JP2002051483A

JP2002051483A - 電源装置

Info

Publication number: JP2002051483A
Application number: JP2000235852A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nagasawa; 康夫長澤
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ユーザーの要求に応じて、必要な場合にのみ
バックアップ機能を付加できるようにする。【解決手段】バックアップモジュール36をＣＨ４のス
ロットに装着すると、交流入力電圧が低下若しくは遮断
しても、バックアップモジュール36からの電力供給によ
り、電力変換回路１は引き続き直流出力電圧を出力でき
る。一方、こうしたバックアップ機能が不要な場合は、
バックアップモジュール36をＣＨ４のスロットから取外
せばよい。このように、バックアップモジュール36は筐
体31の空間部であるＣＨ４のスロットから自由に着脱で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源ラインの停電
若しくは電圧低下時にバックアップ電圧を供給するバッ
クアップ機能を備えた電源装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、パソコン（パー
ソナルコンピュータ）の記憶装置に記憶されるプログラ
ムを保護するために、電源ラインからの交流入力電圧の
給電が何らかの原因で遮断したり、あるいは瞬間的な電
圧低下を起こしたときに、バッテリーからの給電により
パソコンの電源を動作させ続けるバックアップ装置が知
られている。

【０００３】こうしたバックアップ装置に内蔵するバッ
テリーは、通常の電源装置としては不要なものであり、
一般的な電源装置にわざわざ組み込んで対応することは
難しい。したがって、バックアップ装置は電源装置とは
別個の、独立したカテゴリでくくられた製品であった。

【０００４】このような不都合に対処するために、例え
ば特開平１０−２６２３４７号公報には、交流入力電圧
を所望の直流出力電圧に変換するスイッチング電源部
（電力変換部）と、バッテリー，充電部および昇圧部か
らなるバックアップ装置とを備え、通常時にはスイッチ
ング電源部の入力平滑部から直流電圧が充電器に供給さ
れ、バッテリーが充電される状態となり、交流入力電圧
が低下若しくは遮断した時には、昇圧部によって昇圧し
たバッテリーからの電圧を入力平滑部に印加して、直流
出力電圧に影響を及ぼさないようにしたスイッチング電
源装置が開示されている。

【０００５】こうしたバックアップ装置は、バッテリ
ー，充電部および昇圧部だけの単純な構成であり、その
形状を小型にすることができる。しかし、通常のスイッ
チング電源部だけの電源装置に対し、安全性や信頼性の
向上を図るため後でバックアップ装置を付加しようとす
ると、占有体積の大きいバッテリーのスペースを確保し
たり、バックアップ装置専用の回路を既存のスイッチン
グ電源部に新規追加しなければならない煩わしさがあ
る。特に、電源装置を収納する筐体内には多数の電子部
品が組み込まれていて、スペース的な余裕が殆どないた
め、実際には電源装置全体の回路を再設計しなければな
らず、また機構的にも設計の見直しが必要となる。

【０００６】また別の例として、特開平１１−６９６６
０号公報には、交流入力電圧を整流回路で直流に変換
し、一次入力用インバータ回路により再度高周波の交流
に変換した後、高周波トランスを介して二次側出力部に
供給するとともに、交流入力電圧が正常なときには、高
周波トランスより充電制御回路を介して蓄電池を充電さ
せる一方、停電時になると、蓄電池の直流出力を蓄電池
入力用インバータ回路により高周波の交流に変換し、前
記高周波トランスを介して二次側出力部に供給する無停
電供給装置が開示されている。

【０００７】この場合は、バッテリーすなわち蓄電池の
充電が、一次入力用インバータ回路から高周波トランス
を介して行なわれている点、および蓄電池からの直流電
圧が、蓄電池入力用インバータ回路を経て前記高周波ト
ランスに印加される点で、前記特開平１０−２６２３４
７号公報のものとは構成が異なるが、やはり既存の電力
変換部（一次入力用インバータ回路，高周波トランス，
二次側出力部）にバックアップ装置（蓄電池，充電制御
回路，蓄電池入力用インバータ回路）を付加しようとす
ると、電源装置全体の回路および機構の再設計が必要と
なる。

【０００８】このように、従来のいわゆる電力変換部だ
けの電源装置にバックアップ機能を付加することは図面
上では簡単なことであっても、実際は回路および機構の
大幅な見直しが必要であり、ましてやユーザーの要求に
応じて、必要な場合にのみ既存の電源装置にバックアッ
プ機能を持たせることは、パソコン用の電源装置に限ら
ずあらゆる用途の電源装置において不可能であった。

【０００９】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
ユーザーの要求に応じて、必要な場合にのみバックアッ
プ機能を付加することのできる電源装置を提供すること
をその目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の電源
装置は、前記目的を達成するために、交流入力電圧を直
流出力電圧に変換する電力変換部を筐体内に備えた電源
装置において、前記交流入力電圧の低下若しくは遮断時
に、前記電力変換部から継続して前記直流出力電圧を出
力させるバックアップモジュールを、前記筐体内に形成
したモジュール搭載用の空間部に着脱可能に設けてい
る。

【００１１】バックアップモジュールを空間部に装着す
ると、交流入力電圧が低下若しくは遮断しても、バック
アップモジュールからの電力供給により、電力変換部か
ら引き続き直流出力電圧を出力させることができる。一
方、こうしたバックアップ機能を必要としない場合は、
バックアップモジュールを空間部から取外せばよい。こ
のように、バックアップモジュールは筐体の空間部から
自由に着脱できるので、ユーザーの要求に応じて、必要
な場合にのみバックアップ機能を付加することができ
る。しかも、バックアップモジュールはそれ自体が独立
した一つの機構部となっているので、バックアップモジ
ュールを筐体の空間部に装着し、必要な箇所を筐体側に
実装する各部と接続するだけで、電気的にも機構的にも
取付けが完了する。したがって、従来のような電源装置
全体の回路および機構の再設計は不要である。

