JP2891721B2 - 無停電電源装置のバックアップ回路 - Google Patents
無停電電源装置のバックアップ回路Info
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Description
瞬断若しくは入力電圧の瞬低の際に一定値をこえる出力
電圧を少なくとも一定時間に亙って保持することができ
る無停電電源装置用バックアップ回路に関するものであ
る。
出力電圧を少なくとも一定時間に亙って一定値以上に保
持するための手段として例えば第8図に示すようなバッ
クアップ回路100が提案され開発されている。
する整流ブリッジ回路102と、この整流ブリッジ回路102
を介して電源101からの電荷を蓄えるコンデンサ103とを
有しており、例えば商用交流電源101が瞬断すると、コ
ンデンサ103側からDC/DCコンバータ104に向け一時的に
電圧が印加される。
力インピーダンス105の抵抗値をR,コンデンサ103の容量
値をC,商用電源101の正常時のDCに変換された入力電圧
をV1,DC/DCコンバータ104へ印加し制御するときの許容
最低入力電圧をV2とすると、入力電圧の瞬断若しくは入
力電圧の瞬低の際にそのコンデンサからDC/DCコンバー
タへ印加される電圧の保証時間tは、次式、即ち t=−CRln〔V2/V1〕 で一義的に決定されており、ほぼ入力コンデンサの容量
値Cに比例していることがわかる。
をできるだけ長く確保しようとすると、その容量値Cを
大きくすればよいのであるが、その容量値Cは電源ユニ
ットの大きさ及び力率とも関係しているため、無制限に
大きくすることはできない。そこで、DC/DCコンバータ
の制御可能な許容下限入力電圧V2を極力低く設定して保
証時間の延長を図ることも考えられるが、このような場
合にはトランスの利用率が悪くなり、これも限界があ
る。
瞬断若しくは入力電圧の瞬低の際に、長時間に亙り出力
電圧の降下を極力防止することができるとともにトラン
スの利用率の悪化を防止することができる小型化に好適
な無停電電源装置のバックアップ回路を提供することを
目的とするものである。
入力側との間に設けられ、前記入力電圧の瞬断若しくは
瞬低に際して出力電圧を少なくとも一定時間一定値以上
に保持する無停電電源装置のバックアップ回路であっ
て、前記入力電源間に接続された第1コンデンサと、前
記入力電源に対しダイオードを介して第1コンデンサと
並列に接続された第2コンデンサと、前記ダイオード及
び第2コンデンサの接続点と入力電源の入力端子との間
に接続された第3コンデンサと、前記第1コンデンサに
対し第2コンデンサと直列に接続され、入力電圧の瞬断
若しくは瞬低の際に第3コンデンサ間の電圧が一定値ま
で低下すると動作して第2コンデンサと入力電源の入力
端子との間を開く第1スイッチング素子と、前記第1コ
ンデンサの正極と第2コンデンサの負極との間に抵抗を
介して接続され、第1スイッチがオンして開くと動作し
て第1,第2コンデンサ間を閉じる第2スイッチング素子
とを備えたものである。
力電圧が瞬断若しくは一定値以下に瞬低すると、蓄電さ
れている第1〜第3コンデンサから所定の電子機器へ電
力が供給されるが、これらのコンデンサからの出力電圧
が低下して一定値に達すると、第1スイッチング素子が
動作して第2コンデンサと入力電源との間が開路し、さ
らに第2スイッチング素子が動作して第1,第2コンデン
サ間が閉路する。このようにして第1,第2コンデンサが
直列に回路を形成すると共に、これら第1,第2コンデン
サがDC/DCコンバータの内部インピーダンスに対して第
3コンデンサと並列回路を形成し、直列接続された第1,
第2コンデンサの倍増されたコンデンサ電圧がDC/DCコ
ンバータへ印加されて保証時間が大幅に増大する。
がら説明する。
プ回路を示すものであり、このバックアップ回路は、整
流部1と、第1コンデンサ2と、第2コンデンサ3と、
第3コンデンサ4と、ダイオード5と、第1スイッチン
グ素子6と、抵抗7と、第2スイッチング素子8とから
構成されている。
電源,10はDC/DCコンバータ11側の内部インピーダンスを
示すものである。また、この実施例では交流電源を使用
しているが直流電源を用い整流部を除いた構成としても
よい。
交流電源を整流させるためのものであり、4個のダイオ
ードをブリッジ形に接続したブリッジ形全波整流回路が
使用されている。
接続されており、静電容量C1のものが使用されている。
においてダイオード5を介して第1コンデンサ2と並列
接続されており、静電容量C2のものが使用されている。
