JPH0833212A

JPH0833212A - エネルギを負荷に供給する電源装置およびその供給方法

Info

Publication number: JPH0833212A
Application number: JP6185311A
Authority: JP
Inventors: Logan Wakefield Thomas; トーマス・ローガン・ウェイクフィールド; Rex Planquette George; ジョージ・レックス・プランケット
Original assignee: WAVE ENERG CORP
Current assignee: WAVE ENERG CORP
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】電源を負荷から完全に分離でき、従って電源
から負荷に転送される電圧スパイクまたは他のノイズの
ような電源変動の危険はななく、電源と負荷とが短絡し
ても電源に損傷を受けないような電源装置を提供する。【構成】マイクロプロセッサ１２４は、多数の電気的
スイッチングユニット１０４等を制御して、エネルギ蓄
積装置１０２を電源１１４または負荷１２０に選択的に
接続する。マイクロプロセッサ１２４は、回路の種々の
端子の電圧を検知する多数のＡ／Ｄ変換器１２８，１３
０，１３２に電気的に接続されている。Ａ．Ｃ．電源ま
たはＤ．Ｃ．電源が使用される場合に、マイクロプロッ
セッサ１２４による前記スイッチングユニットの制御に
基づいて、電源１１４をエネルギ蓄積装置１０２に接続
したり、エネルギ蓄積装置１０２から切り離すようなス
テップを周期的に行い、ほぼ一定のＤ．Ｃ．電圧を負荷
１２０に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エネルギを負荷に供給
（伝送）する電源装置及びその供給方法に関し、特に、
電源からのエネルギを負荷に伝達するインテリジェント
トランスレスシステムに関する。更に詳しくは、本発明
は、選択的に電源をエネルギ蓄積器に接続して該エネル
ギ蓄積器を充電し、電源をエネルギ蓄積器から切り離
し、エネルギ蓄積器を負荷に接続するようにマイクロプ
ロセッサによって制御される多数の電気的スイッチング
ユニットを備えたシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】正弦波電源からの電力を負荷に選択的に
供給する多くの異なるシステムが知られている。１つの
例としては、「電力制御用分割器からのディジタル波」
（Digital Wave Form Division For Power Control）と
いう名称のマーチン(Martin)氏の米国特許第３，４５
２，２１４号がある。このマーチン氏の特許は、発振器
を使用して、一連のパルスを有するタイミング信号を発
生し、この一連のパルスは一対の１０進カウンタによっ
て計数される。このカウンタは、周期的な電源波形がゼ
ロボルトを越えて増大した時に初期化される。カウンタ
が選択された数のパルスを計数した時、ゲートによりパ
ルスがシリコン制御整流器に供給される。このシリコン
制御整流器はまた変圧器により電力を正弦波電源から負
荷に供給する。負荷に供給された電力は、前記選択され
たパルス数を変更することにより変えられる。

【０００３】同様なシステムは、「ロジックコンパレー
タによる交流電力の制御」(ControlOf AC Power By A L
ogic Comparator）という名称のアグイア(Aguiar)氏の
米国特許第３，６９１，４５２号に示されている。この
アグイア氏の特許においては、カウンタは発振器の増分
トラックを維持し、ディジタル論理ゲートはカウンタの
出力がディジタル入力信号になる時を決定する。カウン
タの出力がディジタル入力信号になるまで電圧は負荷に
供給されない。カウンタの出力がディジタル入力信号に
なると、シリコン制御整流器はトリガーされ、周期的な
電圧電源が次にゼロボルトに達した時にシリコン制御整
流器がリセットされるまで、周期的な電圧電源を負荷に
電気的に接続する。

【０００４】電力を負荷に供給するシステムの他の例
は、「調整電力用位相制御回路」（Phase Control Circ
uit For Regulating Power）という名称のマッセイ(Mas
sey)氏の米国特許第４，２６０，９４７号に示されてい
る。このマッセイ氏の特許においては、プリセットカウ
ンタがその最大値に達した後に発生する制御トリガーに
応答して、正弦波電源波形がトライアックを介して負荷
に電気的に接続される。電源波形がセロボルトに達した
ことをゼロ交差検出器が決定すると、トライアックは電
源波形を負荷から切り離す。