【００１２】本発明の請求項２の発明は、請求項１に記
載の構成に加えて、前記空間部を前記筐体内に２つ以上
形成したものである。

【００１３】これにより、電力変換部の出力容量などに
応じて、バッテリーモジュールを筐体内に２つ以上装着
することができ、バッテリーモジュールの装着数によっ
て、バックアップ機能の能力を簡単に変えることが可能
となる。

【００１４】本発明の請求項３の発明は、請求項１に記
載の構成に加えて、前記直流出力電圧を供給する出力モ
ジュールを備え、前記空間部に前記バックアップモジュ
ールまたは前記出力モジュールのいずれかが着脱可能に
設けられる。

【００１５】このようにすると、一つの空間部に対し、
バックアップモジュールまたは出力モジュールのいずれ
かを自由に選択して装着でき、いわゆるモジュール構造
の電源装置を構築する自由度を高めることができる。

【００１６】本発明の請求項４の発明は、請求項３に記
載の構成に加えて、前記空間部を前記筐体内に２つ以上
形成したものである。

【００１７】これにより、電力変換部の出力容量などに
応じて、バッテリーモジュールを筐体内に２つ以上装着
したり、出力電圧や出力電流の異なる出力モジュールを
各空間部に装着することが自由に選択できる。したがっ
て、モジュール構造の電源装置を構築する自由度をさら
に高めることができる。

【００１８】本発明の請求項５の発明は、請求項１〜４
のいずれか一つに記載された構成に加えて、前記電力変
換部は、前記交流入力電圧を高周波の交流電圧に変換す
る入力回路と、この入力回路からの交流電圧よりも低い
電圧を二次巻線に誘起するトランスと、このトランスの
二次巻線に誘起された電圧を整流平滑し、前記直流出力
電圧を出力する出力回路とからなり、前記バックアップ
モジュールは、蓄電池と、前記蓄電池を充電する充電回
路と、前記交流入力電圧が正常に印加される場合は前記
蓄電池を充電させ、前記交流入力電圧が低下若しくは遮
断した場合は、前記蓄電池を放電してバックアップ電圧
を前記出力回路に供給する充放電切換回路とからなるこ
とを特徴とする。

【００１９】電力変換部に印加される交流入力電圧が正
常に印加される場合は、充電回路により蓄電池を充電さ
せ、交流入力電圧が低下若しくは遮断した場合は、蓄電
池を放電してトランスの二次側にある出力回路にバック
アップ電圧を供給する。トランスの二次側は一次側より
も電圧が低いので、蓄電池から昇圧回路を介さずにその
まま出力回路にバックアップ電圧送り出すことができ
る。したがって、昇圧回路がない分だけバックアップモ
ジュールの小形化を図ることができる。

【００２０】本発明の請求項６の発明は、請求項４の構
成に加えて、前記空間部には少なくとも１つの前記バッ
クアップモジュールと、マグアンプを流れるリセット電
流を可変して前記直流出力電圧の安定化を図る少なくと
も１つのマグアンプ制御形の前記出力モジュールが装着
され、前記バックアップモジュールは、蓄電池と、前記
蓄電池を充電する充電回路と、前記交流入力電圧が正常
に印加される場合に、前記マグアンプ制御形の出力モジ
ュールからの直流出力電圧を前記バックアップモジュー
ルの蓄電池に充電させ、前記交流入力電圧が低下若しく
は遮断した場合に、前記蓄電池を放電してバックアップ
電圧を前記電力変換部に供給する充放電切換回路とを備
えて構成される。

【００２１】マグアンプ制御形の出力モジュールは、マ
グアンプを流れるリセット電流を制御することにより、
それ自身の直流出力電圧の安定化を図っている。したが
って、このマグアンプ制御形の出力モジュールからの直
流出力電圧を利用すれば、充電回路によりわざわざ交流
電圧を直流電圧に変換することもなく、そのまま安定し
た状態で蓄電池を充電することができる。

【００２２】本発明の請求項７の発明は、請求項５また
は請求項６に記載された構成に加えて、前記蓄電池が前
記バックアップモジュールの外部に独立して設けられ
る。

【００２３】これによりバックアップモジュール本体の
小形化を図り、限られた空間部にバックアップモジュー
ルを無理なく装着できる。また、バックアップ電圧を長
時間供給したい場合は、電源装置のスペースにとらわれ
ずにそれに見合う蓄電池を用意すればよく、簡単に対応
が可能である。

【００２４】本発明の請求項８の発明は、請求項５また
は請求項６に記載された構成に加えて、前記蓄電池とは
別に、増設用の蓄電池を前記バックアップモジュールの
外部に接続可能に設けたことを特徴とする。

【００２５】この場合、バックアップモジュールに内蔵
する蓄電池だけでは十分なバックアップ機能が発揮でき
ない場合に、外部にある別の蓄電池を接続してこれを補
うことができる。つまり、バックアップ電圧を長時間供
給したい場合は、別の蓄電池を外部で増設できるので簡
単に対応が可能である。

【００２６】

【発明の実施形態】以下、添付図面に基づき、本発明に
おける電源装置の各実施例を説明する。図１および図２
は本発明の第１実施例を示すもので、先ず回路構成をあ
らわした図１から説明すると、１は既存の電源装置を構
成する電力変換部に相当する電力変換回路１はこの電力
変換回路１に対し必要に応じて付加されるバックアップ
回路である。電力変換回路１は、例えばＡＣ１００Ｖの
交流入力電圧をＤＣ３．３ＶやＤＣ５Ｖなどの直流出力
電圧に変換するもので、商用交流電源３からの交流入力
電圧が印加される入力端子４と、一次側（入力側）と二
次側（出力側）とを絶縁するトランス５の一次巻線６に
接続される入力回路７と、トランス５の二次巻線８Ａ〜
８Ｄに各々接続され電力を出力する出力回路９Ａ〜９Ｄ
と、各出力回路９Ａ〜９Ｄに接続され、直流出力電圧を
図示しない負荷に供給する出力端子10Ａ〜10Ｄとにより
構成される。

