JPS6292732A

JPS6292732A - 制御装置のバツテリバツクアツプ装置

Info

Publication number: JPS6292732A
Application number: JP60228730A
Authority: JP
Inventors: 栗栖　与文; 弘昌山岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-10-16
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1987-04-28

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】〔発明の利用分野〕本発明は、バッテリバックアップされた制御装置に係り
、特に、電源正常時は充電状態であり。

電源断時放電状態となる二次電池を使用した装置に好適
なバックアップ装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の二次電池を使用したバッテリバックアップ装置の
電源ラインは、ＮＥＣ１９８２年度版カタログｒ１９８
２Ｉｃメモリ」　“バッテリバックアップによるＣＭＯ
３ＲＡＭ　の使い方”に示されるように、電源断時の逆
電流防止用ダイオードを通った後、負荷に接続されると
ともに、電流制限用抵抗を通して、二次電池にも接続さ
れていた。これは、電源正常時は抵抗を通して充電され
、万一、電源断となった場合、バッテリが放電する電流
でバックアップを行う二次電池の特性によるものである
。

しかし１本装置によれば、電源正常時、バッテリには、
常に、充電電圧が印加されているため、バッテリに故障
が発生しても、電源がダウンし、充電電圧が印加されな
くなってはじめて、故障発生を知ることができるという
欠点があった。

また、長時間使用した場合、バッテリの劣化による内部
抵抗の増加のため、バックアップ時のバッテリ放電電圧
が低下し、このため負荷が必要とするバックアップレベ
ルを確保できないという状態を事前に把握できないとい
う欠点もあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、二次電池でバッテリバックアップされ
た制御装置が電源正常で運転時に、バッテリを模擬のバ
ックアップ回路と接続することにより、バックアップ電
圧をチェックできるバックアップ装置を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

バッテリバックアップ装置に使用される二次電池は、通
常は充電状態になっているため、直接、放電電圧を知る
ことができなかった。

そこで、本発明では、二次電池チェック信号入力時、制
御装置のバックアップを別の電池に代替させることによ
り、バッテリを制御装置から切り離せることに着目し、
バッテリの放電チェックができるようにした。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明する。

第１図は、全体構成図を示す。

供給電源１とグランド（ＧＤ）２が電圧安定回路３に入
力される。電圧安定回路３の内部では、電源電圧の上昇
が抵抗３１．３２により検出され、トランジスタ３３を
オンし、負荷４を駆動する。

一方、トランジスタ３３の出力は、電流制限用抵抗５を
通り、スイッチ６１．６２に接続される。

スイッチ６１が閉じると、ｉ′！！流制限用抵抗５が制
御装置バックアップ用二次電池７に接続され、スイッチ
６２が閉じると、副バッテリ８に接続される。さらに、
制御装置バックアップ用二次電池７には、スイッチ６３
、電流制限用抵抗５と同一の抵抗値をもつ模擬抵抗９、
およびバックアップ時の負荷に等しい模擬負荷抵抗が直
列に接続されている。

また、判定回路１１は、バックアップ時の模擬負荷抵抗
１ｏは両端子に接続され、負荷が必要とするバックアッ
プレベルが確保されているかどうかを、バッテリ異常信
号１２として出力する。

第２図、第３図に、本実施例の動作を示す。

第２図は、二次電池チェック信号が入力されない場合の
動作を示すもので、このとき、スイッチ６１のみが閉じ
、他はオープンとなる。供給電源１が正常時、トランジ
スタ３３がオンとなり、負荷４を駆動し、電流制限用抵
抗５を通って、バックアップ用二次電池７を充電する。

また、供給電源１が停電すると、トランジスタ３３がオ
フとなり、バックアップ用二次電池７が電流制限用抵抗
５を通って、負荷４に接続され、バッテリバックアップ
状態になる。

