KR20100047315A - 전원 장치 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력의 공급을 받아서 그 전력을 다른 곳에 공급하는 전원 커넥터와, 각각이 전압의 인가를 받아서 처리를 실행하는, 예정되어 있는 인가 전압이 상이한 종류를 포함한 복수의 처리 장치(221_31, …, 221_35) 각각에 전압을 인가함으로써 전력을 공급하는, 각각이 상기 전원 커넥터로부터 직접 또는 간접적으로 전력을 공급받는 복수의 OBP(223_31,…, 223_35)와, 각 OBP가 처리 장치에 공급하는 전력을, 그 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라 증감시키는 동시에, 그 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라서도 증감시키는 전력 제어부(224_3)를 구비하였다.
Description
본 발명은 처리 장치에 전력을 공급하는 전원 장치 및 그러한 전원 장치를 탑재한 전자 기기에 관한 것이다.
종래부터, 통신 기기나 서버 기기 등과 같은 전자 기기에는, 각종 처리를 실행하는 IC 등에 전력을 공급하는 전원 장치가 구비되어 있다. 이 전원 장치에 대하여는, 항상 안정된 전력을 공급하는 것이 요구되고 있고, 특히, IC 등에 출력되는 출력 전압을 일정하게 조정하는 것이 요구되고 있다.
도 1은 전자 기기에 전력을 공급하는 전원 장치의 개략 구성도이다.
이 도 1에 나타낸 전원 장치(10)는 증폭기나 비교기 등과 같은 아날로그 소자를 이용하여 IC 등으로의 출력 전압을 제어하는 아날로그 제어 방식의 전원 장치이다.
전원 장치(10)에는 전압 검출 회로(11), 오차 증폭기(12), 보상 회로(13), 기준 발진기(14), 비교기(15), 스위치 소자(16), 및 평활 필터(17) 등이 구비되어 있다.
우선, 전압 검출 회로(11)에서, 현시점에 전원 장치(10)로부터 IC 등을 향하여 출력되는 전원 출력 전압(Vout)이 검출되고, 검출된 출력 전압(Vout)이 오차 증폭기(12)에 전달된다. 오차 증폭기(12)에서는 출력 전압(Vout)과 기준 전압(V0)의 차분(差分)이 증폭되어 출력되고, 보상 회로(13)에서는 오차 증폭기(12)로부터 출력된 증폭 전압(Vg)이 비교기(15)의 감도에 적합한 값으로 조정된다.
기준 발진기(14)에서는 일정한 주파수마다 톱(鋸) 형상파의 전압 신호(Vp)가 출력된다. 비교기(15)에서는 기준 발진기(14)로부터 발생되는 톱 형상파의 전압 신호(Vp)가, 보상 회로(13)에 의해 조정된 증폭 전압(Vg)과 비교되어, 톱 형상파의 전압 신호(Vp)가 증폭 전압(Vg)보다 작은 동안은 「ON」으로 되고, 그 이외는 「OFF」로 되는 제어 신호가 스위치 소자(16)에 전달된다.
스위치 소자(16)에서는 비교기(15)로부터 전달된 제어 신호에 의해 ON/OFF가 제어됨으로써, 전원 장치(10)에 입력된 입력 전압(Vin)의 펄스폭이 조정되고, 평활 필터(17)에서 평활 처리가 실행된다. 그 결과, 전원 장치(10)로부터 전자 기기에, 전압값이 조정된 출력 전압(Vout)이 출력된다. 예를 들면, 전압 검출 회로(11)에 의해 검출된 출력 전압(Vout)이 저하하면, 오차 증폭기(12)에서 산출되는 출력 전압(Vout)과 기준 전압(V0)의 오차가 커진다. 그 결과, 톱 형상파의 전압 신호(Vp)가 증폭 전압(Vg)보다 작아져서, 비교기(15)로부터 발생되는 제어 신호의 「ON」시간이 길어지고, 입력 전압(Vin)의 펄스폭이 길게 조정됨으로써, 출력 전압(Vout)이 상승한다.
전원 장치(10)에서는, 이상과 같이 하여, 처리부에 출력되는 출력 전압이 일정하게 되도록 제어된다.
여기서, 전자 기기에서는 전자 기기를 구성하는 각종 부품이나 IC 등 각각이 전력의 공급을 받아서 동작하고 있다. 이들 부품이나 IC 등에서는 각각이 분담하는 처리에서의 처리 부하의 다과(多寡)에 의해 소비 전력이 변화된다. 이러한 개별적인 부하 변동이 완만한 것일 경우에는, 1개의 전원 장치에서의 포괄적인 제어에 의해, 각 부품이나 IC 등에서의 부하 변동을 흡수하여 각 부품이나 IC 등에 인가하는 전압을 일정하게 유지함으로써 필요한 전력을 계속해서 공급할 수 있다. 그러나, 전자 기기 중 통신 기기나 서버 기기 등에서는, 통신의 트래픽 상태에 연동하여, 통신 처리를 실행하는 IC 등에서의 처리 부하가 급격하게 변동하게 되는 경우가 있고, 1개의 전원 장치에서의 포괄적인 제어에서는 그러한 국소에서의 급격한 부하 변동을 흡수하는 것이 어렵다.
그래서, 상기와 같은 전원 장치를 복수 준비하여, 각 전원 장치를, 전자 기기를 구성하는 각종 부품이나 IC 등 각각의 근방에 1개 이상 나열하여 배치하고, 그들 근방에 배치된 전원 장치에 의해, 각종 부품이나 IC 등 각각에 인가하는 전압을 개별적으로 제어함으로써 국소적인 부하 변동을 개별적으로 흡수하여, 필요한 전력의 공급을 개별적으로 유지한다는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).
