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JP6183395B2 - Power supply control system and power supply control method - Google Patents
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Description

本発明は、電源制御システムおよび電源制御方法に関し、特に、電源断時にバックアップを行う、電源制御システムおよび電源制御方法に関する。   The present invention relates to a power supply control system and a power supply control method, and more particularly to a power supply control system and a power supply control method that perform backup when the power is turned off.

近年、コンピュータシステムにおいて不意の電源断に対するバックアップ機能にはリチウムイオン電池等の2次電池を用いるケースがある。リチウムイオン電池等の2次電池は、充放電回数は、300〜数百回が限界とされ、これを過ぎると1回の充電で蓄えられる電荷容量が下がり電池の性能が維持できなくなる。また、満充電状態から少し放電して、また継ぎ足すといった使い方を続けた場合でも、ニッケルカドミウム等の電池材料の性質によってバッテリーの容量は劣化する場合もある。長い年月の利用の中で充電できる電荷量が減ったり、充電後の電圧値を維持できなくなり、設計時に想定したバックアップ動作を確実に作動させることは困難であり、定期的な取り替え作業等を必要とする。   In recent years, there are cases in which a secondary battery such as a lithium ion battery is used as a backup function for unexpected power interruption in a computer system. A secondary battery such as a lithium ion battery has a limit of 300 to several hundreds of times of charge and discharge, and if this is exceeded, the charge capacity stored by one charge is lowered and the performance of the battery cannot be maintained. In addition, even when the battery is used after being slightly discharged from the fully charged state and added, the capacity of the battery may be deteriorated depending on the nature of the battery material such as nickel cadmium. The amount of charge that can be charged over a long period of time is reduced, and the voltage value after charging cannot be maintained, making it difficult to reliably operate the backup operation assumed at the time of design. I need.

また、航空宇宙用途のコンピュータシステムにおいては、極低温の環境から超高温の環境(およそ−40℃〜85℃)までバックアップ機能が動作する必要があり、リチウムイオン電池等の2次電池では、これら広い温度環境では電池の特性が劣化することが考えられる。   In aerospace-use computer systems, the backup function needs to operate from an extremely low temperature environment to an extremely high temperature environment (approximately −40 ° C. to 85 ° C.). For secondary batteries such as lithium ion batteries, It is conceivable that the battery characteristics deteriorate in a wide temperature environment.

さらに、リチウムイオン電池等の2次電池では最大電流値が制限されており、例えばコンピュータシステムにおいて、高度な計算量が要求されるアプリケーションソフトウェアを実行していた際に、電源断が発生した場合の電源断直後は、CPUを含め外部不揮発性メモリへの電源供給も含め大きな電流が必要になる。瞬間的には、2次電池の最大許容電流値をオーバーしてしまうことが考えられる。この場合、最悪の場合は電池の発熱、発火といった事故に至る場合も考えられ、特に信頼性の要求される産業機器や航空宇宙分野では、大きな課題となる。   Furthermore, the maximum current value is limited in a secondary battery such as a lithium ion battery. For example, in a computer system, when application software that requires a high calculation amount is being executed, a power failure occurs. Immediately after the power is turned off, a large current is required including the power supply to the external nonvolatile memory including the CPU. It may be considered that the maximum allowable current value of the secondary battery is exceeded instantaneously. In this case, the worst case may be an accident such as heat generation and ignition of the battery, which is a big problem particularly in the industrial equipment and aerospace fields that require reliability.

上記に関連する技術として、特許文献1には、処理中のデータの保護あるいはシステムの正規の終末処理、或は小型化のために、電気二重層型キャパシタを利用し、かつ電源電圧異常を検出し、この検出信号で処理中のデータのセーブその他システムの終末処理を行わせる技術が開示されている。   As a technology related to the above, Patent Document 1 discloses that an electric double layer type capacitor is used and a power supply voltage abnormality is detected in order to protect data during processing or to properly terminate the system or to reduce the size. However, a technique for saving data being processed by this detection signal and other system end processing is disclosed.

また、特許文献2には、短時間の充放電が可能で、負荷の平準化を行えるようにするため、充電電圧に応じてキャパシタの直並列切り換えを行うバンク切り換え回路を有するキャパシタ蓄電装置を用いた電源調整装置の技術が開示されている。   Further, Patent Document 2 uses a capacitor power storage device having a bank switching circuit that performs series-parallel switching of capacitors according to a charging voltage in order to be able to charge and discharge for a short time and to equalize a load. The technology of the power supply adjustment device that has been disclosed is disclosed.

