JP3457364B2 - Power supply with backup function - Google Patents

Power supply with backup function

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JP3457364B2
JP3457364B2 JP25550193A JP25550193A JP3457364B2 JP 3457364 B2 JP3457364 B2 JP 3457364B2 JP 25550193 A JP25550193 A JP 25550193A JP 25550193 A JP25550193 A JP 25550193A JP 3457364 B2 JP3457364 B2 JP 3457364B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、電子機器用電源装置に
関し、特にバッテリーを装置内に内蔵するものであっ
て、外部からの通常の電力供給が停止した場合、いわゆ
る停電時においても、内蔵バッテリーから機器に必要な
電力を供給することで、処理を継続して行うことを可能
にする電子機器用電源装置に係るものである。 【0002】 【従来の技術】一般にコンピュータを有する電子機器で
は、外部から供給される電力がある限度以下になった場
合、あるいはその供給が停止した場合には、内部装置の
正常な処理動作に必要な電力を得ることができずに、各
部の処理作業の停止や、異常な処理動作による誤計算あ
るいは、異常なデータの書き込み等の問題が発生する。 【0003】このような問題を回避するために、電源と
コンピュータ装置との間に接続される無停電電源装置や
コンピュータ装置内部等に有する、非常用のバッテリー
から電力を供給することによって、停電時においても処
理作業の継続を可能にしたり、あるいは処理作業を一時
中断し、データの待避を行う等の一連の処理からなる異
常停止処理に必要な電力を各部に供給することが通常行
われている。 【0004】例えばリモート電源制御機能を備えたコン
ピュータ装置では、待機時つまり本来の処理業務を行う
ための電源投入前でも電源制御論理部、システム制御の
論理部等の一部の回路は常に動作状態となるように電力
が供給されている。このため電源供給部においても待機
時用の電力と、本来の動作時において電力を供給するた
めの2系統の電力供給路を持つ図18に示すような構成
になっている。 【0005】この図に示すように、外部から供給される
交流電源は、通常の動作時における直流安定直流安定化
電源部1A、1Fに加えられる。直流安定化電源部1A
の出力Bはダイオード2を通してDC/DC変換部1
B、1C、1Dに供給する。また出力B端子にはバッテ
リー4が、ダイオード3を通して接続される。電源1F
の出力はダイオード5を通してDC/DC変換部1Eに
供給する。また出力Aの端子にはダイオード6を通しバ
ッテリー7が接続される。これらのバッテリー4及び7
には、その充電用として充電器1G及び充電器1Hが接
続されている。 【0006】そして直流安定化電源部1A、1F及び充
電器1G、1Hの入力は交流電源1に接続されている。
また、DC/DC変換部1B、1C、1D、1Eの各々
の出力は出力2、出力3、出力4、出力1として電源装
置の外部である論理部8に供給されるものである。 【0007】次に、この構成におけるタイムチャート
を、図19に示す。時刻t0に、交流電源1に接続され
ると、直流安定化電源部1Fが動作を開始し、出力Aの
電圧が立ち上がってDC/DC変換部1Eから出力1を
供給する。また2ヶの充電器1G、1Hも動作し、それ
ぞれバッテリー4、6に充電電流を供給しはじめる。 【0008】時刻t1おいて、論理部8に電子機器の起
動を意味するオン信号が発信されると、その信号により
直流電源1Aが動作を開始し、出力電圧Bが立ち上が
り、DC/DC変換部1B、1C、1Dが動作し出力
2、出力3、出力4が立ち上がる。 【0009】この状態において、時刻t2に交流電源が
低下(停電)すると、直流電源1A、1Fの出力である
出力B、出力Aの電圧も低下する。同時に、バッテリー
4、7から電流が各DC/DC変換部に対して流れるた
め、各DC/DC変換部1B、1C、1D、1Eは動作
を継続し、出力1、出力2、出力3、出力4は低下する
ことなく、一定の出力を論理部に供給し続けることが可
能になる。 【0010】時刻t3に交流電源が復帰(復電)する
と、出力A及び出力Bも最初の起動時と同様の波形を描
きながら立ち上がり、バッテリー4、7からの出力と切
り替わる。 【0011】また図20は、図18の直流安定化電源部
1Aとその周辺部を詳細に示す一般的な直流安定化電源
部の回路構成である。この回路は、一般にダブルスイッ
チフォワード方式のスイッチング電源と称される変換方
式である。 【0012】図中において整流回路51は、交流電源1
をコンデンサ52にて濾波し定常時、交流分を数V含ん
だ直流電圧に変換し、この電圧を、MOS−FET5
3、高周波変圧器55の1次卷き線、MOS−FET5
4を直列に接続した回路に印加するようになっている。 【0013】そして高周波変圧器55の1次卷線の各端
子よりコンデンサ52の遠い電位の各端子にダイオード
57、56を接続されており、また高周波変圧器55の
2次卷線をダイオード58、コンデンサ61、リアクト
ル60を直列に接続する。 【0014】そしてダイオード59のカソード側をダイ
オード58のカソード端子に、ダイオード58のアノー
ド端子を高周波変圧器55の2次卷線の卷き終わり端子
に接続する構成になっている。 【0015】また、ここで示す比較増幅器69、基準電
圧70、電圧−パルス幅変換回路68から構成される電
源制御部5Bは1つのモノリシックIC(例えば富士通
社製の「MB3759」等)として市販されるものであ
る。 【0016】コンデンサ61の端子間に接続した抵抗7
4、75の中点を比較増幅器69の(+)端子に、基準
電圧70の出力より0Vの間に抵抗72、73を接続
し、この中点を比較増幅器69の(−)端子に接続、比
較増幅器69の(−)入力端子と同比較増幅器69の出
力端子間に抵抗71を接続する。電圧−パルス幅変換回
路68の出力をNPNトランジスタ66とPNPトラン
ジスタ67のそれぞれのベースとエミッタを接続してな
るパルス増幅回路のベース端子に接続する。エミッタ端
子は、コンデンサ63を通してパルス変圧器62の1次
卷線に接続する。そしてこれらの電源制御部、パルス増
幅回路を動作させるために必要な電圧をバイアス用電源
76より各回路に供給する。パルス変圧器62の2ヶの
2次卷線はそれぞれ抵抗65、64を通してMOS−F
ET53、54のゲート端子に接続される。 【0017】このような回路構成からなるAC/DC変
換部5Aは、停電時にバックアップ用として使用する回
路ブロック、すなわち、コンデンサ52の端子間電圧を
入力信号をa、bから検出する停電検出回路5C、その
停電検出回路5Cからの出力信号c、dよってバッテリ
ー切り替え制御を行う切替回路5Eと接続されている。 【0018】また立上り制御回路5Dにおいてオン信号
が受信されると、制御信号gを電源制御部5Bに送信し
電源が立ち上がるように構成されている。 【0019】そしてAC/DC変換部5Aの出力側に
は、切替回路5Eがダイオード77を通して接続され、
DC/DC変換部79と接続されている。またAC/D
C変換部の(+)端子には、切り替え時の電圧低下を軽
減する目的のコンデンサ78がある。 【0020】このようなAC/DC変換部の動作は、ス
イッチング電源の諸解説本例えば、長谷川彰著の「スイ
ッチングレギュレータ設計ノウハウ」に詳述されている
ので省略する。 【0021】また図21は停電検出回路5Cを詳細に説
明するものである。 【0022】図中において端子a、bの両端には、抵抗
101、102が直列に接続され、抵抗107、フォト
カプラーの発光ダイオード側108、定電圧制御素子1
09もまた直列に接続される。この定電圧制御素子10
9のゲート端子は、前述の抵抗101、102の接続点
に接続する。 【0023】この回路構成において、入力交流電源が低
下(停電)すると図22に示すタイムチャートで各部が
動作する。 【0024】時刻t1にて停電が発生すると、a−b間
の電圧V1が負荷電流と入力部のコンデンサ容量で決定
される関数で低下してくる。同様に、抵抗にて分圧され
た電圧V2も同一比率で低下する。電圧V2は定電圧制
御素子109のゲート端子と同一である。例えば定電圧
制御素子として良く知られたTI社の3端子型シャント
レギュレータ「TL431」を使用すれば、ゲート電圧
は、約2.5Vをスレッショルド電圧として、アノー
ド、カソード間が導通/遮断と遷移する機能がある。
電圧V1がV1aまで低下する(このときV2は約2.
5V)と、V2に重畳する交流分により定電圧制御素子
109が短時間ではあるが導通/遮断を繰り返す。 【0025】つぎに時刻t2に入力電源が復電すると電
圧V1、及び、V2は上昇してくる。電圧V2が約2.
5V近傍になると、低下時と同様に定電圧制御素子10
9が導通/遮断を繰り返した後、導通状態となる。 【0026】以上によりフォトカプラのトランジスタ側
の停電検出回路の出力信号c−dは、前記の導通/遮断
を繰り返す期間は、同様に導通/遮断を繰り返す。この
現象は一般にチャッタといわれるものである。 【0027】このチャッタにより、短時間に導通/遮断
が繰り返されると、バッテリーに接続した接続切り替え
用スイッチに大電流が流れる。これは機械的接点ではピ
−ク発生による接点溶着という問題発生の恐れがあり、
電子接点においては、半導体素子の定格超過による破損
等の障害となり、いずれも著しく信頼性が損なわれる原
因となる。 【0028】また図23は図20におけるバッテリーの
切り替え回路5Eの構成を詳細に示すものである。図中
においてバッテリー4の(+)極よりPチャネルMOS
−FET121、ダイオード124を通して出力に接続
している。AC/DC変換部5Aからの出力もダイオー
ド138を通して同様に出力に接続している。MOS−
FET121のソース−ゲート間に抵抗122を接続、
MOS−FET121のゲートより抵抗123トランジ
スタ125のコレクタを接続し、エミッタはバッテリー
4の(−)端子に接続する。制御用電圧V3の両端に、
抵抗135、抵抗139、抵抗134とフォトカプラの
トランジスタ側110をそれぞれ直列に接続する。 【0029】またそれぞれの中点を、比較増幅器133
の入力端子へ、抵抗134側を(+)端子に、抵抗13
5側を(−)端子に接続する。比較増幅器133の出力
端子は、抵抗127を通してトランジスタ125のベー
ス端子に接続し、トランジスタ125のベース−エミッ
タ間にも抵抗126を接続しておく。 【0030】この回路における動作は図24に示すよう
に、入力交流電源が低下(停電)してゆくと、図6で説
明したように、フォトカプラのトランジスタ側110の
c−dが遮断状態となり、比較増幅器133の(+)入
力端子の電圧が(−)端子に比し高くなるそのため比較
増幅器133の出力は、LOWからHIGHに変化す
る。 【0031】出力がHIGHになると、抵抗127を通
してトランジスタ125のベースに電流が流れ、トラン
ジスタ125が導通する事により、MOS−FETのゲ
ート電圧は、抵抗122、123で決定される電圧とな
る。 【0032】この電圧、つまり抵抗122の両端電圧を
10V〜15Vに設定しておけば、MOS−FET12
1は導通状態となり、バッテリー4よりMOS−FET
121ダイオード124を通して出力に電力が供給され
る。 【0033】しかし、停電状態にあるときは、AC/D
C変換部5Aからの電源は供給されていない。 【0034】交流入力電源が復電すると、停電検出信号
がLOW、つまりフォトカプラのトランジスタ側110
のコレクタ電位(c)が低下するので比較増幅器133
の(+)入力端子の電位が(−)電位に比し低下するの
で、比較増幅器133の出力は、HIGHよりLOWに
変化する。これにより比較増幅器133の出力、抵抗1
27を経由し、トランジスタ125のベース端子に電流
は流れなくなりトランジスタ125は遮断し、MOS−
FET121のゲート−ソース電圧がゼロとなるので、
MOS−FET121は遮断しバッテリー4の出力に電
力は供給されない。 【0035】このときAC/DC変換部5Aは立ち上が
り途中にあるため、本変換部の出力電圧は定格値に達せ
ずに直流出力は一時的に低下するが、この電圧低下(△
V)を低く抑えるために停電検出電圧を高く設定する、
あるいはAC/DC変換部の立上り時間を短くする、と
いう方法も考えられるが、いずれも現実的でなく、もっ
ぱら出力間に接続したコンデンサ78の容量を大きく設
定するということで対処してきた。 【0036】図25は、図20に示す立上り制御回路5
Dの回路構成を示したものである。 【0037】パルス幅変調制御を目的とした電源スイッ
チング用制御素子5B(例えば、富士通社製「MB37
59」等)が、この制御素子5BのVREF端子とDT
端子間に、抵抗155、DT端子と0V端子間に抵抗1
56を接続する。また抵抗155の両端に、コンデンサ
154及びトランジスタ152と抵抗153を直列に接
続し、抵抗151と抵抗150の中点をトランジスタ1
52のベース端子に接続し、かつフォトカプラのトラン
ジスタ側159のコレクタ−エミッタをトランジスタ1
52のベース−エミッタ間に接続、フォトカプラの発光
ダイオード側160は、抵抗161を通してオン信号に
接続する構成となっている。なお制御素子5Bのバイア
ス用電源76を接続しておく。 【0038】次にこの図25における回路の動作を従来
図9によって説明する。 【0039】電源立ち上がり時に、オン信号がHIGH
よりLOWに変化するとフォトカプラの発光ダイオード
側160に電流が流れ、フォトカプラのトランジスタ側
159が導通状態になり、トランジスタ152のベース
−エミッタ間電圧が0.5V以下となるので、トランジ
スタ152が遮断状態になる。 【0040】そのため制御素子5BのDT端子の電圧
は、VREFよりVREFの電圧を抵抗155と抵抗1
56の分圧比により決定される最終電圧に向かって抵抗
155、156、コンデンサ154で決まる時定数で低
下してゆく。制御素子5BのDT端子の電圧が下降する
に従い、制御素子5Bよりの出力パルスは、徐々に広が
ってゆく。この出力パルスに従いAC/DC変換部のス
イッチング素子(MOS−FET)に流れる電流も同様
の波形となる。これにより出力電圧は、ゆっくりと立ち
上がる。 【0041】次に交流入力電源が復電すると、停電検出
信号がHIGHよりLOWに変化する(時刻t6)。つ
まり図21に示すフォトカプラのトランジスタ側110
が遮断状態より導通状態に移行する。 【0042】しかしオン信号はLOWのままなので、フ
ォトカプラの発光ダイオード側160には抵抗161を
通して電流が流れ続けている。このためフォトカプラの
