DE1221817B - Elektrische Stromversorgungs- und UEberwachungsvorrichtung fuer eine elektrische Digital-Rechenanlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

G06f

Int. CL:

Deutsche KL:

Nummer: 1221817 flfc,,

Aktenzeichen: E 23515IX c/42 m

Anmeldetag: 12. September 1962

Auslegetag: 28. Juli 1966

PaK BI. Yi Π ι 6/

Die Erfindung betrifft eine elektrische Stromversorgungsanlage für eine elektrische Digital-Rechenanlage sowie eine zugeordnete Überwachungseinrichtung für die Rechenanlage, welche das Verhalten der Rechenanlage bei Ausfall bzw. beim Auftreten einer Störung einer Stromversorgungsquelle, aus welcher die Rechenanlage elektrisch gespeist wird, beeinflußt.

Vorrichtungen, welche die Stromversorgung bestimmter elektrischer Verbraucher überwachen und bei Ausfall der normalen Stromversorgung bestimmte Maßnahmen, beispielsweise die Umschaltung auf eine bestimmte Notstromquelle od. dgl., vornehmen, sind an sich bekannt. Beispielsweise ist bei einer bekannten Einrichtung zur Überwachung der Stromversorgung einer Telefonzentrale die Verwendung eines elektrischen Speichers vorgesehen, der normalerweise im »Floating«-Betrieb an einer normalen Gleichstromversorgung liegt und so angeschlossen ist, daß er den Verbraucher bei einem Ausfall der normalen Stromquelle automatisch mit oder ohne Zuhilfenahme einer auf den Ausfall der Hauptstromversorgung ansprechenden Umschaltvorrichtung mit Strom versorgt; bei der bekannten Einrichtung kann ferner gegebenenfalls die Verwendung eines zusätzlichen Speichers vorgesehen sein, der bei Ausfall der Stromversorgung automatisch einen Hauptspeicher unterstützt, um einen größeren Strombedarf des Verbrauchers befriedigen zu können.

Demgegenüber betrifft die vorliegende Erfindung eine Stromversorgungs- und Überwachungsvorrichtung spezielle für eine elektrische Digital-Rechenanlage. In diesem Falle einer Stromversorgungsüberwachung ergeben sich aus der besonderen Natur des Verbrauchers (Rechenanlage) besondere Probleme, die mit den erwähnten bekannten Überwachungseinrichtungen für anderweitige Stromverbraucher, etwa der bekannten Einrichtung für die Überwachung der Stromversorgung einer Telefonzentrale, nicht ohne weiteres gelöst werden können. Bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Überwachung der Stromversorgung einer Rechenanlage erschöpft sich die Aufgabe nämlich nicht darin, den Weiterbetrieb des elektrischen Verbrauchers bei Ausfall der normalen Stromversorgung durch eine Hilfsstromquelle sicherzustellen. Vielmehr liegt der vorliegenden Erfindung die speziellere Problemstellung zugrunde, im Betrieb einer Rechenanlage zu verhindern, daß bei Ausfall der normalen Stromversorgung Informationsdaten, die in der Rechenanlage gespeichert sind oder gerade verarbeitet werden, verlorengehen oder so verstümmelt werden, daß sie für eine spätere Weiter-

Elektrische Stromversorgungs- und
Überwachungsvorrichtung für eine elektrische
Digital-Rechenanlage

Anmelder:

The English Electric Company Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,

München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Allan Asbury, Kidsgrove, Staffordshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 13. September 1961
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verwertung bei Wiederaufnahme des ungestörten Betriebes nicht mehr verfügbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich eine elektrische Stromversorgungs- und Überwachungsvorrichtung für eine elektrische Digital-Rechenanlage gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender zum Teil an sich bekannter Teile: Einen elektirschen Energiespeicher, der die Rechenanlage bei Ausfall der normalen Stromversorgung automatisch speist und dessen Speicherkapazität dem Energiebedarf der angeschlossenen Rechenanlage zurDurchführung eines Stromausfall-Notprogramms angepaßt ist, eine an die Stromversorgung anschließbare Gleichstromversorgung, welche den Speicher mit elektrischer Energie im wesentlichen auf dem gewünschten Pegel aufgeladen hält, sowie durch eine Überwachungseinrichtung, welche auf einen Ausfall oder eine Störung der Stromquelle unter Bildung eines Überwachungssignals zur Beeinflussung der