【００２７】入力回路７は、交流入力電圧ラインに発生
するノイズ成分を除去するノイズフィルタ12と、交流入
力電圧を整流平滑する入力側整流平滑回路13と、この入
力側整流平滑回路13で整流平滑された直流入力電圧を、
図示しないスイッチング素子のスイッチングにより高周
波の交流電圧に再度変換し、トランス５の一次巻線６に
印加するインバータ回路14とにより構成される。また各
出力回路９Ａ〜９Ｄは、トランス５の二次巻線８Ａ〜８
Ｄに誘起された交流電圧を整流平滑する出力側整流平滑
回路16と、この出力側整流平滑回路13で整流平滑された
直流電圧または後述するバッテリー21からのバックアッ
プ電圧を、各出力端子10Ａ〜10Ｄに発生する直流出力電
圧に見合う電圧値に降下させる安定化回路としての降圧
回路17と、降圧回路17からの出力電圧を再度整流して所
望の直流出力電圧を得る整流回路18とにより構成され
る。

【００２８】また、この図１には図示していないが、出
力回路９Ａ〜９Ｄのいずれか一つ（例えば、出力回路９
Ａ）の直流出力電圧を監視し、この直流出力電圧が上昇
したときには前記インバータ回路14を構成するスイッチ
ング素子の導通幅を狭め、逆に直流出力電圧が低下した
ときにはスイッチング素子の導通幅を広げて、出力回路
９Ａ直流出力電圧を安定化させる帰還制御回路を備えて
いる。なお、この帰還回路は、トランス５の入力側と出
力側との絶縁を確実にするために、フォトカプラなどの
光電変換素子により電気的な絶縁が図られる。

【００２９】一方、バックアップ回路２は、交流入力電
圧の低下若しくは遮断時に、電力変換回路１の各出力回
路９Ａ〜９Ｄから継続して直流出力電圧を出力させるも
のであり、具体的には、充放電が可能な蓄電池すなわち
バッテリー21と、入力端子４からノイズフィルタ12を通
して印加される交流入力電圧を直流に変換してバッテリ
ー21を充電する充電回路22と、交流入力電圧が正常に印
加される場合はバッテリー21を充電させ、交流入力電圧
が低下若しくは遮断した場合は、バッテリー21を放電し
てバックアップ電圧を各出力回路９Ａ〜９Ｄに供給する
充放電切換回路23とにより構成される。

【００３０】上記構成において、交流入力電圧が入力端
子４に正常に印加される通常時には、ノイズフィルタ12
によってノイズ成分を除去した交流入力電圧が、入力側
整流平滑回路13により整流平滑され、インバータ部14に
直流入力電圧として供給される。インバータ部14は、こ
の直流入力電圧をスイッチング素子のスイッチングによ
り断続的にトランス５の一次巻線６に印加するので、ト
ランス５の各二次巻線８Ａ〜８Ｄには、一次巻線６との
巻線比に比例して、この一次巻線６に印加する電圧より
も低い誘起電圧が各々発生し、これが出力側整流平滑回
路16にて整流平滑される。そして、各出力回路９Ａ〜９
Ｄにおける出力側整流平滑回路16からの直流電圧は降圧
回路17により降下され、整流回路18により再度整流され
た後に、各出力端子10Ａ〜10Ｄに直流出力電圧として供
給される。また、出力回路９Ａの直流出力電圧の変動に
応じて、帰還制御回路がインバータ回路14を構成するス
イッチング素子のパルス導通幅を制御しているので、こ
れにより出力回路９Ａの直流出力電圧は略一定に保たれ
る。

【００３１】また、交流入力電圧が電力変換回路１の入
力端子４に正常に印加される場合、この交流入力電圧を
監視するバックアップ回路２の充放電切換回路23は、バ
ッテリー21を充電する側に切換わり、交流入力電圧が充
電回路22に供給される。これにより、充電回路22はこの
交流入力電圧を直流に変換し、バッテリー21に電荷を蓄
えるいわゆる充電を行なう。一方、何らかの原因で交流
入力電圧が低下若しくは遮断すると、充放電切換回路23
がバッテリー21を放電する側に切換わり、バッテリー21
に蓄えられた電荷が放出され、これがバックアップ電圧
として、充放電切換回路23から各出力回路９Ａ〜９Ｄの
降圧回路17の入力側に供給される。

【００３２】次に、図２〜図７に基づいて、本実施例に
おける電源装置の機構的な構成を説明する。図２は電源
装置全体の概略構成をあらわしたものであって、31は矩
形箱状をなす電源装置の筐体であり、この筐体31は、後
述する各部を載置する電源ケース32と、電源ケース32の
上側を覆うようにして着脱可能に設けられるカバー33と
により構成される。筐体31の長手方向一側寄りには、前
記入力端子４および入力回路７を備えた一次入力部34が
配設されるとともに、一次入力部34を除く筐体31内の他
側寄りには、本実施例では最大４個のモジュールを設置
できるＣＨ（チャンネル）１〜ＣＨ４の空間部すなわち
スロットが形成される。これらの各ＣＨ１〜ＣＨ４のス
ロットは同一形状を有し、一列に並んで設けられる。

【００３３】35は、前記出力回路９Ａ〜９Ｄのいずれか
を搭載し、例えばＤＣ３．３ＶやＤＣ５Ｖなどの所望の
直流出力電圧を出力する出力モジュールである。また36
は、前記バックアップ回路２を搭載したバックアップモ
ジュールである。これらの出力モジュール35およびバッ
クアップモジュール36は、いずれも前記スロットＣＨ１
〜ＣＨ４の１つ分に対応した形状を有しており、各々の
スロットＣＨ１〜ＣＨ４において、出力モジュール35と
バックアップモジュール36のいずれかが着脱可能に設け
られる。

