JPH03139132A

JPH03139132A - 電源装置

Info

Publication number: JPH03139132A
Application number: JP1273291A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Uesugi; 茂紀上杉
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPH07106041B2

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】〔概　要〕交流電圧を整流して直流に変換した後に、コンバータを
介して負荷に電力を供給する電源装置に関し、交流電源の停電状態を検出するに当たって、バッテリー
電圧の変動、およびＡＣラインフィルタのアクロス・ザ
・ライン用キャパシタの容量による誤動作等を防止する
ようにした電源装置を提供することを目的とし、交流電圧を整流して得られた直流電圧レベルを検出する
直流電圧レベル検出回路と、当該直流電圧レベル検出回
路における検出結果によりバッテリーからの給電状態に
切り換える充放電切り換え回路と、前記直流電圧レベル
検出回路における検出結果により動作が開始し、これが
動作している間、充放電切り換え回路７を放電状態に制
御するタイマと、当該タイマが動作中、ＡＣ電圧レベル
検出回路の出力による制御を禁止する禁止回路と、当該
禁止回路の禁止状態の終了により、バッテリーからの給
電状態を継続するように充放電切り換え回路を動作させ
るＡＣ電圧レベル検出回路とから構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、交流電圧を整流して直流に変換した後に、コ
ンバータを介して負荷に電力を供給する電源装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第５図を参照しつつ従来技術を説明する。第５図は従来
技術説明図で、第５図（イ）はブロック構成図、第５図
（ロ）はタイム・チャートである。

第５図において、ＡＣ電源５０からの入力電圧は、ＡＣ
ラインフィルタ５１を通った後に、スイッチング・レギ
ュレータ５２によって所望の直流または交流電圧に変換
されて負荷５３に供給される。

ＡＣ電源５０に停電あるいはプラグ抜は等の障害が発生
した場合、停電検出回路５４は、ＡＣ電源５０の電圧レ
ベルを検出し、スイッチング・レギュレータ５２の入力
端に接続されているバッチＩＪ　−５６を充電状態から
直流電圧給電状態に切り換えるようにバックアップ回路
５５を動作させる。

ＡＣ電源５０の電圧が正常状態に戻った場合、停電検出
回路５４は、正常なＡＣ電源電圧レベルを検出して、バ
ッテリー５６を直流電圧の供給から充電状態に切り換え
るようにバックアップ回路５５を動作させる。

第６図を参照しつつ他の従来技術を説明する。

第６図は他の従来技術説明図で、第６図（イ）はブロッ
ク構成図、第６図（ロ）はタイム・チャートである。

第６図において、ＡＣ電源５０からの入力電圧は、ＡＣ
ラインフィルタ５１を通った後に、整流回路５７で直流
電圧に変換される。そして、この直流電圧は、たとえば
、ＤＣ−ＡＣコンバータ５８によって所望の交流電圧に
変換されて負荷５３に供給される。

ＡＣ電源５０に停電あるいはプラグ抜は等の障害が発生
した場合、直流電圧レベル検出回路５９は、前記整流回
路５７の出力電圧レベルを検出し、ＤＣ−ＡＣコンバー
タ５８の入力端に接続されているバッテリー５６からの
給電に切り換えるように切り換えスイッチ６０を動作さ
せる。

ＡＣ電源５０の電圧が正常状態に戻った場合、直流電圧
レベル検出回路５９は、正常な直流電圧レベルを検出し
て、バッテリー５６を切り離すように切り換えスイッチ
６０を動作させる。なお、整流回路５７とＤＣ−ＡＣコ
ンバータ５８とは、第５図図示のスイッチング・レギュ
レータ５２を構成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図（イ）図示従来例において、ＡＣラインフィルタ
５１のアクロス・ザ・ライン用キャパシタの容量が大き
い場合、第５図（ロ）図示のごとく、停電発生時ｋから
長時間にわたってライン間に電圧が低下しない状態が残
る。このために、停電検出回路５４が停電を検出するこ
とができず、バッテリー５６からの給電開始が遅れるこ
ととなる。このために、ライン間の電圧を速やかに放電
する放電回路が必要であった。

この問題を解決する手段として、停電検出回路に商用ト
ランスを用い、当該商用トランスの２次側に検出子役を
設けるようにすると、商用トランスの出力には交流しか
現れないので、停電発生を直ちに検出でき、上述の放電
回路を設ける必要はない。しかし、上記停電検出回路は
、商用トランスを使用するために高価になるだけでなく
、大型化し、重くなる。

