DE602005004069T2

DE602005004069T2 - Plattenarray-Vorrichtung und Batterieausgabe-Steuerverfahren für die Plattenarry-Vorrichtung

Info

Publication number: DE602005004069T2
Application number: DE602005004069T
Authority: DE
Inventors: Katsunori Chiyoda-ku Hayashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2025-04-23
Also published as: EP1603026A3; DE602005004069D1; EP1603026B1; US7254742B2; EP1603026A2; JP2005346321A; US20050270927A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plattenarray-Vorrichtung und ein Batterieausgabe-Steuerverfahren für diese Plattenarray-Vorrichtung.
Eine Plattenarray-Vorrichtung ist beispielsweise durch Anordnen von Speichervorrichtungen in der Art von Festplattenlaufwerken, Halbleiterspeichervorrichtungen oder dergleichen in Form eines Arrays aufgebaut. Eine Plattenarray-Vorrichtung stellt logische Speicherbereiche auf der Grundlage eines RAIDs (redundantes Array unabhängiger kostengünstiger Platten) bereit. Diese logischen Speicherbereiche werden auch als "logische Datenträger" (LU: logische Einheiten) bezeichnet.
Host-Computer greifen auf die logischen Datenträger zu und führen das Lesen und Schreiben (E/A) von Daten aus. Der Austausch von Daten zwischen den Host-Computern und logischen Datenträgern wird über einen Speicher ausgeführt.
Eine solche Plattenarray-Vorrichtung weist eine Batterie zusätzlich zu einer Hauptleistungsversorgung auf. Während des Normalbetriebs stellt die Hauptleistungsversorgung die Leistung von einer kommerziellen Leistungsquelle ein und führt diese Leistung den jeweiligen notwendigen Abschnitten zu. In einem Notfall leitet die Batterie die Leistungszufuhr ein und führt die benötigte Leistung während eines spezifizierten Zeitraums an Stelle der Hauptleistungsversorgung zu. Dadurch kann der Betrieb der Plattenarray-Vorrichtung während eines festen Zeitraums aufrechterhalten werden ( internationale Patentveröffentlichung 93/24878 ).
Bei der in der vorstehend erwähnten Entgegenhaltung beschriebenen Plattenarray-Vorrichtung ist die Vorrichtung so aufgebaut, dass in einem Notfall Leistung verschiedenen Abschnitten von der Batterie zugeführt wird. Das Batterieausgabe-Steuerverfahren oder dergleichen wird jedoch nicht erheblich berücksichtigt, so dass möglicherweise Probleme auftreten. Beispielsweise fällt im Fall der in der vorstehend erwähnten Entgegenhaltung beschriebenen Technik die Batterieausgabe während des Auslesesteuerzeitraums, in dem Daten im Speicher in einer Speichervorrichtung gespeichert werden, vorübergehend ab, so dass vorstellbar ist, dass die Plattenarray-Vorrichtung momentan unterbrochen werden könnte. Demgemäß ist diese Technik wenig zuverlässig.
In US 5675816 ist eine Magnetplattenvorrichtung offenbart, die als ein Untersystem eines Computersystems und insbesondere eines Computersystems mittlerer Größe, wobei eine kommerzielle Leistungsversorgung verwendet wird und keine eigene Backup-Leistung vorhanden ist, verwendet wird, welche mehrere Leitvorrichtungen, mehrere Magnetplattenmodule, auf die von den mehreren Leitvorrichtungen gemeinsam zugegriffen wird, mehrere Leitvorrichtungsbatterien zum individuellen Zuführen von Leistung zu den mehreren Leitvorrichtungen, Magnetplattenmodulbatterien zum Zuführen von Leistung zu den Magnetplattenmodulen und eine Leistungssteuereinheit zum unabhängigen Steuern der Leistungszufuhr von den mehreren Leitvorrichtungsbatterien und Magnetplattenmodulbatterien entsprechend dem Betriebszustand der mehreren Leitvorrichtungen und Magnetplattenmodule aufweist.
In EP 1320167A ist eine Schaltung mit mehreren Versorgungsmodulen zum Zuführen von Strom zu einer gemeinsamen Last offenbart. Jedes Versorgungsmodul ist mit einer Treiberschaltung zum Steuern des von dem Modul zugeführten Stroms ausgerüstet. Die Versorgungsmodule sind durch einen gemeinsamen Bus, auf dem ein Signal zum Ausgleichen des von jedem Versorgungsmodul zugeführten Stroms vorhanden ist, verbunden, so dass die Differenz zwischen dem von einem dominanten Versorgungsmodul zugeführten Strom und dem von den restlichen Versorgungsmodulen der Schaltung zugeführten Strom gesteuert und verringert wird. Jedem Versorgungsmodul sind Einrichtungen zum Erzeugen eines PWM-Signals zugeordnet, dessen Dauer proportional zu dem von dem jeweiligen Versorgungsmodul zugeführten Strom ist. Zusätzlich ist jedes Versorgungsmodul mit dem gemeinsamen Bus verbunden, so dass auf diesem ein digitales Gemeinsamverwendungssignal vorhanden ist, das eine Funktion des von dem dominanten Versorgungsmodul erzeugten digitalen PWM-Signals ist. In jedem Versorgungsmodul sind Einrichtungen zum Erzeugen eines Fehlersignals bereitgestellt, wobei die Einrichtungen auf der Grundlage des PWM-Signals des Moduls selbst und auf der Grundlage des digitalen Gemeinsamverwendungssignals ein Fehlersignal erzeugen, welches ein Rückkopplungssignal für die Treiberschaltung des Versorgungsmoduls bildet.
Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Plattenarray-Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Batterieausgabe der Plattenarray-Vorrichtung bereitzustellen, welche so ausgelegt sind, dass elektrische Leistung verschiedenen notwendigen Abschnitten mit höherer Zuverlässigkeit zugeführt werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Plattenarray-Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Batterieausgabe der Plattenarray-Vorrichtung bereitzustellen, welche eine stabile Hilfsausgabe durch die Verwendung erster Hilfsleistungsversorgungen mit voneinander verschiedenen Eigenschaften ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Plattenarray-Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Batterieausgabe der Plattenarray-Vorrichtung bereitzustellen, welche eine Leistungszufuhr erreichen können, die für jeden von mehreren Betriebsmodi geeignet ist, die ausgeführt werden, wenn sich die Hauptleistungsversorgung in einem abnormen Zustand befindet, indem die ersten Hilfsleistungsversorgungen, die zu einer niedrigen Ausgabe über einen verhältnismäßig langen Zeitraum in der Lage sind, und eine zweite Hilfsleistungsversorgung, die zu einer momentanen großen Ausgabe in der Lage ist, kombiniert verwendet werden. Andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehend gegebenen Beschreibung der Ausführungsformen klar werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vorzugsweise vor: eine Plattenarray-Vorrichtung mit: einer Host-Schnittstellensteuereinheit, die den Datenaustausch mit Host-Vorrichtungen steuert, einer Slave-Schnittstellensteuereinheit, die den Datenaustausch mit Slave-Vorrichtungen steuert, einem Speicherabschnitt, den sich die Host-Schnittstellensteuereinheit und die Slave-Schnittstellensteuereinheit teilen, einer Leistungsversorgungsleitung, die jeweils an die Host-Schnittstellensteuereinheit, die Slave-Schnittstellensteuereinheit und den Speicherabschnitt angeschlossen ist, einer Hauptleistungsversorgung, die an die Leistungsversorgungsleitung angeschlossen ist und diese mit Leistung versorgt, und mehreren ersten Hilfsleistungsversorgungen, die jeweils an die Leistungsversorgungsleitung angeschlossen sind und jeweils Hilfsleistung an die Leistungsversorgungsleitung liefern, wenn die Hauptleistungsversorgung keine Leistung an die Leistungsversorgungsleitung liefert, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenarray-Vorrichtung ferner aufweist: eine Steuereinheit, die eine Steueraktion so ausführt, dass die Ausgangssignale der zugehörigen Hilfsleistungsversorgungen im Wesentlichen gleichmäßig sind und dadurch, dass: in einem ersten Fall für eine relativ kurze erste Backup-Zeit eine relativ große erste Hilfsleistung von den ersten Hilfsleistungsversorgungen zugeführt wird, in einem zweiten Fall für eine relativ lange zweite Backup-Zeit eine relativ kleine zweite Hilfsleistung von den ersten Hilfsleistungsversorgungen zugeführt wird, in einem dritten Fall für eine dritte Backup-Zeit, die länger ist als die zweite Backup-Zeit, eine dritte Hilfsleistung, die kleiner ist als die zweite Hilfsleistung, von den ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) zugeführt wird, und die Steuereinheit jeweils Steueraktionen so ausführt, dass die Ausgangssignale der ersten Hilfsleistungsversorgungen nur in dem zweiten und dem dritten Fall im Wesentlichen gleichmäßig sind.
Beispielsweise können Computer, wie Personalcomputer, Server, Großrechner und dergleichen als Beispiele von Host-Vorrichtungen erwähnt werden. Die Host-Schnittstellensteuereinheit ist ein Adapter, der zum Ausführen einer Datenübertragung mit Host-Vorrichtungen verwendet wird. Die Slave-Schnittstellensteuereinheit ist ein Adapter, der zum Ausführen von Datenübertragungen mit Speichervorrichtungen verwendet wird. Beispielsweise können Festplattenlaufwerke, Halbleiterspeichervorrichtungen, optische Plattenlaufwerke und dergleichen als Speichervorrichtungen verwendet werden.
Unter gewöhnlichen Bedingungen führt die Hauptleistungsversorgung den jeweiligen Schnittstellensteuereinheiten und dem Speicherabschnitt (nachstehend als "jeweilige Abschnitte" bezeichnet) über die Leistungsversorgungsleitung Leistung zu. In einem Notfall wie dem Auftreten eines Stromausfalls oder dergleichen führen mehrere erste Hilfsleistungsversorgungen jeweils den jeweiligen Abschnitten über die Leistungsversorgungsleitung Leistung zu. Batterievorrichtungen können als diese ersten Hilfsleistungsversorgungen verwendet werden, wobei beispielsweise Nickel-Wasserstoff-Batterien oder dergleichen verwendet werden.
Es kann Fälle geben, in denen diese ersten Hilfsleistungsversorgungen voneinander verschiedene Eigenschaften haben. Beispielsweise kann die innere Impedanz als eine solche Eigenschaft angeführt werden. In Fällen, in denen die inneren Impedanzwerte der ersten Hilfsleistungsversorgungen voneinander verschieden sind, tritt eine Variation in den Spitzenwerten der Ströme auf, die von den ersten Hilfsleistungsversorgungen ausgegeben werden. Dementsprechend steuert die Steuereinheit getrennt die Ausgaben der ersten Hilfsleistungsversorgungen, so dass die Hilfsausgaben von den ersten Hilfsleistungsversorgungen im Wesentlichen gleichmäßig sind.
Die Steuereinheit kann so aufgebaut sein, dass sie getrennte Steuereinheiten, die jeweils in den ersten Hilfsleistungsversorgungen angeordnet sind, und eine Steuer leitung, die diese getrennten Steuereinheiten verbindet, aufweist. Ferner teilen sich die getrennten Steuereinheiten ein Steuersignal über die Steuerleitung, so dass die getrennten Steuereinheiten jeweils die Ausgaben der ersten Hilfsleistungsversorgungen steuern, in denen die Steuereinheiten selbst angeordnet sind, so dass die Ausgaben der ersten Hilfsleistungsversorgungen im Wesentlichen gleichmäßig sind.
Mit anderen Worten sind getrennte Steuereinheiten jeweils in den jeweiligen ersten Hilfsleistungsversorgungen angeordnet, so dass die Ausgaben der ersten Hilfsleistungsversorgungen getrennt gesteuert werden. Demgemäß wird die Steuerfunktion jeweils unter den ersten Hilfsleistungsversorgungen verteilt, so dass eine Ausgabesteuerung selbständig bei einer Zusammenarbeit der ersten Hilfsleistungsversorgungen ausgeführt werden kann.
Beispielsweise können die getrennten Steuereinheiten so aufgebaut sein, dass jede dieser Steuereinheiten einen Eigenausgabe-Überwachungsabschnitt, der die Ausgabe der ersten Hilfsleistungsversorgung überwacht, in welcher sich die Steuereinheit selbst befindet, einen Sonstige-Ausgaben-Überwachungsabschnitt, der Steuersignale erfasst, die über die Steuerleitungen eingegeben werden, einen Komparator, der die Überwachungsergebnisse des Eigenausgabe-Überwachungsabschnitts und des Sonstige-Ausgaben-Überwachungsabschnitts vergleicht, und einen Anpassungsabschnitt, der das Ausgangssignal der ersten Hilfsleistungsversorgung gemäß den durch den Komparator erhaltenen Vergleichsergebnissen anpasst, aufweist.
Hier überwacht der Eigenausgabe-Überwachungsabschnitt beispielsweise den Stromwert, der von der ersten Hilfsleistungsversorgung ausgegeben wird, in der sich dieser Abschnitt selbst befindet, und der Sonstige-Ausgaben-Überwachungsabschnitt überwacht die Stromwerte, die von anderen ersten Hilfsleistungsversorgungen ausgegeben werden. Weil bewirkt wird, dass die von den ersten Hilfsleistungs versorgungen ausgegebenen Stromwerte auf den Steuerleitungen auftreten, wird der maximale Stromwert auf den Steuerleitungen angezeigt. Dementsprechend führt beispielsweise in Fällen, in denen der maximale Ausgangsstromwert höher ist als der Stromwert, der von der eigenen ersten Hilfsleistungsversorgung der getrennten Steuereinheit ausgegeben wird, diese getrennte Steuereinheit eine Steueraktion aus, so dass der Ausgangsstromwert ihrer eigenen ersten Hilfsleistungsversorgung erhöht wird. Unter der Annahme, dass die Gesamtlast der jeweiligen Abschnitte, die mit der Leistungsversorgungsleitung verbunden sind, nicht schwankt, kann infolge einer Erhöhung des Ausgangsstromwerts einer bestimmten ersten Hilfsleistungsversorgung der Ausgangsstromwert einer anderen ersten Hilfsleistungsversorgung, durch die der maximale Ausgangsstrom bis zu diesem Punkt geflossen ist, verringert werden. Dadurch kann bewirkt werden, dass die Ausgangsstromwerte der ersten Hilfsleistungsversorgungen ein Gleichgewicht erreichen.
In Fällen, in denen die Leistungsversorgungsquelle von der Hauptleistungsversorgung zu den Hilfsleistungsversorgungen umgeschaltet wird, werden ein oder mehrere aus mehreren zuvor präparierten Betriebsmodi ausgewählte Betriebsmodi ausgeführt, um die in der Plattenarray-Vorrichtung gespeicherten Daten zu schützen. Die ersten Hilfsleistungsversorgungen führen entsprechend diesen Betriebsmodi geeignete Hilfsleistung zu.
