JP5451273B2 - 電源監視回路、該電源監視回路に用いられる電源監視方法及び電源監視制御プログラム、並びに電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、電源監視回路、該電源監視回路に用いられる電源監視方法及び電源監視制御プログラム、並びに電子機器に係り、たとえば、コンピュータ装置などに供給される電源電圧を監視する場合に用いて好適な電源監視回路、該電源監視回路に用いられる電源監視方法及び電源監視制御プログラム、並びに電子機器に関する。

コンピュータ装置などでは、内部に実装されるボード（回路基板）に供給される電源電圧が、電源監視回路により監視されている。この場合、たとえば、電圧センサにより電源電圧が読み出され、その電圧値が電圧監視回路に設定された正常電圧範囲から外れるが否かが判定され、外れる場合に電源異常の旨が報告される。また、ボードに使用されているＩＣなどの正常動作を保証する定格電圧範囲が電圧監視回路に設定され、同電圧監視回路で電源異常が検出された場合に、予備電源に切り替えられるか、あるいは、電源の供給が停止されるようになっている。

この種の電源監視回路が用いられているボードは、たとえば図３に示すものがある。
このボード１０は、電源部１１と、電圧センサ１２と、電圧監視ＩＣ１３と、電圧監視コントローラ１４と、プロセッサ１５とを備えている。同電圧センサ１２、電圧監視ＩＣ１３及び電圧監視コントローラ１４で、電源監視回路が構成されている。
このボード１０では、電源部１１から供給されている電源電圧ｖｃが電圧センサ１２で検出される。電圧監視コントローラ１４には、電源電圧ｖｃの正常電圧範囲があらかじめ設定されている。この電圧監視コントローラ１４により、電圧センサ１２で検出される電源電圧ｖｃの電圧値ｖｅが正常電圧範囲と比較され、同電圧値ｖｅが正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号ｐｂが出力され、プロセッサ１５に送出される。

また、電圧監視ＩＣ１３には、電源部１１から電源電圧ｖｃが供給されて所定の動作を行う図示しないＩＣなどの電子回路の正常動作を保証する定格電圧範囲が設定されている。この電圧監視ＩＣ１３により、電源電圧ｖｃの電圧値が定格電圧範囲と比較され、同電圧値が定格電圧範囲外になるとき、電源アラームｐａが発生する。電圧監視ＩＣ１３から電源アラームｐａが発生したとき、予備電源に切り替えられるか、あるいは、電源の供給が停止され、また、電圧監視コントローラ１４から電源異常報告信号ｐｂが出力され、プロセッサ１５に送出される。

上記の電源監視回路の他、この種の関連技術としては、たとえば、特許文献１に記載された電源監視装置がある。
この電源監視装置では、電源電圧監視部は、被監視回路に供給される電源電圧を常に監視し、電源電圧があらかじめ定めた閾値（たとえば、被監視回路の正常動作を保証する電圧Ｖ１より高いが定格電圧よりは低い電圧Ｖ２）より低下したことを検出したとき、電圧低下信号を出力する。電圧低下信号を受けた監視制御部は、被監視回路に動作異常が発生しているか否かを、被監視回路の運用データを自己の基準データと比較することにより判定する。これにより、電源電圧の瞬断や急激な低下などにより被監視回路に発生する動作異常が迅速に検出される。

また、特許文献２に記載された電源制御装置では、マザーボード上のオンボード電源で生成された出力電圧を検知する電圧センサが設けられ、制御マイコンによりオンボード電源が監視され、異常が検出された場合、電源供給元が、異常が検出された該当オンボード電源から、マザーボード上に配置された予備電源に切り替えられる。これにより、マザーボード上の電源がダウンする前に予備電源に切り替えられ、システムダウンが回避される。

また、特許文献３に記載された電源電圧検出装置は、直流電源回路の出力端子間に接続された電圧検出回路と、同電圧検出回路に駆動され、電源アラーム信号を送出する信号送出回路とから構成されている。電圧検出回路では、検出範囲が、負荷が正常に動作する正常電圧範囲をカバーするように設定され、直流電源回路の出力電圧が同正常電圧範囲を超えた場合に電圧異常が検出可能である。

