电力提供装置、电力接受装置、电力提供系统和故障恢复方法

专利名称：电力提供装置、电力接受装置、电力提供系统和故障恢复方法
技术领域：
本发明涉及一种电力提供装置、电力接受装置、电力提供系统和故障恢复方法。
背景技术：
对于很多电子装置(诸如，个人计算机和游戏单元)，使用从商业电源输入交流 (AC)电力并输出与所述装置匹配的电力的AC适配器，以便操作所述装置和对它们的电池 充电。电子装置通常工作于直流(DC)，但电压和电流根据装置而不同。因此，输出与所述装 置匹配的电力的AC适配器的标准对于每个装置而言是不同的，即使具有相同种类的形状 的AC适配器也不可以互换，这导致了这样的问题AC适配器的数量随着电子装置的类型增 加而增加。为了解决这个问题，已提出一种电源总线系统，其中向装置提供电力的电源模块 (诸如，电池、AC适配器等)和向其提供来自电源模块的电力的电力消耗模块连接到单个、 共同的直流总线线路(例如，参见日本专利申请公开No. JP-A-2001-306191和日本专利申 请公开No. JP-A-2008-123051)。在电源总线系统中，直流电流经总线线路。另外，在电源总 线系统中，每个模块把它自身描述为对象，各个模块的对象通过总线线路相互发送和接收 信息(状态数据)。每个模块的对象还基于来自其它模块的对象的请求创建信息(状态数 据)并发送创建的信息作为答复数据。接收答复数据的模块的对象能够随后基于接收的答 复数据的内容控制电力的提供和消耗。

发明内容
在上述电源总线系统中，可以设想提供电力的电力服务器和消耗电力的客户端中 的至少一个可能发生异常以及作为整体的系统可能发生异常。然而，存在这样的问题未描 述在电源总线系统发生异常的情况下用于恢复的方法。因此，考虑到上述问题，本发明提供了一种电力提供装置、电力接受装置、电力提 供系统和故障恢复方法，所述装置、系统和方法是新的、改进的装置、系统和方法并且在上 述电源总线系统中在提供电力的电力服务器、消耗电力的客户端和作为整体的系统中的至 少一个中发生异常时能够从异常恢复。为了解决上述问题，根据本发明的一方面，提供了一种电力提供装置，包括电力提 供部、信息通信部、控制部和阻抗测量部。电力提供部已经与另一装置建立提供电力的协 议，该电力提供部通过在周期性重复的预定电力提供间隔期间经总线线路来向所述另一装 置提供协议规定的电力。信息通信部以无线方式向由电力提供部提供电力的所述另一装置 发送表示信息的信息信号和从所述另一装置接收信息信号。控制部控制电力提供部提供的 电力和信息通信部发送的信息信号。阻抗测量部以指定周期测量总线线路的阻抗。在由阻抗测量部测量的总线线路的阻抗在预定的正常值范围之外的情况下，所述 控制部也可以向从电力提供部接受电力的所述另一装置发出开始自诊断处理的命令。
在由阻抗测量部测量的总线线路的阻抗在预定的正常值范围之外的情况下，所述 控制部也可以向自身发出开始自诊断处理的命令。在自诊断处理确定在控制部中已发生异常的情况下，所述控制部也可以停止从电 力提供部提供电力。为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种电力接受装置，包括电力 接受部、信息通信部、控制部和阻抗测量部。电力接受部已经与另一装置建立提供电力的协 议，该电力接受部在周期性重复的预定电力提供间隔期间经总线线路从所述另一装置接受 协议规定的电力。信息通信部以无线方式向所述另一装置发送表示信息的信息信号和从 所述另一装置接收信息信号，其中所述电力接受部从所述另一装置接受电力。控制部控制 信息通信部发送的信息信号。阻抗测量部以指定周期测量总线线路的阻抗。在由阻抗测量部测量的总线线路的阻抗在预定的正常值范围之外的情况下，所述 控制部也可以对信息通信部发出向提供电力的所述另一装置发送表示阻抗异常的通知的 命令。在由阻抗测量部测量的总线线路的阻抗在预定的正常值范围之外的情况下，所述 控制部也可以向自身发出开始自诊断处理的命令。在自诊断处理确定在控制部中已发生异常的情况下，所述控制部也可以对信息通 信部发出发送表示将会停止接受电力的通知的命令。为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种包括电源服务器和客户 端的电力提供系统，电源服务器在指定定时向总线线路输出电力，客户端通过总线线路接 受电源服务器输出的电力。电源服务器包括电力提供部、信息通信部、控制部和阻抗测量 部。电力提供部已经与另一装置建立提供电力的协议，该电力提供部在周期性重复的预定 电力提供间隔期间向所述另一装置提供协议规定的电力。信息通信部以无线方式向由电力 提供部提供电力的所述另一装置发送表示信息的信息信号和从所述另一装置接收信息信 号。控制部控制电力提供部提供的电力和信息通信部发送的信息信号。阻抗测量部以指定 周期测量总线线路的阻抗。客户端包括电力接受部、信息通信部、控制部和阻抗测量部。电 力接受部已经与另一装置建立提供电力的协议，该电力接受部在周期性重复的预定电力提 供间隔期间从所述另一装置接受协议规定的电力。信息通信部以无线方式向所述另一装置 发送表示信息的信息信号和从所述另一装置接收信息信号，其中所述电力接受部从所述另 一装置接受电力。控制部控制信息通信部发送的信息信号。阻抗测量部以指定周期测量总 线线路的阻抗。为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种故障恢复方法，包括下述 步骤通过在周期性重复的预定电力提供间隔期间经总线线路来向已经建立提供电力的协 议的另一装置提供协议规定的电力。该故障恢复方法还包括下述步骤以无线方式向被提 供电力的所述另一装置发送表示信息的信息信号和从所述另一装置接收信息信号。该故障 恢复方法还包括下述步骤控制提供的电力和发送的信息信号。该故障恢复方法还包括下 述步骤以指定周期测量总线线路的阻抗。根据本发明，提供了一种电力提供装置、电力接受装置、电力提供系统和故障恢复 方法，所述装置、系统和方法是新的、改进的装置、系统和方法并且当在上述电源总线系统 中在提供电力的电力服务器、消耗电力的客户端和作为整体的系统中的至少一个中发生异常时能够从异常恢复。


