JP2010206875A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源装置の大型化、高価格化を回避しつつ、入力電圧が遮断されたときでも、所定の出力電圧を長く供給すること。
【解決手段】電源装置１は、電源から供給される入力電圧を第１の電圧に昇圧する昇圧コンバータ５２と、昇圧された電圧を第１負荷回路に供給される出力電圧に降圧する降圧コンバータ５３と、電源から供給される入力電圧を第１の電圧に昇圧する昇圧コンバータ５４と、昇圧コンバータ５４の出力側に接続されたコンデンサＣ２と、コンデンサＣ２の端子間電圧が降圧コンバータ５３の出力電圧より高くなると、コンデンサＣ２と降圧コンバータ５３の入力側とを通電状態にするダイオードＤ１とを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源装置に関する。

従来から、コンピュータシステム等に対して突然給電が停止されると、給電が停止された要因が、例えば落雷等の自然災害による停電または瞬断に拠るものなのか、電源装置内の部品の不良に拠るものなのか、あるいは、コンピュータシステム内の問題に拠るものなのかを判別することが難しいものとなっている。

そこで、１つの電源を入力として複数の系統（例えば２系統）に電圧を供給する一般的な電源装置では、電源装置の状態を通信記録（ログ）に残すために、１系統を通信記録用として電圧を供給するとともに、突然給電が停止されることを回避するために、コンデンサを備えている。

例えば、図７に示すように、従来の電源装置を構成する給電回路は、２７ボルト(Ｖ)の入力電圧Ｖｉから昇圧コンバータ（ＰＳ１）によって５０Ｖに昇圧された電圧Ｖ_０１と降圧コンバータ（ＰＳ２）によって５Ｖに降圧された通信記録用の電圧Ｖ_０２を出力する。そして、給電回路は、通信記録用の電圧を補完するために電圧保持用のコンデンサ（Ｃ１）を備えている。ここで、給電回路にコンデンサが備えられていないと、図８に示すように、例えば停電等により入力電圧が遮断されると、電圧Ｖ_０１および電圧Ｖ_０２は給電が同時に遮断されるため零になる。この給電回路のようにコンデンサが備えられていると、図９に示すように、例えば停電等により入力電圧が遮断されても、コンデンサから供給された電圧を使って、停電が発生したことをログに記録することが可能となる。この場合、コンデンサの容量が大きければ大きいほど、電圧を保持する時間が長くなり、停電が発生したことが確実にログに記録される。

また、倍電圧整流回路を用いて入力電圧の電圧値をおよそ２倍に上げて元の電圧値で保持するより大きいエネルギーをコンデンサに蓄積しておき、例えば停電等により入力電圧が遮断されたとき、このコンデンサに蓄積されたエネルギーを所定の出力電圧に変換して、出力電圧を保持する時間を延長させる給電回路の技術が開示されている。この給電回路では、電圧安定化回路に可変抵抗と等価であるトランジスタを使っており（ドロッパー方式）、このトランジスタに高電圧がかかると電力損失が発生するため、トランジスタに必要以上の高電圧がかからないように、コンデンサからのエネルギーの出力を制御するスイッチ回路が追加されている。

特開昭５２−１４６１４２号公報

しかしながら、例えば停電等により入力電圧が遮断されたとき、出力電圧を長く保持できる従来の電源装置では、電源装置自体の大型化を回避することができないという問題がある。

例えば、電圧保持用のコンデンサを備える電源装置では、出力電圧を長く保持させようとすると、電圧保持用のコンデンサの容量を大きくする必要があり、電源装置自体の大型化を回避することができない。

また、入力電圧の電圧値を２倍に上げてエネルギーをコンデンサに蓄積した従来の給電回路では、コンデンサに蓄積されるエネルギーは電圧の２乗に比例するため、コンデンサの容量は１／４で良いことになり、コンデンサの容量を小さくすることが可能である。ところが、この給電回路にドロッパー方式を用いた場合には、コンデンサに蓄積されたエネルギーを無駄にしないように電圧切替え用スイッチ回路等の付加的な回路が必要となり、電源装置の大型化、高価格化を回避することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の大型化、高価格化を回避しつつ、入力電圧が遮断されたときでも、所定の出力電圧を長く供給することができる電源装置を提供することを目的とする。

