特許 6237179 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6237179

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/36 20060101AFI20171120BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/36 A

   H02J7/00 H

   H02J7/00 Q

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-252840(P2013-252840)

(22)【出願日】2013年12月6日

(65)【公開番号】特開2015-111058(P2015-111058A)

(43)【公開日】2015年6月18日

【審査請求日】2016年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092152

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 毅巖

(72)【発明者】

【氏名】窪田 遼

(72)【発明者】

【氏名】布 洋平

【審査官】 名取 乾治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１２０９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５２００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３６９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９９８８８７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の蓄電器と、
第２の蓄電器と、
前記第１の蓄電器の劣化診断を行わないときは、前記第１の蓄電器を充電しておくと共に、前記第２の蓄電器を放電させておき、前記第１の蓄電器の劣化診断を行うときに前記第２の蓄電器を充電し、充電後に、前記第１の蓄電器からの劣化診断用の放電を開始するように、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との充放電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１の蓄電器の劣化診断の実行中に電源入力が停止した場合、
前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との両方の放電電力をバックアップ対象に給電する、
ことを特徴とする電源装置。

【請求項2】

前記第１の蓄電器の劣化状態を診断する劣化診断部と、
電源入力をスイッチングする第１のスイッチと、
前記第２の蓄電器の充放電をスイッチングする第２のスイッチと、
前記第１の蓄電器からの放電電力の前記バックアップ対象への給電および該放電電力の前記劣化診断部への入力をスイッチングする第３のスイッチと、
を備え、前記制御部は、前記第１〜第３のスイッチの制御により、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との充放電を制御することを特徴とする請求項１記載の電源装置。

【請求項3】

第１の蓄電器と、
第２の蓄電器と、
前記第１の蓄電器の劣化診断を行わないときは、前記第１の蓄電器を充電しておくと共に、前記第２の蓄電器を放電させておき、前記第１の蓄電器の劣化診断を行うときに前記第２の蓄電器を充電し、充電後に、前記第１の蓄電器からの劣化診断用の放電を開始するように、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との充放電を制御する制御部と、
前記第１の蓄電器の劣化状態を診断する劣化診断部と、
電源入力をスイッチングする第１のスイッチと、
前記第２の蓄電器の充放電をスイッチングする第２のスイッチと、
前記第１の蓄電器からの放電電力のバックアップ対象への給電および該放電電力の前記劣化診断部への入力をスイッチングする第３のスイッチと、
を備え、
前記制御部は、
前記第１〜第３のスイッチの制御により、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との充放電を制御し、
前記第１の蓄電器の劣化診断の実行準備時には、
前記第１のスイッチを閉接して、入力電源により前記第１の蓄電器を充電し、前記第３のスイッチを開放して、前記第１の蓄電器からの放電電力の前記バックアップ対象への給電と前記劣化診断部への入力とを遮断した状態で、前記第２のスイッチを閉接し、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器とを並列接続して、入力電源により前記第２の蓄電器の充電を行う、
ことを特徴とする電源装置。

【請求項4】

第１の蓄電器と、
第２の蓄電器と、
前記第１の蓄電器の劣化診断を行わないときは、前記第１の蓄電器を充電しておくと共に、前記第２の蓄電器を放電させておき、前記第１の蓄電器の劣化診断を行うときに前記第２の蓄電器を充電し、充電後に、前記第１の蓄電器からの劣化診断用の放電を開始するように、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との充放電を制御する制御部と、
前記第１の蓄電器の劣化状態を診断する劣化診断部と、
電源入力をスイッチングする第１のスイッチと、
前記第２の蓄電器の充放電をスイッチングする第２のスイッチと、
前記第１の蓄電器からの放電電力のバックアップ対象への給電および該放電電力の前記劣化診断部への入力をスイッチングする第３のスイッチと、
を備え、
前記制御部は、
前記第１〜第３のスイッチの制御により、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との充放電を制御し、
前記第１の蓄電器の劣化診断の実行時には、
前記第２のスイッチを開放して、前記第２の蓄電器への電源入力を遮断して自然放電させ、
前記第１のスイッチを開放して、前記第１の蓄電器への電源入力を遮断し、前記第３のスイッチを閉接して、前記第１の蓄電器の放電電力を前記劣化診断部に入力させる、
ことを特徴とする電源装置。

