JPH02193542A

JPH02193542A - 電源切替回路

Info

Publication number: JPH02193542A
Application number: JP1008501A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nagao; 長尾　義男
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1990-07-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、主回路に対する電源として２個の電源を備え
、これらを択一的に利用できる電子機器に設けられた、
これら電源間を切り替える電源切替回路に関する。

［従来の技術］最近、ＡＣアダプタやバッテリ等の外部電源装置から主
回路に対する電源の供給を受けることができると共に、
外部電源装置が使用されない場合には、蓄電池や乾電池
等の内部電源から主回路に電源を供給するようにしな、
電源供給について融通性及び継続性の高い電子機器が多
数開発されている。

従来、このような電子機器において用いられていた、外
部電源装置による電源と内部電源とを切り替える電源切
替回路の第１例を第２図に示す。

第２図において、電子機器１は外部電源装置２からの直
流電源の供給を受けることができるようになされている
。外部電源装置２は、例えば、商用交流電源を受は入れ
るＡＣ入カブラグ３と、商用交流電源を所定の直流電源
（外部電源）に変換する電源回路４と、この電源回路４
の出力を電子機器１に与えるためのコネクタ５とから構
成されている。

他方、電子機器１は外部電源装置２のコネクタ５と接続
するコネクタ６を備える。このコネクタ６は、３個の接
点６ａ、６ｂ、６Ｃを備える構造のものであり、コネク
タ５と接続しているとき接点６ａ及び６ｂを分離して接
点６ａ及び６ｃから、外部電源を取り込んで電源供給ラ
イン上に印加すると共に、コネクタ５と接続していない
とき接点６ａ及び６ｔ）とを接続して接点６ｂ及びアー
ス間に直列に設けられた内部電源７からの直流電源を電
源供給ライン上に印加するものである。すなわち、この
コネクタ６が電源切替回路を構成している。電源供給ラ
イン上には、主電源スイッチ８が直列に介挿されており
、この主電源スイッチ８を介して安定化電源回路９に電
源が供給され、安定化された後、主回路１０に供給され
るようになされている。

従って、外部電源装置２が接続されていない状態では、
コネクタ６の接点６ａ及び６ｂが接続して内部電源７か
らの電力が主電源スイッチ８及び安定化電源回路９を介
して主回路１０に供給される。他方、外部電源装置２が
接続されている状態では、コネクタ６の接点６ａ及び６
ｂが分離して接点６ａ及び６ｃを介して外部電源が取り
込まれ、主電源スイッチ８及び安定化電源回路９を介し
て主回路１０に供給される。

第３図は従来の電源切替回路の第２例を備えた電子機器
１５を示すものであり、外部電源装置は図示を省略して
いる。

この電子機器１５の外部電源装置との接続用コネクタ１
６は、外部電源を受は入れるための２入力端子１６ａ及
び１６ｂを有する構造のものである。電源切替凹ｆ￥４
２０は、これら端子１６ａ及び１６ｂ間の電圧によって
励磁又は消磁するリレー２１を備える。このリレー２１
は、外部電源装置が接続されて外部電源電圧が供給され
ているとき、励磁し、外部電源装置が切り離されている
状態で消磁するようにその動作電圧が選定されている。

なお、このリレー２１には、励磁がら消磁に切り替わる
ときに発生する逆電圧から保護するダイオード２２が並
列に接続されている。このリレー２１の接点２３は、い
わゆるＣ接点構造のものであり、共通端子２３ｇが主電
源スイッチ８の一端に接続され、励磁時に選択される端
子２３ｍがコネクタ１６の高電位側端子１６ａに接続さ
れ、消磁時に選択される端子２３ｎが内部電源７の高電
位側端子に接続されている。

なお、第２図と対応する部分には、同一符号を付してい
る。

このようなリレー２１、リレー接点２３及びダイオード
２２でなる電源切替回路２０は、以下のように動作する
。

外部電源装置のコネクタがコネクタ１６に接続されてコ
ネクタ１６の再入力端子１６ａ及び１６ｂ間に外部電源
電圧が印加されると、リレー２１が励磁し、リレー接点
２３が端子２３ｍ側に切り替わり、外部電源電圧がこの
リレー接点２３、主電源スイッチ８、安定化電源回路９
を介して主回路１０に供給される。

