电源控制装置以及信息处理装置的制作方法

本发明涉及电源控制装置以及信息处理装置。

背景技术：

在通信设备或广播设备、工场设施等产业系统领域中使用的信息处理装置要求高可靠性。因此，通过在信息处理装置的内部或外部设置辅助电源装置，即使在系统运转中发生了停电或电源故障的情况下也在一定时间内对信息处理装置实现电源的备用，从而使系统继续动作，防止发生程序、数据的损坏等故障。

在辅助电源装置中使用的电池通常使用可充电的2次电池。在2次电池中有铅蓄电池、镍铬电池、镍氢电池、锂离子电池等，这些2次电池存在充放电次数越增加寿命越短的课题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－16996号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

本发明要解决的课题在于，提供能够使电池长寿命化的电源控制装置以及信息处理装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，实施方式的电源控制装置，从外部电源接受电源供给，向信息处理装置的系统控制部供给电源，其中，具备：电容器，从上述外部电源接受电源供给而被蓄电；电池，从上述外部电源接受电源供给而被充电；外部电源监视部，判定上述外部电源的电压值是否变为规定的第一基准电压值以下；第一切换部，当由上述外部电源监视部判定为上述外部电源的电压值为规定的第一基准电压值以下时，将对上述系统控制部的电源供给从基于上述外部电源的电源供给切换为基于上述电容器的电源供给；电容器监视部，在从上述电容器进行电源供给时，判定上述电容器的电荷量是否变为规定的基准电荷量以下；第二切换部，当上述电容器监视部判定为上述电容器的电荷量变为规定的基准电荷量以下时，将对上述系统控制部的电源供给从基于上述电容器的电源供给切换为基于上述电池的电源供给；以及电源供给部，将基于上述第二切换部而进行的输出电源向上述系统控制部进行供给。

此外，实施方式的信息处理装置，具备系统控制部和从外部电源接受电源供给并向上述系统控制部供给电源的电源控制装置，其中，上述电源控制装置具备：电容器，从上述外部电源接受电源供给而被蓄电；电池，从上述外部电源接受电源供给而被充电；外部电源监视部，判定上述外部电源的电压值是否变为规定的第一基准电压值以下；第一切换部，当由上述外部电源监视部判定为上述外部电源的电压值为规定的第一基准电压值以下时，将对上述系统控制部的电源供给从基于上述外部电源的电源供给切换为基于电容器的电源供给；电容器监视部，判定上述电容器的电荷量是否变为规定的基准电荷量以下；第二切换部，在从上述电容器进行电源供给时，当上述电容器监视部判定为电容器的电荷量变为规定的基准电荷量以下时，将对上述系统控制部的电源供给从基于上述电容器的电源供给切换为基于电池的电源供给；以及电源供给部，将基于上述第二切换部而进行的输出电源向上述系统控制部进行供给。

附图说明

图1是第一实施方式的具备电源控制装置的信息处理装置的结构图。

图2是第一实施方式的电源控制装置的电源备用的流程图。

图3是第二实施方式的具备电源控制装置的信息处理装置的结构图。

图4是第二实施方式的电源控制装置的电源备用的流程图。

图5是第三实施方式的具备电源控制装置的信息处理装置的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图说明具备实施方式的电源控制装置的信息处理装置。

第一实施方式

图1是第一实施方式的具备电源控制装置的信息处理装置的结构图。

图1中，信息处理装置1由电源控制装置19和系统控制部20构成。电源控制装置19是将外部的AC电源(商用电源，AC)转换为DC电源、并向系统控制部20供给DC电源的电源控制装置。电源控制装置19具备电源单元2、EDLC(双电层电容器(Electric Double Layer Capacitor)，电容器)7、EDLC切换电路11(第一切换部)、EDLC监视电路13、电池(2次电池)8、电池切换电路12(第二切换部)。系统控制部20是通过CPU、LSI来进行系统控制的处理部。系统控制部20具备CPU基板3、硬盘驱动器4、光学驱动器5和冷却风扇6。

电源单元2具备AC/DC转换电路9和AC电源监视电路10。AC/DC转换电路9是将从外部输入的作为商用电力的AC电源进行整流而转换为DC电源的电路。AC/DC转换电路9的输出连接到后述的EDLC切换电路11。AC电源监视电路10(外部电源监视部)是通过判定AC电源的AC电源电压是否下降到预先设定的AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)以下、从而监视AC电源是否电压下降的电路。在检测到AC电源的电压下降的情况下，AC电源监视电路10将AC电源电压下降检测信号作为检测信号向后述的EDLC切换电路11输出。

