JPH01290012A - 電源切替制御方式 - 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】 〔概要〕 本発明は、複数の負荷に供給する電源を切り替える電源
切替制御方式において、二重化して負荷に供給する電源
の信頼性を向上せるごとによる大型化・高価格化を解決
するため、複数の電源から複数の負荷に供給する径路を
切り替える負荷切替装置を設け、電源異常に対応して各
負荷の稼動状態および負荷容量などに基づいて最適な径
路を計算して上記負荷切替装置によって切り替えること
により、電源の信頼性を小型かつ低価格で達成するよう
にしている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電源異常発生時などに、複数の負荷に供給す
る電源供給径路を計算して自動的に切り替える電源切替
制御方式に関するものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕従来、
電子計算機システムにおいて、電源異常時のシステム停
止を防ぐ高信頼性システムを実現する手段として、第７
図に示すような電源の二重化が行われている。この第７
図に示す電源の二重化は、電源１と電源２とが廻り込み
防止用ダイオードを介して図示のように並列に接続され
、負荷に電源を供給している。この二重化した状態で、
電源１あるいは電源２のいずれかに異常が発生して電源
供給を停止しても、他の電源から負荷に電源供給が続行
され、システムの停止を防ぐことができる。

しかし、今日の計算機システムの大規模化、特にスーパ
ーミニコンと呼ばれるシステムでは、電源に対するシス
テム内の各負荷（ＣＰＵ、プリンタ装置など）の要求が
多様化してきて、もはや１台の電源で全ての負荷に供給
することが困難となってきた。そのため、各負荷の要求
に応じた仕様の電源を複数台、組み合わせ、システム全
体としての電源系統を構成している。例えば第８図に示
すように全ての電源を２個づつ並列に接続して電源の二
重化を行うと、ベースとなるシステム規模が大規模であ
ればあるほど高信頼性システムの大規模化・高価格化は
増加してしまい、特殊の用途にしか使用し得ないという
問題点があった。

本発明は、複数の電源から複数の負荷に供給する径路を
切り替える負荷切替装置を設け、電源異常に対応して各
負荷の稼動状態および負荷容量などに基づいて最適な径
路を計算して上記負荷切替装置によって切り替え、電源
の信頼性を小型かつ低価格で達成することを目的として
いる。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図を参照して問題点を解決するための手段を説明す
る。

第１図において、電源制御装置１は、電源供給径路計算
部１−１などから構成され、各負荷５−１ないし５−３
の稼動状態および負荷容量などに基づいて、電源３−１
ないし３−３から負荷５−１ないし５−３に供給する電
源径路を算出して制御するものである。

負荷切替装置２は、電源３−１ないし３−３のうちの正
常に動作する電源から中央処理装置４、負荷５−１ない
し５−３に供給するものである。

電源３−１ないし３−３は、所定の安定化された直流電
源（例えば＋５Ｖなど）などである。

中央処理装置４、負荷５−１ないし５−３は、電源３−
１ないし３−３から電源を供給する負荷である。

〔作用〕

本発明は、第１図に示すように、電源３−１ないし３−
３から負荷切替装置２を介して中央処理装置４、負荷５
−１ないし５−３に電源が供給されて計算機システムが
動作中に、電源３−１ないし３−３のうちのいずれかに
電源異常が発生した場合、この電源異常通知を受けた電
源制御装置１の電源供給経路計算部１−１が、負荷５−
１ないし５−３の稼動状態およびこれらの負荷容量など
に基づいて、電源３−１ないし３−３のうちの正常に動
作している電源から負荷５−１ないし５−３のうちの所
定の負荷に供給する電源供給経路を計算し、負荷切替装
置２がこの計算された電源供給経路によって電源から負
荷に供給するようにしている。

従って、電源３−１ないし３−３のいずれかに電源異常
が発生した場合、負荷５−１ないし５−３のうちの稼動
状態にある負荷あるいは稼動状態にしたい負荷に対して
正常な電源から供給するように動的に切り替えることに
より、完全二重化する場合に比して小容量の電源を用い
て電源異常に対するシステムの信頼性を向上させること
が可能となる。

