JP2576896B2

JP2576896B2 - メモリバックアップ用一次電池の監視回路

Info

Publication number: JP2576896B2
Application number: JP1016282A
Authority: JP
Inventors: 明雄吉田; 善吉栗山
Original assignee: ENU TEI TEI DEETA TSUSHIN KK; Anritsu Corp
Current assignee: ENU TEI TEI DEETA TSUSHIN KK; Anritsu Corp
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JPH02197913A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、コンピュータなどの情報処理装置に使用さ
れる揮発性メモリをバックアップするための一次電池回
路において、充電防止用ダイオードの接合が故障によっ
て常時導電状態となり、電池に充電電流が流れて破裂す
ることを防止し、また故障したダイオードを予備素子に
切り替えることが可能な監視回路に関する。

［従来の技術］従来は、揮発性メモリ素子の電源が商用電源を整流し
た定電圧電源から供給される場合、電源スイッチをオフ
にしたり、停電になった場合に、メモリの記憶内容が失
われることを防止するため、商用電源から整流平滑され
た直流電源と並列状態にバックアップ用電池を接続しバ
ックアップ電圧を加えている。この電池が一次電池であ
る場合には、直流電源が動作中に一次電池に充電電流が
流れることを防止するため、メモリの電源端子とバック
アップ用電池との間に、充電防止用ダイオードを接続し
ていた。

［発明が解決しようとする課題］メモリバックアップ用一次電池の充電防止用ダイオー
ドの接合が故障によって破壊され常時導通状態になる
と、直流電源から一次電池に充電電流が流れ、電池が破
裂する可能性がある。充電電流が流れ始めてから、電池
が破裂に至るまでの時間は、電池の種類、使用期間、放
電電流、充電電流、温度などの条件によっても異なる。
しかし、充電電流が長期間にわたって流れ続けると、破
裂する危険が増大するため、充電電流が流れ始める事故
が起きたら、できるだけ早く検知して警報を発し、故障
箇所の修理を行う必要がある。ところが、このような故
障は発生率が小さく、また、ダイオードの故障が起きて
も情報処理装置自体の機能は継続するから症状としては
表面に出ないし、すぐに事故に至ることが少ないことか
ら、発見することが困難であった。しかし、たとえ故障
の発生率は小さくても、万が一電池の破裂事故を生じる
と、メモリのバックアップが不可能になって重要な情報
の損失、周囲の電子回路への破損の誘発など大きな障害
につながるだけでなく、人体に対する危険もあり得るこ
とから、確実に故障を検知する必要がある。

［課題を解決するための手段］上記の課題を解決するため、本発明においては、コン
ピュータ端末装置などの情報処理装置に装着された揮発
性メモリのバックアップ用一次電池の電圧と、バックア
ップ用一次電池の最大電圧より高くメモリの電源電圧よ
り低い範囲内で設定した上限設定電圧（または基準電
圧）を比較回路において、電池電圧を上限設定電圧と比
較することにより、電池の端子電圧がダイオードのショ
ート故障によって上記の上限電圧設定値を越えたとき警
報を出す手段を備えている。

また、ダイオードの予備素子を設け、警報信号によっ
て故障したダイオードから予備素子に切り替える手段を
設けることができる。

［実施例］従来のメモリバックアップ用一次電池の回路の一例を
第５図の参考図によって説明すると、商用電源10から供
給される定電圧電源20により、＋５ボルトの安定化電圧
がダイオード30を経て揮発性メモリ素子（RAM）40の電
源供給端子42に供給される。この電源端子42には、メモ
リバックアップ用一次電池50から、制限抵抗52及び充電
防止用ダイオード54の直列回路を経て、バックアップ回
路が構成されている。

バックアップ用電池は、例えばリチウム電池の様なタ
イプのものが用いられ、バックアップに必要な＋３ボル
ト程度の電圧を供給する。通常の動作状態においては、
定電圧電源から＋５ボルトの電圧が電源端子42に加えら
れているから、充電防止用ダイオード54のカソード側に
もこの電圧がかかり、ダイオードのアノード側は、一次
電池の起電力である＋３ボルトを印加されることから、
結局ダイオードに約２ボルトの逆バイアスが加わって非
導通状態に保たれている。

電源がオフになったり、停電状態となった場合には、
定電圧電源からの＋５ボルトは消滅し、バックアップ用
一次電池から順方向にダイオード54を経て、RAMの電源
端子42にバックアップ電圧が加えられる。

このような従来の回路において、充電防止用ダイオー
ドが故障し接合が常時導通状態となった場合には、定電
圧電源が動作中に制限抵抗52を経て、バックアップ用一
次電池に充電電流が流れる。電流は、制限抵抗の存在に
より制限できるが、一次電池は、本来充電を予定してお
らず、長時間充電した場合には、電池内部でガスを発生
して容器内部の圧力が高まり、破裂を招く恐れがある。
充電防止用ダイオードの接合が破損して常時導通状態と
なっても、情報処理装置としての機能には影響が出ない
から、直ちにその故障を検知することは通常できない。
従って、ダイオードが故障状態のまま放置されて動作を
継続し、長い間充電電流が流れ続けた結果、一次電池が
破裂して初めて故障を発見することも有り得る。

