JP3511971B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP3511971B2 JP2000075325A JP2000075325A JP3511971B2 JP 3511971 B2 JP3511971 B2 JP 3511971B2 JP 2000075325 A JP2000075325 A JP 2000075325A JP 2000075325 A JP2000075325 A JP 2000075325A JP 3511971 B2 JP3511971 B2 JP 3511971B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は自動販売機の電源
装置に関し、より詳細には、商用電源から所定の直流出
力と高周波出力を得る電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、屋外に設置される自動販売機
においては、従来より装置内部に蛍光灯を備えたものが
提案されている。かかる装置においては、装置各部の駆
動電源として直流電源を必要とする他、蛍光灯点灯用に
交流電源も必要である。
【0003】そして、このように直流と交流の双方の電
源を必要とする装置の電源装置は、従来、図2に示すよ
うに、装置各部に直流電源を供給する直流電源部aと、
蛍光灯cに交流電源を供給する交流電源bとがそれぞれ
別個のプリント基板P1 ,P 2 に個別に設けられてい
た。
【0004】具体的には、プリント基板P1 に設けられ
る直流電源部aは、いわゆるスイッチングレギュレータ
の形態とされ、交流100Vの入力電圧を整流・平滑す
る整流平滑回路(より詳細には、図示しないフィルタ回
路、整流回路、平滑回路および突入電流防止回路等)d
と、該整流平滑回路dの出力電圧をスイッチングして一
旦高い周波数の交流に変換した後、変圧・整流して所望
の直流電圧を取り出すスイッチング電源手段(より詳細
には、スイッチング素子、スイッチング素子の制御I
C、高周波トランス、高周波整流回路等)eを主要部と
して構成されていた。
【0005】一方、プリント基板P2 に設けられる交流
電源部bは、上記直流電源部aの整流平滑回路dと同様
の構成よりなる整流平滑回路fと、該整流平滑回路fの
出力電圧を周波数の高い交流に変換するインバータ回路
(スイッチング素子、該スイッチング素子の制御を行な
うインバータ用IC等)gを主要部として構成されてい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電源装置においては、以下のような問題があ
りその改良が望まれていた。
【0007】(1) すなわち、上述した電源装置では、直
流電源部aと交流電源部bとが別々のプリント基板P1,
2 上に形成されているため、これらの電源装置が取り
付けられる自動販売機等の装置本体側に、これら2枚の
プリント基板P1,2 を取り付けるためのスペースを予
め確保しておく必要があり、装置本体の小型化を妨げる
一因となっていた。しかも、かかる従来の構成では、プ
リント基板P1,2 毎に装置本体への取り付け作業が必
要となるので、装置製造時の作業工程が増加し、またこ
れに付随して作業工程の管理や、プリント基板P1,2
の製造・保管等に要する管理コストの上昇を招いてい
た。
【0008】(2) また、上述した電源装置では、直流電
源部aと交流電源部bとを別基板P1,2 としたことに
伴い、回路構成上、同じ構成(機能)よりなる整流平滑
回路d,fが重複して存在する。そのため、上記従来の
電源装置では、かかる回路の重複による部品点数の増加
を招き、また、これに伴って電源装置の製造コストの上
昇(具体的には、原材料費の上昇や組立作業コストの上
昇)を招くという問題があった。
【0009】(3) さらに、上記インバータ回路gは、周
知の如く回路構成上、スイッチング素子のスイッチング
動作を制御する制御用のマイクロコンピュータ(インバ
ータ用IC)を含むことから、上記ICを駆動するため
の補助電源(IC用電源)hを必要とする。そのため、
かかる補助電源hを設けることに伴う部品点数や原材料
費の増加、製造コストの上昇を招くという問題もあっ
た。
【0010】(4) また、上記整流平滑回路d,fとして
は、通常、コンデンサインプット型の整流平滑回路が採
用される。そのため、このような整流平滑回路d,fで
は、突入電流対策として、パワー・サーミスタやサイリ
スタを用いた突入電流防止回路(図示せず)が設けられ
ているが、かかる突入電流防止回路としてパワー・サー
ミスタを用いた場合には、短いインターバルで電源スイ
ッチのオン/オフを行なったとき等に突入電流が流れて
しまうため、上述した自動販売機等の電源装置において
は、サイリスタを用いた突入電流防止回路を採用するの
が好ましい。
【0011】ところで、このようなサイリスタを用いた
突入電流防止回路においては、サイリスタを駆動させる
(サイリスタにゲート信号を与える)ための電気回路
(サイリスタの駆動電源)が必要となる。しかし、上記
交流電源部bにおいては、直流電源部aのような直流出
力が得られないため、このようなサイリスタ方式の突入
