平滑化する。スイッチング素子３４は、電源装置３０の制御部（不図示）の制御に基づいてスイッチング動作することによって電圧変換を行う。出力側容量素子３５は、スイッチング素子３４が変換した電圧を平滑化する。

ここで、入力側容量素子３３及び出力側容量素子３５とは、電解液が内封されたコンデンサ（一例として、アルミニウム電解コンデンサ）である。一般にアルミニウム電解コンデンサは、余剰電解液の量と電解液が封止ゴム（不図示）を通過して蒸発するスピード、そのスピードを決定する温度などによって定まる寿命を有する。ここで、アルミニウム電解コンデンサの寿命とは、静電容量が許容値を下回ったり、誘電正接が許容値よりも大きくなったり、漏れ電流が許容値よりも大きくなった状態をいう。
なお、アルミニウム電解コンデンサの寿命は、周囲温度や負荷率の変化によって、変化する。ここで負荷率とは、電源装置３０の出力電流の設計定格値に対する負荷電流（出力電流Ｉ）の割合である。

負荷装置４０とは、例えば、電源装置３０が出力する出力電流Ｉが供給されることにより動作する種々の装置である。負荷装置４０は、負荷装置端子４１を備える。負荷装置端子４１には、第１負荷装置端子４１１（例えば、正極電源端子）と、第２負荷装置端子４１２（例えば、負極電源端子）とがある。

なお、上述した各端子は、以下の説明において配線が着脱可能であるものとして説明するが、配線が端子にモールドされているものなど着脱不可能であるものであってもよい。

外部機器５０とは、例えば、パーソナルコンピュータである。外部機器６０は、例えば、計測器である。外部機器５０及び外部機器６０は、いずれも、モニタ装置１０が出力する情報に基づいて、電源装置３０に関する情報を利用者に提示可能である。

［モニタ装置１０の構成］
モニタ装置１０は、モニタリングモジュールとも称し、電源装置３０の出力電流Ｉの状況を監視する。モニタ装置１０は、中継端子１１と、制御部１００と、温度検出部１１０と、電流検出部１２０と、交流リップル検出部１３０と、スイッチングリップル検出部１４０と、通信部１５０と、外部出力部１６０と、表示部１７０とを備える。

中継端子１１は、電源装置３０の出力側端子３２と、負荷装置４０の負荷装置端子４１とを接続して、電力の供給を中継する端子である。中継端子１１には、第１中継端子１１Ａ１と、第２中継端子１１Ａ２と、第３中継端子１１Ｂ１と、第４中継端子１１Ｂ２とがある。
第１中継端子１１Ａ１と、第２中継端子１１Ａ２とは互いに電気的に接続されている。第１中継端子１１Ａ１には、電源装置３０の第１出力側端子３２１に接続された配線（例えば、正極側配線）が接続される。第２中継端子１１Ａ２には、負荷装置４０の第１負荷装置端子４１１に接続された配線（例えば、正極側配線）が接続される。これにより、電源装置３０の第１出力側端子３２１と、負荷装置４０の第１負荷装置端子４１１とが電気的に接続される。
これと同様に、第３中継端子１１Ｂ１と、第４中継端子１１Ｂ２とは互いに電気的に接続されている。第３中継端子１１Ｂ１には、電源装置３０の第２出力側端子３２２に接続された配線（例えば、負極側配線）が接続される。第４中継端子１１Ｂ２には、負荷装置４０の第２負荷装置端子４１２に接続された配線（例えば、負極側配線）が接続される。これにより、電源装置３０の第２出力側端子３２２と、負荷装置４０の第２負荷装置端子４１２とが電気的に接続される。

すなわち、中継端子１１は、スイッチング素子３４と入力側容量素子３３と出力側容量素子３５とを備える電源装置３０と、当該電源装置３０の出力電流Ｉが供給される負荷装置４０との間に接続される。

温度検出部１１０は、温度センサを備えており、電源装置３０の周囲温度を検出する。温度検出部１１０は、検出した電源装置３０の周囲温度に応じた温度検出結果Ｄ１を出力する。

電流検出部１２０は、電流センサを備えており、第１中継端子１１Ａ１から第２中継端子１１Ａ２に対して流れる出力電流Ｉを検出する。電流検出部１２０は、検出した出力電流Ｉの電流値に応じた電流検出結果Ｄ２を出力する。