【００３４】なお、ここでいうモジュールとは、各々が
電源装置の一部として独立した機能を有しており、いわ
ゆる回路上で単に区画されたブロックとは異なって、機
構的に完全に独立して構成されるものをいう。出力モジ
ュール35は、出力電圧や出力電流（出力電力）の異なる
特性のものが複数種用意されており、ユーザーの要望に
より、これらの中から所望の特性を有する出力モジュー
ル35を選択して、ＣＨ１〜ＣＨ３のスロットのいずれか
に一つずつ着脱することができる。そして、これにより
モジュラー構造を有する多出力の電源装置が構築でき
る。また、バックアップモジュール36も、例えばバッテ
リー21の容量の異なる特性のものが複数種用意されてお
り、この中から所望の特性を有するバックアップモジュ
ール36を選択して、ＣＨ４のスロットに着脱することが
できる。つまり、バックアップモジュール36も、モジュ
ラー構造の電源装置として扱うことができる。このよう
な構造の電源装置は、所望の出力モジュール35やバック
アップモジュール36を選択して、筐体31の各スロット
（ＣＨ１〜ＣＨ４）に着脱自在に設けることができ、ユ
ーザーのニーズに合った仕様を簡単に構築できる。

【００３５】図２に示す例では、例えば直流出力電圧が
互いに異なる３つの出力モジュール35が、ＣＨ１〜ＣＨ
３のスロットをそれぞれ占有し、１つのバックアップモ
ジュール36が、残りのＣＨ４のスロットを占有してい
る。しかし、このＣＨ４のスロットにおいて、バックア
ップモジュール36をわざわざ取り付ける必要のない場合
は、バックアップモジュール36を外して、ＣＨ４のスロ
ットを空スペース状態にしておいてもよい。この場合、
図１に示すバックアップ回路２が存在しない回路構成と
なるが、交流入力電圧が極端に低下したり遮断しない限
り、各出力モジュール35（例えば、出力回路９Ａ〜９Ｃ
をそれぞれ搭載する）の出力端子10Ａ〜10Ｃからは、所
望の直流出力電圧が発生する。また、ＣＨ１〜ＣＨ３の
各スロットについても、例えば負荷装置の数が出力モジ
ュール35を装着できるスロット数よりも少ない場合は、
余ったスロット（例えばＣＨ３）には何も設置せずに、
空スペース状態にしておいてよい。実際の使用に際して
は、空スペース状態を外部から見えないようにするため
に、図示しないブランクパネルが空スペースのスロット
に装着される。さらに図２に示す例では、出力モジュー
ル35と同一のバックアップモジュール36だけをＣＨ４の
スロットから着脱できるように構成してもよい。

【００３６】また図３の変形例に示すように、バックア
ップモジュール36は同一または異なる特性のものが、２
つ以上のスロット（例えばＣＨ３とＣＨ４）に着脱可能
に設けられてもよい。こうすると、例えば電力変換回路
１の出力容量が多く、単独のバックアップモジュール36
ではバッテリー21の容量が小さくて十分なバックアップ
機能を発揮できない場合は、複数のバックアップモジュ
ール36を空いているＣＨ３とＣＨ４のスロットに装着す
れば、これに対応することができる。また、ここには図
示していないが、複数チャンネル（例えば２チャンネ
ル）分のスロットを占有するバッテリー容量の大きい単
独のバックアップモジュールを用意し、必要に応じてこ
のバックアップモジュールをＣＨ３とＣＨ４に装着する
構成としてもよい。こうすれば、各スロットに一つずつ
バックアップモジュールを設けなくても、一度にバック
アップモジュールを装着することができ、作業効率の改
善を図ることができる。また、１つのスロットに対応し
た大きさのバックアップモジュール36では、内部にバッ
テリー21などを搭載できない場合でも、バックアップモ
ジュールを２チャンネル分以上のスロットに対応した大
きさにすることで、内部にバッテリー21などを搭載する
ことが可能となる。

【００３７】さらに、前述の例えば図２のように、ＣＨ
１〜ＣＨ３を出力モジュール35専用のスロットとし、Ｃ
Ｈ４をバックアップモジュール36専用のスロットとする
のではなく、図４に別の変形例として示すように、ＣＨ
１〜ＣＨ４の各スロットにおいて、出力モジュール35ま
たはバックアップモジュール36のいずれかを選択的に着
脱できる構成としてもよい。このようにすれば、例えば
ＣＨ１，ＣＨ３およびＣＨ４の各スロットに出力モジュ
ール35を装着し、ＣＨ２にバックアップモジュール36を
装着することができ、モジュール構造の電源装置を構築
する自由度を高めることができる。

【００３８】さらに、図２〜図４の各構成において、バ
ックアップモジュール36とは別体にバッテリー21を独立
して構成してもよい。これによりバックアップモジュー
ル36本体の小形化を図り、限られた空間部であるスロッ
トにバックアップモジュール36を無理なく装着できる。
また、バックアップ電圧を長時間供給したい場合は、バ
ッテリー21を外部で増設できるので簡単に対応が可能で
ある。勿論、バックアップモジュール36にバッテリー21
を搭載しても、バックアップモジュール36がスロットに
収納でき得る大きさならば、その方が望ましい。

【００３９】次に、上記構成をより具体化した電源装置
について、図５および図６を参照してより詳しく説明す
る。図５は前記カバー33を外した状態の平面図であり、
トランス５の一次巻線６は、予めトランス５の一次側回
路を構成する電子部品と共に、一次入力部34のプリント
基板に実装して一体的に備えられる。また、トランス５
の二次側には、このトランス５の二次巻線８（図１の８
Ａ〜８Ｄに相当する）と、トランス５の二次側回路や帰
還制御回路を構成する各種電子部品を予め主基板41に一
体に実装してなる、複数種の中から選択された出力モジ
ュール35が設けられる。各出力モジュール35は、前記出
力回路９Ａ〜９Ｄを含む独立した機構体であり、その一
側には出力端子10（図１の10Ａ〜10Ｄに相当する）が設
けられる。

【００４０】この図５では、筐体31に５つの空間部すな
わちＣＨ１〜ＣＨ５のスロットが形成され、ＣＨ３およ
びＣＨ４に出力電圧の異なる２つの出力モジュール35が
装着される。また、前記バックアップモジュール36は、
ＣＨ１およびＣＨ２のスロットを占有して装着される。
なお、ＣＨ５はいわゆるからスペース状態であり、ここ
にはブランクパネル42が配設される。バックアップモジ
ュール36は、バッテリー21やその他充電回路22および充
放電切換回路23を構成する各種電子部品が、主基板43に
実装される。また、交流入力電圧をバックアップモジュ
ール36に供給するための連結基板44が、主基板43と一次
入力部34との間に接続されると共に、バックアップモジ
ュール36から各出力モジュール35にバックアップ電圧を
供給するための導電部材である連結バー45が、ねじ46な
どの止着部材を用いて、バックアップモジュール36の主
基板43と各出力モジュール35の主基板41との間に接続さ
れる。

