(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交流電源部からの交流電圧を直流電圧に変換する電源経路を複数備える電源装置と、該電源装置からの直流電圧を入力とし、内部バッテリに充電するバックアップ電源装置とを備え、前記電源装置から負荷装置に直流電圧を供給する電源システムにおいて、前記電源装置の電源経路が、交流電源部からの交流電圧を直流電圧に変換すると共に自己の異常信号を出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、該ＡＣ／ＤＣコンバータにより変換された直流電圧を所定の電圧に分配すると共に自己の異常信号を出力するＤＣ／ＤＣコンバータとを含み、前記バックアップ電源装置が、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから異常信号が発生した場合、前記バッテリからの電源を、異常信号を出力したＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータへ供給すると共に、負荷装置にＡＣ／ＤＣコンバータ異常を報告することを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記負荷装置がキャッシュメモリ及び磁気ディスクを含む磁気ディスク装置であり、前記バックアップ電源装置は、前記コンバータ異常が発生した場合、前記磁気ディスク装置に対して、前記キャッシュメモリ内データの磁気ディスクへの退避を要求することを特徴とする請求項１記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、信頼性を向上すると共に小型化を行うことができるバックアップ電源装置を含む電源システムに係り、特に複数の負荷装置に対して停電時又は電源異常時に負荷装置に必要な電源を供給することができる電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に近年の電子計算機システムは、例えば磁気ディスク装置を複数接続し、これら磁気ディスク装置に対してデータの記録再生を行うことが行われている。これら磁気ディスク装置は、システムの信頼性の確保のために停電時又は電源異常時においても処理中のデータを破損することなく、再起動時に障害復旧が容易に行う必要があるため、所定時間は電源の供給を維持し、停電時においてもデータを安全に退避することが要求されている。
【０００３】
例えば磁気ディスク装置は、磁気ディスクへのデータの書き込み中やキャッシュメモリ内での処理中に電源がダウンした場合、書込中又はキャッシュメモリ内のデータが消失したり、磁気ヘッドが所定の退避位置に戻れずに結果的に磁気ディスクの破損を招く可能性があるため、停電等が発生した場合であっても所定時間は電源を保持し、データの書き込み及び磁気ヘッドの退避を行う必要があり、このために電源装置に一定時間以上の電源供給機能が必要とされている。
【０００４】
従来技術による電源システムは、図３に示す如く、磁気ディスク１３２と該磁気ディスク１３２の制御等を行う制御回路１３３とデータの一時的保管等を行うキャッシュメモリ１３１とを備える磁気ディスク装置１３０に対し、２系統の電源経路１及び２を持つ電源装置２００と、該電源装置２００の２系統電源経路１及び２に停電又は瞬電が発生した際に電源を所定時間供給する２つの無停電装置２４０及び２４１と、該無停電装置２４０及び２４１各々に電源を供給する２つの交流電源部１５０及び１５１と、前記停電等の発生時に磁気ディスク装置１３０のキャッシュメモリ１３１にデータを保持するための電源を供給する鉛蓄電池を内蔵したバッテリユニット２３０とから構成されている。
【０００５】
前記無停電装置２４０及び２４１は、交流電源部１５０又は１５１の瞬電又は停電時に内蔵するバッテリによって所定時間だけ電源装置２００に電源を供給することにより、磁気ディスク装置１３０のキャッシュメモリ１３１に記憶しているデータを磁気ディスク１３２に書き込む退避処理を行うためのものであり、電源装置２００は、無停電装置２４０及び２４１から出力された交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ２１１及び２２１と、該コンバータ２１１及び２２１により変換された電圧を磁気ディスク装置１３０の構成部位に応じた所定の電圧に変換して個々の部位に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ２１２及び２２２とから構成されている。尚、前記磁気ディスク装置１３０の構成部位に応じた所定の電圧とは、例えばキャッシュメモリ１３１に３．３Ｖ、制御回路１３３に５Ｖ、磁気ディスク１３２に１２Ｖの電圧である。
