JP2002095180A - バックアップ電源回路 - Google Patents
バックアップ電源回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電源の障害発生時に負荷に直流電力を供
給する為のバックアップ電源回路に関し、ダイオードの
順方向電圧降下分を補償するような電圧でバックアップ
電源回路を構成する大容量コンデンサを充電する。 【解決手段】 直流電源ＰＷから第１のダイオードＤ１
を介して負荷ＬＤに直流電力を供給すると共に、大容量
コンデンサＣ１を充電し、直流電源ＰＷの障害発生によ
り大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電力を供給
するバックアップ電源回路であって、直流電源ＰＷから
第１のダイオードＤ１をバイパスして大容量コンデンサ
Ｃ１を、直流電源ＰＷの出力電圧より高い電圧として充
電する充電回路ＣＨと、大容量コンデンサＣ１と負荷Ｌ
Ｄとの間に接続した第２のダイオードＤ２とを備えてい
る。
給する為のバックアップ電源回路に関し、ダイオードの
順方向電圧降下分を補償するような電圧でバックアップ
電源回路を構成する大容量コンデンサを充電する。 【解決手段】 直流電源ＰＷから第１のダイオードＤ１
を介して負荷ＬＤに直流電力を供給すると共に、大容量
コンデンサＣ１を充電し、直流電源ＰＷの障害発生によ
り大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電力を供給
するバックアップ電源回路であって、直流電源ＰＷから
第１のダイオードＤ１をバイパスして大容量コンデンサ
Ｃ１を、直流電源ＰＷの出力電圧より高い電圧として充
電する充電回路ＣＨと、大容量コンデンサＣ１と負荷Ｌ
Ｄとの間に接続した第２のダイオードＤ２とを備えてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の負荷に直流
電力を供給する直流電源によって常時充電し、この直流
電源に障害発生した時に、継続して負荷に直流電力を供
給する為のバックアップ電源回路に関する。
電力を供給する直流電源によって常時充電し、この直流
電源に障害発生した時に、継続して負荷に直流電力を供
給する為のバックアップ電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流電源から複数の負荷に直流電力を供
給する各種のシステムに於いて、重要な負荷に対して
は、バックアップ電源回路を設け、直流電源から常時充
電しておいて、直流電源の障害発生時に、このバックア
ップ電源回路から負荷に直流電力を供給する構成が知ら
れている。このバックアップ電源回路は、二次電池や電
気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサが用いられて
いる。
給する各種のシステムに於いて、重要な負荷に対して
は、バックアップ電源回路を設け、直流電源から常時充
電しておいて、直流電源の障害発生時に、このバックア
ップ電源回路から負荷に直流電力を供給する構成が知ら
れている。このバックアップ電源回路は、二次電池や電
気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサが用いられて
いる。
【０００３】図７は従来例の説明図であり、ＰＷは直流
電源、Ｆはヒューズ（又はブレーカ）、ＣＮはコネク
タ、Ｄ１はダイオード、Ｃ１は電気二重層コンデンサ等
の大容量コンデンサ、ＬＤ１〜ＬＤｎは各種の負荷を示
し、複数の各種の電子回路やモータ等の負荷ＬＤ１〜Ｌ
Ｄｎに、直流電源ＰＷからそれぞれ直流電力を供給する
システムの一例を示す。例えば、負荷ＬＤ１が重要で動
作停止が発生しないようにする為に、大容量コンデンサ
Ｃ１をバックアップ電源回路として設け、直流電源ＰＷ
から常時充電する。この場合、ダイオードＤ１は、直流
電源ＰＷに障害が発生した時に、大容量コンデンサＣ１
から負荷ＬＤ１以外の負荷にも直流電力を供給すること
を阻止する為のものである。
電源、Ｆはヒューズ（又はブレーカ）、ＣＮはコネク
タ、Ｄ１はダイオード、Ｃ１は電気二重層コンデンサ等
の大容量コンデンサ、ＬＤ１〜ＬＤｎは各種の負荷を示
し、複数の各種の電子回路やモータ等の負荷ＬＤ１〜Ｌ
Ｄｎに、直流電源ＰＷからそれぞれ直流電力を供給する
システムの一例を示す。例えば、負荷ＬＤ１が重要で動
作停止が発生しないようにする為に、大容量コンデンサ
Ｃ１をバックアップ電源回路として設け、直流電源ＰＷ
から常時充電する。この場合、ダイオードＤ１は、直流
電源ＰＷに障害が発生した時に、大容量コンデンサＣ１
から負荷ＬＤ１以外の負荷にも直流電力を供給すること
を阻止する為のものである。
【０００４】従って、大容量コンデンサＣ１は、直流電
源ＰＷからダイオードＤ１を介して充電されることにな
る。しかし、充電初期に、直流電源ＰＷから大きな突入
電流が流れ、この電流が直流電源ＰＷの定格電流を超え
る問題がある。又この突入電流によってヒューズＦの溶
断やブレーカの作動等が発生する問題がある。又大容量
