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公開番号2025125496
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024159507
出願日2024-09-13
発明の名称電源喪失保護回路、データ記憶モジュール、サーバー
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 1/00 20060101AFI20250820BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高いバス電圧が供給されるシステムに適したPLP回路200を提供する。
【解決手段】第1入力端子inは、直流バス電圧V_BUSを降圧する中間バスコンバータ40が発生する電圧を入力電圧V_INとして受ける。第2入力端子busは、直流バス電圧V_BUSを受ける。キャパシタ接続端子STRは、外付けのバックアップキャパシタ102が接続される。第1スイッチSW1は、第1入力端子inと出力端子outの間に接続される。充電回路110は、第2入力端子busとキャパシタ接続端子STRとの間に接続される。内部コンバータ120は、キャパシタ接続端子STRの電圧V_STRを降圧または昇圧し、出力端子outに発生する出力電圧Voutを目標レベルに安定化する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
直流バス電圧を降圧する中間バスコンバータが発生する電圧を入力電圧として受ける第１入力端子と、
前記直流バス電圧、または前記直流バス電圧にもとづいて生成される前記直流バス電圧よりも低い電圧を受ける第２入力端子と、
外付けのキャパシタが接続されるべきキャパシタ接続端子と、
負荷と接続されるべき出力端子と、
前記第１入力端子と前記出力端子の間に接続される第１スイッチと、
前記第２入力端子と前記キャパシタ接続端子との間に接続される充電回路と、
前記キャパシタ接続端子の電圧を受け、前記出力端子に発生する出力電圧を目標レベルに安定化する内部コンバータと、
を備える、電源喪失保護回路。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記キャパシタの電圧は、前記入力電圧より高く、前記内部コンバータは、降圧コンバータまたは昇降圧コンバータである、請求項１に記載の電源喪失保護回路。
【請求項３】
前記キャパシタの電圧は、前記入力電圧より低く、前記内部コンバータは、昇圧コンバータである、請求項１に記載の電源喪失保護回路。
【請求項４】
前記内部コンバータの前記目標レベルは、前記入力電圧より低く、前記内部コンバータは、前記入力電圧の有無にかかわらず動作する、請求項１から３のいずれかに記載の電源喪失保護回路。
【請求項５】
前記内部コンバータは、前記入力電圧が遮断されたときにイネーブル状態となる、請求項１から３のいずれかに記載の電源喪失保護回路。
【請求項６】
前記充電回路は第２スイッチを含み、前記第２スイッチのオン抵抗は、前記第１スイッチのオン抵抗より高い、請求項１から３のいずれかに記載の電源喪失保護回路。
【請求項７】
前記内部コンバータの出力と前記出力端子の間に接続された第３スイッチと、
前記第３スイッチを制御するスイッチ制御回路と、
をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の電源喪失保護回路。
【請求項８】
前記スイッチ制御回路は、前記キャパシタ接続端子の電圧が前記出力電圧より低いとき、前記第３スイッチをオフ状態とする、請求項７に記載の電源喪失保護回路。
【請求項９】
前記スイッチ制御回路は、前記第３スイッチを、それに流れる電流が上限電流を超えないように制御する、請求項７に記載の電源喪失保護回路。
【請求項１０】
