JPH07106041B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH07106041B2
JPH07106041B2 JP1273291A JP27329189A JPH07106041B2 JP H07106041 B2 JPH07106041 B2 JP H07106041B2 JP 1273291 A JP1273291 A JP 1273291A JP 27329189 A JP27329189 A JP 27329189A JP H07106041 B2 JPH07106041 B2 JP H07106041B2
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JP
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voltage
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voltage level
detection circuit
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茂紀 上杉
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株式会社ピーエフユー
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 交流電圧を整流して直流に変換した後に、コンバータを
介して負荷に電力を供給する電源装置に関し、 交流電源の停電状態を検出するに当たって、バッテリー
電圧の変動、およびACラインフィルタのアクロス・ザ・
ライン用キャパシタの容量による誤作動等を防止するよ
うにした電源装置を提供することを目的とし、 交流電圧を整流して得られた直流電圧レベルを検出する
直流電圧レベル検出回路と、当該直流電圧レベル検出回
路における検出結果によりバッテリーからの給電状態に
切り換える充放電切り換え回路と、前記直流電圧レベル
検出回路における検出結果により動作が開始し、これが
動作している間、充放電切り換え回路7を放電状態に制
御するタイマと、当該タイマが動作中、AC電圧レベル検
出回路の出力による制御を禁止する禁止回路と、当該禁
止回路の禁止状態の終了により、バッテリーからの給電
状態を継続するように充放電切り換え回路を動作させる
AC電圧レベル検出回路とから構成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、交流電圧を整流して直流に変換した後に、コ
ンバータを介して負荷に電力を供給する電源装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
第5図を参照しつつ従来技術を説明する。第5図は従来
技術説明図で、第5図(イ)はブロック構成図、第5図
(ロ)はタイム・チャートである。
第5図において、AC電源50からの入力電圧は、ACライン
フィルタ51を通った後に、スイッチング・レギュレータ
52によって所望の直流または交流電圧に変換されて負荷
53に供給される。
AC電源50に停電あるいはプラグ抜け等の障害が発生した
場合、停電検出回路54は、AC電源50の電圧レベルを検出
し、スイッチング・レギュレータ52の入力側に接続され
ているバッテリー56を充電状態から直流電圧給電状態に
切り換えるようにバックアップ回路55を動作させる。
AC電源50の電圧が正常状態に戻った場合、停電検出回路
54は、正常なAC電源電圧レベルを検出して、バッテリー
56を直流電圧の供給から充電状態に切り換えるようにバ
ックアップ回路55を動作させる。
第6図を参照しつつ他の従来技術を説明する。
第6図は他の従来技術説明図で、第6図(イ)はブロッ
ク構成図、第6図(ロ)はタイム・チャートである。
第6図において、AC電源50からの入力電圧は、ACライン
フィルタ51を通った後に、整流回路57で直流電圧に変換
される。そして、この直流電圧は、たとえば、DC−ACコ
ンバータ58によって所望の交流電圧に変換されて負荷53
に供給される。
AC電源50に停電あるいはプラグ抜け等の障害が発生した
場合、直流電圧レベル検出回路59は、前記整流回路57の
出力電圧レベルを検出し、DC−ACコンバータ58の入力側
に接続されているバッテリー56からの給電に切り換える
ように切り換えスイッチ60を動作させる。
AC電50の電圧が正常状態に戻った場合、直流電圧レベル
検出回路59は、正常な直流電圧レベルを検出して、バッ
