JP4173942B2 - バックアップ電源モジュール、バックアップ電源装置及びコンピュータ - Google Patents
バックアップ電源モジュール、バックアップ電源装置及びコンピュータ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックアップ電源モジュール、バックアップ電源装置及びコンピュータに係り、特に、交流入力が遮断されたときに、前記交流入力により充電されたバッテリの電力を電子機器へ供給するバックアップ電源を制御するバックアップ電源モジュール、それを備えたバックアップ電源装置、及びバッテリから供給された電力を利用するコンピュータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）には、ＰＣの現在の電源状態を記憶するための内部レジスタの操作を含むＰＣの電源状態の管理を行うロジック（以下「ステートマシーン(State Machine)」という）が搭載されたチップ（以下「コアチップ」という）が設けられる場合が多くなってきており、その場合は、電源のオンオフを含むＰＣの電源状態の管理はコアチップのステートマシーンによって行われる。コアチップのステートマシーンとのインタフェース（Ｉ／Ｆ）は標準化されており、ＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface）の規格に準拠したＰＣでは、ステートマシーンとのＩ／Ｆの制御がオペレーティングシステム（ＯＳ）によって管理されている。ＰＣの電源オフは、ＯＳが電源オフに関連する種々の終了処理を行った後に、電源部に対しステートマシーンを介して電源オフを指令することによって成される。
【０００３】
従って、通常、ＰＣでは、電源スイッチのオンオフで直接電源投入または電源遮断するのではなく、ＯＳや電源スイッチのオンオフ操作により、電源オン指定または電源オフ指令が生成されて、電源投入を含む起動処理または電源遮断処理を含む終了処理を行っている。
【０００４】
しかしながら、ＰＣへ電力を供給する電源は、諸事情による電源障害により、遮断されたり不安定になったりする。例えば、諸事情による電源障害には、人為的ミス、周辺の電源事情の影響、及び自然災害がある。人為的ミスの一例には、電源スイッチの誤操作、ＡＣプラグの離脱、機器の過電流等によるブレーカの動作、漏電ブレーカの動作などが挙げられる。周辺の電源事情の影響には、電源電圧の低下や電源ノイズが挙げられ、自然災害には落雷による停電や配線経路切換による停電が挙げられる。
【０００５】
このような、電源障害が発生すると、ＰＣへの電力供給が遮断され、電源状態の管理をＯＳやアプリケーション・プログラムなどのソフトウェアで行っている場合、そのソフトウェアの一部が破壊されることがある。ソフトウェア、特に、ＯＳやＯＳが管理するデータやファイルが破壊されると、ＰＣを起動することが困難になることがあり、復旧に膨大な時間を必要とする場合もある。このため、停電時の電力供給をバックアップするために、無停電電源装置（ＵＰＳ）を接続するＰＣが増加している。このＵＰＳでは、停電時に自動的にＰＣを電源遮断状態へ移行させる機能を有するものもある。
【０００６】
ところで、ＵＰＳを用いた場合、ＡＣプラグの離脱や電源スイッチのオンオフ操作による電源供給源自体のオンオフがなされると、ＵＰＳに内蔵されたバッテリを使用することになり、バッテリは放電を開始する。このように、ＵＰＳに内蔵されたバッテリを使用するときに、ＡＣプラグの離脱や電源スイッチのオンオフ操作でバッテリの充電と放電との切換が増加し、バッテリ自体の寿命が短くなる。このため、ＡＣプラグがＡＣコンセントから離脱されたことを検知したりリモートスイッチの作動を検知したりして、バッテリの放電を停止させる技術が提案されている（特開平８−２５１８３７号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＰＣはＯＳや電源スイッチのオフ操作で電源オフ指令が生成されて終了処理の後に電源遮断処理を行っているが、電源スイッチのオフ操作から電源遮断までには、所定の時間を必要とする。この所定時間の間は、ＰＣに常時電力供給が必要であるので、電源スイッチのオフ操作の後に単にバッテリの放電を停止させたのでは、電源遮断処理に支障をきたす場合がある。
【０００８】
また、ＵＰＳを用いて、電源スイッチのオフ操作の後に、ＵＰＳに内蔵されたバッテリを使用することでは、上述のように、バッテリの充電と放電との切換が増加し、バッテリ自体の寿命が短くなる。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、交流入力をバックアップするためのバッテリの寿命を低下させることのないバックアップ電源モジュール、それを備えたバックアップ電源装置、及びバッテリから供給された電力を利用するコンピュータを得ることが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバックアップ電源モジュールは、交流入力が遮断されたときに、交流入力により充電されたバッテリの電力を電子機器へ供給するバックアップ電源を制御する。このバックアップ電源モジュールは、生成手段を含んでいる。生成手段は、電子機器が電力の遮断状態に移行するまでの通電状態でかつ、交流入力が非入力状態であるときに、バッテリによる電力供給を選択させる選択信号を生成する。この選択信号によって、電子機器が電力遮断状態で交流入力もないときにのみバッテリによる電力供給が選択される。
【００１１】
コンピュータ等の電力の遮断状態に移行する電子機器には、電源遮断の指示から実際に電源を遮断するまでに一定の時間を必要とするものがある。この一定の時間を必要とする時間内は、交流入力に代えて電子機器へ電力を供給するバックアップ電源であるバッテリによる電力供給より、通電状態として、交流入力を継続的に行うことが好ましい。このような正常な通電状態であっても交流入力からバッテリに切り換えると、バッテリの切換頻度が増加して寿命を低下させる。このため、本発明では、電子機器が電力を必要とする通電状態で交流入力もないときにのみバッテリによる電力供給が選択されるので、交流入力をバックアップするためのバッテリの寿命を低下させることがない。
【００１２】
前記バックアップ電源モジュールは、前記電子機器へ電力の供給または遮断を指示する指示信号を出力する出力手段をさらに備えることができる。この出力手段から出力された指示信号によって、電子機器は、例えばＯＳによってなされる電源投入による起動処理や電源遮断処理へと移行することができる。
【００１３】
前記生成手段は、前記電子機器が電力の遮断状態に移行したことを表す信号を検知する検知手段を含み、前記検知手段の検知結果及び前記交流入力の非入力状態であることに基づいて、前記選択信号を生成することができる。コンピュータ等の電力の遮断状態に移行する電子機器は、電力の遮断状態に移行したことを表す情報をＯＳの指示や予め定めたシーケンスにより出力する場合がある。この情報を検知すれば、電子機器が通電状態のうち、遮断状態に移行したことを確実に検知でき、適切な時間だけ電子機器へ電力を供給でき、電力消費を軽減することができる。
【００１４】
前記生成手段は、前記電子機器の電力遮断状態への移行に相当する予め定めた所定時間を計測する計測手段を含み、前記計測手段の計測結果及び前記交流入力の非入力状態であることに基づいて、前記選択信号を生成することができる。コンピュータ等の電力の遮断状態に移行する電子機器では、電力の供給が必要な通電状態で遮断状態に移行するまでの時間が統計的に計算できたり予め既知の場合がある。この場合、電子機器の電力遮断状態への移行に相当する予め定めた所定時間を計測すれば、外部からの信号入力等を必要とすることなく、電子機器が電力の遮断状態に移行したことを検知でき、適切な時間だけ電子機器へ電力を供給でき、電力消費を軽減することができる。
【００１５】
前記出力手段は、前記電子機器へ電力の供給または遮断を指示するスイッチの作動に基づいて前記電子機器へ電力の供給または遮断を表す指示信号を出力することができる。このスイッチには、電源スイッチ等の指示装置からの指示信号を出力するものがあり、出力手段から出力された指示信号によって、電子機器は、例えばＯＳによってなされる電源投入による起動処理や電源遮断処理へと移行することができる。
【００１６】
前記電子機器の一例には、コンピュータを採用することができる。すなわち、近年コンピュータでは、電源スイッチ等の作動で即時電源投入したり、電源遮断したりするのではなく、電源投入による起動処理や電源遮断処理を伴うものが増加している。このように、起動処理や電源遮断処理を伴うコンピュータに、バックアップ電源モジュールを含む装置を用いることで、コンピュータの電源オフ指令がなされたときに、バッテリの寿命を低下させることなく消費電力を低減でき、適切な処理を実施できるコンピュータを提供できる。