トランジスタ側159は導通のままであり、入力電源の
停電/復電においても本回路の動作は何等変化しない。
但し、復電時、図21に示す電圧V1の立ち上がりによ
り、AC/DC変換部5Aの出力も立ち上がりを開始す
るが、停電検出信号がHIGHの状態時には、まだバッ
テリーから電流が供給されているため、AC/DC変換
部5Aからはほとんど電流は流れていないが、この信号
がLOWに変化する時刻t6にはバッテリーからの供給
は停止し、全電流がAC/DC変換部5Aより供給され
る事になる。 【0043】しかしこの切替時には、出力電圧がまだ定
格値に達していないため電源制御用制御素子5Bの出力
パルスは最大幅となっている。 【0044】このことにより、スイッチング素子、ここ
では図20に示すMOS−FET53および54のドレ
インに流れる電流波形は高いピークを持つ波形となり、
これが出力電圧が定格値に達するまでの十数サイクル間
継続する。これは、半導体素子には大きなストレスとな
る。 また入力ラインに接続されているヒューズ等の過
電流保護素子にも同様のサ−ジ電流が流れ、ヒュ−ズの
誤溶断、及び同一ライン上にある各部品の劣化等、装置
の信頼性を低下させる大きな要因となる。 【0045】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
問題点をまとめると以下の様になる。 【0046】(1)電源バッテリーによる停電時のバッ
クアップの対象が複数モジュールからなる場合の、容
積、信頼性、コスト等の面での考慮が不十分である。 【0047】(2)停電/復電時の際に短期間、チャッ
タが発生し、バッテリー切替え部のスイッチに加わるス
トレスを倍加させる。これを軽減し信頼性の向上をさせ
るという配慮がなされていない。 【0048】(3)停電時にバックアップ回路に切り替
え、復電後バックアップ回路を切り離す時に、出力電圧
にディップが生じるという問題に対する対策方法が容
積、コストの点で問題がある。 【0049】(4)復電時バックアップ回路を切り離し
たとき、基本電源のスイッチング素子及び入力に流れる
サージ電流に対しての配慮が十分になされていない。 【0050】(5)バックアップ用のバッテリーのとし
て用いられるシール型鉛蓄電池が過充電状態になった場
合にその充電電流を停止してバッテリー電圧を低下させ
るが、バッテリーの特性を十分に考慮したものとは言え
ず、保護回路としての役割を十分に果たしていない。 【0051】このように本発明は、上記諸問題に対し、
使用部品の点数を低減して容積、コストの低減、信頼性
の向上を図る事と、使用部品の使用定格を低減して、信
頼性を向上させることを目的とするものである。 【0052】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、以下の手段を講じたものである。 【0053】(1)電圧値に差を設ける事により、停電
時にバックアップを行わない電圧側を高くしておき、定
常時にはそれぞれ独立に動作し、停電時には、一方的に
接続したダイオードにより通常の電圧が低い側より高い
側に電流を供給しそこに接続されたDC/DC変換器の
出力には影響を及ぼさない。また通常の直流電源に、さ
らに電流検出回路を接続し、この電流値を元の電源の過
電流検出値よりも小さくし、電流検出値をもって元の直
流電源の出力電圧を低下させること。 【0054】(2)電圧の検出レベルに段差をつけ、か
つ検出レベルを正確に行うという目的で、安定化制御素
子をコンパレータ的な使い方をして、ヒステリシスの幅
を定電圧ダイオードと抵抗にて構成する事によりバラツ
キの少ない回路にした事。 【0055】(3)バッテリーへの切り替えスイッチの
切り替え信号発生回路をオン時は、遅延無し、オフ時に
は、規定時間遅延するいわゆるオフディレー回路にする
ことによる。又オフディレー時間を、メインのAC/D
C変換部の立ち上がり時間と立上り遅延時間の合計値以
上に設定する事により切り替えを段差なく実行できる。 【0056】(4)AC/DC変換部に使用するスイッ
チング電源制御素子のパルス幅制御回路のリセット信号
を、停電検出信号を利用する事により、停電時の切り替
え時にまちがいなくパルスをリセットし、立ち上げ時の
突入電流を抑制する。 【0057】(5)バッテリーの端子電圧がある規定値
を越えると急に充電の上昇が早くなる。またバッテリー
の電圧が規定値を越えると、急激に水素ガスが発生を始
める。これを防止するためバッテリー電圧を検出用比較
増幅器で検出する。また充電が停止するとバッテリーの
電圧はある値までは急に、その電圧からはゆっくりと低
下してゆく。バッテリーの定常値近くになるとほとんど
低下しない。この性質を利用し比較増幅器に外部変動に
影響されない適正な正帰還をかけることによりバッテリ
ーの過充電保護を行いながらバックアップ時には確実に
電力を供給可能とする事。 【0058】 【作用】上記の目的を、達成する構成は、次の作用があ
る。 【0059】(1)電圧値の異なった2種のモジュール
を用意し、高電圧側のみ出力を2個のダイオードでワイ
ア−ドオア接続すること。またバッテリーの充電器を統
合する。 【0060】(2)停電検出の電圧レベルと復電時の電
圧レベルに電圧差を設けこれを適正に選定する。 【0061】(3)停電時は速やかにバックアップ回路
に切り替え、復電時には、AC/DC電源の立ち上がり
時間以上のディレーをもたせて切り替えるような回路構
成とする事。 【0062】(4)停電時にAC/DC電源の動作を停
止し、復電時、停電信号により、出力の立ち上げを開始
する構成とすること。 【0063】(5)バッテリーの放電特性に即した電圧
に、過充電時の電圧、充電停止時の最充電電圧必要電圧
を考慮した充電回路とする。 【0064】 【実施例】本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。 【0065】図1において1は交流電源、1A及び1F
は直流安定化電源部、1B、1C、1D、1EはDC/
DC変換部、2、3、5、9はダイオード、4はバッテ
リー、1Gはバッテリー4に充電を行う充電器、8は様
々な情報処理および制御などを行う論理回路部を示すも
のである。 【0066】これらの各部は、直流安定化電源部1A、
1Fのそれぞれの出力電圧を、出力B、出力Aとする
と、電源部1Aの出力Bはダイオード2を通してDC/
DC変換部1B、1C、1Dに供給し、またその出力B
の同一端子には、バッテリー4がダイオード3を通じて
接続される。 【0067】電源部1Fの出力Aはダイオード5を通し
てDC/DC変換部1Eに供給を行う。またその出力A
の一つの端子からはダイオード5を、電源部1Aの一つ
の端子からはダイオード2とダイオード9をかいして接
続されている。 【0068】また充電器1Gの入力は電源部1Fより供
給されるものであり、さらにDC/DC変換部1Bの出
力は出力2、1Cの出力は出力3、1Dの出力は出力
4、1Eの出力は出力1の各電圧としてとして論理回路
部8に供給を行う。 【0069】この構成におけるタイムチャートを、図2
に示す。 【0070】時刻t0に、交流電源が接続されると、電
源部1Fが動作を開始し、出力電圧Aが立ち上がり、D
C/DC変換部1Eが動作し出力1が立ち上がる。この
電源部1Fからの出力系統だけが供給および動作を行う
とき、いわゆる待機動作時において、充電器1Gもまた
動作し、バッテリー4に充電電流を供給する。 【0071】時刻t1に、論理回路部8から電源投入を
指示するオン信号が発せられると、電源部1Aは動作を
開始し出力Bの電圧が立ち上がり、DC/DC変換部1
B、1C、1Dが動作し出力2、出力3、出力4の各電
圧もそれぞれ立ち上がる。 【0072】この状態において、時刻t2で交流電源か
らの電力供給が十分でなくなったとき、いわゆる停電状
態になった時に、直流電源1A、1Fへの電力の供給も
また減少し、出力Aおよび出力Bの低下を引き起こす。 【0073】しかしその電力低下と同時に、バッテリー
4より電流が各DC/DC変換部1B、1C、1D、1
Eに供給されるため、各DC/DC変換部1B、1C、
1D、1Eは動作を継続し、出力1、出力2、出力3、
出力4は、低下することなく論理部回路部8に電力を供
給し続ける。 【0074】時刻t3に交流電源からの供給が通常の状
態に回復(復電)すると、電源部時刻t1における状態
と同様の動作状態となる。 【0075】このように図1に示すような構成にするこ
とにより、従来それぞれの電源部にバッテリーと充電器
が一組ずつ必要であったものを一つにすることができる
ため、容積、コスト、信頼性ともに従来に比べ大きく改
善することができる。 【0076】図3は図1における電源部1Aをさらに詳
細に説明するものである。 【0077】図中において整流回路51は、交流電源1
をコンデンサ52にて濾波し定常時、交流分を数V含ん
だ直流電圧に変換し、この電圧を、MOS−FET5
3、高周波変圧器55の1次卷き線、MOS−FET5
4を直列に接続した回路に印加するようになっている。 【0078】そして高周波変圧器55の1次卷線の各端
子よりコンデンサ52の遠い電位の各端子にダイオード
57、56を接続されており、また高周波変圧器55の
2次卷線をダイオード58、コンデンサ61、リアクト
ル60を直列に接続する。 【0079】そしてダイオード59のカソード側をダイ
オード58のカソード端子に、ダイオード58のアノー
ド端子を高周波変圧器55の2次卷線の卷き終わり端子
に接続する構成になっている。 【0080】また、比較増幅器69、基準電圧70、電
圧−パルス幅変換回路68から構成される電源制御部5
B。 【0081】コンデンサ61の端子間に接続した抵抗7
4、75の中点を比較増幅器69の(+)端子に、基準
電圧70の出力より0Vの間に抵抗72、73を接続
し、この中点を比較増幅器69の(−)端子に接続、比
較増幅器69の(−)入力端子と同比較増幅器69の出
力端子間に抵抗71を接続する。電圧−パルス幅変換回
路68の出力をNPNトランジスタ66とPNPトラン
ジスタ67のそれぞれのベースとエミッタを接続してな
るパルス増幅回路のベース端子に接続する。エミッタ端
子は、コンデンサ63を通してパルス変圧器62の1次
卷線に接続する。そしてこれらの電源制御部、パルス増
幅回路を動作させるために必要な電圧をバイアス用電源
76より各回路に供給する。パルス変圧器62の2ヶの
2次卷線はそれぞれ抵抗65、64を通してMOS−F
ET53、54のゲート端子に接続される。 【0082】このような回路構成からなるAC/DC変
換部5Aには、停電時に電力供給をバックアップするた
めの回路ブロック、すなわち、コンデンサ52の端子間
電圧を入力信号a、bとして検出する停電検出回路5C
と、その停電検出回路5Cからの出力信号c、dよって
電源部からの出力をバッテリー切り替え制御を行う切替
回路5Eと、停電検出回路5Cからの信号e、f、ある
いは外部もしくは図1における論理回路部8からのオン
信号により、制御信号gを電源制御部5Bに送信し電源
部が立ち上がるように指示する立上がり制御回路5Dと
が接続されている。 【0083】そしてAC/DC変換部5Aの出力側に
は、切替回路5Eがダイオード77を通して接続され、
DC/DC変換部79と接続されている。またAC/D
C変換部の(+)端子には、切り替え時の電圧低下を軽
減する目的のコンデンサ78が接続される。 【0084】次に本発明のもっとも特徴的部分である停
電検出回路5C、バッテリー切替回路E について詳細
に説明する。 【0085】図4は停電検出回路5Cの回路構成を示す
ものである。図3における交流電圧1を整流回路51に
て整流した後に、濾波用コンデンサ52にて濾波後の電
圧を得るように接続される入力信号線a、bの端子間
に、抵抗101、102を直列に接続し、また抵抗10
7と、2個のフォトカプラの発光ダイオード側である1
08、111と、安定化制御素子109をそれぞれ直列
に接続する。そして抵抗101、102の中点と、安定
化制御素子109のゲート端子とを接続し、その接続線
に抵抗103を介してトランジスタ104のコレクタ端
子を接続する。トランジスタ104のエミッタ端子は、
信号線b側に接続する。抵抗107とフォトカプラの発
光ダイオード側108の接続点より、定電圧ダイオード
105、抵抗106を通して信号線b側に接続する。ま
た定電圧ダイオード105のアノード側には、トランジ
スタ104のベース端子を接続する。また信号線a、b
間の電圧をV1、抵抗102の両端子間にかかる電圧を
V2とする。 【0086】次に、交流電源1からの通常供給時と停電
時との各部の動作について図5のタイムチャートに従い
説明する。交流電源が、通常の供給が行われている定常
時(t1期間)には、電圧V2は、抵抗101、と10
2の分圧比で決定される電圧となっている。仮に、ここ
で使用している安定化制御素子109に3端子型シャン
トレギュレータにTI社製の「TL431」を使用した
とすれば、本安定化制御素子109のゲート電圧のスレ
ッショルド電圧は、約2.5Vとなる。このスレッショ
ルド電圧よりV2を高く設定しておけば、安定化制御素
子109は、導通状態にあり、定電圧ダイオード105
のカソード側電圧は、約3.5Vとなる。 【0087】この電圧より、定電圧ダイオード105の
定格電圧を高く(5V以上)設定しておけば、トランジ
スタ104のベースには電流が流れず結局トランジスタ
104は遮断状態になる。 【0088】交流電源1が何らかの原因で低下あるいは
停止(いわゆる停電状態になると)(t2期間)する
と、端子間a−b間の電圧V1の電圧は、負荷電力と図
3に示すコンデンサ52の容量で決定される関数によっ
て低下して行く。 【0089】このとき抵抗101、102の中点電圧V
2の電圧もまた低下するが、この電圧V2が、安定化制
御素子109のスレッショルド電圧(約2.5V)以下
になると安定化制御素子109のアノード−カソード間
は、遮断状態になる。この時、フォトカプラの発光ダイ
オード側108に対向するトランジスタ側112のコレ
クタ−エミッタ間、及びもう1つのフォトカプラの発光
ダイオード111に対向するトランジスタ側110のコ
レクタ−エミッタ間もまた遮断状態となる。 【0090】次に、交流入力電源が復電(t3期間)す
ると、a−b間電圧V1もゆっくりと上昇を始める。こ
の時安定化制御素子109は遮断状態にあるため、定電
圧ダイオード105は、導通状態となりトランジスタ1
04のベース端子に電流が流入する。そして、トランジ
スタ104のコレクタ−エミッタ間は導通状態となる。 【0091】その結果、電圧V2は、抵抗101、10
2、103の分圧比となり、初期状態の電圧に比べ、そ
の分圧比が大きくなる。このため電圧V2が、2.5V
を越える電圧となる電圧V1では、V1bとなり初期の
電圧V1aに比べ△V分だけ高くなる。この△Vを15
V程度に設定しておく。V1がV1bより大きくなれ
ば、初期の状態となる。 【0092】ここで△Vを約15Vとしたがこの電圧
は、停電時における電圧のフラツキ等で信号にチャッタ
