JP6962302B2 - 電源装置および電源システム - Google Patents

Description

本発明は、周辺温度を推測することが可能な電源装置、およびその電源装置を含む電源システムに関する。

電源装置では、実稼働時間の累積、内部温度などの稼働環境を監視することで、部品の交換時期を使用者に通知している。具体的に、特許文献１に記載の電源管理ユニットでは、電源管理ユニットの内部温度を測定する温度測定部を有しており、当該温度測定部で測定された温度および稼働時間を記憶部に記憶し、これらのデータを用いて、上記電源部の稼働時間を一定周期で再計算している。そして、電源管理ユニットでは、その結果に応じて電源部の稼働時間に関する表示データを作成している。

また、特許文献２に記載の電源の監視装置では、平滑コンデンサの表面温度と装置周囲温度（盤内温度）を検出するセンサを備え、センサからの温度アナログ量を、アナログ／デジタル変換部を介してマイクロコンピュータのような演算部に取り込んでいる。さらに、監視装置では、演算部にて異常および寿命について自己診断を行い、その結果が規定以上になった場合に、エラー表示または警報出力している。

特開２００３−２２１２７号公報 特開２００９−２８１９８５号公報

特許文献１および特許文献２に記載の装置のように温度センサを内蔵する場合、当該温度センサで測定した温度を利用して、電源装置の周辺温度を推測することが考えられる。電源装置を起動してから電源装置の内部温度が安定するまでには、ある程度の時間が必要である。したがって電源装置の周辺温度を推定するためには、比較的長い時間を待つ必要があった。

本発明は、より短い時間で電源装置の周辺温度を推測することを可能にすることを目的とする。

本開示の一例によれば、電源装置は、電源部と、電源部の内部温度を測定する測定部と、測定部で測定された電源部の内部温度、および内部温度の上昇の傾きから到達温度を予測して、到達温度と電源部の負荷状況とに基づいて周辺温度を推測する演算部と、演算部で推測した周辺温度を出力する出力部とを備える。

この開示によれば、内部温度の変化から到達温度を予測する。予測された温度に基づいて周辺温度が推測されるので、内部温度が安定するのを待つ必要が無い。これにより、短い時間で電源装置の周辺温度を推測することが可能となる。

上述の開示において、電源装置は、内部温度と負荷状況とに基づく周辺温度の対応表を記憶する記憶部をさらに備える。演算部は、記憶部に記憶した対応表から、予測される到達温度と負荷状況とに対応する周辺温度を推測する。

この開示によれば、電源装置は、予め記憶された対応表を用いて周辺温度を推測する。したがって、到達温度を予測することにより、周辺温度を推測することができる。

上述の開示において、測定部は、電源部を構成する部品の温度を検出する温度センサの値を内部温度として測定する。

この開示によれば、熱源となる部品の温度を電源装置の内部温度とみなすことにより、電源装置の内部温度を簡易に測定することができる。

上述の開示において、電源装置は、内部温度の上昇の傾きが所定値を超える場合に、警報を発生させる。

この開示によれば、電源装置は、内部温度の推移を予測することによって、最終温度が、電源装置の動作の不具合（故障など）をもたらす温度に達するのかどうかを予測することができる。その予測の段階で電源装置は警報を出すことができる。したがって、電源装置の故障を防ぐための対策を取ることができる。

本開示の一例によれば、電源システムは、上述のいずれかに記載の電源装置と、電源装置で推測した周辺温度における電源装置の動作状態を求める演算処理装置とを備え、演算処理装置は、求めた電源装置の動作状態を予め定められた使用条件と対比して表示部に表示する。

この開示によれば、現在の周辺温度および負荷率に基づく現在の電源装置の動作状態を表示することができる。

上述の開示において、演算処理装置は、電源装置の動作状態における時系列の変化も併せて表示部に表示する。

この開示によれば、時系列の変化をユーザに示すことができる。

本発明によれば、短い時間で電源装置の周辺温度を推測することができる。

本発明の実施形態に係る電源装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態に係る電源装置の外観の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電源装置の内部の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電源装置において用いる周辺温度の対応表の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電源装置で周辺温度を推測する処理を説明するためのフローチャートである。 電源装置の内部温度の時間的変化を例示した図である。 電源装置の温度上昇および温度の傾きの時間経過を例示した図である。 周辺温度の監視に対応したフローチャートである。 本発明の実施形態に係る電源システムの構成を説明するための概略図である。 ＰＣのハードウェア構成を表わすブロック図である。 本発明の実施形態に係る電源システムの電源装置の動作状態を表示した一例を示す概略図である。

