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技術 並列電源システムおよび電子装置

出願人 株式会社日立製作所
発明者 山村英穂荻原衛丸直樹
出願日 2000年12月21日 (20年0ヶ月経過) 出願番号 2000-389299
公開日 2002年7月12日 (18年5ヶ月経過) 公開番号 2002-199583
状態 特許登録済
技術分野 直流の給配電 電気的変量の制御(電圧,電流の制御一般) 電源 DC‐DCコンバータ
主要キーワード 給電バス 電圧チャネル 改造作業 並列冗長 オフ制御端子 並列配線 並列接続点 中継ボード
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図面 (9)

課題

電子回路設計変更などに伴う電源仕様変更があった際にも、低コストで、かつ短時間に出力電流チャネル数フレキシブルに変更する。

解決手段

並列電源システムに設けられたバックボード7には、電源回路1〜6、電子回路8をそれぞれプラグイン実装するコネクタECC,DCCが設けられている。コネクタDCC,ECC間の対応する端子配線HPによって接続されている。電源回路1〜3は、電子回路8に形成された電源配線DH1、並列運転制御配線PCH1の並列接続により第1の電圧チャネルを構成し、電源回路4〜6は、電源配線DH2、並列運転制御配線PCH2の並列接続によって第2の電圧チャネルを構成する。電子回路の仕様変更時には、バックボード7などを変更することなく、電源配線DH1,DH2、並列運転制御配線PCH1,PCH2を変更するだけでよいので、電子回路の再設計の際に同時に行う。

概要

背景

本発明者が検討したところによれば、コンピュータなどの電子装置電源を供給する電源システムは、複数の電源回路並列接続し、並列運転して構成されることが知られている。

電源回路の並列接続は、出力端子同士と、必要に応じてオンオフ制御端子同士や、電力入力端子同士、並列運転制御端子同士などとを接続して実現され、並列運転は、かかる電源回路を同時に運転して、実現される。

図8は、本発明者が検討した並列運転の電源システムの一例を示すブロック図である。この図8において、電源システムは、電源回路30〜35、バックボード36、および電子回路37,38から構成されている。

電源回路30〜32の出力端子は、バックボード上の給電配線39に共通に接続され、電源回路30〜32の並列運転配線、具体的にはリモートセンス線や並列運転信号線などの線群は、バックボード上の並列運転制御配線40に共通に接続されており、電源回路30〜32が並列接続、並列運転されて第1の電圧チャネルを構成している。

また、電源回路33〜35も同様に並列接続、並列運転され、第2の電圧チャネルを構成している。この場合、各電源回路電流容量は10Aなので、各電圧チャネルの電流容量は30Aである。

各電圧チャネルは異なる電圧を出力することができる。以上の電源システムに、負荷として電子回路37,38が接続されている。各電子回路上にはLSIなどが搭載されている。

このような並列運転の電源システムは種々の理由、目的で利用される。たとえば、小容量の電源で大容量の電源システムを構成したい場合、必要に応じて電源回路を増設・削減したい場合、あるいは冗長構成にして信頼性を高めたい場合などの理由が挙げられる。

なお、この種の電源システムについて詳しく述べてある例としては、1992年、サンケン電気株式会社発行、飯野 雅之、井出 治(著)、「サンケン技報」Vol.24 No.1、P73〜P82があり、この文献には、並列冗長可能大容量IGBTUPS(Insulated Gate BipolarTransistor−Uninterruptable Power Supply)について記載されている。

概要

電子回路の設計変更などに伴う電源の仕様変更があった際にも、低コストで、かつ短時間に出力電流チャネル数フレキシブルに変更する。

並列電源システムに設けられたバックボード7には、電源回路1〜6、電子回路8をそれぞれプラグイン実装するコネクタECC,DCCが設けられている。コネクタDCC,ECC間の対応する端子は配線HPによって接続されている。電源回路1〜3は、電子回路8に形成された電源配線DH1、並列運転制御配線PCH1の並列接続により第1の電圧チャネルを構成し、電源回路4〜6は、電源配線DH2、並列運転制御配線PCH2の並列接続によって第2の電圧チャネルを構成する。電子回路の仕様変更時には、バックボード7などを変更することなく、電源配線DH1,DH2、並列運転制御配線PCH1,PCH2を変更するだけでよいので、電子回路の再設計の際に同時に行う。

目的

本発明の目的は、電子回路の設計変更などに伴う電源の仕様変更があった際にも、低コストで、かつ短時間に出力電流やチャネル数をフレキシブルに変更することのできる並列電源システムおよび電子装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