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Rechenanlage anspricht, durch welches die Rechen- teilerschaltung Gleichstrom zuführt, die in Reihenanlage zur Ausführung des Notprogramms veranlaßt schaltung einen Stabilisator-(Eisen-WasserstofI-)Wiwird und sich dabei in einen vorgegebenen Zustand derstand und eine Spannungskonstanthaltevorrichbringt, in welchem beim darauffolgenden Ausbleiben tang aufweist, welch letztere einen Sättigungszustand einer ausreichenden elektrischen Energiezufuhr aus 5 bei einer vorgegebenen Spannung besitzt, die etwas dem Speicher nach Ausfall der Stromversorgung die größer als der kleinste Momentanwert der ungeglät-Rechenanlage und die in ihr im Zeitpunkt der Fest- teten Ausgangsspannung der Gleichrichtervorrichstellung des Ausfalls bzw. der Störung der Stromver- tang ist; eine Detektor- bzw. Nachweisvorrichtung, sorgung gespeicherte oder in Verarbeitung befind- deren Eingangskreis über eine parallel zu der Spanliche Information keine nennenswerte Beeinträchti- io nungskonstanthaltevorrichtung liegende Glättvorgung erfahren. richtung angeschlossen ist und welche in einem an Indem gemäß der Erfindung die Rechenanlage bei ihrem Ausgang auftretenden Ausgangssignal eine we-Stromausfall mittels eines Energiespeichers bestimm- sentliche Änderung erzeugt, sobald die ihrem Einter begrenzter Kapazität während einer Mindestzeit- gangspreis zugeführte Spannung unter einen vorgedauer in Betrieb gehalten wird, die zur Durchführung 15 gebenen, einen Ausfall der Stromversorgung anzeieines geeigneten Notprogramms ausreicht, wird die genden Wert abfällt, welcher niedriger als die gegerade in Bearbeitung befindliche Information gegen nannte Sättigungsspannung der Konstanthaltevor-Untergang gesichert und die Rechenanlage in einen richtung, jedoch größer als der genannte kleinste vorgegebenen gewünschten Zustand gebracht. Mittels Augenbückswert der ungeglätteten Gleichrichtereines hochempfindlichen Detektors zum Nachweis ao spannung ist, wobei die Glättvorrichtung verhindert, des Ausfalles der Hauptstromversorgung wird dabei daß die dem Eingangskreis der Detektorvorrichtang gemäß der Erfindung in kürzest möglicher Zeit nach zugeführte Spannung unter den vorgegebenen, einen Ausfall der Hauptstromversorgung ein Steuersignal Ausfall der Stromversorgung anzeigenden Wert aberzeugt, das die Rechenanlage zur Ausführung des fällt, solange die Wechselstromversorgungsspannung erforderlichen Notprogramms veranlaßt, wobei der 25 innerhalb des Bereiches ihrer normalen Betriebserwähnte Speicher während dieser Zeit die zur werte liegt.

