実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明は、電源装置に関するものである。この電源装置は、電話システムに適用することで特に効果を奏するが、適用可能なシステムは電話システムに限られない。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention relates to a power supply device. Although this power supply device is particularly effective when applied to a telephone system, the applicable system is not limited to a telephone system.
図1に実施の形態1にかかる電話システム1のブロック図を示す。図1に示すように、実施の形態1にかかる電話システム1は、電源装置10、構内交換機20、電話端末TM1、TM2、システム温度センサSENを有する。システム温度センサSENは、電話システム1の筐体内温度(以下、周囲温度と称す)を示す温度情報TSENを出力する。
FIG. 1 is a block diagram of the telephone system 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the telephone system 1 according to the first embodiment includes a power supply device 10, a private branch exchange 20, telephone terminals TM1 and TM2, and a system temperature sensor SEN. The system temperature sensor SEN outputs temperature information TSEN indicating the temperature inside the casing of the telephone system 1 (hereinafter referred to as ambient temperature).
電源装置10は、外部の商用系統電源から供給される交流電源から直流システム電源に変換する。以下の説明では、直流システム電源の電圧を直流出力電圧VOUTと表記する。電源装置10は、電源回路11、電源制御部12、絶縁回路13を有する。
The power supply device 10 converts AC power supplied from an external commercial power supply into DC system power. In the following description, the voltage of the DC system power supply is expressed as DC output voltage VOUT. The power supply device 10 includes a power supply circuit 11, a power supply control unit 12, and an insulation circuit 13.
電源回路11は、電源制御部12が生成するPWM信号に基づきスイッチング素子をスイッチングして、外部から与えられる交流電源から前記直流システム電源を出力する。電源制御部12は、直流システム電源の電圧(直流出力電圧VOUT)と予め設定された目標電圧との差に応じたデューティー比を有するPWM信号を出力する。また、電源制御部12は、直流システム電源のノイズレベルが予め設定したノイズレベル閾値以上になったことに応じて、交流電源の状況を示すログを出力する。このログは、構内交換機20に送信される、若しくは、電源制御部12内のメモリに記憶される。電源制御部12は、例えば、プログラムに応じて各種演算及び制御を行うMPU(Micro Processor Unit)が用いられる。絶縁回路13は、電源回路11の電圧観測点OVS及び電流観測点OCSと、電源制御部12の入力端子との間を絶縁しながら、各観測点から得られる電圧に応じた信号レベルの信号を出力する。各観測点で観測される電圧が、電源制御部12の入力レンジよりも大きくなる場合、絶縁回路13を設けることが特に有効である。なお、電源装置10については、その詳細を後述する。
The power circuit 11 switches the switching element based on the PWM signal generated by the power controller 12 and outputs the DC system power from an AC power supplied from the outside. The power supply control unit 12 outputs a PWM signal having a duty ratio corresponding to the difference between the voltage of the DC system power supply (DC output voltage VOUT) and a preset target voltage. Moreover, the power supply control part 12 outputs the log which shows the condition of AC power supply, according to the noise level of DC system power supply becoming more than the preset noise level threshold value. This log is transmitted to the private branch exchange 20 or stored in a memory in the power supply control unit 12. For example, an MPU (Micro Processor Unit) that performs various calculations and controls according to a program is used for the power supply control unit 12. The insulation circuit 13 insulates the voltage observation point OVS and current observation point OCS of the power supply circuit 11 from the input terminal of the power supply control unit 12 and outputs a signal of a signal level corresponding to the voltage obtained from each observation point. Output. When the voltage observed at each observation point becomes larger than the input range of the power supply control unit 12, it is particularly effective to provide the insulation circuit 13. Details of the power supply device 10 will be described later.
構内交換機20は、電話端末TM1、TM2と局線との接続制御を行う。構内交換機20は、直流システム電源に基づき動作する。構内交換機20は、システム制御部21、メモリ22、リアルタイムクロック生成部23、インタフェース回路24を有する。
The private branch exchange 20 performs connection control between the telephone terminals TM1 and TM2 and the office line. The private branch exchange 20 operates based on a DC system power supply. The private branch exchange 20 includes a system control unit 21, a memory 22, a real-time clock generation unit 23, and an interface circuit 24.
システム制御部21は、電話端末TM1と局線との接続制御を行う。システム制御部21は、例えば、プログラムに応じて各種演算及び制御を行うMPU(Micro Processor Unit)が用いられる。メモリ22は、システム制御部21が動作するためのプログラム、及び電源装置10で生成されたログを格納する。このメモリ22は、電源装置10に備えられたメモリよりも容量が大きいものとする。リアルタイムクロック生成部23は、システム制御部21に与えるリアルタイムクロック信号を生成する。このリアルタイムクロック信号は、システム制御部21において時間の計測に用いられる。
The system control unit 21 controls connection between the telephone terminal TM1 and the office line. For example, an MPU (Micro Processor Unit) that performs various calculations and controls according to a program is used as the system control unit 21. The memory 22 stores a program for operating the system control unit 21 and a log generated by the power supply device 10. The memory 22 is assumed to have a larger capacity than the memory provided in the power supply device 10. The real-time clock generator 23 generates a real-time clock signal to be given to the system controller 21. This real time clock signal is used for time measurement in the system control unit 21.
