JPH10268948A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害発生時に不安定な動作の継続を防止する
電源装置を提供すること電源装置を提供すること。 【解決手段】 電源線を介して外部より供給される電源
電圧を所定の電圧レベルに変換し、負荷３に供給する電
源部２と、電源部２が負荷３に対して供給する電圧レベ
ルを検出し、検出した電圧レベルがあらかじめ設定され
た規定レベルに達しているか否かを監視する電源監視部
４と、電源監視部４による監視の結果、検出した電圧レ
ベルが規定レベルに達している場合、起動した旨の起動
履歴情報を記憶する起動履歴情報記憶部５と、電源監視
部４による監視の結果、検出した電圧レベルが規定レベ
ルに達していない場合、起動履歴情報記憶部５に記憶さ
れている起動履歴情報を参照し、起動した旨の起動履歴
情報が記憶されていたとき、外部より電源部２に供給さ
れる電源電圧を遮断する電圧遮断部６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力電源電圧を監
視する機能を有する電源回路の分野に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種電子回路において、その動作
を行うためには、電源電圧または電源電流（以下、電源
電圧等）の供給を必要とする。この電源電圧等を供給す
るための回路が電源回路であり、電源回路において最も
重要なことは電源電圧等を回路に対して安定供給するこ
とである。このため、電源回路では、供給すべき電源電
圧値に対する上限値及び下限値が設定されている。

【０００３】特に、電源回路の実際の供給電圧が、本来
供給すべき電源電圧値の許容下限値を下回った場合に
は、電源電圧等の供給を受ける回路側の動作不良を招く
おそれもあることから、下限値を下回る出力となった電
源回路を故障とみなす手段が必要となる。このような理
由から電源回路の故障モードの一つとして、出力電圧の
数パーセントから十数パーセントのレベル低下が挙げら
れ、電源回路の故障検出回路では、電源回路から出力さ
れる電圧レベルを常に監視を行っている。

【０００４】図５は、負荷に対して一定電圧を印加する
電源回路の概略図である。同図において、電源回路１０
１は、外部から供給される所定の入力電圧を５Ｖの出力
電圧に変換して出力する電源部１０２を備え、電源部１
０２は、その出力電圧を負荷１０３に対して供給してい
る。このとき、前述したレベル低下による故障と判断す
る故障検出電圧を４Ｖに設定すると、図示しない故障検
出回路では、図６に示すように、検出した電圧レベルが
４Ｖを越えるとき、電源部１０２は正常であるものと判
断し、一方、検出した電圧レベルが４Ｖ以下となると
き、電源部１０２は故障しているものと判断する。

【０００５】ところが、図６に示すように、故障検出電
圧（４Ｖ）を境として出力電圧が上下に変動している場
合（以下、出力変動故障）、故障検出回路では、故障の
検出及び復旧を交互に繰り返すことになり、このような
出力変動故障を起こしている電源回路は非常に不安定な
動作となる。特に、通常運用する運用系と、運用系の故
障時に切り替えて運用する予備系とを有する冗長構成を
用いた回路ブロックにおいて、電源回路の出力電圧が中
間電位レベルで故障した場合、継続的にシステムに影響
を与え、冗長構成を用いた効果が得られないことがあ
る。

【０００６】これは、運用系側の電源回路が完全に出力
を停止した状態で故障したときには、予備系側を運用系
として切り替えて動作するため問題はないが、中間電位
レベルでの故障の場合、故障した電源回路からの電圧供
給に基づいて動作している入出力バッファ回路が、正常
な信号線を異常電位でクランプした状態となることで切
り替えが正しく機能しないためである。

【０００７】このため、従来は、図７に示すように、電
源回路２０１中に、負荷２０２に対して印加する電源電
圧を生成する主電源部２０２と、負荷２０３に対して印
加した電圧レベルを監視する故障監視部２０４と、故障
監視部２０４に対して電源電圧を供給する補助電源部２
０５とを設け、故障監視部２０４において出力電圧の低
下を検出したときは、故障監視部２０４は主電源部２０
２に対して出力停止信号を出力することで、主電源部２
０２から負荷２０３に供給する出力電圧を強制停止を行
っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電源回路２０１にあっては、故障監視部２０
４に対して電源電圧を供給するための補助電源部２０５
を必要とすることから、電源回路２０１の製造コストが
アップするという問題点があった。