그러나, 특허문헌 1에 개시되어 있는 기술에 의해 각종 부품이나 IC 등 각각에 인가하는 전압을 개별적으로 제어해도, 어떤 전원 장치의 제어 대상에 인접하는 부품 등에서의 부하 변동이 지나치게 큰 경우에는, 그 제어 대상 외의 부품에서의 부하 변동에 이끌려서, 자신의 제어 대상에 대한 정상적인 전력 공급을 도저히 유지할 수 없게 된다는 문제가 자주 발생하고 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여, 전자 기기를 구성하는 각종 부품이나 IC 등 각각에 대한 전력 공급을 양호하게 행할 수 있는 전원 장치 및 그러한 전원 장치를 탑재한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 전원 장치는,
전력의 공급을 받아서 그 전력을 다른 곳에 공급하는 전력 공급부와,
각각이 전압의 인가를 받아서 처리를 실행하는, 예정되어 있는 인가 전압이 상이한 종류를 포함한 복수의 처리 장치 각각에 전압을 인가함으로써 전력을 공급하는, 각각이 상기 전력 공급부로부터 직접 또는 간접적으로 전력을 공급받는 복수의 전원과,
상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 처리 장치에서의 처리 부하의 대소(大小)에 따라 증감시키는 동시에, 그 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라서도 증감시키는 전원 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원 제어부에 의한, 상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을 증감시킨다는 개념은, 그 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하가 클 때에 증가시킨다는 개념과, 반대로, 그 처리 부하가 클 때에 감소시킨다는 개념 중 어느쪽의 개념도 포함하는 개념이다.
상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력은, 그 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하에 의한 영향을, 상기 전력 공급부를 통하여 받는다. 그 결과, 전력 공급 대상 외의 처리 장치에서의 부하 변동에 이끌리면, 정상적인 전력 공급을 도저히 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 본 발명의 전원 장치에 의하면, 전력 제어가, 전력 공급 대상 외의 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라서도 행해진다. 그 결과, 예를 들면, 어떤 전원이 공급하는 전력을, 전력 공급 대상 외의 처리 장치에서의 부하가 클 때에 증가시킴으로써, 그 전원에 의한 정상적인 전력 공급을 유지한다고 하는 제어나, 반대로, 어떤 전원이 공급하는 전력을, 전력 공급 대상 외의 처리 장치에서의 부하가 클 때에 감소시킴으로써, 그 전력 공급 대상 외의 처리 장치에 대한 정상적인 전력 공급의 유지를 촉진한다고 하는 제어가 가능해져서, 상기와 같은 문제를 효과적으로 회피할 수 있다. 즉, 본 발명의 전원 장치에 의하면, 전자 기기(처리 장치)를 구성하는 각종 부품이나 IC 등 각각에 대한 전력 공급을 양호하게 행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 전원 장치에 있어서,
「상기 전원 제어부가, 상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 그 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하가 소정 부하보다 클 때에는 증가시키는 것이다」라는 형태는 바람직한 형태이다.
이 바람직한 형태의 전원 장치에 의하면, 어떤 처리 장치에 공급하는 전력이, 다른 처리 장치에서의 큰 처리 부하의 영향으로 부족하다고 하는 사태를 효과적으로 회피할 수 있다.
또한, 본 발명의 전원 장치에 있어서,
「상기 전원 제어부가, 상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 그 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하가 소정 부하보다 클 때에는 감소시키는 것이다」라는 형태도 바람직한 형태이다.
이 바람직한 형태의 전원 장치에 의하면, 상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 다른 처리 장치에서 처리 부하가 커서 전력 부족으로 될 것 같은 경우에 감소시킴으로써, 그 전력 부족으로 될 것 같은 처리 장치로의 전력 공급을 촉진할 수 있다.
또한, 본 발명의 전원 장치에 있어서,
「상기 복수의 전원이, 상기 전력 공급부로부터 직접적으로 전력을 공급받는 제 1 전원과, 그 제 1 전원으로부터 전력의 공급을 받아서 그 제 1 전원의 전압보다 낮은 전압을 상기 처리 장치에 인가하는 제 2 전원을 포함하고 있고,
상기 전원 제어부가, 상기 제 2 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 제 1 전원이 전력을 공급하는 처리 장치에서의 처리 부하가 소정 부하보다 클 때에는 증가시키는 것이다」라는 형태도 바람직하다.
복수의 처리 장치로 구성된 처리 시스템에서는, 예를 들면 CPU 등과 같은, 처리가 집중되는 처리 장치는, 상대적으로 낮은 전압의 인가를 받아서 동작하도록 하여 전력 절약화가 도모되는 것이 많고, 그 결과, 그러한 처리가 집중되는 처리 장치는 인가 전압의 저하에 약한 것이 많다. 한편, 처리의 집중이 그다지 일어나지 않는 처리 장치는 인가 전압이 상대적으로 높고, 인가 전압의 저하에 강한 것이 많다. 상기한 바람직한 형태의 전원 장치에 의하면, 상기 제 1 전원으로부터 상대적으로 높은 전압의 인가를 받는 처리 장치에서 우연히 처리 부하가 높아져서, 그 영향으로, 상기 제 2 전원으로부터 상대적으로 낮은 전압의 인가를 받는 처리 장치로의 전력이 부족하여 시스템 다운이 발생한다고 하는 사태를 효과적으로 회피할 수 있다.
또한, 본 발명의 전원 장치에 있어서,
「상기 복수의 전원이, 상기 전력 공급부로부터 직접적으로 전력을 공급받는 제 1 전원과, 그 제 1 전원으로부터 전력의 공급을 받아서 그 제 1 전원의 전압보다 낮은 전압을 상기 처리 장치에 인가하는 제 2 전원을 포함하고 있고,
상기 전원 제어부가, 상기 제 1 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 제 2 전원이 전력을 공급하는 처리 장치에서의 처리 부하가 소정 부하보다 클 때에는 감소시키는 것이다」라는 형태도 바람직한 형태이다.