【０００６】
前記バッテリユニット２３０は、前記交流電源部１５０又は１５１の瞬電又は停電時にキャッシュメモリ１３１に電源を保守員等が対応をとるまでの長時間供給するものであり、図示はしていないが電源装置２００の直流電圧の供給を受けることにより充電が成されるものである。
【０００７】
この様に構成された従来技術による電源システムは、例えば通常の駆動状態では電源経路１及び電源経路２の両経路からの電源を磁気ディスク装置１３０に供給し、一方の経路に停電等の障害が発生した場合は他方の経路のみによって電源を供給する電源経路二重化の機能と、両電源経路に障害が発生した場合は無停電電源装置２４０及び２４１から所定時間の電源供給を維持して磁気ディスク装置１３０がキャッシュメモリ１３１内のデータを磁気ディスク１３２へ退避する時間を確保する機能と、障害発生時にバッテリユニット２３０からの電源をキャッシュメモリ１３１に供給してキャッシュメモリ内データを長時間保持する機能とを備え、電源システムとしての信頼性を確保している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この様に構成された従来技術による電源システムは、システム全体の電源経路の２重化及び所定時間の無停電化を行うと共に、バッテリユニット２３０によるキャッシュメモリ１３１内のデータ保護を行うことができる。しかしながら、この従来システムは、無停電電源装置２４０及び電源装置２００のＡＣ／ＤＣコンバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータが二重構成になるために冗長な機器構成となり、電源システム全体の大型化及び部品点数が増加すると言う不具合があった。また前記従来技術は、交流電源部１５０及び１６０並びに無停電電源装置２４０又は２４１の入力側に障害が発生した場合に前記二重化及び無停電電源装置によって対処することができるものの、１系統に着目した場合、交流電源部の障害にしか対処することができず、無停電電源装置や電源装置のＡＣ／ＤＣコンバータが故障した場合には対処することができないと言う不具合があった。
【０００９】
本発明の目的は、前述の従来技術による不具合を除去することであり、簡易な回路構成で効率を向上すると共に小型化を行うことができるバックアップ電源装置を含む電源システムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、複数の交流電源部からの交流電圧を直流電圧に変換する電源経路を複数備える電源装置と、該電源装置からの直流電圧を入力とし、内部バッテリに充電するバックアップ電源装置とを備え、前記電源装置から負荷装置に直流電圧を供給する電源システムにおいて、前記電源装置の電源経路が、交流電源部からの交流電圧を直流電圧に変換すると共に自己の異常信号を出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、該ＡＣ／ＤＣコンバータにより変換された直流電圧を所定の電圧に分配すると共に自己の異常信号を出力するＤＣ／ＤＣコンバータとを含み、前記バックアップ電源装置が、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから異常信号が発生した場合、前記バッテリからの電源を、異常信号を出力したＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータへ供給すると共に、負荷装置にＡＣ／ＤＣコンバータ異常を報告することを第１の特徴とし、この電源システムにおいて、前記負荷装置がキャッシュメモリ及び磁気ディスクを含む磁気ディスク装置であり、前記バックアップ電源装置は、前記コンバータ異常が発生した場合、前記磁気ディスク装置に対して、前記キャッシュメモリ内データの磁気ディスクへの退避を要求することを第２の特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるバックアップ電源装置を含む電源システムを図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態による電源システムの主な構成を示す図、図２は図１に示した電源システムにおける制御動作を説明するための図である。
【００１２】
