JP2002084674A - 電源制御機構 - Google Patents

電源制御機構

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JP2002084674A
JP2002084674A JP2000269484A JP2000269484A JP2002084674A JP 2002084674 A JP2002084674 A JP 2002084674A JP 2000269484 A JP2000269484 A JP 2000269484A JP 2000269484 A JP2000269484 A JP 2000269484A JP 2002084674 A JP2002084674 A JP 2002084674A
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JP
Japan
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power supply
power
circuit
backup battery
charging
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JP2000269484A
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Hiroyasu Goto
裕康 後藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、バックアップ用電池に対する充電
時間を短縮させることを目的とする。 【解決手段】 アンド回路5は電源装置11及び12か
らのハイレベル信号を受信すると、ハイレベル信号をス
イッチ101〜104およびコントローラ6へ出力す
る。このハイレベル信号によりスイッチ回路101〜1
04のゲートがオンされるとともに、コントローラ6が
バックアップ用電池4への電力線のスイッチ105およ
び106のゲートをオンにし、電源装置11および12
の余力である電力が充電に供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数台の電源装置
およびバックアップ用の充電電池を備えた電子機器にか
かり、特に、充電電池の充電時間を短縮するための電源
制御機構に関する。
【0002】
【従来の技術】ホスト計算機とバスまたはLANを介し
て接続され、該ホスト計算機によって使用されるデータ
を記憶するディスクアレイ装置があるが、このようなデ
ィスク装置は、ホスト計算機に対するレスポンス性を高
速化するため、ライトバックキャッシュ機能が備えられ
ている。ライトバックキャッシュ機能とは、ホスト計算
機からのデータ書込みを受信すると、キャッシュメモリ
に書込みデータを記憶した段階でホスト計算機に対して
書込み完了を通知する機能であり、これにより、書込み
に長時間を要するハードディスクへの書込みを待つ必要
をなくし、ホスト計算機の処理の高速化に貢献するもの
である。キャッシュメモリに記憶された書込みデータ
は、ホスト計算機への書込み完了通知後にハードディス
クに対して書込み処理され、ホスト計算機より受けた書
込み処理が実質的に完了する。このようにホスト計算機
の処理性能を向上させるため、ディスク装置ではライト
バックキャッシュ機能が利用されているが、キャッシュ
メモリには不揮発性メモリが使用されているのが一般的
であるため、ホスト計算機からの書込み要求にかかるデ
ータをキャッシュメモリに書込み、書込み完了を通知出
してから、ハードディスクへの書込みが完了するまでの
間に停電等が発生すると、キャッシュメモリに書込まれ
ているデータが失われることになってしまう。
【0003】その結果、ホスト計算機としては書込みが
完了したものと認識しているにもかかわらず、ディスク
装置での書込みが未完了であるため、以後のホスト計算
機での処理に重大な影響を及ぼすことがある。このた
め、ハードディスクへの書込みが完了していない間に停
電等が発生した場合でも、キャッシュメモリに記憶され
ているデータが消失しないよう、バックアップ用の電池
が設け、停電等が発生するとこのバックアップ用の電池
から電力を供給している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなディスク装置にもまだ解決すべき課題が残されて
いる。上記バックアップ用の電池としては充電電池が一
般的に使用されているが、近年、この二次電池が高容量
化の傾向にあり、これに伴ってバックアップ用電池の使
用時間の長期化、つまり停電等が発生した場合でのデー
タ保存期間を長期化することを実現しているが、その反
面、未使用の二次電池に交換した場合や、使用後の充電
に要する時間が長くなるという弊害をもたらしている。
つまり、前記ライトバックキャッシュ機能を動作させる
ためには、バックアップ用電池がある閾値以上(例え
ば、80%)の充電を完了していることが前提となって
おり、充電量が閾値以下である場合には、キャッシュメ
モリのデータ消失を防ぐためライトバックキャッシュ機
能をオフすることから、充電時間が長くなればなるほど
ホスト計算機の処理効率が低下することになる。そこで
本願発明は、バックアップ用電池である充電電池の容量
が増加した場合であっても、重電に要する時間を大幅に