交流リップル検出部１３０は、第１中継端子１１Ａ１に接続された正極側入力端子Ｔ１３１と、第３中継端子１１Ｂ１に接続された負極側入力端子Ｔ１３２と、出力端子（入力側残存寿命出力端子Ｔ１３３）とを備える。交流リップル検出部１３０のより具体的な構成について、図２を参照して説明する。

図２は、本実施形態の交流リップル検出部１３０の構成の一例を示す図である。交流リップル検出部１３０は、バンドパスフィルタ１３１と、差動増幅器１３２とを備える。
バンドパスフィルタ１３１は、正極側入力端子Ｔ１３１と負極側入力端子Ｔ１３２とが接続される。バンドパスフィルタ１３１は、負極側入力端子Ｔ１３２の電位を基準にした正極側入力端子Ｔ１３１の電位の波形のうち、所定の周波数範囲の波形を抽出する。本実施形態のバンドパスフィルタ１３１は、入力電源２０から供給される電圧の周波数に基づく周波数範囲の波形を抽出する。
この一例において、入力電源２０から供給される電圧の周波数が５０Ｈｚ～６０Ｈｚ（すなわち、商用周波数）である場合、電源装置３０は、この商用周波数の電圧を全波整流して１００Ｈｚ～１２０Ｈｚの電圧（すなわち、全波整流電圧）を生成する。電源装置３０は、この全波整流電圧について、スイッチング素子３４のスイッチング動作によって電圧変換を行う。
この一例の場合、バンドパスフィルタ１３１は、電源装置３０における全波整流電圧の周波数（例えば、１００Ｈｚ～１２０Ｈｚ）に基づいた周波数範囲（例えば、３０Ｈｚ～２００Ｈｚ）の波形を抽出する。
バンドパスフィルタ１３１は、抽出した波形を差動増幅器１３２に出力する。

差動増幅器１３２は、例えば、反転入力型のコンパレータとして構成され、バンドパスフィルタ１３１の出力と、基準電位ＶＲ１３との比較結果を出力端子（入力側残存寿命出力端子Ｔ１３３）から出力する。

上述したように電源装置３０の入力側容量素子３３は、全波整流素子３６が整流した全波整流電圧を平滑化する。したがって、電源装置３０の出力電圧Ｖの電圧変動（リップル）のうち、全波整流電圧の周波数のリップルには、入力側容量素子３３の性能の状況が現れる。例えば、全波整流電圧の周波数のリップルが所定の基準値以下であれば、入力側容量素子３３の性能が維持されている（又は、入力側容量素子３３の性能が低下していない）と判定することができる。また、全波整流電圧の周波数のリップルが所定の基準値を超えている場合には、入力側容量素子３３の性能が低下していると判定することができる。
以下の説明において、全波整流電圧の周波数のリップル電圧のことを交流リップル電圧（又はＡＣリップル電圧）ともいう。

すなわち、交流リップル検出部１３０は、電源装置３０から負荷装置４０に対して中継端子１１を介して出力される出力電圧Ｖの周波数に基づいて、電源装置３０の入力側容量素子３３に生じる交流リップル電圧の電圧値に応じた交流リップル電圧検出結果Ｒ１を生成する。

図１に戻り、スイッチングリップル検出部１４０は、第１中継端子１１Ａ１に接続された正極側入力端子Ｔ１４１と、第３中継端子１１Ｂ１に接続された負極側入力端子Ｔ１４２と、出力端子（出力側残存寿命出力端子Ｔ１４３）とを備える。スイッチングリップル検出部１４０のより具体的な構成について、図３を参照して説明する。

図３は、本実施形態のスイッチングリップル検出部１４０の構成の一例を示す図である。スイッチングリップル検出部１４０は、バンドパスフィルタ１４１と、正方向ピークホールド部１４２と、負方向ピークホールド部１４３と、差動増幅器１４４とを備える。
バンドパスフィルタ１４１は、正極側入力端子Ｔ１４１と負極側入力端子Ｔ１４２とが接続される。バンドパスフィルタ１４１は、負極側入力端子Ｔ１４２の電位を基準にした正極側入力端子Ｔ１４１の電位の波形のうち、所定の周波数範囲の波形を抽出する。本実施形態のバンドパスフィルタ１４１は、電源装置３０のスイッチング素子３４によるスイッチング動作の周波数（つまり、スイッチング周波数）に基づく周波数範囲の波形を抽出する。
一例として、電源装置３０のスイッチング周波数が１００ｋＨｚ～１５０ｋＨｚである場合、バンドパスフィルタ１４１は、電源装置３０のスイッチング周波数（例えば、１００ｋＨｚ～１５０ｋＨｚ）に基づいた周波数範囲（例えば、５０ｋＨｚ～２００ｋＨｚ）の波形を抽出する。
バンドパスフィルタ１４１は、抽出した波形を正方向ピークホールド部１４２及び負方向ピークホールド部１４３に出力する。

