JPH04167014A - マイコンの電源バックアップ回路 - Google Patents

マイコンの電源バックアップ回路

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JPH04167014A
JPH04167014A JP2294460A JP29446090A JPH04167014A JP H04167014 A JPH04167014 A JP H04167014A JP 2294460 A JP2294460 A JP 2294460A JP 29446090 A JP29446090 A JP 29446090A JP H04167014 A JPH04167014 A JP H04167014A
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microcomputer
backup
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capacitor
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ウォッチドッグタイマ回路を備えたマイコン
の電源ハックフッ1回路に関する。
〈従来の技術〉 第2図にマイコンの電源バックアップ回路の従来例を示
す。
第2図において、2は商用電源、4はダイオードブリッ
ジをもって構成された全波整流回路、C1は平滑コンデ
ンサ、ICIは集積回路で構成されたウォッチドッグタ
イマ回路、Qlはパワートランジスタ、C2はウォッチ
ドッグ用バ、クアップコンデンサ、MCはマイクロコン
ピュータ、C3はマイコン用バックアップコンデンサ、
RLIはアクチュエータ(負荷)としてのリレー、R1
−R6は抵抗、Dlは逆流防止ダイオード、ZDlはツ
ェナーダイオード、C4はコンデンサ、INVはインバ
ータである。リレーRLIは、例えば給湯機のガス比例
弁に対する電源スィッチとして用いられる。
商用電源2からの交流入力は全波整流回路4と平滑コン
デンサC1とによって直流化され、直流iit源Vcc
を得る。直流電源Vccは、抵抗R1,逆流防止ダイオ
ードD1を介してウォッチドッグ用バンクアップコンデ
ンサC2を充電するとともに、パワートランジスタQ1
を介してマイコン用バックアップコンデンサC3を充電
する。マイコン用バンクアップコンデンサC3の充電電
圧VDDは、マイクロコンピュータMCの′r!i源電
圧として、5(V)に設定されている。
ウォッチドッグタイマ回路IC1は、端子V0よりマイ
コン用’1H1i圧VDDを入力し、これを内蔵の基準
電圧Vrefo (5(V) )と比較し、その差分に
応して端子V CONアからパワートランジスタQ1に
与えるベース電圧を制御することにより、常にマイコン
用電源電圧V、が基準電圧Vrefoすなわち5 〔V
〕に自動的に保持されるように制御する。また、マイコ
ン用電源電圧VDDが抵抗R3゜R4によって分圧され
た電圧を端子■5より入力し、この分圧電圧が内蔵の基
準電圧Vref+よりも低くなったときに、リセット端
子RESよりマイクロコンピュータMCに対してリセッ
ト信号を出力する。基準電圧VreLは、マイコン用電
源電圧■。、 (5(V) ’)の5%減の電圧(4,
75(v〕)でアリ、マイクロコンピュータMCが正常
に動作する電源電圧の許容レンジの下限電圧として設定
されている。
マイクロコンピュータMCは、アクチュエータとしての
リレーRLIを駆動する場合に、インバータINVに対
して“H”の信号を出力する。すると、インバータIN
Vの出力側が“L”となり、直流電源Vccによる電流
がリレーRLIに流れてリレーRLIが駆動する。
マイクロコンピュータMCは、リレーRLIの駆動時、
すなわち、インバータINVに対して“H′の信号を出
力している期間において、インバータINVに対して1
00 m5ecに1回の割合でパルス幅が100μse
cの“L”のパルス信号を出力する。すなわち、インバ
ータINVの出力が′L″となっている期間に、インバ
ータINVより100 m5ecごとに100μsec
幅の“H”のウォッチドッグパルスを出力する。インバ
ータINVから出力される上記のようなきわめて短い時
間幅のウォッチドッグパルスは、リレーRLIの駆動状
態に影響を与えない。
ところで、平滑コンデンサC1による直流′を源Vcc
がツェナーダイオードZDIのツェナー電圧よりも高く
ツェナーダイオードZDIを導通させているから、イン
バータINVから出力されたウォッチドッグパルスはツ