コンデンサＣ１の充電に要する時間が長くなることによ
り、負荷ＬＤ１に印加される直流電圧の立上りが遅くな
る問題もある。又コネクタＣＮに定格電流以上の電流が
流れて焼損する問題がある。
源ＰＷからダイオードＤ１を介して充電されることにな
る。しかし、充電初期に、直流電源ＰＷから大きな突入
電流が流れ、この電流が直流電源ＰＷの定格電流を超え
る問題がある。又この突入電流によってヒューズＦの溶
断やブレーカの作動等が発生する問題がある。又大容量
コンデンサＣ１の充電に要する時間が長くなることによ
り、負荷ＬＤ１に印加される直流電圧の立上りが遅くな
る問題もある。又コネクタＣＮに定格電流以上の電流が
流れて焼損する問題がある。
【０００５】そこで、従来は、図８に示すように、大容
量コンデンサＣ１と直列に抵抗Ｒ４を接続して、直流電
源ＰＷからの突入電流を防止し、又抵抗Ｒ４に並列にダ
イオードＤ２を接続し、直流電源ＰＷの障害発生時に、
大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電力を供給す
る時の抵抗Ｒ４による損失を回避する構成が適用されて
いる。
量コンデンサＣ１と直列に抵抗Ｒ４を接続して、直流電
源ＰＷからの突入電流を防止し、又抵抗Ｒ４に並列にダ
イオードＤ２を接続し、直流電源ＰＷの障害発生時に、
大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電力を供給す
る時の抵抗Ｒ４による損失を回避する構成が適用されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】各種の電子回路等の負
荷は、５Ｖや３．３Ｖ等の低電圧化されており、それに
対応して直流電源ＰＷの出力電圧が設定されることにな
る。この直流電源ＰＷに障害が発生した場合のバックア
ップ電源回路を構成する大容量コンデンサＣ１から負荷
に供給する電圧も、負荷の動作電圧となることが必要で
ある。
荷は、５Ｖや３．３Ｖ等の低電圧化されており、それに
対応して直流電源ＰＷの出力電圧が設定されることにな
る。この直流電源ＰＷに障害が発生した場合のバックア
ップ電源回路を構成する大容量コンデンサＣ１から負荷
に供給する電圧も、負荷の動作電圧となることが必要で
ある。
【０００７】しかし、大容量コンデンサＣ１は、直流電
源ＰＷの出力電圧よりも、ダイオードＤ１の順方向電圧
降下と、抵抗Ｒ４による電圧降下とを含む電圧降下分だ
け低い電圧によって充電される。又大容量コンデンサＣ
１から負荷に供給する電圧は、ダイオードＤ２の順方向
電圧降下分だけ低くなる問題がある。そこで、直流電源
ＰＷの出力電圧を前述の電圧降下分を補償するように高
くすることが考えられる。その場合、複数の負荷ＬＤ１
〜ＬＤｎに並列的に直流電力を供給しているから、他の
負荷に対して供給する直流電圧が高くなる問題がある。
本発明は、直流電源の電圧を高くすることなく、バック
アップ用の電圧が得られるように大容量コンデンサを充
電可能とすることを目的とし、又ダイオードの損失低減
を図ることを目的とするものである。
源ＰＷの出力電圧よりも、ダイオードＤ１の順方向電圧
降下と、抵抗Ｒ４による電圧降下とを含む電圧降下分だ
け低い電圧によって充電される。又大容量コンデンサＣ
１から負荷に供給する電圧は、ダイオードＤ２の順方向
電圧降下分だけ低くなる問題がある。そこで、直流電源
ＰＷの出力電圧を前述の電圧降下分を補償するように高
くすることが考えられる。その場合、複数の負荷ＬＤ１
〜ＬＤｎに並列的に直流電力を供給しているから、他の
負荷に対して供給する直流電圧が高くなる問題がある。
本発明は、直流電源の電圧を高くすることなく、バック
アップ用の電圧が得られるように大容量コンデンサを充
電可能とすることを目的とし、又ダイオードの損失低減
を図ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のバックアップ電
源回路は、図１を参照して説明すると、直流電源ＰＷか
ら第１のダイオードＤ１を介して負荷ＬＤに直流電力を
供給すると共に、大容量コンデンサＣ１を充電し、直流
電源ＰＷの障害発生により大容量コンデンサＣ１から負
荷ＬＤに直流電力を供給するバックアップ電源回路であ
って、直流電源ＰＷから第１のダイオードＤ１をバイパ
スして大容量コンデンサＣ１を充電する充電回路ＣＨ
と、大容量コンデンサＣ１と負荷ＬＤとの間に接続した
第２のダイオードＤ２とを備えている。
源回路は、図１を参照して説明すると、直流電源ＰＷか
ら第１のダイオードＤ１を介して負荷ＬＤに直流電力を
供給すると共に、大容量コンデンサＣ１を充電し、直流
電源ＰＷの障害発生により大容量コンデンサＣ１から負
荷ＬＤに直流電力を供給するバックアップ電源回路であ
って、直流電源ＰＷから第１のダイオードＤ１をバイパ
スして大容量コンデンサＣ１を充電する充電回路ＣＨ
と、大容量コンデンサＣ１と負荷ＬＤとの間に接続した
第２のダイオードＤ２とを備えている。
【０００９】又充電回路ＣＨは、直流電源ＰＷの電圧を
昇圧して大容量コンデンサＣ１を充電する昇圧型チョッ
