DE4242552A1 - Emergency power supply circuit for semiconductor memories - Google Patents

Emergency power supply circuit for semiconductor memories

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Johannes Dipl Ing Bozenhardt
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Abstract

The mains power supply section (NT) delivers e.g. 5 V DC for electronic circuits linked to a bus (EL). Two standby batteries (B1, B2) can be switched (S1, S2) via decoupling diodes (D1, D2), and their voltages are compared (K1, K2) with a reference (Uref) equal to the min. memory requirement augmented by the voltage drop of the diodes and switches.During mains outage, if the prim standby battery (B1) becomes run down, a signal is given (LED1) and the sec. standby battery (B2) is switched-in (S2) automatically. A buffer capacitor (C) maintaining supply for the duration of a battery change is monitored by a third comparator (K3) whose output pulse is stored (SP) for alarm purposes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Strom­ versorgung von elektronischen Schaltungen gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.The invention relates to a circuit arrangement for electricity supply of electronic circuits according to the Ober Concept of claim 1.

Aus der DE-OS 40 26 798 ist es bekannt, Halbleiterspeicher enthaltende Steckbaugruppen aus einer Betriebsspannungs­ quelle oder bei deren Ausfall aus einer gemeinsamen Puffer­ batterie zu versorgen. Zusätzlich sind auf den Steckbau­ gruppen weitere Pufferbatterien angebracht, die nach Tren­ nung der Steckbaugruppe von der Versorgungsspannungsquelle und der gemeinsamen Pufferbatterie den für die Erhaltung der gespeicherten Daten notwendigen Strom liefern. Weder die gemeinsame noch die weiteren Pufferbatterien auf den Steckbaugruppen werden darauf überwacht, ob die Spannung auf einen Wert absinkt, bei dem die Erhaltung der gespei­ cherten Daten nicht mehr gewährleistet ist.From DE-OS 40 26 798 it is known semiconductor memory containing plug-in modules from an operating voltage source or if it fails from a common buffer battery to supply. In addition are on the plug-in groups of additional backup batteries attached to Tren voltage of the plug-in module from the supply voltage source and the common backup battery for conservation supply the necessary data for the stored data. Neither the common still the other backup batteries on the Plug-in modules are monitored for whether the voltage to a value at which the preservation of the saved data is no longer guaranteed.

In der DE-OS 34 16 780 ist eine Batteriepufferung mit einer Haupt- und einer Ersatzbatterie für Halbleiter­ speicher beschrieben. Sinkt die Spannung der Hauptbatterie unter einen vorgegebenen Wert, übernimmt die Ersatzbatte­ rie die Stromversorgung des Halbleiterspeichers. Der Strom­ fluß aus der Ersatzbatterie dient gleichzeitig als Melde­ signal für die Entladung und den erforderlichen Ersatz der Hauptbatterie.In DE-OS 34 16 780, battery backup is included a main and a spare battery for semiconductors memory described. The voltage of the main battery drops below a specified value, the replacement battery takes over rie the power supply of the semiconductor memory. The stream flow from the spare battery also serves as a message signal for the discharge and the necessary replacement of the Main battery.

Stromversorgungseinheiten von elektronischen Geräten sind häufig als Steckbaugruppe ausgebildet, so daß sie im Be­ darfsfalle rasch ausgetauscht werden können. Während die Stromversorgungseinheit gezogen ist, müssen zumindest die Baugruppen, welche zu erhaltende Daten in Halbleiterspei­ chern speichern, mit Strom versorgt werden. Dies kann, wie in der DE-PS 40 26 798 beschrieben, mittels weiterer auf den einzelnen Baugruppen angebrachter Batterien geschehen.Power supply units of electronic devices are often designed as a plug-in module, so that it can may be exchanged quickly. While the Power unit is pulled, at least the Assemblies, which data to be obtained in semiconductor memory  save, be supplied with electricity. This can be how described in DE-PS 40 26 798, by means of further the individual modules of attached batteries.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung von elektro­ nischen Schaltungen zu schaffen, die bei Ausfall oder Ent­ fernen der Stromversorgungseinheit die Versorgung der elektronischen Schaltungen im notwendigen Umfang über­ nimmt.The present invention is based on the object a circuit arrangement for the power supply of electro niche circuits to create the failure or Ent remote the power supply unit the supply of electronic circuits to the extent necessary takes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.According to the invention, this object is achieved with those in claim 1 specified measures solved.

