JPH0546285A

JPH0546285A - 過電流検出方式

Info

Publication number: JPH0546285A
Application number: JP3208198A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Hara; 明利原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-08-20
Filing date: 1991-08-20
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】プリント基板の活線交換に際して、同基板に固
有の電流値を自動検出して直流電源装置に通知でき、こ
の電流値に基づく過電流リミット値の設定により、直流
電源装置の電源容量の最適化が図れるようにすることで
ある。【構成】プリント基板２０に固有の電流値を示す金具３
０を同基板２０に取付ける一方、カードガイドに沿って
読取りセンサ４０を設け、基板２０がカードガイド上を
移動してコネクタ２１に挿入される直前に金具３０が読
取りセンサ４０を通過する構成とする。この際、読取り
センサ４０は基板挿入予知信号４１を出力し、同時に金
具３０の櫛歯の欠け具合により符号化された電流値を読
取りその読取り値４２を出力する。直流電源装置１０の
マイクロコンピュータ１６は、基板挿入予知信号４１の
タイミングで読取り値４２を取込んで同装置１０の過電
流リミット値を設定し、基板挿入時の過電流検出を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特にフォルトトレラ
ント機能付きの計算機システムにおいて、プリント基板
を活線状態で交換する際の過電流検出に好適な、直流電
源装置の過電流検出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、２４時間稼動を保証するフォルト
トレラント機能付きの計算機システムが多くなってい
る。このようなシステムでは、直流電源装置からの電源
供給を受けるプリント基板も２重化されており、１つの
プリント基板が故障してもシステム動作を継続できるよ
うになっている。

【０００３】さて、フォルトトレラント機能付きの計算
機システムでは、故障プリント基板の交換のためにプリ
ント基板の抜き差しを行う場合、電源を落とさないのが
一般的である。電源が投入された状態でプリント基板の
抜き差しが行われる場合、即ちプリント基板の活線交換
が行われる場合（特にプリント基板の挿入時）には、プ
リント基板に設けられているノイズ除去用のバイパスコ
ンデンサが一時的に短絡に近い状態となるため過電流
（ラッシュ電流）が発生する。そこで、フォルトトレラ
ント機能付きの計算機システムでは、プリント基板の活
線交換時（プリント基板挿入時）に発生する直流電源の
過電流対策が必要となる。

【０００４】従来、プリント基板の活線交換時の過電流
対策としては、（１）プリント基板の電源回路に抵抗またはコイルを直
列に入れて過電流を防止する方法。（２）プリント基板の過電流は、プリント基板が容量性
負荷になっているためにその充電電流により発生するこ
とから、電源とは別にタンク回路（コンデンサを設け予
め充電しておく）を設け、このタンク回路で過電流を相
殺する方法。の２つがよく知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１），
（２）の方法では、プリント基板の活線交換時のラッシ
ュ電流の大きさが電源装置側からは判らないため、電源
保護のための過電流リミット値の設定が行えなかった。
このため従来は、必要以上に電流容量の大きい電源装置
を用いなければならず、極めて無駄であった。

【０００６】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
でその目的は、プリント基板の活線交換を行う際に、同
基板に固有の電流値を自動的に検出して直流電源装置に
通知でき、この電流値をもとに過電流リミット値を設定
することにより、直流電源装置に要求される電源容量の
最適化が図れる過電流検出方式を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、直流電源装
置からの電源供給対象となるプリント基板に、同基板に
固有の電流値を予め符号化するための符号化部材を設け
る一方、プリント基板の活線交換が行われることを事前
に検出して、同基板に設けられた符号化部材の示す符号
化情報を読取り、直流電源装置に通知する読取り機構を
設け、直流電源装置では、上記読取り機構からの通知に
応じて同読取り機構により読取られた符号化情報を読込
み、この符号化情報の示す電流値をもとに直流電源装置
の過電流リミット値を設定するようにしたことを特徴と
するものである。