图1是显示根据本发明实施例的电力提供系统1的结构的解释性示图；图2是解释由根据本发明实施例的电力提供系统1执行的电力提供处理的解释性 示图；图3是显示自诊断处理的流程图；图4是显示根据本发明实施例的电源服务器100的结构的解释性示图；图5是显示根据本发明实施例的客户端200的结构的解释性示图；图6是显示连接到根据本发明实施例的电力提供系统1的监视装置300的结构的 解释性示图。
具体实施例方式以下，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。需要注意的是，在本说明书和附 图中，具有基本上相同的功能和结构的结构部件由相同标号表示，并且省略对这些结构部 件的重复解释。需要注意的是，将按照以下显示的次序进行解释。1、本发明的实施例1-1、电力提供系统的结构1-2、由电力提供系统执行的电力提供处理1-3、当发生异常时用于恢复的方法1-4、电源服务器结构例子1-5、客户端结构例子1-6、监视装置结构例子2、结论1、本发明的实施例1-1、电力提供系统的结构首先，将解释根据本发明实施例的电力提供系统1的结构。图1是显示根据本发 明实施例的电力提供系统1的结构的解释性示图。以下，将使用图1解释根据本发明实施 例的电力提供系统1的结构。如图1中所示，根据本发明实施例的电力提供系统1构造为包括电源服务器100 和客户端200。电源服务器100和客户端200通过总线线路10连接。电源服务器100向客户端200提供直流电力。电源服务器100还向客户端200发 送信息信号以及从客户端200接收信息信号。在本实施例中，提供直流电力以及在电源服 务器100和客户端200之间发送和接收信息信号都使用总线线路10。电源服务器100构造为包括通信调制解调器，用于发送和接收信息信号；微处理 器，用于控制电力的提供；开关，控制直流电力的输出，等等。客户端200从电源服务器100接受提供的直流电力。客户端200还向电源服务器 100发送信息信号以及从电源服务器100接收信息信号。图1中显示了两个客户端200。以下，为了简化解释，两个客户端200分别区分为CLl和CL2。每个客户端200构造为包括通信调制解调器，用于发送和接收信息信号；微处 理器，用于控制电力的提供；开关，控制直流电力的输出，等等。需要注意的是，在图1示出的电力提供系统1中，显示了一个电源服务器100和两 个客户端200，但在本实施例中，电源服务器的数量和客户端的数量显然不限于这个例子。在图1显示的电力提供系统1中提供电力的方法已于日本专利申请公开 No. JP-A-2008-123051中进行了描述，因此在这里省略详细的解释，但以下将简要解释由根 据本发明实施例的电力提供系统1执行的电力提供处理。1-2、由电力提供系统执行的电力提供处理图2是解释由根据本发明实施例的电力提供系统1执行的电力提供处理的解释性 示图。以下，将使用图2解释由根据本发明实施例的电力提供系统1执行的电力提供处理。如图2中所示，电源服务器100按照规则间隔把同步包Al、A2、A3等输出到总线 线路10。另外，为了把电力提供给客户端CL1、CL2，电源服务器100输出作为被发送给客户 端CL1、CL2的信息信号的信息包B1、B2、B3等以及电力包C1、C2、C3等。对于客户端CLl、 CL2来说，为了接受从电源服务器100提供的电力，客户端CL1、CL2输出作为被发送给电源 服务器100的信息信号的信息包Dl、D2、D3等。当作为指定间隔(例如，1秒间隔)的时隙开始时，电源服务器100输出同步包Al、 A2、A3等。每个时隙包括信息隙，在信息隙期间发送信息包；和电源隙，在电源隙期间发送 电力包之一。信息隙IS1、IS2、IS3等是这样的间隔在这些间隔期间，在电源服务器100 和客户端CL1、CL2之间交换信息包。电源隙PS1、PS2、PS3等是这样的间隔在这些间隔期 间，输出从电源服务器100向客户端CL1、CL2提供的电力包Cl、C2、C3等。信息包是仅能 在指定为信息隙IS1、IS2、IS3等的间隔中输出的包。因此，在单个信息隙内未完成信息包 的发送和接收的情况下，跨越多个信息隙发送该信息包。对于电力包来说，电力包是仅能 在指定为电源隙PS1、PS2、PS3等的间隔中输出的包。电源服务器100具有指示它能够提供的电力的规格的至少一个服务器电力概要， 客户端CL1、CL2从能够提供符合客户端CL1、CL2的规格的电力的电源服务器100接受电 力。当接受电力时，客户端CL1、CL2从电源服务器100获取服务器电力概要并针对客户端 CLl、CL2确定电源服务器100的规格(服务器电力概要)。为了实现这一点，客户端CL1、 CL2首先检测电源服务器100输出的同步包Al并获取同步包Al中所包含的电源服务器100 的地址。该地址可以是例如MAC地址。接下来，每个客户端CL1、CL2发送信息包D1，信息 包Dl请求电源服务器100发送它具有的服务器电力概要的数量。当接收到信息包Dl时，电源服务器100在信息包Bl中发送服务器电力概要的数 量，该服务器电力概要的数量是电源服务器100具有的服务器电力概要的数量。当接收到 信息包Bl时，每个客户端CL1、CL2针对电源服务器100具有的服务器电力概要的数量从电 源服务器100获取服务器电力概要内容。例如，在电源服务器100具有两个服务器电力概 要的情况下，每个客户端CL1、CL2首先获取第一服务器电力概要。当已经获取第一服务器 电力概要后，每个客户端CL1、CL2向电源服务器100发送信息包D2以请求使用电源。