他方、外部電源装置が接続されない状態では、リレー２
１には印加電圧がなくリレー２１は消磁し、リレー接点
２３が端子２３ｎ側に切り替わり、内部電源７による電
源電圧がリレー接点２３、主電源スイッチ８、安定化電
源回路９を介して主回路１０に供給される。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、第２図に示す従来例では、外部電源装置
２が電子機器１に接続された状態で、ＡＣ入カブラグ３
が誤って抜かれ、停電が発生し、又は、外部電源装置２
が故障して外部電源電圧の供給が停止しても、コネクタ
５及び６が接続されているため、内部電源７への切替が
実行されずに電力の主回路１０への供給が停止してしま
う。そのため、内部電源７をバックアップ電源として用
いるような電源供給の継続性が求められる電子機器にと
っては、不十分なものである。

また、第３図に示す従来例は、主電源スイッチ８をオフ
状態にした後に、内部電源及び外部電源間の切替えを行
なうことを前提としているものであり、主電源スイッチ
８がオン状態において切替動作が発生した場合には以下
のような問題が生じていた。

すなわち、外部電源装置と電子機器１５とが接続されて
外部電源による電力が主回路１０に供給されている最中
に、外部電源装置のＡＣ入カブラグが誤って抜かれ、停
電が発生し、又は、外部電源装置が故障して外部電源電
圧の供給が停止して内部電源７に切り替わった場合や、
内部電源７から主回路１０に電力が供給されている最中
に、外部電源装置が当該電子機器１５に接続された場合
に、リレー２１の動作時間又は復旧時間や、リレー接点
２３の接点移動時間等のために、安定化電源回路９をも
ってしても安定化しえない過渡現象による不安定な電源
電圧が安定化電源回路９に与えられ、その結果、主回路
１０に悪影響を与えるという問題が生じていた。例えば
、主回路１０がマイクロプロセッサ等である場合、プロ
グラムの暴走等が起こるようなことが生じていた。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、第
１の電源又は第２の電源による供給中に発生した異常事
態に対しても継続して安定に電源を主回路に供給するこ
とができるように電源を切り替えることができる電源切
替回路を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］かかる課題を解決するため、本発明においては、第１の
電源及び第２の電源と、これら電源の一方から電源の供
給を受ける主回路を備えた電子機器における電源切替回
路を以下の各手段を備えるように構成した。

すなわち、第１の電源の有効性を検出する有効性検出手
段と、この検出結果に基づいて、第１の電源が有効な場
合に供給電源としてこの第１の電源を決定すると共に、
有効でない場合に供給電源として第２の電源を決定する
電源決定手段とを備えた。また、決定された電源が変化
したとき高速に切り替える高速切替手段と、決定された
電源が変化したとき切り替えるものであって、高速切替
手段より電圧低下及び電力損失が小さく、その切替速度
が高速切替手段より遅い低速切替手段とを備えた。そし
て、電源間の切替時に、低速切替手段が切替動作を完了
する前に高速切替手段を介した電源を主回路に供給させ
ると共に、低速切替手段が切替動作を完Ｔした後は低速
切替手段を介した電源を主回路に供給させるようにした
。

［作用］有効性検出手段は第１の電源の有効性を検出し、電源決
定手段はこの検出結果に基づいて第１の電源が有効な場
合には供給電源として第１の電源を決定し、有効でない
場合には供給電源として第２の電源を決定する。

電源決定手段による決定電源が変化すると、高速切替手
段及び低速切替手段は切替動作する。このとき、高速切
替手段は供給電源電圧が殆ど変化しないうちに切替を完
了する。しかし、高速切替手段としては、電子スイッチ
等が用いられているためこの高速切替手段による電圧低
下、電力損失が生じる。そこで、高速切替手段で電源供
給の継続性を確保し、その後に切り替わる低速切替手段
によってその電圧低下、電力損失をも防止するようにし
た。

なお、高速切替手段による電圧低下等は、当該電源切替
回路の後段に一般的に設けられる安定化電源回路によっ
て十分に安定化される。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する
。

第１図は実施例による電源切替回路を適用した電子機器
を示すブロック図である。

犬施田凶猜戒第３図との対応部分に同一符号を付して示す第１図にお
いて、この実施例の電源切替回路３０にも切替構成を有
しないコネクタ１６から外部電源電圧が入力されるよう
になされている。このコネクタ１６の両端子１６ａ及び
１６ｂ間にはこの端子間の電圧検出用に、ツェナーダイ
オード３１、抵抗３２及び抵抗３３でなる直列回路が接
続されている。抵抗３２及び３３の接続中点は、エミッ
タがアースされているＮＰＮ型トランジスタ３４のベー
スに接続されている。ここで、ツェナーダイオード３１
の降伏電圧、抵抗３２及び３３の抵抗値、トランジスタ
３４の電流増幅率は、外部電源装置からの入力電圧が外
部電源電圧より小さい所定電圧より大きくなったときに
トランジスタ３４がオン動作し、外部電源装置が接続さ
れていない場合等の入力電圧が所定電圧より小さくなっ
たときにトランジスタ３４がオフ動作するように選定さ
れている。

