JPH0277919A - 半導体ディスク装置 - 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〕 本発明は半導体ディスク装置の電源装置に係わり、特に
バッテリによるバックアップ機能を有する半導体ディス
ク装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に半導体ディスク装置の電源装置には、信頼性の向
上を図るため、主電源をバックアップするためのバッテ
リを設けている。この主電源とバッテリとの切り換えを
行う電源切換回路としては、例えば第４図に示すような
ものがある。

これは、主電源供給用トランジスタ１１０オン・オフに
よって、主電源とバッテリ１２との切り換えを行うもの
である。主電源供給用トランジスタ１１がオンしている
ときは、主電源からの電圧Ｖ　ｃｃにより出力電圧ＶＢ
　が与えられる。一方、主電源供給用トランジスタ１１
がオフであるときは、バッテリ１２の電圧によりダイオ
ードＤを介して出力電圧Ｖ、が与えられる。

主電源供給用トランジスタ１１０オン・オフは補助トラ
ンジスタ１３のオン・オフによって制御される。すなわ
ち、主電源からの電圧Ｖ　Ｃｅが正常であるときは、ツ
ェナダイオードＺＤの両端に加わる電圧がツェナ電圧を
越えるように抵抗Ｒ０、Ｒ２で主電源からの電圧Ｖ　ｃ
ｃが分圧される。従って、ツェナダイオードＺＤはその
両端電圧をツェナ電圧に保つべく、逆電流を流すように
作用する。

この逆電流は抵抗Ｒ３を通って補助トランジスタ１３の
ベースに供給されるので、補助トランジスタ１３がオン
する。これにより、抵抗Ｒ４を通って主電源供給用トラ
ンジスタ１１のベースに電流が供給され、主電源供給用
トランジスタ１１がオンとなって、主電源から電力が供
給されることになる。

一方、主電源からの電圧”Ｊｃｃが低下し、ツェナダイ
オードＺＤの両端に加わる電圧がツェナ電圧未満になる
と、逆電流が遮断され、補助トランジスタ１３のベース
電流が流れなくなるため、補助トランジスタ１３はオフ
し、主電源供給用トランジスタ１１もオフする。これに
より、ダイオードＤを通してのバッテリ１２による半導
体記憶素子への電力供給に切り換わる。ここで、抵抗Ｒ
ｓ　は、主電源からの半導体記憶素子への電力供給時に
バッテリ１２を充電するためのものである。また、コン
デンサＣは主電源とバッテリ１２との切り換えの際の電
圧動揺を抑制するためのものである。

このように半導体ディスク装置は、半導体記憶素子への
電力供給やバッテリ１２への充電、あるいは主電源の電
圧検出を、主電源からの電圧Ｖ　ｃｃの一系統で行って
いる。通常、この電圧Ｖ　ｃ　ｃは＋５Ｖであるが、バ
ックアップ時のバッテリ１２からの電力供給時には、出
力電圧Ｖ、は＋５Ｖより低い電圧となる。従って、半導
体記憶素子がスタティックＲＡＭ　（ＳＲＡＭ）ように
電源電圧が２゜０〜５．５ｖと通常の動作電圧５Ｖに比
べて低い電圧であってもデータを保持できるものである
場合には、バックアップ時のバッテリ１２からの電力供
給でも問題はなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、半導体記憶素子がダイナミックＲＡＭ（ＤＲ
ＡＭ）である場合には、データを保持できる電源電圧が
４．５〜５．５Ｖと通常の動作電圧５Ｖとほぼ同じであ
るため、従来の電源切換回路ではバックアップ時のバッ
テリ電圧が低くてバックアップできないことがあった。

そこで、バッテリ１２の電圧を上げることも考えられる
が、そうするとバッテリ１２の電圧増加に対して主電源
からの供給電圧Ｖ　ｅ　Ｃが＋５ｖでは充電電圧が不足
して充電できないという不都合を生じる。゛また、主電
源からの電圧Ｖ　ｃｅの電圧検出にツェナダイオードを
使っているが、ツェナダイオードのツェナ電圧は素子の
ばらつきにより異なるので、電圧検出にばらつきが生じ
ていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、半導体記憶素子に電力を供給する主
電源とは別系統のバッテリを充電するための前記主電源
の電圧より高い電圧の充電電源を有した主電源部を設け
たことを特徴とする。

〔作用〕

これにより、バッテリ主電源とは別系統の充電電源で常
時十分な充電がなされることになるので、バッテリによ
るバックアップ時においても出力電圧は正常電圧の範囲
を保つことができる。