【請求項5】

第１の蓄電器と、
第２の蓄電器と、
前記第１の蓄電器の劣化診断を行わないときは、前記第１の蓄電器を充電しておくと共に、前記第２の蓄電器を放電させておき、前記第１の蓄電器の劣化診断を行うときに前記第２の蓄電器を充電し、充電後に、前記第１の蓄電器からの劣化診断用の放電を開始するように、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との充放電を制御する制御部と、
前記第１の蓄電器の劣化状態を診断する劣化診断部と、
電源入力をスイッチングする第１のスイッチと、
前記第２の蓄電器の充放電をスイッチングする第２のスイッチと、
前記第１の蓄電器からの放電電力のバックアップ対象への給電および該放電電力の前記劣化診断部への入力をスイッチングする第３のスイッチと、
を備え、
前記制御部は、
前記第１〜第３のスイッチの制御により、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器との充放電を制御し、
前記第１の蓄電器の劣化診断の終了時には、
前記第１のスイッチを閉接して、入力電源により前記第１の蓄電器を充電し、
前記第２のスイッチを閉接して、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器とを並列接続して、入力電源により前記第２の蓄電器を充電し、
前記第３のスイッチを開放して、前記第１の蓄電器からの放電電力の前記バックアップ対象への給電と前記劣化診断部への入力とを遮断し、
前記第２の蓄電器の充電完了を認識すると、前記第２のスイッチを開放して、前記第２の蓄電器への電源入力を遮断して自然放電させる、
ことを特徴とする電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

サーバ等の情報処理装置の電源部には、データバックアップ用電源であるＳＣＵ（System Capacitor Unit）が搭載される。
システムの通常動作中、ＳＣＵは充電状態となる。また、停電などによってシステムへの電力供給が停止すると、キャッシュメモリ等の揮発性メモリに格納されたデータを不揮発性メモリに退避させる間、ＳＣＵからの給電が行われて、キャッシュデータが保全される。

【0003】

一方、ＳＣＵは、コンデンサ（キャパシタとも呼ばれる）の充放電を利用して、データをバックアップするための給電力を確保するので、充放電の繰り返しにより劣化していく。そこで、信頼性を向上させるため、定期的に劣化状態の診断が行われる。

【0004】

バックアップ電源の従来の診断技術としては、二次電池セル列を複数接続した組電池の中から、放電容量試験を実行すべき二次電池セル列をランダムに選択する技術が提案されている。また、二次電池セル列を複数接続した組電池の中から、冗長な二次電池セル列を切り離し、切り離した二次電池セル列の放電電力量を計測する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−２９４３号公報

【特許文献2】特開平７−５５９０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＳＣＵの劣化診断では、コンデンサからの放電を行うので、充電された電力量が減少する。劣化診断後から充電が完了するまでには一定の時間がかかるため、この間に停電などが発生すると、バックアップに要する充電された電力量の不足から、バックアップが正常に機能しない可能性がある。

【0007】

電力量不足による信頼性の低下を防ぐには、例えばコンデンサ数を増やして、劣化診断により減少する分の電力量を、余分に常時確保しておくことが考えられるが、この場合コンデンサの実装数の増加を招いてしまう。コンデンサ数が増加すればＳＣＵが大型化する。ＳＣＵの大型化は、ＳＣＵの設置に対する制約が増えるとともに、コストの増大を招き、好ましいことではない。なお電荷を蓄えるための蓄電器としてコンデンサに代えてバッテリを用いた場合でも、同様の問題がある。

【0008】

１つの側面では、本件は、信頼性向上化に伴う蓄電器の規模の拡大を抑止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