また、第６図（イ）図示従来例において、直流電圧レベ
ル検出回路５９の電圧検出レベルは、第６図（ロ）図示
のごとく、入力端子変動範囲ｍの下限値以下に選ばれる
必要がある。そして、バッテリー５６を接続した場合に
、当該バッテリー５６の電圧が上記の直流電圧レベル検
出回路５９の電圧検出レベル以上になることは不都合で
あることから、バッテリー５６の電圧は、当該電圧検出
レベル以下であり、かつスイッチング・レギュレータ５
２の出力から安定化された出力が得られる最低の電圧以
上でなければならない。

このためにバッテリー５６の電圧の変動可能範囲ｎが狭
くならざるを得す、そのためにはバッテリー５６の容量
の大きいものや、内部抵抗の小さいものでバッテリーの
電圧変動の少ないものを用いる必要があった。

本発明は、交流電源の停電状態を検出するに当たってバ
ッテリー電圧の変動、およびＡＣラインフィルタのアク
ロス・ザ・ライン用キャパシタの容量による誤動作等を
防止するようにした電源装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の原理について、第１図図示原理構成図を参照し
つつ説明する。第１図において、ＡＣ電源１はたとえば
商用電源である。整流回路２は、ＡＣ電源１からの交流
電圧を整流して直流電圧とする。コンデンサ３は、整流
電圧を平滑する平滑コンデンサである。

スイッチング・レギュレータ４は、前記平滑された直流
電圧を直流または交流の電圧に変換して、負荷５に電力
を供給する。直流電圧レベル検出回路６は、前記コンデ
ンサ３にかかる直流電圧を監視して、ＡＣ電源１の停電
状態の発生を検出するようにしており、停電状態の発生
時にタイマ９を動作させる。タイマ９の動作が開始する
と、充放電切り換え回路７は、バッテリー８を充電状態
から放電状態に切り換える。また、タイマ９は、所定の
時間禁止回路１１を動作させ、ＡＣ電圧レベル検出回路
１０の出力による制御を禁止する。なお、ＡＣ電圧レベ
ル検出回路１０はＡＣ電源１の電圧を監視している。

〔作　　用〕

先ず、ＡＣ電源１が所定の電圧範囲にある場合、入力端
子は、整流回路２で整流され、コンデンサ３により平滑
されて直流電圧になる。この直流電圧は、スイッチング
・レギュレータ４で交流または直流で所望の電圧に変換
されて負荷５に供給される。

今、ＡＣ電源１の停電あるいはプラグ抜は等による障害
が発生したとすると、整流回路２で整流された直流電圧
が低下したことが直流電圧レベル検出回路６で検出され
る。直流電圧レベル検出回路６の出力に基づいてタイマ
９の動作が開始すると共に、充放電切り換え回路７を切
り換えて、バッテリー８を放電状態に切り換える。この
間、タイマ９は、禁止回路１１によってＡＣ電圧レベル
検出回路１０の出力による制御を禁止するようにしてい
る。バッテリー８の放電によりコンデンサ３の端子電圧
は上昇し、その結果直流電圧レベル検出回路６はリセッ
トすることが生じる。すなわち、直流電圧レベル検出回
路６が停電を検出する電圧レベル以上に電圧が上昇し、
直流電圧レベル検出回路６からの制御による充放電切り
換え回路７に対する制御が停止されることが生じる。し
かし、タイマ９が動作中は、充放電切り換え回路７が制
御されバッテリー８は放電状態を保っているため、コン
デンサ３の直流電圧は低下することはない。タイマ９の
動作が終了すると、タイマ９による禁止回路１１の禁止
状態が解かれ、ＡＣ電圧レベル検出回路１０の出力によ
って（ＡＣ電源１の停電状態を検出している出力によっ
て）充放電切り換え回路７が制御されて、バッテリー８
の放電状態を継続させる。

ＡＣ電源１の電圧が正常な状態に戻ると、ＡＣ電圧レベ
ル検出回路１０の出力は、Ｌレベルになって充放電切り
換え回路７を切り換える。すなわち、バッテリー８は、
放電状態から充電状態に切り換わる。

