JP2537556B2 - Testing method for redundant backup power supply - Google Patents
Testing method for redundant backup power supplyInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 二重化されたバックアップ電源に関し、 過放電などの際にもバッテリ劣化と誤判定することが
ないようにすることを目的とし、 バックアップ電源投入信号が到来したとき直ちに上記
第1および第2のバッテリの試験をそれぞれ行ない、上
記切換指令回路が上記バッテリ試験回路の出力によって
現用のバッテリに異常があると判断すれば予備のバッテ
リを選択し、この選択されたバッテリから負荷に電力を
供給するように上記切換スイッチを切換え、停電時は上
記切換指令回路が選択した側のバッテリから負荷に電力
を供給し、復電後には予め定めた充電時間が経過した後
に上記第1および第2のバッテリの試験をそれぞれ行う
ようにした。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Overview] Regarding a duplicated backup power supply, when a backup power-on signal arrives, the purpose is to prevent erroneous determination of battery deterioration even when it is over-discharged. Immediately, each of the first and second batteries is tested, and if the switching command circuit determines that the current battery is abnormal due to the output of the battery test circuit, a spare battery is selected, and the selected battery is selected. The above-mentioned changeover switch is switched so as to supply electric power to the load from the battery selected on the side selected by the above-mentioned changeover command circuit at the time of power failure, and after the restoration of power, a predetermined charging time elapses and then the above-mentioned The first battery and the second battery were tested respectively.
ノンストップ化された電子計算機などの負荷を停電時
にも所定の動作状態に維持させるためのバックアップ電
源の信頼性を高めるために二重化したバックアップ電源
に関する。The present invention relates to a dual backup power supply for increasing the reliability of the backup power supply for maintaining a non-stop load of a computer or the like in a predetermined operating state even in the event of a power failure.
従来のバックアップ電源においては、停電などの交流
電源の遮断時に負荷に電力を供給していたバッテリにつ
いて、交流電源が投入されあるいは停電が回復したとき
に試験を行ってこのバッテリの異常を検出していた。In a conventional backup power supply, the battery that was supplying power to the load when the AC power supply was cut off, such as a power failure, is tested when the AC power supply is turned on or when the power failure is restored to detect an abnormality in this battery. It was
しかしながら、このような従来の試験方法では負荷に
供給した電力量が多かったり過放電になった場合などに
は、バッテリ自体が正常であってもそのバッテリの端子
間電圧の低下が大きく、この端子間電圧の低下をバッテ
リ自体の劣化によるものと判定してしまうことがあっ
た。However, in such a conventional test method, when the amount of power supplied to the load is large or the battery is over-discharged, the voltage drop between the terminals of the battery is large even if the battery itself is normal. It was sometimes determined that the drop in the inter-voltage was due to the deterioration of the battery itself.
本発明はこのような過放電などによって生じるバッテ
リ劣化の誤判定が生じないようにすることを目的とす
る。An object of the present invention is to prevent erroneous determination of battery deterioration caused by such over-discharge.
第1および第2のバッテリと、これらバッテリをそれ
ぞれ試験する第1および第2のバッテリ試験回路と、こ
れら第1および第2のバッテリ試験回路からの信号に応
じて負荷に電力を供給するバッテリを選択する切換指令
回路と、この切換指令回路からの切換信号によって負荷
に電力を供給するバッテリを切換える切換スイッチとを
備える二重化バックアップ電源において、バックアップ
電源投入信号が到来したとき直ちに上記第1および第2
のバッテリの試験をそれぞれ行ない、上記切換指令回路
が上記バッテリ試験回路の出力によって現用のバッテリ
に異常があると判断すれば予備のバッテリを選択し、こ
の選択されたバッテリから負荷に電力を供給するように
上記切換スイッチを切換え、停電時は上記切換指令回路
が選択した側のバッテリから負荷に電力を供給し、復電
後には予め定めた充電時間が経過した後に上記第1およ
び第2のバッテリの試験をそれぞれ行うようにした。A first and a second battery, a first and a second battery test circuit for respectively testing the battery, and a battery for supplying power to a load in response to signals from the first and the second battery test circuits. In a dual backup power supply including a switching command circuit to be selected and a switching switch for switching a battery that supplies power to a load in response to a switching signal from the switching command circuit, the first and second backup power supplies are immediately activated when a backup power-on signal arrives.
