JP2010148280A - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】商用交流電源に停電が生じた場合に、所望の電圧に安定化された電力を供給できる時間を、過剰容量を持つことなく長くできるスイッチング電源装置の提供する。
【解決手段】スイッチング電源装置１００は、主電源とするためのコンデンサ２０と、副電源とするためのコンデンサ２１と、商用交流電源１の停電を検出する停電検出回路部８と、商用交流電源１とコンデンサ２０との間の導通のオン／オフ状態を切換える切換え部１０と、コンデンサ２０が電圧を出力するための負荷６との間の導通のオン／オフ状態を切換える切換え部１３と、コンデンサ２０及びコンデンサ２１間の導通のオン／オフ状態を切換える切換え部１６と、を備え、停電検出回路部８により停電が検出されたとき、停電検出回路部８は、切換え部１０をオフ状態とし、さらに、切換え部１３をオフ状態とし、切換え部１６をオン状態とする制御信号伝達部１１を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、主電源と副電源とを有するスイッチング電源装置に関するものである。

従来技術として、電子機器の待機中（非稼働時）の消費電力を削減するため、電子機器の稼働時のみ電力供給が必要な負荷へ電力を供給するための電源回路部（メイン電源）と、電子機器の待機中において電力供給が必要な負荷へ電力を供給するための電源回路部（サブ電源）とを備えた二電源方式のスイッチング電源装置が一般的に用いられている。

従来技術のスイッチング電源装置について、図１１、１２を用いて以下に説明する。

図１１は、従来のスイッチング電源装置２００の構成例を示す回路図である。

商用交流電源２０１から供給される交流電圧は、全波整流回路部２０２に入力され、全波整流された電圧が、力率改善回路部２０３に供給される。そして、力率改善回路部２０３は、全波整流された電圧に対してスイッチング動作を行う事により、力率改善、所望の直流電圧に安定化し、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０４（メイン電源）、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０５（サブ電源）に出力する。ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０４、２０５は、それぞれに接続された電子機器である負荷２０６、２０７に電力を出力する。

次に、図１２を用い、図１１で説明した従来のスイッチング電源装置２００の具体的な回路構成について説明する。

図１２は、従来のスイッチング電源装置２００の具体的構成例を示す回路図である。

全波整流回路部２０２は、ブリッジダイオード２２２で構成されている。

力率改善回路部２０３は、リアクタ２２３、ダイオード２２５、スイッチング素子２２４、コンデンサ２１９、制御回路部２２６で構成されている。そして、スイッチング素子２２４が制御回路部２２６によって制御されることにより、全波整流回路部２０２から出力される電圧の力率を改善し、所望の直流電圧に安定化された電力を、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０４、２０５に出力する。

ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０４（メイン電源）は、絶縁トランス２２９、スイッチング素子２２７、制御回路部２０９、ダイオード２３０、コンデンサ２２０、電圧検出回路部２２８を備えている。そして、電圧検出回路部２２８の出力信号が入力される制御回路部２０９によって、スイッチング素子２２７が制御されることにより、力率改善回路部２０３から出力された電力を、所望の直流電圧に安定化させ、負荷２０６に出力する。

ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０５（サブ電源）は、絶縁トランス２３４、スイッチング素子２３３、制御回路部２３１、ダイオード２３５、コンデンサ２２１、電圧検出回路部２３２を備えている。そして、電圧検出回路部２３２の出力信号が入力される制御回路部２３１によって、スイッチング素子２３３が制御されることにより、力率改善回路部２０３から出力された電力を、所望の直流電圧に安定化させ、負荷２０７に出力する。

このように構成されたスイッチング電源装置２００において、商用交流電源２０１が停電状態になった場合、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０４、２０５は、コンデンサ２１９に蓄積されたエネルギーによって動作し、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０４、２０５は、コンデンサ２１９の電圧が動作限界電圧まで低下するまで所望の直流電圧に安定化された電力を出力する。

ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０５（サブ電源）が電力を出力する負荷２０７は、マイコン、電子機器制御回路、メモリ等で構成されている。商用交流電源２０１が停電した場合、データの保持、適切なシステムダウンを行うために必要な時間、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０５は所望の直流電圧に安定化された電力を出力する必要がある。

ところで、上述した従来のスイッチング電源装置２００の場合、商用交流電源２０１が停電すると、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０５（サブ電源）だけでなく、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０４（メイン電源）も動作しているので、コンデンサ２１９の充電電荷の放電速度が速い。

このため、負荷２０７に対して所望の時間、所望の直流電圧に安定化された電力を供給するには、コンデンサ２１９の容量を大きくする必要があり、商用交流電源が正常な場合に必要なコンデンサ容量に対して過剰な容量を持たなければならないという問題があった。

また、コンデンサ２１９の容量を大きくするという対策により、商用交流電源１が復電した場合、ＤＣ−ＤＣ変換回路部２０４、２０５の動作限界電圧まで、コンデンサ２１９が充電されるのに要する時間が長くなり、出力電圧の立ち上り時間が長くなるという問題があった。

一方、出力保持時間を長くする手法として、たとえば特許文献１には、メイン電源とサブ電源の平滑コンデンサを共用する二電源方式のスイッチング電源装置が提案されている。
特開２００３−１８８４２号公報（２００３年１月１７日公開）

しかしながら、この特許文献１のスイッチング電源装置でも、サブ電源がメイン電源より先に停止するのを回避しているだけで、平滑コンデンサの充電電荷の放電速度が速く、所望の出力保持時間を得る為には、平滑コンデンサの合成容量を大きくしなければならないという、上述したスイッチング電源装置２００と同一の問題を有している。

本発明の目的は、上記の問題に鑑み、電子機器の動作中に商用交流電源に停電が生じた場合に、所望の電圧に安定化された電力を供給できる時間を、過剰容量を持つことなく長くできるスイッチング電源装置の提供することにある。

本発明に係るスイッチング電源装置は、上記課題を解決するために、電圧供給源から供給される電圧を蓄積して主電源とするための主電源コンデンサと、電圧供給源から供給される電圧を蓄積して副電源とするための副電源コンデンサとを含むスイッチング電源装置であって、上記電圧供給源の停電を検出する停電検出手段と、上記電圧供給源と上記主電源コンデンサとの間の導通のオン／オフ状態を切換える第１スイッチング素子と、上記主電源コンデンサと、上記主電源コンデンサが電圧を出力するための主電源出力端子との間の導通のオン／オフ状態を切換える第２スイッチング素子と、上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとの間の導通のオン／オフ状態を切換える第３スイッチング素子と、を備え、さらに、上記停電検出手段により停電が検出されたとき、上記第１スイッチング素子および上記第２スイッチング素子をオフ状態とし、上記第３スイッチング素子をオン状態とする第１状態切換え手段とを備えることを特徴としている。

