JPH0253126A - 半導体フアイル装置 - 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〕 本発明は、電子計算機システムにおける半導体ファイル
装置（半導体メモリ）に格納されるデータの不揮発性を
より高信頼度をもって保障する九めにバッテリをバック
アップ電源として使用する半導体ファイル装置に係り、
特に、装置の性能機能を低下させることなく消費電力が
最小限となるように改善した半導体ファイル装置に関す
る。

〔従来の技術〕

電子計算機システムにおける半導体ファイル装置（半導
体メモリ）として、従来、例えば特開昭５８−１９７９
２号公報に記載ノ！５１Ｃ，半導体ファイル装置に格納
されているデータの重要度を判断して、重要なものに対
しては主電源の停電の際にバッテリから電力を供給して
半導体ファイルメモリ上のデータを保全する方式と、半
導体ファイル装置が電源投入されている間中、同期して
（連動して）バックアップ用バッテリを常時充電状態と
しておき、主電源の停電の際にはデータの重要度に係り
なく、全てのデータをバックアップ用バッテリで保全す
る方式とがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように％従来技術としては、半導体ファイル装置
に格納されるデータの重要度を判断してバッテリから電
力供給する方式と、データの重要度に関せず全てのデー
タをバッテリで保全する方式とがある。前者の場合、デ
ータの重要度を判断してデータ保全の区別を行なう為、
外部記憶装置としての使用方法が限られてしまうので、
電子計算機システム占では望ましい方式ではない。後者
の方式では、バッチＩＪ　Ｋ充電する場合、半導体ファ
イル装置が電源投入状態であれば常にバッテリ充電回路
を電源投入状態としておくのは消費電力上得策でない。

何故なら半導体ファイル装置は週に一度、または月に一
度程度しか装置の電源を切断しないという使用方法が非
常に多いから、この間中バッテリ充電回路を電源投入状
態としておく事は省エネルギー的に無駄なエネルギーを
消費していたことになり問題があつ九。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、半導体ファイル装置のメ七す上のすべてのデータを
予期しない停電時でも保証するために用いるバッテリに
対し、最低限必要な時間だけ充電し、バッテリにエネル
ギーがある状態のときは充電回路をオフとする間欠充電
方式を採用することにより、消費電力を節減する半導体
ファイル装置を提供することにある。

〔課題を解決する九めの手段〕

上記目的を達成する九め１本発明の半導体ファイル装置
は、バックアップ（補助電源）として用いるバッテリの
電圧を検出する電圧検出回路と、主電源の投入時から予
め定めた一定時間（バッテリを満充電するに十分な時間
）の間、および、前記電圧検出回路によりバッテリ電圧
が所定値以下になったことが検出されたときから該バッ
テリの・充電を完了するのに必要な一定時間（バッテリ
を満充電するに十分な時間）の間のみ、前記主電源によ
り前記バッテリを充電するバッテリ充電回路とを備える
。

具体的には、主電源の投入時から一定時間（ｔｌ）だけ
働くとともに、バッテリ電圧が所定値以下になったとき
から一定時間（ｔ、）だけ働く時限回路（計時回路）と
、この時限回路により制御され前記一定時間（１，およ
び１．　）の間だけ充電回路を動作する接点駆動回路と
を備える。

ま九、本発明の好適な例では、半導体ファイル（メモリ
）に小製磁気ディスク装置を内蔵し、通常の（定期的な
）電源切断時には半導体メモリ上のデータを前記小型磁
気ディスクに退避させ、その後の、電源投入時には前記
小型ディスク装置から半導体メモリ上にデータを復元す
ることにより実質的にデータの不揮発性を得るように構
成された半導体ファイル装置に適用され、予期しない停
電時に半導体メモリ上のデータが消失するのを更に防止
する。

〔作用〕

上記構成に基づく作用を説明する。

本発明におけるバッテリ充電回路は、従来のよ５に、半
導体ファイル装置の電源が投入されている間中常に充電
動作を行なうのではなく、最初に半導体ファイル装置の
（主）電源を投入するとき（通常、−週間に１回ないし
１箇月に１回行なわれる）と、バッテリ電圧が所定値以
下になったときに、それより一定時間（バッテリが満充
電されるのに必要な時間）だけ充電を行なうようにした
ので、バッテリが満充電になっているのに充電回路が通
電されて、電力が無駄に消費されるといったことが防止
される。

具体的には、半導体ファイル装置が電源投入されてから
一定時間充電回路をオンとするために、計時回路と、こ
の計時回路で動作し充電回路に設けた接点を駆動する接
点駆動回路とを設けて、半導体ファイル装置が電源投入
し九時は毎回一定時間充電する。