Hier entspricht der erste Fall typischerweise einem Zustand einer plötzlichen Unterbrechung der Hauptleistungsversorgung. Beispielsweise ist dies ein Fall, in dem der Betrieb der Plattenarray-Vorrichtung während einer verhältnismäßig kurzen Zeit von einigen zehn bis einigen hundert Millisekunden oder dergleichen gewährleistet wird. Der zweite Fall entspricht typischerweise einem Zustand, in dem Daten, die in dem Speicherabschnitt gespeichert sind, in einer Speichervorrichtung gespeichert werden. Beispielsweise ist dies ein Fall, in dem ein spezifizierter Vorgang (Auslesesteuervorgang) der Plattenarray-Vorrichtung während einer verhältnismäßig langen Zeit von einigen Minuten bis einigen zehn Minuten oder dergleichen gewährleistet wird. Der dritte Fall entspricht typischerweise einem Zustand, in dem im Speicherabschnitt gespeicherte Daten gehalten werden, wobei dies beispielsweise ein Fall ist, in dem ein spezifizierter Vorgang (Speicher-Backup-Vorgang) der Plattenarray-Vorrichtung während einer längeren Zeit von einigen zehn Stunden oder dergleichen gewährleistet wird.
Im ersten Fall, der verwendet wird, um einen Zustand einer plötzlichen Unterbrechung der Hauptleistungsversorgung zu behandeln, wird keine Steuerung ausgeführt, die die Ausgaben unter den ersten Hilfsleistungsversorgungen im Wesentlichen gleichmäßig macht. Insbesondere kann im ersten Fall die Variation der Eigenschaften der ersten Hilfsleistungsversorgungen umgekehrt in vorteilhafter Weise verwendet werden, so dass die notwendige Hilfsausgabe erhalten wird. Andererseits werden im zweiten und im dritten Fall die Ausgaben der ersten Hilfsleistungsversorgungen im Wesentlichen gleichmäßig gemacht, so dass die notwendige Hilfsausgabe stabil erhalten wird.
Innenzustandsdetektoren, welche einen inneren Zustand erfassen, sind jeweils in den ersten Hilfsleistungsversorgungen angeordnet, und die getrennten Steuereinheiten können auch die Ausgaben der ersten Hilfsleistungsversorgungen unter Berücksichtigung des erfassten inneren Zustands steuern.
Hier können die ersten Hilfsleistungsversorgungen so aufgebaut sein, dass sie mehrere Hilfsleistungsversorgungszellen aufweisen. Ferner können die Innenzustandsdetektoren die Temperaturen der Hilfsleistungsversorgungszellen als den vorstehend erwähnten inneren Zustand erfassen. Die Temperaturen aller Hilfsleistungsversorgungszellen können jeweils erfasst werden, oder die Temperaturen nur einer oder einer bestimmten Anzahl von Hilfsleistungsversorgungszellen können erfasst werden. Ferner kann beispielsweise in Fällen, in denen die Temperaturen der Hilfsleistungsversorgungszellen eine spezifizierte Temperatur übersteigen, die Steuerung so ausgeführt werden, dass der Betrieb der ersten Hilfsleistungsversorgungen, die diese hohe Temperatur erreicht haben, unterbrochen wird, um eine Verringerung der Nutzungsdauer zu verhindern.
Die getrennten Steuereinheiten können entweder mit der Host-Schnittstellensteuereinheit oder der Slave-Schnittstellensteuereinheit oder mit diesen beiden Schnittstellensteuereinheiten verbunden sein. Daher können die Zustände der ersten Hilfsleistungsversorgungen entweder in der Host-Schnittstellensteuereinheit oder in der Slave-Schnittstellensteuereinheit oder in diesen beiden Schnittstellensteuereinheiten überwacht werden. Ferner können die Schnittstellensteuereinheiten notwendige Befehle (beispielsweise eine Änderung des Ausgangszielwerts, eine Unterbrechung der Ausgabe, ein Neustarten der Ausgabe oder dergleichen) auf der Grundlage dieser Überwachungsergebnisse zu den ersten Hilfsleistungsversorgungen senden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine zweite Hilfsleistungsversorgung, die Hilfsleistung zuführt, getrennt von den ersten Hilfsleistungsversorgungen angeordnet werden.
Beispielsweise kann eine Kondensatorvorrichtung in der Art eines Elektrolytkondensators, eines elektrischen Doppelschichtkondensators oder dergleichen als ein Beispiel der zweiten Hilfsleistungsversorgung erwähnt werden.
Die mehreren ersten Hilfsleistungsversorgungen können aus mehreren verschiedenen Typen erster Hilfsleistungsversorgungen bestehen. Beispielsweise können verschiedene Batterietypen, wie Nickel-Wasserstoff-Batterien, Bleibatterien, Nickel-Cadmium-Batterien, Lithiumbatterien, Brennstoffzellen und dergleichen in Kombination verwendet werden, so dass eine heterogene Batterieumgebung gebildet wird.
Beispielsweise verschlechtert sich im Fall der ersten Hilfsleistungsversorgungen, die als Batterievorrichtungen aufgebaut sein können, die Funktionsweise, wie die Nutzungsdauer und dergleichen, falls die Innentemperatur einen hohen Wert erreicht. In Hinblick auf die Verringerung der Größe der Plattenarray-Vorrichtung ist es dabei wünschenswert, dass die ersten Hilfsleistungsversorgungen bei einer möglichst hohen Dichte montiert werden. Demgemäß ist es notwendig, ein Gleichgewicht zwischen dem Verhindern einer Temperaturerhöhung und einer wirksamen Ausnutzung des Installationsraums zu erreichen.
Demgemäß sind die ersten Hilfsleistungsversorgungen aneinander angrenzend angeordnet. Ferner sind Luftaufnahmeöffnungen in den ersten Hilfsleistungsversorgungen in beiden Seitenflächen in Anordnungsrichtung gebildet, und Kühlungslüfter, welche die von den vorstehend erwähnten Luftaufnahmeöffnungen aufgenommene Luft nach außen ausstoßen, sind jeweils in den jeweiligen ersten Hilfsleistungsversorgungen angeordnet. Die Fläche der Luftaufnahmeöffnungen kann entsprechend dem Durchströmungsweg der Kühlluft festgelegt werden.
Die ersten Hilfsleistungsversorgungen sind aneinander angrenzend angeordnet. Luftaufnahmeöffnungen sind in beiden Seitenflächen entlang der Richtung des angrenzenden Einbaus (Anordnungsrichtung) gebildet. Die Luft, die von beiden Seitenflächen über die Luftaufnahmeöffnungen in das Innere der ersten Hilfsleistungsversorgungen strömt, strömt durch die ersten Hilfsleistungsversorgungen, während sie Wärme von den Hilfsleistungsversorgungszellen oder dergleichen aufnimmt, und wird durch Kühlungslüfter nach außen abgegeben. Dadurch kann eine Erhöhung der Temperatur der ersten Hilfsleistungsversorgungen unterdrückt werden. Hier kann die Fläche der Luftaufnahmeöffnungen entsprechend dem Durchströmungspfad der Kühlluft festgelegt werden. Beispielsweise wird in der Nähe des Kühlungslüfters, der auf der stromabwärts gelegenen Seite der Kühlluft angeordnet ist, Wärme von der stromaufwärts gelegenen Seite eingebracht, weshalb es Fälle gibt, in denen die Temperatur dazu neigt, hier höher zu sein als auf der stromaufwärts gelegenen Seite. In diesen Fällen wird die Fläche der Luftaufnahmeöffnung auf der stromabwärts gelegenen Seite auf einen größeren Wert gelegt als jene auf der stromaufwärts gelegenen Seite. Daher kann die Temperatur innerhalb der ersten Hilfsleistungsversorgungen auf eine im Wesentlichen gleichmäßige Temperatur geregelt werden.
Gemäß einer getrennten Ausführungsform sind die ersten Hilfsleistungsversorgungen und die zweite Hilfsleistungsversorgung so angeordnet, dass beide Seitenflächen der zweiten Hilfsleistungsversorgung durch die ersten Hilfsleistungsversorgungen geklemmt sind. Ferner sind Luftaufnahmeöffnungen jeweils in den jeweiligen ersten Hilfsleistungsversorgungen und der zweiten Hilfsleistungsversorgung in beiden Seitenflächen entlang der Anordnungsrichtung gebildet, und ein Kühlungslüfter, der die durch die ersten Hilfsleistungsversorgungen einfließende Luft nach außen ausstößt, ist in der zweiten Hilfsleistungsversorgung angeordnet.
Mit anderen Worten wirkt die zweite Hilfsleistungsversorgung auch als ein gemeinsamer Kühlmechanismus für die ersten Hilfsleistungsversorgungen, die auf beiden Seitenflächen der zweiten Hilfsleistungsversorgung angeordnet sind. Im Allgemeinen neigt die zweite Hilfsleistungsversorgung dazu, eine geringere innere Montagedichte zu haben als die ersten Hilfsleistungsversorgungen, so dass leicht zusätzlicher Platz gewährleistet werden kann. Die ersten und die zweiten Hilfsleistungsversorgungen können durch die Verwendung dieses zusätzlichen Platzes als eine gemeinsame Luftführung wirksam gekühlt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein erklärendes Diagramm, das das schematische Konzept einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ist eine Außenansicht einer Plattenarray-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
3 ist eine perspektivische Ansicht des Schemas des Aufbaus des Batteriekästchens,
4 ist ein erklärendes Diagramm, das das Verfahren zeigt, welches zum Festlegen der Öffnungsfläche der Luftaufnahmeöffnungen verwendet wird,
5 ist ein Funktionsblockdiagramm der Plattenarray-Vorrichtung,
6 ist ein Schaltplan, der sich auf die Leistungsversorgungsschaltung der Plattenarray-Vorrichtung konzentriert,
7 ist ein Schaltplan, der die Schaltungskonstruktion des Batteriekästchens zeigt,
8 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung zeigt,
9 ist ein Zeitablaufdiagramm des Leistungsversorgungs-Backups,
10 ist ein Schaltplan der Leistungsversorgungsbeziehung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
11 ist ein Flussdiagramm, das die Ausgangssteuerverarbeitung des Batteriekästchens und dergleichen zeigt,
12 ist eine Außenansicht der Plattenarray-Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform,
13 ist ein Schaltplan der Leistungsversorgungsbeziehung,
14 ist ein Flussdiagramm, das die Ausgangssteuerverarbeitung des Batteriekästchens zeigt,
15 ist ein Zeitablaufdiagramm des Leistungsversorgungs-Backups,
16 ist ein Schaltplan der Leistungsversorgungsbeziehung gemäß einer vierten Ausführungsform,
17 ist eine Außenansicht der Plattenarray-Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform,
18 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriekästchens und des Kondensatorkästchens, und
19 ist ein erklärendes Diagramm, das in Modellform die Strömung der Kühlluft durch das Batteriekästchen und das Kondensatorkästchen zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Figuren beschrieben. Gemäß den vorliegenden Ausführungsformen (die nachstehend in weiteren Einzelheiten beschrieben werden) umfasst die Plattenarray-Vorrichtung mehrere Kanaladapter (nachstehend als "CHAs" bezeichnet), die jeweils den Datenaustausch mit mehreren Host-Computern steuern, mehrere Plattenlaufwerksgruppen, mehrere Plattenadapter (nachstehend als "DKAs" bezeichnet), die jeweils den Datenaustausch mit diesen mehreren Plattenlaufwerksgruppen steuern, einen Cache-Speicher und einen geteilten Speicher (Steuerspeicher), die von den CHAs und DKAs gemeinsam verwendet werden, einen gemeinsamen Leistungsversorgungsbus, der mit den CHAs, den DKAs, dem Cache-Speicher und dem geteilten Speicher, die vorstehend erwähnt wurden, verbunden ist, eine AC/DC-Leistungsversorgung, die die erforderliche Leistung unter Verwendung einer kommerziellen Leistungsquelle als eine Leistungsversorgung erzeugt und den verschiedenen Abschnitten über den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus Leistung zuführt, einen oder mehrere Kondensatorkästchen, die in Fällen, in denen die AC/DC-Leistungsversorgung während einer sehr kurzen Zeit unterbrochen ist, eine spezifizierte Leistung zuführen, und mehrere Batteriekästchen, die eine spezifizierte Leistung in Fällen zuführen, in denen die AC/DC-Leistungsversorgung während eines relativ langen Zeitraums unterbrochen wird.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine den Ausgangsstrom ausgleichende Entladeschaltung, die den Ausgangsstrom des betreffenden Batteriekästchens entsprechend den Ausgangsströmen von anderen Batteriekästchen einstellt, in jedem Batteriekästchen angeordnet. Daher wird in Fällen, in denen die AC/DC-Leistungsversorgung während einer sehr kurzen Zeit unterbrochen wird, eine momentane große Leistung von dem Kondensatorkästchen ausgegeben, so dass der Betrieb der Plattenarray-Vorrichtung gewährleistet ist. In Fällen, in denen die AC/DC-Leistungsversorgung während eines verhältnismäßig langen Zeitraums unterbrochen wird, werden Ströme von den mehreren Batteriekästchen statt von dem Kondensatorkästchen ausgegeben. Während einer solchen langfristigen Unterbrechung wird beispielsweise ein Auslesesteuervorgang, bei dem der Speicherinhalt des Cache-Speichers auf einem Plattenlaufwerk gespeichert wird, oder ein Cache-Speicher-Backup-Vorgang ausgeführt. Hier führt jedes Batteriekästchen eine wechselseitige Überwachung der Werte der Ausgangsströme von den anderen Batteriekästchen aus und steuert die Werte der Ausgangsströme, so dass die Ausgangsströme unter den Batteriekästchen im Wesentlichen gleichmäßig gemacht werden.
1 ist ein erklärendes Diagramm, das das schematische Gesamtkonzept der vorliegenden Ausführungsform in Modellform zeigt. Wie vorstehend beschrieben wurde, umfasst diese Plattenarray-Vorrichtung eine Plattenlaufwerksgruppe 1, die mehrere Plattenlaufwerke 1A enthält, mehrere Steuerschaltungsplatinengruppen 2, wie CHAs, DKAs und dergleichen, ein oder mehrere Kondensatorkästchen 3, die mehrere Kondensatoren 3A enthalten, mehrere Batteriekästchen 4, die mehrere Batteriezellen 4A enthalten, und eine AC/DC-Leistungsversorgung 5. Die Plattenlaufwerksgruppe 1, die Steuerschaltungsplatinen 2, das Kondensatorkästchen bzw. die Kondensatorkästchen 3 und die Batteriekästchen 4 sind jeweils an einen gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 7 angeschlossen. Ferner besteht der gemeinsame Leistungsversorgungsbus 7 aus einem plusseitigen Bus 7A und einem masseseitigen Bus 7B.
Die AC/DC-Leistungsversorgung 5 ist mit einer kommerziellen Leistungsquelle 6 verbunden. Unter gewöhnlichen Bedingungen, wie auf der linken Seite der unteren Hälfte von
1 dargestellt ist, wandelt die AC/DC-Leistungsversorgung 5 den von der kommerziellen Leistungsquelle 6 zugeführten Wechselstrom in einen Gleichstrom, der einen spezifizierten Spannungswert und einen spezifizierten Stromwert aufweist, und gibt diesen Gleichstrom an den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 7 aus.
In Fällen, in denen in der kommerziellen Leistungsquelle 6 ein Stromausfall oder ein momentaner Spannungsabfall auftritt, oder in Fällen, in denen in der AC/DC-Leistungsversorgung 5 irgendeine Art eines Problems auftritt, so dass die Ausgabe der AC/DC-Leistungsversorgung 5 unter einen spezifizierten Wert abfällt, ergibt sich ein Zustand einer plötzlichen Unterbrechung, und es wird ein Leistungs-Backup-Vorgang ausgeführt.
