JPH06233534A - コンデンサインプット型スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ＡＣ電源を整流する整流手段１と、
抵抗手段３を介して入力される整流手段１の整流出力を
充電するコンデンサ手段２と、所定の電源電圧を生成す
べくコンデンサ手段２の充電電圧をオン・オフすること
でオン・オフ電圧を発生するスイッチング手段４と、ス
イッチング手段４の発生するオン・オフ電圧から所定の
電源電圧を生成する生成手段５と、スイッチング手段４
がオン・オフ動作するときに抵抗手段３をバイパスさせ
るバイパス手段７とを備えるコンデンサインプット型ス
イッチング電源装置に関し、ＡＣ電源の瞬時停電の復電
時にあっても、回路素子の破損を確実に防止できるよう
にすることを目的とする。 【構成】ＡＣ電源の停電状態の発生の有無を検出する検
出手段８と、検出手段８が停電状態の発生を検出すると
きに、バイパス手段７を非動作モードに設定する制御手
段９とを備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＡＣ電源の瞬時停電に
あっても無瞬断で電源を供給できる構成を採るコンデン
サインプット型スイッチング電源装置に関し、特に、Ａ
Ｃ電源の瞬時停電の復電時にあっても、回路素子の破損
を確実に防止できるようにするコンデンサインプット型
スイッチング電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スイッチング電源装置は、図３に示すよ
うに、スイッチング素子を備えるＤＣ／ＤＣコンバータ
を基本構成として、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力電
圧と基準電圧との比較により求まる誤差電圧に応じてＤ
Ｃ／ＤＣコンバータのスイッチング素子のオン・オフ時
間比を制御していくことで、所定の電源電圧を生成する
ように動作する電源装置である。ここで、図中のＰＷＭ
は、パルス幅変調回路を表している。

【０００３】このスイッチング電源装置の１つとして、
ＡＣ電源の瞬時停電にあっても無瞬断で電源を供給でき
るようにするコンデンサインプット型スイッチング電源
装置がある。

【０００４】図４に、従来のコンデンサインプット型ス
イッチング電源装置の装置構成を図示する。ここで、こ
のコンデンサインプット型スイッチング電源装置では、
ＤＣ／ＤＣコンバータとしてトランスを用いることを想
定しており、１０はヒューズ、１１は整流器、１２は抵
抗、１３はコンデンサ、１４はサイリスタ、１５はトラ
ンジスタ、１６はトランス、１７は発振制御回路であ
る。この発振制御回路１７が、上述の制御論理に従って
トランジスタ１５をオン・オフしていくことになる。

【０００５】この図に示すように、従来のコンデンサイ
ンプット型スイッチング電源装置では、整流器１１の整
流出力を抵抗１２を介してコンデンサ１３に接続するこ
とで、突入電流を防止しつつコンデンサ１３を充電する
構成を採って、このコンデンサ１３の充電電圧をトラン
ジスタ１５でオン・オフしてトランス１６の巻線Ｓ１に
入力することで、トランス１６の巻線Ｓ３に誘起電圧を
発生して、この誘起電圧を整流していくことで所望の電
源電圧を生成する構成を採るものである。

【０００６】そして、抵抗１２にサイリスタ１４を並列
接続する構成を採って、電源電圧の生成に入ると、トラ
ンス１６の巻線Ｓ２に発生する誘起電圧でサイリスタ１
４を導通させて抵抗１２をバイパスしてコンデンサ１３
を充電していくことで、抵抗１２の発熱を防止する構成
を採るものである。ここで、トランジスタ１５は、発振
制御回路１７の制御処理に従って、コンデンサ１３の充
電電圧が規定の値（以下、発振開始電圧と称する）に達
するときに発振するよう制御されることになる。

【０００７】この構成に従い、ＡＣ電源の停電時にあっ
ても、コンデンサ１３に蓄積されているエネルギーに従
って、コンデンサ１３の充電電圧が発振開始電圧以下に
なるまでの間はトランジスタ１５は発振を継続するの
で、トランジスタ１５の発振が継続する時間内の瞬時停
電に対しては無瞬段で電源を供給できることを実現でき
ることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のコンデンサインプット型スイッチング電源装
置に従っていると、ＡＣ電源の停電時にあって、コンデ
ンサ１３の充電電圧が発振開始電圧に至る前にＡＣ電源
が復電する場合には、充電電圧の低下したコンデンサ１
３に対して充電が再開されることになるが、このときに
は、トランジスタ１５が発振していることでサイリスタ
１４が導通状態にあることから、過大な電流がコンデン
サ１３に流れ込むことになる。これから、ヒューズ１０
や整流器１１やサイリスタ１４が破損してしまうことが
起こるという問題点があった。

