FR2662276A1

FR2662276A1 - DEVICE FOR EXTERNAL PROTECTION OF COMPUTER SYSTEMS WITH RESPECT TO ELECTRICAL SUPPLY INTERRUPTIONS.

Info

Publication number: FR2662276A1
Application number: FR9006666A
Authority: FR
Inventors: Begon Jean-Marcel
Original assignee: DIVERTEC INTERNAL
Current assignee: DIVERTEC INTERNAL
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1991-11-22
Also published as: WO1991018340A1

Abstract

The invention relates to a device for the external protection of a data processing system against electrical outages. Said device, intended to be arranged between the AC supply network and the data processing system, has a DC output (9) through which the central processing unit or units of the data processing system are supplied and an AC output (9) through which the screen or screens are supplied. In the case of an outage, a capacitor (17) restores the energy stored and extends the normal supply current present at the output (9) during a transition period. During said period, a control unit (28) detects the fault and operates an inverter (19) supplied by a battery (20) which serves as a substitute for the network. The device of the invention may be implemented using very simple electronic means since it does not require a high detection and switching speed, does not provide for AC voltage switching and does not require means for synchronisation between substituted voltage and initial voltage.

Description

DISPOSITIF DE PROTECTION EXTERNE DE SYSTEMES INFORMATIQUES
A L'EGARD DES COUPURES DE L'ALIMENTATION éLECTRIQUE
L'invention concerne un dispositif de protection externe de systèmes informatiques à l'égard des coupures de l'alimentation électrique ; elle vise à préserver les informations contenues dans la ou les unités centrales du système informatique pendant une durée déterminée, dite durée de secours (qui peut être de l'ordre de quelques minutes), permettant d'effectuer la sauvegarde des fichiers en cours de transformation pour le cas où la coupure se prolongerait.DEVICE FOR EXTERNAL PROTECTION OF COMPUTER SYSTEMS
WITH REGARD TO CUTTINGS OF THE ELECTRICAL SUPPLY
The invention relates to a device for the external protection of computer systems with regard to power cuts; it aims to preserve the information contained in the central unit (s) of the computer system for a determined period, called the back-up period (which can be of the order of a few minutes), enabling backup of the files being transformed in case the cut is prolonged.

Pour écarter les problèmes liés aux coupures de l'alimentation électrique, il est d'usage d'interposer sur l'alimentation du système informatique, un dispositif dit d'alimentation alternative ininterruptible, qui assure une alimentation alternative permanente du système. Ce dispositif comprend essentiellement un onduleur associé à une batterie, qui peut soit fonctionner en permanence pour délivrer un courant alternatif d'alimentation (dispositif dit "on-line"), soit être mis en route en cas de détection d'un défaut d'alimentation pour engendrer une tension alternative de substitution (dispositif dit "off-line").Toutefois, de tels dispositifs présentent le défaut d'être très complexes et donc coûteux en en effet, dans le premier cas (dispositif "online"), l'onduleur est alimenté en permanence par une source basse tension/fort courant qui doit en outre assurer le maintien de la charge de la batterie : un tel système exige une circuiterie électronique complexe et un onduleur de grande fiabilité ; dans le deuxième cas (dispositif "off-line"), la complexité provient de la vitesse de commutation nécessaire (commutation de durée inférieure à 50 ms sous peine de perturbation du système informatique) et du type de commutation qui s'effectue sur des tensions alternatives : un tel principe de fonctionnement conditionne une grande complexité des circuits au niveau des moyens de détection des défauts d'alimentation (très rapides), des moyens de commutation (très rapides et portant sur des tensions alternatives) et des moyens de synchronisation (nécessaires pour synchroniser la tension substituée avec celle du réseau). To avoid the problems associated with power cuts, it is customary to interpose on the power supply of the computer system, a device called uninterruptible alternative power supply, which provides a permanent alternative power supply to the system. This device essentially comprises an inverter associated with a battery, which can either operate continuously to deliver an alternating supply current (so-called "on-line" device), or be started up in the event of a fault detection. power supply to generate an alternative voltage supply (so-called "off-line" device). However, such devices have the defect of being very complex and therefore costly indeed, in the first case ("online" device), the the inverter is permanently supplied by a low voltage / high current source which must also ensure the maintenance of the battery charge: such a system requires complex electronic circuitry and a highly reliable inverter; in the second case ("off-line" device), the complexity comes from the required switching speed (switching time less than 50 ms under penalty of disturbance of the computer system) and the type of switching which is carried out on voltages alternatives: such an operating principle conditions a great complexity of the circuits in terms of means for detecting supply faults (very fast), switching means (very fast and relating to alternating voltages) and synchronization means (necessary to synchronize the substituted voltage with that of the network).

Dans ces conditions, les coûts des dispositifs d'alimentation alternative ininterruptible, actuellement disponibles sur le marché, en réservent l'usage à une minorité d'utilisateurs : la majorité des usagers subissent encore les perturbations créées par les coupures du réseau (plus de 80 S des usagers). Under these conditions, the costs of uninterruptible alternative power supply devices, currently available on the market, reserve their use for a minority of users: the majority of users still suffer from the disturbances created by network outages (more than 80 S of users).

