JP2725057B2 - スイッチング電源装置及びスイッチング電源装置用アダプタ - Google Patents
スイッチング電源装置及びスイッチング電源装置用アダプタInfo
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- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
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- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スイッチング電源装置の改良と、スイッチ
ング電源装置用アダプタとに関する。特に、入力電源の
停電時等に、出力電圧の保持時間を確保しうるようにす
ることを目的とするスイッチング電源装置の改良と、こ
の目的のために使用されるスイッチング電源装置用アダ
プタとに関する。
ング電源装置用アダプタとに関する。特に、入力電源の
停電時等に、出力電圧の保持時間を確保しうるようにす
ることを目的とするスイッチング電源装置の改良と、こ
の目的のために使用されるスイッチング電源装置用アダ
プタとに関する。
スイッチング電源装置を使用する産業用電子機器が稼
働している期間に、入力電源が停電等のために喪失した
場合でも、スイッチング電源装置の出力電圧は、電源喪
失からある特定の期間は、所望の電圧を維持しなければ
ならない。さもないと、例えば、産業用電子機器が数値
制御装置（以下NC装置と略記する。）等である場合、NC
装置が誤動作し、最悪の場合は、このNC装置によって制
御されている工作機械等が破損する虞もあり得るからで
ある。そため、この欠点を回避するため、電源の喪失
（電圧の低下）を検出してNC装置に入力し、NC装置がこ
の入力信号に応答して装置停止の準備動作を開始し、正
常に装置を停止するための準備動作を完了するまで、ス
イッチング電源装置の出力電圧を許容下限値以上に維持
することが必要である。
働している期間に、入力電源が停電等のために喪失した
場合でも、スイッチング電源装置の出力電圧は、電源喪
失からある特定の期間は、所望の電圧を維持しなければ
ならない。さもないと、例えば、産業用電子機器が数値
制御装置（以下NC装置と略記する。）等である場合、NC
装置が誤動作し、最悪の場合は、このNC装置によって制
御されている工作機械等が破損する虞もあり得るからで
ある。そため、この欠点を回避するため、電源の喪失
（電圧の低下）を検出してNC装置に入力し、NC装置がこ
の入力信号に応答して装置停止の準備動作を開始し、正
常に装置を停止するための準備動作を完了するまで、ス
イッチング電源装置の出力電圧を許容下限値以上に維持
することが必要である。
本明細書においては、電源喪失から電源喪失検出まで
の時間を検出時間と呼び、電源喪失検出からスイッチン
グ電源装置の出力電圧が許容下限値に低下するまでの時
間を保持時間と呼ぶことゝする。
の時間を検出時間と呼び、電源喪失検出からスイッチン
グ電源装置の出力電圧が許容下限値に低下するまでの時
間を保持時間と呼ぶことゝする。
電源喪失時にNC装置にとって重要なことは、スイッチ
ング電源装置が上記の保持時間を如何にして確保するか
ということである。保持時間を確保することを目的とす
る従来技術には、大別すると、下記の二つの手法があ
る。
ング電源装置が上記の保持時間を如何にして確保するか
ということである。保持時間を確保することを目的とす
る従来技術には、大別すると、下記の二つの手法があ
る。
以下、図面を参照しつゝそれぞれの手法に就いて説明
する。
する。
第１の手法 第１の手法は、電源が交流であり、直流電源が整流器
を介してスイッチング電源装置に与えられる場合使用可
能な手法であり、その要旨は、電源喪失検出を、上記の
交流電源と整流器との間において実施することである。
を介してスイッチング電源装置に与えられる場合使用可
能な手法であり、その要旨は、電源喪失検出を、上記の
交流電源と整流器との間において実施することである。
第３図参照 図は第１の手法に係るスイッチング電源装置のブロッ
ク図である。図において、40は整流器であり、交流入力
を直流に交換する。１はキャパシタであり、２はスイッ
チング手段であり、３は変圧器であり、４は整流用ダイ
オードであり、５はフライホイールダイオードであり、
６はインダクタンスであり、７は平滑用キャパシタであ
り、８は第１の差電圧検出手段であり、９はパルス幅変
調手段であり、10は電源喪失検出手段である。
ク図である。図において、40は整流器であり、交流入力
を直流に交換する。１はキャパシタであり、２はスイッ
チング手段であり、３は変圧器であり、４は整流用ダイ
オードであり、５はフライホイールダイオードであり、
６はインダクタンスであり、７は平滑用キャパシタであ
り、８は第１の差電圧検出手段であり、９はパルス幅変
調手段であり、10は電源喪失検出手段である。
この回路の動作を簡単に説明する。交流入力が整流器
40において整流されて得られた直流電圧はキャパシタ１
を充電する。キャパシタ１に充電された直流電圧は、ス
イッチング手段２（例えばトランジスタ）を介して変圧
器３の１次巻線31に印加される。スイッチング手段２を
オンすると変圧器３の１次巻線31に電流が流れ、上記の
変圧器３の２次巻線32に電圧を誘起する。この誘起電圧
は、整流用ダイオード４とインダクタンス６とを介して
負荷に供給される。スイッチング手段２は、特定のクロ
ック周期の中で、入力の電圧と負荷によって限定される
デューティ比をもってオンとオフとを繰り返すように制
御される。スイッチング手段２がオフの期間には、イン
ダクタンス６に蓄積されていたエネルギーがフライホイ
ールダイオード５を介して負荷に供給されるので、負荷
側には連続した電流が供給され、且つ、平滑用キャパシ
タ７によって直流出力電圧は平滑にされる。
40において整流されて得られた直流電圧はキャパシタ１
を充電する。キャパシタ１に充電された直流電圧は、ス
イッチング手段２（例えばトランジスタ）を介して変圧
器３の１次巻線31に印加される。スイッチング手段２を
オンすると変圧器３の１次巻線31に電流が流れ、上記の
変圧器３の２次巻線32に電圧を誘起する。この誘起電圧
は、整流用ダイオード４とインダクタンス６とを介して
負荷に供給される。スイッチング手段２は、特定のクロ
ック周期の中で、入力の電圧と負荷によって限定される
デューティ比をもってオンとオフとを繰り返すように制
御される。スイッチング手段２がオフの期間には、イン
ダクタンス６に蓄積されていたエネルギーがフライホイ
ールダイオード５を介して負荷に供給されるので、負荷
側には連続した電流が供給され、且つ、平滑用キャパシ
タ７によって直流出力電圧は平滑にされる。
４ 直流出力電圧は常に監視され、この検出された直流
出力電圧が基準電圧と第１の差電圧検出手段８において
比較され、その第１の差電圧検出手段８の出力に応答し
て、パルス幅変調手段９が動作し、上記のスイッチング
手段２のオン期間（以下通電期間と云う。）とスイッチ
ング周期との比（デューティ比）が制御され、その結
果、直流出力電圧が基準電圧に等しい一定値に制御され
る。
出力電圧が基準電圧と第１の差電圧検出手段８において
比較され、その第１の差電圧検出手段８の出力に応答し
て、パルス幅変調手段９が動作し、上記のスイッチング
手段２のオン期間（以下通電期間と云う。）とスイッチ
ング周期との比（デューティ比）が制御され、その結
果、直流出力電圧が基準電圧に等しい一定値に制御され
る。
電源喪失検出手段10は、交流電源と整流器40との間に
設けられているので、極めて短い検出時間（第４図
（ｃ）参照）をもって検出される。この極めて短い検出
時間をもって検出される電源喪失検出信号は、直接、NC
装置に入力されるので、NC装置は、直ちに、装置を正常
に停止するための準備動作を開始しうる。
設けられているので、極めて短い検出時間（第４図
（ｃ）参照）をもって検出される。この極めて短い検出
時間をもって検出される電源喪失検出信号は、直接、NC
装置に入力されるので、NC装置は、直ちに、装置を正常
に停止するための準備動作を開始しうる。
電源喪失時の各部の波形を示す第４図を参照して、第
１の手法に係るスイッチング電源装置の動作を説明す
る。
１の手法に係るスイッチング電源装置の動作を説明す
る。
第４図参照 交流電源の供給が時点t0において喪失した後（ａ）
は、入力側のキャパシタ１がそれまで蓄積していたエネ
ルギーを放出して負荷に給電せざるを得ないので、上記
キャパシタ１の端子電圧は直ちに降下し始め（ｂ）、そ
の結果、直流出力電圧も降下しはじめる。直流出力電圧
が基準電圧を越えて降下して基準電圧との差が一定値を
越えたことを第１の差電圧検出手段８が検出すると、パ
ルス幅変調手段９が動作する。そして、このパルス幅変
調手段９の動作に応答してスイッチング手段２の通電期
間を拡大する。そこで、直流出力電圧は、電源喪失後も
基準電圧値を維持し続けるが、スイッチング手段２の通
電期間とスイッチング周期との比（デューティ比）が特
定の限界値に達した後は、スイッチング手段２は直流出
力電圧を維持する機能を失うので、直流出力電圧は降下
