JPH08205391A - 計算機の給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安定化電源手段10の交流入力電圧Viの異常低下
時に計算機２にその記憶内容を保全する緊急退避動作お
よびその所定の初期状態へのリセット動作を確実に行な
わせる。 【構成】異常検出手段30に交流入力電圧Viを監視させて
それが異常低下したとき異常信号Sdを発生させ、これに
応じ緊急退避手段40により第１時限T1を設定してその間
だけ安定化電源手段10の出力電圧Voの電圧値をV1からV2
に低下させて出力電圧監視手段42にこの低下に応じて計
算機２に対し緊急退避用の割り込みを掛けさせ、かつリ
セット手段50により第１時限T1よりも長い第２時限を設
定してその経過後にスイッチ手段51により出力電圧Voの
計算機２への供給を遮断させて出力電圧監視手段52にこ
れに応じて計算機２にリセット動作を指令させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は商用電源から交流入力電
圧を受けて直流出力電圧を計算機に給電するスイッチン
グ電源装置等の安定化電源装置からマイクロプロセッサ
等の計算機に対して給電するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機に対する給電のためのエネルギ源
はもちろん商用電源であり、周知のようにその交流電圧
を安定化電源装置により一定の安定化された直流電圧に
変換した上で計算機に給電するのが通例であるが、商用
電源には電圧の変動，瞬停と呼ばれる瞬間的ないしごく
短時間内の停電，ノイズの混入等の種々なトラブルが発
生しやすいので、計算機用の給電装置にはかかるトラブ
ルに際しても計算機の誤動作を防止する機能を組み込む
ことが要求される。この誤動作防止機能の内でとくに大
切なのは完全停電の前に計算機にその内部記憶の内容を
緊急退避させること，および給電再開時に備えてその動
作を所定の初期化状態にリセットさせることの２点であ
って、これら機能を備えた従来の計算機の給電装置の例
を図２を参照して以下に説明する。

【０００３】図２の給電装置は図の左側の商用電源１か
ら受ける交流の入力電圧Viを安定化電源10により直流の
出力電圧Voに変換して図の右側の計算機２に給電するも
のであり、安定化電源10は入力電圧Viを受ける整流回路
11, その整流電圧の平滑化用キャパシタ12, 整流電圧を
受ける変圧器13, その一次コイル13ａに流れる電流を断
続するスイッチング素子14, 変圧器13の二次コイル13ｂ
に誘起する脈動電圧を整流して出力電圧Voに変換するダ
イオード15, 出力電圧Vo中の脈動分を平滑化しかつその
電圧値を安定化するキャパシタ17等から構成される。

【０００４】この安定化電源10の出力電圧Voの電圧値を
一定に保つために電圧制御回路20が設けられており、分
圧回路16から出力電圧Voを一対の抵抗16ａと16ｂで分圧
したその検出値Vdを受け、それが目標値Vaと常に一致す
るように開閉指令Ssによってスイッチング素子14のオン
オフ動作のデューティ比をふつうはＰＷＭ制御する。計
算機２はこのように一定値に制御された出力電圧Voをそ
の電源入力VSに受け、その接地入力GDに安定化電源10の
接地電位Ｅを受けた状態で交流の入力電圧Viが正常な間
は所定の計算動作を行なっている。

【０００５】異常検出回路30は交流の入力電圧Viを常時
監視しており、その電圧値が所定の基準値を僅かでも下
回ると直ちに異常信号Sdを発してこの従来例では計算機
２の割込入力ITに与える。計算機２はこの異常信号Sdの
割り込みに応じてその正規の計算動作を中断して重要な
記憶内容を付属のＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ３に緊
急退避させる動作を安定化電源10から受ける出力電圧Vo
が大幅に低下する前のできるだけ短時間内に完了させ
る。また、計算機２に付随して電圧監視回路2aを設けて
おき、入力電圧Viが回復せずに出力電圧Voの電圧値が所
定の限界値Vr２に低下すると、計算機２のリセット入力
RSに電圧監視回路2aから指令を与えて出力電圧Voが消失
する前に計算機２をその動作上の初期状態にリセットす
る。これによって計算機２は給電再開時に動作を正常に
立ち上げることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の給
電装置でも入力電圧の異常時に計算機に緊急退避動作と
リセット動作を行なわせるようにはなっているが、実際
には異常信号とリセット指令の発生タイミングの協調が
うまく取れなかったり入力電圧の異常低下時間がばらつ
いたりするため緊急退避やリセットが必ずしも確実にな
されず、このため記憶内容の喪失や計算機の誤動作が発
生することがある。