正方向ピークホールド部１４２及び負方向ピークホールド部１４３は、いずれも、いわゆるピークホールド回路を備えている。
正方向ピークホールド部１４２は、バンドパスフィルタ１４１が抽出した波形のうち、電圧が正方向（＋電位方向）の最大値（ピーク値）を保持する。正方向ピークホールド部１４２は、保持した最大値を差動増幅器１４４に出力する。
負方向ピークホールド部１４３は、バンドパスフィルタ１４１が抽出した波形のうち、電圧が負方向（－電位方向）の最大値（ピーク値）、つまり最小値を保持する。負方向ピークホールド部１４３は、保持した最小値を差動増幅器１４４に出力する。
なお、ここでいう最大値又は最小値とは、所定の時間範囲における電圧のピーク値をいう。例えば、正方向ピークホールド部１４２及び負方向ピークホールド部１４３は、所定の測定タイミングごとにピークホールド動作を行い、電圧のピーク値を保持する。この結果、電圧のピーク値は、測定タイミングごとに更新される。

差動増幅器１４４は、正方向ピークホールド部１４２の出力と、負方向ピークホールド部１４３の出力との差分を出力する。

上述したように電源装置３０の出力側容量素子３５は、スイッチング素子３４がスイッチング動作することにより発生させた電圧を平滑化する。したがって、電源装置３０の出力電圧Ｖの電圧変動（リップル）のうち、スイッチング周波数に応じた周波数のリップルには、出力側容量素子３５の性能の状況が現れる。例えば、出力電圧Ｖに含まれるスイッチング周波数のリップルが所定の基準値以下であれば、出力側容量素子３５の性能が維持されている（又は、出力側容量素子３５の性能が低下していない）と判定することができる。また、出力電圧Ｖに含まれるスイッチング周波数のリップルが所定の基準値を超えている場合には、出力側容量素子３５の性能が低下していると判定することができる。
以下の説明において、スイッチング周波数に応じた周波数のリップル電圧のことをスイッチングリップル電圧（又はＳＷリップル電圧）ともいう。

すなわち、スイッチングリップル検出部１４０は、出力電圧Ｖの波形の周波数に基づいて、スイッチング素子３４のスイッチング動作によって生じるスイッチングリップル電圧の電圧値に応じたスイッチングリップル電圧検出結果Ｒ２を生成する。

ここで、スイッチングリップル検出部１４０は、出力電圧Ｖに含まれるスイッチングリップル電圧の波形の最大値と最小値との差分を、スイッチングリップル電圧検出結果Ｒ２として生成する。

図１に戻り、制御部１００は、例えば、マイクロプロセッサを備えており、入力側残存寿命演算部１０１と、出力側残存寿命演算部１０３と、電源装置残存寿命演算部１０５とをその機能部として備える。

［入力側容量素子の残存寿命の演算］
入力側残存寿命演算部１０１は、交流リップル検出部１３０が出力する交流リップル電圧検出結果Ｒ１と、入力側容量素子３３に生じるリップル電圧の基準値である入力側基準値を示す入力側特性情報Ｃ１とに基づいて、入力側容量素子３３の残存寿命（入力側素子残存寿命Ｒ３）を演算する。
この一例では、入力側基準値とは、入力側容量素子３３の残存寿命の判定しきい値である。入力側特性情報Ｃ１には、この判定しきい値が含まれる。この一例の場合、入力側残存寿命演算部１０１は、交流リップル電圧検出結果Ｒ１が、残存寿命の判定しきい値以下であれば「残存寿命あり」として、残存寿命を演算し、残存寿命の判定しきい値を超えていれば「残存寿命なし」として、残存寿命を演算する。
ここで「残存寿命」とは、ある時点（例えば、現時点）から電源装置３０の寿命が尽きるまでの期間の長さ（例えば、余命）のことをいう。