電話端末TM1、TM2は例えば、固定電話である。電話端末TM1、TM2は、構内交換機20のインタフェース回路24と接続される。この電話端末TM1、TM2には、着信情報等の各種情報が表示される表示部(例えば、LCD(Liquid Crystal Display))及び端末制御部を有する。端末制御部は、例えば、プログラムに応じて各種演算及び制御を行うMPU(Micro Processor Unit)が用いられる。
The telephone terminals TM1 and TM2 are fixed telephones, for example. The telephone terminals TM1 and TM2 are connected to the interface circuit 24 of the private branch exchange 20. The telephone terminals TM1 and TM2 include a display unit (for example, LCD (Liquid Crystal Display)) and a terminal control unit for displaying various information such as incoming call information. As the terminal control unit, for example, an MPU (Micro Processor Unit) that performs various calculations and controls according to a program is used.
続いて、電源装置10の詳細について説明する。そこで、図2に実施の形態1にかかる電源装置10の詳細なブロック図を示す。図2に示すように、実施の形態2にかかる電源装置10の電源回路11は、整流平滑回路31、駆動回路32、トランス33、整流平滑回路34、スイッチング素子(例えば、駆動トランジスタTr)電流検出抵抗Rs1、抵抗R1、R2を有する。
Subsequently, details of the power supply device 10 will be described. FIG. 2 shows a detailed block diagram of the power supply apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the power supply circuit 11 of the power supply device 10 according to the second embodiment includes a rectifying / smoothing circuit 31, a driving circuit 32, a transformer 33, a rectifying / smoothing circuit 34, and a switching element (for example, driving transistor Tr) current detection. A resistor Rs1 and resistors R1 and R2 are provided.
整流平滑回路31は、交流電源から与えられる交流入力電圧を整流して直流電圧を生成する。駆動回路32は、電源制御部12から与えられるPWM信号に応じて駆動信号を生成して駆動トランジスタTrをスイッチングする。
The rectifying / smoothing circuit 31 rectifies an AC input voltage supplied from an AC power source to generate a DC voltage. The drive circuit 32 generates a drive signal according to the PWM signal supplied from the power supply control unit 12 and switches the drive transistor Tr.
トランス33は、一次側コイルと二次側コイルとを有する。そして、一次側コイルの一端は、整流平滑回路31の正出力端子に接続される。一次側コイルの他端は、駆動トランジスタTrを介して整流平滑回路31の負出力端子に接続される。なお、駆動トランジスタTrは、NMOSトランジスタである。この駆動トランジスタTrは、ゲートに駆動回路32が出力する駆動信号が与えられ、ソースが整流平滑回路31の負出力端子に接続され、ドレインがトランス33の一次側コイルの他端に接続される。
The transformer 33 has a primary side coil and a secondary side coil. One end of the primary side coil is connected to the positive output terminal of the rectifying and smoothing circuit 31. The other end of the primary coil is connected to the negative output terminal of the rectifying / smoothing circuit 31 via the drive transistor Tr. The drive transistor Tr is an NMOS transistor. The drive transistor Tr has a gate supplied with a drive signal output from the drive circuit 32, a source connected to the negative output terminal of the rectifying and smoothing circuit 31, and a drain connected to the other end of the primary coil of the transformer 33.
トランス33の二次側コイルは、一端が整流平滑回路34の正入力端子に接続され、他端が整流平滑回路34の負入力端子(例えば接地ノード)に接続される。整流平滑回路34は、トランス33の二次側コイルに生じたパルス信号を整流して直流電圧を出力する。整流平滑回路34が出力する直流電圧は、直流システム電源となる。直流システム電源の電圧は、電源回路11の直流出力電圧VOUTである。
The secondary coil of the transformer 33 has one end connected to the positive input terminal of the rectifying / smoothing circuit 34 and the other end connected to the negative input terminal (for example, a ground node) of the rectifying / smoothing circuit 34. The rectifying / smoothing circuit 34 rectifies the pulse signal generated in the secondary coil of the transformer 33 and outputs a DC voltage. The DC voltage output from the rectifying / smoothing circuit 34 is a DC system power supply. The voltage of the DC system power supply is the DC output voltage VOUT of the power supply circuit 11.
また、整流平滑回路34の正出力端子には電源ノードが接続され、整流平滑回路34の負出力端子には接地ノードが接続される。そして、電源ノードと接地ノードとの間には抵抗R1、R2が直列に接続される。抵抗R1と抵抗R2とが接続されるノードは、電圧観測点OVSとなる。また、接地ノードには電流検出抵抗Rs1が挿入される。そして、電流検出抵抗Rs1の整流平滑回路34側の端子は、電流観測点OCSとなる。
Further, a power supply node is connected to the positive output terminal of the rectifying / smoothing circuit 34, and a ground node is connected to the negative output terminal of the rectifying / smoothing circuit 34. Resistors R1 and R2 are connected in series between the power supply node and the ground node. A node to which the resistor R1 and the resistor R2 are connected is a voltage observation point OVS. A current detection resistor Rs1 is inserted into the ground node. The terminal on the rectifying / smoothing circuit 34 side of the current detection resistor Rs1 is a current observation point OCS.
電源制御部12は、AD変換回路41、演算部42、PWMタイマ43、メモリ44、リアルタイムクロック生成部45を有する。
The power supply control unit 12 includes an AD conversion circuit 41, a calculation unit 42, a PWM timer 43, a memory 44, and a real time clock generation unit 45.