１つの案では、電源装置が提供される。電源装置は、第１の蓄電器、第２の蓄電器、および第１の蓄電器と第２の蓄電器との充放電を制御する制御部を有する。制御部は、第１の蓄電器の劣化診断を行わないときは、第１の蓄電器を充電しておくと共に、第２の蓄電器を放電させておく。そして制御部は、第１の蓄電器の劣化診断を行うときに第２の蓄電器を充電し、充電後に、第１の蓄電器からの劣化診断用の放電を開始する。また制御部は、第１の蓄電器の劣化診断の実行中に電源入力が停止した場合、第１の蓄電器と第２の蓄電器との両方の放電電力をバックアップ対象に給電する。

【発明の効果】

【0010】

１態様によれば、信頼性向上化に伴う蓄電器の規模の拡大を抑止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】電源装置の構成例を示す図である。

【図2】情報処理装置の構成例を示す図である。

【図3】電源部の構成例を示す図である。

【図4】スイッチ状態を示す図である。

【図5】スイッチ状態を示す図である。

【図6】スイッチ状態を示す図である。

【図7】スイッチ状態を示す図である。

【図8】スイッチ状態を示す図である。

【図9】スイッチ状態を示す図である。

【図10】スイッチ制御を示すフローチャートである。

【図11】バックアップコンデンサの充電電圧と予備コンデンサの充電電圧との関係の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は電源装置の構成例を示す図である。電源装置１は、例えば主電源が途絶えたときにデータのバックアップを行うバックアップ対象回路に対する、バックアップのための非常用電源として使用される。電源装置１は、第１の蓄電器１ａ、第２の蓄電器１ｂ、制御部１ｃ、劣化診断部１ｄおよびスイッチｓｗ１〜ｓｗ３を備える。

【0013】

第１の蓄電器１ａは、充電により蓄えた電荷の放電により、バックアップ対象回路に対して、主電源が途絶えたときのバックアップ用の給電を行うための蓄電器である。例えば第１の蓄電器１ａは、複数のコンデンサにより電気を蓄える。また第１の蓄電器１ａとしてバッテリを用いることもできる。

【0014】

第２の蓄電器１ｂは、第１の蓄電器１ａの充電容量を補充するために設けられる蓄電器である。例えば第２の蓄電器１ｂは、単一のコンデンサである。また第２の蓄電器１ｂとしてバッテリを用いることもできる。

【0015】

なお、第１の蓄電器１ａと第２の蓄電器１ｂとのスイッチに接続していない側の端子は、共にＧＮＤ（グランド）に接続される。
劣化診断部１ｄは、第１の蓄電器１ａの劣化状態を診断する。

【0016】

制御部１ｃは、第１の蓄電器１ａと第２の蓄電器１ｂとの充放電を制御する。例えば制御部１ｃは、第１の蓄電器１ａの劣化診断を行わないときは、第１の蓄電器１ａを充電しておくと共に、第２の蓄電器１ｂを放電させておく。そして制御部１ｃは、第１の蓄電器１ａの劣化診断を行うときに第２の蓄電器１ｂを充電し、充電後に、第１の蓄電器１ａからの劣化診断用の放電を開始する。制御部１ｃによる第１の蓄電器１ａと第２の蓄電器１ｂとの充放電制御は、例えばスイッチｓｗ１〜ｓｗ３の開閉制御によって実現される。

【0017】

電源装置１に配置されるスイッチｓｗ１〜ｓｗ３のうち、スイッチｓｗ１（第１のスイッチ）は、電源入力をスイッチングするスイッチである。スイッチｓｗ１の入力端は、入力電源ラインと接続し、スイッチｓｗ１の出力端は、第１の蓄電器１ａの一端と、スイッチｓｗ２の一端と、スイッチｓｗ３の入力端と接続する。