特開平11−85328号公報JP-A-11-85328 特開2001−186691号公報JP 2001-186691 A

しかしながら、特許文献1は、コンピュータシステムの終末処理を行うため、短い時間(10秒程度)の間、バックアップ電源を設けているが、長期間バックアップの電圧を維持することはできないという課題があった。   However, since Patent Document 1 provides a backup power supply for a short time (about 10 seconds) in order to perform the end processing of the computer system, there is a problem that the backup voltage cannot be maintained for a long time. .

また、特許文献2は、短時間の充放電が可能な電源調整装置のために、短い時間(1分程度)の間バックアップする電源を設けているが、長期間バックアップの電圧を維持することはできないという課題があった。   In addition, Patent Document 2 provides a power supply that backs up for a short time (about 1 minute) for a power supply adjustment device that can charge and discharge for a short time. There was a problem that it was not possible.

本発明の目的は、この点を鑑みたものであり、コンピュータシステムにおいて、コンピュータシステムの作業状態を揮発性メモリ上に保存して長時間維持することができ、数多くの部品を用いることなく、電源復帰後ただちにシステムを起動させることにある。   An object of the present invention is to take this into consideration, and in a computer system, the working state of the computer system can be stored on a volatile memory and maintained for a long time, and a power source can be used without using many components. It is to start the system immediately after returning.

本発明では、上記課題を解決するために、電源の出力電圧を制御する電源制御システムにおいて、キャパシタの接続を直列接続と並列接続の間で切り替えるスイッチ部と、スイッチ部の接続を切り替えることにより出力電圧を制御する制御部とを有することを特徴としている。   In the present invention, in order to solve the above-described problem, in a power supply control system that controls the output voltage of a power supply, an output is obtained by switching a connection between a switch unit that switches a capacitor connection between a series connection and a parallel connection, and a connection of the switch unit. And a control unit for controlling the voltage.

また、本発明では、電源の出力電圧を制御する電源制御方法において、出力電圧を出力するステップと、キャパシタの接続を直列接続と並列接続の間で切り替えるステップと、
スイッチ部を切り替えることにより出力電圧を制御するステップとを有することを特徴としている。
In the present invention, in the power supply control method for controlling the output voltage of the power supply, the step of outputting the output voltage, the step of switching the connection of the capacitor between the series connection and the parallel connection,
And a step of controlling the output voltage by switching the switch portion.

本発明によれば、コンピュータシステムの作業状態を揮発性メモリ上に保存し、長時間維持することができ、数多くの部品を用いることなく、電源復帰後ただちにシステムを起動させることが可能となる。   According to the present invention, the working state of the computer system can be stored on the volatile memory and maintained for a long time, and the system can be started immediately after the power is restored without using many components.

本発明の第1の実施の形態における電源制御システムのキャパシタ直列接続の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the capacitor serial connection of the power supply control system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における電源制御システムのキャパシタ並列接続の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the capacitor parallel connection of the power supply control system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における電源制御システムのキャパシタの接続切替の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the connection switching of the capacitor of the power supply control system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における電源制御システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the power supply control system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における電源制御システムの各端子の電圧波形を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the voltage waveform of each terminal of the power supply control system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における電源制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power supply control system in the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1、図2、図3を用いて、本発明の第1の実施形態の構成を説明する。図1は、本実施形態における電源制御システムのキャパシタ直列接続の構成を示すブロック図である。図2は、本実施形態における電源制御システムのキャパシタ並列接続の構成を示すブロック図である。図3は、本実施形態における電源制御システムのキャパシタの接続切替の様子を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
The configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of capacitor series connection of the power supply control system in the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of capacitor parallel connection of the power supply control system in the present embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a state of switching connection of capacitors in the power supply control system according to the present embodiment.

図1は、本実施形態において、コンピュータシステムがバックアップされている状態を示している。コンピュータシステム1に供給される主電源2は、直流電源であり、経路3を経由してコンピュータシステム1へ電力が供給され、モニタ用経路4を経由して電源断検出回路ブロック5へ電力が供給されている。   FIG. 1 shows a state in which the computer system is backed up in this embodiment. The main power source 2 supplied to the computer system 1 is a DC power source, and power is supplied to the computer system 1 via the path 3, and power is supplied to the power interruption detection circuit block 5 via the monitoring path 4. Has been.

