电源装置及电子设备 【技术领域】
本发明涉及向处理装置供给电力的电源装置以及搭载了这种电源装置的电子设备。
背景技术
以往以来，在通信设备或服务器设备等电子设备中，具有向执行各种处理的IC等供给电力的电源装置。针对该电源装置，要求始终供给稳定的电力，特别是要求将输出到IC等的输出电压调整为恒定。
图1是向电子设备供给电力的电源装置的概略结构图。
该图1所示的电源装置10为利用放大器或比较器等模拟元件控制对IC等的输出电压的模拟控制方式的电源装置。
在电源装置10中，具有电压检测电路11、误差放大器12、补偿电路13、基准振荡器14、比较器15、开关元件16以及平滑滤波器17等。
首先，在电压检测电路11中，检测在当前时刻从电源装置10向IC等输出的电源输出电压Vout，检测出的输出电压Vout被传递给误差放大器12。在误差放大器12中，放大输出电压Vout与基准电压V0之间的差分并进行输出，在补偿电路13中，将从误差放大器12输出的放大电压Vg调整为适合于比较器15的灵敏度的值。
在基准振荡器14中，每隔恒定的频率输出锯齿波的电压信号Vp。在比较器15中，将从基准振荡器14发出的锯齿波的电压信号Vp与在补偿电路13中调整到的放大电压Vg进行比较，将在锯齿波的电压信号Vp比放大电压Vg小的期间成为“接通”、在除此以外的情况下成为“断开”的控制信号传递到开关元件16。
在开关元件16中，通过从比较器15传递的控制信号控制接通/断开，由此调整输入到电源装置10的输入电压Vin的脉冲宽度，在平滑滤波器17中执行平滑处理。其结果，调整了电压值的输出电压Vout从电源装置10输出到电子设备。例如，在通过电压检测电路11检测的输出电压Vout下降时，在误差放大器12中计算的输出电压Vout与基准电压V0之间的误差变大。其结果，锯齿波的电压信号Vp比放大电压Vg小，从比较器15发出的控制信号的“接通”时间变长，通过将输入电压Vin的脉冲宽度调整得长，使输出电压Vout上升。
如上所述，在电源装置10中，控制为输出到处理部的输出电压成为恒定。
此处，在电子设备中，构成电子设备的各种部件和IC等分别接收电力供给而工作。在这些部件和IC等中，消耗电力根据各自分担的处理中的负荷的多少而变化。在这种独立的负荷变动缓慢的情况下，通过一个电源装置中的综合性控制，吸收各部件和IC等中的负荷变动来将施加到各部件和IC等的电压保持为恒定，从而能够持续供给所需的电力。但是，在电子设备中的通信设备和服务器设备等中，与通信的业务量状态联动，执行通信处理的IC等中的负荷有时会急剧变动，从而在一个电源装置中的综合性控制中，难以吸收这样的局部急剧的负荷变动。
因此，提出了以下的技术：准备多个上述那样的电源装置，分别在构成电子设备的各种部件和IC等附近排列一个以上各电源装置来进行配置，通过配置在这些附近的电源装置，独立控制分别施加到各种部件和IC等的电压，独立吸收局部的负荷变动，从而独立地维持所需的电力供给(例如，参照专利文献1。)。
专利文献1：美国专利6646425号说明书
但是，即使通过专利文献1所公开的技术独立控制分别施加到各种部件和IC等的电压，在与某个电源装置的控制对象邻接的部件等中的负荷变动过大的情况下，也仍频繁地发生以下的问题：由该控制对象外的部件中的负荷变动导致，不能完全维持对自身的控制对象的正常的电力供给。
【发明内容】
本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种能够分别对构成电子设备的各种部件和IC等良好进行电力供给的电源装置以及搭载了这种电源装置的电子设备。
为了达到上述目的的本发明的电源装置，其特征在于，该电源装置具有：
电源层，其通过与处理装置电连接来向该处理装置供给电力，并在各供给部位连接了多个处理装置；
多个电源，它们通过向上述电源层分别施加电压来经由该电源层向上述处理装置供给电力；以及
电源控制部，其对上述多个电源各自的施加电压，反映该多个电源中的其他电源中的电力供给状况来进行控制，由此使上述供给部位相互间的电压偏差得以均衡。
