JPH066934A - 電源切り換え回路 - Google Patents

電源切り換え回路

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JPH066934A
JPH066934A JP4160528A JP16052892A JPH066934A JP H066934 A JPH066934 A JP H066934A JP 4160528 A JP4160528 A JP 4160528A JP 16052892 A JP16052892 A JP 16052892A JP H066934 A JPH066934 A JP H066934A
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JP
Japan
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voltage
power supply
capacitor
primary battery
power
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JP4160528A
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Osamu Yairo
修 八色
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流電源とこれの電圧値より低い電圧の1次
電池とが切り換え使用されることゝされている電源切り
換え回路において、電源切り換えに際して、1次電池に
逆流してこれが充電されることを防止することを目的と
する。 【構成】 直流電源の電圧が存在するときは直流電源か
ら電源を供給され、直流電源の電源が存在しないときは
負荷側から電源を供給され、キャパシタの電圧と1次電
池の電圧とを比較しその高低に応答して動作する比較器
を有し、この比較器の動作に応答して開閉して、キャパ
シタの電圧と1次電池の電圧とがおゝむね同一のとき、
1次電池を負荷とキャパシタの並列回路に接続する開閉
手段とを有している電源切り換え回路である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等に用いられ
る半導体メモリ等の電源を、商用電源等にもとづく直流
電源が不存在な場合でも維持するためのバックアップ用
のバッテリに切り換える電源切り換え回路の改良に関す
る。特に、バッテリとして、充電電流を許容しない1次
電池を使用する場合の電源切り換え回路の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来技術に係る電源切り換え回路の1例
を、図5に示す概念的構成図を参照して説明する。
【0003】図5参照 図において、PSは商用電源等にもとづく直流電源であ
り、SW1 は上記の直流電源PSが存在するときのみ閉
路する第1の開閉手段であり、Cはキャパシタであり、
Lは負荷であり、直流電源PSは、直流電源PSが存在
するときのみ、負荷LとキャパシタCとの並列回路に接
続され、負荷Lに電力を供給する。Bは乾電池等充電が
できない1次電池であり、SW2 は直流電源PSが存在
しないときのみ閉路する第2の開閉手段であり、1次電
池Bは、直流電源PSが存在しないときのみ、負荷Lと
キャパシタCとの並列回路に接続される。キャパシタC
の機能は、電源の電圧や負荷Lが変動しても負荷Lに供
給される電圧の変動を防止することにある。
【0004】ところで、この電源切り換え回路は、直流
電源PSが存在しないときでも、負荷Lである半導体メ
モリ等を保持しておくことを目的とする回路であるか
ら、1次電池Bの電圧は、直流電源PSの電圧の60%
程度に選択される。
【0005】この従来技術に係る電源切り換え回路の動
作を、動作波形図を示す図6を参照して説明する。 図6参照 直流電源PSが存在するときは、第1の開閉手段SW1
を構成するNチャンネルエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタQ2 がオンしており、第1の開閉手段SW1
を構成するPチャンネルエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタQ1のゲートは低電圧でありこれもオンして
おり、電力は、直流電源PSから負荷Lに供給されてい
る。こゝで、直流電源PSが存在しなくなると、第1の
開閉手段SW1 を構成するPチャンネルエンハンスメン
ト型電界効果トランジスタQ1 はオフする。同時に、第
2の開閉手段SW2 を構成するPチャンネルエンハンス