Ainsi, le problème de la protection d'ensemble d'un système informatique à l'égard des coupures est actuellement mal résolu pour la majorité du parc de systèmes informatiques. Thus, the problem of the overall protection of a computer system against outages is currently poorly resolved for the majority of the computer system fleet.

La présente invention se propose d'apporter une solution satisfaisante à ce problème de protection en fournissant un nouveau dispositif de protection de système informatique à l'égard des coupures de l'alimentation électrique. L'invention vise un dispositif externe destiné à se brancher en amont du système informatique entre le réseau alternatif d'alimentation électrique et le système informatique, en vue d'assurer le fonctionnement de ce dernier pendant une durée déterminée, dite durée de secours, de l'ordre de quelques minutes après le début de la coupure. The present invention proposes to provide a satisfactory solution to this protection problem by providing a new computer system protection device with regard to power cuts. The invention relates to an external device intended to be connected upstream of the computer system between the alternative power supply network and the computer system, in order to ensure the operation of the latter for a determined period, called the back-up period, of the order of a few minutes after the start of the cut.

Un objectif essentiel de l'invention est de fournir un dispositif de structure simple, ne nécessitant pas une grande rapidité de détection et de commutation, ni la commutation de tensions alternatives, en vue de bénéficier d'un coût très réduit par rapport au coût des systèmes actuels. An essential objective of the invention is to provide a device of simple structure, not requiring a high speed of detection and switching, nor the switching of alternating voltages, in order to benefit from a very reduced cost compared to the cost of current systems.

Un autre objectif est de fournir un dispositif capable d'écrêter les surtensions ou parasites de courte durée qui peuvent apparaitre sur le réseau alternatif d'alimentation. Another objective is to provide a device capable of clipping short-term overvoltages or parasites which may appear on the alternating supply network.

Par la suite, on utilisera selon l'habitude l'abréviation AC pour qualifier une tension alternative et l'abréviation DC pour une tension continue. Thereafter, the abbreviation AC will be used as usual to qualify an AC voltage and the abbreviation DC for a DC voltage.

Le dispositif de protection externe visé par l'invention est destiné à se brancher en amont d'un système informatique comprenant au moins une unité centrale dotée d'une prise standard d'alimentation AC et au moins un écran doté d'une prise standard d'alimentation AC ; le dispositif conforme à la présente invention comprend en combinaison
- des moyens d'entrée adaptés pour être connectés au réseau AC et recevoir la tension présente sur ce réseau, dite tension d'entrée,
- un premier redresseur ayant une entrée alternative reliée aux moyens d'entrée et une sortie continue délivrant une tension continue de valeur correspondant à la tension crête présente sur les moyens d'entrée,
- un second redresseur ayant une entrée alternative et une sortie continue reliée en parallèle à la sortie continue du premier redresseur,
- un condensateur de stockage, de capacité adaptée pour contenir une charge de maintien d'une tension équivalente à celle du réseau AC pendant une durée prédéterminée, ledit condensateur ayant ses bornes reliées en parallèle aux sorties continues communes des deux redresseurs, de façon à stocker la charge sous une tension de valeur équivalente à la tension crête du réseau AC,
- un onduleur élévateur de tension, ayant une entrée continue d'alimentation et une sortie alternative reliée à l'entrée alternative du second redresseur,
- une batterie connectée à l'entrée continue d'alimentation de l'onduleur,
- de premiers moyens de sortie, reliés aux bornes du condensateur de stockage et adaptés pour permettre de brancher la prise standard d'alimentation AC de la ou des unités centrales du système informatique,
- de seconds moyens de sortie, adaptés pour permettre de brancher la prise standard d'alimentation du ou des écrans du système informatique,
- un relais de commutation ayant deux entrées et une sortie, cette dernière étant reliée aux seconds moyens de sortie,
- une première dérivation reliant les moyens d'entrée à la première entrée du relais de commutation,
- une seconde dérivation reliant la sortie de l'onduleur à la seconde entrée du relais de commutation,
- des moyens de commande du relais agencés pour recevoir une image de la tension d'entrée en vue d'engendrer une commutation du relais mettant la première dérivation en liaison avec les seconds moyens de sortie lorsque la tension d'entrée devient inférieure à un seuil déterminé.The external protection device targeted by the invention is intended to be connected upstream of a computer system comprising at least one central unit with a standard AC power outlet and at least one screen with a standard outlet. 'AC supply; the device according to the present invention comprises in combination
- input means adapted to be connected to the AC network and to receive the voltage present on this network, called the input voltage,
a first rectifier having an AC input connected to the input means and a DC output delivering a DC voltage of value corresponding to the peak voltage present on the input means,
a second rectifier having an alternative input and a continuous output connected in parallel to the continuous output of the first rectifier,
a storage capacitor, of capacity adapted to contain a charge for maintaining a voltage equivalent to that of the AC network for a predetermined duration, said capacitor having its terminals connected in parallel to the common continuous outputs of the two rectifiers, so as to store the load under a voltage of value equivalent to the peak voltage of the AC network,
- a voltage step-up inverter, having a continuous supply input and an AC output connected to the AC input of the second rectifier,
- a battery connected to the continuous supply input of the inverter,
- first output means, connected to the terminals of the storage capacitor and adapted to allow connection of the standard AC power outlet of the central unit or units of the computer system,
- second output means, adapted to allow connection of the standard power socket of the computer system screen or screens,
a switching relay having two inputs and one output, the latter being connected to the second output means,
a first derivation connecting the input means to the first input of the switching relay,
- a second bypass connecting the output of the inverter to the second input of the switching relay,
- relay control means arranged to receive an image of the input voltage in order to generate a switching of the relay putting the first derivation in connection with the second output means when the input voltage falls below a threshold determined.