【0018】

スイッチｓｗ２（第２のスイッチ）は、第２の蓄電器１ｂの充放電をスイッチングするスイッチである。スイッチｓｗ２の他端は、第２の蓄電器１ｂの一端と接続する。
スイッチｓｗ３（第３のスイッチ）は、第１の蓄電器１ａから放電された電荷のバックアップ対象回路への給電スイッチング、さらに、該放電された電荷の劣化診断部１ｄへの入力をスイッチングするスイッチである。スイッチｓｗ３の出力端は、バックアップ対象回路と、劣化診断部１ｄの入力端と接続する。

【0019】

なお、これらスイッチｓｗ１〜ｓｗ３は、各スイッチのスイッチ制御端子に制御部１ｃから出力されるスイッチ制御信号が入力され、スイッチ制御信号にもとづいて、ＯＮ（閉接）／ＯＦＦ（開放）が駆動される。

【0020】

このように、電源装置１では、第１の蓄電器１ａの劣化診断時に該容量素子から放電する電力量が、予め第２の蓄電器１ｂに補充される。このような構成により、第２の蓄電器１ｂによる充電補充を行って、第１の蓄電器１ａで劣化診断のために放電される電力量をカバーできる。そのため、劣化診断のためだけの第１の蓄電器１ａの大容量化をせずに済む。また第２の蓄電器１ｂは、充電状態を常時保つことはなく、劣化診断時に一時的に充電するだけであるため、第１の蓄電器１ａに比べ劣化の進行が遅く、その分、大きな電圧で充電することが可能である。大きな電圧で充電すれば、小さな静電容量でも大きな電力量（エネルギー）を蓄えることができる。そのため第２の蓄電器１ｂは、例えば１つのコンデンサでも足りる。その結果、劣化診断により信頼性を確保しながらも、電源装置１全体として規模の拡大が抑止される。

【0021】

また、電源装置１では、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３を有し、これらスイッチのスイッチ制御によって充放電に関する信号の流れを制御するので、簡易な回路構成でバックアップ電源を構成することができる。なお、具体的なスイッチング内容については後述する。

【0022】

次に電源装置１の機能を含む情報処理装置の例を挙げて以降詳しく説明する。最初に情報処理装置１０の構成について説明する。
図２は情報処理装置の構成例を示す図である。情報処理装置１０は、ＡＣ（Alternating Current）／ＤＣ（Direct Current）変換部１１、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３、電源部１２および情報処理部１３を備える。電源部１２は、図１の電源装置１の機能を有する。

【0023】

ダイオードＤ１１〜Ｄ１３周辺の接続関係を記すと、ダイオードＤ１１のアノードは、ＡＣ／ＤＣ変換部１１の出力端と接続する。ダイオードＤ１１のカソードは、ダイオードＤ１２のアノードと、電源部１２の電源信号入力端と接続する。

【0024】

ダイオードＤ１２のカソードは、情報処理部１３の電源信号入力端と、ダイオードＤ１３のカソードと接続する。ダイオードＤ１３のアノードは、電源部１２の電源信号出力端と接続する。

【0025】

一方、ＡＣ／ＤＣ変換部１１は、ＡＣ入力の電源信号をＤＣ信号に変換する。ＤＣ信号は、電源部１２と情報処理部１３とに供給される。この場合、電源部１２に対しては、ダイオードＤ１１を通過したＤＣ信号が供給される。また、情報処理部１３に対しては、ダイオードＤ１１、Ｄ１２を通過したＤＣ信号が供給される。

【0026】

電源部１２は、情報処理部１３のバックアップ電源として機能する、例えば、ＳＣＵであって、バックアップ時には、バックアップ電源信号をバックアップ対象である情報処理部１３に供給する。この場合、バックアップ用の電源信号は、ダイオードＤ１３を通過して、情報処理部１３に供給される。また、電源部１２では、情報処理部１３から送信された制御信号にもとづいて、自己の劣化診断などの動作設定を行う。

