電子装置、電子回路基板ユニット
【課題】効率良くコンデンサの劣化を判定することが可能な電子装置、及び電子回路基板ユニットを提供すること。
【解決手段】直流電力供給手段から負荷に直流電力を供給する電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、当該電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、検出手段による検出結果、又は検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、を備える電子装置。
【解決手段】直流電力供給手段から負荷に直流電力を供給する電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、当該電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、検出手段による検出結果、又は検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、を備える電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコンデンサが電力供給経路に並列に接続された電子装置、及び電子回路基板ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータ等の電子装置において、商用電源が変換された直流や、バッテリー等から供給される直流が主電源として用いられている。こうした電子装置では、電力供給経路に、コンデンサ（キャパシタ）を並列接続し、能動回路の電力消費の変動に起因する供給電圧変動を抑制することが行われている。
【０００３】
このような用途には、電解コンデンサやセラミックコンデンサ等が用いられることが多いが、これらのコンデンサは、電子装置に使用される他の電子部品に比較して、温度上昇などの過酷な使用条件に対して短命化となる傾向が強い。このため、コンデンサの劣化は、電子装置の故障原因の大半を占めるものとなっている。
【０００４】
従って、何らかの手法によってコンデンサの劣化を検知することが望まれる。しかしながら、コンデンサの劣化を外見から判定することは困難であり、その使用される周囲環境条件、使用される回路の電気的条件等により寿命が大きく変わるため、使用時間等の情報からコンデンサの劣化を予測するのもまた困難である。
【０００５】
このような課題に関連し、直流電流を供給する電力供給経路に取り付けられたコンデンサや蓄電池の状態を監視する手段を備える交流電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、コンデンサや蓄電池に対応して取り付けられたリップル電流測定手段によりリップル電流値を測定し、これらのリップル電流値からそれぞれの劣化状態を把握している。
【０００６】
また、交流電力を平滑する平滑部に具備されるコンデンサの劣化診断を行う電源装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、通常時には、全てのコンデンサが活線に電気的に接続され、劣化診断時には、対象コンデンサと活線の電気的接続が切り離される。これによって、全てのコンデンサが同時に活線から切り離されないように制御している。
【０００７】
活線との電気的接続が切り離されたコンデンサは放電を開始し、その電圧低下分が所定値以上となるまでの放電時間が計測される。各コンデンサには、放電制御用の抵抗が取り付けられている。そして、この放電時間が短くなるとコンデンサの容量が小さくなったと判断されるため、計測された放電時間が正常範囲、交換推奨範囲、劣化範囲のいずれに収まるかによってコンデンサの状態を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１２１４７１号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０１６０４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の従来の装置のように、劣化を判定する対象となるコンデンサ（及び蓄電池）の全てに測定用の抵抗等を取り付けて出力電流や電圧変化を監視すると、コストや重量が増大するという問題が生じる。
【００１０】
一方、特許文献２には、直接的に監視を行わない非監視対象コンデンサの存在について記載されている。すなわち、コンデンサの劣化特性から、例えば容量低下が２０％となる時期が一致するような非監視対象コンデンサと監視対象コンデンサを選定する。そして、監視対象コンデンサが劣化して容量低下が２０％に達したときに、非監視対象コンデンサも同様に劣化したと推定する。しかしながら、前述のようにコンデンサの劣化の進み具合は使用環境によって、製造当初に想定されている特性から乖離したものとなることが多いため、このような推定では正確性を欠く場合がある。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、効率良くコンデンサの劣化を判定することが可能な電子装置、及び電子回路基板ユニットを提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための第１の態様は、
直流電力によって動作する負荷と、
該負荷に直流電力を供給する直流電力供給手段と、
該直流電力供給手段から負荷への電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果、又は該検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子装置である。
【００１３】
上記目的を達成するための第２の態様は、
負荷に直流電力を供給する電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果、又は該検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子回路基板ユニットである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、効率良くコンデンサの劣化を判定することが可能な電子装置、及び電子回路基板ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例に係る電子装置１の機能ブロック図である。
【図２】第１実施例に係るＰＳＵ１０の回路構成例である。
【図３】第１実施例に係る直流電源回路３０の機能ブロック図である。
【図４】第１実施例に係る直流電源回路３０の機能ブロック図に、より詳細な抵抗配置を追加した図である。
【図５】直流電源回路３０がメインボード８０に搭載された様子を示す図である。
【図６】直流電源回路３０の各構成要素がメインボード８０の導電板８０Ａ、８０Ｂに接続される様子を示す分解斜視図である。
【図７】ＰＳＵ１０の出力電圧の変動に応じて、各コンデンサが充電及び放電を行う様子を模式的に示す図である。
【図８】コンデンサ４０＃３が劣化した場合に、コンデンサ４０＃２、及びコンデンサ４０＃４からの電流が増加する様子を模式的に示す図である。
【図９】第１実施例に係る電子装置１により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】コンデンサの劣化検出時における表示画面の一例である。
【図１１】第２実施例に係る直流電源回路３０がメインボード８０に搭載された様子を示す図である。