〔実施例〕

以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の一実施例
を説明する。

第１図は本発明の半導体ディスク装置の一実施例を示す
ブロック図である。半導体ディスク装置１４は、データ
を記憶する半導体記憶素子１５と、外部上位装置１６の
指令に基づいて半導体記憶素子１５に対しデータの書き
込みや読み出しを行うアクセス制御部１７と、半導体記
憶素子１５に電源を供給する電源装置１８とから構成さ
れる。

電源装置１８は、外部からのＡＣ電源１９をＤＣ電源に
変換し、主電源電圧Ｖ　ｃｃと充電電源電圧ｖｃ　をと
を供給する主電源２０と、この主電源２０の主電源電圧
Ｖ　ＣＣを監視する電源電圧監視８１Ｂ２１と、主電源
部２０をバックアップするバッテリ部２２、および電源
電圧監視部２１の出力信号Ｖに基づいて主電源部２０と
、バッテリ部２２とを切り換えるための電源切換部２３
とから構成される。

第２図は本発明の電源装置１８の回路図である。

主電源部２０は主電源電圧Ｖ　ｅ　ｅを供給するための
主電源系統と、充電電源電圧Ｖ。を供給するための充電
電源系統との二系統を有しており、主電源電圧Ｖ　ｃ　
ｃは＋５ｖ１充電電源電圧ＶＣは＋１２Ｖで構成される
。ここでコンデンサＣ＋　、Ｃ２はそれぞれ主電源電圧
Ｖ　ＣＣ％充電電源電圧ＶＣの電圧変動を防止するもの
であり、ダイオードＤ１はバッテリ１２の放電電流が充
電電源系統へ流入するのを防止するためのダイオードで
ある。また抵抗Ｒ１は充電電源電圧ｖｃをバッテリ１２
に必要な電圧に落とすための抵抗である。

電源電圧監視部２１は主電源電圧Ｖ　ｅ　Ｃを監視する
もので、電圧検出回路２４で構成される。主電源電圧Ｖ
　ＣＣがあらかじめ設定された電圧より下がると、出力
がオフとなるものである。

電源切換部２３は主電源供給用トランジスタ１１と、こ
の主電源供給用トランジスタ１１のオン・オフを制御す
るための補助トランジスタ１３および第２の補助トラン
ジスタ２５を有しており、一方、バッテリ電源供給用ト
ランジスタ２６およびこのバッテリ電源供給用トランジ
スタ２５のオン・オフを制御するための第３の補助トラ
ンジスタ２７を有している。

抵抗Ｒ４、Ｒｔ　はそれぞれバッテリ電源供給用トラン
ジスタ２６、主電源供給用トランジスタ１１のベース電
流を決定する抵抗であり抵抗Ｒ２、Ｒ５はそれぞれ第２
の補助トランジスタ２５および第３の補助トランジスタ
２７のベース電流を決定するための抵抗である。また、
抵抗Ｒｓ　、Ｒ６は主電源供給用トランジスタ１１ｉ６
よびバッテリ電源供給用トランジスタ２６のエミッタベ
°−ス間のリーク電流を防止するための抵抗である。

一方、ダイオードＤ２　、Ｄ３　は第３の補助トランジ
スタ２７、第２の補助トランジスタ２５のベース電圧を
電圧検出回路２４の出力がオンのときの出力端の飽和電
圧よりも確実に高くなるようにするとともに、第３の補
助トランジスタ２７、第２の補助トランジスタ２５への
リーク電流を防止するためのダイオードである。また、
ダイオ−）’Ｄ、　、Ｄ、　は同様に補助トランジスタ
１３のリーク防止のためのダイオードである。コンデン
サＣ３は主電源供給用トランジスタ１１およびバッテリ
電源供給用トランジスタ２６のスイッチング動作のわず
かな時間的ずれによって生じるバックアップ電圧ＶＢ　
の落下防止用コンデンサである。

第３図は第２図に示す電源切換部２３の動作を示す各部
のタイミング図である。

まず主電源電圧がオフ、つまり正常ではない場合、電圧
検出回路２４の出力Ｖはオフとなり、抵抗Ｒ２を流れる
電流が第２の補助トランジスタ２５、第３の補助トラン
ジスタ２７のベース電流として流れるから、これら第２
の補助トランジスタ２５および第３の補助トランジスタ
２７がオンし、バッテリ電源供給用トランジスタ２６が
オンする。

また、第２の補助トランジスタ２５がオンすることによ
って、抵抗Ｒ３を流れる電流が第２の補助トランジスタ
２５のコレクタ電流となって流れ、補助トランジスタ１
３のベースへは流れないから補助トランジスタ１３はオ
フし、主電源供給用トランジスタ１１はオフとなって、
バッテリ１２から出力電圧Ｖｍ　への電力供給が行われ
る。これは第３図のへの領域である。