根据本发明的电源装置，在上述多个处理装置中的一部分的处理装置中，即使在产生了经由上述电源层可能对其他装置上的电力控制发生影响的较大的负荷变动的情况下，也可以对该电源层中的上述供给部位相互间的电压偏差得以均衡，因此能够有效抑制上述的负荷变动波及到对其他处理装置的电力控制。由此，在各电源中，能够避免以下问题：由电力供给对象外的部件中的负荷变动导致，不能完全维持对自身的电力供给对象的正常的电力供给。即，根据本发明的电源装置，能够分别对构成电子设备(处理装置)的各种部件和IC等良好进行电力供给。
此处，在本发明的电源装置中，以下的方式为优选的方式：
“具有掌握上述多个电源的各自的电力供给状况的状况掌握部，
上述电源控制部使用上述状况掌握部所掌握的各电源中的电力供给状况，反映上述多个电源中的其他电源中的电力供给状况来控制各施加电压。”
根据该优选方式的电源装置，能够容易地进行反映了对各施加电压的、另外电源中的电力供给状况的控制。
此外，达到上述目的的本发明的电子设备，其特征在于，该电子设备具有：
多个处理装置，它们分别接收电压的施加来执行处理；以及
电源装置，
该电源装置具有：
电源层，其通过分别与上述多个处理装置电连接来分别向该多个处理装置供给电力，并在各供给部位连接了该多个处理装置；
多个电源，它们通过向上述电源层分别施加电压来经由该电源层向上述处理装置供给电力；以及
电源控制部，其对上述多个电源各自的施加电压，反映该多个电源中的其他电源中的电力供给状况来进行控制，由此使上述供给部位相互间的电压偏差得以平均。
根据本发明的电子设备，能够分别对构成该电子设备的各种部件和IC等良好进行电力供给。
此外，针对本发明的电子设备，此处仅示出基本方式，这仅是为了避免重复，在本发明的电子设备中，不仅包括上述基本方式，还包括与前述的电源装置的各方式对应的各种方式。
根据本发明，能够得到分别对构成电子设备的各种部件和IC等可良好进行电力供给的电源装置、以及搭载了这种电源装置的电子设备。
【附图说明】
图1是向电子设备供给电力的电源装置的概略结构图。
图2是应用了本发明的一个实施方式的通信单元的外观立体图。
图3是构成电子电路封装体200的保持板210的立体图。
图4是在保持板210上安装了基板220的电子电路封装体200的概略图。
图5是图2所示的多个电子电路封装体200的概略功能框图。
图6是用于说明电子电路封装体200中的电力供给流程的图。
图7是处理电路221、向处理电路221供给电力的OBP 223以及图5所示的电力控制部224的概略结构图。
图8是搭载在通信单元中的多个电子电路封装体中的三个电子电路封装体的概略功能框图。
图9是用于说明信号处理封装体400_3中的电力供给流程的图。
【具体实施方式】
以下参照附图说明本发明的实施方式。
图2是应用了本发明的一个实施方式的通信单元的外观立体图。
该通信单元100相当于本发明所述的电子设备的一个例子，经由网络进行数据的收发，由单元盖101、单元框102、后面板103以及收容在这些包围的空间内的、执行处理的多个电子电路封装体200构成。
在后面板103的内侧，设置有用于传输数据和电力的各种连接器(未图示)，通过将这些连接器嵌合在分别设置在多个电子电路封装体200中的连接器内，使多个电子电路封装体200相互连接。
多个电子电路封装体200针对经由网络送来的通信数据依次执行处理，接收前级的电子电路封装体200中的处理执行，开始后级的电子电路封装体200中的处理执行。此外，各电子电路封装体200由安装有IC等的基板220(参照图4)、和保持基板220的保持板210(参照图3)构成。
图3是构成电子电路封装体200的保持板210的立体图，图4是在保持板210上安装了基板220的电子电路封装体200的概略图。
在保持板210上，具有有以下部件等：在图2的单元框102中拔插保持板210时用于以手握住的把持部211、用于向电子电路封装体200中通电的电源连接器212a、用于防止基板220的翘曲的防翘曲配件213以及用于收发各种数据的数据用连接器212b。
在图4中，示出了在保持板210上安装有基板220的状态下的电子电路封装体200。在基板220上，具有IC等的多个处理电路221、以及用于分别向多个处理电路221供给电力的OBP 223等，通过将基板220嵌入保持板210，将保持板210的电源连接器212a和数据用连接器212b插入基板220，将基板220安装在保持板210上。此外，通过将保持板210嵌入图2所示的单元框102并与后面板103的连接器连接，多个电子电路封装体200彼此相互连接。