電源断検出回路ブロック5は、主電源の電圧の状態を常時モニタしている。電源検出回路ブロック5にはキャパシタ6により電源が供給されており、コンピュータシステム1の主電源2が電源断となっても、電源断検出回路ブロック5内の各ICの動作を持続することができる。電源検出回路ブロック5には、瞬断検出回路11と検出する電圧のレベルを設定する検出レベル設定部12を有している。電源断検出回路ブロック5の瞬断検出回路11は、具体的にはボルテージ・デテクタICで構成され、一定閾値以上の電源が投入されていれば“ON(1)”を、閾値以下であれば“OFF(0)を出力する。電圧の閾値は検出レベル設定部12によって可変設定可能とする。検出レベル設定部12は、具体的には、キャパシタ6から得られる電圧を、分圧抵抗などで分圧して設定すればよい。通常動作中は、キャパシタ6は、主電源2により充電されている。ここで、キャパシタ6〜10は、電気二重層キャパシタが用いられている。電気二重層キャパシタは、静電容量が大きいのでメモリのバックアップ等に利用される。   The power interruption detection circuit block 5 constantly monitors the voltage state of the main power supply. The power supply detection circuit block 5 is supplied with power by the capacitor 6, and even if the main power supply 2 of the computer system 1 is turned off, the operation of each IC in the power supply interruption detection circuit block 5 can be continued. . The power source detection circuit block 5 has a detection level setting unit 12 for setting a voltage level to be detected with the instantaneous interruption detection circuit 11. The instantaneous power interruption detection circuit 11 of the power interruption detection circuit block 5 is specifically composed of a voltage detector IC, and is “ON (1)” if the power supply above a certain threshold is turned on, and if it is below the threshold value. “OFF (0) is output. The voltage threshold value can be variably set by the detection level setting unit 12. Specifically, the detection level setting unit 12 uses a voltage dividing resistor or the like to convert the voltage obtained from the capacitor 6. During normal operation, the capacitor 6 is charged by the main power supply 2. Here, an electric double layer capacitor is used as the capacitors 6 to 10. Since the capacitance is large, it is used for memory backup and the like.

ここで、5個のキャパシタ6〜10(本実施形態では、5個としているが個数は限定されない)に供給される電源経路21には、ショットキーダイオード18、電流制限抵抗22が、直列に配置されておりキャパシタ6〜10への充電を適正な電流値で行う。またショットキーダイオード18はアノード側を主電源の正電圧側に接続し、カソード側をキャパシタ側に接続しているので、キャパシタの放電時には主電源側に電流が逆流することを防いでいる。また、コンピュータシステム1に供給される経路3にもショットキーダイオード23が直列に接続されているため、同様の理由で主電源側に逆流することを防いでいる。しかもキャパシタ6〜10に電荷が保持されるので、電源断が発生してもある程度の時間(数〜10数秒程度)は、コンピュータシステム1に電源の供給は保持される。   Here, a Schottky diode 18 and a current limiting resistor 22 are arranged in series in the power supply path 21 supplied to the five capacitors 6 to 10 (in this embodiment, the number is five, but the number is not limited). The capacitor 6 to 10 is charged with an appropriate current value. In addition, since the Schottky diode 18 has the anode side connected to the positive voltage side of the main power supply and the cathode side connected to the capacitor side, the current is prevented from flowing backward to the main power supply side when the capacitor is discharged. Further, since the Schottky diode 23 is also connected in series to the path 3 supplied to the computer system 1, it is prevented from flowing back to the main power source side for the same reason. In addition, since the electric charges are held in the capacitors 6 to 10, the power supply to the computer system 1 is held for a certain period of time (several tens to several tens of seconds) even when the power is cut off.

さらに、コンピュータシステム1の電源入力部には補助的に小容量のキャパシタ24(この場合通常の電解コンデンサ等で良い)を設け、キャパシタ6〜10が直列から並列の切り替え動作を行った場合でも、ゆるやかに電源電圧が下がる形となり、コンピュータシステム1のシャットダウン処理を決められた手順通りに行う。   Further, a small-capacitance capacitor 24 (in this case, a normal electrolytic capacitor or the like may be provided) is supplementarily provided in the power input portion of the computer system 1, and even when the capacitors 6 to 10 perform the switching operation from series to parallel, The power supply voltage gradually decreases, and the shutdown process of the computer system 1 is performed according to a predetermined procedure.