AD変換回路41は、絶縁回路13を介して得た電流観測点OCSの電圧値と電圧観測点OVSの電圧値に対応するデジタル値を出力する。また、電源装置10では、交流電源から与えられる交流入力電圧の電圧レベルを示す交流入力電圧値に対応するデジタル値を出力する。また、AD変換回路41は、システム温度センサSENが出力する温度情報TSENに対応するデジタル値を出力する。
The AD conversion circuit 41 outputs the voltage value of the current observation point OCS obtained via the insulation circuit 13 and the digital value corresponding to the voltage value of the voltage observation point OVS. Further, the power supply device 10 outputs a digital value corresponding to an AC input voltage value indicating a voltage level of the AC input voltage supplied from the AC power supply. Further, the AD conversion circuit 41 outputs a digital value corresponding to the temperature information TSEN output from the system temperature sensor SEN.
演算部42は、直流システム電源として生成される直流出力電圧VOUTと予め設定された目標電圧値との差がゼロに近づくようにPWMタイマ43の設定値を更新する。また、演算部42は、電圧観測点OVSの電圧値に対してフーリエ変換、ウェーブレット変換等の処理を施し、さらに変換後の値に対してデジタルフィルタ処理を施す。これにより、演算部42は、電圧観測点OVSの電圧値のCメッセージノイズ、ソフォメトリックノイズ、リップルノイズ、スパイクノイズ及び電圧変動の少なくとも1つを観測する。そして、演算部42は、観測した電圧値の変動を監視することで電源装置10の直流出力電圧VOUTの異常状態を監視して、直流出力電圧VOUTに異常が検出された場合に、異常検出時点でのログを出力する。このログには、交流入力電圧の電圧値、直流出力電圧VOUTの電圧値、出力電流の電流値、異常発生時間、アラームの種類等の情報が含まれる。このログの詳細については、後述する。なお、実施の形態1にかかる電話システム1では、直流出力電圧VOUTの異常検出時点でのログに加えて、定期的なログも出力する。
The calculation unit 42 updates the set value of the PWM timer 43 so that the difference between the DC output voltage VOUT generated as the DC system power supply and the preset target voltage value approaches zero. The computing unit 42 performs processing such as Fourier transform and wavelet transform on the voltage value at the voltage observation point OVS, and further performs digital filter processing on the converted value. Thereby, the calculating part 42 observes at least 1 of C message noise of the voltage value of the voltage observation point OVS, sophometric noise, ripple noise, spike noise, and voltage fluctuation. The arithmetic unit 42 monitors the abnormal state of the DC output voltage VOUT of the power supply device 10 by monitoring the observed voltage value fluctuation, and when an abnormality is detected in the DC output voltage VOUT, the abnormality detection time point is detected. Output the log at. This log includes information such as the voltage value of the AC input voltage, the voltage value of the DC output voltage VOUT, the current value of the output current, the abnormality occurrence time, and the type of alarm. Details of this log will be described later. Note that the telephone system 1 according to the first embodiment outputs a periodic log in addition to the log at the time of detecting the abnormality of the DC output voltage VOUT.
PWMタイマ43は、演算部42から与えられた設定値に応じたデューティー比のPWM信号を出力する。また、PWMタイマ43は、図示しないシステムクロック生成部が出力するシステムクロック信号に基づきPWM信号の周波数を決定する。
The PWM timer 43 outputs a PWM signal having a duty ratio corresponding to the set value given from the calculation unit 42. The PWM timer 43 determines the frequency of the PWM signal based on a system clock signal output from a system clock generator (not shown).
メモリ44は、演算部42の動作を決定するプログラム及び演算部42が出力したログが格納される。また、メモリ44は、演算部42が演算途中で生成する中間データ等の各種情報を格納する。
The memory 44 stores a program for determining the operation of the calculation unit 42 and a log output by the calculation unit 42. The memory 44 stores various information such as intermediate data generated by the calculation unit 42 during the calculation.
リアルタイムクロック生成部45は、リアルタイムクロック信号を生成する。このリアルタイムクロック信号は、演算部42において時間の取得に利用される。なお、リアルタイムクロック信号は、構内交換機20のリアルタイムクロック生成部23が生成するリアルタイムクロック信号を利用することもできる。この場合、電源制御部12のリアルタイムクロック生成部45は不要になる。
Real time clock generation unit 45 generates a real time clock signal. This real-time clock signal is used in the calculation unit 42 to acquire time. Note that the real-time clock signal generated by the real-time clock generator 23 of the private branch exchange 20 can be used as the real-time clock signal. In this case, the real-time clock generation unit 45 of the power supply control unit 12 is not necessary.
続いて、実施の形態1にかかる電話システム1の動作について説明する。電話システム1は、電源装置10が生成し、構内交換機20の動作に用いられる直流出力電圧VOUTに想定された範囲を超える異常状態が発生した場合に、交流電源の状態を含むログを出力することに特徴の1つを有する。そこで、電話システム1の動作の説明として、電話システム1において生成されるログについて説明する。電源装置10が生成するログの形式には、様々な種類が考えられるが、ここでは3つの例を挙げて当該ログについて説明する。
Subsequently, the operation of the telephone system 1 according to the first embodiment will be described. The telephone system 1 outputs a log including the state of the AC power supply when an abnormal state that is generated by the power supply device 10 and exceeds the assumed range of the DC output voltage VOUT used for the operation of the private branch exchange 20 occurs. Has one of the characteristics. Therefore, as an explanation of the operation of the telephone system 1, a log generated in the telephone system 1 will be described. There are various types of logs that can be generated by the power supply apparatus 10, but here, the logs will be described with three examples.