が発生しないよう選定した値である。またここに示す定
電圧制御素子109および定電圧ダイオード105は、
バラツキが非常に小さいものを使用している。 【0093】このように本回路を用いると、簡単な構成
で、検出精度の高い停電検出回路を作成できる。また検
出レベルの差(約15V)は、通常の使用時における電
圧低下時の、リップル成分によるチャッタ等も発生しな
い値である。 【0094】次に図3における停電切替回路5Eについ
て詳細な説明を行う。 【0095】図6は停電切替回路5Eの回路構成を示す
図である。 【0096】バッテリー4の(+)端子を継電器K1の
接点側120の一端に接続、他端はPチャネルMOS−
FET121、ダイオード124を通して出力に接続し
ている。AC/DC変換部5Aからの出力もダイオード
138を通して出力に接続している。PチャネルMOS
−FET121のソース−ゲート間に抵抗122を接
続、ゲート端子より抵抗123トランジスタ125のコ
レクタを接続し、エミッタはバッテリーの(−)端子に
接続する。 【0097】制御用電圧V3の両端に、継電器K1のコ
イル側136を接続する。同様に、抵抗135と13
9、抵抗134とフォトカプラのトランジスタ側110
をそれぞれ直列に接続する。それぞれの中点を、比較増
幅器133の入力端子へ接続する。抵抗134側を
(+)端子に、抵抗135側を(−)端子に接続する。
比較増幅器133の出力端子に、ダイオード131、抵
抗127を通してトランジスタ125のベース端子に、
また、ダイオード132、抵抗130、128を通して
トランジスタ125のベース端子に接続する。トランジ
スタ125のベース−エミッタ間に抵抗126を接続し
ておく、また抵抗128と130の接続点よりトランジ
スタ125のエミッタ端子間にコンデンサ129を接続
する。 【0098】交流電源1が供給されると、制御用電圧V
3も立ち上がりを開始し、この電圧が継電器K1のコイ
ル側136の感動電圧(普通定格電圧の75%以上であ
る)に達すると、継電器K1の接点120が閉塞する。 【0099】この状態が、電源装置電源投入時の定常状
態である。 【0100】このように構成する事により、電圧V3が
確立する前は、継電器の接点が閉塞しないため、バッテ
リーの放電ループが形成される事がない。 【0101】これは、輸送時とか装置保管時において、
半導体スイッチの漏れ電流等により、バッテリーの自然
放電を抑止することに効果がある。 【0102】また半導体スイッチの短絡モ−ドで破損し
た場合には、コンピュータが勝手に動作してしまった。
というような事故も発生しない。定常時の漏れ電流にた
いしては、それに倍加する充電電流をバッテリーに供給
しているので、本構成とするとなんら問題は発生しな
い。 【0103】次にこの切替制御回路の動作について図7
を用い詳細に説明する。 【0104】入力交流電源が低下(停電)して行くと、
停電検出回路5Cにおいて説明したように、フォトカプ
ラのトランジスタ側110のc−dが遮断状態となり、
比較増幅器133の(+)入力端子の電圧が(−)端子
に比し高くなるので、比較増幅器133の出力は、LO
WよりHIGHに変化する。 【0105】HIGHとなると、ダイオード131、抵
抗127を通してトランジスタ125のベース端子に電
流が流れる。 【0106】またダイオード132を通して、抵抗13
0、128で決まる電圧にコンデンサ129は充電され
る。トランジスタ125が導通する事により、MOS−
FETのゲート電圧は、抵抗122、123で決定され
る電圧となる。 【0107】この電圧つまり抵抗122の両端電圧を1
0V〜15Vに設定しておけば、MOS−FET121
は導通状態となり、バッテリー4より継電器120、M
OS−FET121ダイオード124を通して出力に電
力が供給される。この時は、停電状態であるため、AC
/DC変換部5Aから電力は供給されない。 【0108】次に交流入力電源が復電した場合の動作を
説明する。交流入力電源が復電すると、停電検出信号が
HIGHよりLOWに変化する。つまりフォトカプラの
トランジスタ側110のコレクタ電位cが低下するので
比較増幅器133の(+)入力の電位が(−)電位に比
べ低下する。 【0109】その結果比較増幅器133の出力は、HI
GHよりLOWに変化する。これにより比較増幅器13
3、ダイオード131、抵抗127を経由し、トランジ
スタ125のベース端子への電流が流入するパスはなく
なるが、コンデンサ129に充電されていた電荷が、抵
抗128を経由し、トランジスタ125のベース端子に
至るパスで放電するためコンデンサ129、抵抗12
8、トランジスタ125の各定数で決定される期間t
4、トランジスタ125はオン状態を継続しオフとな
る。トランジスタ125が遮断すると、MOS−FET
121も遮断状態となりバッテリー4からの電力供給は
停止する。 【0110】つまり停電検出信号が変化してよりt4時
間後にバッテリー出力は断となる。 【0111】一方、交流入力電源が復電することによ
り、AC/DC電源5Aの出力も立ち上がりを開始する
が、一般的に、立ち上がり遅延時間t5、立ち上がり時
間t6の和(t5+t6)秒後にAC/DC電源部5A
の出力電圧が確立し、出力にエネルギーを供給する。 【0112】つまり t5+t6>t4 の時間関係にある場合には、出力切り替え時に瞬時低下
が生じるが、本発明においては、 t5+t6<t4 となるように前述の各定数を決定しているため、従来例
に示すような大容量のコンデンサを接続することなく、
また出力電圧においても低下を生じることはないいるこ
とはない。 次に図3における立ち上がり制御回路5D
の回路構成について図8を用い説明する。 【0113】図中において5Bは、パルス幅変調制御を
目的とした電源スイッチング用制御素子であるが、この
ような目的で使用される制御素子として、例えば富士通
社製「MB3759」があるが、この制御素子5BのV
REF端子とDT端子間に、抵抗155、DT端子と0
V端子間に抵抗156を接続、また抵抗155の両端
に、コンデンサ154及びトランジスタ152と抵抗1
53を直列に接続し、抵抗151と150の中点を該ト
ランジスタのベース端子に接続し、かつフォトカプラの
トランジスタ側112のコレクタ−エミッタをトランジ
スタ152のベース−エミッタ間に接続する。 【0114】またオン/オフ制御用としてフォトカプラ
のトランジスタ側159を同一端子に接続する。なお制
御素子5Bのバイアス用電源として76を接続してお
く。 【0115】次にこの回路における動作について図9に
よって説明する。 【0116】交流入力電源が復電すると、停電検出信号
がHIGHよりLOWに変化する。つまり図4に示す、
フォトカプラのトランジスタ側112が導通状態より遮
断状態に移行すると、トランジスタ152も遮断状態に
なるため制御素子5BのDT端子の電圧は、VREFよ
りVREFの電圧を抵抗155と156で分圧比により
決定される最終電圧に向かって抵抗155、156、コ
ンデンサ154で決まる時定数で低下してゆく。制御素
子5BのDT端子の電圧が下降するに従い、制御素子5
Bよりの出力パルスは、徐々に広がってゆく。 【0117】この出力パルスに従いAC/DC変換部の
スイッチング素子(MOS−FET)に流れる電流も同
様の波形となる。これにより出力電圧は、ゆっくりと立
ち上がる。このように停電検出信号をパルス幅制御用I
Cの開始信号として用いる事により復電時に発生する突
入電流を効果的に防止することができる。 【0118】この突入電流防止機能を持った立上がり制
御回路と、前述した停電検出回路、切替制御回路と組み
合わせて使用することにより、より一層効果的に復電時
における諸問題を解決することができる。これは、装置
の信頼性を考える上で、停電発生時と同様に重要であ
る。 【0119】次に図1における直流安定化電源1Fの回
路構成を図10を用い詳細に説明する。 【0120】図中においてこの回路に交流電圧1が印加
されると、整流回路201、コンデンサ202、にて構
成される高圧整流濾波部にて直流電圧に変換される。 【0121】この直流電圧は、正弦波を整流しコンデン
サ202により濾波しただけの波形であるため交流分を
多く含んだ電圧波形となる。 【0122】また一般に交流電源電圧は、定常時におい
てもプラスマイナス10%程度の変動があるため、直流
電圧の変動としては、上限値と下限値の差は、交流電圧
が100Vで整流回路に倍電圧整流回路を用いると約1
00Vも変動することになる。整流回路に倍電圧整流回
路を用いることは、入力電圧200Vとの共用を図る目
的でよく用いられる。 【0123】この電圧を、高周波変換部内のスイッチン
グ素子203、204と高周波変圧器205にてパルス
電圧に変換し、ダイオード209、210にて構成され
る低圧整流部に加え、整流後、コンデンサ213とリア
クトル211にて構成される濾波回路にて交流分を低減
した直流電圧とする。また直流電圧の出力端子を21
4、215とする。 【0124】入力電源電圧変動、負荷変動等による外乱
に対し通常、高周波変換部内のスイッチング素子の動作
デューティを制御して出力電圧を一定に制御する手法が
用いられている。この場合、出力電圧を低下させる場合
には、動作デューティを小さく、出力電圧を上昇させる
場合には、逆の動作をするよう構成すれば良い。出力電
圧の両端には、2ヶの抵抗216、222を直列に接続
し、中点を誤差増幅器224の(−)入力端子に接続す
る。 【0125】誤差増幅器224の(+)入力端子には、
制御用バイアス電源217より抵抗218を通して定電
圧ダイオード219が接続されており、定電圧ダイオー
ド219のカソード端子をここに接続する。定電圧ダイ
オード219にて決定される電圧と等しくなるように誤
差増幅器224は動作し出力する。 【0126】この電圧出力を、電圧ーパルス幅変換回路
227に加え、所望するパルス幅に変換し、このパルス
を2つのトランジスタ228、229にて構成されるパ
ルス増幅回路にて電力増幅し、パルス変圧器231抵抗
233、232を経由して、高周波変換部のスイッチン
グ素子204、203(普通MOS−FETが使用され
る)を駆動する。 【0127】出力電圧の電圧値が、所定の値に対しズレ
を生じた場合には誤差増幅器224が動作し、パルス幅
制御して、出力電圧を一定に保持する。 【0128】本出力の負荷側に何らかの障害が発生し出
力電流が増加してゆくと、低圧整流回路と濾波回路の間
に直列に挿入された抵抗212により電流を電圧に変換
し、電流用誤差増幅器226の(+)入力端子に印加さ
れる。電流用誤差増幅器226の(−)入力端子には、
バイアス用基準電圧よりグランドに対し抵抗220、2
21を直列に接続しその分割点に接続している。 【0129】電流検出用抵抗212の両端に発生する電
圧が、バイアス用基準電圧と抵抗比で決定される電圧を
越えたとき、電流用誤差増幅器の出力電圧は低下し結
局、電圧パルス幅変換回路の入力電圧が低下するので、
電流は、現状の値より増加する事なく一定値となる。 【0130】ここで、抵抗223は、誤差増幅器224
の増幅率を、抵抗225は、誤差増幅器226の増幅率
をそれぞれ決定するために用いる。 【0131】本回路の電圧−電流特性を図11に示す。
図11において、(イ)の区間は、定電圧制御領域であ
り、(ロ)の区間が、定電流制御領域である。I1は、
設定電流の値である。 【0132】この図11に示される特性は、逆L特性と
普通称されるものである。 【0133】第1の出力、これは図10に示す端子21
4と215間の電圧である。これを第2の出力回路の入
力として印加する。 【0134】第2の出力回路の構成を図12により詳細
に説明する。第2の出力回路は、シール型鉛蓄電池の充
電用の回路として使用する。 【0135】シール型鉛蓄電池の充電特性を図14に示
す。バックアップの用途に使用する鉛蓄電池の充電方法
は、満充電状態では、浮動充電法つまり定電圧をバッテ
リーに印加する方法が使用される。そのためバックアッ
プ放電後の充電は、まず定電流にて充電しバッテリーの
電圧が定格値に達すると充電電流が急激に低下してきて
定電圧充電に切り替わるような特性を持つ電源としなけ
ればならない。 【0136】そのため図12においてまず充電電流を検
出する抵抗150の両端電圧をそれぞれ抵抗159、1
60および抵抗161、162を通して誤差増幅器15
7の正、負の入力端子に印加する。誤差増幅器157の
出力端子は抵抗158を通して図10の信号線hに接続
している。この抵抗158は垂下電流の値を決定する抵
抗である。 【0137】抵抗156は、誤差増幅器のゲインを決定
する為に設置するものであるが、この抵抗156の値の
設定によりゲインを数dBに設定しておくと抵抗150
の両端の電圧が増加していくにつれ、誤差増幅器157
の出力が低下して行き、直流電源内のパルス幅変換回路
の入力電圧を低下させる方向に動作するため、第1の出
力電圧および第2の出力電圧ともに低下することにな
る。 【0138】普通この構成の回路であると、電圧/電流
特性はフの字特性と呼ばれる特性を示すが、このような
特性は、放電時には、許容された最大の電流で充電し、
電圧が上昇してくると電流を小さくしたほうがよい。 【0139】このようにこの特性はバッテリーの充電に
は適していない。 【0140】そのため、制御用電圧167を抵抗165
と定電圧ダイオード166を接続し、その定電圧ダイオ
ードで決定される電圧より抵抗163を通して比較増幅
器157の(−)入力端子に正のバイアスを加え、特性
を負荷抵抗が減少して行くと、出力電流を少し増加して
いく特性(逆フの字特性)にしている。 【0141】図13に抵抗163がない場合の特性(破
線で示す)、実線が抵抗163を追加した場合の特性で
ある。これは、シ−ル型鉛バッテリーの充電方法として
は、最も適している。また放電後のバッテリー電圧は、
バッテリーの放電状態により決定されるが、通常鉛バッ
テリーの最終放電電圧は、40V以下に低下する事のな
いようシステムにて保護している。 【0142】このように図12において、バイアス用電
源167より抵抗165を通して定電圧ダイオード16
6を接続し、その接続点を比較増幅器164の(−)入
力端子に接続する。バッテリー155の電圧を抵抗15
3と154で分圧しその分圧点を比較増幅器164の
(+)入力端子に接続する。比較増幅器164の出力端
子より(+)入力端子に抵抗169、ダイオード168
を直列に接続する。 【0143】また比較増幅器164の出力端子より抵抗
170を通してトランジスタ171のベース端子に接続
する。本トランジスタのコレクタは継電器K1の卷き線
188を通してバイアス用電源167に接続されてい
る。また継電器の卷線188の両端にはダイオード18
9が接続されている。バッテリー155の電圧が正常値
の時、比較増幅器164の(−)入力端子の電圧は、バ
ッテリー電圧と抵抗153、154、比較増幅器164
の出力電圧と、抵抗169で決定される電圧になってい
る。 【0144】このとき、必ず比較増幅器164の(+)