任意の電源電圧を出力する電源回路が設けられ、前記電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子が形成された複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、前記電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子が形成された電子回路用配線基板と、前記複数の電源用配線基板における電源回路側端子が挿入され、前記複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、前記電子回路用配線基板の電子回路側端子が挿入され、前記電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタと、対応する前記電源用コネクタの電源回路側端子と前記電子回路用コネクタの電子回路側端子とをそれぞれ接続し、前記電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する供給配線とを設けた中継用ボードとを備え、前記電子回路用配線基板に、前記電子回路用コネクタの電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を前記負荷に供給する電源共通配線を形成したことを特徴とする並列電源システム

請求項2

任意の電源電圧を出力する電源回路と、前記電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子と、前記電源回路における運転バランスモニタするモニタ信号を伝達する電源回路側モニタ端子とがそれぞれ設けられた複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、前記電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子と前記モニタ信号を伝達する電子回路側モニタ端子とが設けられた電子回路用配線基板と、前記複数の電源用配線基板における電源回路側端子、ならびに電源回路側モニタ端子とを挿入して前記複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、前記電子回路用配線基板の電子回路側端子、および電子回路側モニタ端子を挿入して前記電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタと、対応する前記電源回路側端子と前記電子回路側端子とをそれぞれ接続し、前記電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する供給配線と、対応する前記電源回路側モニタ端子と前記電子回路側モニタ端子とをそれぞれ接続し、モニタ信号を伝達するモニタ配線とを設けた中継用ボードとを備え、前記電子回路用配線基板に、前記電子回路用コネクタの電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を前記負荷に供給する電源共通配線と、前記電子回路用コネクタの電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する共通モニタ配線とを形成したことを特徴とする並列電源システム。

請求項3

任意の電源電圧を出力する電源回路と、前記電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子と、前記電源回路における運転バランスをモニタするモニタ信号を伝達する電源回路側モニタ端子とがそれぞれ設けられた複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、前記電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子と前記モニタ信号を伝達する電子回路側モニタ端子とが設けられた電子回路用配線基板と、前記複数の電源用配線基板における電源回路側端子、ならびに電源回路側モニタ端子とを挿入して前記複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、前記電子回路用配線基板の電子回路側端子、および電子回路側モニタ端子を挿入して前記電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタと、対応する前記電源回路側端子と前記電子回路側端子とをそれぞれ接続し、前記電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する供給配線と、対応する前記電源回路側モニタ端子と前記電子回路側モニタ端子とをそれぞれ接続し、モニタ信号を伝達するモニタ配線とを設けた中継用ボードとを備え、前記中継用ボードに、任意の前記電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を前記負荷に供給する中継用ボード共通配線と、任意の前記電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する中継用ボード共通モニタ配線とを形成し、前記電子回路用配線基板に、前記電子回路側端子のうち、中継用ボード共通配線によって並列接続されていない電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を前記負荷に供給する電源共通配線と、前記電子回路側モニタ端子のうち前記中継用ボード共通モニタ配線によって並列接続されていない電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する共通モニタ配線とを形成したことを特徴とする並列電源システム。

請求項4

任意の電源電圧を出力する電源回路と、前記電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子と、前記電源回路における運転バランスをモニタするモニタ信号を伝達する電源回路側モニタ端子とがそれぞれ設けられた複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、前記電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子と前記モニタ信号を伝達する電子回路側モニタ端子とが設けられた電子回路用配線基板と、前記複数の電源用配線基板における電源回路側端子、ならびに電源回路側モニタ端子とを挿入して前記複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、前記電子回路用配線基板の電子回路側端子、および電子回路側モニタ端子を挿入して前記電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタと、対応する前記電源回路側端子と前記電子回路側端子とをそれぞれ接続し、前記電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する供給配線と、対応する前記電源回路側モニタ端子と前記電子回路側モニタ端子とをそれぞれ接続し、モニタ信号を伝達するモニタ配線とを設けた中継用ボードとを備え、前記電子回路用配線基板に、前記電子回路用コネクタの電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を前記負荷に供給し、かつ前記電子回路用コネクタの電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する接続切替手段を設けたことを特徴とする並列電源システム。