【０００９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、ＡＣ電源の瞬時停電の復電時にあっても、回
路素子の破損を確実に防止できるようにする新たなコン
デンサインプット型スイッチング電源装置の提供を目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１に、本発明により構
成されるコンデンサインプット型スイッチング電源装置
の原理構成を図示する。

【００１１】図中、１は整流手段であって、ＡＣ電源を
整流するもの、２はコンデンサ手段であって、整流手段
１の整流出力を充電するもの、３は抵抗手段であって、
コンデンサ手段２に流れ込む電流を制限するもの、４は
スイッチング手段であって、コンデンサ手段２の充電電
圧をオン・オフすることでオン・オフ電圧を発生するも
の、５は生成手段であって、スイッチング手段４の発生
するオン・オフ電圧を昇降圧し整流していくことで電源
電圧を生成するものである。

【００１２】６は発振制御手段であって、生成手段５の
生成する電源電圧が所定値となるべくスイッチング手段
４のオン・オフ動作を制御するもの、７はバイパス手段
であって、スイッチング手段６がオン・オフ動作すると
きに抵抗手段３をバイパスさせるもの、８は検出手段で
あって、ＡＣ電源の停電状態の発生の有無を検出するも
の、９は制御手段であって、バイパス手段７を非動作モ
ードに設定するものである。

【００１３】この構成にあって、検出手段８として、フ
ォトカプラの発光素子を用いる構成を採って、ＡＣ電源
の供給状態に従って、この発光素子の発光／非発光動作
を決定する構成を採るとともに、制御手段９として、そ
のフォトカプラの受光素子を用いる構成を採って、この
受光素子の受光動作に従ってバイパス手段７の動作／非
動作モードを設定する構成を採ることがある。

【００１４】

【作用】本発明では、コンデンサ手段２の充電電圧が規
定の値に達すると、発振制御手段６は、生成手段５の生
成する電源電圧が所望の値となるようにと、スイッチン
グ手段４のオン・オフ動作を制御していく。そして、こ
のとき、抵抗手段３の発熱を防止するために、バイパス
手段７を動作モードに設定することで、抵抗手段３を介
さずにコンデンサ手段２の充電を実行していくよう制御
する。

【００１５】このようにして、電源電圧が生成されると
きに、検出手段８は、ＡＣ電源の停電状態の発生の有無
を検出して、停電の発生を検出するときには、その旨を
制御手段９に通知する。

【００１６】このＡＣ電源の停電発生通知を受け取る
と、制御手段９は、コンデンサ手段２の残存電圧に従っ
て動作モードに設定されているバイパス手段７を強制的
に非動作モードに設定する。この制御手段９による設定
動作に従って、スイッチング手段４のオン・オフ動作が
維持されている間にＡＣ電源が復電するようなことがあ
ると、コンデンサ手段２へ流れ込む電流が抵抗手段３で
もって制限されていくことになる。

【００１７】これにより、ＡＣ電源の瞬時停電の復電時
に回路素子が破損するという従来技術の持っていた問題
点を解決することでできるのである。

【００１８】

【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図２に、本発明により構成されるコンデンサインプ
ット型スイッチング電源装置の一実施例を図示する。こ
の実施例では、図４と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータと
してトランスを用いることを想定している。図中、図４
に示したものと同じものについては同一の記号で示して
ある。

【００１９】１８は電源スイッチ、１９は抵抗、２０は
ダイオード、２１は抵抗、２２はコンデンサ、２３はツ
ェナーダイオード、２４はフォトカプラの発光素子、２
５は抵抗、２６はダイオード、２７はフォトカプラの受
光素子、２８は抵抗、２９はコンデンサである。

【００２０】この実施例の回路構成と、図４の従来技術
の回路構成とを比較すれば分かるように、この実施例で
は、整流器１１のＡＣ電源入力側に、抵抗１９とダイオ
ード２０と抵抗２１との直列接続を設けて、この抵抗２
１に並列にコンデンサ２２を接続するとともに、この抵
抗２１に並列にツェナーダイオード２３とフォトカプラ
の発光素子２４との直列接続を接続する構成を採るもの
である。

【００２１】そして、トランス１６の巻線Ｓ２の誘起電
圧をサイリスタ１４のゲート端子に直接入力するのでは
なくて、抵抗２５とダイオード２６とフォトカプラの受
光素子２７との直列接続を介して入力する構成を採るも
のである。

【００２２】次に、このように構成される実施例の動作
処理について説明する。電源スイッチ１８がＯＮする
と、抵抗１９／ダイオード２０を介してコンデンサ２２
が充電を開始するとともに、従来技術通りに、抵抗１２
を介してコンデンサ１３が充電を開始する。