当接收到两个信息包D2时，电源服务器100向每个客户端CL1、CL2发送信息包 B2，信息包B2是设置在电源服务器100内部的存储部分(图中未示出)中所存储的第一服务器电力概要。当从电源服务器100接收到信息包B2时，每个客户端CL1、CL2发送用于获 取第二服务器电力概要的信息包。然而，此时，信息隙ISl已结束，用于发送电力包的电源 隙PSl已开始。因此，将在下一个信息隙IS2中发送信息包。同时，在电源隙PSl中，不提 供电力，因为客户端CL1、CL2还没有确定它们将要从电源服务器100接受的电力的规格。电源隙PSl结束，从电源服务器100输出指示下一个时隙的开始的同步包A2。然 后，从电源服务器100接收到信息包B2的每个客户端CL1、CL2发送信息包D3，信息包D3是 用于获取第二服务器电力概要的信息。当接收到这两个信息包D3时，电源服务器100向每个客户端CL1、CL2发送信息包 B3，信息包B3是设置在电源服务器100内部的存储部分(图中未示出)中所存储的第二服 务器电力概要。当接收到信息包B3并且获取了电源服务器100具有的第二服务器电力概 要时，每个客户端CL1、CL2为合适的电力提供规格的服务器电力概要。然后，每个客户端 CLU CL2向电源服务器100发送信息包D4以设置选择的服务器电力概要。当接收到这两个信息包D4时，为了向每个客户端CL1、CL2通知已设置了第一服务 器电力概要，电源服务器100以信息包B4的形式向每个客户端CL1、CL2发送表示答复(该 答复的大意是已设置了电力规格)的信息。然后，当信息隙IS2结束并且电源隙PS2开始 时，电源服务器100把电力包Cl输出给每个客户端CL1、CL2并且向每个客户端CL1、CL2提 供电力。需要注意的是，通过使用表示请求设置发送开始时间的信息，客户端CL1、CL2能够 向电源服务器100指定开始提供电力的时间，即发送电力包的时间。以上解释了由根据本发明实施例的电力提供系统1执行的电力提供处理。1-3、当发生异常时用于恢复的方法接下来，将解释当在根据本发明实施例的电力提供系统1中发生异常时用于恢复 的方法，但在解释之前，将首先描述到底什么是系统异常和系统崩溃。前述日本专利申请公开No. JP-A-2008-123051中公开的系统中使用的装置和元 件包括电源服务器，用作电力提供源；电力客户端，用作负载；和总线线路，在总线线路上 实际传输电力和信号。因此，用于处理故障和异常的方法以及用于恢复的方法根据发生故 障或异常的系统的部分而不同，根据具体情况，可能无法进行自动恢复或者仅能实现不完 全的恢复。首先，将描述电源总线线路的故障。不管是偶然的故障还是故意的故障，电源总线 线路故障大体上分为两种类型连接断开和短路。在电源总线线路发生连接断开的情况下， 不能提供电力并且不能交换信息，因此在这里不讨论这种情况。相比之下，在电源总线线路 中发生短路的情况下，可能是完全短路和不完全短路之一，其中在完全短路中阻抗变为小 于电源总线线路的阻抗，在不完全短路中阻抗变为小于它应该具有的值。针对完全短路的起因，可以想到电源服务器和客户端短路的情况以及电源总线线 路由于某种原因被导体短路的情况。设计为连接到电力提供系统1的电源服务器和客户端 包括防止内部短路的机构。这些机构可包括例如已知的保险丝。因此，最容易想到的完全 短路的起因是电源总线线路自身中的短路。在电源总线线路自身中发生短路的情况下，能够想到连接到电源总线线路的电源 服务器和客户端能够检测短路的情况以及它们不能检测短路的情况。在电源服务器和客户 端不能检测短路的情况下，整个电力提供系统将会处于不可操作状态，因此只要没有在物理上消除短路的起因，电力提供系统就不能完全恢复。因此，替代于讨论电源服务器和客户 端不能检测短路的情况，以下将集中解释电源服务器和客户端能够检测短路的情况。需要 注意的是，即使在电源服务器和客户端不能检测短路的情况下，电源服务器和客户端也可 以确定它们未连接到电源总线线路并断开它们自己的主开关。以与完全短路相同的方式处理在高频而非低频发生电源总线线路中的短路的情 况。这是因为，在高频发生的电源总线线路中的短路使得无法检测包，这又使得完全无法在 电源总线线路上进行通信，因此连接到电源总线线路的电源服务器和客户端把这种情况视 为等同于它们已与电力提供系统断开连接的情况。在下面的解释中，将解释三种情况，一种情况是在电源总线线路上发生电源总线 中的短路，一种情况是在电源服务器内发生短路，一种情况是在客户端内发生短路。接下来，将定义系统崩溃。具有微处理器的装置连接到如图1中所示的电力提供 系统。因此，当发生系统崩溃时，也就是说，当在微处理器中发生故障或损坏时，系统可能停 止工作。崩溃的最可能的起因通常是微处理器中的异常或损坏，这使得高噪声和高电压施 加于电源总线线路。因此执行对策以防止微处理器中的故障和损坏，典型对策包括对微处 理器自身和微处理器周围区域进行静电屏蔽；插入二极管以用于处理器的信号线中的高压 钳位；插入电涌放电器以启动信号线和电源总线线路中的至少一个，等等。在本实施例中， 将会仅描述已经应用这些典型对策之后在微处理器中发生的异常和损坏的操作。需要注意的是，虽然使用了术语系统崩溃，但事实上对系统的最大影响来自于连 接到电源总线线路的服务器(特别地，执行同步处理的同步服务器)的异常。如果同步服务 器发生异常或故障，则(在故障持续期间)无法维持电力提供系统。监视定时器用于监视 同步服务器的异常，特别地，监视它的微处理器的异常。如果发生微处理器的异常，则同步 服务器停止起到同步服务器的作用，并且电力提供系统返回到电力提供系统的初始状态， 其中未建立电源服务器和客户端之间的同步。相比之下，在微处理器损坏的情况下，具有最大直接影响的问题是控制主电源开 关的端口在它连接到主电源开关的方向上损坏。在发生这种状况并且微处理器的功能受到 损害的情况下，不能期望作为硬件提供的电流保险丝有效地工作。