このトランジスタ３４のコレクタと、コネクタ端子１６
ａからの電源供給ラインとの間には、リレー３５が接続
されており、従って、トランジスタ３４は、リレー３５
の駆動を制御するものである。なお、リレー３５には、
励磁状態から消磁状態への変化のときに発生する逆電圧
からトランジスタ３４を保護するためのダイオード３６
が並列に接続されている。また、このｔ・ランジスタ３
４のコレクタは、ベース電流制限抵抗３７を介してＰＮ
Ｐ型のスイッチング用トランジスタ３８のベースに接続
されており、このスイッチングトランジスタ３８のオン
オフ動作を制御する。なお、抵抗３７は、トランジスタ
３４の負荷抵抗でもある。

このスイッチングトランジスタ３８のエミッタは、内部
電源７による逆流を阻止するためのダイオード３９を介
して入力端子１６ａに接続され、そのコレクタは、主電
源スイッチ８に接続されている。上述したリレー３５の
接点４０はいわゆるＣ接点構成のものであり、共通端子
４０ρは、トランジスタ３８のコレクタと主電源スイッ
チ８との接続中点に接続され、励磁時に選択される端子
４０ｍはトランジスタ３８のエミッタに接続され、消磁
時に選択される端子４０ｎは内部電源７の高電位端子に
接続されている。

従って、リレー接点４０の端子４０ｎが選択されていて
、かつトランジスタ３８がオン動作しているとき、入力
端子１６ａからの外部電源電圧が、ダイオード３９、ト
ランジスタ３８を介して主電源スイッチ８側に与えられ
、リレー接点４０の端子４０ｍが選択されているとき、
入力端子１６ａからの外部電源電圧が、ダイオード３９
、リレー接点４０を介して主電源スイッチ８側に与えら
れるようになされている。

内部電源７の高電位端子と、主電源スイッチ８との間に
は、内部電源電圧の供給を制御するＰＮＰ型構成のスイ
ッチングトランジスタ４１のエミッタ、コレクタが直列
に接続されている。このトランジスタ４１のベースは、
抵抗４２を介してエミッタがアースされているＮＰＮ型
トランジスタ４３のコレクタに接続されており、このト
ランジスタ４３のオンオフ動作に応じてスイッチング制
置される。なお、抵抗４２は、トランジスタ４１のベー
ス電流制限用のものであり、かつ、Ｉ・ランジスタ４３
の負荷抵抗である。

上述の内部電源７の高電位端子は、トランジスタ４３に
対するベース電流制限抵抗４４及びダイオード４５を介
してトランジスタ４３のベースに接続されている。また
、抵抗４４及びダイオード４５の接続中点には、カソー
ドがトランジスタ３４のコレクタに接続されているダイ
オード４６のアノードが接続されている。このダイオー
ド４６は、内部電源の供給制御用のトランジスタ４３の
動作条件に対して、外部電源電圧の供給制御部分が影響
を及ぼすことを防止するための逆流阻止用である。また
、ダイオード４５は、トランジスタ３４のコレクタ・エ
ミッタ飽和電圧及びダイオード４６の順方向電圧によっ
て、トランジスタ３４がオン動作中にトランジスタ４３
がオン動作しないようにするレベルシフト用のものであ
る。

上述のような接続関係によって、内部電源７からの電源
電圧を制御するスイッチングトランジスタ４１のコレク
タはリレー接点４０の共通端子４０ρに、また、トラン
ジスタ４１のエミッタはリレー接点４０の端子４Ｏｎに
接続している。

従って、リレー接点４０の端子４０ｍが選択されていて
、かつトランジスタ４１がオン動作しているとき、内部
電源７からの電源電圧が、このトランジスタ４１を介し
て主電源スイッチ８側に与えられ、リレー接点４０の端
子４０ｎが選択されているとき、内部電源７からの電源
電圧が、リレー接点４０を介して主電源スイッチ８側に
与えられるようになされている。