コンピュータシステム1は、電源断検出回路ブロック5より電源断が発生したことを検出すると割り込みがかかり、CPU19は、CPUステータスおよび各種周辺ハードウェアのステータス、オペレーティングシステムやユーザプログラムのシステムデータを同パッケージ内に存在する揮発性メモリ20に退避保存する。揮発性メモリ20は、キャパシタ6(この図では5個直列接続されている内の一つ)によりバックアップされている。   The computer system 1 is interrupted when the power-off detection circuit block 5 detects the occurrence of power-off, and the CPU 19 stores the CPU status, various peripheral hardware statuses, the operating system and user program system data in the same package. Are saved in the volatile memory 20 existing in the memory. The volatile memory 20 is backed up by a capacitor 6 (one of five connected in series in this figure).

電源断検出回路ブロック5により主電源2の電圧がモニタされ、電圧が下降する状態より一定の閾値より上か、下かを判断する。閾値以下と判定された場合”OFF(0)”が出力され、コンピュータシステム1は、CPUのステータスおよび各種周辺ハードウェアのステータス、オペレーティングシステムやユーザプログラムのシステムデータを揮発性メモリ20に退避保存を行う。これにより、コンピュータシステム1の電源断前の作業状態を保存する。   The power-off detection circuit block 5 monitors the voltage of the main power supply 2 and determines whether it is above or below a certain threshold from the state where the voltage drops. When it is determined that the threshold value is not more than the threshold value, “OFF (0)” is output, and the computer system 1 saves and saves the CPU status, various peripheral hardware statuses, operating system and user program system data in the volatile memory 20. Do. As a result, the work state of the computer system 1 before the power is turned off is saved.

キャパシタを直列接続した場合の耐電圧Vは、式(1)で表わされ、図1においてキャパシタ6〜10はスイッチ13〜17により直列に接続されており、例えば、キャパシタ一つあたりの耐電圧値V1〜V5が3Vとすれば、5個直列になっていることから15Vまでの電圧に耐えることができる。   The withstand voltage V when the capacitors are connected in series is expressed by the equation (1). In FIG. 1, the capacitors 6 to 10 are connected in series by the switches 13 to 17. For example, the withstand voltage per capacitor is If the values V1 to V5 are set to 3V, it is possible to withstand voltages up to 15V because five are connected in series.

V=V1+V2+V3+V4+V5 ・・・式(1)
スイッチ13〜17は、CPU19からの出力信号を受け取りキャパシタ6〜10の直列接続と並列接続を切り替えられるものとする。図2は、スイッチ13〜17の切替えにより、キャパシタ6〜10を並列に接続し、揮発性メモリ20をバックアップ(主電源が絶たれた時の代替電源の供給)している状態を示す。CPU19は、作業データの揮発性メモリへの保存が完了した時点でスイッチ13〜17へ信号を発し、これによりスイッチ13〜17は切替動作を行い、キャパシタ6〜10は、直列接続から並列接続へ変更される。並列接続された場合のキャパシタの静電容量値は、式(2)にて表わされる。
V = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 Formula (1)
The switches 13 to 17 receive the output signal from the CPU 19 and can switch the series connection and the parallel connection of the capacitors 6 to 10. FIG. 2 shows a state in which the capacitors 6 to 10 are connected in parallel by switching the switches 13 to 17 and the volatile memory 20 is backed up (supplied with alternative power when the main power is cut off). The CPU 19 issues a signal to the switches 13 to 17 when the storage of the work data in the volatile memory is completed, whereby the switches 13 to 17 perform the switching operation, and the capacitors 6 to 10 change from the serial connection to the parallel connection. Be changed. The capacitance value of the capacitors when connected in parallel is expressed by equation (2).

C=C1+C2+C3+C4+C5 ・・・式(2)
並列接続された結果、キャパシタの容量は5倍に増え、揮発性メモリ20のバックアップを長時間行うことができる。また、バックアップする電圧は、式(1)より全てのキャパシタが並列になった結果1/5となり、仮に12Vで充電されていたとすると2.4Vにてバックアップが行われ、揮発性メモリの適正な入力電圧に合致する。
C = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 Formula (2)
As a result of the parallel connection, the capacity of the capacitor is increased by a factor of 5, and the volatile memory 20 can be backed up for a long time. Also, the voltage to be backed up is 1/5 as a result of all the capacitors being in parallel according to equation (1), and if it is charged at 12V, the backup is performed at 2.4V, and the appropriate volatile memory Match the input voltage.