【００１７】
本発明のバックアップ電源装置は、前記バックアップ電源モジュールと、前記電子機器に電力供給可能に接続されたバッテリと、前記交流入力によりバッテリを充電する充電器と、前記選択信号に基づいて、前記電子機器へ供給する電力を、前記交流入力による電力または前記バッテリによる電力に切り換える切換手段と、を備えている。コンピュータ等の電子機器は、交流入力による電源の供給が一般的であり、停電等の場合には交流入力による電源供給を、バックアップ電源装置によりバックアップする。バックアップ電源装置は、バッテリを含んでおり、充電器によって充電する。前記のように、選択信号が、バッテリによる電力供給を選択させることを表す場合に、切換手段は、交流入力による電力供給からバッテリによる電力に切り換える。これによって、コンピュータ等の電子機器が電力遮断状態で交流入力もなく、電力供給が必要なときにのみバッテリによる電力供給が選択される。また、電力供給が必要な場合の通電状態では、交流入力による電力供給を行え、バッテリに切り換えられることがない。このため、バッテリの寿命を低下させることもない。
【００１８】
前記バックアップ電源装置は、交流入力を整流する整流器をさらに備え、交流入力を整流した電力を前記電子機器へ供給することができる。電子機器は、交流入力が直接接続されるのではなく、直流電力の供給が要求される場合がある。この場合、交流入力を整流する整流器をさらに備え、交流入力を整流した電力を電子機器へ供給することで、達成できる。
【００１９】
前記のバックアップ電源装置は、コンピュータに含ませることにより、コンピュータ単体で、電源をバックアップする機能を有するコンピュータを提供することができる。
【００２０】
また、本発明に係るコンピュータとしては、例えばＡＣＰＩの規格に準拠したコンピュータが好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図２には、本発明を実現するのに適した無停電電源（ＵＰＳ）３０と、典型的なパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１２から成るコンピュータシステム１０の概略構成を示した。本発明を実現するＰＣ１２の一例は、ＯＡＤＧ（PC Open Architecture Developer's Group）仕様に準拠し、オペレーティングシステム（ＯＳ）として米マイクロソフト社の”Ｗｉｎｄｏｗｓ９８”、”ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ”、若しくは”Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００”又は米ＩＢＭ社の”ＯＳ／２”を搭載したデスクトップ型のＰＣ１２である。以下、コンピュータシステム１０の各部について説明する。なお、ＰＣ１２は、汎用的かつ一般的なハードウェア構成であるため、詳細な説明を省略し、主要な機能を説明する。
【００２２】
コンピュータシステム１０のＰＣ１２は、コンピュータ本体１４、ＣＲＴ１６、及びキーボード１８を含んで構成されている。コンピュータ本体１４は、ＣＰＵを備えており、ＯＳの制御下で、各種プログラムを実行する。このＣＰＵは、例えば米インテル社製のＣＰＵチップ”Ｐｅｎｔｉｕｍ”、”ＭＭＸテクノロジＰｅｎｔｉｕｍ”、”Ｐｅｎｔｉｕｍ Ｐｒｏ”や、ＡＭＤ社等の他社製のＣＰＵでも良いし、ＩＢＭ社製の”ＰｏｗｅｒＰＣ”でも良い。ＣＰＵには、自身の外部ピンに直結されたプロセッサ直結バスとしてのＦＳ（FrontSide）バス、高速のＩ／Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス、及び低速のＩ／Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ（Industry Standard Architecture）バスを介して、各種のハードウェア構成要素と相互接続される。ハードウェア構成の一例に、他の装置と通信するためのＲＳ−２３２Ｃ通信プロトコルに準拠した通信インタフェース２０がある。
【００２３】
なお、上記各種プログラムとは、Ｗｉｎｄｏｗｓ９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００、ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ等のＯＳ、周辺機器類をハードウェア操作するための各種デバイスドライバ、特定業務に向けられたアプリケーションプログラムや、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System：キーボードやフロッピーディスクドライブ等の各ハードウェアの入出力操作を制御するためのプログラム）の一部分）等のファームウェアを含むものである。
【００２４】
また、各種のハードウェア構成要素には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の外部記憶装置を含んでいる。また、ＣＤ−ＲＯＭドライブの代わりに、ＤＶＤ（Digital Video Disc又はDigital Versatile Disc）ドライブのような他のタイプの装置を含む場合もある。また、ＰＣ１２にはＵＳＢポートが設けられる場合もあり、このＵＳＢポートは、例えばＰＣ１２本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタと接続される。
【００２５】
コンピュータ本体１４は、電力を授かるためのＡＣプラグ２２を有しており、ＡＣプラグ２２はＵＰＳ３０に接続されている。ＵＰＳ３０はＡＣプラグ３２を備えており、商用電源ＡＣに接続される。これによって、商用電源ＡＣから、またはＵＰＳ３０に内蔵のバッテリ３６からＰＣ１２へ電力が供給される（詳細は後述）。また、ＰＣ１２のコンピュータ本体１４の通信インタフェース２０とＵＰＳ３０とは通信ケーブル２４により各種の信号を送受可能に接続されている。また、ＵＰＳ３０は、電源スイッチ４４も備えている。
【００２６】
図３に示すように、ＵＰＳ３０は、ＡＣプラグ３２、充電器３４、バッテリ３６、インバータ３８、切換器４０、及びＡＣコントローラ４２から構成されている。ＡＣプラグ３２は、充電器３４、切換器４０、及びＡＣコントローラ４２に接続されている。充電器３４は、バッテリ３６に接続されており、商用電源ＡＣによりバッテリ３６を充電する。バッテリ３６はインバータ３８を介して切換器４０の一方の入力側に接続されている。切換器４０の他方の入力側は、ＡＣプラグ３２に接続されている。
【００２７】
ＡＣコントローラ４２は、スイッチ４４、インタフェース４６、及び制御回路４８を含んでいる。ＡＣコントローラ４２のインタフェース４６にはＡＣプラグ３２が接続されている。このインタフェース４６は、ＡＣプラグ３２が商用電源ＡＣに接続され、商用電力がＵＰＳ３０に供給されるときにハイレベル信号を出力し、非供給のときにローレベル信号を出力する構成になっている。インタフェース４６の出力側は後述する制御回路４８に接続されている。
【００２８】
制御回路４８には、スイッチ４４が接続されると共に、コンピュータ本体１４に含まれる通信インタフェース２０に通信ケーブル２４により接続されている。スイッチ４４は、電源オンオフ指示のためのスイッチであり、本実施の形態ではスイッチ４４の押圧時にハイレベルのパルス信号を出力する構成になっている。
【００２９】
図１に示すように、制御回路４８は、インタフェース４６の出力側に接続されて商用電源ＡＣからの電力供給状態を表す信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）が入力される端子５０、スイッチ４４の電源オン時のオン信号（ＳＷ＿ＯＮ）が入力される端子５２、電源オフ時のオフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）が入力される端子５４、及び通信インタフェース２０からシャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）が入力される端子５６を、入力側端子として備えている。
【００３０】