이 바람직한 형태의 전원 장치에 의하면, 상기 제 2 전원으로부터 상대적으로 낮은 전압의 인가를 받는 처리 장치에서 처리 부하가 커서 전력 부족이 일어날 것 같은 경우에, 상기 제 1 전원으로부터 상대적으로 높은 전압의 인가를 받는 처리 장치로의 전력을 감소시킴으로써, 전자(前者)의 처리 장치로의 전력 공급을 촉진할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하는 본 발명의 전자 기기는,
각각이 전압의 인가를 받아서 처리를 실행하는, 예정되어 있는 인가 전압이 상이한 종류를 포함한 복수의 처리 장치; 및,
전력의 공급을 받아서 그 전력을 다른 곳에 공급하는 전력 공급부와,
상기 복수의 처리 장치 각각에 전압을 인가함으로써 전력을 공급하는, 각각이 상기 전력 공급부로부터 직접 또는 간접적으로 전력을 공급받는 복수의 전원과,
상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 그 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라 증감시키는 동시에, 그 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라서도 증감시키는 전원 제어부 갖는 전원 장치;
를 구비한 것을 특징으로 한다.
이 본 발명의 전자 기기에 의하면, 이 전자 기기를 구성하는 각종 부품이나 IC 등 각각에 대한 전력 공급을 양호하게 행할 수 있다
또한, 본 발명의 전자 기기에 대해서는, 여기서는 기본 형태만을 나타낸 것에 그치지만, 이는 단지 중복을 피하기 위해서이며, 본 발명의 전자 기기에는 상기한 기본 형태뿐만 아니라, 전술한 전원 장치의 각 형태에 대응하는 각종 형태가 포함된다.
본 발명에 의하면, 전자 기기를 구성하는 각종 부품이나 IC 등 각각에 대한 전력 공급을 양호하게 행할 수 있는 전원 장치 및 그러한 전원 장치를 탑재한 전자 기기를 얻을 수 있다.
도 1은 전자 기기에 전력을 공급하는 전원 장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시형태가 적용된 통신 유닛의 외관 사시도.
도 3은 전자 회로 패키지(200)를 구성하는 유지판(210)의 사시도.
도 4는 유지판(210)에 기판(220)이 부착된 전자 회로 패키지(200)의 개략도.
도 5는 도 2에 나타낸 복수의 전자 회로 패키지(200) 중 3개의 전자 회로 패키지(200_1, 200_2, 200_3)의 개략적인 기능 블록도.
도 6은 신호 처리 패키지(200_3)에서의 전력 공급의 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 7은 처리 회로(221_3)와, 처리 회로(221_3)에 전력을 공급하는 OBP(223_3), 및 도 5에도 나타낸 전력 제어부(224_3)의 개략 구성도.
도 8은 OBP에서의, 도 6에 나타낸 접속 형태와는 다른 접속 형태의 일례(一例)를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시형태가 적용된 통신 유닛의 외관 사시도.
도 3은 전자 회로 패키지(200)를 구성하는 유지판(210)의 사시도.
도 4는 유지판(210)에 기판(220)이 부착된 전자 회로 패키지(200)의 개략도.
도 5는 도 2에 나타낸 복수의 전자 회로 패키지(200) 중 3개의 전자 회로 패키지(200_1, 200_2, 200_3)의 개략적인 기능 블록도.
도 6은 신호 처리 패키지(200_3)에서의 전력 공급의 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 7은 처리 회로(221_3)와, 처리 회로(221_3)에 전력을 공급하는 OBP(223_3), 및 도 5에도 나타낸 전력 제어부(224_3)의 개략 구성도.
도 8은 OBP에서의, 도 6에 나타낸 접속 형태와는 다른 접속 형태의 일례(一例)를 나타낸 도면.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시형태가 적용된 통신 유닛의 외관 사시도이다.
이 통신 유닛(100)은 본 발명에서 말하는 전자 기기의 일례에 상당하고, 네트워크를 통하여 데이터의 송수신을 행하는 것으로서, 유닛 커버(101), 유닛 프레임(102), 및 백 패널(103)과, 그들이 둘러싸는 공간 내에 수용된, 처리를 실행하는 복수의 전자 회로 패키지(200)로 구성되어 있다.
백 패널(103) 내측에는 데이터나 전력을 전달하기 위한 각종 커넥터(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이들 커넥터가 복수의 전자 회로 패키지(200) 각각에 설치된 커넥터에 끼워 맞춰짐으로써, 복수의 전자 회로 패키지(200)가 서로 접속된다.
복수의 전자 회로 패키지(200)는 네트워크를 통하여 보내져 온 통신 데이터에 대하여 순차로 처리를 실행하는 것으로서, 전단(前段)의 전자 회로 패키지(200)에서의 처리 실행을 받아서, 후단(後段)의 전자 회로 패키지(200)에서의 처리 실행이 개시된다. 또한, 각 전자 회로 패키지(200)는 IC 등이 부착된 기판(220)(도 4 참조)과, 기판(220)을 유지하는 유지판(210)(도 3 참조)으로 구성되어 있다.
도 3은 전자 회로 패키지(200)를 구성하는 유지판(210)의 사시도이며, 도 4는 유지판(210)에 기판(220)이 부착된 전자 회로 패키지(200)의 개략도이다.