パ回路の構成とすることができる。又昇圧型チャージポ
ンプ回路の構成とするとができる。又コッククロフトウ
ォルトン回路の構成とすることができる。
昇圧して大容量コンデンサＣ１を充電する昇圧型チョッ
パ回路の構成とすることができる。又昇圧型チャージポ
ンプ回路の構成とするとができる。又コッククロフトウ
ォルトン回路の構成とすることができる。
【００１０】又直流電源ＰＷの電圧をベースに印加し、
この直流電源ＰＷの正常時にはオフ、障害発生時にはオ
ンとするトランジスタを第２のダイオードＤ２に並列に
接続することができる。又直流電源ＰＷの電圧をゲート
に印加し、この直流電源ＰＷの正常時にはオフ、障害発
生時にはオンとする電界効果トランジスタを第２のダイ
オードＤ２に並列に接続することができる。
この直流電源ＰＷの正常時にはオフ、障害発生時にはオ
ンとするトランジスタを第２のダイオードＤ２に並列に
接続することができる。又直流電源ＰＷの電圧をゲート
に印加し、この直流電源ＰＷの正常時にはオフ、障害発
生時にはオンとする電界効果トランジスタを第２のダイ
オードＤ２に並列に接続することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の原理説明図であ
り、ＰＷは直流電源、Ｄ１，Ｄ２は第１，第２のダイオ
ード、Ｃ１は大容量コンデンサ、ＬＤは各種の電子回路
等の負荷、ＣＨは大容量コンデンサＣ１を充電する為の
充電回路を示す。なお、直流電源ＰＷから直流電力を供
給する他の複数の負荷については図示を省略している。
又充電回路ＣＨは、ダイオードＤ１，Ｄ２の電圧降下を
補償できる電圧に大容量コンデンサＣ１を充電するもの
である。
り、ＰＷは直流電源、Ｄ１，Ｄ２は第１，第２のダイオ
ード、Ｃ１は大容量コンデンサ、ＬＤは各種の電子回路
等の負荷、ＣＨは大容量コンデンサＣ１を充電する為の
充電回路を示す。なお、直流電源ＰＷから直流電力を供
給する他の複数の負荷については図示を省略している。
又充電回路ＣＨは、ダイオードＤ１，Ｄ２の電圧降下を
補償できる電圧に大容量コンデンサＣ１を充電するもの
である。
【００１２】直流電源ＰＷから負荷ＬＤに直流電力を供
給する初期状態に於いて、充電回路ＣＨは、大容量コン
デンサＣ１に流れる初期充電電流を抑制する構成とする
ことができる。従って、負荷ＬＤに印加される直流電圧
の立上りを急峻として、直流電源ＰＷからの直流電力供
給開始と同時に負荷ＬＤの動作を開始させることができ
る。又充電回路ＣＨは、大容量コンデンサＣ１の充電電
圧を、第２のダイオードＤ２の順方向電圧降下を補償す
る電圧とすることができるから、直流電源ＰＷの障害発
生時には、直ちに、大容量コンデンサＣ１をバックアッ
プ電源として、負荷ＬＤに第２のダイオードＤ２を介し
て直流電力を供給し、負荷ＬＤの動作を継続させること
ができる。
給する初期状態に於いて、充電回路ＣＨは、大容量コン
デンサＣ１に流れる初期充電電流を抑制する構成とする
ことができる。従って、負荷ＬＤに印加される直流電圧
の立上りを急峻として、直流電源ＰＷからの直流電力供
給開始と同時に負荷ＬＤの動作を開始させることができ
る。又充電回路ＣＨは、大容量コンデンサＣ１の充電電
圧を、第２のダイオードＤ２の順方向電圧降下を補償す
る電圧とすることができるから、直流電源ＰＷの障害発
生時には、直ちに、大容量コンデンサＣ１をバックアッ
プ電源として、負荷ＬＤに第２のダイオードＤ２を介し
て直流電力を供給し、負荷ＬＤの動作を継続させること
ができる。
【００１３】図２は本発明の第１の実施の形態の説明図
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、ＣＨ１は充
電回路、Ｄ３はダイオード、Ｑ１はトランジスタ、Ｌ１
はチョークコイル、Ｒ１は抵抗、ＯＳＣ１は発振回路を
示す。この実施の形態は、充電回路ＣＨ１として、昇圧
型チョッパ回路構成を用いた場合を示し、発振回路ＯＳ
Ｃ１は直流電源ＰＷから直流電力の供給を受けて、所定
の周期でトランジスタＱ１をオン，オフ制御する。
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、ＣＨ１は充
電回路、Ｄ３はダイオード、Ｑ１はトランジスタ、Ｌ１
はチョークコイル、Ｒ１は抵抗、ＯＳＣ１は発振回路を
示す。この実施の形態は、充電回路ＣＨ１として、昇圧
型チョッパ回路構成を用いた場合を示し、発振回路ＯＳ
Ｃ１は直流電源ＰＷから直流電力の供給を受けて、所定
の周期でトランジスタＱ１をオン，オフ制御する。
【００１４】例えば、トランジスタＱ１をオンとする
と、チョークコイルＬ１にトランジスタＱ１を介して電
流が流れ、このトランジスタＱ１をオフとすると、チョ
ークコイルＬ１に蓄積されたエネルギにより、ダイオー
ドＤ３と抵抗Ｒ１とを介して、直流電源ＰＷの電圧と加
算されて大容量コンデンサＣ１を充電する。即ち、直流
電源ＰＷの出力電圧より高い電圧で大容量コンデンサＣ
１を充電することができる。従って、直流電源ＰＷの障
害発生時に、第２のダイオードＤ２の順方向電圧降下分
より高い大容量コンデンサＣ１の充電電圧で、第２のダ