メント型電界効果トランジスタQ3 は直ちにオンする。
【0006】一方、キャパシタCが存在するので、負荷
LにはキャパシタCから電流が供給され、負荷Lの入力
電圧は直ちには低下しない。しかし、上述したように、
第2の開閉手段SW2 を構成するPチャンネルエンハン
スメント型電界効果トランジスタQ3 はオンしているの
で、キャパシタCの電圧が低下して1次電池Bの出力電
圧と同一になれば、1次電池Bから負荷Lに電力が供給
されることになり、電源の切り換えがなされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したと
おり、直流電源PSが存在しなくなると、第2の開閉手
段SW2 を構成するPチャンネルエンハンスメント型電
界効果トランジスタQ3は直ちにオンするので、キャパ
シタCの電圧が1次電池Bの出力電圧に低下するまでの
期間(一般には1秒程度)、乾電池等の1次電池Bには
逆電流が供給され、1次電池Bの寿命を短縮すると云う
欠点がある。
【0008】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、直流電源とこれの電圧値より低い電圧の1次電
池とが切り換え使用されることゝされている電源切り換
え回路において、直流電源が存在しなくなった場合、直
流電源から1次電池への切り換えが、キャパシタ電圧
(負荷に電力を継続供給されている電圧)が1次電池の
電圧まで低下したときになされるように改良され、1次
電池への逆電流が防止されている電源切り換え回路を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、直流電源
(PS)に接続され、この直流電源(PS)の電圧が存
在するとき閉路し存在しないとき開路する第1の開閉手
段(SW1 )を介して、負荷(L)とキャパシタ(C)
との並列回路に接続される電源回路と、前記の直流電源
(PS)の電圧が存在するときは前記の直流電源(P
S)から電源を供給され、前記の直流電源(PS)の電
圧が存在しないときは前記のキャパシタ(C)から電源
を供給され、前記のキャパシタ(C)の電圧と1次電池
(B)の電圧とを比較し、その高低に応答して動作する
比較器(CO)と、この比較器(CO)の動作に応答し
て開閉して、前記のキャパシタ(C)の電圧と前記の1
次電池(B)の電圧とがおゝむね同一のとき、前記の1
次電池(B)を前記の負荷(L)と前記のキャパシタ
(C)の並列回路に接続する第2の開閉手段(SW2
とを有する電源切り換え回路によって達成される。
【0010】上記の構成においては、1次電池Bが負荷
Lに電力を供給している期間、1次電池Bは比較器CO
にも電力を供給しつゞけることになり、1次電池Bが無
駄に使用されることになる。そこで、比較器COが、キ
ャパシタCの電圧が1次電池Bの電圧まで低下したこと
を検出したことを条件として、図3・図4に示すよう
に、第3の開閉手段SW3 を動作させて比較器COの電
源供給を停止することゝし比較器COの再起動は直流電
源PSの回復を条件とすれば、1次電池Bを無駄に消耗
させることはなくなる。
【0011】また、上記の構成においては、直流電源P
Sが回復した場合、比較器COの動作が遅れると、その
期間1次電池Bには電流が逆流することになる。そこ
で、図4に示すように、直流電源PSの電圧回復を条件
として、第2の開閉手段(SW 2 )を構成するPチャン
ネルエンハンスメント型電界効果トランジスタQ3 を開
路するようにすれば、直流電源PSが回復した後比較器
COが動作するまでの間、1次電池Bに逆流することは
なくなる。
【0012】
【作用】上記の欠点は、キャパシタCの電圧が1次電池
Bの電圧より高い状態において第2の開閉手段SW2
閉路するからである。この欠点を解消するには、キャパ
シタCの電圧が1次電池Bの電圧と同一になるまでは、
1次電池BをキャパシタCの開路に接続しなければよ
い。この着想を具体化するため、本発明においては、直
流電源PSの電圧が存在するときは直流電源PSから電
源を供給され、直流電源PSの電圧が存在しないときは
キャパシタCから電源を供給され、(電界効果トランジ
スタにはソース・ドレイン間を順方向に接続する寄生ダ
イオードが存在することが一般であるから、直流電源P
Sの電圧または1次電池Bの電圧が存在するときは、積
極的に接続をしなくても、いづれかの電源と比較器CO
の電源回路とは接続され、)キャパシタCの電圧と1次
電池Bの電圧とを比較しその高低に応答して動作する比
較器COを設け、この比較器COの動作に応答して開閉
して、キャパシタCの電圧と1次電池Bの電圧とがおゝ
