在常规技术中，诸如通信设备或服务器设备的电气设备每一个都设 有向执行各种类型的处理的IC等提供电力的电力供应装置；并且电力必 须一直被稳定地提供给这些电力供应装置。特别是输出到IC等的电压需 要被调整为恒定电平。
图1是向电气设备提供电力的电力供应装置的示意性结构图。
图1所示的电力供应装置10是使用诸如放大器和比较器的模拟元件 的模拟控制型电力供应装置，其调整输出到IC等的电压。
电力供应装置10包括电压检测电路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。
首先，电压检测电路11检测当前从电力供应装置10输出到IC等的 电源输出电压Vout。检测出的输出电压Vout被发送到误差放大器12。 误差放大器12放大并输出该输出电压Vout和基准电压V0之间的差。补 偿电路13以适合于比较器15的灵敏度的值调整从误差放大器12输出的 放大电压Vg。
基准振荡器14以给定的频率输出锯齿波形的电压信号Vp。比较器 15将从基准振荡器14输出的锯齿波形的电压信号Vp与由经补偿电路13 调整的放大电压Vg相比较，并向开关元件16发送控制信号，其中当锯 齿波形的电压信号Vp小于放大电压Vg时，控制信号被导通，否则被关 断。
通过利用从比较器15发送的控制信号，执行开关元件16的导通/关 断控制，以便调整输入到电力供应装置10的输入电压Vin的脉冲宽度； 平滑滤波器17执行平滑处理。因此，从电力供应装置10向电气设备输 出具有调整后的电压值的输出电压Vout。例如，当由电压检测电路11检 测出的输出电压Vout降低时，由误差放大器12计算出的输出电压Vout 和基准电压V0之间的差值增加。结果，锯齿波形的电压信号Vp变得小 于该放大电压Vg，因此从比较器15输出的控制信号的“导通”时间延长， 从而增加了输入电压Vin的脉冲宽度。因此，输出电压Vout上升。
如上所述，在电力供应装置10中执行控制，以便输出到处理部件的 输出电压保持恒定。
近年来，随着电气设备的节能和电池的小型化不断发展，对构成电 气设备的各种元件和IC等的低压应用的需求不断增加。因此，流入这些 元件和IC的电流趋向于增加。此外，在通信设备、服务器设备等中，流 入执行通信处理的IC的电流可能以与通信的通信量状态互锁的方式急剧 地增加；在此情况下，施加到IC的最初低电压可能被进一步降低，并降 到允许执行通信处理的最小电压之下，因此引起诸如信号中断的故障。
在这方面，日本专利特开第9-154275号公开了用一种提供电力供应 装置的技术，该电力供应装置具有用于软起动的电容器，由此减小开始 或切断电力供应时电流的急剧变化。当开始或切断电力供应时，电流被 平滑地改变，因而可以防止内部电路被电力供应的启动过程中的峰值电 流所过载，或防止由于电压减小而引起的故障；以上问题是目前针对大 电流应用取得了进展的电气设备提出的。
但是，日本专利特许公开第9-154275号中描述的技术不能处理由间 歇性执行的处理(如通信处理)中的负荷增加而引起的电流急剧变化。
在常规模拟控制型电力供应装置中，开关频率被升高，以提高电源 的响应；电源以追随处理负荷的急剧变化的方式调整。但是，仅仅利用 开关频率的这些调整，难以进一步提高电源的响应。

本发明鉴于上述情况而作出，提供了一种电力供应装置和通信设备， 其中可以稳定地提供电力，而与处理负荷无关。
根据本发明的电力供应装置包括：
供电部件，向对数据进行处理并输出处理该数据的结果的处理装置 提供电力；
负荷预测部件，基于所述处理装置在当前时间之前的时间执行的处 理的负荷，预测所述处理装置在当前时间之后执行的处理的负荷；以及
电力控制部件，根据所述负荷预测部件预测的负荷量使所述供电部 件增加或减小电力供应。
根据本发明的电力供应装置预测当前时间之后将被执行的处理的负 荷，并根据所预测的负荷量增加或减小电力供应。因此，即使要处理的 数据量迅速增加，也有足够的电力被提供给该处理装置，由此保证稳定 的处理。