第３図は、二次電圧チェック信号が入力された場合の動
作を示すもので、このときスイッチ６２゜６３は閉じ、
スイッチ６１は開く。制御装置のバックアップは、二次
電池７から、副バッテリ８に切替わり、二次電池７は、
バックアップ模擬負荷回路を駆動する。

このとき、二次電池７は、第２図で示したバックアップ
状態と同一の負荷条件となり、バックアップ時の模擬負
荷抵抗１０の両端子間の電位差２０を判定回路１１に入
力し、バッテリ異常信号１２を得る。

二次電池チェック信号がオフされると、スイッチ６１，
６２．６３はそれぞれ第２図の状態に戻り、二次電池７
はバックアップにそなえて、再び、充電状態になる。

第４図に、判定回路１１の詳細構成を示す。模擬負荷の
端子電圧２０は、コンパレータ１１２に入力され、基準
電圧発生回路１１４の出力電圧１３０と比較される。も
し、基準電圧１３０よりも端子電圧２０が低い場合は、
コンパレータ１１２の出力１３１が“１”レベルとなり
、フリップフロップ１１３がセットされ、バッテリ異常
信号１２が出力される。フリップフロップ１１３は、電
源オン時にパワーオンリセット回路１１５のリセット信
号１３２により、リセットされる。

基準電圧発生回路１１４は種々の方式があるが、本例で
は抵抗１１６とツェナーダイオード１１７により構成さ
れる。

また、パワーオンリセット回路１１５にも種々の方式が
あるが、本例では抵抗１１８とコンデンサ１１９、及び
インバートゲート１２０により構成される。電源オン時
には、コンデンサ１１９に電荷が無いため、抵抗１１８
により充電されるまでの間、インバータ１２０の出力１
３２が１”となり、フリップフロップ１１３をリセット
する。

：　本実施例によれば、制御装置が正常動作中でも。

バッテリ保障期間内の任意の時刻に、二次電池による負
荷のバックアップレベルをチェックでき、結果をバッテ
リ異常信号として出力することができる。

また、二次電池チェック信号がＯＮされた場合。

予め決められた時間だけ模擬負荷の端子電圧２０の変化
を、監視する判定回路もある。

第５図に１本実施例の詳細を示す。

第５図（ａ）は、本実施例の原理を示すものである。す
なわち、電池は負荷に接続されると端子電圧が時間の経
過とともに減少してゆくが、そのΔＶ変化率□が、基準放電特性よりも大きいと、正ｔ。

常なバッテリバックアップ動作が期待できない。

ΔＶ従って□か基準放電特性よりも小さい場合は正ｔ。

常、大きい場合は異常とみなす。

第５図（ｂ）は１本判定回路部の詳細構成を示すもので
ある。模擬負荷の端子電圧２０は、バッファアンプ１２
１およびコンパレータ１１２に入力される。コンパレー
タ１１２および基準電圧発生回路１１４は第４図と同一
の働きをし、バッテリの電圧低下を検出する部分であり
、もし基準電圧１３０より端子電圧２０が低いと、オア
ゲート１１６を介してフリップフロップ１１３がセット
される。

一方、バッファゲート１２１以降は変化率チェック回路
であり、二次電池チェック信号２１がタイミング発生回
路１２５に入力されると、図示しであるタイムチャート
の通り、時間間隔ｔｏで二つのパルス出力Ｐ１＋　Ｐａ
からパルスが発生する。

パルス出力ｐ１はスイッチ１２２を一定時間オンし、ス
イッチオン時のバッファアンプ出力１４７がコンデンサ
１２４にチャージされる。

また、パルス出力ｐ２はスイッチ１２３を一定時間オン
し、スイッチオン時のバッファアンプ出力１４７がコン
デンサ１２５にチャージされる。

差分器１２６はコンデンサ１２５の電圧１４１からコン
デンサ１．２４の電圧１４０を引算し、その差分電圧１
４２を出力する。

コンパレータ１２７は差電圧１４２が基準電圧１４３よ
りも大きい場合に、出力１４４を１”とし、オアゲート
１１６を介してフリップフロップ１１３をセットし、バ
ッテリ異常信号１２を出力する。