上記構成によると、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出すると、上記第１状態切換え手段は、上記第１スイッチング素子及び上記第２スイッチング素子がオフ状態に切換え、上記第３スイッチング素子をオン状態に切換える。これにより、上記電圧供給源が停電したとき、上記電圧供給源と上記主電源コンデンサとの間の導通がオフ状態となり、上記主電源コンデンサと、上記主電源出力端子との間の導通がオフ状態となる。そして、上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとの間の導通がオン状態となる。

このため、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出したとき、上記主電源コンデンサに蓄積された電圧は、上記電圧供給源と、上記主電源出力端子とに供給されることはない。また、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出したとき、上記主電源コンデンサに蓄積された電圧を、上記副電源コンデンサに供給することができる。

これにより、上記電圧供給源が停電したとき、上記副電源コンデンサから副電源として供給する電圧の供給時間を延ばすことができる。さらに、上記電圧供給源が停電したとき、上記主電源コンデンサに蓄積された電圧を、上記副電源コンデンサに供給するので、上記副電源コンデンサからの副電源としての電圧の供給時間を延ばすために、上記副電源コンデンサの容量を過剰に大きくする必要がない。

また、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出するまでは、上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとの導通を遮断していてもよい。そして、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出したときだけ、上記第１状態切換え手段によって、上記第３スイッチング素子がオン状態に切換えられ、上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとの間の導通がオン状態とすることができる。このため、主電源コンデンサと、副電源コンデンサとに同じ電圧を蓄積させる必要がなく、主電源コンデンサ及び副電源コンデンサの容量を過剰に大きくする必要がない。

このように、上記構成によると、所望の電圧に安定化された電力を供給できる時間を、過剰容量を持つことなく長くできるスイッチング電源装置の提供することができる。

本発明のスイッチング電源装置の上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとの間に、上記第３スイッチング素子と直列して、上記主電源コンデンサから上記副電源コンデンサへ供給する電流の速度を調整する第１電流供給速度調整手段が接続されていることが好ましい。上記構成により、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出したとき、上記主電源コンデンサに蓄積された電圧を、上記副電源コンデンサに供給する際、上記第１電流供給速度調整手段により、電流の最大値（ピーク値）、及び電流の供給速度を調整することができる。このため、上記主電源コンデンサに蓄積された電圧の供給先である上記副電源コンデンサが、過電圧状態となることを防止することができる。

本発明のスイッチング電源装置は、上記電圧供給源から供給される電圧を蓄積して、当該蓄積した電圧を上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとに供給するための第１コンデンサを備え、上記第１スイッチング素子は、上記第１コンデンサと、上記主電源コンデンサとの間に接続されていることが好ましい。

上記構成により、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出するまでは、上記第１コンデンサに蓄積された電圧を、上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとに供給することができる。そして、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出したとき、上記第１状態切換え手段によって、上記第１スイッチング素子がオフ状態に切換えられる。このため、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出したとき、上記第１コンデンサと、上記主電源コンデンサとの導通がオフ状態となり、上記第１コンデンサと、上記副電源コンデンサとの間の導通は維持される。

これにより、上記電圧供給源が停電した場合、上記第１コンデンサに蓄積された電圧は、上記主電源コンデンサへの供給は停止され、上記副電源コンデンサへのみ供給される。このため、上記副電源コンデンサからの副電源としての電圧の供給時間を延ばすことができる。

本発明のスイッチング電源装置は、上記電圧供給源から供給される電圧を蓄積して、当該蓄積した電圧を上記主電源コンデンサに供給するための第１コンデンサと、上記電圧供給源から供給される電圧を蓄積して、当該蓄積した電圧を上記副電源コンデンサに供給するための第２コンデンサと、上記第１コンデンサと、上記第２コンデンサとの間の導通のオン／オフ状態を切換える第４スイッチング素子とを備え、上記停電検出手段により停電が検出されたとき、上記第４スイッチング素子をオン状態とする第２状態切換え手段とを備えることが好ましい。

上記構成により、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出するまでは、上記第１コンデンサに蓄積された電圧は、上記主電源コンデンサに供給される。また、上記第２コンデンサに蓄積された電圧は、上記副電源コンデンサに供給される。

このため、上記電圧供給源から供給される電圧を、上記主電源コンデンサ及び上記副電源コンデンサそれぞれに、個別に供給することができる。そして、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出したとき、上記第２状態切換え手段により、上記第４スイッチング素子がオン状態に切換えられる。これにより、上記第１コンデンサと、上記第２コンデンサとの間の導通がオン状態に切換えられる。

これにより、上記電圧供給源が停電した場合、上記第１コンデンサに蓄積された電圧は、上記主電源コンデンサへの供給は停止され、上記第２コンデンサ及び上記副電源コンデンサへ供給される。このため、上記副電源コンデンサからの副電源としての電圧の供給時間を、さらに延ばすことができる。

本発明のスイッチング電源装置の上記第１コンデンサと、上記第２コンデンサとの間に、上記第４スイッチング素子と直列して、上記第１コンデンサから上記第２コンデンサへ供給する電流の速度を調整する第２電流供給速度調整手段が接続されていることが好ましい。上記構成により、上記停電検出手段が、上記電圧供給源の停電を検出したとき、上記第１コンデンサに蓄積された電圧を、上記第２コンデンサ及び上記副電源コンデンサに供給する際、上記第２電流供給速度調整手段により電流の最大値（ピーク値）、及び電流の供給速度を調整することができる。このため、上記第１コンデンサに蓄積された電圧の供給先である上記第２コンデンサ及び上記副電源コンデンサが、過電圧状態となることを防止することができる。

以上のように、本発明に係るスイッチング電源装置は、電圧供給源から供給される電圧を蓄積して主電源とするための主電源コンデンサと、電圧供給源から供給される電圧を蓄積して副電源とするための副電源コンデンサとを含むスイッチング電源装置であって、上記電圧供給源の停電を検出する停電検出手段と、上記電圧供給源と上記主電源コンデンサとの間の導通のオン／オフ状態を切換える第１スイッチング素子と、上記主電源コンデンサと、上記主電源コンデンサが電圧を出力するための主電源出力端子との間の導通のオン／オフ状態を切換える第２スイッチング素子と、上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとの間の導通のオン／オフ状態を切換える第３スイッチング素子と、を備え、さらに、上記停電検出手段により停電が検出されたとき、上記第１スイッチング素子および上記第２スイッチング素子をオフ状態とし、上記第３スイッチング素子をオン状態とする第１状態切換え手段とを備える、
これにより、商用交流電源に停電が生じた場合に、所望の電圧に安定化された電力を供給できる時間を、過剰容量を持つことなく長くできるスイッチング電源装置を提供できるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明のスイッチング電源装置１００に関する実施の一形態について図１〜５に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００の構成例を示す回路図である。