〔実施例〕

次に、第１図から第６図を用いて本発明の１実施例の構
成および動作を順次詳細に説明する。

第１図において、電源制御装置（ＳＰＣ）１は、電源投
入切断信号を電源３−１ないし３−３に通知して電源の
投入・切断をしたり、電源３−１ないし３−３から通知
された電源異常信号を契機として負荷５−１ないし５−
３の稼動状態および負荷容量などに基づいて電源供給経
路を計算して負荷切替装置２に当該電源供給経路に切り
替えさせたりなどするものである。この電源制御装置１
は、電源供給経路を計算する電源供給経路計算部１−１
などから構成されている（第２図を用いて後述する）。

負荷切替装置２は、電源制御装置１から指示された電源
供給経路に対応して、電源３−１ないし３−３から該当
する負荷である中央処理装置４、負荷５−１ないし５−
３に電源を供給するものである。

電源３−１ないし３−３は、安定化された直流電源など
である。

中央処理装置４、負荷５−１ないし５−３は、電源３−
１ないし３−３から電源を供給する必要のある負荷であ
る。ここで、中央処理装置４は、常に稼動状態にあるた
め、電源異常が発生しても常にいずれかの電源３−１な
いし３−３から電源を供給する。一方、負荷５−１ない
し５−３は、プリンタ装置、ディスク装置などであって
、電源異常が発生した場合、稼動状態にある負荷、ある
いはこれから稼動状態にして処理を行おうとする負荷に
対して、電源を供給するようにしている。

コントロールバス６は、電源制御袋Ｗ１が負荷切替装置
２に対して、電源供給経路の切り替えの指示（スイッチ
パターン）を通知などするバスである。

ステータスバス７は、電源制御装置１が中央処理装置４
から負荷５−１ないし５−３の稼動状態を判断するため
の情報を取り込んだりなどするバスである。

信号線８−１ないし８−３は、電源制御装置１が電源投
入切断信号を電源３−１ないし３−３に通知するだめの
ものである。

信号線９−１ないし９−３は、電源制御装置１が電源３
−１ないし３−３から電源異常信号を取り込むためのも
のである。

第２図を用いて第１図電源制御装Ｗ１の構成を詳細に説
明する。　　　　　′ 第２図において、電源供給経路計算部１−１は、メモリ
から読み出した電源容量・負荷容量情報１−５およびレ
ジスタ（２）から読み出した負荷の稼動状態に基づいて
、いずれの電源からいずれの負荷に供給すべきかの電源
供給経路を計算するものである。

スイッチパターン作成部１−２は、電源供給経路計算部
１−１によって計算された電源供給経路となるように、
負荷切替装置２によってスイッチＳＷＯないしＳＷ７を
切り替えるためのスイッチパターンを作成するものであ
る。

電源異常検出部１−３は、レジスタ（−１）から読み出
した信号が、電源異常信号であるか否かを検出するもの
である。

電源投入切断制御部１−４は、電源投入切断信号を電源
３−１ないし３−３に通知して、当該電源３−１ないし
３−３の投入あるいは切断を制御するものである。

電源容量・負荷容量情ａ１−５は、電源３−１ないし３
−３の電源電圧、電流容量など、および中央処理装置４
、負荷５−１ないし５−３の負荷電圧、電流容量などの
情報である。

レジスタ（１）は、負荷切替装置２に通知するスイッチ
パターンを格納するものである。このスイッチパターン
は、右下に示すように、負荷切替装置２内に設は各スイ
ッチＳＷＯ（２−１切替スイツチ）ないしスイッチＳＷ
７を接点Ａ側／接点Ｂ側のいずれかに切り替えるための
ビット（Ｉｌｏ）列である。

