JPH1083235A - 電源障害保護装置及び該保護装置を備えたコンピュータ・システム - Google Patents
電源障害保護装置及び該保護装置を備えたコンピュータ・システムInfo
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- JPH1083235A JPH1083235A JP9097109A JP9710997A JPH1083235A JP H1083235 A JPH1083235 A JP H1083235A JP 9097109 A JP9097109 A JP 9097109A JP 9710997 A JP9710997 A JP 9710997A JP H1083235 A JPH1083235 A JP H1083235A
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Abstract
障害から保護する。 【解決手段】コンピュータ・システム110は、拡張用
のスロット118に着脱自在な周辺カード120を備え
ており、該カードが装着されると、電源112から保護
回路116及びスロットを介してカードに電力が供給さ
れる。保護回路は、カードに供給される電圧及び電流を
モニタし、これらのいずれかが所定の範囲外の場合にス
ロットへの電源供給を遮断して、カードへの電源供給を
遮断する。保護回路はまた、カードがスロットに挿入さ
れたときに、カードへの電流を徐々に増大させることに
よりカードへ過大な突入電流が流れないようにするため
の電流制御手段を備えている。保護回路により、周辺カ
ードを備えたコンピュータ・システムを電力障害等から
保護する。
Description
を有するコンピュータ・システムのための保護回路に関
する。更に詳しくは、本発明は、周辺機器相互接続カー
ドを受け入れる周辺機器相互接続スロットを有するコン
ピュータ・システムに関する。
が、周辺機器相互接続(PCI)拡張スロット及びカー
ドを用いている。PCIシステムは、コンピュータ・シ
ステムから拡張スロットを介してカードに対して電力を
伝送する。該電力として一般に+5ボルト、+3.3ボ
ルト、+12ボルト、−12ボルトをそれぞれ供給する
電力線(電源供給ライン)が用いられる。
ムでは、このコンピュータ・システムの電源がオンであ
り動作している間に、拡張カードをコンピュータ・シス
テムに差し込むことができる。PCIカードをホット・
プラグイン(電源をオンにしたままで挿入)できるよう
にすることは、ネットワーク・コンピュータ・システム
において、特に望ましいことであることが明らかであろ
う。これによって、サーバへの電力供給を断つことな
く、ネットワーク・コンピュータ・システムにおけるサ
ーバに対するメンテナンスが可能になるからである。例
えば、PCI拡張カードの新規な装着や、現在使用して
いる欠陥のあるPCI拡張カードの除去及び交換を、ネ
ットワーク・コンピュータ・システムのサーバの動作中
に行うことができるのであるから、ユーザは、メンテナ
ンス期間中も、システムを継続的に使用することができ
る。
ードに関して、新規に装着されたPCI拡張カードに欠
陥が存在したり、電力線とグランドとの間でPCI拡張
カードのバイパス・コンデンサによって短絡が生じるな
どの問題が生じる場合には、このカードがネットワーク
・コンピュータ・システムにホット・プラグインされる
と、その結果として、システムが故障する可能性があ
る。更に、既に装着されているPCI拡張カードが使用
中に欠陥を生じると、その結果、システムの故障が起こ
る可能性がある。
電力線それぞれにおいてモニタできることが望ましく、
また、これらの電力線のいずれかを流れる電流が、あら
かじめ設定した所定の範囲を超えた場合には、PCI拡
張スロット又はPCI拡張カードへの電力を直ちに遮断
してコンピュータ・システム全体が故障しないように構
成することが望ましい。よって、本発明の目的は、上記
のような故障の発生の可能性を低減することができるP
CIホット・プラグ保護回路を提供することである。
を達成するために、PCI拡張スロットの電力線のそれ
ぞれにおいて流れる電流をモニタし、任意の電力線にお
いて流れる電流が選択されている範囲を超えるときに
は、拡張スロットへの電力を遮断するPCIホット・プ