【0027】

情報処理部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３ａを含み、ＣＰＵ１３ａは、情報処理を行う。また、ＣＰＵ１３ａは、制御信号を出力して、電源部１２に対する動作設定を指示する。

【0028】

図３は電源部の構成例を示す図である。電源部１２は、ダイオードＤ１、Ｄ２、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３、バックアップコンデンサＣｂ、予備コンデンサＣｐ、スイッチ制御部１２ａおよび劣化診断部１２ｂを備える。

【0029】

バックアップコンデンサＣｂは、コンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３を含む。なお、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）が適用される。

【0030】

各構成要素の接続関係を記すと、ダイオードＤ１のカソードは、バックアップ対象の情報処理部１３に接続する。ダイオードＤ１のアノードは、劣化診断部１２ｂの入力端（コンデンサからの放電信号が入力する端子）と、スイッチｓｗ３の出力端と接続する。

【0031】

ダイオードＤ２のアノードは、ＡＣ／ＤＣ変換部１１の出力端と接続し、ＡＣ／ＤＣ変換部１１から出力されるＤＣ信号が入力する。ダイオードＤ２のカソードは、スイッチｓｗ１の入力端と接続する。

【0032】

スイッチｓｗ１の出力端は、スイッチｓｗ３の入力端と、スイッチｓｗ２の一端と、コンデンサＣ１、Ｃ１１、Ｃ２１の一端と接続する。スイッチｓｗ２の他端は、コンデンサＣｐの一端と接続する。コンデンサＣ３、Ｃ１３、Ｃ２３およびコンデンサＣｐの他端は、ＧＮＤに接続する。

【0033】

なお、コンデンサＣ１〜Ｃ３は直列接続、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３は直列接続、コンデンサＣ２１〜Ｃ２３は直列接続している。また、コンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３と、コンデンサＣｐとは、スイッチｓｗ２が閉接することで並列接続される。

【0034】

スイッチ制御部１２ａは、ＣＰＵ１３ａから出力された制御信号を受信し、また、スイッチ制御を行うためのスイッチ制御信号ｃ１〜ｃ３を各スイッチｓｗ１〜ｓｗ３へ出力する。また、スイッチ制御部１２ａは、予備コンデンサＣｐの充電状態を監視する制御も行う。

【0035】

なお、スイッチ制御部１２ａと劣化診断部１２ｂとの間で、状態信号ｓ０による状態通知が互いにやりとりされる。状態信号ｓ０は、例えば、スイッチ制御部１２ａが、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のＯＮ／ＯＦＦの状態にもとづき、劣化診断の開始などを劣化診断部１２ｂへ指示したり、または劣化診断部１２ｂが、劣化診断終了をスイッチ制御部１２ａに通知したりするための信号である。

【0036】

一方、劣化診断部１２ｂによる劣化診断結果や、スイッチ制御部１２ａによるスイッチ駆動状態および予備コンデンサＣｐの充電監視状態などは、情報処理部１３、または図示していない上位モジュールや保守端末などに通知される（アラーム発出なども含む）。

【0037】

次にスイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態について説明する。図４はスイッチ状態を示す図である。情報処理装置１０の通常運用状態における、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を示している。

【0038】

通常運用状態では、スイッチｓｗ１はＯＮし、スイッチｓｗ２、ｓｗ３はＯＦＦする。この場合、バックアップコンデンサＣｂ内のコンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３は、情報処理部１３をバックアップするためにＤＣ入力信号により充電される。なお、予備コンデンサＣｐは、未充電状態である。

【0039】

図５はスイッチ状態を示す図である。通常運用中に停電などにより電力供給が停止した状態における、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を示している。
通常運用中に電力供給が停止した状態では、スイッチｓｗ１はＤ．Ｃ．（Don't Care：ＯＮ／ＯＦＦいずれでもよい不定状態）、スイッチｓｗ２はＯＦＦ、スイッチｓｗ３はＯＮする。