入力端子の電圧が(−)入力端子の電圧より高くなって
いる。この為、比較増幅器164の出力端子の電圧はH
IGHとなっている、トランジスタ171は導通状態に
あり継電器K1の卷線188は励磁状態にあり継電器k
1の接点151は閉の状態にあるため、バッテリー15
5には、充電電流が流れている。この状態で、充電用電
圧が上昇し、結果的にバッテリー155の電圧が上昇
し、比較増幅器164の(−)入力端子の電圧が、
(+)入力端子の電圧を越えると、比較増幅器164の
出力電圧がHIGHよりLOWに変化し、トランジスタ
171は遮断し、結果として継電器の卷線188は無励
磁となり継電器の接点k1151は開となる。その結果
バッテリー155への充電は停止される。 【0145】このときのバッテリーの最大充電電圧は、
57Vに設定している。この電圧以上になるとシ−ル型
鉛バッテリーにおいてはバッテリーよりの水素ガスの発
生が激しくなるという問題がある。 【0146】このためこの電圧設定には、安定度が要求
される。 【0147】図15はバッテリー電圧の時間による変動
のを示すものであるが、図中のVaにあらわされる最大
充電電圧を57Vに設定しておくと、バッテリー155
の電圧が57Vになった時点で充電が停止する。その後
バッテリーの電圧は急激に低下して行くが、約54Vま
で低下すると、低下速度は非常にゆっくりとなる。Vb
で示される、比較増幅器164の(−)入力端子の電圧
が(+)入力端子の電圧以下(このときの電圧は52V
に設定されている)になるとトランジスタ171が導通
状態になり、継電器接点k151が閉じ再度充電が始ま
る。 【0148】このときの比較増幅器164の(−)入力
端子の電圧は、バッテリー電圧と、抵抗153、154
でのみ決定される。ここで52Vに設定しているが、こ
の電圧以下になると停電時のバックアップ容量に問題が
でてくる。 【0149】よってこの電圧が設定時大きく変動するこ
とは許されることではない。 【0150】このように検出前と検出後の設定値のヒス
テリシスは、約5Vとしている。本値にする事により、
継電器接点解放による非充電時に停電が発生しても、バ
ッテリーは満充電となっているのでバックアップ時間が
短くなるという問題は発生しない。 【0151】また比較増幅器164の出力端子より本出
力がHIGHのときのみ正帰還が掛かるように構成して
いるので、バイアス用電源167の電圧変動、比較増幅
器164のドリフト等による電圧変化は無いので再充電
がなされないという問題は発生しない。 【0152】このように本発明を使用すると、製造時の
調整工数を大きく低減できる。本発明の事例では、バッ
テリーの電圧を48Vとしたが、これが他の電圧であっ
ても考え方は同一である。 【0153】次に停電時におけるバックアップ構成につ
いて図16を用い説明する。 【0154】AC/DC変換部1Aの出力をDC/DC
変換部79に接続する。DC/DC変換部79の出力を
出力1とする。また直流安定化電源1Fの出力をダイオ
ード5を経由して、DC/DC変換部1Eに接続する。
DC/DC変換部1Eの出力を出力2とする。またダイ
オード5とダイオード9のカソード側を、接続し、ダイ
オード9のアノード側をAC/DC変換部出力の(+)
側に接続する。また、共通線として直流安定化電源部1
Aの(−)端子及びもう1つの直流安定化電源1Fの
(−)側を接続する。 【0155】次に回路の動作について図17を用いて説
明する。 【0156】本発明では、交流電源が印加されると出力
1が出力され、電源投入信号により出力2が出力される
よう構成している。 【0157】定常時の直流安定化電源部1Aの出力電圧
V6と直流安定化電源1Fの出力電圧V7は、外乱によ
る変動分を加味しても必ず V7>V6 となるように
電圧値を設定すれば、定常時ダイオード9は逆バイアス
状態となっており直流安定化電源部1Aよりダイオード
9を通して、DC/DC変換部1Eに電力が供給される
事はない。 【0158】この状態における出力電圧V6、V7、及
び出力1の関係を図17において実線にて示している。 【0159】次に入力電源電圧が停電により低下すると
直流安定化電源1Fの出力は、バッテリーのバックアッ
プがないため入力電源電圧の低下と同時に低下する。 【0160】直流安定化電源部1Aは、バッテリーによ
りバックアップされるよう構成しているため、当初の電
圧(使用例では52V)よりバッテリーの電圧(使用例
では48V)に低下するがこれは、次段のDC/DC変
換部1Eもしくは79においては十分に追随できる変動
幅である。 【0161】これによりV6>V7になるとダイオード
9が導通し、直流安定化電源部1Aよりダイオード9の
経路でDC/DC変換部1Eに電力を供給するため出力
1は断とならない。但しV7>V6としているため入力
電源低下時には、DC/DC変換部の入力電圧V5は、
図17の一点鎖線でに示すように、低下するがDC/D
C変換部の入力変動幅内であり出力1には影響がない。 【0162】本発明では、V6=52V、V7=56V
とし各出力電圧が外乱によって変動してもダイオード1
64が導通しない電圧に設定している。当然ながら、D
C/DC変換部B1の出力1においても出力電圧が低下
することはない。 【0163】 【発明の効果】本発明を使用すれば、次に示す効果があ
る。 【0164】(1)同一の性能を維持しながらバッテリ
ーの個数及びそれの充電に使用する充電器の数を削減で
き容積を小さく、安価に製作できると共にバッテリーの
個数を削減できる事による保守性を向上させる事ができ
る。 【0165】(2)停電発生時及び復電時に発生させる
停電信号のチャッターを発生させる事がないので接続/
切り放しスイッチの接続信頼性を高くする事が出来る。 【0166】(3)停電後の復電時に出力電圧がディッ
プする事がなくスムースな切り替えが出来る。 【0167】(4)復電時に電源に使用するスイッチン
グ素子への突入電流を発生させないので信頼性を高める
事が出来る。 【0168】(5)バッテリーの充電特性に必要な電圧
/電流特性となる事によりバッテリーの寿命が長くな
る。バッテリーの交換頻度の低減が図れる。 【0169】(6)バッテリーの充電以上による過充電
状態発生時、速やかに充電を停止し、安全を図る事が出
来、またそのとき停電が発生しても性能を損なう事なく
バックアップする事が出来るのでシステムとしての信頼
性が向上する。また検出レベルのズレ範囲が狭いので調
整時間の短縮を図ることが出来る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for electronic equipment.
Especially when the battery is built into the device.
If normal external power supply stops,
Power failure, the built-in battery
By supplying power, processing can be continued
The present invention relates to a power supply device for electronic equipment. 2. Description of the Related Art Generally, an electronic device having a computer
Indicates that the power supplied from the outside falls below a certain limit.
Or if the supply is stopped,
Unable to obtain the power required for normal processing operation,
Error in calculation due to the suspension of
Alternatively, a problem such as abnormal data writing occurs. In order to avoid such a problem, a power supply
Uninterruptible power supply connected to computer equipment,
Emergency battery inside computer equipment
Power supply from the
Processing work can be continued, or
An interruption consisting of a series of processes such as interrupting and saving data
It is normal to supply power required for normal stop processing to each part.
Have been done. For example, a computer having a remote power control function
In the computer device, the standby processing, that is, the original processing work is performed.
Power control logic and system control
Some circuits, such as the logic section, are powered so that they are always active.
Is supplied. For this reason, standby also at the power supply unit
Power for the time and power supply during the original operation
As shown in FIG. 18 having two power supply paths for
It has become. [0005] As shown in FIG.
AC power supply is DC stable and DC stable during normal operation
It is applied to the power supply units 1A and 1F. DC stabilized power supply 1A
Output B of the DC / DC converter 1 through the diode 2
B, 1C and 1D. A battery is connected to the output B terminal.
A lead 4 is connected through the diode 3. Power supply 1F
Is output to the DC / DC converter 1E through the diode 5.
Supply. The output A terminal passes through the diode 6
The battery 7 is connected. These batteries 4 and 7
The charger 1G and the charger 1H are connected for charging.
Has been continued. The DC stabilized power supply units 1A, 1F and
Inputs of the electric appliances 1G and 1H are connected to the AC power supply 1.
Further, each of the DC / DC converters 1B, 1C, 1D, 1E
Are output 2, output 3, output 4, and output 1.
This is supplied to the logic unit 8 outside the device. Next, a time chart in this configuration
Is shown in FIG. At time t0, connected to AC power supply 1
Then, the stabilized DC power supply unit 1F starts operating, and the output A
When the voltage rises, the output 1 is output from the DC / DC converter 1E.
Supply. The two chargers 1G and 1H also operate,
The charging current starts to be supplied to the batteries 4 and 6, respectively. At time t1, the logic unit 8 starts the electronic device.
When an ON signal is sent out,
DC power supply 1A starts operating, and output voltage B rises.
And the DC / DC converters 1B, 1C and 1D operate and output
2, output 3 and output 4 rise. In this state, at time t2, the AC power supply
When the power drops (power failure), the output of the DC power supply 1A, 1F
The output B and output A voltages also decrease. At the same time, the battery
Current flows to each DC / DC converter from 4, 7
Therefore, each DC / DC converter 1B, 1C, 1D, 1E operates.
And output 1, output 2, output 3, and output 4 decrease.
Without having to provide a constant output to the logic
It will work. At time t3, the AC power supply is restored (recovery).
And output A and output B also draw the same waveforms
Stands up and outputs from batteries 4 and 7
Take over. FIG. 20 shows a stabilized DC power supply unit shown in FIG.