【図１２】コンデンサの劣化と、電流の増加が大きいコンデンサとの対応関係を示す図である。
【図１３】直流電源回路の機能ブロック図の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１７】
＜第１実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例に係る電子装置１について説明する。本発明の第１実施例に係る電子装置１は、例えばパーソナルコンピュータやサーバ等の情報処理装置である。また、これに限らず、ゲーム機、プリンター・コピー等のＯＡ機器等に適用されてもよい。
【００１８】
［全体構成］
図１は、本発明の第１実施例に係る電子装置１の機能ブロック図である。図示するように、電子装置１は、ＰＳＵ（Power Supply Unit）１０と、直流電源回路３０と、負荷７０と、を備える。ＰＳＵ１０は、電子装置１の本体に内蔵されてもよいし、周辺機器であるＡＣアダプタに内蔵されてもよい。
【００１９】
負荷７０は、メインボード８０上に搭載されたＣＰＵ（Central Processing Unit）８２、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ８４、Ｉ／Ｏ制御回路８６、ディスプレイ制御回路８８を含む。また、負荷７０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）９０やＯＤＤ（Optical Disk Drive）９２等の補助記憶装置、ディスプレイ９４等の入出力装置を含んでもよい。
【００２０】
メインボード８０上には、上記ＣＰＵ８２等の他、直流電源回路３０が搭載されている。なお、直流電源回路３０は、負荷７０のうち消費電力変動の大きい特定の負荷に近接して取り付けられると好適であり、係る「特定の負荷」が複数個存在する場合、複数の直流電源回路３０が存在してもよい。また、直流電源回路３０を介さずに、直接ＰＳＵ１０から電力供給を受ける負荷が存在しても構わない。
【００２１】
［ＰＳＵ］
図２は、第１実施例に係るＰＳＵ１０の回路構成例である。図示するように、ＰＳＵ１０は、例えば、トランス１５を有する絶縁型フォワードコンバータである。
【００２２】
ＰＳＵ１０は、トランス１５に関する一次側の構成要素として、入力端子１１Ａ、１１Ｂと、整流回路１２と、平滑コンデンサ１３と、スイッチング素子１４と、を備える。また、直流電源回路１０は、二次側の構成要素として、ダイオード１６と、インダクタ１７と、平滑コンデンサ１８と、フリーホイールダイオード１９と、電圧検出部２０と、パルス幅変換部２２と、を備える。
【００２３】
入力端子１１Ａ、１１Ｂは、例えばコンセント等の交流電源に接続されるプラグである。交流電源から入力端子１１Ａ、１１Ｂを介して入力される交流電力は、整流回路１２に入力される。整流回路１２は、４個のダイオードがブリッジ状に接続されたダイオードブリッジ回路であり、交流電源から入力される交流電力を全波整流して出力する。平滑コンデンサ１３は、整流回路１２により全波整流された電力を平滑化する。平滑コンデンサ１３の両端子間には、トランス１５の一次巻線１５Ａ、及びスイッチング素子１４が直列に接続されている。スイッチング素子１４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）である。スイッチング素子１４は、パルス幅変換部２２からパルス状のゲート電圧が印加されることによってオン／オフが行われ、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動される。
【００２４】
トランス１５の二次巻線１５Ｂの一方の端部１５Ｂａは、ダイオード１６、及びインダクタ１７を介して出力端子２４Ａに接続される。トランス１５の二次巻線１５Ｂの他方の端部１５Ｂｂは、出力端子２４Ｂに接続される。平滑コンデンサ１８は、出力端子２４Ａと出力端子２４Ｂを接続する。フリーホイールダイオード１９のカソードはダイオード１６とインダクタ１７の間に接続され、アノードは出力端子２２Ｂに接続される。
【００２５】
フリーホイールダイオード１９は、スイッチング素子１４がオフにされ、インダクタ１７に蓄えられたエネルギーが放出される際の電流経路となる。フリーホイールダイオード１９は、例えば、ショットキーダイオードであり、通常のシリコンダイオード、或いはＦＥＴ等を用いてもよい。
【００２６】
電圧検出部２０は、出力端子２４Ａと出力端子２４Ｂの間の電圧を検出する。パルス幅変換部２２は、電圧検出部２０により検出された電圧が目標値に近づくように、スイッチング素子１４に印加する電圧信号のデューティを決定する。すなわち、パルス幅変換部２２は、負荷７０の消費電力が大きくなって出力電圧が低下した場合にはスイッチング素子１４に印加する電圧信号のデューティを増加させ、逆の場合にはデューティを低下させる。より具体的には、検出電圧と目標電圧の差を増幅し、その出力を三角波などの発振器とコンパレータで比較する事で、ＰＷＭ信号を生成する。
【００２７】
係る制御によって安定化電源を実現することができる。また、インダクタ１７や平滑コンデンサ１８の働きによって出力電圧の脈動（脈流）が抑制され、フラットに近い電圧を、直流電源回路３０を介して負荷７０に供給することができる。
【００２８】
［直流電源回路］
図３は、第１実施例に係る直流電源回路３０の機能ブロック図である。図示するように、直流電源回路３０は、コンデンサ（又はキャパシタ；以下省略）４０＃１、４０＃２、４０＃３、４０＃４、４０＃５と、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５と、電流検出部５０と、比較処理部６０と、を備える。比較処理部６０には、各コンデンサの劣化判定に必要な情報（各種閾値等）を記憶したレジスタ６２が接続されている。抵抗Ｒ１〜Ｒ５は、例えばチップ抵抗等である。
【００２９】
抵抗Ｒ１はコンデンサ４０＃１の例えばプラス側端子に直列に取り付けられる。同様に、抵抗Ｒ２はコンデンサ４０＃２に、抵抗Ｒ３はコンデンサ４０＃３に、抵抗Ｒ４はコンデンサ４０＃４に、抵抗Ｒ５はコンデンサ４０＃５に、それぞれ取り付けられる。
【００３０】
電流検出部５０は、抵抗Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５の両端電圧を検出することにより、コンデンサ４０＃２、４０＃４、４０＃５から流れる電流を検出する。電流検出部５０は、例えば電圧センサ、Ａ／Ｄコンバータ、乗算器等を内蔵し、検出した電圧値に抵抗値を乗じた値を比較処理部６０に出力する（電圧値そのものを出力しても構わない）。
【００３１】
なお、抵抗Ｒ１、Ｒ３については、電流検出には用いられないが、他のコンデンサとの間でインピーダンス条件を揃えるために取り付けられている。
【００３２】
図３は、ＰＳＵ１０から各コンデンサに至る経路の抵抗（ルート抵抗ｒ）と、負荷７０*と各コンデンサの距離に比例した抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５を加味すると、図４のようになる。図４は、第１実施例に係る直流電源回路３０の機能ブロック図に、より詳細な抵抗配置を追加した図である。
【００３３】
以下、図４で示す抵抗が生じる構造について説明する。図５は、直流電源回路３０がメインボード８０に搭載された様子を示す図である。また、図６は、直流電源回路３０の各構成要素がメインボード８０の導電板８０Ａ、８０Ｂに接続される様子を示す分解斜視図である。なお、これらの図において、負荷７０のうち、直流電源回路３０が近接する特定の負荷を、負荷７０*と表記する。