Ainsi, au lieu d'alimenter les unités centrales en courant alternatif, le dispositif de l'invention les alimente en une tension continue correspondant à la valeur crête de la tension alternative du réseau, cependant que le ou les écrans sont toujours alimentés, via une des dérivations sus-définies, par une tension alternative (soit celle du réseau, soit celle issue de l'onduleur en cas de coupure).Les unités centrales des systèmes informatiques étant équipées de convertisseurs à découpage, la tension continue délivrée par le dispositif de l'invention est rigoureusement équivalente, pour ces convertisseurs et donc pour les unités centrales placées en série, à la tension alternative délivrée par le réseau : en conséquence, en phase de fonctionnement normal, le dispositif de l'invention n'apporte aucune modification au fonctionnement du système informatique, si ce n'est qu'il assure un écrêtage très favorable des éventuelles surtensions de la tension AC du réseau.En cas de coupure, le condensateur de stockage, maintenu chargé en permanence, restitue l'énergie emmagasinée sous forme d'un courant continu qui prolonge le courant normal d'alimentation pendant une période de transition de durée prédéterminée : cette période de transition permet d'effectuer facilement la détection du défaut et la commutation de mise en route de l'onduleur de secours à l'aide de moyens beaucoup plus simples que ceux des dispositifs classiques ; de plus, aucun moyen de synchronisation n'est nécessaire puisque les unités centrales sont alimentées en continu et que l'écran qui n'est qu'un moniteur de vision, peut s'éteindre sans aucune conséquence pendant quelques centaines de millisecondes. Le dispositif de l'invention assure ainsi une protection des systèmes informatiques parfaitement efficace à l'égard des coupures, au moyen d'un dispositif structurellement très simplifié, en traitant de façon différente les écrans (gros consommateurs d'énergie) et les unités centrales (puissance beaucoup plus faible), en alimentant ces dernières en une tension continue facile à stocker et à commuter, et en réalisant un stockage d'énergie assurant une courte période de transition permettant d'effectuer sans inconvénient une commutation lente en cas de défaut ; il est essentiel de noter que l'alimentation continue est faite à la tension crête du réseau, de sorte que, comptetenu de l'énergie à stocker pendant la période de transition, la taille du condensateur de stockage reste réduite et de coût compatible avec le bas prix de revient du dispositif. Thus, instead of supplying the central units with alternating current, the device of the invention supplies them with a direct voltage corresponding to the peak value of the alternating voltage of the network, while the screen or screens are always supplied, via a of the above-defined branches, by an alternating voltage (either that of the network, or that coming from the inverter in the event of a power cut). The central units of the computer systems being equipped with switching converters, the DC voltage delivered by the the invention is rigorously equivalent, for these converters and therefore for the central units placed in series, to the alternating voltage delivered by the network: consequently, in normal operating phase, the device of the invention makes no modification to the functioning of the computer system, except that it ensures a very favorable clipping of possible overvoltages of the AC voltage of the In the event of a power outage, the storage capacitor, kept permanently charged, restores the stored energy in the form of a direct current which prolongs the normal supply current during a transition period of predetermined duration: this transition period makes it easy to carry out fault detection and start-up switching of the standby inverter using much simpler means than those of conventional devices; moreover, no means of synchronization is necessary since the central units are supplied continuously and the screen which is only a vision monitor, can turn off without any consequences for a few hundred milliseconds. The device of the invention thus provides perfectly effective protection of computer systems with regard to cuts, by means of a structurally very simplified device, by treating screens (large consumers of energy) and central processing units differently. (much lower power), by supplying the latter with a direct voltage that is easy to store and switch, and by providing energy storage ensuring a short transition period making it possible to carry out slow switching without drawback in the event of a fault; it is essential to note that the continuous supply is made at the peak network voltage, so that, taking into account the energy to be stored during the transition period, the size of the storage capacitor remains reduced and of cost compatible with the low cost price of the device.