优选的是，在根据本发明的电力供应装置中，该供电部件提供具有 可变电压的电力，以及
该电力控制部件通过提升或降低供电部件的电压，使该供电部件增 加或减小电力供应。
减小施加到处理装置的电压会导致处理失败或处理装置的故障，这 是由过多电力流入处理装置而引起的热量或过载造成的。但是，通过提 升或降低该电压来增加或减小电力供应，可保证处理装置进行稳定的处 理。
同样优选的是，在根据本发明的电力供应装置中，该处理装置被引 入通信设备中并用来对该通信设备所通信的数据进行通信处理。
因为由通信设备执行的处理的负荷取决于被传送和接收的数据量而 增加或减小，因此该通信设备采用本发明的电力供应装置是理想的。
此外，根据本发明的另一方面的通信设备包括：
用来处理数据的处理部件；
向该处理部件提供电力的供电部件；
负荷预测部件，基于该处理部件在当前时间之前的时间执行的处理 的负荷，预测该处理部件在当前时间之后执行的处理的负荷；以及
电力控制部件，根据由该负荷预测部件预测的负荷量使该供电部件 增加或减小电力供应。
即使通信数据迅速地增加，这种通信设备也保证可靠的通信数据处 理。
优选的是，在根据本发明的该方面的通信设备中，该供电部件提供 具有可变电压的电力，以及
该电力控制部件通过提升或降低该供电部件的电压，使该供电部件 增加或减小电力供应。
通过该提升或降低电压来增加或减小电力供应，可保证处理部件进 行稳定的处理。
根据本发明，电力可以被稳定地提供给处理装置，而与处理负荷无 关，因此可以可靠地执行处理。
附图说明
图1是向电气设备提供电力的电力供应装置的示意结构图；
图2是应用了本发明实施方式的通信单元的外部透视图；
图3是保持板的透视图；
图4是电路组件的示意图；
图5是图2所示的多个电路组件中的三个电路组件的示意性功能框 图；
图6是信号处理组件中的供电源、电力控制电路以及处理电路的示 意性结构图；
图7是图6所示的信号处理组件中的供电源、电力控制电路以及处 理电路的示意性结构视图；
图8是说明电力控制电路和PWM控制电路之间传送的数据的流动 的图；
图9是说明从三个供电源的每一个向处理电路提供电力的概念图； 以及
图10是根据第三实施方式的信号处理组件中的供电源、电力控制部 件以及处理电路的示意性结构图。

下面将描述本发明的实施方式。
图2是应用了本发明实施方式的通信单元的外部透视图。
该通信单元100用来通过网络传送/接收数据，且包括单元盖101、 单元架102、背板103以及被这些部件围绕的空间中所包含的多个电路组 件200，各电路组件执行处理。
在背板103的内部侧面，布置了用于传输数据和电力的各种类型的 连接器(未图示)。这些连接器与多个电路组件200的每一个中布置的 连接器相装配，以便所述多个电路组件200被互相连接。
该多个电路组件200用于对通过网络接收的通信数据相继地进行处 理；响应于前一级电路组件200的处理执行，开始后一级电路组件200 中的处理执行。各电路组件200包括其上安装有IC等的基板220(参照 图4)，以及保持该基板220的保持板210(参照图3)。
图3是构成电路组件200的保持板210的透视图。图4是在保持板 210上安装了基板220的电路组件200的示意图。
保持板210包括：夹持部件211，用于在将保持板210插入图2的 单元架102以及从该单元架102除去保持板210时，用手抓握保持板210； 用于向电路组件200提供电力的电源连接器212a；用于防止基板220翘 曲的翘曲防止金属部件213；以及用于传送和接收各种类型数据的数据连 接器212b。
图4图示了在保持板210上安装了的基板220的电路组件200的示 意图。基板220中布置的是诸如IC的多个处理电路221、用于向多个处 理电路221提供电力的供电源223等。当基板220被装配在保持板210 中，使保持板210的电源连接器212a和数据连接器212b插入基板220 中时，基板220被安装在保持板210上。此外，当保持板210被装配在 图2所示的单元架102中并被连接到背板103的连接器时，该多个电路 组件200被互相连接。