イオードＤ２を介して負荷ＬＤに直流電力を供すること
ができる。
と、チョークコイルＬ１にトランジスタＱ１を介して電
流が流れ、このトランジスタＱ１をオフとすると、チョ
ークコイルＬ１に蓄積されたエネルギにより、ダイオー
ドＤ３と抵抗Ｒ１とを介して、直流電源ＰＷの電圧と加
算されて大容量コンデンサＣ１を充電する。即ち、直流
電源ＰＷの出力電圧より高い電圧で大容量コンデンサＣ
１を充電することができる。従って、直流電源ＰＷの障
害発生時に、第２のダイオードＤ２の順方向電圧降下分
より高い大容量コンデンサＣ１の充電電圧で、第２のダ
イオードＤ２を介して負荷ＬＤに直流電力を供すること
ができる。
【００１５】又直流電源ＰＷから負荷ＬＤに直流電力を
供給する初期状態に於いて、第２のダイオードＤ２は逆
方向電圧が印加されてオフ状態となり、又トランジスタ
Ｑ１をオフとすると、大容量コンデンサＣ１には、チョ
ークコイルＬ１とダイオードＤ３と抵抗Ｒ１とを介して
直流電源ＰＷの出力電圧が印加されるから、直流電源Ｐ
Ｗからの突入電流を抑制することができる。それによ
り、ダイオードＤ１を介して負荷ＬＤに印加される電圧
の立上りを急峻にすることができる。なお、トランジス
タＱ１をオンとしたとしても、チョークコイルＬ１のイ
ンダクタンスにより、直流電源ＰＷから電流を抑制する
ことができる。
供給する初期状態に於いて、第２のダイオードＤ２は逆
方向電圧が印加されてオフ状態となり、又トランジスタ
Ｑ１をオフとすると、大容量コンデンサＣ１には、チョ
ークコイルＬ１とダイオードＤ３と抵抗Ｒ１とを介して
直流電源ＰＷの出力電圧が印加されるから、直流電源Ｐ
Ｗからの突入電流を抑制することができる。それによ
り、ダイオードＤ１を介して負荷ＬＤに印加される電圧
の立上りを急峻にすることができる。なお、トランジス
タＱ１をオンとしたとしても、チョークコイルＬ１のイ
ンダクタンスにより、直流電源ＰＷから電流を抑制する
ことができる。
【００１６】図３は本発明の第２の実施の形態の説明図
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、ＣＨ２は充
電回路、Ｓ１〜Ｓ４はトランジスタ等によるスイッチ、
Ｃ３はコンデンサ、ＯＳＣ２は発振回路を示す。この実
施の形態は、充電回路ＣＨ２として昇圧型チャージポン
プ回路構成を用いた場合を示し、発振回路ＯＳＣ２は、
スイッチＳ１，Ｓ２とスイッチＳ３，Ｓ４とを交互にオ
ン，オフする為の２相の発振出力信号を所定の周期で出
力する構成を有するものである。
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、ＣＨ２は充
電回路、Ｓ１〜Ｓ４はトランジスタ等によるスイッチ、
Ｃ３はコンデンサ、ＯＳＣ２は発振回路を示す。この実
施の形態は、充電回路ＣＨ２として昇圧型チャージポン
プ回路構成を用いた場合を示し、発振回路ＯＳＣ２は、
スイッチＳ１，Ｓ２とスイッチＳ３，Ｓ４とを交互にオ
ン，オフする為の２相の発振出力信号を所定の周期で出
力する構成を有するものである。
【００１７】例えば、スイッチＳ１，Ｓ２をオン、スイ
ッチＳ３，Ｓ４をオフとすると、コンデンサＣ３は直流
電源ＰＷによって充電され、次にスイッチＳ１，Ｓ２を
オフ、スイッチＳ３，Ｓ４をオンとすると、直流電源Ｐ
Ｗの出力電圧と、コンデンサＣ３の充電電圧との和が大
容量コンデンサＣ１に印加されて充電される。即ち、直
流電源ＰＷの出力電圧より高い電圧によって大容量コン
デンサＣ１を充電することができる。従って、第２のダ
イオードＤ２の順方向電圧降下を補償する電圧で負荷Ｌ
Ｄに直流電力を供給することができる。
ッチＳ３，Ｓ４をオフとすると、コンデンサＣ３は直流
電源ＰＷによって充電され、次にスイッチＳ１，Ｓ２を
オフ、スイッチＳ３，Ｓ４をオンとすると、直流電源Ｐ
Ｗの出力電圧と、コンデンサＣ３の充電電圧との和が大
容量コンデンサＣ１に印加されて充電される。即ち、直
流電源ＰＷの出力電圧より高い電圧によって大容量コン
デンサＣ１を充電することができる。従って、第２のダ
イオードＤ２の順方向電圧降下を補償する電圧で負荷Ｌ
Ｄに直流電力を供給することができる。
【００１８】又直流電源ＰＷから負荷ＬＤに直流電力を
供給する初期状態に於いて、スイッチＳ１，Ｓ２をオフ
とすれば、大容量コンデンサＣ１に対する充電回路は形
成されないので、突入電流は発生しない。従って、負荷
ＬＤに印加される直流電圧の立上りは急峻となる。又ス
イッチＳ１，Ｓ２をオンとしたとしても、コンデンサＣ
３は、大容量コンデンサＣ１の容量に比較して充分に小
さい容量であるから、充電電流は、直流電源ＰＷの定格
電流を超える大きさにはならないので、図示を省略して
いるヒューズの溶断やブレーカの作動が生じないことに
なる。
供給する初期状態に於いて、スイッチＳ１，Ｓ２をオフ
とすれば、大容量コンデンサＣ１に対する充電回路は形
成されないので、突入電流は発生しない。従って、負荷
ＬＤに印加される直流電圧の立上りは急峻となる。又ス
イッチＳ１，Ｓ２をオンとしたとしても、コンデンサＣ
３は、大容量コンデンサＣ１の容量に比較して充分に小