電流防止回路を採用しようとすると、サイリスタのゲー
ト信号を生成する電気回路を別途設ける必要が生じてし
まうため、従来、かかる交流電源部bにおいてはサイリ
スタ方式は採用されず、不利を承知でパワー・サーミス
タ方式が採用されていた。
【0012】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、小型かつ
低コストで直流と交流の双方の電源供給ができ、しかも
動作信頼性の高い電源装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電源装置は、交流電源を入力源とする
自動販売機用の電源装置であって、上記交流電源から供
給される交流電圧を整流・平滑して直流電圧を得る整流
平滑手段と、上記整流平滑手段で得られた直流電圧を高
周波スイッチングして所定の直流電圧を得るスイッチン
グ電源手段と、上記整流平滑手段で得られた直流電圧を
高周波スイッチングして所定の交流電圧を得るインバー
タ手段とを備えるとともに、これら各手段を構成する各
種電装部品が1枚のプリント基板上に実装されてなり、
上記スイッチング電源手段からの直流出力電圧が自動販
売機各部の直流負荷に駆動電源として供給されるととも
に、上記インバータ手段の交流出力電圧が自動販売機の
蛍光灯点灯用電源として供給されることを特徴とする。
【0014】そして、その好適な実施態様として、上
スイッチング電源手段は、複数の直流出力を得ることが
できるマルチ出力型のスイッチング電源とされている
とを特徴とする。
【0015】すなわち、本発明の電源装置は、従来、別
個のプリント基板上に設けられていた直流電源部と交流
電源部を1枚のプリント基板上に実装することによっ
て、電源装置を構成するプリント基板の枚数を減らし、
もって装置本体への取り付け作業を簡素化するものであ
る。そして、プリント基板上への実装にあたっては、直
流電源部として、いわゆるラインオペレート型のスイッ
チングレギュレータを用いるとともに、該スイッチング
レギュレータの整流平滑回路(スイッチング素子の前段
に設けられる整流平滑回路)の直流出力の一部を分岐さ
せて交流電源部のインバータ回路に入力させる。つま
り、直流電源部と交流電源部とで整流平滑回路を共用す
ることにより、プリント基板上での回路構成の重複(整
流平滑回路の重複)を解消し、もって電源装置の小型化
を図るものである。
【0016】また、本発明の電源装置は、その好適な実
施態様として、上記インバータ回路の制御用マイクロコ
ンピュータの駆動電源が、上記スイッチングレギュレー
タから供給されるように構成され、また、上記整流平滑
手段の突入電流防止回路としてサイリスタ方式の突入電
流防止回路が用いられる場合に、上記サイリスタのゲー
ト信号を上記スイッチングレギュレータから供給するよ
うに構成される。
【0017】すなわち、本発明では、直流電源部と交流
電源部とが同一基板上に統合されていることから、スイ
ッチングレギュレータの出力電圧を、インバータ回路の
マイクロコンピュータの駆動電源や、突入電流防止回路
のサイリスタのゲート信号源として用いることが可能と
なり、その結果、電源装置の部品点数が少なく、しかも
動作信頼性の高い電源装置の提供が可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電源装置の一
実施形態を図1に基づいて詳細に説明する。
【0019】図1は、本発明に係る電源装置を、図外の
自動販売機の電源として用いた場合を図示しており、こ
の電源装置1は、商用電源(交流電源)2から供給され
る交流100Vの入力電圧を整流・平滑して直流出力を
得る整流平滑手段3と、該整流平滑手段3からの直流出
力を高周波スイッチングするとともに、変圧、整流して
所定の電圧の直流出力を取り出すスイッチング電源手段
4と、上記整流平滑手段3からの直流出力を高周波スイ
ッチングして交流出力を取り出すインバータ回路5とを
主要部として構成されている。
【0020】すなわち、この電源装置1においては、上
記整流平滑手段3とスイッチング電源手段4によってい
わゆるラインオペレート型のスイッチングレギュレータ
(直流電源部)Aが構成される一方、上記整流平滑手段
3とインバータ回路5によって周波数変換装置(交流電
源部)Bが構成されている。
【0021】具体的には、まず、上記整流平滑手段3
は、ラインオペレート型のスイッチングレギュレータの
分野において広く一般に用いられるコンデンサインプッ
ト型の整流平滑回路で構成される。より詳細には、図示
されるように、この整流平滑手段3は、フィルタ回路
6,整流回路7,平滑回路8および突入電流防止回路9
を主要部として構成されている。
【0022】上記フィルタ回路6は、上記スイッチング
電源手段4の内部を流れるスイッチング電流が上記商用
電源2側に戻ったり、あるいは商用電源2側への落雷に
よるサージ電圧の侵入を防ぐためのノイズ・フィルタで
ある。また、上記整流回路7は、交流電圧を全波整流す
る回路であって、図示例ではこの整流回路7としてダイ
オードブリッジD1 〜D4 が採用されている。
【0023】上記平滑回路8は、上記整流回路7で全波
