JP2005051922A - 電力供給システム及び電力供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡便・高信頼・汎用的な電力供給システム及び電力供給方法を提供する。
【解決手段】 入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムにおいて、前記負荷装置は前記負荷の特性情報を格納する第１記憶手段を備え、前記電源装置は前記第１記憶手段に接続するインターフェースを備え、前記変換器は前記特性情報に基づく運転情報に基づき前記変換器の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置等とを備える電力供給システムに関する。

従来の電力供給システムは、例えばＡＣアダプタとノート形パーソナルコンピュータ等とである。そして、その構成は、以下のとおりである。
電源装置であるＡＣアダプタの入力は交流入力電圧に接続し、ＡＣアダプタの出力は負荷装置であるノート形パーソナルコンピュータに接続する。そして、ＡＣアダプタは交流入力電圧を直流電圧に変換し、ノート形パーソナルコンピュータに電力を供給する。

また、ノート形パーソナルコンピュータは、ＡＣアダプタとの接続を切断して利用することがある。このようなときは、ＡＣアダプタは交流入力電圧との接続を切断することが推奨されているが、煩雑であるため、切断しない利用形態をとることが一般的である。
このような場合では、ＡＣアダプタは、常に交流入力電圧に接続した状態で、ノート形パーソナルコンピュータに接続したり、ノート形パーソナルコンピュータから切断したりする。

さらに、例えばＡＣアダプタとデジタル式カメラとの電力供給システムは、ノート形パーソナルコンピュータの電力供給システムと同様に、ＡＣアダプタは、常に交流入力電圧に接続した状態で、デジタル式カメラに接続したり、デジタル式カメラから切断したりする。

さらにまた、例えばＡＣアダプタと携帯形電話機との電力供給システムは、ノート形パーソナルコンピュータの電力供給システムと同様に、ＡＣアダプタは、常に交流入力電圧に接続した状態で、携帯形電話機に接続したり、携帯形電話機から切断したりする。

そして、ノート形パーソナルコンピュータ専用のＡＣアダプタと、デジタル式カメラ専用のＡＣアダプタと、携帯形電話機専用のＡＣアダプタというように負荷装置毎にＡＣアダプタを形成する。

このような従来の電力供給システムは、負荷装置の利用者であるユーザは、電源装置の特性及び負荷装置の特性の詳しい知識がなくても、負荷装置に専用のアダプタを接続することで、電源装置及び負荷装置を正常に動作させることができる。

一方、ユーザが専用のアダプタを使用せずに、汎用の可変電圧源装置からなる電源装置からそれぞれの負荷装置に電力を供給すると、思いがけない事故になる場合がある。例えば、電源装置及び負荷装置が発煙する。これは、電源装置と負荷装置とは表示ラベルにあるような定格電圧・定格電流等以外のさまざまな仕様があることによるものである。

例えば、負荷装置に搭載されたバッテリーの充電に対して、電源装置における過電流制限特性を利用して定電流充電させる。このようにすることにより、負荷装置内の充電回路は簡略化されている。

また、負荷装置に搭載されたハードディスクの起動時に生ずるピーク負荷の時間を限定させ、電源装置のサイズを小さくする場合がある。詳しくは、ピーク負荷の出力容量を有する電源装置は大型であるが、ピーク負荷の時間を限定し、電源装置の発熱を抑制すれば、電源装置のサイズを小さくできる。

なお、セットメーカが推奨する利用条件で電源装置及び負荷装置が発煙等を生じる場合には、セットメーカはユーザに対して損害賠償責任がある。このようなこともあって、負荷装置毎に専用のＡＣアダプタを用意することが多い。

さらに、負荷装置及びその負荷専用の電源装置を供給するセットメーカは、負荷装置の特性及び電源装置の特性の詳しい知識に基づいて、利用形態を想定し、ワーストケースの状態での動作試験を実施している。例えば、セットメーカは、ノート形パーソナルコンピュータに対し、本体に接続できるオプションを全て接続し、気温４０度の条件で数ヶ月連続使用できるかどうかを確認する。

また、セットメーカは、ユーザのマーケティングを実施して、負荷装置の特性及び電源装置の特性を企画する。例えば、セットメーカは、ノート形パーソナルコンピュータに対し、高速で消費電力が大きいＣＰＵを採用するのか低速で消費電力が小さいＣＰＵを採用するのかを企画する。さらに、セットメーカは、小形・高価格の専用ＡＣアダプタを採用するのか大型・低価格の専用ＡＣアダプタを採用するのかを企画する。一方、ノート形パーソナルコンピュータ等の製品（負荷装置及び電源装置）のライフサイクルは短いという特徴がある。

さらにまた、ノート形パーソナルコンピュータ等の製品において、負荷装置と電源装置との相性は、信頼性、サイズ、コストに大きく影響する。そして、その要となる電源装置の仕様はノウハウの塊であり、一般的に、公開されることはない。