一方、バッテリの出力電圧レベルを常時検出するための
電圧検出回路を設けて、パッチＩＪ　’ｌ圧が定めた値
以下となった時、充電回路をオンとしてバツテテに充電
を行う。これによって、バッテリのエネルギーを監視す
る中で充電回路を必要最小限オンとする動作を行なうこ
とができ、充電回路部の消費電力を節約することができ
る〇〔実施例〕 以下、図面によって本発明の実施例について説明する。

第５図は従来装置における一般的な半導体装置イル装置
の構成ブロック図である。第５図で、１は半導体ファイ
ル装置、２はバッテリ回路部、３スフ制御回路、１８は
整流回路、９は安定化直流電源、１０は磁気ディスク用
電源、１１は充電回路、１２はバッテリ、１３は電圧検
出回路、ｋ１＊に！はスイッチ（リレー接点）である。

同図により、半導体ファイル装置１０基本動作を説明す
る。インタフェース回路３は半導体ファイル装置１を制
御する上位装置とのデータと各種命令信号の送受信回路
である。例えば、ＩＣメモリ部ｓ（ＤＲＡＭが多数実装
されている）へデータを書込む場合、データはインタフ
ェース回路３を経て書込み読取り回路４からＩＣメモリ
部５にデータが書込まれる。

上位装置とのデータの送受信は、インタフェース回路３
、書込／読取回路４、ＩＣメ七り部５との間で実行され
る。半導体ファイル装置は、電源を遮断するとメモリ上
のデータが消滅するという欠点がある。この対策として
、第５図の例の如く、データの不揮発化を図るため、小
型磁気ディスク６を内蔵する方式がある◇内蔵小製ａ気
ディスク６を実装した時の一般的な機能動作を説明する
。

−日の業務が終了した時、上位装置より半導体ファイル
装置１に対し電源切断指示が送信される。

半導体ファイル装置ｌは、この電源切断指示を契機に、
接点に２を閉じて磁気ディスク用電源１０゜ディスク制
御回路７．および小型磁気ディスク６を起動し、ＩＣメ
モリ部５のメモリ上のデータを、書込／読取回路４とデ
ィスク制御回路７を経て小型磁気ディスク６にデータ退
避させる。この退避動作後、接点に１を開いて半導体フ
ァイル装置１の電源が切断される。

従って、データは小製磁気ディスク上に保全される。翌
日、半導体ファイル装置ｌに電源投入指示があつ九時、
退避時と同様に接点に、を閉じて磁気ディスク用電源１
０等を起動し、小型磁気ディスク６上のデータがディス
ク制御回路７．書込／Ｉ！！取回路４を経てＩＣメモリ
部５に送られ、該メ篭り部５のメモリ上にデータが復元
される。なお、データの退避時と復元時以外は、接点に
、を開いて、磁気ディスク用電源１０をオフにしておく
。

この動作完了後、半導体ファイル装置１が使用可能状態
となり、上位装置より見た場合、前日のデータがそのま
１〜残ってぃ九ことになりデータの不揮発化が達成され
る。ここで半導体ファイル装置１内の電源供給方法につ
いて説明する。インク７エース回路３．書込／読取回路
４．ＩＣメモリ部５へは、常時は安定化直流電源９から
直流電圧が供給される。小型磁気ディスク６、ディスク
制御回路７へは、小型磁気ディスク６を駆動する時のみ
磁気ディスク用電源１０から直流電圧が供給される。即
ち、磁気ディスクは待機運転方式を採用している。これ
らの安定化直流電源９および磁気ディスク用電源１０へ
の入力電圧は商用交流電圧ｅ１が電源スィッチに１およ
び整流回路８を経て供給されるが、商用電源の予期しな
い停電の時には、常時待機させであるバッテリ回路部２
のバッテリ１２から電力を供給するように常時バッテリ
回路２は電源が投入されておりバッテリの出力電圧は安
定化直流電源９と磁気ディスク用電源１０の粗整流回路
にそれぞれ逆流防止用のダイオードのスイッチ（図示せ
ず）を経て接続印加される。この時のバッテリ出力電圧
は商用交流電圧もが整流回路８を経て供給される直流粗
電圧より低い値としておき（但し、安定化直流電源、磁
気ディスク用電源として正常に動作保障できる値である
。）、もし停電になり商用交流電圧ｅＩから作られる直
流粗電圧がバッテリの出力電圧より低くなった時に１自
動的にバッテリから電力が供給されて安定化直流電源は
停電前と何ら変わることなく正常に動作を行ない、ＩＣ
メモリ部５へ安定に直ａ電圧が供給され、メモリ部のデ
ータが保全される。

