活線挿抜装置
【課題】突入電流を抑制するインダクタの小型化を図ることができる活線挿抜装置を得ることを目的とする。
【解決手段】バックプレーン１の電源１１が接続されている電源ライン１２に挿入されたインダクタ１３と、そのインダクタ１３と直列に接続されたスイッチング素子１５と、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知するシーケンス制御部１６ａと、シーケンス制御部１６ａにより拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続が検知されると、一定期間、パルス信号をスイッチング素子１５に出力することで、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返し切り換えるパルス発生器１６ｂとを備える。
【解決手段】バックプレーン１の電源１１が接続されている電源ライン１２に挿入されたインダクタ１３と、そのインダクタ１３と直列に接続されたスイッチング素子１５と、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知するシーケンス制御部１６ａと、シーケンス制御部１６ａにより拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続が検知されると、一定期間、パルス信号をスイッチング素子１５に出力することで、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返し切り換えるパルス発生器１６ｂとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、活線挿抜が行われる拡張ユニットに生じる突入電流を抑制する機能を備えている活線挿抜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通電状態のバックプレーンに対して拡張ユニットの活線挿抜が行われると（図８を参照）、拡張ユニット内の未充電のコンデンサに対して突入電流が流れ込み、稼動中のシステムの電源変動を引き起こすことがある。
この電源変動は、稼動中のシステムの誤動作を招く要因になるため、活線挿抜時の突入電流を出来る限り抑制する必要がある。
【０００３】
拡張ユニット内の未充電のコンデンサに流れ込む突入電流を抑制する手法として、電源ラインと直列にインダクタを接続する方法がある。
この方法は、図９に示すように、インダクタの交流特性を利用して、過渡的に生じる突入電流を抑制するものである。
以下の特許文献１には、電源ラインと直列にインダクタを接続し、活線挿入の初期段階では、そのインダクタのインダクタンス値を大きくし、その後、インダクタンス値を小さくしている活線挿抜装置が開示されている。
【０００４】
ただし、インダクタ単体で突入電流を抑制する場合には、拡張ユニット内のキャパシタに対する電荷の充電が完了するまでの間、インダクタが飽和することなく機能する必要がある。
一般的に、拡張ユニット内のキャパシタは、回路のバイパスコンデンサであり、その容量値は大きいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−２２４５７３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の活線挿抜装置は以上のように構成されているので、拡張ユニット内のキャパシタの容量値が大きい場合、インダクタが飽和することなく、突入電流を抑制する機能を維持するには、インダクタンス値が大きなインダクタを実装する必要がある。このため、インダクタの部品面積やコストが増加してしまう課題があった。
なお、インダクタのインダクタンス値は、拡張ユニット内のキャパシタの容量値や、拡張ユニットに実装されるＩＣ素子の内部の等価の負荷抵抗値など、不確定要素に依存するため、設計が困難である。そのため、最悪条件を想定して、マージンを確保したインダクタンス値を選択しなければならず、インダクタの部品面積やコストが増加する。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、突入電流を抑制するインダクタの小型化を図ることができる活線挿抜装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る活線挿抜装置は、バックプレーンの電源が接続されている電源ラインに挿入されたインダクタと、そのインダクタと直列に接続されたスイッチング素子と、拡張ユニットとバックプレーン間の接続を検知する接続検知手段と、その接続検知手段により拡張ユニットとバックプレーン間の接続が検知されると、スイッチング素子のオンオフを繰り返すスイッチ制御手段とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、バックプレーンの電源が接続されている電源ラインに挿入されたインダクタと、そのインダクタと直列に接続されたスイッチング素子と、拡張ユニットとバックプレーン間の接続を検知する接続検知手段と、その接続検知手段により拡張ユニットとバックプレーン間の接続が検知されると、スイッチング素子のオンオフを繰り返すスイッチ制御手段とを備えるように構成したので、突入電流を抑制するインダクタの小型化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による活線挿抜装置を示す構成図である。
【図２】活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
【図３】コネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合の活線挿抜装置を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２による活線挿抜装置を示す構成図である。
【図５】活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態３による活線挿抜装置を示す構成図である。
【図７】活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
【図８】通電状態のバックプレーンに対して拡張ユニットの活線挿抜が行われる活線挿抜装置を示す斜視図である。
【図９】従来の活線挿抜装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による活線挿抜装置を示す構成図である。
図１の活線挿抜装置では、通電状態のバックプレーン１に対して拡張ユニット２の活線挿抜が行われる例を示すものである。
図１において、内部回路３は拡張ユニット２に実装されている回路であり、例えば、バイパスコンデンサなどのキャパシタ４やＩＣ素子５などから構成されている。
コネクタ６はバックプレーン１と拡張ユニット２を接続する接続手段であり、各種のコネクタピンを備えている。
なお、コネクタ６は、電源ラインやグランドラインなどを接続するコネクタピン６ａを備えている。また、コネクタ６は、コネクタピン６ａよりも端子長が短いコネクタピン（コネクタ６における各種のコネクタピンの中で、最も端子長が短いコネクタピン）であるショートピン６ｂを備えている。
【００１２】
電源１１は拡張ユニット２等に電力を供給するものであり、電源１１には電源ライン１２が接続されている。
インダクタ１３は拡張ユニット２の活線挿抜時に生じる突入電流を抑制するために電源ライン１２に挿入されている。
ダイオード１４はインダクタ１３と並列に接続されており、スイッチング素子１５がＯＦＦ状態（非導通状態）であるときに電流が流れる。
図１の例では、インダクタ１３とダイオード１４が拡張ユニット２に実装されているが、インダクタ１３とダイオード１４がバックプレーン１に実装されてもよい。ただし、インダクタ１３とダイオード１４がバックプレーン１に実装される場合、スイッチング素子１５とコネクタピン６ａの間に設けられている必要がある。
【００１３】
スイッチング素子１５は電源ライン１２上でインダクタ１３と直列に接続されており、パルスコントローラ１６から出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態（導通状態）になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態（非導通状態）になる。