Im Fall eines solchen plötzlichen Unterbrechungszustands (in den Figuren als "plötzlicher Stromausfall" bezeichnet) wird sofort ein spezifizierter großer Strom von dem Kondensatorkästchen 3 an den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 7 ausgegeben. Mit anderen Worten wird der Betrieb der Plattenarray-Vorrichtung selbst dann durch einen Backup-Strom vom Kondensatorkästchen 3 gewährleistet, wenn die AC/DC-Leistungsversorgung 5 plötzlich unterbrochen wird.
Das Kondensatorkästchen 3 führt nur während einer kurzen Zeit einen großen Strom zu. In Fällen, in denen die AC/DC-Leistungsversorgung 5 während einer Zeit unterbrochen wird, die die vom Kondensatorkästchen 3 bereitgestellte Backup-Zeit übersteigt, liefern die Batteriekästchen 4 an Stelle des Kondensatorkästchens 3 einen Backup-Strom. Während dieses Zeitraums werden Datengruppen, die im Cache-Speicher gespeichert sind, in ein spezifiziertes Plattenlaufwerk geschrieben und gespeichert (Auslesesteuervorgang). Während dieses Auslesesteuerzeitraums kann die Plattenarray-Vorrichtung einen Datenaustausch unter Verwendung des Cache-Speichers und der CHAs und DKAs ausführen.
In Fällen, in denen die Ausgangsleistung der AC/DC-Leistungsversorgung 5 selbst nach Überschreiten des Auslese steuerzeitraums noch nicht wiederhergestellt wurde, geht die Plattenarray-Vorrichtung zu einem Speicher-Backup-Vorgang über. Bei diesem Speicher-Backup-Vorgang wird ein langfristiges Backup der Daten in dem Cache-Speicher ausgeführt, so dass eine schnelle Rückkehr zum gewöhnlichen Betrieb erreicht werden kann, wenn sich die AC/DC-Leistungsversorgung 5 erholt. Während dieses Speicher-Backup-Zeitraums werden die Speicherinhalte des Cache-Speichers durch einen niedrigen Strom gehalten, der von den Batteriekästchen 4 ausgegeben wird.
Einzelheiten der Plattenarray-Vorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen werden nachstehend beschrieben. Zuerst werden die äußere Konstruktion und ein Teil der mechanischen Konstruktion der Plattenarray-Vorrichtung beschrieben, und es wird als nächstes ein Überblick über die Blockkonstruktion der Plattenarray-Vorrichtung gegeben. Ferner werden die Schaltungsstruktur des Leistungsversorgungssystems der Plattenarray-Vorrichtung und das (in diesem Leistungsversorgungssystem) verwendete Steuerverfahren beschrieben.
1. Erste Ausführungsform
2 ist eine Außenansicht der Plattenarray-Vorrichtung 10. Die Plattenarray-Vorrichtung 10 kann so aufgebaut sein, dass sie ein Gehäuse 11 sowie einen Speicherabschnitt 20, eine Steuereinheit 30 und eine Leistungsversorgung 40, die innerhalb dieses Gehäuses 11 angeordnet sind, aufweist.
Der Speicherabschnitt 20 kann im oberen Abschnitt des Gehäuses 11 angeordnet sein. Der Speicherabschnitt 20 besteht aus zahlreichen Plattenlaufwerken 21, die abnehmbar in dem Gehäuse 11 montiert sind. Beispielsweise können die Plattenlaufwerke 21 aus Festplattenlaufwerken bestehen, diese Plattenlaufwerke 21 können jedoch auch aus Halbleiterspeichervorrichtungen, optischen Plattenlaufwerken oder dergleichen bestehen.
Die Steuereinheit 30 kann sich im Gehäuse 11 befinden, so dass sie unterhalb des Speicherabschnitts 20 positioniert ist. Beispielsweise sind verschiedene Typen von Steuerschaltungsplatinen 31, die als CHAs und DKAs wirken, abnehmbar in der Steuereinheit 30 montiert.
Die Leistungsversorgung 40 kann im untersten Abschnitt des Gehäuses 11 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Leistungsversorgung 40 so aufgebaut sein, dass dieser Abschnitt mehrere AC/DC-Leistungsversorgungen 50 und mehrere Batteriekästchen 60 und mehrere Kondensatorkästchen 70, die unterhalb dieser AC/DC-Leistungsversorgungen 50 angeordnet sind, aufweist.
In dem Gehäuse 11 können Speicherabschnitte 20, Steuereinheiten 30 und Leistungsversorgungen 40 nicht nur auf der Frontflächenseite, sondern auch auf der Rückflächenseite, Rücken an Rücken angeordnet sein. Ein Kühlluftkanal (in den Figuren nicht dargestellt), der von der Unterseite zur Oberseite führt, ist innerhalb des Gehäuses 11 ausgebildet, und mehrere Kühlungslüfter (in den Figuren nicht dargestellt) sind im oberen Abschnitt des Gehäuses 11 angeordnet. Die von der Leistungsversorgung 40, der Steuereinheit 30 und dem Speicherabschnitt 20 erzeugte Wärme wird durch die Kühlluft, die durch den Kühlluftkanal strömt, vom oberen Abschnitt des Gehäuses 11 abgegeben (in die durch den Pfeil F1 angegebene Richtung).
Ferner können die Plattenlaufwerke 21, die Steuerschaltungsplatinen 31, die AC/DC-Leistungsversorgungen 50, die Batteriekästchen 60 und die Kondensatorkästchen 70 beispielsweise dadurch ersetzt werden oder dergleichen, dass sie in die durch den Pfeil F2 angegebene Richtung herausgezogen werden.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die den schematischen Aufbau der in 2 dargestellten Batteriekästchen 60 zeigt. Die Batteriekästchen 60 können so aufgebaut sein, dass sie ein Gehäuse 61, mehrere Luftaufnahmeöffnungen 62, die in beiden Seitenflächen des Gehäuses 61 gebildet sind, eine Steuerschaltung 63, die innerhalb des Gehäuses 61 angebracht ist, mehrere Batterieschaltungen 64, die innerhalb des Gehäuses 61 angebracht sind und so aufgebaut sind, dass mehrere Batteriezellen in Reihe geschaltet sind, und einen Kühlungslüfter 65, der an der hinteren Endseite innerhalb des Gehäuses 61 angebracht ist, aufweisen.
Eine Ladeschaltung 620, eine Entladeschaltung 650 und dergleichen (später beschrieben) sind in die Steuerschaltung 63 aufgenommen. Das Laden und Entladen mehrerer Batterieschaltungen 64 wird durch eine Steuerschaltung 63 gesteuert. Mehrere Steuerschaltungen 63A und 63B (gemeinsam als "Steuerschaltung 63" bezeichnet), mehrere Reihen von Batterieschaltungen 64A und 64B (gemeinsam als "Batterieschaltung 64" bezeichnet), die durch die Steuerschaltungen 63A und 63B gesteuert werden, und mehrere Kühlungslüfter 65A und 65B (gemeinsam als "Kühlungslüfter 65" bezeichnet), die jeweils verwendet werden, um die Reihen von Batterieschaltungen 64A und 64B zu kühlen, sind jeweils in 3 dargestellt.
Wie in 3 dargestellt ist, sind die Steuerschaltung 63, die Batterieschaltung 64 und der Kühlungslüfter 65 in Längsrichtung des Gehäuses 61 angeordnet. Zahlreiche Luftaufnahmeöffnungen 62 sind in einer Fläche gebildet, die entlang einer Richtung (Richtung F3) verläuft, die senkrecht zu dieser Anordnungsrichtung (Richtung F4) in derselben Ebene ist. Luft von außen strömt infolge der Druckdifferenz, die durch den Kühlungslüfter 65 erzeugt wird, von den Luftaufnahmeöffnungen 62 in das Gehäuse 61. Die Luft, die in das Gehäuse 61 strömt, strömt zu den Kühlungslüftern 65, während Wärme von den Batterieschaltungen 64 und dergleichen aufgenommen wird. Dann tritt die Luft, die Wärme innerhalb des Gehäuses 61 aufgenommen hat, durch die Kühlungslüfter 65 und strömt in den Kühlluftkanal, der im Gehäuse 11 der Plattenarray-Vorrichtung 10 ausgebildet ist, und sie wird von dem oberen Abschnitt des Gehäuses 11 nach außen abgegeben.
Hier werden die folgenden zwei Punkte berücksichtigt, wenn die Luftaufnahmeöffnungen 62 gebildet werden. Der erste Punkt besteht darin, dass die Luftaufnahmeöffnungen 62 nicht [nur] in der Frontfläche des Gehäuses 61 (in Richtung F2 in 1) gebildet werden, sondern vielmehr auf beiden Seitenflächen des Gehäuses 61 gebildet werden. In Fällen, in denen Luftaufnahmeöffnungen 62 in der Frontfläche des Gehäuses 61 gebildet sind, nimmt die von der Frontfläche des Gehäuses 61 einströmende Luft Wärme von den Batterieschaltungen 64 und dergleichen auf, während sie sich zu dem Kühllüfter 65 auf der Seite der hinteren Fläche bewegt. Dadurch wird Kühlluft, die durch die Aufnahme von Wärme auf eine hohe Temperatur gebracht wurde, weiter stromaufwärts den Batterieschaltungen 64 zugeführt, die auf der stromabwärts gelegenen Seite positioniert sind. Dementsprechend besteht eine Möglichkeit, dass die auf der stromabwärts gelegenen Seite positionierten Batterieschaltungen unzureichend gekühlt werden. Ferner besteht eine Möglichkeit, dass eine verhältnismäßig große Temperaturdifferenz zwischen den Batterieschaltungen 64 erzeugt wird. Dementsprechend sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform Luftaufnahmeöffnungen 62 jeweils in beiden Seitenflächen des Gehäuses 61 ausgebildet, so dass die sich aus den Installationspositionen der Batterieschaltungen 64 ergebende Temperaturdifferenz verringert wird.
Der zweite Punkt besteht darin, dass die Fläche der Luftaufnahmeöffnungen 62 entsprechend dem Durchströmungspfad der Kühlluft festgelegt wird. Die Beziehung zwischen der Öffnungsfläche der Luftaufnahmeöffnungen und dem Durchströmungspfad der Kühlluft ist in 4 dargestellt. Wie in 4 dargestellt ist, sind die Luftaufnahmeöffnungen 62 so ausgebildet, dass die Öffnungsfläche in Stufen von der stromaufwärts gelegenen Seite (Frontflächenseite des Gehäuses 61) zur stromabwärts gelegenen Seite (Seite der hinteren Fläche des Gehäuses 61) der strömenden Kühlluft zunimmt. Dadurch kann die Wärme auf der stromaufwärts gelegenen Seite abgeführt werden, und große Mengen frischer Luft von außen können auf der stromabwärts gelegenen Seite aufgenommen werden, die dazu neigt, eine verhältnismäßig hohe Temperatur zu erreichen. Dementsprechend kann die zwischen den Batterieschaltungen 64 erzeugte Temperaturdifferenz unterdrückt werden, so dass eine Beeinträchtigung der Funktionsweise und dergleichen verhindert werden können.
In 4 variiert die Öffnungsfläche der Luftaufnahmeöffnungen 62 in drei Stufen, nämlich einem stromaufwärts gelegenen Bereich, einem Mittelbereich und einem stromabwärts gelegenen Bereich. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern es wäre auch möglich, die Öffnungsfläche in zwei Stufen (beispielsweise stromaufwärts gelegene Seite vom Mittelteil und stromabwärts gelegene Seite vom Mittelteil) zu variieren oder die Öffnungsfläche in vier oder mehr Stufen einzustellen. Ferner ist es nicht notwendig, dass die Form der Luftaufnahmeöffnungen 62 rund ist. Beispielsweise kann eine andere Form, wie eine Schlitzform oder dergleichen, auch verwendet werden. Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Fall beschrieben, in dem die Batteriekästchen 60 und die Kondensatorkästchen 70 als Beispiel luftgekühlt sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und es wäre auch möglich, entweder die Batteriekästchen 60 oder die Kondensatorkästchen 70 oder beide durch eine andere Kühlstruktur in der Art einer Wasserkühlung oder dergleichen zu kühlen.
5 ist ein Blockdiagramm, das sich auf die funktionelle Konstruktion der Plattenarray-Vorrichtung 10 konzentriert. Die Plattenarray-Vorrichtung 10 kann über ein Kommunikationsnetz CN1 mit mehreren Host-Computern H1 verbunden werden.
Beispielsweise ist das Kommunikationsnetz CN1 ein LAN, ein SAN, das Internet, eine zweckgebundene Schaltung oder dergleichen. In Fällen, in denen ein LAN verwendet wird, erfolgt die Datenübertragung zwischen den Host-Computern H1 und der Plattenarray-Vorrichtung 10 nach TCP/IP. In Fällen, in denen ein SAN verwendet wird, verwenden die Host-Computer H1 und die Plattenarray-Vorrichtung 10 ein Faserkanalprotokoll. Ferner wird in Fällen, in denen die Host-Computer H1 Großrechner sind, die Datenübertragung nach einem Kommunikationsprotokoll, wie (beispielsweise) FICON (Fiber Connection: eingetragenes Warenzeichen), ESCON (Enterprise System Connection: eingetragenes Warenzeichen), ACONARC (Advanced Connection Architecture: eingetragenes Warenzeichen), FIBARC (Fiber Connection Architecture: eingetragenes Warenzeichen) oder dergleichen, ausgeführt.
Beispielsweise werden die Host-Computer H1 als Server, Personalcomputer, Workstations, Großrechner oder dergleichen verwirklicht. Beispielsweise werden die Host-Computer H1 über ein getrenntes Kommunikationsnetz mit mehreren Client-Endgeräten verbunden, die außerhalb der Figuren positioniert sind. Beispielsweise stellen die Host-Computer H1 den Client-Endgeräten Dienste bereit, indem sie das Lesen oder Schreiben von Daten in der Plattenarray-Vorrichtung 10 ansprechend auf Anforderungen von den Client-Endgeräten ausführen.
Die CHAs 110 steuern die Datenübertragung mit den Host-Computern H1 und weisen Kommunikationsports 111 auf. Mehrere CHAs 110 können in die dad 10 eingebaut werden. Beispielsweise werden die CHAs 110 entsprechend dem Typ des Host-Computers H1, beispielsweise als offene CHAs, als Großrechner-CHAs oder dergleichen, bereitgestellt.
Die CHAs 110 empfangen Daten und Befehle für das Lesen von Daten aus den jeweiligen angeschlossenen Host-Computern H1 und für das Schreiben in diese, und sie arbeiten in Übereinstimmung mit solchen von den Host-Computern H1 empfangenen Befehlen.
Dies wird vorab beschrieben, einschließlich des Betriebs der DKAs 120. Zuerst wird, wenn [einer der] CHAs 110 einen Lesebefehl vom Host-Computer H1 empfängt, dieser Lesebefehl in dem geteilten Speicher 140 gespeichert. Die DKAs 120 beziehen sich gelegentlich auf den geteilten Speicher 140, und wenn ein nicht verarbeiteter Lesebefehl entdeckt wird, werden die [betreffenden] Daten aus dem Plattenlaufwerk 21 ausgelesen und im Cache-Speicher 130 gespeichert. Der CHA 110 liest die Daten aus, die zum Cache-Speicher 130 übertragen wurden, und sendet diese Daten zum Host-Computer H1.