特開２００７−２６４７６７号公報 特開２００８−２２６０６５号公報 特開平０２−０２６２１７号公報

しかしながら、上記関連技術では、次のような課題があった。
すなわち、図３の電源監視回路では、電圧センサ１２の検出精度に限界があることや、電圧センサ１２からの電圧値ｖｅに対する電圧監視コントローラ１４の読み出しタイミングの間隔が一定時間必要なことから、電源部１１の電源電圧ｖｃが、電圧監視コントローラ１４に設定されている正常電圧範囲の上限値又は下限値付近でふらつくような場合や、電源部１１の経年劣化などにより電源電圧ｖｃが緩やかに下降する場合には、電源の異常が検出されないことがあるという課題がある。

また、特許文献１に記載された電源監視装置では、被監視回路に発生する動作異常が迅速に検出されるが、この発明とは構成が異なる。

特許文献２に記載された電源制御装置では、システムダウンが回避されるが、上記の課題を解決するものではない。

特許文献３に記載された電源電圧検出装置では、負荷が正常に動作する正常電圧範囲の上限値又は下限値付近でふらつくような電圧異常は検出されないので、上記の課題は解決されない。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、電源の異常検出機能を向上させた電源監視回路、該電源監視回路に用いられる電源監視方法及び電源監視制御プログラム、並びに電子機器を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、電源電圧を検出する電圧検出手段と、前記電源電圧の正常電圧範囲があらかじめ設定され、前記電圧検出手段で検出される前記電源電圧を前記正常電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号を出力する電圧監視制御手段と、所定の範囲の監視用電圧範囲が設定され、前記電源電圧を前記監視用電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記監視用電圧範囲外になるとき、システムダウン発生のおそれを知らせる警報用信号を発生する電圧監視回路とを有する電源監視回路に係り、前記監視用電圧範囲は、前記正常電圧範囲の上限値よりも所定値低く、かつ、下限値よりも所定値高い範囲として設定されていて、前記電圧監視制御手段は、前記電圧検出手段で検出される前記電源電圧を所定のタイミング間隔で読み取って前記正常電圧範囲と比較し、当該比較の結果、前記電源電圧が前記正常電圧範囲内にあるときは、前記電圧監視回路から前記警報用信号が発生しているか否かを確認し、前記警報用信号の発生が確認されたとき、電源異常報告信号を出力することを特徴としている。

この発明の第２の構成は、電源電圧を検出する電圧検出手段と、前記電源電圧の正常電圧範囲があらかじめ設定され、前記電圧検出手段で検出される前記電源電圧を前記正常電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号を出力する電圧監視制御手段と、所定の範囲の監視用電圧範囲が設定され、前記電源電圧を前記監視用電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記監視用電圧範囲外になるとき、システムダウン発生のおそれを知らせる警報用信号を発生する電圧監視回路とを有する電源監視回路に用いられる電源監視方法に係り、前記監視用電圧範囲を、前記正常電圧範囲の上限値よりも所定値低く、かつ、下限値よりも所定値高い範囲として設定し、前記電圧監視制御手段に、前記電圧検出手段で検出される前記電源電圧を所定のタイミング間隔で読み取って前記正常電圧範囲と比較する処理と、当該比較の結果、前記電源電圧が前記正常電圧範囲内にあるときは、前記電圧監視回路から前記警報用信号が発生しているか否かを確認する処理と、前記警報用信号の発生が確認されたとき、電源異常報告信号を出力する処理とを行わせることを特徴としている。

この発明の構成によれば、電源部の異常を早期に検出でき、同電源部に対する故障検出率を向上させることができる。これにより、この電源監視回路が設けられているコンピュータ装置などのシステムダウンが発生する前に電源部の交換を行うことが可能になり、システムダウンを予防することができ、コンピュータ装置などの信頼性を向上させることができる。

この発明の一実施形態である電源監視回路が設けられている電子機器の要部の電気的構成を示すブロック図である。 図１中の電圧監視コントローラ２５の動作を説明する図である。 関連する電源監視回路が設けられている電子機器の要部の電気的構成を示すブロック図である。

