DE19851261C2

DE19851261C2 - Redundant power supply for a data processing device

Info

Publication number: DE19851261C2
Application number: DE1998151261
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Niemann; Rainer Bleil; Peter Lapossa
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2018-11-07
Also published as: DE19851261A1

Description

Die Erfindung betrifft eine redundante Stromversorgung für eine Datenverarbeitungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a redundant power supply for a Data processing device according to the preamble of patent claim 1.

Es ist allgemein bekannt, zur Erhöhung der Verfügbarkeit eines technischen Systems ausfallgefährdete Subsysteme in einer über das durch die Funktion bestimmte Maß hinausgehenden Anzahl vorzuhalten und derart miteinander zu verknüpfen, daß bei Ausfall eines Subsystems ein gleichartiges Ersatzsystem die entstandene Funktionslücke schließt. Insbesondere in Datenverarbeitungseinrichtungen, in denen temporär Daten in flüchtigen Speichern abgelegt werden, ist die kontinuierliche Aufrechterhaltung der Stromversorgung beziehungsweise die rechtzeitige Signalisierung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung und zumindest temporäre Aufrechterhaltung der Stromversorgung zum Zwecke der Kopie der Daten aus dem flüchtigen Speicher in einen nichtflüchtigen Speicher unabdingbar.It is generally known to increase the availability of a technical system Failure-prone subsystems to an extent that is determined by the function to keep the remaining number and to link them in such a way that at Failure of a subsystem a similar replacement system the resulting Functional gap closes. In particular in data processing facilities in which temporarily storing data in volatile memories is the continuous one Maintaining the power supply or timely Signaling an impending power interruption and at least Temporary maintenance of the power supply for the purpose of copying the data indispensable from volatile memory to non-volatile memory.

Aus der EP 0614 143 A2 ist bekannt, eine bevorstehende Leistungsunterbrechung durch Beobachtung der singulären netzseitigen Primär-Versorgungsspannung zu erkennen und zu signalisieren.It is known from EP 0614 143 A2 that an impending power interruption is imminent Observation of the singular mains-side primary supply voltage can be recognized and signal.

In dem deutschen Gebrauchsmuster 295 21 223 ist eine parallelschaltbare Stromversorgung gezeigt, bei der zur redundanten Versorgung eines Verbrauches, beispielsweise einer Datenverarbeitungsanlage, Dioden zur Entkopplung der Ausgangsspannungen der einzelnen Stromversorgungseinheiten verwendet werden.In the German utility model 295 21 223 is a parallel switchable Power supply shown, for the redundant supply of a consumption, for example a data processing system, diodes for decoupling the Output voltages of the individual power supply units are used.

Aus der DE 31 12 283 ist ein Stromausfall-Speicherschutzsystem mit einer hilfsbatterieunterstützten Netzstromversorgung bekannt, bei dem auf die Erkennung einer Leistungsunterbrechung der Netzstromversorgung Daten aus einem flüchtigen Speicher hilfsbatterieunterstützt in einen nichtflüchtigen Speicher kopiert werden.DE 31 12 283 describes a power failure storage protection system with a auxiliary battery-assisted mains power supply known, based on the detection a power outage of the mains power supply data from a volatile Storage backup battery can be copied to a non-volatile memory.

Darüber hinaus ist aus der US 5,745,670 ein fehlertolerantes Stromversorgungssystem mit einer Mehrzahl von gleichartigen Stromversorgungseinrichtungen, die über ein Diodennetzwerk an eine gemeinsame Energiehauptleitung angeschlossen sind, bekannt. Die Lasten sind jeweils an eine der Stromversorgungseinrichtungen und über einen Schalter hierarchisch geordnet an die Energiehauptleitung angeschlossen. Jeder Schalter wird in Abhängigkeit von der Priorität der angeschlossenen Last und dem Zustand der zugehörigen Stromversorgungseinrichtung betätigt. Der Zustand jeder Stromversorgungseinrichtung wird sekundärseitig separat überwacht.In addition, US 5,745,670 is a fault-tolerant power supply system with a plurality of similar power supply devices that have a Diode network are connected to a common main power line, known. The loads are each to one of the power supply facilities and over a switch hierarchically connected to the main power line. Everyone Switch will depend on the priority of the connected load and the State of the associated power supply device actuated. The state of everyone Power supply device is monitored separately on the secondary side.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine redundante Stromversorgung für eine Datenverarbeitungseinrichtung, in der temporär Daten in flüchtigen Speichern abgelegt werden, anzugeben, die bei einem einfachen Aufbau ausschließlich auf den bevorstehenden Ausfall der Stromversorgung der Datenverarbeitungseinrichtung hin die bestimmungsgemäße Programmabarbeitung unterbricht und Daten aus dem flüchtigen Speicher in einen nichtflüchtigen Speicher kopiert und jede Abnormalität der Stromversorgung sicher detektiert.The invention has for its object a redundant power supply for a Data processing device in which data is temporarily stored in volatile memories are to be specified, which, in the case of a simple structure, relate exclusively to impending power supply failure of the data processing device the intended program processing is interrupted and data from the volatile memory copied to non-volatile memory and any abnormality of Power supply safely detected.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den nachfolgenden Patentansprüchen beschrieben.According to the invention, this object is achieved with the means of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the following Claims described.