図3に実施の形態1にかかる電源装置10が生成するログの第1の例を示す。図3に示すように、第1の例では、10秒毎に交流入力電圧等の情報を取得する。このとき、図3に示す例は、下線が引かれたタイミングで、直流出力電圧VOUTのノイズレベルがノイズレベル閾値以上となるため、電源装置10は、ノイズレベルが大きくなった時点の交流入力電圧等の情報を取得してログに記録する。図3に示す例では、10時20分33秒に交流入力電圧の電圧レベルの低下と、直流出力電流の上昇が記録される。また、図3に示す例では、10時20分56秒に交流電源の瞬断(交流入力電圧が0Vとなる状態)が記録される。
FIG. 3 shows a first example of a log generated by the power supply device 10 according to the first exemplary embodiment. As shown in FIG. 3, in the first example, information such as an AC input voltage is acquired every 10 seconds. At this time, in the example shown in FIG. 3, the noise level of the DC output voltage VOUT becomes equal to or higher than the noise level threshold at the time when the underline is drawn. Etc. are acquired and recorded in a log. In the example shown in FIG. 3, a decrease in the voltage level of the AC input voltage and an increase in the DC output current are recorded at 10:20:33. In the example shown in FIG. 3, an instantaneous interruption of the AC power supply (a state where the AC input voltage is 0 V) is recorded at 10:20:56.
続いて、図4に実施の形態1にかかる電源装置10が生成するログの第2の例を示す。図4に示す例は、直流出力電圧VOUTにノイズが大きくなる等の異常が検出された場合、異常が検出された後に通常のログ取得周期よりも短い周期でログを取得する例である。そのため、図4に示す例では、10時20分24秒で直流出力電圧VOUTの異常が検出された後、直流出力電圧VOUTが異常状態から正常状態に回復する10時20分28秒までの間、1秒間隔でログを生成する。このように、異常状態が発生した後に短い周期でログを取得することで、電源不具合と電話システム1の異常との相関をより明確に把握することができる。
Subsequently, FIG. 4 shows a second example of a log generated by the power supply device 10 according to the first exemplary embodiment. The example illustrated in FIG. 4 is an example in which, when an abnormality such as an increase in noise is detected in the DC output voltage VOUT, a log is acquired at a cycle shorter than a normal log acquisition cycle after the abnormality is detected. Therefore, in the example shown in FIG. 4, after the abnormality of the DC output voltage VOUT is detected at 10:20:24, the period until the DC output voltage VOUT recovers from the abnormal state to the normal state is 10:20:28. Generate logs at 1 second intervals. Thus, by acquiring the log at a short cycle after the occurrence of an abnormal state, the correlation between the power failure and the abnormality of the telephone system 1 can be grasped more clearly.
続いて、図5に実施の形態1にかかる電源装置10が生成するログの第3の例を示す。図5に示す第3の例は、図3に示した第1の例と同じ電圧異常が発生した場合において、記録する情報を変更したものである。この第3の例では、ログに記録する情報として、直流出力電圧VOUTが異常を示した時点における、交流入力電圧と、発信、着信、捕捉及びアイドル等の電話システム1の利用状況と、が記録される。直流出力電圧等の電気的情報に代えて、電話システム1の利用状況を、交流入力電圧と共に記録することで電話システム1の不具合と交流入力電圧との関係をより明確に把握することができる。
Subsequently, FIG. 5 shows a third example of a log generated by the power supply device 10 according to the first exemplary embodiment. The third example shown in FIG. 5 changes information to be recorded when the same voltage abnormality as that in the first example shown in FIG. 3 occurs. In this third example, as the information to be recorded in the log, the AC input voltage and the usage status of the telephone system 1 such as transmission, incoming call, capture and idle at the time when the DC output voltage VOUT shows abnormality are recorded. Is done. By recording the usage status of the telephone system 1 together with the AC input voltage instead of the electrical information such as the DC output voltage, the relationship between the malfunction of the telephone system 1 and the AC input voltage can be grasped more clearly.
また、上記図3~図5に示したログの例では、具体的な数値で電源等の状況を示しているが、電源装置10のメモリ44或いは構内交換機20のメモリ22に記録されているログを取得して、グラフ表示することで、ログを参照することもできる。そこで、図6に実施の形態1にかかる電源装置で生成されるログの表示例を示す。
Further, in the log examples shown in FIGS. 3 to 5, the status of the power supply or the like is indicated by specific numerical values, but the log recorded in the memory 44 of the power supply apparatus 10 or the memory 22 of the private branch exchange 20. It is also possible to refer to the log by acquiring and displaying a graph. FIG. 6 shows a display example of a log generated by the power supply device according to the first embodiment.
図6に示す例では、交流入力電圧とシステム温度とを取得対象情報として表示するものである。この図6に示す例では、交流入力電圧とシステム温度とを時系列にグラフ化している。そして、図6に示す例では、14時5分23秒付近で交流入力電圧がシステムが正常に動作する正常動作範囲(上限電圧と下限電圧との間の範囲)から外れた電圧値となっている。
In the example shown in FIG. 6, the AC input voltage and the system temperature are displayed as acquisition target information. In the example shown in FIG. 6, the AC input voltage and the system temperature are graphed in time series. In the example shown in FIG. 6, the AC input voltage becomes a voltage value outside the normal operating range (range between the upper limit voltage and the lower limit voltage) in which the system operates normally at around 14: 5: 23. Yes.