EDLC切换电路11是将向系统控制部20供给的DC电源切换为来自AC/DC转换电路9的DC电源还是基于EDLC7的DC电源的电路，与EDLC7和后述的电池切换电路12连接。

在没有发生AC电源的电压下降时，AC电源监视电路10未检测出AC电源的电压下降，所以EDLC切换电路11不会从AC电源监视电路10接收AC电源电压下降检测信号。并且，EDLC切换电路11通过来自AC/DC转换电路9的DC电源并经由电池切换电路12向系统控制部20供给DC电源，并且对EDLC7进行蓄电。由此，EDLC7具有作为蓄电电路的功能。另一方面，在发生了AC电源的电压下降的情况下，AC电源监视电路10检测出AC电源的电压下降，所以EDLC切换电路11从AC电源监视电路10接收AC电源电压下降检测信号。此时，EDLC切换电路11将经由电池切换电路12向系统控制部20的DC电源供给切换为来自EDLC7的DC电源，以替代来自AC/DC转换电路9的DC电源。

EDLC监视电路13(电容器监视部)是监视在EDLC7中积累的电荷的剩余量的电路。当从EDLC7向系统控制部20供给DC电源时，在EDLC7的电荷的剩余量下降到预先设定的判定基准电荷量以下(规定的基准电荷量以下)的情况下，EDLC监视电路13向电池切换电路12输出表示EDLC7的电荷量下降的EDLC电荷量下降检测信号。

电池切换电路12是将向系统控制部20的DC电源的供给切换为来自AC/DC转换电路9的DC电源、或者来自EDLC7的DC电源、或者基于电池8的DC电源的供给的电路，与电池8和系统控制部20的各种电路连接。

电池切换电路12当从AC/DC转换电路9接受DC电源时，向系统控制部20供给DC电源，并向电池8进行充电。另一方面，在发生AC电源的电压下降、从EDLC7供给DC电源、并且从EDLC监视电路13接收到EDLC电荷量下降检测信号的情况下，电池切换电路12将向系统控制部20的DC电源供给从EDLC7切换为电池8，切换为基于电池8的电源备用。即，电池切换电路12还作为将输出电源(DC电源)向系统控制部20供给的电源供给部发挥功能。

系统控制部20的CPU基板3具备内部控制电路15、扩展卡16、DC电源降压电路17、实时时钟电路(以下称作RTC)/存储器18(RTC以及存储器、RTC.存储器)等。这些电路被从电池切换电路12供给DC电源。内部控制电路15是通过CPU、LSI对系统进行控制的电路。扩展卡16是用于扩展系统控制部20的功能的、内置有印刷基板的卡。DC电源降压电路17是用于向后述的RTC/存储器18供给DC电源的电路，使电压下降至RTC/存储器18的工作电压。RTC/存储器18是在没有向系统控制部20供给DC电源而信息处理装置的系统停止的期间由1次电池等DC电源(未图示)驱动、对时间及数据进行保存的存储元件。RTC/存储器18接受通过DC电源降压电路17而电源降压后的DC电源的供给。

此外，除了上述的电路以外，硬盘驱动器4、光学驱动器5、冷却风扇6连接于CPU基板3，被从电池切换电路12供给DC电源。

EDLC接离用连接器21a是安装EDLC7的连接器，能够从电源控制装置19(EDLC切换电路11(第一切换部))进行EDLC7的连接或脱离。此外，电池接离用连接器21b是安装电池8的连接器，能够从电源控制装置19(电池切换电路12(第二切换部))进行电池8的连接或脱离。这里，系统控制部20由于从电池切换电路12接受DC电源的供给，所以对于电源控制装置19而言成为负载部分。EDLC7及电池8能够对应于系统控制部20的结构(负载)而调整EDLC7及电池8输出的DC电源的容量。例如，对应于与硬盘驱动器4及扩展卡16的连接数的增加，EDLC7及电池8通过进行增设或与大容量的结构的更换，从而能够变更EDLC7或电池8输出的DC电源的容量。

此外，EDLC7及电池8在连接或脱离时能够分别独立连接或脱离，还能够进行EDLC7或电池8输出的DC电源的容量调整。此外，也可以构成使EDLC7及电池8成为一体的单元、按单元单位对EDLC切换电路11及电池切换电路12进行连接或脱离。