图5是图2所示的多个电子电路封装体200的概略功能框图。
在电子电路封装体200中具有电力控制部224，该电力控制部224如后所述检测各OBP 223施加到处理电路221的施加电压，以填补该检测出的施加电压与目标电压之差的方式控制各OBP 223中的电力供给。
此处，在本实施方式中，多个处理电路221的设计预定的工作电压彼此相同，因此，在电子电路封装体200的基板220上，设置有与所有处理电路221电连接的共同的电源层。各OBP 223通过向该共同的电源层施加电压，将在基板220上配置在最接近该OBP 223的处理电路221作为主要的电力供给对象，经由该电源层供给电力。以下，将该主要的电力供给对象简称为电力供给对象。
此外，对该电力控制部224，输入通过预定的电流检测电路检测的流过各处理电路221的电流值。此外，根据这些输入的电流值计算在各处理电路221中消耗的电力，其计算结果与针对各处理电路221检测的电流值一起作为表示各处理电路221的处理负荷的电路信息存储在电力控制部224内的存储器224_1中。以预定的时间间隔重复针对各处理电路221的电流值的检测和各处理电路221的消耗电力的计算，在每次进行该重复时更新存储器224_1内的电路信息。
此外，在电力控制部224内的存储器224_1中，还存储位置信息，该位置信息和还包括相对于各处理电路221的相对位置关系，并表示基板220上的各OBP 223的位置。此处，上述电路信息所示的各处理电路221的处理负荷相当于本发明所述的“多个电源各自的电力供给状况”的一个例子。
此外，在该电力控制部224中，针对各OBP 223的目标电压，根据上述位置信息和重复更新的电路信息，在每次对其更新时重复计算。此处，在本实施方式中，在针对该各OBP 223的目标电压的计算中，不仅反映作为该OBP 223的电力供给对象的处理电路221中的电路信息，还如后所述那样反映作为其他OBP 223的电力供给对象的处理电路221中的电路信息。
在电力控制部224中，根据重复计算的、各处理电路221中的处理状况，使用时刻变化的目标电压，进行对各OBP 223的上述电力控制。该电力控制部224相当于本发明所述的兼用作电源控制部和状况掌握部的一个例子，OBP 223相当于本发明所述的电源的一个例子，处理电路221相当于本发明所述的处理装置的一个例子。
此外，在电力控制部224的存储器224_1中，将针对多个处理电路221共同设计预定的工作电压的值存储为例如对该电子电路封装体200的电源接通之后的目标电压(初始电压)，在对电源接通之后的各OBP 223的电力控制中使用该初始电压。
图6是用于说明电子电路封装体200中的电力供给的流程的图。此外，在该图6中，针对图5所示的多个处理电路221，省略图示，以容易观察附图。
多个OBP 223分别根据从电子电路封装体200外经由图4所示的电源连接器212a接通的电力，生成供给到各处理电路221的电力。在图4的基板220上，设置有与各处理电路221电连接并接收电力供给的电源层225，在图6中，示意性示出该电源层225。各OBP 223通过向该电源层225施加电压，经由电源层225向配置在该OBP 223附近的处理电路221的供给电力。
在电力控制部224中，各OBP 223检测施加到处理电路221的施加电压，以填补检测出的施加电压与根据各处理电路221中的处理状况而时刻变化的目标电压之差的方式控制各OBP 223中的电力供给。
此处，假设将针对所有的OBP 223的目标电压固定为在本实施方式中作为初始电压使用的设计状的工作电压。此时，在相互邻接的几个处理电路221中的处理负荷的总计显著增加而在这些处理电路221中电流集中时，在将这些处理电路221作为电力供给对象的多个OBP 223中，在将上述的工作电压作为目标的电力控制中不能充分提供处理负荷，其结果，各OBP 223有可能无法将施加电压维持为其工作电压。
