JPH051962Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、高周波で動作するスイツチングレ
ギユレータと蓄電池とを組合せた無停電電源装
置、さらに具体的には電界効果トランジスタをス
イツチング素子として用いるスイツチング電源に
よつて蓄電池を浮動充電しながら蓄電池と並列に
負荷に電力を供給する無停電電源装置に関し、特
に入力電源停電後の復電時における電界効果トラ
ンジスタの過電流破壊等の障害を防止する手段に
関する。

（従来の技術） 高周波で動作するスイツチングレギユレータと
蓄電池とを組合せた無停電電源装置として、従来
下記の構成のものが提案されている。すなわち、
入力電源に対してスイツチング素子としての電界
効果トランジスタと同スイツチング素子をオン、
オフ制御するチヨツパ制御回路とが接続され、前
記スイツチング素子、リアクトル、ダイオード及
び平滑コンデンサよりなるチヨツパ回路の出力電
圧によつて蓄電池を浮動充電しながら、この蓄電
池と並列に負荷（例えばコンバータ用トランジス
タ）に電力を供給するものである。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、前述の無停電電源装置において前記
電界効果トランジスタは、通常、前記リアクトル
に生ずる高圧サージに対して同トランジスタを保
護するダイオードを内蔵しているため、電源停電
時にも前記蓄電池から前記リアクトル及び前記電
界効果トランジスタ等を介して前記チヨツパ制御
回路に補助電源が供給され続ける。そうすると、
チヨツパ制御回路は、電源停電時にも動作を継続
し、蓄電池電圧の放電（電圧降下）に応じて電界
効果トランジスタをオン、オフ制御するパルスの
パルス幅はオン時間が最大になるように作動す
る。この状態で電源が復電すると、電界効果トラ
ンジスタの出力電圧が蓄電池の電圧より高くな
り、両電圧の差によつて大きな充電電流が流れ、
同トランジスタが過大電流によつて破壊する等の
障害が発生する。

この考案は、上記の問題点を解決し、電界効果
トランジスタよりなるスイツチング素子を有する
スイツチング電源により蓄電池を浮動充電しなが
ら、この蓄電池と並列に負荷に電力を供給する無
停電電源装置において、電源復電時における電界
効果トランジスタの過電流破壊等の障害を防止す
る手段を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この考案は、上記の目的を達成するため、上記
の構成の無停電電源装置において、スイツチング
素子をオン、オフ制御する制御回路と、この制御
回路の電源をスイツチング素子の入力側から供給
する手段と、入力電源電圧と蓄電池電圧とを識別
する電圧識別回路とを備え、前記制御回路は、前
記電圧識別回路の検出電圧に応じて、電源停電時
にはその制御動作を停止し、電源復電時には前記
スイツチング素子のオン時間を最小時間から徐々
に大きくするように構成されているものである。

（作用） 上記の構成に基づき、前記電圧識別回路の検出
電圧に応じて、電源停電時には前記制御回路のオ
ン、オフ制御動作を停止し、電源復電時には前記
スイツチング素子のオン時間が最小時間から徐々
に大きくなつて定常運転に移行する。

（実施例） 以下図面を参照してこの考案の無停電電源装置
の実施例について詳細に説明する。第１図は、入
力が交流電源である場合のこの考案の一実施例を
示し、図中抵抗３１ａ、ゼナーダイオード３１
ｂ、抵抗３１ｃよりなる電圧識別回路３１及びこ
の電圧識別回路３１中の抵抗３１ｃに生ずる電圧
をチヨツパ制御回路１７に供給する接続がこの考
案の主要な特徴を具体化するものである。