Im Falle einer steckbaren Stromversorgungseinheit über­ nimmt der Puffer die Stromversorgung, wenn die Einheit gezogen ist. Sofern die Stromversorgungseinheit nur aus­ getauscht wird, wozu lediglich einige Sekunden erforder­ lich sind, genügt als Puffer ein Kondensator. Nach dem Einstecken der neuen Stromversorgungseinheit prüft diese, wie weit die vom Puffer abgegebene Spannung abgesunken ist. Ist die Spannung kleiner als der zum sicheren Erhalt der gespeicherten Daten erforderliche Wert, wird ein Alarmsignal abgegeben.In the case of a pluggable power supply unit the buffer takes power when the unit is drawn. Provided the power supply unit is only off is exchanged, which only requires a few seconds a capacitor is sufficient as a buffer. After this Plugging in the new power supply unit checks it, how far the voltage released by the buffer has dropped is. If the tension is less than that for safe receipt of the stored data required value is a Alarm signal issued.

Anhand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Ergänzungen näher be­ schrieben und erläutert.The invention is based on the drawing as well as further refinements and additions wrote and explained.

Ein Netzteil NT einer Stromversorgungseinheit, die über einen Steckverbinder ST mit einem Bus BL verbunden ist, liefert an Ausgängen +UV, -UV die Versorgungsspannung von z. B. 5 Volt für elektronische Schaltungen, die an den Bus BL angeschlossen sind. Die Versorgungsspannungen +UV, -UV werden über Leitungen SV1, SV2 der Busleitungen übertragen. Die an den Bus BL angeschlossenen elektroni­ schen Schaltungen müssen zumindest teilweise unterbre­ chungsfrei betrieben werden, also auch bei Ausfall des Netzteiles NT. Häufig sollen z. B. die in Halbleiterspei­ chern gespeicherten Daten bei Netzausfall nicht verloren­ gehen. Die Halbleiterschaltungen, die unterbrechungsfrei betrieben werden müssen, erhalten ihre Versorgungsspannung über eine Leitung BAT des Busses BL. Im normalen störungs­ freien Betrieb ist die Spannung +UV über eine Diode D3 und gegebenenfalls einen Widerstand R1 auf die Leitung BAT ge­ schaltet. Bei Netzausfall wird die Spannung einer von zwei Batterien B1, B2 über einen Schalter S1, S2 und eine Ent­ kopplungsdiode D1, D2 der Leitung BAT zugeführt. Die Batteriespannungen werden von Komparatoren K1, K2 mit einer Referenzspannung URef verglichen, die, um die Durch­ laßspannung der Dioden D1, D2 und der Schalter S1, S2 er­ höht, gleich der Spannung ist, bei der die Halbleiterspei­ cher die gespeicherten Daten noch sicher erhalten. Sinkt z. B. die Spannung der Batterie B1 unter diesen Wert ab, gibt der Komparator K1 ein Signal ab, das eine Lumineszenz­ diode LED1 zum Aufleuchten bringt und das ferner über ein ODER-Glied OR1 und eine Leitung BFS der Busleitung als Meldesignal einer Zentralen zugeführt wird. Ein entspre­ chendes Signal erzeugt ein Komparator K2, wenn die Span­ nung der Batterie B2 unter die Referenzspannung URef sinkt. Es leuchtet dann die Lumineszenzdiode LED2 auf, und es wird ebenfalls ein Meldesignal über die Leitung BFS ab­ gegeben. Sinken beide Batteriespannungen unter die Refe­ renzspannung URef, geben beide Komparatoren K1, K2 Signale ab, die nach UND-Verknüpfung in einem UND-Glied U über ein ODER-Glied OR2 auf eine Leitung BF geschaltet werden.A power supply PS to a power supply unit which is connected via a connector with a ST bus BL, delivers at the outputs U + V, -V V is the supply voltage of z. B. 5 volts for electronic circuits connected to the bus BL. The supply voltages + U V , -U V are transmitted via lines SV1, SV2 of the bus lines. The electronic circuits connected to the bus BL must be operated at least partially without interruption, that is, even if the power supply NT fails. Frequently z. B. the data stored in semiconductor memory is not lost in the event of a power failure. The semiconductor circuits, which must be operated without interruption, receive their supply voltage via a line BAT of the bus BL. In normal, trouble-free operation, the voltage + U V is switched via a diode D3 and possibly a resistor R1 to the line BAT. In the event of a power failure, the voltage of one of two batteries B1, B2 is fed via a switch S1, S2 and a decoupling diode D1, D2 to the line BAT. The battery voltages are compared by comparators K1, K2 with a reference voltage U Ref , which increases the pass-through voltage of the diodes D1, D2 and the switches S1, S2, and is equal to the voltage at which the semiconductor memory saves the stored data receive. For example, B. from the voltage of the battery B1 below this value, the comparator K1 emits a signal which lights up a luminescence diode LED1 and which is also fed via an OR gate OR1 and a line BFS to the bus line as a signaling signal to a control center. A corresponding signal is generated by a comparator K2 when the voltage of the battery B2 drops below the reference voltage U Ref . The luminescence diode LED2 then lights up, and a signal is likewise emitted via the line BFS. If both battery voltages fall below the reference voltage U Ref , both comparators K1, K2 emit signals which, after AND operation, are connected in an AND gate U via an OR gate OR2 to a line BF.