信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）が入力される端子５０は、ＮＯＲ回路６２の一方の入力側に接続され、ＮＯＲ回路６２の他方の入力側は、インバータ５８を介してオフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）が入力される端子５４に接続される。オン信号（ＳＷ＿ＯＮ）が入力される端子５２はフリップフロップ回路６４の入力側（Ｓ）に接続され、フリップフロップ回路６４のリセット側（Ｒ）は、ＮＯＲ回路６２の出力側が接続される。フリップフロップ回路６４の出力側（Ｑ）は、信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）を出力するための出力側端子である端子７２に接続される。端子７２から出力される信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）は、スイッチ４４により電源オンまたは電源オフの指示がなされたことを表す信号である。この信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）は、通信ケーブル２４を介して通信インタフェース２０へ出力される。
【００３１】
フリップフロップ回路６４の出力側（Ｑ）は、フリップフロップ回路６６の入力側（ＣＫ）に接続されている。また、フリップフロップ回路６４の出力側（Ｑ）は、ＯＲ回路６８の一方の入力側に接続され、ＯＲ回路６８の他方の入力側はフリップフロップ回路６６の出力側（Ｑ）に接続されている。このＯＲ回路６８の出力側は、信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）を出力するための出力側端子である端子７４に接続される。この信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）は、ＰＣ１２が電力供給を必要とする時間ハイレベル状態を維持する信号である。この端子７４は、特に接続する部位はなく、後に説明する作動についてわかりやすくするために便宜上設けたものである。
【００３２】
フリップフロップ回路６６の出力側（Ｑ）は、ＡＮＤ回路７０の一方の入力側に接続されている。ＡＮＤ回路７０の他方の入力側は、インバータ６０を介して信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）が入力される端子５０に接続されている。ＡＮＤ回路７０の出力側は、信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）を出力するための出力側端子である端子７６に接続される。端子７６から出力される信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）は、切換器４０により商用電源ＡＣからの電力供給またはバッテリ３６からの電力供給を切り換えるための信号である。この信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）がハイレベル信号のとき切換器４０はバッテリ３６からの電力供給に切り換え、ローレベル信号のとき切換器４０は商用電源ＡＣからの電力供給に切り換える。
【００３３】
上記信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）、オン信号（ＳＷ＿ＯＮ）及びオフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）により信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）を出力するまでのこう性は、本発明の出力手段に相当する。また、ＡＮＤ回路７０は、本発明の生成手段に相当する。また、シャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）により商用電源ＡＣからの電力供給またはバッテリ３６からの電力供給を切り換える信号を生成するための一部を担うフリップフロップ回路６６は、本発明の検知手段に相当する。また、制御回路４８は、本発明のバックアップ電源モジュールに相当し、ＵＰＳ３０は、本発明のバックアップ電源装置に相当する。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。まず、ＵＰＳ３０のＡＣプラグ３２が商用電源ＡＣに接続されると、ＡＣ電力は、充電器３４に供給され、バッテリ３６が充電される。この時間をｔ０とすると、ＡＣコントローラ４２では、インタフェース４６によりハイレベル信号が生成出力される。これにより、信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）がハイレベル信号として端子５０から入力される。ここでは、スイッチ４４により電源オンまたは電源オフの指示がなされていないので、オン信号（ＳＷ＿ＯＮ）またはオフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）は出力されない。従って、フリップフロップ回路６４の入力側（Ｓ）は、ローレベルで、リセット側（Ｒ）のみが信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）によりハイレベルとなり、フリップフロップ回路６４の出力側（Ｑ）がローレベルとなる。
【００３５】
また、通信インタフェース２０からシャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）も入力されないので、フリップフロップ回路６６の入力側（ＣＫ）及びリセット側（Ｒ）がローレベルであり、フリップフロップ回路６６の出力側（Ｑ）もローレベルとなる。従って、ＯＲ回路６８及びＡＮＤ回路７０の各々の入力側は全てローレベルであり、出力もローレベルである。これによって、図５（Ａ）に示す信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）、図５（Ｂ）に示す信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）、及び図５（Ｄ）に示す信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）の各信号は、全てローレベルである。充電器３４は、ＡＣプラグ３２が商用電源ＡＣに接続されている限り、ＡＣ電力を受け取るようになっており、従って時間ｔ０でバッテリ３６の充電が始まっているが、安全を図るならば、スイッチ４４と連動するスイッチをＡＣプラグ３２と充電器３４との間に設けておいてもよい。
【００３６】
ここでは、切換器４０にはローレベル信号による商用電源ＡＣが選択可能な状態とされ、ＰＣ１２へ商用電源ＡＣによる電力供給が可能な状態に設定される。
【００３７】
スイッチ４４の押圧により、電源オン指示がなされると（時間ｔ１）、オン信号（ＳＷ＿ＯＮ）が端子５２に供給されて、フリップフロップ回路６４は、出力側（Ｑ）がハイレベルとなる。これにより、フリップフロップ回路６６も、出力側（Ｑ）がハイレベルとなる。従って、ＯＲ回路６８の入力側にハイレベル信号が入力されて出力側がハイレベルとなる。また、ＡＮＤ回路７０の一方の入力側すなわち信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）のインバータ出力がローレベルであるので、ＡＮＤ回路７０の出力側はローレベルを維持する。これによって、図５（Ａ）に示す信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）、及び図５（Ｂ）に示す信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）がハイレベルとなり、図５（Ｄ）に示す信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）のみローレベルとなる。
【００３８】
この場合、ＰＣ１２へオン信号が出力されて、ＰＣ１２において電源投入によるシステム起動処理が開始される。つまり切換器４０で選択されている商用電源ＡＣによる電力供給がＰＣ１２へなされる。また、この時点では、図５（Ｃ）に示すように、バッテリ３６の充電がなされる。
【００３９】