在本实施例中，将不会讨 论控制主电源开关的端口在它连接到主电源开关的方向上损坏的状况的发生，而是将会解 释通过结合同步服务器的停机检测向电力提供系统的初始状态的转变来尝试系统恢复的 情况。以上定义了本实施例中的系统异常和系统崩溃。接下来，将解释处理根据本发明 实施例的电力提供系统1中的电源总线的不完全短路的例子。当构造电力提供系统1时，可以测量特定服务器和特定客户端之间的总线线路阻 抗。也就是说，当已协商了特定服务器和特定客户端之间的提供电压时，从电源服务器向客 户端提供协商的提供电压。电源服务器提供的电压的额定值称为客户端侧数据，并且额定 电压值用作协商期间的协商条件。因此，从电源服务器接受电力的客户端已经知道在一定 误差范围内的提供的电压的值。“在一定误差范围内的电压值”是指在额定值和实际电压值 之间会出现差异。电源服务器还能够向客户端发送关于它测量的输出电压的信息。对于客户端来说，客户端能够在接收终端测量电压。因此，通过下面的方程计算总 线线路阻抗R
R=(电源服务器输出电压-客户端接收电压)/客户端电流。需要注意的是，通过把电源服务器输出电压定义为电源服务器实际测量的电压能 够准确地获得总线线路阻抗R，但是如果仅需要粗略估计，则也可以使用电源服务器输出的 额定电压。总线线路阻抗R的值存储在客户端中。然后，每次客户端接受电力时，客户端通 过测量实际电压和实际电流来监视总线线路阻抗R。执行用户监视总线线路阻抗R的操作 既是为了发现总线线路中的任何异常，实际上也是为了通过测量实际电压和实际电流检查 交付的产品。换句话说，客户端连续监视是否正在从电源服务器正确地发送约定量的电力 (能量)。当然，也可以把总线线路阻抗R的值发送给服务器(执行同步处理的同步服务器 和实际执行电力的提供的非同步服务器)，并且也可以通过这些服务器监视电压和电流。实 际上，优选地通过使服务器和客户端都持续监视总线线路阻抗R来针对异常的检测增加冗 余度。假设总线线路被短路并且低阻抗连接到电力提供系统，则电源服务器和客户端通 过测量到比电压降落应该具有的值更大的电压降落而检测到异常。通常，电压降落的影响 是减小电流I。此时，客户端立即断开主电源开关。然后，为了确定异常电压的起因，客户端 向服务器发送包括实际测量的数据的通知(检查故障通知)。同时，客户端执行自诊断处 理以便确定电压降落的起因是否在于客户端自身。稍后将详细描述在客户端中执行自诊断 的方法。在由客户端执行的自诊断处理的结果表明电压降落的起因在于客户端自身的情 况下，客户端向同步服务器发送客户端断开连接请求，当从同步服务器接收到断开连接处 理完成通知时，客户端指示已发生故障(例如，通过输出指示已发生故障的画面或声音)并 停止所有随后的操作。另一方面，在由客户端执行的自诊断处理的结果是客户端自身已被 确定为正常的情况下，客户端等待服务器答复检查故障通知。同时，通过在服务器侧持续监视电压和电流，总能够检测到总线线路中的电压降 落。如果在服务器侧检测到总线线路中的电压降落，则在内部为相应的(协商的)客户端 设置标志(警告标志)，自诊断处理请求被发送给该客户端，并且服务器执行它自己的自诊 断处理。此时，服务器还断开用于相应客户端的主开关。在由服务器执行的自诊断处理的结果是在服务器侧发现异常的情况下，服务器执 行下述操作。(1)服务器是同步服务器的情况同步服务器通过输出系统的同步包执行整个电力提供系统的管理。因此，在确定 同步服务器有权关闭该系统的情况下，同步服务器向整个系统广播系统停止命令并停止它 自己随后的操作(作为同步服务器)。需要注意的是，除了广播系统停止命令，同步服务器 还可以停止输出同步包。系统中的所有服务器和客户端通过持续监视同步服务器发送的同 步包而意识到电力提供系统正在工作，因此，如果没有来自同步服务器的同步包，则系统首 先重置为它的初始状态，然后通过同步服务器的选择而被重新启动。无论什么情况，发现它 自己故障的同步服务器停止所有随后操作。(2)服务器不是同步服务器的情况如果自诊断处理的结果是在服务器自身中检测到异常并且该服务器不是同步服务器而是另一服务器(例如，电源服务器)，则该服务器停止作为服务器的所有随后操作 并向同步服务器输出系统断开连接包。一但从同步服务器接收到对系统断开连接包的答 复，该服务器就停止所有服务器操作，输出某种故障通知，并停止所有随后操作(作为服务 器)。故障通知可以是例如输出指示已发生故障的画面或声音。此时，虽然异常服务器仍然 在物理上连接到系统，但异常服务器已经与用于发送和接收信息以及用于发送电力的系统 断开连接(在逻辑上断开连接)。在自诊断处理的结果是确定在服务器侧和客户端侧都发生故障的情况下，确定在 总线线路中发生某种故障。在多个客户端中同时检测到电压异常的情况下，也确定在总线 线路中发生故障。在这种情况下，同步服务器向电力提供系统中的所有服务器和客户端发 送系统断开连接包，向外部输出故障通知，并停止作为同步服务器的所有随后操作。故障通 知可以是例如输出指示已发生故障的画面或声音。从同步服务器发送的系统断开连接包还 包含指示所有服务器和客户端的参数作为参数。在发生如此的总线线路故障的情况下，整 个系统停止工作，并且在消除总线线路中发生故障的起因之前，系统不会恢复工作。图3是显示上述自诊断处理的流程图。首先将解释在服务器侧(同步服务器和电 源服务器)的自诊断处理。首先将解释在服务器侧的处理。服务器监视总线线路阻抗R的 值(步骤S101)并确定总线线路阻抗R的值是否是异常值(步骤S102)。在步骤S102中确定的结果是总线线路阻抗R的值不是异常值的情况下，处理返回 至步骤SlOl并继续监视总线线路阻抗R的值。另一方面，在步骤S102中确定的结果是检测 到总线线路阻抗R的异常值的情况下，服务器断开客户端的主开关(步骤S103)，向连接到 电力提供系统(即，连接到总线线路)的客户端发送请求以执行自诊断处理(步骤S104)， 并对服务器自己开始自诊断处理(步骤S105)。