本発明は、このような不都合を防止するために、充電
防止用ダイオードの故障を検出する機能を付加して、故
障の際には警報を出し、あるいはダイオードを正常なも
のに切り替えるようにするものである。

また、一時電池端子電圧を監視する機能の応用とし
て、一次電池が消耗して、バックアップが不能となる電
圧近くまで低下し、交換する必要があることについても
警報を出すことができる。第１図は、本発明の第１実施
例を示す図であって、第５図の従来例と同じ部分には、
同一符号を付けている。

商用電源10により電力を供給される定電圧電源20の定
電圧出力（＋５ボルト）から、バックアップの際に一次
電池から定電圧電源への電流を阻止するダイオード30を
介して、揮発性メモリ40の電源端子42に動作用電源が供
給される。

バックアップ用一次電池50から制限用抵抗52、充電防
止用ダイオード54からなるバックアップ回路は、揮発性
メモリ40の電源端子42に接続されている。

ダイオード54と、制限抵抗52との接続点Ａ（以下、Ａ
点という）は、比較回路72の一方の入力に接続され、他
方の入力には、使用される予定のバックアップ用一次電
池の最大電圧より大きく、RAMの電源端子42に加えられ
る電源電圧より小さい範囲において選定された電圧（以
下、基準電圧という）が供給される。

図の例では、定電圧電源から、抵抗58を介して基準電
圧を安定化するツェナーダイオード56を接続し、その接
続点（以下Ｂ点という）を比較回路の他方の入力に接続
している。しかし、基準電圧の値はそれほど厳密さを要
求されないから、ツェナーダイオード56の代わりに抵抗
を使用し、抵抗分圧器によって基準電圧を発生させるこ
とができる。比較回路72の出力端子は、警報回路80に接
続され、Ａ点の電圧がＢ点の電圧より大きい状態では、
出力端子に出力を発生する。警報回路80は、比較回路の
出力が存在するとき、音響、音声信号、光信号、その他
のアラームを動作させ、修理すべきことを警報する。

第２図は、本発明の第２実施例を示す、Ａ点には、A/
D変換回路60のアナログ入力を接続し、そのデジタル出
力を情報処理装置において使用されているCPU70の入力
ポートの一つに接続する。

CPUに接続されているメモリ（ROM）65には、上記Ａ点
の電圧が正常な状態か否かを判断するための比較用デー
タを記憶させる。この比較用データは、使用される予定
のバックアップ用一次電池50の最大電圧より大きく、RA
M40の電源端子42に加えられる電源電圧より小さい範囲
において選定された電圧に相当するデジタル値であっ
て、以下「上限設定値」という。CPU70の内部に設けら
れている比較回路72には、電圧検出のタイミングにおい
て、Ａ点の電圧に対応するデジタル値と、上限設定値が
導入され、比較される。Ａ点の値が上限設定値より大き
くなった場合には、充電防止用ダイオード54の接合が破
壊してショート状態になっていることを意味する。よっ
て比較回路の出力端子に警報信号を出力し、警報回路に
加えて、音響、音声信号、光信号、その他のアラームを
動作させ、修理すべきことを警報する。

充電防止用ダイオードが故障しても、直ちに電池が破
壊する可能性は大きくないこと、また致命的な故障では
ないことから、ダイオードが故障したことを示すアラー
ムが出たとしても、情報処理装置を即座に停止させずに
処理を続けたいことがある。しかし、このような動作は
事実上は可能であるが、電池が破裂するに至る可能性が
ある以上、好ましいことではない。

よって、第３図及び第４図に示す実施例（それぞれ第
１図及び第２図の実施例に対応する）においては、充電
防止用ダイオードとして54aと54bの２個を設けておき、
ダイオード54aの故障によって警報回路80が動作しアラ
ーム信号が発生したときに、同時に切り替え回路90の動
作用電圧を発生させて加え、一実施例として例示したリ
レーのコイル92に電流を流し、リレー接点94を切り替え
て故障したダイオード54aを回路から切り放し、予備の
ダイオード54b側に切り替える回路を構成させる。

１個目のダイオード54aが故障したとき、アラームを
出すと同時に、または、本来のアラームは出さずに、リ
レーコイル92と直列に接続した発光ダイオード100を点
灯させ、一個目のダイオード54aが故障しているから修
理すべきであることを警報することができる。発光ダイ
オード100の動作電源及び制限抵抗は、リレー回路その
もので兼用できるから、回路は極めて簡単になり、部品
数も少なくてよい。