スイッチング電源装置１００は、商用交流電源１（電圧供給源）から供給される電圧を蓄積して主電源とするためのコンデンサ２０（主電源コンデンサ）と、商用交流電源１から供給される電圧を蓄積して副電源とするためのコンデンサ２１（副電源コンデンサ）とを含む。

スイッチング電源装置１００は、商用交流電源１の停電を検出する停電検出回路部８（停電検出手段、状態切換え手段）と、商用交流電源１とコンデンサ２０との間の導通のオン／オフ状態を切換える切換え部１０（第１スイッチング素子）と、コンデンサ２０とコンデンサ２０が電圧を出力するための負荷６（主電源出力端子）との間の導通のオン／オフ状態を切換える切換え部１３（第２スイッチング素子）と、コンデンサ２０とコンデンサ２１との間の導通のオン／オフ状態を切換える切換え部１６（第３スイッチング素子）と、を備える。さらに、スイッチング電源装置１００は、停電検出回路部８により停電が検出されたとき、切換え部１３をオフ状態とし、切換え部１６をオン状態とする切換え制御信号伝達部１１（第１状態切換え手段）とを備えるものである。

加えて、スイッチング電源装置１００は、商用交流電源１に接続されている全波整流回路部２と、全波整流回路部２に接続されており、商用交流電源１から出力される交流電圧を平滑化するためのコンデンサ１９（第１コンデンサ）を含む力率改善回路部３と、力率改善回路部３に接続されており、主電源であるＤＣ−ＤＣ変換回路部４（メイン電源）と、力率改善回路部３に接続されており、副電源であるＤＣ−ＤＣ変換回路部５（サブ電源）と、を備える。また、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４は、制御回路部９に接続されている切換え部１０と、コンデンサ２０とを備える。また、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５は、コンデンサ２１を備える。

ＤＣ−ＤＣ変換回路部４と、負荷６（主電源出力端子）との間には、切換え部１３と、切換え部１３のオン／オフ状態を制御するための切換え制御回路部１４と、ダイオード１２とが接続されている。また、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５と、負荷７との間には、切換え制御回路部１８が接続されている。

ＤＣ−ＤＣ変換回路部４の出力側と、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５の出力側とには、チョークコイル１５、切換え部１６、ダイオード１７から成る直列回路が形成されている。当該直列回路の一方は、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４と、切換え部１３との間に接続され、他方は、切換え制御回路部１８と、負荷７との間に接続されている。

停電検出回路部８の入力側は商用交流電源１と接続され、出力側はＤＣ−ＤＣ変換回路部４の制御回路部９、切換え制御信号伝達部１１、及びＤＣ−ＤＣ変換回路部５の入力側と接続されている。

切換え制御信号伝達部１１の入力側は、停電検出回路部８と接続され、出力側は、切換え制御回路部１４と、切換え制御回路部１８と接続されている。

なお、商用交流電源１、全波整流回路部２、及び力率改善回路部３は、図１１、１２を用いて説明した、商用交流電源２０１、全波整流回路部２０２、及び力率改善回路部２０３と対応するものである。

つまり、スイッチング電源装置１００は、図１１、図１２に示した従来技術のスイッチング電源装置２００と比較して、停電検出回路部８と、切換え制御信号伝達部１１と、制御回路部９及び切換え部１０と、切換え制御回路部１４及び切換え部１３と、切換え制御回路部１８及び切換え部１６と、チョークコイル１５と、ダイオード１７とを追加している点で相違する。

尚、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４が定電圧化する所望の直流電圧Ｖｏ_mainと、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５が定電圧化する所望の直流電圧Ｖｏ_subとの間には、Ｖｏ_main＞Ｖｏ_subという関係が成り立つものとする。従来技術において説明したように、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５が電力を出力する負荷７は、マイコン、電子機器制御回路、メモリ等で構成されているため、一般的に成り立つ関係式である。

（商用交流電源が非停電状態の場合）
次に、商用交流電源１が非停電状態での、スイッチング電源装置１００の電気エネルギー（電荷）の流れについて説明する。図２は、商用交流電源１が非停電状態での、スイッチング電源装置１００の電気エネルギーの流れを表す回路図である。

商用交流電源１が非停電状態である場合、停電検出回路部８は、非停電状態を表す情報（非停電情報）を制御回路部９に出力する（図２の矢印９０参照）と共に、切換え制御信号伝達部１１にも出力する（図２の矢印９１参照）。そして、制御回路部９は、停電検出回路部８から出力された非停電情報を取得すると、切換え部１０の動作をオン状態に制御する。

切換え制御信号伝達部１１は、停電検出回路部８から出力された非停電情報を取得すると、当該取得した非停電情報を切換え制御回路部１４に出力する（図２の矢印９２参照）共に、切換え制御回路部１８にも出力する（図２の矢印９３参照）。切換え制御回路部１４、及び切換え制御回路部１８は、切換え制御信号伝達部１１ら出力された非停電情報を取得すると、切換え制御回路部１４は切換え部１３をオン状態に制御し、切換え制御回路部１８は切換え部１６をオン状態に制御する。

図２に示すように、図１１、図１２に示すスイッチング電源装置２００と同一動作が行われる。

すなわち、商用交流電源１から供給される交流電圧は、全波整流回路部２に入力され、全波整流された電圧が、力率改善回路部３に供給される。そして、力率改善回路部３は、全波整流された電圧に対してスイッチング動作を行う事により、力率改善、所望の直流電圧に安定化し、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４、５に出力する。

そして、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４は、力率改善回路部３から出力された直流電圧を、切換え部１３を介して、例えば電子機器である負荷６に出力する（図２の矢印８０参照）。また、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５は、力率改善回路部３から出力された直流電圧を、例えば電子機器である負荷７に出力する（図２の矢印８１参照）。

（商用交流電源が停電状態の場合）
次に、商用交流電源１が停電状態での、スイッチング電源装置１００の電気エネルギーの流れについて説明する。図３は、商用交流電源１が停電状態での、スイッチング電源装置１００の電気エネルギーの流れを表す回路図である。

商用交流電源１が停電状態となった場合、停電検出回路部８は、停電状態を表す情報（停電情報）を制御回路部９に出力する（図３の矢印９４参照）と共に、切換え制御信号伝達部１１にも出力する（図３の矢印９５参照）。次に、制御回路部９は、停電検出回路部８から出力された停電情報を取得すると、切換え部１０の動作をオフ状態に制御する。つまり、停電検出回路部８は、商用交流電源１が停電状態となった場合、制御回路部９に接続されている切換え部１０をオフ状態にさせる。