換言すると、ＡＣ電源１の停電直後においては、ＡＣ電
源１に接続されているＡＣラインフィルタ（図示せず）
のコンデンサな、どによって電圧が直ちに低下しないこ
とが生じて上記ＡＣ電圧レベル検出回路１０の出力は停
電を検知できないことがある。しかし、この場合でも、
直流電圧レベル検出回路６が動作してバッテリー８を放
電状態にする。バッテリー８が放電状態になるとコンデ
ンサ３の直流電圧が上昇し、直流電圧レベル検出回路ら
は停電復旧と判断してしまうことが生じかねないから、
タイマ９が動作中では、充放電切り換え回路７は強制的
に放電状態に制御される。このタイマ９が動作している
間にＡＣ電圧レベル検出回路１０の誤動作は終了してい
る。したがって、タイマ９の動作終了と同時にＡＣ電圧
レベル検出回路１０が停電状態の継続を検出してバッチ
ＩＪ　−８を放電状態に保つ。

〔実　施　例〕

第２図図示の本発明における一実施例ブロック構成図を
参照しつつ説明する。

第２図において、ＡＣ電源ｌはたとえば、商用電源であ
る。電源投入スイッチ２１により電源装置が動作を開始
する。整流回路２は、ＡＣ電源１からの交流電圧を整流
して直流とする。コンデンサ３は、整流電圧を平滑する
平滑コンデンサである。

ＤＣ，−’ｐＣコンバータ２３は、コンデンサ３にかか
る直流電圧から交流電圧を得て、負荷５に電力を供給す
る。直流電圧レベル検出回路６は、前記コンデンサ３に
かかる直流電圧を検出して、タイマ９を動作させる。充
放電切り換え回路７は、バッテリー８を充電状態から放
電状態、または放電状態から充電状態に切り換える。整
流平滑回路２４と直流電圧レベル検出回路２５とでＡＣ
電圧レベル検出回路１０を構成している。整流平滑回路
２４は、交流電圧を整流し、この直流電圧を直流電圧レ
ベル検出回路２５が検出する。また、２７および２８は
ＯＲ回路、２６および２９はＡＮＤ回路、３０はＮＯＴ
回路である。その他、タイマ３１および過放電防止回路
３２は、必要に応じて設けることができる。

本発明における一実施例の動作を第２図図示ブロック構
成図、および第３図図示のタイム・チャートを参照しつ
つ説明する。

先ず、ＡＣ電源１が電源投入スイッチ２１により投入さ
れる。ＡＣ電源１の投入によりタイマ３１が動作してＬ
レベルとなる。電源投入スイッチ２１の投入後、タイマ
９の誤動作を無視できる時間が経過した後に、タイマ３
１はＨレベル信号を出力する。

電源電圧が所定の電圧範囲の場合、入力端子は、ＡＣラ
インフィルタ２２を通っｔこ後、整流回路２で整流され
、コンデンサ３により平滑されて直流電圧になる。この
直流電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３により交流で所
望の電圧に変換されて負荷５に供給される。この場合、
コンデンサ３の直流電圧が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３
の安定化可能範囲ｇ（入力端子の変動によりスイッチン
グ・レギュレータの出力電圧が安定レベルに保たれる範
囲第２図および第３図図示■参照）にある間、スイッチ
ング・レギュレータ４の出力電圧は低下しない。

今、ＡＣ電源１の停電あるいはプラグ抜は等の障害が発
生して、第３図図示ａ点で停電し、第３図図示す点で、
■の８点のごとく電圧が低下したとする。また、交流入
力電圧は、一般に±ｌＯ％程度の変動があるため、ＤＣ
−ＤＣコンバータ２３の安定化可能範囲（コンデンサ３
の直流電圧の変動でＤＣ−ＤＣコンバータ２３の出力電
圧が安定レベルに保たれる範囲）ｇの下限値は、交流入
力電圧による変動範囲ｒの下限値より低く設定されてい
る。そして、バッテリーの充放電を切り換えるスイッチ
ングのヒステリシス幅りは、安定化可能範囲ｉより狭い
幅である。

直流電圧レベル検出回路６は、平滑コンデンサ３の電圧
低下を検出し、Ｈレベル信号（第２図および第３図図示
■参照）を出力する。直流電圧レベル検出回路６から出
力されたＨレベル信号は、タイマ９の動作を開始する（
第２図および第３図図示■参照）と共に、ＯＲ回路２７
を介してＡＮＤ回路２９の出力をＨレベルとする。また
、タイマ９が動作すると、タイマ９からのＨレベル出力
が、ＯＲ回路２８を通り、ＡＮＤ回路２９の出力をＨレ
ベルとする。すなわち、ＡＮＤ回路２９の出力により充
放電切り換え回路７を切り換えて、バッテリー８の充電
状態を放電状態に切り換える。