このように、警報回路80が、最初のダイオード54aの
故障によってアラームを出したとしても、予備のダイオ
ード54bが故障するまでは、修理をしないでも情報処理
装置を動作させることができる。しかし、第３図及び第
４図の実施例においては、予備は１個のみであるから、
予備ダイオード54bが何等かの理由で早い時期に故障し
たとすれば、使用を続けることは危険である。従って、
安全のためには、ダイオード54aの故障警報を確認した
後、情報処理装置を停止させても差し支えない時点にお
いて、できるだけ早い時期に修理を実施しておくことが
望ましい。バックアップ用一次電池が消耗し、所定の電
圧より低下した場合には、メモリバックアップが不可能
になる。従って、電池消耗の警報も必要である。これに
対処するためには、比較回路の２つの入力に一次電池電
圧と、バックアップ用電池の最低動作電圧（下限基準電
圧または下限設定値）を加え、電池の消耗検知のタイミ
ングにおいて、比較回路によりＡ点の電圧を下限基準電
圧または下限設定値と比較し、Ａ点の電圧が下限設定値
より小さくなった場合には、比較回路の出力端子に電池
が消耗していることを報知する警報信号を出力すること
もできる。この警報信号は、上記のダイオードの故障警
報とは異なる信号とし、アラームも電池消耗であること
を識別できる形式とする。

［発明の効果］本発明は、コンピュータ端末装置などの情報処理装置
に装着された揮発性メモリのバックアップ用一次電池の
関連する回路において、商用電源からの充電防止用ダイ
オードのショート故障を、電池電圧の監視回路により監
視し、故障時に上限電圧設定値を越えたことで警報を出
し、一次電池への充電による電池の破裂を防止するよう
に修理の処置をとることを可能ならしめる。

また、ダイオードの予備素子を設けた場合には、警報
信号によって故障したダイオードから予備素子に切り替
える手段を設けるとともに、警報信号を出力して修理が
必要なことを報知することができる。

さらに、一次電池の電圧を下限設定電圧と比較し、こ
の値より電池電圧が低下したときは、一次電池が消耗し
ていることを意味するから、消耗警報を出力し、電池を
交換すべきことを報知することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の一次電池監視回路の実施
例を示す回路図、第３図及び第４図は、第１図及び第２
図に示す実施例において充電防止用ダイオードの予備素
子を設け、充電防止用ダイオードの故障発生時に、予備
素子に切り替える回路を付加した実施例を示す図、第５
図は、従来の一次電池によるメモリバックアップ装置を
示す参考図である。 10:商用電源 20:定電圧電源 30:ダイオード 40:揮発性メモリ素子（RAM） 42:メモリ電源端子 50:一次電池 52:制限抵抗 54:充電防止用ダイオード 60:A/D変換器 70:中央処理装置（CPU） 72:比較回路 80:警報回路 90:切り替え回路 100:発光ダイオード

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）商用電源から整流平滑される定電
圧電源、（ｂ）定電圧電源からダイオードを経由して揮発性メ
モリの電源端子に電源を供給する回路、（ｃ）バックアップ用一次電池から制限抵抗及び充電
防止ダイオードの直列回路を経て揮発性メモリの電源端
子に接続されるメモリバックアップ回路、（ｄ）バックアップ用一次電池の端子電圧と電池電圧
より高く、定電圧電源の電圧より低い範囲で選択された
基準電圧を生成する回路、（ｅ）電池の電圧と（ｄ）により生成された基準電圧
とを比較する比較回路、（ｆ）バックアップ用一次電池の電圧が上限設定電圧
より大きくなったときに出力される比較回路の出力を受
けて、一次電池に充電電流が流れていることを警報する
アラーム回路、から構成される、情報処理装置の揮発性メモリをバック
アップする一次電池回路の監視回路。
【請求項２】（ａ）商用電源から整流平滑される定電
圧電源、（ｂ）定電圧電源からダイオードを経由して揮発性メ
モリの電源端子に電源を供給する回路、（ｃ）バックアップ用一次電池から、制限抵抗、複数
個の充電防止ダイオード及び複数のダイオードから１個
を選択するためのダイオード切り替え回路の直列回路を
経て揮発性メモリの電源端子に接続されるバックアップ
回路、（ｄ）バックアップ用一次電池の端子電圧と電池電圧
より高く、定電圧電源の電圧より低い範囲で選択された
基準電圧を生成する回路、（ｅ）電池の電圧と（ｄ）により生成された基準電圧
とを比較する比較回路、（ｆ）バックアップ用一次電池の電圧が上限設定電圧
より大きくなったときに出力される比較回路の出力を受
けて、一次電池に充電電流が流れていることを警報する
アラーム回路、（ｇ）比較回路の出力を受けて接合がショートした充
電防止用ダイオードをバックアップ回路から切り放し、
予備のダイオードに切り替えるため、上記ダイオード切
り替え回路に切り替え信号を供給する回路、から構成される、情報処理装置の揮発性メモリをバック
アップする一次電池回路の監視回路。