KR910010191B1 - 전자 시스템용 전원 모니터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자 시스템용 전원 모니터

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 전원상태 모니터를 포함하는 전자 시스템의 간략화된 블록 다이어그램.

제2도는 제1도의 전원상태 모니터의 간략화된 블록 다이어그램.

제3도는 제2도의 진폭 임계회로의 간략화된 블록 및 개략 다이어그램.

제4도는 제2도의 주파수 임계 검출기의 논리 다이어그램.

제5도는 제2도의 충전/방전 모델의 논리 다이어그램.

제6도는 다른 레벨의 여러 전원 출력을 검출하기 위해 다수의 트립 레벨을 갖는 충전/방전 모델의 실시예의 논리 다이어그램.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 시스템 DC전원공급장치 18 : 시스템 부하

22 : 전원상태 모니터 26 : 진폭 임계회로

30 : 주파수 임계 검출기 34 : 충전 방전 모델

36 : 트립값 발생기

본 발명은 전자장치 특히, AC전원의 상태를 모니터하며, AC전원의 유용도가 불충분한 경우에는 AC전원의 불충분한 상태를 나타내는 신호를 제공하기 위한 전자장치에 관한 것이다. 단상 또는 다상 전원이 모니터될 수도 있다.

공지된 바와 같이, 상업적인 AC전원은 AC전압이 그 공칭값 이하로 떨어지는 주기를 경험한다. 저압의 주기 이외에도, 상업적인 AC전원은 AC전원의 하나 또는 두 사이클로부터 전원정지의 연장된 주기까지를 범위로 하는 주기동안 사라질 수도 있거나, 전원을 제공하지 못할 수도 있다.

AC전원에 의해 인가된 전자회로는 전자회로에 의해 사용 가능한 하나 이상의 DC전원을 이용할 수 있는AC전원으로부터 발생시키기 위한 DC전원공급장치를 포함한다. 그러한 DC전원공급장치는 보통 원하는 DC에 첨가되어 있는 AC리플을 평활하게 하는 필터 회로를 포함한다. 필터 회로는 전원정지에 따른 시간 주기동안 전자회로의 작동을 위해 충분한 레벨의 전원을 유지 가능하게 하는 하나 또는 두개의 캐패시터 및 언덕터를 포함하는 에너지 저장장치를 포함한다. 따라서, AC전원정지 이후에 갑자기 멈추기보다는, DC전원공급장치의 출력은 내부에 포함된 에너지-저장장치의 용량 및 부하의 요구에 의존하는 비율로 쇠퇴해간다. AC전원이 재개될 때, 에너지를 에너지 저장장치로 공급하는 필요성은 DC전원공급장치의 출력 상승이 늦추어진다. AC전원의 손실 및 재개에 따르는 하락의 비율 및 상승비율은 통상 같지 않다. 즉, 전체 출력으로부터 소정의 쇠퇴 레벨에 이르려는 시간보다 소정의 쇠퇴 레벨로부터 DC전원공급장치의 소정의 출력을 복구하는 데는 다소의 시간이 걸린다.

DC전원공급장치에 의해 공급된 많은 DC부하는 DC전원의 손실에 의해 상당히 영향을 받을 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨터 및 주변장치를 포함하는 부하는 DC공급실패가 데이타 손실을 회피하기 위해 취해지는 단계 없이 발생한다면 휘발성 기억장치로부터 극히 중대한 데이타를 잃을 수도 있다. 덧붙여, 비-휘발성 기억장치는 동시 발생의 클럭 및 인터럽트 신호를 잃을 수도 있다. 또한, 컴퓨터의 제어-라인 출력은 예로, 랜덤 억세스 메모리의 영역을 과기록하는 것과 같은 시스템 작동을 쇠퇴시키는 잘못이 일어날 수도 있다. 손실 데이타를 재구성하는 것과 게이트 및 컴퓨터 회로를 재-초기화하는 것을 포함하는 무방비 전원정지로부터의 회복시간은 쉽게 허용되지 않는다.

몇몇 종래의 전원을 모니터하는 장치는 AC전원의 손실을 검출한다. 일반적으로, 그러한 모니터링 장치는 부하에 의해 작용된 신호를 발생함으로써 다수의 소정의 AC전압 사이클의 부재에 응답하여, 전원공급장치의 에너지 저장 소자에 저장된 에너지를 이용하는 회로의 순서적인 중지를 실행한다. 이 방법에 있어서, AC공급의 하나 또는 두 사이클에서 순간적인 드롭 아우트는 전원정지가 소정의 사이를 수보다 더 오래동안 지속될 때 시스템의 순서적인 중지를 허용하는 동안 무시된다.

실질적인 동기는 반복이 존재하고, 짧은 시간, AC전원의 드롭 아웃트가 있을 때조차도 동작시 어떤 전자시스템을 유지하기 위해 존재한다. 상기 종래기술의 장치는 소정의 기간 중 한번의 드롭 아우트의 검출만으로 제한된다. 만일 소정의 기간이 초과되기 전, 그리고 또 다른 드롭 아우트에 바로 도달하기 전에 전원이 재개되면, 종래기술의 시스템은 DC전원공급장치의 출력전압의 직접측정을 제외하고는 DC전원공급장치에서 에너지 저장 상태의 트랙을 유지하는 수단을 가지고 있지 않다.

AC전원의 임박한 단절에 대한 다른 표시는 AC전원의 실질적인 주파수의 감소로서 알 수 있다. 상기 종래기술의 전원 모니터링 장치는 이러한 표시의 장점을 실행하지 못한다.

본 발명의 목적은 종래기술의 단점을 극복하는 전원상태 모니터를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 AC전원 출력이 시스템 중지의 시작을 트리거하는 허용할 수 없는 전원의 상태를 나타내는 시간을 결정하기 위해 DC전원공급장치의 충전-방전 특성의 모델을 이용하는 전원상태 모니터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 임박한 AC전원정지를 나타내기 위해 AC입력의 주파수를 모니터하기 위한 장치를 포함하는 전원상태 모니터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 DC전원공급장치에 접속된 DC부하의 순서적으로 정지 시작하도록 최적한 시간을 판단하기 위해 DC전원공급장치의 충전-방전 특성의 모델 및 저-주파검출기를 포함하는 전원상태 모니터를 제공하는 것이다.