【0040】

この場合、バックアップコンデンサＣｂ内のコンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３は放電し、このときの放電された電荷がスイッチｓｗ３を介して情報処理部１３へ流れて、情報処理部１３のバックアップ給電が行われる。

【0041】

図６はスイッチ状態を示す図である。バックアップコンデンサＣｂの劣化診断を実行する前の劣化診断準備状態における、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を示している。

【0042】

劣化診断準備状態では、スイッチｓｗ１、ｓｗ２はＯＮ、スイッチｓｗ３はＯＦＦする。この場合、予備コンデンサＣｐの充電が行われる。なお、バックアップコンデンサＣｂの充電は維持されている。

【0043】

このように、劣化診断準備状態では、スイッチｓｗ２をＯＮして予備コンデンサＣｐを充電し、劣化診断でバックアップコンデンサＣｂから放電する分の電力量を補充させる。このようなスイッチ制御により、予備コンデンサの充電容量を適応的に確保しておけるので、コンデンサの数を削減することができる。

【0044】

図７はスイッチ状態を示す図である。バックアップコンデンサＣｂの劣化診断実行状態における、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を示している。
劣化診断実行状態では、スイッチｓｗ１、ｓｗ２はＯＦＦ、スイッチｓｗ３はＯＮする。この場合、バックアップコンデンサＣｂ内のコンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３は放電し、放電された電荷は、スイッチｓｗ３を通じて劣化診断部１２ｂに入力する。

【0045】

このとき、スイッチ制御部１２ａは、状態信号ｓ０により、劣化診断の開始を劣化診断部１２ｂに指示する。そして、劣化診断部１２ｂでは、例えば、バックアップコンデンサＣｂの定電流放電による電圧降下から静電容量を測定して、バックアップコンデンサＣｂの劣化状態を診断する。また劣化診断部１２ｂは、電圧降下からＤＣＲ（直流内部抵抗）を測定し、劣化状態の診断に用いることもできる。

【0046】

なお、スイッチｓｗ２がＯＦＦとなったことで、予備コンデンサＣｐへの電源の入力が切断される。これにより、以後予備コンデンサＣｐは自然放電し、一定時間かけて電荷が徐々に消失していく。ただし、劣化診断の時間内であれば、予備コンデンサＣｐ内にも十分な電力量が保持されている。十分な電力量とは、例えば劣化診断のためにバックアップコンデンサＣｂから失われる電力量と同量の電力量である。

【0047】

このように、劣化診断実行状態では、スイッチｓｗ３をＯＮしてバックアップコンデンサＣｂから放電された電荷が劣化診断部１２ｂへ入力され、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断が行われる。このようなスイッチ制御により、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断を容易に行うことができる。

【0048】

図８はスイッチ状態を示す図である。バックアップコンデンサＣｂの劣化診断実行中に停電などにより電力供給が停止した状態における、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を示している。

【0049】

劣化診断実行中に電力供給が停止した状態では、スイッチｓｗ１はＤ．Ｃ．、スイッチｓｗ２はＯＮ、スイッチｓｗ３はＯＮする。この場合、劣化診断部１２ｂは、劣化診断処理を停止する。

【0050】

また、バックアップコンデンサＣｂ内のコンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３と、予備コンデンサＣｐとは放電し、このときの両者から放電された電荷が情報処理部１３へ流れて、情報処理部１３のバックアップが行われる。

【0051】

このように、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断中に電力供給が停止した場合、劣化診断処理を停止して、バックアップコンデンサＣｂと予備コンデンサＣｐとの両方から放電を行う。

【0052】

ここで、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断の実行中、バックアップコンデンサＣｂは放電されるので、劣化診断中に停電が発生した場合、バックアップコンデンサＣｂに残った電力量だけでは、バックアップ給電を充足するための電力が足りない可能性がある。

【0053】

これに対し、本技術では、劣化診断前に充電しておいた予備コンデンサＣｐからもバックアップ対象へ放電を行う。予備コンデンサＣｐは、劣化診断準備状態で充電され、劣化診断実行時には自然放電されるが、自然放電には一定時間がかかるので、劣化診断中に停電が発生した場合、自然放電で放電されていない電力量を使用することができる。