【０００５】他の例は、「電流制御を利用するエネルギ
保存システム」（Energy Conservation System Using C
urrent Control）という名称のウィドメイヤー(Widmaye
r)氏の米国特許第４，３５２，０４５号である。このウ
ィドメイヤー氏の特許は、蛍光灯および白熱電灯のよう
な電気的負荷装置の制御システムを開示している。この
ウィドメイヤー氏特許においては、交流電流（Ａ．
Ｃ．）が直接負荷に供給され、トランジスタを使用し
て、Ａ．Ｃ．入力電圧波形の間、負荷に流れる電流の大
きさを制御している。トランジスタは、Ａ．Ｃ．入力電
圧波形がゼロボルトに達すると、完全にオンし、入力電
圧の半波の間のどの点においてもオフすることができ
る。トランジスタがオフした後、コンデンサが交流電流
路を形成し、負荷電流が急に終わらないように保証して
いる。

【０００６】更に他の電力制御回路は、「交流電力負荷
の逆位相角制御」(Reverse Phase Angle Control Of A.
C. Power Loads）という名称のクライン(Crane) 氏等の
米国特許第５，０７２，１７０号に具体化されている。
このクライン氏等の特許は、アナログおよびディジタル
装置の両方を開示している。アナログ装置においては、
出力ドライバは、アナログ入力電圧とランプ電圧を比較
することによって発生する矩形波信号に基づいてパルス
ドライバとオプトエレクトロニックアイソレータによっ
て制御される。出力ドライバおよび電源は電流を発生
し、出力装置をオンする。ディジタル装置においては、
出力装置は電源に電気的に接続されている。ディジタル
論理回路を使用して、正弦波のゼロ交差点で負荷をオン
し、正弦波内の選択された点において負荷をオフする。

【０００７】上述した回路はある用途には有益である
が、これらの回路はＤ．Ｃ．（交流電流）電力を負荷に
供給することができない。Ｄ．Ｃ．電力の負荷への供給
を容易にしている電源回路の一例は、「電源回路」（Po
wer-Supply Circuit）という名称のアルバッハ(Albach)
氏の米国特許第４，８２１，１６６号に記載されてい
る。このアルバッハ氏の特許においては、Ａ．Ｃ．電源
は整流器によって制御される特定の間隔の間電力蓄積コ
ンデンサに接続される。コンデンサに接続されたトラン
ジスタスイッチは、制御回路によって周期的に作動し、
Ａ．Ｃ．電源がコンデンサを充電していない時、コンデ
ンサを負荷に放電する。このようにして、アルバッハ氏
の特許では、Ａ．Ｃ．電源およびスイッチング回路を分
離し、これによりＡ．Ｃ．電源上の高周波電圧および電
流のような好ましくない妨害が入ることを防止している
と説明している。

【０００８】Ｄ．Ｃ．電力を負荷に供給する他の電源回
路は、「チャージ変換電圧コンバータ」(Charge-Transf
er Voltage Converter）という名称のクルエガー(Krueg
er)氏の米国特許第４，１２７，８９５号に示されてい
る。このクルエガー氏の特許は、高電圧Ａ．Ｃ．または
Ｄ．Ｃ．電源のＤ．Ｃ．電圧への変換を容易にし、負荷
を充電している。電源が第１のコンデンサを充電した
後、第１のコンデンサによる第２のコンデンサの選択的
充電は、第２のコンデンサの電圧を基準電圧と比較する
増幅器およびトランジスタスイッチによって制御され
る。