In ihrem Wesen geht die Erfindung von einer Mehrzahl n gleichartiger Stromversorgungseinrichtungen zur gemeinsamen Stromversorgung der Datenverarbeitungseinrichtung aus.In its essence, the invention proceeds from a plurality n of the same type Power supply devices for the common power supply of the Data processing device.

Dazu ist im einzelnen vorgesehen, daß die n gleichartigen Stromversorgungseinrichtungen ausgangsseitig über ein Diodennetzwerk parallelgeschaltet sind und daß die Datenverarbeitungseinrichtung an den Ausgang des Diodennetzwerks angeschlossen ist. Jede Stromversorgungseinrichtung umfaßt separate Mittel zur Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung durch Beobachtung der netzseitigen Primär-Versorgungsspannung. Darüber hinaus sind jeder Stromversorgungseinrichtung separate Mittel zur Beobachtung der Ausgangsspannung zugeordnet, mit denen Abweichungen der Ausgangsspannung der jeweiligen Stromversorgungseinrichtung gegenüber dem Nennwert der Betriebsspannung der Datenverarbeitungseinrichtung erfaßt werden.For this purpose, it is provided in detail that the n of the same type Power supply devices on the output side via a diode network are connected in parallel and that the data processing device to the output of the diode network is connected. Each power supply device includes separate means for detecting an impending power outage Observation of the primary supply voltage on the network side. Beyond that each power supply device separate means for monitoring the Output voltage associated with which deviations in the output voltage of the respective power supply device compared to the nominal value of the Operating voltage of the data processing device can be detected.

Weiterhin ist ein Filter vorgesehen, an das alle Mittel zur Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung und alle Mittel zur Beobachtung der Ausgangsspannung der Stromversorgungseinrichtungen angeschlossen sind. Mit dem Filter werden in Abhängigkeit von den erkannten Stati bevorstehender Leistungsunterbrechung und den erkannten Stati der Abweichungen der Ausgangsspannung aller Stromversorgungseinrichtungen gegenüber dem Nennwert der Betriebsspannung der Datenverarbeitungseinrichtung Statussignale zur Kommunikation mit einer übergeordneten Einrichtung und ein Unterbrechungssignal an die Datenverarbeitungseinrichtung zur Kopie aller in flüchtigen Speichern hinterlegten Daten in einen nichtflüchtigen Speicher erzeugt.Furthermore, a filter is provided to which all means for recognizing a upcoming power interruption and all means of monitoring the Output voltage of the power supply devices are connected. With the Filters become more impending depending on the recognized status Interruption of service and the recognized status of the deviations of the Output voltage of all power supply devices compared to the nominal value the operating voltage of the data processing device status signals Communication with a higher-level device and an interrupt signal the data processing device for copying all stored in volatile memories Data created in a non-volatile memory.

Dabei wird der Ausfall jeder einzelnen Stromversorgungseinrichtung überwacht und an eine übergeordnete Einrichtung signalisiert. Die Erkennung eines bevorstehenden Ausfalls der letzten funktionsfähigen Stromversorgungseinrichtung wird neben der übergeordneten Einrichtung an die Datenverarbeitungseinrichtung signalisiert. Die bestimmungsgemäße Programmabarbeitung der Datenverarbeitungseinrichtung wird daraufhin unterbrochen und die in flüchtigen Speichern abgelegten Daten werden in nichtflüchtige Speicher kopiert.The failure of each individual power supply device is monitored and on a higher-level device signals. Detecting an upcoming Failure of the last functional power supply device is next to the parent device signals to the data processing device. The Proper program processing of the data processing device then interrupted and the data stored in volatile memories are saved in copied non-volatile memory.

Vorteilhafterweise wird dadurch die Datenverarbeitungseinrichtung von der Überwachung jeder einzelnen Stromversorgungseinrichtung freigestellt und steht solange vollständig zur bestimmungsgemäßen Programmabarbeitung zur Verfügung, bis infolge des bevorstehenden Ausfalls der letzten noch funktionsfähigen Stromversorgungseinrichtung die Sicherung der in flüchtigen Speichern abgelegten Daten in nichtflüchtige Speicher unumgänglich geworden ist.Advantageously, the data processing device from the Monitoring of each individual power supply device is free and available as long as it is fully available for the intended program execution, until due to the impending failure of the last still functional Power supply device the backup of the stored in volatile memories Data in non-volatile memory has become inevitable.

Insbesondere bei zeitkritischen Anwendungen werden dadurch unerwünschte Unterbrechungen der bestimmungsgemäßen Programmabarbeitung vermieden.This makes them undesirable, particularly in time-critical applications Interruptions to the intended program execution avoided.