【０００８】

【作用】上記の構成において、プリント基板に設けられ
た符号化部材は、例えば櫛歯形状の金具であり、櫛歯の
欠け具合（或は櫛歯の数）によって、同基板に固有の電
流値の符号化情報を示す。

【０００９】一方、読取り機構は、例えば複数の発光素
子が配設された第１の側板と、この複数の発光素子から
の光信号を受光するための同数の受光素子が配設され
た、第１の側板と離間対向する第２の側板とを有してい
る。この読取り機構は、プリント基板を例えばシャーシ
に実装する際の案内路をなす基板ガイド（カードガイ
ド）に沿って設けられている。しかして、プリント基板
が基板ガイドの所定位置を通過する際には、同基板に設
けられた符号化部材が読取り機構（の第１および第２の
側板間）を通過する。

【００１０】このとき読取り機構は、符号化部材の形状
で決まる符号化情報を上記受光素子の状態により読取
り、その旨を直流電源装置に通知する。直流電源装置
は、読取り機構からの通知を受けて、同読取り機構によ
り読取られた符号化情報を読込み、この符号化情報の示
す電流値をもとに直流電源装置の過電流リミット値を設
定する。

【００１１】以上のように、上記の構成によれば、プリ
ント基板が実装される直前に、そのプリント基板に固有
の電流値が自動検出されて、その電流値をもとに直流電
源装置の過電流リミット値が適切に設定されるので、直
流電源装置を従来のように必要以上に大容量とする必要
がなくなり、電源容量の最適化を図ることができる。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明を適用する計算機システムの
直流電源装置周辺の一実施例を示すブロック構成図であ
り、１０は直流電源装置である。

【００１３】直流電源装置１０はＡＣ（交流）電源を整
流、平滑化してＤＣ（直流）電源に変換するＡＣ−ＤＣ
変換部１１、およびＡＣ−ＤＣ変換部１１からのＤＣ出
力電圧を安定化させ、規定のＤＣ電圧を発生させるレギ
ュレータ部１２を有する。レギュレータ部１２から出力
されるＤＣ電圧は電子計算機等の負荷、例えば後述する
プリント基板２０（上の回路）にコネクタ２１を介して
印加される。

【００１４】直流電源装置１０はまた、レギュレータ部
１２と負荷（プリント基板２０）との間に設けられ、負
荷（プリント基板２０）に流れる電流（出力電流、負荷
電流）を検出して電圧に変換する電流検出回路１３、お
よび電流検出回路１３で検出されたアナログ負荷電流値
（の電圧変換値）をディジタル値に変換するＡ／Ｄ（ア
ナログ／ディジタル）変換回路（ＡＤＣ）１４を有す
る。直流電源装置１０は更に、Ａ／Ｄ変換回路１４の出
力値（負荷電流値）Ｉまたは後述する読取りセンサ４０
の読取り値４２を選択するセレクタ１５、およびセレク
タ１５の出力をもとに過電流検出を行う制御部、例えば
マイクロコンピュータ１６を有する。マイクロコンピュ
ータ１６は、読取りセンサ４０からの後述する基板挿入
予知信号４１による割込みに応じて、一連の過電流検出
処理を行うようになっている。２０は計算機システムの
一部を成す各種回路が搭載されたプリント基板、２１は
プリント基板２０が実装されるシャーシ６１（図２参
照）のコネクタである。

【００１５】３０はプリント基板２０に取付けられた金
具であり、同プリント基板２０に固有の電流値を符号化
して示すためのものである。４０はプリント基板２０が
シャーシ６１のコネクタ２１に実装されることを同基板
２０に取付けられた金具３０をもとに事前に検出して基
板挿入予知信号４１を出力すると共に、この検出タイミ
ングで金具３０の示す電流値（の符号化情報）を読取る
読取りセンサである。