간략하게 언급하자면, 본 발명은 시스템 전원공급장치의 충전/방전 특성 모델을 포함하는 전자 시스템용 전원상태 모니터를 제공하는 것이다. 충전/방전 모델은 시스템 DC전원공급장치 내 에너지 저장장치가 AC전원의 손실에 따라 시스템 작동을 유지 가능하게 하는 동안 많은 시간의 평가를 포함한다. 전원상태 모니터는AC전원의 임박한 중단을 나타내는 신호에 대한 AC전원의 주파수 및 피크 전압 진폭을 모니터한다. 그러한 신호가 검출되는 경우에, 충전/방전 모델에서 평가는 전하가 소모되는 비율에 대응하는 비율로 감소된다. 충전/방전 모델에 공급된 트립값은, 신호가 시스템 부하의 순서적인 중지를 가능하게 발생되는 시간을 결정한다. 만일 허용 가능한 AC전원이 트립값에 도달하기 전에 재개되며, 충전/방전 모델은 DC전원공급 장치 내 저하 축적에 대응하는 비율 이용하는 시간의 평가량을 증가시킨다.

본 발명의 실시예에 따르면, 전자 시스템용 AC전원모니터를 제공하며 전자 시스템용 전원의 적어도 한가지 상태를 감지하기 위한 수단과, 전자 시스템용의 DC전원공급장치의 충전 및 방전을 모델링하기 위한 수단과, 전자 시스템이 적어도 한가지 상태의 발생에 따라 계속 작동하는 동안 시간에 관련된 값을 포함하는 것을 모델링하기 위한 수단과, 적어도 한가지 상태의 발생에 반응하여, DC전원공급장치의 충전 또는 방전과 관련된 방법으로 값을 수정하여 모델링하기 위한 수단 내의 수단과, 여기서 상기 값은 시간에 계속 관계되며 신호를 발생하기 위한 수단은 상기 값이 소정의 임계치에 도달할 때 불충분한 전원을 표시하는 전자시스템용 전원 모니터를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 전자시스템용의 AC전원의 적어도 제1 및 제2상태를 감지하기 위한 수단과, 적어도 소정의 제1전원 임계치보다 적은 피크 전압 진폭 및 소정의 제2주파수 임계치보다 적은 주파수를 포함하는 적어도 제1 및 제2상태, 전자 시스템용 DC전원공급장치의 충전/방전모델, 전자시스템이 적어도 한 상태의 발생에 따라 계속 작동을 계속할 수 있는 시간과 관련된 값을 제어하기 위한 수단을 포함하는 충전/방전 모델 제1 및 제2상태중의 어느 한 상태의 발생에 반응하여, DC전원공급장치의 충전 또는 방전과 관련된 방법으로 값을 수정하여 여기서 그 값은 계속해서 시간에 관계하며, 상기 값이 소정의 임계치에 도달할 때 불충분한 전원을 나타내는 신호를 발생하기 위한 임계수단을 구비하는 전자 시스템용 전원 모너터가 제공된다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상술된 설명으로부터 명백해지며, 도면에서 같은 참조번호는 동일 소자를 나타낸다.

제1도를 참고하면, 본 발명의 실시예를 포함하는 일반직인 전자 시스템(10)을 도시한다. 시스템 DC전원공급장치(12)는 라인(16)을 이용하여 시스템 부하(18)로 인가하기 위한 1 이상의 DC전압을 발생하기 위해 AC전원라인(14)으로부터 AC전원라인(14)을 수신한다. 라인(20)은 AC전원라인(14)상의 AC신호 샘플을 전원상태 모니터(22)로 인가한다. 전원상태신호는 전원상태라인(24)상의 전원상태 모니터(22)에서 시스템 부하(18)까지 공급된다.

AC전원라인(14)상의 AC전원의 상태가 진폭 및 주파수에 관하여 허용 가능한 제한치 내에 존재하는 한, 그리고 단시간 동안 참은 어떤 순간적인 AC드롭 아우트가 시스템 DC전원공급장치(12) 내에 저장된 에너지에 의해 충분히 극복되는 한 전원상태라인(24)상의 전원상태 신호는 시스템 부하(18)의 동작을 가능하게 하는 상태로 남아 있는다. 불충분한 전원상태가 데이타 또는 시스템(18)내의 다른 상태를 위태롭게 하기에 족한 오랜 시간 동안 지속되는 경우에, 전원상태 라인(24)상의 전원상태 신호는 이러한 위험을 시스템 부하(18)에게 표시하는데, 이에 따라 시스템 부하는 비-휘발성 매체내의 데이타를 안전하게 하기 위하여 그리고 순서적인 정지를 위해 요구된 다른 작용을 수행하기 위해 인에이블된다.

시스템 부하(18)의 정지는 예로 잃어버린 시간 및 정지에 따른 역할과 불편함 및 실제의 재시작 절차의 시간 소비와 같은, 바람직하지 않는 결과를 초래한다. 그러므로, 아무런 준비도 없는 무질서한 정지라는 더욱 격한 결과가 없게 회피 방책이 이루어진다면 그러한 정지상태를 회피하는 것이 바람직하다 할 수 있다. 따라서, 전원상태 모니터(22)는 시스템 DC전원공급장치(12)내 필터링 회로의 고유 에너지 저장 장점을 수행하기 위한 수단을 포함함으로서 AC전원라인(14)상의 AC전압의 순간적인 약화에 따라 제한된 시간동안 시스템 부하(18)를 계속 작동하게 한다. 순간적인 약화는 AC전원입력의 하나 이상의 사이클 동안 완전한 전압 손실 또는 저 전압, 또는 대응 주기동안 AC전압의 주파수 감소를 포함할 수도 있다. 시스템 부하(18)의 작동이 시스템 DC전원공급장치(12)내에 저장된 에너지를 보존할 수 있는 시간 내에 전원이 정상으로 복구되는 경우에, 전원상태 모니터(22)는 전원상태라인(24)상의 인에이블 신호를 유지하며, 시스템 부하(18)의 작동이 계속된다.