以下において、本実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

§１ 適用例
本発明の実施形態に係る電源装置の構成について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電源装置の構成を説明するためのブロック図である。図１に示す電源装置１００は、スイッチング電源装置であり、電源部１０と、制御部２０と、温度センサ２８とを備えている。

温度センサ２８は、電源装置１００の内部温度を測定する測定部である。制御部２０は、演算回路２２および表示回路２３を含む。演算回路２２は、温度センサ２８で測定された電源部１０の内部温度、および内部温度の上昇の傾きから、電源部１０の内部の到達温度を予測する。演算回路２２は、その予測される到達温度と電源部１０の負荷状況とに基づいて電源装置１００の周辺温度を推測する。表示回路２３は、演算回路２２により推測された周辺温度を出力する出力部に相当する。

電源装置１００の内部の温度が安定するためには、電源装置１００の起動からある程度の時間が経過している必要がある。したがって電源装置の周辺温度を推定するために、比較的長い時間を待つ必要がある。この実施の形態では、演算回路２２は、電源装置１００の内部温度の上昇時における温度の時間変化から、温度の到達点を予測する。そして、演算回路２２は、予測された到達点の温度（すなわち予測された到達温度）と、電源部１０の負荷状況とに基づいて周辺温度を推測する。温度の到達点を予測することによって、電源装置１００の内部の温度が安定するのを待つ必要が無くなる。したがって、本実施の形態によれば、より短い時間で装置の周辺温度を推測することが可能な電源装置を提供することができる。

§２ 具体例
（Ａ．電源装置の構成例）
図１を参照して、電源装置１００の構成を詳細に説明する。電源部１０は、ノイズフィルタ１１、整流回路１２、力率改善回路１３、突入電流制限回路１４、平滑回路１５、トランス１６、ドライブ制御回路１７、ＭＯＳＦＥＴ１８、過電流検出回路１９、整流・平滑回路３１、電圧検出回路３２、および過電圧検出回路３３を備える。

ノイズフィルタ１１、ＩＮＰＵＴに交流電源（例えば、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ、１００Ｖ／２００Ｖの商用電源）を接続した場合、当該交流電源に重畳した高周波のノイズ成分に対してフィルタリングを施し、ノイズ成分を除去した交流電源を整流回路１２に供給する。

整流回路１２は、ダイオードブリッジの全波整流回路で構成し、ノイズフィルタ１１から供給された交流電源を全波整流した脈流にして、一次側直流電源を生成する。

力率改善回路１３は、入力電流に発生する高調波電流を抑制するための回路であり、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路とも呼ばれている。突入電流制限回路１４は、例えば、抵抗と、この抵抗に並列に挿入されたリレーとから構成され、起動時から数十ミリ秒の間、リレーが開いて突入電流を防止し、その後リレーが閉じて電源を起動することができるようになっている。平滑回路１５は、平滑コンデンサで構成し、全波整流した交流電源を平滑化している。

ドライブ制御回路１７は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号発生器、フィードバック制御回路、ＯＣＰ（Over Current Protect）端子、スイッチング駆動端子、駆動電源端子などを備えた制御ＩＣで構成し、高周波のＰＷＭ信号をＭＯＳＦＥＴ１８のゲートに供給し、ＭＯＳＦＥＴ１８を駆動する。

また、ドライブ制御回路１７は、図示していないフォトカプラを介して、電圧検出回路３２で検出した二次側（出力側）の電圧を帰還している。そして、ドライブ制御回路１７は、当該電圧に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を変更し、直流電源の出力電圧を規定の値となるようにＭＯＳＦＥＴ１８を駆動する。さらに、ドライブ制御回路１７とＭＯＳＦＥＴ１８との間に過電流検出回路１９が設けられている。

ＭＯＳＦＥＴ１８は、トランス１６の一次巻線と直列に接続し、ドライブ制御回路１７から供給されるＰＷＭ信号に対応して一次側直流電源を断続して一次巻線に高周波のパルス電源（交流電源）を発生させる。