2コンデンサ3との接続点Aと、整流部1の入力端子1b
との間に接続されており、静電容量C3のものが使用され
ている。
経過後の第4動作後に放電ループが形成されて第1,第2
コンデンサ2,3がそのループ回路側で放電されるのを防
止するためのものであり、整流部1の出力端子1a側の第
1コンデンサ2との接続点Bと第2コンデンサ3の正極
側との間に設けられている。
側の第2スイッチング素子8との接続点Cと、第1コン
デンサ2の負極側の整流部1入力端子1bとの接続点Dと
の間において設けられており、この実施例ではFET(電
界効果型トランジスタ)が使用されている。そして、こ
の第1スイッチング素子6は、平常時には接続点CD間を
閉路していると共に、後に説明する第3動作時にそこを
開路するようになっており、図示外の公知の制御回路
(以下これを第1制御部とよぶ)から出力される制御信
号によって制御されている。
ング素子8のオン動作によってDC/DCコンバータ11に過
大な入力電圧が印加されて電気的にそのDC/DCコンバー
タ11が破壊されるのを防止するためのものであり、接続
点CとEとの間に第2スイッチング素子8と直列に接続
されている。そして、この抵抗7には、抵抗値R1のもの
が使用されており、第1〜第3コンデンサ2,3,4及び負
荷抵抗10とによる時定数によってそのDC/DCコンバータ
に入力する電圧を一定値以下に制御するようになってい
る。
と第2コンデンサ3の負極との間に抵抗7を介して設け
られており、この実施例では第1スイッチング素子6と
同様のFET(電界効果型トランジスタ)が使用されてい
る。そして、この第2スイッチング素子8は、平常時に
は、第1コンデンサ2の正極側及び第2コンデンサ3の
負極側との間ECを開路しているとともに後に説明する第
1スイッチング素子6のオン動作後の第4動作時にはそ
こを閉路するように図示外の公知の制御回路(以下これ
を第2制御部とよぶ)から出力される制御信号によって
制御されている。なお、この第1,第2スイッチング素子
としては特にFETに限定されるものではなく、SCRやトラ
イアック等であってもよい。
るときは、第1スイッチング素子6がオン状態、第2ス
イッチング素子8がオフ状態となっており、第2図に示
すような回路が形成されている。これによって、第1〜
第3コンデンサ2〜4には夫々第1電圧V1まで電荷が充
電される。
すると、第1〜第3コンデンサ2〜4はDC/DCコンバー
タ11の内部インピーダンス10に向けて放電を開始する。
時) このようにして、第1〜第3コンデンサ2〜4が放電
を開始したのち一定時間t1経過すると、つまり徐々にコ
ンデンサ電圧が低下して一定の電圧、第2電圧V2近傍ま
で電圧が低下すると、第1制御部から制御信号が出力さ
れて第1スイッチング素子6がオフ動作し、第3図に示
すように第2コンデンサ3と電源9との間の回路が開
く。
(第4動作時) 第2コンデンサ3の回路が開いたのち所定時間(Δ
t)経過すると、さらに第1,第3コンデンサ2,4のコン
デンサ電圧が低下して第2電圧V2の極く近傍に達する
と、第2制御部から制御信号が出力されて第2スイッチ
ング素子8がオン動作し、第4図に示す回路が形成され
る。即ち、第1,第2コンデンサ2,3が直列に接続され、D
C/DCコンバータ11の内部インピーダンス10に対して第1,
第2コンデンサ2,3の各コンデンサ電圧の合算値に近い
状態まで上昇したものが出力される。
の値は、第4図に示す回路と等価回路である第5図にお
いて、次式により、 e2=K{Aω1e−ω1t+Bω2e−ω2t} 求められる。但し、ここでC1=C2=2Cとする。
・(C3+2C)/C3CR1}, B=1−A, ところで、一般的にAとBの符号が異なることから、
上式における各項についてグラフで示すと、第6図のよ
うに一点鎖線及び2点鎖線で示す状態となり、従ってこ
れらを重ね合わせると、実線で示すような状態となるこ
とがわかる。即ち、第1,第2コンデンサ2,3を互いに直
列に接続させたとき、これらのコンデンサにより合算さ
れたコンデンサ電圧、つまり出力電圧は、第7図に示す
ように第2電圧V2よりも上昇していき所定時間後にピー
ク値に達すると、その後降下している。なお、これによ
って所定の第2電圧V2を保持することができる時間t
1は、 で決定されるため、従来の保持時間である よりも最大 だけ保持時間が延長し、その分入力コンデンサ電圧が有
効活用できる。ただし、ここで保持時間を決定する上式
における第2項については、第3コンデンサ4の効果と
抵抗7の抵抗値R1を無視できる程小さいものとして求め
てある。なお、この第2項については、従来の回路で放