Durchführung des Notprogramms erforderliche Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung kann da-Energie zu liefern vermag. bei vorgesehen sein, daß als Konstant-Spannungsvor-Durch diese gemäß der Erfindung vorgesehene richtung eine Zenerdiode dient, die einen Sättigungs-Merkmalskombination kann einerseits die Auslegung 30 wert von etwa einer Zehntel Amplitude der Ausdes Speichers innerhalb vernünftiger Grenzen gehal- gangsspannung der Gleichrichtervorrichtung besitzt, ten werden und gleichzeitig jeder unwiederbringliche wobei der kleinste Momentanwert der Ausgangs-Verlust. von... Informationen vermieden werden; spannung der Gleichrichtvorrichtung Null ist.
außerdem wird die Rechenanlage in einen Zustand Aus offensichtlichen Gründen, d. h. zum Zweck gebracht, in welchem der Betrieb nach Wiederher- 35 der möglichst haushälterischen Verwertung der in stellung der- normalen Stromversorgung ungestört dem Energiespeicher verfügbaren Energie im Falle wieder aufgenommen werden kann. eines Ausfalls der normalen Hauptstromversorgung, Der durch die Erfindung erzielte technische Fort- ist es dabei erwünscht, die Stromentnahme aus dem schritt erhellt aus einem Vergleich mit den sonst be- Energiespeicher, wenn dieser die Stromversorgung stehenden Alternativmöglichkeiten zur Sicherung des 40 der Rechenanlage übernommen hat, nach Möglich-Betriebes der Rechenanlage bei Ausfall der Strom- keit dem tatsächlichen momentanen Strombedarf der Versorgung. Offensichtlich wäre es hierfür erforder- Rechenanlage anzupassen. Zu diesem Zweck kennlich, entweder einen äußerst großen Speicher zu ver- zeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung der Erwenden, um die Rechenanlage unbegrenzt lange bis findung durch eine vorzugsweise einen Transistor zur Behebung der Störung der normalen Stromver- 45 aufweisende Regelvorrichtung, welche den Stromfluß sorgung in Gang zu halten, oder doch wenigstens von der Speichervorrichtung zu einem an die während einer hinreichend langen Zeit, während wel- Rechenanlage anschließbaren Ausgangskreis in Abcher auf Handbedienung der Rechenanlage überge- hängigkeit von dem Überschuß einer von einer Begangen und die Anlage in einen zum Anhalten ge- zugsspannungsquelle gelieferten Bezugsspannung eigneten Zustand gebracht werden könnte. 50 über eine im Ausgangskreis gebildete Ausgangsspan-Aus dem zuvor Gesagten ergibt sich, daß dem nung in solcher Weise steuert, daß diese Ausgangs-Detektor zum Nachweis des Ausfalls der Haupt- spannung im wesentlichen konstant auf einem von stromversorgung im Rahmen der vorliegenden Er- der Größe der Bezugsspannung abhängigen Wert gefindung eine wesentliche Bedeutung zukommt; da die halten wird.

bei der Erfindung als Verbraucher in Frage stehen- 55 Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfinden Digital-Rechenanlagen mit sehr hohen Ge- dung kennzeichnet sich durch ein UND-Gatter, das schwindigkeiten arbeiten, ist für den erwähnten De- auf das von der Überwachungseinrichtung gebadete tektor eine hohe Ansprechempfindlichkeit wesentlich, Überwachungssignal und auf ein zweites Signal anum einen möglichst verzögerungsarmen Nachweis spricht, welches anzeigt, daß ein vorhergehender Bedes Stromversorgungsausfalls zu gewährleisten. Ge- 60 fehl an die Rechenanlage ausgeführt ist, wobei das maß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung Gatter verhindert, daß die Rechenanlage nach Beist zu diesem Zweck vorgesehen, daß die Gleich- endigung eines vorhergehenden Befehls einen weistromyersorgung an eine als Stromversorgung für teren Befehl ausführt, falls die Versorgungsspannung die Rechenanlage dienende Wechselstromversor- nicht innerhalb ihres normalen Betriebsbereiches gungsquelle angeschlossen ist und daß die Über- 65 liegt.

wachungseinrichtung folgende Teile aufweist: Eine Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfinaus der Weehselstromquelle gespeiste Gleichrichter- dung kennzeichnet sich durch eine auf das Übervorrichtung, welche einer nichtlinearen Spannungs- wachungssignal ansprechende Vorrichtung, welche

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die Rechenanlage zur Ausführung eines vorgegebe- spannung und gewährleistet eine weitausgelegte

nen Programms veranlaßt, das die Rechenanlage Energie-Speicherkapazität zur Befriedigung des

beim Auftreten einer Störung bzw. bei Ausfall der durchschnittlichen Energiebedarfs einer von dieser

Stromversorgung in einen vorgegebenen Zustand Stromversorgungs- und Überwachungseinrichtung

bringt. Hierdurch wird erreicht, daß die Rechenan- 5 gespeisten Rechenanlage.

lage bei Ausfall der normalen Stromversorgung nicht Die Ausgangs-Gleichsspannung für die Rechen-

nur von der Einleitung des nächstfolgenden norma- vorrichtung tritt an den mit den Klemmen des Spei-

len Rechenschrittes abgehalten, sondern in der er- cherkondensators 14 verbundenen Ausgangsklem-

wähnten Weise zur Einleitung eines vorgegebenen men 17 auf. Diese Ausgangsspannung hängt von der