また、負荷装置はセットメーカが製造するが、電源装置等は下請けの電源メーカが製造する形態のビジネスモデルが一般的である。

さらにまた、従来の電力供給システムは、プラグアンドプレイ機能を備えるものである（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来の電力供給システムは、負荷装置からの指令に基づき変換器の特性を変化させるものである（例えば、特許文献２参照。）。

特許第３２６８４９２号明細書 特許第３４１５２６３号明細書

このような、従来の電力供給システムにおいて、ユーザは、例えば、ノート形パーソナルコンピュータ専用のＡＣアダプタと、デジタル式カメラ専用のＡＣアダプタと、携帯形電話機専用のＡＣアダプタというように、複数のＡＣアダプターを所有することになり、コスト高で煩雑であるという課題がある。そして、負荷装置と専用アダプターの組合せに間違いがあると、電源装置及び負荷装置が故障するという課題がある。

また、一般的に、ＡＣアダプタは常に交流入力電圧に接続する利用形態となるために、複数のＡＣアダプタを配置するスペースが必要となり不便という課題がある。しばしば、蛸足配線での利用形態を見かける。
さらに、複数のＡＣアダプタを常に交流入力電圧に接続すると、ＡＣアダプタを利用していないときの待機電力損失も大きくなるという課題がある。そして、待機電力の増加は地球環境に深刻な悪影響を及ぼす。

さらにまた、機器（電源装置及び負荷装置）の電気的な寿命まで使用することなく、安易に廃棄物を増加させるという課題がある。特に、電源装置においては、その出力の仕様が類似しているものが数多く存在している。しかし、セットメーカは、ユーザに短いライフサイクルで負荷装置と共に電源装置を数多く購入させている。

また、ユーザは、負荷装置と電源装置との組合せを自由に決めることができず、セットメーカが想定した利用形態に縛られるという課題がある。例えば、出張等のような小型のＡＣアダプタを利用したい状況においても、大型のＡＣアダプタを利用せざるを得ない場合がしばしばある。

本発明の目的は、以上説明した課題を解決するものであり、簡便・高信頼・汎用的な電力供給システム及び電力供給方法を提供することにある。

このような目的を達成する本発明は、次の通りである。
（１）入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムにおいて、前記負荷装置は前記負荷の特性情報を格納する第１記憶手段を備え、前記電源装置は前記第１記憶手段に接続するインターフェースを備え、前記変換器は前記特性情報に基づく運転情報に基づき前記変換器の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。

（２）前記変換器は、前記インターフェースと前記第１記憶手段とが切り離されているときに停止することを特徴とする（１）記載の電力供給システム。

（３）前記電源装置は、前記特性情報または前記運転情報を格納し、前記変換器が動作するときに値を保持する第２記憶手段を備えることを特徴とする（１）記載の電力供給システム。

（４）前記電源装置は、前記第１記憶手段に電力を供給する補助出力を備え、前記負荷装置から前記電源装置への確認信号に基づき前記変換器を動作させることを特徴とする（１）記載の電力供給システム。

（５）入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムにおいて、前記電源装置は前記変換器の変換器特性情報を格納する第１記憶手段を備え、前記負荷装置は前記負荷の負荷特性情報を格納する第２記憶手段を備え、前記変換器は前記負荷特性情報と前記変換器特性情報とに基づく運転情報に基づき前記変換器の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。

（６）入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムにおいて、前記電源装置は前記変換器の特性情報を格納する記憶手段を備え、前記負荷は前記特性情報に基づく運転情報に基づき負荷の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。

（７）第１入力電圧を第１出力に変換する第１変換器を有する第１電源装置と、第２入力電圧を第２出力に変換する第２変換器を有し、前記第１電源装置から着脱可能である第２電源装置とを備える電力供給システムにおいて、前記第１電源装置は前記第１変換器の特性情報を格納する記憶手段を備え、前記第２電源装置は前記特性情報に基づく運転情報に基づき前記第２変換器の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。

（８）入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムの電力供給方法において、前記負荷装置から前記電源装置へ前記負荷の特性情報を通信するステップ、前記変換器は前記特性情報に基づく運転情報に基づき前記負荷に電力を供給するステップ、を備える電力供給方法。

（９）入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムの電力供給方法において、前記負荷装置から前記電源装置へ前記負荷の特性情報に基づく運転情報を通信するステップ、前記変換器は前記運転情報に基づき前記負荷に電力を供給するステップ、を備える電力供給方法。

（１０）入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムの電力供給方法において、前記電源装置の接地電位と前記負荷装置の接地電位とを接続するステップ、前記変換器の出力を前記負荷に接続すると共に、前記電源装置から前記負荷装置へ補助出力を供給するステップ、前記変換器の特性及び前記負荷の特性は前記負荷特性情報と前記変換器特性情報とに基づく運転情報に基づき設定される共に、前記負荷装置から前記電源装置へ確認信号を通信するステップ、前記変換器は前記負荷に電力を供給するステップ、を備える電力供給方法。

以上のことにより、本発明によれば、簡便・高信頼・汎用的な電力供給システムを提供することができる。また、簡便・高信頼・汎用的な電力供給方法を提供することができる。

また、ユーザは、一つの電源装置で複数の種類の負荷装置に電力を供給することができるため、電源装置を配置するスペースを小さくできる。そして、蛸足配線をする必要がないため、簡便・高信頼となり、美観も好適となる。