시스템 부하(18)가 시스템 DC전원공급장치(12)에 저장된 에너지로 작동되는 주기에 뒤이어, 시스템 DC전원공급장치에 정상적으로 저장된 에너지 일부가 고갈된다. 결국 제2전원 약화가 임박해지면, 시스템 DC전일공급장치(12)에 저장된 에너지가 작동을 지속할 수 있는 동안의 시간량은 제1전원 약화에 따라 이용할 수 있는 시간 이하로 감소된다. 전원상태 모니터(22)는 시스템 DC전원공급장치(12)의 부분적으로 고갈된 상태를 나타내기 위한 수단을 포함한다.

만일 제2전원 약화가 발생하지 않으면, 한 주기시간 이후 시스템 DC전원공급장치(12)내의 에너지-저장소자는 완전히 재충전된다. 전원상태 모니터(22)는 그러한 재충전 시간 및 재충전의 중간값을 나타내기 위한 수단을 포함하며, 이로 인하여 무질서하게 작동 정지되는 위험이 없이 저장된 에너지로부터 최대 효과를 얻을 수 있다.

제2도를 참조하면, 전원상태 모니터(22)는 라인(20)상의 AC전압샘플을 수신하는 진폭 임계회로(26)를 포함한다. 이 샘플은 AC전압 자체를 포함할 수도 있거나, 또는 양호하게는, 진폭 임계회로(26)에서 전자 회로용으로 저전압으로 적당히 전달된 AC전압을 포함할 수도 있다. 양호한 실시예에서, 라인(20)상의 AC전압의 샘플은 진폭임계 회로(26)의 외부 또는 내부중 하나의 변압기(도시 안됨)를 이용하여 전체 값에서 그 전체 값의 약 15.6퍼센트까지 변환된다. 따라서 변압기가 기술로 잘 공지되었으며 그러한 장치는 도시되지 않았다.

진폭 임계회로(26)는 라인(20)상의 AC전압의 진폭이 소정의 값을 초과할 때만 주파수 임계 검출기(30)에 라인(28)상에 적용하는 출력펄스를 발생한다. AC전압의 진폭이 소정의 값보다 적을 때, 주파수 임계 검출기(30)로 펄스가 전송되지 않는다. 다른 시간 때에, 진폭 임계회로(26)는 라인(20)상의 AC전원의 주파수의 두 배가 같은 주파수로 고정된 폭의 펄스를 전송한다.

주파수 임계 검출기(30)는 라인(28)을 통하여 수신하는 펄스의 주파수가 임계 주파수를 초과하는지 판단한다. 만족한 주파수가 검출되는 경우에, 주파수 임계 검출기(30)는 이러한 상태를 나타내는 라인(32)상의 인에이블 신호를 충전/방전 모델(34)로 인가한다. 주파수 임계 검출기(30)로 전달된 펄스 주파수가 임계 주파수 보다 적다면, 라인(32)상의 신호는 충전/방전모델(34)에 대해 불충분한 상태를 나타낸다. 저-진폭 AC전압에 의해 발생된 펄스의 존재가 제로 주파수와 같은 것을 그 기술에서 숙련된 자에게는 자명한 사실이다. 따라서, 주파수 임계 검출기(30)는 임계 주파수보다 적은 AC주파수에 응답하는 바와 동일한 방식으로, 즉, 불완전한 전원상태를 충전/방전모델(34)에 나타냄으로써, 저-진폭 AC전압에 응답한다.

충전/방전 모델(34)은 일반적으로 시스템 DC전원공급장치(12)(제1도)의 충전 및 방전 특성에 대응하는 모델을 포함하며, 시스템 부하(18)의 에너지 소비 즉, 를 나타낸다. 즉, 정상 작동 중에, 충전/방전 모델(34)은 AC전압의 주파수 및 진폭이 그 임계값과 같거나 초과할 때, 시스템 DC전원공급장치(12)내에 내포된 충전 양을 나타내는 값을 포함한다. AC전원이 약화될 때, 충전/방전 모델(34)에 저장된 값이 시스템 DC전원공급장치(12)에 저장된 에너지의 고갈에 대응하는 비율로 감소된다. 만일 정상적인 전원상태가 너무 늦기 전에 재개되면, 충전/방전모델(34)에 저장된 값은 시스템 DC전원공급장치(12)내 에너지의 축적에 대응하는 비율로 증가된다.

트립-값 발생기(36)는 시스템 부하(18)의 순서적인 중지를 위해 요구된 시스템 DC전원공급장치(12)내 저장된 나머지 에너지를 나타내는 값을 포함한다. 트립값은 충전/방전모델(34)의 전류값과 계속 비교된다. 전류값이 트립값 이상을 유지하는 한, 전원 OK신호는 전원상태 라인(24)을 통하여 시스템 부하(18)로 인가되어, 정상상태를 계속 가능하게 한다. 전류값이 트립값 이하로 떨어지면, 전원상태라인(24)상의 신호는 시스템 DC전원공급장치(12)에 저장된 에너지가 너무 낮아서 전원을 공급하지 못하기 전에 완료될 수도 있는 순서적인 중지의 시작을 트리거한다.

전원상태 모니터(22)는 DC전원을 모든 회로로 공급하기 위한 그 자체의 전원상태 모니터 DC전원공급장치(38)를 포함한다. 전원상태 모니터 DC전원공급장치(38)는 시스템 DC전원공급장치(12)의 용량을 초과하는 부하와 비교하는 저장 용량을 갖는 에너지-저장 소자를 포함한다. 이것은 전원상태 모니터(23)로 하여금 AC전원이 진폭 및 주파수가 상당히 약화된 이후조차도 AC전원상태를 모니터하기 위함이다.