し、NC装置が正常な動作をするために必要な下限値であ
る許容下限値を越えて、さらに降下する（ｄ）。こゝ
で、直流出力電圧が、NC装置が正常な動作をするために
必要な下限値である許容下限電圧値に達する時点をt2と
する。電源喪失検出手段10が極めて短い検出時間遅れを
もって、時点t1において電源喪失検出信号を出力する
と、時間（t1−t0）が検出時間であり、時間（t2−t1）
が保持時間である。
は、入力側のキャパシタ１がそれまで蓄積していたエネ
ルギーを放出して負荷に給電せざるを得ないので、上記
キャパシタ１の端子電圧は直ちに降下し始め（ｂ）、そ
の結果、直流出力電圧も降下しはじめる。直流出力電圧
が基準電圧を越えて降下して基準電圧との差が一定値を
越えたことを第１の差電圧検出手段８が検出すると、パ
ルス幅変調手段９が動作する。そして、このパルス幅変
調手段９の動作に応答してスイッチング手段２の通電期
間を拡大する。そこで、直流出力電圧は、電源喪失後も
基準電圧値を維持し続けるが、スイッチング手段２の通
電期間とスイッチング周期との比（デューティ比）が特
定の限界値に達した後は、スイッチング手段２は直流出
力電圧を維持する機能を失うので、直流出力電圧は降下
し、NC装置が正常な動作をするために必要な下限値であ
る許容下限値を越えて、さらに降下する（ｄ）。こゝ
で、直流出力電圧が、NC装置が正常な動作をするために
必要な下限値である許容下限電圧値に達する時点をt2と
する。電源喪失検出手段10が極めて短い検出時間遅れを
もって、時点t1において電源喪失検出信号を出力する
と、時間（t1−t0）が検出時間であり、時間（t2−t1）
が保持時間である。
電源喪失に際して、NC制御工作機械等を特定の手順を
踏んで停止させなければならない場合、NC装置等によっ
て要求される保持時間（t2−t1）を確保するために必要
な大きさの静電容量が入力側のキャパシタ１の静電容量
として選択されなければならない。
踏んで停止させなければならない場合、NC装置等によっ
て要求される保持時間（t2−t1）を確保するために必要
な大きさの静電容量が入力側のキャパシタ１の静電容量
として選択されなければならない。
第２の手法 第２の手法は、電源が交流である場合に限定されない
手法であり、その要旨は、電源喪失検出を、スイッチン
グ電源装置の出力側において実施することである。
手法であり、その要旨は、電源喪失検出を、スイッチン
グ電源装置の出力側において実施することである。
第５図参照 図は第２の手法に係るスイッチング電源装置のブロッ
ク図である。この第２の手法の電源は直流であっても交
流であってもよいから、図においては、整流器40は破線
をもって示してある。１〜９は第１の手法に係るスイッ
チング電源装置の場合と同一である。以下の手段は、第
１の手法には設けられていない手段であるが、11は基準
電圧よりいくらか低く設定される検出電圧と現実の直流
電圧との差を検出する第２の差電圧検出手段であり、12
は通電期間をさらに拡大する指令を出力するパルス幅変
調手段動作範囲拡大手段である。第２の差電圧検出手段
11の設定電圧は上記の第１の差電圧検出手段８の基準電
圧になるべく近く設定することがよい。それだけ保持期
間を長くしうるからである。パルス幅変調手段動作範囲
拡大手段12は、第２の差電圧検出手段11の出力に応答し
て、上記のパルス幅変調手段９が第１の差電圧検出手段
８に追従して発生しうる最大通電期間を越えて更に拡大
するようにする指令を、パルス幅変調手段９に出力す
る。第２の差電圧検出手段11の出力は、同時にNC装置へ
の電源喪失検出信号をも兼ねる。そのため、NC装置は、
この第２の差電圧検出手段11が動作する時点（第６図
（ｃ）にt1をもって示す時点）までは停電検出信号を与
えられず、この時点（第６図（ｃ）にt1をもって示す時
点）から装置停止準備動作を開始することになる。
ク図である。この第２の手法の電源は直流であっても交
流であってもよいから、図においては、整流器40は破線
をもって示してある。１〜９は第１の手法に係るスイッ
チング電源装置の場合と同一である。以下の手段は、第
１の手法には設けられていない手段であるが、11は基準
電圧よりいくらか低く設定される検出電圧と現実の直流
電圧との差を検出する第２の差電圧検出手段であり、12
は通電期間をさらに拡大する指令を出力するパルス幅変
調手段動作範囲拡大手段である。第２の差電圧検出手段
11の設定電圧は上記の第１の差電圧検出手段８の基準電
圧になるべく近く設定することがよい。それだけ保持期
間を長くしうるからである。パルス幅変調手段動作範囲
拡大手段12は、第２の差電圧検出手段11の出力に応答し
て、上記のパルス幅変調手段９が第１の差電圧検出手段
８に追従して発生しうる最大通電期間を越えて更に拡大
するようにする指令を、パルス幅変調手段９に出力す
る。第２の差電圧検出手段11の出力は、同時にNC装置へ
の電源喪失検出信号をも兼ねる。そのため、NC装置は、
この第２の差電圧検出手段11が動作する時点（第６図
（ｃ）にt1をもって示す時点）までは停電検出信号を与
えられず、この時点（第６図（ｃ）にt1をもって示す時
点）から装置停止準備動作を開始することになる。
次に、電源喪失時の各部の波形を示す第６図を参照し
て、第２の手法に係るスイッチング電源装置の動作を説
明する。
て、第２の手法に係るスイッチング電源装置の動作を説
明する。
第６図参照 たゞ重複を避けるため、第４図を参照して説明した動
作と同一の動作は、簡略に記述する。
作と同一の動作は、簡略に記述する。
電源（交流でも直流でもよい。）が時点t0で喪失する
（ａ）と、入力側のキャパシタ１がそれまで蓄積されて
いたエネルギーを放出して負荷に給電するので、上記キ
ャパシタ１の端子電圧は直ちに降下し始める（ｂ）。し
かし、それにも拘らず、直流出力電圧は、パルス幅変調
手段９によるスイッチング手段２に通電期間の拡大によ
って、電源喪失後も基準電圧値を維持し続けるが、スイ
ッチング手段２の通電期間が特定の限界値に達した後
は、スイッチング手段２が直流出力電圧を維持する機能
を失うので、直流出力電圧は降下する。直流出力電圧が
検出電圧まで低下すると、第２の差電圧検出手段11が動
作して、電源喪失検出信号を発生する（ｃ）。この電源
喪失検出信号は、NC装置に出力されると同時に、上記の
とおり、パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12にも出力
され、パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12はスイッチ
ング手段２の通電期間限界値を更に拡大する。この時点
を図（ｄ）にt1をもって示す。そこで、直流出力電圧は
再び上昇するが、上記のパルス幅変調手段９が動作し
て、上記の基準電圧値を維持する。しかし、スイッチン
グ手段２の通電期間が拡大された限界値（パルス幅変調
手段動作範囲拡大手段12によって拡大された限界値）に
達した後は、出力電圧は、再度、下降して遂に零（Ｖ）
に達する。この過程において、直流出力電圧が許容下限
値に一致する時点をt2とすると、検出時間は（t1−t0）
をもって表すことができ、保持時間は（t2−t1）をもっ
て表すことができる。
（ａ）と、入力側のキャパシタ１がそれまで蓄積されて
いたエネルギーを放出して負荷に給電するので、上記キ
ャパシタ１の端子電圧は直ちに降下し始める（ｂ）。し
かし、それにも拘らず、直流出力電圧は、パルス幅変調
手段９によるスイッチング手段２に通電期間の拡大によ
って、電源喪失後も基準電圧値を維持し続けるが、スイ
ッチング手段２の通電期間が特定の限界値に達した後
は、スイッチング手段２が直流出力電圧を維持する機能
を失うので、直流出力電圧は降下する。直流出力電圧が
検出電圧まで低下すると、第２の差電圧検出手段11が動
作して、電源喪失検出信号を発生する（ｃ）。この電源
喪失検出信号は、NC装置に出力されると同時に、上記の
とおり、パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12にも出力
され、パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12はスイッチ
ング手段２の通電期間限界値を更に拡大する。この時点
を図（ｄ）にt1をもって示す。そこで、直流出力電圧は
再び上昇するが、上記のパルス幅変調手段９が動作し
て、上記の基準電圧値を維持する。しかし、スイッチン
グ手段２の通電期間が拡大された限界値（パルス幅変調
手段動作範囲拡大手段12によって拡大された限界値）に
達した後は、出力電圧は、再度、下降して遂に零（Ｖ）
に達する。この過程において、直流出力電圧が許容下限
値に一致する時点をt2とすると、検出時間は（t1−t0）
をもって表すことができ、保持時間は（t2−t1）をもっ
て表すことができる。
電源喪失に際して、NC制御工作機械等を特定な手順を
踏んで停止させなければならない場合、NC装置等によっ
て要求される保持時間（t2−t1）を確保するために必要
な大きさの静電容量が入力側のキャパシタ１の静電容量
として選択されなければならない。
踏んで停止させなければならない場合、NC装置等によっ