图5是图2所示的多个电路组件200中的三个电路组件200_1、200_2 和200_3的示意性功能框图。
下面将描述构成三个电路组件200_1、200_2和200_3中的每一个的 各个元件，同时使用后缀标记在它们之间进行区分。
图5图示了接收经由网络传送的光学数据的光学接口组件200_1； 将由光学接口组件200_1接收的光学数据转变为数字数据的电接口组件 200_2；以及对由电接口组件200_2转换获得的数字数据应用各种类型信 号处理的信号处理组件200_3。根据本实施方式，首先，电力被提供给图 2所示的整个通信单元100，然后这些电力被分给多个电路组件200的各 个供电源223，此后从供电源223向各电路组件200中的处理电路221提 供电力。
电接口组件200_2包括检测在处理执行期间流入处理电路221_2的 电流值的电流检测电路225_2。信号处理组件200_3包括获取由电接口组 件200_2的电流检测电路225_2检测的电流值并根据获取的电流值调整 供电源223_3的电力的电力控制部件224_3。电接口组件200_2的处理电 路221_2对应于根据本发明的第一处理装置和第一处理部件的例子；信 号处理组件200_3的处理电路221_3对应于根据本发明的第二处理装置 和第二处理部件的例子；电接口组件200_2的电流检测电路225_2对应 于根据本发明的负荷检测部件的例子；信号处理组件200_3的供电源 223_3对应于根据本发明的供电部件的例子；以及电力控制部件224_3对 应于根据本发明的电力控制部件的例子。
图6是用于说明信号处理组件200_3中的电力供应的流程的图。
如图6所示，信号处理组件200_3包括多个处理电路221A、221B、 221C、221D和221E。多个供电源223A、223B、223C、223D和223E 分别被连接到处理电路221A、221B、221C、221D和221E，因此形成多 个电力组A、B、C、D以及E。参照图6，附图标记中的相同的后缀字 母符号表示属于相同的电力组。
在开始电力供应时或在其他时刻，电力一起同时提供给多个处理电 路221A、221B、221C、221D以及221E，以致这些处理电路221A、221B、 221C、221D和221E被同时导通时，施加到各处理电路221A、221B、 221C、221D和221E的电压会迅速地降低，以致没有提供导通该电路需 要的电压，或大电流可能流入处理电路221A、221B、221C、221D以及 221E，从而致使它们故障。在根据本实施方式的信号处理组件200_3中， 电力控制部件224_3调整导通处理电路221A、221B、221C、221D和221E 的定时。
首先，当开始对图2所示的通信单元100进行电力供应时，该电源 被分给各电路组件200。在图6所示的信号处理组件200_3中，首先电力 控制部件224_3向属于电力组A的供电源223A发出供电命令，供电源 223A向电力组A的处理电路221A提供电力。结果，处理电路221A被 导通。
类似地，属于电力组B的处理电路221B、属于电力组C的处理电 路221C、属于电力组D的处理电路221D以及属于电力组E的处理电路 221E被相继地导通。
以此方式，由于电力以被按时间改变的这种方式提供给多个处理电 路221A、221B、221C、221D以及221E，以致各处理电路221A、221B、 221C、221D以及221E在不同的定时导通，由此由处理负荷的急剧增加 而引起的麻烦可以被减小。
此外，当围绕一个处理电路布置多个供电源时，如图6所示，处理 电路和供电源之间的距离被缩短，允许更有效的电力供应。此外，由于 使用多个供电源，各供电源的电力规模(power scale)可以被减小，允许 缩小用于平滑从该供电源提供的电力的线圈和电容器的尺寸。