Darüber hinaus wird neben dem Totalausfall der Stromversorgung auch jede außerhalb der Spezifikation liegende Abweichungen der Betriebsspannung der Datenverarbeitungseinrichtung, bei der die Gefahr von Datenverlust infolge unsachgemäßen Betriebs von elektrischen Bauelementen besteht, gegenüber ihrem Nennwert ermittelt und bei ihrem Auftreten die Sicherung der in flüchtigen Speichern abgelegten Daten in nichtflüchtige Speicher veranlaßt.In addition to the total failure of the power supply, everyone deviations of the operating voltage of the Data processing device in which the risk of data loss as a result improper operation of electrical components exists over their The nominal value is determined and, if it occurs, the backup is saved in volatile memories stored data causes in non-volatile memory.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigenShow the necessary drawings

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer redundanten Stromversorgung Fig. 1 is a schematic diagram of a redundant power supply

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer ersten Ausführungsform des Filters Fig. 2 is a schematic diagram of a first embodiment of the filter

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer zweiten Ausführungsform des Filters Fig. 3 is a schematic diagram of a second embodiment of the filter

Bezugnehmend auf Fig. 1 besteht eine redundante Stromversorgung aus n Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n, die jeweils an eine Primär- Versorgungsspannung 321 bis 32n angeschlossen sind und an deren Ausgängen voneinander unabhängige Ausgangsspannungen 331 bis 33n abgreifbar sind. Soweit die Primär-Versorgungsspannungen 321 bis 32n Wechselspannungen sind, umfaßt jede Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n zumindest Gleichrichtermittel und sekundärseitige Stromspeichermittel 341 bis 34n. In Abhängigkeit vom Verhältnis der Ausgangsspannungen 331 bis 33n zu den Primär-Versorgungsspannungen 321 bis 32n können die Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n Übertragermittel aufweisen.Referring to Fig. 1, a redundant power supply of n power supply means 301 through 30N, which are respectively connected to an n primary supply voltage 321-32 and independent from each other at the outputs of output voltages from 331 to 33 n are tapped. Insofar as the primary supply voltages 321 to 32 n are AC voltages, each power supply device 301 to 30 n comprises at least rectifier means and secondary-side power storage means 341 to 34 n. Depending on the ratio of the output voltages 331 to 33 n to the primary supply voltages 321 to 32 n, the Power supply devices 301 to 30 n have transmitter means.

Dabei kann vorgesehen sein, daß zwei oder mehr Primär-Versorgungsspannungen 321 bis 32n derselben Spannungsquelle entstammen.It can be provided that two or more primary supply voltages 321 to 32 n originate from the same voltage source.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß jede Primär-Versorgungsspannung 321 bis 32n jeweils aus einer anderen Spannungsquelle gespeist sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Primär-Versorgungsspannungen 321 bis 32n aus verschiedenen Phasen eines mehrphasigen Versorgungsnetzes oder verschiedenen Versorgungsnetzen gespeist sind.Alternatively, it can be provided that each primary supply voltage 321 to 32 n is fed from a different voltage source. In particular, it can be provided that the primary supply voltages 321 to 32 n are fed from different phases of a multiphase supply network or different supply networks.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß jede Primär-Versorgungsspannung 321 bis 32n jeweils durch eine Ortsbatterie gebildet ist und daß die Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n als Gleichspannungswandler ausgeführt sind. In Abhängigkeit vom Verhältnis der Ausgangsspannungen 331 bis 33n zu den Primär-Versorgungsspannungen 321 bis 32n können die Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n Übertragermittel aufweisen. Jedenfalls umfaßt jede Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n zumindest sekundärseitige Stromspeichermittel 341 bis 34n. Die Speicherkapazität jedes dieser Speichermittel 341 bis 34n ist derart bemessen, daß die Ausgangsspannung 331 bis 33n der Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n und damit die Versorgungsspannung 11 der Datenverarbeitungseinrichtung 1 für eine vorgebbare Zeitdauer im Rahmen der zulässigen Toleranz aufrechterhalten wird, nachdem die zugehörige Primär- Versorgungsspannung 321 bis 32n unterbrochen ist.In addition, it can be provided that each primary supply voltage 321 to 32 n is formed by a local battery and that the power supply devices 301 to 30 n are designed as direct voltage converters. Depending on the ratio of the output voltages 331 to 33 n to the primary supply voltages 321 to 32 n, the power supply devices 301 to 30 n can have transmitter means. In any case, each power supply device 301 to 30 n comprises at least secondary-side power storage means 341 to 34 n. The storage capacity of each of these storage means 341 to 34 n is dimensioned such that the output voltage 331 to 33 n of the power supply device 301 to 30 n and thus the supply voltage 11 of the data processing device 1 is maintained for a predeterminable period of time within the permissible tolerance after the associated primary supply voltage 321 to 32 n has been interrupted.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, bei der Primärenergieversorgung der redundanten Stromversorgung die Speisung aus einem Wechselstromnetz mit der Speisung aus einer Ortsbatterie zu kombinieren. Dabei ist mindestens eine der Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n als Gleichspannungswandler ausgeführt und wird aus einer Ortsbatterie gespeist, während mindestens eine weitere der Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n einen Übertrager und Gleichrichtermittel aufweist und aus einem Wechselstromnetz gespeist wird.In a special embodiment of the invention it is provided to combine the supply from an AC network with the supply from a local battery in the primary energy supply of the redundant power supply. At least one of the power supply devices 301 to 30 n is designed as a DC voltage converter and is fed from a local battery, while at least one further of the power supply devices 301 to 30 n has a transformer and rectifier means and is fed from an AC network.

