JPH02114827A - バックアップ電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は電子機器におけるメモリや時計等のように、バ
ックアップ電源を必要とする素子を使用した電子機器の
バックアップ時におけるバックアップ電源の動作をチエ
ツクして保持情報の信頼性を保つことができるようにし
たバックアップ電源装置に関するものである。

［従来の技術］ 半導体技術の目覚ましい発展に伴い、電子機器もマイク
ロコンピュータ技術等か広く取入れられ、機器の小型化
と複雑多様な制御か可能になった。

このようなマイクロコンピュータ技術等を採用した電子
機器においては、メモリや時５１等のＬＳＩ素子が使用
されており、これらメモリや時計等は電源が断たれると
動作が停止して記憶情報を失う。

そこで、このようなことを防止するために、メモリや時
計等のＬＳＩ素子として低消費電力のＬＳＩ素子を使用
し、これらＬＳＩ素子に対し、バックアップ電源を用意
して、システム電源か断たれた時、このバックアップ電
源より電源供給するようにし、これによって上述のＬＳ
Ｉ素子の動作や記憶情報の保持を行うようにしたものが
ある。

このようなバックアップ電源回路の従来例を第５図に示
す。

第５図において、対象システムの動作に必要な電源は商
用電蝕より所要の直流電圧を発生するシステム電源３よ
り供給される。このシステム電源３は電源スィッチ２の
オフ操作及び停電等の要因により、直流電圧の出力がな
くなる。そこで、システム電源３からの出力が断たれた
とき、メモリ内のデータか破壊されないよう電源切替部
６を通し、システムのバックアップ対象素子の電源端子
にはバックアップ電源出力が供給できるようにしである
。このバックアップ電源５はニッケル・カドミウム電池
のような充電可能な２次電池を有して、コンセント１よ
り直接、電源供給される充電回路により常にこの２次電
池を所定電圧に充電する構成としてあり、システム電源
３からの供給か断たれた後でも、一定時間、バックアッ
プ電源出力を供給してバックアップ対象素子の電源バッ
クアップをする構成としである。電源切替部６はシステ
ム電源出力を検知し、システム電源出力がバックアップ
対象素子の動作維持に必要な最低電圧に低下した時にバ
ックアップ電源出力を当該バックアップ対象素子の電源
端子に供給する構成としてあり、従って、システム電源
３の出力かあるときはバックアップ電源出力を阻止する
が、システム電源３が停電になると、バックアップ電源
出力を供給する。

［発明が解決しようとする課題］ このように、マイクロコンピュータ応用システム等にお
いて、システム電源の出力電圧か断たれたとき、電源か
断たれると問題のある素子に対してはその素子の電源端
子にバックアップ電源出力を供給するようにする等、電
源バックアップが行われている。しかしながら、このよ
うなバックアップ方式であってもバックアップ時間が長
時間に亙ると電池が消耗し、電池電圧が低くなってバッ
クアップかできなくなる。このような状況の下で、例え
ば、」１記バックアップしたメモリの保持デ夕を使用す
ると、データは失われていることがら問題である。そこ
で、システム電源が復帰した時に」１記バックアップし
たメモリの保持データが失われでいるか否かをチエツク
する停電検出処理機能を持たせ、停電が検出された時は
メモリを初期化して必要なデータを再セットすると云っ
た操作を行うようにしている。

ところで、従来におけるこの停電検出についてはメモリ
チエツクによる方法がある。このメモリチエツクによる
方法とはメモリに冗長ビットを設けておき、データ書き
込み時にパリティ、チエツク・サム、ＣＲＣ等をこの冗
長ビットに記録し、電源復帰時にパリティ・チエツク、
チエツク・サム、ＣＲＣチエツク等をソフト上で行い、
停電時におけるメモリ・データの喪失の有無をチエツク
し、メモリ・データに異常が発見された時はメモす・バ
ックアップ電源に停電があったものとしてデータの再設
定を行うと云うものである。