Bei Ausfall des Netzteils NT liegt zunächst die Batterie B1 als Hauptbatterie über den Schalter S1 und die Diode D1 die Versorgungsspannung an der Leitung BAT. Ist die Batte­ rie B1 erschöpft, wird dies von der Lumineszenzdiode LED1 angezeigt und mit einem Signal über die Leitung BFS gemel­ det. Gleichzeitig wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit der Schalter S2 geschlossen, so daß nun die Batterie B2 als Reservebatterie Strom über die Leitung BAT liefert. Der Schalter S1 kann geöffnet werden. Nach Aus­ tausch der Batterie B1 kann der Schalter S2 wieder geöff­ net und der Schalter S1 geschlossen werden, so daß die Batterie B1 wieder die Hauptbatterie ist.If the NT power supply unit fails, the battery is initially down B1 as main battery via switch S1 and diode D1 the supply voltage on the BAT line. Is the batte rie B1 exhausted, this is done by the LED1 displayed and gemel with a signal via the BFS line det. At the same time, one is not shown Control unit of switch S2 closed, so that now  Battery B2 as a backup battery Electricity via the BAT line delivers. Switch S1 can be opened. After Aus Exchange of battery B1 can switch S2 open again net and the switch S1 are closed so that the Battery B1 is the main battery again.

Eine solche Stromversorgungseinheit gewährleistet eine sichere Stromversorgung der an die Leitung BAT angeschlos­ senen elektronischen Schaltungen, solange sie ungestört arbeitet. Muß sie jedoch ausgetauscht werden, stehen zu­ mindest kurzzeitig die Batterien B1, B2 für die Stromver­ sorgung der Leitung BAT nicht mehr zur Verfügung. Es ist daher im Ausführungsbeispiel zwischen die Leitungen BAT und SV2 ein Pufferkondensator C geschaltet, dessen Kapa­ zität ausreicht, um während der Zeit, in welcher die Stromversorgungseinheit ausgetauscht wird, den notwendigen Strom auf der Leitung BAT zu liefern. Anstelle des Konden­ sators kann als Puffer zum Überbrücken längerer Ausfall­ zeiten der Stromversorgung auch eine Batterie oder ein Akkumulator eingesetzt werden.Such a power supply unit ensures one Safe power supply connected to the BAT line electronic circuits as long as they are undisturbed is working. However, if they need to be replaced, they are entitled to at least briefly the batteries B1, B2 for the power supply supply of the BAT line is no longer available. It is therefore in the embodiment between the lines BAT and SV2 a buffer capacitor C connected, the Kapa sufficient to ensure that during the period in which the Power unit is replaced, the necessary To supply electricity on the BAT line. Instead of the condensate sators can act as a buffer to bridge longer outages times of power supply also a battery or a Accumulator can be used.