Notprogramms veranlaßt wird. io in dem Kondensator 14 gespeicherten Ladung ab,

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus und diese Ladung wird durch die Leitung des Regelder folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei- transistors 13 automatisch auf einem vorgegebenen spiels einer elektrischen Stromversorgungs- und Pegel gehalten, falls die an dem Kondensator 14 Überwachungseinrichtung für eine elektrische Digi- stehende Ausgangsspannung unter die Bezugsspantal-Rechenvorrichtung gemäß der Erfindung an Hand 15 nung abfällt. Die Gleichrichtschaltung 12 ist so ausder Zeichnung. In dieser zeigt gelegt, daß die von ihr erzeugte mittlere Ausgangs-

F i g. 1 ein Schaltschema der Stromversorgungs- spannung wesentlich größer als die Bezugsspannung

und Überwachungseinrichtung, der Quelle 15 ist.

F i g. 2 eine graphische Darstellung, aus welcher Da im Betrieb der Kollektor-Basis-Kreis des Transich die Zeitveränderlichkeit der an bestimmten 20 sistors 13 nur dann stromleitend ist, wenn die Basis Punkten der Schaltung auftretenden Spannungen er- ein negatives Potential bezüglich dem Emitter besitzt gibt. (andernfalls ist der Widerstand für eine derartige

In Fig. 1 ist mit 10 ein Speisetransformator be- Stromleitung groß), so wird der Transistor 13 zeichnet, dessen Primärwicklung 10 a mit einer Schwankungen, wie sie in der zwischen seinem KoI-Wechselspannungsquelle 11 und dessen Sekundär- 25 lektor und der Basis anliegenden Spannung als Folge wicklung 10 b mit dem wechselspannungsseitigen von Schwankungen der Ausgangsspannung der Eingang einer Brücken-Gleichrichtschaltung 12 ver- Gleichrichtschaltung 12 auftreten können, absorbiebunden sind. Der Gleichstrom-Ausgangskreis dieser ren, wenn der Kondensator 14 auf die Bezugsspan-Gleichrichtschaltung 12 ist über den Kollektor- nung aufgeladen ist. Der Transistor 13 verhindert so-Emitter-Kreis eines p-n-p-Transistors 13 mit einem 30 mit, daß Schwankungen der Versorgungs-Wechsel-Speicherkondensator 14 von verhältnismäßig großer spannung der Quelle 11 sich an den Kondensator 14 Kapazität verbunden; der Kollektor des Transistors und die Ausgangsklemmen 17 fortpflanzen,
ist dabei mit der negativen Klemme der Gleichricht- Der Speicherkondensator 14 besitzt eine hinreischaltung 12, der Emitter des Transistors mit der chend große Kapazität, um unter normalen Wechselnegativen Klemme des Speicherkondensators ver- 35 strom-Versorgungsbedingungen jeden Energiebedarf bunden. Die Basis des Transistors 13 ist mit der ne- für in der Rechenvorrichtung erzeugte Steil-Impulse gativen Ausgangsklemme einer Bezugsspannungs- (beispielsweise bei der Daten-Übertragung auf einen quelle 15 verbunden, deren positive Ausgangsklemme Kernspeicher oder aus diesem) befriedigen zu könmit dem positiven Anschluß der Gleichrichtschal- nen, ohne daß die Ausgangsspannung an den Austung 12 verbunden ist. Das Kollektor-Basis-Potential 40 gangsklemmen 17 nennenswert herabgesetzt wird, des Transistors ist somit durch den Überschuß der Die Speisung für diese Impulse kann wegen der ver-Ausgangsspannung der Gleichrichtschaltung 12 über hältnismäßig hohen Zeitkonstante des Transistors 13, die Bezugsspannung der Quelle 15 bestimmt. Das die in der Größenordnung von einigen Millisekunden Emitter-Basis-Potential bestimmt sich durch den liegt, nicht von dem Kondensator 16 über den Regel-Überschuß der Bezugsspannung der Quelle 15 über 45 transistor 13 geliefert werden. Andererseits ist die die an dem Kondensator 14 auftretende Ausgangs- Speicherkapazität des Kondensators 16 so groß, daß spannung. die den Klemmen 17 und der angeschlossenen