ェナーダイオードZDIを通過し抵抗R6を介してウォ
ッチドッグタイマ回路ICIのクロック端子CKに入力
される。ウォッチドッグタイマ回路ICIは、クロック
端子CKの状態を監視しており、もし何らかの原因でマ
イクロコンピュータMCが異常を起こした結果、ウォッ
チドッグパルスが入力されなくなったときは、リセット
端子RESからリセット信号を出力してマイクロコンピ
ュータMCをリセットする。
これにより、マイクロコンピュータMCは初期状態に戻
るため、インバータINVに対しては′L″の信号を出
力し、インバータINVの出力が“H”となるためリレ
ーRLIの駆動が停止される。
リレーRLIの非駆動状態、すなわち、インバータIN
Vの出力が“H”となっている場合におイテ、商用1t
if[2をOFFシタ場合ヤ商用′f!j、#2に停電
が生じた場合、マイクロコンピュータMCに対してはマ
イコン用バックアンプコンデンサC3が電源バックアッ
プを行い、ウォッチドッグタイマ回路ICIに対しては
ウォンチドッグ用バ。
クアップコンデンサC2が電源バンクアップを行う。こ
の場合のバックアップ時間は15秒程度である。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、上記とは逆に、リレーRLIの駆動状態におい
て、商用電源2において停電が生じた場合、インバータ
INVの出力が“L”となっていることから平滑コンデ
ンサC1の両端電圧(Vcc)が急速に降下するが、マ
イコン用バックアップコンデンサC3からマイコン用電
源電圧v0が供給され、商用電1112の停電にもかか
わらずマイクロコンピュータMCをバックアップしよう
とする。
リレーRLIについていえば、リレーRLIを駆動状態
に保持しようとする。
ところが、平滑コンデンサC1の両端電圧の急速降下に
よってツェナーダイオードZDIが停電から2程度度で
カットオフしてしまうため、マイクロコンピュータMC
から出力されインバータINVを介して与えられたウォ
ッチドッグパルスはツェナーダイオードZDIを通過し
なくなる。この場合、ウォッチドッグタイマ回路ICI
は、クロック端子CKにウォッチドッグパルスが入力さ
れないことから、リセット端子RESよりマイクロコン
ピュータMCに対してリセット信号を出力することにな
る。そして、このリセット信号により、マイクロコンピ
ュータMCをリセットしてしまうため(このときリレー
RLIも駆動が停止されることになる)、商用電源2の
停電時におけるマイクロコンビエータMCのバンクアッ
プそのものが無意味なものとなる。
すなわち、リレーRLIの非駆動状態での停電の場合に
は15秒程度のバックアップが可能であったのに対して
、リレーRLIの駆動状態での停電に対しては、ウォッ
チドッグパルスがクロック端子CKに入力されなくなる
ことからマイクロコンピュータMCそのものが2程度度
経過した後にリセットされてしまい、リレーRLIが駆
動状態から非駆動状態に切り換えられてしまう。
そのため、数秒後に商用電源2が停電状態から回復して
も、リレーRLIは停電直前の状態には復帰しないこと
になる。つまり、停電が数秒程度の短いものであっても
、マイクロコンピュータMCがすでにリセットされた後
であるため、機器の運転操作を最初からやり直さなけれ
ばならない。
これは、マイクロコンピュータMCに対するバックアッ
プが適切に行われていないことにほかならない。
本発明は、このような事情に鑑みて創案されたものであ
って、負荷の駆動・非駆動のいかんにかかわラス、マイ
クロコンピュータに対してほぼ一定のバックアップ時間
を与えることができるようにすることを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。
すなわち、本発明は、ウォッチドッグパルスの入力を監
視して所定期間内に入力されないときにマイクロコンピ
ュータに対してリセット信号を出力するウォッチドッグ
タイマ回路と、前記マイクロコンピュータに対するバッ
クアップコンデンサと、前記ウォッチドッグタイマ回路
に対するバンクアップコンデンサと、前記マイクロコン
ピュータから負荷に対する駆動指令を与える信号と同時
に送出されたウォッチドッグパルスをツェナーダイオー
ドを介して前記ウォッチドッグタイマ回路に与えるウォ
ッチドッグパルス伝達回路とを備えたマイコンのits
バックアンプ回路において、前記ウォッチドッグパルス
伝達回路を前記ウォッチドッグタイマ回路用のバンクア
ップコンデンサに接続することにより前記ツェナーダイ
オードを導通状態に保持させていることを特徴とするも