En particulier, pour un système informatique appelé à être alimenté sous une tension alternative de 220 volts, la tension continue d'alimentation délivrée par le dispositif de protection de l'invention est d'environ 300 volts (220 6). Si P est la puissance des unités centrales exprimée en watts et t la durée de mise en route de l'onduleur exprimée en secondes (détection du défaut, temps de commutation, temps d'établissement de la tension de sortie de l'onduleur), la capacité C du condensateur, exprimée en microfarads, sera choisie comprise entre 5 P.t et 25 P.t, correspondant à une période de transition de durée largement supérieure à la durée de mise en route t.Pour une puissance nominale courante de 100 watts des unités centrales, cette capacité sera avantageusement comprise entre 250 et 1 000 microfarads, ce qui représente une énergie stockée comprise entre 5 et 14 joules, apte à assurer un maintien du courant d'alimentation pendant une période de transition d'au moins 200 millisecondes (compatible avec des moyens simples de détection et de commutation et un type rustique d'onduleur). In particular, for a computer system called to be supplied with an alternating voltage of 220 volts, the DC supply voltage delivered by the protection device of the invention is approximately 300 volts (220 6). If P is the power of the central units expressed in watts and t is the duration of start-up of the inverter expressed in seconds (fault detection, switching time, establishment time of the inverter output voltage), the capacitance C of the capacitor, expressed in microfarads, will be chosen to be between 5 Pt and 25 Pt, corresponding to a transition period of duration much greater than the start-up time t. For a current nominal power of 100 watts from the central units , this capacity will advantageously be between 250 and 1000 microfarads, which represents a stored energy of between 5 and 14 joules, able to maintain the supply current during a transition period of at least 200 milliseconds (compatible with simple means of detection and switching and a rustic type of inverter).

Par ailleurs, selon un mode de réalisation préféré, le dispo#sitif de protection conforme à l'invention est complété par un circuit d'alimentation auxiliaire AC/DC connecté en parallèle sur les moyens d'entrée et relié à un chargeur agencé pour charger la batterie. Ce circuit, de type très simple connu en soi, assure la recharge de la batterie et son maintien à la charge nominale en période d'alimentation normale par le réseau. Furthermore, according to a preferred embodiment, the protection device according to the invention is supplemented by an auxiliary AC / DC power supply circuit connected in parallel to the input means and connected to a charger arranged to charge battery. This circuit, of a very simple type known in itself, ensures the recharging of the battery and its maintenance at the nominal charge during normal power supply by the network.

Le dispositif de protection conforme à l'invention est tout particulièrement bien adapté pour fonctionner en "off-line" ; il comprend alors une unité de commande de l'onduleur agencée pour recevoir une image de la tension d'entrée et adaptée pour commander la mise en route dudit onduleur lorsque cette tension d'entrée s'abaisse audessous d'un seuil prédéterminé. La substitution du courant en provenance de l'onduleur au courant en provenance du réseau s'effectue dans 1 invention en continu/continu, par une commutation naturelle des diodes des redresseurs et ne nécessite aucun moyen additionnel (tels que les thyristors ou triacs qui équipent les dispositifs classiques "off-line"). The protection device according to the invention is very particularly well suited to operate "off-line"; it then comprises an inverter control unit arranged to receive an image of the input voltage and adapted to control the start-up of said inverter when this input voltage drops below a predetermined threshold. The substitution of the current coming from the inverter for the current coming from the network is carried out in 1 invention continuous / continuous, by a natural commutation of the diodes of the rectifiers and does not require any additional means (such as the thyristors or triacs which equip conventional "off-line" devices).

L'unité de commande de l'onduleur peut ainsi être composée de moyens simples et peu onéreux : un détecteur de tension (peu rapide) et une logique de commande de type courant.The inverter control unit can thus be made up of simple and inexpensive means: a voltage detector (not very fast) and a control logic of the current type.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit en référence aux dessins annexés qui présentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description :
- la figure 1 est une vue en perspective du dispositif de l'invention et de ses raccordements au réseau AC et à un système informatique de faible puissance,
- la figure 2 est un schéma synoptique du dispositif,
- la figure 3 est un schéma électronique d'une unité de commande équipant le dispositif de l'invention pour assurer la mise en route de l'onduleur.Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows with reference to the appended drawings which present, by way of nonlimiting example, an embodiment of the invention; on these drawings which form an integral part of this description:
FIG. 1 is a perspective view of the device of the invention and of its connections to the AC network and to a low power computer system,
FIG. 2 is a block diagram of the device,
- Figure 3 is an electronic diagram of a control unit fitted to the device of the invention to ensure the startup of the inverter.

Le dispositif de protection représenté à titre d'exemple aux figures est logé dans un bottier 1 (figure 1) qui comporte des moyens d'entrée constitués par une prise mâle de châssis 2 destinée à être raccordée au réseau alternatif 220 volts par un prolongateur 3. Un cordon mobile 8 s'échappe du bottier et porte à son extrémité de premiers moyens de sortie constitués par une prise femelle repérée 9, destinée à se brancher sur la prise mâle 10 de l'unité centrale ll du système informatique. Le bottier 1 comporte également de seconds moyens de sortie constitués par une prise femelle de châssis 4 destinée à être raccordée, par l'entremise d'un prolongateur 7, à la prise mâle standard de châssis 5 équipant l'écran informatique 6 du système informatique. The protective device shown by way of example in the figures is housed in a case 1 (FIG. 1) which comprises input means constituted by a male chassis socket 2 intended to be connected to the AC 220 volt network by an extension 3 A movable cord 8 escapes from the shoemaker and carries at its end first output means constituted by a female socket marked 9, intended to be connected to the male socket 10 of the central unit ll of the computer system. The case 1 also includes second output means constituted by a female chassis socket 4 intended to be connected, by means of an extension 7, to the standard male chassis socket 5 fitted to the computer screen 6 of the computer system. .