て要求される保持時間（t2−t1）を確保するために必要
な大きさの静電容量が入力側のキャパシタ１の静電容量
として選択されなければならない。
上記したとおり、従来技術に係る第１の手法は、電源
喪失検出を交流入力側において実施しているので、検出
時間（t1−t0）は極めて短い。一方、直流出力電圧が許
容下限値まで降下する時間（t2−t0）は、直流入力側の
キャパシタ１の静電容量によって殆ど決定される。従っ
て、この第１の手法は入力側のキャパシタ１の静電容量
を、保持時間（t2−t1）を長くするために十分活用する
ことができる。しかし、同時に、電源喪失検出を交流入
力端において直接実施している関係上、交流入力電源が
瞬間的に喪失し、直ちに回復した時にも、電源喪失検出
手段10は出力し、NC装置等は不所望な停止行動をなし、
また、交流入力電圧の波形歪が存在する時にも、電源喪
失検出手段10が出力しNC装置等が不所望な停止行動をな
す虞があるという欠点が避けがたい。
喪失検出を交流入力側において実施しているので、検出
時間（t1−t0）は極めて短い。一方、直流出力電圧が許
容下限値まで降下する時間（t2−t0）は、直流入力側の
キャパシタ１の静電容量によって殆ど決定される。従っ
て、この第１の手法は入力側のキャパシタ１の静電容量
を、保持時間（t2−t1）を長くするために十分活用する
ことができる。しかし、同時に、電源喪失検出を交流入
力端において直接実施している関係上、交流入力電源が
瞬間的に喪失し、直ちに回復した時にも、電源喪失検出
手段10は出力し、NC装置等は不所望な停止行動をなし、
また、交流入力電圧の波形歪が存在する時にも、電源喪
失検出手段10が出力しNC装置等が不所望な停止行動をな
す虞があるという欠点が避けがたい。
また、従来技術に係る第２の手法は、電源喪失検出を
出力側において実施しているので、上記の第１の手法に
おいては避け難かった、交流入力電圧の波形歪にもとづ
きNC装置等が不所望な停止行動をなすという欠点と、瞬
断時にNC装置等が不所望な停止行動をなすという欠点と
は避けることができるが、電源喪失検出時点が第１の手
法に比して遅いので、保持時間を確保する目的のため
に、入力側のキャパシタ１の静電容量を十分活用し得な
いと云う欠点がある。換言すれば、電源喪失検出時点t1
が遅れる結果、保持時間（t2−t1）はそれ程延長しない
と云う欠点がある。その結果、NC装置等が装置停止準備
動作のために使用しうる時間はそれ程延長しないと云う
欠点が惹起される。
出力側において実施しているので、上記の第１の手法に
おいては避け難かった、交流入力電圧の波形歪にもとづ
きNC装置等が不所望な停止行動をなすという欠点と、瞬
断時にNC装置等が不所望な停止行動をなすという欠点と
は避けることができるが、電源喪失検出時点が第１の手
法に比して遅いので、保持時間を確保する目的のため
に、入力側のキャパシタ１の静電容量を十分活用し得な
いと云う欠点がある。換言すれば、電源喪失検出時点t1
が遅れる結果、保持時間（t2−t1）はそれ程延長しない
と云う欠点がある。その結果、NC装置等が装置停止準備
動作のために使用しうる時間はそれ程延長しないと云う
欠点が惹起される。
上記の目的は、下記のいずれの手段によっても達成さ
れる。
れる。
第１の手段は、直流電源に並列に接続されるキャパシ
タ（１）と、このキャパシタ（１）にスイッチング手段
（２）を介して１次巻線（31）が並列に接続されており
２次巻線（32）の１端には整流用ダイオード（４）とイ
ンダクタンス（６）とが直列に接続されている変圧器
（３）と、前記の整流用ダイオード（４）と前記の変圧
器（３）の２次巻線（32）の他端との間に設けられるフ
ライホイールダイオード（５）と、前記のインダクタン
ス（６）の出力電圧と基準電圧との差電圧を検出する第
１の差電圧検出手段（８）と、この第１の差電圧検出手
段（８）の動作に応答して、スイッチング手段（２）の
デューティ比を制御するパルス幅変調手段（９）と、前
記のインダクタンス（６）の出力電圧と、基準電圧より
低く設定される検出電圧との差電圧を検出する第２の差
電圧検出手段（11）と、この第２の差電圧検出手段（1
1）の動作に応答して、前記のパルス幅変調手段（９）
の動作範囲を拡大するパルス幅変調手段動作範囲拡大手
段（12）とが設けられているスイッチング電源装置にお
いて、前記の直流電源に対して順方向に接続される逆流
防止用ダイオード（14）を介して前記のキャパシタ
（１）に並列に接続される第２のキャパシタ（15）と、
前記の逆流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のス
イッチング手段（16）と、前記の第２の差電圧検出手段
（11）が短時間に２回続けて動作した時、前記の逆流防
止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイッチング手
段（16）を閉路するスイッチング制御手段（13）とを有
するスイッチング電源装置である。
タ（１）と、このキャパシタ（１）にスイッチング手段
（２）を介して１次巻線（31）が並列に接続されており
２次巻線（32）の１端には整流用ダイオード（４）とイ
ンダクタンス（６）とが直列に接続されている変圧器
（３）と、前記の整流用ダイオード（４）と前記の変圧
器（３）の２次巻線（32）の他端との間に設けられるフ
ライホイールダイオード（５）と、前記のインダクタン
ス（６）の出力電圧と基準電圧との差電圧を検出する第
１の差電圧検出手段（８）と、この第１の差電圧検出手
段（８）の動作に応答して、スイッチング手段（２）の
デューティ比を制御するパルス幅変調手段（９）と、前
記のインダクタンス（６）の出力電圧と、基準電圧より
低く設定される検出電圧との差電圧を検出する第２の差
電圧検出手段（11）と、この第２の差電圧検出手段（1
1）の動作に応答して、前記のパルス幅変調手段（９）
の動作範囲を拡大するパルス幅変調手段動作範囲拡大手
段（12）とが設けられているスイッチング電源装置にお
いて、前記の直流電源に対して順方向に接続される逆流
防止用ダイオード（14）を介して前記のキャパシタ
（１）に並列に接続される第２のキャパシタ（15）と、
前記の逆流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のス
イッチング手段（16）と、前記の第２の差電圧検出手段
（11）が短時間に２回続けて動作した時、前記の逆流防
止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイッチング手
段（16）を閉路するスイッチング制御手段（13）とを有
するスイッチング電源装置である。
第２の手段は、直流電源に並列に接続されるキャパシ
タ（１）と、このキャパシタ（１）に、スイッチング手
段（２）を介して、１次巻線（31）が並列に接続され、
２次巻線（32）の１端には整流用ダイオード（４）とイ
ンダクタンス（６）とが直列に接続されている変圧器
（３）と、前記の整流用ダイオード（４）と前記の変圧
器（３）の２次巻線（32）の他端との間に設けられるフ
ライホイールダイオード（５）と、前記のインダクタン
ス（６）の出力電圧と基準電圧との差電圧を検出する第
１の差電圧検出手段（８）と、この第１の差電圧検出手
段（８）の動作に応答して、スイッチング手段（２）の
デューティ比を制御するパルス幅変調手段（９）と、前
記のインダクタンス（６）の出力電圧と、基準電圧より
低く設定される検出電圧との差電圧を検出する第２の差
電圧検出手段（11）と、この第２の差電圧検出手段（1
1）の動作に応答して、前記のパルス幅変調手段（９）
の動作範囲を拡大するパルス幅変調手段動作範囲拡大手
段（12）とを有するスイッチング電源ユニットと、直流
電源に対して順方向に接続される逆流防止用ダイオード
（14）を介して前記の直流電源に並列に接続される第２
のキャパシタ（15）と、前記の逆流防止用ダイオード
（14）を短絡する第２のスイッチング手段（16）と、前
記のスイッチング電源ユニットの第２の差電圧検出手段
（11）が短時間に２回続けて動作した時、前記の逆流防
止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイッチング手
段（16）を閉路するスイッチング制御手段（13）とを有
する保持時間延長回路ユニットとを有することを特徴と
するスイッチング電源装置である。
タ（１）と、このキャパシタ（１）に、スイッチング手
段（２）を介して、１次巻線（31）が並列に接続され、
２次巻線（32）の１端には整流用ダイオード（４）とイ
ンダクタンス（６）とが直列に接続されている変圧器
（３）と、前記の整流用ダイオード（４）と前記の変圧
器（３）の２次巻線（32）の他端との間に設けられるフ
ライホイールダイオード（５）と、前記のインダクタン
ス（６）の出力電圧と基準電圧との差電圧を検出する第
１の差電圧検出手段（８）と、この第１の差電圧検出手
段（８）の動作に応答して、スイッチング手段（２）の
デューティ比を制御するパルス幅変調手段（９）と、前
記のインダクタンス（６）の出力電圧と、基準電圧より
低く設定される検出電圧との差電圧を検出する第２の差