レジスタ（２）は、ＣＰＵ　（中央処理装置−１）から
通知された負荷（ＬＬ）５−１ないし負荷（Ｌ３）５−
３の稼動状態を格納するものである。

この負荷５−１ないし５−３の稼動状態は、例えば負荷
５−２がディスク装置である場合、ＣＰＵが“ＲＥＡＤ
／ＷＲＩＴＥ”信号を発行したか否などによって当該デ
ィスク装置を使用しているか否かを検出する。稼動状態
が変わった場合、例えば負荷５−２のディスク装置の稼
動を中止し、負荷５−１のプリンタ装置の稼動を開始し
た場合あるいは開始しようとする場合、該当する負荷の
稼動状態のビットを“１″にセットする。これにより、
電源制御装置１の電源供給経路計算部１−１は、この旨
を認識して当該稼動状態のピッＩ・がセットされた負荷
５−１のプリンタ装置に電源を供給するように動的に切
り替える。この切り替えは、通常数ｍｓないしｆｉ＋ｍ
ｓのオーダで行うようにしている。

レジスタ（３）は、電源３−１ないし３−３の電源投入
あるいは電源切断を指示する電源投入切断信号を格納す
るものである。このレジスタ（３）に電源投入切断信号
を格納することにより、該当電源３−１ないし３−３は
、自己の電源を投入あるいは切断する。

レジスタ（−１）は、電源３−１ないし３−３から通知
された電源異常信号を格納するものである。

このレジスタ（−１）に電源異常信号が格納された場合
、電源異常検出部１−３が周期的にこの内容を読み出し
ていずれかの電源３−１ないし３−３に電源異常が発生
したことを検出すると、電源異常が発生した旨および電
源異常が発生した電源を電源供給経路計算部１−１およ
び電源投入切断制御部１−４に通知する。

第３図は、負荷切替装置例を示す。

第３図において、コントロールレジスタ２−１は、第２
図電源制御装置１のレジスタ（１，１に格納されている
スイッチパターンを、コントロールハスを介して格納す
るものである。このコントロールレジスタ２−１にスイ
ッチパターンを格納すると、各ピッｌ−”　Ｉ　／　Ｏ
”に対応して図示ＳＷＯないしＳＷ７の接点入側あるい
は接点Ｂ側のいずれかと、出力Ｙ側とが夫々接続され、
この接続された電源３−１ないし３−３から負荷５−１
ないし５−３のいずれかに電源が供給される。この時、
ＳＷＯないしＳＷ７の接点入側および接点Ｂ側には、同
じ電圧の電源を予め接続しておく。

ホルダ（Ｈ）２−２は、第４図に示すように、入力電圧
の立ち上がりと同時に出力電圧が立ち上がり、入力が遮
断されて入力電圧が低下しても、図示一定時間Ｔの間、
一定出力電圧を保持するものである。このホルダ（Ｈ）
２−２をＳＷＯないしＳＷ７の出口に接続することによ
り、当該ＳＷＯないしＳＷ７の例えば接点入側から接点
Ｂ側に切り替えても、当該ホルダ２−２から送出されて
負荷５−１ないし５−３に供給される電源電圧は低下す
ることがない。

次に、第５図フローチャートを用いて、第１図ないし第
４図において説明した構成の動作を説明する。

第５図において、■は、Ｐ１〜Ｐ３を投入する。

これは、例えば第２図電源投入切断制御部１−４がレジ
スタ（３）に電源投入信号”　１１１”をセットして、
電ｔＡ（Ｐｌ）３−１ないし電源（Ｐ３）３−３の電源
を投入させることを意味している。

■は、電源異常か否かを検出する。これは、第２図レジ
スタ（−１）に電源異常信号がセントされたか否か検出
することを意味している（電源異常検出部１−３が判別
する）。ＹＥＳの場合には、■を実行する。ＮＯの場合
には、■を繰り返し実行する。

■は、電源異常を起こした電源を切断する。ごれは、第
２図電源異常検出部１−３から電源異常が検出された旨
の通知を受けた電源投入切断制御部１−４が、レジスタ
（３）の該当位置（電源３−１ないし３−３）に対して
電源の切断を指示する電源切断信号をセントし、電源異
常が発生した自己の電源を遮断させることを意味してい
る。