上述した問題を解決し、目的を達成するために、電源装置は、電源から供給される入力電圧を第１の電圧に昇圧する第１昇圧部と、前記第１昇圧部によって昇圧された電圧を第１負荷回路に供給される出力電圧に降圧する第１降圧部と、電源から供給される入力電圧を第１の電圧に昇圧する第２の昇圧部と、前記第２昇圧部の出力側に接続された蓄電素子と、前記蓄電素子の端子間電圧が前記第１昇圧部の出力電圧より高くなると、前記蓄電素子と前記第１降圧部の入力側とを通電状態にする通電手段と、を有することを要件とする。

以上により、電源装置は、自装置の大型化、高価格化を回避しつつ、入力電圧が遮断されたときでも、所定の出力電圧を長く供給することができるという効果を奏する。

図１は、実施例１の電源装置内部の概略構成を示すブロック図である。 図２は、実施例１に係る非絶縁型の給電回路の構成を示すブロック図である。 図３は、コンデンサに印加される電圧の違いと電源装置の出力電圧との関係を示すタイムチャートを示す図である。 図４は、実施例１に係る非絶縁型の給電回路の処理動作を示すフローチャートである。 図５は、実施例２に係る絶縁型の給電回路の構成を示すブロック図である。 図６は、実施例２に係る絶縁型の給電回路の処理動作を示すフローチャートである。 図７は、従来の給電回路方式の給電回路を示す図である。 図８は、従来の給電回路のタイムチャートを示す図である。 図９は、従来の給電回路のタイムチャートを示す図である。

以下に、本発明に係る電源装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る電源装置内部の概略構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、電源装置１は、２系統の負荷回路に対して電力を供給する直流の電源２と、電源２から２系統の負荷回路に対してそれぞれ所定の出力電圧を供給する給電回路５と、を備える。なお、図１の例では、電源装置１は、電源２から２系統の負荷回路に対して電力を供給するものとしているが、これに限定されるものではなく、電源２から２系統以外の複数の負荷回路に対して電力を供給しても良い。

Ｖ_０１３は、１系統の負荷回路に供給される出力電圧であり、給電回路５から所定の電圧が供給される。Ｖ_０１３が供給される負荷回路は、例えば、暖房器具や電子計算機等を構成する回路であり、電源２から供給される入力電圧よりも高い電圧を要する。

Ｖ_０２（通信用電圧）４は、Ｖ_０１３と異なる１系統の負荷回路に供給される出力電圧であり、給電回路５から所定の電圧が供給される。Ｖ_０２（通信用電圧）４が供給される負荷回路は、電源装置１の状態を定期的にログに記録するために使用される、例えば通信用記録装置を構成する回路であり、Ｖ_０１３の入力電圧より低い電圧であっても良く、電源２からの入力電圧Ｖｉより低い電圧であっても良い。

給電回路５は、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合には、電源２からの入力電圧Ｖｉを入力電圧Ｖｉより高い電圧に昇圧して、昇圧された電圧をコンデンサに印加して電荷を蓄積しながら、当該電圧を出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧して出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４を負荷回路に供給する。そして、給電回路５は、電源２からの入力電圧Ｖｉが例えば停電等により遮断されたときであっても、同様の経路を用いて、コンデンサから当該コンデンサに蓄積された電荷に対応する電圧を、出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧して出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４を負荷回路に供給する。これにより、コンデンサに蓄えられるエネルギーは、コンデンサに印加される電圧が高いほど多く蓄えられるため、給電回路５は、電源２からの入力電圧Ｖｉが遮断されたとき、コンデンサに印加される電圧が高いほど出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４を長く保持することができる。