さらに、接続の間違いがあった場合でも、変換器は出力を停止しているため、電源装置及び負荷装置が故障することがない。

また、コンセントに常時接続される電源装置の数が減少し、待機電力は減少する。さらに、電源装置を電気的な寿命まで利用することができる。

さらに、セットメーカは、自身の製造する負荷装置の開発に専念できる。そして、記憶手段に格納する特性情報を操作することで、負荷装置と電源装置との仮想試験も可能となり、これらの動作試験に費やすコスト・時間を小さくすることができる。

また、記憶手段に格納する特性情報は、製品出荷後でもネットワークを介して更新することもできる。このようにすると、特性情報を最新のものにすることができ、機器の信頼性を一層高くできる。

さらに、電源メーカは、部品の共通化及び電源装置の量産化が容易となり、電源装置を低コストで提供できる。また、開発に要する費用を抑制できる。

以下に、図１に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る電力供給システムの一実施例を示す構成図である。

図１の実施例の特徴は、負荷装置７内の記憶手段２２と電源装置８内のインターフェース１３を有する制御回路６とを備える点にある。

同図において、共通電位ＣＯＭ及び接地電位ＧＮＤを電力供給システムの共通電位とする。メインコンバータ３は、一次側の入力電圧Ｖｉを二次側の電圧Ｖ２に変換する回路である。

また、変換器であるステップダウンコンバータ４は、駆動電圧ＶＧに基づき電圧Ｖ２を電圧Ｖ３に変換する回路である。さらに、電圧Ｖ３は、抵抗Ｒ１を介して出力電圧Ｖｏとなり、負荷装置７内の負荷２０に接続される。そして、出力電圧Ｖｏ及び負荷電流Ｉｏは負荷２０へ電力を供給する。また、抵抗Ｒ１に発生する電圧は増幅器Ｕ１を介して電圧Ｖ５となる。そして、電圧Ｖ５は負荷電流Ｉｏに比例する。さらにまた、抵抗Ｒ１に発生する電圧は電圧Ｖ３及び出力電圧Ｖｏと比較して無視できるため、出力電圧Ｖｏは電圧Ｖ３とほぼ等しい。

さらに、負荷装置７内の記憶手段２２は負荷２０の特性情報を格納する。例えば、負荷２０に好適な電源装置の仕様及び負荷２０のシミュレーションモデル等である。詳しくは、負荷２０に好適な出力電圧値、負荷２０に好適な過電圧設定値、負荷２０に好適な過電流設定値・過電流許容時間、負荷２０に好適な過温度値等である。そして、記憶手段２２は、ＭＡＳＫＲＯＭ及びフラッシュＥＥＰＲＯＭ等のように、非導通時でも記憶が消去されない不揮発性の素子で形成する。

そして、記憶手段２２は、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７を介して、電源装置８内のインターフェース１３に接続される。そして、記憶手段２２の特性情報は、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５を介して、信号ｄａｔａとなり、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７を介して、インターフェース１３に通信される。

また、制御回路６は、インターフェース１３を有する。そして、インターフェース１３は、記憶手段１０内の電圧データＵ２０及びデジタル／アナログ変換器Ｕ１２を介して、誤差増幅器Ｕ２の非反転入力端に接続する。さらに、誤差増幅器Ｕ２の反転入力端は電圧Ｖ３に接続し、誤差増幅器Ｕ２の出力Ｖ１０は変調回路Ｕ１６を介して駆動信号ＶＧとなり、ステップダウンコンバータ４に接続する。そして、誤差増幅器Ｕ２は、電圧Ｖ３即ち出力電圧Ｖｏが電圧データＵ２０の値Ｖ２０に基づく電圧となるようにステップダウンコンバータ４を制御する。

さらにまた、インターフェース１３は、記憶手段１０内の過電圧データＵ２１を介して、比較器Ｕ３の一方の入力に接続する。さらに、比較器Ｕ３の他方の入力はアナログ／デジタル変換器Ｕ１１を介して電圧Ｖ３に接続し、比較器Ｕ３の出力Ｖ１２はアイオーＵ１４を介して変調回路Ｕ１６に接続する。そして、比較器Ｕ３は、電圧Ｖ３即ち出力電圧Ｖｏが過電圧データＵ２１の値Ｖ２１に基づく値を越えるとステップダウンコンバータ４を停止させる。

また、インターフェース１３は、記憶手段１０内の過電流データＵ２２を介して、比較器Ｕ４の一方の入力に接続する。さらに、比較器Ｕ４の他方の入力はアナログ／デジタル変換器Ｕ１０を介して増幅器Ｕ１の出力Ｖ５に接続し、比較器Ｕ４の出力Ｖ１３はアイオーＵ１４を介して変調回路Ｕ１６に接続する。そして、比較器Ｕ４は、電圧Ｖ５即ち負荷電流Ｉｏが過電流データＵ２２の値Ｖ２２に基づく値を越えるとステップダウンコンバータ４を停止させる。