在通信设备中，处理数据量通常间歇地增加或减小。因此，不仅在 导通通信设备的时候，而且当通信数据急剧地增加时，大电流可能流入 处理电路，从而导致大的电压降，以致其处理不能被执行。
在根据本实施方式的通信单元100中，预先预测由各处理电路221A、 221B、221C、221D和221E执行的处理的负荷，并根据该负荷，调整提 供给各处理电路221A、221B、221C、221D和221E的电力。下面将详 细描述调整电力供应的方法。
构成图6所示的信号处理组件200_3的五个处理电路221A、221B、 221C、221D和221E中的四个处理电路221B、221C、221D和221E用 来对前一级电接口组件200_2发送的通信数据进行各种类型的信号处理； 并且当通信数据量增加时，由各处理电路221B、221C、221D和221E执 行的处理的负荷增加。剩余的处理电路221A用来对前一级电接口组件 200_2发送的通信数据进行病毒检查；该处理的负荷取决于通信数据是否 具有附加的伴随文件而改变，而不是取决于通信数据量。
首先，下面将描述调整提供给四个处理电路221B、221C、221D和 221E的电力的方法，在这四个处理电路中，处理的负荷显著地取决于通 信数据量。
这里，设有三个供电源223B的处理电路221B将作为四个处理电路 221B、221C、221D和221E的代表而被描述。
图7是处理电路221B、用于向处理电路221B提供电力的供电源 223B以及电力控制部件224_3的示意性结构图。
应注意到，尽管处理电路221B实际上设有三个供电源223B，但是 在图7中仅仅图示了一个供电源223B，以便简化说明。
如图7所示，电力控制部件224_3包括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以及脉冲振荡 器315；供电源223B包括开关元件321和平滑滤波器322。
在调整提供给处理电路221B的电力时，如同常规模拟电力供应装置 一样，基本上使用反馈处理，基于当前时间之前的时间提供的电力调整 当前时间之后的时间提供的电力。
首先AD转换器311检测供电源223B在当前时间之前的时间向处理 电路221B施加的电压，将该检测出的电压转变为数字信号，并向数字滤 波器312发送该数字信号。数字滤波器312计算检测出的电压和预设的 基准电压之间的差值，并平均该差值，以产生误差信号。该产生的误差 信号被发送给PWM控制电路313。
PWM控制电路313基于由脉冲振荡器315产生的脉冲信号和发自数 字滤波器312的误差信号，产生控制信号，其脉冲宽度取决于发自电源 控制电路314的控制值，并向开关元件321发送该产生的控制信号。后 文将详细描述PWM控制电路313和电源控制电路314中执行的处理。
开关元件321根据发自PWM控制电路313的控制信号执行导通/关 断控制，因此调整输入电压的脉冲宽度。此外，具有经调整的调整后脉 冲宽度的电压经过平滑滤波器322，以便平滑施加到处理电路221B的电 压，并将电力提供给处理电路221B。后文将详细描述要提供给处理电路 221B的电力。
例如，当施加到处理电路221B的电压降低时，由数字滤波器312 产生的误差信号值增加，因此电源控制电路314产生更宽脉冲宽度的控 制信号。结果，开关元件321的“导通”时间延长，因此施加到处理电路 221B的电压上升。如上所述，通过反馈控制调整提供给处理电路221B 的电力。
此外，根据本实施方式，在各个预定时间，流入前一级电接口组件 200_2的处理电路221_2的电流值从电接口组件200_2发送到电力控制电 路314。通常，随着将要处理的通信数据量增加，处理的负荷增加，因此 更大的电流流入处理电路中。由于流入前一级电接口组件200_2的电流 值被发送，因此可以预测处理电路221B中将执行的处理负荷。
每当电流值被发送给电接口组件200_2时，电源控制电路314发送 控制信号。当从电接口组件200_2获取的电流值较大时，电源控制电路 314使AD转换器311将其检测电压减小较大程度，使数字滤波器312使 用较小的基准电压，并使PWM控制电路313增加控制信号的脉冲宽度。 结果，从供电源223B施加到处理电路221B的电压上升。