Wenn der CHA 110 einen Schreibbefehl von dem [vorstehend erwähnten] Host-Computer H1 empfängt, wird dieser Schreibbefehl im geteilten Speicher 140 gespeichert. Ferner speichert der CHA 110 die empfangenen Daten (Benutzerdaten) im Cache-Speicher 130. Nach dem Speichern der Benutzerdaten im Cache-Speicher 130 teilt der CHA 110 den Abschluss des Schreibens dem Host-Computer H1 mit. Entsprechend dem im geteilten Speicher 140 gespeicherten Schreibbefehl liest der DKA 120 die im Cache-Speicher 130 gespeicherten Daten aus und speichert diese Daten auf einem spezifizierten Plattenlaufwerk 21. Hier werden Benutzerdaten, die nur im Cache-Speicher 130 gespeichert werden, als "unsaubere Daten" bezeichnet und Daten, die sowohl im Cache-Speicher 130 als auch im Plattenlaufwerk 21 gespeichert sind, als "saubere Daten" bezeichnet.
Mehrere dieser DKAs 120 können in die Plattenarray-Vorrichtung 10 eingebaut werden. Die DKAs 120 steuern jeweils die Datenkommunikation mit den Plattenlaufwerken 21. Beispielsweise sind die DKAs 120 und die Plattenlaufwerke 21 über ein Kommunikationsnetz CN4 in der Art eines SANs oder dergleichen miteinander verbunden, und die Datenübertragung in Blockeinheiten erfolgt nach einem Faserkanalprotokoll. Die DKAs 120 überwachen gelegentlich die Zustände der Plattenlaufwerke 21, und die Ergebnisse dieser Überwachung werden über ein internes Netz CN3 zu einem SVP 160 übertragen.
Ferner sind die CHAs 110 bzw. die DKAs 120 als Steuerschaltungsplatinen aufgebaut, die eine Platine, auf die ein Prozessor, ein Speicher und dergleichen montiert sind, und ein Steuerprogramm, das in dem Speicher gespeichert ist (keiner von diesen ist in den Figuren dargestellt), aufweisen, und jeweilige spezifizierte Funktionen werden durch das Zusammenwirken dieser Hardware und Software verwirklicht.
Beispielsweise speichert der Cache-Speicher 130 Benutzerdaten und dergleichen. Der Cache-Speicher 130 kann zum Beispiel aus einem nichtflüchtigen Speicher bestehen, er kann jedoch auch aus einem flüchtigen Speicher bestehen. In der folgenden Beschreibung wird ein Fall, in dem der ganze Cache-Speicher 130 oder ein Teil davon aus einem flüchtigen Speicher besteht, als Beispiel verwendet.
Beispielsweise kann der geteilte Speicher (oder Steuerspeicher) 140 aus einem nichtflüchtigen Speicher bestehen, dieser geteilte Speicher kann jedoch auch aus einem flüchtigen Speicher bestehen. Beispielsweise werden Steuerinformationen, Verwaltungsinformationen und dergleichen in dem geteilten Speicher 140 gespeichert. Diese Informationen, wie Steuerinformationen und dergleichen, können durch mehrere geteilte Speicher 140 multiplex-verwaltet werden. Es können mehrere geteilte Speicher 140 und Cache-Speicher 130 eingebaut werden. Ferner können der Cache-Speicher 130 und der geteilte Speicher 140 auch in einer gemischten Konfiguration auf derselben Speicherplatine montiert werden. Alternativ kann ein Teil eines Einzelspeichers als ein Cache-Bereich verwendet werden, und ein anderer Teil dieses Speichers kann als ein Steuerbereich verwendet werden.
Der Schaltabschnitt 150 verbindet jeweils die CHAs 110, die DKAs 120, den Cache-Speicher 130 und den geteilten Speicher 140. Dadurch können alle CHAs 110 und DKAs 120 auf den Cache-Speicher 130 bzw. den geteilten Speicher 140 zugreifen. Beispielsweise kann der Schaltabschnitt 150 als ein sehr schneller Kreuzschienenschalter oder dergleichen konstruiert sein.
Die Plattenlaufwerke 21 sind physikalische Speichervorrichtungen. Beispielsweise sind RAID-Gruppen 22, die virtuelle logische Bereiche bilden, auf physikalischen Speicherbereichen konstruiert, die durch Plattenlaufwerke 21 bereitgestellt sind, bei denen vier Laufwerke einen Satz bilden (wenngleich dies von der RAID-Konstruktion und dergleichen abhängt). Ferner können eine oder mehrere virtuelle logische Einheiten (LU) 23 auf den RAID-Gruppen 22 festgelegt werden.
Ferner ist es nicht notwendig, dass alle von der Plattenarray-Vorrichtung 10 verwendeten Speicherressourcen innerhalb der Plattenarray-Vorrichtung 10 angeordnet werden. Die Plattenarray-Vorrichtung 10 kann Speicherressourcen, die außerhalb der Plattenarray-Vorrichtung 10 vorhanden sind, aufnehmen und verwenden, als ob diese Speicherressourcen ihre eigenen Speicherressourcen wären.
Der Dienstprozessor (SVP) 106 ist über ein internes Netz CN3 in der Art eines LANs oder dergleichen mit den CHAs 110 und den DKAs 120 verbunden. Ferner kann der SVP 160 über ein Kommunikationsnetz CN2 in der Art eines LANs oder dergleichen mit mehreren Verwaltungsgeräten M1 verbunden werden. Wie später beschrieben wird, sammelt der SVP 160 verschiedene Typen innerer Zustände innerhalb der Plattenarray-Vorrichtung 10, einschließlich des Zustands der Leistungsversorgung 40, und führt diese Zustände den Verwaltungsgeräten M1 zu.
Die Leistungsversorgung 40 führt den jeweiligen Leistung benötigenden Abschnitten in der Art der vorstehend erwähnten CHAs 110, DKAs 120, des Cache-Speichers 130 und dergleichen, über den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus Leistung zu.
6 ist ein schematischer Schaltplan, der sich auf das Leistungsversorgungssystem konzentriert. Die AC/DC-Leistungsversorgungen 50 sind mit einem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 verbunden. Der Bus 51A ist ein plusseitiger Bus, und der Bus 51B ist ein masseseitiger Bus. Nur eine AC/DC-Leistungsversorgung 50 ist in den Figuren dargestellt.
Die Plattenlaufwerke 21 des Speicherabschnitts 20 sind mit dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 verbunden, so dass die erforderliche Leistung über den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 erhalten werden kann. Die Steuerschaltungsplatinen 31 sind Steuerpaketplatinen, die jeweils die vorstehend erwähnten CHAs 110, DKAs 120, den Cache-Speicher 130 und dergleichen verwirklichen.
Insbesondere sind diese Platinen entsprechend den jeweiligen Funktionen gepackt, wobei CHA-Platinen die Funktionen der CHAs 110 verwirklichen, DKA-Platinen die Funktionen der DKAs 120 verwirklichen und auf Cache-Speicherplatinen die Cache-Speicher 130 und dergleichen montiert sind.
Nachstehend wird als Beispiel ein Fall beschrieben, bei dem die Steuerschaltungsplatinen 31 entweder CHA-Platinen oder DKA-Platinen sind. Die Steuerschaltungsplatinen 31 weisen mehrere DC/DC-Wandler 32 und mehrere verschiedene Lasttypen 33A und 33B (gemeinsam als "Last 33" bezeichnet) auf. Beispielsweise ist eine Last 33A eine Last in der Art einer CPU (Zentralverarbeitungseinheit), einer LSI (hochintegrierten Schaltung) oder dergleichen, während die andere Last 33B eine andere allgemeine Logikschaltung oder dergleichen ist. Weil die Lasten 33A und 33B jeweils verschiedene Betriebsspannungen aufweisen, sind den Lasten 33A und 33B entsprechende DC/DC-Wandler 32 auf den Steuerschaltungsplatinen 31 montiert. Beispielsweise wird dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 eine Gleichspannung von etwa 8 V bis 12 V zugeführt. Beispielsweise wandeln die DC/DC-Wandler 32 die vom gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 zugeführte Spannung in eine Gleichspannung von etwa 3,3 V um und führen diese der Last 33 zu.
Die Batteriekästchen 60 können so aufgebaut sein, dass sie mehrere Sekundärzellen 610, eine Ladeschaltung 620, eine Schaltsteuerschaltung ("SW-Steuerschaltung" in den Figuren) 630, einen Schalter 640 und eine Entladeschaltung 650 aufweisen. Beispielsweise sind die Sekundärzellen 610 als Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen aufgebaut. Eine Batteriezelle ist durch Schalten mehrerer Sekundärzellen 610 in Reihe aufgebaut. Ferner sind, wie in 7 dargestellt ist, mehrere Batteriezellen parallel geschaltet. Wegen Platzbeschränkungen ist in 6 nur eine einzige Batteriezelle dargestellt, tatsächlich können jedoch mehrere Batteriezellen eingebaut werden.
Die Ladeschaltung 620 stellt die Leistung ein, die von dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 zugeführt wird, und lädt die Batteriezellen. Die Schaltsteuerschaltung 630 steuert die Verbindung zwischen der Entladeschaltung 650 und dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51. Insbesondere ist ein Entladesteuerschalter 640 zwischen dem Ausgangsanschluss der Entladeschaltung 650 und dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 angeordnet, und die Schaltsteuerschaltung 630 steuert das Öffnen und Schließen dieses Entladesteuerschalters 640. Die Schaltsteuerschaltung 630 erfasst den Zeitraum der Ausgabe von den Kondensatorkästchen 70 durch Überwachen des Stromwerts, der auf der Steuerleitung CL1 auftritt.
Ferner öffnet die Schaltsteuerschaltung 630 während des gewöhnlichen Betriebs, bei dem Leistung von der AC/DC-Leistungsversorgung 50 zugeführt wird, und während eines plötzlichen Stromausfalls, bei dem Leistung von den Kondensatorkästchen 70 zugeführt wird, den Entladesteuerschalter 640, so dass die Entladeschaltung 650 von dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 abgetrennt wird. Ferner schließt die Schaltsteuerschaltung 630 während der Endstufe eines plötzlichen Stromausfalls und während des Auslesesteuerzeitraums und des Speicher-Backup-Zeitraums den Entladesteuerschalter 640, so dass die Entladeschaltung 650 und der gemeinsame Leistungsversorgungsbus 51 verbunden werden. Demgemäß steuert die Schaltsteuerschaltung 630 das Öffnen und Schließen des Entladesteuerschalters 640 so, dass die Entladeschaltung 650 und der gemeinsame Leistungsversorgungsbus 51 nur während Zeiträumen verbunden werden, in denen Leistung von der Entladeschaltung 650 dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 zugeführt wird.
Die Entladeschaltung 650 führt den Plattenlaufwerken 21 und den Steuerschaltungsplatinen 31 durch Ausgeben der in den Batteriezellen angesammelten Leistung an den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 Leistung zu. Die Entladeschaltung 650 ist mit der Steuerleitung CL1 verbunden, die mit den Kondensatorkästchen 70 und anderen Batteriekästchen 60 verbunden ist. Daher vergleicht die Entladeschaltung 650, wie nachstehend mit Bezug auf 7 beschrieben wird, den Wert des maximalen auf der Steuerleitung CL1 auftretenden Stroms mit ihrem Eigenausgabe-Stromwert und führt eine Steueraktion durch, so dass die Differenz zwischen den beiden Werten beseitigt wird. Insbesondere ist die Entladeschaltung 650 gemäß der vorliegenden Ausführungsform keine Schaltung, die nur eine einfache Entladung ausführt, sondern auch eine Ausgangsstrom-Ausgleichsfunktion aufweist, welche den Ausgangsstrom selbständig steuert. Einzelheiten zur Entladeschaltung 650 werden später mit Bezug auf 7 beschrieben.
Die Kondensatorkästchen 70 können so aufgebaut sein, dass sie mehrere Kondensatoren 710, eine Lade-Entlade-Schaltung 720 und eine Spannung-Strom-Erfassungsschaltung 730 aufweisen. Beispielsweise können die Kondensatoren 710 aus Elektrolytkondensatoren, elektrischen Doppelschichtkondensatoren oder dergleichen bestehen. Ein spezifizierter großer Strom wird durch Parallelschalten zahlreicher Kondensatoren 710 erhalten. Die Lade-Entlade-Schaltung 720 ist eine Schaltung, die jeweils ein Laden der Kondensatoren 710 und ein Entladen vom Kondensator 710 ausführt. Die Spannung-Strom-Erfassungsschaltung 730 ist eine Schaltung, die die Werte des von den Kondensatoren 710 ausgegebenen Stroms als Teil der Steuersignale an die Steuerleitung CL1 ausgibt. Die Batteriekästchen 60 können die Tatsache feststellen, dass eine Entladung der Kondensatorkästchen 70 von dem großen Stromwert, der auf der Steuerleitung CL1 auftritt, stattgefunden hat.
Ferner sind in 6 mehrere Kondensatorkästchen 70 dargestellt. Es ist jedoch ausreichend, wenn mindestens ein Kondensatorkästchen 70 eingebaut ist. Vom Standpunkt der Verbesserung der Zuverlässigkeit durch Bereitstellen von Redundanz ist es jedoch wünschenswert, mehrere Kondensatorkästchen 70 einzubauen.
7 ist ein Schaltplan, in dem ein detaillierteres Beispiel der in 6 dargestellten Schaltung dargestellt ist. Mehrere Batteriekästchen 60 sind jeweils zu dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 parallel geschaltet. Die Einzelheiten der Entladeschaltungen 650 der Batteriekästchen 60 werden hier beschrieben. Jede Entladeschaltung 650 kann so aufgebaut sein, dass sie eine Hauptschaltung 651, eine PWM-(Pulsbreitenmodulations)-Steuereinheit 652, einen Eigensignal-Erzeugungsabschnitt 653, einen Abschnitt 654 zum Erzeugen des maximalen Ausgangssignals, einen Überstromdetektor 655, einen Referenzspannungs-Erzeugungsabschnitt 656 und mehrere Operationsverstärker 657 und 658 aufweist.
Die Hauptschaltung 651 ist so aufgebaut, dass diese Schaltung ein Schaltelement aufweist. Die PWM-Steuereinheit 652 steuert die Betriebszeit des Schaltelements durch Ändern der Breite des Steuerimpulses, der in die Hauptschaltung 651 eingegeben wird. Entsprechend diesem Steuersignal von der PWM-Steuereinheit 652 führt die Hauptschaltung 651 eine Schaltausgabe aus. Der Strom von jeder Batteriezelle wird über den Entladesteuerschalter 640 von der Hauptschaltung 651 an den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 ausgegeben.