【００４１】図６は、特にトランス５周辺の構成を示す
分解斜視図である。同図において、トランス５は前記一
次巻線６および二次巻線８の他に、外ケース51に収容さ
れたコア52により概ね構成される。コア52は、いずれも
磁性部材からなるコア上部材53とコア下部材54とからな
り、コア下部材54の中央に立設する主脚55に、一次巻線
６および二次巻線８の先端部が挿脱できるようになって
いる。一次巻線６は、合成樹脂からなる円板状のボビン
56と、このボビン56に巻回され、前記一次入力部34に半
田付け接続される可撓性の線材57とにより構成される。
また、可撓性を有する平板コイル状の二次巻線８は、実
質的に完全な円環状をなすコイル巻線部58と、一端を各
出力モジュール35の主基板41に半田付け接続し、他端を
コイル巻線部58に接続した可撓性の連結部59とにより構
成される。なお、60はコア上部材53をコア下部材54の上
部に保持させる金属性の弾性片である。

【００４２】そして製造に際しては、予めトランス５を
取り付けた一次巻線６付きの一次入力部34と、二次巻線
８付きの出力モジュール35と、バックアップモジュール
36を単独でそれぞれ検査する。次に、検査が終了した一
次入力部34を電源ケース32の所定位置に取付けると共
に、この一次入力部34に干渉しないように、複数の出力
モジュール35から選択された所望の出力モジュール35を
電源ケース51の任意のスロット（ＣＨ３とＣＨ４）に装
着する。そして、トランス５のコア52を利用して、電源
装置の入力側と出力側とを連結する。具体的には、線材
57や連結部59を折り曲げながら、一次入力部34に取り付
けた一次巻線６と、出力モジュール35に取り付けた二次
巻線８を、コア52の主脚55に順次挿入するだけでよい。
その後、弾性片60によりコア上部材53をコア下部材54の
上部に取り付ければ、一次入力部34および出力モジュー
ル35の組立てと同時に、トランス５の組立ても完了す
る。

【００４３】次に、所望のバックアップモジュール36を
空いているスロット（ＣＨ１およびＣＨ２）に装着した
後、連結基板44を用いてバックアップモジュール36の主
基板43と一次入力部34との間を接続し、連結バー45とネ
ジ46を用いて、バックアップモジュール36の主基板43と
各出力モジュール35の主基板41との間を接続する。バッ
クアップモジュール36はこれだけの作業で、電気的にも
機構的にも取付けが完了する。

【００４４】なお、一次入力部34と、選択された各出力
モジュール35は、トランス５のコア55以外の連結部材で
連結してもよい。例えば、図１において、トランス５の
二次巻線８Ａ〜８Ｄまでを一次入力部34として配設し、
出力回路９ａ〜９ｄだけを実装する各出力モジュール35
と、一次入力部34との間をそれぞれ金属板などの導電部
材とねじなどの止着部材で相互に連結してもよい。な
お、この場合、出力回路６ｂのみならずダイオード15お
よび補助トランス12付きの出力回路14ａ，14ｂを、一つ
の出力側モジュール57ｂに配設してもよい。

【００４５】また、図７に示すように、トランス５を主
トランス61と補助トランス62に分割し、主トランス61の
二次巻線までを一次入力部34側に配設し、補助トランス
62付きの出力回路９Ａ〜９Ｄａを実装する各出力モジュ
ール35と、一次入力部34との間を、それぞれ金属板など
の導電部材とねじなどの止着部材で相互に連結してもよ
い。

【００４６】以上のように、本実施例によれば、交流入
力電圧を直流出力電圧に変換する電力変換部としての電
力変換回路１を筐体31内に備えた電源装置において、交
流入力電圧の低下若しくは遮断時に、電力変換回路１か
ら継続して直流出力電圧を出力させるバックアップモジ
ュール36を、筐体31内に形成したモジュール搭載用の空
間部であるＣＨ４のスロット（図２参照）に着脱可能に
設けている。

【００４７】バックアップモジュール36をＣＨ４のスロ
ットに装着すると、交流入力電圧が低下若しくは遮断し
ても、バックアップモジュール36からの電力供給によ
り、電力変換回路１から引き続き直流出力電圧を出力さ
せることができる。一方、こうしたバックアップ機能を
必要としない場合は、バックアップモジュール36をＣＨ
４のスロットから取外せばよい。このように、バックア
ップモジュール36は筐体31の空間部であるＣＨ４のスロ
ットから自由に着脱できるので、ユーザーの要求に応じ
て、必要な場合にのみバックアップ機能を付加すること
ができる。しかも、バックアップモジュール36はそれ自
体が独立した一つの機構部となっているので、バックア
ップモジュール36を筐体31のＣＨ４のスロットに装着
し、必要な箇所を筐体31側に実装する各部と接続するだ
けで、電気的にも機構的にも取付けが完了する。したが
って、従来のような電源装置全体の回路および機構の再
設計は不要になる。

【００４８】なおこの場合、図３に示すように、バック
アップモジュール36を着脱できる空間部としてのスロッ
トを、筐体31内に２つ以上形成してもよい。これによ
り、電力変換回路１の出力容量などに応じて、バッテリ
ーモジュール35を筐体31内に２つ以上装着することがで
き、バッテリーモジュール35の装着数によって、バック
アップ機能の能力を簡単に変えることが可能となる。

【００４９】また本実施例では、バックアップモジュー
ル36とは別に、機構的に独立した直流出力電圧を供給す
る出力モジュール35を備え、例えばＣＨ１のスロットに
バックアップモジュール36または出力モジュール35のい
ずれかを着脱できるようになっている（図４参照）。