バッテリー８の放電によりコンデンサ３は、充電されて
電位が上昇し、その結果直流電圧レベル検出回路６は、
Ｌレベルに復帰するようになる。

この間、タイマ９は、ＡＣ電圧レベル検出回路１０の検
出信号を無視せしめるために、ＮＯＴ回路３０にＨレベ
ル信号を印加して、一定時間ＡＣ電圧レベル検出回路１
０の出力に基づく制御を禁止する。すなわち、タイマ９
が動作している強制バックアップ期間ｊ　（第３図図示
■参照）では、第３図図示■のごとく、ＡＣ電圧レベル
検出回路１０がＡＣラインフィルタ２２に存在するコン
デンサなどのためにＬレベルを維持していることがあり
、このＬレベル状態が直流電圧レベル検出回路６からの
出力と矛盾した制御を行うことがあるが、この期間」に
おいては、ＡＣ電圧レベル検出回路１０の出力が制御に
加わることを禁止されている。

当該強制バックアップ期間ｊとしては、ＡＣラインフィ
ルタ２２のアクロス・ザ・ライン用キャパシタの電位が
低下するに十分な時間をとられている。

タイマ９の動作が終了して、ＮＯＴ回路３０にＬレベル
信号が印加されると、ＡＮＤ回路２６の人力には、ＮＯ
Ｔ回路３０のＨレベル信号とＡＣ電圧レベル検出回路１
０のＨレベル信号（第２図および第３図図示■参照）と
が印加されて、充放電切り換え回路７は、バッテリ−８
の放電を継続させるように動作する（第２図および第３
図図示■参照）。

ＡＣ電源１の電源電圧が元に戻ると、ＡＣ電圧レベル検
出回路１０の出力は、Ｌレベルになって充放電切り換え
回路７を切り換える。すなわち、バッテリー８は、放電
状態から充電状態に切り換わる。

なお、第２図図示実施例において、ＡＣ電圧レベル検出
回路１０は、整流平滑回路２４と直流電圧レベル検出回
路２５とから構成されているが、第４図図示のごとく、
整流回路３３とピーク電圧の発生間隔またはゼロクロス
の間隔等を検出する検出回路３４とタイマ３５とで構成
することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、停電検出に当たって停電直後の時点に
おいて、整流回路の出力側での直流レベルを検出して当
該停電検出を行っているので、アクロス・ザ・ライン用
キャパシタの影響による停電検出の遅れを防止すること
ができる。そして、バッテリーからバックアップが行わ
れた後には、ＡＣ電源の電圧を監視するＡＣ電圧レベル
検出回路によって停電状態を検出するようにしているこ
とから、バッテリーの端子電圧が比較的大幅に変動する
ものを用いていても、誤動作することがない。

は本発明における一実施例タイム・チャート、第４図は
ＡＣ電圧レベル検出回路の他の実施例説明図、第５図は
従来技術説明図、第６図は他の従来技術説明図である。

１・・・ＡＣ電源２・・・整流回路３・・・コンデンサ４・・・スイッチング・レギュレータ５・・・負荷６・・・直流電圧レベル検出回路７・・・充放電切り換え回路８・　・　・バッテリー９・・・タイマ１０・・・ＡＣ電圧レベル検出回路１１・・・禁止回路

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】交流電圧を整流して直流に変換した後に、コンバータを
介して負荷に電力を供給する電源装置において、交流電圧を整流して得られた直流電圧レベルを検出する
直流電圧レベル検出回路６と、当該直流電圧レベル検出回路６における検出結果により
バッテリー８からの給電状態に切り換える充放電切り換
え回路７と、前記直流電圧レベル検出回路６における検出結果により
動作を開始するタイマ９と、当該タイマ９が動作中、ＡＣ電圧レベル検出回路１０の
出力による制御を禁止する禁止回路１１と、当該タイマ９が動作中、並びに当該禁止回路１１の禁止
状態の終了により、バッテリー８からの給電状態を継続
するように充放電切り換え回路７を動作させるＡＣ電圧
レベル検出回路１０と、を備えたことを特徴とする電源
装置。