유지판(210)에는 유지판(210)을 도 2의 유닛 프레임(102)에서 빼어들 때에 손으로 잡기 위한 파지부(把持部)(211), 전자 회로 패키지(200)에 전력을 투입하기 위한 전원 커넥터(212a), 기판(220)의 휘어짐을 방지하기 위한 휘어짐 방지 금속 부재(213), 및 각종 데이터를 송수신하기 위한 데이터용 커넥터(212b) 등이 구비되어 있다.
도 4에는 유지판(210)에 기판(220)이 장착된 상태의 전자 회로 패키지(200)가 나타나 있다. 기판(220)에는 IC 등과 같은 복수의 처리 회로(221), 및 복수의 처리 회로(221) 각각에 전력을 공급하기 위한 OBP(223) 등이 구비되어 있고, 기판(220)이 유지판(210)에 끼워 넣어져, 유지판(210)의 전원 커넥터(212a)나 데이터용 커넥터(212b)가 기판(220)에 삽입됨으로써, 기판(220)이 유지판(210)에 장착된다. 또한, 유지판(210)이 도 2에 나타낸 유닛 프레임(102)에 끼워 넣어져서 백 패널(103)의 커넥터에 접속됨으로써, 복수의 전자 회로 패키지(200)끼리가 서로 접속된다.
도 5는 도 2에 나타낸 복수의 전자 회로 패키지(200) 중 3개의 전자 회로 패키지(200_1, 200_2, 200_3)의 개략적인 기능 블록도이다.
또한, 이하에서는, 3개의 전자 회로 패키지(200_1, 200_2, 200_3) 각각을 구성하는 각종 요소를, 말미에 더해진 숫자로 구별하여 설명한다.
도 5에는 네트워크 경유로 송신되어 온 광 데이터를 수신하는 광 인터페이스 패키지(200_1)와, 광 인터페이스 패키지(200_1)에 의해 수신된 광 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 전기 인터페이스 패키지(200_2)와, 전기 인터페이스 패키지(200_2)에 의해 변환된 디지털 데이터에 각종 신호 처리를 실시하는 신호 처리 패키지(200_3)가 나타나 있다. 본 실시형태에서는, 도 2에 나타낸 통신 유닛(100) 전체에 대하여 전력이 투입되어, 그 전력이 복수의 전자 회로 패키지(200) 각각의 OBP(223)에 분배된 후, 각 전자 회로 패키지(200) 내에서 OBP(223)로부터 처리 회로(221)에 전력이 공급된다.
전기 인터페이스 패키지(200_2)에는 처리 실행시에 처리 회로(221_2)에 흘러 들어온 전류값을 검출하는 전류 검출 회로(225_2)가 구비되어 있다.
신호 처리 패키지(200_3)에는 제 1 인가 전압(도 5의 예에서는, 5V)의 인가를 받아서 동작하는 제 1 처리 회로(221_31), 제 2 인가 전압(도 5의 예에서는, 3.3V)의 인가를 받아서 동작하는 제 2 처리 회로(221_32), 제 3 인가 전압(도 5의 예에서는, 12V)의 인가를 받아서 동작하는 제 3 처리 회로(221_33), 제 4 인가 전압(여기서는, 특정하지 않지만, 5V보다 높은 전압)의 인가를 받아서 동작하는 제 4 처리 회로(221_34), 및 제 5 인가 전압(여기서는, 특정하지 않지만, 5V보다 높은 전압)의 인가를 받아서 동작하는 제 5 처리 회로(221_35)라고 하는, 예정되어 있는 인가 전압이 서로 상이한 5종류의 처리 회로가 구비되어 있다. 여기서, 이들 5종류의 처리 회로 중, 상대적으로 인가 전압이 낮은 제 1 처리 회로(221_31) 및 제 2 처리 회로(221_32)는 신호 처리 패키지(200_3)의 전체 제어나 통신 처리를 담당하는 회로로서, 신호 처리 패키지(200_3)에서 처리가 집중되는 회로이다. 한편, 상대적으로 인가 전압이 높은 제 3 내지 제 4 처리 회로(221_33, …, 221_35)는 신호 처리 패키지(200_3)에서 처리의 집중이 그다지 일어나지 않는 회로이다.
또한, 신호 처리 패키지(200_3)에는 제 1 처리 회로(221_31)에 전력을 공급하는 제 1 OBP(223_31), 제 2 처리 회로(221_32)에 전력을 공급하는 제 2 OBP(223_32), 제 3 처리 회로(221_33)에 전력을 공급하는 제 3 OBP(223_33), 제 4 처리 회로(221_34)에 전력을 공급하는 제 4 OBP(223_34), 및 제 5 처리 회로(221_35)에 전력을 공급하는 제 5 OBP(223_35)라고 하는 5종류의 OBP가 구비되어 있다. 여기서, 본 실시형태에서는, 후술하는 도 6에 나타낸 바와 같이, 각 종류마다 OBP가 복수개씩 구비되어 있지만, 도 5에서는 도면을 보기 쉽게 하기 위하여 각 종류에 대해서 OBP가 1개씩 나타나 있다.
또한, 신호 처리 패키지(200_3)에는 각 OBP가 처리 회로에 인가하는 인가 전압을 검출하고, 그 검출한 인가 전압과 목표 전압의 차이를 보충하도록 각 OBP에서의 전력 공급을 제어하는 전력 제어부(224_3)가 구비되어 있다.