ラグ保護回路を提供する。
提供し、該コンピュータ・システムは、PCI拡張カー
ドと、電力をPCI拡張カードに供給する4つの電力線
を有するPCI拡張カードと、それぞれの電力線からP
CI拡張カードに流れる電流レベルをモニタする電流監
視回路と、電力が最初に拡張カードに供給されたときに
それぞれの電力線に供給される初期電流を制御する突入
(inrush)電流コントローラと、所定の電力線に供給さ
れた電圧レベルをモニタする電圧監視回路と、任意の電
力線からPCI拡張カードに流れる電流レベルがあらか
じめ設定した所定の範囲を超えるか、又は、任意の電力
線における電圧レベルがあらかじめ設定した所定の動作
電位よりも低下するときに、PCI拡張カードへの電流
を切断するディスコネクタと、を有している。
ンピュータ・システム110のブロック図が示されてい
る。図示されているように、コンピュータ・システム1
10は、電源112と、コンピュータ114と、保護回
路116と、周辺機器相互接続(PCI)スロット11
8と、周辺カード120とを含んでいる。コンピュータ
114は、保護回路116と電源112との間に相互接
続されている。電源112は、電力の少なくとも一部
を、コンピュータ・システム110を動作させるために
供給する。PCIスロット118は、保護回路116に
接続され、かつ、PCI拡張カードを周辺カード120
として受け入れるように構成されている。
スロットであり、+5ボルト、+3.3ボルト、+12
ボルト、−12ボルトの電力線を含み、周辺カードが装
着された際には、電力を該周辺カードに供給する。な
お、本発明は、保護回路、PCIスロット、周辺カード
などが単一であるものに限定されるのではなく、コンピ
ュータ・システムの中の、複数の保護回路、複数のPC
Iスロット、複数の周辺カード等を含むように構成する
ことが可能であることは、当業者にとって明らかであろ
う。
保護回路116が、より詳細に示されている。図示のよ
うに、保護回路116は、過電流を検出するための電流
/電圧監視回路212と、該監視回路に接続された電力
線スイッチ210とを含んでいる。通常の動作では、保
護回路116によって、コンピュータ・システムの電源
がオンであり動作している間でも周辺カードをPCIス
ロット118に接続することができ、その際に接続され
る周辺カードが内部で短絡を生じているなど欠陥を有す
る場合でも、コンピュータ・システムの故障は回避され
る。そのため、保護回路116の電流/電圧監視回路2
12は、PCIスロット118に接続されている周辺カ
ード120に供給される電流及び電圧をモニタする。モ
ニタされた電流の中のいずれかがあらかじめ設定された
所定の値を超えた場合、又は、モニタされた電圧のいず
れかがあらかじめ設定された所定の値よりも低い場合に
は、電流/電圧監視回路212は、コンピュータ・シス
テム110のCPUへの割り込みに用いられる障害信号
を発生し、さらにまた、遮断信号を電力線スイッチ21
0に供給することによって該スイッチを遮断し、これに
より、PCIスロット118への電力供給を中断する。
すなわち、周辺カード120が最初にPCIスロット1
18に接続されたときに該周辺カードに供給される初期
電流を制御する。突入電流は、パワー・アップの間は制
限されており、それによって、過電流を検出するための
電流/電圧監視回路212がトリップしないように構成
されている。電力線スイッチ210及び電流/電圧監視
回路212の更に詳細な説明とそれらの動作とについて
は、以下で、図3及び図4を参照して説明する。
210の回路図が示されている。該電力線スイッチ21
0は、入力端子312、314、316、318、32
0を含み、これらの内、入力端子312、314、31
8、320は、電源112から電力信号を受け取ってい
る。電力線スイッチ210は更に、出力端子322、3
24、326、328と、これらの出力端子への出力を
制御するコントローラ330、332、334と、レベ
ル・シフト回路336とを含んでいる。例えば、入力端
子312は−12Vを受け取り、入力端子314は+1
2Vを受け取り、入力端子318は+5Vを受け取り、
入力端子320は+3.3Vを受け取る。入力316
は、パワー・オン信号を受け取る。出力端子322は−
12Vを出力し、出力端子324は+5Vを出力し、出
