JPH06178446A - 電力供給装置 - Google Patents

電力供給装置

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JPH06178446A
JPH06178446A JP4325806A JP32580692A JPH06178446A JP H06178446 A JPH06178446 A JP H06178446A JP 4325806 A JP4325806 A JP 4325806A JP 32580692 A JP32580692 A JP 32580692A JP H06178446 A JPH06178446 A JP H06178446A
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JP
Japan
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unit
power supply
battery unit
load unit
load
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Pending
Application number
JP4325806A
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English (en)
Inventor
Shinichiro Kono
信一郎 河野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電子機器に電力を供給する電力供給
装置に関し、電子機器が必要とする電力設備コストおよ
び稼働コストを低減させるとともに、電子機器の高性能
化に合わせて設置場所の電力関連設備を拡張させる必要
をなくすことを目的とする。 【構成】 熱電素子ユニット3は、稼働中の負荷ユニッ
ト2から生ずる動作熱による温度勾配から熱起電力を生
成する。バッテリユニット4は、熱起電力によって充電
され、内部起電力を得る。切替え手段6は、外部電源1
から供給される外部電力またはバッテリユニット4の内
部起電力のいずれかを選択的に負荷ユニット2に供給す
る。電源監視手段5は、バッテリユニット4および負荷
ユニット2の状況に応じて、切替え手段6を切替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力供給装置に係り、特
に電子機器の動作熱から電子機器を稼働させる電力を生
成する電力供給装置に関する。
【0002】近年、コンピュータなどの電子機器の高性
能化は著しく、これに伴って電子機器の消費電力が増大
しているため、これら高性能化した電子機器を稼働させ
る電力を供給する電源設備や、稼働中の電子機器を冷却
する設備などの周辺設備がそれぞれ必要とする電力が従
来より増大し、稼働コストが従来よりも大幅に増大しつ
つある。
【0003】したがって、電子機器の消費電力を抑制し
て稼働コストを低減させることのできる電力供給装置を
提供することが望まれていた。
【0004】
【従来の技術】図6は従来の電力供給装置の一例を示
す。同図中、外部電源1aは電子機器を稼働させる電力
を供給する電源設備であり、この外部電源1aから供給
される電力はコンピュータなどの電子機器(図中の太線
で囲んだ部分)に対して常に安定した状態で供給され
る。
【0005】フィルタ1bは、供給された上記電力か
ら、電子機器の正常な動作を阻害するおそれのあるノイ
ズなどを除去する。
【0006】内部直流電源ユニット1cは、ノイズなど
を除去された上記電力から、電子機器を構成する各負荷
ユニット2を動作させるために必要な電圧,電流などを
有する外部電力を生成する。
【0007】すなわち、電子機器を構成するすべての負
荷ユニット2は、この外部電力を供給されることで動作
していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力供給装置においては、以下のようないくつかの
問題点があった。
【0009】第1に、電子機器の高性能化に伴って、電
子機器を正常に稼働させるために必要な消費電力が大幅
に増大するため、この電力を確保するための電源設備に
対する設備コストおよび電子機器の消費電力に対する稼
働コストが増大するという問題点があった。
【0010】第2に、上記により、電子機器の高性能化
に伴って電子機器の消費電力が大幅に増大するため、電
子機器を設置しようとする場所の電力関連設備を増大し
た消費電力に合わせて拡張しなければならないという問
題点があった。
【0011】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、電子機器が必要とする電力設備コストおよび稼働
コストを低減させるとともに、電子機器の高性能化に合
わせて設置場所の電力関連設備を拡張させる必要のない
電力供給装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明になる電
力供給装置の原理図である。