【０００７】例えば、計算機２が異常信号Sdに応じて緊
急退避動作をしている間に電圧監視回路2aからリセット
指令が掛かることがあり、この場合には緊急退避が未完
成になって記憶内容の一部が消失してしまう。入力電圧
Viの異常は種々な様相で発生するので従来の給電装置で
は異常信号とリセット指令の発生タイミングの完全な協
調をとるのは困難であり、緊急退避完了を条件にリセッ
ト指令を受け付ければ問題は解決するが計算機はふつう
そのように構成されていない。

【０００８】また、計算機２の緊急退避動作の完了後に
例えばキャパシタ17内の残留電荷のため出力電圧Voが徐
々にしか低下しないと、電圧監視回路2aからリセット指
令が出る以前に入力電圧Viが回復して計算機２が動作を
再開してしまうことがあり、この場合は計算機２はリセ
ットされていない状態を初期状態として動作開始するの
で誤動作が発生することになる。

【０００９】本発明はかかる従来の問題を解決して計算
機に緊急退避動作とリセット動作を確実に行なわせるこ
とができる給電装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は本発明によ
れば、交流の入力電圧を受けて直流の安定化した出力電
圧を計算機に給電する安定化電源手段と, 入力電圧値を
常時監視してその異常低下を検出して異常信号を発する
異常検出手段と, 異常信号に応じて第１時限を設定しそ
の間に計算機に記憶内容を永久保全させる緊急退避手段
と, 異常信号に応じて第１時限より長い第２時限を設定
しその経過後に計算機にリセット動作をさせるリセット
手段とを備える計算機の給電装置により達成される。

【００１１】なお、上記構成にいう安定化電源手段には
交流の入力電圧を受けてそれを直流電圧に変換する整流
回路が含まれるものとする。また、異常検出手段はもち
ろん交流の入力電圧を受けるが、交流電源のふつう瞬停
と呼ばれているごく短時間の停電には応動しない程度の
動作上の短い時限特性ないしは動作時定数をもたせてお
くのが有利である。

【００１２】前記構成にいう緊急退避手段は計算機が異
常信号に応じてその記憶内容を緊急退避させるに必要な
時間を第１時限の設定により確保するためのものである
が、本発明の有利な実施態様ではこの緊急退避手段によ
り第１時限内だけ安定化電源手段の出力電圧を正常時の
第１電圧値からそれより低い第２電圧値に切り換え、か
つ出力電圧を受ける出力電圧監視手段を設けて出力電圧
が第１電圧値より低く第２電圧値より高い設定値に低下
したとき計算機に対し緊急退避用の割り込みを掛けるよ
うにする。このため、緊急退避手段として異常信号に応
じて第１時限を設定するタイマ手段を用い、かつ安定化
電源手段用の電圧制御回路に対する出力電圧の指定値を
第１時限内だけ第１電圧値から第２電圧値に切り換える
スイッチ手段を設けるようにするのがよい。

【００１３】前記構成にいうリセット手段は計算機のリ
セット動作のタイミングを設定するためのものである
が、これに異常信号に応じて第２時限を設定するタイマ
手段を用い、かつ安定化電源手段内に計算機への出力電
圧の供給を第２時限の経過後に遮断するスイッチ手段を
組み入れ、さらにはこれに関連して出力電圧監視手段を
設け、出力電圧が計算機の動作可能電圧よりは少し高い
設定値に低下したときにこれにより計算機にリセット動
作をさせるのが有利である。また、この態様では安定化
電源の出力電圧端子に計算機内の静電容量を放電させる
ための放電抵抗を接続するのが、入力電圧の回復が早ま
った場合にもリセット動作のタイミングを失しないよう
にする上で有利である。

【００１４】なお、これら緊急退避手段やリセット手段
として用いられるタイマ手段はそれぞれカウンタとその
段出力を受けてスイッチ手段に動作指令を発する論理回
路の組み合わせにより構成するのがよく、かつカウンタ
は両タイマ手段に対し共通に設けるのがよい。また、緊
急退避手段やリセット手段と組み合わされるスイッチ手
段は電子スイッチないしトランジスタスイッチとするの
がよい。出力電圧監視手段は計算機に付随させて設ける
のが便利であるが、必要に応じて給電装置側に組み込ん
でもよい。さらに、緊急退避手段とリセット手段は安定
化電源手段用の電圧制御回路とともに共通の集積回路装
置に組み込むのが有利である。