上記電圧監視回路に設定されている上記監視用電圧範囲が、上記電圧監視制御手段に設定されている上記正常電圧範囲以内に設定されている電源監視回路を提供する。

また、上記電圧監視制御手段は、上記電圧検出手段で検出される上記電源電圧を所定のタイミング毎に読み取って上記正常電圧範囲と比較する構成とされ、上記電圧監視回路は、上記電源電圧を上記監視用電圧範囲と常時比較する構成とされている。

また、上記電源異常監視手段は、上記電源電圧が上記正常電圧範囲外になるとき、あるいは、上記電源電圧が上記正常電圧範囲内にあるときでも、上記電圧監視回路から上記警報用信号が発生したときは、上記電源異常報告信号を出力する構成とされている。また、電源監視回路は、上記電源電圧が供給されて所定の動作を行う電子回路の正常動作を保証する定格電圧範囲が設定され、上記電源電圧を上記定格電圧範囲と比較し、上記電源電圧が上記定格電圧範囲外になるとき、故障検出信号を発生する故障検出手段を有し、上記電源異常監視手段は、上記故障検出手段から上記故障検出信号が発生したとき、上記電源異常報告信号を出力する構成とされている。

実施形態

図１は、この発明の一実施形態である電源監視回路が設けられている電子機器の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この形態の電子機器は、同図に示すように、コンピュータ装置などに実装されているボード（回路基板）２０であり、電源部２１と、電圧センサ２２と、電圧監視ＩＣ２３と、電圧監視ＩＣ２４と、電圧監視コントローラ２５と、プロセッサ２６とを備えている。同電圧センサ２２、電圧監視ＩＣ２３、電圧監視ＩＣ２４及び電圧監視コントローラ２５で、電源監視回路が構成されている。電圧センサ２２は、電源部２１から供給されている電源電圧ｖｃを検出して電圧値ｖｅを出力する。電圧監視ＩＣ２３は、電源部２１から電源電圧ｖｃが供給されて所定の動作を行う図示しないＩＣなどの電子回路の正常動作を保証する定格電圧範囲が設定され、電源電圧ｖｃの電圧値を定格電圧範囲と比較し、電源電圧ｖｃの電圧値が定格電圧範囲外になるとき、電源アラームｐａ（故障検出信号）を発生する。

電圧監視ＩＣ２４は、所定の範囲の監視用電圧範囲が設定され、電源部２１の電源電圧ｖｃを監視用電圧範囲と常時比較し、電源電圧ｖｃが監視用電圧範囲外になるとき、電源アラームｐｆ（警報用信号）を発生する。電圧監視コントローラ２５は、電源監視制御プログラムに基づいて動作するコンピュータで構成され、電源電圧ｖｃの正常電圧範囲があらかじめ設定され、電圧センサ２２で検出される電源電圧ｖｃの電圧値ｖｅを所定のタイミング毎に読み取って同正常電圧範囲と比較し、同電圧値ｖｅが同正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号ｐｂを出力する。

特に、この実施形態では、電圧監視コントローラ２５には、電源異常監視手段２５ａが付加され、同電源異常監視手段２５ａは、電圧監視ＩＣ２４から電源アラームｐｆが発生したとき、電源異常報告信号ｐｂを出力する。また、電源異常監視手段２５ａは、電源電圧ｖｃの電圧値ｖｅが上記正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号ｐｂを出力する。また、電源異常監視手段２５ａは、電圧監視ＩＣ２３から電源アラームｐａが発生したとき、電源異常報告信号ｐｂを出力する。また、電圧監視ＩＣ２４に設定されている上記監視用電圧範囲は、電圧監視コントローラ２５に設定されている上記正常電圧範囲以内（たとえば、正常電圧範囲の上限値よりも所定値低く、かつ下限値よりも所定値高い範囲）に設定されている。