トランス１６は、一次側と二次側を電気的に絶縁した絶縁トランスで構成し、一次巻線、二次巻線および補助巻線を備え、一次巻線に発生した高周波のパルス電源（交流電源）を二次巻線および補助巻線に誘導する。なお、二次巻線に誘導された高周波のパルス電源（交流電源）は、直流出力電源に利用され、補助巻線に誘導された高周波のパルス電源（交流電源）は、ドライブ制御回路１７の起動に利用される。

整流・平滑回路３１は、ダイオードの半波整流回路、平滑コンデンサで構成し、二次巻線に誘導された高周波のパルス電源（交流電源）を半波整流した後に平滑して規定の出力電圧および出力電流の直流出力電源を発生する。発生した直流出力電源は、ＤＣ−ＯＵＴＰＵＴから出力される。

電圧検出回路３２は、直流出力電源の出力電圧を対応した降圧電圧で検出し、図示していないフォトカプラを介してドライブ制御回路１７に出力している。直流出力電源の出力側とドライブ制御回路１７との間に、図示していないフォトカプラを介して過電圧検出回路３３が設けられている。

制御部２０は、計時回路２１、演算回路２２、表示回路２３、スイッチ２４、通信回路２５、整流・平滑回路２６および記憶回路２７を備える。

計時回路２１は、電源部１０の稼働時間を計時するタイマである。計時回路２１は、ＤＣ−ＯＵＴＰＵＴから直流出力電源が発生している時間を計時し、無通電時間を計時していない。

演算回路２２は、計時回路２１で計時した時間を積算して積算稼働時間を算出したり、残寿命時間や周辺温度を演算したりする回路である。さらに、演算回路２２は、表示回路２３の表示制御、スイッチ２４から入力された切替信号の受け付け、通信回路２５の制御なども行っている。演算回路２２は、制御中枢としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、周辺機器との信号の整合性を保つための入出力インターフェイス等で構成されている。

表示回路２３は、電源装置１００の表面に設けられた表示装置である。図２は、本発明の実施形態に係る電源装置の外観の一例を模式的に示す図である。図２に示す電源装置１００では、ＩＮＰＵＴの端子、ＤＣ−ＯＵＴＰＵＴの端子を設けた面に、表示回路２３ａ〜２３ｆ、スイッチ２４および通信回路２５が設けられている。

表示回路２３ａは、例えば３桁表示の７セグメントＬＥＤで構成され、出力電圧、出力電流、積算稼動時間、残寿命時間および周辺温度などを表示することができる。なお、表示回路２３ａは、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイなどであってもよい。表示回路２３ｂは、表示回路２３ａの横側に並ぶ４つのＬＥＤランプで構成され、点灯しているＬＥＤランプによって表示回路２３ａに表示している値の内容を示している。例えば、「Ｖ」の横に位置するＬＥＤランプが点灯している場合、表示回路２３ａに表示している値が電源装置１００の出力電圧を表している。「Ａ」の横に位置するＬＥＤランプが点灯している場合、表示回路２３ａに表示している値が電源装置１００の出力電流を表している。「℃」の横に位置するＬＥＤランプが点灯している場合、表示回路２３ａに表示している値が電源装置１００の周辺温度を表している。「ｋｈ」の横に位置するＬＥＤランプが点灯している場合、表示回路２３に表示している値が電源装置１００の寿命に関する情報を表している。

表示回路２３ｃは、表示回路２３ｂの下側に位置するＬＥＤランプで構成され、当該ＬＥＤランプが点灯することで電源装置１００から直流電圧が出力されていることを示している。表示回路２３ｄは、表示回路２３ｃの下側に位置するＬＥＤランプで構成され、当該ＬＥＤランプが点灯することで電源装置１００に異常が発生していることを示している。表示回路２３ｅおよび表示回路２３ｆは、通信回路２５の横側に並ぶ２つＬＥＤランプで構成され、当該ＬＥＤランプが点灯することで通信回路２５での通信状況を示している。

スイッチ２４は、表示切替スイッチであって表示回路２３で表示する内容を切り替える。使用者がスイッチ２４を押下することで、切替信号が演算回路２２に入力される。演算回路２２は、入力された切替信号に基づき、表示回路２３ａに表示する情報を切替えて表示する。たとえば、使用者がスイッチ２４を押下する毎に、表示回路２３ａに表示する情報は、出力電圧、出力電流、周辺温度および電源部１０の寿命に関する情報（積算稼動時間または残寿命時間）の順に切替わる。