請求項5

任意の電源電圧を出力する電源回路と、前記電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子と、前記電源回路における運転バランスをモニタするモニタ信号を伝達する電源回路側モニタ端子とがそれぞれ設けられた複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、前記電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子と前記モニタ信号を伝達する電子回路側モニタ端子とが設けられた電子回路用配線基板と、前記複数の電源用配線基板における電源回路側端子を挿入して前記複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、前記電子回路用配線基板の電子回路側端子を挿入して前記電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタとを設け、対応する前記電源回路側端子と前記電子回路側端子とをそれぞれ接続し、前記電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する給電バスと、対応する前記電源回路側モニタ端子と前記電子回路側モニタ端子とを並列接続する並列配線部とを備え、前記電子回路用配線基板に、前記電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を前記負荷に供給する電源共通配線と、前記電子回路用コネクタの電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する共通モニタ配線とを形成したことを特徴とする並列電源システム。

請求項6

請求項1〜5記載の並列電源システムを備えたことを特徴とする電子装置

技術分野

0001

本発明は、電源ステムによる電源供給技術に関し、特に、並列運転を行う電源システムによる電源供給およびその電源システムを備えた電子装置に適用して有効な技術に関するものである。

背景技術

0002

本発明者が検討したところによれば、コンピュータなどの電子装置に電源を供給する電源システムは、複数の電源回路並列接続し、並列運転して構成されることが知られている。

0003

電源回路の並列接続は、出力端子同士と、必要に応じてオンオフ制御端子同士や、電力入力端子同士、並列運転制御端子同士などとを接続して実現され、並列運転は、かかる電源回路を同時に運転して、実現される。

0004

図8は、本発明者が検討した並列運転の電源システムの一例を示すブロック図である。この図8において、電源システムは、電源回路30〜35、バックボード36、および電子回路37,38から構成されている。

0005

電源回路30〜32の出力端子は、バックボード上の給電配線39に共通に接続され、電源回路30〜32の並列運転配線、具体的にはリモートセンス線や並列運転信号線などの線群は、バックボード上の並列運転制御配線40に共通に接続されており、電源回路30〜32が並列接続、並列運転されて第1の電圧チャネルを構成している。

0006

また、電源回路33〜35も同様に並列接続、並列運転され、第2の電圧チャネルを構成している。この場合、各電源回路電流容量は10Aなので、各電圧チャネルの電流容量は30Aである。

0007

各電圧チャネルは異なる電圧を出力することができる。以上の電源システムに、負荷として電子回路37,38が接続されている。各電子回路上にはLSIなどが搭載されている。

0008

このような並列運転の電源システムは種々の理由、目的で利用される。たとえば、小容量の電源で大容量の電源システムを構成したい場合、必要に応じて電源回路を増設・削減したい場合、あるいは冗長構成にして信頼性を高めたい場合などの理由が挙げられる。

0009

なお、この種の電源システムについて詳しく述べてある例としては、1992年、サンケン電気株式会社発行、飯野 雅之、井出 治(著)、「サンケン技報」Vol.24 No.1、P73〜P82があり、この文献には、並列冗長可能大容量IGBTUPS(Insulated Gate BipolarTransistor−Uninterruptable Power Supply)について記載されている。

発明が解決しようとする課題

0010

ところが、上記のような電源システムの接続技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。

0011

すなわち、電源システムにおいては、電流容量の変更が要求される場合、あるいは電圧チャネル数の変更が要求される場合などがある。たとえば、第1の電圧チャネルの電流容量を30Aから40Aに変更し、第2チャネルの電流容量を30Aから20Aに変更するような場合である。

0012

この仕様変更の理由の具体例としては、電子装置に設けられた電子回路を改良、更新するために内部の半導体装置の一部を変更する場合などである。また、同様に、第2の電圧チャネルの電流容量を30Aから20Aに減らし、新たに第3の電圧チャネルの増設を要求される場合がある。

0013

このような仕様変更があった場合、前述した並列運転の電源システムでは、該電源システムの再構成が必要となっていしまうという問題がある。

0014

たとえば、並列接続の構成の組替えのために、並列接続部分の改造交換、あるいはバックボードなどを交換する必要がある。これは、バックボードを新たに設計し、製造し、古いものを廃棄し、交換作業を行う、などの必要が発生するので、コストと時間がかかってしまう。

0015

さらに、この仕様変更に伴って、変更のない電子回路も再設計して製造したり、古い電子回路の廃棄や交換作業などの必要が発生することもある。また、このような変更作業を既に製造した装置あるいは出荷した装置に対して行う場合、バックボードなどは該装置の構造の深部に位置することが通例であることもあって、コストや時間が過大で非現実的になることもあり、この場合、装置全体が廃棄されるか、一部が再利用されて大部分が廃棄される事態になり得て、社会的にも大きな損失生む事態になり得る。

0016

本発明の目的は、電子回路の設計変更などに伴う電源の仕様変更があった際にも、低コストで、かつ短時間に出力電流チャネル数フレキシブルに変更することのできる並列電源システムおよび電子装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0017