에너지의 고갈 및 축적에 대한 비율은 시스템 부하(18)의 크기 및 내부 저항과 시스템 DC전원공급장치(12)내 에너지-저장소자에 좌우되어 차이가 있다는 것은 기술에 숙련된 자에게 자명한 것이다. 만일 부하가 아주 경미하고 시스템 DC전원공급장치(12)의 내부 저항이 낮다면, 축적 비율은 고갈 비율보다 훨씬 더 커질 수도 있다. 더 일반적인 경우에 있어서, 고갈 비율은 실제로 축적 비율보다 크다. 만일 부하가 일정하다면, 축적 비율 및 고갈 비율 각각에 대한 단일 값이 만족될 수도 있다. 만일 부하가 변할 수 있다면, 축적 비율 및 고갈 비율 둘 다 작용한다. 만일 시스템 부하에서 변화가 고려되어야 한다면, 시스템 부하(18)에 의한 실질적인 에너지 소비에 관련된 신호는 라인(40)을 통하여 충전/방전모델(34)로 인가된다. 라인(40)은 그 임의 성질을 나타내도록 점선으로 도시되어 있다. 실질적인 시스템 부하의 평가는 간헐적으로 작동된 시스템 소자의 온-오프상태를 감지하는 것으로서 유도될 수도 있거나, 또는 그 대신에, 시스템 DC전원공급장치(12)에 의해 제공된 전류값에 의해 유도될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 고정되고 예정된 비의 충전비율 대 충전 고갈 비율을 갖는 일정-부하 시스템을 기술하는 것이 고려된다. 본 명세의 이익과 더불어, 기술에 숙련된 사람은 가변 부하를 설명하여 본 실시예를 수정하는 것이 가능하다.

이제 제3도를 참조하면, 진폭 임계회로(26)는 펄스하는 DC신호를 발생하기에 효과적인 전파 정류기(41)를 포함하는데, 상기 DC신호는 라인(20)을 통해 상기 전파 정류기로 공급된 AC전압 샘플 주파수의 두 배인 주파수를 갖는다. 펄스 DC신호는 입력저항(44)을 통하여 비교기(42)의 비반전 입력으로 공급된다. 기준전압은 비교기(42)의 직류 입력으로 공급된다. 귀환 저항(46)은 비교기(42)의 출력과 직류입력 사이에 접속된다. 비교기(42)의 출력은 AND게이트(48)의 한쪽의 입력에 접속된다. PSM DC전원공급장치 초기화 신호는 AND게이트(48)의 다른 입력에 접속된다. AND게이트(48)의 출력은 원숏(one shot)펄스 발생기(50)의 입력에 접속된다. 도면의 상부에서 A로 표시한 바와 같이, 펄스 DC신호가 비교기(42)의 반전 입력으로 인가된 임계 전압을 초과할 때마다(점선으로 표시됨), 출력펄스는 비교기(42)에 의해 AND게이트(48)로 인가된다. 원숏 펄스 발생기(50)는 예로, 약 5마이크로초로 라인(28)을 통하여 송출하는 펄스의 폭을, 표준화한다. 도면의 상부에서 B로 도시된 바와 같이, 만일 AC전압의 진폭이 임계치를 초과하기에 불충분하면 비교기(42)의 출력은 제로로 유지되며, 출력펄스가 발생되지 않는다.

귀환 저항(46)은 비교기(42)로부터 적어도 최소 출력펄스 폭을 보장하기 위하여 히스테리시스를 제공한다. 도면 하부에서 표시된 바와 같이, 기준 전압을 초과하면 비교기(42)로부터 출력을 발생하도록 요구된 펄스 DC의 레벨은 비교기(42)의 출력이 정지하는 레벨보다 크다. 이것은 펄스 DC가 순간적이지만 임계치를 초과한다면, 비교기(42)로부터의 출력 펄스가 요구된 최소 펄스 폭 동안 지속되는 것을 보장한다.

이제 제4도를 참조하면, 주파수 임계 검출기(30)는 클럭(도시 안됨)으로부터 클럭 2라인(53)상의 펄스를 제1입력에서 수신하는 NAND게이트(52)를 포함한다. NAND게이트(52)의 출력은 제1카운터(54)의 클럭입력 CK로 인가된다. 상기와 같이 발생된 라인(28)상의 펄스는 제1카운터(54)의 리세트 입력 R로 인가된다. NAND게이트(52)의 출력과 함께, 제1카운터(54)의 선택된 출력은 NAND게이트(56)의 입력으로 인가된다. NAND게이트(56)의 출력은 NAND게이트(52)의 제2입력으로 역 접속되며 또한 인버터(57)를 통하여 제2카운터(59)의 리세트 입력 R로 접속된다. 클럭 1라인(60)은 클럭신호를 NAND게이트(58)의 입력에 공급하며, 이 게이트(58)의 출력은 제2카운터(59)의 클럭입력 CK에 접속된다. NAND게이트(58)의 출력은 또한 NAND게이트(62)의 입력에 공급된다. 제2카운터(59)의 선택된 출력은 NAND게이트(62)의 잔여 입력에 공급된다. NAND게이트(62)의 출력은 NAND게이트(58)의 입력에 역 접속되며 또한 D-형플립플롭(64)의 데이타 입력 D에 순방향으로 접속된다. 라인(66)상의 고 주파수 시스템 클럭 3신호는 D-형 플립플롭(64)의 클럭입력 CK에 접속된다.