しかしながら、この場合、メモリには冗長ビットを設け
ねばならず、システムのコストアップを招く他、電源復
帰毎にシステムの立」ユリ時に動作するイニシャルプロ
グラムによるメモリテストを行う構成としなければなら
ず、実際のデータ処理に入るまでの時間を要すると共に
チエツクのための必要プログラムのメモリ専有量も多く
なって、これもコストアップの原因に繋がる。

そこで、この発明の目的とするところは、電源復帰時に
メモリの検査を行うことなくバックアップ時のデータの
喪失を知ることができるようにして、システムのコスト
ダウンを図ると共に、電源復帰後に直ちに業務プログラ
ムに移行することができて、チエツク時間を短縮できる
ようにしたバックアップ電源装置を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ −１−記目的を達成するため、本発明は次のように構成
する。すなわち、バックアップ電源を必要とする素子を
使用した電子機器に用いられ、供給される外部電源出力
をもとにシステムで必要な電源を発生するシステム電源
及び通常時は充電状態にあり、前記システム電源からの
給電が断たれた時、電源バックアップの必要な前記素子
に電源供給するバックアップ電源とからなる電源装置に
おいて、前記システム電源の電源復帰初期時はバックア
ップ電源の充電を停止する充電制御手段と、この充電停
止時に前記システム電源出力のバックアップ電源出力側
への流入を阻止する阻止手段と、前記システム電源復帰
時に前記バックアップ電源出力レベルを検出してこの検
出レベルがバックアップに必要な所定電圧より低いとき
、停電検出信号を出力する電源バックアップ電源電圧監
視手段とを具備して構成する。

［作　用］ このような構成の装置は、供給される外部電源出力をも
とにシステムで必要な電源をシステム電源により発生し
て供給し、また、バックアップ電源は通常時は充電状態
とし、前記システム電源からの給電が断たれた時、電源
バックアップの必要な前記素子に電源供給する。そして
、充電制御手段は前記システム電源の電源復帰初期時は
バ・ツクアップ電源の充電を停止し、且つ、前記ト１１
止手段により充電停止時での前記システム電源出力のノ
くツクアップ電源出力側への流入をμＩＩ　＋ｌ：する
。これにより現在のバックアップ電源の出力がシステム
電源の影響を受けなくなる。この状態でバックアップ電
源電圧監視手段は前記バックアップ電源出力レベルを検
出してこの検出レベルがバックアップに必要な所定電圧
より低いとき、停電検出信号を出力する。そのため、シ
ステム電源復帰時にバックアップ電源電圧監視手段から
停電検出信号があるか否かを本電源装置を利用する機器
の側でチエツクすることにより、バックアップ電源の停
電の有無を知ることかできるようになる。

このように、電源オン時に電源バックアップの必要な素
子、例えば、メモリの検査を行うことなくハックアップ
時のデータの喪失を知ることか可能になり、従って、メ
モリにパリティ・ビット等の冗長ビットを付加する必要
がなくなり、システムのコストダウンが図れる上、シス
テムの立」二り時に動作するイニシャルプログラムによ
るメモリテストを行わずに済むので電源オン後に直ちに
業務プログラムに移行することができて、チエツク時間
を短縮できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図
中３はシステム電源であって、図示しないか、従来と同
様電源スィッチを介して供給される商用電源からの交流
出力をシステムで必要な所定の直流電圧出力ＶＤＤに変
換して供給するためのものである。５はバックアップ電
源であり、このバックアップ電源５も従来同様２次電池
より成り、システム電源３の出力する直流電圧ＶＤＤを
受けて当該２次電池の充電を行っている。Ｄ】は充電用
のダイオードであり、そのアノード側をシステム電源３
の出力側に接続してあり、このシステム電源３の出力で
あるＶＤＤをバックアップ電源ライン側に供給する。Ｔ
ｒｉはバックアップ電源５の充電制御用のスイッチであ
るＰＮＰ型のトランジスタであり、このトランジスタＴ
ｒｉはそのエミッタ側を前記ダイオードＤ１のカソード
側に、また、コレクタ側を充電用の抵抗Ｒ１を介してバ
ックアップ電源５ニ接続してあり、ベース側には電源供
給対象である図示しない電子機器の制御部より充電開始
信号ＳＣを受ける構成としてあって、当該充電開始信号
ＳＣを受ける間、導通する構成としである。