上記説明より、実施の形態1にかかる電話システム1では、電源装置10が直流出力電圧VOUTのノイズレベル等がノイズレベル閾値を超える等の異常状態となったことを検出し、当該異常状態が検出された時点での交流入力電圧等の情報をログとして出力する。これにより、実施の形態1にかかる電話システム1では、通常のログ取得間隔を長く設定してログの容量を削減しながら、不具合が生じる可能性がある電源異常状態のログを確実に取得することができる。
From the above description, in the telephone system 1 according to the first embodiment, the power supply device 10 detects that an abnormal state such as the noise level of the DC output voltage VOUT exceeds the noise level threshold, and the abnormal state is detected. Information such as AC input voltage at the time of being output is output as a log. As a result, in the telephone system 1 according to the first embodiment, it is possible to reliably acquire a log of a power supply abnormality state in which a malfunction may occur while setting a normal log acquisition interval to be long and reducing the log capacity. Can do.
特に、電話システムでは、電源異常に起因して通話ノイズが生じることがある。そのため、実施の形態1にかかる電話システム1のように、電源異常の発生状態に応じて交流入力電圧等のログを取得することで、システム側の不具合に起因して通話ノイズが発生しているのか、外部の交流電源の異常に起因して通話ノイズが発生しているのかの特定が容易になる。
Especially, in the telephone system, there may be telephone noise due to power failure. For this reason, as in the telephone system 1 according to the first embodiment, by acquiring a log such as an AC input voltage according to the occurrence state of the power supply abnormality, call noise is generated due to a problem on the system side. Therefore, it is easy to identify whether or not call noise is generated due to an abnormality in the external AC power supply.
また、実施の形態1にかかる電話システム1では、電源装置10の電圧制御にMPU等のプログラムにより動作する演算器を用い、当該演算器により直流出力電圧VOUTの異常を検出する。そのため、電話システム1では、演算器の動作を規定するプログラムにノイズ検出プログラムを組み込むだけで、ハードウェアを追加することなくログ取得の機能を追加することができる。
Further, in the telephone system 1 according to the first embodiment, an arithmetic unit that operates according to a program such as an MPU is used for voltage control of the power supply apparatus 10, and the abnormality of the DC output voltage VOUT is detected by the arithmetic unit. Therefore, in the telephone system 1, a log acquisition function can be added without adding hardware simply by incorporating a noise detection program into a program that defines the operation of the arithmetic unit.
実施の形態2
実施の形態2では、実施の形態1の電源装置10の別の形態について説明する。そこで、図7に実施の形態2にかかる電源装置50のブロック図を示す。なお、実施の形態2の説明において、実施の形態1で説明した構成要素については、実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2
In the second embodiment, another form of the power supply device 10 of the first embodiment will be described. FIG. 7 is a block diagram of the power supply device 50 according to the second embodiment. In the description of the second embodiment, the components described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
図7に示すように、電源装置50は、電源装置10の電源回路11を電源回路51に置き換え、電源制御部12を電源制御部52に置き換えたものである。
As shown in FIG. 7, the power supply device 50 is obtained by replacing the power supply circuit 11 of the power supply device 10 with a power supply circuit 51 and replacing the power supply control unit 12 with a power supply control unit 52.
電源回路51は、直流出力電圧VOUTを生成する回路としてPFC回路(力率改善回路:Power Factor Correction回路)を用いるものである。電源回路51は、整流平滑回路61、駆動回路62、駆動トランジスタTr、インダクタL、ダイオードD、コンデンサC、ヒートシンク温度センサTHSEN1、THSEN2、電流検出抵抗Rs1、抵抗R1、R2を有する。
The power supply circuit 51 uses a PFC circuit (power factor correction circuit: Power と し て Factor Correction circuit) as a circuit for generating the DC output voltage VOUT. The power supply circuit 51 includes a rectifying / smoothing circuit 61, a drive circuit 62, a drive transistor Tr, an inductor L, a diode D, a capacitor C, a heat sink temperature sensor THSEN1, THSEN2, a current detection resistor Rs1, and resistors R1, R2.
整流平滑回路61は、交流電源から与えられる交流入力電圧を整流して直流電圧を出力する。この直流電圧は、整流平滑回路61の正出力端子に接続される電源ノードと、負出力端子に接続される接地ノードと、に出力される。
The rectifying / smoothing circuit 61 rectifies an AC input voltage supplied from an AC power source and outputs a DC voltage. This DC voltage is output to the power supply node connected to the positive output terminal of the rectifying and smoothing circuit 61 and the ground node connected to the negative output terminal.