Comme le représente la figure 2, la prise mâle 2 est reliée à travers un interrupteur 12 à la diagonale alternative d'un redresseur en pont 13, constitué par un pont double alternance de quatre diodes. As shown in Figure 2, the male plug 2 is connected through a switch 12 to the alternating diagonal of a bridge rectifier 13, constituted by a full-wave bridge of four diodes.

Un résistance 14 de limitation de courant de charge est insérée en amont du redresseur 13, cependant qu'un fusible à effet retardé 15 (par exemple 200 ms) est inséré en série sur la prise mâle d'entrée 2. A load current limiting resistor 14 is inserted upstream of the rectifier 13, while a delayed effect fuse 15 (for example 200 ms) is inserted in series on the male input socket 2.

La diagonale continue du redresseur 13 est reliée à la prise femelle 9, avec insertion en série d'un fusible rapide 16. The continuous diagonal of the rectifier 13 is connected to the female socket 9, with a rapid fuse 16 inserted in series.

De plus, un condensateur électrolytique 17 est relié en parallèle à la sortie de la diagonale continue du redresseur 13. Ce condensateur présente en l'exemple une capacité de 470 microfarads, assurant un bon compromis entre taille, prix et durée de la période de transition garantie (supérieure à 300 millisecondes pour une unité centrale de 60 watts). En pratique, l'on choisira, comme déjà indiqué, la capacité du condensateur 17 dans une plage comprise entre 5 P.t et 25 P.t (P : puissance de la ou des unités centrales en watts ; t : durée de la période de transition au moins égale à la durée de mise en route de onduleur ;
C exprimé en microfarads).In addition, an electrolytic capacitor 17 is connected in parallel to the output of the continuous diagonal of the rectifier 13. This capacitor has in the example a capacity of 470 microfarads, ensuring a good compromise between size, price and duration of the transition period warranty (greater than 300 milliseconds for a 60 watt central unit). In practice, the capacitor 17 will be chosen, as already indicated, in a range between 5 Pt and 25 Pt (P: power of the central unit or units in watts; t: duration of the transition period at least equal to the duration of inverter start-up;
C expressed in microfarads).

P ailleurs, le dispositif comprend un second redresseur 18, également constitué par un pont double alternance de quatre diodes, dont la diagonale continue de sortie est reliée en parallèle sur le condensateur 17 et la diagonale continue de sortie du premier redresseur 13. Furthermore, the device comprises a second rectifier 18, also constituted by a full-wave bridge of four diodes, the continuous output diagonal of which is connected in parallel on the capacitor 17 and the continuous diagonal output of the first rectifier 13.

La diagonale alternative d'entrée de ce second redresseur 18 est reliée à la sortie alternative d'un onduleur élévateur de tension 19. Cet onduleur est en particulier un onduleur à ondes carrées 12V DC/220 V AC de conception standard et possède de façon classique une génération permanente de tension continue faible puissance de 9 volts pour l'alimentation des circuits internes de l'onduleur et des circuits électroniques externes décrits plus loin. The alternating diagonal input of this second rectifier 18 is connected to the alternating output of a step-up inverter 19. This inverter is in particular a 12V DC / 220 V AC square wave inverter of standard design and conventionally has a permanent generation of low power direct voltage of 9 volts to supply the internal circuits of the inverter and the external electronic circuits described below.

L'entrée continue de l'onduleur 19 est connectée à une batterie 20 de tension nominale continue de 12 volts. The continuous input of the inverter 19 is connected to a battery 20 of continuous nominal voltage of 12 volts.

De plus, le dispositif comprend un relais élecromécanique de commutation 21 possédant deux entrées el, e2 et une sortie s. En l'exemple, ce relais est constitué de deux inverseurs repos/travail 21a, 21b, dont les deux contacts "repos" constituent la seconde entrée e2, les deux contacts "travail" constituant la première entrée el et les deux points communs la sortie -s-. In addition, the device comprises an electromechanical switching relay 21 having two inputs el, e2 and an output s. In the example, this relay consists of two rest / work reversers 21a, 21b, the two "rest" contacts of which constitute the second input e2, the two "work" contacts constituting the first input and the two common points the output -s-.

La première entrée el du relais est reliée par une première dérivation 22 à la prise d'entrée 2 à travers l'interrupteur 12 et le fusible 15 déjà évoqués. The first input el of the relay is connected by a first branch 22 to the input socket 2 through the switch 12 and the fuse 15 already mentioned.

La seconde entrée e2 du relais est reliée par une seconde dérivation 23 à la sortie alternative de l'onduleur 19. The second input e2 of the relay is connected by a second bypass 23 to the alternative output of the inverter 19.