General DC stabilized power supply showing 1A and its surroundings in detail
3 is a circuit configuration of the unit. This circuit is generally a double switch
A conversion method called a switching power supply of the ti-forward system.
It is an expression. Referring to FIG. 1, a rectifier circuit 51 includes an AC power source 1.
Is filtered by the condenser 52, and includes a few volts of an AC component in a steady state.
And converts this voltage to a MOS-FET 5
3. Primary winding of high frequency transformer 55, MOS-FET5
4 is applied to a circuit connected in series. Each end of the primary winding of the high-frequency transformer 55
A diode is connected to each terminal of potential farther from the capacitor 52 than the capacitor.
57 and 56 are connected, and the high-frequency transformer 55
Secondary winding is diode 58, capacitor 61, reactor
Are connected in series. Then, the cathode side of the diode 59 is
An anode of diode 58 is connected to the cathode terminal of diode 58.
Terminal is the winding end terminal of the secondary winding of the high-frequency transformer 55
It is configured to connect to The comparison amplifier 69 and the reference
Voltage 70 and a voltage-pulse width conversion circuit 68.
The source control unit 5B is a single monolithic IC (for example, Fujitsu
Commercially available as “MB3759” manufactured by
You. A resistor 7 connected between terminals of the capacitor 61
The middle point between 4 and 75 is connected to the (+)
Connect resistors 72 and 73 between 0V and 70V output
This midpoint is connected to the (-) terminal of the comparison amplifier 69,
(−) Input terminal of the comparator 69 and the output of the comparator 69.
A resistor 71 is connected between the force terminals. Voltage-pulse width conversion
The output of the path 68 is connected to an NPN transistor 66 and a PNP transistor.
Connect the base and emitter of each of the
Connected to the base terminal of the pulse amplifier circuit. Emitter end
Is connected to the primary of the pulse transformer 62 through the capacitor 63.
Connect to the winding. And these power control units, pulse increase
The voltage required to operate the width circuit is set to the bias power supply.
It supplies to each circuit from 76. Two of the pulse transformers 62
The secondary winding is MOS-F through resistors 65 and 64, respectively.
It is connected to the gate terminals of ET53 and ET54. An AC / DC converter having such a circuit configuration
The switching unit 5A is used for backup when a power failure occurs.
Road block, that is, the voltage between the terminals of the capacitor 52 is
A power failure detection circuit 5C that detects an input signal from a and b,
The output signals c and d from the power failure detection circuit 5C determine
-It is connected to a switching circuit 5E that performs switching control. In the rise control circuit 5D, an ON signal
Is received, the control signal g is transmitted to the power control unit 5B.
The power supply is configured to start up. Then, on the output side of the AC / DC converter 5A
Is connected to the switching circuit 5E through the diode 77,
It is connected to the DC / DC converter 79. AC / D
The (+) terminal of the C conversion unit minimizes the voltage drop during switching.
There is a capacitor 78 for the purpose of reducing. The operation of such an AC / DC converter is a
Commentary books on switching power supplies For example, "Sui" by Akira Hasegawa
Switching regulator design know-how "
Omitted. FIG. 21 illustrates the power failure detection circuit 5C in detail.
It is clear. In the figure, resistors are provided at both ends of terminals a and b.
101 and 102 are connected in series, and a resistor 107 and a photo
Light emitting diode side 108 of coupler, constant voltage control element 1
09 are also connected in series. This constant voltage control element 10
The gate terminal 9 is a connection point between the resistors 101 and 102 described above.
Connect to In this circuit configuration, the input AC power supply is low.
When the power goes down (power failure), each part in the time chart shown in FIG.
Operate. When a power failure occurs at time t1, a
Voltage V1 is determined by the load current and the capacitance of the input section capacitor
Function is reduced. Similarly, the voltage is divided by the resistance
The voltage V2 also drops at the same rate. Voltage V2 is constant voltage system
It is the same as the gate terminal of the control element 109. For example, constant voltage
Well-known 3-terminal shunt from TI as a control element
If the regulator "TL431" is used, the gate voltage
Is about 2.5 V with the threshold voltage as the threshold voltage.
And a function of transition between conduction and cutoff between the gate and the cathode.
The voltage V1 drops to V1a (at this time, V2 is about 2.
5V) and a constant voltage control element by an AC component superimposed on V2.
109 repeats conduction / interruption for a short time. Next, when the input power is restored at time t2,
The pressures V1 and V2 increase. When the voltage V2 is about 2.
When the voltage approaches 5 V, the constant voltage control element 10
After 9 repeats conduction / interruption, it becomes conductive. As described above, the transistor side of the photocoupler
The output signal cd of the power failure detection circuit of FIG.
Is repeated in the same manner. this
The phenomenon is generally called chatter. With this chatter, conduction / interruption is performed in a short time.
Is repeated, switch the connection connected to the battery
Large current flows through the switch. This is the
-There is a risk of contact welding due to
For electronic contacts, damage due to excess rating of semiconductor device
In all cases, the reliability is greatly impaired.
Cause. FIG. 23 shows the battery of FIG.
It shows the configuration of the switching circuit 5E in detail. In the figure
At the P-channel MOS from the (+) pole of battery 4
-Connect to output through FET 121 and diode 124
are doing. The output from the AC / DC converter 5A is also
Similarly, the output is connected through a node 138. MOS-
A resistor 122 is connected between the source and the gate of the FET 121,
Resistance 123 transistor from the gate of MOS-FET 121
Connect the collector of the star 125 and the emitter is the battery
4 (-) terminal. At both ends of the control voltage V3,
Resistor 135, resistor 139, resistor 134 and photocoupler
The transistor sides 110 are connected in series. Further, each middle point is set to the comparison amplifier 133.
Of the resistor 134 to the (+) terminal,
5 side is connected to the (-) terminal. Output of comparison amplifier 133
The terminal is connected to the base of the transistor 125 through the resistor 127.
To the base terminal of the transistor 125.
The resistor 126 is also connected between the terminals. The operation of this circuit is as shown in FIG.
Then, as the input AC power decreases (power failure),
As mentioned, the transistor side 110 of the photocoupler
cd is cut off, and the (+) input of the comparison amplifier 133 is turned on.
The voltage at the input terminal is higher than that at the (-) terminal.
The output of the amplifier 133 changes from LOW to HIGH.
You. When the output becomes HIGH, the resistance 127 is passed.
Current flows through the base of the transistor 125,
When the transistor 125 is turned on, the gate of the MOS-FET is
The gate voltage is a voltage determined by the resistors 122 and 123.
You. This voltage, that is, the voltage across the resistor 122 is
If it is set to 10 V to 15 V, the MOS-FET 12
1 is in a conductive state, and a MOS-FET is
Power is supplied to the output through a diode 124
You. However, when a power failure occurs, AC / D
Power is not supplied from the C conversion unit 5A. When the AC input power is restored, a power failure detection signal
Is LOW, that is, the transistor side 110 of the photocoupler.
Since the collector potential (c) of the output of the comparator
The potential of the (+) input terminal is lower than the (-) potential.
Then, the output of the comparison amplifier 133 changes from HIGH to LOW.
Change. Thus, the output of the comparison amplifier 133, the resistance 1
27, the current flows to the base terminal of the transistor 125
Does not flow, the transistor 125 is cut off, and the MOS-
Since the gate-source voltage of the FET 121 becomes zero,
The MOS-FET 121 is shut off and the output of the battery 4 is
No power is supplied. At this time, the AC / DC converter 5A starts up.
Output voltage of this converter reaches the rated value.
The DC output drops temporarily, but this voltage drop (△
V) set the power failure detection voltage high to keep it low.
Alternatively, the rise time of the AC / DC converter is shortened.
However, none of these methods are practical,
Increase the capacity of the capacitor 78 connected between the
Has been dealt with. FIG. 25 shows the rise control circuit 5 shown in FIG.
3 shows a circuit configuration of D. A power switch for the purpose of pulse width modulation control
Control element 5B (for example, “MB37 manufactured by Fujitsu Limited”).
59 "), the VREF terminal of the control element 5B and the DT
A resistor 155 between the terminals and a resistor 1 between the DT terminal and the 0 V terminal
56 is connected. Also, a capacitor is provided at both ends of the resistor 155.
154 and the transistor 152 and the resistor 153 are connected in series.
Then, the middle point between the resistor 151 and the resistor 150 is set to the transistor 1
52 to the base terminal of the
The collector-emitter of the transistor side 159 is the transistor 1
52 Connected between base-emitter, light emission of photocoupler
The diode side 160 outputs an ON signal through the resistor 161.
It is configured to connect. The via of the control element 5B
Power supply 76 is connected. Next, the operation of the circuit shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. When the power supply rises, the ON signal becomes HIGH.
When it changes to LOW, light emitting diode of photo coupler
The current flows to the side 160, and the transistor side of the photocoupler
159 is turned on, and the base of the transistor 152 is turned on.
-Since the emitter-to-emitter voltage is
The star 152 is turned off. Therefore, the voltage of the DT terminal of the control element 5B
Sets the voltage of VREF from VREF to the resistance 155 and the resistance 1
Resistance towards the final voltage determined by the division ratio of 56
155, 156, capacitor 154, time constant determined by low
Go down. The voltage of the DT terminal of the control element 5B drops
, The output pulse from the control element 5B gradually widens.
Go on. According to this output pulse, the AC / DC conversion unit switches.
The same applies to the current flowing through the switching element (MOS-FET).
Waveform. This causes the output voltage to rise slowly.
Go up. Next, when the AC input power is restored, a power failure is detected.
The signal changes from HIGH to LOW (time t6). One
That is, the transistor side 110 of the photocoupler shown in FIG.
Shifts from the cutoff state to the conduction state. However, since the ON signal remains LOW,
A resistor 161 is connected to the light emitting diode side 160 of the photocoupler.
The current continues to flow through. For this reason,
The transistor side 159 remains conductive, and the input power supply
The operation of this circuit does not change at all even during a power failure / recovery.
However, when the power is restored, the voltage V1 shown in FIG.
The output of the AC / DC converter 5A also starts rising.
However, when the power failure detection signal is HIGH,
AC / DC conversion because current is supplied from Terry
Although almost no current flows from section 5A, this signal
At time t6 when the signal changes to LOW
Stops, and the entire current is supplied from the AC / DC converter 5A.
Will be. However, at the time of this switching, the output voltage is still constant.
Since the rated value has not been reached, the output of the power control element 5B
The pulse has a maximum width. Thus, the switching element, here
Now, the drains of the MOS-FETs 53 and 54 shown in FIG.
The current waveform flowing in
This is for over ten cycles until the output voltage reaches the rated value.
continue. This is a great stress on semiconductor devices.
You. Also, if a fuse or other device connected to the input line
A similar surge current flows through the current protection element, and the fuse
Equipment such as erroneous fusing and deterioration of parts on the same line
Is a major factor in reducing the reliability of [0045] In the above prior art,
The problems are summarized as follows. (1) Battery during power failure due to power supply battery
When the backup target consists of multiple modules,
Insufficient consideration in terms of product, reliability, cost, etc. (2) In the event of a power failure / recovery,
Of the battery switching unit
Double the tress. To reduce this and improve reliability.
No consideration has been given to (3) Switching to backup circuit at power failure
When the backup circuit is disconnected after power is restored, the output voltage
Measures to deal with the problem of
There is a problem in terms of product and cost. (4) Disconnect backup circuit at power recovery
Flows into the switching element and input of the basic power supply
Insufficient consideration has been given to surge currents. (5) Battery for backup
If the sealed lead-acid battery used for
If this happens, stop the charging current and lower the battery voltage.
However, although the characteristics of the battery were fully considered,
And does not play a sufficient role as a protection circuit. As described above, the present invention solves the above problems.
Reduce the number of parts used to reduce volume, cost, and reliability
And the use rating of the parts used is reduced,
The purpose is to improve reliability. [0052] To achieve the above object,
In addition, the following measures were taken. (1) Power failure due to providing a difference in voltage value
At times, set the voltage side that does not perform backup high, and
They operate independently at all times.
Normal voltage is higher than low side due to connected diode
Side of the DC / DC converter connected thereto.
It has no effect on the output. In addition, a normal DC power supply
Connected to the current detection circuit, and this current value is
Make the current detection value smaller than the current detection value and
To reduce the output voltage of the power supply. (2) A step is provided for the voltage detection level.
Stabilization control element for the purpose of accurately
Using the comparator as a comparator, the width of hysteresis
Is composed of a constant voltage diode and a resistor.
A circuit with few keys. (3) Changeover switch to battery
No delay when switching signal generation circuit is on, and no delay when switching signal generation circuit is off
Is a so-called off-delay circuit that delays by a specified time.
It depends. Also, the off-delay time is set to the main AC / D
Less than the sum of the rise time and rise delay time of the C converter
By setting above, switching can be performed without any step. (4) Switch used for AC / DC converter
Reset signal of pulse width control circuit of switching power supply control element
Can be switched at power failure by using the power failure detection signal.
Reset the pulse without fail,
Suppresses inrush current. (5) A certain value of the terminal voltage of the battery
Above this, the charge rises suddenly. Also battery
When the voltage exceeds the specified value, hydrogen gas starts to be generated suddenly.
Confuse. To prevent this, compare the battery voltage for detection
Detect with an amplifier. When charging stops, the battery
Voltage suddenly drops to a certain value and slowly drops to that voltage
Go down. Almost when near the steady value of the battery
Does not drop. Utilizing this property, the comparison amplifier can be used for external fluctuation.