确定服务器自诊断处理的结果是否是在服务器中没有异常(步骤S106)，在服务 器中没有异常的情况下，服务器等待客户端的自诊断处理的结果(步骤S107)。另一方 面，在服务器自诊断处理的结果是在服务器中存在异常的情况下，如果该服务器是同步服 务器，则它广播系统停止命令(步骤S108)并提供在服务器中已发生故障的通知(步骤 S109)。如果服务器不是同步服务器，则它向同步服务器发送系统断开连接包(步骤S110) 并提供在服务器中已发生故障的通知(步骤S111)。接下来，将解释在客户端侧的处理。客户端监视总线线路阻抗R的值(步骤S121) 并确定总线线路阻抗R的值是否是异常值(步骤S122)。在步骤S122中确定的结果是总线线路阻抗R的值不是异常值的情况下，处理返回 至步骤S121并继续监视总线线路阻抗R的值。另一方面，在步骤S102中确定的结果是检 测到总线线路阻抗R的异常值的情况下，客户端断开它自己的主开关(步骤S123)，向服务 器发送检查故障通知(步骤SlM)，并对客户端自己开始自诊断处理(步骤S125)。确定客户端自诊断处理的结果是否是在客户端中没有异常(步骤SU6)，在客户 端中没有异常的情况下，客户端等待服务器的自诊断处理的结果(步骤S127)。另一方面， 在客户端自诊断处理的结果是在客户端中存在异常的情况下，客户端向同步服务器发送系 统断开连接包(步骤S128)并提供在客户端中已发生故障的通知(步骤SU9)。1-4、电源服务器结构例子接下来，将解释能够执行上述自诊断处理的根据本发明实施例的电源服务器100的结构的例子。图4是显示根据本发明实施例的电源服务器100的结构的解释性示图。以 下，将使用图4解释根据本发明实施例的电源服务器100的结构。如图4中所示，根据本发明实施例的电源服务器100构造为包括连接器101、 连接线102、106、主开关103、调制解调器104、微处理器105、电力提供源107、电流传感器 108、保险丝109和电容器Cl、C2。连接器101通过连接到总线线路10的连接器11而把电源服务器100的主体连接 到总线线路10。连接线102把连接器101连接到电源服务器100的主体。主开关103控制 电力的输出，如果主开关103接通，则电源服务器100从电力提供源107向总线线路10提 供电力。另一方面，如果主开关103断开，则电源服务器100能够停止从电力提供源107提 供电力。调制解调器104向连接到总线线路10的其它电源服务器和客户端发送信息以及 从所述其它电源服务器和客户端接收信息。从调制解调器104向总线线路10发送高频通 信信号，并且到达总线线路10的高频通信信号被接收。需要注意的是，电容器Cl、C2设置 在总线线路10和调制解调器104之间，它们防止流经总线线路10的直流流到调制解调器 104。微处理器105控制电源服务器100的操作并监视电源服务器100内部的电压和电 流。当电源服务器100和客户端(例如，图1中的客户端200之一)之间的协商完成时，微 处理器105接通主开关103以便从电力提供源107提供电力。另外，通过监视电源服务器 100内部的电压和电流使得微处理器105可以检测电力提供系统1中异常的发生并向连接 到总线线路10的另一装置发出命令以开始自诊断处理。连接线106把电力提供源107连接到电源服务器100的主体。电力提供源107能 够以直流电压的形式提供电力，当电源服务器100的主开关103接通时，电力提供源107能 够把直流电力提供给总线线路10。电流传感器108检测在主开关103和电力提供源107之间流动的电流的量。使用 电流传感器108检测在主开关103和电力提供源107之间流动的电流的量使得微处理器 105可以确定是否正在从电力提供源107正确地输出电力以及流经总线线路10的电流是否 正常。保险丝109保护电路以防止过大电流，并通过在超过保险丝109的额定值的电流流 过的情况下使用它自身产生的热量断开连接来防止流过过大的电流。以上已使用图4解释了根据本发明实施例的电源服务器100的结构。接下来，将 解释具有图4中示出的结构的电源服务器100中的自诊断处理。微处理器105能够在图4中示出的点Pl至P4处测量用于电源服务器100中的自 诊断处理的数据。Pl 总线线路输出端电压P2 总线线路电流P3 总线线路主开关端电压P4 总线线路电力提供端电压当由微处理器105执行自诊断处理时，在这些测量点处的电压和电流的含义如下 所述。Pl 实际测量的输出给总线线路10的电压。如果这个值在相对于协商电压的指定范围内，则这意味着正在正常地输出来自电源服务器100的电力。在这个值在所述指定范 围之外的情况下，微处理器105确定在电力提供系统1中的某处已发生问题。P2 流经总线线路10的电流。在P2处检测从电源服务器100输出给总线线路10 的电流，如果该电流值在相对于协商电流值的指定范围内，则这意味着正在正常输出电流。 在这个值在所述指定范围之外的情况下，微处理器105确定在电力提供系统1中的某处已 发生问题。P3 这是在主开关103的电力提供源107侧的电压，使用在P3处的值能够检查主 开关103的状态。在仅在P3处存在电压并且在Pl处没有观察到电压输出(即使主开关 103已接通)的情况下以及在P3处的电压不大于规定值的情况下，微处理器105能够确定 在主开关103中已发生某种故障。P4 这是来自电源服务器100的实际输出电压，通过把P4处的值与在Pl和P3之 一处检测的电压值进行比较能够检测例如由保险丝109导致的断开连接。还能够确定电力 提供源107自身是否没有输出规定的输出(例如，由于某种故障所导致)。以这种方式检测电源服务器100内部的这些电压和电流使得电源服务器100可以 在一次通过中执行电力提供系统的自诊断处理。