次に、スイッチ４４の押圧により、電源オフ指示がなされると（時間ｔ２）、オフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）が端子５４に供給され、フリップフロップ回路６４がリセットされて、出力側（Ｑ）がローレベルとなるが、フリップフロップ回路６６では、出力側（Ｑ）がハイレベルを維持する。すなわち、ＰＣ１２からシャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）が入力されるまで状態を維持する。シャットダウン信号が入力されると、ＯＲ回路６８の出力側がローレベルとなり、また、ＡＮＤ回路７０の出力側はローレベルを維持する。これによって、図５（Ａ）に示すように、信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）はロ−レベル、図５（Ｂ）に示すように、信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）はハイレベルとなる。そして、図５（Ｄ）に示すように、信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）はローレベルを維持する。
【００４０】
この場合、ＰＣ１２へオフ信号が出力されて、ＰＣ１２において電源遮断処理がシステムにより開始される。ＰＣ１２において電源遮断処理が終了すると、ＰＣ１２は、シャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）を出力し、これにより、フリップフロップ回路６６の出力側（Ｑ）がローレベルになり、電力供給を終了する。この電源遮断処理中は、切換器４０で選択されている商用電源ＡＣによる電力供給がＰＣ１２へなされており、バッテリ３６の電力供給に切り替わることはない。
【００４１】
ところで、従来のＵＰＳでは、電源オフ指示がなされた時点（時間ｔ２）において、商用電源ＡＣによる電源供給を遮断すると、図５（Ｃ）に示すように、バッテリ３６の放電が開始され、電源遮断処理が終了するまで、バッテリ３６からの電力供給で作動することになる。このため、バッテリ３６の充電及び放電がスイッチのオンオフにより繰り返されることになり、バッテリ３６の寿命を短くさせる要因となっていた。
【００４２】
一方、本実施の形態では、電源遮断処理が終了するまで、商用電源ＡＣからの電力供給で作動することを維持しており、バッテリ３６による電力供給に切り替わることがない。このため、放電の代わりに充電が継続され、バッテリの寿命を延命化させることができる（図５（Ｅ）参照）。この電源遮断処理が終了するまでの時間は、本発明の電力の遮断状態に移行するまでの通電状態である時間に相当する。すなわち、ＰＣ１２へオフ信号が出力されて電源遮断処理が終了まで（ＰＣ１２がシャットダウン信号を出力するまで）の時間Ｔ（図５）は本発明の遮断状態に移行するまでの通電状態に相当し、特に、時間Ｔは遮断状態の移行時間である。
【００４３】
同様に、スイッチ４４の押圧により、電源オン指示がなされると（時間ｔ３）、ＰＣ１２へオン信号が出力されて、ＰＣ１２において電源投入によるシステム起動処理が開始され、バッテリ３６の充電がなされる。そして、スイッチ４４の押圧により、電源オフ指示がなされると（時間ｔ４）、ＰＣ１２へオフ信号が出力されて、ＰＣ１２において電源遮断処理がシステムにより開始され、電源遮断処理が終了するまで、切換器４０で選択されている商用電源ＡＣによる電力供給がＰＣ１２へなされ、バッテリ３６の電力供給に切り替わることはない。
【００４４】
次に、停電等のように商用電源ＡＣの供給が遮断される場合を説明する。スイッチ４４の押圧により、電源オン指示がなされると（時間ｔ５）、上記と同様に、ＰＣ１２へオン信号が出力されて、ＰＣ１２において電源投入によるシステム起動処理が開始され、バッテリ３６の充電がなされる。そして、スイッチ４４による電源オフ指示以前に商用電源ＡＣの供給が遮断されると（時間ｔ６）、信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）のインバータ出力がハイレベルになるので、ＡＮＤ回路７０の入力側は共にハイレベルとなり、出力側はハイレベルとなる。これによって、図５（Ｄ）に示すように、信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）がハイレベルとなる。従って、ＰＣ１２において開始された電源遮断処理が終了するまで、ＰＣ１２に対しては、切換器４０は商用電源ＡＣによる電力供給からバッテリ３６の電力供給に切り替わる。
【００４５】
このように、本実施の形態では、従来、バッテリ３６の放電による電力供給に依存していた電源オフ指示以降の電力供給を、ＰＣ１２からシャットダウン信号が入力されるまですなわちＰＣ１２において電源遮断処理が終了するまで、商用電源ＡＣによる電力供給を維持できるので、バッテリ３６の電力供給に頻繁に切り替わることがない。このため、バッテリの充電および放電の回数を大幅に削減することができ、バッテリの寿命を向上させることができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、ＰＣ１２から入力されたシャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タイマを用いて、電源遮断処理が終了するまでの時間に対応する一定時間だけ商用電源ＡＣによる電力供給を維持させてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、商用電源ＡＣからの電力をＰＣ１２へ供給した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、整流器３９を備えて、インバータ３７が上記切換器４０の機能を有するように構成し、商用電源ＡＣからの電力を整流器３９で整流してインバータ３７へ出力し、インバータ出力をＰＣ１２へ供給するようにしてもよい。この場合、一定時間を計測するためのタイマは、本発明の計測手段に相当する。
【００４８】
なお、本発明は、ＯＳからシャットダウン信号が出力される場合を説明したが、シャットダウン信号を出力しない他のＯＳにも、本発明は適用可能である。この場合、アプリケーションプログラムによってシャットダウン信号を出力するようにすればよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、生成手段によって、電子機器が電力の遮断状態に移行するまでの通電状態でかつ交流入力が非入力状態であるときに、バッテリによる電力供給を選択させる選択信号を生成するので、交流入力をバックアップするためのバッテリの寿命を低下させることがない、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るＡＣコントローラの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】 無停電電源装置とデスクトップ型ＰＣを含むコンピュータシステムの外観図である。
【図３】 本実施の形態に係る無停電電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】 本実施の形態に係る無停電電源装置の概略構成の他例を示すブロック図である。
【図５】 本実施の形態に係る無停電電源装置の作動を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０ コンピュータシステム
１２ パーソナルコンピュータ
１４ コンピュータ本体
２０ 通信インタフェース
２２ プラグ
２４ 通信ケーブル
３２ プラグ
３４ 充電器
３６ バッテリ
３７ インバータ（切換器）
３８ インバータ
４０ 切換器
４２ ＡＣコントローラ
４４ スイッチ
４６ インタフェース
４８ 制御回路
６４ フリップフロップ回路
６６ フリップフロップ回路
６８ ＯＲ回路
７０ ＡＮＤ回路
ＡＣ 商用電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックアップ電源モジュール、バックアップ電源装置及びコンピュータに係り、特に、交流入力が遮断されたときに、前記交流入力により充電されたバッテリの電力を電子機器へ供給するバックアップ電源を制御するバックアップ電源モジュール、それを備えたバックアップ電源装置、及びバッテリから供給された電力を利用するコンピュータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）には、ＰＣの現在の電源状態を記憶するための内部レジスタの操作を含むＰＣの電源状態の管理を行うロジック（以下「ステートマシーン(State Machine)」という）が搭載されたチップ（以下「コアチップ」という）が設けられる場合が多くなってきており、その場合は、電源のオンオフを含むＰＣの電源状態の管理はコアチップのステートマシーンによって行われる。コアチップのステートマシーンとのインタフェース（Ｉ／Ｆ）は標準化されており、ＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface）の規格に準拠したＰＣでは、ステートマシーンとのＩ／Ｆの制御がオペレーティングシステム（ＯＳ）によって管理されている。ＰＣの電源オフは、ＯＳが電源オフに関連する種々の終了処理を行った後に、電源部に対しステートマシーンを介して電源オフを指令することによって成される。