Jede Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n weist separate Mittel 311 bis 31n zur Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung durch Beobachtung der netzseitigen Primär-Versorgungsspannung 321 bis 32n auf. Die Mittel 311 bis 31n zur Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung weisen jeweils einen ein Primär-Statussignal /311 bis /31n führenden Ausgang auf. Die Primär-Statussignale /311 bis /31n sind L-aktiv konfiguriert. Das bedeutet, daß die Primär-Statussignale /311 bis /31n bei bestimmungsgemäß anliegenden Primär-Versorgungsspannungen 321 bis 32n jeweils H-Pegel führen. Bei Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung beispielsweise durch Unterschreitung der minimal zulässigen Primär-Versorgungsspannung 321 bis 32n wird das zugehörige Primär-Statussignal /311 bis /31n auf L-Pegel aktiv geschaltet. Darüber hinaus bricht bei Ausfall eines der Mittel 311 bis 31n zur Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung selbst, bei dem eine bevorstehende Leistungsunterbrechung nicht mehr erkannt werden kann, das zugehörige Primär-Statussignal /311 bis /31n auf L-Pegel zusammen.Each power supply device 301 to 30 n has separate means 311 to 31 n for recognizing an impending power interruption by observing the primary supply voltage 321 to 32 n on the network side. The means 311 to 31 n for detecting an impending power interruption each have an output carrying a primary status signal / 311 to / 31 n. The primary status signals / 311 to / 31 n are configured L-active. This means that the primary status signals / 311 to / 31 n each carry H levels when the primary supply voltages 321 to 32 n are used as intended. When an impending power interruption is detected, for example by falling below the minimum permissible primary supply voltage 321 to 32 n, the associated primary status signal / 311 to / 31 n is switched to L level. In addition, if one of the means 311 to 31 n for detecting an impending power interruption fails, in which an impending power interruption can no longer be recognized, the associated primary status signal / 311 to / 31 n breaks down to the L level.

Vorteilhafterweise wird dadurch vermieden, daß infolge einer unerkennbar gewordenen bevorstehenden Leistungsunterbrechung einer der Primär-Versorgungsspannungen 321 bis 32n eine intakte, uneingeschränkt speisende Spannungsquelle unterstellt wird.It is advantageously avoided in this way that an intact, unrestricted supply voltage source is assumed as a result of an impending power interruption that has become unrecognizable, one of the primary supply voltages 321 to 32 n.

Die Ausgänge aller Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n sind über ein aus den Dioden 501 bis 50n bestehendes Diodennetzwerk parallelgeschaltet, dessen resultierende Ausgangsspannung die Versorgungsspannung 11 der Datenverarbeitungseinrichtung 1 ist. Die resultierende Ausgangsspannung des Diodennetzwerks ist gleich der höchsten Ausgangsspannung 331 bis 33n abzüglich der Durchlaßspannung der zugehörigen Diode 501 bis 50n.The outputs of all power supply devices 301 to 30 n are connected in parallel via a diode network consisting of diodes 501 to 50 n, the resulting output voltage of which is the supply voltage 11 of the data processing device 1 . The resulting output voltage of the diode network is equal to the highest output voltage 331 to 33 n minus the forward voltage of the associated diode 501 to 50 n.

Darüber hinaus ist jeder der Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n ein Mittel 401 bis 40n zur Beobachtung der Ausgangsspannung 331 bis 33n der zugehörigen Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n zugeordnet. Dabei wird neben dem Vorhandensein der jeweiligen Ausgangsspannung 331 bis 33n auch die Einhaltung deren Toleranz bezogen auf den Nennwert der Ausgangsspannung 331 bis 33n überwacht. Die Mittel 401 bis 40n zur Beobachtung der Ausgangsspannung 331 bis 33n weisen jeweils einen ein Sekundär-Statussignal /401 bis /40n führenden Ausgang auf. Die Sekundär-Statussignale /401 bis /40n sind L-aktiv konfiguriert. Das bedeutet, daß die Sekundär-Statussignale /401 bis / 40n bei bestimmungsgemäß anliegenden Ausgangsspannungen 331 bis 33n jeweils H-Pegel führen. Verläßt eine der Ausgangsspannungen 331 bis 33n das zulässige Toleranzband, wird das zugehörige Sekundär-Statussignal /401 bis /40n auf L-Pegel aktiv geschaltet. Darüber hinaus bricht bei Ausfall eines der Mittel 401 bis 40n zur Beobachtung der Ausgangsspannung 331 bis 33n selbst, bei dem eine bevorstehende Leistungsunterbrechung nicht mehr erkannt werden kann, das zugehörige Sekundär-Statussignal /401 bis /40n auf L-Pegel zusammen.In addition, each of the power supply devices 301 to 30 n is assigned a means 401 to 40 n for observing the output voltage 331 to 33 n of the associated power supply device 301 to 30 n. In addition to the presence of the respective output voltage 331 to 33 n, compliance with its tolerance in relation to the nominal value of the output voltage 331 to 33 n is also monitored. The means 401 to 40 n for observing the output voltage 331 to 33 n each have an output carrying a secondary status signal / 401 to / 40 n. The secondary status signals / 401 to / 40 n are configured L-active. This means that the secondary status signals / 401 to / 40 n each have an H level when the output voltages 331 to 33 n are used as intended. If one of the output voltages 331 to 33 n leaves the permissible tolerance band, the associated secondary status signal / 401 to / 40 n is switched to L level. In addition, if one of the means 401 to 40 n for observing the output voltage 331 to 33 n fails, in which an impending power interruption can no longer be recognized, the associated secondary status signal / 401 to / 40 n breaks down to the L level.

