JPH08272489A - バッテリーバックアップ方法 - Google Patents
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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-
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- Y04S20/20—End-user application control systems
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Abstract
向上せしめ、かつ、電源切断時の運転停止処理を確実に
行えるようにする。 【構成】 主処理装置1および補助処理装置5は、通
常、交流電源1より電源制御装置3を介して給電されて
いるが、交流電源1が停電すると、バッテリー2に切り
換わる。バッテリー2からの給電時、補助処理装置5
は、定期的に、電流計測回路11、A/D変換回路12
を介してバッテリー放電電流データ32を読み取ってバ
ッテリー残容量を監視し、該バッテリー残容量が所定値
以下になった所で、主処理装置4へシャットダウン開始
を指示する。主処理装置4からシャットダウン処理完了
が通知されると、補助処理装置5は電源投入/切断信号
33で電源制御回路13に電源切断を指示する。
Description
処理を必要とする装置およびシステム(以下、装置で総
称する)を対象に、商用電源の停電時にバッテリーから
給電するバッテリーバックアップ方法に関し、特にバッ
テリーを有効利用して停電時の運転停止時間を少なくす
ることにより稼働率を向上し、かつ、装置の運転停止処
理を確実に行い、また、バッテリーの過放電による容量
特性劣化を防止するバッテリーバックアップ方法に関す
る。
外部記憶装置への退避等、所定の運転停止処理(シャッ
トダウン処理)を行ってから電源を切断するのが一般的
である。この種の装置においては、商用電源の停電時に
バッテリーからの給電で処理を行っている場合、バッテ
リーの過放電による容量特性劣化や障害発生の防止など
のために、バッテリー残容量が所定の値に達したなら、
すみやかに運転停止処理を行い、バッテリーからの給電
を停止する必要がある。
テリーからの給電時、バッテリーの出力電圧を監視し
て、それが所定値以下になったなら、運転停止処理を行
い、バッテリー電源を切断する方法が知られている。ま
た、例えば、特開平6−51871号公報に記載されて
いるように、無停電電源装置を備えた計算機システムに
おいて、無停電電源装置でバッテリーの出力電圧が定格
より所定の割合だけ降下するまでの時間を計測して計算
機に通知し、計算機は通知された時間計測値からバッテ
リー保持時間を計算して記憶し、停電時にはそのバッテ
リー保持時間に見合った処理時間の計算機正常停止処理
を実行する方法がある。
給電時、単にバッテリーの出力電圧を監視する方法で
は、負荷が一時的に増加して出力電圧が所定値以下にな
った場合、バッテリー容量に余裕があっても運転停止処
理を開始してしまい、バッテリーの有効利用の点で問題
がある。
されている方法では、測定時のバッテリー保持時間と実
際の停電時のバッテリー保持時間との間に、測定時の処
理と実際の停止処理の手順相違による負荷変動によって
バッテリー保持時間の相違が生じた場合、やはりバッテ
リー容量を有効に利用できないか、若しくは、バッテリ
ーが消耗し停止処理が完了できない問題がある。さら
に、この方法は、バッテリーが満充電の状態で停電が発
生した場合のみ有効であり、停電および停電の回復が繰
り返して起こった場合には、記憶したバッテリー保持時
間が経過する前にバッテリーが消耗し、停止処理を完了
できない問題があり、これを避けるために一時的な停電
でもシステムを停止するとシステムの稼働率が低下する
問題が残る。
ー消費状況に応じてバッテリーをより有効に利用して安
全にシステム停止を行い、また、断続的な停電において
満充電に満たないバッテリー残容量を正確に把握し、こ
れに基づき、一時的な停電を含め実時間でシステム停止
要否を決めることにより、バッテリー容量に応じて停電
時の稼働率を向上することにある。
切断時に運転停止処理を行ってから電源を切断する必要
がある装置を対象に、通常は商用電源から給電し、前記
商用電源の停電時にバッテリーから給電するバッテリー
バックアップ方法において、バッテリーからの給電時、
定期的にバッテリーの放電電流量を読み取って、停電発
生時点からのバッテリー総消費電気容量あるいはバッテ
リー残容量を求め、該バッテリー総消費電気容量あるい
はバッテリー残容量があらかじめ定めた値に達した時
に、装置に運転停止処理開始を指示し、該装置の運転停
止処理終了によりバッテリーからの給電の供給を停止す
ることを特徴とする。
時、一定時間毎に、停電中に求めたバッテリー総消費電