電源ノードには、インダクタLとダイオードDとが直列接続されるように挿入される。そして、インダクタLとダイオードDとの間のノードと接地ノードとの間に駆動トランジスタTrが接続される。駆動トランジスタTrのゲートには駆動回路62から駆動信号が与えられる。駆動回路62は、電源制御部52のPWMタイマ43が出力するPWM信号から駆動信号を生成する。また、電源回路51では、駆動トランジスタTr及びダイオードDにはヒートシンクが設けられている。そして、駆動トランジスタTrに設けられているヒートシンクには、当該ヒートシンクの温度を検出するヒートシンク温度センサTHSEN1が設けられている。ダイオードDに設けられているヒートシンクには、当該ヒートシンクの温度を検出するヒートシンク温度センサTHSEN2が設けられている。そして、ヒートシンク温度センサTHSEN1、THSEN2が検出した温度情報は、電源制御部52のAD変換回路71に与えられる。
The inductor L and the diode D are inserted in the power supply node so as to be connected in series. The drive transistor Tr is connected between the node between the inductor L and the diode D and the ground node. A drive signal is given from the drive circuit 62 to the gate of the drive transistor Tr. The drive circuit 62 generates a drive signal from the PWM signal output from the PWM timer 43 of the power supply control unit 52. In the power supply circuit 51, the drive transistor Tr and the diode D are provided with a heat sink. The heat sink provided in the drive transistor Tr is provided with a heat sink temperature sensor THSEN1 that detects the temperature of the heat sink. The heat sink provided in the diode D is provided with a heat sink temperature sensor THSEN2 for detecting the temperature of the heat sink. The temperature information detected by the heat sink temperature sensors THSEN 1 and THSEN 2 is supplied to the AD conversion circuit 71 of the power supply control unit 52.
コンデンサCは、ダイオードDの端子のうち電源回路51の出力側の端子と接地ノードとの間に設けられる。このコンデンサCは、インダクタLと駆動トランジスタTrのスイッチングにより生じたパルス信号を平滑化するものである。
The capacitor C is provided between the output-side terminal of the power supply circuit 51 among the terminals of the diode D and the ground node. The capacitor C smoothes a pulse signal generated by switching between the inductor L and the drive transistor Tr.
また、電源回路51においても、電流検出抵抗Rs1と、抵抗R1、R2とが電源回路11と同様に設けられている。
Also in the power supply circuit 51, the current detection resistor Rs1 and the resistors R1 and R2 are provided in the same manner as the power supply circuit 11.
電源制御部52は、電源制御部12のAD変換回路41をAD変換回路71に置き換えたものである。AD変換回路71は、AD変換回路41にヒートシンク温度センサTHSEN1、THSEN2から出力される温度情報をデジタル値に変換する機能をAD変換回路41に追加したものである。
The power supply control unit 52 is obtained by replacing the AD conversion circuit 41 of the power supply control unit 12 with an AD conversion circuit 71. The AD conversion circuit 71 is obtained by adding a function to the AD conversion circuit 41 to convert temperature information output from the heat sink temperature sensors THSEN1 and THSEN2 into a digital value.
PFC回路では、入力される交流入力電圧に大きな変動が生じると駆動トランジスタTrとダイオードDとが加熱することがある。そこで、実施の形態2にかかる電源装置10では、直流出力電圧VOUTのノイズを直接観測することに加えて、ヒートシンク温度センサTHSEN1、THSEN2が出力する温度情報が予め設定した温度を超えた場合にログを出力する。
In the PFC circuit, the drive transistor Tr and the diode D may be heated when a large fluctuation occurs in the input AC input voltage. Therefore, in the power supply device 10 according to the second embodiment, in addition to directly observing the noise of the DC output voltage VOUT, the log is generated when the temperature information output by the heat sink temperature sensors THSEN1 and THSEN2 exceeds a preset temperature. Is output.
実施の形態2にかかる電源装置50では、直流出力電圧VOUTのノイズ等の変動だけでなく、電圧変換に用いられるスイッチング素子等の温度に応じてログを生成する。これにより、実施の形態2にかかる電源装置50では、実施の形態1にかかる電源装置10よりもより広範囲な要因についてのログを取得し、電話システムの不具合解析の精度を向上させることができる。
In the power supply device 50 according to the second embodiment, a log is generated according to the temperature of the switching element or the like used for voltage conversion as well as the fluctuation of noise or the like of the DC output voltage VOUT. As a result, the power supply device 50 according to the second embodiment can acquire logs about a wider range of factors than the power supply device 10 according to the first embodiment, and can improve the accuracy of failure analysis of the telephone system.
実施の形態3
実施の形態3では、実施の形態1にかかる電源装置10よりも広範囲な不具合の原因を可能とする電源装置の変形例について説明する。そこで、図8に実施の形態3にかかる電源装置80のブロック図を示す。なお、実施の形態3の説明において、実施の形態1で説明した構成要素については、実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
Embodiment 3
In the third embodiment, a modified example of the power supply device capable of causing a wider range of problems than the power supply device 10 according to the first embodiment will be described. FIG. 8 is a block diagram of the power supply device 80 according to the third embodiment. In the description of the third embodiment, the components described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
図8に示すように、電源装置80は、実施の形態1にかかる電源装置10の交流電源供給線にXキャパシタXC及び電流検出部82を追加したものである。また、電源装置80では、電流検出部82の追加に伴い、電源制御部12のAD変換回路41に電流検出部82から出力される電流情報をデジタル値に変換する機能を追加したAD変換回路83を含む電源制御部81を有する。
As shown in FIG. 8, the power supply device 80 is obtained by adding an X capacitor XC and a current detection unit 82 to the AC power supply line of the power supply device 10 according to the first embodiment. Further, in the power supply device 80, with the addition of the current detection unit 82, an AD conversion circuit 83 in which a function for converting current information output from the current detection unit 82 into a digital value is added to the AD conversion circuit 41 of the power supply control unit 12. A power supply control unit 81 including
XキャパシタXCは、交流電源から供給される交流入力電圧が伝達される2つの配線の間に設けられる。XキャパシタXCは、交流入力電圧に含まれるノイズ成分を除去するためのものである。電流検出部82は、XキャパシタXCに流れる電流を検出して、検出した電流値に対応する電流情報を出力する。なお、電流検出部82は、PCBパターンをコイルとして利用することで形成することができる。
The X capacitor XC is provided between two wirings through which an AC input voltage supplied from an AC power supply is transmitted. The X capacitor XC is for removing a noise component included in the AC input voltage. The current detector 82 detects the current flowing through the X capacitor XC and outputs current information corresponding to the detected current value. The current detector 82 can be formed by using a PCB pattern as a coil.