電圧検出手段（11）と、この第２の差電圧検出手段（1
1）の動作に応答して、前記のパルス幅変調手段（９）
の動作範囲を拡大するパルス幅変調手段動作範囲拡大手
段（12）とを有するスイッチング電源ユニットと、直流
電源に対して順方向に接続される逆流防止用ダイオード
（14）を介して前記の直流電源に並列に接続される第２
のキャパシタ（15）と、前記の逆流防止用ダイオード
（14）を短絡する第２のスイッチング手段（16）と、前
記のスイッチング電源ユニットの第２の差電圧検出手段
（11）が短時間に２回続けて動作した時、前記の逆流防
止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイッチング手
段（16）を閉路するスイッチング制御手段（13）とを有
する保持時間延長回路ユニットとを有することを特徴と
するスイッチング電源装置である。
第３の手段は、キャパシタ（１）と、このキャパシタ
（１）に、スイッチング手段（２）を介して、１次巻線
（31）が並列に接続され、２次巻線（32）の１端には整
流用ダイオード（４）とインダクタンス（６）とが直列
に接続されている変圧器（３）と、前記の整流用ダイオ
ード（４）と前記の変圧器（３）の前記の２次巻線（3
2）の他端との間に設けられるフライホイールダイオー
ド（５）と、前記のインダクタンス（６）の出力電圧と
基準電圧との差電圧を検出する第１の差電圧検出手段
（８）と、この第１の差電圧検出手段（８）の動作に応
答して、前記のスイッチング手段（２）のデューティ比
を制御するパルス幅変調手段（９）と、前記のインダク
タンス（６）の出力電圧と、前記の基準電圧より低く設
定される検出電圧との差電圧を検出する第２の差電圧検
出手段（11）と、この第２の差電圧検出手段（11）の動
作に応答して、前記のパルス幅変調手段（９）の動作範
囲を拡大するパルス幅変調手段動作範囲拡大手段（12）
とを有するスイッチング電源ユニットの前記のキャパシ
タ（１）の入力側に接続されて、前記のスイッチング電
源ユニットの出力継続期間を延長する保持時間延長用の
スイッチング電源装置用アダプタにおいて、この保持時
間延長用のスイッチング電源装置用アダプタは、直流電
源に対して順方向に接続される第２の逆流防止用ダイオ
ード（14）を介して前記の直流電源に並列に接続される
第２のキャパシタ（15）と、前記の逆流防止用ダイオー
ド（14）を短絡する第２のスイッチング手段（16）と、
前記のスイッチング電源ユニットの第２の差電圧検出手
段（11）が短時間に２回続けて動作した時、前記の第２
の逆流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイッ
チング手段（16）を閉路するスイッチング制御手段（1
3）とを有する保持時間延長用のスイッチング電源装置
用アダプタである。
（１）に、スイッチング手段（２）を介して、１次巻線
（31）が並列に接続され、２次巻線（32）の１端には整
流用ダイオード（４）とインダクタンス（６）とが直列
に接続されている変圧器（３）と、前記の整流用ダイオ
ード（４）と前記の変圧器（３）の前記の２次巻線（3
2）の他端との間に設けられるフライホイールダイオー
ド（５）と、前記のインダクタンス（６）の出力電圧と
基準電圧との差電圧を検出する第１の差電圧検出手段
（８）と、この第１の差電圧検出手段（８）の動作に応
答して、前記のスイッチング手段（２）のデューティ比
を制御するパルス幅変調手段（９）と、前記のインダク
タンス（６）の出力電圧と、前記の基準電圧より低く設
定される検出電圧との差電圧を検出する第２の差電圧検
出手段（11）と、この第２の差電圧検出手段（11）の動
作に応答して、前記のパルス幅変調手段（９）の動作範
囲を拡大するパルス幅変調手段動作範囲拡大手段（12）
とを有するスイッチング電源ユニットの前記のキャパシ
タ（１）の入力側に接続されて、前記のスイッチング電
源ユニットの出力継続期間を延長する保持時間延長用の
スイッチング電源装置用アダプタにおいて、この保持時
間延長用のスイッチング電源装置用アダプタは、直流電
源に対して順方向に接続される第２の逆流防止用ダイオ
ード（14）を介して前記の直流電源に並列に接続される
第２のキャパシタ（15）と、前記の逆流防止用ダイオー
ド（14）を短絡する第２のスイッチング手段（16）と、
前記のスイッチング電源ユニットの第２の差電圧検出手
段（11）が短時間に２回続けて動作した時、前記の第２
の逆流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイッ
チング手段（16）を閉路するスイッチング制御手段（1
3）とを有する保持時間延長用のスイッチング電源装置
用アダプタである。
本発明にかゝるスイッチング電源装置においては、ま
ず電源喪失の検出は直流出力側において行う。交流入力
電源の瞬断や交流入力電圧の波形歪の悪影響を受けない
ためである。つぎに、入力側のキャパシタ１の容量は、
通常の運転に必要な最少量に限定して設定しておくこと
ができる。そのため、装置の簡素化・縮小化等の利益に
加えて経済的利益を享受しうるほか、電源遮断検出時間
を極力短くすることができると云う利益を享受しうる。
ず電源喪失の検出は直流出力側において行う。交流入力
電源の瞬断や交流入力電圧の波形歪の悪影響を受けない
ためである。つぎに、入力側のキャパシタ１の容量は、
通常の運転に必要な最少量に限定して設定しておくこと
ができる。そのため、装置の簡素化・縮小化等の利益に
加えて経済的利益を享受しうるほか、電源遮断検出時間
を極力短くすることができると云う利益を享受しうる。
本発明にかかるスイッチング電源装置においては、上
記従来技術の項において第２の手法として開示した構成
を有するスイッチング電源装置に付加して、 イ、入力側のキャパシタ１に並列にかなり大容量の第２
のキャパシタ15を設けて常時充電しておき、 ロ、このかなり大容量の第２のキャパシタ15には直列に
逆流防止用ダイオードを接続して、常時は放電を禁止し
ておき、 ハ、第２の差電圧検出手段11が短時間に２回動作したと
き（パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12が動作して通
電期間が通常時よりさらに拡大されている状態におい
て、第２の差電圧検出手段11が動作したとき）上記の逆
流防止用ダイオード14を短絡するスイッチング手段16を
動作させて上記の第２のキャパシタ15を第１のキャパシ
タ１と並列に接続して、 ニ、この時点（NC装置には既に電源喪失検出信号が入力
されて、NC装置は装置停止準備動作を開始してしまって
ある時点）から開始して第２のキャパシタ15がスイッチ
ング電源装置のエネルギー源として利用されるように
し、 ホ、その結果、第１のキャパシタ１の静電容量を十分活
用するとゝもに、上記の検出時間終了後（NC装置が装置
停止準備動作を開始してしまった後）十分長い保持時間
を確保しうるようにしたものである。
記従来技術の項において第２の手法として開示した構成
を有するスイッチング電源装置に付加して、 イ、入力側のキャパシタ１に並列にかなり大容量の第２
のキャパシタ15を設けて常時充電しておき、 ロ、このかなり大容量の第２のキャパシタ15には直列に
逆流防止用ダイオードを接続して、常時は放電を禁止し
ておき、 ハ、第２の差電圧検出手段11が短時間に２回動作したと
き（パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12が動作して通
電期間が通常時よりさらに拡大されている状態におい
て、第２の差電圧検出手段11が動作したとき）上記の逆
流防止用ダイオード14を短絡するスイッチング手段16を
動作させて上記の第２のキャパシタ15を第１のキャパシ
タ１と並列に接続して、 ニ、この時点（NC装置には既に電源喪失検出信号が入力
されて、NC装置は装置停止準備動作を開始してしまって
ある時点）から開始して第２のキャパシタ15がスイッチ
ング電源装置のエネルギー源として利用されるように
し、 ホ、その結果、第１のキャパシタ１の静電容量を十分活
用するとゝもに、上記の検出時間終了後（NC装置が装置
停止準備動作を開始してしまった後）十分長い保持時間
を確保しうるようにしたものである。
以下、図面を参照しつゝ、本発明の二つの実施例に係
るスイッチング電源装置と、一つの実施例に係る保持時
間延長用のスイッチング電源装置用アダプタとについて
説明する。
るスイッチング電源装置と、一つの実施例に係る保持時
間延長用のスイッチング電源装置用アダプタとについて
説明する。
第１例 本発明の第１の実施例に係るスイッチング電源装置 第1a図参照 第1a図において、１はキャパシタであり、２はスイッ
チング手段であり、３は変圧器である。そして、キャパ
シタ１は直流電源に接続され（交流電源と整流器との組
み合わせでもよい。）、スイッチング手段２を介して、
変圧器３の１次巻線31に接続されている。４は整流用ダ
イオードであり、５はフライホイールダイオードであ
り、６はインダクタンスであり、７は平滑用キャパシタ
である。整流用ダイオード４は、上記の変圧器３の２次
巻線32の１端に、その出力電圧方向を順方向として接続