인가된 AC전압의 진폭 및 주파수 둘 다가 소정의 제한치 내에 있을 때, D-형 플립플롭(64)의 데이타 입력D로 인가된 신호는 0을 유지한다. 따라서, D-형 플립플롭(64)의 반전 출력은 1을 유지한다. 이후 더 상세히 기술되는 바와 같이, 이러한 조건은 충전/방전 모델(34)(제2도)로 하여금 저장된 에너지를 나타내는 그 값을 증가시키게 한다. 소정의 제한치 내에 남아있도록 하는 전압 또는 주파수의 실패에 따라, 1은 D형 플립플롭(64)의 데이타 입력 D로 인가된다. D-형 플립플롭(64)의 클럭입력 CK에서 다음 클럭 3신호의 발생에 따라, D-형 플립플롭의 반전 출력 Q는 0이 되며 직류출력 Q는 1이 된다. 이러한 조건은 충전/방전 모델(34)이 저장된 에너지를 나타내는 값을 감분하게 한다.

작동시 제1카운터(54) 및 제2카운터(59)의 용량은 그 클럭 주파수와 함께 선택됨으로써 제1카운터(54)는 제2카운터(59)가 차기 전에 채워진다. 제1카운터(54)를 채우도록 요구된 시간은 펄스가 라인(28)에 도달하는 정상적인 비율보다 더 길다. 그리하여 정상적인 상태 하에서, 제1카운터(54)는 NAND게이트(58)로부터 0출력을 발생하기 위해 그 사이클을 완료하기 이전에 항상 리세트된다. 따라서, 인버터(57)는 제2카운터(59)의 리세트 입력 R로 일정하게 0을 인가한다. 이것은 제2카운터(59)가 NAND게이트(62)의 모든 입력을 인에이블시킬 때까지 제2카운터가 클럭펄스를 계수하도록 한다.

NAND게이트(62)의 출력결과인 0인 NAND게이트(58)에 다시 전달되며 또 다른 클럭 펄스가 제2카운터(59)의 클럭 입력 CK로 인가되는 것을 막는다. 다음 클럭 3신호의 발생에 따라, D-형 플립플롭(64)의 데이타 입력 D에서 0은 직류 출력 Q에서 0을 그리고 D-형 플립플롭(64)의 반전출력

에서 1을 발생한다. 이러한 전원-OK상태는 충전/방전 모델(34)(제2도)이 저장된 에너지를 나타내는 값을 증가시키게 한다.

정상적인 전원상태로 작동이 지속함에 따라, 제2카운터(59)는 상기 기술된 상태에서 록크된 체로 남아있으며 제1카운터(54)는 그 충만된 상태로 부분적으로 카운트하지만 NAND게이트(56)의 모든 입력을 에이블시키는 상태에 도달하기 전에 항상 리세트된다.

제1카운터(54)는 제1카운터(54)리세트 입력 R에 펄스가 도달하기 전에 NAND게이트(56)의 모든 입력에 요구된 값을 유지하는 경우, NAND게이트(56)의 출력은 1에서 0으로 변한다. 이 신호는 NAND게이트(52)의 입력에 다시 공급되며, 따라서 제1카운터(54)의 카운팅을 멈추게 하며, 클럭 입력에서 펄스의 도달에 의해 발생된 또 다른 변화를 멈추게 한다. 인버터 (57)에서 반전된, NAND게이트(56)의 출력에서의 0은 제2카운터(59)의 리세트 입력 R로 1을 인가한다. 이것은 제2카운터(59)를 리세트시키며 리세트 입력 R에서 1이 남아있는 한 리세트 상태로 유지시킨다. -형 플립플롭(64)의 데이타 입력에서 결과인 1은 클럭 3라인(66)상의 다음 클럭 3신호의 발생으로 래치되며 이로 인하여 충전/방전 모델(34)(제2도)는 저장된 충전 나타내는 값을 감분하기 시작하도록 인에이블 된다.

상기 기술된 바와 같이, 만일 AC전압의 피크 전압 진폭이 너무 낮으면, 펄스가 라인(28)으로 인가되지 않으며, 그리하여 인버터(57)의 출력에서 1을 갖는 상태가 유지된다. 만일 AC전압의 피크 전압 진폭이 임계치를 초과하지만, 주파수는 제1카운터(54)의 필링(filling)시간에 의해 설정된 값보다 낮다면, 제1카운터(54)가 채워지고 제2카운터(59)를 리세트시킨 이후 멀지 않아, 라인(28)상의 펄스는 제1카운터(54)를 리세트시킨다. 이것은 제2카운터(59)의 리세트 입력 R로부터 리세트 신호를 제거하며, NAND게이트(52)의 입력으로부터 0을 제거한다.

따라서, 제1카운터(54) 및 제2카운터(59)는 각각의 클럭입력을 계수하기 시작한다. 제1카운터(54) 및 제2카운터(59)의 용량 및 클럭 주파수는 라인(28)상의 리세트 펄스의 부재시에, 제2카운터가 채워지기 이전에 제1카운터(54)가 채워지는 것과 관련된다. 결과적으로, 두 카운터가 동시에 계수하기 시작할 때, 제1카운터(54)는 그 사이클을 먼저 완료하며, 제2카운터(59)가 완전한 계수에 도달하기 전에 NAND게이트(56) 및 인버터(57)를 통하여 리세트 신호를 제2카운터(59)의 리세트 입력 R로 인가한다. 이러한 방법에서, D-형 플립플롭(64)의 상태는 변화되지 않으며 불완전한 전원상태의 계속된 표시가 발생된다.

비록 어떠한 적합한 세트의 클럭 주파수 및 용량이 주파수 임계 검출기(30)에 대해 선택될 수 있을 지라도, 하나의 실시예에서 그 수 및 용량은 제1카운터(54)가 약 10밀리초로 채워지도록 그리고 제2카운터(59)가 약 12밀리초로 채워지도록 선택된다. 이러한 제1카운터(54)의 필링시간은 약 46.5Hz의 주파수 임계치를 가진다. 제2카운터(59)의 필링시간은 제1카운터(54)보다 약간 더 오래도록 선택되어 상기 기술된 방법으로 작동되게 한다. 만일 다른 주파수 임계치가 양호하다면 그 기술에서 숙련된 자는 상기에서 주어진 적당한 클럭 주파수 및 용량을 선택 가능하게 할 것이다.