La sortie s du relais est reliée à la prise femelle de sortie 4. The relay output s is connected to the output female socket 4.

Le relais 21 est associé à une bobine de commande 21c qui réalise la commutation des inverseurs lorsqu'elle est mise sous tension. Ainsi, la seconde dérivation 23 se trouve reliée à la prise de sortie 4 lorsque la bobine 21c est hors tension (position repos), tandis que la première dérivation 22 est mise en liaison avec cette prise de sortie 4 lorsque la bobine est mise sous tension (position travail). The relay 21 is associated with a control coil 21c which performs the switching of the inverters when it is energized. Thus, the second bypass 23 is connected to the output socket 4 when the coil 21c is de-energized (rest position), while the first bypass 22 is connected to this output socket 4 when the coil is energized (work position).

Le dispositif comprend en outre un circuit d'alimentation auxiliaire AC/DC 24 connecté en parallèle sur la prise d'entrée 2. Comme le schématise la figure 2, ce circuit peut en particulier comprendre un transformateur abaisseur 25 (220 V/12 V) dont le primaire est relié à la prise d'entrée 2 et le secondaire à la diagonale alternative d'un pont redresseur 26 (pont double alternance à quatre diodes). The device also comprises an auxiliary AC / DC supply circuit 24 connected in parallel to the input socket 2. As shown in FIG. 2, this circuit can in particular include a step-down transformer 25 (220 V / 12 V) the primary of which is connected to the input socket 2 and the secondary to the alternative diagonal of a rectifier bridge 26 (full-wave bridge with four diodes).

La diagonale continue de sortie de ce pont 26 délivre une image continue de la tension d'entrée ; cette sortie de l'alimentation auxiliaire est, en premier lieu, reliée à la bobine 21c du relais de façon que celle-ci soit alimentée par cette tension image de la tension d'entrée lorsque ladite tension d'entrée est présente sur la prise d'entrée 2 (position travail) et mise hors tension lorsque ladite tension d'entrée disparaît. The continuous output diagonal of this bridge 26 delivers a continuous image of the input voltage; this output of the auxiliary supply is, firstly, connected to the coil 21c of the relay so that it is supplied by this image voltage of the input voltage when said input voltage is present on the socket d input 2 (working position) and de-energized when said input voltage disappears.

En outre, la diagonale continue de sortie du pont 26 est reliée à l'entrée d'un chargeur 27 dont la sortie est connectée au potentiel positif de la batterie 20 à travers un deuxième contact 12' de l'interrupteur général 12. A partir de la tension continue de sortie du pont 26, ce chargeur adapte un courant de charge à l'état de la batterie. Ce chargeur est de type connu en soi, comprenant en particulier un circuit intégré régulateur de tension limité en courant. In addition, the continuous output diagonal of the bridge 26 is connected to the input of a charger 27, the output of which is connected to the positive potential of the battery 20 through a second contact 12 'of the general switch 12. From of the DC output voltage from bridge 26, this charger adapts a charging current to the state of the battery. This charger is of a type known per se, comprising in particular an integrated voltage regulator circuit limited in current.

De plus, la diagonale continue de sortie du pont 26 est reliée à une unité 28 de commande de l'onduleur, destinée à faire fonctionner le système en mode dit "o f f - line", c'est-à-dire avec mise en route de l'onduleur en cas de coupure. A cet effet, cette unité reçoit, de la part du circuit d'alimentation auxiliaire 24, l'image continue de la tension d'entrée et est adaptée pour commander la mise en route de l'onduleur lorsque cette tension d'entrée s'abaisse au-dessous d'une limite prédéterminée, en particulier comprise entre 130 et 180 volts ; compte-tenu de l'abaissement de tension engendré par le transformateur 25, la mise en route est assurée lorsque la tension continue issue du circuit d'alimentation auxiliaire s'abaisse au-dessous d'un seuil compris entre 7 et 10 volts. In addition, the continuous output diagonal from the bridge 26 is connected to a unit 28 for controlling the inverter, intended to operate the system in so-called "off-line" mode, that is to say with start-up. of the inverter in the event of a power cut. To this end, this unit receives, from the auxiliary supply circuit 24, the continuous image of the input voltage and is adapted to control the start-up of the inverter when this input voltage lowers below a predetermined limit, in particular between 130 and 180 volts; taking into account the voltage drop generated by the transformer 25, the start-up is ensured when the DC voltage from the auxiliary supply circuit drops below a threshold between 7 and 10 volts.

L'unité de commande comprend un détecteur de tension 29 et une logique de commande 30 dont un exemple est schématisé à la figure 3. The control unit comprises a voltage detector 29 and a control logic 30, an example of which is shown diagrammatically in FIG. 3.