【００３４】
図６に示すように、メインボード８０は、絶縁体で形成された基板表面８０Ｃと、ＰＳＵ１０の出力端子２４Ａ、２４Ｂにそれぞれ接続された板状の導電体８０Ａ、８０Ｂと、が表面側から順に積層された構造となっている。導電体８０Ａ、８０Ｂは、例えば銅（Ｃｕ）箔であり、アルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）等を用いてもよい。なお、係る積層構造は一例であり、メインボード８０は、信号送受信のための導電体層等が更に追加された多層構造の基板であってもよい。各導電体の間は、樹脂等で絶縁されている。
【００３５】
負荷７０*の電力端子７０*Ａ、７０*Ｂは、それぞれ導電板８０Ａ、８０Ｂに接続される。すなわち、端子７０*Ａは、基板表面８０Ｃのスルーホールを貫通して導電板８０Ａに接続され、端子７０*Ｂは、基板表面８０Ｃ及び導電体８０Ａのスルーホールを貫通して導電体８０Ｂに接続される。これらの端子が貫通した間隙には、エポキシ樹脂等が注入される。
【００３６】
同様に、コンデンサ４０＃４の一方の端子４０＃４Ａは、抵抗Ｒ４を介し、基板表面８０Ｃのスルーホールを貫通して導電体８０Ａに接続され、他方の端子４０＃４Ｂは、基板表面８０Ｃ及び導電体８０Ａのスルーホールを貫通して導電体８０Ｂに接続される。コンデンサ４０＃５の一方の端子４０＃５Ａは、抵抗Ｒ５を介し、基板表面８０Ｃのスルーホールを貫通して導電体８０Ａに接続され、他方の端子４０＃５Ｂは、基板表面８０Ｃ及び導電体８０Ａのスルーホールを貫通して導電体８０Ｂに接続される。他のコンデンサについても同様である。
【００３７】
係る構造によって、導電体８０Ａ、８０Ｂにおける端子間の距離に比例した抵抗が、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５として現れる。図５に示すように、本実施例では、ｒ１とｒ５が比較的大きく、ｒ２、ｒ３、ｒ４が比較的小さいものとする。
【００３８】
ところで、前述のように、ＰＳＵ１０の平滑コンデンサ１８、及び直流電源回路３０の各コンデンサは、ＰＳＵ１０の出力電圧の脈流に応じて充電と放電を繰り返し行うことによって、負荷７０への供給電圧を平滑する。図７は、ＰＳＵ１０の出力電圧の変動に応じて、各コンデンサが充電及び放電を行う様子を模式的に示す図である。
【００３９】
図７に「リップル」と表記した出力電圧の変動は、負荷の電力消費が小さい状態では小さいものであり、出力電圧はほぼフラットなものとなるが、負荷の電力消費が大きくなると次第に大きくなり、電流検出部５０による検出が容易となる。本実施例では、以下に説明するように、負荷の電力消費が大きくなる所定期間においてリップルの大きさを検出することによって、直流電源回路３０の各コンデンサの劣化を判定する。なお、「所定期間」は、後述するように、電子装置１の起動時における特定の期間とすると好適である。
【００４０】
［劣化判定］
図３に示したように、電流検出部５０は、コンデンサ４０＃２、４０＃４、４０＃５から流れる電流を検出している。以下、これらを電流検出コンデンサと称することとする。また、直接的に電流が検出されないコンデンサ４０＃１、４０＃３を、電流非検出コンデンサと称する。
【００４１】
比較処理部６０は、電流検出コンデンサについては、所定期間における出力電流が閾値を下回ったときに（或いは、出力電流の想定値からの減少分が閾値を上回ったときに）、該当するコンデンサが劣化したことを示す所定の信号を出力する。
【００４２】
一方、比較処理部６０は、電流非検出検出コンデンサについては、所定期間における電流検出コンデンサのうち少なくとも一部の出力電流が閾値を上回ったときに、電流非検出コンデンサが劣化したことを示す所定の信号を出力する。この場合も、「出力電流が閾値を上回ったときに」を「出力電流の想定値からの増加分が閾値を上回ったときに」と置換してよい。想定値は、製品の出荷時に予め定められた値であってもよいし、過去の平均値であってもよい。
【００４３】
また、電流検出コンデンサの劣化判定に係る閾値と、電流非検出コンデンサの劣化判定に係る閾値は、異なる値を用いてよい。
【００４４】
次式（１）〜（５）は、ある期間においてコンデンサ４０＃１〜４０＃５から負荷７０*に流れる電流の合計をＩＣ＊とした場合に、各コンデンサから流れる電流の理論値を示す図である。式中、Ｉ１はコンデンサ４０＃１から流れる電流を、Ｉ２はコンデンサ４０＃２から流れる電流を、Ｉ３はコンデンサ４０＃３から流れる電流を、Ｉ４はコンデンサ４０＃４から流れる電流を、Ｉ５はコンデンサ４０＃５から流れる電流を示す。
【００４５】
【数１】
【００４６】
例えば、コンデンサ４０＃１が劣化すると、ｒ１が増加した状態とみなすことができる。この結果、ｒ１〜ｒ５のうち値が小さいものに該当するコンデンサの電流増加が大きく現れることになる。図４の例では、ｒ２、ｒ３、ｒ４が比較的小さいため、コンデンサ４０＃２、４０＃３、４０＃４の電流増加が大きくなる。
【００４７】
また、コンデンサ４０＃３が劣化すると、ｒ３が増加した状態とみなすことができる。この結果、ｒ１〜ｒ５のうち値が小さいものに対応するコンデンサの電流増加が大きく現れることになる。図４の例では、ｒ２、ｒ４が比較的小さいため、コンデンサ４０＃２、４０＃４の電流増加が大きくなる。
【００４８】
従って、比較処理部６０は、Ｉ２又はＩ４の増加量が閾値を上回った場合に、コンデンサ４０＃１とコンデンサ４０＃３のいずれかが劣化したと判定する。図８は、コンデンサ４０＃３が劣化した場合に、コンデンサ４０＃２、及びコンデンサ４０＃４からの電流が増加する様子を模式的に示す図である。
【００４９】
［処理フロー］
以下、情報処理装置としての電子装置１の処理の流れについて説明する。図９は、第１実施例に係る電子装置１により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、電子装置１の起動時（電源オン時、再起動時等）に開始される。
【００５０】
まず、電子装置１のＣＰＵ８２は、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）処理として、ハードウエアの初期化を行う（Ｓ１００）。
【００５１】
次に、電子装置１のＣＰＵ８２は、ＢＩＯＳ処理として、コンデンサの電流測定を指示する（Ｓ１０２）。
【００５２】
そして、比較処理部６０の出力に基づいて、コンデンサの劣化判定を行う（Ｓ１０４）。
【００５３】
いずれかのコンデンサが劣化したと判定された場合は、コンデンサの劣化を検出した旨をディスプレイ９４に表示する（Ｓ１０６）。図１０は、コンデンサの劣化検出時における表示画面の一例である。
【００５４】
コンデンサの劣化を検出した旨をディスプレイ９４に表示すると、強制起動の指示待ち状態に遷移し（Ｓ１０８）、所定時間以内に強制起動の指示がなされたか否かを判定する（Ｓ１１０）。所定時間以内に強制起動の指示がなされなかった場合は、エラー終了する。所定時間以内に強制起動の指示がなされた場合は、ＯＳ（Operating System）の起動処理を行い（Ｓ１１２）、正常起動を行う。
【００５５】
一方、Ｓ１０４において、コンデンサが劣化していないと判定された場合は、ＯＳの起動処理を行い（Ｓ１１２）、正常起動を行う。
【００５６】
［まとめ］
以上説明した本実施例の電子装置１によれば、電流非検出コンデンサの劣化判定を、電流検出コンデンサの電流増加量に基づいて行うため、全てのコンデンサの電流を検出することなく各コンデンサの劣化判定を正確に行うことができる。この結果、コストや重量の増加を抑制しつつ、コンデンサの劣化判定を正確に行うことができる。すなわち、コンデンサの劣化判定を効率良く行うことができる。