しかし、バッテリのエネルギーは有限であるから、停電
を契機に接点に、を閉じてバッテリの電圧で磁気ディス
クを駆動し、ＩＣメモリ上のデータを磁気ディスクにデ
ータ退避させ磁気ディスク上でデータの保全を行う。こ
れらの動作完了後、接点に、を開いてバッテリ回路部２
を含め半導体ファイル装置１を電源切断する。この方式
では停電による入力電圧の切替等による直流出力電圧が
切替えノイズにより低下する等の誤動作問題が発生しな
い特長がある。ここでバッテリ回路部２の構成を説明す
る。バッテリ回路への入力は半導体ファイル装置の電源
投入シーケンスに同期した商用交流電圧ｅ１であり、充
電回路１１を経てバッチＩＪ　１２　Ｋ浮動充電方式で
常に充電している。また、バッテリ回路部２は、バッテ
リ１２の電圧状態を監視している電圧検出回路１３を含
んでいる。第６図は第５図の半導体ファイル装置の電力
供給方法による場合の電源投入シーケンスを示している
。この方式では半導体ファイル装置の電源投入と同時に
バッテリ充電回路も電源投入されバッテリは常時浮動充
電されている。半導体ファイル装置は、−週間から一カ
月間でも電源が切断されない限り充電状態を維持する。

この方式では、仮えバッテリが満充電になっていても充
電回路はオンとなっていて回路の電力が常に消費される
。これは、バッテリ自体の自己放電によるロス、充電回
路１１や電圧検出回路等で常時消費されるロス等がある
丸めである。省エネルギー化が推進されるなかで本来の
目的を超えるところでの消費は省エネルギー化に反する
。これを改善する為、本発明では必要最少限のみ充電回
路をオンとし充電する様にし九。

本発明の一実施例を第１図と第２図を用いて以下説明す
る。第１図では、計時回路１４．接点駆動回路１５．お
よび接点駆動回路１５で駆動されるリレー接点に、を設
けた点で、第５図と異っているが、その他の構成はほぼ
同様である。

本ＳＡ施例では、筐ず、半導体ファイル装置１の電源投
入時を監視する計時回路１４を設けて、該計時回路１４
により、電源投入時（接点に、オン）から一定時間ｔ、
゛（バッテリを満充電とするに充分な時間）のみ接点駆
動回路１５を作動し、それによって路とする。この時バ
ッテリ１２は予期しない停電時のバックアップに備えて
後続回路に接続し素置〜とする。その後バッテリ自体の
自己放電やバッテリ電圧検出回路で微少電光が流れ、バ
ッテリ電圧が正常電圧ｖ１より徐々に低下し検出レベル
ｖ８となり電圧検出回路１３で検出された時、検出信号
を計時回路１４に送り電圧検出レベルＶ、よりバッテリ
を満充電とするに充分な一定時間ｔ、のみ接点に、をオ
ンとした後、１点に、を開路とする。この様にバッテリ
のエネルギーを満充電に維持しながら、最低必要時のみ
バッテリを充電することＫなるので半導体ファイル装置
のオン期間が長ければ長い程、充電回路をオフとする期
間が増し、消費電力の低減が実現される。

ここで具体的な実施例として、第３図にバッテリ電圧検
出回路を、また、第４図に計時回路を示すＯ 第３図のバッテリ電圧検出回路の一一例を説明する。第
３図でｓ　Ｄ１〜Ｄ４はツェナーダイオード、Ｒ１−Ｒ
８は抵抗、Ｃ８〜Ｃ，はコンデンサ、ＰＤ、。

ｐｏ、はホトダイオード、ＰＴ、、　ＰＴ、はホトトラ
ンジスタ、ＩＣ，は比較回路、ＩＣ，はフリップフロッ
プである。バッテリは、４複数個が（それぞれ逆流防止
ダイオードを介して）並列に接続されて出力電圧を得る
ようになっており、Ｆｌ、　ｇｍｚ、はその各バッテリ
電圧である。本実施例の回路の場合、バッテリ自体の回
路と検出回路を電気絶縁的に分離する必要があるためバ
ッテリ端子電圧ｇａｓ　、　ｇｍｚをツェナーダイオー
ドＤ１〜Ｄ、で検出レベル処分圧しＡ点の電圧を検出電
圧レベルｖｔとしておくことにより端子電圧Ｅｓｒ　、
　ｇａｇが検出電圧レベルＶ。

より高い時はホトダイオードＰＤｌが点灯し、ホトトラ
ンジスタＰＴＸが受光して該トランジスタは導通状態と
なり、ＩＣ，のフリップフロップはセットされない。

バッテリ端子電圧Ｅ１１ｔｆｃはｇｍｚが検出電圧レベ
ルＶ、より低い時はホトダイオードＰＤ１が消灯しホト
トランジスタＦＴ、はカットオフ状態となりＩＣ，の比
較回路が反転しＩＣ，のフリップフロップはセットされ
る。クリップフロップがセットされるとアラーム１ｔた
は２が出力されて上位装置へ報告される。フリップフロ
ップのリセット条件は装置の電源投入時点及び一定充電
時間ｔ、完了後等とする。次に第４図の計時回路の一例
を説明する。