By applying proper positive feedback that is not affected,
While backing up the battery
Be able to supply power. The structure which achieves the above object has the following effects.
You. (1) Two types of modules having different voltage values
And use only two diodes to connect the output only on the high voltage side.
Hard-wire connection. It also integrates the battery charger.
Combine. (2) Voltage level at power failure detection and power at power recovery
Provide a voltage difference to the pressure level and select this appropriately. (3) Backup circuit immediately after power failure
, And when power is restored, the AC / DC power supply rises
Circuit structure that switches with a delay of more than time
Be successful. (4) Stop operation of AC / DC power supply at power failure
Stop, and when power is restored, start the output by the power failure signal
Configuration. (5) Voltage according to the discharge characteristics of the battery
In addition, the voltage at the time of overcharging, the maximum charging voltage required at the time of charging stop
In consideration of the charging circuit. Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
You. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an AC power supply, 1A and 1F.
Is a DC stabilized power supply, 1B, 1C, 1D, and 1E are DC /
DC converters, 2, 3, 5, 9 are diodes, 4 is battery
Lee, 1G is a charger for charging the battery 4, and 8 is
Shows the logic circuit part that performs various information processing and control.
It is. Each of these sections is a DC stabilized power supply section 1A,
Output voltages of 1F are output B and output A, respectively.
And the output B of the power supply section 1A passes through the diode 2 to DC /
DC converters 1B, 1C, and 1D, and outputs B
The same terminal of the battery 4 through the diode 3
Connected. The output A of the power supply section 1F passes through the diode 5
To the DC / DC converter 1E. And its output A
From one terminal of the power supply unit 1A
Through the diode 2 and the diode 9
Has been continued. The input of the charger 1G is supplied from the power supply section 1F.
Supplied from the DC / DC converter 1B.
Power is output 2, output of 1C is output 3, output of 1D is output
The output of 4, 1E is a logic circuit as each voltage of output 1.
Supply to section 8. A time chart in this configuration is shown in FIG.
Shown in At time t0, when an AC power supply is connected,
The source section 1F starts operating, the output voltage A rises, and the
The C / DC converter 1E operates and the output 1 rises. this
Only the output system from the power supply unit 1F supplies and operates.
At the time of the so-called standby operation, the charger 1G also
It operates and supplies a charging current to the battery 4. At time t1, the power is turned on from the logic circuit unit 8.
When the instructing ON signal is issued, the power supply unit 1A operates.
When the voltage of the output B rises, the DC / DC converter 1
B, 1C, and 1D operate and output 2, output 3, and output 4
The pressure rises respectively. In this state, at time t2,
When the power supply is insufficient, a so-called blackout
Power supply to the DC power supplies 1A and 1F
Also, the output A and the output B decrease. However, at the same time when the power drops, the battery
4 indicates that the currents of the DC / DC converters 1B, 1C, 1D, 1
E, each DC / DC converter 1B, 1C,
1D and 1E continue to operate, and output 1, output 2, output 3,
The output 4 supplies power to the logic circuit 8 without lowering.
Keep feeding. At time t3, the supply from the AC power supply is normal.
When the state is restored (power recovery), the state at the power supply unit time t1
The operation state is the same as that of. As described above, the configuration shown in FIG.
With the conventional, each power supply unit has a battery and a charger
Can be reduced to what was needed one set at a time
As a result, the volume, cost, and
Can be good. FIG. 3 shows the power supply section 1A in FIG. 1 in more detail.
This will be described in detail. In the figure, a rectifier circuit 51
Is filtered by the condenser 52, and includes a few volts of an AC component in a steady state.
And converts this voltage to a MOS-FET 5
3. Primary winding of high frequency transformer 55, MOS-FET5
4 is applied to a circuit connected in series. Each end of the primary winding of the high-frequency transformer 55
A diode is connected to each terminal of potential farther from the capacitor 52 than the capacitor.
57 and 56 are connected, and the high-frequency transformer 55
Secondary winding is diode 58, capacitor 61, reactor
Are connected in series. Then, the cathode side of the diode 59 is
An anode of diode 58 is connected to the cathode terminal of diode 58.
Terminal is the winding end terminal of the secondary winding of the high-frequency transformer 55
It is configured to connect to The comparison amplifier 69, the reference voltage 70,
Power supply control unit 5 composed of voltage-pulse width conversion circuit 68
B. The resistor 7 connected between the terminals of the capacitor 61
The middle point between 4 and 75 is connected to the (+)
Connect resistors 72 and 73 between 0V and 70V output
This midpoint is connected to the (-) terminal of the comparison amplifier 69,
(−) Input terminal of the comparator 69 and the output of the comparator 69.
A resistor 71 is connected between the force terminals. Voltage-pulse width conversion
The output of the path 68 is connected to an NPN transistor 66 and a PNP transistor.
Connect the base and emitter of each of the
Connected to the base terminal of the pulse amplifier circuit. Emitter end
Is connected to the primary of the pulse transformer 62 through the capacitor 63.
Connect to the winding. And these power control units, pulse increase
The voltage required to operate the width circuit is set to the bias power supply.
It supplies to each circuit from 76. Two of the pulse transformers 62
The secondary winding is MOS-F through resistors 65 and 64, respectively.
It is connected to the gate terminals of ET53 and ET54. The AC / DC converter having such a circuit configuration
The switching unit 5A has a power supply
Circuit block, that is, between the terminals of the capacitor 52
Power failure detection circuit 5C for detecting voltages as input signals a and b
And the output signals c and d from the power failure detection circuit 5C,
Switching the output from the power supply to control battery switching
There are signals e and f from the circuit 5E and the power failure detection circuit 5C.
Or from the outside or from the logic circuit unit 8 in FIG.
The control signal g is transmitted to the power control unit 5B by the
And a rise control circuit 5D for instructing the section to rise.
Is connected. Then, on the output side of the AC / DC converter 5A
Is connected to the switching circuit 5E through the diode 77,
It is connected to the DC / DC converter 79. AC / D
The (+) terminal of the C conversion unit minimizes the voltage drop during switching.
A capacitor 78 for the purpose of reduction is connected. Next, the stop which is the most characteristic part of the present invention is described.
Details of the power detection circuit 5C and the battery switching circuit E
Will be described. FIG. 4 shows a circuit configuration of the power failure detection circuit 5C.
Things. The AC voltage 1 in FIG.
After rectification, the voltage after filtering by the filtering capacitor 52 is used.
Between terminals of input signal lines a and b connected to obtain pressure
And resistors 101 and 102 connected in series,
7 and 1 on the light emitting diode side of the two photocouplers.
08, 111 and the stabilization control element 109 are connected in series.
Connect to And the middle point between the resistors 101 and 102 and the stability
To the gate terminal of the activation control element 109, and the connection line
To the collector terminal of the transistor 104 via the resistor 103
Connect the child. The emitter terminal of the transistor 104
Connect to signal line b side. Source of resistor 107 and photo coupler
From the connection point on the photodiode side 108, a constant voltage diode
105 and the resistor 106 to the signal line b side. Ma
A transistor is connected to the anode side of the
The base terminal of the star 104 is connected. Also, signal lines a and b
The voltage between V1 and the voltage applied between both terminals of the resistor 102 is
V2. Next, the normal power supply from the AC power supply 1 and the power failure
Operation of each part with time according to the time chart of FIG.
explain. AC power supply is in a normal state where normal supply is performed
At time (t1 period), the voltage V2 is
The voltage is determined by the division ratio of 2. Temporarily
A 3-terminal type shunt is used for the stabilization control element 109 used in
"TL431" manufactured by TI was used for the regulator.
Then, the threshold of the gate voltage of the stabilization control element 109 is
The threshold voltage is about 2.5V. This threshold
If V2 is set higher than the threshold voltage,
The element 109 is in a conductive state and the constant voltage diode 105
Has a cathode side voltage of about 3.5V. From this voltage, the constant voltage diode 105
If the rated voltage is set high (5V or more),
No current flows to the base of the star 104, and eventually the transistor
104 is in a cutoff state. If the AC power supply 1 drops for some reason or
Stop (when power is turned off) (period t2)
And the voltage of the voltage V1 between the terminals a and b is the
According to the function determined by the capacitance of the capacitor 52 shown in FIG.
Going down. At this time, the midpoint voltage V of the resistors 101 and 102
2, the voltage V2 also decreases.
The threshold voltage of the control element 109 (about 2.5V) or less
Between the anode and cathode of the stabilization control element 109
Goes into a cutoff state. At this time, the light emitting die of the photocoupler
The collection of the transistor side 112 facing the
Light emission between the emitter and the other photocoupler
The transistor 110 side facing the diode 111
The state between the collector and the emitter is also cut off. Next, the AC input power supply is restored (period t3).
Then, the voltage V1 between a and b also starts increasing slowly. This
In this case, the stabilization control element 109 is in the cutoff state,
The voltage diode 105 becomes conductive and the transistor 1
An electric current flows into the base terminal 04. And the transi
The collector-emitter of the star 104 is conductive. As a result, the voltage V2 is changed to the resistances 101, 10
2, 103, which is smaller than the voltage in the initial state.
Is increased. Therefore, when the voltage V2 is 2.5V
At the voltage V1 which exceeds the voltage V1, the voltage V1b
It becomes higher than the voltage V1a by ΔV. This ΔV is 15
It is set to about V. V1 must be larger than V1b
If so, it will be in the initial state. Here, ΔV is set to about 15 V.
Indicates that there is a voltage
Is a value selected so as not to cause a problem. Also shown here
The voltage control element 109 and the constant voltage diode 105
The one with very small variation is used. By using this circuit as described above, a simple configuration
Thus, a power failure detection circuit with high detection accuracy can be created. Inspection
Output level difference (about 15V)
When the pressure drops, there is no chatter due to the ripple component.
Value. Next, the power failure switching circuit 5E shown in FIG.
Will be described in detail. FIG. 6 shows a circuit configuration of the power failure switching circuit 5E.
FIG. The (+) terminal of the battery 4 is connected to the relay K1.
Connected to one end of the contact side 120, the other end is a P-channel MOS-
Connect to the output through FET 121 and diode 124
ing. The output from the AC / DC converter 5A is also a diode
It is connected to the output through 138. P channel MOS
-A resistor 122 is connected between the source and the gate of the FET 121.
Continue to connect the resistor 123 transistor 125 from the gate terminal.
And the emitter is connected to the (-) terminal of the battery.
Connecting. The control voltage V3 is connected to both ends of the relay K1.
File side 136 is connected. Similarly, resistors 135 and 13
9. Resistor 134 and transistor side 110 of photocoupler
Are connected in series. Compare the middle points of each
Connected to the input terminal of the band width 133. Resistor 134 side
The resistor 135 side is connected to the (+) terminal and the (-) terminal.
A diode 131 and a resistor are connected to the output terminal of the comparison amplifier 133.
To the base terminal of the transistor 125 through the anti-127,
Also, through the diode 132 and the resistors 130 and 128
Connected to the base terminal of the transistor 125. Transi
A resistor 126 is connected between the base and the emitter of the
And the transistor is connected from the connection point of the resistors 128 and 130.
The capacitor 129 is connected between the emitter terminals of the star 125
I do. When the AC power supply 1 is supplied, the control voltage V
3 also starts rising, and this voltage is equal to the coil of relay K1.
Operating voltage on the side 136 (normally 75% or more of the rated voltage)
), The contact 120 of the relay K1 is closed. This state is a steady state when the power supply is turned on.
It is a state. With this configuration, the voltage V3 becomes
Before establishment, battery contacts will not be blocked
No discharge loop is formed. This is because during transportation or storage of the device,
Due to the leakage current of the semiconductor switch, etc.
It is effective in suppressing discharge. Further, the semiconductor switch may be damaged in the short-circuit mode,
In that case, the computer worked without permission.
Such an accident does not occur. The leakage current
Supply the battery with doubled charging current
Therefore, no problems occur with this configuration.
No. Next, the operation of this switching control circuit will be described with reference to FIG.
This will be described in detail with reference to FIG. When the input AC power is reduced (power failure),
As described in the power failure detection circuit 5C,
Of the transistor side 110 is turned off,
The voltage of the (+) input terminal of the comparison amplifier 133 is the (-) terminal
, The output of the comparison amplifier 133 becomes LO
It changes from W to HIGH. When HIGH, the diode 131 and the resistor
To the base terminal of transistor 125 through anti-127
The current flows. The resistance 13 is supplied through the diode 132.
The capacitor 129 is charged to a voltage determined by 0 and 128.
You. When the transistor 125 is turned on, the MOS-
The gate voltage of the FET is determined by the resistors 122 and 123.
Voltage. This voltage, that is, the voltage across the resistor 122 is set to 1
If it is set to 0V to 15V, the MOS-FET 121
Becomes conductive, and the relays 120, M
Output to the output through OS-FET 121 diode 124
Power is supplied. At this time, since there is a power outage,
No power is supplied from the / DC converter 5A. Next, the operation when the AC input power supply is restored will be described.
explain. When the AC input power returns, the power failure detection signal
It changes from HIGH to LOW. In other words, the photo coupler
Since the collector potential c of the transistor side 110 decreases,
The potential of the (+) input of the comparison amplifier 133 is compared with the (-) potential.