以此方式，根据本实施方式，基于当前时间之前的时间提供的电力， 调整当前时间之后的时间提供的电力(反馈控制)，并同时根据由前一 级电接口组件200_2执行的处理负荷调整电力(前馈控制)。因此，可 以稳定地向处理电路提供电力，以便可以防止由处理执行中的负荷的增 加引起的故障。
即使在向处理电路221B提供了足够的电力的情况下，如果施加到处 理电路221B的电压没有达到允许处理执行的最小电压，那么也会发生诸 如有缺陷的通信数据的故障。在根据本实施方式的通信单元100中，通 过电压的提升或降低来调整提供给处理电路的电力；当预测出负荷要增 加时，该电压被预先升高，因此可靠的处理执行是可能的。
这里，当电力控制电路314失去控制时，PWM控制电路313没有被 电力控制电路314控制，执行将施加给处理电路的电压保持在恒定电平 的处理。
图8是说明电力控制电路314和PWM控制电路313的结构以及电 力控制电路314和PWM控制电路313之间传送的数据的流动的图。
如图8所示，在信号处理组件200_3中，安装用于存储在各个预定 时间从电力控制电路314发送到PWM控制电路313的控制信号(施加 到处理电路221的电压)的缓冲器316，以及用于监视电力控制电路314 的操作异常的监视器317。
缓冲器316被分为多个存储区316a；在图8的最下部所示的最低存 储区316a中预先存储初始值。在缓冲器316中，从最低存储区开始在各 存储区316a中存储数据；当达到最上的存储区316a时，从邻近于最低 存储区的存储区316a中存储的数据开始重写数据。缓冲器316对应于根 据本发明的存储部件的例子。
此外，PWM控制电路313设有控制信号写入其中的控制存储器 313a，以及被硬件预先写入初始值“1”的监视存储器313b。
在向PWM控制电路313发送控制值(施加到处理电路221B的电压) 时，电力控制电路314将控制值写入PWM控制电路313的控制存储器 313a中，同时将表示正常工作的值“0”写入监视存储器313b中。
当从电力控制电路314接收控制值时，PWM控制电路313将写入控 制存储器313a中的控制值写入缓冲器316中。
监视器317监视写入监视存储器313b的值；当表示正常工作的“0” 以外的值被写入监视存储器313b中时，监视器317向PWM控制电路313 通知电力控制电路314的操作异常。当电力控制电路314故障时，异常 值被写入监视存储器313b中。由于监视存储器313b的值被监视器317 监视，因此可以可靠地检测电力控制电路314的异常。
当被监视器317通知了电力控制电路314的操作异常时，PWM控制 电路313向电力控制电路314发出复位命令，同时获取在被通知操作异 常之前的时间写入缓冲器316的控制值(提供给处理电路221B的电力和 施加到处理电路221B的电压)，并产生脉冲宽度取决于该获取的控制值 的控制信号。产生的控制信号被发送给图6所示的开关元件321，因此根 据该控制信号导通/断开开关元件321。结果，与通知操作异常之前的时 间写入缓冲器316的电压相同值的电压被施加到处理电路221。
当电力控制电路314的复位完成并且表示正常工作的“0”被再次写入 监视存储器313b中时，监视器317向PWM控制电路313通知电力控制 电路314已恢复正常。
当被通知电力控制电路314已恢复正常时，PWM控制电路313再次 根据从电力控制电路314发送的控制值产生控制信号。
以此方式，在本实施方式的通信单元100中，即使当电力控制电路 314本身失去控制，也可以可靠地防止过量电流流入处理电路221，因此 处理电路221没有被损坏。因此，可以提高处理电路221中的处理执行 的可靠性。
此外，在本实施方式的通信单元100中，以相移方式从多个供电源 223向处理电路221提供电力，从而提供给各处理电路221的电力的表观 频率(apparent frequency)被提高。