切換え制御信号伝達部１１は、停電検出回路部８から出力された停電情報を取得すると、当該取得した停電情報を切換え制御回路部１４に出力する（図３の矢印９６参照）と共に、切換え制御回路部１８にも出力する（図３の矢印９７参照）。そして、切換え制御回路部１４、及び切換え制御回路部１８は、切換え制御信号伝達部１１から出力された停電情報を取得すると、切換え制御回路部１４は切換え部１３をオフ状態に制御し、切換え制御回路部１８は切換え部１６をオン状態に制御する。

図３に、各切換え部のオンオフ状態と電気エネルギーの流れを示す。

制御回路部９の動作がオフ状態に制御されることにより、力率改善回路部３からＤＣ−ＤＣ変換回路部４に対して電気エネルギーが供給されなくなる。すなわち、力率改善回路部３のコンデンサ１９に蓄積された電気エネルギーは、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５介して、負荷７へ供給される（図３の矢印８２参照）。

また、切換え部１３がオフ状態に制御されることにより、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４のコンデンサ２０に蓄積された電気エネルギーは、負荷６に対して供給されなくなる。また、切換え部１６がオン状態に制御され、予めコンデンサ２１の蓄積電圧の容量を、コンデンサ２０の蓄積電圧の容量より小さくしておくことにより、コンデンサ２０に蓄積された電気エネルギーは、コンデンサ２１に供給される（図３の矢印８３参照）と共に、負荷７へも供給される。

つまり、切換え部１３がオフ状態に制御され、且つ、切換え部１６がオン状態に制御されることにより、コンデンサ２０、チョークコイル１５、ダイオード１７、コンデンサ２１で閉回路が形成される。さらに、Ｖｏ_main＞Ｖｏ_subという関係式が成り立っていることから、コンデンサ２０に蓄積されたエネルギーがコンデンサ２１に供給されるとともに、負荷７へも供給される。また、ダイオード１７は、コンデンサ２０が逆方向に充電されることを防ぐために設けられている。

従って、負荷７へは、コンデンサ１９に加えて、コンデンサ２０からも蓄積された電気エネルギーが供給されることとなり、コンデンサ１９や、コンデンサ２１の容量を大きくすることなく、サブ電源の所望の直流電圧に定電圧化された電力の出力可能な時間を長くすることができる。

このように、スイッチング電源装置１００によると、停電検出回路部８が商用交流電源１の停電を検知したとき、停電検出回路部８が切換え部１０をオフ状態にさせ、さらに、切換え制御信号伝達部１１が、切換え部１３をオフ状態とし、切換え部１６をオン状態とする。

このため、商用交流電源１が停電したときのみ、コンデンサ１９からＤＣ−ＤＣ変換回路部４への電圧の供給を停止させ、及びコンデンサ２０から負荷６への電圧の供給を停止させ、さらにコンデンサ２０からコンデンサ２１、及び負荷７へ電圧を供給することができる。

これにより、例えば特許文献１のスイッチング電源装置のように、力率改善回路によって昇圧された高い電圧である主電源側のコンデンサと、副電源側のコンデンサとが常時接続されることはない。

ゆえに、商用交流電源１に停電が生じた場合に、所望の電圧に安定化された電力を負荷７に供給できる時間を、コンデンサ２１や、コンデンサ１９が過剰容量を備えていなくても長くできる。

さらに、コンデンサ２１は、コンデンサ２０と比較して、電圧が小さくなるように構成している。つまり、Ｖｏ_main＞Ｖｏ_subという関係式が成り立っている。このため、停電検出回路部８が、商用交流電源１の停電を検出したとき、確実に、コンデンサ２０に蓄積された電圧を、コンデンサ２１に供給することができる。このため、より確実に、商用交流電源１が停電したとき、コンデンサ２１から副電源として電圧の供給時間を延ばすことができる。

加えて、スイッチング電源装置１００のコンデンサ２０と、コンデンサ２１との間に、切換え部１６と直列して、チョークコイル１５が接続されているので、停電検出回路部８が、商用交流電源１の停電を検出したとき、コンデンサ２０に蓄積された電圧を、コンデンサ２１に供給する際、電流の最大値（ピーク値）、及び電流の供給速度を調整することができる。このため、コンデンサ２０に蓄積された電圧の供給先であるコンデンサ２１が、過電圧状態となることを防止することができる。

また、コンデンサ２０と、コンデンサ２１との間の切換え部１６と直列して接続される部品は電流の供給速度を調整することができればよく、チョークコイル１５に換えて、例えば、抵抗を用いてもよい。チョークコイル１５に換えて、抵抗を用いることにより、コンデンサ２０からコンデンサ２１への電流を、（コンデンサ２０とコンデンサ２１との間の電位差）÷（抵抗の抵抗値）で算出される電流値に調整することが可能である。

しかしながら、チョークコイル１５に換えて抵抗を用いた場合、コンデンサ２０からコンデンサ２１へ電流を供給する過程で、上記抵抗によって電力損失が生じる。

一方、チョークコイル１５は、コンデンサ２０からコンデンサ２１へ供給する電流の速度をインダクタンス値で調整するので、抵抗を用いる場合と比較して、電力損失を低減することができる。

つまり、コンデンサ２０と、コンデンサ２１との間にチョークコイル１５を接続することにより、停電検出回路部８が、商用交流電源１の停電を検出したとき、コンデンサ２０に蓄積された電圧を、コンデンサ２１に供給する際、電流の最大値（ピーク値）、及び電流の供給速度を調整することができ、かつ、抵抗を用いる場合と比較して、電流を供給する過程で生じる電力損失を低減することができる。

（各回路の詳細構成）
図４は、スイッチング電源装置１００の具体的構成例を示す回路図である。

全波整流回路部２は、ブリッジダイオード２２で構成されている。

力率改善回路部３は、リアクタ２３、ダイオード２５、スイッチング素子２４、コンデンサ１９、制御回路部２６で構成されている。そして、スイッチング素子２４が制御回路部２６によって制御されることにより、全波整流回路部２から出力される電圧の力率を改善し、所望の直流電圧に安定化された電力を、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４、５に出力する。

ＤＣ−ＤＣ変換回路部４はメイン電源であり、絶縁トランス２９、スイッチング素子２７、制御回路部９、ダイオード３０、コンデンサ２０、電圧検出回路部２８を備えている。そして、電圧検出回路部２８の出力信号が入力される制御回路部９によって、スイッチング素子２７が制御されることにより、力率改善回路部３から出力された電力を、所望の直流電圧に安定化させる。そして、切換え部１３がオン状態の場合、上記安定化させた直流電流が負荷６に出力される。