短縮するための充電制御機構を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明では、少なくともキャッシュ
メモリ、ハードディスク、複数台の電源装置と、充電可
能なバックアップ用電池を備えた装置における前記バッ
クアップ用電池への充電を制御する電源制御機構であっ
て、前記キャッシュメモリまたはハードディスクのうち
の少なくとも一つに対して前記電源装置からの電力を供
給する電力線と、該電力線上に設けられ、前記バックア
ップ用電池への電力供給を制御するスイッチ回路と、前
記各電源装置から正常動作を示す信号を受信すると前記
スイッチ回路を接続状態に制御するための信号を出力す
るアンド回路とを備えた電源制御機構を提供する。この
ような構成により、電源装置で使用されていない電力を
バックアップ用電池の充電に利用することにより、短時
間での充電を実現することが可能となる。また、請求項
2の発明では、少なくともキャッシュメモリ、ハードデ
ィスク、複数台の電源装置と、充電可能なバックアップ
用電池を備えた装置における前記バックアップ用電池へ
の充電を制御する電源制御機構であって、前記各電源装
置から正常動作を示す信号を受信すると正常状態を示す
信号を出力するアンド回路と、前記キャッシュメモリま
たはハードディスクのうちの少なくとも一つに対して前
記電源装置からの電力を供給する電力線と、前記電力線
上に設けられ、前記アンド回路から正常状態を示す信号
を受信した場合に前記バックアップ用電池への補助的な
電力供給を開始する第1のスイッチ回路と、前記電力線
上に設けられ、前記バックアップ用電池への電力供給を
制御する第2のスイッチ回路とを備え、前記バックアッ
プ用電池に対する補助的な電力の供給を行うか否かを設
定するモード設定回路と、前記モード設定回路に補助的
な電力の供給を否定する情報を保持するとき、前記第2
のスイッチ回路をオフに制御するコントローラとを備え
た電源制御機構を提供する。
【0006】このような構成により、バックアップ用電
池の充電時間を短縮するだけでなく、短時間での充電が
不必要な場合には急速に充電することを行わず、電池の
寿命をむやみに短くすることを防止できる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照して説明する。図1は本発明の電源
制御機構1の概略構成を示す図であり、外部の交流電源
より入力した交流電力を直流電力に変換して装置内部の
各モジュールに供給するとともに、正常動作中はハイレ
ベル信号を出力する2台の電源装置11及び12、電源
装置11及び12からの直流電力の供給を受けて動作す
るキャッシュメモリ2、同様に電源装置11及び12か
ら直流電力の供給を受けて動作するハードディスク(H
DD)3、停電等により外部からの電力供給が絶たれた
際に電源装置11及び12に代わってキャッシュメモリ
2に対して電力の供給を行うバックアップ用電池4、2
台の電源装置11及び12からハイレベル信号を入力し
ているときにハイレベル信号を出力するアンド(AN
D)回路5、アンド回路5の出力及び後述の充電制御回
路から出力によってバックアップ用電池4への充電を制
御するコントローラ6、コントローラ6からの指示に基
づきバックアップ用電池7を監視する充電制御回路7、
アンド回路5の出力により開閉動作を行うスイッチ回路
101〜104、そしてコントローラ6の指示によって
開閉するスイッチ回路105、106とから構成されて
いる。そして、スイッチ回路101〜106は、例えば
半導体スイッチで構成される。
【0008】なお、電源装置11および12は、それぞ
れ1台で装置の動作を保障する電力供給が可能であり、
2台が平行して電力の供給を行っている場合は、それぞ
れが50%の能力で稼動することになる。以下、上記構
成の電源制御機能の動作について説明する。装置本体
(図示せず)の主電源のスイッチがオンされると、2台
の電源装置11及び12からキャッシュメモリ2、HD
D3等への電力供給が開始される。このとき、2台の電
源装置11および12は、正常動作を行っていることを
示すハイレベル信号の出力も行い、このハイレベル信号
はアンド回路5によって取り込まれ、双方の信号がハイ
レベルであることから、アンド回路5は、ハイレベル信
号を出力する。アンド回路5より出力されたハイレベル
信号は、スイッチ回路101〜104、およびコントロ
ーラ6によって受信される。まず、ハイレベル信号を受
信したスイッチ回路101〜104は、ゲートをオンす
ることにより電源装置11および12から出力され、キ
ャッシュメモリ2およびHDD3へ出力される電力の一
部を、バックアップ用電池4へ供給するための回路を構
成する。なお、既に説明した通り、本実施の形態のよう
に二重化された電源装置11及び12を用いてキャッシ
ュメモリ2およびHDD3等に電力を供給する場合に
は、能力の50%しか使用されないため、スイッチ回路
101〜104のゲートがオンされたとしても、キャッ
シュメモリ2およびHDD3等の動作には影響を及ぼす
ことがない。
【0009】これは、3台以上の電源装置を用いた場合
でも同様のことが言え、電源装置の台数分の1の電力が
キャッシュメモリやHDD等に供給されるため、残余の
電力がバックアップ用電池に供給可能である。一方、ア
ンド回路5からハイレベル信号を受信したコントローラ
6は、2台の電源装置11と12が正常に動作している
と認識するため、スイッチ回路105および106のゲ