图9是说明从三个供电源223B中的各供电源提供给处理电路221B 的电力的概念图。
当在电力控制电路314中决定了要施加到处理电路221B的电压时， 由三个供电源223B_1，223B_2和223B_3中的各供电源施加到处理电路 221B的电压被分立地调整。
图9图示了由脉冲振荡器315产生的脉冲信号P；从供电源223B_1、 223B2和223B_3中的各供电源提供给处理电路221B的电力V1、V2和 V3；以及电力V1、V2和V3的组合电力V。
电力控制电路314使供电源223B_1、223B_2和223B_3以相移方式 分别提供电力V1、V2和V3。结果，更高频率的组合电力V被提供给处 理电路221B，因此可以降低脉动。
以此方式，多个供电源被连接到一个处理电路，以及以相移方式从 该多个供电源提供电力，因此可以容易地提高电力的开关频率。
上面描述了调整提供给四个处理电路221B、221C、221D和221E(其 中处理负荷取决于通信数据量)的电力的方法。现在将描述调整提供给 处理电路221A的电力的方法，在处理电路221A中，处理负荷更多地根 据(与通信数据量相比)通信数据是否具有附随的文件而改变。
在该处理电路221A中，如同其他四个处理电路221B、221C、221D 和221E一样，基本上基于当前时间之前的时间提供的电力调整当前时间 之后的时间将要提供的电力(反馈控制)，此外，基于当前时间之前的 时间的电力控制值，预测当前时间之后的时间将要执行的处理的负荷， 以便调整电源(前馈控制)。
图10是供电源223A、电力控制部件224_3以及处理电路221A的示 意性结构图。
在图10所示的处理电路221A中，与图7所示的处理电路221B不 同，前一级电接口组件200_2不向电力控制部件224_3发送电流值；代 之以布置检测流入处理电路221A的电流值的电流值检测电路410。
在调整提供给处理电路221A的电力时，首先，电流值检测电路410 检测当前流入处理电路221A的电流并将该检测出的电流值发送到电力 控制电路314。
电力控制电路314基于当前时间之前的时间流入处理电路221A的电 流值，预测在当前时间之后的时间流入处理电路221A的电流值，以便根 据预测出的电流值，决定将要施加到处理电路221A的电压值。实际上， 它分析电流图形的变化是逐步的还是迅速的。当处理电路221A中的电流 变化迅速时，它预测由处理电路221A当前处理的数据量是大的，因此处 理执行的负荷是大的。在此情况下，在处理电路221A中可能继续发生电 压降，因此确定大的电压将被施加到处理电路221A。
作为基于当前流动的电流预测当前时间之后的时间的电流流动的方 法，可以使用通过多个数值之间的相关关系预测后续数值的回归分析方 法等。回归分析方法是目前已被广泛地使用的数值估计方法，由此在本 说明书中省略了对其的详细说明。
电力控制电路314基于所确定的控制电压值控制AD转换器311、数 字滤波器312和PWM控制电路313。结果，所确定的控制电压值被施加 到处理电路221，从而根据该处理的负荷提供电力。
当不能基于前级处理的负荷预测当前时间之后的时间的处理的负荷 时，基于自己的处理电路处理的负荷进行判断，可以精确地调整施加到 处理电路的电压。
上面描述了其中在处理执行过程中流入处理电路的电流值被检测为 处理执行的负荷的例子，但是根据本发明的负荷检测部件可以检测大量 的处理数据作为处理执行的负荷。
此外，上面描述了其中通过提升或降低施加到处理电路的电压调整 提供给处理电路的电力，但是根据本发明的电力控制部件可以通过调整 提供给处理电路的电流值来控制提供给处理电路的电力。
同时，上面描述了其中当在电力控制部件中发生操作异常时，与操 作异常被检测时的时间之前的时间的电力相同的电力被提供给处理电 路，但是当在电力控制部件中发生操作异常时，根据本发明的供电部件 可以提供预定的电力到处理电路。