さらにまた、インターフェース１３は、記憶手段１０内の過電度データＵ２３を介して、比較器Ｕ５の一方の入力に接続する。さらに、比較器Ｕ５の他方の入力はアナログ／デジタル変換器Ｕ１３を介して電源装置８内に形成する温度センサＵ１７に接続し、比較器Ｕ５の出力Ｖ１４はアイオーＵ１４を介して変調回路Ｕ１６に接続する。そして、比較器Ｕ５は、温度センサの値Ｖ１９即ち電源装置の温度が過電度データＵ２３の値Ｖ２３に基づく値を越えるとステップダウンコンバータ４を停止させる。

また、インターフェース１３と記憶手段２２とが切り離れている場合は、インターフェース１３は無効となり、記憶手段１０、誤差増幅器Ｕ２、比較器Ｕ３、比較器Ｕ４、比較器Ｕ５、アイオーＵ１４、変調回路Ｕ１６は無効となり、ステップダウンコンバータ４は停止し、電圧Ｖ３及び出力電圧Ｖｏは停止する。

さらに、記憶手段１０は、インターフェース１３からの特性情報を運転情報として格納する。そして、ステップダウンコンバータ４が動作しているときは、記憶手段１０の値を保持し、記憶手段１０の値が変化しないようにする。さらにまた、記憶手段１０は、インターフェース１３と記憶手段２２とが切り離れている場合は、格納されていた運転情報を消去する。

また、電源装置８内の記憶手段１２はステップダウンコンバータ４の特性情報を格納する。例えば、ステップダウンコンバータ４の許容出力電圧値、ステップダウンコンバータ４の許容負荷電流値・ステップダウンコンバータ４である。そして、記憶手段１２は、記憶手段２２と同様に、ＭＡＳＫＲＯＭ及びフラッシュＥＥＰＲＯＭ等のように、非導通時でも記憶が消去されない不揮発性の素子で形成する。

さらに、電源装置８内の演算部１１の入力は記憶手段１０及び記憶手段１２に接続し、演算部１１の出力はアイオーＵ１４を介して変調回路Ｕ１６に接続する。そして、演算部１１は、記憶手段１０内の電圧データＵ２０、過電圧データＵ２１、過電流データＵ２２及び過温度データＵ２３が、記憶手段１２内の許容出力電圧値、許容負荷電流値及び許容過温度値を越えるものであると、ステップダウンコンバータ４を停止させる。

また、レギュレータ５は、電圧Ｖ２を補助出力Ｓｔａｎｄｂｙに変換する回路である。さらに、補助出力Ｓｔａｎｄｂｙは、制御回路６及び記憶手段２２に接続し、電力を供給する。

さらに、補助出力Ｓｔａｎｄｂｙは、負荷装置７内の抵抗Ｒ２を介して、確認信号ｄｅｔｅｃｔとなり、電源装置８内の比較器Ｕ６における一方の入力及び抵抗Ｒ３に接続される。また、比較器Ｕ６の他方の入力は基準電圧Ｖｒに接続し、比較器Ｕ６の出力は、アイオーＵ１４を介して変調回路Ｕ１６に接続する。

そして、比較器Ｕ６は、確認信号ｄｅｔｅｃｔがロウレベルのとき、即ち、電源装置８と負荷装置７とが正常に接続されていないときにステップダウンコンバータ４を停止させる。

そしてまた、比較器Ｕ６は、確認信号ｄｅｔｅｃｔがハイレベルであるとき、即ち、電源装置８と負荷装置７とが正常に接続されているときにステップダウンコンバータ４の停止を解除する。

また、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点と接地電位ＧＮＤとの間にコンデンサＣ１及びダイオードＤ２を接続し、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点と補助出力ｓｔａｎｄｂｙとの間にダイオードＤ１を接続する。さらに、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との接続点と接地電位ＧＮＤとの間にコンデンサＣ２及びダイオードＤ４を接続し、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との接続点と補助出力ｓｔａｎｄｂｙとの間にダイオードＤ３を接続する。

このような図１の実施例の動作を説明する。
まず、電源装置８と負荷装置７とが中途半端な接続となって、接地電位ＧＮＤ、出力電圧Ｖｏ及び補助出力ｓｔａｎｄｂｙは接続し、信号ｄａｔａは切り離されているときは、インターフェース１３は無効となり、ステップダウンコンバータ４は停止し、電圧Ｖ３及び出力電圧Ｖｏは停止する。このため、負荷２０にストレスが発生しない。

次に、電源装置８と負荷装置７とが完全に接続しているときは、記憶手段２２の特性情報はインターフェース１３に通信され、インターフェース１３は有効となる。そして、インターフェース１３の特性情報は運転情報となって、電圧データＵ２０の値Ｖ２０、過電圧データＵ２１の値Ｖ２１、過電流データＵ２２の値Ｖ２２及び過温度データＵ２３の値Ｖ２３となり、ステップダウンコンバータ４の出力の特性を設定する。具体的には、ステップダウンコンバータ４の出力電圧値、過電圧設定値、過電流設定値、過温度値を設定する。そして、ステップダウンコンバータ４は負荷２０に好適な出力電圧値、負荷２０に好適な過電圧設定値、負荷２０に好適な過電流設定値、負荷２０に好適な過温度値を出力する。