图2是第一实施方式的电源控制装置的电源备用的流程图。对于本实施方式的作用，参照流程图进行说明。

本实施方式的电源控制装置，在电源单元2内的AC/DC转换电路9中将从外部供给的电源的AC电源转换为DC电源。关于被AC/DC转换电路9转换后的DC电源，电源单元2经EDLC切换电路11及电池切换电路12向系统控制部20开始供给(步骤S1)。并且，接受了DC电源的供给的系统控制部20将操作系统(以下称作OS)启动(步骤S2)。该情况下，AC电源电压正常，被AC/DC转换电路9变换后的DC电源被供给到系统控制部20，并且经由EDLC切换电路11被供给到EDLC7，在EDLC7中蓄电，进而经由电池切换电路12被向电池8供给，将电池8充电(步骤S3)。

此外，AC电源监视电路10监视AC电源的状态，判定AC电源的AC电源电压是否下降到预先设定的AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)以下(AC电源电压是否电压下降了)(步骤S4)。在判定为AC电源电压没有下降到AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)以下的情况下，即不能认为AC电源电压有电压下降时(步骤S4的否)，不输出AC电源电压下降检测信号。由此，从AC/DC转换电路9，使向EDLC7、电池8、系统控制部20的DC电源的供给继续。另一方面，AC电源监视电路10在判定为AC电源电压下降到AC电源判定基准电压值以下(AC电源电压下降)的情况下(步骤S4的是)，向EDLC切换电路11输出AC电源电压下降检测信号。

EDLC切换电路11当从AC电源监视电路10接受到AC电源电压下降检测信号，则将蓄电电路的EDLC7的DC电源向系统控制部20供给，来替代来自AC/DC转换电路9的DC电源的供给，从而进行基于EDLC7的电源备用(步骤S5)。

接着，EDLC监视电路13监视电源备用中的蓄电电路的EDLC7的电荷的容量(剩余量)，判定是否下降到预先设定的判定基准电荷容量以下的容量(步骤S6)。

在EDLC监视电路13中判定为EDLC7的容量超过判定基准电荷容量(步骤S6的否)、并且在AC电源监视电路10中继续判定AC电源电压有电压下降的情况下(步骤S7的是)，使来自EDLC7的电源备用继续。另一方面，在AC电源监视电路10中检测到AC电源电压的复电的情况下、即AC电源监视电路10判定为AC电源电压返回到超过AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)的值的情况下(步骤S7的否)，AC电源监视电路10停止向EDLC切换电路11输出AC电源电压下降检测信号。当来自AC电源监视电路10的AC电源电压下降检测信号的输出停止，则EDLC切换电路11进行切换，以使得向系统控制部20的DC电源供给从蓄电电路的EDLC7恢复为电源单元2的AC/DC转换电路9。

此外，步骤S6中，EDLC监视电路13判定为EDLC7的容量低于判定基准电荷容量以下(EDLC容量下降)的情况下(步骤S6的是)，EDLC监视电路13将EDLC电荷量下降检测信号作为检测信号向电池切换电路12输出。接收到EDLC电荷量下降检测信号的电池切换电路12进行切换，以使得替代EDLC7而从电池8供给DC电源，即，切换为基于电池8的备用(步骤S8)，从电池8向系统控制部20供给DC电源(步骤S9)。即，步骤S3～步骤S9成为表示系统的正常动作的流程。

关于本实施方式，所谓AC电源的电压下降，除了电压的下降以外，还包括小于1秒的停电(以下称为瞬停)或1秒以上的停电。此外，对于其他实施方式也同样。

由此，本实施方式中，在瞬停等仅由来自EDLC7的电源供给实现系统控制部20的备用的情况下，能够不进行来自电池8的电源供给而进行电源的备用。此外，通常瞬停相比于1秒以上的停电而言发生频度多，仅通过EDLC7进行电源供给的机会变多。因此，与仅电池8的电源供给相比，电池的充放电次数减少，具有实现电池8的长寿命化的效果。

第二实施方式

图3表示第二实施方式的结构。本实施方式是对第一实施方式的电源控制装置附加了电池监视电路14(电池监视部)而得的结构。因而，对于与第一实施方式同样的结构赋予同样的符号，其说明省略。当供给来自电池8的DC电源时，电池监视电路14监视电池8的电压，在电池8的电压下降到预先设定的电池判定基准电压值(第二基准电压值)以下的情况下，向CPU基板3的内部控制电路15输出表示电池8的电压下降的电池电压下降检测信号。即，电池监视电路14还作为通知部发挥功能。