Ｄ２は前記トランジスタＴｒｌのエミッターコレクタ間
に接続されたバックアップ電源供給用のダイオードであ
り、そのアノード側をバックアップ電源３のラインに、
そして、カソード側を前記トランジスタＴｒｉのエミッ
タに接続してあり、当該エミッタの電位をバックアップ
電源出力ＶＢＵとしてバックアップ対象素子に供給する
ことができるようにしである。２１はバックアップ電源
５の停電をチエツクするための電圧検出部であり、シス
テム電源３の出力ＶＤＤを動作電源とすると共に、バッ
クアップ電源５の出力電圧を人力としてこれが所定の電
圧を割ると停電検出信号ＳＳを発生する。この電圧検出
部２１は市販の停電検出ＬＳＩ素子を使用しており、例
えば、第２図に示すような動作特性を有している。すな
わち、入力電圧が予め設定した検出電圧を割ると、電圧
検出出力がＬ”となり、入力電圧が」１昇して前記検出
電圧より高い解除電圧に達すると電圧検出出力は“Ｈ”
となる。

入力電圧が最低動作電圧の範囲で出力は”Ｌ”かＨ”の
状態をとるが、ＬＳＩ内部では最低動作電圧を割る入力
電圧を受けると、入力電圧が最低動作電圧からグランド
レベルＧＮＤの範囲で電圧検出出力がこれに対応する変
動を示すが、論理”　Ｌ”のスレッシュホールドレベル
以下であることから、問題はない。

次に」−記構成の本装置の作用を説明する。

コンセントを差込んで電源スィッチをオンさせるとシス
テム電源３は従来と同様、商用の交流電源よりシステム
に必要な所定の直流電圧に変換して出力し、システムに
供給する。バックアップ電］１ 源５は充電可能な電池であるニッケル・カドミニウム電
池等のような２次電池により構成されており、トランジ
スタＴｒｉがオンの時、ダイオード旧、当該トランジス
タＴｒｌ　、抵抗旧を介してシステム電源３からの直流
電源ＶＤＤを受け、充電され、同時にダイオード旧を通
してシステム電源３の直流電圧ＶＤＤかバックアップ電
源出力ＶＩ３Ｕとして供給される。

システム電源３の出力がなくなるとバックアップ電源４
の出力がダイオードＤ２を介してかバックアップ電源出
力ＶＩ３０として供給されるので、バックアップの必要
な素子は電源が確保され、状態を維持する。

ここで、システム電源３の停電期間中に、バックアップ
電源５の充電容量を消費してしまったとすると、バック
アップの必要な素子は電源を失うので、停止してしまう
。そして、バックアップの必要な素子がメモリであった
とすると、このメモリはデータを喪失することになる。

そこで、このようなバックアップ電源の停電を検知する
ために、本装置では電圧検出部２１か設けである。

ここで、電圧検出部２１の特性は第２図のようなものと
し、電圧検出部２１の」１記検出電圧はメモリ・データ
保持最低電圧より高めに設定しであるものとする。

電圧検出部２１はバックアップ電源５の停電をチエツク
するためのものであり、システム電源３の出力ＶＤＤを
動作電源とすると共に、バックアップ電源５の出力電圧
を入力としてこれが所定の電圧を割ると停電検出信号Ｓ
Ｓを発生するものであるから、バックアップ電源５が停
電していたとすると、電圧検出部２１は自己の動作開始
時にバックアップ電源５の出力電圧か停電状態になって
いたとすると停電検出信号ＳＳを発生する。しかし、こ
れはあくまでもシステム電源３の出力電圧の影響を受け
ていないことか前提であり、そのためにはシステム電源
３をオンとして電源復帰させた場合に、システム電源３
の出力電圧がバックアップ電源５に供給されないように
する必要がある。そこで、本装置では電源復帰初期にお
いてはトランジスタＴｒｉをオンさせないように制御す
る。これにより電圧検出部２１はバックアップ電源５が
停電したか否かを電源復帰時に正しく判断することがで
きる。