ここで、交流電源として矩形波を有する信号を出力する無停電装置が接続されることがある。このような交流電源として矩形波が与えられた場合、XキャパシタXCが破壊される可能性がある。これは、矩形波入力があった場合、XキャパシタXCに流れる電流Icが大きくなり、XキャパシタXCが過剰に発熱して破壊される可能性がある。
Here, an uninterruptible device that outputs a signal having a rectangular wave as an AC power supply may be connected. When a rectangular wave is given as such an AC power supply, the X capacitor XC may be destroyed. This is because when there is a rectangular wave input, the current Ic flowing through the X capacitor XC becomes large, and the X capacitor XC may be excessively heated and destroyed.
そこで、実施の形態3にかかる電源装置80では、電流検出部82をXキャパシタXCと直列に設けることで、XキャパシタXCに流れる電流Icを検出する。XキャパシタXCは、時間単位に流れる電流Icが大きくなると、内部抵抗における発熱量が大きくなる。この電流Icと、発熱量との間には(1)式の関係がある。
P[j/s]=Ic2×ESR ・・・ (1)
ここで、Pは発熱量であり、ESRは内部抵抗の抵抗値である。
また、電流Icは(2)式~(4)式を用いて導出できる。
Ic=ΔQ/Δt ・・・ (2)
Q=CV ・・・ (3)
Ic=(C×ΔV)/Δt ・・・・ (4)
ここで、QはXキャパシタXCの容量値であり、VはXキャパシタXCに印加される電圧であり、tは時間である。(4)式より、電流Icは、時間当たりの交流入力電圧の変動の大きさを求めることで導出できることがわかる。
Therefore, in the power supply device 80 according to the third embodiment, the current detection unit 82 is provided in series with the X capacitor XC, thereby detecting the current Ic flowing through the X capacitor XC. In the X capacitor XC, when the current Ic flowing in time units increases, the amount of heat generated in the internal resistance increases. There is a relationship of the formula (1) between the current Ic and the calorific value.
P [j / s] = Ic2 × ESR (1)
Here, P is the heat generation amount, and ESR is the resistance value of the internal resistance.
Further, the current Ic can be derived using the equations (2) to (4).
Ic = ΔQ / Δt (2)
Q = CV (3)
Ic = (C × ΔV) / Δt (4)
Here, Q is a capacitance value of the X capacitor XC, V is a voltage applied to the X capacitor XC, and t is time. From the equation (4), it can be seen that the current Ic can be derived by obtaining the magnitude of fluctuation of the AC input voltage per time.
そして、電源制御部81の演算部42において、(1)式及び(4)式に基づきXキャパシタXCの内部抵抗の発熱量を演算する。XキャパシタXCの発熱量が想定した外部入力ノイズレベル閾値(例えば、発熱量閾値)よりも大きくなった場合には、電源装置80は、交流電源に異常が発生したと判断してログを生成する。
Then, the calculation unit 42 of the power supply control unit 81 calculates the amount of heat generated by the internal resistance of the X capacitor XC based on the equations (1) and (4). When the heat generation amount of the X capacitor XC becomes larger than an assumed external input noise level threshold (for example, a heat generation amount threshold), the power supply device 80 determines that an abnormality has occurred in the AC power supply and generates a log. .
これにより、実施の形態3にかかる電源装置80は、直流出力電圧VOUTのノイズ等の変動からだけでは判断が難しいXキャパシタXCの故障の原因となる交流電源の異常をログに記録することができる。XキャパシタXCが破壊した場合、交流入力電圧のノイズレベルが大きくなり、当該ノイズに起因して通話ノイズが発生することがある。また、故障の原因となる無停電装置が現場検証時に外されていた場合には、XキャパシタXCの故障の原因特定が困難である問題がある。しかし、実施の形態3にかかる電源装置80によれば、XキャパシタXCに流れる電流Icの大きさからこのような交流電源の異常をログから特定することができる。
As a result, the power supply device 80 according to the third embodiment can record in the log an abnormality of the AC power source that causes a failure of the X capacitor XC, which is difficult to determine only from fluctuations in the DC output voltage VOUT or the like. . When the X capacitor XC is destroyed, the noise level of the AC input voltage increases, and call noise may occur due to the noise. In addition, when the uninterruptible power supply that causes the failure is removed at the time of field verification, there is a problem that it is difficult to identify the cause of the failure of the X capacitor XC. However, according to the power supply device 80 according to the third embodiment, such an abnormality of the AC power supply can be identified from the log from the magnitude of the current Ic flowing through the X capacitor XC.