本発明の並列電源システムは、任意の電源電圧を出力する電源回路が設けられ、該電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子が形成された複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、該電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子が形成された電子回路用配線基板と、複数の電源用配線基板における電源回路側端子が挿入され、それら複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、電子回路用配線基板の電子回路側端子が挿入され、電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタと、対応する電源用コネクタの電源回路側端子と電子回路用コネクタの電子回路側端子とをそれぞれ接続し、電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する供給配線とを設けた中継用ボードとを備え、該電子回路用配線基板に、電子回路用コネクタの電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を負荷に供給する電源共通配線を形成したことを特徴とする。

0018

また、本発明の並列電源システムは、任意の電源電圧を出力する電源回路と、該電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子と、電源回路における運転バランスモニタするモニタ信号を伝達する電源回路側モニタ端子とがそれぞれ設けられた複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子とモニタ信号を伝達する電子回路側モニタ端子とが設けられた電子回路用配線基板と、複数の電源用配線基板における電源回路側端子、ならびに電源回路側モニタ端子とを挿入して複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、電子回路用配線基板の電子回路側端子、および電子回路側モニタ端子を挿入して電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタと、対応する電源回路側端子と電子回路側端子とをそれぞれ接続し、電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する供給配線と、対応する電源回路側モニタ端子と電子回路側モニタ端子とをそれぞれ接続し、モニタ信号を伝達するモニタ配線とを設けた中継用ボードとを備え、電子回路用配線基板に、電子回路用コネクタの電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を負荷に供給する電源共通配線と、電子回路用コネクタの電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する共通モニタ配線とを形成したことを特徴とする。

0019

さらに、本発明の並列電源システムは、任意の電源電圧を出力する電源回路と、該電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子と、電源回路における運転バランスをモニタするモニタ信号を伝達する電源回路側モニタ端子とがそれぞれ設けられた複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子とモニタ信号を伝達する電子回路側モニタ端子とが設けられた電子回路用配線基板と、複数の電源用配線基板における電源回路側端子、ならびに電源回路側モニタ端子とを挿入して複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、電子回路用配線基板の電子回路側端子、および電子回路側モニタ端子を挿入して電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタと、対応する電源回路側端子と電子回路側端子とをそれぞれ接続し、電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する供給配線と、対応する電源回路側モニタ端子と電子回路側モニタ端子とをそれぞれ接続し、モニタ信号を伝達するモニタ配線とを設けた中継用ボードとを備え、その中継用ボードに、任意の前記電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を負荷に供給する中継用ボード共通配線と、任意の前記電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する中継用ボード共通モニタ配線とを形成し、電子回路用配線基板に、電子回路側端子のうち、中継用ボード共通配線によって並列接続されていない電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を負荷に供給する電源共通配線と、電子回路側モニタ端子のうち中継用ボード共通モニタ配線によって並列接続されていない電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する共通モニタ配線とを形成したことを特徴とする。

0020

また、本発明の並列電源システムは、任意の電源電圧を出力する電源回路と、該電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子と、電源回路における運転バランスをモニタするモニタ信号を伝達する電源回路側モニタ端子とがそれぞれ設けられた複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子とモニタ信号を伝達する電子回路側モニタ端子とが設けられた電子回路用配線基板と、複数の電源用配線基板における電源回路側端子、ならびに電源回路側モニタ端子とを挿入して複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、電子回路用配線基板の電子回路側端子、および電子回路側モニタ端子を挿入して電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタと、対応する電源回路側端子と電子回路側端子とをそれぞれ接続し、電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する供給配線と、対応する電源回路側モニタ端子と電子回路側モニタ端子とをそれぞれ接続し、モニタ信号を伝達するモニタ配線とを設けた中継用ボードとを備え、電子回路用配線基板に、電子回路用コネクタの電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を負荷に供給し、かつ電子回路用コネクタの電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する接続切替手段を設けたことを特徴とする。

0021

さらに、本発明の並列電源システムは、任意の電源電圧を出力する電源回路と、該電源回路から出力された電源電圧を出力する電源回路側端子と、電源回路における運転バランスをモニタするモニタ信号を伝達する電源回路側モニタ端子とがそれぞれ設けられた複数の電源用配線基板と、負荷によって電子回路が形成され、電源回路から出力された電源電圧が入力される電子回路側端子とモニタ信号を伝達する電子回路側モニタ端子とが設けられた電子回路用配線基板と、複数の電源用配線基板における電源回路側端子を挿入して複数の電源用配線基板をそれぞれ実装する電源用コネクタと、電子回路用配線基板の電子回路側端子を挿入して電子回路用配線基板を実装する電子回路用コネクタとを設け、対応する電源回路側端子と電子回路側端子とをそれぞれ接続し、前記電源回路から出力された電源電圧を電子回路用配線基板に供給する給電バスと、対応する電源回路側モニタ端子と電子回路側モニタ端子とを並列接続する並列配線部とを備え、電子回路用配線基板に、電子回路側端子を任意に並列接続して電源電圧を負荷に供給する電源共通配線と、電子回路用コネクタの電子回路側モニタ端子を任意に並列接続して伝達する共通モニタ配線とを形成したことを特徴とする。