Each of the batteries is tested, and if the switching command circuit determines that there is an abnormality in the current battery based on the output of the battery test circuit, a spare battery is selected and power is supplied from the selected battery to the load. As described above, the changeover switch is changed over, power is supplied from the battery selected by the changeover command circuit to the load during a power failure, and the first and second batteries are restored after a predetermined charging time has elapsed after power restoration. Each test was conducted.
第1図は本発明の原理を示す図であって、同図(a)
はバッテリB1およびバッテリチェック回路BC1を含むバ
ックアップ電源P1が現用状態に、またバッテリB1および
バッテリチェック回路BC1を含むバックアップ電源P2が
予備状態にある場合を示すブロック図、同図(b)はそ
の動作を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention, in which FIG.
Is a block diagram showing the case where the backup power supply P 1 including the battery B 1 and the battery check circuit BC 1 is in the active state, and the backup power supply P 2 including the battery B 1 and the battery check circuit BC 1 is in the standby state. (B) is a figure for explaining the operation.
この第1図(b)において、(1)は交流電源の状態
を示すものでこの図の左端から既に交流電源が印加され
ており、(2)の現用状態のバッテリ容量の下段に示し
たようにバッテリは充電されている。なお、この(b)
図ではその(3)に、予備状態にあるバッテリは既に充
電されているものとして示してある。In FIG. 1 (b), (1) shows the state of the AC power source, and the AC power source has already been applied from the left end of this figure, as shown in the lower part of the battery capacity in the working state of (2). The battery is fully charged. In addition, this (b)
In the figure, (3) shows that the battery in the standby state is already charged.
例えば負荷である電子計算機が稼働を開始する場合や
休止中であった電子計算機が処理を開始する場合など、
負荷の電源が断になっては支障が生じるようになったと
き、バックアップ電源による負荷のバックアップを開始
させるためのバックアップ電源投入信号が図示しない制
御装置などから同図(b)の時刻t1に到来する。For example, when the computer that is the load starts operating, or when the computer that was in the dormant state starts processing,
When a problem occurs after the load power is cut off, a backup power-on signal for starting the backup of the load by the backup power supply is sent from a control device (not shown) at time t 1 in FIG. To come.
このバックアップ電源投入信号は、現用状態にあるバ
ックアップ電源P1および予備状態にあるバックアップ電
源P2のバッテリチェック回路BC1およびバッテリチェッ
ク回路BC2にバッテリチェック開始信号として供給さ
れ、(b)図(4)に示すようにバッテリB1,B2のそれ
ぞれについてバッテリチェックが行われる。The backup power-on signal is supplied as a battery check start signal to the battery check circuit BC 1 and the battery check circuit BC 2 of the backup power supply P 1 in the working state and the backup power supply P 2 in the standby state, and the (b) diagram ( As shown in 4), a battery check is performed for each of the batteries B 1 and B 2 .
このバッテリチェックの結果、現用状態にあるバック
アップ電源P1および予備状態にあるバックアップ電源P2
のバッテリB1,B2に異常が検出されなかった場合、また
は予備状態にあるバックアップ電源P2のバッテリB2に異
常が検出された場合には電力切換スイッチPSは図示の位
置を保ち、停電時にはバッテリB1から負荷に電力を供給
するが、もしこのバッテリB1に異常が検出された場合に
はこのバッテリチェック回路BC1からバッテリ劣化信号
を切換指令回路Cに供給し、電力切換スイッチPSを図示
の位置から反対側の接点に切換えることによって予備状
態にあるバックアップ電源P2を現用バックアップ電源に
切換える。As a result of this battery check, the backup power supply P 1 in the working state and the backup power supply P 2 in the standby state
When no abnormality is detected in the batteries B 1 and B 2 of the power supply, or when an abnormality is detected in the battery B 2 of the backup power supply P 2 in the standby state, the power changeover switch PS maintains the position shown in the figure and the power failure occurs. Power is sometimes supplied from the battery B 1 to the load. However, if an abnormality is detected in the battery B 1 , the battery deterioration signal is supplied from the battery check circuit BC 1 to the switching command circuit C, and the power switching switch PS Is switched from the position shown to the contact on the opposite side to switch the backup power supply P 2 in the standby state to the working backup power supply.