力端子326は+3.3Vを出力し、出力端子328は
+12Vを出力する。
28への出力を制御し、コントローラ332は出力端子
324への出力を制御し、コントローラ334は出力端
子326への出力を制御する。電力線スイッチ210は
更に、FET338と、正の温度係数(PTC)を有す
る抵抗(PTC抵抗)340、342とを備えている。
PTC抵抗340、342は、所定の過電流状態が検出
されたときに抵抗値を急激に上昇させることによって、
二次的な過電流保護装置として用いられる。このPTC
抵抗で検出される過電流の値は、電流/電圧監視回路2
12をトリップさせるのに必要である値よりも高いこと
が好ましい。その理由は、PTC抵抗がトリップされる
と、その抵抗値が初期値の戻るのに数時間を要するから
である。
6、348と、コンデンサ350、352と、FET3
54、356とを含んでいる。コントローラ332は、
FET358、360と、コンデンサ361と、抵抗3
62とを含んでいる。コントローラ334は、FET3
64、366と、コンデンサ367と、抵抗368とを
含んでいる。レベル・シフト回路336は、FET37
0と、抵抗372とを含んでいる。
されたときには、入力端子316において受け取られる
パワー・オン信号は高レベルである。これによって、F
ET338をターンオンし、コンデンサ350と抵抗3
44、346とからなる時定数回路により、FET35
4のゲート電圧は徐々に低下し、FET354を徐々に
ターンオンさせる。これによって、+12Vが供給され
る入力端子314からの突入電流の量が制御される。F
ET354が最終的にターンオンされた後は、コントロ
ーラ330から出力端子328に送られる電圧は+12
Vとなる。コントローラ330において、コンデンサ3
52と抵抗348との動作により、FET356のゲー
ト電圧が徐々に上昇し、それによって、FET356が
徐々にターンオンし、−12Vが供給される入力端子3
12からの突入電流の量が制御される。FET356が
ターンオンされた後は、コントローラ330から出力端
子322に送られる電圧は−12Vとなる。
の態様で動作する。高レベルである電力イネーブル信号
が入力端子316で受け取られると、この信号は、非反
転バッファ374を介して、コントローラ332、33
4のそれぞれに高レベル信号として送られる。コントロ
ーラ332の内部では、コンデンサ361と抵抗362
との作用により、FET358、360のゲート電圧が
徐々に上昇され、それによって、FET358、360
をゆっくりとオンさせる。これによって、+5Vが供給
される入力端子318からの突入電流の量が制御され
る。FET358、360が最終的にターンオンされた
後は、コントローラ332から出力端子324に送られ
た電圧は+5Vに達する。コントローラ334の内部で
は、コンデンサ367と抵抗368との作用により、F
ET364、366のゲート電圧が徐々に上昇され、そ
れによって、FET364、366をゆっくりとターン
オンさせる。これによって、+3.3Vが供給される入
力端子320からの突入電流の量が制御される。FET
364、366が完全にターンオンされた後は、コント
ローラ334から出力端子326への電圧は+3.3V
となる。
けるパワー・オン信号は低レベルとなり、FET338
をオフに切り換え、これにより、コントローラ330、
332、334は瞬時にオフになり、従って、電力は、
出力端子322、424、326、328に供給されな
い。なお、コントローラ332、334が迅速に遮断さ
れるのは、付随するダイオード(FETのゲートとバッ
ファ374との間に接続されたダイオード)によること
に注意すべきである。
電流検出のための電流/電圧監視回路212を詳細に説
明する。該介し回路212は、入力端子412、41
4、416、418、420、422、424を含み、
入力端子414、416、420、424は、それぞれ
が、電力線スイッチ210の出力端子326、324、
328、322に接続されている。入力端子412は電
源に接続されて+12Vを受け取り、入力端子418は
バス・イネーブル信号を受け取るように結合され、この
バス・イネーブル信号はスロットが安定した動作状態に
到達するときには高レベルである。入力端子422は電
力イネーブル信号を受け取るように結合され、この電力