因此，在本实施方式中，目标电压可变，并且各OBP 223的目标电压根据包括如下处理负荷的一带的处理电路221中的处理负荷的总计来计算，上述包括的处理负荷不仅为该OBP 223的电力供给对象的处理电路221中的处理负荷，还有与该电力供给对象的处理电路221邻接的其他处理电路221中的处理负荷。
以下，针对该电力控制部224中的目标电压的计算进行说明。
在本实施方式中，通过如下的反馈处理进行对各OBP 223的目标电压计算。
在对某个OBP 223的目标电压计算中，首先，读取在当前时刻存储在存储器224_1中的、对该OBP 223的电力供给对象的处理电路221的电路信息和对与该处理电路221邻接的其他处理电路221的电路信息。此处，与对该邻接的其他处理电路221的电路信息所示的处理负荷相当于本发明所述的“其他电源中的电力供给状况”的一个例子。此外，计算这些读取出的电路信息分别表示的处理负荷(在本实施方式中，为各处理电路221中的消耗电力)的总计，计算对应于该总计与将上述工作电压作为目标电压时充分提供的上限负荷之间的差分的目标电压。
通过这种计算，在相互邻接的几个处理电路221中的处理负荷的总计显著增加时，计算的这些处理电路221作为电力供给对象的多个OBP223各自的目标电压比上述工作电压高。此外，各OBP 223以该高的目标电压为目标进行电力控制，由此将这些各OBP 223的施加电压实质性维持为工作电压。其结果，将电源层225各处的施加电压维持为上述工作电压，施加电压的偏差得以均衡。
接着，详细说明OBP 223中的施加电压的控制。
图7是处理电路221、向处理电路221供给电力的OBP 223以及图5所示的电力控制部224的概略结构图。
此外，在图7中，为了简化说明，处理电路221和OBP 223分别各示出一个。
如图7所示，在电力控制部224中，具有AD(模拟/数字)转换器311、数字滤波器312、PWM控制电路313、电力控制电路314以及脉冲发生器315，在OBP 223中，具有开关元件321和平滑滤波器322等。
在控制对处理电路221的供给电力时，基本上与以往的模拟电源装置同样地，进行根据在当前时刻以前供给的电力，控制在当前时刻以后供给的电力的反馈处理。
首先，在AD转换器311中，检测在当前时刻以前从OBP 223施加到处理电路221的电压，将检测出的电压转换为数字信号，并传递到数字滤波器312。在数字滤波器312中，计算检测出的电压与上述目标电压之间的差分，对该差分进行平均来生成误差信号。此处，如上所述根据上述位置信息和电路信息进行该目标电压的计算，而该计算是在电力控制电路314中进行的，并将计算出的目标电压传递到数字滤波器312。
在数字滤波器312中生成的误差信号被传递到PWM控制电路313。
在PMW控制电路313中，根据从脉冲振荡器315发出的脉冲信号和从数字滤波器312传递的误差信号，生成与从电力控制电路314传递的控制值对应的脉冲宽度的控制信号，并将所生成的控制信号传递到开关元件321。
在开关元件321中，依照从PWM控制电路313传递的控制信号控制接通/断开，其结果，调整输入电压的脉冲宽度。此外，调整了脉冲宽度的电压通过平滑滤波器322，由此对施加电压进行平滑来将电力供给到处理电路221。
例如，在施加电压下降时，在数字滤波器312中生成的误差信号的值变大，在电力控制电路314中生成脉冲宽度长的控制信号。其结果，开关元件321的“接通”时间变长，施加电压上升。
此外，如上所述，在各OBP 223的目标电压的计算中，不仅反映该OBP 223的电力供给对象的处理电路221中的处理负荷，还反映与该处理电路221邻接的其他处理电路221中的处理负荷。由此，在将处理负荷变大的一带的处理电路221作为电力供给对象的多个OBP 223中，目标电压变大，这些OBP 223中的上述误差信号的值进一步变大而施加电压上升的程度增加，避免这些OBP 223中的施加电压的下降，电源层225内的施加电压的偏差得以均衡。
如以上所说明的那样，在本实施方式中，通过对施加电压的反馈处理和对目标电压的反馈处理，电源层225内的施加电压的偏差得以均衡，从而向处理电路221良好地供给电力。