なお、上記のバッテリチェックは例えば第2図に示す
ように試験接点を閉路することによってダミーロードを
被試験バッテリの端子間に接続してこのバッテリから試
験電流をこのダミーロードに流し、そのときのバッテリ
の容量を電圧に変換したバッテリ電圧と基準電圧との差
分を演算増幅器によって取出すことによってバッテリの
状態が正常であるか否かを判定することができる。この
第2図のバッテリチェック回路ではこの差分電圧を2値
化回路によって閾値と比較して、バッテリが正常である
か否かを示す2値化された劣化信号を得るようにしてい
る。In the above battery check, for example, by closing the test contacts as shown in FIG. 2, a dummy load is connected between the terminals of the battery under test, and a test current is passed from this battery to this dummy load. By taking out the difference between the battery voltage obtained by converting the battery capacity into a voltage and the reference voltage, it is possible to determine whether or not the state of the battery is normal. In the battery check circuit of FIG. 2, this differential voltage is compared with a threshold value by a binarizing circuit to obtain a binarized deterioration signal indicating whether or not the battery is normal.
第1図(b)の時刻t2で(1)に示す交流電源が例え
ば停電すると、現用状態にあるバックアップ電源P1のバ
ッテリB1から電力切換スイッチPSを介して負荷に電力を
供給するので、同図に(2)で示すようにバッテリBの
端子間電圧は順次低下する。For example, when the AC power supply shown in (1) fails at time t 2 in FIG. 1B, power is supplied from the battery B 1 of the backup power supply P 1 in the active state to the load via the power changeover switch PS. As shown by (2) in the figure, the terminal voltage of the battery B gradually decreases.
(b)図の時刻t3で停電が回復しあるいは交流電源が
投入されて復電すると、図示しない制御装置などからの
復電信号がタイマTに供給されてこのタイマを起動し、
また、この交流電源からの電流を整流した直流電力によ
って負荷に電力を供給していたバッテリB1,B2には充電
が開始される。(B) When power is restored or the AC power is turned on to restore power at time t 3 in the figure, a power recovery signal from a control device (not shown) or the like is supplied to the timer T to start this timer.
In addition, charging is started for the batteries B 1 and B 2 that have been supplying power to the load by the DC power obtained by rectifying the current from the AC power supply.
このバッテリが正常であれば(b)図(2)に示すよ
うに、その端子間電圧はこの充電によって時間とともに
上昇して所定の端子間電圧に近づくが、バッテリに異常
があればバッテリ容量の回復が遅いだけでなく異常状態
に応じたあるバッテリ容量以上には回復しない。If this battery is normal, the voltage across its terminals rises with time due to this charging and approaches a predetermined voltage across terminals as shown in FIG. 2B, but if the battery is abnormal, the battery capacity Not only the recovery is slow, but also it does not recover more than a certain battery capacity according to the abnormal condition.
したがって、例えば時刻t3における復電から例えば2
時間程度の充電時間tが経過した後の時刻t4にバッテリ
チェックを行えば、その時の端子間電圧によってバッテ
リの状態を正しく判定することができる。Therefore, for example, from the power recovery at time t 3,
By performing the battery check in time t 4 after a time of about charging time t has elapsed, it is possible to correctly determine the state of the battery by the inter-terminal voltage at that time.