相比之下，如以下所述执行由微处理器105和调制解调器104进行的自诊断处理。 首先，对于微处理器105，可以通过使用监视定时器检测程序是否挂起，即使程序确实挂起， 也能够执行重置启动操作。主开关103在微处理器105的控制之下，因此希望把主开关103构造为如果不再 有来自微处理器105的信号，则主开关103断开。例如，主开关103可构造为主开关103 在逻辑电平1接通，并且当微处理器105由于它的内部电源关闭而停止工作时，主开关103 断开。当然，可能出现这样的故障状况，即微处理器105控制主开关103的端口保持接通， 但在这种情况下，微处理器105电力正常的可能性很高，因此通过监视Pl和P2有很高的可 能性能够检测到电源输出断开的时间。(在分时的基础上输出电力，但能够检测插入到输 出时隙中的保护时间。)然而，在微处理器105已经故障并且剩下已经被接通的主开关103 的情况下，电源服务器100自身难以处理这个问题，因此系统重置。另外，在偶然发生的另一电源服务器故障并且电压值在指定范围内与电源服务器 100相同的情况下，不能确定所述另一电源服务器已经故障，但在保护时间内也检测到该电 压的情况下，同步服务器重置系统。电源服务器100随后选择同步服务器并执行增加所述 另一服务器的处理，但是在这个处理期间该电压出现在总线线路上的情况下，系统重置，并 且电源服务器100不再作为电源服务器工作。最后，根据是首先执行故障服务器的自诊断处理还是同步服务器首先重置系统， 以不同方式处理电源服务器100的主开关103保持接通的故障状况，但在两种情况下，只要 内部微处理器105在工作，故障服务器就都与电力提供系统1断开连接。调制解调器104的诊断并不诊断调制解调器104自身中的操作故障，但是当通信 完全中断时，确定连接器101已断开连接(也就是说，与电力提供系统1断开连接)。针对 通信错误，调制解调器104通过对未接收到同步包的次数进行计数来监视电源服务器100 是否连接到电力提供系统1，因此调制解调器104能够通过以LED(图中未示出)、警告声音 等的形式提供通知来向用户和管理者中的至少一方通知连接或断开连接的状态。换句话说，在提供通知的情况下，即使电源服务器100在物理上连接到电力提供系统1，也可以确 定在电源服务器100的内部已发生故障。以上解释了具有图4中示出的结构的电源服务器100中的自诊断处理。接下来， 将解释根据本发明实施例能够执行上述自诊断处理的客户端的结构的例子。1-5、客户端结构例子图5是显示根据本发明实施例的客户端200的结构的解释性示图。以下，将使用 图5解释根据本发明实施例的客户端200的结构。根据本发明实施例的客户端200构造为包括连接器201、连接线202、206、主开关 203、调制解调器204、微处理器205、电流传感器208、保险丝209、负载210、充电控制电路 211、电池212和电容器C1、C2。连接器201通过连接到总线线路10的连接器12把客户端200的主体连接到总线 线路10。连接线202把连接器201连接到客户端200的主体。主开关203控制电力的输 入，如果主开关203接通，则客户端200能够接受通过总线线路10从电源服务器100提供 的电力。另一方面，如果主开关203断开，则客户端200不能接受从电源服务器100提供的 电力。调制解调器204向连接到总线线路10的其它电源服务器和客户端发送信息以及 从所述其它电源服务器和客户端接收信息。从调制解调器204向总线线路10发送高频通 信信号，并且到达总线线路10的高频通信信号被接收。需要注意的是，电容器Cl、C2设置 在总线线路10和调制解调器204之间。微处理器205控制客户端200的操作并监视客户端200内部的电压和电流。当 电源服务器之一(例如，图1中的电源服务器100)和客户端200之间的协商完成时，微处 理器205接通主开关203以便从电源服务器接受电力。通过监视客户端200内部的电压和 电流使得微处理器205可以检测电力提供系统1中异常的发生。连接线206把负载210连接到客户端200的主体。电流传感器208检测在主开关 203和负载210之间流动的电流的量。使用电流传感器208检测在主开关203和负载210 之间流动的电流的量使得微处理器205可以确定正在流经总线线路10的电流是否正常。保 险丝209保护电路以防止过大电流，并通过在超过保险丝209的额定值的电流流过的情况 下使用它自身产生的热量断开连接来防止流过过大的电流。负载210消耗从电源服务器提供的电力。充电控制电路211是控制电池212的充 电和放电的电路。在充电控制电路211的控制下，电池212积累从电源服务器提供的电力 并把它在充电控制电路211的控制下积累的电力释放给负载210等。以上已使用图5解释了根据本发明实施例的客户端200的结构。接下来，将解释 具有图5中示出的结构的客户端200中的自诊断处理。微处理器205能够在图5中示出的点Pl至P8处测量用于客户端200中的自诊断 处理的数据。Pl 总线线路输出端电压P2:总线线路电流P3 总线线路主开关端电压P4 总线线路电力提供端电压