0022

また、本発明の電子装置は、前記並列電源システムを備えたことを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0023

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

0024

(実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1による並列電源システムの構成説明図、図2は、図1の並列電源システムの電流容量の仕様を変更した際の構成説明図、図3は、図1の並列電源システムを用いて構成された電子装置の構成説明図である。

0025

本実施の形態1において、並列電源システムは、図1に示すように、電源回路1〜6、バックボード(中継用ボード)7、および電子回路8から構成されている。電源回路1〜6は、電源回路を構成する電子部品プリント配線基板(電源用配線基板)に実装されて構成されており、負荷である電子回路8に供給する電源を安定化して供給する。

0026

電源回路1〜6には、生成した電源を出力する電源端子(電源回路側端子)VOUT1〜VOUT 6、および各々の電源回路1〜6における運転バランスのモニタ用の端子であり、モニタ信号が伝達される並列運転制御端子(電源回路側モニタ端子)PC1〜PC6が設けられている。これら電源回路1〜6には、出力する電源電圧を任意に調整する調整機構が設けられている。

0027

また、電子回路8は、半導体集積回路装置などの4つの負荷がプリント配線基板(電子回路回路配線基板)に実装された構成となっている。これら電源回路1〜6、ならびに電子回路8は、バックボード7にそれぞれ実装される。ここで、負荷は、前述の半導体集積回路装置以外でもよく、リレーモータなどの様々な電子部品であればよい。

0028

電子回路8には、バックボード7を介して電源回路1〜6の電源端子VOUT1〜VOUT 6に接続される電源端子(電子回路側端子)VIN1〜VIN6、ならびに同じくバックボード7を介して電源回路1〜6の並列運転制御端子PC1〜PC6に接続される並列運転制御端子(電子回路側モニタ端子)PC1a〜PC6aとが設けられている。

0029

そして、電子回路8には、電源端子VIN1〜VIN3を共通に接続して電源を供給する電源配線(電源共通配線)DH1、電源端子VIN4〜VIN6を共通に接続して電源を供給する電源配線(電源共通配線)DH2、並列運転制御端子PC1a〜PC3aを共通に接続する並列運転制御配線(共通モニタ配線)PCH1、ならびに並列運転制御端子PC4a〜PC6aを共通に接続する並列運転制御配線(共通モニタ配線)PCH2が、それぞれ形成されている。

0030

さらに、バックボード7には、電源回路1〜6の電源端子VOUT1〜VOUT 6、並列運転制御端子PC1〜PC6が接続されるコネクタ(電源用コネクタ)ECC、ならびに電子回路8の電源端子VIN1〜VIN6、並列運転制御端子PC1a〜PC6aが接続されるコネクタ(電子回路用コネクタ)DCCがそれぞれ備えられており、これらコネクタECC,DCCに、電源回路1〜6、ならびに電子回路8がそれぞれプラグイン実装される。

0031

また、バックボード7には、これらコネクタDCC,ECC間を接続する配線(供給配線)HPがそれぞれ形成されている。そして、各々の配線HPによって対応する電源端子VOUT1〜VOUT 6と電源端子VIN1〜VIN6、および対応する並列運転制御端子PC1〜PC6と並列運転制御端子PC1a〜PC6aとがそれぞれ接続されている。

0032

このバックボード7の配線HPは、前述したように、対応する1対1の端子間だけを接続したものであり、各電源回路1〜6の出力を並列接続するための配線は施されていない。

0033

また、電子回路8のプリント配線基板においては、電源配線DH1によって電源回路1〜3が並列接続されて第1の電圧チャネルを構成しており、電源配線DH2によって電源回路4〜6が並列接続されて第2の電圧チャネルを構成している。

0034

次に、本実施の形態における並列電源システムの仕様変更について説明する。

0035

ここでは、並列電源システムに電流容量の仕様変更の要求が発生し、第1の電圧チャネルの電流容量を30Aから40Aに変更し、第2チャネルの電流容量を30Aから20Aに変更する要求が発生した場合について説明する。また、各電源回路1〜6の電流容量は10Aとする。よって、第1、第2の電圧チャネルの電流容量はそれぞれ30Aである。