【００２３】この充電処理に従ってコンデンサ２２が規
定の電圧まで充電されると、フォトカプラの発光素子２
４が発光状態に入ることで、フォトカプラの受光素子２
７が導通状態に設定されることになる。このとき、コン
デンサ１３の充電電圧は発振開始電圧まで達していない
ように回路定数が設定されているので、トランス１６の
巻線Ｓ２には誘起電圧が発生しておらず、これがために
サイリスタ１４は非導通状態にあることで、コンデンサ
１３への充電は抵抗１２を介して電流制限を受けつつ実
行されていくことになる。この後、コンデンサ１３が規
定の発振開始電圧まで充電されることになる。

【００２４】コンデンサ１３の充電電圧が発振開始電圧
に達すると、発振制御回路１７は、トランジスタ１５を
オン・オフ制御することで、所望の電源電圧を生成する
よう動作し、このオン・オフ動作に従ってトランス１６
の巻線Ｓ２に誘起電圧が発生する。サイリスタ１４は、
導通状態にあるフォトカプラの受光素子２７を介してこ
の誘起電圧を受け取ると導通状態に転じ、これにより抵
抗１２がバイパスされて、発熱が防止されつつコンデン
サ１３への充電が続行されていく。

【００２５】この正常動作を実行しているときに、ＡＣ
電源の停電が発生すると、小さな容量のコンデンサ２２
は直ちに放電し、この放電を受けてフォトカプラの発光
素子２４が非発光状態に入ることで、フォトカプラの受
光素子２７が非導通状態に設定され、これによりサイリ
スタ１４は非導通状態に設定されることになる。

【００２６】これから、トランジスタ１５のオン・オフ
動作中にＡＣ電源が復電するようなことがあっても、コ
ンデンサ１３は、抵抗１２を介して突入電流を防止しつ
つ充電されていくことになる。そして、それに続いて、
コンデンサ２２が再び充電されフォトカプラが動作する
ことでサイリスタ１４が再び導通状態に入って、抵抗１
２がバイパスされることで発熱が防止されつつコンデン
サ１３への充電が続行されていくことになる。

【００２７】ここで、上述の動作を実現するためには、
コンデンサ１３の０Ｖから発振開始電圧までの充電時間
Ａと、コンデンサ１３の発振開始電圧から充電完了電圧
までの充電時間Ｂと、コンデンサ２２の０Ｖからフォト
カプラの発光素子２４の発光開始電圧までの充電時間Ｃ
との間には、「Ｂ＜Ｃ＜Ａ」という関係式が成立する必
要がある。

【００２８】このようにして、ＡＣ電源の瞬時停電の復
電時にあっても突入電流の発生を防止することができる
ので、整流器１１やサイリスタ１４等の破損を確実に防
止することができるのである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＡＣ電源の瞬時停電にあっても無瞬断で電源を供給でき
る構成を採るコンデンサインプット型スイッチング電源
装置にあって、ＡＣ電源の瞬時停電の復電時にあって
も、回路素子の破損を確実に防止できるようになるので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例である。

【図３】スイッチング電源装置の装置構成図である。

【図４】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１ 整流手段 ２ コンデンサ手段 ３ 抵抗手段 ４ スイッチング手段 ５ 生成手段 ６ 発振制御手段 ７ バイパス手段 ８ 検出手段 ９ 制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＡＣ電源を整流する整流手段(1) と、抵
   抗手段(3) を介して入力される該整流手段(1) の整流出
   力を充電するコンデンサ手段(2) と、所定の電源電圧を
   生成すべく該コンデンサ手段(2) の充電電圧をオン・オ
   フすることでオン・オフ電圧を発生するスイッチング手
   段(4) と、該スイッチング手段(4) の発生するオン・オ
   フ電圧から所定の電源電圧を生成する生成手段(5) と、
   該スイッチング手段(4) がオン・オフ動作するときに該
   抵抗手段(3) をバイパスさせるバイパス手段(7) とを備
   えるコンデンサインプット型スイッチング電源装置にお
   いて、 ＡＣ電源の停電状態の発生の有無を検出する検出手段
   (8) と、 上記検出手段(8) が停電状態の発生を検出するときに、
   上記バイパス手段(7)を非動作モードに設定する制御手
   段(9) とを備えることを、 特徴とするコンデンサインプット型スイッチング電源装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコンデンサインプット型
   スイッチング電源装置において、 検出手段(8) として、フォトカプラの発光素子を用いる
   構成を採って、ＡＣ電源の供給状態に従って該発光素子
   の発光／非発光動作を決定する構成を採るとともに、制
   御手段(9) として、該フォトカプラの受光素子を用いる
   構成を採って、該受光素子の受光動作に従ってバイパス
   手段(7) の動作／非動作モードを設定する構成を採るこ
   とを、 特徴とするコンデンサインプット型スイッチング電源装
   置。