図3(a)、(b)は、キャパシタの直列並列切替えとスイッチの動作がどのように対応しているかを示す。キャパシタ7を例にすると、図3(a)に示す直列接続時には、スイッチ13によりキャパシタ7の下側電極はキャパシタ6の上側の電極と接続、キャパシタ7の上側の電極はスイッチ14によりキャパシタ8の下側の電極と接続される。図3(b)に示すような並列接続される場合は、スイッチ13により下側電極はGNDに、スイッチ14により上側電極は、揮発性メモリ20の電源入力端子に接続される。その他のキャパシタも同様な操作により上側、下側の各電極の接続先が切り替わるが、キャパシタ6については、コンピュータシステム1全体の休止移行動作から揮発性メモリのバックアップまでのスイッチング期間も揮発性メモリをバックアップするため、常時揮発性メモリ20の電源入力端子へ電源供給を行っている。また同様に、電源断検出回路ブロック5へも常時接続し電源供給を行っている。   FIGS. 3A and 3B show how the series / parallel switching of the capacitors corresponds to the operation of the switch. Taking the capacitor 7 as an example, in the series connection shown in FIG. 3A, the lower electrode of the capacitor 7 is connected to the upper electrode of the capacitor 6 by the switch 13, and the upper electrode of the capacitor 7 is connected to the capacitor 8 by the switch 14. Connected to the lower electrode. In the case of parallel connection as shown in FIG. 3B, the lower electrode is connected to GND by the switch 13, and the upper electrode is connected to the power input terminal of the volatile memory 20 by the switch 14. For other capacitors, the connection destination of the upper and lower electrodes is switched by the same operation. However, for the capacitor 6, the volatile memory is also used during the switching period from the hibernation transition operation of the entire computer system 1 to the backup of the volatile memory. In order to back up, power is always supplied to the power input terminal of the volatile memory 20. Similarly, the power supply interruption detection circuit block 5 is always connected to supply power.

図1、図4、図5を用いて本発明の実施形態の動作について説明する。図4は、本実施形態の電源制御システムの動作を示すフローチャートである。図5は、本実施形態の電源制御システムの各端子の電圧波形を示すタイミングチャートである。   The operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the power supply control system of the present embodiment. FIG. 5 is a timing chart showing voltage waveforms at respective terminals of the power supply control system of the present embodiment.

図4において、主電源ON(S125)後、コンピュータシステム1は、通常動作状態にある前提とする。このタイミングでCPU19からの信号によりキャパシタは、直列状態(S126)となり、主電源2の電圧(12V等)にて充電が行われる。   In FIG. 4, it is assumed that the computer system 1 is in a normal operation state after the main power supply is turned on (S125). At this timing, the capacitor is in a series state (S126) by a signal from the CPU 19, and is charged with the voltage of the main power supply 2 (12V, etc.).

コンピュータシステム1が、通常の動作(S127)を行っている時に、なにかしらの原因で電源断(S134)が発生した場合、電源断の発生(S128)が検出されコンピュータの休止状態(リジューム)への移行(S129)が開始される。CPU19は、CPUステータスおよび各種周辺ハードウェアのステータス、オペレーティングシステムやユーザプログラムのシステムデータを同パッケージ内に存在する揮発性メモリ20に退避保存を行う。   When the computer system 1 is performing a normal operation (S127), if a power interruption (S134) occurs for some reason, the occurrence of a power interruption (S128) is detected and the computer is in a sleep state (resume). The transition to (S129) is started. The CPU 19 saves and saves the CPU status, status of various peripheral hardware, operating system and system data of the user program in the volatile memory 20 existing in the package.