図１に示す本実施形態による電源システムは、交流電源部１５０からの交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１１１及び該コンバータ１１１からの直流電圧を所定の電圧に分配するＤＣ／ＤＣコンバータ１１２とから成る第１系電源部１１０と、同様に交流電源部１６０からの交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１２１及び該コンバータ１２１からの直流電圧を所定の電圧に分配するＤＣ／ＤＣコンバータ１２２とから成る第２系電源部１２０とを備える電源装置１００と、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１及び１２１の出力電圧を線路３及び４を介して入力し、内部のニッケル水素電池に充電すると共に停電等の発生時にＤＣ／ＤＣコンバータ１１２又は１２２並びに磁気ディスク装置１３０のキャッシュメモリ１３１に電源を供給するバックアップ電源装置１４０とを備える。尚、本発明によるバックアップ電源装置の蓄電手段はニッケル水素電池に限られるものではない。
【００１３】
前記バックアップ電源装置１４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１の出力電圧を線路３又はＡＣ／ＤＣコンバータ１２１の出力電圧を線路４を介して入力し、内部のニッケル水素電池に充電を行うと共に、第１系電源部１１０又は１２１のＡＣ／ＤＣコンバータ１１１及び１２１及び前段の回路（交流電源部）に障害が発生した場合、この障害発生を線路３又は４の出力を監視することにとにより検出し、この場合、線路３又は４を介して電源を後段のＤＣ／ＤＣコンバータ１１２及び１２２に供給する様に構成されている。
【００１４】
次に前記構成による電源システムの動作を図２を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態による電源システムの制御を主に説明するための図であり、本実施形態におけるバックアップ電源装置１４０には、図１に示した線路に加え、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１からの異常信号ＰＳ１ａ及びＡＣ／ＤＣコンバータ１２１からの異常信号ＰＳ２ａを伝送する信号線と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２からの異常信号ＰＳ１ｄ及びＤＣ／ＤＣコンバータ１２２からの異常信号ＰＳ２ｄを伝送する信号線と、磁気ディスク装置１３０に障害を報告する信号線７と、磁気ディスク装置１３０に対して停電時等にキャッシュメモリ１３１へ電源を供給する電源ライン５と、磁気ディスク装置１３０に強制ディステージング（磁気ディスク装置１３０のキャッシュメモリ１３１内のデータを磁気ディスク１３２に書き込んで退避させる処理）を要求する信号線６とが設けられている。即ち、本実施形態によるバックアップ電源装置１４０は、各コンバータからの異常信号を受け取る信号線と、磁気ディスク装置１３０に障害報告を行う信号線及び強制ディステージングを要求する信号線とが設けられている。
【００１５】
(1)正常運転時：
正常運転時、本電源システムは、交流電源部１５０及び１６０からの交流電圧を電源装置１００の第１系電源部１１０及び第２系電源部１２０により所定の直流電圧に変換し、両系電源部１１０及び１２０からの電力を磁気ディスク装置１３０の各部位に供給すると共に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１又は１２１の出力電圧を内部バッテリの放電量が必要な状態（充電量が小さい場合）のときにバックアップ電源装置１４０に供給し、内部のバッテリに充電を行う。
尚、本電源システムは、この正常時においてはバックアップ電源装置１４０が第１系電源部１１０をバックアップする様に初期設定されているものとする。
【００１６】
(2)この正常状態において、交流電源部１５０が停電／瞬電した場合又は第１系電源部１１０のＡＣ／ＤＣコンバータ１１１に障害が発生した場合、バックアップ電源装置１４０は、当該コンバータ１１１からの信号ＰＳ１ａに基づき、内蔵したバッテリからの電源を線路３及びＤＣ／ＤＣコンバータ１１２を介して磁気ディスク装置１３０に供給することにより、両系電源部１１０及び１２０からの電源供給を維持すると共に、この障害発生を信号線７を介して磁気ディスク装置１３０に報告する。この報告を受けた磁気ディスク装置１３０は、磁気ディスク装置の管理者等に電源回路の異常をコンバータを指定して警告し、この警告は以下の場合も同様である。またバックアップ電源装置１４０の内部バッテリへの充電は、生きているＡＣ／ＤＣコンバータ１２１から必要に応じて維持される。
【００１７】