【0054】

すなわち、劣化診断中に停電が発生した場合、スイッチ制御により、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断で減少した残りの電力量と、予備コンデンサＣｐの自然放電で減少した残りの電力量とを合わせて、バックアップ給電に使用する。これにより、劣化診断中に停電などの電源停止が発生した場合にも、バックアップ給電を実現することが可能になる。

【0055】

図９はスイッチ状態を示す図である。バックアップコンデンサＣｂの劣化診断が終了した時点における、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を示している。
劣化診断終了状態では、スイッチｓｗ１はＯＮ、スイッチｓｗ２はＯＮ、スイッチｓｗ３はＯＦＦする。この場合、バックアップコンデンサＣｂ内のコンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３は、ＤＣ入力信号により充電される。予備コンデンサＣｐも、ＤＣ入力信号により充電される。

【0056】

また、スイッチ制御部１２ａは、予備コンデンサＣｐの充電完了を認識すると、スイッチｓｗ２をＯＦＦして、予備コンデンサＣｐへの電源入力を遮断して自然放電させる（図４のスイッチ状態となる）。

【0057】

このように、劣化診断が終了した場合、スイッチ制御により、バックアップコンデンサＣｂと、予備コンデンサＣｐとの両方の充電が行われるので、劣化診断終了以降に停電などの電力供給が停止した場合にも、バックアップ電力を確保しておくことが可能になる。

【0058】

次に劣化診断に関連したスイッチ制御についてフローチャートを用いて説明する。図１０はスイッチ制御を示すフローチャートである。
〔Ｓ１〕情報処理部１３内のＣＰＵ１３ａは、電源部１２に対して、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断の実行指示を含む制御信号を送信する。

【0059】

〔Ｓ２〕スイッチ制御部１２ａは、制御信号を受信すると、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断を実行するためのスイッチ制御を行う。まず、スイッチ制御部１２ａは、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を劣化診断準備状態（図６）に設定する。

【0060】

この場合、スイッチ制御部１２ａは、スイッチ制御信号ｃ１によりスイッチｓｗ１をＯＮし、スイッチ制御信号ｃ２によりスイッチｓｗ２をＯＮし、スイッチ制御信号ｃ３によりスイッチｓｗ３をＯＦＦする。バックアップコンデンサＣｂと予備コンデンサＣｐは共に充電される。

【0061】

〔Ｓ３〕スイッチ制御部１２ａは、予備コンデンサＣｐが正常に充電完了したか否かを判別する。正常に充電が完了した場合は、ステップＳ４へ行き、充電が正常に行われなかった場合は、アラームを発出する。

【0062】

〔Ｓ４〕スイッチ制御部１２ａは、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を劣化診断実行状態（図７）に設定する。
この場合、スイッチ制御部１２ａは、スイッチ制御信号ｃ１によりスイッチｓｗ１をＯＦＦし、スイッチ制御信号ｃ２によりスイッチｓｗ２をＯＦＦし、スイッチ制御信号ｃ３によりスイッチｓｗ３をＯＮする。バックアップコンデンサＣｂに蓄電された電荷は、劣化診断部１２ｂに入力され、予備コンデンサＣｐに蓄電された電荷はゆっくりと自然放電される。

【0063】

〔Ｓ５〕劣化診断部１２ｂは、バックアップコンデンサＣｂの放電電力から、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断を実行する。診断の結果、劣化状態が許容範囲内ならばステップＳ６へ行き、劣化状態が許容範囲を超える場合はアラームを発出する。