パルスコントローラ１６はシーケンス制御部１６ａ及びパルス発生器１６ｂから構成されており、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知すると、一定期間、パルス信号をスイッチング素子１５に出力する処理を実施する。
【００１４】
シーケンス制御部１６ａはショートピン６ｂが接続されることで（コネクタ６の嵌合完了）、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。なお、シーケンス制御部１６ａは接続検知手段を構成している。
パルス発生器１６ｂはシーケンス制御部１６ａからパルス信号の出力指令を受けると、一定期間、ＳＷ制御信号としてパルス信号をスイッチング素子１５に出力する処理を実施する。
なお、シーケンス制御部１６ａ及びパルス発生器１６ｂからスイッチ制御手段が構成されている。
キャパシタ１７はパルスコントローラ１６の動作に必要なバイパスコンデンサである。
【００１５】
次に動作について説明する。
図２は活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
拡張ユニット２とバックプレーン１が接続されていない状態では、コネクタ６のショートピン６ｂが接続されていないため、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルは、図２に示すように、Ｈレベルである。
【００１６】
拡張ユニット２をバックプレーン１に活線挿入する場合、先に端子長が長いコネクタピン６ａが接続されてから、最後に、端子長が短いショートピン６ｂが接続される。
したがって、ショートピン６ｂが接続された時点が、拡張ユニット２とバックプレーン１の嵌合完了時点である。
活線挿入時には、バックプレーン１の電源１１から拡張ユニット２内のキャパシタ４に流れ込む突入電流を抑制する必要がある。
【００１７】
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ａは、ショートピン６ｂが接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化するので、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルの変化を監視し、そのＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ａからパルス信号の出力指令を受けると、図２に示すように、一定期間、ＳＷ制御信号としてパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
この実施の形態１では、キャパシタ４の充電が完了して、突入電流がなくなるまでに十分な時間を“一定期間”として予め設定されているものとする。
【００１８】
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６から出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
パルスコントローラ１６からパルス信号が一定期間出力されるので、スイッチング素子１５は、一定期間、ＯＮ状態とＯＦＦ状態が繰り返されることになる。
スイッチング素子１５がＯＮ状態になると、バックプレーン１の電源１１と拡張ユニット２のインダクタ１３が接続されるので、インダクタ１３には、ファラデーの電磁誘導の法則にしたがって電流が流れる。
このように、インダクタ１３が電源ライン１２に挿入されていることで、過渡的に生じている突入電流を抑制することができる。
【００１９】
一方、スイッチング素子１５がＯＦＦ状態になると、電源１１とインダクタ１３間が非接続になるため、ダイオード１４を介して電流が流れる。
これにより、インダクタ１３が飽和に至ることが阻止されるため、パルス信号の周期を高速化することで、インダクタ１３のインダクタンス値が小さくても、十分に突入電力を抑制することができる。
【００２０】
パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂは、一定期間が経過すると、常時、ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）をスイッチング素子１５に出力する。
これにより、スイッチング素子１５は、常時ＯＮ状態になり、以後、バックプレーン１の電源１１から拡張ユニット２内の内部回路３に電力が供給されて、内部回路３の動作が可能になる。
【００２１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、バックプレーン１の電源１１が接続されている電源ライン１２に挿入されたインダクタ１３と、そのインダクタ１３と直列に接続されたスイッチング素子１５と、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知するシーケンス制御部１６ａと、シーケンス制御部１６ａにより拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続が検知されると、一定期間、パルス信号をスイッチング素子１５に出力することで、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返し切り換えるパルス発生器１６ｂとを備えるように構成したので、突入電流を抑制するインダクタ１３の小型化を図ることができる効果を奏する。
【００２２】
この実施の形態１では、ショートピン６ｂが接続されることで、コネクタ６の嵌合完了を検知するものを示したが、コネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合、コネクタ６における各種のコネクタピンの中で、最も外側のコネクタピンが接続されることで、コネクタ６の嵌合完了を検知するようにしてもよい。
図３はコネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合の活線挿抜装置を示す説明図である。
【００２３】
図３の例では、拡張ユニット２をバックプレーン１に活線挿入する際、バックプレーン１に施されている位置固定穴２１に対して、拡張ユニット２に設けられている位置固定爪２２を挿入してから、図中、時計回りに拡張ユニット２を回転させることで、拡張ユニット２とバックプレーン１を嵌合させる。
この場合、コネクタ６における各種のコネクタピンの中で、最も外側（最大回転径）のコネクタピン６ｃ（図中、１番上のコネクタピン）が最後に接続されるので、パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ａは、コネクタピン６ｃの接続を検知すると、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力するようにする。
【００２４】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による活線挿抜装置を示す構成図であり、図４において、図１及び図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
電圧値測定部３１はインダクタ１３の出力端の電圧値Ｖを測定する処理を実施する。なお、電圧値測定部３１は電圧値測定手段を構成している。
シーケンス制御部１６ｃは図１のシーケンス制御部１６ａと同様に、ショートピン６ｂ（コネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合、図３のコネクタピン６ｃ）が接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
【００２５】
また、シーケンス制御部１６ｃは電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖが規定の電圧値ＶＴＨ１以上になると、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５を常時ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