【００１６】なお、図１では省略されているが、プリン
ト基板２０が実装されるコネクタ２１は複数設けられて
おり、各コネクタ２１毎に読取りセンサ４０が設けられ
ている。各コネクタ２１毎に設けられる読取りセンサ４
０からの基板挿入予知信号４１はワイヤード・オアされ
てマイクロコンピュータ１６に通知され、読取り値４２
はセレクタ１５に入力されるようになっている。セレク
タ１５は、通常状態ではＡ／Ｄ変換回路１４から出力さ
れる負荷電流値Ｉを選択し、基板挿入予知信号４１がオ
ン（真）の期間だけ、同信号４１の出力元の読取りセン
サ４０からの読取り値４２を選択する。

【００１７】図２は図１の金具３０および読取りセンサ
４０の構造を示す図である。まず金具３０は、図２
（ａ）の斜視図および図２（ｂ）の断面図に示すように
櫛歯形状のＬ型片で構成され、図２（ｃ）の平面図に示
すように櫛歯の欠け具合（櫛歯の数）によって、電流値
の符号化された値（ここでは４ビット値）を示すもので
ある。金具３０は、プリント基板２０の挿入方向に沿っ
て同基板２０に取付けられている。

【００１８】金具３０は、最大５個の櫛歯（以下、セグ
メントと称する）３１〜３５を有し得る。ここで、セグ
メント３１〜３４は、プリント基板２０に固有の４ビッ
ト電流値に応じて適宜設けられるもので、それぞれビッ
トｂ3 〜ｂ0 に対応する。したがって、図２（ｃ）の例
のように、セグメント３１〜３４のうち、セグメント３
１，３３だけが実際には設けられている場合には、ｂ3
＝１，ｂ2 ＝０，ｂ1＝１，ｂ0 ＝０となることから、
プリント基板２０の示す４ビット電流値は“１０１０”
即ち１０進表現で１０（単位はＡ）となる。明らかなよ
うに、本実施例における金具３０は、セグメント３１〜
３４の有無の組合わせにより、０〜１５Ａまでの電流値
が表現可能である。

【００１９】一方、セグメント３５は、電流値に無関係
に（したがってプリント基板２０に無関係に）固定的に
設けられており、読取りセンサ４０による読取り位置
（読取りタイミング）を決定するためのものである。そ
こで、セグメント３５を他のセグメント３１〜３４と区
別して、インデックス用セグメント３５と呼ぶ。

【００２０】次に読取りセンサ４０は、図２（ａ）およ
び図２（ｂ）に示すように、互いに離間対向する１対の
側板４３，４４および底板４５を有する。読取りセンサ
４０の側板４３には、複数の発光素子、例えば５個の発
光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）４６が長手方向
に沿って等間隔で配設されており、ＬＥＤ４６と対応す
る側板４４の位置には、ＬＥＤ４３からの光信号を受光
するための同数の受光素子、例えばフォトトランジスタ
４７が配設されている。ＬＥＤ４６およびフォトトラン
ジスタ４７の配設ピッチは、金具３０のセグメント３１
〜３５のピッチに一致する。ここで５個のフォトトラン
ジスタ４７のうち、セグメント３５（インデックス用セ
グメント３５）に対応するフォトトランジスタ４７を、
タイミング検出用フォトトランジスタ４７と呼び、他の
セグメント３１〜３４に対応するフォトトランジスタ４
７を読取り用フォトトランジスタ４７と呼ぶ。

【００２１】読取りセンサ４０は、図２（ｂ）に示すよ
うに、シャーシ６１に設けられたカードガイド６２に沿
って取付けられている。カードガイド６２は、プリント
基板２０をシャーシ６１のコネクタ２１（図１参照）に
挿入する際の案内路をなす（と共に、プリント基板２０
を支持する）ものである。読取りセンサ４０の取付け位
置は、プリント基板２０をカードガイド６２に案内され
て移動する場合に、金具３０（のセグメント）が読取り
センサ４０の側板４３，４４間を通過でき、しかもプリ
ント基板２０が図１のコネクタ２１に挿入される直前に
通過できる位置となっている。