さい容量であるから、充電電流は、直流電源ＰＷの定格
電流を超える大きさにはならないので、図示を省略して
いるヒューズの溶断やブレーカの作動が生じないことに
なる。
【００１９】図４は本発明の第３の実施の形態の説明図
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、ＣＨ３は充
電回路、Ｑ２，Ｑ３はトランジスタ、Ｃ４〜Ｃ７はコン
デンサ、Ｄ４〜Ｄ７はダイオード、ＯＳＣ３は発振回路
を示す。この実施の形態は、充電回路ＣＨ３として、コ
ッククロフトウォルトン回路構成を用いた場合を示し、
発振回路ＯＳＣ３により、ｐｎｐ型のｎｐｎ型との相補
型のトランジスタＱ２，Ｑ３のオン，オフを制御するも
のである。
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、ＣＨ３は充
電回路、Ｑ２，Ｑ３はトランジスタ、Ｃ４〜Ｃ７はコン
デンサ、Ｄ４〜Ｄ７はダイオード、ＯＳＣ３は発振回路
を示す。この実施の形態は、充電回路ＣＨ３として、コ
ッククロフトウォルトン回路構成を用いた場合を示し、
発振回路ＯＳＣ３により、ｐｎｐ型のｎｐｎ型との相補
型のトランジスタＱ２，Ｑ３のオン，オフを制御するも
のである。
【００２０】コッククロフトウォルトン回路構成の充電
回路ＣＨ３は、例えば、トランジスタＱ２をオンとし、
トランジスタＱ３をオフとすると、ダイオードＤ４を介
してコンデンサＣ４が充電される。次に、トランジスタ
Ｑ２をオフ、トランジスタＱ３をオンとすると、コンデ
ンサＣ４の充電電圧により、ダイオードＤ５→コンデン
サＣ５→トランジスタＱ３の経路でコンデンサＣ５の充
電が行われる。
回路ＣＨ３は、例えば、トランジスタＱ２をオンとし、
トランジスタＱ３をオフとすると、ダイオードＤ４を介
してコンデンサＣ４が充電される。次に、トランジスタ
Ｑ２をオフ、トランジスタＱ３をオンとすると、コンデ
ンサＣ４の充電電圧により、ダイオードＤ５→コンデン
サＣ５→トランジスタＱ３の経路でコンデンサＣ５の充
電が行われる。
【００２１】次にトランジスタＱ２をオン、トランジス
タＱ３をオフとすると、ダイオードＤ４を介してコンデ
ンサＣ４の充電が行われると共に、直流電源ＰＷの出力
電圧とコンデンサＣ５の充電電圧との和の電圧により、
ダイオードＤ６を介して、コンデンサＣ６，Ｃ４の充電
が行われる。次にトランジスタＱ２をオフ、トランジス
タＱ３をオンとすると、コンデンサＣ４，Ｃ６の充電電
圧により、ダイオードＤ７→コンデンサＣ７→Ｃ５→ト
ランジスタＱ３の経路でコンデンサＣ７，Ｃ５の充電が
行われる。次にトランジスタＱ２をオン、トランジスタ
Ｑ３をオフとすると、直流電源ＰＷの出力電圧とコンデ
ンサＣ５，Ｃ７の充電電圧との和の電圧で大容量コンデ
ンサＣ１の充電が行われ、且つ前述のように、コンデン
サＣ４，Ｃ６の充電が行われる。このコッククロフトウ
ォルトン回路は、ダイオードとコンデンサとの組を更に
多くすると、更に高い電圧を出力することができるもの
である。
タＱ３をオフとすると、ダイオードＤ４を介してコンデ
ンサＣ４の充電が行われると共に、直流電源ＰＷの出力
電圧とコンデンサＣ５の充電電圧との和の電圧により、
ダイオードＤ６を介して、コンデンサＣ６，Ｃ４の充電
が行われる。次にトランジスタＱ２をオフ、トランジス
タＱ３をオンとすると、コンデンサＣ４，Ｃ６の充電電
圧により、ダイオードＤ７→コンデンサＣ７→Ｃ５→ト
ランジスタＱ３の経路でコンデンサＣ７，Ｃ５の充電が
行われる。次にトランジスタＱ２をオン、トランジスタ
Ｑ３をオフとすると、直流電源ＰＷの出力電圧とコンデ
ンサＣ５，Ｃ７の充電電圧との和の電圧で大容量コンデ
ンサＣ１の充電が行われ、且つ前述のように、コンデン
サＣ４，Ｃ６の充電が行われる。このコッククロフトウ
ォルトン回路は、ダイオードとコンデンサとの組を更に
多くすると、更に高い電圧を出力することができるもの
である。
【００２２】従って、大容量コンデンサＣ１を直流電源
ＰＷの出力電圧より高い電圧で充電し、第２のダイオー
ドＤ２の順方向電圧降下分を補償することができる。又
直流電源ＰＷから負荷ＬＤに直流電力を供給する初期状
態に於いては、トランジスタＱ２をオン状態としたとし
ても、大容量コンデンサＣ１に比較して充分に小さい容
量のコンデンサＣ４を充電する為の電流が流れるだけで
あるから、過大な電流が流れることはなく、負荷ＬＤに
印加する直流電圧の立上りを急峻とすることができる。
ＰＷの出力電圧より高い電圧で充電し、第２のダイオー
ドＤ２の順方向電圧降下分を補償することができる。又
直流電源ＰＷから負荷ＬＤに直流電力を供給する初期状
態に於いては、トランジスタＱ２をオン状態としたとし
ても、大容量コンデンサＣ１に比較して充分に小さい容
量のコンデンサＣ４を充電する為の電流が流れるだけで
あるから、過大な電流が流れることはなく、負荷ＬＤに
印加する直流電圧の立上りを急峻とすることができる。
【００２３】図５は本発明の第４の実施の形態の説明図
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、Ｒ２は抵