ートをオンにして、バックアップ用電池4に対する充電
を開始する。また、コントローラ6がスイッチ回路10
5と106のゲートをオンにする場合は、バックアップ
用電池4に対する急速充電が行われるため、充電制御回
路7に対して急速充電モードで充電動作を行っている旨
を示す信号、例えばハイレベル信号(以下、急速充電モ
ード信号と称する。)を出力する。充電制御回路7は、
急速充電モード信号を受信すると、dV/dT充電制御
方式によってバックアップ用電池4の監視を開始する。
このdV/dT(V:電圧,T:時間)充電制御方式と
は、単位時間当たりの電圧上昇値を監視してバックアッ
プ用電池4の充電状態を監視する方法で、フル充電に近
づくとdV/dTの値が急に上昇するため、ある閾値を
設定することによってフル充電になったかを監視する。
【0010】その後、充電制御回路7が設定されたdV
/dTの閾値に達したことを検出すると、コントローラ
6に対して充電完了を通知する。充電完了の通知を受け
たコントローラ6は、更なる充電は必要ないと判断し、
スイッチ回路105および106のゲートをオフにす
る。また、上記急速充電モードによる充電中に一方の電
源装置(例えば、電源装置11)に故障が発生して電力
供給が不可能となった場合は、電源装置11からアンド
回路5に出力される信号がハイレベルからロウレベルに
変わるため、アンド回路5からロウレベル信号が出力さ
れる。このロウレベル信号は、上記と同様にスイッチ回
路101〜104およびコントローラ6によって受信さ
れ、まず、スイッチ回路101〜104のゲートがオフ
されることにより、キャッシュメモリ2およびHDD3
に対する電力供給線からバックアップ用電池4への電力
供給を遮断する。これによって、電源装置12からキャ
ッシュメモリ2、HDD3そしてバクアップ用電池4に
対してそれぞれ1本の電力供給線を介して電力の供給が
なされることになる。なお、このときは、電源装置11
からの電力供給がなくなるため、電源装置12は100
%の能力をもって電力の供給を行うことになる。
【0011】また、アンド回路5からロウレベル信号を
受信したコントローラ6は、急速充電モードでの充電が
出来なくなったことを認識し、充電制御回路7に対して
通常充電モード(温度制御充電モード)を示す信号、例
えばロウレベル信号を出力する。ロウレベル信号を受信
した充電制御回路7は、バックアップ用電池4の監視を
dV/dTの閾値による監視から、dT'(T':温度)
充電制御方式に基づく監視に変更する。このdT'充電
制御方式とは、電池温度の変化を監視することによって
充電状態を把握する方法で、電池がフル充電に近づくと
電池の上昇率が大きくなる特性を利用したものである。
そして、予め定めた閾値と比較することによってフル充
電になったかを監視する。その後、充電制御回路7が設
定されたdT'の閾値に達したことを検出すると、コン
トローラ6に対して充電完了の通知を行う。充電完了の
通知を受けたコントローラ6は、バックアップ用電池4
の充電が完了したことを認識し、スイッチ回路105と
106のゲートをオフに変更させる。結果、バックアッ
プ用電池4に対する充電処理は完了し、キャッシュメモ
リ2およびHDD3等への電力供給のみが行われること
になる。
【0012】以上のように2台の電源装置11及び12
の余力を用いてバックアップ用電池4の充電を行うた
め、本来バックアップ用電池4の充電用に供される出力
以上の電力供給が可能となり、充電に要する時間を短縮
することが可能となる。さらに、一方の電源装置に故障
が発生して電力の供給が出来なくなった場合でも、短時
間での充電方法から、通常の充電方法に自動的に設定が
変更されるため、キャッシュメモリやHDD等の動作に
影響を及ぼすこともない。つづいて本発明の他の実施の
形態について説明する。図2は、本発明の他の実施の形
態にかかる電源制御機構10を示した図である。なお、
図1に示した各構成と同一のものには同一の番号を付
し、その説明については省略する。図2において、図1
と異なるのは、モード指定回路8及びスイッチ回路10
7,108が設けられ、コントローラ61が、モード指
定回路8によって指定された充電モードに基づいてバッ
クアップ用電池4の充電を制御する点である。なお、モ
ード指定回路8に設定されるモードは、急速充電モード
または通常充電モードであり、電源制御機構10を備え
た装置本体にモードを設定するためのディップスイッチ
等を設け、これにより設定を行うか、またネットワーク
を介して接続される端末により設定しても構わない。
【0013】また、ここではモード設定回路8には通常
充電モードがディップスイッチ等により設定されたもの
として説明する。即ち、急速充電モードが設定されてい
る場合には、上述の実施の形態で説明した場合と同じ動
作になるためである。まず、装置本体の電源スイッチが
オンされると、電源装置11及び12からキャッシュメ
モリ2、HDD3およびバックアップ用電池4に対して
電力の供給が開始され、同時にアンド回路5に対してハ
イレベル信号の出力が開始される。2台の電源装置11
および12よりハイレベル信号を受信したアンド回路5
は、ハイレベル信号をスイッチ回路101〜104、お
よびコントローラ61へ出力する。ハイレベル信号を受
信したスイッチ回路101〜104は、ゲートをオンに
して電源装置11及び12からキャッシュメモリ2とH
DD3に対して電力を供給する電力線から、その一部の
電力をバックアップ用電池4へ供給可能とする。ところ