気容量あるいはバッテリー残容量を該一定時間あたりに
充電される電気容量で修正することを特徴とする。
時、擬似的に停電を発生させてバッテリーからの電流の
供給に切り換えて運転停止処理を試行し、該運転停止処
理で消費する電気容量を実測し、該実測値を、実際に装
置に運転停止処理開始を指示するときのバッテリー許許
容量の目安とすることを特徴とする。
電の状態になった後、規定時間内に停電を検出しない場
合に停電が回復したと認識し、前記規定時間内に再び停
電を検出した場合には停電が継続中であると認識するこ
とを特徴とする。
始を指示するに先立って停電の回復を認識した場合には
該運転停止処理開始指示を中止し、装置に運転停止処理
開始を指示した後に停電の回復を認識した場合には、あ
らためて運転再開を指示することを特徴とする。
ると、すみやかにバッテリーからの給電に切り替え、装
置の運転を続行する。このバッテリーからの給電時、定
期的にバッテリー放電電流量を読み取り、これを累次加
算して、停電発生時点から各読み取り時点までの総消費
電気容量を電流の時間積分の近似値として算出し、バッ
テリー満充電時のバッテリー容量から該総消費電気容量
を差し引いてバッテリー残容量とする。このバッテリー
残容量が、運転停止処理の実行に必要なバッテリー容量
に予備容量と過放電防止のために残す容量を加えた容量
に達した時を運転停止処理の開始時期とし、装置に対し
て停電による運転停止処理開始を指示する。なお、運転
停止処理開始の契機は、停電発生時点からのバッテリー
の総消費電気容量を基準とすることでもよい。
識した場合は、装置に停電の回復による運転再開を指示
する。装置は該運転停止処理開始指示を受領すると運転
停止処理を実行し、該運転停止処理の終了後にバッテリ
ーの電源切断を行う。また、装置は該運転停止処理の実
行中等に運転再開指示を受領すると、運転停止処理を中
断後あるいは一旦終了後に運転再開処理を実行する。
定時間毎に、停電中に算出した総消費電気容量から該一
定時間あたりに電充される電気容量を差し引いて総消費
電気容量の算出を継続する。
転停止処理を要する装置でも、停電時に、該運転停止処
理を確実に実行し、かつ過放電防止のためのバッテリー
容量を残して電源切断することができ、また、該運転停
止処理の開始後でも電源切断を行う前に停電が回復すれ
ば運転を再開することができる。また、通電時もバッテ
リー総消費電気容量の算出を継続することにより、停止
時も含めてバッテリー残容量を正確に把握することがで
きる。
説明する。
方法が適用される装置の一実施例のブロック図を示す。
図において、1は交流電源(商用電源)、2はバッテリ
ー、3は電源制御装置、4は主処理装置、5は補助処理
装置、6は両処理装置4、5の共有メモリ、7は主処理
装置4に接続される表示装置である。電源制御装置3
は、交流電源1の交流を直流に変換する交流/直流変換
回路10、バッテリー2からの放電電流量を計測する電
流計測回路12、及び、交流電源1とバッテリー2から
の電源供給の切換え、主処理装置4と補助処理装置5へ
の給電制御などを行う電源制御回路13からなる。ま
た、電源制御回路13は、交流電源1の通電および停電
状態を検出する通電検出部131、バッテリー2の充電
完了を検出する充電完了検出部132、交流電源1とバ
ッテリー2の切換えを行う電源切換部133、主処理装
置4に主電源線20を介して給電を行う主電源供給部1
34、補助処理装置5に補助電源線21を介して給電を
行う補助電源供給部135を有する。
信号・データとしては、電源制御回路13の通電検出部
131から補助処理装置5に交流電源1の通電あるは停
電状態を伝達する通電状態信号30と、電源制御回路1
3の充電完了検出部132から補助処理装置5にバッテ
リー2の充電完了を伝達するバッテリー充電完了信号3
1と、A/D変換回路12から補助処理装置5に放電電
流値のデジタル変換データを伝達する放電電流データ信
号32、補助処理装置5から電源制御回路13の主電源
供給部134へ主電源線20の投入/切断を指示する電
源投入/切断信号33がある。なお、電源投入/切断信
号33は電源切換部133にも与えられ、電源切換部1
33は該信号33を受け取ると、一義的に交流電源1に
切り換える。
号としては、補助処理装置5から主処理装置4への割込
み信号41と、主処理装置4から補助処理装置5への割
込み信号42がある。また、共有メモリ6は、補助処理
装置5、主処理装置4の双方から読み出しおよび書き込
みが可能である。主処理装置4は、該共有メモリ6のデ
ータを読み出し、表示装置7に表示することができる。
流電源1からの電源供給により動作し、これと同時に補
助処理装置5は補助電源供給部135により補助電源線
21を介して給電されて動作する。補助処理装置5が電
源投入/切断信号33を用いて主電源供給部134に対
して電源投入を指示すると、該主電源供給部134によ