なお、上述した残存寿命の判定しきい値は、複数の段階に分けられていてもよい。この場合、入力側残存寿命演算部１０１は、交流リップル電圧検出結果Ｒ１と、判定しきい値との比較の結果、残存寿命の長さを複数の段階に分けて判定してもよい。例えば、入力側残存寿命演算部１０１は、交流リップル電圧検出結果Ｒ１が、第１段階の判定しきい値を超えた場合には、入力側容量素子３３の残存寿命が１年程度であり、第２段階の判定しきい値を超えた場合には、入力側容量素子３３の残存寿命が半年程度であり、第３段階の判定しきい値を超えた場合には、入力側容量素子３３の残存寿命なしと演算してもよい。

また、上述した残存寿命の判定しきい値は、電源装置３０の種類（例えば、製造メーカー、型番など）毎に、個別に設定されていてもよい。この場合、制御部１００は、監視対象の電源装置３０の種類を示す情報を取得し、取得した電源装置３０の種類を示す情報に基づいて、電源装置３０の種類に応じた判定しきい値を選択する。

なお、モニタ装置１０は、入力側特性情報Ｃ１を記憶する入力側特性情報記憶部１０２を備えていてもよい。この場合、制御部１００は、入力側特性情報記憶部１０２から入力側特性情報Ｃ１を取得し、取得した入力側特性情報Ｃ１に基づいて入力側容量素子３３の残存寿命を演算する。
また、モニタ装置１０は、入力側特性情報記憶部１０２を備えておらず、入力側特性情報Ｃ１を外部の装置（例えば、情報サーバ装置）から取得するように構成されていてもよい。

［周囲温度・負荷率による補正］
上述した入力側特性情報Ｃ１には、電源装置３０の周囲温度による判定しきい値の補正情報、及び電源装置３０の負荷率による判定しきい値の補正情報のいずれか、又は両方が含まれていてもよい。

図４は、本実施形態の判定しきい値の補正情報の一例を示す図である。同図に示すように、判定しきい値の補正情報は、横軸を電源装置３０の周囲温度Ｔと、縦軸を補正係数（以下単に係数ともいう。）として、周囲温度Ｔの変化に対する補正係数の変化を示す。また、判定しきい値の補正情報は、周囲温度Ｔの変化に対する補正係数の変化を、電源装置３０の負荷率ごとに示す。

同図に示すように入力側特性情報Ｃ１に電源装置３０の周囲温度による判定しきい値の補正情報が含まれる場合、入力側特性情報Ｃ１とは、入力側基準値（例えば、入力側容量素子３３の残存寿命の判定しきい値）を、電源装置３０の周囲温度毎に示す情報であるといえる。
この場合、入力側残存寿命演算部１０１は、温度検出部１１０が出力する温度検出結果Ｄ１にさらに基づいて、入力側容量素子３３の残存寿命を演算する。

また、同図に示すように入力側特性情報Ｃ１に電源装置３０の負荷率による判定しきい値の補正情報が含まれる場合、入力側特性情報Ｃ１とは、入力側基準値（例えば、入力側容量素子３３の残存寿命の判定しきい値）を、電源装置３０の負荷率毎に示す情報であるといえる。
ここで、負荷率とは、上述したように、電源装置３０の種類ごとに定められる出力電流の設計定格値に対する、実際に電源装置３０から出力されている出力電流Ｉの割合である。つまり、入力側特性情報Ｃ１とは、入力側基準値を、電源装置３０の出力電流Ｉの電流値毎に示す情報であるともいえる。
この場合、入力側残存寿命演算部１０１は、電流検出部１２０が出力する電流検出結果Ｄ２にさらに基づいて、入力側容量素子３３の残存寿命を演算する。