0036

まず、並列電源システムに前述した電流容量の仕様変更が発生すると、図2に示すように、第1の電圧チャネルでは、電源回路1〜4を並列運転させるように変更し、第2の電圧チャネルにおいては、電源回路5,6を並列運転させるように変更する。

0037

この場合、電源回路1〜6を並列接続しているのはバックボード7でなく、電子回路8に形成されている電源配線DH1,DH2である。また、電子回路8は電流容量の仕様変更をしなければならないので、この仕様変更の際に電源配線DH1,DH2、ならびに並列運転制御配線PCH1,PCH2の配線も同時に変更することができる。

0038

よって、第1、第2の電圧チャネルにおける電流容量の変更を容易に、かつ短時間で行うことができ、並列電源システムの変更のコストと時間とを大幅に少なくすることができる。

0039

すなわち、この電子回路8の電源配線DH1,DH2、および並列運転制御配線PCH1,PCH2を変更して、各々の電源回路1〜6の並列接続を行うことにより、並列接続の変更設計は、仕様変更を発生させた電子回路の再設計の際に同時に行えばよく、並列電源システムの仕様変更に伴う設計変更のコストは微小である。

0040

また、電子回路8は、前述したように、プリント配線基板に電子部品が実装された構成であるので、並列電源システムの仕様変更に伴う製造コストの増加はゼロである。

0041

これ以外に仕様変更に伴う改造作業や交換作業はないので、バックボード7などが装置の構造の深部に位置していて改造や交換が不可能な状況であっても、装置を廃棄することなく、並列電源システムの仕様変更を実現することができる。

0042

ここで、並列電源システムを用いて構成した電子装置DSの一例を図3に示す。この電子装置DSは、電子回路8の他に、並列電源システムに電源が供給される電子回路9、ならびに様々な周辺回路などからなる電子回路10が備えられた構成となっている。

0043

このような構成の電子装置DSにおいて、並列電源システムの仕様変更が発生した場合に、電子装置DSの廃棄などを回避することも含めて、並列電源システムの変更のコストと時間とを最小限にすることができることは明らかである。

0044

それにより、本実施の形態1によれば、電流容量の仕様変更の際に電子回路8の電源配線DH1,DH2、および並列運転制御配線PCH1,PCH2の配線を変更するだけでよく、電源回路1〜6、およびバックボード7の変更を不要にすることができるので並列電源システムの仕様変更に伴うコスト、ならびに時間を大幅に少なくすることができる。

0045

また、本実施の形態1では、第1の電圧チャネルの電流容量を40A、第2チャネルの電流容量を20Aに変更した場合について記載したが、たとえば、第2の電圧チャネルの電流容量を30Aから20Aに減らす一方、新たにある電圧レベルの第3の電圧チャネルを増設する要求があった仕様変更があった場合には、電子回路8における並列接続を図4に示すように変更すれば実現することができる。

0046

すなわち、図4において、第1の電圧チャネルでは、電源回路1〜3を並列運転させるように変更し、第2の電圧チャネルにおいては、電源回路4,5を並列運転させるように変更し、電源回路6は、単独運転として新たに電源を供給する第3のチャネルとなる。

0047

この場合、第3のチャネルとして電源を供給する電源配線DH3を新たに電子回路8に形成する。ここでも、仕様変更に対して、前述した仕様変更と同様に、変更するのは電流容量の仕様変更を行う電子回路8であるので、装置の廃棄などを回避できて、この仕様変更に伴う並列電源システムの変更のコストと時間は最小限にすることができる。

0048

(実施の形態2)図5は、本発明の実施の形態2による並列電源システムの構成説明図である。

0049

本実施の形態2において、並列電源システムは、前記実施の形態1と同様に、電源端子VOUT1〜VOUT 6、および並列運転制御端子PC1〜PC6が設けられた電源回路1〜6、バックボード(中継ボード)7a、および電子回路8aから構成されている。

0050

電子回路8aには、電源端子VIN1,VIN2の代わりに設けられた電源端子VINC、電源端子VIN3〜VIN6と、並列運転制御端子PC1a,PC2aの代わりに設けられた並列運転制御端子(電子回路側モニタ端子)PCC、並列運転制御端子PC3a〜PC6aとが設けられている。