【００２２】図３は読取りセンサ４０の回路構成を示す
図である。図に示すように、読取りセンサ４０は、５個
のＬＥＤ４６およびフォトトランジスタ４７の他に、各
ＬＥＤ４６をドライブするためのトランジスタ４８を有
する。このトランジスタ４８は、保守員（サービスマ
ン）がプリント基板２０を活線交換するのに際してスイ
ッチ操作等によりオンされるものであるが、各ＬＥＤ４
６を常時点灯させておく方式を適用するならば、必ずし
も必要はない。

【００２３】読取りセンサ４０はまた、５個のフォトト
ランジスタ４７のうち、金具３０のインデックス用セグ
メント３５に対応するタイミング検出用フォトトランジ
スタ４７のオンからオフへの変化に応じて、一定時間ｔ
1 だけオンとなる１パルスを発生するシングルショット
回路４９、およびシングルショット回路４９の出力５０
を基板挿入予知信号４１とし、金具３０のセグメント３
１〜３４に対応する４個の読取り用フォトトランジスタ
４７のオン／オフ状態の示す４ビット値を、読取り値４
２として、それぞれ直流電源装置１０に送信するための
送信回路５１を有する。

【００２４】次に、図１乃至図３の構成の動作を、図４
のフローチャートを参照して説明する。まず、プリント
基板２０をシャーシ６１のコネクタ２１に実装（挿入）
しようとする場合、プリント基板２０をカードガイド６
２上を移動させて、コネクタ２１側へ案内させる。この
際、プリント基板２０に取付けられている金具３０が、
カードガイド６２に沿ってシャーシ６１に取付けられて
いる読取りセンサ４０の側板４３，４４間を通過する。

【００２５】さて、金具３０が読取りセンサ４０の側板
４３，４４間を通過する際に、金具３０に固定的に設け
られているインデックス用セグメント３５の位置が、読
取りセンサ４０のタイミング検出用フォトトランジスタ
４７に対向する位置に一致するようになると、タイミン
グ検出用フォトトランジスタ４７と対応するＬＥＤ４６
からの光信号が、このインデックス用セグメント３５に
よって遮られる。これにより、タイミング検出用フォト
トランジスタ４７はオン状態からオフ状態に変化し、シ
ングルショット回路４９から一定時間ｔ1 だけオンとな
る１パルスが出力される。

【００２６】このとき、金具３０がセグメント３１〜３
４を有しているならば、セグメント３１〜３４は４個の
読取り用フォトトランジスタ４７と対向する位置にあ
り、フォトトランジスタ４７と対応するＬＥＤ４６から
の光信号が遮られる。したがって、４個の読取り用フォ
トトランジスタ４７は、タイミング検出用フォトトラン
ジスタ４７がオン状態からオフ状態に変化したタイミン
グで、対応するセグメント（３１〜３４）の有無に応じ
てオフ状態に変化し、４ビットの電流値（オンのとき
“０”、オフのとき“１”）を表わす。

【００２７】送信回路５１は、シングルショット回路４
９の出力（１パルス）５０を基板挿入予知信号４１とし
て、４個の読取り用フォトトランジスタ４７のオン／オ
フ状態の示す４ビット値を、読取り値４２として、それ
ぞれ直流電源装置１０に送信する。

【００２８】読取りセンサ４０から直流電源装置１０に
送信された基板挿入予知信号４１は、直流電源装置１０
内のセレクタ１５に供給される。セレクタ１５は、読取
りセンサ４０からの活線交換板挿入予知信号４１がオン
である期間は、その読取りセンサ４０からの読取り値４
２をマイクロコンピュータ１６に選択出力する。

【００２９】読取りセンサ４０からの基板挿入予知信号
４１は、直流電源装置１０内のマイクロコンピュータ１
６の割込み入力端子にも供給される。マイクロコンピュ
ータ１６は、読取りセンサ４０からの基板挿入予知信号
４１がオンの場合、同信号を最優先の割込み信号として
受付け、以下に述べる過電流検出ルーチンを実行する。