【０００３】
従って、通常、ＰＣでは、電源スイッチのオンオフで直接電源投入または電源遮断するのではなく、ＯＳや電源スイッチのオンオフ操作により、電源オン指定または電源オフ指令が生成されて、電源投入を含む起動処理または電源遮断処理を含む終了処理を行っている。
【０００４】
しかしながら、ＰＣへ電力を供給する電源は、諸事情による電源障害により、遮断されたり不安定になったりする。例えば、諸事情による電源障害には、人為的ミス、周辺の電源事情の影響、及び自然災害がある。人為的ミスの一例には、電源スイッチの誤操作、ＡＣプラグの離脱、機器の過電流等によるブレーカの動作、漏電ブレーカの動作などが挙げられる。周辺の電源事情の影響には、電源電圧の低下や電源ノイズが挙げられ、自然災害には落雷による停電や配線経路切換による停電が挙げられる。
【０００５】
このような、電源障害が発生すると、ＰＣへの電力供給が遮断され、電源状態の管理をＯＳやアプリケーション・プログラムなどのソフトウェアで行っている場合、そのソフトウェアの一部が破壊されることがある。ソフトウェア、特に、ＯＳやＯＳが管理するデータやファイルが破壊されると、ＰＣを起動することが困難になることがあり、復旧に膨大な時間を必要とする場合もある。このため、停電時の電力供給をバックアップするために、無停電電源装置（ＵＰＳ）を接続するＰＣが増加している。このＵＰＳでは、停電時に自動的にＰＣを電源遮断状態へ移行させる機能を有するものもある。
【０００６】
ところで、ＵＰＳを用いた場合、ＡＣプラグの離脱や電源スイッチのオンオフ操作による電源供給源自体のオンオフがなされると、ＵＰＳに内蔵されたバッテリを使用することになり、バッテリは放電を開始する。このように、ＵＰＳに内蔵されたバッテリを使用するときに、ＡＣプラグの離脱や電源スイッチのオンオフ操作でバッテリの充電と放電との切換が増加し、バッテリ自体の寿命が短くなる。このため、ＡＣプラグがＡＣコンセントから離脱されたことを検知したりリモートスイッチの作動を検知したりして、バッテリの放電を停止させる技術が提案されている（特開平８−２５１８３７号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＰＣはＯＳや電源スイッチのオフ操作で電源オフ指令が生成されて終了処理の後に電源遮断処理を行っているが、電源スイッチのオフ操作から電源遮断までには、所定の時間を必要とする。この所定時間の間は、ＰＣに常時電力供給が必要であるので、電源スイッチのオフ操作の後に単にバッテリの放電を停止させたのでは、電源遮断処理に支障をきたす場合がある。
【０００８】
また、ＵＰＳを用いて、電源スイッチのオフ操作の後に、ＵＰＳに内蔵されたバッテリを使用することでは、上述のように、バッテリの充電と放電との切換が増加し、バッテリ自体の寿命が短くなる。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、交流入力をバックアップするためのバッテリの寿命を低下させることのないバックアップ電源モジュール、それを備えたバックアップ電源装置、及びバッテリから供給された電力を利用するコンピュータを得ることが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバックアップ電源モジュールは、交流入力が遮断されたときに、交流入力により充電されたバッテリの電力を電子機器へ供給するバックアップ電源を制御する。このバックアップ電源モジュールは、生成手段を含んでいる。生成手段は、電子機器が電力の遮断状態に移行するまでの通電状態でかつ、交流入力が非入力状態であるときに、バッテリによる電力供給を選択させる選択信号を生成する。この選択信号によって、電子機器が電力遮断状態で交流入力もないときにのみバッテリによる電力供給が選択される。
【００１１】
コンピュータ等の電力の遮断状態に移行する電子機器には、電源遮断の指示から実際に電源を遮断するまでに一定の時間を必要とするものがある。この一定の時間を必要とする時間内は、交流入力に代えて電子機器へ電力を供給するバックアップ電源であるバッテリによる電力供給より、通電状態として、交流入力を継続的に行うことが好ましい。このような正常な通電状態であっても交流入力からバッテリに切り換えると、バッテリの切換頻度が増加して寿命を低下させる。このため、本発明では、電子機器が電力を必要とする通電状態で交流入力もないときにのみバッテリによる電力供給が選択されるので、交流入力をバックアップするためのバッテリの寿命を低下させることがない。
【００１２】
前記バックアップ電源モジュールは、前記電子機器へ電力の供給または遮断を指示する指示信号を出力する出力手段をさらに備えることができる。この出力手段から出力された指示信号によって、電子機器は、例えばＯＳによってなされる電源投入による起動処理や電源遮断処理へと移行することができる。
【００１３】
前記生成手段は、前記電子機器が電力の遮断状態に移行したことを表す信号を検知する検知手段を含み、前記検知手段の検知結果及び前記交流入力の非入力状態であることに基づいて、前記選択信号を生成することができる。コンピュータ等の電力の遮断状態に移行する電子機器は、電力の遮断状態に移行したことを表す情報をＯＳの指示や予め定めたシーケンスにより出力する場合がある。この情報を検知すれば、電子機器が通電状態のうち、遮断状態に移行したことを確実に検知でき、適切な時間だけ電子機器へ電力を供給でき、電力消費を軽減することができる。
【００１４】
前記生成手段は、前記電子機器の電力遮断状態への移行に相当する予め定めた所定時間を計測する計測手段を含み、前記計測手段の計測結果及び前記交流入力の非入力状態であることに基づいて、前記選択信号を生成することができる。コンピュータ等の電力の遮断状態に移行する電子機器では、電力の供給が必要な通電状態で遮断状態に移行するまでの時間が統計的に計算できたり予め既知の場合がある。この場合、電子機器の電力遮断状態への移行に相当する予め定めた所定時間を計測すれば、外部からの信号入力等を必要とすることなく、電子機器が電力の遮断状態に移行したことを検知でき、適切な時間だけ電子機器へ電力を供給でき、電力消費を軽減することができる。
【００１５】
前記出力手段は、前記電子機器へ電力の供給または遮断を指示するスイッチの作動に基づいて前記電子機器へ電力の供給または遮断を表す指示信号を出力することができる。このスイッチには、電源スイッチ等の指示装置からの指示信号を出力するものがあり、出力手段から出力された指示信号によって、電子機器は、例えばＯＳによってなされる電源投入による起動処理や電源遮断処理へと移行することができる。
【００１６】
前記電子機器の一例には、コンピュータを採用することができる。すなわち、近年コンピュータでは、電源スイッチ等の作動で即時電源投入したり、電源遮断したりするのではなく、電源投入による起動処理や電源遮断処理を伴うものが増加している。このように、起動処理や電源遮断処理を伴うコンピュータに、バックアップ電源モジュールを含む装置を用いることで、コンピュータの電源オフ指令がなされたときに、バッテリの寿命を低下させることなく消費電力を低減でき、適切な処理を実施できるコンピュータを提供できる。
【００１７】
本発明のバックアップ電源装置は、前記バックアップ電源モジュールと、前記電子機器に電力供給可能に接続されたバッテリと、前記交流入力によりバッテリを充電する充電器と、前記選択信号に基づいて、前記電子機器へ供給する電力を、前記交流入力による電力または前記バッテリによる電力に切り換える切換手段と、を備えている。コンピュータ等の電子機器は、交流入力による電源の供給が一般的であり、停電等の場合には交流入力による電源供給を、バックアップ電源装置によりバックアップする。バックアップ電源装置は、バッテリを含んでおり、充電器によって充電する。前記のように、選択信号が、バッテリによる電力供給を選択させることを表す場合に、切換手段は、交流入力による電力供給からバッテリによる電力に切り換える。これによって、コンピュータ等の電子機器が電力遮断状態で交流入力もなく、電力供給が必要なときにのみバッテリによる電力供給が選択される。また、電力供給が必要な場合の通電状態では、交流入力による電力供給を行え、バッテリに切り換えられることがない。このため、バッテリの寿命を低下させることもない。