0051

バックボード7aには、電源端子VOUT1〜VOUT 6、並列運転制御端子PC1〜PC6が接続されるコネクタ(電源用コネクタ)ECCa、および電源端子VINC,VIN3〜VIN6、並列運転制御端子PCC,PC3a〜PC6aが接続されるコネクタDCCa(電子回路用コネクタ)が設けられている。

0052

さらに、バックボード7aには、電源回路1,2の電源端子VOUT1,VOUT2、ならびに並列運転制御端子PC1,PC2をそれぞれ並列接続する電源配線(中継用ボード共通配線)DHB、および並列運転制御配線(中継用ボード共通モニタ配線)PCHBがそれぞれ形成されている。

0053

電源回路1,2の電源端子VOUT1と電源端子VOUT 2とは、電源配線DHBによって並列接続されており、この電源配線DHBは、電子回路8aの電源端子VINCに接続されている。

0054

また、並列運転制御端子PC1と並列運転制御端子PC2とは、並列運転制御配線PCHBによって並列接続されており、並列運転制御配線PCHBは、電子回路8aの並列運転制御端子PCCに接続されている。

0055

このように、電源回路1,2に変更が生じないことが予め判っている場合などには、バックボード7aに電源端子VOUT1〜VOUT 6、および並列運転制御端子PC1〜PC6をそれぞれ並列接続する電源配線DHB、並列運転制御配線PCHBをそれぞれ形成するようにしてもよい。

0056

それにより、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、変更は電流容量の仕様変更の要求を発生させた電子回路8であり、装置の廃棄などを回避できて、この仕様変更に伴う並列電源システムの変更のコストと時間を最小限にすることができる。

0057

(実施の形態3)図6は、本発明の実施の形態3による並列電源システムの構成説明図である。

0058

本実施の形態3においては、並列電源システムが、電源端子VOUT1〜VOUT6、および並列運転制御端子PC1〜PC6が設けられた電源回路1〜6、給電バス11、並列接続部(並列配線部)12、ならびに電源端子VIN1〜VIN6が設けられた電子回路8から構成されている。

0059

給電バス11は、電流容量が大きく、プリント基板製作されることが多いバックボードでは電流容量が不足する場合などに利用される。また、並列接続部12は、プリント配線基板などから構成されている。

0060

給電バス11には、電源回路1〜6の電源端子VOUT1〜VOUT 6が接続されるコネクタ(電源用コネクタ)ECCb、ならびに電子回路8の電源端子VIN1〜VIN6が接続されるコネクタ(電子回路用コネクタ)DCCbが、それぞれ設けられており、これらコネクタECCb,DCCbに、電源回路1〜6、ならびに電子回路8がそれぞれプラグイン実装される。

0061

また、バックボード7には、これらコネクタDCCb,ECCb間を接続する配線HPがそれぞれ形成され、これら配線HPによって対応する電源端子VOUT1〜VOUT6と電源端子VIN1〜VIN6とがそれぞれ接続されている。

0062

さらに、並列接続部12には、電源回路1〜6の並列運転制御端子PC1〜PC6が接続されるコネクタPSCが設けられており、このコネクタPSCの各端子は、並列接続部12に形成された配線PHによって共通接続されている。

0063

また、電子回路8には、電源端子VIN1〜VIN3を介して負荷に電源を供給する電源配線DH1、および電源端子VIN4〜VIN6を介して負荷に電源を供給する電源配線DH2がそれぞれ形成されている。

0064

この場合、並列電源システムの仕様変更が発生した際に、その変更内容に応じて、電子回路8の変更と同時に電源配線DH1,DH2を変更すればよいことになり、電源回路1〜6、給電バス11、あるは装置の改造や廃棄などを回避することができる。

0065

また、付随的に発生することのある並列接続部12の変更は、該並列接続部12を安価に設計することによって低コストにすることができる。また、並列接続部12に交換をコネクタPSCによって行ったり、ハードウェアあるいはソフトウェア制御のスイッチで行うことにより、容易に交換、あるいは変更できるようになり、交換、変更時間を短縮することができる。

0066

それにより、本実施の形態3でも、並列電源システムの仕様変更に伴う変更のコストや時間を小さくすることができる。

0067

また、本実施の形態3によれば、電源回路1〜6と電子回路8とを給電バス11を介して接続したが、該給電バス11の代わりにバックボードを用いた構成としてもよい。

0068

この場合、並列接続部12を電子回路とは別のプリント基板などで構成して電子回路の一形態とみなすこともできて、これは、電子回路が複数あって、並列接続点を一つの電子回路上に固定することが有益でない場合などに有効である。