なお、この第1図(b)の(3)には予備状態のバッ
テリB2のバッテリ容量を示してある。The battery capacity of the battery B 2 in the preliminary state is shown in (3) of FIG. 1 (b).
第3図は負荷への電力供給をバックアップ電源BU1,BU
2の充電器C1,C2から行うようにした本発明の実施例を示
す図であって、その動作を示す第4図の波形図を参照し
ながら説明する。なお、第3図の交流電源からバックア
ップ電源BU1,BU2に交流電力を供給するための遮断器B
S1,BS2はすでに閉路されているものとする。Figure 3 shows the power supply to the load as backup power supply BU 1 , BU
A diagram showing an embodiment of the present invention to perform 2 from the charger C 1, C 2, will be described with reference to a waveform diagram of a fourth diagram showing the operation. A circuit breaker B for supplying AC power from the AC power supply shown in FIG. 3 to the backup power supplies BU 1 and BU 2.
S 1 and BS 2 are already closed.
第4図の時刻t0〜t1の期間はバックアップなしの状態
で動作しており、バックアップ電源B1の充電器C1から切
換スイッチSWを介して負荷Lに電力を供給するとともに
第4図(g)に示すように閉路されているマグネットス
イッチMS1を経てバッテリB1も充電されている。During the period from time t 0 to time t 1 in FIG. 4, the backup power source B 1 is operating without a backup, and the power is supplied from the charger C 1 of the backup power source B 1 to the load L via the changeover switch SW. The battery B 1 is also charged through the closed magnetic switch MS 1 as shown in (g).
時刻t1に上位装置からバックアップ電源投入が指示さ
れると制御装置Cからバッテリチェック信号(第4図
(e))が出力され、同図(f),(1)に示すように
現用および予備のバックアップ電源BU1,BU2のテストス
イッチS1,S2を閉路するとともに同図(g)に示すよう
に現用のバックアップ電源BU1のマグネットスイッチMS1
および予備のバックアップ電源BU2のマグネットスイッ
チMS2を開路してバッテリB1,B2の充電を一時停止した
後、バッテリB1,B2について第1図、第2図におけるバ
ッテリチェック回路に相当する劣化検出回路D1,D2によ
るバッテリチェックがそれぞれ行われる。When the backup power-on is instructed from the host device at time t 1 , a battery check signal (FIG. 4 (e)) is output from the control device C, and as shown in (f) and (1) of FIG. of the backup power supply BU 1, tests BU 2 switches S 1, the magnet switch MS 1 working of the backup power supply BU 1 as shown in FIG. (g) as well as closed the S 2
After the magnetic switch MS 2 of the backup power supply BU 2 is opened and the charging of the batteries B 1 and B 2 is temporarily stopped, the batteries B 1 and B 2 correspond to the battery check circuit in FIGS. 1 and 2. A battery check is performed by each of the deterioration detection circuits D 1 and D 2 .
時刻t2で現用のバックアップ電源BU1のバッテリB1の
劣化が検出されると第4図(i)に示す劣化検出信号が
劣化検出回路D1から切換指令回路SCに送られ、この切換
指令回路SCは予備のバックアップ電源BU2のバッテリB2
が劣化していることを示す同図(m)の劣化信号が到来
していなければ同図(k)に示す切換信号を切換スイッ
チSWに送り、このスイッチSWを切換えることによってバ
ックアップ電源BU2から負荷Lに電力を供給するよう
に、すなわち現用のバックアップ電源BU1を予備に、予
備のバックアップ電源BU2を現用に切換える。When the deterioration of the battery B 1 of the current backup power supply BU 1 is detected at time t 2 , the deterioration detection signal shown in FIG. 4 (i) is sent from the deterioration detection circuit D 1 to the switching command circuit SC, and this switching command is sent. Circuit SC is a backup backup power supply BU 2 battery B 2
If the deterioration signal of FIG. 3 (m) indicating that the power supply has deteriorated has not arrived, the changeover signal shown in FIG. 3 (k) is sent to the changeover switch SW, and this switch SW is changed over to switch from the backup power supply BU 2. The power is supplied to the load L, that is, the active backup power supply BU 1 is switched to the spare and the backup backup power supply BU 2 is switched to the active.