Die redundante Stromversorgung ist mit einem Filter 6 ausgestattet, das mit den Ausgängen aller Mittel 311 bis 31n zur Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung und den Ausgängen aller Mittel 401 bis 40n zur Beobachtung der Ausgangsspannung 331 bis 33n der Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n verbunden ist. Mit dem Filter wird in Abhängigkeit von den erkannten Stati bevorstehender Leistungsunterbrechung und den erkannten Stati der Abweichungen der Ausgangsspannungen 331 bis 33n aller Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n gegenüber dem Nennwert der Versorgungsspannung 11 der Datenverarbeitungseinrichtung 1 ein Unterbrechungssignal /12 an die Datenverarbeitungseinrichtung 1 zur Kopie aller in flüchtigen Speichern 13 hinterlegten Daten in einen nichtflüchtigen Speicher 14 erzeugt. Zum Empfang dieses Unterbrechungssignals /12 ist die Datenverarbeitungseinrichtung 1 mit einem Unterbrechungssignaleingang 12 ausgestattet. The redundant power supply is equipped with a filter 6 , which is connected to the outputs of all means 311 to 31 n for recognizing an impending power interruption and the outputs of all means 401 to 40 n for monitoring the output voltage 331 to 33 n of the power supply devices 301 to 30 n . Depending on the detected status of impending power interruption and the detected status of the deviations of the output voltages 331 to 33 n of all power supply devices 301 to 30 n compared to the nominal value of the supply voltage 11 of the data processing device 1, the filter sends an interrupt signal / 12 to the data processing device 1 for a copy of all data stored in volatile memories 13 are generated in a non-volatile memory 14 . To receive this interrupt signal / 12 , the data processing device 1 is equipped with an interrupt signal input 12 .

Dazu wird aus der Summe aller Kombinationen der Signalzustände aller Primär- Statussignale /311 bis /31n und aller Sekundär-Statussignale /401 bis /40n genau jene Signalzustandskombination herausgefiltert, bei der von n Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n bereits n-1 Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n ausgefallen sind und das Primär- Statussignal /311 bis /31n der letzten intakten Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n die bevorstehende Leistungsunterbrechung signalisiert oder das Sekundär- Statussignal /401 bis /40n der letzten intakten Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n signalisiert, daß die Ausgangsspannung 331 bis 33n der Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n das vorgegebene Toleranzband verlassen hat.For this purpose, from the sum of all combinations of the signal states of all primary status signals / 311 to / 31 n and all secondary status signals / 401 to / 40n, exactly that signal state combination is filtered out in which n-1 power supply devices 301 to 30 n are already being used by n power supply devices 301 to 30 n 30 n have failed and the primary status signal / 311 to / 31 n of the last intact power supply device 301 to 30 n signals the impending power interruption or the secondary status signal / 401 to / 40 n of the last intact power supply device 301 to 30 n signals that the Output voltage 331 to 33 n of the power supply device 301 to 30 n has left the specified tolerance band.

Beim Auftreten einer der beiden vorstehend genannten Signalzustandskombinationen wird das Unterbrechungssignal /12 aktiviert. Daraufhin werden die bestimmungsgemäße Programmabarbeitung in der Datenverarbeitungseinrichtung 1 unterbrochen und die in flüchtigen Speichern 13 abgelegten Daten in nichtflüchtige Speicher 14 gesichert.When one of the two signal state combinations mentioned above occurs, the interrupt signal / 12 is activated. The intended program processing in the data processing device 1 is then interrupted and the data stored in volatile memories 13 are saved in non-volatile memories 14 .

Darüber hinaus ist das Filter 6 über ein Bussystem 7 mit einer übergeordneten Einrichtung 2 verbunden. Dabei ist vorgesehen, alle erkannten Statusänderungen der redundanten Stromversorgung, die durch Pegelwechsel der Primär-Statussignale /311 bis /31n und/oder der Sekundär-Statussignale /401 bis /40n gekennzeichnet sind, an die übergeordnete Einrichtung 2 zu signalisieren.In addition, the filter 6 is connected to a higher-level device 2 via a bus system 7 . It is provided to signal all detected status changes of the redundant power supply, which are characterized by level changes of the primary status signals / 311 to / 31 n and / or the secondary status signals / 401 to / 40 n, to the higher-level device 2 .