され、上位の整流用ダイオード４の出力側にインダクタ
ンス６が接続される。フライホイールダイオード５はイ
ンダクタンス６の入力側と、変圧器３の２次巻線32の他
端との間に接続される。平滑用キャパシタ７等電圧平滑
手段は、所望により、スイッチング電源装置の出力側に
設ければよい。８は誤差増幅器よりなる第１の差電圧検
出手段であり、９は第１の差電圧検出手段の検出する差
電圧信号に応答して動作するパルス幅変調手段であり、
スイッチング手段２のデューティ比を制御して、スイッ
チング電源装置の直流出力電圧を基準電圧に維持する。
11は比較器よりなる第２の差電圧検出手段であり、スイ
ッチング電源装置の直流出力電圧と基準電圧より僅かに
低く設定される検出電圧との差電圧を検出する。12はパ
ルス幅変調手段動作範囲拡大手段であり、第２の差電圧
検出手段11の検出する差電圧に応答して、パルス幅変調
手段９の通電期間限界値をさらに拡大する。また、第２
の差電圧検出手段11は、NC装置等に電源喪失検出信号を
出力するとゝもに、本発明の要旨に係るスイッチング制
御手段13にも、出力信号を出力する。
チング手段であり、３は変圧器である。そして、キャパ
シタ１は直流電源に接続され（交流電源と整流器との組
み合わせでもよい。）、スイッチング手段２を介して、
変圧器３の１次巻線31に接続されている。４は整流用ダ
イオードであり、５はフライホイールダイオードであ
り、６はインダクタンスであり、７は平滑用キャパシタ
である。整流用ダイオード４は、上記の変圧器３の２次
巻線32の１端に、その出力電圧方向を順方向として接続
され、上位の整流用ダイオード４の出力側にインダクタ
ンス６が接続される。フライホイールダイオード５はイ
ンダクタンス６の入力側と、変圧器３の２次巻線32の他
端との間に接続される。平滑用キャパシタ７等電圧平滑
手段は、所望により、スイッチング電源装置の出力側に
設ければよい。８は誤差増幅器よりなる第１の差電圧検
出手段であり、９は第１の差電圧検出手段の検出する差
電圧信号に応答して動作するパルス幅変調手段であり、
スイッチング手段２のデューティ比を制御して、スイッ
チング電源装置の直流出力電圧を基準電圧に維持する。
11は比較器よりなる第２の差電圧検出手段であり、スイ
ッチング電源装置の直流出力電圧と基準電圧より僅かに
低く設定される検出電圧との差電圧を検出する。12はパ
ルス幅変調手段動作範囲拡大手段であり、第２の差電圧
検出手段11の検出する差電圧に応答して、パルス幅変調
手段９の通電期間限界値をさらに拡大する。また、第２
の差電圧検出手段11は、NC装置等に電源喪失検出信号を
出力するとゝもに、本発明の要旨に係るスイッチング制
御手段13にも、出力信号を出力する。
15は本発明の要旨に係る第２のキャパシタであり、電
源に対して順方向に接続される逆流防止用ダイオード14
を介して、キャパシタ１と並列に直流入力電源に接続さ
れる。こゝで、本発明に係るスイッチング電源装置がNC
制御工作機械等に使用される場合は、第２のキャパシタ
の静電容量は入力側キャパシタ１の静電容量より、はる
かに大きく例えば20〜25倍にしておくことが望ましい。
保持時間を延長する効果が、それだけ大きいからであ
る。16は第２のスイッチング手段であり、逆流防止用ダ
イオード14を短絡する機能を有する。
源に対して順方向に接続される逆流防止用ダイオード14
を介して、キャパシタ１と並列に直流入力電源に接続さ
れる。こゝで、本発明に係るスイッチング電源装置がNC
制御工作機械等に使用される場合は、第２のキャパシタ
の静電容量は入力側キャパシタ１の静電容量より、はる
かに大きく例えば20〜25倍にしておくことが望ましい。
保持時間を延長する効果が、それだけ大きいからであ
る。16は第２のスイッチング手段であり、逆流防止用ダ
イオード14を短絡する機能を有する。
次に、動作を説明する。
第２図参照 通常運転時においては、直流出力電圧が検知され、誤
差増幅器よりなる第１の差電圧検出手段８によって基準
電圧と比較され、その出力に応答してパルス幅変調手段
９がスイッチング手段２の通電期間を制御し、直流出力
電圧が基準電圧に維持される。
差増幅器よりなる第１の差電圧検出手段８によって基準
電圧と比較され、その出力に応答してパルス幅変調手段
９がスイッチング手段２の通電期間を制御し、直流出力
電圧が基準電圧に維持される。
電源喪失（時点t0）に際しては（ａ）、上記キャパシ
タ１の端子電圧は直ちに降下しはじめ（ｂ）、その結
果、直流出力電圧も降下しはじめる。しかし、パルス幅
変調手段９はそのまゝ動作を継続して、スイッチング手
段２の通電期間が拡大されて、予め設定された限界値に
達するまでは、直流出力電圧を基準電圧に維持するが、
それ以後は、直流出力電圧は下降し、検出電圧値に達し
た時点（t1）で第２の差電圧検出手段11が動作する
（ｃ）。そして、電源喪失検出信号がNC装置に出力され
る（時点t1）。これと同時にパルス幅変調手段動作範囲
拡大手段12が動作し、スイッチング手段２の通電期間の
限界値が拡大される結果、出力電圧は再び上昇し、パル
ス幅変調手段９の機能により、出力電圧は上記の基準電
圧値を維持する（ｄ）。しかし、スイッチング手段２の
通電期間が、拡大された後の限界値に達した以後は、出
力電圧は再度下降する（ｄ）。
タ１の端子電圧は直ちに降下しはじめ（ｂ）、その結
果、直流出力電圧も降下しはじめる。しかし、パルス幅
変調手段９はそのまゝ動作を継続して、スイッチング手
段２の通電期間が拡大されて、予め設定された限界値に
達するまでは、直流出力電圧を基準電圧に維持するが、
それ以後は、直流出力電圧は下降し、検出電圧値に達し
た時点（t1）で第２の差電圧検出手段11が動作する
（ｃ）。そして、電源喪失検出信号がNC装置に出力され
る（時点t1）。これと同時にパルス幅変調手段動作範囲
拡大手段12が動作し、スイッチング手段２の通電期間の
限界値が拡大される結果、出力電圧は再び上昇し、パル
ス幅変調手段９の機能により、出力電圧は上記の基準電
圧値を維持する（ｄ）。しかし、スイッチング手段２の
通電期間が、拡大された後の限界値に達した以後は、出
力電圧は再度下降する（ｄ）。
下記の動作が本発明の要旨に係るものである。時点t1
において上記の電源喪失検出信号がNC装置に出力される
と同時に、第２の差電圧検出手段11の出力信号はスイッ
チング制御手段13に対しても出力される。しかし、スイ
ッチング制御手段13は、この時点では、第２の差電圧検
出手段11が１度動作したことを記憶はするが、何も出力
しない。この第２の差電圧検出手段11の出力信号は、パ
ルス幅変調手段動作範囲拡大手段12にも出力され、パル
ス幅変調手段動作範囲拡大手段12は動作し、一時的に直
流出力電圧を基準電圧まで上昇する。
において上記の電源喪失検出信号がNC装置に出力される
と同時に、第２の差電圧検出手段11の出力信号はスイッ
チング制御手段13に対しても出力される。しかし、スイ
ッチング制御手段13は、この時点では、第２の差電圧検
出手段11が１度動作したことを記憶はするが、何も出力
しない。この第２の差電圧検出手段11の出力信号は、パ
ルス幅変調手段動作範囲拡大手段12にも出力され、パル
ス幅変調手段動作範囲拡大手段12は動作し、一時的に直
流出力電圧を基準電圧まで上昇する。
しかし、この一時的に上昇した直流出力電圧は、入力
側キャパシタ１に蓄積されているエネルギーがある値以
下に減少した時点で、再度、下降を始め、２度目に検出
電圧値に達した時点（時刻t2）で、再度、第２の差動電
圧検出手段11は出力し、パルス幅変調手段動作範囲拡大
手段12もパルス幅変調手段９も動作するが、スイッチン
グ手段２の通電期間は既に許容最大値に達しているの
で、直流出力を増大して基準電圧に回復することはでき
ない。
側キャパシタ１に蓄積されているエネルギーがある値以
下に減少した時点で、再度、下降を始め、２度目に検出
電圧値に達した時点（時刻t2）で、再度、第２の差動電
圧検出手段11は出力し、パルス幅変調手段動作範囲拡大
手段12もパルス幅変調手段９も動作するが、スイッチン
グ手段２の通電期間は既に許容最大値に達しているの
で、直流出力を増大して基準電圧に回復することはでき
ない。
しかし、スイッチング制御手段13は、上記の第２の差
動電圧検出手段11の２度目の出力によって初めて出力
し、この出力に応答して第２のスイッチング手段16が動
作し、逆流防止用ダイオード14を短絡する。ところで、
第２のキャパシタ15は逆流防止用ダイオード14を介し
て、正常運転時に既に充電されているので、第２のスイ
ッチング手段16によって逆流防止用ダイオード14が短絡
されて、入力側のキャパシタ１と並列接続されると、入
力側のキャパシタ１の電圧も第２のキャパシタ15の電圧
まで回復し、直流出力電圧は再度上昇する（ｄ）。以後
の直流出力電圧は、パルス幅変調手段９の機能によって
基準電圧を維持する。そして、第２のキャパシタ15に蓄
積されているエネルギーが一定量以下になると、再度、
下降し、遂には許容下限値に達し、（時刻t3）、さらに
低下して、遂には零Ｖに達する。その結果、保持時間
は、図（ｄ）に（t3−t1）をもって示す長さに延長する
（ｄ）。
動電圧検出手段11の２度目の出力によって初めて出力