［出力側容量素子の残存寿命の演算］
出力側残存寿命演算部１０３は、上述した入力側残存寿命演算部１０１と同様にして、出力側容量素子３５の残存寿命を演算する。
具体的には、出力側残存寿命演算部１０３は、スイッチングリップル検出部１４０が出力するスイッチングリップル電圧検出結果Ｒ２と、出力側容量素子３５に生じるリップル電圧の基準値である出力側基準値を示す出力側特性情報Ｃ２とに基づいて、出力側容量素子３５の残存寿命（出力側素子残存寿命Ｒ４）を演算する。
この一例では、出力側基準値とは、出力側容量素子３５の残存寿命の判定しきい値である。この場合、出力側特性情報Ｃ２には、出力側容量素子３５の残存寿命の判定しきい値が含まれる。出力側残存寿命演算部１０３は、スイッチングリップル電圧検出結果Ｒ２が、残存寿命の判定しきい値以下であれば残存寿命ありとして、残存寿命を演算し、残存寿命の判定しきい値を超えていれば残存寿命なしとして、残存寿命を演算する。

なお、出力側残存寿命演算部１０３は、上述した入力側残存寿命演算部１０１が備える、複数段階の判定しきい値による残存寿命の演算、電源装置３０の種類毎の残存寿命の演算、温度・負荷率による残存寿命の補正等の各機能を有している。
例えば、温度による残存寿命の補正機能について、出力側特性情報Ｃ２は、出力側基準値を、電源装置３０の周囲温度毎に示す情報であって、出力側残存寿命演算部１０３は、温度検出部１１０が出力する温度検出結果Ｄ１にさらに基づいて、出力側容量素子３５の残存寿命を演算する。
また、例えば、負荷率による残存寿命の補正機能について、出力側特性情報Ｃ２は、出力電流Ｉの電流値と、出力側基準値との関係を示す情報であって、出力側残存寿命演算部１０３は、電流検出部１２０が出力する電流検出結果Ｄ２にさらに基づいて、出力側容量素子３５の残存寿命（出力側素子残存寿命Ｒ４）を演算する。
これら出力側残存寿命演算部１０３が有する各機能の詳細については、入力側残存寿命演算部１０１が有する機能と同様であるため、その説明を省略する。

電源装置残存寿命演算部１０５は、入力側残存寿命演算部１０１が演算する入力側容量素子３３の残存寿命と、出力側残存寿命演算部１０３が演算する出力側容量素子３５の残存寿命とに基づいて、電源装置３０の残存寿命（電源装置残存寿命Ｒ５）を演算する。
具体的には、電源装置残存寿命演算部１０５は、演算された入力側容量素子３３の残存寿命と出力側容量素子３５の残存寿命とのうち短いほうの残存寿命を、電源装置残存寿命Ｒ５として演算する。

通信部１５０及び外部出力部１６０はそれぞれ、電源装置残存寿命演算部１０５が演算する電源装置３０の残存寿命（電源装置残存寿命Ｒ５）を示す残存寿命情報を、無線又は有線によって外部機器５０（又は他の外部機器６０）に出力する。なお、外部出力部１６０は、外部出力端子を備えるものとして構成されていてもよい。
ここで、残存寿命情報とは、電源装置３０の残存寿命を示す数値であってもよいし、電源装置３０の残存寿命がない（又は少ない）ことを示す記号や文字列であってもよい。

なお、通信部１５０は、電源装置３０の残存寿命が所定値よりも少ない場合に、残存寿命情報を出力するものとして構成されていてもよい。

表示部１７０は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示デバイスを備えており、電源装置３０の残存寿命を示す残存寿命情報を表示する。

[実施形態のまとめ]
以上説明したように、本実施形態のモニタ装置１０は、交流リップル検出部１３０及びスイッチングリップル検出部１４０を備え、電源装置３０の出力電流Ｉのリップルの状態を監視することにより、電源装置３０の残存寿命を演算することができる。
このように構成された本実施形態のモニタ装置１０によれば、電源装置３０の実際の使用状況に応じて演算された残存寿命に基づいて、電源装置３０の運用管理を行うことができる。例えば、本実施形態のモニタ装置１０によれば、電源装置３０の設計寿命（例えば、電源装置３０の保証期間）を超えて電源装置３０を使用する場合であっても、残存寿命が示されることにより、利用者が安心して電源装置３０を使用し続けることができる。つまり、本実施形態のモニタ装置１０によれば、電源装置３０の実際の利用状況における寿命を延ばすことができる。
また、本実施形態のモニタ装置１０は、入力側、出力側の双方の容量素子の残存寿命に基づいて電源装置３０の残存寿命を演算する。このように構成された本実施形態のモニタ装置１０によれば、いずれか一方の容量素子の残存寿命を演算する場合に比べて、電源装置３０の残存寿命の演算精度をより向上させることができる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。