そして、電圧検出部２１が停電検出信号ＳＳを発生した
場合には当該バックアップ電源装置を使用している機器
の制御部により、電源バックアップすべき自己の対象素
子（メモリ等）のデータ等の再セットし、トランジスタ
Ｔｒｌのオン制御をした後、動作を開始させる。これに
より、停電があった場合でもその後の業務プログラム実
行動作は保障されるようになり、また、停電のない場合
には直ちに業務プログラム実行動作に移ることができる
。

しかも、本バックアップ電源装置を使用する場合に当該
電源装置を使用する機器の側には電源復帰時にトランジ
スタＴｒｉをオフ状態に保ち、電圧検出部２１の停電検
出信号ＳＳのチエツクをしてから、停電の有の時はデー
タ等の再セットとトランジスタＴｒｉのオン制御、停電
無しの場合はトランジスタ１゛ｒ１のオン制御後、それ
ぞれ業務プログラム実行に入るような構成とすれば良い
。尚、電源復帰時における」１記制御部の初期の制御ル
ーチンは第４図のようなものとすれば良い。

第１図に示す回路の具体的な動作シーケンスを第３図に
示す。

時間［Ｉの正常動作時、ソフト４二で充電開始信号ＳＣ
は”Ｌ“レベルに設定されており、これにより第１図の
トランジスタＴｒｉがオンし、システム電源３よりダイ
オードＤ１．トランジスタＴ「１．抵抗Ｒ１を通りバッ
クアップ電源５に電流が流れ、バッテリは充電モードな
る。また、バックアップ電源５の出力はシステム電源３
よりダイオードＤ１を通り、システムに供給される。時
間１２時にシステム電源７出力がオフとなると、バック
アップ電源５の放電電流がダイオードＤ２を通りバック
アップ電源出力Ｖ、ＢＵとしてバックアップ対象素子に
供給される。これによりバックアップ対象素子であるメ
モリはバックアップされ、設定データを保持することが
できる。

時間ｔ３時にバックアップ電源４の出力電圧が低下し、
メモリ・データ保持最低電圧を割ったとする。この時点
でメモリ・データは喪失する。

時間Ｌ４時に再度システム電源３をオンさせると、この
電源復帰時はソフトＩ−で充電開始信号ｓｃをＨ″レベ
ル設定することにより、トランジスタＴｒｉをオフとす
ることで、−時的にシステム電源３よりバックアップ電
源５に電流が流れるのを阻止し、バックアップ電源５の
電圧上昇を防ぐ。

この時のバックアップ電源電圧を電圧検出部２１により
検出し、停電検出信号として出力する。これをソフト」
−で読み込み（第４図８１）、第４図８２で停電の有無
の判断をする。そして、バックアップ電源電圧がメモリ
データ保持電圧を」二回っていたら正常動作とし、メモ
リの保持データを正常と認め、次に充電開始信号ＳＣを
“Ｌ“レベルにし、バッテリ充電を始め（第４図８７）
、通常動作に移る（第４図ＳＯ）。

バックアップ電源電圧がメモリデータ保持電圧を下回っ
ていたら異常とし、メモリに保持されているデータは破
壊されているものとして再度メモリにデータをセットし
、充電開始信号ＳＣをＬ”レベルにし、バッテリ充電を
始め（第４図３４、Ｓ５　）　、通常動作に移る（時間
ｔ５；第４図８６）。

以上の方法により、電源オン時にメモリの検査を行うこ
となくバックアップ時のデータの喪失を知ることが可能
になり、従って、メモリにパリティ・ビット等の冗長ビ
ットを付加する必要がなくなり、システムのコストダウ
ンカく図れるＩ−、システムの立上り時に動作するイニ
シャルプログラムによるメモリテストを行わずに済むの
で電源オン後に直ちに業務プログラムに移行することが
できて、チエツク時間を短縮できる。