이 전력 제어부(224_3)에는 5종류의 처리 회로 각각에 대해서 소정의 검출 회로에 의해 검출된, 각 종류의 처리 회로로 흘러 들어오는 전류의 값이 입력되고, 또한, 입력된 각 전류값에 의거하여 각 종류의 처리 회로에서의 소비 전력이 처리 부하로서 산출된다. 또한, 이 전력 제어부(224_3)에서는 전단의 전기 인터페이스 패키지(200_2)의 전류 검출 회로(225_2)에 의해 검출된 전류값이 취득된다. 또한, 이 전력 제어부(224_3)에서는 제 1 OBP(223_31)에 관한 전력 제어에 사용되는 제 1 목표 전압, 제 2 OBP(223_32)에 관한 전력 제어에 사용되는 제 2 목표 전압, 제 3 OBP(223_33)에 관한 전력 제어에 사용되는 제 3 목표 전압, 제 4 OBP(223_34)에 관한 전력 제어에 사용되는 제 4 목표 전압, 및 제 5 OBP(223_35)에 관한 전력 제어에 사용되는 제 5 목표 전압이라고 하는 5종류의 목표 전압이, 각 처리 회로의 처리 부하(소비 전력) 및 전류 검출 회로(225_2)로부터 취득된 전류값에 의거하여 산출된다. 그리고, 각 종류의 OBP에 대하여, 산출된 목표 전압을 사용한 상기한 전력 제어가 행해진다. 이 전력 제어부(224_3)는 본 발명에서 말하는 전원 제어부의 일례에 상당하고, 5종류의 OBP 각각이 본 발명에서 말하는 전원의 일례에 상당하며, 5종류의 처리 회로 각각이 본 발명에서 말하는 처리 장치의 일례에 상당한다.
도 6은 신호 처리 패키지(200_3)에서의 전력 공급의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 이 도 6에서는 도 5에 나타낸 5종류의 처리 회로에 대해서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위하여 도시가 생략되고, 5종류의 OBP와 전력 제어부(224_3)만이 나타나 있다.
이 도 6에 나타낸 바와 같이, 신호 처리 패키지(200_3)에서는 5종류의 처리 회로 각각에 대해서 복수의 OBP가 그룹을 형성하고 있다. 그리고, 신호 처리 패키지(200_3)에서는 각 그룹에 속하는 복수의 OBP는 그 그룹에 대해서 공통된 전원층(플레인(plane))을 통하여 각 종류의 처리 회로에 전력을 공급한다. 도 6에서는 5종류의 플레인이 각각 점선으로 모식적으로 나타나 있다. 즉, 복수의 제 1 OBP(223_31)는 제 1 플레인(226_31)을 통하여 제 1 처리 회로(221_31)에 전력을 공급하고, 복수의 제 2 OBP(223_32)는 제 2 플레인(226_32)을 통하여 제 2 처리 회로(221_32)에 전력을 공급하고, 복수의 제 3 OBP(223_33)는 제 3 플레인(226_33)을 통하여 제 3 처리 회로(221_33)에 전력을 공급하고, 복수의 제 4 OBP(223_34)는 제 4 플레인(226_34)을 통하여 제 4 처리 회로(221_34)에 전력을 공급하며, 복수의 제 5 OBP(223_35)는 제 5 플레인(226_35)을 통하여 제 5 처리 회로(221_35)에 전력을 공급한다.
전력 제어부(224_3)는 각 플레인(226_3)에 대응한 OBP(223_3)에 대해서, 각 처리 회로(221_3)의 부하 변동에 의해 생기는, 인가 전압과 목표 전압의 차이를 보충하도록 각 OBP(223_3)에서의 전력 공급을 제어한다. 이 때, 목표 전압은 전력 제어부(224_3)에 의해 각 플레인(226_3)마다 후술하는 바와 같이 산출된다.
여기서, 이 신호 처리 패키지(200_3)에서는, 모든 OBP(223_3)가 공통 전원(도시하지 않음)으로부터, 도 4의 전원 커넥터(212a)를 통하여 전력의 공급을 받아서, 각각이 처리 회로(221_3)에 공급하는 전력을 생성하고 있다. 이 도 4의 전원 커넥터(212a)는 본 발명에서 말하는 전력 공급부의 일례에 상당한다. 이 구성에 의해, 신호 처리 패키지(200_3)에서는 서로 플레인(226_3)이 상이한 다른 종류의 OBP(223_3)끼리여도, 각각의 전력 공급 대상의 처리 회로(221_3)에서의 부하 변동이 서로 영향을 미치게 한다. 그 결과, 다른 종류의 OBP(223_3)의 전력 공급 대상에서의 부하 변동에 이끌리면, 정상적인 전력 공급을 도저히 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 그래서, 전력 제어부(224_3)는 어떤 플레인(226_3)에 대한 목표 전압을, 그 플레인(226_3)에 대응한 처리 회로(221_3)에서의 처리 부하뿐만 아니라, 다른 플레인(226_3)에 대응한 처리 회로(221_3)에서의 처리 부하에 따라서도 산출함으로써, 플레인(226_3)이 상이한 OBP(223_3)끼리에서의 전력 제어에서의 상호 간섭을 억제하고 있다.
이하, 이 전력 제어부(224_3)에서의 목표 전압의 산출에 대해서 설명한다.
본 실시형태에서는, 어떤 플레인(226_3)에 대한 목표 전압의 산출이, 후술하는 피드백 처리와 피드포워드 처리가 병용하여 행해진다. 우선, 피드백 처리에 대해서 설명한다.
본 실시형태에서의 피드백 처리에서는, 우선, 목표 전압의 산출 대상의 플레인(226_3)에서의 처리 회로(221_3)에 대해서 현시점보다 전에 검출된 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 그 검출된 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 높게 산출된다.