【００５０】このようにすると、一つのスロットに対
し、バックアップモジュール36または出力モジュール35
のいずれかを自由に選択して装着でき、いわゆるモジュ
ール構造の電源装置を構築する自由度を高めることがで
きる。

【００５１】なおこの場合も、出力モジュール35やバッ
クアップモジュール36を着脱できるスロットを、筐体31
内に２つ以上（ＣＨ１〜ＣＨ４）形成してもよい。これ
により、電力変換回路１の出力容量などに応じて、バッ
テリーモジュール36を筐体31内に２つ以上装着したり、
出力電圧や出力電流の異なる出力モジュール35をＣＨ１
〜ＣＨ４の各スロットに装着することが自由に選択でき
る。したがって、モジュール構造の電源装置を構築する
自由度をさらに高めることができる。

【００５２】本実施例における電力変換回路１は、交流
入力電圧を高周波の交流電圧に変換する入力回路７と、
この入力回路７からの交流電圧よりも低い電圧を各二次
巻線８Ａ〜８Ｄに誘起するトランス５と、このトランス
５の二次巻線８Ａ〜８Ｄに誘起された電圧を整流平滑
し、直流出力電圧を出力する出力回路９Ａ〜９Ｄとから
なり、バックアップモジュール36は、蓄電池であるバッ
テリー21と、交流入力電圧を直流に変換してバッテリー
21を充電する充電回路22と、交流入力電圧が正常に印加
される場合はバッテリー21を充電させ、交流入力電圧が
低下若しくは遮断した場合は、バッテリー21を放電して
バックアップ電圧を各出力回路９Ａ〜９Ｄに供給する充
放電切換回路23とからなる。

【００５３】このようにすると、電力変換回路１に印加
される交流入力電圧が正常に印加される場合は、充電回
路22によりバッテリー21を充電させ、交流入力電圧が低
下若しくは遮断した場合は、バッテリー21を放電してト
ランス５の二次側にある出力回路９Ａ〜９Ｄにバックア
ップ電圧を供給する。トランス５の二次側は一次側より
も電圧が低いので、バッテリー21から昇圧回路を介さず
にそのまま出力回路９Ａ〜９Ｄにバックアップ電圧を送
り出すことができる。したがって、昇圧回路がない分だ
けバックアップモジュール36の小形化を図ることができ
る。

【００５４】さらに本実施例では、バッテリー21がバッ
クアップモジュール36の外部に独立して設けられてもよ
い。これにより、バックアップモジュール36本体の小形
化を図り、限られた空間部であるスロットにバックアッ
プモジュール36を無理なく装着できる。また、バックア
ップ電圧を長時間供給したい場合は、電源装置のスペー
スにとらわれずにそれに見合うバッテリー21を用意すれ
ばよく、簡単に対応が可能である。なお、このような構
成は次の第２実施例でも適用可能である。

【００５５】次に、本発明の第２実施例を図８および図
９に基づき説明する。なお、前記第１実施例と同一箇所
には同一符号を付し、その共通する部分の説明は重複す
るため省略する。

【００５６】電源装置の回路構成を示す図８において、
出力モジュール35を構成する各出力回路９Ａ〜９Ｃは、
前述の出力側整流平滑回路16の他に、トランス５の二次
巻線８Ａ〜８Ｃの一端、すなわち直流出力電圧ラインの
一方に接続する磁気増幅器としてのマグアンプ61と、各
出力回路９Ａ〜９Ｃの出力電圧に応じてマグアンプ61の
リセット電流を可変するマグアンプ制御回路62とを備え
ており、これらのマグアンプ61およびマグアンプ制御回
路62によって、各出力回路９Ａ〜９Ｃ毎に自身の出力電
圧の安定化を図るようにしている。

【００５７】一方、バックアップモジュール36を構成す
るバックアップ回路２は、充放電が可能な蓄電池すなわ
ちバッテリー21と、一つの出力回路９Ｃからの直流出力
電圧をバッテリー21に充電する充電回路22と、交流入力
電圧が正常に印加される場合はバッテリー21を充電さ
せ、交流入力電圧が低下若しくは遮断した場合は、バッ
テリー21を放電して電力変換回路１に供給する充放電切
換回路23と、放電時においてバッテリー21からの直流電
圧を交流電圧に変換するインバータ63と、このインバー
タ63からの交流電圧が印加されるトランス５の補助巻線
64とにより構成される。本実施例では、バックアップモ
ジュール36の内部にバッテリー21を設けているが、外部
端子65をバックアップ回路２に設けて、増設用の別のバ
ッテリー21Ａを外部で接続できる構成にしてもよい。こ
うすれば、内蔵するバッテリー21だけでは十分なバック
アップ機能が発揮できない場合に、別のバッテリー21Ａ
を付加してこれを補うことができる。また、交流入力電
圧が低下若しくは遮断したか否かを監視する充放電切換
回路23の入力信号は、図８に示すように、入力側整流平
滑回路13の前段または後段，若しくはインバータ回路14
（インバータ回路14の停止を検出する)から伝送される
ように構成する。

【００５８】なお図８では、全ての出力回路９Ａ〜９Ｃ
がマグアンプ61およびマグアンプ制御回路62を備えたい
わゆるマグアンプ制御形の回路構成を有しているが、例
えば出力回路９Ａを、前記第１実施例で説明した帰還制
御回路を有するもので構成してもよい。このようにする
と、出力回路９Ａの直流出力電圧を帰還制御回路で安定
化させ、他の出力回路９Ｂ，９Ｃの直流出力電圧をマグ
アンプ61とマグアンプ制御回路62でそれぞれ安定化させ
ることが可能になる。また、本実施例におけるバックア
ップ回路２は、マグアンプ制御形の出力モジュール35か
らの直流出力電圧により，バックアップモジュール36の
バッテリー21を充電させる関係上、少なくとも１つのバ
ックアップモジュール36と、少なくとも１つのマグアン
プ制御形の出力モジュール35が、２つ以上あるスロット
に装着される必要がある。