【0064】

〔Ｓ６〕スイッチ制御部１２ａは、劣化診断終了時、スイッチｓｗ１〜ｓｗ３のスイッチ状態を劣化診断終了状態（図９）に設定する。
この場合、スイッチ制御部１２ａは、スイッチ制御信号ｃ１によりスイッチｓｗ１をＯＮし、スイッチ制御信号ｃ２によりスイッチｓｗ２をＯＮし、スイッチ制御信号ｃ３によりスイッチｓｗ３をＯＦＦする。バックアップコンデンサＣｂと予備コンデンサＣｐは共に充電される。

【0065】

〔Ｓ７〕スイッチ制御部１２ａは、バックアップコンデンサＣｂが充電されたことを認識すると、スイッチ制御信号ｃ２によりスイッチｓｗ２をＯＦＦする。バックアップコンデンサＣｂの充電は継続され、予備コンデンサＣｐは自然放電される。

【0066】

次にバックアップコンデンサＣｂの充電電圧と、予備コンデンサＣｐの充電電圧との関係について説明する。図１１はバックアップコンデンサの充電電圧と予備コンデンサの充電電圧との関係の一例を示す図である。

【0067】

電源部１２に＋１２ＶのＤＣ電圧が供給されるとする。また、バックアップコンデンサＣｂ内のコンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３および予備コンデンサＣｐの最大定格電圧はそれぞれ６Ｖとする。

【0068】

このとき、スイッチｓｗ１は、＋１２Ｖの入力電圧を９Ｖまで電圧降下させて、コンデンサＣ１〜Ｃ３の直列接続コンデンサと、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３の直列接続コンデンサと、コンデンサＣ２１〜Ｃ２３の直列接続コンデンサとに９Ｖの電圧を印加する。

【0069】

したがって、バックアップコンデンサＣｂ内のコンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３はそれぞれ、３Ｖで使用されることになる。また、スイッチｓｗ２は、９Ｖの入力電圧を６Ｖまで電圧降下させて、予備コンデンサＣｐに６Ｖの電圧を印加する。

【0070】

ここで、充電電圧を最大定格まで上げると、劣化が早くなる。このため、バックアップコンデンサＣｂ内の各コンデンサは、最大定格未満で充電させる。これに対し、予備コンデンサＣｐは、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断時に充電を行うというように、限られた場面でのみ使用されるので、予備コンデンサＣｐの劣化度は、バックアップコンデンサＣｂの劣化度よりも遅い。

【0071】

このため、予備コンデンサＣｐには、最大定格の電圧に設定して、バックアップコンデンサＣｂ内の各コンデンサよりも、印可電圧を大きくする。予備コンデンサＣｐは、印可電圧が高い分、多くの電力量を蓄えることができる。これにより、単一の予備コンデンサＣｐで、劣化診断時にバックアップコンデンサＣｂから減少した電力量を、予備コンデンサＣｐによって十分カバーすることが可能になる。

【0072】

以上説明したように、本技術では、バックアップコンデンサＣｂの劣化診断によりバックアップコンデンサＣｂから失われる電力量が、予め予備コンデンサＣｐに補充される。これにより、劣化診断のためだけにバックアップコンデンサＣｂの規模を大きくする場合に比べ、電源部１２内のコンデンサ数の削減が可能になる。すなわち、劣化診断による信頼性向上に伴うコンデンサ数の増加が抑止されている。しかもコンデンサ数が削減されれば、電源部１２の小型化も可能となる。また、部品点数が減少することにより、消費電力を低減化し、さらに信頼性の向上を図ることも可能になる。

【0073】

なお、上記では、蓄電する機器としてコンデンサを用いた装置の例を挙げたが、バックアップ用にバッテリを搭載した装置にも適用できる。例えば、鉛蓄電池のようなバッテリにおいても劣化診断時には放電が行われるため、容量素子として鉛蓄電池を用いた装置に対しても本技術を適用することができ、本技術と同様の効果を得ることが可能である。

【0074】

以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１ 電源装置
１ａ 第１の蓄電器
１ｂ 第２の蓄電器
１ｃ 制御部
１ｄ 劣化診断部
ｓｗ１〜ｓｗ３ スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】