이제 제5도를 참조하면, 충전/방전 모델(34)은 M분 카운터(68) 및 N분 카운터(70)의 입력에서 클럭신호를 수신한다. M분 카운터(68) 및 N분 카운터(70)의 출력은 AND게이트(72 및 74)의 입력으로 각기 인가된다. 주파수 임계 검출기(30)(제4도)로부터의 업-인에이블 신호는 라인(32B)을 통하여 AND게이트(72)의 제2입력으로 인가된다. 주파수 임계 검출기(30)로부터의 다운-인에이블 신호는 라인(32A)을 통하여 AND게이트(74)의 제2입력으로 인가된다. AND게이트(72)의 출력은 UP/DOWN카운터(76)의 UP입력으로 인가된다. AND게이트(74)의 출력은 UP/DOWN카운터(76)의 DOWN입력으로 인가된다. UP/DOWN카운터(76)의 한 출력은 인버터(78)를 통하여 AND게이트의 제3입력으로 역 접속된다. 인버터(78)로 적용 위해 선택된 출력은 UP/DOWN카운터(76)에 축적된 수가 그 최대값에 도달할 때 1이 된다.

그리하여, 최대값이 얻어질 때, UP/DOWN카운터(76)에서 계수하는 것은 인버터(78)에 의해 AND게이트(72)의 입력으로 인가된 금지신호에 의해 정지된다. UP/DOWN카운터(76)의 또 다른 출력은 인버터(80)를 통하여 AND게이트(74)의 제3입력으로 역 접속된다. 인버터(80)로 인가하기 위해 선택된 출력은 UP/DOWN카운터(76)에서 수가 그 최소값까지 감소될 때 1이 된다. 이 신호는 UP/DOWN카운터(76)에서 다운-카운팅을 정지시킨다.

UP/DOWN카운터(76)에 저장된 값 중의 선택된 값들은 라인(82)을 통하여 임계 검출기 회로(84)로 인가된다. 트립 값은 라인(86)을 통하여 임계 검출기 회로(84)로 인가된다. 트립값은 전원상태 라인(24)상의 신호가 순서적인 중지의 시작을 보장하기에 충분한 일련의 전원 과실 표시를 하도록 변화하는 UP/DOWN카운터(76)의 최소 내용을 설정한다.

UP/DOWN카운터(76)의 용량은 UP 및 DOWN입력에 공급된 주파수와 협력하여 선택됨으로서, 그것의 내용은 DC전원공급기(12)시스템에 남아 있는 충전에 관계하며 AC전원의 주기 동안 시스템 로드(18)의 동작을 유지시키는 것이 가능하다. 예로, 만일 완전히 충전된 에너지 기억장치는 순서적인 중지가 시작되기 전에 100밀리초 동안 시스템 로드(18)의 동작을 지속하는 것이 가능하며, 따라서 클럭신호의 주파수와, N분 카운터(70)의 정수 N 및 UP/DOWN카운터(76)의 용량은 UP/DOWN카운터(76)에서 계수가 그 최대값에서 라인(86)상의 트립값까지 감분하는 것이 100밀리초가 걸리도록 선택된다.

M분 카운터(68)에서 정수 M은 UP/DOWN카운터(76)의 카운트의 축적율이 시스템 DC전원공급 장치내 이용 가능한 전하의 증가에 대응하도록 선택된다. 만일 정상적인 전원의 전하 축적율은 손실 전원의 전하소비율의 1/4이라면, 전수 M 및 N의 값은 양호하게 같은 비율로 된다. 전의 실시예에서, 카운트가 100밀리초에서 전체 레벨에서 트립 레벨까지 감분되며, 정수 M은 UP/DOWN카운터(76)가 400밀리초를 요구하는 값까지 완료하기 위하여 트립 레벨에서부터 전체 레벨상태까지 카운트 업하는 비율을 느리게 하도록 선택될 수도 있다. 이 예에서, 약 50밀리초 동안 전원 약화가 지속된다면, UP/DOWN카운터(76)의 전체 용량은 지속을 위해 200밀리초를 요구하게 된다. UP/DOWN카운터(76)의 감분 및 증분동안, 이 카운터에 포함된 값은 유용한 전하의 모델을 항상 제공하거나, 또는 대등하게, 중지가 시작되어야 하기 전에 저장된 전하로 시스템이 유지될 수도 있는 잔여하는 시간 양의 모델을 제공한다.

임계 검출기 회로(84)는 편리한 형태로 이루어질 수도 있다. 양호한 실시예에서, 임계 검출기 회로(84)는, 예로 UP/DOWN카운터(76)의 선택된 출력을 소정의 입력에서 수신하는 논리 게이트의 어레이(도시 안됨)로 구성되는 논리 회로이다. 트립값 발생기(36)(제2도)는 라인(86)을 통하여 임계 검출기 회로(84)(제5도)에 접속된 출력 전압의 패턴을 발생하는 스위치 어레이이며 그러한 스위치의 세팅에 의존하여 AC전원약화를 나타내는 신호를 발생하는데 효과적이다. 임계 검출기 회로(84) 및 트립값 발생기(36)의 기능을 수행 가능한 논리회로 및 스위치 어레이는 종래의 장치이므로, 더 이상의 설명을 생략된다.

시스템 부하를 표시하는 신호는 라인(40)을 통하여 M분 카운터(68) 및 N분 카운터(70)중의 하나 또는 양쪽으로 선택적으로 인가될 수도 있다. 이 신호는 상이한 부하 상태 하에서 시스템 DC전원공급장치(12)에서 전하 소비 및 축적의 변화에 따른 UP/DOWN카운터(76)에서 업다운 카운팅 비율을 변화시키기 위해 정수 M 또는 N을 변화시킨다. M분 카운터(68) 및 N분 카운터(70)의 내부에는, 라인(40)상의 신호가 분배 비율을 변화시키기 위해 하나 이상의 논리 소자를 인에이블 또는 금지시킬 수도 있다. 부하 변화에 응답하는 다이나믹을 제공하는 다른 기술도 그 기술에서 숙련된 자에게서 가능할 것이다.