第１図において、１１は入力電源（主電源）と
しての交流電源であつてその電圧は、通常、
100V又は200Vである。１２ａは交流入力を開閉
するスイツチ、１２ｂは後記の蓄電池２１の電圧
をコンバータ制御回路２３へ供給するスイツチで
あり、両スイツチは機械的に連動し、前者が閉の
とき後者も閉になる。スイツチ１２ａが閉じると
交流電源１１からの入力電力はダイオードよりな
る整流装置１３で整流され、コンデンサ１４で平
滑化されて交流電源１１の電圧に見合つた直流電
圧がコンデンサ１４に発生する。トランジスタ１
５のベースは整流装置１３の出力端子間に直列に
接続された抵抗１５ａ及びゼナーダイオード１５
ｂの接続点に接続されていてそのベース電圧はゼ
ナーダイオード１５ｂの電圧と等しくなり、その
電圧に対応する電圧をエミツタに生じ、このエミ
ツタ電圧がチヨツパ制御回路１７に供給され、そ
の補助電源となる。

１６はスイツチング素子を構成する電界効果ト
ランジスタであり、チヨツパ制御回路１７により
オン、オフ制御される。チヨツパ制御回路１７は
このオン、オフ制御を行うパルスを発生する機能
と、電界効果トランジスタ１６、リアクトル１
８、ダイオード１９及び平滑コンデンサ２０で構
成されるチヨツパ回路の出力電圧（平滑コンデン
サ２０に生ずる電圧）が蓄電池２１の浮動充電電
圧になるよう定電圧制御を行う自動電圧制御機能
とを有している。交流電源１１が供給されている
ときは、上記のチヨツパ回路で蓄電池２１を浮動
充電するとともに負荷としてのコンバータ回路中
のトランジスタスイツチング回路２２に電力を供
給する。

コンバータ回路は、トランジスタスイツチング
回路２２、絶縁変圧器２５、ダイオード整流装置
２６、リアクトル２７及び平滑コンデンサ２８よ
りなり、トランジスタスイツチング回路２２のオ
ン、オフ動作により直流を交流に変換し、絶縁変
圧器２５で電圧変換した後、整流装置２６で整流
し、リアクトル２７と平滑コンデンサ２８で直流
に変換して負荷３０に定電圧の電力を供給する。
２３はコンバータ制御回路であつてトランジスタ
スイツチング回路２２中のトランジスタをオン、
オフ制御するパルスを発生する機能と、負荷３０
にかかる電圧を検出する電圧検出回路２９の検出
信号に応じて上記のパルスのパルス幅を制御し、
オン、オフの間隔を変化させて負荷３０の電圧を
一定に制御する自動制御機能とを有している。コ
ンバータ制御回路２３には蓄電池２１の電圧がス
イツチ１２ｂを介して供給され、同回路２３を駆
動する補助電源となつている。なお、電圧識別回
路３１については、後述する。

上記の構成において、交流電源１１が停電した
場合にも、前記コンバータ回路２２〜２８は蓄電
池２１からの電力で引き続き動作するので第１図
の装置は無停電電源装置を構成している。

さらに、電界効果トランジスタ１６は、通常
は、第２図に示すようにそれ自身の内部に図示の
極性のダイオード１６ａを内蔵しているので、前
述のように、入力電源１１が停電した場合に、整
流装置１３の出力はゼロに降下するが、蓄電池２
１からリアクトル１８、電界効果トランジスタ１
６内部のダイオード１６ａ及びトランジスタ１５
を介してチヨツパ制御回路１７には補助電源が供
給され続ける。したがつて、チヨツパ制御回路１
７は動作状態を継続し、蓄電池電圧の放電（電圧
降下）に応じて電界効果トランジスタ１６をオ
ン、オフ制御するパルス幅はオン時間が最大にな
るように作動する。この状態で、交流電源１１が
復電すると、電界効果トランジスタ１６の出力電
圧が蓄電池２１の電圧より高くなり、両電圧の差
によつて大きな充電電流が流れ、トランジスタ１
６が過大電流によつて破壊する等の障害を発生す
る。