■は、Ｒｅｇ、２　　（レジスタ（２＋）　、ＭＥＭ　
　（メモリ）から情報を読み出す。

■は、電源供給経路を計算する。これは、第２図電源供
給経路計算部１−１が、メモリから読み出した電源容量
・負荷容量情報１−５およびレジスタ（２）から読め出
した負荷５−１ないし５−３の稼動状態に基づいて、稼
動状態にある負荷５−１ないし５−３に対して電源を動
的に割り当てるように、電源供給経路を計算することを
意味している。

■は、電源容量をオーバー？か否かを判別する。

これは、■で稼動状態にある負荷５−１ないし５−３に
対して、電ａ３−１ないし３−３のうち、正常に動作し
ている電源を、稼動中の負荷（あるいは稼動させようと
する負荷）に割り当てた時に、負荷容量が電源容量をオ
ーバーしたか否かを判別することを意味している。ＹＥ
Ｓの場合（負荷容量が電源容量をオーバーする場合）に
は、■で全電源を遮断し、終了する。ＮＯの場合には、
■を実行する。。

■は、スイッチパターンを作成する。これは、第２図ス
イッチパターン作成部１−２が、電源供給経路計算部１
−１によって計算された電源供給経路となるように、負
荷切替装置２を構成するスイッチＳＷＯないしＳＷ７を
切り替えるスイッチパターンを作成することを意味して
いる。

■は、スイッチパターンをＬＳＷ（負荷切替装置）１の
コントロールレジスタ２−１に格納する。

これにより、スイッチＳＷＯないしＳＷ７が当該スイッ
チパターンに対応して切り替えられ、電源３−１ないし
３−３のうちの正常に動作する電源から、負荷５−１な
いし５−３のうち稼動状態にあった負荷あるいは稼動状
態にしようとする負荷に供給される。

■は、電源回復か否かを判別する。これは、電源異常が
発生した電源が交換などされ、第２図レジスタ（−１）
に格納されていた電源異常信号が電源正常信号に書き換
えられたか否かを判別することを意味している。ＹＥＳ
の場合には、［相］でスイッチパターンを初期値へ書き
替え、全電源３−１ないし３−３から全負荷５−１ない
し５−３に供給する。

以上のように、電源異常が発生した場合、電源異常の発
生した電源を遮断すると共に、稼動状態にある負荷に対
して正常に動作する電源から動的に供給するように切り
替えることにより、電源の信頼性を小型かつ低価格で達
成することが可能となる。

次に、第６図（その１）に示すように、電源としてＰＬ
（＋５Ｖ、＋１２Ｖ）　、Ｐ２　　（＋１２Ｖ。

＋２４Ｖ）　、Ｐ３　　（＋５ｖ、＋２４Ｖ）からなり
、負荷としてＣＰＵ　（常時電源を供給、＋５ｖ）、Ｌ
Ｌ　（＋５Ｖ、＋１２ｖ）　、Ｌ２　（＋５ｖ、＋１２
■、＋２４Ｖ）　、Ｌ３　（＋５Ｖ、＋２４Ｖ）とから
なる計算機システムにおいて、Ｐｌに電源具常が発生し
、Ｌ２が稼動状態にあった場合、第６図（その２）に示
すように電源供給経路が動的に切り替えられる。更に、
この第６図（その２）の状態で、Ｌ２が稼動状態でなく
なり、Ｌｌを稼動させたい旨の通知がＣＰＵから電源制
御装置１に通知された場合、第６図（その３）に示すよ
うに電源供給経路が動的に切り替えられる。以下順次説
明する。

まず、第６図（その２）を用いて、Ｐｌに電源異常が発
生し、稼動状態の負荷であるＬ２（ＣＰＵから“０１０
”が第２図レジスタ（２）にセントされている負荷）に
対して電源を供給する場合について説明する。

第６図（その２）において、第１に、Ｐｌがら電源異常
通知が通知され、第２図レジスタ（−１）に“００１”
が格納される。

第２に、第１の電源異常通知に対応して、第２図レジス
タ（３）に“１１０”が格納され、Ｐｌに電源切断信号
が送出され、Ｐｌの電源が遮断される（第５図■）。

第３に、第２図レジスタ（２）から“０１０″を取り出
し、Ｌ２が稼動状態にあることが判明する。

第４に、第３でＬ２が稼動状態にあることが判明したの
で、メモリに予め格納した電源容量・負荷容量情報１−
１５からＬ２の負荷容量（負荷電圧、負荷電流）および
正常に動作しているＰ２、Ｐ３の電源容量を取り出し、
図中実線を用いて示すように、ＳＷＯないしＳＷ７を切
り替えるスイッチパターン“９９”を作成する。