図２は、実施例１に係る非絶縁型の給電回路の構成を示すブロック図である。図２に示すように、給電回路５は、スイッチ５１と、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２と、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３と、昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４と、コンデンサＣ１、Ｃ２と、ダイオードＤ１と、を備える。

スイッチ５１は、電源２と昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４とを接続（ＯＮ）または未接続（ＯＦＦ）に切り替えるスイッチ素子であり、電源２から入力電圧Ｖｉが供給されるとＯＮになり、電源２から昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４に入力電圧Ｖｉを供給する。また、スイッチ５１は、電源２から入力電圧Ｖｉが例えば停電等により遮断されるとＯＦＦになり、電源２から昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４に対する入力電圧Ｖｉの供給が遮断される。なお、図２の例では、電源２からの入力電圧Ｖｉを２７Ｖとしているが、これに限定されない。

昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２は、電源２からの入力電圧Ｖｉを、スイッチ５１を介して取得すると、入力電圧Ｖｉより高い所定の電圧（図２の例では５０Ｖ）に昇圧して、昇圧された電圧をコンデンサＣ１および降圧コンバータ（ＰＳ２）５３に供給する。なお、図２の例では、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２は、入力電圧Ｖｉ（２７Ｖ）から５０Ｖに昇圧しているが、これに限定されず、入力電圧Ｖｉ（２７Ｖ）から出力電圧Ｖ_０１３より高い電圧であれば良い。

コンデンサＣ１は、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２と降圧コンバータ（ＰＳ２）５３との間にあり、それぞれと互いに接続されている。コンデンサＣ１は、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって供給された電圧を印加して、印加された電圧に対応する電荷を蓄えながら、蓄えられた電荷に対応する電圧を降圧コンバータ（ＰＳ２）５３に供給する。また、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されている場合には、コンデンサＣ１は、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２からの電圧が印加されなくなるため、蓄えられている電荷を用いて電荷に対応する電圧を降圧コンバータ（ＰＳ２）５３に供給する。これにより、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合に、コンデンサＣ１は、入力電圧Ｖｉ（２７Ｖ）より高い電圧（５０Ｖ）で充電しているため、入力電圧Ｖｉ（２７Ｖ）で充電するより大きいエネルギーを持つ電荷を蓄えていることになり、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断された場合、出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４を長く保持することができる。さらに、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されている場合には、コンデンサＣ１は、自己のコンデンサＣ１から蓄えられた電荷が出力されるとコンデンサＣ１内の電圧が低くなるため、後述するコンデンサＣ２から供給される電圧をさらに印加して、印加された電圧に対応する電荷を蓄え、蓄えられた電荷に対応する電圧を降圧コンバータ（ＰＳ２）５３に供給する。これにより、コンデンサＣ１は、出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４をさらに長く保持することができる。

降圧コンバータ（ＰＳ２）５３は、入力された電圧をスイッチング動作によって降圧して出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであり、入力可能な電圧に対応する開閉比率（例えばＤｕｔｙ比）を用いて、所定の電圧に降圧する。具体的には、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合には、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３は、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって供給された電圧を取得すると、取得された電圧を例えば５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧して負荷回路に供給する。また、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されている場合には、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３は、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２からの電圧が印加されなくなるため、コンデンサＣ１、Ｃ２から供給された電圧を取得して、取得された電圧を例えば５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧して負荷回路に供給する。なお、図２の例では、入力可能な電圧とは、５０Ｖから５Ｖまでの範囲であるが、この範囲内に限定されるものではない。また、コンデンサＣ１、Ｃ２から供給される電圧は、高電圧（５０Ｖ）から低電圧（５Ｖ）まで広範囲に変化するが、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３は、スイッチングレギュレータであるため、供給される電圧に対応して効率良く出力電圧に変換することができる。

昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４は、電源２からの入力電圧Ｖｉを、スイッチ５１を介して取得すると、入力電圧Ｖｉより高い所定の電圧（図２の例では５０Ｖの出力電圧Ｖ_０１３）に昇圧して、昇圧された電圧をコンデンサＣ２および負荷回路に供給する。

コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４とダイオードＤ１との間にあり、それぞれと互いに接続されている。コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４によって供給された電圧を印加して、印加された電圧に対応する電荷を蓄えながら、蓄えられた電荷に対応する電圧を出力電圧Ｖ_０１３として負荷回路に供給する。また、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されている場合には、コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４からの電圧が印加されなくなるため、蓄えられている電荷を用いて電荷に対応する電圧をダイオードＤ１および負荷回路に供給する。

ダイオードＤ１は、コンデンサＣ２から出力電圧Ｖ_０１３が供給される負荷回路に電荷が向かう経路（Ｃ２経路）からコンデンサＣ１から降圧コンバータ（ＰＳ２）５３に電荷が向かう経路（Ｃ１経路）に電荷を移動させる方向素子であり、それぞれの経路と接続される両端の電圧に基づいて電荷を移動させる。これは、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されている場合に、コンデンサＣ１の電荷を補充するためである。具体的には、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されている場合には、ダイオードＤ１は、Ｃ２経路側の電圧ＶａがＣ１経路側の電圧Ｖｂより高くなったとき、Ｃ２経路側の電圧に対応する電荷をＣ１経路側に移動させる。すなわち、コンデンサＣ１に蓄えられている電荷が出力されるにつれて、電圧Ｖｂが低くなり、電圧Ｖｂが電圧Ｖａより低くなったとき、コンデンサＣ２に蓄えられている電荷がダイオードＤ１によってコンデンサＣ１に向かって移動する。その結果、コンデンサＣ１は、移動した電荷をさらに蓄えることができ、出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４を長く保持することができる。

図３は、コンデンサに印加される電圧（Ｖ_Ｌ）の違いと電源装置１の出力電圧との関係を示すタイムチャートである。なお、図３では、容量を同一としたコンデンサＣ１に５Ｖと５０Ｖの異なる電圧をそれぞれ印加した場合を説明する。

入力電圧Ｖｉが供給されて、５Ｖの電圧が印加されたコンデンサＣ１と５０Ｖの電圧が印加されたコンデンサＣ１とでは、入力電圧Ｖｉが遮断された場合、コンデンサＣ１に蓄えられたエネルギーによって出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４を保持する時間が異なる。すなわち、一般にコンデンサＣ１に蓄えられたエネルギーは電圧の２乗に比例するため、５０Ｖの電圧がコンデンサＣ１に印加されて蓄えられたエネルギーは、５Ｖの電圧がコンデンサＣ１に印加されて蓄えられたエネルギーより約１００倍大きい。そのため、入力電圧Ｖｉが遮断された場合、コンデンサＣ１に印加された電圧が高かったほど、出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４を負荷回路に供給する時間が長くなる。図３では、コンデンサＣ１に５０Ｖで充電された場合の保持時間は、５Ｖで充電された場合の保持時間よりもｔｄ分長い。これにより、Ｖ_０２（通信用電圧）４が供給される負荷回路では、入力電圧Ｖｉが遮断された理由（例えば停電が発生したこと）が確実にログに記録される。

また、コンデンサＣ１に蓄えられるエネルギーは、一般にコンデンサＣ１の容量に比例し電圧の２乗に比例するため、コンデンサＣ１の容量を小さくしても電圧を高くすれば同じエネルギーを確保することができる。ここで、入力電圧Ｖｉが遮断されたときにログを記録するには、例えば２０ミリ秒程度の時間を要する。したがって、かかる時間分出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４が保持されるエネルギーを蓄えるコンデンサＣ１の容量は、コンデンサＣ１に印加される電圧が高いほど小さくすることができる。