【0013】同図中、電子機器を構成する単数または複
数の負荷ユニット2に電力を供給する電力供給装置にお
いて、熱電素子ユニット3は、稼働中の前記負荷ユニッ
ト2から生ずる動作熱による温度勾配から熱起電力を生
成する。バッテリユニット4は、前記熱起電力によって
充電され、内部起電力を得る。
【0014】切替え手段6は、外部電源1から供給され
る外部電力または前記バッテリユニット4に蓄積された
前記内部起電力のいずれかを前記負荷ユニット2に選択
的に供給する。電源監視手段5は、前記バッテリユニッ
ト4および前記負荷ユニット2の状況に応じて、前記切
替え手段6を切替える。
【0015】
【作用】上記の構成によれば、バッテリユニット4は、
熱電素子ユニット3が稼働中の負荷ユニット2の動作熱
から生成する熱起電力によって充電されて、内部起電力
を得る。そして、電源監視手段5がバッテリユニット4
および負荷ユニット2の状況に応じて切替え手段6を切
替えることにより、外部電源1から供給される外部電力
またはバッテリユニット4の内部起電力のいずれかが、
選択的に負荷ユニット2に供給される。
【0016】したがって、従来は不要なものとして冷却
処理されるのみであった負荷ユニット2からの動作熱
は、熱電素子ユニット3の両端を異なる温度に保持させ
てゼーベック効果による熱起電力を生成させる。熱起電
力はバッテリユニット4を充電することでバッテリユニ
ット4の内部起電力とされた後、負荷ユニット2を稼働
させるために再利用されるため、負荷ユニット2から構
成される電子機器によって消費される外部電力は従来に
くらべて低減される。
【0017】
【実施例】図2は本発明になる電力供給装置の一実施例
を示す。同図中、図1および図6と同一構成部分につい
ては同一符号を付し、その説明を省略する。また、1
a,1b,1cは図1中の外部電源1に相当し、5は電
源監視手段である電源監視ユニット、6は切替え手段で
ある電源分配ユニットである。
【0018】また、図3は図2の動作の一例を示す。同
図中、101〜108は各動作のステップ番号であり、
電力供給装置の主要な動作を概略的に表している。以
後、図2および図3に基づいて本発明になる電力供給装
置の構成および動作について説明する。なお、文の最後
において括弧内に示すのは、図3におけるステップ番号
である。
【0019】外部電源1a,フィルタ1b,内部直流電
源ユニット1cは図6と同一の作用を行っており、電子
機器を構成する各負荷ユニット2を動作させるために必
要な電圧,電流などを有する外部電力を生成する。そし
て、外部電力は電源分配ユニット6を介して各負荷ユニ
ット2に供給される(電源分配ユニット6の作用につい
ては後述する)。
【0020】負荷ユニット2に必要な電力が供給される
と、負荷ユニット2は所定の回路動作を行って電子機器
の機能の一部を担うが、このとき構成部品である回路素
子から、動作熱が発生する。負荷ユニット2には熱電素
子ユニット3が取付けられており、この動作熱と常温
(または所定の温度)との間の温度勾配によって両端を
異なる温度に保持されて、熱起電力を生成する。
【0021】熱電素子ユニット3は、熱起電力を生成す
る熱電対と温度勾配を得るための高温側および低温側プ
ローブを、複数つなげてサーモパイルを構成することに
よって必要な熱起電力を得ることができる。したがっ
て、多数の高温側および低温側プローブを配設したり、
複数の熱電対を用いたりして熱電素子ユニット3を構成
すれば、比較的高い熱起電力を得ることができる。
【0022】負荷ユニット2が稼働している大部分の時
間においては、この熱起電力によってバッテリユニット
4が充電されて、バッテリユニット4の内部起電力が高
められていく状態とされている(ステップ101)。
【0023】電源監視ユニット5は、バッテリユニット
4の内部起電力の大きさを測定し(ステップ102)、
負荷ユニット2の正常動作を維持するのに十分な大きさ
の所定の起電力V1に達しているかどうかを判定する(ス
テップ103)。そして、内部起電力が所定の起電力V1
に達するまでステップ102,103を繰り返す。
【0024】バッテリユニット4の内部起電力が所定の
起電力V1に達している場合には、電源監視ユニット5に
よってバッテリユニット4の状態を切替えて、熱電素子
ユニット3の熱起電力によって充電される充電状態か
ら、内部起電力を放電する状態とする(ステップ10
4)。
【0025】さらに、電源監視ユニット5によって電源
分配ユニット6を切替え制御して、負荷ユニット2への
電力供給がバッテリユニット4からの内部起電力によっ
て行われる状態とする(ステップ105)。この状態と
されると、外部電源1aからの電力供給が減少するの
で、見かけ上の電子機器の消費電力が低減する。
【0026】この状態においても、電源監視ユニット5
によってバッテリユニット4の現在の内部起電力を測定
する(ステップ106)。そして、負荷ユニット2の正
常動作を維持することが困難となる所定の起電力V2(一
般的に、V1>V2である)を越えているかどうかを判定す
る(ステップ107)。そして、内部起電力が所定の起