のである。
く作用〉 本発明の上記構成による作用は、次のとおりである。
ウォ・7千ドッグパルス伝達回路におけるツェナーダイ
オードを導通状態に保持しているウォッチドッグタイマ
回路用のバックアップコンデンサは、その蓄積電荷が負
荷によって消費されることはない。負荷の駆動状態で停
電が発生してもウォッチドッグタイマ回路用のバックア
ップコンデンサの電圧降下は緩やかものである。負荷駆
動時にマイクロコンピュータから送出されたウォッチド
ッグパルスは導通状態のツェナーダイオードを介してウ
ォッチドッグタイマ回路に与えられるため、ウォッチド
ッグタイマ回路からマイクロコンピュータに対してはリ
セット信号は出力されない。すなわち、マイクロコンピ
ュータは負荷に対する駆動指令を含めて現動作状態を続
行する。
このようなマイクロコンピュータに対するtflバック
アップは、ウォッチドッグタイマ回路用のハックアップ
コンデンサの電圧がツェナー電圧以下になるまで続くが
、このハックアップコンデンサの蓄積電荷は負荷によっ
ては消費されないので、負荷の駆動・非駆動のいかんに
かかわらずほぼ一定の、しかも充分に長いバンクアップ
時間を確保することができる。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
第1図は本発明の一実施例に係るマイコンの電源バンク
アップ回路を示す。
ダイオードブリッジをもって構成された全波整流回路4
は、その2つの入力端子が商用電源2の両端に接続され
、2つの出力端子が平滑コンデンサC1の両端に接続さ
れている。平滑コンデンサCIの両端に、抵抗R1,逆
流防止ダイオードD】およびウォッチドッグ用バックア
ップコンデンサC2の直列回路が接続されている。PN
P型のパワートランジスタQ1は、そのエミッタが逆流
防止ダイオードDlとウォッチドッグ用バックアップコ
ンデンサC2との接続点に接続され、コレクタが逆流防
止ダイオードD2.抵抗R7を介してマイコン用バック
アップコンデンサC3の一端に接続され、ベースがウォ
ッチドッグタイマ回路ICI  (三洋電I9■製LA
5693)の端子■。。9アに接続されている。そのエ
ミッタ・ベース間にはバイアス用の抵抗R2が接続され
ている。マイコン用ハックアンプコンデンサC3の他端
はグランドラインに接続されている。
逆流防止ダイオードD2のカソードは抵抗R8を介して
マイクロコンピュータMCの電源入力端子に接続されて
おり、その電源入力端子と抵抗R8との接続点P1がマ
イコン用電源電圧■。。(5〔V〕)になるよう設定さ
れている。マイコン用電源電圧■、となる接続点P1は
、ウォッチドッグタイマ回路ICIの端子v0に接続さ
れているとともに、分圧抵抗R3,R4を介してグラン
ドラインに接続されている。分圧抵抗R3,R4の接続
点は、ウォッチドッグタイマ回路■C1の端子V、に接
続されている。マイコン用バンク7 ノブコンデンサC
3の正極端子は、逆流防止ダイオードD3を介して抵抗
R8,R3の接続点P1に接続されている。
アクチュエータとしてのリレーRLIの一端は平滑コン
デンサCIの−@(直流11fA V cc )に接続
され、他端はインバータrNVの出力端子に接続されて
いる。インバータINVの入力端子はマイクロコンピュ
ータMCに接続されている。
ウォッチドッグ用バックアップコンデンサC2の両端間
に、抵抗R5,ツェナーダイオードZD1、抵抗R6お
よびコンデンサC4の直列回路が接続され、抵抗R5と
ツェナーダイオードZD1のカソードとの接続点がイン
バータINVの出力端子に接続されている。抵抗R6と
コンデンサC4との接続点はウォッチドッグタイマ回路
IC1のクロック端子CKに接続され、ウォッチドッグ
タイマ回路ICIのリセット端子RESはマイクロコン
ピュータMCに接続されている。C5はウォッチドッグ
タイマ回路ICIにおけるウォッチトングパルス監視期
間の時定数を定めるコンデンサ、Gはグランド端子であ
る。
マイコン用バンクアップコンデンサC3、逆流防止ダイ
オードD2.D3、抵抗R7,R8をもってマイクロコ
ンピュータMCに対する’48ハソクアフプ回路が構成
されている。ウォッチドッグタイマ回路■C1、パワー
トランジスタQ1、分圧抵抗R3,R4、抵抗R5,R
6、ツェナーダイオ−FZDI、コンデンサC4,C5
をもってウォッチドッグ電圧監視回路が構成されている
また、ツェナーダイオードZDIと抵抗R6をもってウ
ォッチドッグパルス伝達回路が形成されている。
本実施例と従来例との主な相違点は、次のとおりである
■ ツェナーダイオードZDIを導通状態に保持させて