이제 제6도를 참조하면, 충전/방전 모델(34′)은 전원고장이 엄밀한 다수의 레벨의 검출을 제공한다. 임계 검출기 회로(84a,84b 내지 84n)는 각기 라인(82)을 통하여 UP/DOWN카운터(76)의 출력을 수신한다. 다수의 임계값은 라인(86a,86b 내지 86n)을 통하여 임계 검출기 회로(84a,84b 내지 84n)로 인가된다. 대응하는 다수의 전원 OK신호는 전원상태 라인(24a,24b 내지 24n)에서 발생되며, 그 각각은 엄밀한 전원고장에 대한 유일한 정보를 전달한다. 그러한 전원 고장표시는 마지막 가능한 순간까지, 재시작하는데 가장 어려운 소자의 중지를 지연시키기 위한 수단과 마찬가지로, 순서적인 중지를 처리하기 위한 수단을 제공하는데 유용하다. 전원고장의 한 레벨에서, 고 전류 소비회로는 중지될 수도 있어서, 예로, 랜덤억세스 메모리와 같은 더 임계적인 소자가 부하의 부분에 영향을 주지 않고 가능한 기간보다 더 오랜 기간 동안 유지하게 해준다.

유사한 방법으로, 하나 이상의 전자 시스템으로 전원공급을 시스템화시킨 전원공급장치는 전자시스템 부하의 각 셋에 대해 제5도 또는 제6도의 충전/방전 모델을 중복할 수도 있다. 이것은 연합된 부하의 유일한 특성을 반영하기 위해 각 모델을 프로그래밍하기 위한 융통성을 제공한다. 그러한 연합된 시스템에서 각 충전/방전 모델은 유일한 임계 검출기 회로를 포함할 수도 있으며 연합된 부하에 의존하는 하나 이상의 전원OK신호를 전달할 수도 있다.

이 기술에서 숙련된 자는 본 명세서를 가지고서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 아나로그 실시예를 행할 수 있음이 인지된다. 예를 들면, 아나로그 타이머는 카운터 대신 대체될 수 있으므로 상기에서 설명된 디지탈 실시예의 기능을 수행한다. 부가적으로, 전술한 명세가 검출용으로 AC전압의 피크 진폭을 제공할지라도, RMS전압 진폭을 이용하는 발명의 실시예는 특허청구범위의 적용범위 내에서 똑같이 고려되어야 한다. 유사하게, 다른 주파수 검출장치가 기술된 실시예의 장치 대신에 대체될 수도 있다. 예를 들어, 위상 고정루프가 주파수 검출용으로 사용될 수도 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예가 기술되었을지라도, 본 발명은 그러한 실시예로 그대로 제한되지는 않으며 다양한 변화 및 변형이 첨부된 특허청구범위로서 본 발명의 범주 및 정신을 벗어남이 없이 그 기술에서 숙련된 자에 의해 실행될 수 있음은 자명하다.

Claims (10)