【０００９】さらに、近年、省スペース化の流れからオ
ンボード電源が多用されるようになっており、補助電源
部２０５を必要とする従来の電源回路２０１では、補助
電源部２０５の実装スペースは電源回路２０１を小型化
する上で大きな障害となるという問題点があった。

【００１０】本発明の課題は、上記問題点を解決するた
めになされたものであり、障害発生時に不安定な動作の
継続を防止する電源装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電源装置
は、図１に示すように、電源線を介して外部より供給さ
れる電源電圧を所定の電圧レベルに変換し、負荷３に供
給する電源部２と、電源部２が負荷３に対して供給する
電圧レベルを検出し、検出した電圧レベルがあらかじめ
設定された規定レベルに達しているか否かを監視する電
源監視部４と、電源監視部４による監視の結果、検出し
た電圧レベルが規定レベルに達している場合、起動した
旨の起動履歴情報を記憶する起動履歴情報記憶部５と、
電源監視部４による監視の結果、検出した電圧レベルが
規定レベルに達していない場合、起動履歴情報記憶部５
に記憶されている起動履歴情報を参照し、起動した旨の
起動履歴情報が記憶されていたとき、外部より電源部２
に供給される電源電圧を遮断する電圧遮断部６とを備え
る。

【００１２】すなわち、電源部２から負荷３に供給され
る電源電圧がいったん規定レベルを越えた場合、起動履
歴情報記憶部５には起動した旨の起動履歴情報を記憶
し、以降、電源電圧が低下した場合には、電源部２に供
給される電源電圧を遮断する。これによって、一度起動
した後に障害が発生した場合、電源部２への入力は断た
れるため、電源部２から負荷３に対する電源電圧の供給
は強制的に停止する。したがって、電源部２の故障の発
生及び復旧を繰り返すことがない。

【００１３】請求項２記載の電源装置は、図２に示すよ
うに、電源線を介して外部より供給される電源電圧を所
定の電圧レベルに変換し、負荷３に供給する電源部２
と、電源部２が負荷３に対して供給する電圧レベルを検
出し、検出した電圧レベルがあらかじめ設定された規定
レベルに達しているか否かを監視する電源監視部４と、
電源監視部４による監視の結果、検出した電圧レベルが
規定レベルに達している場合、起動した旨の起動履歴情
報を記憶する起動履歴情報記憶部５と、電源監視部によ
る監視の結果、検出した電圧レベルが規定レベルに達し
ていない場合、起動履歴情報記憶部５に記憶されている
起動履歴情報を参照し、起動した旨の起動履歴情報が記
憶されていたとき、電源部２から負荷３に供給する電源
電圧を停止する電圧供給停止部７とを備える。

【００１４】すなわち、電源部２から負荷３に供給され
る電源電圧がいったん規定レベルを越えた場合、起動履
歴情報記憶部５には起動した旨の起動履歴情報を記憶
し、以降、電源電圧が低下した場合には、負荷３に供給
すべき電源電圧を停止する。これによって、一度起動し
た後に障害が発生した場合、負荷３に対する電源電圧の
供給は強制的に停止する。したがって、電源部２の故障
の発生及び復旧を繰り返すことがない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図示した一実施形態に基づ
いて本発明を詳細に説明する。

【００１６】図３は、本実施形態における電源装置の要
部構成を示すブロック図であり、図１に示す機能ブロッ
クの具体的な構成例を示す。なお、図３において、図１
に示す従来例と同一要素部分には同一符号を付してい
る。

【００１７】同図において、電源装置１は、信号線５
１，５２及び信号線６３を介して供給される入力電圧を
所定の出力電圧に変換し、信号線５５及び信号線６１を
介して出力する電源回路１２と、信号線５５及び信号線
６１間に印加される電圧レベルを検出し、あらかじめ設
定された規定電圧に達すると、スイッチ２２及びスイッ
チ２３を開状態とするための制御信号を出力する第１リ
レー１３と、信号線５３，５４及び信号線６２間に印加
される電圧レベルが所定電圧に達すると、信号線５３，
５４及び信号線６２間を接続し、スイッチ２１を閉状態
とするとともに、スイッチ２４を開状態とするための制
御信号を出力する第２リレー１４と、第１リレー１３及
び第２リレー１４によってオン・オフするスイッチ２１
〜２４とから構成されている。

【００１８】スイッチ２１は、通常時は閉状態となって
おり、これによって信号線５１、５１ａ、５２ａ、５２
を導通状態とするとともに、第２リレー１４から出力さ
れる制御信号に基づいて開状態となって信号線５１ａ、
５２ａを断状態とする。スイッチ２２は、通常時は開状
態となって信号線５１ｂ、５２ｂを断状態とし、第１リ
レー１３から出力される制御信号に基づいて閉状態とな
って信号線５１、５１ｂ、５２ｂ、５２を導通状態とす
る。

【００１９】スイッチ２３は、通常時は開状態となって
信号線５３ａ、５４ａを断状態としており、第１リレー
１３から出力される制御信号に基づいて閉状態となって
信号線５３ａ、５４ａを導通状態とする。スイッチ２４
は、通常時は開状態となって信号線５３ｂ、５４ｂを断
状態としており、第２リレー１４から出力される制御信
号に基づいて閉状態となって信号線５３ｂ、５４ｂを導
通状態とする。

【００２０】すなわち、本実施形態における第１リレー
１３及びスイッチ２２、２３は、図１における電源監視
部４の機能を有し、また、第２リレー１４及びスイッチ
２４、２１は、図１における起動履歴情報記憶部５及び
電圧遮断部６の各機能を有している。

【００２１】次に、上述の実施形態における電源装置の
動作例を図３及び図４に基づいて説明する。図４は、図
３の電源回路の各部における出力電圧レベルを示す波形
図であり、電源回路１２の出力電圧レベルに対する第１
リレー１３及び第２リレー１４から出力される制御信号
の出力状態を示す。

【００２２】スイッチ２１が閉状態となった状態で、信
号線得２及び信号線６３に入力電圧を供給すると、信号
線５１、５１ａ、５２ａ、５２及び信号線６３を介して
電源回路１２に電源電圧が供給される。これによって、
電源回路１２は、信号線５５及び信号線６１を介して負
荷３に対して電圧を印加する。この出力電圧の電位レベ
ルが一定の基準値を越え、電源回路１２が正常であるも
のと判断されれば、第１リレー１３は、スイッチ２２及
びスイッチ２３を閉状態とする制御信号を出力する。

【００２３】すると、スイッチ２３が閉状態となり、第
２リレー１４は、スイッチ２１を開状態とするととも
に、スイッチ２４を閉状態とする。この時点で第２リレ
ー１４には、信号線５１、５３、５３ｂ、５４ｂ、６
２、６３の信号経路を確立し、第２リレー１４自身で制
御信号の出力状態を保持し、これによって、起動履歴あ
りの状態となる。また、第２リレー１４により、スイッ
チ２１は開状態となるが、第１リレー１３からの制御信
号出力により、スイッチ２２は閉状態となっているの
で、電源回路１２に対する入力電圧の供給は継続したま
まとなる。以上が電源回路１２が正常な状態での動作シ
ーケンスである。

【００２４】一方、この状態において、電源回路１２に
故障が発生し、出力電圧の電位レベルが規定電圧よりも
低下した場合、第１リレー１３は、スイッチ２２を閉状
態とする制御信号の出力を停止するため、スイッチ２２
が開状態となる。これによって、電源回路１２には、入
力電圧が供給されなくなり、結果的に、電源回路１２の
出力は０Ｖとなる。一度、電源回路１２の出力が０Ｖと
なると、以後、電源回路１２の出力電圧が０Ｖ以上にな
ることがないため、中間電位での電源故障の継続は起こ
らない。

【００２５】以上説明したように、本実施形態では、電
源回路１２の故障による二次的な障害の発生を防ぎ、電
源装置の動作を安定させることができる。また、図２に
示すように、電源回路１２の出力を直接停止させること
によって、中間電位での電源故障の継続を防止する場合
には、電源回路１２への給電を制御するのではなく、リ
レーの組み合わせ論理を用いて、電源回路１２の出力停
止用端子への入力を制御するように構成してもよい。

【００２６】なお、前述の実施形態では、第１リレー１
３の動作そのものを電源電圧の監視に利用しているが、
一般に、リレーのオン・オフ動作を行う電圧値にはばら
つきが大きいことから、別に電源監視回路を設け、この
電源開始回路の動作状態に基づいて第１リレー１３の動
作状態を制御するように構成してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電源部から負荷に供給される電源電圧がいっ
たん規定レベルを越えた場合、起動履歴情報記憶部には
起動した旨の起動履歴情報を記憶する。そして、これ以
降、電源電圧が低下した場合には、電源部に供給される
電源電圧を遮断したり、あるいは、負荷に供給すべき電
源電圧を停止する。これによって、一度起動した後に障
害が発生した場合、負荷に対する電源電圧の供給は強制
的に停止されるため、障害発生時に不安定な動作の継続
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明における電源装置の機能ブ
ロックを示す図である。

【図２】請求項２記載の発明における電源装置の機能ブ
ロックを示す図である。

【図３】図１に示す電源装置の具体的な構成例を示す図
である。

【図４】図３の電源回路の各部における出力電圧レベル
を示す波形図である。

【図５】負荷に対して一定電圧を印加する電源回路の概
略図である。

【図６】出力変動故障時における電源電圧の変動状態を
示す波形図である。

【図７】補助電源部を備える電源回路の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 電源装置 ２ 電源部 ３ 負荷 ４ 電源監視部 ５ 起動履歴情報記憶部 ６ 電圧遮断部 ７ 電圧供給停止部 １２ 電源回路（電源部） １３ 第１リレー １４ 第２リレー ２１〜２４ 切替スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源線を介して外部より供給される電源電
   圧を所定の電圧レベルに変換し、負荷に供給する電源部
   と、 前記電源部が前記負荷に対して供給する電圧レベルを検
   出し、検出した電圧レベルがあらかじめ設定された規定
   レベルに達しているか否かを監視する電源監視部と、 前記電源監視部による監視の結果、検出した電圧レベル
   が規定レベルに達している場合、起動した旨の起動履歴
   情報を記憶する起動履歴情報記憶部と、 前記電源監視部による監視の結果、検出した電圧レベル
   が規定レベルに達していない場合、前記起動履歴情報記
   憶部に記憶されている起動履歴情報を参照し、起動した
   旨の起動履歴情報が記憶されていたとき、外部より前記
   電源部に供給される電源電圧を遮断する電圧遮断部と、 を備えることを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】電源線を介して外部より供給される電源電
   圧を所定の電圧レベルに変換し、負荷に供給する電源部
   と、 前記電源部が前記負荷に対して供給する電圧レベルを検
   出し、検出した電圧レベルがあらかじめ設定された規定
   レベルに達しているか否かを監視する電源監視部と、 前記電源監視部による監視の結果、検出した電圧レベル
   が規定レベルに達している場合、起動した旨の起動履歴
   情報を記憶する起動履歴情報記憶部と、 前記電源監視部による監視の結果、検出した電圧レベル
   が規定レベルに達していない場合、前記起動履歴情報記
   憶部に記憶されている起動履歴情報を参照し、起動した
   旨の起動履歴情報が記憶されていたとき、前記電源部か
   ら前記負荷に供給する電源電圧を停止する電圧供給停止
   部と、 を備えることを特徴とする電源装置。