テリー56を切り離すように切り換えスイッチ60を動作さ
せる。なお、整流回路57とDC−ACコンバータ58とは、第
5図図示のスイッチング・レギュレータ52を構成してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
第5図(イ)図示従来例において、ACラインフィルタ51
のアクロス・ザ・ライン用キャパシタの容量が大きい場
合、第5図(ロ)図示のごとく、停電発生時kから長時
間にわたってライン間に電圧が低下しない状態が残る。
このために、停電検出回路54が停電を検出することがで
きず、バッテリー56からの給電開始が遅れることとな
る。このために、ライン間の電圧を速やかに放電する放
電回路が必要であった。
この問題を解決する手段として、停電検出回路に商用ト
ランスを用い、当該商用トランスの2次側に検出手段を
設けるようにすると、商用トランスの出力には交流しか
現れないので、停電発生を直ちに検出でき、上述の放電
回路を設ける必要はない。しかし、上記停電検出回路
は、商用トランスを使用するために高価になるだけでな
く、大型化し、重くなる。
また、第6図(イ)図示従来例において、直流電圧レベ
ル検出回路59の電圧検出レベルは、第6図(ロ)図示の
ごとく、入力電圧変動範囲mの下限値以下に選ばれる必
要がある。そして、バッテリー56を接続した場合に、当
該バッテリー56の電圧が上記の直流電圧レベル検出回路
59の電圧検出レベル以上になることは不都合であること
から、バッテリー56の電圧は、当該電圧検出レベル以下
であり、かつスイッチング・レギュレータ52の出力から
安定化された出力が得られる最低の電圧以上でなければ
ならない。
このためにバッテリー56の電圧の変動可能範囲nが狭く
ならざるを得ず、そのためにはバッテリー56の容量の大
きいものや、内部抵抗の小さいものでバッテリーの電圧
変動の少ないものを用いる必要があった。
本発明は、交流電源の停電状態を検出するに当たってバ
ッテリー電圧の変動、およびACラインフィルタのアクロ
ス・ザ・ライン用キャパシタの容量による誤動作等を防
止するようにした電源装置を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の原理について、第1図図示原理構成図を参照し
つつ説明する。第1図において、AC電源1はたとえば商
用電源である。整流回路2は、AC電源1からの交流電圧
を整流して直流電圧とする。コンデンサ3は、整流電圧
を平滑する平滑コンデンサである。
スイッチング・レギュレータ4は、前記平滑された直流
電圧を直流または交流の電圧に変換して、負荷5に電力
を供給する。直流電圧レベル検出回路6は、前記コンデ
ンサ3にかかる直流電圧を監視して、AC電源1の停電状
態の発生を検出するようにしており、停電状態の発生時
にタイマ9を動作させる。タイマ9の動作が開始する
と、充放電切り換え回路7は、バッテリー8を充電状態
から放電状態に切り換える。また、タイマ9は、所定の
時間禁止回路11を動作させ、AC電圧レベル検出回路10の
出力による制御を禁止する。なお、AC電圧レベル検出回
路10はAC電源1の電圧を監視している。
〔作用〕
先ず、AC電源1が所定の電圧範囲にある場合、入力電圧
は、整流回路2で整流され、コンデンサ3により平滑さ
れて直流電圧になる。この直流電圧は、スイッチング・
レギュレータ4で交流または直流で所望の電圧に変換さ
れて負荷5に供給される。
今、AC電源1の停電あるいはプラグ抜け等による障害が
発生したとすると、整流回路2で整流された直流電圧が
低下したことが直流電圧レベル検出回路6で検出され
る。直流電圧レベル検出回路6の出力に基づいてタイマ
9の動作が開始すると共に、充放電切り換え回路7を切
り換えて、バッテリー8を放電状態に切り換える。この
間、タイマ9は、禁止回路11によってAC電圧レベル検出
回路10の出力による制御を禁止するようにしている。バ
ッテリー8の放電によりコンデンサ3の端子電圧は上昇
し、その結果直流電圧レベル検出回路6はリセットする
ことが生じる。すなわち、直流電圧レベル検出回路6が
停電を検出する電圧レベル以上に電圧が上昇し、直流電
圧レベル検出回路6からの制御による充放電切り換え回
路7に対する制御が停止されることが生じる。しかし、
タイマ9が動作中は、充放電切り換え回路7が制御され
バッテリー8は放電状態を保っているため、コンデンサ
3の直流電圧は低下することはない。タイマ9の動作が
終了すると、タイマ9による禁止回路11の禁止状態が解
かれ、AC電圧レベル検出回路10の出力が禁止回路を通り