実施の形態4
実施の形態4では、実施の形態1にかかる電源装置10よりも広範囲な不具合の原因を可能とする電源装置の変形例について説明する。そこで、図9に実施の形態4にかかる電源装置90のブロック図を示す。なお、実施の形態4の説明において、実施の形態1で説明した構成要素については、実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
Embodiment 4
In the fourth embodiment, a modified example of the power supply device capable of causing a wider range of problems than the power supply device 10 according to the first embodiment will be described. FIG. 9 is a block diagram of the power supply device 90 according to the fourth embodiment. In the description of the fourth embodiment, the components described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
図9に示すように、電源装置90は、実施の形態1にかかる電源装置10の交流電源供給線にサージアブソーバVA及び電流検出部82を追加したものである。また、電源装置90では、電流検出部82の追加に伴い、電源制御部12のAD変換回路41に電流検出部82から出力される電流情報をデジタル値に変換する機能を追加したAD変換回路92を含む電源制御部91を有する。
As illustrated in FIG. 9, the power supply device 90 is obtained by adding a surge absorber VA and a current detection unit 82 to the AC power supply line of the power supply device 10 according to the first embodiment. Further, in the power supply device 90, with the addition of the current detection unit 82, an AD conversion circuit 92 in which a function for converting current information output from the current detection unit 82 into a digital value is added to the AD conversion circuit 41 of the power supply control unit 12. The power supply control part 91 containing is included.
サージアブソーバVAは、バリスタを含む回路である。このバリスタは、交流電源に雷サージ等のサージ電流が発生した場合に、サージ電流を交流電源ラインから引き抜くものである。サージアブソーバVAは、交流電源から供給される交流入力電圧が伝達される2つの配線の間に設けられる。電流検出部82は、サージアブソーバVAに流れる電流を検出して、検出した電流値に対応する電流情報を出力する。なお、電流検出部82は、PCBパターンをコイルとして利用することで形成することができる。
The surge absorber VA is a circuit including a varistor. This varistor extracts a surge current from an AC power supply line when a surge current such as a lightning surge occurs in the AC power supply. The surge absorber VA is provided between two wires to which an AC input voltage supplied from an AC power source is transmitted. The current detector 82 detects the current flowing through the surge absorber VA and outputs current information corresponding to the detected current value. The current detector 82 can be formed by using a PCB pattern as a coil.
通常の雷サージが交流電源に印加された場合、そのサージ電流は短時間に十分に大きさとなる。そのため、通常の雷サージに対しては、サージアブソーバVAは問題なく機能する。しかし、通常の雷サージよりも小さなサージ電流が長時間印加されると、サージアブソーバVAに含まれるバリスタが加熱して皮膜に発煙、発火等の問題が生じる可能性がある。このような問題が生じた場合、サージアブソーバVAが破損して、電源品質に問題が生じる場合がある。しかしながら、このような問題が生じた場合、直流出力電圧VOUTのノイズ等の変動から原因を特定することが難しい。
When a normal lightning surge is applied to an AC power supply, the surge current becomes sufficiently large in a short time. Therefore, the surge absorber VA functions without a problem with respect to a normal lightning surge. However, if a surge current smaller than a normal lightning surge is applied for a long time, the varistor included in the surge absorber VA may be heated to cause problems such as smoke and fire on the film. When such a problem occurs, the surge absorber VA may be damaged, causing a problem in power quality. However, when such a problem occurs, it is difficult to identify the cause from fluctuations in the DC output voltage VOUT such as noise.
そこで、実施の形態4にかかる電源装置90では、電流検出部82をサージアブソーバVAと直列に設けることで、サージアブソーバVAに流れる電流Icを検出する。そして、当該電流Icの値が外部入力ノイズレベル閾値(例えば、ノイズ電流閾値)異常となり、サージアブソーバVAが破損するおそれがあると判断した場合には、その時点での交流電源等の状況をログとして出力する。
Therefore, in the power supply device 90 according to the fourth embodiment, the current detection unit 82 is provided in series with the surge absorber VA to detect the current Ic flowing through the surge absorber VA. If it is determined that the current Ic value becomes abnormal in the external input noise level threshold (for example, noise current threshold) and the surge absorber VA may be damaged, the status of the AC power supply etc. at that time is logged. Output as.
これにより、実施の形態4にかかる電源装置90は、直流出力電圧VOUTのノイズ等の変動からだけでは判断が難しいサージアブソーバVAの故障の原因となる交流電源の異常をログに記録することができる。サージアブソーバVAが破壊した場合、交流入力電圧のノイズレベルが大きくなり、当該ノイズに起因して通話ノイズが発生することがある。また、故障の原因となる誘導雷サージは現場検証時には発生していないため、サージアブソーバVAの故障の原因特定が困難である問題がある。しかし、実施の形態4にかかる電源装置90によれば、サージアブソーバVAに流れる電流Icの大きさからこのような交流電源の異常をログから特定することができる。
As a result, the power supply device 90 according to the fourth embodiment can record, in a log, an abnormality of the AC power source that causes a failure of the surge absorber VA, which is difficult to determine only from fluctuations in the noise or the like of the DC output voltage VOUT. . When the surge absorber VA is destroyed, the noise level of the AC input voltage increases, and call noise may occur due to the noise. In addition, since the induced lightning surge that causes the failure does not occur at the time of field verification, there is a problem that it is difficult to identify the cause of the failure of the surge absorber VA. However, according to the power supply device 90 according to the fourth embodiment, such an abnormality of the AC power supply can be identified from the log from the magnitude of the current Ic flowing through the surge absorber VA.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.