また、シーケンス制御部１６ｃはＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化した当初はデューティ比が小さなパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力し、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖの変化ΔＶが所定値ΔＶＴＨ２以下になると、デューティ比が大きなパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。なお、シーケンス制御部１６ｃ及びパルス発生器１６ｂからスイッチ制御手段が構成されている。
【００２６】
次に動作について説明する。
図５は活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
拡張ユニット２とバックプレーン１が接続されていない状態では、コネクタ６のショートピン６ｂが接続されていないため、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルは、図５に示すように、Ｈレベルである。
【００２７】
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ｃは、ショートピン６ｂが接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化するので、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルの変化を監視し、そのＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
ただし、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化した当初は、インダクタ１３の出力端の電圧値Ｖの変化ΔＶが大きく、大きな突入電流が流れるので、デューティ比が小さなパルス信号（パルス幅が狭いパルス信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
【００２８】
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ｃからデューティ比が小さなパルス信号の出力指令を受けると、図５に示すように、ＳＷ制御信号としてデューティ比が小さなパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂから出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
【００２９】
電圧値測定部３１は、インダクタ１３の出力端の電圧値Ｖを測定し、その電圧値Ｖをパルスコントローラ１６に出力する。
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ｃは、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖを監視するとともに、その電圧値Ｖの変化ΔＶを監視する。
スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ制御を開始してから時間が経過して、抑制電流が小さくなってくると、電圧値Ｖの変化ΔＶが小さくなってくる。
また、キャパシタ４の充電が完了して、突入電流がなくなると、電圧値Ｖが規定の電圧値ＶＴＨ１以上になる。
【００３０】
そこで、シーケンス制御部１６ｃは、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖの変化ΔＶが所定値ΔＶＴＨ２以下になると、突入電流を抑制しながら、キャパシタ４の充電完了を早めるために、デューティ比が大きなパルス信号（パルス幅が広いパルス信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
【００３１】
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ｃからデューティ比が大きなパルス信号の出力指令を受けると、図５に示すように、ＳＷ制御信号としてデューティ比が大きなパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂから出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
デューティ比が大きなパルス信号によってスイッチング素子１５がＯＮ状態になる時間は、デューティ比が小さなパルス信号が出力されているときよりも長くなる。
【００３２】
シーケンス制御部１６ｃは、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖが規定の電圧値ＶＴＨ１以上になると、図５に示すように、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５を常時ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
これにより、スイッチング素子１５は、常時ＯＮ状態になり、以後、バックプレーン１の電源１１から拡張ユニット２内の内部回路３に電力が供給されて、内部回路３の動作が可能になる。
【００３３】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖが規定の電圧値ＶＴＨ１以上になると、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５のＯＮ状態を維持するように構成したので、突入電流の抑止期間を最小化して、内部回路３の速やかな動作開始を実現することができる効果を奏する。
【００３４】
また、この実施の形態２によれば、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖの変化ΔＶが所定値ΔＶＴＨ２以下になると、パルス信号のデューティ比を上げるように構成したので、突入電流を抑制しながら、キャパシタ４の充電完了を早めることができる効果を奏する。
【００３５】
なお、この実施の形態２では、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖの変化ΔＶが所定値ΔＶＴＨ２以下になると、１回だけデューティ比を切り換えるものを示したが、インダクタ１３の出力端の電圧値Ｖの変化ΔＶが小さい程、デューティ比が大きくなるように、デューティ比を複数回切り換えるようにしてもよい。
【００３６】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による活線挿抜装置を示す構成図であり、図６において、図１及び図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
電流量測定部３２は抵抗素子３２ａが電源ライン１２に挿入されており、その抵抗素子３２ａの両端電圧を監視することで、電源ライン１２を流れている電流の電流量Ｉを測定する処理を実施する。
抵抗素子３２ａの抵抗値は電源電圧の電圧降下が無視できる程度に微小な値であるものとする。なお、電流量測定部３２は電流量測定手段を構成している。
【００３７】
シーケンス制御部１６ｄは図１のシーケンス制御部１６ａと同様に、ショートピン６ｂ（コネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合、図３のコネクタピン６ｃ）が接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
【００３８】
また、シーケンス制御部１６ｄは電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが規定の電流量ＩＴＨ１以下になると、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５を常時ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
また、シーケンス制御部１６ｄはＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化した当初はデューティ比が小さなパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力し、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが減少する程、大きなデューティ比のパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