ＤＣ−ＤＣ変換回路部５はサブ電源であり、絶縁トランス３４、スイッチング素子３３、制御回路部３１、ダイオード３５、コンデンサ２１、電圧検出回路部３２を備えている。そして、電圧検出回路部３２の出力信号が入力される制御回路部３１によって、スイッチング素子３３が制御されることにより、力率改善回路部３から出力された電力は、所望の直流電圧に安定化させ、負荷７に出力される。

このように構成されたスイッチング電源装置１００において、商用交流電源１が停電状態になった場合、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４、５は、コンデンサ１９に蓄積されたエネルギーによって動作し、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４、５は、コンデンサ１９の電圧が動作限界電圧まで低下するまで所望の直流電圧に安定化された電力を出力する。

ＤＣ−ＤＣ変換回路部５（サブ電源）が電力を出力する負荷７は、マイコン、電子機器制御回路、メモリ等で構成されている。商用交流電源１が停電した場合、データの保持、適切なシステムダウンを行うために必要な時間、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５は所望の直流電圧に安定化された電力を出力する必要がある。

次に、停電検出回路部８の内部構成とその機能について説明する。

停電検出回路部８は、商用交流電源１と接続され、商用交流電源１から出力される交流電圧を整流するダイオード３６、３７と、ダイオード３６、３７で整流された電圧を分圧する抵抗４１、４３と、抵抗４１、４３で分圧された電圧を平滑するコンデンサ４２と、コンデンサ４２の充電電圧にてスイッチングされるＮＰＮトランジスタ４４と、ＮＰＮトランジスタ４４のスイッチングの閾値を制御するツェナーダイオード４５と、ＮＰＮトランジスタ４４のコレクタ端子のバイアスを生成するダイオード３８、３９、及び抵抗４０と、で構成されている。

商用交流電源１が非停電状態の場合は、コンデンサ４２の充電電圧が、ツェナーダイオード４５のツェナー電圧、足すことのＮＰＮトランジスタ４４のベースエミッタ間の電圧以上となる。このため、ＮＰＮトランジスタ４４がオン状態となり、ＮＰＮトランジスタ４４のコレクタ端子がローレベル（非停電情報）となる。一方、商用交流電源１が停電状態となると、コンデンサ４２の充電電圧が低下し、ＮＰＮトランジスタ４４がオフ状態となり、ＮＰＮトランジスタ４４のコレクタ端子がハイレベル（停電情報）となる。

次に、切換え制御信号伝達部１１の内部構成のその機能について説明する。

切換え制御信号伝達部１１は、フォトカプラ４６、４７で構成されている。フォトカプラ４６、４７の発光ダイオード側は、停電検出回路部８のＮＰＮトランジスタ４４と接続されている。

停電検出回路部８のＮＰＮトランジスタ４４がオン状態の場合は、フォトカプラ４６、４７のトランジスタ側がオン状態（非停電情報）となる。一方、停電検出回路部８のＮＰＮトランジスタ４４がオフ状態の場合は、フォトカプラ４６、４７のトランジスタ側がオフ状態（停電情報）となる。

すなわち、商用交流電源１が非停電状態の場合は、フォトカプラ４６、４７のトランジスタ側がオン状態となる。一方、商用交流電源１が停電状態の場合は、フォトカプラ４６、４７のトランジスタ側が、オフ状態となる。

次に、切換え部１３の内部構成とその機能について説明する。

切換え部１３は、リレー４８で構成されており、リレー４８の端子は、切換え制御回路部１４と接続されている。切換え制御回路部１４から電圧が印加されると、リレー４８はオン状態となる。

次に、切換え制御回路部１４の内部構成と、その機能について説明する。

切換え制御回路部１４は、リレー４８の端子が接続されている。そして、リレー４８と並列に、ダイオード４９が接続されている。ダイオード４９のアノード側には抵抗５０が接続され、フォトカプラ４６のトランジスタ側を介して、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４の負極側に接続されている。また、ダイオード４９のカソード側は、バイアス源、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４の正極側に接続されている。

これにより、フォトカプラ４６のトランジスタ側がオン状態の場合は、リレー４８がオン状態に制御される。一方、フォトカプラ４６のトランジスタ側がオフ状態の場合は、リレー４８がオフ状態に制御される。

すなわち、商用交流電源１が非停電状態の場合は、リレー４８が切換え制御回路部１４によりオン状態に制御される。一方、商用交流電源１が停電状態の場合は、リレー４８が切換え制御回路部１４によりオフ状態に制御される。

次に、切換え部１６の内部構成とその機能について説明する。切換え部１６は、リレー５５で構成されており、リレー５５は、切換え制御回路部１８と接続されている。切換え制御回路部１８から電圧が印加されると、リレー５５がオン状態となる。

次に、切換え制御回路部１８の内部構成とその機能について説明する。

切換え制御回路部１８は、リレー５５の端子が接続されている。そしてリレー５５と並列に、ダイオード５３が接続されている。ダイオード４９のアノード側には抵抗５２が接続され、ＮＰＮトランジスタ５４を介して、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５の負極側に接続されている。また、ダイオード５３のカソード側は、バイアス源、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５の正極側に接続されるとともに、抵抗５１を介してＮＰＮトランジスタ５４のベース端子に接続されている。さらに、ＮＰＮトランジスタ５４のベース端子は、フォトカプラ４７のトランジスタ側を介してＤＣ−ＤＣ変換回路部５の負極側に接続されている。

これにより、フォトカプラ４７のトランジスタ側がオフ状態の場合は、ＮＰＮトランジスタ５４のベース端子に、抵抗５１を介して電圧が印加され、ＮＰＮトランジスタ５４がオン状態となる。そして、ＮＰＮトランジスタ５４がリレー５５をオン状態に制御する。一方、フォトカプラ４７のトランジスタ側がオン状態の場合は、ＮＰＮトランジスタ５４がオフ状態となり、ＮＰＮトランジスタ５４はリレー５５をオフ状態に制御する。

すなわち、商用交流電源１が非停電状態の場合は、リレー５５が、切換え制御回路部１８によりオフ状態に制御される。一方、商用交流電源１が停電状態の場合は、リレー５５が、切換え制御回路部１８によりオン状態に制御される。

次に、図５を用い、停電検出回路部８と、制御回路部９と、切換え部１０との回路について詳細に説明する。図５は、図１に示す本実施の形態に係るスイッチング電源装置１００における停電検出回路部８と、制御回路部９と、切換え部１０との具体的構成例を示す回路図である。