し、この出力に応答して第２のスイッチング手段16が動
作し、逆流防止用ダイオード14を短絡する。ところで、
第２のキャパシタ15は逆流防止用ダイオード14を介し
て、正常運転時に既に充電されているので、第２のスイ
ッチング手段16によって逆流防止用ダイオード14が短絡
されて、入力側のキャパシタ１と並列接続されると、入
力側のキャパシタ１の電圧も第２のキャパシタ15の電圧
まで回復し、直流出力電圧は再度上昇する（ｄ）。以後
の直流出力電圧は、パルス幅変調手段９の機能によって
基準電圧を維持する。そして、第２のキャパシタ15に蓄
積されているエネルギーが一定量以下になると、再度、
下降し、遂には許容下限値に達し、（時刻t3）、さらに
低下して、遂には零Ｖに達する。その結果、保持時間
は、図（ｄ）に（t3−t1）をもって示す長さに延長する
（ｄ）。
なお、スイッチング制御手段13を省略し、従って１回
目の検出電圧到達時点（時刻t1）において、第２のスイ
ッチング制御手段16を動作させ、キャパシタ15を入力側
のキャパシタ１に並列接続しても、上記の実施例の場合
と殆ど同一の保持時間を確保することが可能である。
目の検出電圧到達時点（時刻t1）において、第２のスイ
ッチング制御手段16を動作させ、キャパシタ15を入力側
のキャパシタ１に並列接続しても、上記の実施例の場合
と殆ど同一の保持時間を確保することが可能である。
本発明を工業化するに際し、標準化の見地から、第1b
図に示す構成も有効である。
図に示す構成も有効である。
第２例 本発明の第２の実施例に係るスイッチング電源装置 第1b図参照 特別に保持時間を延長する必要のない交流入力のスイ
ッチング電源をユニット標準系列化しておき、必要に応
じ、上記の標準系列化されたスイッチング電源ユニット
に保持時間延長回路ユニットを追加する構成である。
ッチング電源をユニット標準系列化しておき、必要に応
じ、上記の標準系列化されたスイッチング電源ユニット
に保持時間延長回路ユニットを追加する構成である。
図において、１〜９と11〜16と31、32とは上記の実施
例の場合と現実的には同一であるが、スイッチング電源
ユニットは、キャパシタ１、スイッチング手段２、変圧
器３、整流用ダイオード４、フライホイールダイオード
５、インダクタンス６、平滑用キャパシタ７、第１の差
電圧検出手段８、パルス幅変調手段９、第２の差電圧検
出手段11、パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12、整流
器17とをもって構成されている。本実施例はスイッチン
グ電源装置の標準系列化を目的とするものであるから、
整流器17も他の手段と同一のユニットに収容されている
ことが現実的である。そこで、基本的には、整流器17を
搭載しておくことゝし、以下に述べる保持時間延長回路
ユニットを同時に使用する場合は、破線をもって図示す
るように整流器17をバイパスしても、また、整流器17を
取り外して、他の用途に使用してもよい。また、第２の
差電圧検出手段11の出力端子22は、NC装置に電源喪失検
出信号を出力するために、NC装置と接続される他、保持
時間延長回路ユニットに設けられるスイッチング制御手
段13とも接続される。
例の場合と現実的には同一であるが、スイッチング電源
ユニットは、キャパシタ１、スイッチング手段２、変圧
器３、整流用ダイオード４、フライホイールダイオード
５、インダクタンス６、平滑用キャパシタ７、第１の差
電圧検出手段８、パルス幅変調手段９、第２の差電圧検
出手段11、パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12、整流
器17とをもって構成されている。本実施例はスイッチン
グ電源装置の標準系列化を目的とするものであるから、
整流器17も他の手段と同一のユニットに収容されている
ことが現実的である。そこで、基本的には、整流器17を
搭載しておくことゝし、以下に述べる保持時間延長回路
ユニットを同時に使用する場合は、破線をもって図示す
るように整流器17をバイパスしても、また、整流器17を
取り外して、他の用途に使用してもよい。また、第２の
差電圧検出手段11の出力端子22は、NC装置に電源喪失検
出信号を出力するために、NC装置と接続される他、保持
時間延長回路ユニットに設けられるスイッチング制御手
段13とも接続される。
保持時間延長回路ユニットはスイッチング制御手段1
3、逆流防止用ダイオード14、第２のキャパシタ15、第
２のスイッチング手段16、整流器18をもって構成されて
おり、端子23・24はスイッチング電源ユニットの入力端
子19・20と接続され、端子25はスイッチング電源ユニッ
トに設けられる第２の差電圧検出手段11の出力端子22と
接続される。
3、逆流防止用ダイオード14、第２のキャパシタ15、第
２のスイッチング手段16、整流器18をもって構成されて
おり、端子23・24はスイッチング電源ユニットの入力端
子19・20と接続され、端子25はスイッチング電源ユニッ
トに設けられる第２の差電圧検出手段11の出力端子22と
接続される。
なお、この保持時間延長回路ユニットに整流器18が設
けられている理由は上記と同様、標準系列化の目的を達
成するためであるから、保持時間延長回路ユニットの入
力電源が直流電源である場合は、上記と同様、破線をも
って図示するように、整流器18をバイパスしても、ま
た、整流器18を取り外して、他の用途に使用してもよ
い。
けられている理由は上記と同様、標準系列化の目的を達
成するためであるから、保持時間延長回路ユニットの入
力電源が直流電源である場合は、上記と同様、破線をも
って図示するように、整流器18をバイパスしても、ま
た、整流器18を取り外して、他の用途に使用してもよ
い。
なお、上記のスイッチング電源ユニットは、実質的に
従来技術に係るスイッチング電源装置と同一であるの
で、保持時間延長回路ユニットのみを単独の商品として
取り扱うことも産業上極めて有効である。
従来技術に係るスイッチング電源装置と同一であるの
で、保持時間延長回路ユニットのみを単独の商品として
取り扱うことも産業上極めて有効である。
第３例 本発明の実施例に係る保持時間延長用のスイッチング電
源装置用アダプタ 第1b図再参照 この保持時間延長用のスイッチング電源装置用アダプ
タは、実質上、上記第２例の保持時間延長回路ユニット
と全く同一である。そして、上記第２例のスイッチング
電源ユニットに付属して使用される。よって、その構成
や動作の説明は省略するが、この第２例の保持時間延長
回路ユニットを保持時間延長用スイッチング電源装置用
アダプタとして、独立に商品化することはできる。
源装置用アダプタ 第1b図再参照 この保持時間延長用のスイッチング電源装置用アダプ
タは、実質上、上記第２例の保持時間延長回路ユニット
と全く同一である。そして、上記第２例のスイッチング
電源ユニットに付属して使用される。よって、その構成
や動作の説明は省略するが、この第２例の保持時間延長
回路ユニットを保持時間延長用スイッチング電源装置用
アダプタとして、独立に商品化することはできる。
以下説明せるとおり、本発明に係るスイッチング電源
は、 イ．電源喪失の検出は直流出力側において行い、 ロ．入力側のキャパシタ１の容量は、通常の運転に必要
な最少量に限定して設定しておき、 ハ．入力側のキャパシタ１に並列にかなり大容量の第２
のキャパシタ15を設けて常時充電しておき、 ニ、このかなり大容量の第２のキャパシタ15には直列に
逆流防止用ダイオードを接続して、常時は放電を禁止し
ておき、 ホ、第２の差電圧検出手段11が短時間に２回動作したと
き（パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12が動作して通
電期間が通常時よりさらに拡大されている状態におい
て、第２の差電圧検出手段11が動作したとき）上記の逆
流防止用ダイオード14を短絡するスイッチング手段16を
動作させて上記の第２のキャパシタ15を第１のキャパシ
タ１と並列に接続して、 ヘ、この時点（NC装置には既に電源喪失検出信号が入力
されて、NC装置は装置停止準備動作を開始してしまって
ある時点）から開始して第２のキャパシタ15がスイッチ
ング電源装置のエネルギー源として利用されるようにし
てある。
は、 イ．電源喪失の検出は直流出力側において行い、 ロ．入力側のキャパシタ１の容量は、通常の運転に必要
な最少量に限定して設定しておき、 ハ．入力側のキャパシタ１に並列にかなり大容量の第２
のキャパシタ15を設けて常時充電しておき、 ニ、このかなり大容量の第２のキャパシタ15には直列に
逆流防止用ダイオードを接続して、常時は放電を禁止し
ておき、 ホ、第２の差電圧検出手段11が短時間に２回動作したと
き（パルス幅変調手段動作範囲拡大手段12が動作して通
電期間が通常時よりさらに拡大されている状態におい
て、第２の差電圧検出手段11が動作したとき）上記の逆
流防止用ダイオード14を短絡するスイッチング手段16を
動作させて上記の第２のキャパシタ15を第１のキャパシ
タ１と並列に接続して、 ヘ、この時点（NC装置には既に電源喪失検出信号が入力
されて、NC装置は装置停止準備動作を開始してしまって
ある時点）から開始して第２のキャパシタ15がスイッチ