おくための電源として、従来例では平滑コンデンサC1
の電圧を利用していたのに対して、本実施例ではウォッ
チドッグ用バックアンプコンデンサC2の電圧を利用し
ている。
■ パワートランジスタQ1のコレクタに、逆流防止ダ
イオードD2.抵抗R7,R8および逆流防止ダイオー
ドD3が接続されている。
このうち、本発明の趣旨に沿うのは■の方である。
次に、上記のように構成されたマイコンの電源バフクア
ソブ回路の動作を説明する。
メイン電源スィッチ(図示せず)を投入すると、商用電
源2からの交流入力を全波整流回路4と平滑コンデンサ
CIとで直流化して直流電源Vccを得る。この直流電
源Vccは、抵抗R1,逆流防止ダイオードD1を介し
てウォッチドッグ用バックアップコンデンサC2を充電
するとともに、抵抗R2での電圧降下によりパワートラ
ンジスタQ1を導通させる。
パワートランジスタQ1のコレクタ電流は、逆流防止ダ
イオードD2および抵抗R8を介してマイクロコンピュ
ータMCの電源入力端子に印加され、マイクロコンピュ
ータMCを即座に立ち上げて起動する。一方、マイコン
用バックアンプコンデンサC3に対しては、逆流防止ダ
イオードD2および抵抗R7を介して徐々に充電を行う
。この場合に、点P1と点P2との間に逆流防止ダイオ
ードD3が存在しているため、マイコン用バンクアップ
コンデンサC3への充電を徐々に行いながらもマイクロ
コンピュータMCを即座に立ち上げることができるので
ある。それゆえ、マイコン用バックアップコンデンサC
3として数十刃μFもノ大容量のものを採用でき、マイ
クロコンピュータMCに対するバックアップ時間を長時
間化することができる。
なお、ウォッチドッグタイマ回路ICIは、端子v0よ
り入力したマイコン用電源電圧VIIDに基づいて端子
V C0HTからのベース電圧を制御することにより、
マイコン用電源電圧VDIを一定(5〔V〕)に保持す
る点、および、端子V、から入力した電圧がマイコン用
電源電圧VH(5Cv))の5%減の電圧(4,75〔
V) )よりも低くなったときに、リセット端子RES
よりマイクロコンピュータMCに対してリセット信号を
出力する点は従来例と同様である。
マイクロコンピュータMCは、アクチュエータとしての
リレーRLIを駆動する場合に、インバータINVに対
して“H”の信号を出力する。すると、インパークIN
Vの出力側が“L″となり、直流電源Vccによる電流
がリレーRLIに流れてリレーRLIを駆動する。
同時に、マイクロコンピュータMCは、リレーRLIの
駆動軟部に影響を与えない条件として、100m5ec
に1回の割合でパルス幅が100μsecの“L″のパ
ルス信号をインバータINVに出力する。すなわち、イ
ンバータINVの出力が“Lゝとなっている期間に、イ
ンバータINVより100 m5ecごとに100 p
sec幅の”H”のウォッチドッグパルスを出力する。
ところで、ウォッチドッグ用バックアップコンデンサC
2の両端電圧によってツェナーダイオードZD1を導通
させており、インバータINVから出力されたウォッチ
ドッグパルスはツェナーダイオードZDIを通過し抵抗
R6を介してウォッチドッグタイマ回路rC1のクロッ
ク端子CKに入力される。ウオッチド、グタイマ回路I
CIは、クロック端子CKの状態を監視している。何ら
かの原因でマイクロコンピュータMCが異常を起こしウ
ォッチドッグパルスが出力されなくなったときは、リセ
ット端子「1ゴからリセット信号を出力してマイクロコ
ンピュータMCをリセットする。
これにより、マイクロコンピュータMCは初期状態に戻
るため、インバータINVに対しては“L”の信号を出
力し、インバータINVの出力が′″H″となるためリ
レーRLIの駆動が停止される。
商用電源2において停電が生じた場合、マイクロコンピ
ュータMCに対する電源供給は、それまでの平滑コンデ
ンサC1→抵抗R1→逆流防止ダイオードD1→パワ7
トランジスタQ1→抵抗R8の経路に代えて、マイコン
用バックアップコンデンサC3−逆流防止ダイオードD
3の経路で行われる。
この停電のときに、マイクロコンピュータMCからイン
バータINVに対して“H”が出力され、インバータI
NVの出力が“LlでリレーRLIが駆動状態にあった
とする。
インバータrNVの出力が“L”であるため、平滑コン
デンサclの放電は急速に行われるが、このことはツェ
ナーダイオードZDIの導通状態に何らの影響も与えな
い0本実施例の場合には、従来例とは異なり、ツェナー
ダイオードZDIは、ウォッチドッグ用バンクアップコ