コンピュータの休止状態への移行が完了(S130)した時点で、スイッチ13〜17は、CPU19からの出力信号を受け、キャパシタの直列接続から並列接続へ切り替えられる(S131)。コンピュータシステム1の電源入力部には補助的に小容量のキャパシタ24が設けられている。そのため切り替え中はゆるやかに電源電圧が下がる形となり、シャットダウン処理を決められた手順通りに行う。キャパシタ6〜10を並列に接続し、揮発性メモリ20をバックアップしている状態(S132)に移行後は、メモリのデータが長期間保持される。再び主電源が復帰した後は(S135)、揮発性メモリ20に保存されていた電源断前の作業データが呼び出され、高速に元の状態に復帰することができる(S133)。   When the transition to the sleep state of the computer is completed (S130), the switches 13 to 17 receive the output signal from the CPU 19 and are switched from the series connection of the capacitors to the parallel connection (S131). A small-capacitance capacitor 24 is supplementarily provided in the power input portion of the computer system 1. For this reason, the power supply voltage gradually drops during switching, and the shutdown process is performed according to a predetermined procedure. After shifting to the state where the capacitors 6 to 10 are connected in parallel and the volatile memory 20 is backed up (S132), the data in the memory is retained for a long time. After the main power supply is restored again (S135), the work data before the power interruption stored in the volatile memory 20 is called, and the original state can be restored at a high speed (S133).

図5のタイミングチャートを用いて、本実施形態の動作の説明を行う。図5において、(a)から(f)は、それぞれの電圧とタイミングを示す。図5(a)は、コンピュータ本体の電源電圧である(図1の主電源2)。図5(b)は、キャパシタ6〜10の接続を切り替えるスイッチのタイミングである(図1のスイッチ13〜17)。図5(c)は、図1のコンピュータシステム1の入力電圧Vin、図5(d)は、図1の揮発性メモリ20への入力電圧、図5(e)は、図1の信号経路31、図5(f)は、CPU命令経路30である。   The operation of this embodiment will be described using the timing chart of FIG. In FIG. 5, (a) to (f) show respective voltages and timings. FIG. 5A shows the power supply voltage of the computer main body (main power supply 2 in FIG. 1). FIG. 5B is a switch timing for switching the connection of the capacitors 6 to 10 (switches 13 to 17 in FIG. 1). 5C shows the input voltage Vin of the computer system 1 of FIG. 1, FIG. 5D shows the input voltage to the volatile memory 20 of FIG. 1, and FIG. 5E shows the signal path 31 of FIG. FIG. 5 (f) shows the CPU instruction path 30.

図5(c)に記入したステップ番号S134、S129、S130は、図4の同じ番号のステップに対応する。図5において、(e)電源断検出回路が電源断を検出すると(S128)、(c)コンピュータシステムのバックアップ電圧が、電源断(S134)となり、バックアップ処理を開始する(S129)。バックアップ処理が完了すると(S130)、(f)CPUからスイッチへキャパシタを並列接続に並び替える指令が出される(S131)。電源断からバックアップ処理が完了するまでには、約10秒かかり、この間は、コンピュータシステムのバックアップ電圧は、高く保たれている(8〜12V)。その後、キャパシタは、直列接続から並列接続に切り替わり、(d)メモリのバックアップ電圧を供給する。   Step numbers S134, S129, and S130 entered in FIG. 5C correspond to steps having the same numbers in FIG. In FIG. 5, (e) when the power-off detection circuit detects power-off (S128), (c) the backup voltage of the computer system is turned off (S134), and the backup process is started (S129). When the backup processing is completed (S130), (f) a command is issued from the CPU to the switch to rearrange the capacitors in parallel connection (S131). It takes about 10 seconds for the backup process to be completed after the power is turned off. During this time, the backup voltage of the computer system is kept high (8 to 12 V). Thereafter, the capacitor is switched from the series connection to the parallel connection, and (d) supplies a backup voltage of the memory.

以上、説明してきたように、本実施形態によれば、作業データの退避までに使用した電気二重層キャパシタをスイッチの入れ替えにより、各キャパシタを直列接続から並列接続に並び替えることでバックアップ電圧を下げ、揮発性メモリのバックアップを長時間行うことができる。
(第2の実施形態)
図6を用いて、本発明の第2の実施形態の構成を説明する。図6は、第2の実施形態における電源制御システムの構成を示すブロック図である。
As described above, according to this embodiment, the backup voltage is lowered by rearranging each capacitor from series connection to parallel connection by switching the switches of the electric double layer capacitors used until the work data is saved. The volatile memory can be backed up for a long time.
(Second Embodiment)
The configuration of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the power supply control system in the second embodiment.