【００１５】

【作用】本発明は従来のような計算機の緊急退避動作や
リセット動作が失敗する原因は緊急退避動作を交流の入
力電圧の低下を検出した異常信号により開始させるのに
対して，リセット動作を出力電圧が所定の限界値に低下
したとき行なわせる点，つまり両動作のタイミングを安
定化電源の互いに関連するが時間的な遅れがある入力側
と出力側の状態変化に依存して決定していた点に存する
ことに着目して、給電装置に前項の構成にいう緊急退避
手段とリセット手段を組み込んで両手段のいずれも入力
側の交流電圧の低下を検出する異常検出手段による異常
信号により一元的に始動させ，かつ両手段にそれぞれ第
１時限と第２時限を設定する機能をもたせることによ
り、計算機にその緊急退避動作およびリセット動作をそ
れぞれ正しいタイミングで順序よく開始させ、かつ両動
作を相互に干渉するおそれなく確実に進行させることに
成功したものである。

【００１６】

【実施例】以下、図１を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の給電装置をマイクロプロセッサで
ある計算機２とともに示すもので、前に説明した図２と
の対応部分に同じ符号が付されているので、重複部分の
説明は一切省略することとする。なお、図１に示された
回路例では緊急退避手段40とリセット手段50により安定
化電源手段10の出力電圧Voを変化させて, その変化を従
来と同様に出力電圧監視手段42や52で捉えたタイミング
で計算機２に緊急退避動作やリセット動作をさせるよう
になっているが、最も簡単にはこれら動作の指令を両手
段40や50から計算機２に直接与えるようにすることであ
る。

【００１７】一点鎖線で囲んで示された安定化電源手段
10の構成は図２と同様であり、出力電圧Vo用の端子と接
地端子Ｅの間に抵抗18が接続され、出力電圧Voの供給路
内にスイッチ手段51が挿入されている点が従来回路と異
なる。電圧制御回路20によりスイッチング素子14をオン
オフ動作させながら出力電圧Voを一定に制御する点は従
来と同じである。異常検出手段30はその内部構成が一点
鎖線で囲んで示されており、交流の入力電圧Viを受ける
整流回路31と, その整流出力を受ける抵抗32とキャパシ
タ33を含む平滑回路と, それから入力電圧Viの電圧値を
示す直流信号を受けて所定の基準電圧Vrと比較するコン
バータ34とから構成され、入力電圧Viが異常に低下した
ときコンバータ34から異常信号Sdを発する。本発明では
抵抗32とキャパシタ33に平滑化機能のほか両者の抵抗値
と容量値で決まる時定数によって入力電圧Viの瞬停時に
は応動しない程度の動作上の時限特性を異常検出手段30
にもたせるのが無用な緊急退避動作を回避する上で望ま
しい。

【００１８】緊急退避手段40は異常信号Sdに応じて計算
機２に緊急退避動作をさせるための第１時限T1を設定す
るもので、例えばタイマ手段をこれに用いて１秒程度の
第１時限T1をもたせるのがよい。これから計算機２に緊
急退避指令を直接に与えてもよいが、図１の実施例では
スイッチ手段41を設けて第１時限T1の間だけ電圧制御回
路20に対する出力電圧Voの指定値を正常時の第１電圧V1
からそれより低い第２電圧V2に切り換えさせ、かつ安定
化電源手段10の出力側に出力電圧監視手段42を設けて出
力電圧Voが第１電圧V1より低く第２電圧V2より高い所定
の設定値Vr１に低下したとき計算機２に緊急退避を指令
する割り込みを掛けさせる。

【００１９】リセット手段50は異常信号Sdに応じ緊急退
避動作を終えた計算機２にリセット動作のタイミングを
指定するために第１時限T1よりも長い第２時限T2を設定
するもので、緊急退避手段40と同様にタイマ手段を用い
て例えば２〜３秒程度の第２時限T2をそれに設定するの
がよい。リセット手段50の場合もそれから計算機２に対
してリセット指令を直接与えてもよいが、この実施例で
は安定化電源手段10の中にスイッチ手段51を組み込ん
で、リセット手段50による第２時限T2の経過後に計算機
２に供給する出力電圧Voを遮断させる。

【００２０】一方、計算機２の出力電圧Voを受ける入力
VSとGDの間には必ず若干の内部静電容量Ciがあってスイ
ッチ手段51のオフ後にも暫くの間はその充電電圧を保持
するので、この実施例では安定化電源手段10の出力側に
出力電圧監視手段42を設けてこの充電電圧値である出力
電圧Voが計算機２の動作可能電圧より若干高い所定の設
定値Vr２まで低下したとき計算機２に対しリセット動作
を指令させる。なお、安定化電源10の一対の出力端子の
相互間に接続された抵抗18はスイッチ手段51のオフ動作
後に上述の内部静電容量Ciを所定速度で放電させて計算
機２のリセット動作のタイミングを速めるためのもので
ある。