まず、制御回路部９の内部構成とその機能について説明する。

制御回路部９は、制御回路部用電源回路部５６と、制御ＩＣ５７と、制御回路部用電源回路部５６と制御ＩＣ５７との間に接続されている切換え部１０と、で構成されている。

切換え部１０がオン状態の場合は、制御ＩＣ５７に電源が供給され、制御回路部９は、スイッチング素子２７を駆動する。一方、切換え部１０がオフ状態の場合は、制御ＩＣ５７に電源が供給されず、スイッチング素子２７の駆動が停止する。

次に、切換え部１０の内部構成とその機能について説明する。

切換え部１０は、制御回路部用電源回路部５６の出力が接続され、ＰＮＰトランジスタ５８を介して制御ＩＣ５７に接続されている。ＰＮＰトランジスタ５８のエミッタ端子、ベース端子間には、抵抗５９が接続され、ＰＮＰトランジスタ５８のベース端子は、抵抗６０を介して、停電検出回路部８のＮＰＮトランジスタ４４のコレクタ端子に接続されている。

停電検出回路部８のＮＰＮトランジスタ４４がオン状態の場合は、ＰＮＰトランジスタ５８にベース電流が流れることによりオン状態になり、制御ＩＣ５７に電源が供給され、スイッチング素子２７を駆動する。

一方、停電検出回路部８のＮＰＮトランジスタ４４がオフ状態の場合は、ＰＮＰトランジスタ５８にベース電流が流れない。このため、ＰＮＰトランジスタ５８がオフ状態となり、制御ＩＣ５７への電源供給が遮断され、スイッチング素子２７の駆動を停止する。

すなわち、商用交流電源１が非停電状態の場合は、制御ＩＣ５７が、切換え部１０によりオン状態（動作状態）に制御される。一方、商用交流電源１が停電状態の場合は、制御ＩＣ５７が、切換え部１０によりオフ状態（動作停止状態）に制御される。

上述したように、二電源方式のスイッチング電源装置１００を構成することにより、切換え部１０、１３、１６が停電検出回路部８から出力される停電情報又は非停電情報に基づき、スイッチング制御されることが可能になり、図１〜３を用いて説明した動作を行うことが可能となる。

〔実施の形態２〕
本発明のスイッチング電源装置に関する実施の形態２について図６〜７に基づいて以下に説明する。なお、実施の形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符合を付記してその説明を省略する。

図６は、スイッチング電源装置１２０の構成例を示す回路図である。

スイッチング電源装置１２０は、図１〜５を用いて説明した実施の形態１のスイッチング電源装置１００と比較して、全波整流平滑回路部６１が追加されており、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５が、全波整流平滑回路部６１を介して商用交流電源１と接続された構成になっている点で相違する。

図７は、スイッチング電源装置１２０の具体的構成例を示す回路図である。

図７に示すように、全波整流平滑回路部６１は、ブリッジダイオード６２、コンデンサ６３（第２コンデンサ）で構成されている。

すなわち、本実施の形態２のスイッチング電源装置１２０は、全波整流回路部２、力率改善回路部３、及びＤＣ−ＤＣ変換回路部４で構成されたメイン電源と、全波整流平滑回路部６１、及びＤＣ−ＤＣ変換回路部５で構成されたサブ電源とを備えた二電源方式のスイッチング電源装置に対して、実施の形態１にて説明した、停電検出回路部８、切換え部１０、切換え部１３、切換え制御回路部１４、ダイオード１２、切換え制御回路部１８、チョークコイル１５、切換え部１６、切換え制御信号伝達部１１を追加した構成である。

従って、商用交流電源１が停電状態の場合、及び非停電状態の場合の回路動作は、実施の形態１において説明した通りである。停電検出回路部８が商用交流電源１の停電を検知した場合、コンデンサ１９に蓄積された電圧に加えて、コンデンサ２０に蓄積された電圧も負荷７へ電気エネルギーとして供給することが可能である。

このように、スイッチング電源装置１２０は、上述したスイッチング電源装置１００と同様の効果を得ることができる。

加えて、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５は、力率改善回路部３とは接続されておらず、全波整流平滑回路部６１を介して、商用交流電源１と接続されている。これは、負荷７が小さく、負荷７に供給される電圧の力率を改善する必要がない場合に、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５を、上記のように接続することが可能となる。

このため、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５は、力率改善回路部３で昇圧された高い電圧に耐えうる高耐圧部品を用いる必要がなく、コストダウンを行うことができる。

〔実施の形態３〕
本発明のスイッチング電源装置に関する他の実施の形態について図８〜１０に基づいて以下に説明する。なお、実施の形態２における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符合を付記してその説明を省略する。

図８は、スイッチング電源装置１３０の構成例を示す回路図である。

スイッチング電源装置１３０は、図６〜７を用いて説明したスイッチング電源装置１２０と比較して、チョークコイル６６（第２電流供給速度調整手段）と、切換え部６７（第４スイッチング素子）と、ダイオード６８と、切換え制御回路部６９とが追加されておりている点で相違する。さらに、停電検出回路部８ａ（停電検出手段、第２状態切換え手段）は、停電検出回路部８の機能に加えて、商用交流電源１の停電を検出したとき、切換え部６７をオン状態に制御させる機能を有する。

なお、全波整流回路部２、力率改善回路部３、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４とで構成されたメイン電源と、全波整流平滑回路部６１、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５とで構成されたサブ電源からなる二電源方式のスイッチング電源装置である点ではスイッチング電源装置１００、１２０と同じである。

チョークコイル６６及び切換え部６７は直列に接続され、さらに、力率改善回路部３が備えるコンデンサ１９と、全波整流平滑回路部６１が備えるコンデンサ６３との間に接続されている。また、切換え制御回路部６９は、切換え部６７のスイッチングを制御するものであり、停電検出回路部８と切換え部６７との間に接続されている。

つまり、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５と、力率改善回路部３とは、チョークコイル６６、切換え部６７、ダイオード６８、切換え制御回路部６９、全波整流平滑回路部６１、及び切換え制御回路部６９を介して接続されている。また、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４と、力率改善回路部３とは直接接続されている。

チョークコイル６６、切換え部６７、及びダイオード６８からなる直列回路の一方の端部は、コンデンサ１９と接続され、他方の端部はコンデンサ６３と接続されている。そして、全波整流平滑回路部６１の入力側は、商用交流電源１と接続されており、出力側は、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５の入力側と接続されていると共に、切換え制御回路部６９の入力側とも接続されている。また、切換え制御回路部６９の入力側は停電検出回路部８の出力側と接続されていると共に、全波整流平滑回路部６１の出力側とも接続されている。切換え制御回路部６９の出力側は切換え部６７と接続されていると共に、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５の入力側とも接続されている。

なお、力率改善回路部３の一般的な回路動作は昇圧動作であるため、定電圧化する所望の直流電圧Ｖｏ_mainは、商用交流電源１の交流電源波高値よりも高い。一方、全波整流平滑回路部６１のコンデンサ６３の直流電圧Ｖｏ_subは、商用交流電源１の交流電源波高値となる。