り主処理装置4の主電源線20が投入される。このよう
にして、通常は交流電源1から電源制御装置3を通して
主処理装置4および補助処理装置5へ電力が供給されて
いる。この時、バッテリー2の充電も行われ、充電が完
了(満充電)すると、充電完了検出部132から補助処
理装置5にバッテリー充電完了信号31が伝達される。
充電の完了は、例えば充電電流が所定値以下になったこ
とで検出する。
変換回路10−通電検出部131−充電完了検出部13
2の経路で、バッテリー2の充電を行うとしているが、
通電検出部131を介さずに、交流/直流変換回路10
の出力側を直接充電完了検出部132に分岐させること
でもよい。
変換回路10の出力電圧が所定値以下になると、通電検
出部131は通電状態信号30によって補助処理装置5
に停電検出を伝達すると共に、電源切換部133に対し
てバッテリー側への切換え信号34を発する。この切換
え信号34を受け取って、電源切換部133はバッテリ
ー2から給電に切換える。このバッテリー2の放電電流
量を電流計測回路11で計測し、これをA/D変換回路
12がデジタルデータに変換し、放電電流データ信号3
2を補助処理装置5に伝達する。
0を監視し、停電を検出すると、定期的に放電電流デー
タ信号32(バッテリー放電電流量)を読み取り、累次
加算し、停電発生時点からの総消費電気容量を算出し、
バッテリー満充電時のバッテリー容量から該総消費電気
容量を差し引いてバッテリー残容量を求める。そして、
バッテリー残容量が所定値に達すると、主処理装置4に
対して運転停止処理開始の割込み41を発行する。これ
を受けて、主処理装置4は所定の運転停止処理を実行
し、それが終了すると、補助処理装置5に対して運転停
止処理終了の割込み42を返す。補助処理装置5は、主
処理装置4の運転停止処理終了を確認すると、電源投入
/切断信号33を用いて主電源供給部134に対して電
源切断を指示し、これにより主電源供給部134は主電
源線20を切断する。この電源投入/切断信号33は電
源切換部133にも与えられ、電源切換部133はバッ
テリー2から交流電源1に切り換える。この結果、主処
理装置4と補助処理装置5の両方に対するバッテリー2
からの給電が遮断されるため、バッテリー2の過放電に
よる容量特性劣化が防止できる。電源切換部133は交
流電源1側になっているため、停電が回復すると、補助
処理装置5の動作も回復する。
電源線20の投入状態において、補助処理装置5が電源
投入/切断信号33を用いて電源制御回路13の主電源
供給部134に対して電源切断を指示した場合は、主処
理装置4に対する電力供給のみが切断されることにな
る。
テリーバックアップの動作例を、図2ないし図5のフロ
ーチャートを用いて詳述する。
行う。即ち、補助処理装置5は定期的に通電状態信号3
0を読み取り、停電を検出した場合(ステップ201で
YES)は、放電電流データ信号32からバッテリー放
電電流値のデジタル変換データを読み取り(ステップ2
11)、これをループ毎に累次加算して当該ループ(現
時点)までの総消費電気容量とする(ステップ21
2)。この総消費電気容量を、シャットダウン処理(運
転停止処理)に要するバッテリー容量の実測で総消費電
気容量の表示に使うため、共有メモリ6に書き込む(ス
テップ213)。そして、バッテリー満充電時のバッテ
リー容量から、当該ループまでの総消費電気容量を減算
し、これをバッテリー残容量とする(ステップ21
4)。このバッテリー残容量がシャットダウン開始契機
容量以下である場合(ステップ215)、シャットダウ
ン開始指示が未発行ならば(ステップ216)、共有メ
モリ6に停電によるシャットダウン開始指示を書き込ん
だ後(ステップ217)、主処理装置4に割込み41を
発行する(ステップ218)。なお、シャットダウン開
始契機容量は、例えば、シャットダウンに要するバッテ
リー容量に、予備容量と、過放電防止のために残すバッ
テリー容量を加えた値とすればよい。このシャットダウ
ンに要するにッテリー容量の実測方法は後述する。ま
た、シャットダウン開始契機は、バッテリー残容量にか
えて総消費電気容量を目安にすることでもよい。
0を読み取り、通電を検出した場合(ステップ201で
NO)は、まず、過去、規定時間以内に停電を検出した
か判定する(ステップ202)。規定時間以内に停電を
検出しない場合(ステップ202でNO)、即ち、通電
が継続中の場合には、直ちにバッテリー充電完了信号3
1を読み取り、バツテリー満充電でなければ(ステップ
207でNO)、それまでに算出されている総消費電気
容量から該一定時間(停止監視処理の周期に同じ)に充
電された電気容量を減算して(ステップ209)、新た
な総消費電気量とする。バッテリー満充電ならば(ステ
ップ207でYES)、総消費電気容量を初期化(0ク
リア)して(ステップ208)、停電中および通電によ
る充電中に算出した総消費電気容量の累積誤差を解消す