此外，目标电压的计算不限于上述那样的反馈处理，也可以如以下所说明那样使用前馈处理。以下，说明如下的情况：在目标电压的计算中，作为与上述反馈处理结合使用了前馈处理的另一个方式，在与参照图2至图7所说明的通信单元100相等的通信单元中应用了该另一个方式。
图8是搭载在通信单元中的多个电子电路封装体中的三个电子电路封装体的概略功能框图。
此外，以下，用添加到末尾的数字区分分别构成图8所示的三个电子电路封装体400_1、400_2、400_3的各种要素来进行说明。
在图8中，示出了接收经由网络发送的光数据的光接口封装体400_1、将在光接口封装体400_1中接收的光数据转换为数字数据的电接口封装体400_2、对在电接口封装体400_2中转换的数字数据施加各种信号处理的信号处理封装体400_3。在该另一个方式中，针对整个通信单元接通电力，在将该电力分配给多个电子电路封装体400各自的OBP 402后，在各电子电路封装体400内，从OBP 402向处理电路401供给电力。
在电接口封装体400_2中，具有检测在处理执行时流入处理电路401_2的电流值的电流检测电路404_2，在信号处理封装体400_3中，具有电力控制部403_3，该电力控制部403_3取得电接口封装体400_2的电流检测电路404_2所检测出的电流值，根据该取得的电流值控制OBP402_3中的电力供给。
图9是用于说明信号处理封装体400_3中的电力供给的流程的图。此外，在该图9中，针对图8所示的多个处理电路401_3，省略图示，以容易观察附图。电力控制部403_3相当于本发明所述的兼用作电力控制部和状况掌握部的一个例子，OBP 402_3相当于本发明所述的电源的一个例子，电源层404_3相当于本发明所述的电源层的一个例子。
此处，关于该信号处理封装体400_3中的反馈处理，与上述图6的电子电路封装体200中的反馈处理相同，因此省略重复说明，关注前馈处理来进行说明。
在电力控制部403_3中，从前级的电接口封装体400_2传递流入到该电接口封装体400_2的处理电路401_2中的电流值。通常，作为处理对象的通信数据的量越增加，处理的负荷越增大，一般在信号处理封装体400_3中的多个处理电路401_3中的、与通信处理相关的处理电路401_3中流入大的电流。通过传递流入到前级的电接口封装体400_2的电流值，能够预测在多个处理电路401_3中的、与通信处理相关的处理电路401_3中从此开始执行的处理的负荷。此外，在计算各OBP 402_3的目标电压时，在该电流值大于预定值时，对将与通信处理相关的处理电路401_3和与该处理电路401_3邻接的其他处理电路401_3作为电力供给对象的多个OBP 402_3，计算的目标电压高。其结果，在与通信处理相关的处理电路401_3的处理负荷实际增加，在发生电源层内施加电压的偏差之前，各施加电压被向保持电源层404_3内的均衡的方向控制。
由此，依照该另一个方式，根据各处理电路401_3中的、当前时刻以前的处理负荷，调整在该时刻后所供给的电力(反馈控制)，并且根据前级的电接口封装体400_2中的处理负荷调整电力供给(前馈控制)。在以上所说明的另一个方式中，也与仅使用上述的反馈处理的实施方式同样地，电源层404_3内的施加电压的偏差得以均衡，从而良好地向各处理电路401_3供给电力。
此外，在上述中，作为本发明所述的电源控制部的一个例子，例示了针对各OBP，根据各处理电路中的处理负荷计算目标电压的电力控制部224_3、402，但是本发明不限于此。本发明的电源控制部例如在处理负荷的大小关系在多个处理装置之间固定的情况下，也可以具有考虑该固定的大小关系而在设计阶段预先针对各OBP计算的固定目标电压，使用这些各OBP的每一个的固定目标电压来控制供给电力。
此外，在上述中，作为本发明的一个实施方式，示出了多个OBP和多个处理电路一对一对应的例子，但是本发明不限于此，例如可以是针对一个处理电路对应多个电源的方式，也可以是多个电源分别与多个处理电路对应的方式。
此外，在上述中，针对通过调整施加到处理电路的电压的升降，控制供给到处理电路的电力的例子进行了说明，但也可以是本发明所述的电源控制部通过调整供给到处理电路的电流量，控制供给到处理电路的电力。