従って、力率改善回路部３のコンデンサ１９から出力される電圧（Ｖｏ_main）と、コンデンサ６３から出力される電圧（Ｖｏ_sub）との間で、Ｖｏ_main＞Ｖｏ_subという関係が成立している。

図９は、図８に示すスイッチング電源装置１３０における具体的構成例を示す回路図である。

図９を用い、スイッチング電源装置１３０で追加された、切換え部６７、切換え制御回路部６９の内部構成とその機能について以下に説明する。

切換え部６７は、リレー７３で構成されており、リレー７３の端子は、切換え制御回路部６９と接続されている。切換え制御回路部６９から電圧が印加されると、リレー７３はオン状態となる。

次に、切換え制御回路部６９の内部構成と、その機能について説明する。

切換え制御回路部６９は、リレー７３の端子が接続されている。そして、リレー７３と並列に、ダイオード７５が接続されている。ダイオード７５のアノード側には抵抗７６が接続され、ＮＰＮトランジスタ７７を介して、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５の負極側に接続されている。ダイオード７５のカソード側は、バイアス源、全波整流平滑回路部６１の正極側に接続されるとともに、抵抗７４を介してＮＰＮトランジスタ７７のベース端子に接続されている。さらに、ＮＰＮトランジスタ７７のベース端子は、停電検出回路部８ａのＮＰＮトランジスタ４４のコレクタ端子に接続されている。

これにより、停電検出回路部８ａのＮＰＮトランジスタ４４がオフ状態の場合は、抵抗７４を介してＮＰＮトランジスタ７７のベース端子に電圧が印加され、ＮＰＮトランジスタ７７がオン状態となる。そして、オン状態となったＮＰＮトランジスタ７７は、リレー７３をオン状態に制御する。一方、停電検出回路部８のＮＰＮトランジスタ４４がオン状態の場合は、ＮＰＮトランジスタ７７がオフ状態となる。そして、オフ状態となったＮＰＮトランジスタ７７は、リレー７３をオフ状態に制御する。

すなわち、商用交流電源１が非停電状態の場合は、停電検出回路部８ａが出力する非停電情報に基づき、切換え制御回路部６９は、切換え部６７をオフ状態に制御する。一方、商用交流電源１が停電状態の場合は、停電検出回路部８ａが出力する停電情報に基づき、切換え制御回路部６９は、切換え部６７をオン状態に制御する。

図１０は、各切換え部の状態と、電気エネルギーの流れとを示す回路図である。

停電検出回路部８ａが商用交流電源１の停電を検出することにより、コンデンサ１９からＤＣ−ＤＣ変換回路部４への電気エネルギーの供給が停止する。そして、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４の動作が停止し、切換え制御回路部６９によって切換え部６７がオン状態に制御される。これにより、コンデンサ１９と、チョークコイル６６と、ダイオード６８と、コンデンサ６３とで閉回路が形成される。

さらに、Ｖｏ_main＞Ｖｏ_subという関係式が成り立っているため、コンデンサ１９に蓄積された電気エネルギーがコンデンサ６３に供給される（図１０の矢印８４参照）と共に、コンデンサ６３に蓄積された電気エネルギーがＤＣ−ＤＣ変換回路部５を介して負荷７へ供給される（図１０の矢印８５参照）。

従って、商用交流電源１が停電したとき、コンデンサ６３に蓄積された電気エネルギーに加えて、コンデンサ１９、及びコンデンサ２０に蓄積された電気エネルギーも、負荷７へ供給することが可能となる。このため、コンデンサ１９や、コンデンサ２１、コンデンサ６３の容量を大きくすることなく、サブ電源の所望の直流電圧に定電圧化された電力を出力する時間を長くすることができる。

このように、スイッチング電源装置１３０によると、停電検出回路部８ａが商用交流電源１の停電を検出すると、停電検出回路部８ａによって、切換え部６７がオン状態に制御されるので、コンデンサ１９に蓄積された電気エネルギーは、コンデンサ６３に供給され、さらにコンデンサ６３に蓄積された電気エネルギーは、コンデンサ２１を介して、負荷７に供給される。このため、コンデンサ２１からの副電源としての電圧の供給時間を、さらに延ばすことができる。

また、停電検出回路部８ａが商用交流電源１の停電を検出するまでは、切換え部６７はオフ状態となっているので、コンデンサ１９と、コンデンサ６３とは非導通となっている。このため、例えば、特許文献１のスイッチング電源装置のように、力率改善回路によって昇圧された高い電圧である主電源側のコンデンサと、副電源側のコンデンサとが常時接続されることはない。

これにより、ＤＣ−ＤＣ変換回路部５は、力率改善回路部３で昇圧された高い電圧に耐えうる高耐圧部品を用いる必要がなく、コストダウンを行うことができる。すなわち、コンデンサ２１から出力供給の長時間化、かつコストダウンを行うことができる。

また、停電検出回路部８ａが商用交流電源１の停電を検出したとき、切換え部１０によって、メイン電源であるＤＣ−ＤＣ変換回路部４の動作をオフ状態とすることにより、コンデンサ２０として同じ容量のコンデンサを備えていても、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４の動作をオン状態で維持する場合と比較して、コンデンサ２０から、より長い出力時間を得ることができる。

以上のように、本発明のスイッチング電源装置によると、商用交流電源１が停電した場合、従来技術において負荷へ出力していたメイン電源の出力電力を、サブ電源のコンデンサに供給することにより、サブ電源の所望の直流電圧に定電圧化された電力を出力可能な時間を長くすることができる。

さらに、本発明のスイッチング電源装置は、上述した実施の形態１〜３のスイッチング電源装置１００、１２０、１３０に限定されず種々の変更が可能である。

例えば、スイッチング電源装置１００、１２０、１３０では、ＤＣ−ＤＣ変換回路部４、５として、絶縁トランス２９、３４を使用し、切換え制御信号伝達部１１として、フォトカプラ（絶縁デバイス）４６、４７を使用した例を示したが、非絶縁ＤＣ−ＤＣ変換回路部も使用可能である。

また、制御回路部用電源回路部５６と制御ＩＣ５７との間に、切換え部１０を接続し、電力の供給を停止させることにより、スイッチング素子２７のオンオフ動作を停止させる例を示したが、制御ＩＣ５７の動作を停止させる代わりに、制御ＩＣ５７の制御信号出力端子及びスイッチング素子２７のゲート端子間に、ＤＣ−ＤＣ変換回路部動作停止手段（例えばトランジスタ、リレー等）を設けて、制御ＩＣ５７からスイッチング素子２７へ出力される制御パルス信号を遮断する構成にしてもよい。