第５に、第４で作成したスイッチパターン“９９”をコ
ントロールレジスタ１−２に格納して、スイッチＳＷＯ
ないしＳＷ７を図示実線を用いて示すように切り替える
。

以上の手順によって、Ｐｌに電源異常が発生したことを
契機として、Ｐｌを切断、および稼動中であったＬ２と
、常時電源を供給する必要のあるＣＰＵ４とに対して、
図示実線を用いて示す電源供給経路で電源を供給するこ
とが可能となる。

次に、第６図（その３）を用いて、第６図（その２）の
状態のもとて（ＰＬの電源遮断、Ｌ２およびＣＰＵ４に
電源供給）、Ｌ２の稼動を終了し、Ｌｌに電源を動的に
供給する場合（ＣＰＵから“００１”を第２図レジスタ
（２）にセットした場合）について説明する。

第６図（その３）において、第１に、ＣＰＵ／１から”
　ＯＯ１”を第２図レジスタ（２）にセントする。

第２に、第２図レジスタ（２）から“００１”を取り出
し、Ｌｌを稼動状態にしたい旨が判明する。

第３に、第２でＬｌを稼動状態にしたい旨が判明したの
で、メモリに予め格納した電源容量・負荷容量情報１−
５からＬｌの負荷容量（負荷電圧、負荷電流）および正
常に動作しているＰ２、Ｐ３の電源容量を取り出し、図
中実線を用いて示すように、ＳＷＯないしＳＷ７を切り
替えるスイッチパターン“８７パを作成する。

第４に、第３で作成したスイッチパターン″８７′をコ
ントロールレジスタ１−２に格納して、スイッチＳＷＯ
ないしＳＷ７を図示実線を用いて示すように切り替える
。

以上の手順によって、Ｐｌが切断されかつ電源がＬ２お
よびＣＰＵ４に供給されていた状態のもとで、１．．２
の稼動を終了し、Ｌ　Ｉを稼動させたい場合、レジスタ
（２）に００１”が格納されたことを契機として、■、
２に電源を供給するのを停止すると共に、Ｌ　１および
常時電源を供給する必要のあるＣＰＵ４に対して図示実
線を用いて示す電源供給経路によって供給することが可
能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、複数の電源のい
ずれかに電源異常が発生した場合、複数の負荷のうち稼
動状態にある負荷あるいは稼動状態にしたい負荷に対し
て正常な電源から供給するように動的に電流供給経路を
切り替える構成を採用しているため、小容量の電源を用
いて電源異常に対するシステムの信転性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例構成図、第２図は電源制御装
置例、第３図は負荷切替装置例、第４図はホルダ（Ｈ）
の動作説明図、第５図は本発明の動作説明フローチャー
ト、第６図は本発明の詳細な説明図、第７図、第８図は
従来技術の説明図を示す。 図中、■は電源制御装置、■−１は電源供給経路計算部
、１−２はスイッチパターン作成部、１−５は電源容量
・負荷容量情報、２は負荷切替装置、３−１ないし３−
３は電源、４はＣＰＵ、５−１ないし５−３は負荷を表
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の負荷に供給する電源を切り替える電源切替制御方
   式において、 複数の電源から複数の負荷に供給する径路を切り替える
   負荷切替装置（２）と、 上記複数の電源のいずれかに電源異常が発生した場合、
   負荷の稼動状態および負荷容量などに基づいて、いずれ
   の電源からいずれの負荷に供給するかの径路を計算する
   電源供給径路計算部（１−１）とを備え、 上記負荷切替装置（２）を用いてこの電源供給径路計算
   部（１−１）によって計算された電源供給径路に切り替
   え、電源を負荷に供給するように構成したことを特徴と
   する電源切替制御方式。