【００５７】
なお、本実施例における直流電源回路３０とメインボード８０を合わせたものが、特許請求の範囲における「電子回路基板ユニット」の一例である。
【００５８】
＜第２実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第２実施例に係る電子装置２について説明する。本発明の第２実施例に係る電子装置２は、第１実施例と同様、パーソナルコンピュータやサーバ等の情報処理装置、ゲーム機、プリンター・コピー等のＯＡ機器等に適用される。
【００５９】
［全体構成］、及び直流電源回路３０の基本的機能、図８に示したフロー、劣化検出時の表示画面等については、第１実施例と同様であるため説明を省略し、ここでは第１実施例との相違点を中心に説明する。
【００６０】
図１１は、第２実施例に係る直流電源回路３０がメインボード８０に搭載された様子を示す図である。図示するように、本実施例では、複数の負荷７０（ここでは、負荷７０*、７０**とする）に近接してコンデンサ４０＃１〜４０＃５が取り付けられている。
【００６１】
電流検出コンデンサについては、第１実施例と同様、所定期間における出力電流が閾値を下回ったときに（或いは、出力電流の想定値からの減少分が閾値を上回ったときに）、該当するコンデンサが劣化したことを示す所定の信号を出力する。
【００６２】
また、電流非検出コンデンサについても、原則としては、所定期間における電流検出コンデンサのうち少なくとも一部の出力電流（又はその増加分）が閾値を上回ったときに、電流非検出コンデンサが劣化したことを示す所定の信号を出力する。
【００６３】
更に、本実施例の電子装置２では、いずれかの電流非検出コンデンサが劣化したと判定されたときに、負荷とコンデンサの位置関係に基づいて、電流非検出コンデンサのうち、どのコンデンサが劣化したかを推定する。より具体的には、劣化判定時に電流の増加が大きいコンデンサに近接したコンデンサが劣化したと推定する。
【００６４】
図１２は、コンデンサの劣化と、電流の増加が大きいコンデンサとの対応関係を示す図である。図示するように、コンデンサ４０＃１が劣化した場合は、近接するコンデンサ４０＃２、４０＃５からの電流が増加する。また、コンデンサ４０＃３が劣化した場合は、近接するコンデンサ４０＃２、４０＃４からの電流が増加する。なお、このような対応関係は、テーブルとしてレジスタ６２に格納されているものとする。
【００６５】
従って、コンデンサ４０＃２、４０＃５からの電流が増加した場合は、コンデンサ４０＃１が劣化したと判定し、その旨を表示等すると好適である。また、コンデンサ４０＃２、４０＃４からの電流が増加した場合は、コンデンサ４０＃３が劣化したと判定する。なお、電流検出コンデンサであるコンデンサ４０＃２、４０＃４、４０＃５については、それぞれの電流値に基づいて劣化を判定することができる。
【００６６】
［まとめ］
以上説明した本実施例の電子装置２によれば、電流非検出コンデンサの劣化判定を、電流検出コンデンサの電流増加量に基づいて行うため、全てのコンデンサの電流を検出することなく各コンデンサの劣化判定を正確に行うことができる。この結果、コストや重量の増加を抑制しつつ、コンデンサの劣化判定を正確に行うことができる。すなわち、コンデンサの劣化判定を効率良く行うことができる。
【００６７】
また、劣化したコンデンサに近接するコンデンサの電流が増加することを利用して、いずれのコンデンサが劣化したかを判定するため、ピンポイントにコンデンサの取り替え等を行うことができる。
【００６８】
なお、本実施例における直流電源回路３０とメインボード８０を合わせたものが、特許請求の範囲における「電子回路基板ユニット」の他の例である。
【００６９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７０】
例えば、直流電源回路３０が有するコンデンサの総数、それらのうち電流又は電圧が検出されるコンデンサの個数については、電流検出コンデンサと電流非検出コンデンサがそれぞれ一以上であれば、任意に決定することができる。例えば、図１３に示すように、３個のコンデンサ４０＃１〜４０＃３を備え、これらのうちコンデンサ４０＃３のみについて電流検出が行われるものとしてよい。図１３は、直流電源回路の機能ブロック図の他の例である。この例では、コンデンサ４０＃３の所定期間における出力電流（又は想定値からの減少分）が閾値を下回ったときに、該当するコンデンサ４０＃３が劣化したと判定する。また、コンデンサ４０＃３の所定期間における出力電流（又は想定値からの増加分）が閾値を上回ったときに、コンデンサ４０＃１、又はコンデンサ４０＃２が劣化したと判定する。
【００７１】
以上の説明に関し、さらに以下の項を開示する。
（付記１）
直流電力によって動作する負荷と、
該負荷に直流電力を供給する直流電力供給手段と、
該直流電力供給手段から負荷への電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果又は該検出結果の増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子装置。
（付記２）
前記劣化判定手段は、当該電子装置の起動時に動作する手段である、
請求項１に記載の電子装置。
（付記３）
負荷に直流電力を供給する電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果又は該検出結果の増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子回路基板ユニット。
（付記４）
付記１又は２に記載の電子装置であって、
前記第２のコンデンサは、二以上のコンデンサを含み、
前記劣化判定手段は、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する際に、前記第１又は第２のコンデンサと前記負荷の位置関係に基づいて、前記第２のコンデンサのうちいずれのコンデンサが劣化したかを特定する手段である、
電子装置。
（付記５）
付記３に記載の電子回路基板ユニットであって、
前記第２のコンデンサは、二以上のコンデンサを含み、
前記劣化判定手段は、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する際に、前記第１又は第２のコンデンサと前記負荷の位置関係に基づいて、前記第２のコンデンサのうちいずれのコンデンサが劣化したかを特定する手段である、
電子回路基板。
【符号の説明】
【００７２】
１、２ 電子装置
１０ ＰＳＵ
３０ 直流電源回路
４０＃１、４０＃２、４０＃３、４０＃４、４０＃５ コンデンサ
５０ 電流検出部
６０ 比較処理部
６２ レジスタ
７０ 負荷
８０ メインボード
８０Ａ、８０Ｂ 導電体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコンデンサが電力供給経路に並列に接続された電子装置、及び電子回路基板ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータ等の電子装置において、商用電源が変換された直流や、バッテリー等から供給される直流が主電源として用いられている。こうした電子装置では、電力供給経路に、コンデンサ（キャパシタ）を並列接続し、能動回路の電力消費の変動に起因する供給電圧変動を抑制することが行われている。
【０００３】