【００１８】
前記バックアップ電源装置は、交流入力を整流する整流器をさらに備え、交流入力を整流した電力を前記電子機器へ供給することができる。電子機器は、交流入力が直接接続されるのではなく、直流電力の供給が要求される場合がある。この場合、交流入力を整流する整流器をさらに備え、交流入力を整流した電力を電子機器へ供給することで、達成できる。
【００１９】
前記のバックアップ電源装置は、コンピュータに含ませることにより、コンピュータ単体で、電源をバックアップする機能を有するコンピュータを提供することができる。
【００２０】
また、本発明に係るコンピュータとしては、例えばＡＣＰＩの規格に準拠したコンピュータが好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図２には、本発明を実現するのに適した無停電電源（ＵＰＳ）３０と、典型的なパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１２から成るコンピュータシステム１０の概略構成を示した。本発明を実現するＰＣ１２の一例は、ＯＡＤＧ（PC Open Architecture Developer's Group）仕様に準拠し、オペレーティングシステム（ＯＳ）として米マイクロソフト社の”Ｗｉｎｄｏｗｓ９８”、”ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ”、若しくは”Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００”又は米ＩＢＭ社の”ＯＳ／２”を搭載したデスクトップ型のＰＣ１２である。以下、コンピュータシステム１０の各部について説明する。なお、ＰＣ１２は、汎用的かつ一般的なハードウェア構成であるため、詳細な説明を省略し、主要な機能を説明する。
【００２２】
コンピュータシステム１０のＰＣ１２は、コンピュータ本体１４、ＣＲＴ１６、及びキーボード１８を含んで構成されている。コンピュータ本体１４は、ＣＰＵを備えており、ＯＳの制御下で、各種プログラムを実行する。このＣＰＵは、例えば米インテル社製のＣＰＵチップ”Ｐｅｎｔｉｕｍ”、”ＭＭＸテクノロジＰｅｎｔｉｕｍ”、”Ｐｅｎｔｉｕｍ Ｐｒｏ”や、ＡＭＤ社等の他社製のＣＰＵでも良いし、ＩＢＭ社製の”ＰｏｗｅｒＰＣ”でも良い。ＣＰＵには、自身の外部ピンに直結されたプロセッサ直結バスとしてのＦＳ（FrontSide）バス、高速のＩ／Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス、及び低速のＩ／Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ（Industry Standard Architecture）バスを介して、各種のハードウェア構成要素と相互接続される。ハードウェア構成の一例に、他の装置と通信するためのＲＳ−２３２Ｃ通信プロトコルに準拠した通信インタフェース２０がある。
【００２３】
なお、上記各種プログラムとは、Ｗｉｎｄｏｗｓ９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００、ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ等のＯＳ、周辺機器類をハードウェア操作するための各種デバイスドライバ、特定業務に向けられたアプリケーションプログラムや、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System：キーボードやフロッピーディスクドライブ等の各ハードウェアの入出力操作を制御するためのプログラム）の一部分）等のファームウェアを含むものである。
【００２４】
また、各種のハードウェア構成要素には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の外部記憶装置を含んでいる。また、ＣＤ−ＲＯＭドライブの代わりに、ＤＶＤ（Digital Video Disc又はDigital Versatile Disc）ドライブのような他のタイプの装置を含む場合もある。また、ＰＣ１２にはＵＳＢポートが設けられる場合もあり、このＵＳＢポートは、例えばＰＣ１２本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタと接続される。
【００２５】
コンピュータ本体１４は、電力を授かるためのＡＣプラグ２２を有しており、ＡＣプラグ２２はＵＰＳ３０に接続されている。ＵＰＳ３０はＡＣプラグ３２を備えており、商用電源ＡＣに接続される。これによって、商用電源ＡＣから、またはＵＰＳ３０に内蔵のバッテリ３６からＰＣ１２へ電力が供給される（詳細は後述）。また、ＰＣ１２のコンピュータ本体１４の通信インタフェース２０とＵＰＳ３０とは通信ケーブル２４により各種の信号を送受可能に接続されている。また、ＵＰＳ３０は、電源スイッチ４４も備えている。
【００２６】
図３に示すように、ＵＰＳ３０は、ＡＣプラグ３２、充電器３４、バッテリ３６、インバータ３８、切換器４０、及びＡＣコントローラ４２から構成されている。ＡＣプラグ３２は、充電器３４、切換器４０、及びＡＣコントローラ４２に接続されている。充電器３４は、バッテリ３６に接続されており、商用電源ＡＣによりバッテリ３６を充電する。バッテリ３６はインバータ３８を介して切換器４０の一方の入力側に接続されている。切換器４０の他方の入力側は、ＡＣプラグ３２に接続されている。
【００２７】
ＡＣコントローラ４２は、スイッチ４４、インタフェース４６、及び制御回路４８を含んでいる。ＡＣコントローラ４２のインタフェース４６にはＡＣプラグ３２が接続されている。このインタフェース４６は、ＡＣプラグ３２が商用電源ＡＣに接続され、商用電力がＵＰＳ３０に供給されるときにハイレベル信号を出力し、非供給のときにローレベル信号を出力する構成になっている。インタフェース４６の出力側は後述する制御回路４８に接続されている。
【００２８】
制御回路４８には、スイッチ４４が接続されると共に、コンピュータ本体１４に含まれる通信インタフェース２０に通信ケーブル２４により接続されている。スイッチ４４は、電源オンオフ指示のためのスイッチであり、本実施の形態ではスイッチ４４の押圧時にハイレベルのパルス信号を出力する構成になっている。
【００２９】
図１に示すように、制御回路４８は、インタフェース４６の出力側に接続されて商用電源ＡＣからの電力供給状態を表す信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）が入力される端子５０、スイッチ４４の電源オン時のオン信号（ＳＷ＿ＯＮ）が入力される端子５２、電源オフ時のオフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）が入力される端子５４、及び通信インタフェース２０からシャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）が入力される端子５６を、入力側端子として備えている。
【００３０】
信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）が入力される端子５０は、ＮＯＲ回路６２の一方の入力側に接続され、ＮＯＲ回路６２の他方の入力側は、インバータ５８を介してオフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）が入力される端子５４に接続される。オン信号（ＳＷ＿ＯＮ）が入力される端子５２はフリップフロップ回路６４の入力側（Ｓ）に接続され、フリップフロップ回路６４のリセット側（Ｒ）は、ＮＯＲ回路６２の出力側が接続される。フリップフロップ回路６４の出力側（Ｑ）は、信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）を出力するための出力側端子である端子７２に接続される。端子７２から出力される信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）は、スイッチ４４により電源オンまたは電源オフの指示がなされたことを表す信号である。この信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）は、通信ケーブル２４を介して通信インタフェース２０へ出力される。
【００３１】