通信回路２５は、外部装置と通信を行うための回路であって、たとえば、有線ネットワーク（例えば、イーサネット（登録商標））である。図２に示すように電源装置１００の表示回路２３ａを設けた面に、有線ネットワークの接続端子が設けられている。なお、通信回路２５は、有線ネットワークに限定されず、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）通信、シリアル通信、パラレル通信、無線ネットワーク（例えば、無線ＬＡＮやＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標））などの公知の手段を用いることができる。通信回路２５を介して外部装置から表示回路２３の表示内容を切り替える切替信号を入力したり、演算回路２２から周辺温度や電源部１０の寿命に関する情報（積算稼動時間や残寿命時間など）を外部装置に出力したりすることが可能となる。

整流・平滑回路２６は、ダイオードの半波整流回路、平滑コンデンサで構成し、二次巻線に誘導された高周波のパルス電源（交流電源）を半波整流した後に平滑して規定の出力電圧および出力電流の直流出力電源を発生する。発生した直流出力電源で制御部２０の起動に利用している。

記憶回路２７は、温度センサ２８で測定した電源装置１００の内部温度、電源装置１００の周辺温度を推測するための対応表、および電源部１０の寿命に関する情報などを記憶するための回路である。記憶回路２７は、たとえば、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置で構成される。記憶回路２７に記憶した対応表は、通信回路２５を介して外部装置により更新や編集を行うことが可能である。

温度センサ２８は、平滑回路１５などに使用される電解コンデンサの温度を測定するためのセンサである。図３は、本発明の実施形態に係る電源装置の内部の一例を模式的に示す図である。図３に示す電源装置１００では、装置内に設けられた電解コンデンサ１５ａの側面に温度センサ２８が貼り付けられている。温度センサ２８により、電源装置１００の内部温度、特に電解コンデンサ１５ａの温度を測定することができる。

電源装置１００の平滑回路１５などに使用される電解コンデンサは、製造された時点から、含浸された電解液が封止ゴムを透過し、時間とともに内部の電解液の蒸発が進み、静電容量の減少をはじめとする特性の劣化が生じる。この電解コンデンサの寿命が電源部１０の寿命に大きく依存している。そこで、演算回路２２は、温度センサ２８で測定した電源装置１００の内部温度に基づいて電源部１０の残寿命時間を算出している。

電解コンデンサの劣化量は、電源装置１００の内部温度により大きく変化する。一般的に、電解コンデンサの劣化量は、アレニウスの化学反応速度論に従い周囲温度が約１０℃変化すると約２倍になることが知られている。そのため、演算回路２２は、図３に示すように温度センサ２８を用いて稼働中の電解コンデンサ１５ａの温度を監視し、稼働時間と内部温度から電源部１０の残寿命時間を算出している。

温度センサ２８を設ける位置は、電解コンデンサ１５ａの側面に限定されず、電源装置１００の内部部品（コンデンサやＦＥＴなど）の周囲や、電源装置１００の内部で発熱が大きい部分であってもよい。熱源となる部品の温度を電源装置の内部温度とみなすことにより、電源装置の内部温度を簡易に測定することができる。

（Ｂ．周辺温度の推測および表示）
温度センサ２８は、電源部１０の残寿命時間を算出するために電源装置１００の内部温度を測定しているだけでなく、電源装置１００の周辺温度を推測するために測定を行っている。具体的に、演算回路２２は、温度センサ２８で測定した電源装置１００の内部温度と、電源部１０の負荷状況とに基づいて周辺温度を推測する。演算回路２２は、周辺温度を推測するために、記憶回路２７に記憶してある内部温度と負荷状況とに基づく周辺温度の対応表を用いている。図４は、本発明の実施形態に係る電源装置において用いる周辺温度の対応表の一例を示す図である。図４に示す周辺温度の対応表では、左欄に負荷状況として出力電流（単位％、最大出力電流を１００％とする）が記載され、当該出力電流と温度センサ２８で測定した内部温度（単位℃）とで特定される下欄の値に周辺温度（単位℃）が示されている。たとえば、電源装置１００の出力電流が５０％で、温度センサ２８で測定した内部温度が４５℃の場合、対応表の下欄の値が２０となっているので、電源装置１００の周辺温度が２０℃であると推測することができる。