また、負荷装置８を他の負荷装置８'に変更すると、負荷装置８'の記憶手段２２'の特性情報がインターフェース１３に通信されて運転情報となり、ステップダウンコンバータ４は負荷装置８'の負荷２０'に好適な出力電圧値、負荷２０'に好適な過電圧設定値、負荷２０'に好適な過電流設定値、負荷２０'に好適な過温度値を出力する。

例えば、負荷装置８がノート形パーソナルコンピュータからデジタル式カメラに変更となると、ステップダウンコンバータ４の特性は、ノート形パーソナルコンピュータに好適な特性からデジタル式カメラに好適な特性へ変化する。

さらに、電源装置８と負荷装置７とが切り離されると、インターフェース１３は無効となり、ステップダウンコンバータ４は停止し、電圧Ｖ３及び出力電圧Ｖｏは停止すと共に、記憶手段１０に格納されていた運転情報は消去される。

このようにして、電源装置８は、複数の種類の負荷装置に電力を供給することができる。そして、ユーザは、電源装置８の特性及び負荷装置７の特性の詳しい知識がなくても、電源装置８及び負荷装置７を正常に動作させることができる。また、セットメーカは、負荷装置７の記憶手段２２の記載を変更することにより、電源装置８の特性を変更できるため、製品（負荷装置及び電源装置）の動作試験を簡素化できる。さらに、電源メーカは、負荷装置毎に電源装置を製造する必要がないため、部品の共通化及び電源装置の量産化が容易となり、電源装置は低コストとなる。

また、記憶手段１０にインターフェース１３からの特性情報に基づく運転情報を格納した後、ステップダウンコンバータ４が動作を開始すると、記憶手段１０の値は保持される。したがって、ステップダウンコンバータ４の動作で信号ｄａｔａにノイズが発生しても、記憶手段１０の値は保持され、ステップダウンコンバータ４の特性は変化しないため、高信頼で電力を供給できる。

さらに、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ１からなる低域フィルタと、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７及びコンデンサＣ２からなる低域フィルタと、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、ダイオードＤ３及びダイオードＤ４とは、信号ｄａｔａに発生する外来ノイズの影響を低減すると共に、出力電圧Ｖｏと接地電位ＧＮＤとの短絡故障のときに記憶手段２２及びインターフェース１３等を保護する。

また、電源装置８から負荷装置７へ出力電圧Ｖｏ及び補助出力ｓｔａｎｄｂｙを出力し、負荷装置７から電源装置８へ信号ｄａｔａ及び確認信号ｄｅｔｅｃｔを出力する。そして、出力電圧Ｖｏ、補助出力ｓｔａｎｄｂｙ、信号ｄａｔａ及び確認信号ｄｅｔｅｃｔのいずれかの接続に不良があると負荷２０に電力が供給されない。即ち、電源装置８と負荷装置７とは、ハンドシェイクで一体となり協調し合う。

また、補助出力ｓｔａｎｄｂｙ及び確認信号ｄｅｔｅｃｔの作用により、電源装置８と負荷装置７とは、通信を２重化する協調動作をする。なお、負荷装置７内の蓄電池等（図示せず）から記憶手段２２に電力を供給してもよい。

さらに、ステップダウンコンバータ４が負荷２０に電力を供給する能力がないときは、即ち、好適な過電流設定値が許容負荷電流値を越えるときは、ステップダウンコンバータ４は停止したままとなる。このため、負荷２０にストレスが発生しない。

このときの動作を詳しく説明する。
記憶手段２２の特性情報は、インターフェース１３を介して、記憶手段１０に格納される。そして、演算部１１は、記憶手段１０及び記憶手段１２に基づき、運転情報を生成する。この場合、運転情報は０となり、ステップダウンコンバータ４は停止する。

さらに、図１の実施例の電力供給方法を説明する。
まず、負荷装置７から電源装置８へ負荷２０の特性情報を通信するステップを実行する。そして、電源装置８は特性情報に基づく運転情報を生成する。また、ステップダウンコンバータ４はこの運転情報に基づき負荷２０に電力を供給するステップを実行する。

このような電力供給方法によれば、一つの電源装置で複数の種類の負荷装置に電力を供給することができる。

さらに、高信頼性の電力供給方法を説明する。
電源装置８の接地電位ＧＮＤと負荷装置７の接地電位ＧＮＤとを接続するステップを実行する。
そして、ステップダウンコンバータ４の出力を負荷２０に接続すると共に、電源装置８から負荷装置７へ補助出力ｓｔａｎｄｂｙを供給するステップを実行する。