Die Bezugsspannungsquelle 15 wird aus der Rechenvorrichtung zugeführte Speise-Gleichspan-Wechselstromversorgungsquelle 11 gespeist und weist nung über eine nennenswerte Periode der Computereine Schaltanordnung mit einer Zeitkonstante (bei- 50 Zeit auf ihren Nominalwert gehalten wird, falls die spielsweise von Va Sekunde) auf, die groß im Ver- Wechselstromversorgung während des Betriebes der gleich zu den kleinen Zunahmen der Computer-Zeit Rechenvorrichtung zeitweise unterbrochen werden ist. Diese Schaltanordnung liefert eine im wesent- sollte.

liehen konstante Bezugs-Gleichspannung zwischen Falls die Wechselstromversorgungs-Spannung für ihrer positiven und ihrer negativen Ausgangsklemme; 55 eine nennenswerte Zeitdauer unter den Wert abfällt, sie weist eine Neon-Bezugsspannungsröhre auf, an welcher erforderlich ist, um die Ausgangs-Gleichwelcher die Bezugsspannung gebildet wird und die spannung für die Rechenvorrichtung im wesentlichen über einen hochohmigen Widerstand an einer Neon- auf ihrem Nominalwert zu halten, so wäre es er-Stabilisatorröhre liegt. Diese letztgenannte Röhre wünscht, daß eine Überwachungsvorrichtung wirkwiederum liegt an einer Ausgangs-Glättschaltung, 60 sam wird, welche unter Verwendung der in dem welche von einer aus der Wechselstromversorgungs- Kondensator 16 gespeicherten Energie die Rechenquelle gespeisten Vollweg-Gleichrichtschaltung ge- vorrichtung in Tätigkeit hält und sie sodann in einem speist wird. geeigneten und leicht bestimmbaren Stadium in der

Zwischen den Gleichspannungs-Ausgangsklem- Aufeinanderfolge ihrer Arbeitsschritte anhält, bevor

men der Gleichrichtschaltung 12 liegt ein Konden- 65 die Ausgangs-Gleichspannung an den Klemmen 17

sator 16 von etwa der vierfachen Kapazität des Spei- auf einen kritischen Wert abfällt, bei welchem die

cherkondensators 14; er dient zur Glättung der von Rechenvorrichtung aufhört, ordnungsgemäß zu arbei-

der Gleichrichtspannung 12 erzeugten Ausgangs- ten. Andernfalls könnte der Abfall der Ausgangs-

Gleichspannung an den Klemmen 17 unter den genannten kritischen Wert während eines Lese-Schreib-Zyklus für einen Kernspeicher mit entsprechendem Verlust an Information oder in einem beliebigen unbestimmten Stadium während einer arithmetischen Operation eintreten. Im folgenden wird eine Schaltanordnung beschrieben, welche diese vorerwähnte Überwachungsmöglichkeit gewährleistet. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist ein weiterer Speisetransformator 18 vorgesehen, dessen Primärwicklung 18 a mit der Wechselstromversorgungsquelle 11 und dessen Sekundärwicklung 186 mit dem wechselspannungsseitigen Eingang einer weiteren Brücken-Gleichrichtschaltung 19 verbunden sind. Der Gleichspannungskreis dieser Gleichrichtspannung speist eine nichtlineare Spannungsteilerschaltung, welche in Reihe miteinander, einen Stabilisator-(Eisen-Wasserstoff-)Widerstand 10 und eine Zenerdiode 21 aufweist.

Weiter ist eine Spannungs-Detektor-Vorrichtung 22 · vorgesehen, deren Eingangskreis 23 über ein Glättungsfilter 24 an der Zenerdiode liegt; das Glättungsfilter 24 weist einen Widerstand 25 und einen Kondensator 26 auf. Die Detektorvorrichtung 22 erzeugt ein Ausgangssignal in einem Ausgangskreis 27 nur so lange, als die ihrem Eingangskreis 23 zugeführte Spannung einen vorgegebenen niedrigen Wert übersteigt.