【００２１】なお、上述の実施例のほかリセット手段50
の動作は緊急退避手段40による第１時限T1の後に開始さ
せてもよい。また、それによりスイッチ手段51をオフさ
せるかわりにスイッチ手段41と同様に電圧制御回路20に
対する出力電圧Voの指定値を切り換えるスイッチ手段を
用いて出力電圧監視手段42を動作させるに適する第２電
圧値V2より低い第３電圧値を指定させてもよい。さら
に、この場合にリセット手段50により１秒程度の第２時
限T2を設定してその時間内に計算機２にリセット動作を
済ませてしまうようにしてもよい。

【００２２】以上説明した緊急退避手段40およびリセッ
ト手段50と関連するスイッチ手段や出力電圧監視手段に
よって、異常信号Sdに応じて第１時限T1内に計算機２の
記憶内容の緊急退避を完了した後に, 第２時限T2の経過
後やその時間内に計算機２を確実にリセットすることが
できる。また、第２時限T2内に入力電圧Viが回復した場
合は緊急退避後のリセット前に計算機２の動作を自動的
に再開できる。なお、緊急退避手段40およびリセット手
段50は安定化電源手段10用の電圧制御回路20とともに共
通の集積回路装置に組み込んでしまうのが有利である。

【００２３】また、緊急退避手段40とリセット手段50と
して用いるタイマ手段は所定周期のクロックを計数する
カウンタとその段出力を受けてスイッチ手段41や51に指
令を発する論理回路とを組み合わせて構成するのがよ
く、かつカウンタは両手段40と50としてのタイマ手段に
共通に設けることでよい。スイッチ手段41や51には電子
スイッチやトランジスタスイッチを用いるのがよく、出
力電圧監視手段42や52は従来と同様に計算機２に付随さ
せて設けることでよいが必要に応じて給電装置に組み込
むようにしてもよい。

【００２４】なお、図１に示した実施例のように計算機
２の緊急退避動作とリセット動作のタイミングを安定化
電源手段10の出力電圧Voの電圧値を基準に決める場合に
は、緊急退避手段40により切り換えられる前述の指定電
圧値V1とV2, および出力電圧監視手段42と52を動作させ
る電圧値Vr１とVr２は、計算機２が動作可能な最低の電
圧をVminとして、 V1＞Vr１＞V2＞Vr２＞Vmin の関係を満たすように設定される。

【００２５】以上の実施例とその説明からもわかるよう
に本発明は図示の回路の構成やその動作に限定されるこ
となく種々な態様で実施することができる。例えば、安
定化電源手段10や異常検出手段30の図示の回路構成, ス
イッチ手段41, 51や出力電圧監視手段42, 52を用いる態
様等はあくまで本発明の一実施例である。

【００２６】

【発明の効果】本発明では計算機の緊急退避動作やリセ
ット動作の従来の失敗原因が両動作のタイミングを安定
化電源の入力側と出力側の時間遅れがある状態変化に依
存して決めていた点にあることに着目して、第１時限を
設定してその間に計算機にその記憶内容を保全させる緊
急退避手段と, 第１時限よりも長い第２時限を設定して
その経過後や時間内に計算機にリセット動作をさせるリ
セット手段を給電装置に組み込んで、入力電圧値を常時
監視してその異常低下を検出する異常検出手段による異
常信号により両手段を一元的に動作させるようにしたの
で、計算機に緊急退避動作とリセット動作をそれぞれ正
しいタイミングで順序よく開始させ、かつ両動作を相互
干渉のおそれなく確実に進行させて商用電源の電圧変動
が発生した場合にも計算機の動作信頼性を従来より格段
に高めることができる。

【００２７】なお、緊急退避手段による第１時限の間だ
け安定化電源手段の出力電圧を第１電圧値からそれより
低い第２電圧値に切り換え、出力電圧を受ける出力電圧
監視手段により出力電圧が第１電圧値より低く第２電圧
値より高い設定値に低下したとき計算機に緊急退避用の
割り込みを掛ける本発明の実施態様, およびリセット手
段で設定した第２時限の経過後にスイッチ手段で出力電
圧の計算機への供給を遮断し, 出力電圧監視手段により
出力電圧が計算機の動作可能電圧より若干高い値まで低
下したとき計算機にリセット動作を指令する実施態様
は、いずれも緊急退避とリセット動作のタイミングを安
定化電源の出力側の状態変化から一元的に決定して両動
作を確実にする効果を有する。