図6において、図1の構成要素と同じものは、同じ番号を付して説明を省略する。図6は、図1の構成に、DC/DCコンバータ36、37を加えたものである。DC/DCコンバータ36、37は、所定の入力電圧の範囲において、入力電圧が変化しても所定の出力電圧を出力する昇降圧型のDC/DCコンバータとする。   In FIG. 6, the same components as those of FIG. FIG. 6 is obtained by adding DC / DC converters 36 and 37 to the configuration of FIG. The DC / DC converters 36 and 37 are step-up / step-down DC / DC converters that output a predetermined output voltage even if the input voltage changes within a predetermined input voltage range.

電源断になると、コンピュータシステム1へ供給される電圧は、キャパシタ6〜10により、バックアップされているが、そのバックアップされた電圧は、時間経過とともに、ほぼ直線的に低下していく。ここで、入力電圧が変化しても所定の出力電圧を出力するDC/DCコンバータ36を用いると、入力電圧が下がっても所定の出力電圧を出力することができる。そうすることによって、コンピュータシステム1に供給される電圧を一定期間保持でき、コンピュータシステム1のバックアップの最適電圧を保持する時間を延ばすことができる。   When the power is cut off, the voltage supplied to the computer system 1 is backed up by the capacitors 6 to 10, but the backed up voltage decreases almost linearly with time. Here, if the DC / DC converter 36 that outputs a predetermined output voltage even if the input voltage changes, the predetermined output voltage can be output even if the input voltage decreases. By doing so, the voltage supplied to the computer system 1 can be held for a certain period, and the time for holding the optimum backup voltage of the computer system 1 can be extended.

DC/DCコンバータ37も同じ動作をするので、揮発性メモリ20に対してバックアップの最適電圧を保持する時間を延ばすことができる。   Since the DC / DC converter 37 performs the same operation, the time for holding the optimum backup voltage for the volatile memory 20 can be extended.

上記のように、DC/DCコンバータを用いることにより、2次電池と同様な電圧変化が得られるので、2次電池によるバッテリーバックアップを利用しなくとも十分に実用に耐える電源制御システムを構築できる。   As described above, by using the DC / DC converter, a voltage change similar to that of the secondary battery can be obtained. Therefore, it is possible to construct a power control system that can withstand practical use without using battery backup by the secondary battery.

以上のように、本実施形態によれば、コンピュータシステム全体のバックアップのための高耐電圧のキャパシタと、揮発性メモリを長時間データ保持するための大容量のキャパシタを、スイッチの切替により直列接続から並列接続にすることで切り替えられる。また、コンピュータシステムの揮発性メモリに給電する経路が個別に設けられるので、数多くの部品を用いることなく、電源復帰後ただちにシステムを起動することができる。   As described above, according to this embodiment, a high withstand voltage capacitor for backing up the entire computer system and a large capacity capacitor for holding data in a volatile memory for a long time are connected in series by switching the switch. Can be switched by connecting in parallel. In addition, since a path for supplying power to the volatile memory of the computer system is individually provided, the system can be activated immediately after the power is restored without using many components.

尚、本願発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更、変形して実施することが出来る。例えば、直列接続するキャパシタの数は、本願発明の実施形態では5個使用しているが、この数に限らないし、出力の数も2系統出力しているが、この系統数にこだわらない。また、キャパシタを直列接続する場合、直列に接続したそれぞれのキャパシタに均等に電圧が配分されるように抵抗を付加するなどしても構わない。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various changes and modifications without departing from the gist of the present invention. For example, the number of capacitors connected in series is five in the embodiment of the present invention. However, the number of capacitors is not limited to this number, and two outputs are output, but the number of capacitors is not limited. Further, when the capacitors are connected in series, a resistor may be added so that the voltage is evenly distributed to the capacitors connected in series.

本発明は、コンピュータの作業状態を、電源断時にメモリ上に保存可能な、コンピュータシステムに利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a computer system that can save a computer working state in a memory when the power is turned off.