そしてまた、前記負荷装置から前記電源装置へ前記負荷の特性情報を通信するステップを実行する。
そして、電源装置８の特性は特性情報に基づく運転情報を生成する。また、ステップダウンコンバータ４はこの運転情報に基づき設定される。さらに、負荷装置７から電源装置８へ確認信号ｄｅｔｅｃｔを通信するステップを実行する。

そしてまた、ステップダウンコンバータ４が特性情報に基づき負荷２０に電力を供給するステップを実行する

このような、電力供給方法は、電源装置８の接地電位ＧＮＤと負荷装置７の接地電位ＧＮＤとが最初に接続されるため、誤動作等が発生しにくい。具体的には、電源装置８と負荷装置７とのコネクタにおいて、接地電位ＧＮＤに割り当てられる電極の長さを、他の電極の長さよりも長く形成する（図示せず）。

さらに、このようなコネクタでは、切り離しの最後まで電源装置８の接地電位ＧＮＤと負荷装置７の接地電位ＧＮＤとが接続するため、素子の破損等が抑制される。

また、このような構成は、特に、負荷２０への電力の供給中の電源装置８と負荷装置７との切り離し時に生ずる電源装置８の素子及び負荷装置７の素子の破損等を抑制できる。

さらに、ステップダウンコンバータ４が出力するためには、確認信号ｄｅｔｅｃｔと信号ｄａｔａとの２つが必要であり、即ち、２重化されているため、誤動作が発生しない。

さらにまた、上述の例とは別に、確認信号ｄｅｔｅｃｔと信号ｄａｔａとを符号化し、冗長性を高めると、一層、高信頼となる。

また、上述の例とは別に、ステップダウンコンバータ４を複数台並列接続するモジュール構成（図示せず）とし、負荷２０に応じて、ステップダウンコンバータ４の組合せを適当に選択するようにしても良い。電源装置８の適用範囲が広くなり、簡便となる。

このような、ステップダウンコンバータ４を複数台並列接続するモジュール構成では、負荷装置７が複数台ある場合でも、同時に電力を供給するようにできる。

さらに、図２は本発明に係る電力供給システムの他の実施例を示す構成図である。図１の実施例と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。

図２の実施例の特徴は、電源装置３００内の記憶手段３２及びインターフェース３３と、負荷装置４００内の記憶手段４２及びインターフェース４３との構成にある。

同図において、記憶手段３２は変換器３０の変換器特性情報を格納する。例えば、この特性情報は、変換器３０の許容出力電圧値、変換器３０の許容負荷電流、変換器３０の許容過温度値等である。

また、記憶手段４２は負荷４０の負荷特性情報を格納する。例えば、この特性情報は、負荷４０に好適な出力電圧値、負荷４０に好適な過電圧設定値、負荷４０に好適な過電流設定値・過電流許容時間、負荷４０に好適な過温度値等である。

さらに、共通電位ＣＯＭ及び接地電位ＧＮＤを電力供給システムの共通電位とする。電源装置３００と負荷装置４００とは、出力電圧Ｖｏ、接地電位ＧＮＤ、補助出力ｓｔａｎｄｂｙ、確認信号ｄｅｔｅｃｔ及び信号ｄａｔａにより接続される。

また、電源装置３００内の変換器３０は、入力電圧Ｖｉを電圧Ｖａに変換する。そして、電圧Ｖａは、スイッチＳＷ１を介して、出力電圧Ｖｏとなる。さらに、変換器３０は、補助出力ｓｔａｎｄｂｙを生成し、電源装置３００及び負荷装置４００に電力を供給する。また、変換器３０は、確認信号ｄｅｔｅｃｔと演算部３１の出力Ｖｂとで制御される。

さらに、スイッチＳＷ１は演算部３１の出力Ｖｃで制御される。また、演算部３１は記憶手段３２に接続する。さらに、記憶手段３２はインターフェース３３を介して信号ｄａｔａに接続する。

また、確認信号ｄｅｔｅｃｔにはスイッチＱ３０が接続されている。そして、通常のときはスイッチＱ３０をオフにし、入力電圧Ｖｉの停電及び変換器３０の故障等のときに、スイッチＱ３０をオンにする。

さらにまた、負荷装置４００内の負荷４０は、比較器Ｕ４０の出力Ｖｄと演算部４１の出力Ｖｆとで制御される。

また、比較器Ｕ４０の一方の入力は、抵抗Ｒ４１を介して補助出力ｓｔａｎｄｂｙに接続する。さらに、比較器Ｕ４０の他方の入力は、基準電圧Ｖ４０に接続する。また、補助出力ｓｔａｎｄｂｙと確認信号ｄｅｔｅｃｔとは負荷装置内の抵抗Ｒ４０を介して接続される。

さらにまた、比較器Ｕ４０の一方の入力には、スイッチＱ４０が接続されている。そして、通常のときはスイッチＱ４０をオフにし、リモートオフのときにスイッチＱ４０をオンにする。

また、演算部４１は記憶手段４２に接続する。さらに、記憶手段４２はインターフェース４３を介して信号ｄａｔａに接続する。

このような、図２の実施例の動作を説明する。
電源装置３００と負荷装置４００とが切り離されているときは、インターフェース３３は無効となり、演算部３１の出力Ｖｃは無効となり、スイッチＳＷ１はオフとなり、出力電圧Ｖｏは停止する。