図４に示す周辺温度の対応表は、電源装置１００の仕様や機種に応じて異なっており、あらかじめ製造メーカによって記憶回路２７に記憶させてある。もちろん、周辺温度の対応表は、通信回路２５を介して更新することも可能であり、使用者側で変更や編集を可能にしてもよい。

電源装置１００は、電源部１０の負荷状況に応じて内部で温度上昇が生じるため、温度センサ２８で測定した電源装置１００の内部温度から温度上昇分を差し引くことで電源装置１００の周辺温度を推測することができる。具体的に、電源装置１００は、電源部１０の負荷状況として測定した出力電流および出力電圧から電力を求め、当該電力による内部の温度上昇を算出して、内部温度と温度上昇との差分により周囲温度を推測することができる。図４に示す周辺温度の対応表では、この推測した周囲温度の値を内部温度と負荷状況とに対応させて表としてまとめてある。なお、電源部１０の負荷状況は、図４に示す周辺温度の対応表のように電源部１０の出力電流としても、電源部１０の電力としてもよい。もちろん、電源部１０の負荷状況は、電源部１０の出力電流および出力電圧の少なくとも一方に関連する値であれば何れの値であってもよい。

次に、電源装置１００において、周辺温度を推測して表示する処理についてフローチャートを用いて説明する。図５は、本発明の実施形態に係る電源装置で周辺温度を推測する処理を説明するためのフローチャートである。

まず、電源装置１００は、ＤＣ−ＯＵＴＰＵＴの端子から直流電圧を出力する（ステップＳ５１）。演算回路２２は、温度センサ２８の測定値に基づいて、電源装置１００の内部温度を取得する（ステップＳ５２）。演算回路２２は、取得した電源装置１００の内部温度に基づいて電源部１０の残寿命時間を算出する（ステップＳ５３）。

次に、演算回路２２は、スイッチ２４の押下により電源装置１００の周辺温度を表示する操作が行われたか否かにより、電源装置１００の周辺温度の算出を行うか否かの判断を行う（ステップＳ５４）。電源装置１００の周辺温度の算出を行うと判断した場合（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、演算回路２２は、出力電流を測定した測定値を取得する（ステップＳ５５）。演算回路２２は、図４に示す周辺温度の対応表に基づいて、電源装置１００の内部温度と測定した出力電流の測定値とから電源装置１００の周辺温度を推測する（ステップＳ５６）。演算回路２２は、推測した電源装置１００の周辺温度を表示回路２３に表示させる（ステップＳ５７）。

電源装置１００の周辺温度の算出を行わないと判断した場合（ステップＳ５４：ＮＯ）、または電源装置１００の周辺温度を表示回路２３に表示した後、演算回路２２は、算出した電源部１０の残寿命時間を表示回路２３に表示させる（ステップＳ５８）。

演算回路２２は、温度センサ２８で測定した電源装置１００の内部温度（電解コンデンサの温度）に基づき、残寿命時間を算出して、電源部１０の寿命に関する情報を演算している。

次に、ステップＳ５２において実行される、電源装置１００の内部温度の取得について詳細に説明する。図６は、電源装置１００の内部温度の時間的変化を例示した図である。図６に示すように、電源装置１００の内部温度は、初期（起動時）に大きく上昇する。時間の経過とともに電源装置１００の内部温度の上昇幅が小さくなり、ある程度の時間が経過すると電源装置１００の内部温度が安定する。したがって、温度の傾きは、初期に大きく、時間の経過とともに小さくなる。

本実施の形態では、電源装置１００自体が出力電圧を把握している。したがって電源装置１００は、出力電力と、温度上昇値と、起動からの経過時間に基づいて最終到達温度を予測することができる。

図７は、電源装置１００の温度上昇および温度の傾きの時間経過を例示した図である。図７では、電源装置１００の出力が定格の１００％であるときの、経過時間に対する温度上昇値が示されている。傾きを示す値が大きいほど温度上昇値が大きい。初期（電源装置１００の起動時）においては、温度上昇の傾きが大きくなり、その後、温度上昇の傾きが次第に小さくなる。たとえば１０秒後の傾きが２０と算出された場合、演算回路２２は電源装置１００の内部温度は、現状の温度から２０〜３０℃上昇すると予測する。現状の温度が７０℃であれば、到達温度は９０℃〜１００℃と算出される。

本実施の形態では、電源装置１００が、出力（負荷率）ごとに温度上昇値を記憶する。電源装置１００は、温度上昇の傾きに基づいて、温度上昇の見込みの値を算出する。これにより、電源装置１００は、内部温度を予測して、その予測値を取得する。