【００５９】上記構成では、交流入力電圧が入力端子４
に正常に印加される通常時には、ノイズフィルタ12によ
ってノイズ成分を除去した交流入力電圧が、入力側整流
平滑回路13により整流平滑され、インバータ部14に直流
入力電圧として供給される。インバータ部14は、この直
流入力電圧をスイッチング素子（図示せず）のスイッチ
ングにより断続的にトランス５の一次巻線６に印加する
ので、トランス５の各二次巻線８Ａ〜８Ｃには、一次巻
線６との巻線比に比例して、この一次巻線６に印加する
電圧よりも低い誘起電圧が各々発生し、これが出力側整
流平滑回路16にて整流平滑され、各々直流出力電圧とし
て出力端子10Ａ〜10Ｃに供給される。また、各出力回路
９Ａ〜９Ｃでは、直流出力電圧の変動に応じてマグアン
プ制御回路62がマグアンプ61のリセット電流を制御す
る。具体的には、直流出力電圧が上昇すると、マグアン
プ61を流れるリセット電流が増加し、この直流出力電圧
の上昇が抑制され、逆に直流出力電圧が低下すると、マ
グアンプ61を流れるリセット電流が減少し、この直流出
力電圧の低下が抑制される。これにより、各出力回路９
Ａ〜９Ｃの直流出力電圧がそれぞれ略一定に保たれる。

【００６０】また、交流入力電圧が電力変換回路１の入
力端子４に正常に印加される場合、この交流入力電圧ひ
いては補助巻線64に発生する電圧を監視するバックアッ
プ回路２の充放電切換回路23は、バッテリー21を充電す
る側に切換わり、交流入力電圧が充電回路22に供給され
る。これにより、充電回路22は出力回路９Ｃから直流出
力電圧を利用して、バッテリー21に電荷を蓄えるいわゆ
る充電を行なう。一方、何らかの原因で交流入力電圧が
低下若しくは遮断すると、充放電切換回路23がバッテリ
ー21を放電する側に切換わり、バッテリー21からの直流
電圧がインバータ63に供給され、トランス５の補助巻線
64に交流電圧が印加される。これにより、同じトランス
５の各二次巻線８Ａ〜８Ｃから各々バックアップ電圧が
誘起され、これが出力側整流平滑回路16で整流平滑され
ることで、各出力端子10Ａ〜10Ｃから引き続き直流出力
電圧を供給する。

【００６１】図９は、本実施例における電源装置の機構
的な構成をあらわしたものである。図８の回路例からも
明らかなように、本実施例のバックアップモジュール36
は補助巻線64を有しており、この補助巻線64は出力モジ
ュール35の二次巻線８と同じように、可撓性のコイル巻
線部58と連結部59とにより構成される。そして補助巻線
64は、前記一次巻線６や二次巻線８とともに、トランス
５のコア52に連結可能に設けられる。

【００６２】バックアップモジュール36は、ＣＨ１とＣ
Ｈ２のスロットに跨って装着され、またこれに隣接する
少なくともＣＨ３のスロットには、前記マグアンプ制御
形の出力モジュール35が装着される。また、このマグア
ンプ制御形の出力モジュール35からの直流出力電圧をバ
ッテリー21に供給するために、この出力モジュール35の
主基板41とバックアップモジュール36の主基板43との間
を、連結バー68とネジ69により連結する。これらの出力
モジュール35およびバックアップモジュール36は、第１
実施例と同様にＣＨ１〜ＣＨ５のスロットに着脱可能に
設けられる。

【００６３】本実施例は、バッテリー21からの直流電圧
をインバータ63により交流電圧に変換し、トランス５の
補助巻線64から同じトランス５の二次巻線８Ａ〜８Ｃに
バックアップ電圧を供給する構成となっているので、特
に一次入力部34に一体に取り付けた一次巻線６と、出力
モジュール35に一体に取り付けた二次巻線８を、トラン
ス５のコア52に連結可能に設けた構造の電源装置におい
て、前記補助巻線64もトランス５のコア52に連結可能に
設けるのが望ましい。このようにすると、一次巻線６や
二次巻線８と同様に、バックアップモジュールの補助巻
線64もトランス５のコア52に取付けるだけで、一次入力
部34および出力モジュール35の組立てと同時に、トラン
ス５の組立てと補助巻線の取付け作業が同時に完了す
る。その後、連結バー68とネジ69を用いて、バックアッ
プモジュール36の主基板43と各出力モジュール35の主基
板41との間を接続するだけで、バックアップモジュール
36は電気的にも機構的にも全ての取付けが完了する。

【００６４】以上のように、特に本実施例においては、
２つ以上の空間部すなわちスロットに、少なくとも１つ
のバックアップモジュール36と、マグアンプ61を流れる
リセット電流を可変して直流出力電圧の安定化を図る少
なくとも１つのマグアンプ制御形の出力モジュール36が
装着されている。そして、バックアップモジュール36
は、蓄電池としてのバッテリー21と、バッテリー21を充
電する充電回路22と、交流入力電圧が正常に印加される
場合に、前記マグアンプ制御形の出力モジュール35から
の直流出力電圧をバックアップモジュール36のバッテリ
ー21に充電させ、交流入力電圧が低下若しくは遮断した
場合に、バッテリー21を放電してバックアップ電圧を電
力変換回路１に供給する充放電切換回路23とを備えてい
る。

【００６５】マグアンプ制御形の出力モジュール35は、
マグアンプを流れるリセット電流を制御することによ
り、それ自身の直流出力電圧の安定化を図っている。し
たがって、このマグアンプ制御形の出力モジュール35か
らの直流出力電圧を利用すれば、充電回路22によりわざ
わざ交流電圧を直流電圧に変換することもなく、そのま
ま安定した状態でバッテリー21を充電することができ
る。

【００６６】また本実施例では、バックアップモジュー
ル36に内蔵するバッテリー21とは別に、増設用のバッテ
リー21Ａをバックアップモジュール36の外部に接続可能
に設けている。こうすると、内蔵するバッテリー21だけ
では十分なバックアップ機能が発揮できない場合に、別
のバッテリー21Ａを付加してこれを補うことができる。
つまり、バックアップ電圧を長時間供給したい場合は、
別のバッテリー21Ａを外部で増設できるので簡単に対応
が可能である。なお、このような構成は前記第１実施例
でも適用可能である。