1. 전자 시스템용 전원 모니터(22) 있어서, 상기 전자 시스템용의 AC전원(14)의 적어도 한가지 상태를 감지하기 위한 수단(26,30)과, 상기 전자 시스템용 DC전원공급장치(12)의 충전 및 방전을 모델링하는 수단(34)을 구비하며, 상기 모델링하는 수단은 상기 전자시스템이 상기 적어도 한가지 상태의 발생에 따른 작동을 계속할 수 있는 동안의 시간과 관련된 값을 포함하며, 상기 DC전원공급장치의 충전 또는 방전에 관련된 방법으로 상기 시간에 계속 관련한 상기 값을 수정하여, 적어도 한가지 상태의 발생에 응답하여 모델링하는 수단 내의 수단(72,74) 및, 상기 값이 소정의 임계치에 도달할 때 불완전한 전원을 나타내는 신호를 발생하기 위한 임계 수단(84)을 구비하는 전자 시스템용 전원 모니터.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한가지 상태는 상기 AC전원의 주파수 및 전압 진폭 중의 적어도 한가지를 포함하는 전자 시스템용 전원 모니터.
3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한가지 상태는 상기 AC전원의 주파수 및 전압 진폭을 포함하는 전자시스템용 전원 모니터.
4. 제1항에 있어서, 상기 감지하기 위한 수단은, 진폭 임계(26)를 포함하며, 상기 진폭 임계는 상기 AC전원의 전압이 상기 소정의 임계치를 초과할 때마다 펄스를 발생하기 위한 수단(42)을 포함하며, 상기 펄스를 수신하는 주파수 임계 검출기(30)를 포함하며, 상기 주파수 임계 검출기는 상기 소정의 임계값을 초과하는 상기 펄스의 주파수에 응답하는 제1상태 및 상기 소정의 임계값보다 적은 상기 주파수에 응답하는 제2상태를 가지는 신호를 발생하기 위한 수단(64)을 포함하며, 상기 신호는 상기 모델링하는 수단을 제어하기에 효과적인 전자 시스템용 전원 모니터.
5. 제4항에 있어서, 상기 주파수 임계 검출기는, 제1용량을 갖는 카운터(54)를 포함하여, 상기 카운터는 소정의 최종 값에 대해 계수하기 위해 클럭신호에 응답하며, 상기 카운터가 소정의 최종 값에 도달할 때 상기 값을 수정하도록 모델링하는 수단을 제어하기 위해 제어신호를 발생하기 위한 수단(64)과, 상기 카운터를 리셋팅하기 위해 펄스에 응답하는 수단(28)을 포함하며, 상기 클럭신호 및 상기 용량은 소정 방법과 관련하여, 상기 카운터가 상기 주파수가 상기 소정의 임계값을 초과할 때마다 상기 소정의 최종 값에 도달하기 전에 상기 펄스에 의해 리셋트되는 전자 시스템용 전원 모니터.
6. 제5항에 있어서, 상기 주파수 임계 검출기는, 제2카운터(59)를 포함하며, 상기 제2카운터는 제2의 소정의 최종값으로 계수하기 위해 제2클럭 신호에 응답하며, 상기 제2클럭 신호 및 상기 제2소정의 최종 값은 제1카운터가 그 소정의 최종 값에 도달하는 것보다 더 오래도록 제2카운터가 상기 제2예정된 최종 값에 도달하게 하는데 관련되며, 전술된 것과 상기 각각의 소정의 최종 값에 대해 계수를 시작하기 위해 제2카운터 둘 다를 허용하기 위해 상기 소정의 임계 값 보다 적은 주파수에 응답하는 수단(56,52)과, 상기 전술된 제1카운터가 그 소정의 최종 값에서 도달할 상기 제2카운터를 리세트하고, 상기 제2카운터가 그 제2의 소정의 최종 값에 도달하지 못하게 하는 수단(57)을 포함하며, 상기 신호는 제1의 소정의 비율로 상기 소정의 임계값을 감소시키기 위해 상기 제2소정 최종 값과는 다른 값을 포함하고 있는 상기 제2카운터에 응답하며, 제2의 소정의 비율로 상기 소정 임계값을 증가시키기 위해 상기 제2소정의 최종 값을 포함하고 있을 상기 제2카운터에 응답하는 전자 시스템용 전원 모니터.
7. 제4항에 있어서, 상기 주파수 임계 검출기는, 제1용량을 갖는 타이머(54)를 포함하며, 상기 타이머는 소정의 최종 값을 향해 이동하도록 게이트 신호에 응답하며 상기 타이머가 상기 소정의 최종 값에 도달할 때 상기 값을 수정하도록 모델링하는 수단을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하는 수단(64)과, 상기 타이머를 리셋팅하기 위해 펄스에 응답하는 수단(28)을 포함하며, 상기 게이트 신호 및 상기 용량은 소정의 방법과 관련하여, 상기 주파수가 상기 소정의 임계값을 초과할 때마다 상기 소정의 최종 값에 도달하기 전에 상기 타이머는 상기 펄스에 의해 리세트되는 전자 시스템용 전원 모니터.
8. 제7항에 있어서, 상기 주파수 임계 검출기는, 제2타이머(59)를 포함하며, 상기 제2타이머는 제2의 소정의 최종 값을 향해 이동되도록 제2게이트(58)신호에 응답하며, 상기 제2게이트 신호 및 상기 제2소정의 최종 값은 상기 제1타이머가 그 소정의 최종 값에 도달하는 것보다 더 오래도록 상기 제2타이머가 상기 제2소정의 최종 값에 도달하게 하는데 관련되며, 전술된 것과 제1타이머 및 제2타이머가 그 각각의 소정의 최종 값으로 이동 시작되게 하는 둘 다를 허용하는 상기 소정의 임계값보다 적은 상기 주파수에 응답하는 수단(52,58)과, 상기 제1타이머가 그 소정 최종 값에 도달할 때 상기 제2타이머를 리세트하고, 상기 제2타이머가 그 제2소정의 최종 값에 도달하지 못하게 하는 수단(57)을 포함하며, 상기 신호는 제1소정의 비율로 상기 소정의 임계값을 감소시키기 위해 상기 제2소정의 최종 값과는 다른 값을 포함하고 있는 상기 제2타이머에 응답하며, 제2소정의 비율로 상기 소정의 임계값을 증가하기 위해 상기 제2의 소정의 최종 값을 포함하고 있는 상기 제2타이머에 응답하는 전자 시스템용 전원 모니터.
9. 전자 시스템(10)용 전원 모니터(22)에 있어서, 상기 전자 시스템용 AC전원(14)의 적어도 제1 및 제2상태를 감지하기 위한 수단(26,30)과, 상기 전자 시스템용 DC전원공급장치의 충전 및 방전을 모델링하는 수단(34)을 구비하며, 상기 모델링하는 수단은 상기 전자 시스템의 적어도 제1 및 제2기능이 각각 상기 제1 및 제2상태의 발생에 따른 작동을 계속할 수 있는 동안 제1 및 제2시간과 관련된 적어도 제1 및 제2값을 포함하며, 상기 DC전원공급장치의 충전 및 방전에 관계한 방법으로 상기 값을 수정하기 위해 적어도 제1 및 제2상태의 발생에 응답하여, 모델링하기 위한 수단내의 수단(72.74)을 포함하고 여기서 상기 값은 계속해서 상기 제1 및 제2시간에 관계하며, 상기 값이 제1 및 제2소정의 임계값에 각기 도달할 때 제1 및 제2의 불완전한 전원의 상태를 나타내는 적어도 제1 및 제2신호를 발생하기 위한 제1(84a) 및 제2(85b)임계 수단을 구비하는 전자 시스템용 전원 모니터.
10. 전자 시스템용 전원 모니터(22)에 있어서, 상기 전자 시스템용 AC전원의 적어도 제1 및 제2상태를 감지하기 위한 수단(26,30)을 구비하며, 상기 적어도 제1 및 제2상태는 제1소정의 전압 임계보다 적은 전압 진폭 및 제2소정의 주파수 임계보다 적은 주파수를 포함하며, 상기 전자시스템용 DC전원공급장치의 충전/방전모델(34)을 구비하며, 상기 충전/방전 모델은 상기 전자 시스템이 상기 제1 및 제2상태중의 적어도 한 상태의 발생에 따른 작동을 계속할 수 있는 동안 시간과 관련된 값을 제어하기 위한 수단(76)을 포함하며, 상기 DC전원공급장치의 충전 또는 방전에 관계한 방법으로 상기 값을 수정하기 위해 적어도 제1 및 제2상태중 하나의 발생에 응답하는 충/방전 모델내의 수단(72,74)을 구비하며 여기서 상기 값은 시간과 관계하여 계속되며, 상기 값이 소정의 임계값에 도달할 때 불완전한 전원을 나타내는 신호를 발생하기 위한 임계 수단(84)을 구비하는 전자시스템용 전원 모니터.

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