本実施の形態によれば、電源装置１００の内部温度の上昇から、電源装置１００の内部温度が動作の不具合（故障など）をもたらす温度に達するのかどうかを判断することができる。内部温度の上昇値が所定の閾値を上回る場合、電源装置１００は、そのことをユーザに通知するための警報を出すことができる。

図８は、周辺温度の監視に対応したフローチャートである。図８に示したフローチャートは、基本的には図５に示したフローチャートと同じである。ステップＳ６１，Ｓ６２の処理が追加される点において、図８に示したフローチャートは、図５に示したフローチャートと相違する。ステップＳ５１，Ｓ５２の処理に続けて、ステップＳ６１において、電源装置１００は、温度の傾きが大きいかどうかを判断する。たとえば電源装置１００は、内部温度の傾きが閾値を超える場合に、温度の傾きが大きいと判断する。温度の傾きが大きい場合（ステップＳ６１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ６２に進み、電源装置１００は、警報を発生させる。警報の態様は特に限定されないが、たとえばＬＥＤランプの点灯、音の発生、表示回路２３ａによるエラーコードの表示などである。ステップＳ６２に続けて、電源装置１００は、出力を停止させてもよい。

一方、温度の傾きが小さい（たとえば内部温度の傾きが閾値未満である）場合には、処理はステップＳ５２に進む（ステップＳ６１においてＮＯの場合）。この場合、処理はステップＳ５３に進む。ステップＳ５３以後の処理は、上述した処理と同じであるので説明は繰り返さない。

以上の実施形態では、電源装置１００の状態を電源装置１００自体が表示する。上述のように、電源装置１００では、演算回路２２で推測した周辺温度を、通信回路２５から外部に出力することができる。したがって、外部装置が電源装置１００の状態を表示してもよい。以下にこのような実施の形態を説明する。

（Ｃ．電源システムの実施形態）
図９は、本発明の実施形態に係る電源システムの構成を説明するための概略図である。図９に示す電源システムでは、電源装置１００と、電源装置１００に接続されたＰＣ２００（情報処理装置）とで構成されている。

ＰＣ２００は、電源装置１００で推測した周辺温度を用いて電源装置１００の動作状態を監視し、表示することができる。つまり、ＰＣ２００は、電源装置１００の管理装置でもある。ＰＣ２００は、電源動作範囲（ディレーティング曲線７０）内のどの部分で電源装置１００が動作しているかを表示する。ＰＣ２００は、電源装置１００の動作状態に基づく電源装置１００の残寿命と、動作状態を変化させた場合の電源装置１００の残寿命とを推測する。ＰＣ２００は、電源装置１００の動作状態と、推測された残寿命とを併せて表示する。

ＰＣ２００は、接続ケーブル２１０によって電源装置１００に通信可能に接続されている。電源装置１００とＰＣ２００とは、有線の接続ケーブル２１０により接続されると限定されず、無線ネットワークによって接続されてもよい。

ＰＣ２００は、電源装置１００の現在の動作状態、現在の動作状態を継続した場合の電源装置１００の残寿命、および、電源装置１００の動作状態を変化させた場合に予測された残寿命を表示することができる。したがって、ユーザにとっての利便性を提供することができる。ユーザは、その表示に基づいて、電源装置の残寿命を調整することができる。たとえばユーザは、電源装置１００の負荷および温度の一方または両方を調整して電源装置１００の残寿命を調整できる。電源装置１００の残寿命が延びることによって、電源装置１００の保全計画を調整できる。ユーザは、電源装置１００の調整に要する工数を削減することができる。

以下では、ＰＣ２００（情報処理装置）の説明を行なう。なお、電源装置１００の動作状態を表示する手段としてＰＣ２００を用いる例について説明するが、これに限られず携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、モバイルＰＣなどの様々な種類の表示手段で電源装置１００の動作状態を表示できるようにしてもよい。