図２は、図１中の電圧監視コントローラ２５の動作を説明する図であり、同図（ａ）は、フローチャート、及び同図（ｂ）が、各状態における動作の対応関係を示す図である。
これらの図を参照して、この形態の電源監視回路に用いられる電源監視方法の処理内容について説明する。
この電源監視回路では、電源部２１の電源電圧ｖｃが電圧センサ２２で検出され、電圧値ｖｅが出力される。電圧監視コントローラ２５では、電源電圧ｖｃの電圧値ｖｅの正常電圧範囲があらかじめ設定され、電圧センサ２２で検出される電源電圧ｖｃの電圧値ｖｅが同正常電圧範囲と比較され、同電圧値ｖｅが同正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号ｐｂが出力される。

また、電圧監視ＩＣ２４により、電源電圧ｖｃは、電圧監視コントローラ２５に設定されている正常電圧範囲以内に設定されている監視用電圧範囲と比較され、同電源電圧ｖｃの電圧値が同監視用電圧範囲外になるとき電源アラームｐｆが発生する（電圧監視処理）。電圧監視ＩＣ２４から電源アラームｐｆが発生したとき、電圧監視コントローラ２５の電源異常監視手段２５ａにより、電源異常報告信号ｐｂが出力される（信号出力処理）。この信号出力処理では、電圧監視ＩＣ２４から電源アラームｐｆが発生したとき、電源異常監視手段２５ａにより、電源異常報告信号ｐｂが出力され、また、電源電圧ｖｃの電圧値ｖｅが正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号ｐｂが出力される。また、電圧監視ＩＣ２３から電源アラームｐａが発生したとき、電源異常監視手段２５ａにより、電源異常報告信号ｐｂが出力される。

すなわち、図２（ａ）に示すように、電圧監視コントローラ２５により、電圧監視ＩＣ２３からのアラームの確認が行われ（ステップＡ１）、同電圧監視ＩＣ２３が電源電圧ｖｃの異常を検出し、電源アラームｐａが検出されたとき、電源の故障が検出された旨がプロセッサ２６に報告される（ステップＡ２、図２（ｂ））。一方、電圧監視ＩＣ２３から電源アラームｐａが検出されないとき、電圧監視コントローラ２５により、電圧センサ２２から電圧値ｖｅが読み出され（ステップＡ３）、同電圧値ｖｅが確認される（ステップＡ４）。この場合、電圧値ｖｅは、電圧監視コントローラ２５に設定されている正常電圧範囲と比較されて正常／異常が判定され、異常時では、電源が異常である旨がプロセッサ２６に報告され（ステップＡ５、図２（ｂ））、また、正常時では、電圧監視ＩＣ２４からのアラームの確認が行われる（ステップＡ６）。電圧値ｖｅが正常範囲であっても、電圧監視コントローラ２５により、電圧監視ＩＣ２４から電源アラームｐｆが検出されたときには、電源が異常である旨がプロセッサ２６に報告され（ステップＡ７、図２（ｂ））、一方、電圧監視ＩＣ２４から電源アラームｐｆが検出されないときには、再びステップＡ１に戻り、電圧監視ＩＣ２３からのアラームの確認が繰り返し行われる。

以上のように、この実施形態では、電源部２１の電源電圧ｖｃは、電圧センサ２２による電圧値の確認に加え、電圧監視ＩＣ２４により、設定されている監視用電圧範囲と比較され、同電源電圧ｖｃが同監視用電圧範囲外になるとき、同電圧監視ＩＣ２４から電源アラームｐｆが発生するので、電源電圧ｖｃが、電圧監視コントローラ２５に設定されている正常電圧範囲の上限値又は下限値付近でふらつくような場合や、電源部２１の経年劣化などにより電源電圧ｖｃが緩やかに下降する場合に、電源部２１の異常が検出される。これにより、電源部２１の異常が早期に検出され、同電源部２１に対する故障検出率が向上する。また、この電源監視回路が設けられているコンピュータ装置などのシステムダウンが発生する前に電源部２１の交換を行うことが可能になり、システムダウンを予防することができ、コンピュータ装置などの信頼性が向上する。

以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、上記実施形態では、電圧監視ＩＣ２４は、電圧監視コントローラ２５に設定されている正常電圧範囲以内の監視用電圧範囲が設定されているが、同監視用電圧範囲は、任意の範囲に変更調整が可能な構成とされていても良い。