Lower. As a result, the output of the comparison amplifier 133 becomes HI
It changes from GH to LOW. Thereby, the comparison amplifier 13
3. Transistor via diode 131 and resistor 127
There is no path for current to flow into the base terminal of the star 125
However, the electric charge charged in the capacitor 129 is
Via anti-128 to the base terminal of transistor 125
Capacitor 129, resistor 12
8. Period t determined by each constant of transistor 125
4. The transistor 125 keeps on and keeps off.
You. When the transistor 125 is turned off, the MOS-FET
121 is also in the cutoff state, and the power supply from the battery 4 is
Stop. That is, at time t4 when the power failure detection signal changes.
After a while, the battery output is cut off. On the other hand, when the AC input power is restored,
As a result, the output of the AC / DC power supply 5A also starts rising.
However, in general, the rise delay time t5,
AC / DC power supply unit 5A after the sum of t6 (t5 + t6) seconds
An output voltage is established and supplies energy to the output. In other words, if the time relationship of t5 + t6> t4 is satisfied, the output instantaneously drops when the output is switched.
However, in the present invention, the above-described constants are determined so that t5 + t6 <t4.
Without connecting a large-capacity capacitor as shown in
Also, there should be no drop in the output voltage.
And not. Next, the rising control circuit 5D in FIG.
Will be described with reference to FIG. In the figure, 5B indicates pulse width modulation control.
This is the intended power switching control element.
As control elements used for such purposes, for example, Fujitsu
There is “MB3759” manufactured by the company.
Between the REF terminal and the DT terminal, a resistor 155 and the DT terminal
A resistor 156 is connected between the V terminals, and both ends of the resistor 155
The capacitor 154, the transistor 152 and the resistor 1
53 are connected in series, and the midpoint between the resistors 151 and 150 is
Connect to the base terminal of the transistor and
Transistor the collector-emitter of transistor side 112
It is connected between the base and the emitter of the star 152. A photocoupler is used for on / off control.
Are connected to the same terminal. Note that
Connect 76 as a bias power supply for the control element 5B.
Good. Next, the operation of this circuit is shown in FIG.
Therefore, it will be described. When the AC input power is restored, a power failure detection signal
Changes from HIGH to LOW. That is, as shown in FIG.
The transistor side 112 of the photocoupler is blocked from the conductive state.
When the state shifts to the cutoff state, the transistor 152 is also turned off.
Therefore, the voltage of the DT terminal of the control element 5B is higher than VREF.
The voltage of VREF is divided by resistors 155 and 156 by the voltage dividing ratio.
The resistors 155, 156,
It decreases with the time constant determined by the capacitor 154. Control element
As the voltage of the DT terminal of the element 5B falls, the control element 5
The output pulse from B gradually spreads. In accordance with this output pulse, the AC / DC converter
The current flowing through the switching element (MOS-FET) is the same.
Waveform. This allows the output voltage to rise slowly.
Rise up. As described above, the power failure detection signal is output to the pulse width control I
When used as a start signal for C, a sudden
Input current can be effectively prevented. A rising system having an inrush current prevention function
Control circuit and the above-mentioned power failure detection circuit and switching control circuit.
When used together, the power can be restored even more effectively.
Can be solved. This is the device
Is as important as power failure
You. Next, the operation of the stabilized DC power supply 1F in FIG.
The road configuration will be described in detail with reference to FIG. In the drawing, an AC voltage 1 is applied to this circuit.
Then, the rectifier circuit 201 and the capacitor 202
It is converted to a DC voltage in the high-voltage rectifying and filtering unit formed. This DC voltage rectifies a sine wave to form a capacitor.
Since the waveform is only filtered by the filter 202,
The voltage waveform contains a lot. In general, the AC power supply voltage is
Because there is a fluctuation of about ± 10%,
As for voltage fluctuations, the difference between the upper and lower
Is about 1 when the voltage doubler rectifier circuit is used for the rectifier circuit at 100V.
00V will also fluctuate. Rectifier double voltage rectifier
The use of the circuit is intended to share the input voltage of 200V.
Often used. This voltage is connected to a switch in the high-frequency converter.
Pulse at the switching elements 203 and 204 and the high-frequency transformer 205
It converts to voltage and is composed of diodes 209 and 210
In addition to the low voltage rectifier, after rectification, the capacitor 213 and the rear
AC component is reduced by the filter circuit composed of the vector 211.
DC voltage. Also, the DC voltage output terminal is 21
4, 215. Disturbance due to input power supply voltage fluctuation, load fluctuation, etc.
Usually, the operation of the switching element in the high-frequency converter
There is a method to control the output voltage by controlling the duty.
Used. In this case, when decreasing the output voltage
To reduce the operation duty and increase the output voltage
In such a case, the operation may be performed in a reverse manner. Output power
Two resistors 216 and 222 are connected in series at both ends of the pressure
Then, connect the middle point to the (-) input terminal of the error amplifier 224.
You. The (+) input terminal of the error amplifier 224
Constant voltage from control bias power supply 217 through resistor 218
Voltage diode 219 is connected,
The cathode terminal of the gate 219 is connected here. Constant voltage die
Error to equal the voltage determined by the
The difference amplifier 224 operates and outputs. This voltage output is converted to a voltage-pulse width conversion circuit.
227 plus the desired pulse width
Is a path composed of two transistors 228 and 229.
Amplify the power with a pulse amplifier circuit and use a pulse transformer 231 resistor.
233, 232, high-frequency converter switch
Elements 204 and 203 (usually MOS-FETs are used
Drive). The voltage value of the output voltage deviates from a predetermined value.
Occurs, the error amplifier 224 operates, and the pulse width
Control to keep the output voltage constant. If any fault occurs on the load side of this output
As the force current increases, the low-voltage rectifier circuit
Converts current to voltage by resistor 212 inserted in series
Applied to the (+) input terminal of the current error amplifier 226.
It is. The (−) input terminal of the current error amplifier 226 has
Resistor 220, 2 to ground from bias reference voltage
21 are connected in series and connected to the dividing point. The electric current generated at both ends of the current detecting resistor 212
Voltage is determined by the bias reference voltage and the resistance ratio.
If it exceeds, the output voltage of the current error amplifier drops
Since the input voltage of the voltage pulse width conversion circuit drops,
The current becomes a constant value without increasing from the current value. Here, the resistor 223 is connected to the error amplifier 224
The resistance 225 is the amplification factor of the error amplifier 226.
Are used to determine each. FIG. 11 shows the voltage-current characteristics of this circuit.
In FIG. 11, the section (a) is a constant voltage control area.
The section (b) is a constant current control area. I1 is
This is the value of the set current. The characteristic shown in FIG. 11 is the same as the inverse L characteristic.
It is commonly called. The first output, which is the terminal 21 shown in FIG.
4 and 215. This is input to the second output circuit.
Apply as force. The configuration of the second output circuit is shown in more detail in FIG.
Will be described. The second output circuit is for charging a sealed lead-acid battery.
Used as a power supply circuit. FIG. 14 shows the charging characteristics of the sealed lead storage battery.
You. How to charge a lead-acid battery used for backup purposes
In the fully charged state, the floating charging method,
A method of applying voltage to the leads is used. Therefore, backup
After charging the battery, first charge it with a constant current and charge the battery.
When the voltage reaches the rated value, the charging current drops sharply.
Make sure to use a power supply that has the characteristics of switching to constant voltage charging.
I have to. Therefore, the charging current is first detected in FIG.
The voltage between both ends of the output resistor 150 is connected to the resistors 159, 1
60 and the error amplifier 15 through the resistors 161 and 162.
7 is applied to the positive and negative input terminals. Error amplifier 157
The output terminal is connected to the signal line h of FIG.
are doing. This resistor 158 determines the value of the droop current.
It is anti. The resistance 156 determines the gain of the error amplifier.
The value of this resistor 156
If the gain is set to several dB by setting, the resistance 150
Error amplifier 157 as the voltage across
Output decreases and the pulse width conversion circuit in the DC power supply
Operates in the direction of lowering the input voltage of
Both the output voltage and the second output voltage will decrease.
You. Normally, in the circuit having this configuration, the voltage / current
The characteristic shows a characteristic called the square character characteristic.
The characteristic is that when discharging, charge with the maximum current allowed,
As the voltage increases, the current should be reduced. As described above, this characteristic is useful for charging a battery.
Is not suitable. Therefore, the control voltage 167 is connected to the resistor 165
And the constant voltage diode 166, and the constant voltage diode
Amplification through resistor 163 from voltage determined by load
A positive bias is applied to the (-) input terminal of the
As the load resistance decreases, the output current increases slightly
It has a characteristic (reverse f-shaped characteristic). FIG. 13 shows the characteristics (breakdown) when the resistor 163 is not provided.
The solid line shows the characteristics when the resistor 163 is added.
is there. This is a method of charging a sealed lead battery.
Is the most suitable. The battery voltage after discharge is
Determined by the state of discharge of the battery, usually lead
Terry's final discharge voltage should not drop below 40V.
It is protected by the system. As described above, in FIG.
A constant voltage diode 16 through a resistor 165 from a source 167
6 and connect the connection point to the (-) input of the comparison amplifier 164.
Connect to the power terminal. The voltage of the battery 155 is
3 and 154, and the divided voltage point is compared with that of the comparison amplifier 164.
Connect to the (+) input terminal. Output terminal of comparison amplifier 164
A resistor 169 and a diode 168 are connected to the (+) input terminal.
Are connected in series. Further, the resistance from the output terminal of the comparison amplifier 164 is
Connected to the base terminal of transistor 171 through 170
I do. The collector of this transistor is the winding of relay K1
188 is connected to a bias power supply 167.
You. A diode 18 is provided at both ends of the winding 188 of the relay.
9 is connected. Battery 155 voltage is normal
At this time, the voltage of the (−) input terminal of the comparison amplifier 164 is
Battery voltage and resistors 153 and 154, comparison amplifier 164
And the voltage determined by the resistor 169.
You. At this time, the (+) of the comparison amplifier 164 must be used.
The input terminal voltage is higher than the (-) input terminal voltage.
I have. Therefore, the voltage of the output terminal of the comparison amplifier 164 is H
The transistor 171 which is at the high level is turned on.
The winding 188 of the relay K1 is in the excited state and the relay k
1 is in the closed state, so that the battery 15
5, a charging current is flowing. In this state, the charging
Pressure increases, resulting in an increase in battery 155 voltage
Then, the voltage of the (−) input terminal of the comparison amplifier 164 becomes
(+) When the voltage of the input terminal is exceeded,
The output voltage changes from HIGH to LOW and the transistor
171 is cut off, and as a result, the winding 188 of the relay is unenergized.
It becomes magnetized and the contact k1151 of the relay is opened. as a result
Charging of the battery 155 is stopped. At this time, the maximum charging voltage of the battery is:
It is set to 57V. When this voltage is exceeded, the seal type
In a lead battery, hydrogen gas is emitted from the battery.
There is a problem that life becomes intense. Therefore, stability is required for this voltage setting.
Is done. FIG. 15 shows the variation of the battery voltage with time.
Is the maximum value represented by Va in the figure.
If the charging voltage is set to 57 V, the battery 155
The charging stops when the voltage of the battery reaches 57V. afterwards
The battery voltage drops sharply, but to about 54V
, The rate of decrease becomes very slow. Vb
, The voltage at the (−) input terminal of the comparison amplifier 164
Is equal to or less than the voltage of the (+) input terminal (the voltage at this time is 52 V
The transistor 171 is turned on.
State, the relay contact k151 closes and charging starts again.
You. At this time, the (−) input of the comparison amplifier 164
The terminal voltage is the battery voltage and the resistances 153 and 154.
Is determined only by Although set to 52V here,
If the voltage falls below the voltage of the
Come out. Therefore, this voltage greatly fluctuates at the time of setting.
Is not tolerated. As described above, the hysteresis of the set value before and after the detection is obtained.
The teresis is about 5V. By setting this value,
Even if a power failure occurs during non-charging due to relay contact release,
Battery is fully charged so backup time
The problem of shortening does not occur. The output signal from the output terminal of the comparison amplifier 164 is
Configure so that positive feedback is applied only when the force is HIGH
Voltage fluctuation of bias power supply 167, comparison amplification
Recharge because there is no voltage change due to drift etc. of the heater 164
The problem of not being done does not occur. When the present invention is used as described above,
Adjustment man-hour can be greatly reduced. In the case of the present invention,
Terry's voltage was 48V, but this was the other voltage.
The idea is the same. Next, a backup configuration at the time of a power failure will be described.
This will be described with reference to FIG. The output of AC / DC conversion section 1A is converted to DC / DC
Connect to the converter 79. The output of the DC / DC converter 79
Output 1 The output of DC stabilized power supply 1F is
The DC / DC converter 1E is connected to the DC / DC converter 1E via the card 5.
The output of the DC / DC converter 1E is referred to as output 2. Also die
Connect the cathode of diode 5 and diode 9
The anode side of the diode 9 is (+) of the output of the AC / DC converter.
To the side. In addition, the DC stabilized power supply unit 1 is used as a common line.
A (-) terminal and another DC stabilized power supply 1F
Connect the (-) side. Next, the operation of the circuit will be described with reference to FIG.
I will tell. In the present invention, when an AC power is applied, the output
1 is output and output 2 is output according to the power-on signal.
It is configured as follows. Output voltage of DC stabilized power supply section 1A in steady state
V6 and the output voltage V7 of the stabilized DC power supply 1F are
So that V7> V6
If the voltage value is set, the diode 9 will be reverse biased in the steady state.
It is in a state and a diode is supplied from the stabilized DC power supply unit 1A.
9, power is supplied to the DC / DC converter 1E.