【０００９】Ａ．Ｃ．入力電力をＤ．Ｃ．電力に変換
し、負荷を充電する電源回路の他の例は、「高効率Ａ．
Ｃ．−Ｄ．Ｃ．コンバータ」(High-Efficiency Low Iro
n AC-to-Regulated D.C. Converter）という名称のステ
ファノフ(Stefanov)氏の米国特許第３，３７２，３２６
号である。このステファノフ氏の特許においては、スイ
ッチが入力変圧器に接続され、制御手段によって制御さ
れる。変圧器の出力は蓄積コンデンサ、電圧レギュレー
タ、および負荷に並列に接続されている。制御手段は入
力正弦波の立ち上がり部分の間の選択された時間におい
てスイッチを閉じるのみである。スイッチの閉成は電圧
レギュレータの出力および入力Ａ．Ｃ．電圧によって決
定される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した回路は、ある
用途には有益であるが、多くの制限を有している。例え
ば、これらの装置のいくつかは１つの以上の変圧器を有
しているため制限されている。このような回路は一般に
所望のものよりも高価であり、かつ重い。更に、変圧器
を使用する回路は必要とするほど効率的でない。これ
は、これらの回路がヒステリシス、渦電流、“Ｉ
²Ｒ”、および変圧器に通常関連する他の要因によって
生じる電力損失を受けるからである。

【００１１】変圧器を利用しない上述した装置も存在し
ない。特に、これらの装置は、負荷を電源から適当に分
離するようになっていない。例えば、アルバッハ氏は、
妨害が電源に混入することを防止すると述べているが、
アルバッハ氏の特許では、電源から負荷に伝送される好
ましくないノイズ、変動、スパイク等をまだ許してい
る。更に、アルバッハ氏の特許に係る電源回路では、
Ｄ．Ｃ．電源のような周期的でない電源波形に適応する
ことができない。

【００１２】更に、従来の多くの装置は好ましいほど有
益でなく、電力の負荷への供給または負荷からの除去は
電源電圧がゼロボルトを通過する時点で調整されなけれ
ばならない。例えば、ある装置は、電源電圧がゼロボル
トを通過した時、電力を負荷に供給開始し、選択された
時刻で電力の供給を停止する。他の装置は、選択された
時刻において電力を負荷に供給し、電源電圧がゼロボル
トを通過する時、電力の供給を停止する。その結果、こ
れらの装置は、「開始時間」または「停止時間」が固定
されているので、特定の電圧において正確な量のエネル
ギを負荷に供給する便宜な手段を備えていない。

【００１３】周知の電源回路の制限に鑑み、改良された
電源が必要である。特に、Ａ．Ｃ．またはＤ．Ｃ．入力
電力を受け入れて、Ｄ．Ｃ．電力を負荷に供給し、電源
と負荷との間の絶縁（分離）を維持することができる電
源を有することが有益である。更に、このようなシステ
ムは変圧器を使用しないことが有益である。更に、負荷
に供給される電力を選択的に制御し、電力を多くの異な
る負荷に間欠的に供給することが有用である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
を解決するためになされたものであり、一般的な意味に
おいて、本発明は、電気エネルギを電源から負荷に伝達
するコンピュータ制御システムに関係している。

【００１５】本発明は、電源をエネルギ蓄積装置に接続
して、このエネルギ蓄積装置を充電し、電源をエネルギ
蓄積装置から切り離し、エネルギ蓄積装置を負荷に接続
する複数の電気的スイッチングユニットを有している。
スイッチングユニットの動作は、マイクロプロセッサに
よって制御される。マイクロプロセッサは、電源、エネ
ルギ蓄積装置および負荷の両端の電圧をサンプルする複
数のアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器に電気的に
接続されている。

【００１６】本発明の一実施例では、Ｄ．Ｃ．電源が使
用されている。マイクロプロセッサは、あるスイッチン
グユニットにＤ．Ｃ．電源をエネルギ蓄積装置に電気的
に接続するように指令する。また、マイクロプロセッサ
は、エネルギ蓄積装置の両端の電圧を監視する。エネル
ギ蓄積装置に蓄積された電圧が選択された電圧に等しく
なった時、マイクロプロセッサはスイッチングユニット
にエネルギ蓄積装置を電源から切り離すように指令す
る。それから、マイクロプロセッサはスイッチングユニ
ットにエネルギ蓄積装置を負荷に電気的に接続するよう
に指令する。これらのステップは繰り返し行われ、ほぼ
一定のＤ．Ｃ．電圧が負荷に供給される。