Der Wert des von der Hauptschaltung 651 ausgegebenen Stroms wird vom Eigensignal-Erzeugungsabschnitt 653 erfasst. Insbesondere ist der Eigensignal-Erzeugungsabschnitt 653 eine Schaltung, die zum Erfassen des Werts des von der Entladeschaltung 650 ausgegebenen Stroms verwendet wird. Der Abschnitt 654 zum Erzeugen des maximalen Ausgangssignals ist mit der Steuerleitung CL1 verbunden, und er ist eine Schaltung, die verwendet wird, um den Stromwert zu erfassen, der auf der Steuerleitung CL1 auftritt. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Steuerleitung CL1 mit den Batteriekästchen 60 bzw. den Kondensatorkästchen 70 verbunden, und der Maximalwert von den Stromwerten, die von diesen Batteriekästchen 60 und Kondensatorkästchen 70 ausgegeben werden, erscheint auf der Steuerleitung CL1.
Der vom Eigensignal-Erzeugungsabschnitt 653 ausgegebene Stromwert und der vom Abschnitt 654 zum Erzeugen des maximalen Ausgangssignals ausgegebene Stromwert werden jeweils in den ersten Operationsverstärker 657 eingegeben. Der erste Operationsverstärker 657 vergleicht diese Stromwerte und gibt die Differenz zwischen den beiden Werten aus. Ein durch Addieren der Referenzspannung vom Referenzspannungs-Erzeugungsabschnitt 656 und des Ausgangssignals vom ersten Operationsverstärker 657 erhaltenes Signal wird als ein Eingangssignal in den zweiten Operationsverstärker 658 eingegeben. Ein auf dem Ausgangsstrom von der Hauptschaltung 651 beruhendes Signal wird als das andere Eingangssignal in den zweiten Operationsverstärker 658 eingegeben. Der zweite Operationsverstärker 658 gibt die Differenz zwischen diesen Eingangssignalen an die PWM-Steuereinheit 652 aus. Auf der Grundlage des von dem zweiten Operationsverstärker 658 eingegebenen Signals stellt die PWM-Steuereinheit 652 das Steuersignal (Steuerimpulsbreite) ein, das in die Hauptschaltung 651 eingegeben wird.
Mit anderen Worten steuert die in 7 dargestellte Entladeschaltung 650 auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Wert des von der Entladeschaltung 650 selbst ausgegebenen Stroms und dem Stromwert, der auf der Steuerleitung CL1 auftritt, den Ausgangsstrom in der Richtung, in der diese Differenz beseitigt wird. Nur der größte Wert unter den Stromwerten, die von den Batteriekästchen 60 ausgegeben werden, erscheint auf der Steuerleitung CL1. Dementsprechend erhöhen die Entladeschaltungen 650 der Batteriekästchen 60 ihre Eigenausgaben, so dass die Differenz zwischen diesen Ausgaben und den maximalen Stromwerten verschwindet. Insbesondere steuert jedes Batteriekästchen 60 den Wert seines Eigenausgabestroms unabhängig und selbständig, so dass ein Gleichgewicht mit den anderen Batteriekästchen 60 erreicht wird.
In Fällen, in denen der Gesamtbetrag der mit dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 verbundenen elektrischen Last fest ist, führt das Batteriekästchen 60, das bis zu diesem Punkt den maximalen Strom ausgegeben hat, eine PWM-Steuerung in einer Richtung aus, in der sein Eigenausgabestrom verringert wird, falls eine Steuerung so erfolgt, dass ein Gleichgewicht in den Ausgangsstromwerten der Batteriekästchen 60 erreicht wird. Falls der Gesamtbetrag des erforderlichen Stroms fest ist, ermöglicht eine Erhöhung der Ausgangsstromwerte von den anderen Batteriekästchen 60 dem Batteriekästchen 60, das bis zu diesem Punkt den maximalen Stromwert ausgegeben hat, seinen Eigenausgabe-Stromwert zu verringern.
Demgemäß sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform Steuerschaltungen, welche bewirken, dass die Ausgangsstromwerte ein Gleichgewicht erreichen, in den Batteriekästchen 60 montiert. Beispielsweise können die Steuerschaltungen, welche bewirken, dass diese Ausgangsströme ein Gleichgewicht erreichen, aus einem Eigensignal-Erzeugungsabschnitt 653, einem Abschnitt 654 zum Erzeugen des maximalen Ausgangssignals und einem ersten Operationsverstärker 657 bestehen.
Ferner können, wie in den Figuren dargestellt ist, diese Steuerschaltungen, die bewirken, dass die Ausgangsströme ein Gleichgewicht erreichen, als integrale Abschnitte der Entladeschaltungen konstruiert sein. Jedes Batteriekästchen 60 führt eine selbständige Steuerung aus, so dass keine Variation der Ausgangsstromwerte zwischen den Batteriekästchen 60 erzeugt wird.
Daher stimmt die Summe der von den Batteriekästchen 60 ausgegebenen Stromwerte mit dem Stromwert überein, der von der Plattenarray-Vorrichtung 10 im aktuellen Betriebsmodus benötigt wird. Dementsprechend kann die Ausgabe eines Stroms, der größer ist als von nur bestimmten Batteriekästchen 60 benötigt wird, oder eine unzureichende Stromausgabe von anderen Batteriekästchen 60 verhindert werden. Dadurch wird bewirkt, dass die Operationen zwischen den Batteriekästchen 60 ein Gleichgewicht erreichen, so dass ein Nichtgleichgewicht der Temperaturen der Batteriezellen, das sich aus Differenzen in den Ausgangsstromwerten ergibt, verhindert wird, wodurch es möglich wird, eine Verringerung der Nutzungsdauer der Batteriezellen zu verhindern.
Ferner ist der Überstromdetektor 655 eine Sicherheitsschaltung, die beurteilt, ob der Wert ihres Eigenausgabestroms einen spezifizierten Überstromwert erreicht hat. Beispielsweise wird in Fällen, in denen ein übermäßig großer Strom infolge eines Kurzschlusses der Schaltungen oder eines Problems in den Elementen ausgegeben wird, die PWM-Steuereinheit 652 sofort vom Überstromdetektor 655 darüber informiert, und der Wert des Ausgangsstroms wird verringert.
8 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der von den Batteriekästchen 60 ausgeführten selbständigen Ausgangsstrom-Ausgleichsverarbeitung zeigt. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann diese Verarbeitung durch Hardwareschaltungen allein erreicht werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Mikrocomputer oder Steuerblöcke können in den Batteriekästchen 60 montiert werden, und die Ausgangsstrom-Ausgleichsverarbeitung kann durch das Zusammenwirken von Software und Hardware verwirklicht werden.
Zuerst erfasst jedes Batteriekästchen 60 den Wert seines Eigenausgabestroms (S11). In dem in 7 dargestellten Beispiel entspricht der Eigensignal-Erzeugungsabschnitt 653 S11. Als nächstes erfasst jedes Batteriekästchen 60 den maximalen Stromwert von den Stromwerten, die von den anderen Batteriekästchen 60 ausgegeben werden (S12). In dem in 7 dargestellten Beispiel entsprechen die Steuerleitung CL1 und der Abschnitt 654 zum Erzeugen des maximalen Ausgangssignals S12.
Jedes Batteriekästchen 60 vergleicht den Wert seines Eigenausgabestroms mit dem Wert des maximalen Ausgabestroms (S13) und beurteilt, ob eine Differenz zwischen den beiden Werten erzeugt wurde (S14). In dem in 7 dargestellten Beispiel entspricht der erste Operationsverstärker 657 S13 und S14. In Fällen, in denen eine Differenz zwischen den beiden Stromwerten erzeugt wird (S14: JA), gibt jedes Batteriekästchen 60 ein Steuersignal an die Hauptschaltung 651 aus, so dass diese Differenz beseitigt wird (S15). In dem in 7 dargestellten Beispiel entsprechen der zweite Operationsverstärker 658 und die PWM-Steuereinheit 652 S15.
Als nächstes ist 9 ein Zeitablaufdiagramm, das eine Skizze der Leistungsversorgungssteuerung der Plattenarray-Vorrichtung 10 zeigt. Zuerst schaltet die Verwaltungseinrichtung der Plattenarray-Vorrichtung 10 zur Zeit T1 den Schalter der Hauptleistungsversorgung ein. Daher stellen die AC/DC-Leistungsversorgungen 50 die von der kommerziellen Leistungsquelle zugeführte Leistung ein und leiten die Zufuhr von Leistung zum gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 ein.
Wenn die von den AC/DC-Leistungsversorgungen 50 zugeführte Leistung zur Zeit T2 einen spezifizierten Wert VC erreicht, wird die Plattenarray-Vorrichtung 10 gestartet. Beispielsweise verarbeitet die Plattenarray-Vorrichtung 10 nach Abschluss verschiedener anfänglicher Einstellungen Zugriffsanforderungen von den Host-Computern H1.
Zur Zeit T3 wird angenommen, dass die Ausgaben der AC/DC-Leistungsversorgungen 50 infolge irgendeiner Ursache in der Art eines Stromausfalls, eines temporären Spannungsabfalls oder dergleichen abfallen. In Fällen, in denen die Spannung des gemeinsamen Leistungsversorgungsbusses 51 abfällt, wird zuerst ein Haltevorgang für einen plötzlichen Stromausfall ausgeführt. Wenn das Kondensatorkästchen bzw. die Kondensatorkästchen 70 einen Spannungsabfall des gemeinsamen Leistungsversorgungsbusses 51 erfassen, werden die in den Kondensatoren 710 gesammelten Ladungen dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 über die Lade-Entlade-Schaltung 720 zugeführt. Der Ausgabestrom Ic vom Kondensatorkästchen bzw. von den Kondensatorkästchen 70 wird den jeweiligen Abschnitten über den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 zugeführt. Im Allgemeinen wird die Ausgabe der Kondensatoren 710 in kurzer Zeit abgeschlossen, und die Ausgabe vom Kondensatorkästchen bzw. von den Kondensatorkästchen 70 endet zur Zeit T4.
Der Zeitraum P1, der sich von der Zeit T3, zu der die Ausgaben der AC/DC-Leistungsversorgungen 50 abfallen, bis zur Zeit T4, zu der die Ausgabe vom Kondensatorkästchen bzw. von den Kondensatorkästchen 70 unterbrochen wird, ist die Haltezeit bei einem plötzlichen Stromausfall. Während dieses Zeitraums P1 wird der Betrieb der Plattenarray-Vorrichtung 10 durch den Ausgangsstrom vom Kondensatorkästchen bzw. von den Kondensatorkästchen 70 ausgeführt. Dementsprechend kann in Fällen, in denen der Abfall der Ausgangsspannungen der AC/DC-Leistungsversorgungen 50 auf einen während einer sehr kurzen Zeit auftretenden Abfall beschränkt ist, die Backup-Leistungsversorgung der Plattenarray-Vorrichtung 10 nur unter Verwendung des Kondensatorkästchens bzw. der Kondensatorkästchen 70 konstruiert werden.
In Fällen, in denen sich von dem Abfall der Ausgaben der AC/DC-Leistungsversorgungen 50 jedoch nicht erholt wird, wenngleich der Zeitraum P1 verstrichen ist, leitet die Plattenarray-Vorrichtung 10 zur Zeit T4 einen Auslesesteuervorgang ein, um die Sicherheit der Daten zu erhalten. Diese Auslesesteuerung ist eine Verarbeitung, bei der Daten, die nicht in die Plattenlaufwerke 21 geschrieben worden sind (unsaubere Daten), unter den im Cache-Speicher 130 gespeicherten Datengruppen in die Plattenlaufwerke 21 geschrieben werden, wodurch diese Daten gespeichert werden.
Demgemäß müssen im Fall der Auslesesteuerung die Daten im Cache-Speicher 130 in ein Plattenlaufwerk 21 geschrieben werden. Dementsprechend ist eine verhältnismäßig lange Zeit von (beispielsweise) einigen Minuten bis einigen zehn Minuten für die Auslesesteuerung erforderlich (wenngleich dies von der gespeicherten Datenmenge, der Zugriffsgeschwindigkeit auf das Plattenlaufwerk 21 und dergleichen abhängt). Weil es ferner notwendig ist, mehrere Plattenlaufwerke 21 anzusteuern, neigt die Last auch dazu, zuzunehmen, so dass ein verhältnismäßig großer Strom erforderlich ist.
Dementsprechend wird im Auslesesteuerzeitraum P2, der zur Zeit T4 beginnt, das Leistungsversorgungs-Backup durch die Batteriekästchen 60 statt durch das Kondensatorkästchen bzw. die Kondensatorkästchen 70 eingeleitet. Die Batteriekästchen 60 geben jeweils einen Strom Ib aus.
Hier steuert jedes Batteriekästchen 60, wie vorstehend beschrieben wurde, seine Eigenausgabe, während die Ausgaben von den anderen Batteriekästchen 60 überwacht werden. Dementsprechend sind die Ausgangsstromwerte selbst in Fällen, in denen zwischen den Batteriekästchen 60 eine Variation der Impedanz oder dergleichen auftritt, zwischen den Batteriekästchen 60 im Wesentlichen konstant.
Das Backup der Leistungsversorgung durch die Batteriekästchen 60 wird vor dem Übergang vom Haltezeitraum P1 bei einem plötzlichen Stromausfall zum Auslesesteuerzeitraum P2 eingeleitet. Die Batteriekästchen 60 beginnen an einer Zwischenstufe oder während der Endstufe des Haltezeitraums P1 bei einem plötzlichen Stromausfall, einen Strom auszugeben. Dadurch können mindestens zwei Wirkungen erhalten werden. Erstens kann der Stromabfall, der bei der Endstufe der Entladung des Kondensatorkästchens bzw. der Kondensatorkästchen 70 auftritt, durch die von den Batteriekästchen 60 ausgegebenen Ströme kompensiert werden. Zweitens wird ein gewisses Maß an Zeit benötigt, damit die Werte der Ausgangsströme der Batteriekästchen 60 einen konstanten Wert Ib erreichen, weil die Entladungen von den Batteriekästchen 60 jedoch vor dem Übergang zum Auslesesteuerzeitraum P2 eingeleitet werden, können die Ausgangsstromwerte im Auslesesteuerzeitraum P2 schnell stabilisiert werden.
Ferner gibt ΔI in den Figuren den Stromspielraum an, der in Fällen benötigt wird, in denen Alarmsignale von den Batteriekästchen 60 ausgegeben werden.
In Fällen, in denen sich die Ausgaben der AC/DC-Leistungsversorgungen 50 während des Auslesesteuerzeitraums nicht erholen, wird die Auslesesteuerung zur Zeit T5 beendet. Dann wird die Speicher-Backup-Steuerung eingeleitet. Diese Speicher-Backup-Steuerung wird so ausgeführt, dass der Strom zugeführt wird, den der Cache-Speicher 130 (und falls erforderlich, auch der geteilte Speicher 140) benötigt, um Daten zu halten. Dementsprechend ist der notwendige Stromwert kleiner als im Fall der Auslesesteuerung.
Wenn eine Änderung an der Speicher-Backup-Steuerung vorgenommen wird, verringern die Batteriekästchen 60 den Wert des Ausgangsstroms auf Ib2 (Ib2 < Ib1). Daher werden beispielsweise die Speicherinhalte des Cache-Speichers 130 während eines langen Zeitraums, d. h. während einiger zehn Stunden, gehalten. In Fällen, in denen sich die Ausgaben der AC/DC-Leistungsversorgungen 50 nicht innerhalb dieses Speicher-Backup-Zeitraums P3 erholen, kann der gewöhnliche Dienst schnell unter Verwendung der Daten im Cache-Speicher 130 bereitgestellt werden.