抗、Ｑ４はトランジスタを示す。この実施の形態は、第
２のダイオードＤ２と並列にトランジスタＱ４を接続
し、直流電源ＰＷから負荷ＬＤに直流電力を供給し、且
つ充電回路ＣＨを介して大容量コンデンサＣ１を充電し
ている時は、トランジスタＱ４のベースに抵抗Ｒ２を介
して直流電源ＰＷの出力電圧が印加されて、トランジス
タＱ４はオフ状態となっている。
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、Ｒ２は抵
抗、Ｑ４はトランジスタを示す。この実施の形態は、第
２のダイオードＤ２と並列にトランジスタＱ４を接続
し、直流電源ＰＷから負荷ＬＤに直流電力を供給し、且
つ充電回路ＣＨを介して大容量コンデンサＣ１を充電し
ている時は、トランジスタＱ４のベースに抵抗Ｒ２を介
して直流電源ＰＷの出力電圧が印加されて、トランジス
タＱ４はオフ状態となっている。
【００２４】この直流電源ＰＷの障害発生により、出力
電圧が低下すると、ベース電位が低下し、トランジスタ
Ｑ４はオンとなり、エミッタ・コレクタ間電圧は０．２
Ｖ程度のダイオードＤ２の０．７Ｖ程度の順方向電圧降
下に比較して低い電圧降下であるから、大容量コンデン
サＣ１から負荷ＬＤに低損失で直流電力を供給すること
ができる。
電圧が低下すると、ベース電位が低下し、トランジスタ
Ｑ４はオンとなり、エミッタ・コレクタ間電圧は０．２
Ｖ程度のダイオードＤ２の０．７Ｖ程度の順方向電圧降
下に比較して低い電圧降下であるから、大容量コンデン
サＣ１から負荷ＬＤに低損失で直流電力を供給すること
ができる。
【００２５】図６は本発明の第５の実施の形態の説明図
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、Ｒ３は抵
抗、Ｑ５は電界効果トランジスタ（ｐチャネルＦＥＴ）
を示し、ドレインを大容量コンデンサＣ１側に、ソース
を負荷ＬＤ側に接続する。直流電源ＰＷから負荷ＬＤに
直流電力を供給している時は、ゲート電位が高いので電
界効果トランジスタＱ５はオフとなり、且つ充電回路Ｃ
Ｈを介して大容量コンデンサＣ１が充電される。
であり、図１と同一符号は同一部分を示し、Ｒ３は抵
抗、Ｑ５は電界効果トランジスタ（ｐチャネルＦＥＴ）
を示し、ドレインを大容量コンデンサＣ１側に、ソース
を負荷ＬＤ側に接続する。直流電源ＰＷから負荷ＬＤに
直流電力を供給している時は、ゲート電位が高いので電
界効果トランジスタＱ５はオフとなり、且つ充電回路Ｃ
Ｈを介して大容量コンデンサＣ１が充電される。
【００２６】直流電源ＰＷの障害発生により、出力電圧
が低下すると、ゲート電位が低くなり、電界効果トラン
ジスタＱ５はオンとなる。従って、低オン抵抗の電界効
果トランジスタＱ５によりダイオードＤ２をバイパスし
て、大容量コンデンサＣ１の充電電圧により負荷ＬＤに
直流電力を供給することができる。この電界効果トラン
ジスタＱ５は、オン抵抗が数ｍΩ程度のものがあるか
ら、大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電圧を供
給する時の損失を低減することができる。
が低下すると、ゲート電位が低くなり、電界効果トラン
ジスタＱ５はオンとなる。従って、低オン抵抗の電界効
果トランジスタＱ５によりダイオードＤ２をバイパスし
て、大容量コンデンサＣ１の充電電圧により負荷ＬＤに
直流電力を供給することができる。この電界効果トラン
ジスタＱ５は、オン抵抗が数ｍΩ程度のものがあるか
ら、大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電圧を供
給する時の損失を低減することができる。
【００２７】前述の充電回路ＣＨは、前述の各実施の形
態のみに限定されるものではなく、各種の構成を適用す
ることができるものであり、直流電源ＰＷの出力電圧
と、大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電力を供
給する時に必要とする電圧とを考慮して、所望の充電電
圧が得られる構成を選択するものである。又直流電源Ｐ
Ｗから負荷ＬＤに直流電力を供給する初期状態に於いて
は、大容量コンデンサＣ１の充電電荷が零の状態を継続
しても問題ではないから、充電初期の突入電流を充分に
抑制する構成を付加することも可能である。
態のみに限定されるものではなく、各種の構成を適用す
ることができるものであり、直流電源ＰＷの出力電圧
と、大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電力を供
給する時に必要とする電圧とを考慮して、所望の充電電
圧が得られる構成を選択するものである。又直流電源Ｐ
Ｗから負荷ＬＤに直流電力を供給する初期状態に於いて
は、大容量コンデンサＣ１の充電電荷が零の状態を継続
しても問題ではないから、充電初期の突入電流を充分に
抑制する構成を付加することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、直流電
源ＰＷから第１のダイオードＤ１を介して負荷ＬＤに直
流電力を供給すると共に、大容量コンデンサＣ１を充電