Damit ein unzulässig weites Absinken der Kondensatorspan­ nung und damit ein Verlust der gespeicherten Daten erkannt wird, enthält die Stromversorgungseinheit einen dritten Komparator K3, der die Spannung am Kondensator C mit der Referenzspannung URef vergleicht, und zwar in dem Augen­ blick, in dem die Stromversorgungseinheit in ihren Steck­ platz gesteckt wird bzw. die Betriebsspannung +UV, -UV eingeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt entsteht an der Kathode der Diode D3 ein Impuls, dessen Größe ein Maß für die Entladung des Kondensators C ist. Um den Ladestrom zu begrenzen, ist der Diode D3 der Widerstand R1 in Reihe geschaltet. Der Impuls am Ausgang des Komparators K3 wird in einem Speicher SP gespeichert, dessen Ausgangssignal über das ODER-Glied OR2 als Alarmmeldung auf die Leitung BF geschaltet wird.So that an inadmissibly large drop in the capacitor voltage and thus a loss of the stored data is detected, the power supply unit contains a third comparator K3, which compares the voltage across the capacitor C with the reference voltage U Ref , at the moment when the power supply unit is plugged into its slot or the operating voltage + U V , -U V is switched on. At this point in time, a pulse arises at the cathode of the diode D3, the size of which is a measure of the discharge of the capacitor C. In order to limit the charging current, the diode D3, the resistor R1 is connected in series. The pulse at the output of the comparator K3 is stored in a memory SP, the output signal of which is connected to the line BF via the OR gate OR2 as an alarm message.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur Stromversorgung von elektroni­ schen Schaltungen mit einer Stromversorgungseinheit und einem Puffer, aus dem bei Ausfall der Stromversorgungsein­ heit der Versorgungsstrom für die elektronischen Schaltun­ gen entnommen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stromversorgungseinheit eine Überwachungsschaltung (K3, SP) enthält, die nach einem Ausfall und nach Wiederinbetriebnahme der Stromversor­ gungseinheit die Pufferspannung prüft und ein Meldesignal abgibt, wenn die Pufferspannung unter einem vorgegebenen Wert (URef) liegt.1. Circuit arrangement for the power supply of electronic circuits with a power supply unit and a buffer from which the supply current for the electronic circuits is removed in the event of a failure of the power supply unit, characterized in that the power supply unit contains a monitoring circuit (K3, SP) which after a failure and after recommissioning of the power supply unit, the buffer voltage is checked and a signal is issued if the buffer voltage is below a specified value (U Ref ). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer eine Batterie oder ein Akkumulator ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the buffer is a Battery or an accumulator. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer ein Konden­ sator ist und die Überwachungsschaltung aus einem Kompa­ rator (K3), der die Kondensatorspannung mit einer Referenz­ spannung (URef) vergleicht, und einem Speicher (SP) be­ steht, der das Signal speichert, welches der Komparator abgibt, wenn die Kondensatorspannung die Referenzspannung unterschreitet.3. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the buffer is a capacitor and the monitoring circuit consists of a comparator (K3) which compares the capacitor voltage with a reference voltage (U Ref ) and a memory (SP) be, which stores the signal which the comparator emits when the capacitor voltage falls below the reference voltage. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinheit eine Steckbaugruppe ist, die über einen Steckverbinder mit Stromversorgungsleitungen (BAT, SV2, SV1) verbindbar ist, an welche die elektronischen Schaltungen angeschlossen sind, und daß der Puffer unab­ hängig von der Steckbaugruppe mit der Stromversorgungs­ leitung (BAT) verbunden ist. 4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Power supply unit is a plug-in module that over a connector with power supply lines (BAT, SV2, SV1) can be connected to which the electronic Circuits are connected, and that the buffer independent depending on the plug-in module with the power supply line (BAT) is connected.   5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinheit ein Netzteil (NT) enthält.5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Power supply unit contains a power supply (NT). 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs­ einheit mindestens eine Pufferbatterie (B1, B2) oder Akkumulator sowie je Batterie bzw. Akkumulator eine Über­ wachungsschaltung (K1, K2) enthält, welche das Absinken der Batterie bzw. Akkumulatorspannung unter einen vor­ gegebenen Wert meldet.6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized characterized that the power supply unit at least one backup battery (B1, B2) or Accumulator and one over for each battery or accumulator guard circuit (K1, K2) contains which the sinking the battery or accumulator voltage below one reports the given value.
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