前記スイッチ制御回路は、前記第３スイッチをソフトスタート制御する、請求項７に記載の電源喪失保護回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源喪失保護回路に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電子コンポーネントには、安定した電源電圧の供給が欠かせない。ソリッドステートドライブやハードディスクなどの記憶装置は、電源電圧が瞬断されると、記憶中のデータの破壊、消失のおそれがある。入力電圧が遮断された後も、負荷がデータ待避などの必要な保護処理を実行する期間、電源電圧を維持することが求められる。このような機能は、電源遮断保護、ＰＬＰ（Power Loss Protection）、ＰＬＩ（Power Loss Imminent）、ＰＦＰ（Power Failure Protection）などと称される。
【０００３】
図１は、ＰＬＰ機能を備えるシステムのブロック図である。システム２は、主電源１０、負荷２０およびバックアップ回路３０を備える。主電源１０は、交流電圧Ｖ
ＡＣ
を受け、１２Ｖ程度のバス電圧（入力電圧）Ｖ
ＢＵＳ
を生成する。バス電圧Ｖ
ＢＵＳ
は、バックアップ回路３０やその他の回路（不図示）に供給される。
【０００４】
負荷２０は、ＰＭＩＣ（電源管理回路）２２および複数の電子コンポーネント２４＿１～２４＿ｎを含む。ＰＭＩＣ２２は、１２Ｖの電源電圧Ｖ
ＤＤ
を受け、それを昇圧あるいは降圧し、電子コンポーネント２４＿１～２４＿ｎに供給する。
【０００５】
バックアップ回路３０は、主電源１０と負荷２０に設けられる。バックアップ回路３０は、スイッチ３２、バックアップキャパシタ３４、昇圧コンバータ３６を備える。
【０００６】
スイッチ３２は、主電源１０と負荷２０を結ぶ電源ライン３８上に設けられる。有効なバス電圧Ｖ
ＢＵＳ
が供給される間、スイッチ３２はオンとなり、バス電圧Ｖ
ＢＵＳ
が電源電圧Ｖ
ＤＤ
として負荷２０に供給される。昇圧コンバータ３６の入力端子ＩＮは、電源ライン３８と接続され、出力端子ＯＵＴは、バックアップキャパシタ３４と接続される。昇圧コンバータ３６は、バス電圧Ｖ
ＢＵＳ
が供給されている間、バス電圧Ｖ
ＢＵＳ
を昇圧し、バックアップキャパシタ３４を充電する。バックアップキャパシタ３４の容量をＣ、バックアップキャパシタ３４に発生する電圧をＶ
ＳＴＲ
とすると、バックアップキャパシタ３４に蓄えられる電荷ＱおよびエネルギーＥは、以下の式で表される。
Ｑ＝Ｃ・Ｖ
ＳＴＲ
Ｅは、Ｅ＝Ｃ・Ｖ
ＳＴＲ
２
／２
【０００７】
バックアップ回路３０は、バス電圧Ｖ
ＢＵＳ
の遮断（喪失）を検出すると、スイッチ３２をオフする。そして昇圧コンバータ３６は、ＯＵＴ側を入力、ＩＮ側を出力とする降圧コンバータとして逆方向に動作し、バックアップキャパシタ３４のキャパシタ電圧Ｖ
ＳＴＲ
を、電源電圧Ｖ
ＤＤ
の電圧レベルに降圧し、負荷２０に供給する。
【０００８】
サーバーなどの用途において、バス系統における電力損失の低減を目的として、従来１２Ｖであったバス電圧Ｖ
ＢＵＳ
を、より高い電圧（４２Ｖ～５８Ｖ）に変更する流れがある。バス電圧Ｖ
ＢＵＳ
を高くすれば、同じ電力を伝送するときの電流が小さくなり、電流の２乗に比例する配線（ケーブル）での消費電力が小さくなる。
【０００９】
［概要］
本開示は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、高いバス電圧が供給されるシステムに適した電源喪失保護回路の提供にある。
【００１０】
本開示のある態様の電源喪失保護回路は、直流バス電圧を降圧する中間バスコンバータが発生する電圧を入力電圧として受ける第１入力端子と、直流バス電圧、または直流バス電圧にもとづいて生成される直流バス電圧よりも低い電圧を受ける第２入力端子と、外付けのキャパシタが接続されるべきキャパシタ接続端子と、負荷と接続されるべき出力端子と、第１入力端子と出力端子の間に接続される第１スイッチと、第２入力端子とキャパシタ接続端子との間に接続される充電回路と、キャパシタ接続端子の電圧を受け、出力端子に発生する出力電圧を目標レベルに安定化する内部コンバータと、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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