1 コンピュータシステム
2 主電源
3 経路
4 モニタ用経路
5 電源断検出回路ブロック
6〜10 キャパシタ
11 瞬断検出回路
12 検出レベル設定部
13〜17 スイッチ
18 ショットキーダイオード
19 CPU
20 揮発性メモリ
21 電源経路
22 抵抗
23 ショットキーダイオード
24 キャパシタ
30 CPU命令経路
31 信号経路
36 DC/DCコンバータ
37 DC/DCコンバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Computer system 2 Main power supply 3 Path | route 4 Monitoring path | route 5 Power-off detection circuit block 6-10 Capacitor 11 Instantaneous interruption detection circuit 12 Detection level setting part 13-17 Switch 18 Schottky diode 19 CPU
20 Volatile Memory 21 Power Supply Path 22 Resistor 23 Schottky Diode 24 Capacitor 30 CPU Instruction Path 31 Signal Path 36 DC / DC Converter 37 DC / DC Converter

Claims (5)

電源の出力電圧を制御する電源制御システムにおいて、
前記出力電圧を出力する複数のキャパシタと、
前記キャパシタを直列接続と並列接続の間で切り替えるスイッチ部と、
前記スイッチ部の接続を切り替えることにより前記出力電圧を制御する制御部と、
前記電源からの入力電圧の低下を検出した場合に前記制御部に割り込み信号を出力する電源断検出手段と、
前記制御部の作業状態を記憶する揮発性記憶手段と、
を有し、
前記制御部は、前記割り込み信号を受け取った際に前記作業状態を前記揮発性記憶手段に退避し、前記スイッチ部の接続を前記並列接続に切り替え、
前記並列接続に切り替えられた前記キャパシタがその出力電圧を前記電源断検出手段および前記揮発性記憶手段に供給する電源制御システム。
In the power supply control system that controls the output voltage of the power supply,
A plurality of capacitors for outputting the output voltage;
A switch unit for switching between a parallel connection the capacitors connected in series,
A control unit that controls the output voltage by switching connection of the switch unit;
A power-off detection means for outputting an interrupt signal to the control unit when a drop in the input voltage from the power source is detected;
Volatile storage means for storing a working state of the control unit;
I have a,
The control unit saves the working state in the volatile storage means when receiving the interrupt signal, and switches the connection of the switch unit to the parallel connection,
Power control system for supplying the power failure detecting means and the volatile memory means the capacitor is the output voltage is switched to the parallel connection.
前記制御部は、前記スイッチ部を切り替えることにより、前記キャパシタが直列接続の場合は電圧が高くなり、前記キャパシタが並列接続の場合は電圧が低くなるように制御する請求項1に記載の電源制御システム。 Wherein, by switching the switch portion, the capacitor voltage becomes higher in the case of series connection, when the capacitor is connected in parallel is described in Motomeko 1 that controls so that the voltage becomes lower Power control system. 前記電源は、前記キャパシタが直列接続から並列接続への切り替え動作を行った場合、ゆるやかに前記電源の電圧を下げるように低容量キャパシタを有する請求項1または2に記載の電源制御システム。 It said power supply, said capacitor when performing the switching operation to the parallel connection of the series connection, the power supply control system according to Motomeko 1 or 2 that have a low capacitance capacitor to lower the voltage of gently said power supply . 電源の出力電圧を制御する電源制御システムにおいて、
入力電圧が変化しても一定の出力電圧を出力する定電圧出力部を有する請求項1から3のうち1項に記載の電源制御システム。
In the power supply control system that controls the output voltage of the power supply,
Power control system according to item 1 of the Motomeko 1 to 3 that have a constant voltage output unit the input voltage be varied to output a constant output voltage.
電源の出力電圧を制御する電源制御方法において、
前記出力電圧を出力するステップと、
キャパシタを直列接続と並列接続の間で切り替えるステップと、
スイッチ部を切り替えることにより前記出力電圧を制御するステップと、
前記電源からの入力電圧の低下を検出した場合に電源断検出手段から割り込み信号が出力されるステップと、
作業状態を揮発性記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記割り込み信号を受け取った際に前記作業状態を前記揮発性記憶手段に退避し、前記スイッチ部の接続を前記並列接続に切り替え、
前記並列接続に切り替えられた前記キャパシタがその出力電圧を前記電源断検出手段および前記揮発性記憶手段に供給するステップと
を有する電源制御方法。
In the power supply control method for controlling the output voltage of the power supply,
Outputting the output voltage;
A step of switching between a parallel connection of capacitors connected in series,
Controlling the output voltage by switching a switch unit;
A step of outputting an interrupt signal from the power-off detection means when detecting a decrease in input voltage from the power source;
A storage step of storing the working state in the volatile storage means;
When the interrupt signal is received, the working state is saved in the volatile storage means, and the connection of the switch unit is switched to the parallel connection,
Step a that power control method having a <br/> supplied to the capacitor the power failure detection means and the volatile memory means the output voltage is switched to the parallel connection.
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