内部控制电路15经由电池切换电路12被从电池8供给DC电源，对硬盘驱动器4、光学驱动器5进行控制。内部控制电路15在从电源单元2内的AC电源监视电路10接收到AC电源电压下降检测信号、并且从电池监视电路14接收到电池电压下降检测信号的情况下，将OS关闭，在OS的关闭完成后，将DC电源输出控制信号向电源单元2内的AC/DC转换电路9以及电池切换电路12输出，以停止DC电源的输出。这里，至少OS的关闭的处理包含在OS的控制处理中。

此外，本实施方式中，与第一实施方式同样，RTC/存储器18从电池切换电路12接受DC电源，接收通过DC电源降压电路17而电源降压后的DC电源的供给。

进而，本实施方式中，与第一实施方式同样，EDLC7及电池8能够相对于本实施方式的电源控制装置进行连接或脱离，也可以使得能够对应于系统控制部20的结构(负载)来调整EDLC7或电池8输出的DC电源的容量。连接或脱离时，EDLC7及电池8能够分别独立连接或脱离，还能够进行EDLC7及电池8输出的DC电源的容量调整。此外，也可以构成使EDLC7及电池8成为一体的单元、实现按单元单位的连接或脱离。

图4是第二实施方式的电源控制装置的电源备用的流程图。对于本实施方式的作用，参照流程图进行说明。

本实施方式的流程图中，到第一实施方式的来自电池8的备用切换所实现的向系统控制部20的电源供给为止的步骤S1至步骤S9是与第一实施方式相同的处理而省略说明。

电池切换电路12进行切换以进行基于电池8的备用(步骤S8)，当向系统控制部20供给电池8的DC电源时(步骤S9)，电池监视电路14监视电源备用中的电池8的DC电源的电压，判定电池8的DC电源的电压是否下降到电池判定基准电压值(第二基准电压值)以下(步骤S10)。

电池监视电路14中，判断为电池8的电压超过电池判定基准电压值(第二基准电压值)(步骤S10的否)、并且在AC电源监视电路10中继续判断为AC电源电压有电压下降的情况下，即，AC电源监视电路10继续判定AC电源电压为AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)以下的情况下(步骤S11的是)，使从电池8供给DC电源的电源备用继续。

另一方面，AC电源监视电路10检测到AC电源电压的复电的情况下，即，AC电源监视电路10判定为AC电源电压返回到超过AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)的值的情况下(步骤S11的否)，AC电源监视电路10停止向EDLC切换电路11以及电池切换电路12输出AC电源电压下降检测信号。当来自AC电源监视电路10的AC电源电压下降检测信号的输出停止，则电池切换电路12将向系统控制部20的DC电源供给进行切换，以使得从来自电池8的DC电源供给恢复为来自电源单元2的AC/DC转换电路9的DC电源供给。

此外，步骤S10中，电池监视电路14判断为电池8的电压低于电池判定基准电压值(第二基准电压值)以下(电池容量下降)的情况下(步骤S10的是)，电池监视电路14向CPU基板3内的内部控制电路15输出电池电压下降检测信号。接收到电池电压下降检测信号的内部控制电路15强制性地开始OS的关闭处理(步骤S12)，使OS的关闭处理完成(步骤S13)。在使OS的关闭处理完成后(步骤S13)，电源单元2内的AC电源监视电路10判定AC电源的电压下降是否在继续(步骤S14)。

该判定中，继续判定为AC电源电压有电压下降的情况是指，AC电源监视电路10继续AC电源电压为AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)以下的判定的情况(步骤S14的是)。该情况下，AC电源监视电路10将AC电源电压下降检测信号向内部控制电路15输出。从AC电源监视电路10接收到AC电源电压下降检测信号的内部控制电路15，在向与CPU基板3连接的电路的地址设置1之后，向电池切换电路12输出电源供给停止的DC电源输出控制信号。由此，电池8向系统控制部20的DC电源的供给停止(步骤S16)。另一方面，在AC电源监视电路10中判定为AC电源已恢复的情况下，即，AC电源监视电路10判定为AC电源电压返回到超过AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)的值(AC电源电压复电)的情况下(步骤S14的否)，AC电源监视电路10停止向内部控制电路15输出AC电源电压下降检测信号。当来自AC电源监视电路10的AC电源电压下降检测信号的输出停止，内部控制电路15向与CPU基板3连接的电路的地址输入0而进行复位(步骤S15)。然后，由于AC电源的恢复，关于DC电源，电源单元2经由EDLC切换电路11以及电池切换电路12向系统控制部20开始供给(步骤S1)。内部控制电路15从电源单元2再次开始DC电源的供给，再次启动OS(步骤S2)。即，步骤S12～步骤S16成为表示系统的停止处理的流程。