イネーブル信号は電力がスロットに供給されるときには
高レベルである。
子426、428、430、432、434、436を
含み、出力端子426、428、430、436は、周
辺カード120に接続されており、それぞれから、+
3.3V、+5V、−12V、+12Vを供給する。電
流/電圧監視回路212は更に、電圧レベル検出器44
0、442、444、446と、過小電圧検出器438
と、フリップ・フロップ448とを含んでいる。電圧レ
ベル検出器440、442、444、446はそれぞ
れ、入力端子414、416、420、424で受け取
られた入力電圧をモニタし、かつ、出力端子426、4
28、436、430における出力電圧をモニタするよ
うに結合されている。過小電圧検出器438は、電圧レ
ベル検出器440、442と共に動作するように結合さ
れている。
4、446は、電力線のそれぞれを流れる電流をモニタ
し、これらの電圧レベル検出器のいずれかで過電流が検
出されたとき、すなわち、電圧レベル検出器の中のどれ
かを流れる電流があらかじめ設定した所定レベルを超え
るときには、フリップ・フロップ448をイネーブル
し、出力端子432からのパワー・オン信号を低レベル
にする。出力端子432は、電力線スイッチ210の入
力端子316に接続されており、したがって、電力線ス
イッチ210は、コントローラ330、332、334
(図3)をオフに切り換え、これにより、PCIスロッ
ト118からの電力が遮断される。
とコンパレータ450とを含んでいる。過電流状態は、
コンパレータ450により分圧器448の抵抗452の
両端間の電圧降下をモニタすることによって検出され
る。抵抗452の両端間の電圧降下がコンパレータ45
0の反転(−)入力をユーザが定義した電圧量だけコン
パレータ450の非反転(+)入力よりも高い値まで上
昇させるのに十分であるときには、過電流状態が存在す
るものとする。過電流が生じると、コンパレータ450
の出力は低レベルに引き下げられ、FET454はオフ
になり、フリップ・フロップ448をトリガしてラッチ
させ、出力端子432から低レベルのパワー・オン信号
を出力する。これにより、上記したように、電力線スイ
ッチ210は、コントローラ330、332、334を
オフにして、スロットへの電力を遮断する。これと同時
に、障害発生を表す障害インジケータ(障害発生信号)
が、出力端子434からCPUに送られる。電圧レベル
検出器442、444、446は、電圧レベル検出器4
40と類似する態様で動作する。
果が得られているが、当業者であれば、本発明におい
て、別の電圧レベル検出器を用いることもできること
を、理解するであろう。また、過電流トリップ点を、+
5V及び+3.3Vの電力線に対しては9Aよりも大き
く、+12Vの電力線に対しては1.5Aよりも大き
く、−12Vの電力線に対しては300mAよりも大き
く設定することによって、この例示した実施例におい
て、よい結果が得られている。しかし、本発明において
は、これ以外のトリップ点を用いることもできることを
理解すべきである。
3.3Vの電力線上での電力障害を検出する。入力端子
418は、バス・イネーブル信号を受け取るが、該信号
が高レベルであれば過小電圧検出器438をイネーブル
し、低レベルであれば過小電圧信号438をディセーブ
ルする。例示であるこの実施例では、過小電圧検出器4
38は、最初のパワーアップの間はディセーブルされな
いようにしており、それによって、過小電圧検出器43
8が過電流検出器をトリップしないようにしている。ス
ロットへの電力供給が安定すると、バス・イネーブル信
号は高レベルになり、過小電圧検出器438をイネーブ
ルする。
の電圧がユーザが選択したレベルよりも下まで低下した
場合には、対応するダイオード(ダイオード454又は
456)が、対応する電圧レベル検出器(440又は4
42)におけるコンパレータの反転入力における信号を
高レベルに引き上げ、該コンパレータの出力を低レベル
に引き下げる。それにより、FET454はオフにさ
れ、フリップ・フロップ448をトリガしてラッチさ
せ、低レベルであるパワー・オン信号を出力端子432
から出力させる。また、障害インジケータが出力端子4
34からコンピュータのCPUに送られ、電力線スイッ
チ210のコントローラ330、332、334がオフ