このような用途には、電解コンデンサやセラミックコンデンサ等が用いられることが多いが、これらのコンデンサは、電子装置に使用される他の電子部品に比較して、温度上昇などの過酷な使用条件に対して短命化となる傾向が強い。このため、コンデンサの劣化は、電子装置の故障原因の大半を占めるものとなっている。
【０００４】
従って、何らかの手法によってコンデンサの劣化を検知することが望まれる。しかしながら、コンデンサの劣化を外見から判定することは困難であり、その使用される周囲環境条件、使用される回路の電気的条件等により寿命が大きく変わるため、使用時間等の情報からコンデンサの劣化を予測するのもまた困難である。
【０００５】
このような課題に関連し、直流電流を供給する電力供給経路に取り付けられたコンデンサや蓄電池の状態を監視する手段を備える交流電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、コンデンサや蓄電池に対応して取り付けられたリップル電流測定手段によりリップル電流値を測定し、これらのリップル電流値からそれぞれの劣化状態を把握している。
【０００６】
また、交流電力を平滑する平滑部に具備されるコンデンサの劣化診断を行う電源装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、通常時には、全てのコンデンサが活線に電気的に接続され、劣化診断時には、対象コンデンサと活線の電気的接続が切り離される。これによって、全てのコンデンサが同時に活線から切り離されないように制御している。
【０００７】
活線との電気的接続が切り離されたコンデンサは放電を開始し、その電圧低下分が所定値以上となるまでの放電時間が計測される。各コンデンサには、放電制御用の抵抗が取り付けられている。そして、この放電時間が短くなるとコンデンサの容量が小さくなったと判断されるため、計測された放電時間が正常範囲、交換推奨範囲、劣化範囲のいずれに収まるかによってコンデンサの状態を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１２１４７１号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０１６０４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の従来の装置のように、劣化を判定する対象となるコンデンサ（及び蓄電池）の全てに測定用の抵抗等を取り付けて出力電流や電圧変化を監視すると、コストや重量が増大するという問題が生じる。
【００１０】
一方、特許文献２には、直接的に監視を行わない非監視対象コンデンサの存在について記載されている。すなわち、コンデンサの劣化特性から、例えば容量低下が２０％となる時期が一致するような非監視対象コンデンサと監視対象コンデンサを選定する。そして、監視対象コンデンサが劣化して容量低下が２０％に達したときに、非監視対象コンデンサも同様に劣化したと推定する。しかしながら、前述のようにコンデンサの劣化の進み具合は使用環境によって、製造当初に想定されている特性から乖離したものとなることが多いため、このような推定では正確性を欠く場合がある。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、効率良くコンデンサの劣化を判定することが可能な電子装置、及び電子回路基板ユニットを提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための第１の態様は、
直流電力によって動作する負荷と、
該負荷に直流電力を供給する直流電力供給手段と、
該直流電力供給手段から負荷への電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果、又は該検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子装置である。
【００１３】
上記目的を達成するための第２の態様は、
負荷に直流電力を供給する電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果、又は該検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子回路基板ユニットである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、効率良くコンデンサの劣化を判定することが可能な電子装置、及び電子回路基板ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例に係る電子装置１の機能ブロック図である。
【図２】第１実施例に係るＰＳＵ１０の回路構成例である。
【図３】第１実施例に係る直流電源回路３０の機能ブロック図である。
【図４】第１実施例に係る直流電源回路３０の機能ブロック図に、より詳細な抵抗配置を追加した図である。
【図５】直流電源回路３０がメインボード８０に搭載された様子を示す図である。
【図６】直流電源回路３０の各構成要素がメインボード８０の導電板８０Ａ、８０Ｂに接続される様子を示す分解斜視図である。
【図７】ＰＳＵ１０の出力電圧の変動に応じて、各コンデンサが充電及び放電を行う様子を模式的に示す図である。
【図８】コンデンサ４０＃３が劣化した場合に、コンデンサ４０＃２、及びコンデンサ４０＃４からの電流が増加する様子を模式的に示す図である。
【図９】第１実施例に係る電子装置１により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】コンデンサの劣化検出時における表示画面の一例である。
【図１１】第２実施例に係る直流電源回路３０がメインボード８０に搭載された様子を示す図である。
【図１２】コンデンサの劣化と、電流の増加が大きいコンデンサとの対応関係を示す図である。
【図１３】直流電源回路の機能ブロック図の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１７】
＜第１実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例に係る電子装置１について説明する。本発明の第１実施例に係る電子装置１は、例えばパーソナルコンピュータやサーバ等の情報処理装置である。また、これに限らず、ゲーム機、プリンター・コピー等のＯＡ機器等に適用されてもよい。
【００１８】
［全体構成］
図１は、本発明の第１実施例に係る電子装置１の機能ブロック図である。図示するように、電子装置１は、ＰＳＵ（Power Supply Unit）１０と、直流電源回路３０と、負荷７０と、を備える。ＰＳＵ１０は、電子装置１の本体に内蔵されてもよいし、周辺機器であるＡＣアダプタに内蔵されてもよい。
【００１９】
負荷７０は、メインボード８０上に搭載されたＣＰＵ（Central Processing Unit）８２、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ８４、Ｉ／Ｏ制御回路８６、ディスプレイ制御回路８８を含む。また、負荷７０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）９０やＯＤＤ（Optical Disk Drive）９２等の補助記憶装置、ディスプレイ９４等の入出力装置を含んでもよい。
【００２０】
メインボード８０上には、上記ＣＰＵ８２等の他、直流電源回路３０が搭載されている。なお、直流電源回路３０は、負荷７０のうち消費電力変動の大きい特定の負荷に近接して取り付けられると好適であり、係る「特定の負荷」が複数個存在する場合、複数の直流電源回路３０が存在してもよい。また、直流電源回路３０を介さずに、直接ＰＳＵ１０から電力供給を受ける負荷が存在しても構わない。