Die übergeordnete Einrichtung 2 ist darüber hinaus über ein Bussystem 8 mit der Datenverarbeitungseinrichtung 1 verbunden. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Bussysteme 7 und 8 identisch sind und daß die Datenverarbeitungseinrichtung 1, die übergeordnete Einrichtung 2 und das Filter 6 über dasselbe Bussystem 7/8 miteinander verbunden sind.The higher-level device 2 is also connected to the data processing device 1 via a bus system 8 . It can be provided that the bus systems 7 and 8 are identical, and that the data processing device 1, the parent device 2 and the filter 6 via the same bus system 7/8 are connected to each other.

Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel ist in Fig. 2 eine erste Ausführungsform des Filters 6 detailliert dargestellt. Die L-aktiven Primär-Statussignale /311 bis /31n und Sekundär-Statussignale /401 bis /40n derselben Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n sind jeweils paarweise /311 - /401, /312 - /402 bis /31n - /40n UND-verknüpft. Das resultierende Signal ist gleichwohl L-aktiv und repräsentiert den Zustand der jeweiligen Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n. Dabei bedeutet H-Pegel des resultierenden Signals, daß bezogen auf die jeweilige Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n sowohl primärseitig keine Leistungsunterbrechung bevorsteht als auch sekundärseitig die jeweilige Ausgangsspannung 331 bis 33n innerhalb des vorgegebenen Toleranzbandes liegt. Sofern eine bevorstehende Leistungsunterbrechung erkannt wird und das zugehörige Primär-Statussignal /311 bis /31n auf L-Pegel wechselt oder die jeweilige Ausgangsspannung 331 bis 33n das vorgegebene Toleranzband verläßt und das zugehörige Sekundär-Statussignal /401 bis /40n auf L-Pegel wechselt, kippt das resultierende Signal auf den aktiven L-Pegel und zeigt damit eine Störung an der jeweiligen Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n an.Using the same reference numerals for the same means, a first embodiment of the filter 6 is shown in detail in FIG. 2. The L-active primary status signals / 311 to / 31 n and secondary status signals / 401 to / 40 n of the same power supply device 301 to 30 n are in pairs / 311 - / 401 , / 312 - / 402 to / 31 n - / 40 n AND linked. The resulting signal is nevertheless L-active and represents the state of the respective power supply device 301 to 30 n. The H level of the resulting signal means that, based on the respective power supply device 301 to 30 n, there is no power interruption on the primary side and the respective output voltage on the secondary side 331 to 33 n lies within the specified tolerance band. If an impending power interruption is detected and the associated primary status signal / 311 to / 31 n changes to L level or the respective output voltage 331 to 33 n leaves the specified tolerance band and the associated secondary status signal / 401 to / 40 n to L- Level changes, the resulting signal tilts to the active L level and thus indicates a fault in the respective power supply device 301 to 30 n.

Die den jeweiligen Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n zugeordneten resultierenden Signale sind zum L-aktiven Unterbrechungssignal /12 ODER-verknüpft. Dabei ist das Unterbrechungssignal /12 solange H-pegelig passiv, wie mindestens eines der resultierenden Signale H-Pegel führt und damit den störungsfreien Zustand der jeweiligen Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n anzeigt. Mit dem Erkennen einer Störung an der letzten funktionsfähigen Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n führen alle resultierenden Signale L-Pegel und somit wird auch das Unterbrechungssignal /12 den aktiven L-Pegel annehmen.The resulting signals assigned to the respective power supply devices 301 to 30 n are OR-linked to the L-active interrupt signal / 12 . The interruption signal / 12 is H-level passive as long as at least one of the resulting signals is H-level and thus indicates the fault-free state of the respective power supply device 301 to 30 n. Upon detection of a malfunction at the last functional power supply device 301 to 30 n, all resulting signals are at the L level and thus the interrupt signal / 12 will also assume the active L level.

Im einzelnen ist vorgesehen, die logischen Verknüpfungen entsprechend ihrem bool'schen Operator als Gatterbausteine auszuführen. Vorteilhafterweise ist dabei die Signallaufzeit von der Erkennung einer Störung mit den Mitteln 311 bis 31n zur Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung und/oder den Mitteln 401 bis 40n zur Beobachtung der Ausgangsspannung 331 bis 33n der Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n gegenüber der Dauer der Aufrechterhaltung der Versorgungsspannung 11 der Datenverarbeitungseinrichtung 1 durch die Speicherkapazität der Speichermittel 341 bis 34n ausreichend groß, um die in flüchtigen Speichern 13 hinterlegten Daten in den nichtflüchtigen Speicher 14 zu sichern.In particular, it is provided that the logic operations are executed as gate modules in accordance with their Boolean operator. Advantageously, the signal transit time from the detection of a fault with the means 311 to 31 n for the detection of an impending power interruption and / or the means 401 to 40 n for the observation of the output voltage 331 to 33 n of the power supply devices 301 to 30 n versus the duration of the maintenance of the supply voltage 11 of the data processing device 1 by the storage capacity of the storage means 341 to 34 n is sufficiently large to save the data stored in volatile memories 13 in the non-volatile memory 14 .