0069

(実施の形態4)図7は、本発明の実施の形態4による並列電源システムの構成説明図である。

0070

本実施の形態4においては、並列電源システムが、電源端子VOUT1〜VOUT6、および並列運転制御端子PC1〜PC6が設けられた電源回路1〜6、コネクタDCC,ECC、および配線HPが設けられたバックボード7、ならびに電子回路8bから構成されている。

0071

電源回路1〜6、およびバックボード7の構成は、前記実施の形態1と同様であり、電子回路8bに出力・並列接続切替機構(接続切替手段)KKが設けられている点が異なっている。

0072

この出力・並列接続切替機構KKは、トランジスタなどのスイッチング素子などのスイッチング手段からなり、これらスイッチング手段の接続先設定情報に基づいて切り替えることによって、並列電源システムの仕様変更に際して、電源回路1〜6の並列運転の台数などの組合わせを変更する。この設定情報を変更する方法は、スイッチなどのハードウェアでもソフトウェアでも他でもよい。

0073

よって、この場合も、並列電源システムの変更のコストと時間の最小限化を実現することができ、かつ並列電源システムの変更が設定情報のみとなるので、より最小限化することができる。

0074

それにより、本実施の形態4においては、並列電源システムの仕様変更が発生した場合に、装置の廃棄などを回避することも含めて、並列電源システムの変更のコストと時間を最小限にすることができる。

0075

また、本実施の形態4では、図1の並列電源システムにおける電源配線DH1,DH2、並列運転制御配線PCH1,PCH2の代わりに出力・並列接続切替機構KKを設けた構成としたが、他のいかなる実施の形態の並列電源システムにおける電子回路の電源配線、並列運転制御配線の代わりとして用いるようにしても同様の効果があることは明らかである。

0076

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

0077

また、前記実施の形態1〜4においては、電源回路、ならびに電子回路をバックボード、または給電バスにプラグイン実装する場合について記載したが、プラグイン実装する実装ボードは、バックボード、または給電バス以外でもよく、たとえば、コンピュータのマザーボードなどやその他のものであっても同等の効果を得ることができる。

0078

さらに、実施の形態1〜4では、電源回路の電流容量が等しい例について説明したが、異なる電流容量のものを使用すれば、たとえば10Aと5Aの電源を使用すれば、5A単位のより木目細かい仕様変更に対応することができる。

0079

また、電源の並列運転の方式によっては並列運転端子のないものもあり、他の方法で接続変更の可能な場合もあるので、本発明の主眼は、電源の出力端子の並列接続点にある。

発明の効果

0080

(1)本発明によれば、並列電源システムの仕様変更が発生した場合に、バックボードや変更のない電子回路などをそのまま使用することができるので、並列電源システムの変更にかかるコスト、ならびに時間を大幅に少なくすることができる。

0081

(2)また、本発明では、上記(1)により、並列電源システムを用いて構成された電子装置の廃棄なども回避することができるので、該電子装置を長寿命化することができる。

図面の簡単な説明

0082

図1本発明の実施の形態1による並列電源システムの構成説明図である。
図2図1の並列電源システムの電流容量の仕様を変更した際の構成説明図である。
図3図1の並列電源システムを用いて構成された電子装置の構成説明図である。
図4本発明の他の実施の形態による並列電源システムの構成説明図である。
図5本発明の実施の形態2による並列電源システムの構成説明図である。
図6本発明の実施の形態3による並列電源システムの構成説明図である。
図7本発明の実施の形態4による並列電源システムの構成説明図である。
図8本発明者が検討した並列電源システムの構成説明図である。

--

0083

1〜6…電源回路、7,7a…バックボード(中継用ボード)、8〜8b…電子回路、9,10…電子回路、11…給電バス、12…並列接続部(並列配線部)、VOUT1〜VOUT 6…電源端子(電源回路側端子)、PC1〜PC6…並列運転制御端子(電源回路側モニタ端子)、VIN1〜VIN6…電源端子(電子回路側端子)、PC1a〜PC6a…並列運転制御端子(電子回路側モニタ端子)、DH1,DH2…電源配線(電源共通配線)、PCH1,PCH2…並列運転制御配線(共通モニタ配線)、ECC〜ECCb…コネクタ(電源用コネクタ)、DCC〜DCCb…コネクタ(電子回路用コネクタ)、HP…配線(供給配線)、DS…電子装置、ECCa…コネクタ(電源用コネクタ)、VINC…電源端子(電子回路側端子)、PCC…並列運転制御端子(電子回路側モニタ端子)PCC、DHB…電源配線(中継用ボード共通配線)、PCHB…並列運転制御配線(中継用ボード共通モニタ配線)、KK…出力・並列接続切替機構(接続切替手段)。

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