次に、実施例１に係る非絶縁型の給電回路の動作について、図４を参照して説明する。図４は、実施例１に係る非絶縁型の給電回路の処理を示すフローチャートである。

まず、電源２から例えば２７Ｖの入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合、スイッチ５１は、電源２から入力電圧Ｖｉが供給されるとＯＮになり、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４に入力電圧Ｖｉを供給する。

スイッチ５１は、入力電圧Ｖｉが「０」であるか否かを判定して（Ｓ１１０）、入力電圧Ｖｉが「０」でないと判定した場合には（Ｓ１１０Ｎｏ）、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２、および昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４に入力電圧Ｖｉを供給する。

入力電圧Ｖｉが供給された昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２は、２７Ｖの入力電圧Ｖｉを５０Ｖに高電圧化し、高電圧化された電圧は、コンデンサＣ１を充電しながら、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって例えば５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧されて、負荷回路に供給される。（Ｓ１２０）。

また、入力電圧Ｖｉが供給された昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４は、２７Ｖの入力電圧Ｖｉを例えば５０Ｖに高電圧化し、高電圧化された電圧は、コンデンサＣ２を充電しながら、出力電圧Ｖ_０１３として負荷回路に供給される。（Ｓ１３０）。

一方、スイッチ５１は、入力電圧Ｖｉが「０」であると判定した場合には（Ｓ１１０Ｙｅｓ）、ＯＦＦになり、入力電圧Ｖｉを供給できないため、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４は停止する（Ｓ１４０）。

すると、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２から入力電圧Ｖｉが供給されないため、コンデンサＣ１に蓄えられている電荷に対応する電圧は、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧されて、負荷回路に供給される（Ｓ１５０）。

また、ダイオードＤ１は、コンデンサＣ２側の電圧ＶａがコンデンサＣ１側の電圧Ｖｂより高いか否かを判定する（Ｓ１６０）。そして、コンデンサＣ２側の電圧ＶａがコンデンサＣ１側の電圧Ｖｂ以下の場合には（Ｓ１６０Ｎｏ）、引き続き、コンデンサＣ１に蓄えられている電荷を放電する。

一方、コンデンサＣ２側の電圧ＶａがコンデンサＣ１側の電圧Ｖｂより高い場合には（Ｓ１６０Ｙｅｓ）、ダイオードＤ１は、コンデンサＣ２に蓄えられている電荷をコンデンサＣ１に移動させて、コンデンサＣ１を充電する（Ｓ１７０）。

そして、コンデンサＣ１に蓄えられている電荷に対応する電圧は、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧されて、負荷回路に供給される（Ｓ１８０）。

以上のように本実施例１によれば、電源装置１は、電源２から供給される入力電圧Ｖｉを、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって、入力電圧Ｖｉより高い電圧に昇圧する。そして、電源装置１は、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって昇圧された電圧を、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって、負荷回路に印加される出力電圧に降圧する。そして、電源装置１は、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および降圧コンバータ（ＰＳ２）５３の間に設けられたコンデンサＣ１に、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって昇圧された電圧が印加されて電荷を蓄積する。そして、電源装置１は、入力電圧Ｖｉが「０」になったとき、コンデンサＣ１によって蓄積されている電荷に対応する電圧を、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって、負荷回路に印加される出力電圧に降圧する。

このようにして、電源装置１は、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合に負荷回路に電圧が供給される経路にコンデンサＣ１を設けることによって、入力電圧Ｖｉが供給されなくなるときのための専用の部品を設ける必要がなくなり、自装置を小型化することができるとともに、コストの削減を図ることができる。

また、電源装置１は、入力電圧Ｖｉを高電圧化してコンデンサＣ１に印加しているため、入力電圧ＶｉのままコンデンサＣ１に印加するよりも大きいエネルギーを蓄えることができ、負荷回路に印加される出力電圧を長く保持することができる。その結果、仮に負荷回路がログを記録するための回路である場合、負荷回路は、入力電圧Ｖｉが遮断されたとき、入力電圧Ｖｉが遮断された理由（例えば停電が発生したこと）を確実にログに記録することができる。