Darüber hinaus ist das Filter 6 mit einer Prozessoranordnung 61 ausgestattet, an die alle den Zustand der jeweiligen Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n repräsentierenden, resultierenden Signale angeschaltet sind. Die Prozessoranordnung 61 weist eine Kommunikationsschnittstelle zum Anschluß des Bussystems 7 auf.In addition, the filter 6 is equipped with a processor arrangement 61 , to which all resulting signals representing the state of the respective power supply device 301 to 30 n are connected. The processor arrangement 61 has a communication interface for connecting the bus system 7 .

Schließlich sind Mittel 62 zur optischen Signalisierung des Zustandes der redundanten Stromversorgung vorgesehen und an die Prozessoranordnung 61 angeschaltet. Die Mittel 62 zur optischen Signalisierung umfassen eine Mehrzahl von Leuchtdioden, die in Abhängigkeit von den Zuständen der einzelnen Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n eingeschaltet werden.Finally, means 62 for optical signaling of the state of the redundant power supply are provided and connected to the processor arrangement 61 . The means 62 for optical signaling comprise a plurality of light-emitting diodes which are switched on depending on the states of the individual power supply devices 301 to 30 n.

Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel ist in Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Filters 6 detailliert dargestellt. Dabei stimmt die Verknüpfung der L-aktiven Primär-Statussignale /311 bis /31n und Sekundär-Statussignale /401 bis /40n zur Bereitstellung des Unterbrechungssignals /12 einschließlich der Ableitung der resultierenden Signale vollständig und unter Beibehaltung der beschriebenen Vorteile mit der ersten Ausführungsform des Filters 6 gemäß Fig. 2 überein.Using the same reference numerals for the same means, a second embodiment of the filter 6 is shown in detail in FIG. 3. The combination of the L-active primary status signals / 311 to / 31 n and secondary status signals / 401 to / 40 n to provide the interrupt signal / 12 including the derivation of the resulting signals is complete and while maintaining the advantages described with the first embodiment of the filter 6 according to FIG. 2.

Darüber hinaus ist jedoch im Unterschied zur ersten Ausführungsform vorgesehen, die L-aktiven resultierenden Signale parallel zur ODER-Verknüpfung zur Bereitstellung des Unterbrechungssignals /12 über eine UND-Verknüpfung logisch miteinander zu verknüpfen. Das so erhaltene Verknüpfungssignal ist L-aktiv und auf das Bussystem 7 geschaltet.In addition, however, in contrast to the first embodiment, it is provided that the resulting L-active signals are logically combined with one another in parallel with the OR operation to provide the interrupt signal / 12 via an AND operation. The link signal thus obtained is L-active and connected to the bus system 7 .

Während des intakten Zustands aller Stromversorgungseinrichtungen 301 bis 30n führen alle Primär-Statussignale /311 bis /31n und alle Sekundär-Statussignale /401 bis /40n H-Pegel. Demzufolge führen alle durch paarweise UND-Verknüpfung des zu derselben Stromversorgungseinrichtung 301 bis 30n gehörenden Primär-Statussignals 311 bis /31n und Sekundär-Statussignals /401 bis /40n abgeleiteten resultierenden Signale gleichwohl H-Pegel. Das auf das Bussystem 7 geschaltete Verknüpfungssignal führt H-Pegel und zeigt damit die vollständige Funktionstüchtigkeit der redundanten Stromversorgung an.During the intact state of all power supply devices 301 to 30 n, all primary status signals / 311 to / 31 n and all secondary status signals / 401 to / 40 n carry H levels. Accordingly, all of the resulting signals derived by pairing AND linking the primary status signal 311 to / 31 n belonging to the same power supply device 301 to 30 n and secondary status signal / 401 to / 40 n still lead to an H level. The logic signal switched to the bus system 7 has an H level and thus indicates the complete functionality of the redundant power supply.

Bei Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung an einer der Primär- Versorgungsspannungen 321 bis 32n und damit einhergehendem Wechsel des zugehörigen Primär-Statussignals /311 bis / 31n von H-Pegel auf L-Pegel oder bei Verlassen des zulässigen Toleranzbandes durch eine der Ausgangsspannungen 331 bis 33n und damit einhergehendem Wechsel des zugehörigen Sekundär-Statussignals /401 bis /40n von H-Pegel auf L-Pegel wechselt das zugehörige resultierende Signal infolge der UND-Verknüpfungen von H-Pegel auf L-Pegel. Dadurch wechselt auch das auf das Bussystem 7 geschaltete Verknüpfungssignal von H-Pegel auf L-Pegel und signalisiert damit die zumindest teilweise Funktionsuntüchtigkeit der redundanten Stromversorgung.When an impending power interruption is detected at one of the primary supply voltages 321 to 32 n and the associated primary status signal / 311 to / 31 n changes from H level to L level or when the permissible tolerance band is left by one of the output voltages 331 to 33 n and the associated change in the associated secondary status signal / 401 to / 40 n from H level to L level changes the associated resulting signal as a result of the AND operations from H level to L level. As a result, the logic signal switched to the bus system 7 also changes from H level to L level and thus signals the at least partial inoperability of the redundant power supply.