【００１７】また、本発明の他の実施例においては、電
源はＡ．Ｃ．電力を供給する。マイクロプロセッサは、
電源電圧が選択された段階になるまで、電源から供給さ
れる電圧を監視する。この点において、マイクロプロセ
ッサはスイッチングユニットに電源を蓄積装置に電気的
に接続するように指令する。電源の電圧が第２の段階に
達すると、スイッチングユニットは自動的にエネルギ蓄
積装置を電源から切り離す。それから、マイクロプロセ
ッサはスイッチングユニットにエネルギ蓄積装置を負荷
に接続するように指令する。エネルギ蓄積装置は、負荷
の両端の電圧が選択されたレベルに達するまで、負荷に
電気的に接続される。この時点において、スイッチング
ユニットは自動的にエネルギ蓄積装置を負荷から切り離
す。これらのステップは繰り返し行われ、ほぼ一定の
Ｄ．Ｃ．電圧が負荷に供給される。

【００１８】すなわち、本発明を要約すると、次の通り
である。マイクロプロセッサは、多数の電気的スイッチ
ングユニットを制御して、エネルギ蓄積装置を電源また
は負荷に選択的に接続する。マイクロプロセッサは、回
路の種々の端子（節点）の電圧を検知する多数のＡ／Ｄ
変換器に電気的に接続されている。電源がＡ．Ｃ．電力
を供給する場合、スイッチングユニットは周期的に電源
をエネルギ蓄積装置に接続したり、エネルギ蓄積装置か
ら切り離すように動作し、エネルギ蓄積装置上の選択さ
れた電荷を維持する。エネルギ蓄積装置が電源から切り
離される毎に、マイクロプロセッサはエネルギ蓄積装置
を負荷に接続するようにスイッチングユニットに指令す
る。負荷が選択された電圧に達すると、スイッチングユ
ニットは負荷をエネルギ蓄積装置から切り離す。これら
のステップが連続的に繰り返され、ほぼ一定のＤ．Ｃ．
電圧を負荷に供給する。Ｄ．Ｃ．電源が使用される場
合、エネルギ蓄積装置の両端の電圧が選択されたレベル
に達したことをマイクロプロセッサが判定するまで、エ
ネルギ蓄積装置は電源に接続される。エネルギ蓄積装置
が電源から切り離された後、負荷が選択された電荷を得
るまで、エネルギ蓄積装置を負荷に接続するようにマイ
クロプロセッサはスイッチングユニットを制御する。負
荷が選択された電荷を得ると、マイクロプロセッサは負
荷を蓄積装置から切り離すようにスイッチングユニット
に指令する。これのステップを連続的に繰り返して、ほ
ぼ一定のＤ．Ｃ．電圧を負荷に供給する。

【００１９】本発明の特徴は、その目的および利点とと
もに、添付図面に関連する次の詳細な説明を考慮するこ
とにより本技術分野に専門知識を有する者に更に明らか
になるであろう。添付図面では、同じ符号は全体的に同
じ構成要素を示している。

【００２０】

【実施例】本発明のハードウェア構成および電気的相互
接続は、図１において回路（電源装置）１００として示
されている。この回路１００は、エネルギ蓄積装置１０
２を有し、このエネルギ蓄積装置１０２は好適な実施例
では種々の周波数のＡ．Ｃ．電源から供給される電気エ
ネルギを蓄積および放電することができるコンデンサま
たは他の電気素子にて構成されている。エネルギ蓄積装
置１０２はＤ．Ｃ．電力を負荷１２０に供給する。この
負荷１２０は典型的には容量性負荷である。本発明の一
実施例では、エネルギ蓄積装置１０２は４０００μＦ，
２５Ｖのコンデンサをから成り、１２ボルトのバッテリ
ーを有する負荷１２０に２アンペアの細流電流を供給す
る。また、エネルギ蓄積装置１０２には、一対の入力ス
イッチングユニット１０４，１０６および一対の出力ス
イッチングユニット１０８，１１０がそれぞれ電気的に
接続されている。