(3)前記正常状態又は前記(2)の状態において、第１系電源部１１０のＤＣ／ＤＣコンバータ１１２に障害が発生した場合、バックアップ電源装置１４０は、当該コンバータ１１２からの信号ＰＳ１ｄに基づき、両電源部１１０及び１２０からの電源供給を、第２系電源部１２０からのみの電源供給に切り換えると共に、この障害発生を信号線７を介して磁気ディスク装置１３０に報告する。
【００１８】
(4)前記正常状態において、第２系電源部１２０のＡＣ／ＤＣコンバータ１２１又はＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に障害が発生した場合、本バックアップ電源装置１４０は、前述した様に第１系電源部１１０をバックアップする様に初期設定されているために本第２系電源部１２０のバックアップを行うことなく、当該コンバータ１２１からの信号ＰＳ２ａ又はコンバータ１２２からの信号にＰＳ２ｄに基づき、この障害発生を信号線７を介して磁気ディスク装置１３０に報告する。
【００１９】
この様に本実施形態の電源システムは、正常状態において、バックアップ電源装置１４０が、バックアップを初期設定されている第１系電源部１１０に障害が発生した場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１より入力側の障害に対しては自己の内部バッテリを用いてバックアップを行い、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２の障害に対しては第２系電源部１２１からのみの電源供給を行うことによって、指定された電源系のバックアップを行う様に動作するものである。
【００２０】
(5)  更に本電源システムは、両交流電源部１５０及び１６０の停電や瞬電、両ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２及び１２１の障害、両ＤＣ／ＤＣコンタ１１２及び１２２の障害等の両系同時に電源部の障害が発生した場合、バックアップ電源装置１４０が、可能なら障害が発生したＡＣ／ＤＣコンバータに対応したＤＣ／ＤＣコンバータをバックアップすると共に、磁気ディスク装置１３０のキャッシュメモリ１３１に電源ライン５を介して電源を供給することによりキャッシュメモリ１３１内データの保護を行い、且つ当該障害の発生を信号線７を介して磁気ディスク装置１３２に報告する様に動作する。
【００２１】
(6)前項(3)の第１系電源部１１０に障害が発生し、第２系電源部１２０からのみの電源を供給中にＡＣ／ＤＣコンバータ１２１に障害が発生した場合、本バックアップ電源装置１４０は、当該コンバータ１２１からの信号ＰＳ２ａに基づき、内蔵したバッテリからの電源を線路４を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に供給し、磁気ディスク装置１３０への電源供給を確保すると共に、この障害発生を信号線７を介して磁気ディスク装置１３０に報告する。即ち、本実施形態によるバックアップ電源装置１４０は、初期設定では第１系電源部１１０のバックアップを行っていたものを、第１系電源部１１０からの電源供給ができなくなった場合には、第２系電源部１２０のバックアップを行い、第２系電源部１２０側の交流電源部１６０の停電やＡＣ／ＤＣコンバータ１２１に障害が発生した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に内蔵バッテリからの電源を供給する様に動作するものである。
【００２２】
(7)前項(3)の第１系電源部１１０に障害が発生し、第２系電源部１２０からのみの電源を供給中にＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に障害が発生した場合、本バックアップ電源装置１４０は、当該コンバータ１２２からの信号ＰＳ２ｄに基づき、この障害発生を信号線７を介した磁気ディスク装置１３０への報告並びに電源ライン５を介したキャッシュメモリ１３１のデータ保護を行う。即ち、両系の電源部のＤＣ／ＤＣコンバータに障害が発生した場合は、線路３又は４を介した電源供給の停止と、障害発生の磁気ディスク装置１３０に対する報告と、磁気ディスク装置１３０のキャッシュメモリ１３１に電源ライン５を介して電源を供給することによるキャッシュメモリ１３１内データの保護とを行う。
【００２３】
(8)前記状態にかかわらずバックアップ電源装置１４０自体に障害が発生した場合、バックアップ電源装置１４０は自己診断機能によって自己障害を検知し、これを信号線７を介して磁気ディスク装置１３０に報告する。
【００２４】
(9)更にバックアップ電源装置１４０は、磁気ディスク装置１３０から磁気ディスク装置が電源のバックアップが不要となったことを図示しない信号線を介して通知された場合、自己の動作を停止し、バックアップを停止する。