Nothing. In this state, the output voltages V6, V7 and
The relationship between the output 1 and the output 1 is shown by a solid line in FIG. Next, when the input power supply voltage drops due to a power failure,
The output of DC stabilized power supply 1F is
Because there is no pump, it drops at the same time as the input power supply voltage drops. The stabilized DC power supply section 1A is connected to a battery.
Is configured to be backed up
Voltage (52V in use example) from battery voltage (use example)
In this case, the voltage drops to 48 V).
In the replacement part 1E or 79, fluctuations that can sufficiently follow
Width. As a result, when V6> V7, the diode
9 is conducted, and the diode 9
Output to supply power to DC / DC conversion unit 1E by path
1 is no exception. However, since V7> V6, input
When the power supply drops, the input voltage V5 of the DC / DC converter becomes
As shown by the dashed line in FIG. 17, the DC / D
It is within the input fluctuation range of the C conversion unit and the output 1 is not affected. In the present invention, V6 = 52V, V7 = 56V
Diode 1 even if each output voltage fluctuates due to disturbance.
64 is set to a voltage that does not conduct. Of course, D
Output voltage drops at output 1 of C / DC converter B1
I will not. According to the present invention, the following effects can be obtained.
You. (1) Battery while maintaining the same performance
The number of chargers and the number of chargers used to charge them
It can be manufactured inexpensively with a small
Maintainability can be improved by reducing the number.
You. (2) Generated when a power failure occurs and when power is restored
Because there is no chatter of power failure signal,
The connection reliability of the disconnect switch can be improved. (3) When the power is restored after a power failure, the output voltage
You can switch smoothly without pressing. (4) Switch used for power supply at power recovery
No inrush current to the switching element increases reliability
I can do things. (5) Voltage required for battery charging characteristics
/ Longer battery life due to current characteristics
You. The frequency of battery replacement can be reduced. (6) Overcharging due to overcharging of the battery
In the event of a condition, the charging is stopped promptly to ensure safety.
Without loss of performance even if a power outage occurs
Can be backed up, so trust as a system
The performance is improved. Also, since the deviation range of the detection level is narrow,
The setting time can be reduced.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明における一実施例の装置構成図 【図2】 図1における各部のタイムチャート 【図3】 本発明における一実施例のスイッチング式安
定化電源回路図 【図4】 本発明における一実施例の停電検出回路図 【図5】 図4における各部の動作波形 【図6】 本発明における一実施例の切替制御回路図 【図7】 図6における各部の動作タイムチャート 【図8】 本発明の1実施例によるスイッチング電源の
起動回路図 【図9】 図8における各部の動作タイムチャート 【図10】 本発明における一実施例のスイッチング式
安定化電源回路図 【図11】 電流と電圧の関係を示す波形図 【図12】 本発明における一実施例のバッテリーの充
電、過充電保護回路 【図13】 図12における電圧/電流特性 【図14】 バッテリーの充電電圧/電流特性 【図15】 図12における過充電保護特性 【図16】 本発明の1実施例におけるバックアップ方
式の回路図 【図17】 図16における動作タイムチャート 【図18】 従来技術における装置構成図 【図19】 図18における各部のタイムチャート 【図20】 従来技術によるスイッチング式安定化電源 【図21】 従来技術における停電検出回路 【図22】 図21におけるタイムチャート 【図23】 従来技術における停電時の切り替え回路 【図24】 図23における各部の動作タイムチャート 【図25】 従来技術におけるスイッチング電源の起動
回路 【図26】 図25における各部の動作タイムチャート 【符号の説明】 1 交流電源、 1A 直流安定化電源、 1B〜1E DC/DC変換部、 1F 直流安定化電源、 1G、1H充電器、 2、3 ダイオード、 4 バッテリー、 5 ダイオード、 5A AC/DC変換部、 5B 電源制御部、 5C 停電検出回路、 5D 立上り制御回路、 5E バッテリー切り替え回路、 6 ダイオード 7 バッテリー 8 論理回路部 9 ダイオード 51 整流ダイオード、 52 コンデンサ、 53、54 MOS−FET、 55 高周波変圧器、 56〜59 ダイオード、 60 リアクトル、 61 コンデンサ、 62 パルス変圧器、 63 コンデンサ、 64、65 抵抗、 66、67 トランジスタ、 68 電圧パルス幅変換回路、 69 比較増幅器、 70 基準電圧、 71〜75 抵抗、 76 直流電源、 77、78 ダイオード、 79 DC/DC変換部、 101〜103 抵抗、 104 トランジスタ、 105 定電圧ダイオード、 106、107抵抗、 108 フォトカプラ(発光ダイオード側)、 109 定電圧制御素子、 110 フォトカプラ(トランジスタ側)、 111 フォトカプラ(発光ダイオ−ド側)、 112 フォトカプラ(トランジスタ側)、 120 継電器(接点)、 121 MOS−FET、 122、123 抵抗、 124 ダイオード、 125 トランジスタ、 126〜128 抵抗、 129 コンデンサ、 130 抵抗、 131、132 ダイオード、 133 比較増幅器、 134、135 抵抗、 136 継電器(巻線)、 138 ダイオード、 150、151 抵抗、 152 トランジスタ、 153 抵抗、 154 コンデンサ、 155、156 抵抗、 159 フォトカプラ(トランジスタ側)、 160 フォトカプラ(発光ダイオ−ド側)、 161 抵抗、 201 整流ダイオード、 202 コンデンサ、 203、204 MOS−FET、 205 高周波変圧器、 206、207、209、210 ダイオード、 211 リアクトル、 212 抵抗、 213 コンデンサ、 214、215 出力端子、 216 抵抗、 217 直流電源、 218 抵抗、 219 定電圧ダイオード、 220〜223 抵抗、 224 比較増幅器、 225 抵抗、 226 比較増幅器、 227 電圧パルス幅変換回路、 228、229 トランジスタ、 230 コンデンサ、 231 パルス変圧器、 232、233 抵抗
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an apparatus configuration diagram of one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a time chart of each section in FIG. 1 FIG. 3 is a switching type stabilized power supply circuit diagram of one embodiment of the present invention. 4 is a circuit diagram of a power failure detection circuit according to an embodiment of the present invention; FIG. 5 is an operation waveform of each unit in FIG. 4; FIG. 6 is a circuit diagram of a switching control circuit according to an embodiment of the present invention; FIG. 8 is an operation time chart of a switching power supply according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is an operation time chart of each part in FIG. 8. FIG. 10 is a diagram of a switching type stabilized power supply circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a waveform diagram showing the relationship between current and voltage. FIG. 12 is a battery charge / overcharge protection circuit according to one embodiment of the present invention. FIG. 13 is a voltage / current characteristic in FIG. Fig. 15 Overcharge protection characteristic in Fig. 12 Fig. 16 Circuit diagram of backup system in one embodiment of the present invention Fig. 17 Operation time chart in Fig. 16 Conventional technology FIG. 19 is a time chart of each part in FIG. 18 FIG. 20 is a switching-type stabilized power supply according to the prior art FIG. 21 is a power failure detection circuit according to the prior art FIG. 22 A time chart in FIG. Switching circuit at the time of power failure in the prior art [FIG. 24] Operation time chart of each unit in FIG. 23 [FIG. 25] Starting circuit of switching power supply in the prior art [FIG. 26] Operation time chart of each unit in FIG. AC power supply, 1A DC stabilized power supply, 1B-1E DC / DC converter, 1F DC stabilized power supply , 1G, 1H charger, 2, 3 diode, 4 battery, 5 diode, 5A AC / DC conversion unit, 5B power control unit, 5C power failure detection circuit, 5D rise control circuit, 5E battery switching circuit, 6 diode 7 battery 8 Logic circuit section 9 diode 51 rectifier diode, 52 capacitor, 53, 54 MOS-FET, 55 high frequency transformer, 56 to 59 diode, 60 reactor, 61 capacitor, 62 pulse transformer, 63 capacitor, 64, 65 resistor, 66, 67 transistor, 68 voltage pulse width conversion circuit, 69 comparison amplifier, 70 reference voltage, 71 to 75 resistance, 76 DC power supply, 77, 78 diode, 79 DC / DC conversion unit, 101 to 103 resistance, 104 transistor, 105 constant voltage Diode, 10 6, 107 resistance, 108 photocoupler (light emitting diode side), 109 constant voltage control element, 110 photocoupler (transistor side), 111 photocoupler (light emitting diode side), 112 photocoupler (transistor side), 120 relay ( 121 MOS-FET, 122, 123 resistor, 124 diode, 125 transistor, 126-128 resistor, 129 capacitor, 130 resistor, 131, 132 diode, 133 comparative amplifier, 134, 135 resistor, 136 relay (winding) , 138 diode, 150, 151 resistor, 152 transistor, 153 resistor, 154 capacitor, 155, 156 resistor, 159 photocoupler (transistor side), 160 photocoupler (light emitting diode side), 161 resistor, 01 rectifier diode, 202 capacitor, 203, 204 MOS-FET, 205 high frequency transformer, 206, 207, 209, 210 diode, 211 reactor, 212 resistor, 213 capacitor, 214, 215 output terminal, 216 resistor, 217 DC power supply, 218 resistance, 219 constant voltage diode, 220-223 resistance, 224 comparison amplifier, 225 resistance, 226 comparison amplifier, 227 voltage pulse width conversion circuit, 228, 229 transistor, 230 capacitor, 231 pulse transformer, 232, 233 resistance

フロントページの続き (72)発明者 今井 勉 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式 会社日立製作所オフィスシステム事業部 内 (72)発明者 重丸 健 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式 会社日立製作所オフィスシステム事業部 内 (72)発明者 宮内 雅司 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式 会社日立製作所オフィスシステム事業部 内 (72)発明者 牛田 仁 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社 日立コンピュータエレクトロニクス内 (56)参考文献 実開 平2−14072(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 9/00 - 9/08 Continued on the front page (72) Inventor Tsutomu Imai 810 Shimo-Imaizumi, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Office Systems Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masaji Miyauchi 810 Shimoimaizumi, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture Hitachi Systems, Ltd.Office Systems Division (72) Inventor Jin Ushida 1-Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture Inside Hitachi Computer Electronics (56 ) References Hikaru Hei 2-14072 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 9/00-9/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】【請求項1】 外部から供給される交流電源をAC/DC
変換部により変換して論理回路に供給するための入力信
号線と接続し、該入力信号線に互いに直列に接続される
第1、第2の抵抗素子と、該第1、第2の抵抗素子の接続点
に接続し、前記第1、第2の抵抗素子の接続点電圧が規定
値以下で遮断状態となり、規定値以上で導通状態となる
安定化制御素子とを有する停電検出回路と、前記停電検
出回路、前記論理回路およびバッテリーとそれぞれ接続
し、前記安定化制御素子が遮断状態となるとオン状態と
なり、前記バッテリーから前記論理回路への電力の供給
が開始されるよう切り替え、前記安定化制御素子が導通
状態となるとオフ状態となり、前記バッテリーから前記
論理回路への電力の供給が停止されるよう切り替えるス
イッチを有する切り替え回路とからなる電力供給回路に
おいて、 前記切り替え回路は、前記バッテリーに接続される前記
スイッチと、前記スイッチのゲート端子にコレクタが接
続され、前記バッテリーにエミッタが接続されるトラン
ジスタと、該トランジスタのベース端子に接続される第
4の抵抗素子と、該第4の抵抗素子および前記バッテリ
ーに接続されるコンデンサーを備え、 前記安定化制御素子が遮断状態となると、前記トランジ
スタのベース端子に電流が流れることにより、前記スイ
ッチはオン状態となって、前記バッテリーから前記論理
回路への電力の供給が開始されると共に、前記コンデン
サーが充電され、 前記安定化制御素子が導通状態となると、前記充電され
たコンデンサーから前記第4の抵抗素子を介して前記ト
ランジスタのベース端子に電流が流れることにより前記
スイッチのオン状態が継続し、前記トランジスタ、第4
の抵抗素子およびコンデンサーにより決定される時間が
経過した後に前記スイッチがオフ状態となり、前記バッ
テリーから前記論理回路への電力の供給が停止されるこ
とを特徴とする電力供給回路。
(57) [Claim 1] AC / DC power supplied from outside
First and second resistance elements connected to an input signal line for conversion by a conversion unit and supplied to a logic circuit, and connected in series to the input signal line; and the first and second resistance elements A power failure detection circuit having a stabilization control element that is connected to the connection point of the first and second resistance elements and is in a cutoff state when the connection point voltage of the second resistance element is equal to or less than a specified value, and is in a conductive state at or above a specified value. The stabilization control circuit is connected to the power failure detection circuit, the logic circuit, and the battery, respectively, is turned on when the stabilization control element is turned off, and is switched to start supplying power from the battery to the logic circuit. A switching circuit having a switch that switches off when the element is turned on and the supply of power from the battery to the logic circuit is stopped. A switch having a collector connected to a gate terminal of the switch, an emitter connected to the battery, and a fourth resistor connected to a base terminal of the transistor. And a capacitor connected to the fourth resistance element and the battery. When the stabilization control element is turned off, a current flows to a base terminal of the transistor, so that the switch is turned on. When the supply of power from the battery to the logic circuit is started, the capacitor is charged, and when the stabilization control element is turned on, the charged capacitor is connected to the logic circuit via the fourth resistance element. The on state of the switch is continued due to the current flowing through the base terminal of the transistor. , The transistor, the fourth
A power supply circuit, wherein the switch is turned off after a lapse of time determined by the resistance element and the capacitor, and the supply of power from the battery to the logic circuit is stopped.
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