回路ＣＨにより充電し、直流電源ＰＷの障害発生により
大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに第２のダイオード
Ｄ２を介して直流電力を供給するバックアップ電源回路
であって、直流電源ＰＷの出力電圧より高い電圧で大容
量コンデンサＣ１の充電が可能であり、従って、直流電
源ＰＷからの初期突入電流を抑制し、且つ直流電源ＰＷ
の障害発生時に、大容量コンデンサＣ１から第２のダイ
オードＤ２の順方向電圧降下を補償する電圧で、負荷Ｌ
Ｄに直流電力を供給することができる。又第２のダイオ
ードＤ２と並列にトランジスタを接続し、直流電源ＰＷ
の障害発生時に、大容量コンデンサＣ１から低損失で負
荷ＬＤに直流電力を供給することができる。
源ＰＷから第１のダイオードＤ１を介して負荷ＬＤに直
流電力を供給すると共に、大容量コンデンサＣ１を充電
回路ＣＨにより充電し、直流電源ＰＷの障害発生により
大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに第２のダイオード
Ｄ２を介して直流電力を供給するバックアップ電源回路
であって、直流電源ＰＷの出力電圧より高い電圧で大容
量コンデンサＣ１の充電が可能であり、従って、直流電
源ＰＷからの初期突入電流を抑制し、且つ直流電源ＰＷ
の障害発生時に、大容量コンデンサＣ１から第２のダイ
オードＤ２の順方向電圧降下を補償する電圧で、負荷Ｌ
Ｄに直流電力を供給することができる。又第２のダイオ
ードＤ２と並列にトランジスタを接続し、直流電源ＰＷ
の障害発生時に、大容量コンデンサＣ１から低損失で負
荷ＬＤに直流電力を供給することができる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の説明図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の説明図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の説明図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態の説明図である。
【図７】従来例の説明図である。
【図８】従来の突入電流防止手段を設けた要部説明図で
ある。
ある。
ＰＷ 直流電源 ＬＤ 負荷 ＣＨ 充電回路 Ｄ１ 第１のダイオード Ｄ２ 第２のダイオード Ｃ１ 大容量コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０２Ｍ 3/00 Ｈ０２Ｍ 3/00 Ｇ
Claims (6)
- 【請求項１】 直流電源から第１のダイオードを介して
負荷に直流電力を供給すると共に、大容量コンデンサを
充電し、前記直流電源の障害発生により前記大容量コン
デンサから前記負荷に直流電力を供給するバックアップ
電源回路に於いて、 前記直流電源から前記第１のダイオードをバイパスして
前記大容量コンデンサを充電する充電回路と、 前記大容量コンデンサと前記負荷との間に接続した第２
のダイオードとを備えたことを特徴とするバックアップ
電源回路。 - 【請求項２】 前記充電回路は、前記直流電源の電圧を
昇圧して前記大容量コンデンサを充電する昇圧型チョッ
パ回路の構成を有することを特徴とする請求項１記載の
バックアップ電源回路。 - 【請求項３】 前記充電回路は、昇圧型チャージポンプ
回路の構成を有することを特徴とする請求項１記載のバ
ックアップ電源回路。 - 【請求項４】 前記充電回路は、コッククロフトウォル
トン回路の構成を有することを特徴とする請求項１記載
のバックアップ電源回路。 - 【請求項５】 前記直流電源の電圧をベースに印加し、
該直流電源の正常時にはオフ、障害発生時にはオンとす
るトランジスタを前記第２のダイオードに並列に接続し
たことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の
バックアップ電源回路。 - 【請求項６】 前記直流電源の電圧をゲートに印加し、
該直流電源の正常時にはオフ、障害発生時にはオンとす
る電界効果トランジスタを前記第２のダイオードに並列
に接続したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１
項記載のバックアップ電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000275836A JP2002095180A (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | バックアップ電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000275836A JP2002095180A (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | バックアップ電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002095180A true JP2002095180A (ja) | 2002-03-29 |