Ｘ施広凶愈詐次に、以上の構成を有する電源切替回路３０の動作につ
いて説明する。

まず、主電源スイッチ８が開放されている状態で外部電
源装置が接続された状態の動作について説明する。

外部電源装置が接続されていない状態では、リレー３５
が消磁状態にあってリレー接点４０が端子４０ｎを選択
しているので、内部電源７からの電源電圧が主電源スイ
ッチ８側に印加されている。

この状態で外部電源装置の図示しないコネクタが当該電
子機器の入力コネクタ１６に接続されると、外部電源電
圧が印加され初め、この電圧が所定電圧を越えるとトラ
ンジスタ３４がオン動作する。

これにより、リレー３５及びトランジスタ３８が駆動さ
れる。このように同時に駆動されるが、リレー３５の動
作は機構的な動作であり、かつ励磁に対しても多少の時
間がかかるので、リレー接点４０の切り替わりに比して
トランジスタ３８のオン動作が先になされる。

このトランジスタ３８のオン動作によってコネクタの入
力端子１６ａを介した外部電源電圧がダイオード３つ及
びこのｌ・ランジスタ３８を介して主電源スイッチ８側
に伝達される。なお、トランジスタ３４のオン動作によ
って内部電源７がら抵抗４４及びダイオード４６を介し
てこのトランジスタ３４に電流が流れ込むので、トラン
ジスタ４３がオフ動作し、トランジスタ４１もオフ動作
する。

リレー動作の遅れ時間が経過すると、リレー接点４０は
端子４０ｍ側に切り替わる。これによりスイッチングト
ランジスタ３８はオン動作していても短絡され、外部電
源電圧がダイオード３９及びリレー接点４０によるバイ
パス路を介して主電源スイッチ８側に伝達される。

この状態で主電源スイッチ８が投入されると、安定化電
源回路９に外部電源装置による電力が供給され、この安
定化電源図８９によって安定化された後主回路１０に供
給される。

このような外部電源装置による供給中に、外部電源装置
のＡＣ入カブラグの引抜きゃ停電の発生等の異常事態に
よって外部電源の供給が停止すると、トランジスタ３４
はコネクタ１６の両端子電圧が所定電圧より小さくなっ
た時点でカットオフする。

このカットオフによってトランジスタ３８が直ちにオフ
動作するが、内部電源７がら抵抗４４、ダイオード４５
を介してトランジスタ３４に流れ込んでいた電流が遮断
されるため、トランジスタ４３のベースにその電流が流
れ、トランジスタ４３が直ちにオン動作し、その結果、
トランジスタ４１も直ちにオン動作する。他方、リレー
３５は多少の遅れ時間をもって消磁動作及び接点の切替
動作する。

そのため、リレー３５の動作が遅れている間は、内部電
源７からの電力がスイッチングトランジスタ４１、主電
源スイッチ８、安定化電源回路９を介して主回路１０に
供給される。遅れ時ｎが経過してリレー接点４０が端子
４０ｎ側に切り替わると、スイッチングトランジスタ４
１が短絡されて、以降、リレー接点４０によるバイパス
路を介して内部電源７からの電力が主電源スイッチ８側
に供給される。

従って、外部電源装置による電源電圧が低下した場合、
直ちに（電子スイッチの切替速度）、内部電源側に切り
替わり、切り替わりの初期においては、トランジスタ４
１を介し、リレー３５の動作遅れ時間を経過すると、内
部電源７からバイパス路を介して供給する。そのため、
トランジスタ４１−を介した供給中には、このトランジ
スタ４１による電圧低下、電力損失が生じるが、リレー
接点４０による短絡によってこれを直ちに防止すること
ができる。また、このときの電圧変動は安定化電源回路
９によて吸収され、はとんど電圧の変動及び電力の損失
なしに継続して主回路１０に電源を供給することができ
る。

次に、内部電源７からの供給中に、主電源スイッチ８の
開放をすることなく、外部電源装置が接続された場合の
動作について説明する。

外部電源装置の図示しないコネクタが当該電子機器の入
力コネクタ１６に接続されると、外部電源電圧が供給さ
れ初め、この電圧が所定電圧を越えるとトランジスタ３
４がオン動作する。これにより、リレー３５及びトラン
ジスタ３８が駆動される。このように同時に駆動される
が、リレー３５の動作は機構的な動作であり、かつ励磁
に対しても多少の時間がかかるので、リレー接点４０の
切り替わりに比してトランジスタ３８のオン動作が先に
なされる。また、トランジスタ３４のオン動作によって
トランジスタ４３に対するベース電流の供給が停止し、
ｌ・ランジスタ４３及び４１がオフ動作する。