抜けて当該出力によっての停電状態を検出している出力
によって)充放電切り換え回路7が制御されて、バッテ
リー8の放電状態を継続させる。
AC電源1の電圧が正常な状態に戻ると、AC電圧レベル検
出回路10の出力は、Lレベルになって充放電切り換え回
路7を切り換える。すなわち、バッテリー8は、放電状
態から充電状態に切り換わる。
換言すると、AC電源1の停電直後においては、AC電源1
に継続されているACラインフィルタ(図示せず)のコン
デンサなどによって電圧が直ちに低下しないことが生じ
て上記AC電圧レベル検出回路10の出力は停電を検知でき
ないことがある。しかし、この場合でも、直流電圧レベ
ル検出回路6が動作してバッテリー8を放電状態にす
る。バッテリー8が放電状態になるとコンデンサ3の直
流電圧が上昇し、直流電圧レベル検出回路6は停電復旧
と判断してしまうことが生じかねないから、タイマ9が
動作中では、充放電切り換え回路7は強制的に放電状態
に制御される。このタイマ9が動作している間にAC電圧
レベル検出回路10の誤動作は終了している。したがっ
て、タイマ9の動作終了と同時にAC電圧レベル検出回路
10が停電状態の継続を検出してバッテリー8を放電状態
に保つ。
〔実 施 例〕
第2図図示の本発明における一実施例ブロック構成図を
参照しつつ説明する。
第2図において、AC電源1はたとえば、商用電源であ
る。電源投入スイッチ21により電源装置が動作を開始す
る。整流回路2は、AC電源1からの交流電圧を整流して
直流とする。コンデンサ3は、整流電圧を平滑する平滑
コンデンサである。
DC−DCコンバータ23は、コンデンサ3にかかる直流電圧
から交流電圧を得て、負荷5に電力を供給する。直流電
圧レベル検出回路6は、前記コンデンサ3にかかる直流
電圧を検出して、タイマ9を動作させる。充放電切り換
え回路7は、バッテリー8を充放電状態から放電状態、
または放電状態から充電状態に切り換える。整流平滑回
路24と直流電圧レベル検出回路25とでAC電圧レベル検出
回路10を構成している。整流平滑回路24は、交流電圧を
整流し、この直流電圧を直流電圧レベル検出回路25が検
出する。また、27および28はOR回路、26および29はAND
回路、30はNOT回路である。その他、タイマ31および過
放電防止回路32は、必要に応じて設けることができる。
本発明における一実施例の動作を第2図図示ブロック構
成図、および第3図図示のタイム・チャートを参照しつ
つ説明する。
先ず、AC電源1が電源投入スイッチ21により投入され
る。AC電源1の投入によりタイマ31が動作してLレベル
となる。電源投入スイッチ21の投入後、タイマ9の誤動
作を無視できる時間が経過した後に、タイマ31はHレベ
ル信号を出力する。
電源電圧が所定の電圧範囲の場合、入力電圧はACライン
フィルタ22を通った後、整流回路2で整流され、コンデ
ンサ3により平滑されて直流電圧になる。この直流電圧
は、DC−DCコンバータ23により交流で所望の電圧に変換
されて負荷5に供給される。この場合、コンデンサ3の
直流電圧が、DC−DCコンバータ23の安定化可能範囲g
(入力電圧の変動によりスイッチング・レギュレータの
出力電圧が安定レベルに保たれる範囲第2図および第3
図図示参照)にある間、スイッチング・レギュレータ
4の出力電圧は低下しない。
今、AC電源1の停電あるいはプラグ抜け等の障害が発生
して、第3図図示a点で停電し、第3図図示b点で、
のe点のごとく電圧が低下したとする。また、交流入力
電圧は、一般に±10%程度の変動があるため、DC−DCコ
ンバータ23の安定化可能範囲(コンデンサ3の直流電圧
の変動でDC−DCコンバータ23の出力電圧が安定レベルに
保たれる範囲)gの下限値は交流入力電圧による変動範
囲fの下限値より低く設定されている。そして、バッテ
リーの充放電を切り換えるスイッチングのヒステリシス
幅hは、安定化可能範囲iより狭い幅である。
直流電圧レベル検出回路6は、平滑コンデンサ3の電圧
低下を検出し、Hレベル信号(第2図および第3図図示
参照)を出力する。直流電圧レベル検出回路6から出
力されたHレベル信号は、タイマ9の動作を開始する
(第2図および第3図図示参照)と共に、OR回路27を
介して(そのとき上述の如くタイマ31の出力は電源投入
スイッチ21の投入後であって既にHレベルとなっている
のでAND回路29の出力をHレベルとする。また、タイマ
9が動作すると、タイマ9からのHレベル出力が、OR回
路28を通り、AND回路29の出力をHレベルとする。すな
わち、AND回路29の出力により充放電切り換え回路7を
切り換えて、バッテリー8の充電状態を放電状態に切り