Family
ID=18761392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000275836A Pending JP2002095180A (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | バックアップ電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002095180A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008131716A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 電源バックアップ装置 |
| JP2008140038A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sanyo Electric Co Ltd | コンバータ装置および系統連系システム |
| JP2008278674A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Sharp Corp | 電力供給装置 |
| JP2009095129A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Panasonic Corp | バックアップ電源装置 |
| JP2012019680A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-01-26 | Soung Chun Jho | 電解コンデンサの爆発防止機能を有するｉｐｌ機器 |
| JP2018098823A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 株式会社Ｏｋｉテクノパワーシステムズ | 電源バックアップ装置 |
-
2000
- 2000-09-12 JP JP2000275836A patent/JP2002095180A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008131716A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 電源バックアップ装置 |
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| WO2008136231A1 (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | 蓄電部に蓄えられた電力を負荷に供給する電力供給装置およびこの電力供給装置を備えた電力供給システム |
| EP2154765A1 (en) * | 2007-05-01 | 2010-02-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Power supply for supplying power stored in storage portion and power supply system having its power supply |
| US8294435B2 (en) | 2007-05-01 | 2012-10-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Power supply apparatus supplying power stored in power storage unit to load and power supply system including power supply apparatus |
| EP2154765A4 (en) * | 2007-05-01 | 2013-06-19 | Sharp Kk | ELECTRICAL POWER SUPPLY FOR PROVIDING ENERGY STORED IN A STORAGE PART AND POWER SUPPLY SYSTEM HAVING POWER SUPPLY THEREOF |
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| JP2018098823A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 株式会社Ｏｋｉテクノパワーシステムズ | 電源バックアップ装置 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050302 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051129 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060502 |