さらに、メイン電源とサブ電源とからなる二電源方式のスイッチング電源装置への適用例を示したが、複数のメイン電源とサブ電源とからなる、ｎ電源方式（ｎ：３以上の整数）のスイッチング電源方式にも適用が可能である。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

また、本発明のスイッチング電源装置は以下のようにも表現できる。

メイン電源及びサブ電源からなる二電源方式のスイッチング電源装置において、停電検出手段と、上記停電検出手段の出力信号に基づいて、上記メイン電源の出力ラインをオン／オフする切換え手段と、上記停電検出手段の出力信号に基づいて、上記メイン電源の動作をオン／オフする切換え手段と、上記メイン電源のコンデンサに蓄積されたエネルギーを、上記コンデンサの充電電圧より低い電圧に充電されている上記サブ電源のコンデンサに供給する少なくとも１つの手段と、上記停電検出手段の出力信号に基づいて上記供給手段をオン／オフする切換え手段と、を備え、停電検出時に、上記メイン電源のコンデンサと、上記エネルギー供給手段と、上記サブ電源のコンデンサとで閉回路が形成される。

上記構成によれば、停電検出時に、上記メイン電源の出力ラインのオン／オフ切換え手段をオフ状態に、上記メイン電源の動作をオン／オフする切換え手段をオフ状態に、上記エネルギー供給手段をオン／オフする切換え手段をオン状態に制御することにより、上記メイン電源のコンデンサと、上記エネルギー供給手段と、上記サブ電源のコンデンサと、で少なくとも１との閉回路が形成され、コンデンサに蓄積されたエネルギーの供給が行なわれる。

したがって、本来メイン電源の負荷側へ供給していたエネルギーを、出力を保持したいサブ電源のコンデンサに供給することにより、出力保持時間を長くすることができる。

また、上記スイッチング電源装置では、上記エネルギー供給手段は、チョークコイルで構成されている。

上記構成によれば、閉回路に流れる電流ピーク値、供給速度を調整することができる。したがって、供給先であるコンデンサが過電圧状態に陥ることを防ぐことができる。

商用交流電源の停電を検出したときに、主電源コンデンサと、副電源コンデンサとを接続し、副電源コンデンサからの副電源として電圧を供給することができるので、複数の電源を備えるスイッチング電源装置に広く適用できる。

本発明に係るスイッチング電源装置の第１の実施の形態を示す回路図である。 図１に示すスイッチング電源装置で、商用交流電源が非停電状態の場合の電気エネルギーの流れを表す回路図である。 図１に示すスイッチング電源装置で、商用交流電源が停電状態の場合の電気エネルギーの流れを表す回路図である。 図１に示すスイッチング電源装置の詳細な構成を表す回路図である。 図１に示すスイッチング電源装置の停電検出回路部、制御回路部、切換え部の詳細な構成を表す回路図である。 本発明に係るスイッチング電源装置の第２の実施の形態を示す回路図である。 図６に示すスイッチング電源装置の詳細な構成を表す回路図である。 本発明に係るスイッチング電源装置の第３の実施の形態を示す回路図である。 図８に示すスイッチング電源装置の詳細な構成を表す回路図である。 図８に示すスイッチング電源装置で、商用交流電源が停電状態の場合の電気エネルギーの流れを表す回路図である。 従来技術のスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。 従来技術のスイッチング電源装置の詳細な構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 商用交流電源（電圧供給源）
２ 全波整流回路部
３ 力率改善回路部
４ ＤＣ−ＤＣ変換回路部
５ ＤＣ−ＤＣ変換回路部
６ 負荷（主電源出力端子）
７ 負荷
８ 停電検出回路部（停電検出手段、第１状態切換え手段）
８ａ 停電検出回路部（停電検出手段、第２状態切換え手段）
１０ 切換え部（第１スイッチング素子）
１１ 制御信号伝達部（第１状態切換え手段）
１３ 切換え部（第２スイッチング素子）
１５ チョークコイル（第１電流供給速度調整手段）
１６ 切換え部（第３スイッチング素子）
１９ コンデンサ（第１コンデンサ）
２０ コンデンサ（主電源コンデンサ）
２１ コンデンサ（副電源コンデンサ）
６３ コンデンサ（第２コンデンサ）
６６ チョークコイル（第２電流供給速度調整手段）
６７ 切換え部（第４スイッチング素子）
１００ スイッチング電源装置
１２０ スイッチング電源装置
１３０ スイッチング電源装置

Claims (5)

1. 電圧供給源から供給される電圧を蓄積して主電源とするための主電源コンデンサと、電圧供給源から供給される電圧を蓄積して副電源とするための副電源コンデンサとを含むスイッチング電源装置であって、
   上記電圧供給源の停電を検出する停電検出手段と、
   上記電圧供給源と上記主電源コンデンサとの間の導通のオン／オフ状態を切換える第１スイッチング素子と、
   上記主電源コンデンサと、上記主電源コンデンサが電圧を出力するための主電源出力端子との間の導通のオン／オフ状態を切換える第２スイッチング素子と、
   上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとの間の導通のオン／オフ状態を切換える第３スイッチング素子と、を備え、
   さらに、上記停電検出手段により停電が検出されたとき、上記第１スイッチング素子および上記第２スイッチング素子をオフ状態とし、上記第３スイッチング素子をオン状態とする第１状態切換え手段とを備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
2. 上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとの間に、上記第３スイッチング素子と直列して、上記主電源コンデンサから上記副電源コンデンサへ供給する電流の速度を調整する第１電流供給速度調整手段が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
3. 上記電圧供給源から供給される電圧を蓄積して、当該蓄積した電圧を上記主電源コンデンサと、上記副電源コンデンサとに供給するための第１コンデンサを備え、
   上記第１スイッチング素子は、上記第１コンデンサと、上記主電源コンデンサとの間に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチング電源装置。
4. 上記電圧供給源から供給される電圧を蓄積して、当該蓄積した電圧を上記主電源コンデンサに供給するための第１コンデンサと、
   上記電圧供給源から供給される電圧を蓄積して、当該蓄積した電圧を上記副電源コンデンサに供給するための第２コンデンサと、
   上記第１コンデンサと、上記第２コンデンサとの間の導通のオン／オフ状態を切換える第４スイッチング素子とを備え、
   上記停電検出手段により停電が検出されたとき、上記第４スイッチング素子をオン状態とする第２状態切換え手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチング電源装置。
5. 上記第１コンデンサと、上記第２コンデンサとの間に、上記第４スイッチング素子と直列して、上記第１コンデンサから上記第２コンデンサへ供給する電流の速度を調整する第２電流供給速度調整手段が接続されていることを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源装置。

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