換える。バッテリー8の放電によりコンデンサ3は、充
電されて電位が上昇し、その結果直流電圧レベル検出回
路6は、Lレベルに復帰するようになる。
この間、タイマ9は、AC電圧レベル検出回路10の検出信
号を無視せしめるために、NOT回路30にHレベル信号を
印加して、一定時間AC電圧レベル検出回路10の出力に基
づく制御を禁止する。すなわち、タイマ9が動作してい
る強制バックアップ期間j(第3図図示参照)では、
第3図図示のごとく、AC電圧レベル検出回路10がACラ
インフィルタ22に存在するコンデンサなどのためにLレ
ベルを維持していることがあり、このLレベル状態が直
流電圧レベル検出回路6からの出力と矛盾した制御を行
うことがあるが、この期間jにおいては、AC電圧レベル
検出回路10の出力が制御に加わることを禁止されてい
る。
当該強制バックアップ期間jはとしては、ACラインフィ
ルタ22のアクロス・ザ・ライン用キャパシタの電位が低
下するに十分な時間をとられている。
タイマ9の動作が終了して、NOT回路30にLレベル信号
が印加されると、AND回路26の入力には、NOT回路30のH
レベル信号とAC電圧レベル検出回路10のHレベル信号
(第2図および第3図図示参照)とが印加されて,AND
回路26がHレベルとなり,このHレベルがOR回路27,OR
回路28を通り抜けて,AND回路29の出力をHレベルに保
ち,充放電切り換え回路7は、バッテリー8の放電を継
続させるように動作する(第2図および第3図図示参
照)。
AC電源1の電源電圧が元に戻ると、AC電圧レベル検出回
路10の出力は、Lレベルになって充放電切り換え回路7
を切り換える。すなわち、バッテリー8は、放電状態か
ら充電状態に切り換わる。
なお、第2図図示実施例において、AC電圧レベル検出回
路10は、整流平滑回路24と直流電圧レベル検出回路25と
から構成されているが、第4図図示のごとく、整流回路
33とピーク電圧の発生間隔またはゼロクロスの間隔等を
検出する検出回路34とタイマ35とで構成することもでき
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、停電検出に当たって停電直後の時点に
おいて、整流回路の出力側での直流レベルを検出して当
該停電検出を行っているので、アクロス・ザ・ライン用
キャパシタの影響による停電検出の遅れを防止すること
ができる。そして、バッテリーからバックアップが行わ
れた後には、AC電源の電圧を監視するAC電圧レベル検出
回路によって停電状態を検出するようにしていることか
ら、バッテリーの端子電圧が比較的大幅に変動するもの
を用いても、誤動作することがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における原理構成図、第2図は本発明に
おける一実施例ブロック構成図、第3図は本発明におけ
る一実施例タイム・チャート、第4図はAC電圧レベル検
出回路の他の実施例説明図、第5図は従来技術説明図、
第6図は他の従来技術説明図である。 1……AC電源 2……整流回路 3……コンデンサ 4……スイッチング・レギュレータ 5……負荷 6……直流電圧レベル検出回路 7……充放電切り換え回路 8……バッテリー 9……タイマ 10……AC電圧レベル検出回路 11……禁止回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電圧を整流して直流に変換した後に、
    コンバータを介して負荷に電力を供給する電源装置にお
    いて、 交流電圧を整流して得られた直流電圧レベルを検出する
    直流電圧レベル検出回路6と、 当該直流電圧レベル検出回路6における検出結果により
    バッテリー8からの給電状態に切り換える充放電切り換
    え回路7と、 前記直流電圧レベル検出回路6における検出結果により
    動作を開始するタイマ9と、 当該タイマ9が動作中、AC電圧レベル検出回路10の出力
    による制御を禁止する禁止回路11と、当該タイマ9が動
    作中、並びに当該禁止回路11の禁止状態の終了により、
    バッテリー8からの給電状態を継続するように充放電切
    り換え回路7を動作させるAC電圧レベル検出回路10と、 を備えたことを特徴とする電源装置。
JP1273291A 1989-10-20 1989-10-20 電源装置 Expired - Lifetime JPH07106041B2 (ja)

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