또한, 이 피드백 처리에서는, 신호 처리 패키지(200_3)에서 처리가 집중되는, 인가 전압이 상대적으로 낮은 제 1 및 제 2 처리 회로(221_31, 221_32) 각각에 관한 플레인, 즉, 제 1 플레인(226_31) 및 제 2 플레인(226_32)에 대해서는, 목표 전압의 산출에 있어서, 산출 대상 이외의 다른 플레인(226_3)의 처리 회로(221_3)에 대해서 현시점보다 전에 검출된 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 그 검출된 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 높게 산출된다. 한편, 처리의 집중이 그다지 일어나지 않는, 인가 전압이 상대적으로 높은 제 3 내지 제 5 처리 회로(221_33, …, 221_35) 각각에 관한 플레인, 즉, 제 3 내지 제 5 플레인(226_33, …, 226_35)에 대해서는, 목표 전압의 산출에 있어서, 산출 대상 이외의 다른 플레인(226_3)의 처리 회로(221_3) 중, 상기한 제 1 및 제 2 처리 회로(221_31, 221_32) 각각에 대해서 현시점보다 전에 검출된 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 그 검출된 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 낮게 산출된다.
다음에, 피드포워드 처리에 대해서 설명한다.
본 실시형태에서는, 도 5에 나타낸 신호 처리 패키지(200_3)에서의 복수의 처리 회로(221_3) 중, 상술한 바와 같이 제 1 및 제 2 처리 회로(221_31, 221_32)가 통신 처리와 관련되어 있어, 통신 데이터의 양이 증가하면, 이들 제 1 및 제 2 처리 회로(221_31, 221_32)에 관한 처리 부하가 늘어난다.
전력 제어부(403_3)에서는 전기 인터페이스 패키지(200_2)로부터 취득되는 전류값이 통신 데이터의 양을 나타내는 지표로서 취급되고, 이 전류값이 소정값보다 크면, 제 1 플레인(226_31) 및 제 2 플레인(226_32)에 관한 목표 전압이, 전류값과 소정값과의 차분에 따라 높게 산출된다. 또한, 이 때에는, 제 3 내지 제 5 플레인(226_33, …, 226_35)에 대해서는, 전류값과 소정값과의 차분에 따라 낮게 산출된다.
다음에, 이와 같이 산출되는 목표 전압을 사용한 인가 전압의 제어에 대해서 상세히 설명한다.
도 7은 처리 회로(221_3)와, 처리 회로(221_3)에 전력을 공급하는 OBP(223_3), 및 도 5에도 나타낸 전력 제어부(224_3)의 개략 구성도이다.
또한, 도 7에는 설명의 간략화를 위하여, 종류가 사상(捨象)된 처리 회로(221_3) 및 종류가 사상된 OBP(223_3)가 각각 1개씩 나타나 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 전력 제어부(224)에는 AD(아날로그·디지털) 컨버터(311), 디지털 필터(312), PWM 제어 회로(313), 전력 제어 회로(314), 및 펄스 발생기(315)가 구비되어 있고, OBP(223_3)에는 스위치 소자(321), 및 평활화 필터(322) 등이 구비되어 있다.
처리 회로(221_3)로의 공급 전력을 제어함에 있어서는, 기본적으로는, 종래의 아날로그의 전원 장치와 마찬가지로, 현시점보다 전에 공급되어 있었던 전력에 의거하여, 현시점보다 나중에 공급되는 전력을 제어하는 피드백 처리가 행해지고 있다.
우선, AD 컨버터(311)에서, 현시점보다 전에 OBP(223_3)로부터 처리 회로(221_3)에 인가된 전압이 검출되고, 검출된 전압이 디지털 신호로 변환되어, 디지털 필터(312)에 전달된다. 디지털 필터(312)에서는 검출된 전압과 상기한 목표 전압의 차분이 산출되고, 그 차분이 평균화되어 오차 신호가 생성된다. 여기서, 이 목표 전압의 산출은, 상술한 바와 같이 피드백 처리와 피드포워드 처리를 병용하여 행해지지만, 이 산출은 전력 제어 회로(314)에서 행해지고, 산출된 목표 전압이 디지털 필터(312)에 주어지게 된다.
디지털 필터(312)에 의해 생성된 오차 신호는 PWM 제어 회로(313)에 전달된다.
PMW 제어 회로(313)에서는 펄스 발진기(315)로부터 발신되는 펄스 신호와, 디지털 필터(312)로부터 전달된 오차 신호에 의거하여, 전력 제어 회로(314)로부터 전달될 수 있었던 제어값에 따른 펄스폭의 제어 신호가 생성되고, 생성된 제어 신호가 스위치 소자(321)에 전달된다.
스위치 소자(321)에서는 PWM 제어 회로(313)로부터 전달된 제어 신호에 따라 ON/OFF가 제어되고, 그 결과, 입력 전압의 펄스폭이 조정된다. 또한, 펄스폭이 조정된 전압이 평활화 필터(322)를 통과함으로써, 인가 전압이 평활화되어 처리 회로(221_3)에 전력이 공급된다.
예를 들면, 인가 전압이 저하하면, 디지털 필터(312)에 의해 생성되는 오차 신호의 값이 커지고, 전력 제어 회로(314)에서 펄스폭이 긴 제어 신호가 생성된다. 그 결과, 스위치 소자(321)의 「ON」시간이 길어지고, 인가 전압이 상승하고, 그 인가 전압의 상승에 의해, OBP(223_3)로부터 처리 회로(221_3)로의 공급 전력이 증가된다.
또한, 이 목표 전압을 사용한 피드백 처리에서는, 그 목표 전압이 높을수록, OBP(223_3)로부터 처리 회로(221_3)로의 공급 전력이 넉넉하게 제어되고, 반대로, 목표 전압이 낮을수록, OBP(223_3)로부터 처리 회로(221_3)로의 공급 전력이 약간 적게 제어된다.