にされることによって、スロット118から電力が遮断
される。
は、電圧レベル検出器440と類似する態様で動作す
る。パワー・オン信号が初期的に高レベルに設定されて
いるときに、バイアス回路458により、過電流発生の
誤った指示を防止していることに注意すべきである。本
発明による方法及び装置の好適実施例に基づいて説明し
たが、本発明は、この開示された実施例に限定されるの
ではなく、種々の変更、修正、及び代替が可能であるこ
とは言うまでもない。
ック図である。
ある。
に示された電力線スイッチの詳細な構成を示す回路図で
ある。
れた電流/電圧監視回路の詳細な構成を示す回路図であ
る。
Claims (17)
- 【請求項1】 電源と少なくとも1つのインターフェー
ス・カードとを有するコンピュータ・システムにおい
て、 インターフェース・カードを着脱可能に受け入れる少な
くとも1つのソケットであって、インターフェース・カ
ードが装着されたときに、電源を該インターフェース・
カードに供給することができるソケットと、 インターフェース・カードがソケットに装着されたとき
に、インターフェース・カードに流れる電流の電流レベ
ルをモニタする電流監視手段と、 電流監視手段によってモニタされた電流レベルを受け取
り、該電流レベルがあらかじめ設定した所定のレベルを
超えたときに、電源をインターフェース・カードから切
り離すディスコネクタとを備えることを特徴とするコン
ピュータ・システム。 - 【請求項2】 請求項1記載のコンピュータ・システム
において、 ソケットは、コンピュータ・システムに電源から電力が
供給されている間に、インターフェース・カードを受け
入れることができることを特徴とするコンピュータ・シ
ステム。 - 【請求項3】 請求項2記載のコンピュータ・システム
において、該システムはさらに、 ソケットにインターフェース・カードが装着された後、
所定の期間中、インターフェース・カードに供給される
電流のレベルを制御する電流コントローラを備えること
を特徴とするコンピュータ・システム。 - 【請求項4】 請求項2記載のコンピュータ・システム
において、 ソケットは、インターフェース・カードがソケットに装
着されたときに、電源からインターフェース・カードに
電力を伝送する電力インターフェースを含んでおり、 該電力インターフェースは、電源から電圧がそれぞれ供
給される複数の電力線を含んでいることを特徴とするコ
ンピュータ・システム。 - 【請求項5】 請求項4記載のコンピュータ・システム
において、該システムはさらに、 複数の電力線の少なくとも1つに供給される電圧のレベ
ルをモニタする電圧監視手段を備えていることを特徴と
するコンピュータ・システム。 - 【請求項6】 請求項5記載のコンピュータ・システム
において、 ディスコネクタは更に、電圧監視手段によってモニタさ
れた電圧レベルを受け取って、該電圧レベルがあらかじ
め設定した所定のレベルよりも低いときに、電源をイン
ターフェース・カードから遮断するよう構成されている
ことを特徴とするコンピュータ・システム。 - 【請求項7】 請求項4記載のコンピュータ・システム
において、 電源は、約+12V、−12V、+5V、及び+3.3
Vの電圧を、複数の電力線中の第1、第2、第3、及び
第4の電力線にそれぞれ供給するよう構成されているこ
とを特徴とするコンピュータ・システム。 - 【請求項8】 インターフェース・カードが着脱可能な
少なくとも1つの周辺機器相互接続(PCI)スロット
と、インターフェース・カードが該PCIスロットに受
け入れられるときにインターフェース・カードに接続さ
れて該インターフェース・カードに電圧及び電流を供給
する電源と、を有するコンピュータ用保護装置におい
て、 インターフェース・カードがPCIスロットに装着され
たときに、インターフェース・カードに流れる電流の電
流レベルをモニタする電流監視手段と、 電流監視手段によってモニタされた電流レベルを受け取
って、該電流レベルがあらかじめ選択された所定のレベ
ルを超えたときに、電源をインターフェース・カードか
ら切り離すディスコネクタとを備えていることを特徴と
する保護装置。 - 【請求項9】 請求項8記載の保護装置において、該装
置はさらに、 PCIスロットにインターフェース・カードが装着され
た後、所定の期間中、インターフェース・カードに供給