この発明は、コンピュータ装置などの電子機器に供給される電源電圧を監視する電源監視回路全般に適用でき、特に、経年劣化などにより電源電圧が低下するような機器に適用して有効である。

２０ ボード（電子機器）
２１ 電源部（電子機器の一部）
２２ 電圧センサ（電圧検出手段、電源監視回路の一部）
２３ 電圧監視ＩＣ（故障検出手段、電源監視回路の一部）
２４ 電圧監視ＩＣ（電圧監視回路、電源監視回路の一部）
２４ａ 電源異常監視手段
２５ 電圧監視コントローラ（電圧監視制御手段、電源監視回路の一部）
２６ プロセッサ（電子機器の一部）

Claims (6)

1. 電源電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電源電圧の正常電圧範囲があらかじめ設定され、前記電圧検出手段で検出される前記電源電圧を前記正常電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号を出力する電圧監視制御手段と、
   所定の範囲の監視用電圧範囲が設定され、前記電源電圧を前記監視用電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記監視用電圧範囲外になるとき、システムダウン発生のおそれを知らせる警報用信号を発生する電圧監視回路とを有する電源監視回路であって、
   前記監視用電圧範囲は、前記正常電圧範囲の上限値よりも所定値低く、かつ、下限値よりも所定値高い範囲として設定されていて、
   前記電圧監視制御手段は、
   前記電圧検出手段で検出される前記電源電圧を所定のタイミング間隔で読み取って前記正常電圧範囲と比較し、当該比較の結果、前記電源電圧が前記正常電圧範囲内にあるときは、前記電圧監視回路から前記警報用信号が発生しているか否かを確認し、前記警報用信号の発生が確認されたとき、電源異常報告信号を出力することを特徴とする電源監視回路。
2. 前記電源電圧が供給されて所定の動作を行う電子回路の正常動作を保証する定格電圧範囲が設定され、前記電源電圧を前記定格電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記定格電圧範囲外になるとき、故障検出信号を発生する故障検出手段を有し、
   前記電源異常監視手段は、
   前記故障検出手段から前記故障検出信号が発生したとき、前記電源異常報告信号を出力する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の電源監視回路。
3. 電源電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電源電圧の正常電圧範囲があらかじめ設定され、前記電圧検出手段で検出される前記電源電圧を前記正常電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記正常電圧範囲外になるとき、電源異常報告信号を出力する電圧監視制御手段と、
   所定の範囲の監視用電圧範囲が設定され、前記電源電圧を前記監視用電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記監視用電圧範囲外になるとき、システムダウン発生のおそれを知らせる警報用信号を発生する電圧監視回路とを有する電源監視回路に用いられる電源監視方法であって、
   前記監視用電圧範囲を、前記正常電圧範囲の上限値よりも所定値低く、かつ、下限値よりも所定値高い範囲として設定し、
   前記電圧監視制御手段に、
   前記電圧検出手段で検出される前記電源電圧を所定のタイミング間隔で読み取って前記正常電圧範囲と比較する処理と、当該比較の結果、前記電源電圧が前記正常電圧範囲内にあるときは、前記電圧監視回路から前記警報用信号が発生しているか否かを確認する処理と、前記警報用信号の発生が確認されたとき、電源異常報告信号を出力する処理とを行わせることを特徴とする電源監視方法。
4. 当該電源監視回路は、前記電源電圧が供給されて所定の動作を行う電子回路の正常動作を保証する定格電圧範囲が設定され、前記電源電圧を前記定格電圧範囲と比較し、前記電源電圧が前記定格電圧範囲外になるとき、故障検出信号を発生する故障検出手段を有し、
   該故障検出手段から前記故障検出信号が発生したとき、前記電源異常監視手段に、前記電源異常報告信号を出力する処理を行わせることを特徴とする請求項３記載の電源監視方法。
5. コンピュータを請求項１又は２記載の電圧監視制御手段として機能させるためのコンピュータ読み取り可能な電源監視制御プログラム。
6. 請求項１又は２記載の電源監視回路が設けられていることを特徴とする電子機器。

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