第４図で、Ｔ、　、　Ｔ、　、　Ｋ、は継電器、Ｄ１〜
Ｄ、はダイオード、０１〜Ｃ，はコンデンサ、Ｒ１−Ｒ
，は抵抗、ＩＣ，〜ＩＣ，，は集積回路で、そのうち、
ＩＣ。

〜ＩＣ，、ＩＣ，、ＩＣ，、ＩＣ１，ＩＣ１１〜Ｉ　Ｃ
ｔｓ　、ｌＣｅ５は増幅器（否定回路）、ＩＣ，、ＩＣ
１゜、ＩＣ，、はフリップ７０ツブ、ＩＣ４，ＩＣ，、
ＩＣ，、ＩＣ，。はノア回路である。まず、接点に、は
第１図中の装置電源投入指示接点に１と同期した接点で
あり、装置電源投入時に閉路となり、限時継電器Ｔ、が
駆動し接点ｋｔ、が動作し、７リツプフロツプＩＣ，を
セットする。これにより、接点駆動回路ＩＣ，が動作し
、継電器へか駆動し、その接点に、（第１図）が閉路と
なる。限時継電器Ｔ、の接点ｋｔ、が一定時間ｔｌ後復
帰する。これにより、フリップフロップＩＣ。

かリセットされ接点に、か開路となる。

この動作によりバッテリは一定時間ｔ、のみ充電される
。次に第３図で説明し九如くバッテリ電圧が低電圧検出
されアラーム１または２が報告されると第４図の計時回
路にアラームｌまたは２信号が送信されフリップ７０ツ
ブＩＣ，。をセットする〇これにより、接点連動回路工
Ｃ１ｆｆ１が動作し、限時継電器Ｔ、の接点ｋｌ、が動
作し、フリップ７０ツブＩＣヨなセットする。これＫよ
り、接点連動回路ＩＣ，が動作し、継電器に、が駆動し
、接点に、が閉路となる。限時継電器Ｔ、の接点ｋｔ、
が一定時間ｔ、後復帰する。これにより、フリップフロ
ップエＣ０がリセットされ接点に、が開路となる。この
動作によりバッテリは一定時間ｔ、のみ充電される。こ
れらの具体的な実施例の動作により、必要最少限のみ充
電回路をオンとすることが出来、消費電力低減が実現さ
れる。

上記実施例では、小型磁気ディスク装置を内蔵する半導
体ファイル装置に適用したものについて説明し九が、前
記特開昭５８−１９７９２号公報のような小型磁気ディ
スク装置を内蔵しない半導体ファイル装置にも適用でき
る。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明の半導体ファイル装
置によれば、バックアップ用のバッテリの充電を、主電
源の投入時から一定時間、およびバッテリ電圧が所定値
以下になったときから一定時間だけ行ない、それ以外の
時間帯では充電回路を切り離し、充電時間を最小必要限
度としたので、従来技術に比べて消費電力を著しく低減
することができ、塩カゴストを低下し、経済性、高信頼
性に富んだ半導体ファイル装置を提供することができる
等、優れ九効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体ファイル装置の一実施例のブロ
ック図、第２図はｇｇ１図の装置の動作を説明するタイ
ムチャート、第３図はバッテリ電圧検出回路の具体例を
示す回路図、第４図は計時回路の具体例を示す回路図、
第５図はバッテリ回路から直流安定化電源に電力を供給
する一般的な半導体ファイル装置のブロック図、第６図
は第５図の装置の動作を説明するタイムチャートである
。 安定化直流を源、１０・・・・・・磁気ディスク用電源
、１１・・・・・・充電回路、１２・・・・・・バッテ
リ、１３・・・・・・電圧検出回路、１４・・・・・・
計時回路、１５・・・・・・接点駆動回路。 ・・・・・・ＩＣメモリ部、６・・・・・・小型磁気デ
ィスク、７・・・・・・ディスク制御回路、８・・・・
・・整流回路、９・・・・・・第 図 第 図 第 図 第 図 中５Ｖ 采 図 弔 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、主電源の停電時に補助電源のバッテリから電力供給
   を受ける半導体ファイル装置において、前記バッテリの
   電圧を検出する電圧検出回路と、前記主電源の投入時か
   ら予め定めた一定時間の間、および、前記電圧検出回路
   により前記バッテリの電圧が所定値以下になつたことが
   検知されたときから該バッテリの充電完了に必要な一定
   時間の間のみ、前記主電源により前記バッテリを充電す
   るバッテリ充電回路とを備えたことを特徴とする半導体
   ファイル装置。