Le détecteur de tension 29 est constitué, d'une part, d'un pont résistif 31 qui reçoit l'image de la tension d'entrée, d'autre part, d'un générateur de seuil de référence 32 comprenant de façon classique un circuit intégré régulateur de tension 33 (alimenté par la batterie) et un potentiomètre d'ajustage 34, enfin d'un comparateur de tension 35 qui délivre un signal de comparaison L fonction des valeurs relatives des tensions calibrées issues du pont résistif 31 et du générateur de seuil 32. Le régulateur 33 délivre une tension constante Tc qui est divisée par le potentiomètre 34 pour fournir un seuil de référence de valeur ajustée entre 7 et 10 volts. The voltage detector 29 consists, on the one hand, of a resistive bridge 31 which receives the image of the input voltage, on the other hand, of a reference threshold generator 32 conventionally comprising a integrated circuit voltage regulator 33 (powered by the battery) and an adjustment potentiometer 34, finally a voltage comparator 35 which delivers a comparison signal L as a function of the relative values of the calibrated voltages coming from the resistive bridge 31 and from the generator 32. The regulator 33 delivers a constant voltage Tc which is divided by the potentiometer 34 to provide a reference threshold of adjusted value between 7 and 10 volts.

Par ailleurs la tension constante Tc est utilisée pour alimenter une des unités de la logique de commande 30. Furthermore, the constant voltage Tc is used to supply one of the units of the control logic 30.

Ce signal L est reçu par la logique de commande 30 qui pilote l'onduleur 19 et commande sa mise en route lorsque le signal L bascule si Irétat de charge de la batterie le permet. This signal L is received by the control logic 30 which controls the inverter 19 and controls its start-up when the signal L switches if the state of charge of the battery allows it.

A cet effet, la logique de commande 30 comprend un détecteur de tension de batterie 36 (comparateur, générateur de seuil alimenté par la tension Tc) et une porte logique 37 agencée de façon à combiner le signal L et le signal M issu du détecteur 36 pour engendrer un signal MER de mise en route de l'onduleur si la tension d'entrée devient inférieure à la limite précitée et si la tension de batterie est significative d'un état de charge suffisante. To this end, the control logic 30 comprises a battery voltage detector 36 (comparator, threshold generator supplied by the voltage Tc) and a logic gate 37 arranged so as to combine the signal L and the signal M from the detector 36 to generate a MER signal to start up the inverter if the input voltage falls below the above limit and if the battery voltage is indicative of a sufficient state of charge.

En régime normal, lorsque la tension d'entrée présente une valeur normale, l'on du leur 19 est arrêté, le circuit d'alimentation auxiliaire 26 délivre une tension continue image de la tension d'entrée, le chargeur 27 charge la batterie avec un courant adapté à son état, les unités centrales du système informatique sont alimentées en continu par le pont 13, les écrans sont alimentés en alternatif par la dérivation 22 (le relais 21 étant en position de travail puisque sa bobine est alimentée par le circuit d'alimentation auxiliaire 24). In normal mode, when the input voltage has a normal value, one of theirs 19 is stopped, the auxiliary supply circuit 26 delivers a DC voltage image of the input voltage, the charger 27 charges the battery with a current adapted to its state, the central units of the computer system are supplied continuously by the bridge 13, the screens are supplied alternately by the bypass 22 (the relay 21 being in the working position since its coil is supplied by the circuit d 'auxiliary supply 24).

En cas de coupure, le condensateur 17 qui s'est chargé en régime normal prolonge le courant continu d'alimentation des unités centrales pendant une période transitoire ; au cours de celle-ci, le circuit d'alimentation auxiliaire 24 n'étant plus sous tension, le détecteur de tension 29 commande la mise en route de l'onduleur via l'unité logique 30, et le relais 21 commute vers sa position repos, de sorte que l'unité centrale reçoit une tension continue d'alimentation (engendrée par l'onduleur 19 et le pont redresseur 18) qui se substitue à celle fournie par le condensateur 17 pendant la période transitoire, cependant que les écrans sont alimentés par l'onduleur via la dérivation 23. In the event of a cut, the capacitor 17 which has charged in normal mode extends the direct current supply to the central units during a transient period; during this, the auxiliary supply circuit 24 no longer being energized, the voltage detector 29 controls the start-up of the inverter via the logic unit 30, and the relay 21 switches to its position rest, so that the central unit receives a continuous supply voltage (generated by the inverter 19 and the rectifier bridge 18) which replaces that supplied by the capacitor 17 during the transient period, while the screens are supplied by the inverter via bypass 23.

Un tel dispositif n'exige que des moyens électroniques simples en raison de son principe même de fonctionnement qui ne nécessite aucune commutation rapide de tension alternative, ni aucune synchronisation entre les tensions commutées. Such a device requires only simple electronic means because of its very operating principle which requires no rapid switching of alternating voltage, nor any synchronization between the switched voltages.