Wie im unteren Abschnitt von 9 dargestellt ist, kann der Gesamtausgangsstromwert It der Hilfsleistungsversorgung (Batteriekästchen 60 und Kondensatorkästchen 70) als die Summe der Werte Ic der vom Kondensatorkästchen bzw. von den Kondensatorkästchen 70 ausgegebenen Ströme und der Werte Ib der von den Batteriekästchen 60 ausgegebenen Ströme bestimmt werden. Während des Haltezeitraums P1 während eines plötzlichen Stromausfalls und während des Auslesesteuerzeitraums P2 wird der gewöhnliche Normalbetrieb der Plattenarray-Vorrichtung 10 durch den Ausgangsstrom vom Kondensatorkästchen 70 bzw. von den Kondensatorkästchen 70 und die Ausgangsströme von den Batteriekästchen 60 gewährleistet.
In Fällen, in denen der Abfall der Ausgabe der AC/DC-Leistungsversorgungen 50 über einen langen Zeitraum verlängert wird, tritt ein Übergang zum Speicher-Backup-Modus auf, und spezifizierte niedrige Ströme von den Batteriekästchen 60 werden dem Cache-Speicher 130 über den gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 zugeführt.
Ferner ist in den Figuren ein Fall als Beispiel dargestellt, in dem die Betriebsmodi der Plattenarray-Vorrichtung 10 vom Haltevorgang bei einem plötzlichen Stromausfall (Zeitraum P1) zum Auslesesteuervorgang (Zeitraum 22) zum Speicher-Backup-Vorgang (Zeitraum P3) übergehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Es wäre beispielsweise auch möglich, nach dem Haltevorgang bei einem plötzlichen Stromausfall zum Speicher-Backup-Vorgang überzugehen. Ferner können auch andere Betriebsmodi hinzugefügt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden durch die Verwendung der vorstehend erwähnten Konstruktion die folgenden Wirkungen erhalten. Zuerst wird eine Konstruktion verwendet, bei der Leistungsversorgungen mehrerer verschiedener Typen mit vollkommen verschiedenen Entladeeigenschaften verbunden sind, d. h. ein oder mehrere Kondensatorkästchen 70, die einen momentanen großen Strom liefern können, und Batteriekästchen 60, die einen Strom über einen verhältnismäßig langen Zeitraum liefern können. Dementsprechend kann die Hilfsleistungsversorgung entsprechend den Stromeigenschaften (Betrag des Stromwerts und Backup-Zeit), die in den jeweiligen Betriebsmodi der Plattenarray-Vorrichtung 10 benötigt werden, verschiedenartig verwendet werden.
Insbesondere ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform das System so aufgebaut, dass das Kondensatorkästchen bzw. die Kondensatorkästchen 70 in dem Fall des Haltevorgangs bei einem plötzlichen Stromausfall, der einen momentanen großen Strom benötigt, verwendet werden und die Batteriekästchen 60, die zu einer langfristigen Stromausgabe in der Lage sind, im Fall des Auslesesteuervorgangs oder des Speicher-Backup-Vorgangs, welche ein langfristiges Backup erfordern, verwendet werden. Weil die Batteriekästchen 60 nicht die Ausgabe eines momentanen großen Stroms benötigen, kann die benötigte Energiemenge daher verringert werden. Dementsprechend können die Batteriekästchen 60 unter Verwendung verhältnismäßig kostengünstiger Batteriezellen hergestellt werden, so dass die Kosten der Plattenarray-Vorrichtung 10 verringert werden können.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Konstruktion verwendet, bei der eine Steuerfunktion zur selbständigen Steuerung der Ausgangsstromwerte der Batteriekästchen 60 in jedem der Batteriekästchen 60 angeordnet ist. Die Spitzenwerte der von den Batteriekästchen 60 ausgegebenen Ströme können durch diese Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerfunktion im Wesentlichen gleichmäßig gemacht werden. Dementsprechend ist es nicht nötig, die Spezifikationen der elektrischen Schaltungen unter Berücksichtigung des Auftretens zu hoher Spitzenströme zu bestimmen. Daher können beispielsweise die in jeweiligen Abschnitten, wie Verbindungselementen, Kabeln, Leiterbahnmustern, Widerständen und dergleichen, benötigten Nennleistungswerte verringert werden. Dadurch können die Kosten der Plattenarray-Vorrichtung 10 verringert werden.
Weil weiterhin bewirkt wird, dass die Ausgangsströme ein Gleichgewicht unter den Batteriekästchen 60 erreichen, kann ein stabiler, im Wesentlichen konstanter Ausgangsstrom selbst in Fällen erhalten werden, in denen sich die Spezifikationen oder elektrischen Eigenschaften zwischen den Batteriekästchen 60 unterscheiden, so dass die Verwendung als eine Backup-Leistungsversorgung möglich ist.
Weil die Ausgangsströme ferner veranlasst werden, ein Gleichgewicht zwischen den Batteriekästchen 60 zu erreichen, können auch die Beträge der Entladungsenergie der Batteriekästchen 60 im Wesentlichen gleichmäßig gemacht werden. Dementsprechend kann die Variation der Entladungstiefe der Batteriekästchen 60 unterdrückt werden, so dass die Variation der für das Entladen benötigten Zeit auch unterdrückt werden kann. Daher ist beispielsweise selbst in Fällen, in denen die elektrischen Eigenschaften der Batteriekästchen 60 infolge von Unterschieden des Herstellers, des Benutzungszeitraums, der Benutzungsumgebung oder dergleichen variieren, eine Verwendung als eine stabile Hilfsleistungsversorgung möglich, und die Entladezeit kann auch im Wesentlichen festgelegt werden, so dass die Zuverlässigkeit sogar noch weiter verbessert werden kann.
Ferner sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Batteriezellen (entsprechend den Batterieschaltungen 64A und 64B in 3) unter Verwendung von Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen 610 aufgebaut. Diese Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen 610 besitzen Vorteile im Vergleich zu Bleisekundärzellen, die beispielsweise darin bestehen, dass eine Verringerung der Größe möglich ist, dass es keine schädliche Wirkung auf die Umwelt gibt (weil kein Blei verwendet wird), dass ein großer Strom leicht erhalten werden kann, und dergleichen. Umgekehrt leiden Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen 610 in der Hinsicht auch unter Nachteilen im Vergleich zu Bleisekundärzellen, dass diese Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen kostspieliger sind, dass es schwierig ist, ein Gleichgewicht zwischen den Ausgangsströmen der Batteriekästchen 60 zu erreichen (die Variation der elektrischen Eigenschaften ist groß), dass die Nutzungsdauer leicht verringert wird, es sei denn, dass die Temperatur der Batteriezellen bei einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehalten wird, und dergleichen. Weil gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Steuerfunktion, die bewirkt, dass die Ausgangsströme zwischen den Batteriekästchen 60 ein Gleichgewicht erreichen, in jedem Batteriekästchen 60 bereitgestellt ist, können die Batteriekästchen verwendet werden, während die Variation der elektrischen Eigenschaften unterdrückt wird. Weil ferner die Spitzenwerte der Ausgangsströme im Wesentlichen konstant gemacht werden können, können die Nennleistungswerte, die in Abschnitten, wie Verbindungselementen, Kabeln und dergleichen, benötigt werden, verringert werden, so dass die Kosten der Abschnitte verringert werden können. Dementsprechend kann die durch die Verwendung von Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen 610 bewirkte Kostenerhöhung in gewissem Maße durch die Kostenverringerung anderer elektrischer Teile ausgeglichen werden, so dass die Zuverlässigkeit der Plattenarray-Vorrichtung 10 erhöht werden kann, während die Erhöhung der Gesamtkosten des Leistungsversorgungssystems unterdrückt wird.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 dargestellt ist, eine Konstruktion verwendet, bei der Luftaufnahmeöffnungen 62 in beiden Seitenflächen der Batteriekästchen 60 ausgebildet sind und bei der die Öffnungsfläche der Luftaufnahmeöffnungen 62 entsprechend dem Durchströmungspfad der Kühlluft variiert wird. Dementsprechend können beispielsweise dadurch, dass die Luftaufnahmeöffnungen 62 so gebildet werden, dass die Öffnungsfläche von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite zunimmt, die innerhalb der Batteriekästchen 60 angeordneten Batteriezellen im Wesentlichen gleichmäßig gekühlt werden. Daher können durch die Einbaupositionen der Batteriezellen hervorgerufene Temperaturdifferenzen verringert werden, so dass die Variation der Beeinträchtigung entsprechend der Temperatur unterdrückt werden kann.
2. Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 10 und 11 beschrieben. Das kennzeichnende Merkmal dieser Ausführungsform besteht darin, dass eine Ausgangssteuereinheit 670 bereitgestellt ist, die verwendet wird, um den Betrieb der Entladeschaltung 650A zu steuern, und dass das System so ausgelegt ist, dass die Entladeschaltung 650A betrieben wird, während die Temperatur der Batteriezellen berücksichtigt wird. Ferner entsprechen die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen, einschließlich dieser Ausführungsform, Modifikationen der ersten Ausführungsform.
10 ist ein Schaltplan, der sich auf die Leistungsversorgungsschaltung der Plattenarray-Vorrichtung 10 konzentriert. Wegen Platzbeschränkungen ist das Symbol "51" des gemeinsamen Leistungsversorgungsbusses fortgelassen, die beiden dicken Linien am linken Ende der Figur drücken jedoch diesen gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 aus.
Die Batteriekästchen 60A gemäß dieser Ausführungsform haben den gleichen Aufbau wie gemäß der ersten Ausführungsform, diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform jedoch in der Hinsicht, dass ferner ein Temperatursensor 660 und eine Ausgangssteuereinheit 670 bereitgestellt sind. Es können mehrere dieser Temperatursensoren 660 installiert werden. Beispielsweise kann ein Temperatursensor 660 für jede Batteriezelle installiert werden, oder Temperatursensoren 660 können nur an beliebigen oder spezifizierten Batteriezellen installiert werden. Alternativ können mehrere Temperatursensoren für eine Batteriezelle bereitgestellt werden. Ferner kann auch eine Konstruktion verwendet werden, bei der mehrere Temperatursensoren 660 für bestimmte Batteriezellen bereitgestellt werden, während nur ein einziger Temperatursensor 660 für andere Batteriezellen bereitgestellt wird.
Beispielsweise können die Temperatursensoren 660 als Thermoelemente, Temperaturmesswiderstände, Halbleitertemperatursensoren oder dergleichen aufgebaut sein. Die Temperatursensoren 660 erfassen jeweils die Temperaturen der Batteriezellen, wandeln die erfassten Zellentemperaturen in elektrische Signale um und geben diese Signale an die Ausgangssteuereinheit 670 aus.
Die Ausgangssteuereinheit 670 ist eine höhere Steuereinheit, die zum Steuern des Betriebs der Entladeschaltung 650A verwendet wird, wobei diese Ausgangssteuereinheit 670 beispielsweise als ein Mikrocomputersystem aufgebaut sein kann. Ferner kann die Ausgangssteuereinheit 670 auch als eine Logikschaltung aufgebaut sein, die keinen Mikrocomputer aufweist.
Die Ausgangssteuereinheiten 670 sind über eine zweite Steuerleitung CL2 miteinander verbunden. Ferner sind die Ausgangssteuereinheiten 670 auch über die Steuerleitung CL2 mindestens mit den CHAs 110 oder DKAs 120 verbunden, die Host-Vorrichtungen entsprechen. Überdies kann der in 5 dargestellte SVP 160 eine Kommunikation mit den Ausgangssteuereinheiten 670 mindestens über die CHAs 110 oder die DKAs 120 ausführen. Überdies kann das Verwaltungsgerät M1 eine Überwachung der Zustände der Ausgangssteuereinheiten 670 über den SVP 160 ausführen und notwendige Befehle senden.
Auf der Grundlage der Erfassungssignale (Zelltemperaturen) von den Temperatursensoren 660 können die Ausgangssteuereinheiten 670 die Zustände der Batteriezellen erfassen. Wie später beschrieben wird, schreiben die Ausgangssteuereinheiten 670 den Entladeschaltungen 650A in Fällen, in denen die Zelltemperaturen eine spezifizierte Temperatur übersteigen, vor, die Ausgleichssteuerung der Ausgangsströme zu unterbrechen. Wenn die Entladeschaltungen 650A einen Steuerunterbrechungsbefehl empfangen, unterbrechen diese Entladeschaltungen 650A beispielsweise die Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung durch Trennen des Ausgangs des ersten Operationsverstärkers 657 vom Eingang des zweiten Operationsverstärkers 658.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine Skizze der von den Batteriekästchen 60A und den CHAs 110 ausgeführten Hilfsleistungsversorgungs-Steuerverarbeitung zeigt. Zuerst liest die Ausgangssteuereinheit 670 die Zelltemperaturen von den Temperatursensoren 660 ein (S21). Als nächstes tauscht die Ausgangssteuereinheit 670 Zelltemperaturen mit den anderen Ausgangssteuereinheiten 670 aus (S22).
Dann vergleicht die Ausgangssteuereinheit 670 die anderen Zelltemperaturen mit der Temperatur ihrer eigenen Batteriezellen (S23) und beurteilt, ob die Differenz zu den anderen Zelltemperaturen eine spezifizierte Temperatur übersteigt (S24). In Fällen, in denen die Differenz der Batteriezelltemperaturen zwischen den Batteriekästchen 60 innerhalb einer spezifizierten Temperatur bzw. innerhalb eines spezifizierten Temperaturbereichs liegt (S24: NEIN), ist kein abnormes Ereignis aufgetreten. Dementsprechend kehrt die Verarbeitung zu S21 zurück, und die Überwachung der Zelltemperaturen wird fortgesetzt.
In Fällen, in denen die Differenz zu anderen Zelltemperaturen eine spezifizierte Temperatur übersteigt (S24: JA), kann beurteilt werden, dass dies ein Fall ist, in dem die betreffende Batteriezelle einen großen Strom ausgibt und in einen überhitzten Zustand versetzt wurde. Dementsprechend sendet die Ausgangssteuereinheit 670 ein Alarmsignal zum CHA 110 (als eine Host-Vorrichtung) und benachrichtigt den CHA 110 über das Auftreten eines überhitzten Zustands (S25). Ferner schreibt die Ausgangssteuereinheit 670 der Entladeschaltung 650A vor, die Ausgleichssteuerung des Ausgangsstroms zu unterbrechen (S26). Daher gibt die Entladeschaltung 650A einen Strom auf der Grundlage der Differenz zwischen der vom Referenzspannungs-Erzeugungsabschnitt 656 ausgegebenen Zielspannung und seiner Eigenausgabespannung aus, ohne durch die Ausgangsstromwerte anderer Batteriekästchen 60 beeinflusst zu werden.
Wenn der CHA 110 ein Alarmsignal von der Ausgangssteuereinheit 670 empfängt (S27: JA), sendet der CHA 110 ein Alarmsignal zum SVP 160 (S29). Ferner sendet der CHA 110 das erforderliche Steuersignal zur Ausgangssteuereinheit 670, welche das Alarmsignal erzeugt hat (S30). Beispielsweise kann der CHA 110 eine Anweisung senden, welche den Betrieb des Batteriekästchens 60A, der die Batteriezelle, die sich in einem überhitzten Zustand befindet, aufweist, vollständig unterbricht oder der den Zielwert des Ausgangsstroms oder dergleichen weiter verringert.