フリップフロップ回路６４の出力側（Ｑ）は、フリップフロップ回路６６の入力側（ＣＫ）に接続されている。また、フリップフロップ回路６４の出力側（Ｑ）は、ＯＲ回路６８の一方の入力側に接続され、ＯＲ回路６８の他方の入力側はフリップフロップ回路６６の出力側（Ｑ）に接続されている。このＯＲ回路６８の出力側は、信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）を出力するための出力側端子である端子７４に接続される。この信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）は、ＰＣ１２が電力供給を必要とする時間ハイレベル状態を維持する信号である。この端子７４は、特に接続する部位はなく、後に説明する作動についてわかりやすくするために便宜上設けたものである。
【００３２】
フリップフロップ回路６６の出力側（Ｑ）は、ＡＮＤ回路７０の一方の入力側に接続されている。ＡＮＤ回路７０の他方の入力側は、インバータ６０を介して信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）が入力される端子５０に接続されている。ＡＮＤ回路７０の出力側は、信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）を出力するための出力側端子である端子７６に接続される。端子７６から出力される信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）は、切換器４０により商用電源ＡＣからの電力供給またはバッテリ３６からの電力供給を切り換えるための信号である。この信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）がハイレベル信号のとき切換器４０はバッテリ３６からの電力供給に切り換え、ローレベル信号のとき切換器４０は商用電源ＡＣからの電力供給に切り換える。
【００３３】
上記信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）、オン信号（ＳＷ＿ＯＮ）及びオフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）により信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）を出力するまでのこう性は、本発明の出力手段に相当する。また、ＡＮＤ回路７０は、本発明の生成手段に相当する。また、シャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）により商用電源ＡＣからの電力供給またはバッテリ３６からの電力供給を切り換える信号を生成するための一部を担うフリップフロップ回路６６は、本発明の検知手段に相当する。また、制御回路４８は、本発明のバックアップ電源モジュールに相当し、ＵＰＳ３０は、本発明のバックアップ電源装置に相当する。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。まず、ＵＰＳ３０のＡＣプラグ３２が商用電源ＡＣに接続されると、ＡＣ電力は、充電器３４に供給され、バッテリ３６が充電される。この時間をｔ０とすると、ＡＣコントローラ４２では、インタフェース４６によりハイレベル信号が生成出力される。これにより、信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）がハイレベル信号として端子５０から入力される。ここでは、スイッチ４４により電源オンまたは電源オフの指示がなされていないので、オン信号（ＳＷ＿ＯＮ）またはオフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）は出力されない。従って、フリップフロップ回路６４の入力側（Ｓ）は、ローレベルで、リセット側（Ｒ）のみが信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）によりハイレベルとなり、フリップフロップ回路６４の出力側（Ｑ）がローレベルとなる。
【００３５】
また、通信インタフェース２０からシャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）も入力されないので、フリップフロップ回路６６の入力側（ＣＫ）及びリセット側（Ｒ）がローレベルであり、フリップフロップ回路６６の出力側（Ｑ）もローレベルとなる。従って、ＯＲ回路６８及びＡＮＤ回路７０の各々の入力側は全てローレベルであり、出力もローレベルである。これによって、図５（Ａ）に示す信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）、図５（Ｂ）に示す信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）、及び図５（Ｄ）に示す信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）の各信号は、全てローレベルである。充電器３４は、ＡＣプラグ３２が商用電源ＡＣに接続されている限り、ＡＣ電力を受け取るようになっており、従って時間ｔ０でバッテリ３６の充電が始まっているが、安全を図るならば、スイッチ４４と連動するスイッチをＡＣプラグ３２と充電器３４との間に設けておいてもよい。
【００３６】
ここでは、切換器４０にはローレベル信号による商用電源ＡＣが選択可能な状態とされ、ＰＣ１２へ商用電源ＡＣによる電力供給が可能な状態に設定される。
【００３７】
スイッチ４４の押圧により、電源オン指示がなされると（時間ｔ１）、オン信号（ＳＷ＿ＯＮ）が端子５２に供給されて、フリップフロップ回路６４は、出力側（Ｑ）がハイレベルとなる。これにより、フリップフロップ回路６６も、出力側（Ｑ）がハイレベルとなる。従って、ＯＲ回路６８の入力側にハイレベル信号が入力されて出力側がハイレベルとなる。また、ＡＮＤ回路７０の一方の入力側すなわち信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）のインバータ出力がローレベルであるので、ＡＮＤ回路７０の出力側はローレベルを維持する。これによって、図５（Ａ）に示す信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）、及び図５（Ｂ）に示す信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）がハイレベルとなり、図５（Ｄ）に示す信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）のみローレベルとなる。
【００３８】
この場合、ＰＣ１２へオン信号が出力されて、ＰＣ１２において電源投入によるシステム起動処理が開始される。つまり切換器４０で選択されている商用電源ＡＣによる電力供給がＰＣ１２へなされる。また、この時点では、図５（Ｃ）に示すように、バッテリ３６の充電がなされる。
【００３９】
次に、スイッチ４４の押圧により、電源オフ指示がなされると（時間ｔ２）、オフ信号（ＳＷ＿ＯＦＦ）が端子５４に供給され、フリップフロップ回路６４がリセットされて、出力側（Ｑ）がローレベルとなるが、フリップフロップ回路６６では、出力側（Ｑ）がハイレベルを維持する。すなわち、ＰＣ１２からシャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）が入力されるまで状態を維持する。シャットダウン信号が入力されると、ＯＲ回路６８の出力側がローレベルとなり、また、ＡＮＤ回路７０の出力側はローレベルを維持する。これによって、図５（Ａ）に示すように、信号（ＡＣ＿ＯＮ／ＯＦＦ）はロ−レベル、図５（Ｂ）に示すように、信号（ＰＣ ＰＯＷＥＲ）はハイレベルとなる。そして、図５（Ｄ）に示すように、信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）はローレベルを維持する。
【００４０】
この場合、ＰＣ１２へオフ信号が出力されて、ＰＣ１２において電源遮断処理がシステムにより開始される。ＰＣ１２において電源遮断処理が終了すると、ＰＣ１２は、シャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）を出力し、これにより、フリップフロップ回路６６の出力側（Ｑ）がローレベルになり、電力供給を終了する。この電源遮断処理中は、切換器４０で選択されている商用電源ＡＣによる電力供給がＰＣ１２へなされており、バッテリ３６の電力供給に切り替わることはない。
【００４１】
ところで、従来のＵＰＳでは、電源オフ指示がなされた時点（時間ｔ２）において、商用電源ＡＣによる電源供給を遮断すると、図５（Ｃ）に示すように、バッテリ３６の放電が開始され、電源遮断処理が終了するまで、バッテリ３６からの電力供給で作動することになる。このため、バッテリ３６の充電及び放電がスイッチのオンオフにより繰り返されることになり、バッテリ３６の寿命を短くさせる要因となっていた。