なお、シーケンス制御部１６ｄ及びパルス発生器１６ｂからスイッチ制御手段が構成されている。
【００３９】
次に動作について説明する。
図７は活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
拡張ユニット２とバックプレーン１が接続されていない状態では、コネクタ６のショートピン６ｂが接続されていないため、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルは、図７に示すように、Ｈレベルである。
【００４０】
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ｄは、ショートピン６ｂが接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化するので、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルの変化を監視し、そのＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
ただし、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化した当初は、大きな突入電流が流れるので、デューティ比が小さなパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
【００４１】
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ｄからデューティ比が小さなパルス信号の出力指令を受けると、図７に示すように、ＳＷ制御信号としてデューティ比が小さなパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂから出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
【００４２】
電流量測定部３２は、抵抗素子３２ａの両端電圧を監視することで、電源ライン１２を流れている電流の電流量Ｉを測定し、その電流量Ｉをパルスコントローラ１６に出力する。
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ｄは、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉを監視する。
スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ制御を開始してから時間が経過して、抑制電流が小さくなってくると、電流量Ｉが減少してくる。
そこで、シーケンス制御部１６ｄは、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが減少する程、大きなデューティ比のパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
【００４３】
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ｄからデューティ比が大きなパルス信号の出力指令を受けると、図７に示すように、ＳＷ制御信号としてデューティ比が大きなパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂから出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
デューティ比が大きなパルス信号によってスイッチング素子１５がＯＮ状態になる時間は、デューティ比が小さなパルス信号が出力されているときよりも長くなる。
【００４４】
シーケンス制御部１６ｄは、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉ（スイッチング素子１５がＯＮ状態であるときの電流量）が規定の電流量ＩＴＨ１以下になると、図７に示すように、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５を常時ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
これにより、スイッチング素子１５は、常時ＯＮ状態になり、以後、バックプレーン１の電源１１から拡張ユニット２内の内部回路３に電力が供給されて、内部回路３の動作が可能になる。
【００４５】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが規定の電流量ＩＴＨ１以下になると、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５のＯＮ状態を維持するように構成したので、突入電流の抑止期間を最小化して、内部回路３の速やかな動作開始を実現することができる効果を奏する。
【００４６】
また、この実施の形態２によれば、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが減少する程、大きなデューティ比のパルス信号をスイッチング素子１５に出力するように構成したので、突入電流を抑制しながら、キャパシタ４の充電完了を早めることができる効果を奏する。
【００４７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１ バックプレーン、２ 拡張ユニット、３ 内部回路、４ キャパシタ、５ ＩＣ素子、６ コネクタ、６ａ，６ｃ コネクタピン、６ｂ ショートピン、１１ 電源、１２ 電源ライン、１３ インダクタ、１４ ダイオード、１５ スイッチング素子、１６ パルスコントローラ、１６ａ，１６ｃ，１６ｄ シーケンス制御部（接続検知手段、スイッチ制御手段）、１６ｂ パルス発生器（スイッチ制御手段）、１７ キャパシタ、２１ 位置固定穴、２２ 位置固定爪、３１ 電圧値測定部（電圧値測定手段）、３２ 電流量測定部（電流量測定手段）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、活線挿抜が行われる拡張ユニットに生じる突入電流を抑制する機能を備えている活線挿抜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通電状態のバックプレーンに対して拡張ユニットの活線挿抜が行われると（図８を参照）、拡張ユニット内の未充電のコンデンサに対して突入電流が流れ込み、稼動中のシステムの電源変動を引き起こすことがある。
この電源変動は、稼動中のシステムの誤動作を招く要因になるため、活線挿抜時の突入電流を出来る限り抑制する必要がある。
【０００３】
拡張ユニット内の未充電のコンデンサに流れ込む突入電流を抑制する手法として、電源ラインと直列にインダクタを接続する方法がある。
この方法は、図９に示すように、インダクタの交流特性を利用して、過渡的に生じる突入電流を抑制するものである。
以下の特許文献１には、電源ラインと直列にインダクタを接続し、活線挿入の初期段階では、そのインダクタのインダクタンス値を大きくし、その後、インダクタンス値を小さくしている活線挿抜装置が開示されている。
【０００４】
ただし、インダクタ単体で突入電流を抑制する場合には、拡張ユニット内のキャパシタに対する電荷の充電が完了するまでの間、インダクタが飽和することなく機能する必要がある。
一般的に、拡張ユニット内のキャパシタは、回路のバイパスコンデンサであり、その容量値は大きいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−２２４５７３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の活線挿抜装置は以上のように構成されているので、拡張ユニット内のキャパシタの容量値が大きい場合、インダクタが飽和することなく、突入電流を抑制する機能を維持するには、インダクタンス値が大きなインダクタを実装する必要がある。このため、インダクタの部品面積やコストが増加してしまう課題があった。