そして、上記の切換信号によってテストスイッチS1,S
2を開路し、マグネットスイッチMS1,MS2を閉路すること
によって、予備になったバックアップ電源BU1では充電
器C1から劣化が検出されたバッテリB1に充電を行い、ま
た、現用となったバックアップ電源BU2の充電器C2から
は負荷Lに対する電力供給とマグネットスイッチMS2を
介するバッテリB2の充電が行われる。Then, the test signals S 1 , S
2 were opened, by closing the magnetic switch MS 1, MS 2, was charged from a backup power supply BU 1 in the charger C 1 became spare battery B 1 degradation is detected, also become active was from the charger C 2 of the backup power supply BU 2 charging of the battery B 2 through the power supply and a magnet switch MS 2 to the load L is performed.
なお、最初に現用であったバックアップ電源BU1のバ
ッテリB1の劣化が検出されなかった場合には上記切換ス
イッチSWの切換えを行わず、このバックアップ電源BU1
を現用として負荷Lに対する電力供給とバッテリB1につ
いての充電が行われることはいうまでもない。このと
き、バッテリチェックに要する時間の経過後にはテスト
スイッチS1,S2を開路するとともに現用であるバックア
ップ電源BU1のマグネットスイッチMS1を閉路し、この電
源BU1の充電器C1から負荷Lに対する電力供給とマグネ
ットスイッチMS1を介するバッテリB1の充電を行うよう
にする。When the deterioration of the battery B 1 of the backup power supply BU 1 that was originally in use is not detected, the changeover switch SW is not switched and the backup power supply BU 1 is not changed.
Needless to say, the electric power is supplied to the load L and the battery B 1 is charged by using the current. At this time, after the time required for the battery check has passed, the test switches S 1 and S 2 are opened and the magnetic switch MS 1 of the backup power supply BU 1 that is currently in use is closed, and the load from the charger C 1 of this power supply BU 1 The electric power is supplied to L and the battery B 1 is charged via the magnet switch MS 1 .
また、予備のバックアップ電源BU2においてもマグネ
ットスイッチMS2を介してバッテリB2の充電が行われる
ことはいうまでもない。Further, it goes without saying that the charging of the battery B 2 is conducted through the magnet switch MS 2 even spare backup power BU 2.
時刻t3で交流電源が停電あるいは遮断されると、第4
図(h),(o)に示すように充電器C1,C2からの直流
出力がなくなるので、負荷Lにはバックアップ電源BU2
のマグネットスイッチMS2,切換スイッチSWを介してバッ
テリB2から電力が供給され、同時にバックアップ電源BU
1,BU2ではバッテリB1,B2の充電が行われなくなる。If the AC power is interrupted or cut off at time t 3 , the fourth
Figure (h), since the charger C 1 as shown in (o), the DC output from the C 2 disappears, the backup power supply to the load L BU 2
Power is supplied from the battery B 2 via the magnet switch MS 2 and the changeover switch SW of the backup power supply BU
The batteries B 1 and B 2 are not charged by 1 and BU 2 .
時刻t4で交流電源の停電が回復しあるいは交流電源が
投入されると、上位装置は第4図(c)に示すような復
電信号を制御装置Cに供給し、この制御装置C内のタイ
マTを起動する。A power failure of the AC power supply at time t 4 is recovered or AC power is turned on, the upper apparatus supplies a power recovery signal as shown in FIG. 4 (c) to the control unit C, the control device C Start timer T.