【００２１】
［ＰＳＵ］
図２は、第１実施例に係るＰＳＵ１０の回路構成例である。図示するように、ＰＳＵ１０は、例えば、トランス１５を有する絶縁型フォワードコンバータである。
【００２２】
ＰＳＵ１０は、トランス１５に関する一次側の構成要素として、入力端子１１Ａ、１１Ｂと、整流回路１２と、平滑コンデンサ１３と、スイッチング素子１４と、を備える。また、直流電源回路１０は、二次側の構成要素として、ダイオード１６と、インダクタ１７と、平滑コンデンサ１８と、フリーホイールダイオード１９と、電圧検出部２０と、パルス幅変換部２２と、を備える。
【００２３】
入力端子１１Ａ、１１Ｂは、例えばコンセント等の交流電源に接続されるプラグである。交流電源から入力端子１１Ａ、１１Ｂを介して入力される交流電力は、整流回路１２に入力される。整流回路１２は、４個のダイオードがブリッジ状に接続されたダイオードブリッジ回路であり、交流電源から入力される交流電力を全波整流して出力する。平滑コンデンサ１３は、整流回路１２により全波整流された電力を平滑化する。平滑コンデンサ１３の両端子間には、トランス１５の一次巻線１５Ａ、及びスイッチング素子１４が直列に接続されている。スイッチング素子１４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）である。スイッチング素子１４は、パルス幅変換部２２からパルス状のゲート電圧が印加されることによってオン／オフが行われ、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動される。
【００２４】
トランス１５の二次巻線１５Ｂの一方の端部１５Ｂａは、ダイオード１６、及びインダクタ１７を介して出力端子２４Ａに接続される。トランス１５の二次巻線１５Ｂの他方の端部１５Ｂｂは、出力端子２４Ｂに接続される。平滑コンデンサ１８は、出力端子２４Ａと出力端子２４Ｂを接続する。フリーホイールダイオード１９のカソードはダイオード１６とインダクタ１７の間に接続され、アノードは出力端子２２Ｂに接続される。
【００２５】
フリーホイールダイオード１９は、スイッチング素子１４がオフにされ、インダクタ１７に蓄えられたエネルギーが放出される際の電流経路となる。フリーホイールダイオード１９は、例えば、ショットキーダイオードであり、通常のシリコンダイオード、或いはＦＥＴ等を用いてもよい。
【００２６】
電圧検出部２０は、出力端子２４Ａと出力端子２４Ｂの間の電圧を検出する。パルス幅変換部２２は、電圧検出部２０により検出された電圧が目標値に近づくように、スイッチング素子１４に印加する電圧信号のデューティを決定する。すなわち、パルス幅変換部２２は、負荷７０の消費電力が大きくなって出力電圧が低下した場合にはスイッチング素子１４に印加する電圧信号のデューティを増加させ、逆の場合にはデューティを低下させる。より具体的には、検出電圧と目標電圧の差を増幅し、その出力を三角波などの発振器とコンパレータで比較する事で、ＰＷＭ信号を生成する。
【００２７】
係る制御によって安定化電源を実現することができる。また、インダクタ１７や平滑コンデンサ１８の働きによって出力電圧の脈動（脈流）が抑制され、フラットに近い電圧を、直流電源回路３０を介して負荷７０に供給することができる。
【００２８】
［直流電源回路］
図３は、第１実施例に係る直流電源回路３０の機能ブロック図である。図示するように、直流電源回路３０は、コンデンサ（又はキャパシタ；以下省略）４０＃１、４０＃２、４０＃３、４０＃４、４０＃５と、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５と、電流検出部５０と、比較処理部６０と、を備える。比較処理部６０には、各コンデンサの劣化判定に必要な情報（各種閾値等）を記憶したレジスタ６２が接続されている。抵抗Ｒ１〜Ｒ５は、例えばチップ抵抗等である。
【００２９】
抵抗Ｒ１はコンデンサ４０＃１の例えばプラス側端子に直列に取り付けられる。同様に、抵抗Ｒ２はコンデンサ４０＃２に、抵抗Ｒ３はコンデンサ４０＃３に、抵抗Ｒ４はコンデンサ４０＃４に、抵抗Ｒ５はコンデンサ４０＃５に、それぞれ取り付けられる。
【００３０】
電流検出部５０は、抵抗Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５の両端電圧を検出することにより、コンデンサ４０＃２、４０＃４、４０＃５から流れる電流を検出する。電流検出部５０は、例えば電圧センサ、Ａ／Ｄコンバータ、乗算器等を内蔵し、検出した電圧値に抵抗値を乗じた値を比較処理部６０に出力する（電圧値そのものを出力しても構わない）。
【００３１】
なお、抵抗Ｒ１、Ｒ３については、電流検出には用いられないが、他のコンデンサとの間でインピーダンス条件を揃えるために取り付けられている。
【００３２】
図３は、ＰＳＵ１０から各コンデンサに至る経路の抵抗（ルート抵抗ｒ）と、負荷７０*と各コンデンサの距離に比例した抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５を加味すると、図４のようになる。図４は、第１実施例に係る直流電源回路３０の機能ブロック図に、より詳細な抵抗配置を追加した図である。
【００３３】
以下、図４で示す抵抗が生じる構造について説明する。図５は、直流電源回路３０がメインボード８０に搭載された様子を示す図である。また、図６は、直流電源回路３０の各構成要素がメインボード８０の導電板８０Ａ、８０Ｂに接続される様子を示す分解斜視図である。なお、これらの図において、負荷７０のうち、直流電源回路３０が近接する特定の負荷を、負荷７０*と表記する。
【００３４】
図６に示すように、メインボード８０は、絶縁体で形成された基板表面８０Ｃと、ＰＳＵ１０の出力端子２４Ａ、２４Ｂにそれぞれ接続された板状の導電体８０Ａ、８０Ｂと、が表面側から順に積層された構造となっている。導電体８０Ａ、８０Ｂは、例えば銅（Ｃｕ）箔であり、アルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）等を用いてもよい。なお、係る積層構造は一例であり、メインボード８０は、信号送受信のための導電体層等が更に追加された多層構造の基板であってもよい。各導電体の間は、樹脂等で絶縁されている。
【００３５】
負荷７０*の電力端子７０*Ａ、７０*Ｂは、それぞれ導電板８０Ａ、８０Ｂに接続される。すなわち、端子７０*Ａは、基板表面８０Ｃのスルーホールを貫通して導電板８０Ａに接続され、端子７０*Ｂは、基板表面８０Ｃ及び導電体８０Ａのスルーホールを貫通して導電体８０Ｂに接続される。これらの端子が貫通した間隙には、エポキシ樹脂等が注入される。
【００３６】
同様に、コンデンサ４０＃４の一方の端子４０＃４Ａは、抵抗Ｒ４を介し、基板表面８０Ｃのスルーホールを貫通して導電体８０Ａに接続され、他方の端子４０＃４Ｂは、基板表面８０Ｃ及び導電体８０Ａのスルーホールを貫通して導電体８０Ｂに接続される。コンデンサ４０＃５の一方の端子４０＃５Ａは、抵抗Ｒ５を介し、基板表面８０Ｃのスルーホールを貫通して導電体８０Ａに接続され、他方の端子４０＃５Ｂは、基板表面８０Ｃ及び導電体８０Ａのスルーホールを貫通して導電体８０Ｂに接続される。他のコンデンサについても同様である。
【００３７】
係る構造によって、導電体８０Ａ、８０Ｂにおける端子間の距離に比例した抵抗が、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５として現れる。図５に示すように、本実施例では、ｒ１とｒ５が比較的大きく、ｒ２、ｒ３、ｒ４が比較的小さいものとする。