電し電圧が第2電圧V2に達し、第1,第2コンデンサ2,3
を直列に組み替えた後の効果で有り、その直後の電圧は
最大2V2に達するため増加時間Δtは最大 によって導出される。
装置のバックアップ回路によれば、入力電圧の瞬低若し
くは瞬断が発生すると、DC/DCコンバータの内部に設け
た負荷抵抗と並列に接続されている第1〜第3コンデン
サからの放電作用によって出力電圧が与えられると共
に、これら第1〜第3コンデンサの出力電圧が低下して
一定値になると、第1,第2スイッチング素子が作動して
第1,第2コンデンサが直列に接続された状態となってDC
/DCコンバータにその第1,第2コンデンサ電圧を合算し
た値の近傍まで出力電圧が上昇するため、保証時間が大
幅に伸び、信頼度が大幅に向上する。
図、第2図はこの発明に係る第1動作時におけるバック
アップ回路を示す回路図、第3図はこの発明に係る第3
動作時におけるバックアップ回路を示す回路図、第4図
はこの発明に係る第4動作時におけるバックアップ回路
を示す回路図、第5図は第4図の等価回路を示す回路
図、第6図は第4動作における出力電圧のグラフ、第7
図は本発明におけるバックアップ回路による瞬断・瞬低
の際の出力電圧の出力波形を示すグラフ、第8図は従来
のバックアップ回路を示す回路図である。 9…入力電源、11…DC/DCコンバータ、2…第1コンデ
ンサ、3…第2コンデンサ、4…第3コンデンサ、5…
ダイオード、6…第1スイッチング素子、8…第2スイ
ッチング素子。
Claims (1)
- 【請求項1】入力電源側とDC/DCコンバータ又はAC/DCコ
ンバータの入力側との間に設けられ、前記入力電圧の瞬
断若しくは瞬低に際して出力電圧を少なくとも一定時間
一定値以上に保持する無停電電源装置のバックアップ回
路であって、 前記入力電源間に接続された第1コンデンサと、 前記入力電源に対しダイオードを介して第1コンデンサ
と並列に接続された第2コンデンサと、 前記ダイオード及び第2コンデンサの接続点と入力電源
の入力端子との間に接続された第3コンデンサと、 前記第1コンデンサに対し第2コンデンサと直列に接続
され、入力電圧の瞬断若しくは瞬低の際に第3コンデン
サ間の電圧が一定値まで低下すると動作して第2コンデ
ンサと入力電源の入力端子との間を開く第1スイッチン
グ素子と、 前記第1コンデンサの正極と第2コンデンサの負極との
間に抵抗を介して接続され、第1スイッチがオンして開
くと動作して第1,第2コンデンサ間を閉じる第2スイッ
チング素子と を備えたことを特徴とする無停電電源装置用バックアッ
プ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1246147A JP2891721B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | 無停電電源装置のバックアップ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1246147A JP2891721B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | 無停電電源装置のバックアップ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03112328A JPH03112328A (ja) | 1991-05-13 |
JP2891721B2 true JP2891721B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=17144186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1246147A Expired - Lifetime JP2891721B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | 無停電電源装置のバックアップ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2891721B2 (ja) |
-
1989
- 1989-09-21 JP JP1246147A patent/JP2891721B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03112328A (ja) | 1991-05-13 |
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