另外，也可以是，在OS关闭处理完成后AC电源恢复的情况下(步骤S14的否)，内部控制电路15向AC/DC转换电路9以及电池切换电路12输出电源供给停止的DC电源输出控制信号，将向系统控制部20的DC电源的供给暂时地停止，以使得第一基准电压值以下的电压以及第二基准电压值以下的电压不被施加到系统控制部20。然后，内部控制电路15停止DC电源输出控制信号的输出，使从电源单元2再次开始DC电源的供给(步骤S1)，能够再次启动OS(步骤S2)。

另外，本实施方式中，内部控制电路15从电池监视电路14接收到电池电压下降检测信号的情况下，开始OS的关闭处理(步骤S12)，但也可以在进行关闭处理之前，设为休眠模式或休止状态等省电力状态，等待AC电源的恢复，在没有恢复的情况下，进行关闭处理。在这些OS的控制处理中至少包含OS的关闭处理。

根据以上，本实施方式具有如下效果：在OS关闭后，监视外部电源的电压，能够在判定为复电的情况下自动地再次开始来自电源单元2的DC电源输出。

此外，本实施方式具有如下效果：避免停电长时间继续、电池8的电源容量不足而产生电压下降、OS不能正常结束的情况。此外，还能避免电池8完全放电而寿命下降。

进而，本实施方式与第一实施方式同样，在瞬停等仅由来自EDLC7的电源供给实现系统控制部20的备用的情况下，能够不进行来自电池8的电源供给而进行电源的备用。因此，与仅电池8的电源供给相比，电池的充放电次数减少，因此具有实现电池的长寿命化的效果。

第三实施方式

图5表示第三实施方式的结构。本实施方式中，在第二实施方式的基础上进一步具备将向RTC/存储器18的电源供给从电池8直接供给的DC电源切换电路22(DC电源切换部)。DC电源切换电路22在针对AC电源检测到低于第一基准电压值的电压下降的情况下，从电池8向RTC/存储器18直接供给DC电源。因而，对于与第二实施方式同样的结构赋予同样的符号，其说明省略。

在从外部的AC电源进行DC电源供给的情况下，向RTC/存储器18供给的DC电源经由电池切换电路12而被供给。这里，在由AC电源监视电路10判定为AC电源的电压下降低于AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)的情况下，从AC电源监视电路10向DC电源切换电路22输出AC电源电压下降检测信号。DC电源切换电路22当接收到来自AC电源监视电路10的AC电源电压下降检测信号时，进行切换以使得不经由电池切换电路12而从电池8直接将电池8的DC电源向DC电源降压电路17供给。然后，AC电源的电压超过AC电源判定基准电压值(第一基准电压值)的情况下，DC电源切换电路22进行切换以使得经由电池切换电路12向RTC/存储器18接受DC电源的供给。

此外，在AC电源的电压下降持续、电池8的电压低于电池判定基准电压值(第二基准电压值)、内部控制电路15完成了OS的关闭处理的情况下，DC电源切换电路22进行切换以使得从电池8直接将电池8的DC电源向DC电源降压电路17供给。RTC/存储器18相比于内部控制电路15及扩展卡16而言耗电小，所以在信息处理装置1停止的期间，即使电池8的电压低于电池判定基准电压值(第二基准电压值)，也能够通过由电池8的剩余容量实现的电压充分地保持数据。

此外，OS关闭处理后，AC电源恢复的情况下，向RTC/存储器18的电源供给成为来自AC电源的电源供给，再次切换为来自电池切换电路12的电源供给。

由此，本实施方式中，在信息处理装置的电源供给停止之后也能进行从电池8向RTC/存储器18的电源供给。因此，能够省去通常使用的1次电池等。

本实施方式中，与第一实施方式及第二实施方式同样，可以是，EDLC7及电池8能够相对于本实施方式的电源控制装置进行连接或脱离，能够对应于系统控制部20的结构(负载)，调整EDLC7及电池8输出的DC电源的容量。连接或脱离时，EDLC7及电池8能够分别独立连接或脱离，还能够进行EDLC7及电池8输出的DC电源的容量调整。此外，也可以构成使EDLC7及电池8成为一体的单元、进行按单元单位的连接或脱离。

另外，关于第一实施方式～第三实施方式，电源控制装置与系统控制部20存在于同一壳体内，但也可以做成从外部连接的无停电电源装置而做成独立的壳体。

此外，关于第一实施方式～第三实施方式，举例说明了EDLC，但只要是电容器即可，不需要限定为EDLC。

对本发明的几个实施方式进行了说明，这些实施方式是作为例子提示的，并不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求所记载的发明及其同等范围内。