なお、インダクタのインダクタンス値は、拡張ユニット内のキャパシタの容量値や、拡張ユニットに実装されるＩＣ素子の内部の等価の負荷抵抗値など、不確定要素に依存するため、設計が困難である。そのため、最悪条件を想定して、マージンを確保したインダクタンス値を選択しなければならず、インダクタの部品面積やコストが増加する。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、突入電流を抑制するインダクタの小型化を図ることができる活線挿抜装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る活線挿抜装置は、バックプレーンの電源が接続されている電源ラインに挿入されたインダクタと、そのインダクタと直列に接続されたスイッチング素子と、拡張ユニットとバックプレーン間の接続を検知する接続検知手段と、その接続検知手段により拡張ユニットとバックプレーン間の接続が検知されると、スイッチング素子のオンオフを繰り返すスイッチ制御手段とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、バックプレーンの電源が接続されている電源ラインに挿入されたインダクタと、そのインダクタと直列に接続されたスイッチング素子と、拡張ユニットとバックプレーン間の接続を検知する接続検知手段と、その接続検知手段により拡張ユニットとバックプレーン間の接続が検知されると、スイッチング素子のオンオフを繰り返すスイッチ制御手段とを備えるように構成したので、突入電流を抑制するインダクタの小型化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による活線挿抜装置を示す構成図である。
【図２】活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
【図３】コネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合の活線挿抜装置を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２による活線挿抜装置を示す構成図である。
【図５】活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態３による活線挿抜装置を示す構成図である。
【図７】活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
【図８】通電状態のバックプレーンに対して拡張ユニットの活線挿抜が行われる活線挿抜装置を示す斜視図である。
【図９】従来の活線挿抜装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による活線挿抜装置を示す構成図である。
図１の活線挿抜装置では、通電状態のバックプレーン１に対して拡張ユニット２の活線挿抜が行われる例を示すものである。
図１において、内部回路３は拡張ユニット２に実装されている回路であり、例えば、バイパスコンデンサなどのキャパシタ４やＩＣ素子５などから構成されている。
コネクタ６はバックプレーン１と拡張ユニット２を接続する接続手段であり、各種のコネクタピンを備えている。
なお、コネクタ６は、電源ラインやグランドラインなどを接続するコネクタピン６ａを備えている。また、コネクタ６は、コネクタピン６ａよりも端子長が短いコネクタピン（コネクタ６における各種のコネクタピンの中で、最も端子長が短いコネクタピン）であるショートピン６ｂを備えている。
【００１２】
電源１１は拡張ユニット２等に電力を供給するものであり、電源１１には電源ライン１２が接続されている。
インダクタ１３は拡張ユニット２の活線挿抜時に生じる突入電流を抑制するために電源ライン１２に挿入されている。
ダイオード１４はインダクタ１３と並列に接続されており、スイッチング素子１５がＯＦＦ状態（非導通状態）であるときに電流が流れる。
図１の例では、インダクタ１３とダイオード１４が拡張ユニット２に実装されているが、インダクタ１３とダイオード１４がバックプレーン１に実装されてもよい。ただし、インダクタ１３とダイオード１４がバックプレーン１に実装される場合、スイッチング素子１５とコネクタピン６ａの間に設けられている必要がある。
【００１３】
スイッチング素子１５は電源ライン１２上でインダクタ１３と直列に接続されており、パルスコントローラ１６から出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態（導通状態）になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態（非導通状態）になる。
パルスコントローラ１６はシーケンス制御部１６ａ及びパルス発生器１６ｂから構成されており、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知すると、一定期間、パルス信号をスイッチング素子１５に出力する処理を実施する。
【００１４】
シーケンス制御部１６ａはショートピン６ｂが接続されることで（コネクタ６の嵌合完了）、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。なお、シーケンス制御部１６ａは接続検知手段を構成している。
パルス発生器１６ｂはシーケンス制御部１６ａからパルス信号の出力指令を受けると、一定期間、ＳＷ制御信号としてパルス信号をスイッチング素子１５に出力する処理を実施する。
なお、シーケンス制御部１６ａ及びパルス発生器１６ｂからスイッチ制御手段が構成されている。
キャパシタ１７はパルスコントローラ１６の動作に必要なバイパスコンデンサである。
【００１５】
次に動作について説明する。
図２は活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
拡張ユニット２とバックプレーン１が接続されていない状態では、コネクタ６のショートピン６ｂが接続されていないため、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルは、図２に示すように、Ｈレベルである。
【００１６】
拡張ユニット２をバックプレーン１に活線挿入する場合、先に端子長が長いコネクタピン６ａが接続されてから、最後に、端子長が短いショートピン６ｂが接続される。
したがって、ショートピン６ｂが接続された時点が、拡張ユニット２とバックプレーン１の嵌合完了時点である。
活線挿入時には、バックプレーン１の電源１１から拡張ユニット２内のキャパシタ４に流れ込む突入電流を抑制する必要がある。
【００１７】
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ａは、ショートピン６ｂが接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化するので、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルの変化を監視し、そのＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ａからパルス信号の出力指令を受けると、図２に示すように、一定期間、ＳＷ制御信号としてパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
この実施の形態１では、キャパシタ４の充電が完了して、突入電流がなくなるまでに十分な時間を“一定期間”として予め設定されているものとする。
【００１８】
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６から出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
パルスコントローラ１６からパルス信号が一定期間出力されるので、スイッチング素子１５は、一定期間、ＯＮ状態とＯＦＦ状態が繰り返されることになる。
スイッチング素子１５がＯＮ状態になると、バックプレーン１の電源１１と拡張ユニット２のインダクタ１３が接続されるので、インダクタ１３には、ファラデーの電磁誘導の法則にしたがって電流が流れる。
このように、インダクタ１３が電源ライン１２に挿入されていることで、過渡的に生じている突入電流を抑制することができる。
【００１９】
一方、スイッチング素子１５がＯＦＦ状態になると、電源１１とインダクタ１３間が非接続になるため、ダイオード１４を介して電流が流れる。