Ferner überwacht der CHA 110 die Ausgangsstromwerte der jeweiligen Batteriekästchen 60 über die erste Steuerleitung CL1. Dementsprechend kann der CHA 110 selbst in Fällen, in denen er kein Alarmsignal von einem der Batteriekästchen 60A empfangen hat (S27: NEIN), auf der Grundlage des Signals von der Steuerleitung CL1 feststellen, ob eine Abnormität des Ausgangsstroms aufgetreten ist (S28). Beispielsweise wird in Fällen, in denen ein zu großer Strom auf der Steuerleitung CL1 auftritt, trotz der Tatsache, dass dies ein Zeitraum ist, in dem kein großer Strom vom Kondensatorkästchen bzw. von den Kondensatorkästchen 70 ausgegeben wird, festgestellt, dass dies eine Ausgangsabnormität ist (S28: JA), so dass ein Alarmsignal zum SVP 160 gesendet werden kann (S29). In diesem Fall kann der CHA 110 den Batteriekästchen 60A beispielsweise vorschreiben, die Ausgangsstromwerte zu verringern.
Ferner wird sich in 11 auf den Austausch von Zelltemperaturen unter den Batteriekästchen 60A und die Zelltemperaturdifferenz zwischen den Batteriekästchen 60A konzentriert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise wäre es auch möglich, eine Konstruktion zu verwenden, bei der eine vorab festgelegte obere Grenztemperatur mit der Zelltemperatur verglichen wird und ein Alarmsignal ausgegeben wird oder die Ausgleichssteuerung der Ausgangsströme in Fällen unterbrochen wird, in denen die aktuelle Zelltemperatur die obere Grenztemperatur übersteigt. In diesem Fall kann die obere Grenztemperatur als ein gemeinsamer Wert festgelegt werden, der von den Batteriekästchen 60A gemeinsam verwendet wird, oder es können individuelle Werte unter Berücksichtigung der Verwendungszustände der Batteriekästchen 60A oder dergleichen festgelegt werden.
Ferner kann auch eine Konstruktion verwendet werden, bei der eine Temperaturüberwachung in zwei Stufen ausgeführt wird, d. h. ein Vergleich von Zelltemperaturen zwischen den Batteriekästchen 60A und ein Vergleich der Zelltemperaturen mit oberen Grenztemperaturen, die jeweils für die Batteriekästchen 60A festgelegt werden.
Weil die vorliegende Ausführungsform wie vorstehend beschrieben konstruiert ist, können die gleichen Wirkungen wie gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden. Zusätzlich sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform Temperatursensoren 660, welche die Temperaturen der Batteriezellen erfassen, und Ausgangssteuereinheiten 670, die die Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung der Entladeschaltungen 650A auf der Grundlage der Temperaturen der Batteriezellen entweder unterbrechen oder zulassen, bereitgestellt. Dementsprechend kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Verringerung der Nutzungsdauer dadurch, dass die Batteriezellen eine hohe Temperatur erreichen, unterdrückt werden. Weil eine Verringerung der Nutzungsdauer der Batteriezellen unterdrückt werden kann, können ferner der Auslesesteuerzeitraum P2 und der Speicher-Backup-Zeitraum P3 jeweils als längere Zeiträume festgelegt werden, so dass die Zuverlässigkeit des Daten-Backups während eines abnormen Betriebs der Hauptleistungsversorgung sogar noch weiter erhöht werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Konstruktion verwendet, bei der Alarmsignale von den Ausgangssteuereinheiten 670 zu den CHAs 110 (oder DKAs 120) gesendet werden können. Dementsprechend können der SVP 160 und das Verwaltungsgerät M1 über die Zustände der Batteriekästchen 60A durch die CHAs 110 informiert werden, und es kann eine Ausgangssteuerung der Hilfsleistungsversorgung unter Berücksichtigung der Gesamtbedingungen der Plattenarray-Vorrichtung 10 vorgenommen werden. Beispielsweise kann in Fällen, in denen ein Alarmsignal erzeugt wird, die Plattenarray-Vorrichtung 10 die Anzahl der verwendeten Plattenlaufwerke 21 verringern, wodurch die Last vermindert wird, und sie kann dann eine Anweisung zum Verringern der Ausgangsstromwerte der Batteriekästchen 60A ausgeben. Alternativ kann in Fällen, in denen eine Abnormität in einem der Batteriekästchen 60A auftritt, die Plattenarray-Vorrichtung 10 den Betriebsmodus während des Betriebs der Hilfsleistungsversorgung umschalten, so dass ein Übergang vom Auslesesteuervorgang zum Speicher-Backup-Vorgang oder dergleichen auftritt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Verringerung der Nutzungsdauer der Batteriekästchen 60A unterdrückt werden, indem eine Konstruktion, bei der die Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung auf der Grundlage der Batteriezellentemperatur entweder betätigt oder unterbrochen wird, und eine Konstruktion, die sich auf das zur Bildung der Luftaufnahmeöffnungen 62 in den Batteriekästchen 60A verwendete Verfahren bezieht, verbunden werden. Insbesondere ermöglicht die erstgenannte Konstruktion das Verhindern des Überhitzens der Batteriezellen schon vorher, während es die letztgenannte Konstruktion ermöglicht, die Temperaturdifferenzen zwischen den Batteriezellen innerhalb desselben Batteriekästchens 60A zu verringern. Dementsprechend kann durch die Verbindung dieser elektrischen und mechanischen Konstruktion eine durch Temperaturvariationen in den Batteriezellen hervorgerufene Verringerung der Nutzungsdauer unterdrückt werden.
3. Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform (der vorliegenden Erfindung) wird mit Bezug auf die 12 bis 15 beschrieben. Ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass während des Haltezeitraums bei einem plötzlichen Stromausfall, wobei eine momentane große Leistung benötigt wird, eine Änderung der Ausgabe zwischen den Batteriekästchen 80 vorteilhaft verwendet wird, während in dem Auslesesteuerzeitraum und im Speicher-Backup-Zeitraum, wobei eine stabile langfristige Leistungsversorgung benötigt wird, eine Steuerung so ausgeführt wird, dass die Variation der Ausgabe zwischen den Batteriekästchen 80 unterdrückt wird.
12 ist eine Außenansicht der Plattenarray-Vorrichtung 10A gemäß dieser Ausführungsform. Ebenso wie die Plattenarray-Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform weist diese Plattenarray-Vorrichtung 10A einen Speicherabschnitt 20, eine Steuereinheit 30 und eine Leistungsversorgung 40A auf. Die Leistungsversorgung 40A dieser Plattenarray-Vorrichtung 10A weist jedoch mehrere getrennte Batteriekästchen 80 auf, die sich von den Batteriekästchen 60 gemäß den vorstehenden Ausführungsformen unterscheiden. Ferner ist in 1 das System so dargestellt, als ob es ein einziges Kästchen gäbe, tatsächlich sind jedoch mehrere Kästchen vorhanden.
13 ist ein Schaltplan, der sich auf die Leistungsversorgungsschaltung konzentriert. Jedes Batteriekästchen 80 weist mehrere Sekundärzellen 810, eine Ladeschaltung 820, eine Schaltsteuerschaltung 830, einen Entladesteuerschalter 840, eine Entladeschaltung 850 und eine Betriebsverhinderungsschaltung 860 auf.
Beispielsweise können die Sekundärzellen 810 aus Blei-Sekundärzellen, Nickel-Cadmium-Sekundärzellen, Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen, Brennstoffzellen oder dergleichen bestehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden Sekundärzellen eines anderen Typs als die Sekundärzellen 610 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Ferner wird beispielsweise eine einzige Batteriezelle aufgebaut, indem mehrere Sekundärzellen 810 in Reihe geschaltet werden, und es werden mehrere dieser Batteriezellen parallel geschaltet.
Die Ladeschaltung 820, die Schaltsteuerschaltung 830, der Entladesteuerschalter 840 bzw. die Entladeschaltung 850 entsprechen der Ladeschaltung 620, der Schaltsteuerschaltung 630, dem Entladesteuerschalter 640 und der Entladeschaltung 650, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, und sie verwirklichen die gleichen Funktionen wie diese Abschnitte, weshalb auf eine Beschreibung verzichtet wird.
Die Entladeschaltung 850 umfasst eine Hauptschaltung 851, eine PWM-Steuerschaltung 852, einen Eigensignal-Erzeugungsabschnitt 853, einen Abschnitt 854 zum Erzeugen des maximalen Ausgangssignals, einen Überstromdetektor 855, einen Referenzspannungs-Erzeugungsabschnitt 856, einen ersten Operationsverstärker 857 und einen zweiten Operationsverstärker 858. Diese Abschnitte 851 bis 858 entsprechen jeweils den Abschnitten 651 bis 658 der Entladeschaltung 650, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, und sie verwirklichen die gleichen Funktionen, weshalb auf eine Beschreibung verzichtet wird.
Die Betriebsverhinderungsschaltung 860 ist eine Steuerschaltung, die verwendet wird, um der Entladeschaltung 850 vorzuschreiben, den Betrieb der Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung zu verhindern. Wie später beschrieben wird, führt die Betriebsverhinderungsschaltung eine Überwachungsfunktion aus, um festzustellen, ob die Ausgaben der AC/DC-Leistungsversorgungen 50 unter einen spezifizierten Wert abgefallen sind. In Fällen, in denen das Auftreten eines plötzlichen Stromausfalls festgestellt wird, gibt die Betriebsverhinderungsschaltung 860 ein Steuersignal an die Entladeschaltung 850 aus und bewirkt, dass die Ausführung der Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung während eines spezifizierten Zeitraums verhindert wird. Wenn dann der Haltezeitraum bei einem plötzlichen Stromausfall verstrichen ist, so dass ein Übergang zum nächsten Betriebsmodus auftritt, hebt die Betriebsverhinderungsschaltung 860 den Befehl auf, der die Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung verhindert.
14 ist ein Flussdiagramm, das eine Skizze der Hilfsleistungsversorgungs-Steuerverarbeitung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Jedes Batteriekästchen 80 überwacht die Spannung des gemeinsamen Leistungsversorgungsbusses 51 (S41) und stellt fest, ob sich das System in einem Zeitraum eines plötzlichen Stromausfalls befindet (S42). Um dies in weiteren Einzelheiten zu beschreiben, sei bemerkt, dass in Fällen, in denen die Spannung des gemeinsamen Leistungsversorgungsbusses 51 unter einen spezifizierten Wert abfällt, festgestellt wird, dass ein plötzlicher Stromausfall aufgetreten ist, und ein Zeitgeber (in den Figuren nicht dargestellt) ausgelöst wird. Dann wird der Zeitraum, den dieser Zeitgeber benötigt, um eine spezifizierte Zeit (Haltezeitraum bei einem plötzlichen Stromausfall) zu messen, als ein Haltezeitraum bei einem plötzlichen Stromausfall beurteilt.
In Fällen, in denen sich das System in einem Haltezeitraum bei einem plötzlichen Stromausfall befindet (S42: JA), führt das Batteriekästchen 80 keine Ausgangsstrom- Ausgleichssteuerung aus (S43 bis S47), sondern wiederholt vielmehr S41 und S42. Andererseits leitet das Batteriekästchen 80 in Fällen, in denen eine spezifizierte Zeit nach Beginn des plötzlichen Stromausfalls verstrichen ist (S42: NEIN), in der gleichen Weise wie gemäß der ersten Ausführungsform eine Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung ein. Insbesondere erfasst das Batteriekästchen 80 seinen Eigenausgabe-Stromwert und den maximalen Ausgangsstromwert auf der Steuerleitung CL1 (S43, S44) und vergleicht seinen Eigenausgabe-Stromwert und seinen maximalen Ausgangsstromwert (S45). Dann wird in Fällen, in denen zwischen diesen beiden Stromwerten eine Differenz auftritt (S45: JA), die Hauptschaltung 851 so gesteuert, dass diese Differenz beseitigt wird (S47).
Wie in dem in 15 dargestellten Zeitablaufdiagramm angegeben ist, führt das Batteriekästchen 80 während des Haltezeitraums P1 bei einem plötzlichen Stromausfall keine Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung aus. Dementsprechend gibt jedes Batteriekästchen 80 einen Strom entsprechend den elektrischen Eigenschaften (Impedanz und dergleichen) aus. Folglich geben die Batteriekästchen 80 während des Haltezeitraums P1 bei einem plötzlichen Stromausfall Ströme mit jeweils verschiedenen Stromwerten aus.
Falls jedoch die Ausgangsströme der Batteriekästchen 80 insgesamt betrachtet werden, kann ein spezifizierter maximaler Strom während einer spezifizierten kurzen Zeit erhalten werden, wie durch den Gesamtausgangsstrom It in 15 angegeben ist. Die Möglichkeit, einen spezifizierten hohen Strom während des Haltezeitraums P1 bei einem plötzlichen Stromausfall zu erhalten, wird dementsprechend erhöht, wenn die Variation der elektrischen Eigenschaften zwischen den Batteriekästchen 80 zunimmt.
Andererseits leiten die Batteriekästchen 80 während des Auslesesteuerzeitraums 22 und des Speicher-Backup-Zeitraums 23 eine Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung ein. Dadurch kann ein stabiler Strom dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 über einen langen Zeitraum zugeführt werden.
Weil die vorliegende Ausführungsform wie vorstehend beschrieben konstruiert ist, können die gleichen Wirkungen wie gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden. Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konstruktion verwendet, bei der die Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung der Batteriekästchen 80 während des Haltezeitraums P1 bei einem plötzlichen Stromausfall nicht ausgeführt wird und stattdessen die Variation der elektrischen Eigenschaften zwischen den Batteriekästchen 80 vorteilhaft verwendet wird. Dementsprechend kann eine Halteoperation im Fall eines plötzlichen Stromausfalls ohne die Verwendung eines oder mehrerer Kondensatorkästchen 70 verwirklicht werden, und der Auslesesteuervorgang und der Speicher-Backup-Vorgang können auch problemlos ausgeführt werden.
4. Vierte Ausführungsform
16 ist ein Schaltplan einer vierten Ausführungsform [der vorliegenden Erfindung]. Ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, dass Batteriekästchen 60 und 80A verschiedener Typen kombiniert verwendet werden. Beispielsweise weist ein Typ des Batteriekästchens 60 Batteriezellen auf, die aus Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen 610 bestehen, während der andere Typ des Batteriekästchens 80A Batteriezellen eines anderen Typs aufweist, die aus Nickel-Cadmium-Sekundärzellen 810 oder dergleichen bestehen.
Dementsprechend führen die Batteriekästchen 60 und 80A selbst in Fällen, in denen Batteriekästchen 60 und 80A voneinander verschiedener Typen gemischt werden, jeweils eine Ausgangsstrom-Ausgleichssteuerung aus, so dass dem gemeinsamen Leistungsversorgungsbus 51 ein stabiler Strom zugeführt werden kann.
5. Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform [der vorliegenden Erfindung] wird mit Bezug auf die 17 bis 19 beschrieben. Ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, dass Batteriekästchen 60 jeweils auf beiden Seiten der Kondensatorkästchen 70 angeordnet sind und dass diese Kondensatorkästchen 70 als gemeinsame Luftführungen (Kühlluftkanäle) verwendet werden.