【００３０】まずマイクロコンピュータ１６は、セレク
タ１５の出力、即ち読取りセンサ４０からの読取り値４
２を、これからシャーシ６１に挿入されるプリント基板
２０に固有の電流値として読込む（ステップＳ１）。

【００３１】次にマイクロコンピュータ１６は、読込ん
だ読取り値４２、即ち追加される（新たに挿入される）
プリント基板２０に固有の電流値と、現状の直流電源装
置１０の電流値とから、直流電源装置１０における過電
流リミット値ＩL を計算し、内部設定する（ステップＳ
２）。

【００３２】なお、上記した現状の直流電源装置１０の
電流値は、プリント基板２０が実装される以前の一定期
間におけるＡ／Ｄ変換回路１４の出力値（負荷電流値）
Ｉの平均値であり、マイクロコンピュータ１６がセレク
タ１５から一定時間間隔で所定回数読取ることにより求
めることができる。この処理は、基板挿入予知信号４１
がオフしている通常状態においてサイクリックに実行さ
れ、常に最新の負荷電流値の平均値が求められるように
なっている。

【００３３】マイクロコンピュータ１６はステップＳ２
を実行すると、先のステップＳ１で読取った電流値のプ
リント基板２０が実際に挿入された場合に、その電流値
の故に直流電源装置１０が誤動作するか否かを、直流電
源装置１０の電源容量とステップＳ２で設定した過電流
リミット値ＩL とにより予測する（ステップＳ３）。も
し、誤動作発生を予測した場合には、マイクロコンピュ
ータ１６はその旨の警告を発する（ステップＳ４）。

【００３４】これに対し、プリント基板２０が挿入され
ても直流電源装置１０が誤動作が発生しないことが予測
された場合には、以下に述べる処理が行われる。まず、
読取りセンサ４０からの基板挿入予知信号４１は一定時
間ｔ1 後にオフ状態となる。基板挿入予知信号４１がオ
フ状態となると、Ａ／Ｄ変換回路１４の出力値（負荷電
流値）Ｉがセレクタ１５によってマイクロコンピュータ
１６に選択出力される。

【００３５】マイクロコンピュータ１６は、ステップＳ
３で誤動作発生無しを予測した場合には、読取りセンサ
４０からの読取り値４２を読取ってから一定時間ｔ2
（ｔ2＞ｔ1 ）の経過後に、セレクタ１５の出力、即ち
Ａ／Ｄ変換回路１４の出力値（負荷電流値）Ｉを読込む
（ステップＳ５）。

【００３６】次にマイクロコンピュータ１６は、読込ん
だ負荷電流値Ｉがステップ２で内部設定した過電流リミ
ット値ＩL を超えているか否かをチェックする（ステッ
プＳ６）。もし、Ｉ＞ＩL であれば、マイクロコンピュ
ータ１６は直流電源装置１０を保護するために電源遮断
信号をレギュレータ部１２に出力して電源を遮断させる
（ステップＳ７）。これに対し、Ｉ≦ＩL であれば、マ
イクロコンピュータ１６は定常状態における通常の過電
流検出処理に入る。これについては、本発明に直接関係
しないため、説明を省略する。

【００３７】なお、前記実施例では、プリント基板２０
に取付けられた金具３０が、同基板２０に固有の４ビッ
ト電流値を示すものとして説明したが、表現可能なビッ
ト数（最大セグメント数）を増やすことにより、電流値
の他に、プリント基板２０の種類、或はプリント基板２
０の持つ機能を示すようにしてもよい。この場合、マイ
クロコンピュータ１６が読取りセンサ４０からの読取り
値４２を読込むことにより、新たに挿入されようとして
いるプリント基板２０の種類、或はプリント基板２０の
持つ機能を事前に知ることができ、このプリント基板２
０がシステムに適用可能か否かを判断して、即ちこのプ
リント基板２０を挿入する動作が正しいか否かを事前に
判断して、保守員（サービスマン）に通知することも可
能となる。もし、プリント基板２０に固有の電流値と、
プリント基板２０の種類、或はプリント基板２０の持つ
機能とが対応しているならば、金具３０に２種の情報を
持たせる必要はない。