図１０は、ＰＣ２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。図９および図１０を参照して、ＰＣ２００は、主たる構成要素として、プログラムを実行するＣＰＵ２０１と、データを不揮発的に格納するＲＯＭ（Read Only Memory）２０２と、ＣＰＵ２０１によるプログラムの実行により生成されたデータ、又はキーボード２０５もしくはマウス２０６を介して入力されたデータを揮発的に格納するＲＡＭ２０３と、データを不揮発的に格納するＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０４と、ＰＣ２００の使用者による指示の入力を受けるキーボード２０５およびマウス２０６と、モニタ２０７と、ＤＶＤ−ＲＯＭ駆動装置２０８と、通信ＩＦ２０９とを含む。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。ＤＶＤ−ＲＯＭ駆動装置２０８には、ＤＶＤ−ＲＯＭ３００が装着される。

ＰＣ２００における処理は、各ハードウェアおよびＣＰＵ２０１により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ＨＤＤ２０４に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＤＶＤ−ＲＯＭ３００その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、ＤＶＤ−ＲＯＭ駆動装置２０８その他の読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信ＩＦ２０９を介してダウンロードされた後、ＨＤＤ２０４に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ２０１によってＨＤＤ２０４から読み出され、ＲＡＭ２０３に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ２０１は、そのプログラムを実行する。

図１０に示されるＰＣ２００を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、ＲＡＭ２０３、ＨＤＤ２０４、ＤＶＤ−ＲＯＭ３００その他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、ＰＣ２００の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。

なお、記録媒体としては、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Electronically Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。また、記録媒体は、当該プログラム等をコンピュータが読取可能な一時的でない媒体である。

ここでいうプログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

図１１は、本発明の実施形態に係る電源システムの電源装置１００の動作状態を表示した一例を示す概略図である。図１１に示す表示では、横軸に電源装置１００の周辺温度、縦軸に負荷率がそれぞれ設定され、電源装置１００の使用条件としてディレーティング曲線７０が表示されている。ここで、ディレーティング曲線とは、電源装置１００の各仕様を保証できる使用条件であり、装置を使用する「周辺温度」と装置の「負荷率」とから規定したものである。なお、ディレーティング曲線７０は、内部部品の温度上昇や温度環境に起因する内部回路の動作特性を考慮して機種ごとに規定される。また、負荷率とは、電源装置１００に負荷が接続されたときの負荷電流の定格電流定格に対する比率（％）である。

電源装置１００は、上述したように、出力電流および温度センサ２８の内部温度から周辺温度を推測する。ＰＣ２００は、負荷が接続されているときに電源装置１００の内部で測定した電流を負荷電流として負荷率を算出し、電源装置１００で推測した周辺温度における電源装置１００の動作状態を求めている。つまり、ＰＣ２００は、図１１に示す表示上での座標（周辺温度，負荷率）を求めることになる。なお、電源装置１００の負荷率は、電源装置１００自体で求めてＰＣ２００に出力してもよい。

ＰＣ２００は、求めた電源装置１００の動作状態（座標）を予め定められたディレーティング曲線７０と対比してモニタ２０７に表示する。具体的に、図１１に示す表示では、ディレーティング曲線７０内に現状の電源装置１００の動作状態７１として表示されている。

さらに、図１１に示す表示では、現状の電源装置１００の動作状態７１以外に、過去の電源装置１００の動作状態７２が表示されている。過去の電源装置１００の動作状態７２を表示することで、電源装置１００の動作状態の経緯を把握することができるとともに、今後の推移を予想しやすくなる。

さらに図１１に示す表示では、温度上昇に基づいて予測される周辺温度での電源装置１００の動作状態を示してもよい。動作状態７１Ａは、温度上昇に基づいて予測される動作状態である。

図１１に示す表示には、表示されている機種の情報を表示する機種表示部７３を有している。この機種表示部７３には、制御盤内に設置された現状の電源装置１００の機種が、「機種Ａ（現状）」と表示されている。

ＰＣ２００のＨＤＤ２０４には、仕様が異なる複数機種の電源装置について予め測定したデータが記憶されており、例えば、現状の電源装置１００より電源容量を大きくした機種Ｂの動作状態や、現状の電源装置１００より電源容量を小さくした機種Ｃの動作状態などが記憶されている。さらに、ＰＣ２００のＨＤＤ２０４には、季節ごとに電源装置の予め測定したデータや、電源装置１００の経年変化によるディレーティング曲線の変化などのデータも記憶されている。

そのため、ＰＣ２００では、現状の電源装置１００を機種Ｂの電源装置に代替した場合や、現状の電源装置１００を機種Ｃの電源装置に代替した場合のシミュレーションを行うことができる。