【００４２】
一方、本実施の形態では、電源遮断処理が終了するまで、商用電源ＡＣからの電力供給で作動することを維持しており、バッテリ３６による電力供給に切り替わることがない。このため、放電の代わりに充電が継続され、バッテリの寿命を延命化させることができる（図５（Ｅ）参照）。この電源遮断処理が終了するまでの時間は、本発明の電力の遮断状態に移行するまでの通電状態である時間に相当する。すなわち、ＰＣ１２へオフ信号が出力されて電源遮断処理が終了まで（ＰＣ１２がシャットダウン信号を出力するまで）の時間Ｔ（図５）は本発明の遮断状態に移行するまでの通電状態に相当し、特に、時間Ｔは遮断状態の移行時間である。
【００４３】
同様に、スイッチ４４の押圧により、電源オン指示がなされると（時間ｔ３）、ＰＣ１２へオン信号が出力されて、ＰＣ１２において電源投入によるシステム起動処理が開始され、バッテリ３６の充電がなされる。そして、スイッチ４４の押圧により、電源オフ指示がなされると（時間ｔ４）、ＰＣ１２へオフ信号が出力されて、ＰＣ１２において電源遮断処理がシステムにより開始され、電源遮断処理が終了するまで、切換器４０で選択されている商用電源ＡＣによる電力供給がＰＣ１２へなされ、バッテリ３６の電力供給に切り替わることはない。
【００４４】
次に、停電等のように商用電源ＡＣの供給が遮断される場合を説明する。スイッチ４４の押圧により、電源オン指示がなされると（時間ｔ５）、上記と同様に、ＰＣ１２へオン信号が出力されて、ＰＣ１２において電源投入によるシステム起動処理が開始され、バッテリ３６の充電がなされる。そして、スイッチ４４による電源オフ指示以前に商用電源ＡＣの供給が遮断されると（時間ｔ６）、信号（ｌｉｎｅ＿ｏｎ）のインバータ出力がハイレベルになるので、ＡＮＤ回路７０の入力側は共にハイレベルとなり、出力側はハイレベルとなる。これによって、図５（Ｄ）に示すように、信号（ＡＣ＿Ｓｗｉｔｃｈ）がハイレベルとなる。従って、ＰＣ１２において開始された電源遮断処理が終了するまで、ＰＣ１２に対しては、切換器４０は商用電源ＡＣによる電力供給からバッテリ３６の電力供給に切り替わる。
【００４５】
このように、本実施の形態では、従来、バッテリ３６の放電による電力供給に依存していた電源オフ指示以降の電力供給を、ＰＣ１２からシャットダウン信号が入力されるまですなわちＰＣ１２において電源遮断処理が終了するまで、商用電源ＡＣによる電力供給を維持できるので、バッテリ３６の電力供給に頻繁に切り替わることがない。このため、バッテリの充電および放電の回数を大幅に削減することができ、バッテリの寿命を向上させることができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、ＰＣ１２から入力されたシャットダウン信号（Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ＣＯＭＰ）を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タイマを用いて、電源遮断処理が終了するまでの時間に対応する一定時間だけ商用電源ＡＣによる電力供給を維持させてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、商用電源ＡＣからの電力をＰＣ１２へ供給した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、整流器３９を備えて、インバータ３７が上記切換器４０の機能を有するように構成し、商用電源ＡＣからの電力を整流器３９で整流してインバータ３７へ出力し、インバータ出力をＰＣ１２へ供給するようにしてもよい。この場合、一定時間を計測するためのタイマは、本発明の計測手段に相当する。
【００４８】
なお、本発明は、ＯＳからシャットダウン信号が出力される場合を説明したが、シャットダウン信号を出力しない他のＯＳにも、本発明は適用可能である。この場合、アプリケーションプログラムによってシャットダウン信号を出力するようにすればよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、生成手段によって、電子機器が電力の遮断状態に移行するまでの通電状態でかつ交流入力が非入力状態であるときに、バッテリによる電力供給を選択させる選択信号を生成するので、交流入力をバックアップするためのバッテリの寿命を低下させることがない、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るＡＣコントローラの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】 無停電電源装置とデスクトップ型ＰＣを含むコンピュータシステムの外観図である。
【図３】 本実施の形態に係る無停電電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】 本実施の形態に係る無停電電源装置の概略構成の他例を示すブロック図である。
【図５】 本実施の形態に係る無停電電源装置の作動を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０ コンピュータシステム
１２ パーソナルコンピュータ
１４ コンピュータ本体
２０ 通信インタフェース
２２ プラグ
２４ 通信ケーブル
３２ プラグ
３４ 充電器
３６ バッテリ
３７ インバータ（切換器）
３８ インバータ
４０ 切換器
４２ ＡＣコントローラ
４４ スイッチ
４６ インタフェース
４８ 制御回路
６４ フリップフロップ回路
６６ フリップフロップ回路
６８ ＯＲ回路
７０ ＡＮＤ回路
ＡＣ 商用電源
Claims (9)
- 交流入力が遮断されたときに、前記交流入力により充電されたバッテリの電力を電子機器へ供給するバックアップ電源を制御するバックアップ電源モジュールにおいて、前記電子機器が電力の遮断状態に移行したことを表す信号を検知する検知手段と、前記電子機器が電力の遮断状態に移行したことを表す前記信号を受領するまで通電状態を維持させ、前記交流入力が遮断された場合に、前記バッテリによる電力供給を選択させるための選択信号を生成する生成手段と
を含むことを特徴とするバックアップ電源モジュール。 - 前記電子機器へ電力の供給または遮断を指示する指示信号を出力する出力手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のバックアップ電源モジュール。
- 前記生成手段は、前記検知手段の検知結果及び前記交流入力の非入力状態であることに基づいて、前記選択信号を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックアップ電源モジュール。
- 前記生成手段は、前記電子機器の電力遮断状態への移行に相当する予め定めた所定時間を計測する計測手段を含み、前記計測手段の計測結果及び前記交流入力の非入力状態であることに基づいて、前記選択信号を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックアップ電源モジュール。
- 前記出力手段は、前記電子機器へ電力の供給または遮断を指示するスイッチの作動に基づいて前記電子機器へ電力の供給または遮断を表す指示信号を出力することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載のバックアップ電源モジュール。
- 前記電子機器は、コンピュータであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のバックアップ電源モジュール。
- 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のバックアップ電源モジュールと、前記電子機器に電力供給可能に接続されたバッテリと、前記交流入力によりバッテリを充電する充電器と、前記選択信号に基づいて、前記電子機器へ供給する電力を、前記交流入力による電力または前記バッテリによる電力に切り換える切換手段と、を備えたバックアップ電源装置。
- 交流入力を整流する整流器をさらに備え、交流入力を整流した電力を前記電子機器へ供給することを特徴とする請求項７に記載のバックアップ電源装置。
- 請求項７または請求項８に記載のバックアップ電源装置を備えたコンピュータ。
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