前述の障害の発生を防止するためには、電源１
１の停電時にチヨツパ制御回路１７の動作を停止
し、復電時にはスイツチング素子としての電界効
果トランジスタ１６のオン時間が最小から徐々に
大きくなるような始動手段によればよい。第１図
の電圧識別回路３１は上記の始動手段を具体化す
るものであつて電源１１からの入力電圧と蓄電池
２１の電圧とを識別する機能を有する。すなわち
電圧識別回路３１は、整流装置１３の出力端子間
に接続された抵抗３１ａ、ゼナーダイオード３１
ｂ及び抵抗３１ｃの直列回路よりなり、抵抗３１
ｃの電圧が制御電圧としてチヨツパ制御回路１７
に印加される。

そしてチヨツパ制御回路１７は、上記の制御電
圧が一定値以下であれば前記のオン、オフ制御動
作を停止し、かつ同制御電圧が一定値以上であれ
ば同回路１７が発生するオン、オフ制御パルスの
オン時間が最小から徐々に大きくなるよう構成さ
れている。例えばゼナーダイオード３１ｂのゼナ
ー電圧を蓄電池２１の電圧より高く設定しておけ
ば、停電中は抵抗３１ｃには電圧が発生せずチヨ
ツパ制御回路１７は停止状態を維持する。これに
対して、復電時には整流装置１３の出力電圧（こ
れは蓄電池２１の電圧より高い）が発生し、この
電圧をゼナーダイオード３１ｂのゼナー電圧より
高く設定しておけば、復電によつて抵抗３１ｃに
電圧が発生し、チヨツパ制御回路１７はその発生
パルスのオン時間が最小から徐々に大きくなり、
定常運転に移行する。

電圧識別回路３１は、ゼナーダイオード３１ｂ
及び抵抗３１ｃのみの直列回路によつて構成する
こともできるが、第１図に示すようにさらに抵抗
３１ａを直列に接続すれば、電源１１の電圧を適
当な比率をもつてチヨツパ制御回路１７に印加す
ることができるので実際上この構成を可とする。
また第１図では入力電源１１を交流電源とし、蓄
電池２１の負荷をスイツチング回路２２とした
が、前者は直流電源であつてもよく、後者はその
他の負荷であつてもよい。また第１図中の個々の
回路の構成は、公知の手段に従つて適宜変更する
ことができる。

（考案の効果） 前述のように、この考案によれば、入力電源の
電圧と本電源装置により浮動充電される蓄電池の
電圧とを識別する電圧識別回路を設け、その検出
電圧に応じて、電源停止時にはスイツチング素子
をオン、オフ制御する制御回路の動作を停止し、
復電時にはスイツチング素子のオン時間が最小時
間から徐々に大きくなるようにするので、復電時
における電界効果トランジスタの過電流破壊等の
障害を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の無停電電源装置の回路図、
第２図は第１図中の電界効果トランジスタの詳細
な回路図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交流電源を整流する整流装置の出力端と蓄電池
   との間の電路にソース・ドレイン間に寄生ダイオ
   ードを有する電界効果トランジスタよりなるスイ
   ツチング素子を介挿したスイツチング電源により
   前記蓄電池を浮動充電しながら、この蓄電池と並
   列に負荷に電力を供給する無停電電源装置におい
   て、 前記スイツチング素子をオン、オフ制御する制
   御回路と、 前記制御回路の電源を前記スイツチング素子の
   入力側から供給するとともに前記交流電源が停電
   したときに、前記寄生ダイオードを介して前記蓄
   電池から電流が前記素子の入力側に流れ込むよう
   にした手段と、 前記整流装置の出力端間に設けられ、整流装置
   の電圧と前記蓄電池の電圧とを識別する電圧識別
   回路とを備え、 前記制御回路は、前記電圧識別回路の検出電圧
   に応じて、電源停電時にはその制御動作を停止
   し、電源復電時には前記スイツチング素子のオン
   時間を最小時間から徐々に大きくするよう構成さ
   れている無停電電源装置。