【００３８】また、前記実施例では、全てのＬＥＤ４６
が、常時、或はプリント基板２０の挿入に際して保守員
のスイッチ操作等によりドライブされるものとして説明
したが、読取り用フォトトランジスタ４７に対応する同
数のＬＥＤ４６については、シングルショット回路４９
の出力５０のオン期間だけドライブされる構成とするこ
とも可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
プリント基板の活線交換を行う際（即ち、プリント基板
を電源投入状態で挿入しようとする際）に、同基板に設
けられた符号化部材から同基板に固有の電流値を読取り
機構（読取りセンサ）により自動的に検出して直流電源
装置に通知する構成としたので、直流電源装置側では、
新たに挿入されるプリント基板の電流値を基板挿入直前
に知ることができ、電源装置全体の過電流リミット値の
設定がプリント基板挿入直前に適切に行える。

【００４０】このため、プリント基板の活線交換により
直流電源装置が誤動作するか否かを事前に判断して警告
を発することができ、またプリント基板が挿入された場
合には、設定した適切な過電流リミット値に従って過電
流検出を行うことができるため、電源装置の容量を必要
以上に大きくしなくても電源装置の誤動作防止が可能と
なり、電源装置の電源容量の最適化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック構成図。

【図２】図１の金具３０および読取りセンサ４０の構造
を示す図。

【図３】図１の読取りセンサ４０の回路構成を示す図。

【図４】プリント基板の活線交換時における過電流検出
ルーチンのフローチャート。

【符号の説明】

１０…直流電源装置、１１…ＡＣ−ＤＣ変換部、１２…
レギュレータ部、１３…電流検出回路、１４…Ａ／Ｄ変
換回路（ＡＤＣ）、１５…セレクタ、１６…マイクロコ
ンピュータ、２０…プリント基板、２１…コネクタ、３
０…金具（符号化部材）、３１〜３５…セグメント、４
０…読取りセンサ、４１…基板挿入予知信号、４２…読
取り値、４３，４４…側板、４６…ＬＥＤ（発光素
子），４７…フォトトランジスタ（受光素子）、４８…
トランジスタ、４９…シングルショット回路、５１…送
信回路、６１…シャーシ、６２…カードガイド（基板ガ
イド）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｈ 3/087 9061−5Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源装置と、この直流電源装置からの電源供給対象となるプリント基
板に設けられ、同基板に固有の電流値を予め符号化する
ための符号化部材と、上記プリント基板の活線交換が行われることを事前に検
出して、同基板に設けられた符号化部材の示す符号化情
報を読取り、上記直流電源装置に通知する読取り機構
と、を具備し、上記直流電源装置は、上記読取り機構からの
通知に応じて同読取り機構により読取られた符号化情報
を読込み、この符号化情報の示す電流値をもとに上記直
流電源装置の過電流リミット値を設定することを特徴と
する過電流検出方式。
【請求項２】上記プリント基板の活線交換により上記
直流電源装置が誤動作するか否かを上記設定した過電流
リミット値をもとに予測し、誤動作予測時には警告を発
することを特徴とする請求項１記載の過電流検出方式。
【請求項３】上記読取り機構は、複数の発光素子が配
設された第１の側板と、上記複数の発光素子からの光信
号を受光するための同数の受光素子が配設された、上記
第１の側板と離間対向する第２の側板とを有し、上記プ
リント基板が実装される際には同基板に設けられた上記
符号化部材が上記第１および第２の側板間を通過するよ
うに、プリント基板の案内路をなす基板ガイドに沿って
設けられており、上記符号化部材の通過時において同部
材の形状によって決定される上記受光素子の状態により
符号化情報を読取ることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の過電流検出方式。