これにより、インダクタ１３が飽和に至ることが阻止されるため、パルス信号の周期を高速化することで、インダクタ１３のインダクタンス値が小さくても、十分に突入電力を抑制することができる。
【００２０】
パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂは、一定期間が経過すると、常時、ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）をスイッチング素子１５に出力する。
これにより、スイッチング素子１５は、常時ＯＮ状態になり、以後、バックプレーン１の電源１１から拡張ユニット２内の内部回路３に電力が供給されて、内部回路３の動作が可能になる。
【００２１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、バックプレーン１の電源１１が接続されている電源ライン１２に挿入されたインダクタ１３と、そのインダクタ１３と直列に接続されたスイッチング素子１５と、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知するシーケンス制御部１６ａと、シーケンス制御部１６ａにより拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続が検知されると、一定期間、パルス信号をスイッチング素子１５に出力することで、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返し切り換えるパルス発生器１６ｂとを備えるように構成したので、突入電流を抑制するインダクタ１３の小型化を図ることができる効果を奏する。
【００２２】
この実施の形態１では、ショートピン６ｂが接続されることで、コネクタ６の嵌合完了を検知するものを示したが、コネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合、コネクタ６における各種のコネクタピンの中で、最も外側のコネクタピンが接続されることで、コネクタ６の嵌合完了を検知するようにしてもよい。
図３はコネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合の活線挿抜装置を示す説明図である。
【００２３】
図３の例では、拡張ユニット２をバックプレーン１に活線挿入する際、バックプレーン１に施されている位置固定穴２１に対して、拡張ユニット２に設けられている位置固定爪２２を挿入してから、図中、時計回りに拡張ユニット２を回転させることで、拡張ユニット２とバックプレーン１を嵌合させる。
この場合、コネクタ６における各種のコネクタピンの中で、最も外側（最大回転径）のコネクタピン６ｃ（図中、１番上のコネクタピン）が最後に接続されるので、パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ａは、コネクタピン６ｃの接続を検知すると、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力するようにする。
【００２４】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による活線挿抜装置を示す構成図であり、図４において、図１及び図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
電圧値測定部３１はインダクタ１３の出力端の電圧値Ｖを測定する処理を実施する。なお、電圧値測定部３１は電圧値測定手段を構成している。
シーケンス制御部１６ｃは図１のシーケンス制御部１６ａと同様に、ショートピン６ｂ（コネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合、図３のコネクタピン６ｃ）が接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
【００２５】
また、シーケンス制御部１６ｃは電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖが規定の電圧値ＶＴＨ１以上になると、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５を常時ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
また、シーケンス制御部１６ｃはＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化した当初はデューティ比が小さなパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力し、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖの変化ΔＶが所定値ΔＶＴＨ２以下になると、デューティ比が大きなパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。なお、シーケンス制御部１６ｃ及びパルス発生器１６ｂからスイッチ制御手段が構成されている。
【００２６】
次に動作について説明する。
図５は活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
拡張ユニット２とバックプレーン１が接続されていない状態では、コネクタ６のショートピン６ｂが接続されていないため、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルは、図５に示すように、Ｈレベルである。
【００２７】
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ｃは、ショートピン６ｂが接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化するので、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルの変化を監視し、そのＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
ただし、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化した当初は、インダクタ１３の出力端の電圧値Ｖの変化ΔＶが大きく、大きな突入電流が流れるので、デューティ比が小さなパルス信号（パルス幅が狭いパルス信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
【００２８】
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ｃからデューティ比が小さなパルス信号の出力指令を受けると、図５に示すように、ＳＷ制御信号としてデューティ比が小さなパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂから出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
【００２９】
電圧値測定部３１は、インダクタ１３の出力端の電圧値Ｖを測定し、その電圧値Ｖをパルスコントローラ１６に出力する。
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ｃは、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖを監視するとともに、その電圧値Ｖの変化ΔＶを監視する。
スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ制御を開始してから時間が経過して、抑制電流が小さくなってくると、電圧値Ｖの変化ΔＶが小さくなってくる。
また、キャパシタ４の充電が完了して、突入電流がなくなると、電圧値Ｖが規定の電圧値ＶＴＨ１以上になる。
【００３０】
そこで、シーケンス制御部１６ｃは、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖの変化ΔＶが所定値ΔＶＴＨ２以下になると、突入電流を抑制しながら、キャパシタ４の充電完了を早めるために、デューティ比が大きなパルス信号（パルス幅が広いパルス信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