【００６７】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可
能である。

【００６８】

【発明の効果】本発明の請求項１の電源装置によれば、
ユーザーの要求に応じて、必要な場合にのみバックアッ
プ機能を付加することができる。また、バックアップモ
ジュールを筐体の空間部に装着し、必要な箇所を筐体側
に実装する各部と接続するだけで、電気的にも機構的に
も取付けが完了するので、電源装置全体の回路および機
構の再設計を不要にできる。

【００６９】本発明の請求項２の電源装置によれば、バ
ッテリーモジュールの装着数によって、バックアップ機
能の能力を簡単に変えることが可能となる。

【００７０】本発明の請求項３の電源装置によれば、モ
ジュール構造の電源装置を構築する自由度を高めること
ができる。

【００７１】本発明の請求項４の電源装置によれば、モ
ジュール構造の電源装置を構築する自由度をさらに高め
ることができる。

【００７２】本発明の請求項５の電源装置によれば、蓄
電池から昇圧回路を介さずにそのまま出力回路にバック
アップ電圧を送り出すことができ、昇圧回路がない分だ
けバックアップモジュールの小形化を図ることができ
る。

【００７３】本発明の請求項６の電源装置によれば、マ
グアンプ制御形の出力モジュールからの直流出力電圧を
利用すれば、充電回路によりわざわざ交流電圧を直流電
圧に変換することもなく、マグアンプ制御形の出力モジ
ュールからの直流出力電圧を利用して、安定した状態で
蓄電池を充電することができる。

【００７４】本発明の請求項７の電源装置によれば、限
られた空間部にバックアップモジュールを無理なく装着
できる。また、バックアップ電圧を長時間供給したい場
合も、簡単に対応が可能である。

【００７５】本発明の請求項８の電源装置によれば、バ
ックアップ電圧を長時間供給したい場合は、別の蓄電池
を外部で増設できるので簡単に対応が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電源装置全体の回路
図である。

【図２】同上電源装置の概略構成をあらわした分解斜視
図である。

【図３】別の変形例を示す電源装置の該略構成をあらわ
した分解斜視図である。

【図４】さらに別の変形例を示す電源装置の該略構成を
あらわした分解斜視図である。

【図５】本発明の第１実施例におけるカバーを外した状
態の電源装置の平面図である。

【図６】同上トランスの分解斜視図である。

【図７】さらに別の変形例を示す要部の回路図である。

【図８】本発明の第２実施例を示す電源装置全体の回路
図である。

【図９】同上カバーを外した状態の電源装置の平面図で
ある。

【符号の説明】

１電力変換回路（電力変換部）５トランス６一次巻線７入力回路８，８Ａ〜８Ｄ二次巻線９，９Ａ〜９Ｄ出力回路 21 バッテリー（蓄電池） 21Ａバッテリー（増設用の蓄電池） 22 充電回路 23 充放電切換回路 31 筐体 35 出力モジュール 36 バックアップモジュール 61 マグアンプＣＨ１〜ＣＨ５スロット（空間部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5G015 FA10 GB02 HA02 HA03 JA01 JA13 JA32 JA47 JA53 JA55 5H030 AA00 AS03 BB09 BB26 FF41 5H730 AA00 AA15 AS19 BB21 CC01 CC13 EE01 EE21 EE45 EE73 FD01 FD11 FF19 FG05 ZZ01 ZZ11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流入力電圧を直流出力電圧に変換する
電力変換部を筐体内に備えた電源装置において、前記交
流入力電圧の低下若しくは遮断時に、前記電力変換部か
ら継続して前記直流出力電圧を出力させるバックアップ
モジュールを、前記筐体内に形成したモジュール搭載用
の空間部に着脱可能に設けたことを特徴とする電源装
置。
【請求項２】前記空間部を前記筐体内に２つ以上形成
したことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】前記電力変換部は、前記直流出力電圧を
供給する出力モジュールを備え、前記空間部に前記バッ
クアップモジュールまたは前記出力モジュールのいずれ
かが着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１記
載の電源装置。
【請求項４】前記空間部を前記筐体内に２つ以上形成
したことを特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項５】前記電力変換部は、前記交流入力電圧を
高周波の交流電圧に変換する入力回路と、この入力回路
に一次巻線を接続し、この入力回路からの交流電圧より
も低い電圧を二次巻線に誘起するトランスと、このトラ
ンスの二次巻線に誘起された電圧を整流平滑し、前記直
流出力電圧を出力する出力回路とからなり、前記バック
アップモジュールは、前記交流入力電圧を直流に変換し
て蓄電池を充電する充電回路と、前記交流入力電圧が正
常に印加される場合は前記蓄電池を充電させ、前記交流
入力電圧が低下若しくは遮断した場合は、前記蓄電池を
放電してバックアップ電圧を前記出力回路に供給する充
放電切換回路とからなることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか一つに記載の電源装置。
【請求項６】前記空間部には少なくとも１つの前記バ
ックアップモジュールと、マグアンプを流れるリセット
電流を可変して前記直流出力電圧の安定化を図る少なく
とも１つのマグアンプ制御形の前記出力モジュールが装
着され、前記バックアップモジュールは、蓄電池と、前
記蓄電池を充電する充電回路と、前記交流入力電圧が正
常に印加される場合に、前記マグアンプ制御形の出力モ
ジュールからの直流出力電圧を前記バックアップモジュ
ールの蓄電池に充電させ、前記交流入力電圧が低下若し
くは遮断した場合は、前記蓄電池を放電してバックアッ
プ電圧を前記電力変換部に供給する充放電切換回路とを
備えたことを特徴とする請求項４記載の電源装置。
【請求項７】前記蓄電池が前記バックアップモジュー
ルの外部に独立して設けられることを特徴とする請求項
５または６記載の電源装置。
【請求項８】前記蓄電池とは別に、増設用の蓄電池を
前記バックアップモジュールの外部に接続可能に設けた
ことを特徴とする請求項５または６記載の電源装置。