また、電源装置１は、入力電圧Ｖｉを高電圧化してコンデンサＣ１に印加しているため、入力電圧ＶｉをコンデンサＣ１に印加した場合と比較して、コンデンサＣ１の容量を小さくすることができ、さらに装置全体の小型化が可能となる。

なお、上記実施例１においては、非絶縁型の給電回路を例に挙げて説明したが、絶縁型の給電回路であっても良く、この絶縁型の給電回路を内蔵した電源装置の実施例につき、実施例２として説明する。

図５は、実施例２に係る絶縁型の給電回路の構成を示すブロック図である。図５に示すように、実施例２に係る給電回路では、実施例１に係る給電回路（図２）から昇圧コンバータ（ＰＳ３）５４とコンデンサＣ２が削除され、絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１およびダイオードＤ２が追加され、昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２が絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２に変更されている。なお、図５において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。

絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１は、絶縁トランスを内蔵し、絶縁トランスを経由した入力電圧Ｖｉをスイッチング動作によって降圧して出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであり、入力可能な電圧に対応する開閉比率（例えばＤｕｔｙ比）を用いて、所定の電圧に降圧する。具体的には、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合には、絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１は、電源２からの入力電圧Ｖｉを、スイッチ５１を介して取得すると、取得された電圧を例えば５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧して、ダイオードＤ２を介して負荷回路に供給する。

絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２は、絶縁トランスを内蔵し、絶縁トランスを経由した入力電圧Ｖｉを入力電圧Ｖｉより高い所定の電圧（図５の例では５０Ｖの出力電圧Ｖ_０１３）に昇圧する。そして、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２は、昇圧された電圧をコンデンサＣ１および負荷回路に供給する。

降圧コンバータ（保持用）（ＰＳ２）５３は、入力された電圧をスイッチング動作によって降圧して出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであり、入力可能な電圧に対応する開閉比率（例えばＤｕｔｙ比）を用いて、所定の電圧に降圧する。具体的には、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合、降圧コンバータ（保持用）（ＰＳ２）５３は、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって供給された電圧（５０Ｖ）を取得すると、取得された電圧を例えば５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧する。なお、降圧コンバータ（保持用）（ＰＳ２）５３は、５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧するものとしたが、これに限定されず、５Ｖより低い電圧に降圧するものとしても良い。

ダイオードＤ１は、コンデンサＣ１からＶ_０１３が供給される負荷回路に電荷が向かう経路（Ｖ_０１経路）から絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１からＶ_０２４（通信用電圧）が供給される負荷回路に電荷が向かう経路（Ｖ_０２経路）に電荷を移動させる方向素子である。

ダイオードＤ２は、絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１からＶ_０２４（通信用電圧）が供給される負荷回路に電荷を移動させる方向素子である。

ダイオードＤ１およびダイオードＤ２は、論理和回路を構成する。すなわち、ダイオードＤ１およびダイオードＤ２の入力電圧のうちどちらか一方の入力電圧がＶ_０２４（通信用電圧）が供給される負荷回路に供給される。そして、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されてダイオードＤ２に印加される入力電圧が零になると、コンデンサＣ１から供給された電圧が降圧コンバータ（保持用）（ＰＳ２）５３によって降圧されて、降圧された電圧がダイオードＤ１を介してＶ_０２（通信用電圧）４に供給される。これにより、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合に、コンデンサＣ１は、入力電圧Ｖｉ（２７Ｖ）より高い電圧（５０Ｖ）で充電しているため、入力電圧Ｖｉ（２７Ｖ）で充電するより大きいエネルギーを持つ電荷を蓄えていることになり、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断された場合、出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４を長く保持することができる。

次に、実施例２に係る絶縁型の給電回路の動作について、図６を参照して説明する。図６は、実施例１に係る絶縁型の給電回路の処理を示すフローチャートである。

まず、電源２から入力電圧Ｖｉ（例えば２７Ｖ）が遮断されていない電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合、スイッチ５１は、電源２から入力電圧Ｖｉが供給されるとＯＮになり、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１に入力電圧Ｖｉを供給する。