トランジスタ３８のオン動作によってコネクタの入力端
子１６ａを介した外部電源電圧がダイオード３９及びこ
のトランジスタ３８を介して主電源スイッチ８側に与え
られる。この状態では内部電源７からの電源電圧も継続
して同時にリレー接点４０を介して主電源スイッチ８側
に与えられているが、リレー接点が移動している期間で
は外部電源電圧だけが与えられる。このときの電圧変動
は、上述と同様に安定化電源回路９によって吸収される
。

その結果、トランジスタ３８を介していた際の電圧低下
、電力損失を防止して継続して安定な電力を主回路１０
に供給する。

犬旌鍔ム公逮従って、上述の実施例によれば、外部電源装置と接続し
た状態で外部電源電圧の供給が停止しても内部電源へ切
り替えることができる。かくするにつき、機構的な構成
を有するスイッチ（リレー）の切替に先立ち、電子スイ
ッチ（トランジスタ３８．４１〉による切替を先に行な
い、その後、機構的な切替が完了したときその機構的ス
イッチを介して供給するようにしたので、機構的なスイ
ッチの動作遅れ時間にも拘らず継続して安定な電力を供
給することができる。また、内部電源の供給中に外部電
源装置が接続されても切替を実行できると共に、機構的
スイッチの動作遅れ時間にも拘らずこの場合にも継続し
て安定に電力を供給することができる。さらに、電子ス
イッチによる切替時に生じていた電圧降下、電力損失を
機構的スイッチによる切替によって直ちに押さえるよう
にしたので、電子機器の安定化、省エネルギー化をも達
成できる。

側ム叉施別なお、本発明は電源供給の継続性が求められる電子機器
に対し、実際上の効果が特に大きいものであるが、カセ
ットテープレコーダ等の電源についての融通性がある電
子機器に対しても適用できることは勿論である。

また、上述の実施例においては、外部電源と内部電源と
を切り替えるものを示したが、２個の電源を内蔵する電
子機器における電源切替に適用しても良い。例えば、Ａ
Ｃ入カブラグからの商用交流電源を整流平滑した電源を
主電源として内蔵し、バッテリ等を予備電源として内蔵
する電子機器に対しても適用することができる。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、第２の電源より優先的
な第１の電源からの供給状態を検出する有効電源検出手
段の検出出力に基づき、両型源を切り替えるにつき、電
源の機構的な切替手段による切替に先立ち、その切替よ
り速く切替動作する電子的な切替手段による切替を行な
い、その後に電圧低下、電力損失が電子的な切替手段よ
り少ない機構的な切替手段の切替によって切替を完了す
るようにしたので、電源供給を継続できると共に、その
切替時及び切替後にも、安定にしかも電力を損失するこ
となく主回路に電源を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電源切替回路の一実施例を示す接
続図、第２図は従来の第１例を示すブロック図、第３図
は従来の第２例を示すブロック図である。７・・・内部電源、８・・・主電源スイッチ、９・・・
安定化電源回路、１０・・・主回路、３０・・・電源切
替回路、３１・・・ツェナーダイオード、３２．３３・
・・抵抗、３４．３８．４１．４３・・・トランジスタ
、３５・・・リレー、４０・・・リレー接点、４５．４
６・・・ダイオード。特許出願人　沖電気工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】第１の電源及び第２の電源と、これら電源の一方から電
源の供給を受ける主回路を備えた電子機器の電源切替回
路において、上記第１の電源の有効性を検出する有効性検出手段と、この検出結果に基づいて、上記第１の電源が有効な場合
に供給電源として上記第１の電源を決定すると共に、上
記第１の電源が有効でない場合に供給電源として上記第
２の電源を決定する電源決定手段と、決定された電源が変化したとき高速に切り替える高速切
替手段と、決定された電源が変化したとき切り替えるものであって
、上記高速切替手段より電圧低下及び電力損失が小さく
、その切替速度が高速切替手段より遅い低速切替手段と
を備え、電源間の切替時に、低速切替手段が切替動作を完了する
前に高速切替手段を介した電源を主回路に供給させると
共に、低速切替手段が切替動作を完了した後は低速切替
手段を介した電源を主回路に供給させるようにしたこと
を特徴とする電源切替回路。