主電源投入後、主電源電圧Ｖ　ｃ　ｃが上昇し、電圧検
出回路２４の検出電圧を越えると、出力はオンとなり、
抵抗Ｒ２を流れる電流は電圧検出回路２４の出力端に流
れるため第２の補助トランジスタ２５、第３の補助トラ
ンジスタ２７はオフし、バッテリ電源供給用トランジス
タ２６はオフする。

また、第２の補助トランジスタ２５がオフすることによ
って、抵抗Ｒ３を流れる電流が補助トランジスタ１３の
ベース電流となって流れるから補助トランジスタ１３は
オンし、主電源供給用トランジスタ１１はオンとなって
出力電圧Ｖ、へはバッテリ１２から＋５Ｖでの電力供給
に切り換わる。

同時にバッテリ１２へ＋１２Ｖより充電が行われる。こ
れは第３図のＢ右よびＣの領域である。ただし、第３図
のＢの領域は主電源供給用トランジスタ１１およびバッ
テリ電源供給用トランジスタ２６の双方がスイッチング
を行う領域で、このスイツチングが時間的にわずかなず
れを生じた場合、出力電圧Ｖｎへの電力供給がまったく
行われていない状態を生じる恐れがあるので、コンデン
サＣ５によってこれを防止している。

主電源切断後、主電源電圧ｖｃｅが降下して、電圧検出
回路２４の検出電圧を下回ると出力はオフとなり、抵抗
Ｒ２を流れる電流が第２の補助トランジスタ２５、第３
の補助トランジスタ２７のベース電流として流れるから
、第２の補助トランジスタ２５、第３の補助トランジス
タ２７がオンし、主電源供給用トランジスタ１１がオン
する。

また、第２の補助トランジスタ２５がオンすることによ
って抵抗Ｒ５を流れる電流が第２の補助トランジスタ２
５のコレクタ電流となって流れ、補助トランジスタ１３
のベースへは流れないから、補助トランジスタ１３はオ
フし、主電源供給用トランジスタ１１はオフとなって、
＋１２Ｖからバッテリ１２への充電を打ち切り、出力電
圧Ｖ。

へは＋５Ｖからバッテリ１２での電力供給に切り換わる
。これは第３図のＤおよびＥの領域であり、ＥとＡの領
域は同じ状態である。また、Ｄの領域は先に述べたＢの
領域と同様に、トランジスタのスイッチングのずれによ
り生じる電圧降下をコンデンサＣ３によって防止してい
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、主電源部に主電源
電圧Ｖｃｅと充電電源電圧との二系統を設け、電圧検出
および通常動作時の電力供給を＋５Ｖの主電源電圧ＶＣ
ｃで、バッテリへの充電を＋１２Ｖの充電電源電圧で行
うので、バッテリの数を増やして出力電圧Ｖ１１を高め
られ、記憶容量が大きいという利点に対して、データ保
持のために通常動作時と同じ電源電圧が必要という欠点
をもつＤＲＡＭでもバックアップすることができる。こ
れにより、ＳＲＡＭ使用での半導体ディスク装置に比べ
て、大容量の半導体ディスク装置をつくることができる
。

また、リーク電流による誤動作を防止するとともに、速
く、確実なスイッチングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図；ま本発明の半導体ディスク装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は本発明の電源装置の回路図、第
３図は電源装置の動作を説明するためのタイミング図、
第４図は従来の電源装置の回路図である。 １１・・・・・・主電源供給用トランジスタ、１２・・
・・・・バッテリ、 １３・・・・・・補助トランジスタ、 １４・・・・・・半導体ディスク装置、１５・・・・・
・半導体記憶素子、 １６・・・・・・外部上位装置、 １７・・・・・・アクセス制御部、１８・・・・・・電
源装置、１９・・・・・・ＡＣ電源、２０・・・・・・
主電源部、２１・・・・・・電源電圧監視部、２２・・
・・・・バッテリ部、２３・・・・・・電源切換部、２
４・・・・・・電圧検出回路、２５・・・・・・第２の
補助トランジスタ、２６・・・・・・バッテリ電源供給
トランジスタ、２７・・・・・・第３の補助トランジス
タ。 □−−−ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体記憶素子に電力を供給する主電源を、バッテリに
   よりバックアップする電源装置を有した半導体ディスク
   装置において、前記半導体記憶素子に電力を供給する主
   電源と、この主電源とは別系統の前記バッテリを充電す
   るための前記主電源の電圧より高い電圧の充電電源とを
   有した主電源部と、この主電源部の前記主電源の電圧が
   正常であるか否かを監視する電源電圧監視部と、この電
   源電圧監視部により前記主電源の電圧が正常でないと判
   断されたときは前記主電源から前記バッテリへの切り換
   えを行う電源切換部とからなる電源装置を備えたことを
   特徴とする半導体ディスク装置。