電源装置３００と負荷装置４００とが接続すると、記憶手段３２に格納された変換器特性情報は、インターフェース３３及びインターフェース４３を介して、記憶手段４２に格納される。演算部４１は、記憶手段３２に格納された負荷特性情報と、インターフェース３３及びインターフェース４３を介して格納された変換器特性情報とから、運転情報を生成する。

例えば、変換器３０の出力容量が負荷４０内のバッテリーの急速充電に対応できるときは、負荷４０内のバッテリーが急速充電となるように運転情報を生成する。そして、変換器３０の出力容量が負荷４０内のバッテリーの急速充電に対応できないときは、負荷４０内のバッテリーが時間をかけて充電するように運転情報を生成する。

また、変換器の変換効率と負荷から変換器内の発熱を算出し、変換器の発熱と変換器の比熱とから変換器の温度上昇を算出すると共に、変換器の温度が許容過温度値になるまでの時間を算出する。そして、変換器の温度が許容過温度値になるまでの時間が１時間であれば、負荷４０の運転時間を１時間とする運転情報を生成する。

さらにまた、変換器３０の電力容量が十分でないときは、負荷４０の機能を一部停止させるように運転情報を生成する。具体例としては、ノート形パーソナルコンピュータのＣＤ−ＲＯＭ装置と、ＵＳＢ端子とを停止させる。

なお、演算部４１を有する負荷装置４００がコンピュータ等の機器である場合は、高度・複雑な運転情報を容易に生成できる。

さらに、演算部４１が生成した運転情報は、インターフェース３３及びインターフェース４３を介して、記憶手段３２に格納される。そして、この運転情報は演算部３１を介して変換器の特性を変化させる。また、この運転情報は演算部３１を介してスイッチＳＷ１をオンオフする。

このようにして、変換器３０は運転情報に基づき変換器の特性を設定する。また、負荷４０は運転情報に基づき負荷の特性を設定する。

さらに、変換器３０が負荷４０を動作させる能力がない場合は、運転情報は０となり、スイッチＳＷ１はオフとなるため、負荷４０にストレスが発生しない。

このように、負荷装置４００は、接続する電源装置３００によって、利用可能となる機能が変化する。

また、図２の実施例の電力供給方法を説明する。
電源装置３００から負荷装置４００へ補助出力ｓｔａｎｄｂｙを供給するステップを実行する。また、記憶手段３２に格納された負荷特性情報と記憶手段４２に格納された変換器特性情報とに基づく運転情報を生成するステップを実行する。

そして、変換器３０の特性が運転情報に基づき設定されるステップを実行する。また、負荷４０の特性が運転情報に基づき設定されるステップを実行する。さらに、負荷装置４００から電源装置３００へ確認信号ｄｅｔｅｃｔを通信するステップを実行する。

このような電力供給方法によれば、図１の実施例における電力供給方法と同様に、一つの電源装置で複数の種類の負荷装置に電力を供給することができる。

また、上述の例では、演算部４１が運転情報を生成する場合を述べたが、これとは別に、演算部３１が運転情報を生成することもできる。同様となるため、説明は省略する。

さらに、電源装置３００と負荷装置４００とが接続し、補助出力ｓｔａｎｄｂｙ及び確認信号ｄｅｔｅｃｔがハイレベルのときに変換器３０は動作する。

そして、リモートオフのときに、スイッチＱ４０はオンとなり、確認信号ｄｅｔｅｃｔはロウレベルとなり、変換器３０は停止する。

したがって、図２の実施例のように構成すると、確認信号ｄｅｔｅｃｔはリモートコントロールと兼用できる。

また、入力電圧Ｖｉの停電及び変換器３０の故障等の異常のときに、スイッチＱ３０はオンとなり、変換器３０は停止すると共に、確認信号ｄｅｔｅｃｔはロウレベルとなり、比較器Ｕ４０の出力Ｖｄは変化し、負荷４０は異常を検出する。

したがって、図２の実施例のように構成すると、確認信号ｄｅｔｅｃｔを利用して、入力電圧Ｖｉの停電及び変換器３０の故障等の異常を負荷装置４００にいち早く通知することができる。

また、図３は本発明に係る電力供給システムの他の実施例を示す構成図である。図２の実施例と同等の要素には同等の符号を付し、説明を省略する。

図３の実施例の特徴は、第１電源装置である電源装置３００と第２電源装置である電源装置３００'と接続する点にある。

図１の実施例と図２の実施例とは、電源装置と負荷装置との接続に係る構成であったが、図３の実施例のように、本発明の技術思想を着脱可能な第１電源装置と第２電源装置とに係る構成に適用することも可能である。

図３の実施例において、電源装置３００'は電源装置３００と同等の構成を有する。また、電源装置３００'の出力と電源装置３００の出力とは並列に接続する。さらに、信号ｄａｔａは電源装置３００'と電源装置３００とに接続する。