（Ｄ．付記）
以上のように、本実施の形態は以下のような開示を含む。

（構成１）
電源部（１０）と、
前記電源部（１０）の内部温度を測定する測定部（２８）と、
前記測定部（２８）で測定された前記電源部（１０）の前記内部温度、および前記内部温度の上昇の傾きから到達温度を予測して、前記到達温度と前記電源部（１０）の負荷状況とに基づいて周辺温度を推測する演算部（２２）と、
前記演算部（２２）で推測した前記周辺温度を出力する出力部（２３）とを備える、電源装置（１００）。

（構成２）
前記内部温度と前記負荷状況とに基づく前記周辺温度の対応表を記憶する記憶部（２７）をさらに備え、
前記演算部（２２）は、前記記憶部（２７）に記憶した前記対応表から、予測される前記到達温度と前記負荷状況とに対応する前記周辺温度を推測する、構成１に記載の電源装置（１００）。

（構成３）
前記測定部（２８）は、前記電源部（１０）を構成する部品の温度を検出する温度センサの値を前記内部温度として測定する、構成１または構成２に記載の電源装置（１００）。

（構成４）
前記電源装置（１００）は、前記内部温度の前記上昇の傾きが所定値を超える場合に、警報を発生させる、構成１から構成３のいずれかに記載の電源装置（１００）。

（構成５）
構成１〜構成４のいずれかに記載の電源装置（１００）と、
前記電源装置（１００）で推測した前記周辺温度における前記電源装置（１００）の動作状態を求める演算処理装置（２００）とを備え、
前記演算処理装置（２００）は、求めた前記電源装置（１００）の動作状態を予め定められた使用条件と対比して表示部（２０７）に表示する、電源システム。

（構成６）
前記演算処理装置（２００）は、前記電源装置（１００）の動作状態における時系列の変化も併せて前記表示部（２０７）に表示する、構成５に記載の電源システム。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 電源部、１１ ノイズフィルタ、１２ 整流回路、１３ 力率改善回路、１４ 突入電流制限回路、１５，３１ 平滑回路、１５ａ 電解コンデンサ、１６ トランス、１７ ドライブ制御回路、１８ ＭＯＳＦＥＴ、１９ 過電流検出回路、２０ 制御部、２１ 計時回路、２２ 演算回路、２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ 表示回路、２４ スイッチ、２５ 通信回路、２６ 整流・平滑回路、２７ 記憶回路、２８ 温度センサ、３２ 電圧検出回路、３３ 過電圧検出回路、７０ ディレーティング曲線、７１，７１Ａ，７２ 動作状態、７３ 機種表示部、１００ 電源装置、２００ ＰＣ、２０１ ＣＰＵ、２０２ ＲＯＭ、２０３ ＲＡＭ、２０４ ＨＤＤ、２０５ キーボード、２０６ マウス、２０７ モニタ、２０８ ＤＶＤ−ＲＯＭ駆動装置、２０９ 通信ＩＦ、２１０ 接続ケーブル、３００ ＤＶＤ−ＲＯＭ、Ｓ５１〜Ｓ５８，Ｓ６１，Ｓ６２ ステップ。

Claims (6)

1. 電源部と、
   前記電源部の内部温度を測定する測定部と、
   前記測定部で測定された前記電源部の前記内部温度、および前記内部温度の上昇の傾きから到達温度を予測して、前記到達温度と前記電源部の負荷状況とに基づいて周辺温度を推測する演算部と、
   前記演算部で推測した前記周辺温度を出力する出力部とを備える、電源装置。
2. 前記内部温度と前記負荷状況とに基づく前記周辺温度の対応表を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記演算部は、前記記憶部に記憶した前記対応表から、予測される前記到達温度と前記負荷状況とに対応する前記周辺温度を推測する、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記測定部は、前記電源部を構成する部品の温度を検出する温度センサの値を前記内部温度として測定する、請求項１または請求項２に記載の電源装置。
4. 前記電源装置は、前記内部温度の前記上昇の傾きが所定値を超える場合に、警報を発生させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電源装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電源装置と、
   前記電源装置で推測した前記周辺温度における前記電源装置の動作状態を求める演算処理装置とを備え、
   前記演算処理装置は、求めた前記電源装置の動作状態を予め定められた使用条件と対比して表示部に表示する、電源システム。
6. 前記演算処理装置は、前記電源装置の動作状態における時系列の変化も併せて前記表示部に表示する、請求項５に記載の電源システム。

Images