る。そして、新たに求めた総消費電気容量を共有メモリ
6に書き込む(ステップ210)。なお、充電電気容量
は、図1の構成をバッテリー充電の場合も電流計測回路
11を介すように変更し、該電流計測回路11に双方向
電流を計測できるものを使用して、A/D変換回路12
によりバッテリー2の実際の充電電流量を読み取るよう
にしてもよい。
(ステップ202でYES)、その後通電を連続して検
出し、規定時間が経過したならば(ステップ203でY
ES)、停電が回復したことを認識する。この場合、過
去の停電によりシャットダウン開始指示が発行された後
であり、かつ停電回復通知が未発行であれば(ステップ
204)、共有メモリ6停電回復通知を書き込んだ後
(ステップ205)、主処理装置4に割込み41を発行
する(ステップ206)。過去の停電によるシャットダ
ウン開始指示が発行されていない場合、あるいは、すで
に停電回復通知がなされている場合には、ステップ20
5,206をスキップする。その後の処理は、通電が継
続中の場合と同様である(ステップ207〜210)。
し、その後通電の検出が連続して規定時間が経過してい
なければ(ステップ203でNO)、停電の回復を認識
せずに停電中であることの認識を継続する。これは、通
電を一時的に誤検出した場合や電力供給が不安定な状態
で、停電回復通知が発行されるのを防止するためであ
る。なお、この場合も、とにかく通電を検出したので、
ステップ207〜210の処理を行う。
処理フローチャート、図4は同じく主処理装置4の停電
によるシャットダウン処理完了を監視する処理フローチ
ャートである。
モリ6の内容によって停電によるシャットダウン開始指
示を検出した場合(図3のステップ301)、シャット
ダウン処理を開始する(ステップ302)。そして、シ
ャットダウン処理が完了し(図4のステップ401)、
その時点で未だ停電状態であったなら(ステップ402
でNO)、共有メモリ6に電源切断指示を書き込み(ス
テップ403)後、補助処理装置4に割込み42を発行
する(ステップ404)。
トダウン開始指示を検出してシャットダウン処理を実行
中に、再び割込み41を受け取り、共有メモリ6の内容
によって停電回復通知を検出した場合(図3のステップ
303)は、シャットダウン処理を継続して(ステップ
304)、シャットダウン処理が完了した後で、停電回
復状態であることを判定し(ステップ402でYE
S)、自ら主処理装置4をリセットして(ステップ40
5)、再立ち上げを行う。ただし、停電回復通知を検出
してシャットダウン処理を継続中に、再び割込み41お
よび共有メモリ6によって停電によるシャットダウン開
始指示を検出した場合(図3のステップ301)は、シ
ャットダウン処理を継続して(ステップ302)、シャ
ットダウン処理が完了したら(図4のステップ40
1)、停電状態であることを判定し(ステップ402で
NO)、共有メモリ6に電源切断指示を書き込んだ後
(ステップ403)、補助処理装置5に割込みを発行す
る(ステップ404)。
る処理フローチャートである。補助処理装置5は、割込
み42および共有メモリ6の内容によって電源切断指示
を検出した場合(ステップ501)、電源投入/切断信
号33により電源制御回路13の主電源供給部134に
対して電源切断を指示する(ステップ502)。これに
より、主電源供給部134は主電源線20を遮断する。
また、電源投入/切断信号33は電源切換部133にも
与えられ、該電源切換部133が交流電源側に切り換え
ることにより、補助処理装置5へのバッテリー2からの
給電も断たれる。
止処理に要するバッテリー容量を実測する方法を説明す
る。試作調整段階において、補助処理装置5は少なくと
も定期的バッテリー2の総消費電気容量を算出して共有
メモリ6に設定する処理を実行し、主処理装置4は補助
処理装置5が共有メモリ6に設定した総消費電気容量
を、常に表示装置7に出力して外部表示する構成とす
る。この構成において、交流電源1を遮断して疑似的に
停電を発生させると同時にシャットダウン処理を試行し
て、シャットダウン処理の終了時点で表示装置7に表示
された総消費電気容量を、シャットダウンに要するバッ
テリー容量の実測値とする。なお、シャットダウンの実
行時間が可変である場合は、実行時間が最大となる条件
により試行すればよい。
よれば、以下のような効果が達成される。 (1) 電源切断時に運転停止処理(シャットダウン処
理)を行ってから電源を切断する必要のある装置におい
て、シャットダウンに要するバッテリー容量と過放電防
止のために残すバッテリー容量を確保してシャットダウ
ン処理を開始することにより、シャットダウン処理を確
実に実行し、かつ、バッテリーの過放電を防止してバッ
テリーの寿命を維持することができる。例えば、この種
の処理装置を遠隔地の処理装置に回線接続して通信を行
うシステムの場合、シャットダウン処理において自処理
装置が停電によりシャットダウンすることを遠隔地の処