Die zweite Ausführungsform des Filters 6 zeichnet sich durch ihren besonders einfachen Aufbau aus. Dabei ist die gefilterte Informationsausgabe auf die wesentlichen Zustandsänderungen der redundanten Stromversorgung beschränkt, die durch den Übergang von der vollständigen Funktionstüchtigkeit auf eine beliebige Form der eingeschränkten Verfügbarkeit und den Übergang von einer beliebigen Form der eingeschränkten Verfügbarkeit auf den bevorstehenden Totalausfall gekennzeichnet sind. Die Weiterleitung von Zustandsänderungen zwischen verschiedenen Formen eingeschränkter Verfügbarkeit der redundanten Stromversorgung werden vermieden. Dadurch sind sowohl die Datenverarbeitungseinrichtung 1 als auch die übergeordnete Einrichtung 2 von Unterbrechungen der bestimmungsgemäßen Programmabarbeitung infolge des Empfangs redundanter Zustandsinformationen freigestellt. The second embodiment of the filter 6 is characterized by its particularly simple construction. The filtered information output is limited to the essential state changes of the redundant power supply, which are characterized by the transition from full functionality to any form of restricted availability and the transition from any form of restricted availability to the impending total failure. The forwarding of status changes between different forms of restricted availability of the redundant power supply is avoided. As a result, both the data processing device 1 and the higher-level device 2 are free from interruptions in the intended program processing due to the receipt of redundant status information.

Reference list

11

Datenverarbeitungseinrichtung
Data processing device

1111

Versorgungsspannung der Datenverarbeitungseinrichtung
Supply voltage of the data processing device

1212th

Unterbrechungssignaleingang
Interrupt signal input

1313

flüchtiger Speicher
volatile memory

1414

nichtflüchtiger Speicher
non-volatile memory

22nd

übergeordnete Einrichtung
parent institution

301301

bis to

3030th

n Stromversorgungseinrichtung
n Power supply device

311311

bis to

3131

n Mittel zur Erkennung einer bevorstehenden Leistungsunterbrechung
n Means of detecting an impending power outage

321321

bis to

3232

n Primär-Versorgungsspannung
n Primary supply voltage

331331

bis to

3333

n Ausgangsspannung
n output voltage

341341

bis to

3434

n Speichermittel
n storage medium

401401

bis to

4040

n Mittel zur Beobachtung der Ausgangsspannung
n means for monitoring the output voltage

501501

bis to

5050

n Dioden
n diodes

66

Filter
filter

6161

Prozessoranordnung
Processor arrangement

6262

Mittel zur optischen Signalisierung
Optical signaling means

77

, ,

88th

Bussystem
/Bus system
/

1212th

Unterbrechungssignal
/Interrupt signal
/

311311

bis /to /

3131

n Primär-Statussignal
/n Primary status signal
/

401401

bis /to /

4040

n Sekundär-Statussignal
n Secondary status signal

Claims

1. Redundant power supply for a data processing device with volatile and non-volatile memories, data being temporarily stored in volatile memories during the intended program execution and, when an impending power interruption is detected, the data in the volatile memories are copied into the non-volatile memories by observing the primary supply voltage on the network side , characterized ,

- that n similar power supply devices ( 301 to 30 n) are connected in parallel on the output side via a diode network ( 501 to 50 n), the data processing device ( 1 ) being connected to the output of the diode network ( 501 to 50 n),
- that each power supply device ( 301 to 30 n) comprises separate means ( 311 to 31 n) for detecting an impending power interruption by observing the primary supply voltage ( 321 to 32 n) on the network side,
- that each power supply device ( 301 to 30 n) is assigned separate means ( 401 to 40 n) for observing the output voltage ( 331 to 33 n),
- That a filter ( 6 ) is provided to which all means ( 311 to 31 n) for detecting an impending power interruption and all means ( 401 to 40 n) for monitoring the output voltage ( 331 to 33 n) of the power supply devices ( 301 to 30 n) are connected and
- that the data processing device (1) having an interrupt signal input (12), which is connected such to the filter (6) that the interruption signal input terminal (12) in response to the detected states of imminent power disruption and the detected states of the deviations of the output voltage (331 to 33 n) of all power supply devices ( 301 to 30 n) compared to the nominal value of the operating voltage ( 11 ) of the data processing device ( 1 ) can be activated.

2. Redundant power supply according to claim 1, characterized in that the filter ( 6 ) via a communication interface for signaling any deviations in the output voltage ( 331 to 33 n) of all power supply devices ( 301 to 30 n) compared to the nominal value of the operating voltage ( 11 ) of the data processing device ( 1 ) and each upcoming power interruption is connected to a higher-level device ( 2 ).

3. Redundant power supply according to one of claims 1 and 2, characterized in that the filter ( 6 ) has a processor arrangement ( 61 ) and means for optical signaling ( 62 ) of detected deviations in the output voltage ( 331 to 33 n) old power supply devices ( 301 to 30 n ) compared to the nominal value of the operating voltage ( 11 ) of the data processing device ( 1 ) and impending power interruption.

4. Redundant power supply according to claim 3, characterized in that the filter ( 6 ) and the higher-level device ( 2 ) are connected to one another via a bus system ( 7 ).