【００２８】とくに第２時限の経過後に出力電圧の計算
機への供給を遮断してしまう態様は安定化電源手段内の
キャパシタの残存電荷により計算機のリセット失敗が生
じていた従来の問題点が解消する点で有利であり、さら
に安定化電源の出力用端子に放電抵抗を接続する態様は
計算機側の内部静電容量内の残存電荷をも速めに放電さ
せてリセット動作を一層確実にする効果を有する。

【００２９】また、異常検出手段に入力電圧の瞬間的な
停電には応動しない程度の動作上の短い時限特性ないし
時定数をもたせる実施態様は瞬停時の無用な緊急退避動
作を回避して計算機の動作信頼性を高め得る効果を有す
る。さらに、緊急退避手段とリセット手段を安定化電源
手段用の電圧制御回路とともに共通の集積回路装置に組
み込む態様は実質的な費用増なく本発明を実施できる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による給電装置の実施例を計算機ととも
に示す回路図である。

【図２】従来の給電装置の例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 商用交流電源 ２ 計算機ないしはマイクロプロセッサ ３ 計算機の記憶内容の緊急退避用不揮発性メモリ 10 安定化電源手段 18 放電抵抗 20 安定化電源手段用の電圧制御回路 30 異常検出手段 40 緊急退避手段 41 出力電圧の切り換え用のスイッチ手段 42 緊急退避用の出力電圧監視手段 50 リセット手段 51 出力電圧の遮断用のスイッチ手段 52 リセット用の出力電圧監視手段 Ci 計算機の内部静電容量 IT 計算機の緊急退避用の割り込み入力 RS 計算機のリセット入力 Sd 異常信号 T1 第１時限 T2 第２時限 Vi 交流の入力電圧 Vo 直流の出力電圧 V1 出力電圧の第１電圧値 V2 出力電圧の第２電圧値 Vr１ 緊急退避のタイミング決定用電圧値 Vr２ リセットのタイミング決定用電圧値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０９ Ｃ 7346−5Ｇ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流の入力電圧を受けて直流の安定化した
   出力電圧を計算機に給電する安定化電源手段と、入力電
   圧値を常時監視してその異常低下を検出して異常信号を
   発する異常検出手段と、異常信号に応じて第１時限を設
   定しその間に計算機に記憶内容を永久保全させる緊急退
   避手段と、異常信号に応じて第１時限より長い第２時限
   を設定しその経過後に計算機にリセット動作をさせるリ
   セット手段とを備えてなることを特徴とする計算機の給
   電装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置において、緊急退避
   手段により第１時限内だけ安定化電源手段の出力電圧を
   第１電圧値からそれよりも低い第２電圧値に切り換え、
   出力電圧を受ける出力電圧監視手段により出力電圧が第
   １電圧値より低く第２電圧値より高い設定値に低下した
   とき計算機に緊急退避用の割り込みを掛けるようにした
   ことを特徴とする計算機の給電装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の装置において、緊急退避
   手段として異常信号に応じて第１時限を設定するタイマ
   手段を用い、かつ安定化電源手段の電圧制御回路に対す
   る出力電圧の指定値を第１時限内に第１電圧値から第２
   電圧値に切り換えるスイッチ手段を設けることを特徴と
   する計算機の給電装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の装置において、リセット
   手段として異常信号に応じて第２時限を設定するタイマ
   手段を用い、安定化電源手段内に計算機への出力電圧の
   供給を第２時限の経過後に遮断するスイッチ手段を組み
   入れるようにしたことを特徴とする計算機の給電装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の装置において、リセット
   手段に関連して出力電圧監視手段を設け、出力電圧が計
   算機の動作可能電圧よりは若干高い設定値に低下したと
   き出力電圧監視手段により計算機にリセット動作をさせ
   るようにしたことを特徴とする計算機の給電装置。
6. 【請求項６】請求項４に記載の装置において、安定化電
   源の出力電圧端子に計算機の内部静電容量を放電させる
   ための放電抵抗を接続するようにしたことを特徴とする
   計算機の給電装置。
7. 【請求項７】請求項１に記載の装置において、異常検出
   手段には入力電圧の瞬間的な停電には応動しない程度の
   動作上の短い時限特性をもたせるようにしたことを特徴
   とする計算機の給電装置。
8. 【請求項８】請求項１に記載の装置において、緊急退避
   手段およびリセット手段を安定化電源手段用の電圧制御
   回路とともに共通の集積回路装置に組み込むようにした
   ことを特徴とする計算機の給電装置。