スイッチ５１は、入力電圧Ｖｉが「０」であるか否かを判定して（Ｓ２１０）、入力電圧Ｖｉが「０」でないと判定した場合には（Ｓ２１０Ｎｏ）、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１に入力電圧Ｖｉを供給する。

入力電圧Ｖｉが供給された絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２は、入力電圧Ｖｉを５０Ｖに高電圧化し、高電圧化された電圧は、コンデンサＣ１を充電しながら、出力電圧Ｖ_０１３として負荷回路に供給される。また、降圧コンバータ（保持用）（ＰＳ２）５３は、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって高電圧化された電圧を例えば５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧する（Ｓ２２０）。

また、入力電圧Ｖｉが供給された絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１は、入力電圧Ｖｉを５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧する（Ｓ２３０）。そして絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１によって降圧された出力電圧または降圧コンバータ（保持用）（ＰＳ２）５３によって降圧された出力電圧のどちらか一方の出力電圧が、ダイオードＤ１、Ｄ２で構成される論理和回路によって出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４として負荷回路に供給される。

一方、スイッチ５１は、入力電圧Ｖｉが「０」であると判定した場合には（Ｓ２１０Ｙｅｓ）、ＯＦＦになり、入力電圧Ｖｉを供給できないため、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１は停止する（Ｓ２４０）。

すると、絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１から電圧が供給されないため、コンデンサＣ１に蓄えられている電荷に対応する電圧は、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって５Ｖの出力電圧Ｖ_０２（通信用電圧）４に降圧されて、ダイオードＤ１を介して負荷回路に供給される（Ｓ２５０）。

以上のように本実施例２によれば、電源装置１は、電源２から供給される入力電圧Ｖｉを、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって、入力電圧Ｖｉより高い電圧に昇圧する。そして、電源装置１は、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって昇圧された電圧を、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって、負荷回路に印加される出力電圧に降圧する。そして、電源装置１は、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および降圧コンバータ（ＰＳ２）５３の間に設けられたコンデンサＣ１に、絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２によって昇圧された電圧が印加されて電荷を蓄積する。そして、電源装置１は、入力電圧Ｖｉが「０」になったとき、コンデンサＣ１によって蓄積されている電荷に対応する電圧を、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって、負荷回路に印加される出力電圧に降圧する。また、電源装置１は、電源２から供給される入力電圧Ｖｉを、絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１によって、負荷回路に印加される出力電圧に変換する。そして、電源装置１は、降圧コンバータ（ＰＳ２）５３によって変換されて得られた出力電圧および絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１によって変換されて得られた出力電圧のいずれか一方の出力電圧に対応する電荷をダイオードＤ１、Ｄ２を介して負荷回路に移動させる。

このようにして、電源装置１は、電源２から入力電圧Ｖｉが遮断されていない場合に負荷回路に電圧が供給される経路にコンデンサＣ１を設けることによって、入力電圧Ｖｉが供給されなくなるときのための専用の部品を設ける必要がなくなり、自装置を小型化することができるとともに、コストの削減を図ることができる。

また、電源装置１は、入力電圧Ｖｉを高電圧化してコンデンサＣ１に印加しているため、入力電圧ＶｉのままコンデンサＣ１に印加するよりも大きいエネルギーを蓄えることができ、負荷回路に印加される出力電圧を長く保持することができる。その結果、仮に負荷回路がログを記録するための回路である場合、負荷回路は、入力電圧Ｖｉが遮断されたとき、入力電圧Ｖｉが遮断された理由（例えば停電が発生したこと）を確実にログに記録することができる。

また、電源装置１は、入力電圧Ｖｉを高電圧化してコンデンサＣ１に印加しているため、入力電圧ＶｉをコンデンサＣ１に印加した場合と比較して、コンデンサＣ１の容量を小さくすることができ、さらに装置全体の小型化が可能となる。