Ein UND-Gatter 28 spricht auf die Spannungen an, die im Ausgangskreis 27 und in einer Verriegelungsschaltung 29 für die Rechenvorrichtung auftreten; das Gatter liefert nur dann ein Signal an seiner Ausgangsseite 30, wenn die erforderlichen Spannungssignale gleichzeitig an seinen beiden Eingängen auftreten. Die Zenerdiode 21 liefert im Sättigungszustand eine Zenerspannung von etwa einem Zehntel der Amplitude der von der Gleichrichtschaltung 19 gelieferten gleichgericheteten Wechselspannung. Die unter normalen Speisespannungsbedingungen an der Zenerdiode auftretende Spannung ist mit der Zeit daher in der in F i g. 2 durch die voll ausgezogen dargestellte Kurve 31 ersichtlichen Weise veränderlich," die von der Gleichrichtschaltung 19 erzeugte Gleichrichtspannung ist durch die strichpunktierte Kurve 32.angedeutet. Die entsprechende, dem Eingangskreis 23 der Spannungs-Detektorschaltung 22 zugeführte Spannung hat den durch die Kurve 33 in Fig. 2. gezeigten zeitlichen Verlauf; die Spannung, unterhalb welcher die Detektorvorrichtung 22 kein Ausgangsspannungs-Signal mehr in ihrem Ausgangskreis 27 erzeugt, ist in F i g. 2 durch die gestrichelte Linie 34 angedeutet.

An der Computer-Verriegelungsleitung 29 tritt ein Spannungssignal nur bei Beendigung des letzten, der Rechenvorrichtung erteilten Befehls auf; dieses Signal wird von der Rechenvorrichtung bei Empfang des nächsten Befehls automatisch gelöscht.

Das von dem UND-Gatter 28 in seinem Ausgang 30 erzeugte Ausgangsspannungs-Signal geht an die Rechenvorrichtung und dient zum Aufruf des nächsten Befehls für die Rechenvorrichtung. Es sei angenommen, daß die normale Speise-Wechsel-Spannung an der Quelle 11 ansteht; die dem Eingangskreis 23 der Detektorschaltung 22 zugeführte Spannung bleibt dann oberhalb des bei 34 angedeuteten Pegels, derart, daß ständig ein Ausgangssignal in der Ausgangsschaltung 27 vorhanden ist. Daher wird jedesmal beim Auftreten eines »Befehl-zu-Ende«-Signals an der Verriegelungsleitung 29 von dem UND-Gatter ein Signal zum Abruf des nächsten Befehls bzw. der nächsten Befehlsgruppe für die Rechenvorrichtung abgegeben.

Fällt hingegen die Wechselstromversorgung aus oder sinkt ihre Spannung auf einen zur Aufrechterhaltung der Rechenvorrichtung in ihrem normalen Betriebszustand unzureichenden Wert ab, so fällt die an der Zenerdiode stehende Spannung unter den bei

ίο 34 angedeuteten Pegel, und die Spannungs-Detektorvorrichtung 22 hört daraufhin auf, ein Ausgangssignal in ihrem Ausgangskreis 27 zu erzeugen. Beim Eintreffen des nächsten »Befehl-zu-Ende«-Signals an dem Verriegelungskreis 29 gibt daher das UND-Gatter kein Signal an die Rechenvorrichtung weiter, und diese wird daher unwirksam gemacht.

Es können Warnvorrichtungen vorgesehen werden, welche auf das Ausbleiben eines Ausgangssignals im Ausgangskreis 27 ansprechen und den Bedienungsmann der Rechenvorrichtung, darauf hinweisen, daß die Wechselstromversorgung ausgefallen ist und die Rechenvorrichtung nach Beendigung des augenblicklich gerade ausgeführten Befehls zu arbeiten aufhören wird.

Der Ausfall der Wechselstromversorgung wird durch das Gerät innerhalb weniger Millisekunden nach dem Ausfall festgestellt; auf diese Weise ist es möglich, daß die Rechenvorrichtung ihre Tätigkeit in einem geeigneten bekannten Stadium, ohne nennenswerte Verzögerung und ohne Verlust an Information oder Daten einstellt.

An Stelle der Zenerdiode kann eine beliebige andere Vorrichtung mit konstantem Potential, beispielsweise eine Neon-Vorrichtung, Anwendung finden.