された電流のレベルを制御する電流コントローラを備え
ていることを特徴とする保護装置。 - 【請求項10】 請求項8記載の保護装置において、該
装置はさらに、 インターフェース・カードがPCIスロットに装着され
たときに電源からインターフェース・カードに電力を伝
送する電力インターフェースであって、電源からそれぞ
れに電圧が供給される複数の電力線を含んでいる電力イ
ンターフェースを備えていることを特徴とする保護装
置。 - 【請求項11】 請求項10記載の保護装置において、
該装置はさらに、 複数の電力線の少なくとも1つに供給される電圧のレベ
ルをモニタする電圧監視手段を備えていることを特徴と
する保護装置。 - 【請求項12】 請求項11記載の保護装置において、 ディスコネクタは更に、電圧監視手段によってモニタさ
れた電圧レベルを受け取って、該電圧レベルが所定のレ
ベルよりも低いときに、電源をインターフェース・カー
ドから切り離すように構成されていることを特徴とする
保護装置。 - 【請求項13】 請求項8記載の保護装置において、 電流監視手段は、少なくとも1つの分圧器と、少なくと
も1つのコンパレータとを含んでいることを特徴とする
保護装置。 - 【請求項14】 電源と少なくとも1つのインターフェ
ース・カードとを有するコンピュータ・システムにおい
て、 インターフェース・カードが着脱可能に装着される少な
くとも1つのソケットであって、インターフェース・カ
ードが装着されたときに、インターフェース・カードに
電圧及び電流を供給するための電源を該インターフェー
ス・カードに接続し、かつ、コンピュータ・システムが
電源から電力を供給されている期間中にインターフェー
ス・カードを装着可能なソケットと、 ソケットがインターフェース・カードを受け入れた後、
所定の期間中、インターフェース・カードに供給される
電流のレベルを制御する電流コントローラと、 インターフェース・カードがソケットに装着されたとき
に、インターフェース・カードに流れる電流の電流レベ
ルをモニタする電流監視手段と、 電流モニタによってモニタされた電流レベルを受け取っ
て、該電流レベルがあらかじめ選択された所定のレベル
を超えたときに、電源をインターフェース・カードから
切り離すディスコネクタとを備えていることを特徴とす
るコンピュータ・システム。 - 【請求項15】 請求項14記載のコンピュータ・シス
テムにおいて、 ソケットは、インターフェース・カードが該ソケットに
装着されたときに、電源からインターフェース・カード
に電力を伝送する電力インターフェースを含んでおり、 電力インターフェースは、電源からそれぞれ電圧が供給
される複数の電力線を備えていることを特徴とするコン
ピュータ・システム。 - 【請求項16】 請求項15記載のコンピュータ・シス
テムにおいて、該システムはさらに、 複数の電力線の少なくとも1つに供給される電圧のレベ
ルをモニタする電圧監視手段備えていることを特徴とす
るコンピュータ・システム。 - 【請求項17】 請求項16記載のコンピュータ・シス
テムにおいて、 ディスコネクタは更に、電圧監視手段によってモニタさ
れた電圧レベルを受け取って、該電圧レベルがあらかじ
め選択された所定のレベルよりも低いときに、電源をイ
ンターフェース・カードから切り離すよう構成されてい
ることを特徴とするコンピュータ・システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/631,963 US5712754A (en) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | Hot plug protection system |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083235A true JPH1083235A (ja) | 1998-03-31 |
| JPH1083235A5 JPH1083235A5 (ja) | 2005-03-10 |
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ID=24533506
Family Applications (1)
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