さらに、電源装置１は、電源２から入力電圧Ｖｉを供給する絶縁型昇圧コンバータ（ＰＳ１）５２および絶縁型降圧コンバータ（ＰＳ３）６１のそれぞれの入力と出力とを絶縁しているため、例えば雷サージ等による影響から保護することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本実施例によって本発明の技術的思想の範囲が限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術的範囲の範囲を逸脱しない限り、各種様々な実施例が実施可能であることは言うまでもない。また、本実施例に記載した効果は、これに限定されるものではない。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的に記載したものであって、必ずしも物理的に図示のように構成されるものではなく、その各装置の具体的な態様は図示のものに限縮されるものでは到底ないことは言うまでもない。

さらに、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）および当該ＣＰＵ（またはＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）にて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されても良い。

以上の実施例に係る実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）電源から供給される入力電圧を第１の電圧に昇圧する第１昇圧部と、
前記第１昇圧部によって昇圧された電圧を第１負荷回路に供給される出力電圧に降圧する第１降圧部と、
電源から供給される入力電圧を第１の電圧に昇圧する第２の昇圧部と、
前記第２昇圧部の出力側に接続された蓄電素子と、
前記蓄電素子の端子間電圧が前記第１昇圧部の出力電圧より高くなると、前記蓄電素子と前記第１降圧部の入力側とを通電状態にする通電手段と
を有すること特徴とする電源装置。

（付記２）前記通電手段は、スイッチング素子であることを特徴とする付記１に記載の電源装置。

（付記３）前記通電手段は、ダイオードであることを特徴とする付記１に記載の電源装置。

（付記４）電源から供給される入力電圧を第１の電圧に降圧する第１降圧部と、
電源から供給される入力電圧を第２の電圧に昇圧する第１昇圧部と、
前記第１昇圧部の出力側に接続された蓄電素子と、
前記第１昇圧部の出力側に接続された第２降圧部と、
前記第１降圧部の出力電圧が前記第２降圧部の出力電圧より低くなると、前記第１降圧部の出力側と前記第２降圧部の出力側とを通電状態にする通電手段と
を有すること特徴とする電源装置。

（付記５）前記通電手段は、スイッチング素子であることを特徴とする付記４に記載の電源装置。

（付記６）前記通電手段は、ダイオードであることを特徴とする付記４に記載の電源装置。

１ 電源装置
２ 電源
３ Ｖ_０１
４ Ｖ_０２（通信用電圧）
５ 給電回路
５１ スイッチ
５２ 昇圧コンバータ（ＰＳ１）
５３ 降圧コンバータ（ＰＳ２）
５４ 昇圧コンバータ（ＰＳ３）
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｄ１ ダイオード

Claims (4)

1. 電源から供給される入力電圧を第１の電圧に昇圧する第１昇圧部と、
   前記第１昇圧部によって昇圧された電圧を第１負荷回路に供給される出力電圧に降圧する第１降圧部と、
   電源から供給される入力電圧を第１の電圧に昇圧する第２の昇圧部と、
   前記第２昇圧部の出力側に接続された蓄電素子と、
   前記蓄電素子の端子間電圧が前記第１昇圧部の出力電圧より高くなると、前記蓄電素子と前記第１降圧部の入力側とを通電状態にする通電手段と
   を有すること特徴とする電源装置。
2. 前記通電手段は、スイッチング素子であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記通電手段は、ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
4. 電源から供給される入力電圧を第１の電圧に降圧する第１降圧部と、
   電源から供給される入力電圧を第２の電圧に昇圧する第１昇圧部と、
   前記第１昇圧部の出力側に接続された蓄電素子と、
   前記第１昇圧部の出力側に接続された第２降圧部と、
   前記第１降圧部の出力電圧が前記第２降圧部の出力電圧より低くなると、前記第１降圧部の出力側と前記第２降圧部の出力側とを通電状態にする通電手段と
   を有すること特徴とする電源装置。

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