본 실시형태에서는, 각 플레인(226_3)에 관한 목표 전압은, 상술한 피드백 처리 및 피드포워드 처리에서, 산출 대상 이외의 다른 플레인(226_3)의 처리 회로(221_3)에서의 처리 부하도 고려하여 산출된다. 이에 의해, 처리가 집중되는 제 1 및 제 2 처리 장치(221_31, 221_32)로의 공급 전력이, 처리의 집중이 그다지 일어나지 않는 제 3 내지 제 5 처리 장치(221_33, …, 221_35)에서의 큰 처리 부하의 영향으로 부족하다고 하는 사태를 효과적으로 회피할 수 있다. 또한, 처리가 집중되는 제 1 및 제 2 처리 장치(221_31, 221_32)에 의해 처리 부하가 커서 전력 부족이 일어날 것 같은 경우에, 처리의 집중이 그다지 일어나지 않는 제 3 내지 제 5 처리 장치(221_33, …, 221_35)로의 공급 전력을 감소시킴으로써, 제 1 및 제 2 처리 장치(221_31, 221_32)로의 전력 공급을 촉진할 수 있다.
이상 설명한 것 같이, 본 실시형태에 의하면, 인가 전압에 대한 피드백 처리와 피드포워드 처리, 및, 목표 전압에 대한 피드백 처리와 피드포워드 처리에 의해, 각 처리 회로(221_3)에 양호하게 전력이 공급되게 된다.
또한, 상기에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 5종류의 OBP가 공통 전원(도시하지 않음)으로부터, 도 4의 전원 커넥터(212a)를 통하여 전력의 공급을 받아서, 각각이 처리 회로에 공급하는 전력을 생성한다는 접속 형태를 예시하였지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것은 아니고, OBP의 접속 형태는 다음과 같은 다른 형태이어도 된다.
도 8은 OBP에서의, 도 6에 나타낸 접속 형태와는 다른 접속 형태의 일례를 나타낸 도면이다.
이 도 8의 신호 처리 패키지(400)에서는, 제 2 OBP(401_2)는 제 1 OBP(401_1)로부터 전력의 공급을 받고, 이 제 1 OBP(401_1)의 인가 전압보다 낮은 인가 전압을 생성한다. 또한, 제 4 OBP(401_4)는 제 3 OBP(401_3)로부터 전력의 공급을 받고, 이 제 3 OBP(401_3)의 인가 전압보다 낮은 인가 전압을 생성한다. 이러한 회로 구성에서는, 제 2 OBP(401_2)의 공급 전력은 제 1 OBP(401_1)로부터 전력이 공급되는 제 1 처리 회로(도시하지 않음)에서의 부하 변동의 영향을 강하게 받고, 마찬가지로, 제 4 OBP(401_4)의 인가 전압은 제 3 OBP(401_3)로부터 전력이 공급되는 제 3 처리 회로(도시하지 않음)에서의 부하 변동의 영향을 강하게 받는다. 여기서, 제 1 OBP(401_1) 및 제 3 OBP(401_3) 각각이 본 발명에서 말하는 제 1 전원의 일례에 상당하고, 제 2 OBP(401_2) 및 제 4 OBP(401_4) 각각이 본 발명에서 말하는 제 2 전원의 일례에 상당한다.
여기서, 이 도 8의 예에서는, 제 2 OBP(401_2)로부터 전력이 공급되는 제 2 처리 회로(도시하지 않음), 및, 제 4 OBP(401_4)로부터 전력이 공급되는 제 4 처리 회로(도시하지 않음)가 각각 통신 처리와 관련된 처리 회로이며, 제 1 OBP(401_1)로부터 전력이 공급되는 제 1 처리 회로(도시하지 않음)보다 상기한 제 2 처리 회로쪽으로 처리가 집중되고, 제 3 OBP(401_3)로부터 전력이 공급되는 제 3 처리 회로(도시하지 않음)보다 상기한 제 4 처리 회로쪽으로 처리가 집중된다.
그래서, 이 도 8의 전력 제어부(402)에서는, 제 2 플레인(401_2)의 목표 전압의 산출에서의 피드백 처리에서는, 제 1 처리 회로의 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 그 검출된 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 높게 산출된다. 여기서, 전력 제어부(402)는 본 발명에서 말하는 전원 제어부의 일례에 상당한다. 또한, 제 1 플레인(403_1)의 목표 전압의 산출에서의 피드백 처리에서는, 제 2 처리 회로의 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 그 검출된 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 낮게 산출된다. 마찬가지로, 제 4 플레인(401_4)의 목표 전압의 산출에 관한 피드백 처리에서, 제 3 처리 회로의 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 그 검출된 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 높게 산출된다. 또한, 제 3 플레인(401_3)의 목표 전압의 산출에 관한 피드백 처리에서는, 제 4 처리 회로의 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 그 검출된 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 낮게 산출된다.
또한, 도 8의 전력 제어부(402)에서는, 제 2 플레인(401_2)의 목표 전압의 산출에서의 피드포워드 처리에서, 전단의 전기 인터페이스 패키지에서의 전류 검출 회로로부터 취득되는 전류값이 소정값보다 큰 경우에, 목표 전압이, 그 전류값과 소정값의 차분에 따라 높게 산출된다. 또한, 제 1 플레인(403_1)의 목표 전압의 산출에 관한 피드백 처리에서는, 상기한 전류값이 소정값보다 큰 경우에, 목표 전압이, 그 전류값과 소정값의 차분에 따라 낮게 산출된다. 마찬가지로, 제 4 플레인(401_4)의 목표 전압의 산출에 관한 피드포워드 처리에서, 전단의 전기 인터페이스 패키지에서의 전류 검출 회로로부터 취득되는 전류값이 소정값보다 큰 경우에, 목표 전압이, 그 전류값과 소정값의 차분에 따라 높게 산출된다. 또한, 제 3 플레인(401_3)의 목표 전압의 산출에 관한 피드백 처리에서는, 상기한 전류값이 소정값보다 큰 경우에, 목표 전압이, 그 전류값과 소정값의 차분에 따라 낮게 산출된다.