17 ist eine Außenansicht dieser Plattenarray-Vorrichtung 10B. Ebenso wie die in der ersten Ausführungsform beschriebene Plattenarray-Vorrichtung 10 weist diese Plattenarray-Vorrichtung 10B einen Speicherabschnitt 20, eine Steuereinheit 30 und eine Leistungsversorgung 40B auf. Ferner weist die Leistungsversorgung 40B eine oder mehrere AC/DC-Leistungsversorgungen 50, mehrere Batteriekästchen 60 und mehrere Kondensatorkästchen 70 auf.
18 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Anordnungsbeziehung und dergleichen der Batteriekästchen 60 und der Kondensatorkästchen 70. Jeweilige Batteriekästchen 60 sind so angeordnet, dass die Kondensatorkästchen 70 von beiden Seiten geklemmt werden. Hier weisen die Batteriekästchen 60 Kühlungslüfter 65A und 658 auf, wie in 3 dargestellt ist.
Andererseits weisen die Kondensatorkästchen 70, wie in 19 dargestellt ist, jeweils einen Kühlungslüfter 71 auf. Ferner sind in den Kondensatorkästchen 70 mehrere Luftaufnahmeöffnungen 72 jeweils in beiden Seitenflächen, an denen die Batteriekästchen 60 angeordnet sind, ausgebildet.
Wenn die Kühlungslüfter 71 der Kondensatorkästchen 70 arbeiten, wird eine Druckdifferenz erzeugt. Dadurch tritt in den Batteriekästchen 60, die auf beiden Seiten der Kondensatorkästchen 70 positioniert sind, Luft von außen durch die Luftaufnahmeöffnungen 62 und wird aus der durch den Pfeil F3 angegebenen Richtung und der durch den Pfeil F5 angegebenen Richtung in die Batteriekästchen 60 eingeleitet.
Die Luft, die in die Batteriekästchen 60 strömt, nimmt Wärme von den Steuerschaltungen 63A und 63B und den Batterieschaltungen (Batteriezellen) 64A und 64B auf und strömt über die Luftaufnahmeöffnungen 62 auf den entgegengesetzten Seiten aus.
Die Luft, die aus den Batteriekästchen 60 ausgeströmt ist, strömt über die Luftaufnahmeöffnungen 72 der Kondensatorkästchen 70 in diese hinein. Mehrere Kondensatoren 70 sind innerhalb der Kondensatorkästchen 70 angeordnet. Hier ist unter gewöhnlichen Umständen die Montagedichte innerhalb der Kondensatorkästchen 70, verglichen mit der Montagedichte der Batteriezellen innerhalb der Batteriekästchen 60, verhältnismäßig gering. Entsprechend Differenzen der Form der Batteriezellen und der Form der Kondensatoren, Differenzen der Außenabmessungen der Batteriezellen und der Außenabmessungen der Kondensatoren und dergleichen werden Differenzen der Montagedichte erzeugt.
Dementsprechend wird verglichen mit dem Inneren der Batteriekästchen 60 ein größerer Raum, der ermöglicht, dass die Strömung von Kühlluft im Inneren der Kondensatorkästchen 70 gewährleistet wird, bereitgestellt. Die Kühlluft, die in die Kondensatorkästchen 70 strömt, strömt durch innere Räume 73 zu den Kühlungslüftern 71, während Wärme von den Kondensatoren 710 aufgenommen wird, und sie wird von den Kühlungslüftern 71 (in die durch den Pfeil F4 in 19 angegebene Richtung) in den Kühlluftkanal innerhalb des Gehäuses 11 abgegeben.
Ferner können, wie in 4 dargestellt ist, die Öffnungsflächen der Luftaufnahmeöffnungen 62 und 72 jeweils entsprechend der Durchflussrichtung der Kühlluft geändert werden.
Demgemäß wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konstruktion verwendet, bei der die jeweiligen Abschnitte so angeordnet sind, dass beide Seiten der Kondensatorkästchen 70, die eine verhältnismäßig niedrige Montagedichte aufweisen, so dass ein zusätzlicher Betrag inneren Raums verfügbar ist, durch die Batteriekästchen 60 geklemmt sind, und Kühlungslüfter 71 werden innerhalb der Kondensatorkästchen 70 angeordnet. Dementsprechend können die Innenräume 73 der Kondensatorkästchen 70 auch als gemeinsame Kühlluftdurchgänge verwendet werden, so dass mehr Kühlluft in die Batteriekästchen 60 aufgenommen werden kann, wodurch es möglich wird, die Batteriezellen zu kühlen.
Weil Kondensatorkästchen 70 zwischen den Batteriekästchen 60 angeordnet sind, können gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner die anderen Batteriekästchen 60 als die Batteriekästchen 60, die an beiden äußeren Enden angeordnet sind, die Kondensatorkästchen 70 verwenden, die jeweils als Kühlmechanismen auf beiden Seiten dieser Batteriekästchen 60 angeordnet sind.
Weil ferner gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Batteriekästchen 60 durch die Kondensatorkästchen 70 abgeteilt sind, können die Kondensatorkästchen 70 als Wärmeübertragungs-Isolationsmechanismen verwendet werden. Dementsprechend kann selbst in Fällen, in denen ein bestimmtes Batteriekästchen 60 aus irgendeinem Grund auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, die Übertragung dieser hohen Temperatur auf andere Batteriekästchen 60 verhindert werden.
Dementsprechend kann dadurch, dass Kondensatorkästchen 70 als gemeinsame Kühlmechanismen für mehrere Batteriekästchen 60 verwendet werden, und dadurch, dass diese Kondensatorkästchen 70 als Wärmeübertragungs-Isolationsmechanismen zwischen benachbarten Batteriekästchen 60 verwendet werden, die Erhöhung der Temperatur der Batteriekästchen 60 vermindert werden. Dementsprechend kann die Temperaturerhöhung der Batteriezellen unterdrückt werden, so dass eine Verringerung der Nutzungsdauer der Batteriezellen verhindert werden kann. Dadurch können die Betriebszeiträume (P2 und P3) des Auslesesteuervorgangs und des Speicher-Backup-Vorgangs verlängert werden.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Ein Fachmann kann verschiedene Hinzufügungen, Modifikationen und dergleichen vornehmen. Beispielsweise können verschiedene Ausführungsformen geeignet kombiniert werden.

Claims

Plattenarray-Vorrichtung (10) mit: einer Host-Schnittstellensteuereinheit (110), die den Datenaustausch mit Host-Vorrichtungen (H1) steuert; einer Slave-Schnittstellensteuereinheit (120), die den Datenaustausch mit Slave-Vorrichtungen (21) steuert; einem Speicherabschnitt (130), den sich die Host-Schnittstellensteuereinheit und die Slave-Schnittstellensteuereinheit teilen; einer Leistungsversorgungsleitung (51), die jeweils an die Host-Schnittstellensteuereinheit, die Slave-Schnittstellensteuereinheit und den Speicherabschnitt angeschlossen ist; einer Hauptleistungsversorgung (50), die an die Leistungsversorgungsleitung angeschlossen ist und diese mit Leistung versorgt; und mehreren ersten Hilfsleistungsversorgungen (60), die jeweils an die Leistungsversorgungsleitung (51) angeschlossen sind und jeweils Hilfsleistung an die Leistungsversorgungsleitung (51) liefern, wenn die Hauptleistungsversorgung (50) keine Leistung an die Leistungsversorgungsleitung liefert, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenarray-Vorrichtung ferner aufweist: eine Steuereinheit (650), die eine Steueraktion so ausführt, dass die Ausgabesignale der zugehörigen Hilfsleistungsversorgungen im wesentlichen gleichförmig sind, und dadurch dass: in einem ersten Fall für eine relativ kurze erste Backup-Zeit (P1) eine relativ große erste Hilfsleistung von den ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) zugeführt wird, in einem zweiten Fall für eine relativ lange zweite Backup-Zeit (P2) eine relativ kleine zweite Hilfsleistung von den ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) zugeführt wird, in einem dritten Fall für eine dritte Backup-Zeit (P3), die länger ist als die zweite Backup-Zeit, eine dritte Hilfsleistung, die kleiner ist als die zweite Hilfsleistung, von den ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) zugeführt wird, und die Steuereinheit (650) jeweils Steueraktionen so ausführt, dass die Ausgabesignale der ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) nur in dem zweiten und dem dritten Fall im wesentlichen gleichförmig sind.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit separate Steuereinheiten (650), die jeweils in den ersten Hilfsleistungsversorgungen angeordnet sind, und eine Steuerleitung (CL1) zum Anschließen dieser jeweiligen separaten Steuereinheiten aufweist, und die separaten Steuereinheiten ein Steuersignal über die Steuerleitung teilen, so dass sie jeweils die Ausgabesignale der ersten Hilfsleistungsversorgungen steuern, in denen die Steuereinheiten selbst angeordnet sind, wodurch die Ausgabesignale der ersten Hilfsleistungsversorgungen im wesentlichen gleichförmig sind.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die separaten Steuereinheiten (650) jeweils einen Eigenausgabe-Überwachungsabschnitt (653) aufweisen, der die Ausgabesignale der ersten Hilfsleistungsversorgung (60) überwacht, in der die zugehörige Steuereinheit angeordnet ist, sowie einen Sonstige-Ausgaben-Überwachungsabschnitt (654), der das Steuersignal erfasst, das über die Steuerleitung eingegeben wurde, einen Komparator (657), der die Überwachungsergebnisse des Eigenausgabe-Überwachungsabschnitts und des Sonstige-Ausgaben-Überwachungsabschnitts vergleicht, und einen Anpassungsabschnitt (652), der das Ausgabesignal der ersten Hilfsleistungsversorgung gemäß dem durch den Komparator erhaltenen Vergleichsergebnis anpasst.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Fall dem Zustand einer plötzlichen Unterbrechung der Hauptleistungsversorgung entspricht, der zweite Fall dem Zustand entspricht, in dem in dem Speicherabschnitt (130) gespeicherte Daten in der Speichervorrichtung (21) gespeichert werden, und der dritte Fall dem Zustand entspricht, in dem in dem Speicherabschnitt gespeicherte Daten gehalten werden.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei Innenzustandsdetektoren (660) jeweils in den ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) vorgesehen sind, um deren interne Zustände zu erfassen, und die separaten Steuereinheiten die Ausgabesignale der ersten Hilfsleistungsversorgungen jeweils unter Berücksichtigung der erfassten internen Zustände steuern.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) jeweils mehrere Hilfsleistungsversorgungszellen (610) aufwei sen, und die Innenzustandsdetektoren (660) die Temperatur der jeweiligen Hilfsleistungsversorgungszellen als den internen Zustand erfassen.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die separaten Steuereinheiten jeweils an die Host-Schnittstellensteuereinheit (110) und/oder die Slave-Schnittstellensteuereinheit (120) angeschlossen sind.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine zweite Hilfsleistungsversorgung (70) zur Versorgung mit Hilfsleistung separat von den ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) angeordnet ist.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) durch eine Kombination mehrerer verschiedener Arten von ersten Hilfsleistungsversorgungen gebildet sind.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) Nickel-Wasserstoff-Sekundärzellen (610) aufweisen, und die zweite Hilfsleistungsversorgung (70) einen Kondensator (710) aufweist.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) nebeneinander angeordnet sind und jeweils Luftaufnahmeöffnungen (62) aufweisen, die auf beiden Seitenflächen längs der Anordnungsrichtung gebildet sind, sowie einen Kühlungslüfter (65), der die von diesen Luftaufnahmeöffnungen aufgenommene Luft nach außen ausgibt, und wobei die Fläche der Luftaufnahmeöffnungen gemäß dem Durchströmungspfad der Kühlluft eingestellt ist.
Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) und die zweite Hilfsleistungsversorgung (70) so angeordnet sind, dass beide Seitenflächen der zweiten Hilfsleistungsversorgung zwischen den ersten Hilfsleistungsversorgungen gehalten werden, die ersten Hilfsleistungsversorgungen (60) und die zweite Hilfsleistungsversorgung (70) jeweils mit Luftaufnahmeöffnungen (62, 72) in ihren beiden Seitenflächen längs der Anordnungsrichtung versehen sind, und die zweite Hilfsleistungsversorgung (70) mit einem Kühlungslüfter (71) versehen ist, der die durch die ersten Hilfsleistungsversorgungen einströmende Luft nach außen ausgibt.
Verfahren zum Steuern der Batterieausgabe einer Plattenarray-Vorrichtung (10) mit: einer Host-Schnittstellensteuereinheit (110), die den Datenaustausch mit Host-Vorrichtungen (H1) steuert; einer Slave-Schnittstellensteuereinheit (120), die den Datenaustausch mit Slave-Vorrichtungen (21) steuert; einem Speicherabschnitt (130), den sich die Host-Schnittstellensteuereinheit und die Slave-Schnittstellensteuereinheit teilen; einer Leistungsversorgungsleitung (51), die jeweils an die Host-Schnittstellensteuereinheit, die Slave-Schnittstellensteuereinheit und den Speicherabschnitt angeschlossen ist; einer Hauptleistungsversorgung (50), die an die Leistungsversorgungsleitung angeschlossen ist und diese mit Leistung versorgt; und mehreren ersten Batterievorrichtungen (60), die jeweils an die Leistungsversorgungsleitung (51) angeschlossen sind und jeweils Hilfsleistung an die Leistungsversorgungsleitung (51) liefern, wenn die Hauptleistungsversorgung (50) keine Leistung an die Leistungsversorgungsleitung liefert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung so ausgeführt wird, dass die Ausgabesignale der Batterievorrichtungen im wesentlichen gleichförmig sind, in einem ersten Fall für eine relativ kurze erste Backup-Zeit (P1) eine relativ große erste Hilfsleistung von den Batterievorrichtungen (60) zugeführt wird, in einem zweiten Fall für eine relativ lange zweite Backup-Zeit (P2) eine relativ kleine zweite Hilfsleistung von den Batterievorrichtungen (60) zugeführt wird, in einem dritten Fall für eine dritte Backup-Zeit (P3), die länger ist als die zweite Backup-Zeit, eine dritte Hilfsleistung, die kleiner ist als die zweite Hilfsleistung, von den Batterievorrichtungen (60) zugeführt wird, eine Steuerung so ausgeführt wird, dass die Ausgabesignale der Batterievorrichtungen (60) nur in dem zweiten und dem dritten Fall im wesentlichen gleichförmig sind, und die erste Hilfsleistung erhalten wird, indem in dem ersten Fall die Ausgabesteuerung unter den Batterievorrichtungen freigegeben wird.
Batterieausgabe-Steuerverfahren für eine Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Batterievorrichtungen (60) jeweils mit einem Innentemperaturdetektor (660) ausgerüstet sind, der die Zelleninnentemperatur erfasst und wobei eine Steuerung unter Berücksichtigung der erfassten Zellentemperatur so ausgeführt wird, dass die Ausgabesignale der Batterievorrichtungen im wesentlichen gleichförmig sind.
Batterieausgabe-Steuerverfahren für eine Plattenarray-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Plattenarray-Vorrichtung eine Kondensatorvorrichtung (70) aufweist, die separat von den Batterievorrichtungen (60) Hilfsleistung zuführt.