電力V2を下回るまでステップ106,107を繰り返
す。
【0027】バッテリユニット4の内部起電力が所定の
起電力V2を下回った場合には、電源監視ユニット5によ
って電源分配ユニット6を切替え制御して、負荷ユニッ
ト2への電力供給が内部直流電源ユニット1cからの外
部電力によって行われる状態とする(ステップ10
8)。そして、再びステップ101へ戻る。
【0028】以上により、本発明になる電力供給装置に
おいては、バッテリユニット4の内部起電力が負荷ユニ
ット2の正常動作を維持するのに十分な大きさの起電力
V1に達しているときには、この内部起電力によって負荷
ユニット2を稼働させる。
【0029】また、内部起電力がV1に達していないとき
には、内部直流電源ユニット1cからの外部電力で負荷
ユニット2を稼働させるとともに、熱電素子ユニット3
によって負荷ユニット2の動作熱から熱起電力を生成
し、この熱起電力でバッテリユニット4を充電する。
【0030】これによって、負荷ユニット2から構成さ
れる電子機器によって消費される外部電力が従来にくら
べて低減するため、電子機器に必要な電力設備コストお
よび稼働コストを低減させることができる。
【0031】また、電子機器を高性能化させた場合に
も、負荷ユニット2からの発熱量が増大して熱電素子ユ
ニット3の両端の温度勾配が大きくなり、これによって
熱起電力が上がってバッテリユニット4の充電効率が高
まるため、電子機器に消費されるすべての電力中におけ
る内部起電力の比率が向上する。
【0032】したがって、電子機器を高性能化させた場
合にも、消費される外部電力は従来のように大幅に増大
しなくなり、電子機器の高性能化に合わせて設置場所の
電力関連設備を拡張させる必要がなくなる。
【0033】図4は空冷方式における図2の細部構造を
示す。同図中、図2と同一構成部分については同一符号
を付し、その説明を省略する。また、3aおよび3bは
熱電素子ユニット3において温度勾配を検知するための
高温側および低温側プローブ、10は負荷ユニット2の
外郭を構成するシェルフ、11はシェルフ10内を空冷
するための気流を生成する送風ファン、12はシェルフ
10内に装填された複数のプリント配線板である。
【0034】図4において、電力を供給されたときに動
作熱を生ずる回路素子はプリント配線板12の表面に実
装されている。複数のプリント配線板12はそれぞれ平
行になるとともに地面に対して垂直となるようにシェル
フ10内に装填されている。そして、送風ファン11を
回転させることによってシェルフ10の下側から上側へ
向かう気流(図中に矢印で示す)が形成され、プリント
配線板12上の回路素子の空冷が行われる。
【0035】シェルフ10の外側には熱電素子ユニット
3が配設されており、負荷ユニット2における温度勾配
を検知する高温側および低温側プローブ3a,3bが、
それぞれシェルフ10の上側および下側に位置するよう
に延出している。また、熱電素子ユニット3から図示し
ないバッテリユニットに対して熱起電力を供給する配線
が設けられている。
【0036】図示しない内部直流電源ユニットまたはバ
ッテリユニットから供給される電力により、プリント配
線板12上の回路素子を稼働させると、各回路素子から
動作熱が発生する。この動作熱は、送風ファン11によ
ってシェルフ10の下側から吸入された冷たい気流に吸
収され、シェルフ10の上側からは温かい気流が排出さ
れる。よって、シェルフ10の上側と下側との間に温度
勾配が生ずる。
【0037】したがって、シェルフ10の上側に位置す
る高温側プローブ3aによって温かい気流の温度を、下
側に位置する低温側プローブ3bによって冷たい気流の
温度を、それぞれ検知することにより、熱電素子ユニッ
ト3の両端に異なる温度が保持され、熱電素子ユニット
3は熱起電力を生ずる。そして、この熱起電力は図示し
ないバッテリユニットに供給されて、バッテリユニット
は充電される。
【0038】図5は液冷方式における図2の細部構造を
示す。同図中、図4と同一構成部分については同一符号
を付し、その説明を省略する。また、20は冷却液の流
路を構成するコールドプレート、21は冷却液の噴流を
負荷ユニット2へ誘導するベローズ、22は断熱材であ
る。
【0039】図5において、熱電素子ユニット3の高温
側プローブ3aは、稼働中に動作熱を生ずる負荷ユニッ
ト2と、負荷ユニット2を冷却させる冷却液の噴流を誘
導するベローズ21との間に挟まれるように配設されて
いる。
【0040】また、低温側プローブ3bは、冷却液の流
路を構成するコールドプレート20に接するように配設
されており、熱電素子ユニット3の本体は、液流の温度
から影響を受けないように断熱材22によってコールド
プレート20の外壁から隔てられている。熱電素子ユニ
ット3からは、図示しないバッテリユニットに対して熱
起電力を供給する配線が設けられている。
【0041】したがって、負荷ユニット2に接する高温
側プローブ3aで温かい負荷ユニット2の温度を、コー
ルドプレート20に接する低温側プローブ3bによって
冷たい冷却液の温度を、それぞれ検知することにより、