整流された電圧波形を平滑するための回路であって、電
解コンデンサCによって構成される。突入電流防止回路
9は、サイリスタSCと抵抗Rの並列回路で構成された
いわゆるサイリスタ方式の突入電流防止回路を示してい
る。なお、この突入電流防止回路9を構成するサイリス
タSCのゲート信号は、上記スイッチング電源手段4か
ら与えられる。
【0024】したがって、本実施形態における突入電流
防止回路9の回路動作は以下のようになる。つまり、商
用電源2の投入当初、換言すれば、上記スイッチング電
源手段4が起動して該スイッチング電源手段4から所定
の直流電圧(ゲート信号)がサイリスタSCのゲート端
子に与えられるまでサイリスタSCはオフとされ、この
間、回路に流れる突入電流は抵抗Rによって抑制され
る。そして、電源供給開始後、具体的には上記スイッチ
ング電源手段4の起動後に上記ゲート端子にゲート信号
が与えられ、これによってサイリスタSCがオンとな
り、サイリスタSCを介して電解コンデンサCに電流が
供給される。
【0025】一方、スイッチング電源手段4は、上記整
流平滑手段3で得られた直流電圧を、DC−ACインバ
ータで高周波(交流)に変換して変圧し、再びこれを直
流に変換して所定電圧の直流出力(図示のDC出力)を
取り出す回路で構成される。具体的には、このスイッチ
ング電源手段4は、図示しないが、上記整流平滑手段3
からの直流出力を高周波スイッチングするスイッチング
素子およびその制御部(DC−ACインバータ)と、該
スイッチング素子で高周波スイッチングされた交流成分
の電圧変換を行なう高周波トランスと、該高周波トラン
スの二次側に接続されAC−DCコンバートを行なう整
流回路とを主要部として構成される。
【0026】そして、本実施形態では、このスイッチン
グ電源手段4は、上記高周波トランスの二次側から複数
の直流出力が取り出される、いわゆるマルチ出力型とさ
れている。そして、このスイッチング電源手段4の直流
出力の一部が、図示のDC出力として図外の自動販売機
の各部の直流電源として供給されるとともに、他の一部
が上記突入電流防止回路9のサイリスタSCのゲートに
印加される。またさらに、直流出力の他の一部が、後述
するインバータ回路5のインバータ制御用のマイクロコ
ンピュータ(インバータ用IC)51に供給される。
【0027】インバータ回路5は、上記整流平滑手段3
からの直流出力を交流に変換するものであって、図示し
ないスイッチング素子と、このスイッチング素子のスイ
ッチング動作を制御するマイクロコンピュータ51を主
要部として構成される。具体的には、上記マイクロコン
ピュータ51は、いわゆるインバータ用ICの形態とさ
れ、このインバータ用ICによって上記スイッチング素
子によるスイッチングの周波数が設定されている。
【0028】そして、このインバータ回路5からの高周
波出力(交流出力)が、自動販売機に内蔵される蛍光灯
10の点灯用電源として蛍光灯10に供給されている。
【0029】しかして、本実施形態においては、このよ
うな回路構成よりなる電源装置1を構成する各種電装部
品が1枚のプリント基板P上に実装されている。つま
り、本実施形態では、上記整流平滑手段3を共用する形
で、1枚のプリント基板P上に直流電源部Aと交流電源
部Bとが統合状態で実装される。そのため、本発明によ
れば、回路構成上の重複がなく、しかも直流と交流の双
方の電源供給が可能な電源装置を提供できる。
【0030】なお、上述した実施形態は本発明の好適な
実施態様を示すものであって、本発明は上述した実施形
態にに限定されることなく、その発明の範囲内で種々設
計変更可能である。
【0031】たとえば、上記実施形態では、本発明に係
る電源装置1を自動販売機の電源として用いた場合を示
したが、本発明は直流と交流の双方の電源を必要とする
他の装置であれば自動販売機以外の他の装置(たとえ
ば、蛍光灯照明付きの冷蔵庫など)にも適用可能であ
る。
【0032】また、上記実施形態では、整流平滑手段3
としてコンデンサインプット型の整流平滑回路を示した
が、この整流平滑手段3は、上記スイッチング電源手段
4およびインバータ回路5に直流電圧を供給可能な回路
構成であれば他の回路構成を採用することも可能であ
る。また、本実施形態では、上記突入電流防止回路9と
して、サイリスタ方式の突入電流防止回路を採用した場
合を示したが、もちろんパワー・サーミスタを用いて突
入電流防止回路を構成することも可能である。なお、突
入電流防止回路9としてパワー・サーミスタを用いる場
合、スイッチング電源手段4から突入電流防止回路9へ
の電力供給はもちろん不要であることはいうまでもな
い。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電源装置
によれば、交流電源から供給される交流電圧を整流・平
滑して直流電圧を得る整流平滑手段と、上記整流平滑手
段で得られた直流電圧を高周波スイッチングして所定の
直流電圧を得るスイッチング電源手段と、上記整流平滑
手段で得られた直流電圧を高周波スイッチングして所定
の交流電圧を得るインバータ手段とを備えるとともに、
これら各手段を構成する各種電装部品が1枚のプリント