P5:电池端电压P6:最终负载电流P7:最终负载电压P8 电池充电电流和放电电流能够在点Pl至P4处检测的操作与在电源服务器100中的点Pl至P4处能够检测 的操作相同，因此将省略解释，以下将会仅解释客户端200特有的点P5至P8。P5、P8 这些点用于电池212的充电控制。需要注意的是，可以存在电池212的所 有充电控制都由充电控制电路211执行的情况，但在这里将描述微处理器205也执行电池 212的充电控制的情况。通过定义，在P5和P8处检测的值也能够用于检测电池212的故 障。一种已用于膝上型个人计算机等的方法也可以用于诊断电池212的故障。需要注意的 是，电池212几乎从来不是单个电池，因此希望测量点P5实际上是多个测量点，测量点P5 的数量与电池的数量相同。P6、P7 这些测量点是用于检测实际提供给负载210的电压和电流的值的点，在监 视这些值并且检测到与预先设置的用于负载210的值不同的值的情况下，确定在负载端已 发生故障。在这种情况下，客户端200停止工作并与电源服务器断开连接。在一些情况下， 保险丝209首先断开连接，客户端200最后与电力提供系统1断开连接。以上解释了在具有图5中示出的结构的客户端200中的自诊断处理。在前面的解 释中，描述了电源服务器和客户端中的紧急情况对策和系统重置处理。基本上，每个服务器 和客户端具有它自己独立的自诊断功能，通过进行把故障装置与电力提供系统1断开连接 的基本操作而不会允许一个装置中的故障扩展到电力提供系统1，从而使系统设计得非常 强壮。1-6、监视装置结构例子接下来，将描述连接到电力提供系统1并具有与服务器和客户端的功能不同的功 能(具体地讲，不是电力提供源也不是最终负载)的监视装置的结构。图6是显示连接到 根据本发明实施例的电力提供系统1的监视装置300的结构的解释性示图。以下，将使用 图6描述连接到根据本发明实施例的电力提供系统1的监视装置300的结构。如图6中所示，根据本发明实施例的监视装置300构造为包括连接器301、连接 线302、调制解调器304、微处理器305、通知部分310和电容器Cl、C2。连接器301通过连接到总线线路10的连接器13把监视装置300的主体连接到总 线线路10。连接线302把连接器301连接到监视装置300的主体。调制解调器304向连接 到总线线路10的其它电源服务器和客户端发送信息以及从所述其它电源服务器和客户端 接收信息。从调制解调器304向总线线路10发送高频通信信号，并且到达总线线路10的 高频通信信号被接收。需要注意的是，电容器C1、C2设置在总线线路10和调制解调器304 之间，它们防止流经总线线路10的直流流到调制解调器304。微处理器305控制监视装置300的操作并监视监视装置300内部的电压和电流。 当电源服务器之一(例如，图1中的电源服务器100)和客户端200之间的协商完成时，包 通过总线线路10移动，微处理器305监视通过总线线路10移动的包。另外，通过监视监视 装置300内部的电压和电流使得微处理器305可以检测电力提供系统1中异常的发生。如上所述，微处理器305监视通过总线线路10移动的信号(包)。在监视装置300连接到电源服务器和客户端之间的协商已完成的电力提供系统1的情况下，监视装置300 询问同步服务器并获取基本数据(也就是说，关于电力提供系统1的结构的基本数据)，然 后使用获取的基本数据执行监视。特别地，通过监视所述包使得监视装置300可以确定何 时服务器和客户端加入到系统以及与系统断开连接，但即使它检测与加入和断开连接相关 的包，但是优选地，监视装置300也不独自进行确定。相反，监视装置300等待处理完成，然 后询问同步服务器并更新数据。监视装置300还可以构造为按照规则间隔更新数据。微处理器305具有由电力提供系统1使用的协议，并且它具有解释和执行所有处 理的部分以及从同步服务器(图中未示出)获取同步服务器具有的信息的部分。微处理器 305还具有至少一个向电力提供系统1中的所有装置发出断开连接请求包的部分。需要注 意的是，断开连接请求包被包括在前述“所有处理”中，但在这里提到它们以进行强调。微处理器305还具有监视总线线路10的电压值的部分。需要注意的是，监视电流 值和不监视电流值都是可以接受的。监视装置300还能够通过监视它消耗的电流确定何时 在监视装置300自身中发生故障，但在这里不讨论监视装置300自身中的故障发生的检测。通知部分310是使人了解电力提供系统1和连接到电力提供系统1的各种装置的 工作状态的部分。通知部分310能够使用用于视觉通知的LED和用于听觉通知的声音中的 至少一种提供通知，它也能够连接到无线LAN并通过无线LAN提供通知。这里省略对由除 通知部分310之外的部分执行的通知过程和由除总线线路10之外的部分执行的通信过程 的解释。需要注意的是，虽然在图6中未示出，但监视装置300也可以具有用于它自己操作 的电池。提供电池使得监视装置300即使在没有从电源服务器提供的电力的情况下也可以工作。以上解释了根据本发明实施例的监视装置300的结构。为了确定总线线路10的 电压是否与服务器和客户端之间协商的状态对应，监视装置300监视总线线路10上的包。 也就是说，监视装置300监视服务器和客户端之间的协商并确定当前电压是否与协商的结 果相匹配。因此，监视装置300能够检测在电力提供系统1中发生的故障，诸如总线线路10 的(不完全)短路。这使得监视装置300可以向服务器和客户端中发生故障的一方发送和 /或广播系统断开连接请求。可能希望基本上由具有上述结构的服务器和客户端执行由监视装置300执行的 这种操作，但服务器和客户端通过连接到总线线路10获取它们的电力，因此当发生故障 时，服务器和客户端自身损坏的可能性很高。监视装置300具有供它自身使用的电源(例 如，小型电池)并且仅以信号电平连接到总线线路10，因此即使在发生系统故障的情况下， 监视装置300继续工作的可能性很高。因此，相对其它装置(诸如，服务器和客户端)，监视 装置300极有可能可靠地执行紧急停机(例如，发送系统断开连接请求的处理)，由此增强 系统的强壮性。相反，监视装置300把它对连接到电力提供系统1的装置的请求保持到最低限度， 它仅在出现紧急情况时工作。例如，监视装置300也能够使用这样的方法它监视通过总线 线路10移动的同步包并且仅在不再有同步包之后向各装置发送处理。然而，优选地，把不 再有同步包之后的处理留给连接到电力提供系统1的各种装置并且使监视装置300尽可能 少地干扰系统。