また、電源装置３００内の記憶手段３２は変換器３０の特性情報を格納し、電源装置３００'内の記憶手段３２'は変換器３０'の特性情報を格納する。

さらに、記憶手段３２に格納された特性情報は、インターフェース３３を介して信号ｄａｔａとなり、さらにインターフェース３３'を介して記憶手段３２'に接続される。

また、電源装置３００'は、インターフェース３３'からの特性情報と、記憶手段３２'に格納された特性情報とから、運転情報を生成する。
そして、電源装置３００'は、運転情報に基づき変換器３０'の特性を設定する。

例えば、変換器３０'の出力電圧は、変換器３０の出力電圧と等しくなるように設定される。また、例えば、変換器３０'の負荷電流は、所定の値で一定となるように設定される。

このような図３の実施例の構成によれば、電源装置３００及び電源装置３００'の利用率を上げることができる。例えば、電源装置３００の出力容量が１００Ｗで、電源装置３００'の出力容量が５０Ｗのときに、図３の実施例の構成によれば、１２０Ｗの負荷４０を動作させることができる。

このように、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で更に多くの変更及び変形を含むものである。

本発明の一実施例を示す構成図である。 本発明の他の実施例を示す構成図である。 本発明の他の実施例を示す構成図である。

符号の説明

３ メインコンバータ
４ ステップダウンコンバータ
５ レギュレータ
６ 制御回路
７，４００ 負荷装置
８，３００，３００' 電源装置
１３，３３，４３，３３' インターフェース
１０，１２，２２，３２，４２，３２' 記憶手段
１１，３１，４１，３１' 演算部
２０，４０ 負荷
３０，３０' 変換器
ＳＷ１，ＳＷ１' スイッチ
Ｖｉ，Ｖｉ' 入力電圧
Ｖｏ 出力電圧
Ｉｏ 負荷電流
ＣＯＭ，ＣＯＭ' 共通電位
ＧＮＤ 接地電位
Ｓｔａｎｄｂｙ 補助出力
ｄｅｔｅｃｔ 確認信号
ｄａｔａ 信号

Claims (10)

1. 入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムにおいて、
   前記負荷装置は前記負荷の特性情報を格納する第１記憶手段を備え、
   前記電源装置は前記第１記憶手段に接続するインターフェースを備え、
   前記変換器は前記特性情報に基づく運転情報に基づき前記変換器の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。
2. 前記変換器は、前記インターフェースと前記第１記憶手段とが切り離されているときに停止することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
3. 前記電源装置は、前記特性情報または前記運転情報を格納し、前記変換器が動作するときに値を保持する第２記憶手段を備えることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
4. 前記電源装置は、前記第１記憶手段に電力を供給する補助出力を備え、前記負荷装置から前記電源装置への確認信号に基づき前記変換器を動作させることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
5. 入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムにおいて、
   前記電源装置は前記変換器の変換器特性情報を格納する第１記憶手段を備え、
   前記負荷装置は前記負荷の負荷特性情報を格納する第２記憶手段を備え、
   前記変換器は前記負荷特性情報と前記変換器特性情報とに基づく運転情報に基づき前記変換器の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。
6. 入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムにおいて、
   前記電源装置は前記変換器の特性情報を格納する記憶手段を備え、
   前記負荷は前記特性情報に基づく運転情報に基づき負荷の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。
7. 第１入力電圧を第１出力に変換する第１変換器を有する第１電源装置と、第２入力電圧を第２出力に変換する第２変換器を有し、前記第１電源装置から着脱可能である第２電源装置とを備える電力供給システムにおいて、
   前記第１電源装置は前記第１変換器の特性情報を格納する記憶手段を備え、
   前記第２電源装置は前記特性情報に基づく運転情報に基づき前記第２変換器の特性を設定することを特徴とする電力供給システム。
8. 入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムの電力供給方法において、
   前記負荷装置から前記電源装置へ前記負荷の特性情報を通信するステップ、
   前記変換器は前記特性情報に基づく運転情報に基づき前記負荷に電力を供給するステップ、
   を備える電力供給方法。
9. 入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムの電力供給方法において、
   前記負荷装置から前記電源装置へ前記負荷の特性情報に基づく運転情報を通信するステップ、
   前記変換器は前記運転情報に基づき前記負荷に電力を供給するステップ、
   を備える電力供給方法。
10. 入力電圧を出力に変換する変換器を有する電源装置と、前記変換器から電力を供給される負荷を有し、前記電源装置から着脱可能である負荷装置とを備える電力供給システムの電力供給方法において、
    前記電源装置の接地電位と前記負荷装置の接地電位とを接続するステップ、
    前記変換器の出力を前記負荷に接続すると共に、前記電源装置から前記負荷装置へ補助出力を供給するステップ、
    前記変換器の特性及び前記負荷の特性は前記負荷特性情報と前記変換器特性情報とに基づく運転情報に基づき設定される共に、前記負荷装置から前記電源装置へ確認信号を通信するステップ、
    前記変換器は前記負荷に電力を供給するステップ、
    を備える電力供給方法。
    
    

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