ング電源装置のエネルギー源として利用されるようにし
てある。
その結果、下記に列記する効果を有する。
イ．入力電源が交流の場合、その瞬断や入力電圧の波形
歪の悪影響を受けることがなく、 ロ．装置の簡素化・縮小化等の効果に加えて経済的効果
を大きくしうるほか、電源喪失検出時間を短くすること
ができ、 ハ．第１のキャパシタ１の静電容量を十分活用するとゝ
もに、上記の検出時間終了後（NC装置が装置停止準備動
作を開始してしまった後）十分長い保持時間を確保しう
る。
歪の悪影響を受けることがなく、 ロ．装置の簡素化・縮小化等の効果に加えて経済的効果
を大きくしうるほか、電源喪失検出時間を短くすること
ができ、 ハ．第１のキャパシタ１の静電容量を十分活用するとゝ
もに、上記の検出時間終了後（NC装置が装置停止準備動
作を開始してしまった後）十分長い保持時間を確保しう
る。
以上の効果が相乗的に作用して、NC装置等の誤動作及
びそれに起因するNC工作機械等の破損を回避することが
可能となり、NC工作機械装置等の信頼度を向上すると云
う顕著な効果が認められる。
びそれに起因するNC工作機械等の破損を回避することが
可能となり、NC工作機械装置等の信頼度を向上すると云
う顕著な効果が認められる。
第1a図は、本発明の一実施例に係るスイッチング電源装
置の回路構成図である。 第1b図は、本発明の第２実施例に係るスイッチング電源
装置と、本発明の実施例に係る保持時間延長用のスイッ
チング電源装置用アダプタとの回路構成図である。 第２図は、本発明の第１実施例に係るスイッチング電源
装置の入力電源喪失時の各部の波形図である。 第３図は、従来技術に係る第１の手法に係るスイッチン
グ電源装置の構成図である。 第４図は、従来技術に係る第１の手法に係るスイッチン
グ電源装置の入力電源喪失時の各部の波形図である。 第５図は、従来技術に係る第２の手法に係るスイッチン
グ電源装置の構成図である。 第６図は、従来技術に係る第２の手法に係るスイッチン
グ電源装置の入力電源喪失時の各部の波形図である。 １……キャパシタ、 ２……スイッチング手段、 ３……変圧器、 ４……整流用ダイオード、 ５……フライホイールダイオード、 ６……インダクタンス、 ７……平滑用キャパシタ、 ８……第１の差電圧検出手段、 ９……パルス幅変調手段、 10……電源喪失検出手段、 11……第２の差電圧検出手段（請求項（３）においては
「差電圧検出手段」）、 12……パルス幅変調手段動作範囲拡大手段、 13……スイッチング制御手段、 14……逆流防止用ダイオード、 15……第２のキャパシタ（請求項（３）においては「キ
ャパシタ」）、 16……第２のスイッチング手段、 17……整流器、 18……整流器、 19、20……入力端子、 22……出力端子、 23、24……端子、 25……端子、 31……１次巻線、 32……２次巻線、 40……整流器。
置の回路構成図である。 第1b図は、本発明の第２実施例に係るスイッチング電源
装置と、本発明の実施例に係る保持時間延長用のスイッ
チング電源装置用アダプタとの回路構成図である。 第２図は、本発明の第１実施例に係るスイッチング電源
装置の入力電源喪失時の各部の波形図である。 第３図は、従来技術に係る第１の手法に係るスイッチン
グ電源装置の構成図である。 第４図は、従来技術に係る第１の手法に係るスイッチン
グ電源装置の入力電源喪失時の各部の波形図である。 第５図は、従来技術に係る第２の手法に係るスイッチン
グ電源装置の構成図である。 第６図は、従来技術に係る第２の手法に係るスイッチン
グ電源装置の入力電源喪失時の各部の波形図である。 １……キャパシタ、 ２……スイッチング手段、 ３……変圧器、 ４……整流用ダイオード、 ５……フライホイールダイオード、 ６……インダクタンス、 ７……平滑用キャパシタ、 ８……第１の差電圧検出手段、 ９……パルス幅変調手段、 10……電源喪失検出手段、 11……第２の差電圧検出手段（請求項（３）においては
「差電圧検出手段」）、 12……パルス幅変調手段動作範囲拡大手段、 13……スイッチング制御手段、 14……逆流防止用ダイオード、 15……第２のキャパシタ（請求項（３）においては「キ
ャパシタ」）、 16……第２のスイッチング手段、 17……整流器、 18……整流器、 19、20……入力端子、 22……出力端子、 23、24……端子、 25……端子、 31……１次巻線、 32……２次巻線、 40……整流器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 章博 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内
Claims (3)
- 【請求項１】直流電源に並列に接続されるキャパシタ
（１）と、 該キャパシタ（１）に、スイッチング手段（２）を介し
て、１次巻線（31）が並列に接続され、２次巻線（32）
の１端には整流用ダイオード（４）とインダクタンス
（６）とが直列に接続されてなる変圧器（３）と、 前記整流用ダイオード（４）と前記変圧器（３）の前記
２次巻線（32）の他端との間に設けられるフライホイー
ルダイオード（５）と、 前記インダクタンス（６）の出力電圧と基準電圧との差
電圧を検出する第１の差電圧検出手段（８）と、 該第１の差電圧検出手段（８）の動作に応答して、前記
スイッチング手段（２）のデューティ比を制御するパル
ス幅変調手段（９）と、 前記インダクタンス（６）の出力電圧と、前記基準電圧
より低く設定される検出電圧との差電圧を検出する第２
の差電圧検出手段（11）と、 該第２の差電圧検出手段（11）の動作に応答して、前記
パルス幅変調手段（９）の動作範囲を拡大するパルス幅
変調手段動作範囲拡大手段（12）と が設けられてなるスイッチング電源装置において、 前記直流電源に対して順方向に接続される逆流防止用ダ
イオード（14）を介して前記キャパシタ（１）に並列に
接続される第２のキャパシタ（15）と、 前記逆流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイ
ッチング手段（16）と、 前記第２の差電圧検出手段（11）が短時間に２回続けて
動作した時、前記逆流防止用ダイオード（14）を短絡す
る第２のスイッチング手段（16）を閉路するスイッチン
グ制御手段（13）とを有する ことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項２】直流電源に並列に接続されるキャパシタ
（１）と、 該キャパシタ（１）に、スイッチング手段（２）を介し
て、１次巻線（31）が並列に接続され、２次巻線（32）
の１端には整流用ダイオード（４）とインダクタンス
（６）とが直列に接続されてなる変圧器（３）と、 前記整流用ダイオード（４）と前記変圧器（３）の前記
２次巻線（32）の他端との間に設けられるフライホイー
ルダイオード（５）と、 前記インダクタンス（６）の出力電圧と基準電圧との差
電圧を検出する第１の差電圧検出手段（８）と、 該第１の差電圧検出手段（８）の動作に応答して、前記
スイッチング手段（２）のデューティ比を制御するパル
ス幅変調手段（９）と、 前記インダクタンス（６）の出力電圧と、前記基準電圧
より低く設定される検出電圧との差電圧を検出する第２
の差電圧検出手段（11）と、 該第２の差電圧検出手段（11）の動作に応答して、前記
パルス幅変調手段（９）の動作範囲を拡大するパルス幅
変調手段動作範囲拡大手段（12）と を有するスイッチング電源ユニットと、 直流電源に対して順方向に接続される第２の逆流防止用
ダイオード（14）を介して前記直流電源に並列に接続さ
れる第２のキャパシタ（15）と、 前記逆流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイ
ッチング手段（16）と、 前記スイッチング電源ユニットの第２の差電圧検出手段
（11）が短時間に２回続けて動作した時、前記第２の逆
流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイッチン
グ手段（16）を閉路するスイッチング制御手段（13）と を有する 保持時間延長回路ユニットと を有することを特徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項３】キャパシタ（１）と、 該キャパシタ（１）に、スイッチング手段（２）を介し
て、１次巻線（31）が並列に接続され、２次巻線（32）
の１端には整流用ダイオード（４）とインダクタンス
（６）とが直列に接続されてなる変圧器（３）と、 前記整流用ダイオード（４）と前記変圧器（３）の前記
２次巻線（32）の他端との間に設けられるフライホイー
ルダイオード（５）と、 前記インダクタンス（６）の出力電圧と基準電圧との差
電圧を検出する第１の差電圧検出手段（８）と、 該第１の差電圧検出手段（８）の動作に応答して、前記
スイッチング手段（２）のデューティ比を制御するパル
ス幅変調手段（９）と、 前記インダクタンス（６）の出力電圧と、前記基準電圧
より低く設定される検出電圧との差電圧を検出する第２
の差電圧検出手段（11）と、 該第２の差電圧検出手段（11）の動作に応答して、前記