尚、本発明は上記し、且つ図面に示す実施例に限定する
ことなくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものであり、例えば、前記充電制御用のトラン
ジスタはソフトウェアで制御するようにしたが、これを
システム電源復帰時に、所定時間、タイマでオフ制御す
るようにしても良い。

このように本装置は、供給される外部電源出力をもとに
システムで必要な電源をシステム電源により発生して供
給し、また、バックアップ電源は通常時は充電状態とし
、前記システム電源からの給電が断たれた時、電源バッ
クアップの必要な前記素子に電源供給する電源装置にお
いて、バックアップ電源の充電を制御する充電制御手段
を設け、この充電制御手段により前記システム電源の電
源復帰切期時はバックアップ電源の充電を停止し、且つ
、充電停止時での前記システム電源出力のバックアップ
電源出力側への流入を阻止する阻止手段を設けて充電停
止時での前記システム電源出力のバックアップ電源出力
側への流入を阻止し、これにより現在のバックアップ電
源の出力がシステム電源の影響を受けなくし、この状態
で前記バックアップ電源出力レベルを検出してこの検出
レベルがバックアップに必要な所定電圧より低いとき、
停電検出信号を出力するバックアップ電源電圧監視手段
により前記バックアップ電源出力レベルを検出し、当該
検出レベルがバックアップに必要な所定電圧より低いと
き、停電検出信号を出力するようにしたものである。そ
のため、システム電源］８ 復帰時にバックアップ電源電圧監視手段から停電検出信
号があるか否かを本電源装置を利用する機器の側でチエ
ツクすることにより、バックアップ電源の停電の有無を
知ることができるようになるものである。そのため、電
源オン時に電源バックアップの必要な素子、例えば、メ
モリの検査を行うことなくバックアンプ時のデータの喪
失を知ることが可能になり、従って、メモリにパリティ
・ビット等の冗長ビットを付加する必要がなくなり、シ
ステムのコストダウンが図れる」−、システムの立上り
時に動作するイニシャルプログラムによるメモリテスト
を行わずに済むので電源オン後に直ちに業務プログラム
に移行することができて、チエツク時間を短縮できる。

［発明の効果コ 以上、詳述したように本発明によれば、電源復帰時に電
源バックアップの必要な素子、例えば、メモリの検査を
行うことなくバックアップ時のブタの喪失を知ることが
できるようになり、システムのコストダウンを図ること
ができると共に、電源復帰後に直ちに業務プログラムに
移行することができて、チエツク時間を短縮できるよう
にしたバックアップ電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
電圧検出部の動作特性を説明するための図、第３図は第
１図装置の作用を説明するためのタイムチャート、第４
図はシステム側での電源復帰時の処理ルーチンを示す図
、第５図は従来例を示すブロック図である。 １・・・コンセント、２・・・電源スィッチ、３・・・
システム電源、５・・・バックアップ電源、２Ｉ・・電
圧検出部、旧、Ｄ２・・・ダイオード、Ｔｒｌ　　・・
トランジスタ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　バックアップ電源を必要とする素子を使用した電子機
   器に用いられ、供給される外部電源出力をもとにシステ
   ムで必要な電源を発生するシステム電源及び通常時は充
   電状態にあり、前記システム電源からの給電が断たれた
   時、電源バックアップの必要な前記素子に電源供給する
   バックアップ電源とからなる電源装置において、 前記システム電源の電源復帰初期時はバックアップ電源
   の充電を停止する充電制御手段と、この充電停止時に前
   記システム電源出力のバックアップ電源出力側への流入
   を阻止する阻止手段と、 前記システム電源復帰時に前記バックアップ電源出力レ
   ベルを検出してこの検出レベルがバックアップに必要な
   所定電圧より低いとき、停電検出信号を出力する電源バ
   ックアップ電源電圧監視手段と を具備して構成したことを特徴とするバックアップ電源
   装置。