むね同一のとき、1次電池Bを、負荷LとキャパシタC
との並列回路に接続する第2の開閉手段SW2 とを設け
たものである。
【0013】なお、第2実施例にあっては、直流電源P
Sが存在していない期間、比較器COの電源が、1次電
池Bから供給されて、1次電池Bが無駄に消耗すること
を避けるため、比較器COが動作したことを条件とし
て、比較器COの電源供給を停止することゝしたもので
ある。
【0014】また、第3実施例にあっては、直流電源P
Sが回復した場合、1次電池Bに逆流することを防止す
るため、直流電源PSが回復した場合、直流電源PSの
電圧をもって直ちに1次電池Bとの接続を開路すること
ゝしたものである。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の三つの実施
例に係る電源切り換え回路について説明する。
【0016】第1実施例 図1・図2参照 図1は概念的構成図である。図において、PSは商用電
源等にもとづく直流電源であり、SW1 は上記の直流電
源PSが存在するときのみ閉路する第1の開閉手段であ
り、Cはキャパシタであり、Lは負荷であり、直流電源
PSは、直流電源PSが存在するときのみ、負荷Lとキ
ャパシタCとの並列回路に接続され、負荷Lに電力を供
給する。Bは1次電池であり、SW2 は第2の開閉手段
であり、1次電池Bを直流電源PSが存在しないときの
み、負荷LとキャパシタCとの並列回路に接続し、負荷
Lに電力を供給する。キャパシタCの機能は、電源の電
圧や負荷Lが変動しても負荷Lに供給される電圧の変動
を防止することにある。COは比較器であり、直流電源
PSの電圧が存在するときは直流電源PSから電源を供
給され、直流電源PSの電源が存在しないときはキャパ
シタCから電源を供給され、(電界効果トランジスタに
はソース・ドレイン間を順方向に接続する寄生ダイオー
ドが存在することが一般であるから、直流電源PSの電
圧または1次電池Bの電圧が存在するときは、積極的に
接続をしなくても、いづれかの電源と比較器COの電源
回路とは接続され、)キャパシタCの電圧と1次電池B
の電圧とを比較し、その高低に応答して動作する比較器
COが、キャパシタCの電圧が1次電池Bの電圧より低
いと判断したときのみ閉路する第2の開閉手段であり、
1次電池Bを直流電源PSが存在しないときのみ、負荷
LとキャパシタCとの並列回路に接続し、負荷Lに電力
を供給する。
【0017】この第1実施例に係る電源切り換え回路の
動作を、動作波形図を示す図2を参照して説明する。 図2参照 直流電源PSが存在するときは、第1の開閉手段SW1
を構成するNチャンネルエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタQ2 がオンしており、第1の開閉手段SW1
を構成するPチャンネルエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタQ1のゲートは低電圧でありこれもオンして
おり、電力は、直流電源PSから負荷Lに供給されてい
る。こゝで、直流電源PSが存在しなくなると、第1の
開閉手段SW1 を構成するPチャンネルエンハンスメン
ト型電界効果トランジスタQ1 はオフする。そして、キ
ャパシタCから負荷Lに電力が供給される。しかし、エ
ネルギーの供給はないから、キャパシタCの電圧は次第
に低下する。キャパシタCの電圧が1次電池Bの電圧よ
り低くなると、比較器COは「0」を出力し、第2の開
閉手段SW2 を構成する抵抗4に印加され、Pチャンネ
ルエンハンスメント型電界効果トランジスタQ3 をオン
し、1次電池Bは負荷LとキャパシタCとの並列回路に
接続されて、電源の切り換えが実行される。
【0018】その後も比較器COは、直流電源PSが回
復するまで、「0」を出力しつゞけるが、直流電源PS
の回復を条件として、「1」を出力し、第2の開閉手段
SW 2 を構成するPチャンネルエンハンスメント型電界
効果トランジスタQ3 をオフする。
【0019】その結果、キャパシタCの電圧が1次電池
Bの電圧より高い期間に、1次電池BとキャパシタCの
電圧とが接続されることはなく、1次電池Bが充電され
ることはない。
【0020】第2実施例 上記の実施例においては、直流電源PSが存在していな
い期間、比較器COの電源はキャパシタC実質的には1
次電池Bから供給されるので、1次電池Bが無駄に消耗
することになる。
【0021】そこで、本実施例においては比較器CO
が、キャパシタCの電圧が1次電池Bの電圧まで低下し
たことを検出したことを条件として、第3の開閉手段S
3 を動作させて比較器COの電源供給を停止すること
ゝしてある。直流電源PSが存在していなくてもキャパ