基板上に実装されていることから、自動販売機への電源
装置の取り付け作業を容易に行うことが可能となる。し
かも、直流電源部と交流電源部とが1枚のプリント基板
によって実現されるので、従来、直流電源と交流電源と
で別々に行われていたプリント基板の製造やその管理を
統合でき、これらにかかるコストを抑制することができ
る。
【0034】しかも、直流電源部と交流電源部とをプリ
ント基板上に実装するにあたり、直流電源部をスイッチ
ング電源の形態とし、該スイッチング電源のもつ整流平
滑手段の電圧出力を、交流電源部のインバータ手段の
力として用いるので、一つの整流平滑手段で直流と交流
の双方に対応できる電源装置を提供できる。したがっ
て、これにより回路構成上の重複(具体的には、フィル
タ回路、整流回路、平滑回路、突入電流防止回路の重
複)がなく、しかも電源装置の部品点数を減らすことが
できるので、電源装置自体の大幅な小型化を図ることが
可能となる。
【0035】しかも、インバータ回路制御用マイクロコ
ンピュータの駆動電源として、上記スイッチングレギュ
レータの出力電圧を用いることで、従来のようにインバ
ータ回路に上記マイクロコンピュータ駆動用の補助電源
を別途設ける必要がないので、その点においても部品点
数の減少や製造コストの抑制を図ることができる。
【0036】その上、整流平滑手段が直流電源部と交流
電源部とで共用されていることから、整流平滑手段の突
入電流防止回路としてサイリスタ方式の突入電流防止回
路を採用し、サイリスタのゲート信号を上記スイッチン
グレギュレータから与えることにより、交流電源部にお
いてもサイリスタ方式の突入電流防止回路を用いること
が可能となり、動作信頼性の高い交流出力を得ることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電源装置の概略構成を示す説明図
である。
【図2】従来の電源装置の概略構成を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 電源装置 2 商用電源(交流電源) 3 整流平滑手段 4 スイッチング電源手段 5 インバータ回路 6 フィルタ回路 7 整流回路 8 平滑回路 9 突入電流防止回路 51 マイクロコンピュータ(インバータ用I
C) A スイッチングレギュレータ(直流電源
部) B 周波数変換装置(交流電源部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // G07F 9/00 G07F 9/00 Q (72)発明者 藤本 剛生 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式 会社ノーリツ内 (56)参考文献 特開 平6−165526(JP,A) 特開 平11−122947(JP,A) 特開2000−50637(JP,A) 特開 平11−308864(JP,A) 特開 平11−178336(JP,A) 実開 平6−62793(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28 H02M 1/10 H02M 7/48 G07F 9/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を入力源とする自動販売機用の
    電源装置であって、 前記交流電源から供給される交流電圧を整流・平滑して
    直流電圧を得る整流平滑手段と、前記整流平滑手段で得
    られた直流電圧を高周波スイッチングして所定の直流電
    圧を得るスイッチング電源手段と、前記整流平滑手段で
    得られた直流電圧を高周波スイッチングして所定の交流
    電圧を得るインバータ手段とを備えるとともに、これら
    各手段を構成する各種電装部品が1枚のプリント基板上
    に実装されてなり、前記スイッチング電源手段からの直
    流出力電圧が自動販売機各部の直流負荷に駆動電源とし
    て供給されるとともに、前記インバータ手段の交流出力
    電圧が自動販売機の蛍光灯点灯用電源として供給される
    ことを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 前記スイッチング電源手段は、複数の直
    流出力を得ることができるマルチ出力型のスイッチング
    電源とされていることを特徴とする請求項1に記載の電
    源装置。
  3. 【請求項3】 前記インバータ手段の制御用マイクロコ
    ンピュータの駆動電源が、前記スイッチング電源手段
    ら供給されるように構成されていることを特徴とする
    求項1または2に記載の電源装置。
  4. 【請求項4】 前記整流平滑手段に設けられる突入電流
    防止回路として、サイリスタ方式の突入電流防止回路が
    用いられる場合において、前記サイリスタのゲート信号
    が前記スイッチングレギュレータから供給されるように
    構成されていることを特徴とする請求項1から3のいず
    れかに記載の電源装置。
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