本実施例によれば、二次電池の残りの放電容量や寿令ま
で予測することができる効果がある。

さらに他の実施例を、第６図に示す、これは、もう一つ
の二次電池１３と、スイッチ６４．６７およびスイッチ
６５．８６をそれぞれ周期的に交互に開閉する切替回路
１４を設けたものである。

本実施例によれば、バックアップ時の二次電池のチェッ
クが交互に、しかも定期的に判定されるため、バッテリ
バックアップのチェックを自動化することができる効果
がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次電池でバッテリバックアップされ
た制御装置が電源正常で運転時にも、バックアップ電圧
をチェックできる。従って、従来二次電池を用いたバッ
テリバックアップ装置では、バックアップの成立を右左
するバッテリのチェックができないため、実際にバック
アップ状態になってみなければわからなかったが、本方
法により適時バッテリのチェックができるので、バッテ
リバックアップに対する信頼性を向上させる効果がある
。

また、二次電池チェック信号を、計算機のプログラムに
組み込み、定期的に発生させた場合は、電池交換などの
管理を自動化することもできるので、予防保全の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の全体構成図、第２図、第
３図は第１図の動作説明図、第４図は、判定回路の詳細
構成図、第５図は、他の実施例の判定回路の詳細図、第
６図は、他の実施例の構成図を示す。３・・・電圧安定回路、４・・・負荷、５・・・電流制
限用抵抗、６１〜６７・・・スイッチ、７，１３・・・
二次電池、８・・・副バッテリ、９・・・電流制限用模
擬抵抗、１０・・・模擬負荷抵抗、１１・・・判定回路
、１２・・・バッテリ異常信号、１１４，１１５，１２
８・・・基準電圧発生回路、１１２，１２７・・・コン
パレータ、１１３・・・フリップフロップ、２０・・・
模擬負荷の端子電圧、１２５・・・タイミング発生回路
、１２６・・・差分器。

Claims

【特許請求の範囲】１、電源正常時は、負荷を駆動し、電流制限用の抵抗を
通して二次電池を充電し、電源断時には、電源断検出回
路の出力により、電源入力を制御装置から切り離して、
前記二次電池が前記抵抗を通して負荷をバックアップす
るバッテリバックアップ制御装置において、前記二次電池のチェック信号入力時に、前記二次電池を
前記制御装置のバックアップから切り離す第一のスイッ
チと、バックアップ時の実負荷と同一の抵抗値となるよ
うに構成されたバックアップ模擬回路と、前記二次電池
のチェック信号入力時に、前記バックアップ模擬回路と
前記二次電池を接続する前記第二のスイッチと、前記バ
ックアップ模擬回路の負荷のバックアップ抵抗の端子間
電位差から、二次電池の異常を調べる判定回路とからな
ることを特徴とする制御装置のバッテリバックアップ装
置。２、特許請求の範囲第１項記載において、副バッテリと、前記二次電池のチェック信号の入力時前
記副バッテリと前記制御装置の負荷を接続する第三のス
イッチを設けたことを特徴とする制御装置のバッテリバ
ックアップ装置。３、特許請求の範囲第２項記載において、前記副バッテリとして、第二の二次電池をもち、前記第
一のスイッチと前記第三のスイッチを周期的に交互に開
閉する切替回路を設け、前記第一と第三のスイッチで開
いている側のバッテリが前記バックアップ模擬回路に接
続され、模擬負荷抵抗の端子間電位差から、二次電池の
異常を調べる手段を設けたことを特徴とする、制御装置
のバッテリバックアップ装置。４、特許請求の範囲第２項において、前記バックアップ抵抗の端子間電位差の時間的変化から
前記二次電池の異常を調べる判定回路を設けたことを特
徴とする制御装置のバッテリバックアップ装置。