【００３８】
ところで、前述のように、ＰＳＵ１０の平滑コンデンサ１８、及び直流電源回路３０の各コンデンサは、ＰＳＵ１０の出力電圧の脈流に応じて充電と放電を繰り返し行うことによって、負荷７０への供給電圧を平滑する。図７は、ＰＳＵ１０の出力電圧の変動に応じて、各コンデンサが充電及び放電を行う様子を模式的に示す図である。
【００３９】
図７に「リップル」と表記した出力電圧の変動は、負荷の電力消費が小さい状態では小さいものであり、出力電圧はほぼフラットなものとなるが、負荷の電力消費が大きくなると次第に大きくなり、電流検出部５０による検出が容易となる。本実施例では、以下に説明するように、負荷の電力消費が大きくなる所定期間においてリップルの大きさを検出することによって、直流電源回路３０の各コンデンサの劣化を判定する。なお、「所定期間」は、後述するように、電子装置１の起動時における特定の期間とすると好適である。
【００４０】
［劣化判定］
図３に示したように、電流検出部５０は、コンデンサ４０＃２、４０＃４、４０＃５から流れる電流を検出している。以下、これらを電流検出コンデンサと称することとする。また、直接的に電流が検出されないコンデンサ４０＃１、４０＃３を、電流非検出コンデンサと称する。
【００４１】
比較処理部６０は、電流検出コンデンサについては、所定期間における出力電流が閾値を下回ったときに（或いは、出力電流の想定値からの減少分が閾値を上回ったときに）、該当するコンデンサが劣化したことを示す所定の信号を出力する。
【００４２】
一方、比較処理部６０は、電流非検出検出コンデンサについては、所定期間における電流検出コンデンサのうち少なくとも一部の出力電流が閾値を上回ったときに、電流非検出コンデンサが劣化したことを示す所定の信号を出力する。この場合も、「出力電流が閾値を上回ったときに」を「出力電流の想定値からの増加分が閾値を上回ったときに」と置換してよい。想定値は、製品の出荷時に予め定められた値であってもよいし、過去の平均値であってもよい。
【００４３】
また、電流検出コンデンサの劣化判定に係る閾値と、電流非検出コンデンサの劣化判定に係る閾値は、異なる値を用いてよい。
【００４４】
次式（１）〜（５）は、ある期間においてコンデンサ４０＃１〜４０＃５から負荷７０*に流れる電流の合計をＩＣ＊とした場合に、各コンデンサから流れる電流の理論値を示す図である。式中、Ｉ１はコンデンサ４０＃１から流れる電流を、Ｉ２はコンデンサ４０＃２から流れる電流を、Ｉ３はコンデンサ４０＃３から流れる電流を、Ｉ４はコンデンサ４０＃４から流れる電流を、Ｉ５はコンデンサ４０＃５から流れる電流を示す。
【００４５】
【数１】
【００４６】
例えば、コンデンサ４０＃１が劣化すると、ｒ１が増加した状態とみなすことができる。この結果、ｒ１〜ｒ５のうち値が小さいものに該当するコンデンサの電流増加が大きく現れることになる。図４の例では、ｒ２、ｒ３、ｒ４が比較的小さいため、コンデンサ４０＃２、４０＃３、４０＃４の電流増加が大きくなる。
【００４７】
また、コンデンサ４０＃３が劣化すると、ｒ３が増加した状態とみなすことができる。この結果、ｒ１〜ｒ５のうち値が小さいものに対応するコンデンサの電流増加が大きく現れることになる。図４の例では、ｒ２、ｒ４が比較的小さいため、コンデンサ４０＃２、４０＃４の電流増加が大きくなる。
【００４８】
従って、比較処理部６０は、Ｉ２又はＩ４の増加量が閾値を上回った場合に、コンデンサ４０＃１とコンデンサ４０＃３のいずれかが劣化したと判定する。図８は、コンデンサ４０＃３が劣化した場合に、コンデンサ４０＃２、及びコンデンサ４０＃４からの電流が増加する様子を模式的に示す図である。
【００４９】
［処理フロー］
以下、情報処理装置としての電子装置１の処理の流れについて説明する。図９は、第１実施例に係る電子装置１により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、電子装置１の起動時（電源オン時、再起動時等）に開始される。
【００５０】
まず、電子装置１のＣＰＵ８２は、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）処理として、ハードウエアの初期化を行う（Ｓ１００）。
【００５１】
次に、電子装置１のＣＰＵ８２は、ＢＩＯＳ処理として、コンデンサの電流測定を指示する（Ｓ１０２）。
【００５２】
そして、比較処理部６０の出力に基づいて、コンデンサの劣化判定を行う（Ｓ１０４）。
【００５３】
いずれかのコンデンサが劣化したと判定された場合は、コンデンサの劣化を検出した旨をディスプレイ９４に表示する（Ｓ１０６）。図１０は、コンデンサの劣化検出時における表示画面の一例である。
【００５４】
コンデンサの劣化を検出した旨をディスプレイ９４に表示すると、強制起動の指示待ち状態に遷移し（Ｓ１０８）、所定時間以内に強制起動の指示がなされたか否かを判定する（Ｓ１１０）。所定時間以内に強制起動の指示がなされなかった場合は、エラー終了する。所定時間以内に強制起動の指示がなされた場合は、ＯＳ（Operating System）の起動処理を行い（Ｓ１１２）、正常起動を行う。
【００５５】
一方、Ｓ１０４において、コンデンサが劣化していないと判定された場合は、ＯＳの起動処理を行い（Ｓ１１２）、正常起動を行う。
【００５６】
［まとめ］
以上説明した本実施例の電子装置１によれば、電流非検出コンデンサの劣化判定を、電流検出コンデンサの電流増加量に基づいて行うため、全てのコンデンサの電流を検出することなく各コンデンサの劣化判定を正確に行うことができる。この結果、コストや重量の増加を抑制しつつ、コンデンサの劣化判定を正確に行うことができる。すなわち、コンデンサの劣化判定を効率良く行うことができる。
【００５７】
なお、本実施例における直流電源回路３０とメインボード８０を合わせたものが、特許請求の範囲における「電子回路基板ユニット」の一例である。
【００５８】
＜第２実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第２実施例に係る電子装置２について説明する。本発明の第２実施例に係る電子装置２は、第１実施例と同様、パーソナルコンピュータやサーバ等の情報処理装置、ゲーム機、プリンター・コピー等のＯＡ機器等に適用される。
【００５９】
［全体構成］、及び直流電源回路３０の基本的機能、図８に示したフロー、劣化検出時の表示画面等については、第１実施例と同様であるため説明を省略し、ここでは第１実施例との相違点を中心に説明する。
【００６０】
図１１は、第２実施例に係る直流電源回路３０がメインボード８０に搭載された様子を示す図である。図示するように、本実施例では、複数の負荷７０（ここでは、負荷７０*、７０**とする）に近接してコンデンサ４０＃１〜４０＃５が取り付けられている。
【００６１】
電流検出コンデンサについては、第１実施例と同様、所定期間における出力電流が閾値を下回ったときに（或いは、出力電流の想定値からの減少分が閾値を上回ったときに）、該当するコンデンサが劣化したことを示す所定の信号を出力する。
【００６２】
また、電流非検出コンデンサについても、原則としては、所定期間における電流検出コンデンサのうち少なくとも一部の出力電流（又はその増加分）が閾値を上回ったときに、電流非検出コンデンサが劣化したことを示す所定の信号を出力する。
【００６３】
更に、本実施例の電子装置２では、いずれかの電流非検出コンデンサが劣化したと判定されたときに、負荷とコンデンサの位置関係に基づいて、電流非検出コンデンサのうち、どのコンデンサが劣化したかを推定する。より具体的には、劣化判定時に電流の増加が大きいコンデンサに近接したコンデンサが劣化したと推定する。