なお、上記の実施形態における各装置が備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。

なお、モニタ装置１０は、制御部１００がメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、制御部１００の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

１…システム、１０…モニタ装置、１１…中継端子、２０…入力電源、３０…電源装置、４０…負荷装置、５０…外部機器、１００…制御部、１０１…入力側残存寿命演算部、１０２…入力側特性情報記憶部、１０３…出力側残存寿命演算部、１０４…出力側特性情報記憶部、１０５…電源装置残存寿命演算部、１１０…温度検出部、１２０…電流検出部、１３０…交流リップル検出部、１４０…スイッチングリップル検出部、１５０…通信部、１６０…外部出力部、１７０…表示部

Claims

スイッチング素子と入力側容量素子と出力側容量素子とを備える電源装置と、当該電源装置の出力電流が供給される負荷装置との間に接続される中継端子と、
前記電源装置から前記負荷装置に対して前記中継端子を介して流れる出力電流の波形の周波数特性に基づいて、前記電源装置の入力側容量素子に生じる交流リップル電圧の電圧値に応じた交流リップル電圧検出結果を生成する交流リップル検出部と、
前記出力電流の波形の周波数特性に基づいて、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって生じるスイッチングリップル電圧の電圧値に応じたスイッチングリップル電圧検出結果を生成するスイッチングリップル検出部と、
前記交流リップル検出部が出力する前記交流リップル電圧検出結果と、前記入力側容量素子に生じるリップル電圧の基準値である入力側基準値を示す入力側特性情報とに基づいて、前記入力側容量素子の残存寿命を演算する入力側残存寿命演算部と、
前記スイッチングリップル検出部が出力する前記スイッチングリップル電圧検出結果と、前記出力側容量素子に生じるリップル電圧の基準値である出力側基準値を示す出力側特性情報とに基づいて、前記出力側容量素子の残存寿命を演算する出力側残存寿命演算部と、
前記入力側残存寿命演算部が演算する前記入力側容量素子の残存寿命と、前記出力側残存寿命演算部が演算する前記出力側容量素子の残存寿命とに基づいて、前記電源装置の残存寿命を演算する電源装置残存寿命演算部と、
を備えるモニタリングモジュール。
前記入力側特性情報は、前記入力側基準値を、前記電源装置の周囲温度毎に示す情報を含み、
前記出力側特性情報は、前記出力側基準値を、前記電源装置の周囲温度毎に示す情報を含み、
前記電源装置の周囲温度に応じた温度検出結果を出力する温度検出部
をさらに備え、
前記入力側残存寿命演算部は、前記温度検出部が出力する前記温度検出結果にさらに基づいて、前記入力側容量素子の残存寿命を演算し、
前記出力側残存寿命演算部は、前記温度検出部が出力する前記温度検出結果にさらに基づいて、前記出力側容量素子の残存寿命を演算する
請求項１に記載のモニタリングモジュール。
前記入力側特性情報は、前記出力電流の電流値と、前記入力側基準値との関係を示す情報を含み、
前記出力側特性情報は、前記出力電流の電流値と、前記出力側基準値との関係を示す情報を含み、
前記出力電流の電流値に応じた電流検出結果を出力する電流検出部
をさらに備え、
前記入力側残存寿命演算部は、前記電流検出部が出力する前記電流検出結果にさらに基づいて、前記入力側容量素子の残存寿命を演算し、
前記出力側残存寿命演算部は、前記電流検出部が出力する前記電流検出結果にさらに基づいて、前記出力側容量素子の残存寿命を演算する
請求項１又は請求項２に記載のモニタリングモジュール。
前記スイッチングリップル検出部は、
前記スイッチングリップル電圧の最大値と最小値との差分を、前記スイッチングリップル電圧検出結果として生成する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモニタリングモジュール。
前記電源装置残存寿命演算部が演算する前記電源装置の残存寿命を示す残存寿命情報を、無線又は有線によって他の装置に出力する通信部
をさらに備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモニタリングモジュール。
前記通信部は、
前記電源装置の残存寿命が所定値よりも少ない場合に、前記残存寿命情報を出力する
請求項５に載のモニタリングモジュール。
前残存寿命情報に基づく情報を表示する表示部
をさらに備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモニタリングモジュール。