JPS5935218A - 情報処理装置用電源制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電源制御方式、とくに情報処理装置に使用する
電源制御方式に関する。

情報処理装置に使用する従来の電源方式は、一般に、基
準電圧を個々に内蔵し、アナログ回路で構成された複数
のＤｏ−Ｄｏコンバータと、これらを制御するためのワ
イヤドルシックで構成された一つの電源制御モジュール
とから成っている。

各Ｔｏｏ−ＤＣコンバータの出力電圧電流、入力電圧電
流および温度等のモニタリングと、これらに異常が生じ
た場合に出力を遮断する動作を行なうためのインターロ
ックは各Ｄｏ−ＤＯコンバータの内部で閉ぢた形で独立
に行なっておシ、電源制御モジュールに対しては検出結
果のみが報告されるようになっている。このため、電源
制御モジュールが報告を受けたときには、すでにＤＯ−
Ｄ。

コンバータは動作を停止してしまっていることが多く、
このような電源を使用している情報処理装置では何の予
告もなく電源が遮断され、いき外シシステムダウンとな
るので、信頼性、アベイラビリティ、保守性等の面で不
都合であるという欠点を有している。

また、上述のように各Ｄｏ−Ｄｏコンバータは基準電圧
を個々に内蔵しているので、それだけ基準電圧に対する
管理が複雑になりまだ信頼性が低下するという欠点を有
している。

本発明の目的は上述の従来の欠点を除去した電源制御方
式を提供するにある。

本発明の装置は、供給されたＤｏ電力をスイッチング手
段を用いてＡＯ電力に変換しこれを整流して再びＤＣ電
力に変換するＤｏ−Ｄｏコンバータ回路と前記コンバー
タ回路の出力Ｄｏ電圧および動作温度等を含む動作上の
パラメータを周期的にデジタル量に変換するＡ／Ｄコン
バータと前記Ａ／Ｄコンバータによりデジタル量に変換
された前記動作上のパラメータを用いて予めプ四グラム
された演算を実行しこの結果に応答し前記スイッチング
手段を介して前記Ｄｏ−ＤＯコンバータ回路の動作を制
御するコンバータ制御マイクロコンピュータとを有する
複数のＤｏ−Ｄｏコンバータ手段と、前記複数のＡ／Ｄ
コンバータに供給する基準電圧を発生する共用の基準電
圧発生手段と、前記複数のコンバータ制御マイクロコン
ピュータから前記デジタル量に変換された動作上のパラ
メータを受けとることができまた前記複数のコンバータ
制御マイクロコンピュータニ前記Ｄ　Ｏ−Ｄ　Ｏ」ンバ
ータ回路の動作を制御するデータを送出することかでき
る共用の監視制御マイクロコンピュータ手段とを含む。

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

本実施例は電源制御ユニット１、Ｎ個のＤＯ−ＤＣコン
バータ２−１〜２−Ｎ１整流電源バルク３、サービスプ
ロセッサ４およびコンピュータロジック５より構成され
ている。

さて、整流電源バルク３は、ライン３０００を介して供
給されるＡＯ電力を整流してＤＯ電力とし、とくに安定
化することなくライン３００１を介して複数のＤＯ−Ｄ
Ｏコンバータ２−１〜２−Ｎに供給する。

これらの各Ｄｏ−Ｄｏコンバータ２−１〜２−Ｎは、供
給されたＤＣ電圧を、それぞれの負荷が必要とする安定
化されたＤＣ電圧に変換して負荷に供給する。各Ｄｏ−
ＤＯコンバータ２−１〜２−Ｎの負荷になるのは、情報
処理袋装置のコンピュータロジック５を、それぞれ縮退
運転可能外部分に分割して成る特定の単位である。これ
ら各単位ごとに、独立なりｏ−Ｄｏコンバータから各単
位で必要とする安定化されたＤｏ雷電圧供給する。

さて、各ＤＣ−Ｄｏコンバータ２−１〜Ｎは以下に述べ
るように構成されている。

第２図は本実施例のＤｏ−Ｄｏコンバータ２の詳細を示
すブロック図である。第２図に示すように％Ｄｏ−Ｄｏ
コンバータ２はＤｏ−Ｄｏコンバータ部２１とデジタル
処理部２２とよシなる。

第３図はこのデジタル処理部２２の詳細を示すブロック
図である。

第２図から明らかなように、Ｄｏ−Ｄｏコンバータ部２
１の動作は下記の通シである。

ライン３００１ａおよび３００１ｂを介して供給された
入力Ｄｏ電圧をスイッチングトランジスタの組Ｑ１．Ｑ
２またはＱ３．Ｑ４を交互に、Ｔｆの周期で周期的に導
通状態とすることにより、トランスホーマＴ１の１次側
に周期ＴＩの交流電流を流し、この２次側を整流用ダイ
オードＤ１およびＤ２を用いて余波整流し、チョークコ
イルＯＨ１およびコンデンサＣ１よりなるフィルタ回路
を介して出力ＤＯｉ圧２００１ａ　、２００１ｂとして
取シだす。

出力電圧の制御は、とれらのスイッチングトランジスタ
Ｑｌ、Ｑ２およびＱ３．Ｑ４を導通状態とする時間幅（
デー−ティサイクル）を制御することにより行なわれる
。

すなわち、出力モニタ電圧Ｖ。ＵＴはライン２１０１を
介してデジタル処理部２２に供給されるが、これは処理
部２２において（第３図）、入力レシーバ２２１−１、
マルチプレクサ２２２を介してＡ／Ｄコンバータ２２３
に導かれ、ここでデジタル量に変換される。

なお、このアナμグ量をデジタル量に変換するときのア
ナログ量の基準にガる％　Ａ　／　Ｄコンバータ２２３
の基準電圧ｖＲＥＦはライン１０００を介して、後述す
るように、電源制御ユニット１から各ＤＣ−ＤＯコンバ
ータのＡ／Ｄコンパ−１’　Ｋ共通に供給されている。

さて、とうしてデジタル量に変換された出力モニタ電圧
データは、ライン２２３０を介しコンバータ動作制御マ
イクｐコンピーータ２２４に入力され、内部に用意され
た専用のレジスタ（図示せず）に登録される。

このコンバータ動作制御マイクロコンビ二−タ２２４は
、内部クロックを有すゐＯＰＵ、ＲＡＭ（ランダムアク
セスメモリ）、ＲＯＭ（リード、オンリイメモリ）およ
び必要なＩ１０インタフェース等を有しくいずれも図示
せず）ｓ　ＯＰＵがＲＯＭ中に格納されたオペレーショ
ンプ四グラムを逐次読み出して実行することＫよシ動作
を行なう。コンピュータ２２４には、制御／データバス
１００１を介して電源制御ユニット１から供給されたこ
のＤＯ−Ｄｏコンバータに対する特定の出力規格電圧が
内部に用意された専用のレジスタ（図示せず）に登録さ
れている。

コンピュータ２２４はとの規格電圧と前述の出力モニタ
電圧とを比較し、もし現在の出力モニタ電圧の値が与え
られている規格電圧よりも小さければ内部に用意された
専用の出力レジスタ（図示せず）の値を増加し、また大
きければこの出力レジスタの値を減少するように制御す
る。

この出力レジスタの値は、一定周期ＴＩごとにＩ１０イ
ンタフェースを介して外部のカウンタ回路２２５に出力
されこれをプリセットする。

カウンタ回路２２５は、内部り四ツクをこの値だけカウ
ントすることによシ、との出力レジスタの値に比例する
可変時間幅をもつ矩形波パルスを発生する。このパルス
は、出力ドライバ２２６を介してライン２２６１および
２２６２よりそれぞれスイッチングトランジスタＱｌ、
Ｑ、２．Ｑ３およびＱ４の入力として供給される。

これにより、トランジスタの組Ｑｌ、Ｑ２およ９− びＱ３．Ｑ４が、前述のように、それぞれ交互に出力レ
ジスタの内容で指定された可変時間幅分だけ導通状態と
なシ、出力電圧が供給された規格電圧に安定化するよう
に制御される。

なお、トランジスタの組Ｑｌ、Ｑ２をドライブする側と
トランジスタの組Ｑ３．Ｑ４をドライブする側とは、前
述のマイク四コンピュータ２２４の内部の出力レジスタ
から二系統に分離されておシ、これによシトランスホー
マＴ１に正方向に流れる電流（トランジスタＱｌ、Ｑ２
がＯＮになったときの電流）と逆方向に流れる電流（ト
ランジスタＱ３．Ｑ４がＯＮになったときの電流）とを
別々に制御できるようにし、トランスホーマＴ１が直流
磁化を起すのを防止している。

このため、Ｄｏ−Ｄｏコンバータの出力電圧ｖｏＵＴ２
１０１ばかりでなく、トランスホーマｒ［ｌａを介して
トランジスタＱｌ、Ｑ２側の主電力モニタ電流Ｉａ２１
０２が、またトランスホーマＴｂを介してトランジスタ
Ｑ３．Ｑ４側の主電力モニタ電流Ｉｂ２１０３がそれぞ
れ入力レシーバ２２１−２１０− および２２１−３ｓマルチプレクサ２２２およびＡ／Ｄ
コンバータ２２３を介してコンピュータ２２４に入力さ
れる。これらはＲＡＭ中に用意された特定の専用レジス
タに格納され、前述のオペレーションプログラムによっ
て参照され、全出力電流の制御および直流磁化防止制御
に使用される。

さらにまた、入力電圧がホトカプラＰＣ（ホトカブラＰ
Ｏは直流電位遮断用として使用）を介し、Ｖｎ２１０４
として、また温度上昇の大きいクリティカルな点の内部
温度が温度センサによシ対応する電圧ｖＴＭＰ２１０５
に変換され、それぞれデジタル処理部２２に供給される
。とれらは入力レシーパ２２１−４および２２１−５を
介してマルチプレクサ２２２に供給され、前述と同様に
して、周期的にデジタル量に変換され、マイクロコンピ
ュータ２２４のＲＡＭ中に用意された専用のレジスタ（
図示せず）に登録される。

との入力モニタ電圧ＶＢは、マイクロコンピュータ２２
４が先廻り制御をするのに用いられる。

すなわち、入力電圧が変化した場合に、との変化が出力
電圧に現われるのを待たずに、入力電圧の変化を用いて
直接に前記出力レジスタの値に特定の制御を行ない、入
力電圧の変化が出力に与える影響をなるべく少くなるよ
うに制御するのに用いられる。

さて％　Ａ／Ｄコンバータ２２３を介しマイクロコンピ
ュータ２２４のＲＡＭ中のそれぞれ専用のレジスタに格
納されるこれらのステータスデータは、上述のようにし
て内部演算に使用されるばかりでなく、また、制御／デ
ータバス１００１を介して電源制御ユニット１に周期的
に転送され、ユニット１が以下に述べるような制御をす
るのに用いられる。

すなわち、電源制御ユニット１は、第４図に示すように
基準電圧発生部１１および監視制御マイクロコンピュー
タ１２を有している。

基準電圧発生部１１は、特定の基準電圧ＶＲＢＦを発生
し、これをライン１０００を介して前述の各Ｄｏ−Ｄｏ
コンバータ２−１〜２−Ｎに含まれるＡ／Ｄコンバータ
の基準電圧として供給する。

また基準電圧発生部１１は、内部に電圧モニタを含み、
前記出力電圧ＶＢＢＦをデジタルデータに変換し、これ
をライン１１００を介して監視制御マイクロコンピュー
タ１２に供給している。

さて、監視制御マイクロコンピータ１２は、前述のコン
バータ制御マイクロコンピュータ２２４と同様に、内部
クロックを有するＯＰＵ、ＲＡＭ。

ＲＯＭおよび必要なＩ１０インタフェース等を有しくい
ずれも図示せず）、ＲＯＭ中に格納されたオペレーショ
ンプログラムをＯＰＵが速成読み出して実行することに
より動作を行なう。このマイクロコンピータ１２の行な
う動作の中には下記の処理が含まれている。

すなわち、ライン１１００を介して供給されるデジタル
データとしての前記基準電圧Ｖ　　１整流ＢＥア 電源バルク３の出力電圧ＶＢ（これは特定のＤＣ−ＤＯ
コンバータから転送される入力モニタ電圧ＶＢを用いる
）、各Ｄｏ−ＤＣ：Ｆ：ｙバータ２−１〜２−Ｎの内部
温度対応電圧ＶＴＭＰｌ（但しｌ＝１゜２、・・・Ｎ　
）　、出力モニタ電圧Ｖ。ＵＴ　’および主型１３− カモニタ電流ＩａｉおよびＩｂｉのそれぞれに対応する
デジタルデータをライン１００１を介して周期的に入力
し、これらのデータをＲＡＭ中のそれぞれのデータごと
に専用に設けた下記のよう表レジスタファイルの新デー
タ格納位置に格納する。

この各レジスタファイルは、第５図に示すように、この
レジスタファイルに格納されるべきデータ数ｎを指定す
るデータ数しジスタＲＤ、格納された最新のデータ位置
を示すポインタｊを格納するポインタ用レジスタＲＰお
よび特定のデータをｎ個の時系列データとして格納する
ためのｎ個のデータレジスタＲｏ　＝　Ｒｎ−ｓより構
成されている。

データが新らしくこのレジスタファイルに格納される場
合には、ポインタレジスタＲＰの内容に１が加算され今
まで指示していた次のファイルアドレスのデータレジス
タを指示するように更新され、このＢＰの内容ｊが指示
するファイルアドレスのデータレジスタＲｊに新らしい
データが格納される。

但しレジスタＲＰの内容がレジスタＲＤの内容１４− ｎに等しくなるとＲＰの内容はＯにリセットされ、従っ
てこの場合には新らしいデータはＲ６に格納される。か
くして、このレジスタファイルはエンドレスのデータフ
ァイルを構成し、ポインタレジスタＲＰで指示される最
新のデータを先頭にして、それよシもｎ−１個前までの
データの時系列が常に更新保持されていることになる。

監視制御マイク日コンピュータ１２は、内部のＲＡＭ中
にこのようなレジスタファイルを前記ＶＲＥＦ　＋　Ｖ
ｎ　ｒ　ＶＴＭｐｉ　＋　Ｉａｉ　＋　Ｉｂｌオヨヒｖ
ＯＵＴｉの各々に対して別々に備えている。

この結果マイクロコンピュータ１２は、前記各データに
対してその最新の値を保持しているのみならず、各デー
タに対して過去にさかのぼったｎ個（ｎの値はデータご
とに異なってもよい）の時系列データを常に保持してい
ることになる。

さて、マイクロコンビーータ１２は、新らしく前記各デ
ータの一つを入力してその最新データ位置に格納すると
とに１そのデータに対する上述の時系列データを用い、
予め定められている特定の演算により、そのデータが次
のＴ秒後にとるべき予測値を計算する。

もしこの予測値が、予め定めたこのデータに対する正常
値のスレシホールドを越えている場合には、コンピュー
タ１２はライン１００２を介して異常が予測されたＤｏ
−ＤＯコンバータの番号と異常が発生するまでの予測時
間とをサービスプロセッサ４に通報する。

ＶＢＩＮＦまたはＶＢに異常発生が予測された場合には
それぞれ基準電圧発生部１１またけ整流電源バルク３を
指定する情報と異常が発生するまでの予測時間とをサー
ビスプロセッサ４に通報する。

サービスプロセッサ４は、との異常発生の予告を受ける
と、その異常発生が予測された部位および異常発生まで
の予測時間に応じて、予め定めた、コンピュータロジッ
ク５中に含まれる情報の退避処理を開始する。

一方、監視制御マイクロコンピュータ１２は、入力され
る前記データの最新値が予め定められている正常値のス
レシホールドを実際に越えた時点で、対応するＤｏ−Ｄ
ｏコンバータ（ｔたは全部のＤｏ−Ｄｏコンバータ）に
特定のコマンドを送シ出力電圧を遮断する。

以上の処理により、サービスプロセッサ４は、異常発生
の予告を受けてから実際にそれに対する電源の遮断が行
なわれるまでの間に１データ退避等の、予告された異常
に対する対策を講するための時間的余裕が得られるとと
Ｋなる。これにょシ、特定のＤｏ−Ｄｏコンバータの電
源遮断後も縮退動作によりそのｉま処理を継続したり、
あるいは全電源遮断の場合も、すべての必要なデータを
ディスク等に退避し、異常の回復後再び中断された所か
ら処理を続行したシすることが可能となる。

こうして電源障害に対する処理時間のロスを最小限に止
めることができる。

ガお、上述の実施例においては、監視制御マイクロコン
ピュータ１２は、ある量（例えばｖＴＭＰｌ）の時系列
データを用いて最新データの時点から特定のＴ秒先のそ
の量の予測値を、予め定めた演算により計算し、とれが
特定のスレシホールドを越１７− えた場合に、この異常予告をサービスプロセッサ４に通
報するとしたが、とのかわ夛に次のようにすることもで
きる。

すｋわち、この量の時系列データを用いてｔ最新データ
の時点よりもＴ秒先におけるこの量の値が予め定めた特
定の正常範囲を越える確率を計算し、この確率が予め定
めたスレシホールドを越える場合に前述のような異常予
告をサービスプロセッサ４に通報するようにしてもよい
。

また、異常発生までの予測時間の通知は省略してもよい
。

また、上述の実施例においては、異常予測を行なうのに
用いる量として、前述のｖｎｇｒ　（基準電圧）、ＶＢ
（整流電源／＜Ａ／り電圧）、ＶＴＭＰ　ｉ　（各Ｄｏ
−Ｄｏコンバータ内部のクリティカル部分における温度
）、ＶＯＵＴｉ（各Ｄｏ−Ｄ０７ｙバーｐの出力モニタ
電圧）、Ｉａｉ（各Ｄｏ−Ｄｏコンバータのａ領主電力
モニタ電流）およびよりｌ（各Ｄｏ−Ｄｏコンバータの
ｂ飼主電力モニタ電流）を用いたが、勿論、これは−例
にすぎず、この中１Ｒ− のとくに必要な一部だけを用いることもできるし、また
はこれ以外の適当な量をさらに追加してそれらを上記の
全部または上記の一部とともに用いることもできる。

また、６量の時系列のデータ数、そのサンプルの採集周
期および予測時間Ｔは６景ごとに異なる適宜な値を選ぶ
ようにしてもよい。

また、以上に述べたコンバータ制御マイフルコンピユー
タと監視制御マイクロコンピュータとの処理の分担も、
一実施例を示したもので何もこれに限定されるものでは
ない。例えば異常予測の一部を各コンバータ制御マイク
ロコンピュータ側で行なうようにすることもできる。ま
た異常状態の場合の遮断をコンピュータ制御マイクロコ
ンピュータ側で直接性なうようにしてもよい。

またＲＡＭを各マイクロコンピータが別々に有している
としたがＲＡＭの全部または一部を各マイクロコンピュ
ータが共用するようにすることもできる。

以上述べたように、本発明を用いると、電源が異常状態
となって遮断される前に必要な時間的余裕をもってこれ
を予告し、その結果、電源遮断による処理のロスを最小
限に止められるような情報処理装置用の電源方式を提供
することができる。

これにより情報処理装置の信頼性、アベイラビリティお
よび保守性の向上が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
前記実施例のＤＣ−ＤＯコンバータの詳細を示すブロッ
ク図、第３図は前記ＤＯ−Ｄｏコンバータのデジタル処
理部の詳細を示すブロック図、第４図は前記実施例の電
源制御ユニットの詳細を示すブロック図および第５図は
前記実施例で使用するレジスタファイルの構成を説明す
るだめの図である。 図において、１・・・・・・電源制御ユニッ）、２−１
〜２−Ｎ・・・・・・Ｄｏ−Ｄｏコンバータ、３・・・
・・・整流電源バルク、４・・・・・・サービスプロセ
ッサ、５・・・・・・コンピュータロジック、１１・・
・・・・基準電圧発生部、１２・・・・・・監視制御マ
イクロコンピータ、２１−°゛・・・ＤＯ−ＤＣコンバ
ータ部、２２・旧・・デジタル処理部、２２１−１〜２
２１−５・・・・・・入力レシーバ、２２２・・・・・
・マルチブレク？、２２３°旧°゛Ａ／Ｄコンバータ、
２２４・・・・・・コンバータ動作制御マイクロコンピ
ュータ、２２５・・・・・・カウンタ回路、　　２２６
・・・・・・出力ドライバ。 ２１− ％４副 第５回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）供給されたＤｏ電力をスイッチング手段を用いて
   ＡＣ電力に変換しこれを整流して再びＤＣ電力に変換す
   るＤＣ−ＤＣコンバータ回路と前記コンバータ回路の出
   力ＤＯ電圧および動作温度等を含む動作上のパラメータ
   を周期的にデジタル量に変換するＡ／Ｄコンバータと前
   記Ａ／Ｄコンバータによりデジタル量に変換された前記
   動作上のパラメータを用いて予めプログラムされた演算
   を実行しこの結果に応答し前記スイッチング手段を介し
   て前記Ｄｏ−ＤＣコンバータ回路の動作を制御するコン
   バータ制御マイクロコンピュータとを有する複数のＤＯ
   −ＤＣ！コンバータ手段と、 前記複数のＡ／Ｄコンバータに供給する基準電圧を発生
   する共用の基準電圧発生手段と、前記複数のコンバータ
   制御マイクロコンピュータから前記デジタル量に変換さ
   れた動作上のパラメータを受けとることができまた前記
   複数のコンバータ制御マイクロコンピュータに前記ＤＯ
   −ＤＯコンバータ回路の動作を制御するデータを送出す
   ることかできる共用の監視制御マイクロコンビ二−タ手
   段と を含むことを特徴とする情報処理装置用電源制御方式。
2. （２）前記デジタル量に変換された動作上のパラメータ
   を時系列データとしこれを用いて予めプログラムされた
   演算により特定の時間だけ将来の動作予測を周期的に行
   ないこの結果が予め定めた正常動作に対するしきい値を
   越えたときは異常動作予告を発生するような手段を備え
   たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の情
   報処理装置用電源制御方式。