【００６４】
図１２は、コンデンサの劣化と、電流の増加が大きいコンデンサとの対応関係を示す図である。図示するように、コンデンサ４０＃１が劣化した場合は、近接するコンデンサ４０＃２、４０＃５からの電流が増加する。また、コンデンサ４０＃３が劣化した場合は、近接するコンデンサ４０＃２、４０＃４からの電流が増加する。なお、このような対応関係は、テーブルとしてレジスタ６２に格納されているものとする。
【００６５】
従って、コンデンサ４０＃２、４０＃５からの電流が増加した場合は、コンデンサ４０＃１が劣化したと判定し、その旨を表示等すると好適である。また、コンデンサ４０＃２、４０＃４からの電流が増加した場合は、コンデンサ４０＃３が劣化したと判定する。なお、電流検出コンデンサであるコンデンサ４０＃２、４０＃４、４０＃５については、それぞれの電流値に基づいて劣化を判定することができる。
【００６６】
［まとめ］
以上説明した本実施例の電子装置２によれば、電流非検出コンデンサの劣化判定を、電流検出コンデンサの電流増加量に基づいて行うため、全てのコンデンサの電流を検出することなく各コンデンサの劣化判定を正確に行うことができる。この結果、コストや重量の増加を抑制しつつ、コンデンサの劣化判定を正確に行うことができる。すなわち、コンデンサの劣化判定を効率良く行うことができる。
【００６７】
また、劣化したコンデンサに近接するコンデンサの電流が増加することを利用して、いずれのコンデンサが劣化したかを判定するため、ピンポイントにコンデンサの取り替え等を行うことができる。
【００６８】
なお、本実施例における直流電源回路３０とメインボード８０を合わせたものが、特許請求の範囲における「電子回路基板ユニット」の他の例である。
【００６９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７０】
例えば、直流電源回路３０が有するコンデンサの総数、それらのうち電流又は電圧が検出されるコンデンサの個数については、電流検出コンデンサと電流非検出コンデンサがそれぞれ一以上であれば、任意に決定することができる。例えば、図１３に示すように、３個のコンデンサ４０＃１〜４０＃３を備え、これらのうちコンデンサ４０＃３のみについて電流検出が行われるものとしてよい。図１３は、直流電源回路の機能ブロック図の他の例である。この例では、コンデンサ４０＃３の所定期間における出力電流（又は想定値からの減少分）が閾値を下回ったときに、該当するコンデンサ４０＃３が劣化したと判定する。また、コンデンサ４０＃３の所定期間における出力電流（又は想定値からの増加分）が閾値を上回ったときに、コンデンサ４０＃１、又はコンデンサ４０＃２が劣化したと判定する。
【００７１】
以上の説明に関し、さらに以下の項を開示する。
（付記１）
直流電力によって動作する負荷と、
該負荷に直流電力を供給する直流電力供給手段と、
該直流電力供給手段から負荷への電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果又は該検出結果の増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子装置。
（付記２）
前記劣化判定手段は、当該電子装置の起動時に動作する手段である、
請求項１に記載の電子装置。
（付記３）
負荷に直流電力を供給する電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果又は該検出結果の増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子回路基板ユニット。
（付記４）
付記１又は２に記載の電子装置であって、
前記第２のコンデンサは、二以上のコンデンサを含み、
前記劣化判定手段は、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する際に、前記第１又は第２のコンデンサと前記負荷の位置関係に基づいて、前記第２のコンデンサのうちいずれのコンデンサが劣化したかを特定する手段である、
電子装置。
（付記５）
付記３に記載の電子回路基板ユニットであって、
前記第２のコンデンサは、二以上のコンデンサを含み、
前記劣化判定手段は、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する際に、前記第１又は第２のコンデンサと前記負荷の位置関係に基づいて、前記第２のコンデンサのうちいずれのコンデンサが劣化したかを特定する手段である、
電子回路基板。
【符号の説明】
【００７２】
１、２ 電子装置
１０ ＰＳＵ
３０ 直流電源回路
４０＃１、４０＃２、４０＃３、４０＃４、４０＃５ コンデンサ
５０ 電流検出部
６０ 比較処理部
６２ レジスタ
７０ 負荷
８０ メインボード
８０Ａ、８０Ｂ 導電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力によって動作する負荷と、
該負荷に直流電力を供給する直流電力供給手段と、
該直流電力供給手段から負荷への電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果、又は該検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子装置。
【請求項２】
前記劣化判定手段は、当該電子装置の起動時に動作する手段である、
請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
負荷に直流電力を供給する電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果、又は該検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子回路基板ユニット。
【請求項１】
直流電力によって動作する負荷と、
該負荷に直流電力を供給する直流電力供給手段と、
該直流電力供給手段から負荷への電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果、又は該検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子装置。
【請求項２】
前記劣化判定手段は、当該電子装置の起動時に動作する手段である、
請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
負荷に直流電力を供給する電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われる第１のコンデンサと、
前記電力供給経路に並列接続された一以上のコンデンサであって、検出手段による電流又は電圧の検出が行われない第２のコンデンサと、
前記検出手段による検出結果、又は該検出結果の想定値からの増加量が閾値を上回った場合に、前記第２のコンデンサが劣化したことを示す信号を出力する劣化判定手段と、
を備える電子回路基板ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２３００７５（Ｐ２０１２−２３００７５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９９４９（Ｐ２０１１−９９９４９）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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