ンデンサC2の電圧によって導通状態を保持されるため
であり、ウォッチドッグ用バンクアップコンデンサC2
からリレーRLIへは逆流防止ダイオードD1の存在に
よって電流が流出しないからである。
リレーRLIが駆動状態にあるときは、マイクロコンビ
エータMCからインバータINvに対してウォッチドッ
グパルスが出力され、これがツェナーダイオードZDI
に対して100 m5ecごとに100μsee幅のH
1のウォッチドッグパルスがウォッチドッグタイマ回路
ICIのクロック端子CKに入力されるため、マイクロ
コンピュータMCに対してはりセット信号は出力されず
、マイクロコンピュータMCは現動作状態を維持続行す
ることになる。
このようなマイクロコンピュータMCのバックアップは
、ウォッチドッグ用バックアップコンデンサC2の電圧
がツェナーダイオードZDIのツェナー電圧以下に降下
するまで行われ、そのバンクアップ時間は約11秒であ
り、従来例の場合の2秒に比べて約5.5倍も長くする
ことができた。
ウォッチドッグ用バックアンプコンデンサC2の電圧が
ツェナー電圧以下になるまでの時間は、リレーRLIが
駆動状態であるときも、非駆動状態であるときもほぼ同
じ時間となる。すなわち、負荷の駆動・非駆動のいかん
にかかわらずマイクロコンピュータMCに対してほぼ一
定のバックアップ時間を確保することができる。
そして、商用電源2の停電状態が数秒程度のものであれ
ば、マイクロコンピュータMCに対スルバックアップは
支障な(行われ、商用電源2が停電から回復した後もマ
イクロコンピュータMCは引き続いての動作を行うこと
ができる。
〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。
負荷駆動時にマイクロコンピュータから送出されたウォ
ッチドッグパルスをウォッチドッグタイマ回路に伝える
ためのツェナーダイオードを導通状態に保持するのに、
負荷に対する電源ではなく、負荷から分層されたウォッ
チドッグタイマ回路用のバンクアップコンデンサの電圧
でもってツェナーダイオードを導通させるように構成し
であるので、停電が負荷の駆動状態で生してもウォッチ
ドッグパルスをウォッチドッグタイマ回路に確実に伝え
てマイクロコンピュータのリセフトを回避し、マイクロ
コンピュータを電源バックアップすることができる。こ
のような電源バックアップは、ウォッチドッグタイマ回
路用のバック7フブコンデンサの電圧がツェナー電圧以
下になるまで続くが、このバックアップコンデンサの蓄
積電荷は負荷によっては消費されないので、負荷の駆動
・非駆動のいかんにかかわらず一定で充分に長いバンク
アップ時間を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るマイコンの電源バック
アップ回路の回路図、第2図は従来例のマイコンの電源
バックアップ回路の回路図である。 ICI・・・ウォッチドッグタイマ回路MC・・・マイ
クロコンビエータ C2・・・ウォッチドッグ用バックアップコンデンサ C3・・・マイコン用バックアップコンデンサZDI・
・・ツェナーダイオード 出願人  株式会社 ) − リ ツ 代理人  弁理士 岡 1)和 秀

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウォッチドッグパルスの入力を監視して所定期間
    内に入力されないときにマイクロコンピュータに対して
    リセット信号を出力するウォッチドッグタイマ回路と、
    前記マイクロコンピュータに対するバックアップコンデ
    ンサと、前記ウォッチドッグタイマ回路に対するバック
    アップコンデンサと、前記マイクロコンピュータから負
    荷に対する駆動指令を与える信号と同時に送出されたウ
    ォッチドッグパルスをツェナーダイオードを介して前記
    ウォッチドッグタイマ回路に与えるウォッチドッグパル
    ス伝達回路とを備えたマイコンの電源バックアップ回路
    において、 前記ウォッチドッグパルス伝達回路を前記ウォッチドッ
    グタイマ回路用のバックアップコンデンサに接続するこ
    とにより前記ツェナーダイオードを導通状態に保持させ
    ていることを特徴とするマイコンの電源バックアップ回
    路。
JP2294460A 1990-10-30 1990-10-30 マイコンの電源バックアップ回路 Expired - Lifetime JPH0638218B2 (ja)

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