Weiter kann der Transistor 13 durch eine beliebige andere, gleichwertige Vorrichtung mit veränderlichem Widerstand, beispielsweise durch eine Elektronenröhre oder einen gesteuerten Silicium-Gleichrichter, ersetzt werden.

Auch können Vorrichtungen vorgesehen werden, welche den Computer zur Einschaltung eines vorgegebenen Notprogramms veranlassen, sobald durch die Vorrichtung 22 ein Ausfall oder eine Störung in der Wechselstromversorgung festgestellt wird, /um die Rechenvorrichtung in einen vorgegebenen be-

. kannten Zustand zu versetzen, wobei sämtlicher Informationsgehalt in die Dauer-Speicher-Vorrichtungen des Computers zurückverbracht wird. Wenn daher beim Nachweis eines derartigen Ausfalls bzw.

So einer Störung die Spannung.an dem Speicherkondensator 14 unter den erforderlichen Mindest-Betriebswert absinkt, erfahren die Rechenvorrichtung und die im Zeitpunkt der Störung vorübergehend in ihr gespeicherte oder in Verarbeitung befindliche Information keine Beeinträchtigungen. Es gehen keine Daten verloren, und die Rechenvorrichtung verbleibt in einem bekannten Zustand bereit zur Wiederaufnahme des Betriebes nach Wiederherstellung der Wechselstromversorgung in ihren normalen Betriebszustand.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Gleichrichtschaltungen 12 und 19 aus einer Einphasen-Wechselstromversorgung gespeist. Sie können durch Mehrphasen-Vollweg-Gleichrichter zur Speisung aus einer entsprechenden Mehrphasen-Wechselstromversorgung ersetzt werden. Die Spannungsverhältnisse in einer deartigen Schaltung wurden dann durch die in Fig. 2 gezeigten Kurven wiedergege-

ben, wenn man die Spannungsskala abwärts über die horizontale Zeitachse hinaus fortsetzen würde, um die wahre Spannungsskala wiederzugeben. In einer derartigen veränderten Fig. 2 stellt die strichpunktierte Kurve 32 die Vollweg-Gleichrichtspannung, die voll ausgezogene Kurve 31 die an der Zenerdiode 21 auftretende Spannung, die gestrichelte Kurve 33 die der Spannungs-Detektorschaltung 23 zugeführte Spannung und die gestrichelte Linie 34 diejenige Spannung dar, welche am Eingangskreis der Spannungs-Detektorschaltung 22 erforderlich ist, damit diese in ihrem Ausgangskreis 27 ein Ausgangsspannungssignal erzeugt. *