シタCの電圧が1次電池Bの電圧より高い期間には比較
器COは「1」を出力しており、第3の開閉手段SW3
を構成するNチャンネルエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタQ5 はオンしておりPチャンネルエンハンス
メント型電界効果トランジスタQ4 もオンしており、比
較器COの電源としてはキャパシタCから電力が供給さ
れるが、キャパシタCの電圧が1次電池Bの電圧まで低
下すると、比較器COは「0」を出力し、第3の開閉手
段SW3 を構成するNチャンネルエンハンスメント型電
界効果トランジスタQ5 はオフし、Pチャンネルエンハ
ンスメント型電界効果トランジスタQ4 もオフして比較
器COの電源回路は遮断される。しかし、この状態が持
続している期間には第2の開閉手段SW2 を構成するP
チャンネルエンハンスメント型電界効果トランジスタが
オフすることはないから何の支障もない。なお、直流電
源PSが回復すれば、直流電源PSの電圧が直接比較器
COの電源回路に印加されて正常な動作を開始する。
【0022】第3実施例 上記の実施例において、直流電源PSが回復した場合
は、第1の開閉手段SW 1 は直ちに動作してキャパシタ
Cの電圧は直ちに上昇するが、比較器COの動作には僅
少の時間を必要とするので第2の開閉手段SW2 の閉路
にも僅かの時間遅れは避けられない。そこで、その期
間、1次電池Bには逆電流が流入して望ましいことでは
ない。
【0023】そこで、本実施例においては、直流電源P
Sが回復した場合、直流電源PSの電圧をもって直ちに
第2の開閉手段SW2 を開路することゝされており、1
次電池Bには逆電流が流れる機会がなくなる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電源
切り換え回路においては、直流電源とこれの電圧値より
低い電圧の1次電池とが切り換え使用されることゝされ
ている電源切り換え回路において、直流電源の電圧が存
在するときは直流電源から電源を供給され直流電源の電
源が存在しないときはキャパシタから電源を供給されキ
ャパシタの電圧と1次電池の電圧とを比較しその高低に
応答して動作する比較器が設けられており、この比較器
の動作に応答して開閉してキャパシタの電圧と1次電池
の電圧とがおゝむね同一のとき1次電池を負荷とキャパ
シタの並列回路に接続する第2の開閉手段とが設けられ
ているので、1次電池が不所望に充電される機会がな
く、1次電池の寿命が短縮することを免れることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る電源切り換え回路の
概念的構成図である。
【図2】本発明の第1実施例に係る電源切り換え回路の
動作波形図である。
【図3】本発明の第2実施例に係る電源切り換え回路の
概念的構成図である。
【図4】本発明の第3実施例に係る電源切り換え回路の
概念的構成図である。
【図5】従来技術に係る電源切り換え回路の概念的構成
図である。
【図6】従来技術に係る電源切り換え回路の動作波形図
である。
【符号の説明】
PS 直流電源 B 1次電池 C キャパシタ L 負荷 SW1 第1の開閉手段 SW2 第2の開閉手段 SW3 第3の開閉手段 CO 比較器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源(PS)に接続され、該直流電
    源(PS)の電圧が存在するとき閉路し存在しないとき
    開路する第1の開閉手段(SW1 )を介して、負荷
    (L)とキャパシタ(C)との並列回路に接続される電
    源回路と、 前記直流電源(PS)の電圧が存在するときは前記直流
    電源(PS)から電源を供給され、前記直流電源(P
    S)の電圧が存在しないときは前記キャパシタ(C)か
    ら電源を供給され、前記キャパシタ(C)の電圧と1次
    電池(B)の電圧とを比較し、その高低に応答して動作
    する比較器(CO)と、 該比較器(CO)の動作に応答して開閉して、前記キャ
    パシタ(C)の電圧と前記1次電池(B)の電圧とがお
    ゝむね同一のとき、前記1次電池(B)を前記負荷
    (L)と前記キャパシタ(C)の並列回路に接続する第
    2の開閉手段(SW 2 )とを有することを特徴とする電
    源切り換え回路。
JP4160528A 1992-06-19 1992-06-19 電源切り換え回路 Pending JPH066934A (ja)

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