【００３１】
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ｃからデューティ比が大きなパルス信号の出力指令を受けると、図５に示すように、ＳＷ制御信号としてデューティ比が大きなパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂから出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
デューティ比が大きなパルス信号によってスイッチング素子１５がＯＮ状態になる時間は、デューティ比が小さなパルス信号が出力されているときよりも長くなる。
【００３２】
シーケンス制御部１６ｃは、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖが規定の電圧値ＶＴＨ１以上になると、図５に示すように、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５を常時ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
これにより、スイッチング素子１５は、常時ＯＮ状態になり、以後、バックプレーン１の電源１１から拡張ユニット２内の内部回路３に電力が供給されて、内部回路３の動作が可能になる。
【００３３】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖが規定の電圧値ＶＴＨ１以上になると、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５のＯＮ状態を維持するように構成したので、突入電流の抑止期間を最小化して、内部回路３の速やかな動作開始を実現することができる効果を奏する。
【００３４】
また、この実施の形態２によれば、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖの変化ΔＶが所定値ΔＶＴＨ２以下になると、パルス信号のデューティ比を上げるように構成したので、突入電流を抑制しながら、キャパシタ４の充電完了を早めることができる効果を奏する。
【００３５】
なお、この実施の形態２では、電圧値測定部３１により測定された電圧値Ｖの変化ΔＶが所定値ΔＶＴＨ２以下になると、１回だけデューティ比を切り換えるものを示したが、インダクタ１３の出力端の電圧値Ｖの変化ΔＶが小さい程、デューティ比が大きくなるように、デューティ比を複数回切り換えるようにしてもよい。
【００３６】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による活線挿抜装置を示す構成図であり、図６において、図１及び図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
電流量測定部３２は抵抗素子３２ａが電源ライン１２に挿入されており、その抵抗素子３２ａの両端電圧を監視することで、電源ライン１２を流れている電流の電流量Ｉを測定する処理を実施する。
抵抗素子３２ａの抵抗値は電源電圧の電圧降下が無視できる程度に微小な値であるものとする。なお、電流量測定部３２は電流量測定手段を構成している。
【００３７】
シーケンス制御部１６ｄは図１のシーケンス制御部１６ａと同様に、ショートピン６ｂ（コネクタ６が回転嵌合型のコネクタである場合、図３のコネクタピン６ｃ）が接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
【００３８】
また、シーケンス制御部１６ｄは電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが規定の電流量ＩＴＨ１以下になると、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５を常時ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
また、シーケンス制御部１６ｄはＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化した当初はデューティ比が小さなパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力し、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが減少する程、大きなデューティ比のパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する処理を実施する。
なお、シーケンス制御部１６ｄ及びパルス発生器１６ｂからスイッチ制御手段が構成されている。
【００３９】
次に動作について説明する。
図７は活線挿抜装置における各種信号のタイミング波形を示す説明図である。
拡張ユニット２とバックプレーン１が接続されていない状態では、コネクタ６のショートピン６ｂが接続されていないため、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルは、図７に示すように、Ｈレベルである。
【００４０】
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ｄは、ショートピン６ｂが接続されることで、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化するので、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルの変化を監視し、そのＥｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化すると、拡張ユニット２とバックプレーン１間の接続を検知して、パルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
ただし、Ｅｎａｂｌｅ信号の信号レベルがＨレベルからＬレベルに変化した当初は、大きな突入電流が流れるので、デューティ比が小さなパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
【００４１】
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ｄからデューティ比が小さなパルス信号の出力指令を受けると、図７に示すように、ＳＷ制御信号としてデューティ比が小さなパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂから出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
【００４２】
電流量測定部３２は、抵抗素子３２ａの両端電圧を監視することで、電源ライン１２を流れている電流の電流量Ｉを測定し、その電流量Ｉをパルスコントローラ１６に出力する。
パルスコントローラ１６のシーケンス制御部１６ｄは、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉを監視する。
スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ制御を開始してから時間が経過して、抑制電流が小さくなってくると、電流量Ｉが減少してくる。
そこで、シーケンス制御部１６ｄは、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが減少する程、大きなデューティ比のパルス信号の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
【００４３】
パルス発生器１６ｂは、シーケンス制御部１６ｄからデューティ比が大きなパルス信号の出力指令を受けると、図７に示すように、ＳＷ制御信号としてデューティ比が大きなパルス信号をスイッチング素子１５に出力する。
スイッチング素子１５は、パルスコントローラ１６のパルス発生器１６ｂから出力されるパルス信号の信号レベルがＨレベルであれば、ＯＮ状態になり、そのパルス信号の信号レベルがＬレベルであれば、ＯＦＦ状態になる。
デューティ比が大きなパルス信号によってスイッチング素子１５がＯＮ状態になる時間は、デューティ比が小さなパルス信号が出力されているときよりも長くなる。
【００４４】