Claims

1 / - Device for the external protection of a computer system with regard to power cuts, the computer system comprising at least one central unit with a standard AC power outlet and at least one screen with '' a standard AC power outlet, said external protection device being intended to be connected upstream of the computer system between the alternating AC power supply network and said computer system, and being characterized in that it comprises in combination

- input means (2) adapted to be connected to the AC network and to receive the voltage present on this network, called the input voltage,

a first rectifier (13) having an AC input connected to the input means (2) and a DC output delivering a DC voltage of value corresponding to the peak voltage present on said input means,

a second rectifier (18) having an alternating input and a continuous output connected in parallel to the continuous output of the first rectifier (13),

a storage capacitor (17) of capacity adapted to contain a charge for maintaining a voltage equivalent to that of the AC network for a predetermined duration, said capacitor having its terminals connected in parallel to the common continuous outputs of the two rectifiers (13, 18), so as to store the load under a voltage of value equivalent to the peak voltage of the AC network,

- a voltage step-up inverter (19), having a continuous supply input and an AC output connected to the AC input of the second rectifier (18),

- a battery (20) connected to the continuous supply input of the inverter (19),

- first output means (8, 9), connected to the terminals of the storage capacitor (17) and adapted to allow connection of the standard AC power outlet of the central unit or units of the computer system,

- second output means (4), adapted to allow connection of the standard power socket of the computer system screen or screens,

a switching relay (21) having two inputs (el, e2) and one output (s), the latter being connected to the second output means (4),

a first derivation (22) connecting the input means (2) to the first input (el) of the switching relay (21),

- a second bypass (23) connecting the output of the inverter (19) to the second input (e2) of the switching relay (21),

- relay control means (21c) arranged to receive an image of the input voltage in order to generate a switching of the relay putting the first derivation (22) in connection with the second output means (4) when the input voltage falls below a determined threshold.

2 / - Device according to claim 1 for the protection of a computer system intended to be supplied with an alternating voltage of 220 volts, whose central unit has a predetermined nominal power P, characterized in that the capacitor (17) is an electrolytic capacitor with a capacity C of between 5 Pt and 25 Pt where C is expressed in microfarads, P is expressed in watts and t is the duration of start-up of the inverter expressed in seconds.

3 / - Device according to claim 2 for the protection of a computer system whose central unit has a nominal power of the order of 100 watts, characterized in that the capacitor (17) has a capacity between 250 and 1 000 microfarads.

4 / - External protection device according to one of claims 2 or 3, in which the inverter (19) is a 12 V DC / 220 V AC square wave inverter, the battery (20) being a battery at nominal voltage. continuous 12 volts.

5 / - External protection device according to one of claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that it comprises an auxiliary AC / DC supply circuit (24), connected in parallel on the input means (2) and connected to a charger (27) arranged to charge the battery.

6 / - External protection device according to claim 5, wherein the auxiliary supply circuit (24) comprises a step-down transformer (25) whose primary is connected to the input means (2) and a rectifier bridge (26) connected to the transformer secondary.

7 / - External protection device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a control unit of the inverter (28), arranged to receive an image of the input voltage and adapted for ordering the start-up of said inverter when this input voltage drops below a predetermined limit.

8 / - Device according to claims 5 and 7 taken together, characterized in that the control unit (28) comprises a voltage detector (29) connected at the output of the auxiliary supply circuit (24) in order to receive the output voltage of this circuit, image of the input voltage.

9 / - External protection device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the inverter control unit (28) comprises

a voltage detector (29) consisting of a resistive bridge (31) arranged to receive the image of the input voltage and of a voltage comparator (35) connected to the resistive bridge and to a reference threshold generator (32) with a view to delivering a comparison signal (L) as a function of the relative values of the voltages received,

and a control logic (30) connected to the comparator (35) in order to drive the inverter (19) and control its start-up when the voltage coming from the resistive bridge (31) becomes lower than the reference threshold coming from the generator ( 32).

10 / - Device according to claim 9, characterized in that the resistive bridge (31) and the reference threshold generator (32) are adapted to deliver to the comparator (35) calibrated voltages such as the comparison signal (L ) toggles for a value of the voltage present on the input means lowering below a limit between 130 and 180 volts.

11 / - Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the switching relay (21) is an electromechanical relay associated with a control coil (21c), said relay being arranged to link the second derivation (23) with the second output means (4) when its coil (21c) is de-energized, and for switching and connecting the first branch (22) with said second output means (4) when said coil is put under voltage.

12 / - Device according to claims 5 and 11 taken together, characterized in that the relay control coil (21c) is connected at the output of the auxiliary supply circuit (24) in order to receive the output voltage of this circuit , picture of the input voltage.

13 / - External protection device according to one of claims 1 to 12, wherein the rectifiers (13, 18) are each constituted by a full-wave bridge of four diodes.

14 / - External protection device according to one of claims 1 to 13, wherein the input means are constituted by a male plug (2).

15 / Device according to one of claims 1 to 14 for the protection of a computer system in which the standard central unit and screen sockets are male chassis sockets, characterized in that

the first outlet means consist of a movable cord (8) equipped with a marked female socket (9),

- The second outlet means are constituted by a female chassis socket (4) for the purpose of installing an extension (7).

16 / - External protection device according to one of claims 1 to 15, in which a resistor (14) for limiting the load current is inserted upstream of the first rectifier (13).

17 / - External protection device according to one of claims 1 to 16, in which

- a delayed-effect fuse (15) is inserted in series on the input means (2),

- a fast fuse (16) is inserted in series on the first output means (8, 9).