負荷Lに電力を供給していたバッテリが充電によって
おおむね回復するに要する例えば2時間程度の時間を上
記タイマTが計時した時刻t5において、制御装置Cは先
に述べたようなバッテリチェックを実行する制御を行
う。すなわち、バックアップ電源BU1,BU2内のテストス
イッチS1,S2を閉路するとともにバックアップ電源BU1,B
U2のマグネットスイッチMS1,MS2を開路してバッテリB1,
B2および負荷Lへの電力供給を遮断する。At time t 5 the battery that is supplying electric power clocking the timer T a generally, for example, about 2 hours required to recover the time by the charging to the load L, the control unit C executes a battery check as previously described Control. In other words, backup power BU 1 while closing the test switch S 1, S 2 of the backup power supply BU 1, the BU 2, B
Open the magnetic switches MS 1 and MS 2 of U 2 to open the battery B 1 and
The power supply to B 2 and load L is cut off.
そして、劣化検出回路D1,D2によってそれぞれバッテ
リB1,B2のバッテリチェックを行い、図示のようにバッ
クアップ電源BU2のバッテリB2が劣化していれば切換指
令回路SCを介して切換スイッチSWを切換え、バックアッ
プ電源BU1を現用に、また、バックアップ電源BU2を予備
に切換える。Then, a battery check deterioration detecting circuit D 1, D 2 respectively battery B by 1, B 2, via the switching command circuit SC if the battery B 2 of the backup power supply BU 2, as shown if deteriorated switching The switch SW is switched to switch the backup power supply BU 1 to the current one and the backup power supply BU 2 to the backup.
本発明によれば、負荷に電力を供給していたバッテリ
が充電によって回復するに足る時間が復電後経過してか
らバッテリチェックを行うために、負荷に対する電力供
給量が多かったことなどによって生じるバッテリ容量の
低下をバッテリ自体の劣化と誤判定するようなことがな
いという格別の効果が達成される。According to the present invention, since the battery check is performed after the battery which has been supplying power to the load has sufficient time to be recovered by charging, after the power recovery, the amount of power supply to the load is large. A special effect is achieved in that a decrease in battery capacity is not erroneously determined as deterioration of the battery itself.
第1図は本発明の原理を示す図、 第2図はバッテリチェック回路の例を示す図、 第3図は本発明の実施例を示すブロック図、 第4図は第3図の実施例の動作を説明するためのタイム
チャートである。1 is a diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a battery check circuit, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the embodiment of FIG. 7 is a time chart for explaining the operation.
Claims (1)
テリをそれぞれ試験する第1および第2のバッテリ試験
回路と、これら第1および第2のバッテリ試験回路から
の信号に応じて負荷に電力を供給するバッテリを選択す
る切換指令回路と、この切換指令回路からの切換信号に
よって負荷に電力を供給するバッテリを切換える切換ス
イッチとを備える二重化バックアップ電源において、 バックアップ電源投入信号が到来したとき直ちに上記第
1および第2のバッテリの試験をそれぞれ行ない、上記
切換指令回路が上記バッテリ試験回路の出力によって現
用のバッテリに異常があると判断すれば予備のバッテリ
を選択し、この選択されたバッテリから負荷に電力を供
給するように上記切換スイッチを切換え、停電時は上記
切換指令回路が選択した側のバッテリから負荷に電力を
供給し、復電後には予め定めた充電時間が経過した後に
上記第1および第2のバッテリの試験をそれぞれ行うよ
うにしたことを特徴とする二重化バックアップ電源の試
験方法。1. A first and a second battery, first and second battery test circuits for testing the batteries, respectively, and power to a load in response to signals from the first and second battery test circuits. In a dual backup power supply including a switching command circuit that selects a battery that supplies power and a switching switch that switches a battery that supplies power to a load in response to a switching signal from the switching command circuit, immediately after the backup power-on signal arrives, If the switching command circuit determines that the current battery has an abnormality by the output of the battery test circuit by performing the tests of the first and second batteries, respectively, a spare battery is selected, and a load is selected from the selected battery. The changeover switch is switched to supply power to the Of the dual backup power supply, characterized in that power is supplied from the battery on the charging side to the load, and after the power is restored, the tests of the first and second batteries are performed after a predetermined charging time has elapsed. Test method.
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