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrische Stromversorgungs- und Überwachungsvorrichtung für eine elektrische Digital-Rechenanlage, gekennzeichnet durch ao die Kombination folgender zum Teil an sich bekannter Teile: Einen elektrischen Energiespeicher (16, 14, F i g. 1), der die Rechenanlage bei Ausfall der normalen Stromversorgung automatisch speist und dessen Speicherkapazität dem Energiebedarf der angeschlossenen Rechenanlage zur Durchführung eines Stromausfall-Notprogramms angepaßt ist, eine an die Stromversorgung (11, 10) anschließbare Gleichstromversorgung (12), welche den Speicher mit elektrischer Energie im wesentlichen auf dem gewünschten Pegel aufgeladen hält, sowie durch eine Überwachungseinrichtung (18 bis 30, Fig. 1), welche auf einen Ausfall oder eine Störung der Stromquelle (11) unter Bildung eines Überwachungssignals zur Beeinflussung der Rechenanlage anspricht, durch welches die Rechenanlage zur Ausführung des Notprogramms veranlaßt wird und sich dabei in einen vorgegebenen Zustand bringt, in welchem beim darauffolgenden Ausbleiben einer aus-* reichenden elektrischen Energiezufuhr aus dem Speicher nach Ausfall der Stromversorgung die Rechenanlage und die in ihr im Zeitpunkt der Feststellung des Ausfalls bzw. der Störung der Stromversorgung gespeicherte oder in Verarbeitung befindliche Information keine nennenswerte Beeinträchtigung erfahren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromversorgung (12) an eine als Stromversorgung für die Rechenanlage dienende Wechselstromversorgungsquelle (11, 10) angeschlossen ist und daß die Überwachungseinrichtung folgende Teile aufweist: Eine aus der Wechselstromquelle gespeiste Gleichrichtervorrichtung (19), welche einer nichtlinearen Spannungsteilerschaltung Gleichstrom zuführt, die in Reihenschaltung einen Stabilisator-(Eisen-Wasserstoff-)Widerstand (20) und eine Spannungskonstanthaltevorrichtung (21) aufweist, welch letztere einen Sättigungszustand bei einer vorgegebenen Spannung besitzt, die etwas größer als der kleinste Momentanwert der ungeglätteten Ausgangsspannung der Gleichrichtervorrichtung (19) ist; eine Detektor- bzw. Nachweisvorrichtung (22), deren Eingangskreis (23) über eine parallel zu der Spannungskonstanthaltevorrichtung (21) liegende Glättvorrichtung (24 bis 26) angeschlossen ist und welche in einem an ihrem Ausgang (27) auftretenden Ausgangssignal eine wesentliche Änderung erzeugt, sobald die ihrem Eingangskreis (23) zugeführte Spannung unter einen vorgegebenen, einen Ausfall der Stromversorgung anzeigenden Wert (34, Fig. 2) abfällt, welcher niedriger als die genannte Sättigungsspannung (31, Fig. 2) der Konstanthaltevorrichtung (21, Fig. 1), jedoch größer als der genannte kleinste Augenblickswert der ungeglätteten Gleichrichterspannung ist, wobei die Glättvorrichtung (24 bis 26, Fig. 1) verhindert, daß die dem Eingangskreis (23) der Detektorvorrichtung (22) zugeführte Spannung (33, Fig. 2) unter den vorgegebenen, einen Ausfall der Stromversorgung anzeigenden Wert (34, F i g. 2) abfällt, solange die Wechselstromversorgungsspannung innerhalb des Bereiches ihrer normalen Betriebswerte liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Konstantspannungsvorrichtung (21) eine Zenerdiode dient, die einen Sättigungswert von etwa einer zehntel Amplitude der Ausgangsspannung der Gleichrichtvorrichtung (19) besitzt, wobei der kleinste Momentanwert der Ausgangsspannung der Gleichrichtvorrichtung Null ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise einen Transistor aufweisende Regelvorrichtung (13), welche den Stromfluß von der Speichervorrichtung (16) zu einem an die Rechenanlage anschließbaren Ausgangskreis (14, 17) in Abhängigkeit von dem Überschuß einer von einer Bezugsspannungsquelle (15) gelieferten Bezugsspannung über eine im Ausgangskreis (14, 17) gebildete Ausgangsspannung in solcher Weise steuert, daß diese Ausgangsspannung im wesentlichen konstant auf einem von der Größe der Bezugsspannung abhängigen Wert gehalten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis (17) der Stromversorgungsvorrichtung ein zweiter elektrischer Speicher (14) vorgesehen ist, der bei plötzlichem erhöhtem Strombedarf der angeschlossenen Rechenanlage für bestimmte Operationen steile Stromimpulse liefert, welche nicht unmittelbar über die Regelvorrichtung (13) aus dem ersten elektrischen Speicher (16) entnommen werden können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsquelle (15) aus einer Wechselstromquelle (11) gespeist wird und eine Zeitkonstante besitzt, die groß im Vergleich zu kleinen Zeitelementen der Rechenanlage ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein UND-Gatter (28), das auf das von der Überwachungseinrichtung gebildete Überwachungssignal (27) und auf ein zweites Signal (29) anspricht, welches anzeigt, daß ein vorhergehender Befehl an die Rechenanlage ausgeführt ist, wobei das Gatter (28) verhindert, daß die Rechenanlage nach Beendigung eines vorhergehenden Befehls einen weiteren Befehl ausführt, falls die Versorgungsspannung nicht innerhalb ihres normalen Betriebsbereiches liegt.

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8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine auf das Überwachungssignal ansprechende Vorrichtung, welche die Rechenanlage zur Ausführung eines vorgegebenen Programms veranlaßt, das die Rechenanlage beim Auftreten einer Störung bzw. bei Ausfall der

Stromversorgung in einen vorgegebenen Zustand bringt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift W11624, 21a³, (bekanntgemacht am 19.1.1956). .

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