シーケンス制御部１６ｄは、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉ（スイッチング素子１５がＯＮ状態であるときの電流量）が規定の電流量ＩＴＨ１以下になると、図７に示すように、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５を常時ＯＮ状態（導通状態）にするＳＷ制御信号（信号レベルがＨレベルの信号）の出力指令をパルス発生器１６ｂに出力する。
これにより、スイッチング素子１５は、常時ＯＮ状態になり、以後、バックプレーン１の電源１１から拡張ユニット２内の内部回路３に電力が供給されて、内部回路３の動作が可能になる。
【００４５】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが規定の電流量ＩＴＨ１以下になると、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しを停止して、スイッチング素子１５のＯＮ状態を維持するように構成したので、突入電流の抑止期間を最小化して、内部回路３の速やかな動作開始を実現することができる効果を奏する。
【００４６】
また、この実施の形態２によれば、電流量測定部３２により測定された電流量Ｉが減少する程、大きなデューティ比のパルス信号をスイッチング素子１５に出力するように構成したので、突入電流を抑制しながら、キャパシタ４の充電完了を早めることができる効果を奏する。
【００４７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１ バックプレーン、２ 拡張ユニット、３ 内部回路、４ キャパシタ、５ ＩＣ素子、６ コネクタ、６ａ，６ｃ コネクタピン、６ｂ ショートピン、１１ 電源、１２ 電源ライン、１３ インダクタ、１４ ダイオード、１５ スイッチング素子、１６ パルスコントローラ、１６ａ，１６ｃ，１６ｄ シーケンス制御部（接続検知手段、スイッチ制御手段）、１６ｂ パルス発生器（スイッチ制御手段）、１７ キャパシタ、２１ 位置固定穴、２２ 位置固定爪、３１ 電圧値測定部（電圧値測定手段）、３２ 電流量測定部（電流量測定手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電状態のバックプレーンに対して拡張ユニットの活線挿抜が行われる活線挿抜装置において、
上記バックプレーンの電源が接続されている電源ラインに挿入されたインダクタと、上記インダクタと直列に接続されたスイッチング素子と、上記拡張ユニットと上記バックプレーン間の接続を検知する接続検知手段と、上記接続検知手段により拡張ユニットとバックプレーン間の接続が検知されると、上記スイッチング素子のオンオフを繰り返すスイッチ制御手段とを備えていることを特徴とする活線挿抜装置。
【請求項２】
インダクタと並列にダイオードが接続されていることを特徴とする請求項１記載の活線挿抜装置。
【請求項３】
接続検知手段は、バックプレーンと拡張ユニットを接続するコネクタにおける各種のコネクタピンの中で、最も端子長が短いコネクタピンの接続を検知することで、上記拡張ユニットと上記バックプレーン間の接続を検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の活線挿抜装置。
【請求項４】
バックプレーンと拡張ユニットを接続するコネクタが回転嵌合型のコネクタであり、
接続検知手段は、上記コネクタにおける各種のコネクタピンの中で、最も外側のコネクタピンの接続を検知することで、上記拡張ユニットと上記バックプレーン間の接続を検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の活線挿抜装置。
【請求項５】
インダクタの出力端の電圧値を測定する電圧値測定手段を設け、
スイッチ制御手段は、上記電圧値測定手段により測定された電圧値が規定の電圧値以上になると、上記スイッチング素子のオンオフを停止して、上記スイッチング素子の導通状態を維持することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の活線挿抜装置。
【請求項６】
スイッチ制御手段は、電圧値測定手段により測定された電圧値の変化を監視し、上記電圧値の変化に応じてスイッチング素子のオン期間とオフ期間の比率を切り換えることを特徴とする請求項５記載の活線挿抜装置。
【請求項７】
電源ラインを流れている電流の電流量を測定する電流量測定手段を設け、
スイッチ制御手段は、上記電流量測定手段により測定された電流量が規定の電流量以下になると、上記スイッチング素子のオンオフを停止して、上記スイッチング素子の導通状態を維持することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の活線挿抜装置。
【請求項８】
スイッチ制御手段は、電流量測定手段により測定された電流量を監視し、上記電流量に応じてスイッチング素子のオン期間とオフ期間の比率を切り換えることを特徴とする請求項７記載の活線挿抜装置。
【請求項１】
通電状態のバックプレーンに対して拡張ユニットの活線挿抜が行われる活線挿抜装置において、
上記バックプレーンの電源が接続されている電源ラインに挿入されたインダクタと、上記インダクタと直列に接続されたスイッチング素子と、上記拡張ユニットと上記バックプレーン間の接続を検知する接続検知手段と、上記接続検知手段により拡張ユニットとバックプレーン間の接続が検知されると、上記スイッチング素子のオンオフを繰り返すスイッチ制御手段とを備えていることを特徴とする活線挿抜装置。
【請求項２】
インダクタと並列にダイオードが接続されていることを特徴とする請求項１記載の活線挿抜装置。
【請求項３】
接続検知手段は、バックプレーンと拡張ユニットを接続するコネクタにおける各種のコネクタピンの中で、最も端子長が短いコネクタピンの接続を検知することで、上記拡張ユニットと上記バックプレーン間の接続を検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の活線挿抜装置。
【請求項４】
バックプレーンと拡張ユニットを接続するコネクタが回転嵌合型のコネクタであり、
接続検知手段は、上記コネクタにおける各種のコネクタピンの中で、最も外側のコネクタピンの接続を検知することで、上記拡張ユニットと上記バックプレーン間の接続を検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の活線挿抜装置。
【請求項５】
インダクタの出力端の電圧値を測定する電圧値測定手段を設け、
スイッチ制御手段は、上記電圧値測定手段により測定された電圧値が規定の電圧値以上になると、上記スイッチング素子のオンオフを停止して、上記スイッチング素子の導通状態を維持することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の活線挿抜装置。
【請求項６】
スイッチ制御手段は、電圧値測定手段により測定された電圧値の変化を監視し、上記電圧値の変化に応じてスイッチング素子のオン期間とオフ期間の比率を切り換えることを特徴とする請求項５記載の活線挿抜装置。
【請求項７】
電源ラインを流れている電流の電流量を測定する電流量測定手段を設け、
スイッチ制御手段は、上記電流量測定手段により測定された電流量が規定の電流量以下になると、上記スイッチング素子のオンオフを停止して、上記スイッチング素子の導通状態を維持することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の活線挿抜装置。
【請求項８】
スイッチ制御手段は、電流量測定手段により測定された電流量を監視し、上記電流量に応じてスイッチング素子のオン期間とオフ期間の比率を切り換えることを特徴とする請求項７記載の活線挿抜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１７４１９９（Ｐ２０１２−１７４１９９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８４６２（Ｐ２０１１−３８４６２）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
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