パルス幅変調手段（９）の動作範囲を拡大するパルス幅
変調手段動作範囲拡大手段（12）と を有するスイッチング電源ユニットの前記キャパシタ
（１）の入力側に接続されて、前記スイッチング電源ユ
ニットの出力継続期間を延長する保持時間延長用のスイ
ッチング電源装置用アダプタにおいて、 該保持時間延長用のスイッチング電源装置用アダプタ
は、 直流電源に対して順方向に接続される第２の逆流防止用
ダイオード（14）を介して前記直流電源に並列に接続さ
れる第２のキャパシタ（15）と、 前記逆流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイ
ッチング手段（16）と、 前記スイッチング電源ユニットの第２の差電圧検出手段
（11）が短時間に２回続けて動作した時、前記第２の逆
流防止用ダイオード（14）を短絡する第２のスイッチン
グ手段（16）を閉路するスイッチング制御手段（13）と を有することを特徴とする保持時間延長用のスイッチン
グ電源装置用アダプタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155880A JP2725057B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | スイッチング電源装置及びスイッチング電源装置用アダプタ |
| EP19900909379 EP0434843A4 (en) | 1989-06-20 | 1990-06-19 | Switching power source device and adapter for the switching power source device |
| US07/651,369 US5170070A (en) | 1989-06-20 | 1990-06-19 | Switching power supply and adapter for switching power supply |
| PCT/JP1990/000796 WO1990016106A1 (en) | 1989-06-20 | 1990-06-19 | Switching power source device and adapter for the switching power source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155880A JP2725057B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | スイッチング電源装置及びスイッチング電源装置用アダプタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322820A JPH0322820A (ja) | 1991-01-31 |
| JP2725057B2 true JP2725057B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=15615527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1155880A Expired - Lifetime JP2725057B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | スイッチング電源装置及びスイッチング電源装置用アダプタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5170070A (ja) |
| EP (1) | EP0434843A4 (ja) |
| JP (1) | JP2725057B2 (ja) |
| WO (1) | WO1990016106A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5258901A (en) * | 1992-03-25 | 1993-11-02 | At&T Bell Laboratories | Holdover circuit for AC-to-DC converters |
| AT401209B (de) * | 1992-04-23 | 1996-07-25 | Siemens Ag Oesterreich | Sperrwandler |
| DE4323940C2 (de) * | 1993-07-16 | 1996-07-11 | Siemens Nixdorf Inf Syst | Gleichspannungsversorgungssystem mit mindestens einem getakteten Gleichspannungs-Netzgerät |
| US6011323A (en) * | 1997-09-30 | 2000-01-04 | International Business Machines Corporation | Apparatus, method and article of manufacture providing for auxiliary battery conservation in adapters |
| US11626789B2 (en) * | 2020-12-15 | 2023-04-11 | Landis+Gyr Innovations, Inc. | Electricity meter primary energy holdup management |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5572223A (en) * | 1978-11-27 | 1980-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power circuit |
| US4434395A (en) * | 1981-02-25 | 1984-02-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell power supply circuit |
| JPS5949235U (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-02 | 株式会社東芝 | 電源回路 |
| US4516214A (en) * | 1982-11-12 | 1985-05-07 | At&T Bell Laboratories | Power failure alarm circuit permitting orderly shutdown of microprocessor load |
| JPS59148560A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-25 | Hitachi Ltd | 電圧低下予知回路 |
| US4531214A (en) * | 1983-05-24 | 1985-07-23 | United Technologies Corporation | Power loss analyzer circuit |
| JPS61173322A (ja) * | 1985-01-12 | 1986-08-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 出力調整装置 |
| US4825350A (en) * | 1988-07-21 | 1989-04-25 | General Electric Company | Method and apparatus for detecting a reduction in the input voltage to a power supply |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1155880A patent/JP2725057B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-06-19 EP EP19900909379 patent/EP0434843A4/en not_active Withdrawn
- 1990-06-19 WO PCT/JP1990/000796 patent/WO1990016106A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1990-06-19 US US07/651,369 patent/US5170070A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5170070A (en) | 1992-12-08 |
| WO1990016106A1 (en) | 1990-12-27 |
| JPH0322820A (ja) | 1991-01-31 |
| EP0434843A1 (en) | 1991-07-03 |
| EP0434843A4 (en) | 1993-04-07 |
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