또한, 다른 OBP와의 의존 관계가 없는 제 5 OBP(401_5)로부터 전력이 공급되는, 신호 처리 패키지(400) 중에서 처리의 집중이 가장 일어나지 않는 제 5 처리 회로(도시하지 않음)의 처리 부하에 대해서는, 이 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에, 제 1 내지 제 4 플레인(403_1, …, 403_4) 각각의 목표 전압의 산출에서의 피드백 처리에서, 각 목표 전압이, 제 5 처리 회로의 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 높게 산출된다. 또한, 제 5 OBP(401_5)에 대응하는 제 5 플레인(403_5)의 목표 전압의 산출에서의 피드백 처리에서는, 제 1 내지 제 4 처리 회로의 처리 부하가 소정 부하보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 각 처리 부하와 소정 부하의 차분에 따라 낮게 산출된다. 제 5 플레인(403_5)의 목표 전압의 산출에서의 피드포워드 처리에서는, 전단의 전기 인터페이스 패키지에서의 전류 검출 회로로부터 취득되는 전류값이 소정값보다 큰 경우에는, 목표 전압이, 그 전류값과 소정값의 차분에 따라 낮게 산출된다.
이상으로 설명한 도 8의 다른 형태라도, 처리가 집중되는 처리 장치로의 공급 전력이, 처리의 집중이 그다지 일어나지 않는 처리 장치에서의 큰 처리 부하의 영향으로 부족하다고 하는 사태를 효과적으로 회피할 수 있다. 또한, 처리가 집중되는 처리 장치에서 전력 부족이 일어날 것 같은 경우에, 처리의 집중이 그다지 일어나지 않는 처리 장치로의 공급 전력을 감소시킴으로써, 처리가 집중되는 처리 장치로의 전력 공급을 촉진할 수 있다.
또한, 상기에서는, 본 발명에서 말하는 전원 제어부의 일례로서, 각 플레인마다 목표 전압을, 각 처리 장치에서의 처리 부하에 따라 산출하는 전력 제어부(224_3, 402)를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 전원 제어부는, 예를 들면 복수의 처리 장치 사이에서 처리 부하의 대소 관계가 고정적일 경우에, 그 고정적인 대소 관계를 고려하여 설계 단계에서 미리 각 플레인마다 산출해 둔 고정적인 목표 전압을 갖고, 그들 각 플레인마다의 고정적인 목표 전압을 사용하여 공급 전력을 제어하는 것이어도 된다.
또한, 상기에서는, 처리 회로에 인가되는 전압의 승강을 조정함으로써, 처리 회로에 공급되는 전력을 제어하는 예에 대해서 설명하였지만, 본 발명에서 말하는 전원 제어부는 처리 회로에 공급되는 전류량을 조정함으로써, 처리 회로에 공급되는 전력을 제어하는 것이어도 된다.
Claims (6)
- 전력의 공급을 받아서 상기 전력을 다른 곳에 공급하는 전력 공급부와,
각각이 전압의 인가를 받아서 처리를 실행하는, 예정되어 있는 인가 전압이 상이한 종류를 포함한 복수의 처리 장치 각각에 전압을 인가함으로써 전력을 공급하는, 각각이 상기 전력 공급부로부터 직접 또는 간접적으로 전력을 공급받는 복수의 전원과,
상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 처리 장치에서의 처리 부하의 대소(大小)에 따라 증감시키는 동시에, 상기 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라서도 증감시키는 전원 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전원 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전원 제어부가, 상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하가 소정 부하보다 클 때에는 증가시키는 것인 것을 특징으로 하는 전원 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전원 제어부가, 상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하가 소정 부하보다 클 때에는 감소시키는 것인 것을 특징으로 하는 전원 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전원이, 상기 전력 공급부로부터 직접적으로 전력을 공급받는 제 1 전원과, 상기 제 1 전원으로부터 전력의 공급을 받아서 상기 제 1 전원의 전압보다 낮은 전압을 상기 처리 장치에 인가하는 제 2 전원을 포함하고 있고,
상기 전원 제어부가, 상기 제 2 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 제 1 전원이 전력을 공급하는 처리 장치에서의 처리 부하가 소정 부하보다 클 때에는 증가시키는 것인 것을 특징으로 하는 전원 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전원이, 상기 전력 공급부로부터 직접적으로 전력을 공급받는 제 1 전원과, 상기 제 1 전원으로부터 전력의 공급을 받아서 상기 제 1 전원의 전압보다 낮은 전압을 상기 처리 장치에 인가하는 제 2 전원을 포함하고 있고,
상기 전원 제어부가, 상기 제 1 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 제 2 전원이 전력을 공급하는 처리 장치에서의 처리 부하가 소정 부하보다 클 때에는 감소시키는 것인 것을 특징으로 하는 전원 장치. - 각각이 전압의 인가를 받아서 처리를 실행하는, 예정되어 있는 인가 전압이 상이한 종류를 포함한 복수의 처리 장치; 및,
전력의 공급을 받아서 상기 전력을 다른 곳에 공급하는 전력 공급부와,
상기 복수의 처리 장치 각각에 전압을 인가함으로써 전력을 공급하는, 각각이 상기 전력 공급부로부터 직접 또는 간접적으로 전력을 공급받는 복수의 전원과,
상기 전원이 상기 처리 장치에 공급하는 전력을, 상기 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라 증감시키는 동시에, 상기 처리 장치의 인가 전압과는 상이한 인가 전압의 처리 장치에서의 처리 부하의 대소에 따라서도 증감시키는 전원 제어부를 갖는 전원 장치;
를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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