熱電素子ユニット3の両端に異なる温度が保持され、熱
電素子ユニット3は熱起電力を生ずる。そして、この熱
起電力は図示しないバッテリユニットに供給されて、バ
ッテリユニットは充電される。
【0042】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、負荷ユニッ
トから構成される電子機器によって消費される外部電力
が従来にくらべて低減するため、電子機器に必要な電力
設備コストおよび稼働コストを低減させることができる
という特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる電力供給装置の原理図である。
【図2】本発明になる電力供給装置の一実施例を示す図
である。
【図3】図2の動作の一例を示す図である。
【図4】空冷方式における図2の細部構造を示す図であ
る。
【図5】液冷方式における図2の細部構造を示す図であ
る。
【図6】従来の電源装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
1,1a 外部電源 1b フィルタ 1c 内部直流電源ユニット 2 負荷ユニット 3 熱電素子ユニット 3a 高温側プローブ 3b 低温側プローブ 4 バッテリユニット 5 電源監視ユニット(電源監視手段) 6 電源分配ユニット(切替え手段) 10 シェルフ 11 送風ファン 12 プリント配線板 20 コールドプレート 21 ベローズ 22 断熱材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02J 7/00 303 A 9060−5G 7/34 Z 9060−5G H02N 11/00 A 8525−5H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子機器を構成する単数または複数の負
    荷ユニット(2)に電力を供給する電力供給装置におい
    て、 稼働中の前記負荷ユニット(2)から生ずる動作熱によ
    る温度勾配から熱起電力を生成する熱電素子ユニット
    (3)と、 前記熱起電力によって充電され、内部起電力を得るバッ
    テリユニット(4)と、 外部電源(1)から供給される外部電力または前記バッ
    テリユニット(4)に蓄積された前記内部起電力のいず
    れかを前記負荷ユニット(2)に選択的に供給する切替
    え手段(6)と、 前記バッテリユニット(4)および前記負荷ユニット
    (2)の状況に応じて、前記切替え手段(6)を切替え
    る電源監視手段(5)とを具備する構成としたことを特
    徴とする電力供給装置。
JP4325806A 1992-12-04 1992-12-04 電力供給装置 Pending JPH06178446A (ja)

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JP4325806A JPH06178446A (ja) 1992-12-04 1992-12-04 電力供給装置

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JP4325806A JPH06178446A (ja) 1992-12-04 1992-12-04 電力供給装置

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JPH06178446A true JPH06178446A (ja) 1994-06-24

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ID=18180811

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003015186A3 (de) * 2001-07-31 2003-06-26 Enocean Gmbh Thermisch antreibbare spannungsversorgung
JP2006158115A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Casio Comput Co Ltd 電源回路
JP2010506274A (ja) * 2006-10-09 2010-02-25 レジック・アイデントシステムズ・アクチェンゲゼルシャフト リード/ライトデバイスを動作させるデバイス及び方法
US7939743B2 (en) 2005-09-14 2011-05-10 Micro-Star International Co., Ltd. Computer with thermoelectric conversion
JP2018157692A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 株式会社リコー 電力回生装置、及び画像形成装置

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Effective date: 20010918