另一方面，监视装置300能够使用包括外部显示部分和通信部分的通知部分310， 来提供系统的当前状态的通知以及指定具有异常历史或者当前操作不稳定的装置并把该 信息发送给系统管理者。系统管理者能够随后从通知部分310看到该信息并指定系统故障 的位置并且预测系统故障。作为示例，以连接到电力提供系统1的特定服务器和特定客户端之间的历史阻抗 的曲线图的形式提供通知将会使得可以预测在何种程度上阻抗将会是稳定的以及不稳定 性是否将会增加。当然，如果系统自身识别阻抗历史并识别到阻抗的增加，则能够执行自动 操作以加强电流限制，但监视装置300也能够用于以时间序列的形式表示阻抗历史。根据以上解释的本发明的实施例，连接到电力提供系统1的服务器和客户端能够 执行自诊断处理，自诊断处理使得可以在连接到电力提供系统1的装置之中发现已发生短 路和崩溃中的至少一种情况的那些装置。另外，以视觉形式和听觉形式中的至少一种提供 电力提供系统1的工作状态的通知使得可以快速检测电力提供系统1中的故障的发生并且 可以预测故障。以上参照附图详细解释了本发明的优选实施例，但本发明不限于这个例子。具有 本发明技术领域的普通知识的技术人员应该理解，在所附权利要求中描述的技术概念的范 围内可以清楚地想到各种类型修改的例子和修正的例子，并且这些修改的例子和修正的例 子显然在本发明的技术范围内。本发明能够应用于电力提供装置、电力接受装置、电力提供系统和故障恢复方 法，并且能够特别地应用于通过在电力上叠加信息提供电力的电力提供装置、电力接受装 置、电力提供系统和故障恢复方法。本申请包含与2009年11月6日提交给日本专利局的日本优先权专利申请JP 2009-255233公开的主题相关的主题，该专利申请的全部内容包含于此以资参考。
权利要求
1.一种电力提供装置，包括电力提供部，所述电力提供部已经与另一装置建立提供电力的协议，所述电力提供部 通过在周期性重复的预定电力提供间隔期间经总线线路来向所述另一装置提供协议规定 的电力；信息通信部，以无线方式向由电力提供部提供电力的所述另一装置发送表示信息的信 息信号和从所述另一装置接收信息信号；控制部，控制电力提供部提供的电力和信息通信部发送的信息信号； 阻抗测量部，以指定周期测量总线线路的阻抗。
2.如权利要求1所述的电力提供装置，在由阻抗测量部测量的总线线路的阻抗在预定 的正常值范围之外的情况下，所述控制部向从电力提供部接受电力提供的所述另一装置发 出开始自诊断处理的命令。
3.如权利要求1所述的电力提供装置，在由阻抗测量部测量的总线线路的阻抗在预定 的正常值范围之外的情况下，所述控制部向自身发出开始自诊断处理的命令。
4.如权利要求3所述的电力提供装置，在自诊断处理确定在控制部中已发生异常的情 况下，所述控制部停止从电力提供部分提供电力。
5.一种电力接受装置，包括电力接受部，所述电力接受部已经与另一装置建立提供电力的协议，所述电力接受 部在周期性重复的预定电力提供间隔期间经总线线路从所述另一装置接受协议规定的电 力；信息通信部，以无线方式向所述另一装置发送表示信息的信息信号和从所述另一装置 接收信息信号，其中所述电力接受部从所述另一装置接受电力； 控制部，控制信息通信部发送的信息信号； 阻抗测量部，以指定周期测量总线线路的阻抗。
6.如权利要求5所述的电力接受装置，在由阻抗测量部测量的总线线路的阻抗在预定 的正常值范围之外的情况下，所述控制部对信息通信部发出向提供电力的所述另一装置发 送表示阻抗异常的通知的命令。
7.如权利要求5所述的电力接受装置，在由阻抗测量部测量的总线线路的阻抗在预定 的正常值范围之外的情况下，所述控制部向自身发出开始自诊断处理的命令。
8.如权利要求7所述的电力接受装置，在自诊断处理确定在控制部中已发生异常的情 况下，所述控制部对信息通信部发出发送表示将会停止接受电力的通知的命令。
9.一种电力提供系统，包括电源服务器，在指定定时向总线线路输出电力； 客户端，通过总线线路接受电源服务器输出的电力， 其中，电源服务器包括电力提供部，所述电力提供部已经与另一装置建立提供电力的协议，所述电力提供部 在周期性重复的预定电力提供间隔期间向所述另一装置提供协议规定的电力，信息通信部，以无线方式向由电力提供部提供电力的所述另一装置发送表示信息的信 息信号和从所述另一装置接收信息信号，控制部，控制电力提供部提供的电力和信息通信部发送的信息信号，和阻抗测量部，以指定周期测量总线线路的阻抗， 以及，所述客户端包括电力接受部，所述电力接受部已经与另一装置建立提供电力的协议，在周期性重复的 预定电力提供间隔期间从所述另一装置接受协议规定的电力，信息通信部，以无线方式向所述另一装置发送表示信息的信息信号和从所述另一装置 接收信息信号，其中所述电力接受部从所述另一装置接受电力， 控制部，控制信息通信部发送的信息信号，和 阻抗测量部，以指定周期测量总线线路的阻抗。
10. 一种故障恢复方法，包括下述步骤通过在周期性重复的预定电力提供间隔期间经总线线路来向已经建立提供电力的协 议的另一装置提供协议规定的电力；以无线方式向被提供电力的所述另一装置发送表示信息的信息信号和从所述另一装 置接收信息信号；控制提供的电力和发送的信息信号； 以指定周期测量总线线路的阻抗。
全文摘要
本发明涉及电力提供装置、电力接受装置、电力提供系统和故障恢复方法。一种电力提供装置包括电力提供部、信息通信部、控制部和阻抗测量部。电力提供部已经与另一装置建立提供电力的协议，该电力提供部通过在周期性重复的预定电力提供间隔期间经总线线路来向所述另一装置提供协议规定的电力。信息通信部以无线方式向由电力提供部提供电力的所述另一装置发送表示信息的信息信号和从所述另一装置接收信息信号。控制部控制电力提供部提供的电力和信息通信部发送的信息信号。阻抗测量部以指定周期测量总线线路的阻抗。
文档编号H04L29/08GK102055171SQ20101052649
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年11月6日
发明者田岛茂 申请人:索尼公司