【００２５】
尚、前記実施形態においては、電源装置１００が２系列の電源部を持つ例を説明したが多数の電源部を持つ電源システムにおいても本発明を実施することができ、この場合は信頼性を更に向上することができる。また本発明による電源システムは、一方の系の電源部のＡＣ／ＤＣコンバータに障害が発生し且つ他方の系の電源部のＤＣ／ＤＣコンバータに障害が発生した場合は、他方の系のＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をバックアップ電源装置を介して一方の系のＤＣ／ＤＣコンバータへ供給すること、即ち、複数系の電源部の内、生きているコンバータを組み合わせて電力を磁気ディスク装置に供給することもできる。
【００２６】
以上述べた如く本実施形態による電源システムは、電源装置１００を構成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１１及び１２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ１１２及び１２２に障害が発生したことをバックアップ電源装置１４０に通知し、この通知を受けたバックアップ電源装置１４０が、一方のＡＣ／ＤＣコンバータ１１１又は１２１に障害が発生した場合は、その障害発生コンバータに対応したＤＣ／ＤＣコンバータ１１２又は１２２への電源供給を維持することによって、従来の無停電装置を使用することなしに少ない回路構成により、磁気ディスク装置１３０に対する電源のバックアップを更に多重化することができる。即ち、従来技術においては、一方の系の電源部に着目した場合、交流電源部の障害にしか対処することができなかったものを、電源装置のＡＣ／ＤＣコンバータが故障した場合にもバックアップを行うことができる。更に本実施形態による電源システムは、障害発生時に障害発生部位を磁気ディスク装置１３０に対して報告することによって、磁気ディスク装置１３０を管理する管理者に電源異常を報告することができ、更にバックアップ電源装置の内部電池にニッケル水素電池を使用することによって従来の鉛電池に比べて電源システムを小型化することができる。
【００２７】
また本電源システムは、バックアップ電源装置１４０が、電源装置１００内のの複数の系の回路部に障害が発生した場合、磁気ディスク装置１３０のキャッシュメモリ１３１内のデータを磁気ディスク１３２に退避する要求信号を発生することにより、処理中又は書込中のデータを磁気ディスクに退避することができ、このため障害復旧時に迅速に原因追及等の対応をとることができる。更に、複数の系の電源部に障害が同時発生して電源供給ができない場合、磁気ディスク装置１３０のキャッシュメモリ１３１に電源を電源ライン５を介して供給することにより、キャッシュメモリ１３１内のデータを保護することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、電源装置を構成する各コンバータが自己の障害発生をバックアップ電源装置に通知し、この通知を受けたバックアップ電源装置が、ＡＣ／ＤＣコンバータに障害が発生した場合、前記バッテリからの電源をＤＣ／ＤＣコンバータに供給すると共に負荷装置にＡＣ／ＤＣコンバータ異常を報告することによって、従来の無停電装置を使用することなしに少ない回路構成により、負荷装置に対する電源のバックアップの信頼性を向上することができる。
【００２９】
このように本発明による電源システムは、従来技術における複数の無停電装置による複数系統の電源部に対するバックアップ機能と１つのバッテリユニットによるキャッシュメモリに対するバックアップ機能とを１つバックアップ電源装置により行うことができると共に、電源装置内のＡＣ／ＤＣコンバータに障害が発生した場合にも電源のバックアップを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電源システムの主な回路構成を示す図。
【図２】図１に示した電源システムにおける制御動作を説明するための図。
【図３】従来技術による電源システムを説明するための図。
【符号の説明】
１００：電源装置、１３０：負荷装置（磁気ディスク装置）、１４０：バックアップ電源装置、１１０：第１系電源部，１２０：第２系電源部，１１１及び１２１：ＡＣ／ＤＣコンハータ，１１２又は１２２：ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【図１】
0003871953.tif 000002
【図２】
0003871953.tif 000003
【図３】
0003871953.tif 000004