が、モード設定回路8には通常充電モードが設定されて
いることから、コントローラ61はスイッチ回路107
と108に対してロウレベル信号を出力してゲートをオ
フに設定するため、スイッチ回路101〜104を介し
て供給される電力はバックアップ用電池4へ届くことが
ない。このため、電源装置11および12から本来供給
される電力のみがスイッチ回路105および106を介
してバックアップ用電池4へ供給されることになる。
【0014】以後、充電制御回路7がバックアップ用電
池4の充電を上述と同様にdT'充電制御方式に基づい
て監視し、バックアップ用電池4のフル充電を検出する
と、コントローラ61に対して充電完了を通知する。こ
の充電完了通知を受信したコントローラ61は、バック
アップ用電池4の充電はこれ以上不要であると判断し
て、スイッチ回路105,106のゲートをオフに設定
する。このように、本実施の形態ではバックアップ用電
池4に対する充電モードを利用者が設定可能としたた
め、バックアップ用電池4に対する充電時間を短縮させ
ることが可能となり、任意に急速充電機能をオフにでき
るため、不必要に電池の寿命を短くしないようにもでき
る。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多重化された電源装置の余力をバックアップ用電池の充
電に利用するため、フル充電に要する時間を大幅に短縮
することが可能となり、よって、バックアップ用電池の
利用できない時間を少なくするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる充電制御機構の概
略構成を示す図である。
【図2】本発明の他の実施の形態にかかる充電制御機構
の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1,10 … 電源制御機構 2 … キャッシュメモリ 3 … ハードディスク(HDD) 4 … バックアップ用電池 5 … アンド回路 6,61 … コントローラ 7 … 充電制御回路 8 … モード指定回路 11,12 … 電源装置 101〜108 … スイッチ回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともキャッシュメモリ、ハードデ
    ィスク、複数台の電源装置と、充電可能なバックアップ
    用電池を備えた装置における前記バックアップ用電池へ
    の充電を制御する電源制御機構であって、 前記キャッシュメモリまたはハードディスクのうちの少
    なくとも一つに対して前記電源装置からの電力を供給す
    る電力線と、 該電力線上に設けられ、前記バックアップ用電池への電
    力供給を制御するスイッチ回路と、 前記各電源装置から正常動作を示す信号を受信すると前
    記スイッチ回路を接続状態に制御するための信号を出力
    するアンド回路とを備えたことを特徴とする電源制御機
    構。
  2. 【請求項2】 少なくともキャッシュメモリ、ハードデ
    ィスク、複数台の電源装置と、充電可能なバックアップ
    用電池を備えた装置における前記バックアップ用電池へ
    の充電を制御する電源制御機構であって、 前記各電源装置から正常動作を示す信号を受信すると正
    常状態を示す信号を出力するアンド回路と、 前記キャッシュメモリまたはハードディスクのうちの少
    なくとも一つに対して前記電源装置からの電力を供給す
    る電力線と、 前記電力線上に設けられ、前記アンド回路から正常状態
    を示す信号を受信した場合に、前記バックアップ用電池
    への補助的な電力供給を開始する第1のスイッチ回路
    と、 前記電力線上に設けられ、前記バックアップ用電池への
    電力供給を制御する第2のスイッチ回路とを備え、 前記バックアップ用電池に対する補助的な電力の供給を
    行うか否かを設定するモード設定回路と、 前記モード設定回路に補助的な電力の供給を否定する情
    報を保持するとき、前記第2のスイッチ回路をオフに制
    御するコントローラとを備えたことを特徴とする電源制
    御機構。
  3. 【請求項3】 前記スイッチ回路は半導体スイッチであ
    ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電
    源制御機構。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014027839A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Toshiba Home Technology Corp 蓄電池システム
JP2014027845A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Toshiba Home Technology Corp 蓄電池システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014027839A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Toshiba Home Technology Corp 蓄電池システム
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