理装置に知らせれば、原因不明のまま通信が断たれるこ
とを防止できる。
停電中に算出した総消費電気容量から該一定時間あたり
に充電される電気容量を差し引いて該総消費電気容量の
算出を継続することにより、断続的な停電時にもバッテ
リー残容量を正確に求めることできる。
トダウン処理を試行し、該シャットダウン処理の終了時
点で外部表示手段等によりその総消費電気容量を表示す
ることにより、実際のシャットダウン処理の実行に必要
なバッテリー容量を正確に把握することができる。
再び停電の検出がなされた場合は、停電の回復を認識せ
ずに該停電中であることの認識を継続することにより、
通電を一時的に誤検出した場合や電力供給が不安定な状
態における停電回復の誤認識を防止できるため、信頼性
が向上する。
ットダウン開始契機容量に達するまではシャットダウン
処理を開始せず、シャットダウンを開始する前に停電が
回復すればシャットダウン処理を行わないことにより、
バッテリー容量に許容される範囲の一時的な停電の場合
は運転を停止する必要がなくなり、停電時の稼働率が向
上する。
る処理装置の構成例を示す図である。
である。
トである。
完了を監視する処理のフローチャートである。
ートである。
Claims (5)
- 【請求項1】 電源切断時に運転停止処理を行ってから
電源を切断する必要がある装置を対象に、通常は商用電
源から給電し、前記商用電源の停電時にバッテリーから
給電するバッテリーバックアップ方法において、 バッテリーからの給電時、定期的にバッテリーの放電電
流量を読み取って、停電発生時点からのバッテリー総消
費電気容量あるいはバッテリー残容量を求め、前記バッ
テリー総消費電気容量あるいはバッテリー残容量があら
かじめ定めた値に達した時に、前記装置に運転停止処理
開始を指示し、前記装置の運転停止処理終了によりバッ
テリーからの給電を停止することを特徴とするバッテリ
ーバックアップ方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のバッテリーバックアップ
方法において、商用電源からの給電時、一定時間毎に、
停電中に求めたバッテリー総消費電気容量あるいはバッ
テリー残容量を該一定時間あたりに充電される電気容量
で修正することを特徴とするバッテリーバックアップ方
法。 - 【請求項3】 請求項1ないし2記載のバッテリーバッ
クアップ方法において、商用電源からの給電時、擬似的
に停電を発生させてバッテリーからの給電に切り換えて
運転停止処理を試行して、該運転停止処理で消費する電
気容量を実測し、該実測値を、実際に装置に運転停止処
理開始を指示するときのバッテリー許許容量の目安とす
ることを特徴とするバッテリーバックアップ方法。 - 【請求項4】 請求項1ないし3記載のバッテリーバッ
クアップ方法において、商用電源が停電から通電の状態
になった後、規定時間内に停電を検出しない場合に停電
が回復したと認識し、前記規定時間内に再び停電を検出
した場合には停電が継続中であると認識することを特徴
とするバッテリーバックアップ方法。 - 【請求項5】 請求項4記載のバッテリーバックアップ
方法において、バッテリーからの給電時、装置に運転停
止処理開始を指示するに先立って停電の回復を認識した
場合には該運転停止処理開始指示を中止し、装置に運転
停止処理開始を指示した後に停電の回復を認識した場合
には、あらためて運転再開を指示することを特徴とする
バッテリーバックアップ方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7071499A JPH08272489A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | バッテリーバックアップ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP7071499A JPH08272489A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | バッテリーバックアップ方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08272489A true JPH08272489A (ja) | 1996-10-18 |
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JP7071499A Pending JPH08272489A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | バッテリーバックアップ方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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