【００２１】入力スイッチングユニット１０４はダイオ
ード１０５のカソードに電気的に接続され、そのアノー
ドは第１の端子１１２に接続されている。電源１１４と
入力スイッチングユニット１０４との間に抵抗、インダ
クタ、または他の適当な形式のインピーダンスを所望に
より設けることにより、エネルギ蓄積装置１０２が電源
１１４によって充電される速度を調整することができ
る。入力スイッチングユニット１０６は第２の端子１１
６に接続されている。なお、電源１１４はＡ．Ｃ．電源
でもまたはＤ．Ｃ．電源でもよい。出力スイッチングユ
ニット１０８は第３の端子１１８に接続され、出力スイ
ッチングユニット１１０は第４の端子１２２に接続され
ている。ダイオード１０５はエネルギ蓄積装置１０２が
電源１１４から負の電圧を受けることを防止している。

【００２２】電源１１４がＡ．Ｃ．電力を供給する構成
の場合、本発明に係る装置の構成要素として、図２に示
されるようなスイッチングユニットを有益に利用するこ
とができる。特に、スイッチングユニット１０４，１０
６，１０８，１１０の各々は、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）１３４、光学トライアック１３６、および電力トラ
イアック１３８を有する。本発明の好適な実施例におい
ては、発光ダイオード１３４および光学トライアック１
３６はＩｓｏｃｏｍ^TMモデルＭＣＰ３００９ＧＩパッケ
ージのようなパッケージによって供給される。

【００２３】発光ダイオード１３４のアノード端子はマ
イクロプロセッサ１２４（図１および図２参照）に電気
的に接続され、発光ダイオード１３４のカソードは接地
されている抵抗１３９に電気的に接続されている。発光
ダイオード１３４がマイクロプロセッサ１２４からパル
ス信号を受信すると、ＬＥＤ１３４は光を発生し、この
光は光学トライアック１３６をトリガーし、また電力ト
ライアック１３８のゲート１３８ｃをトリガーする。電
力トライアック１３８のゲート１３８ｃがトリガーされ
ると、電力トライアック１３８の端子１３８ａおよび１
３８ｂの間の電流の流れがトライアック１３８のしきい
値以下に低下するまで、電力トライアック１３８は端子
１３８ａと１３８ｂとの間に低インピーダンス路を形成
する。なお、スイッチングユニット１０４を一例として
その接続関係を説明すると、端子１３８ａは電源１１４
に電気的に接続され、端子１３８ｂはエネルギ蓄積装置
１０２に電気的に接続される。

【００２４】一方、電源１１４がＤ．Ｃ．電力を供給す
る構成の場合には、本発明に係る装置の構成要素とし
て、図３に示すようなスイッチングユニットを有益に利
用することができる。特に、スイッチングユニット１０
４，１０６，１０８，１１０の各々は、絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ（ＩＧＦＥＴ）１４０を有する。ス
イッチングユニット１０４を一例としてその接続関係を
説明すると、ＩＧＦＥＴ１４０のゲート電極１４２はマ
イクロプロセッサ１２４に電気的に接続され、ドレイン
電極１４４は電源１１４に電気的に接続され、ソース電
極１４６はエネルギ蓄積装置１０２に電気的に接続され
る。

【００２５】なお、上述の構成に代えて、スイッチング
ユニット１０４，１０６，１０８，１１０は、シリコン
制御整流器、真空管、トンネルダイオード、または入力
信号に応答して電流または電圧をゲートすることができ
る他の素子で構成することも可能である。

【００２６】負荷１２０および低インピーダンスインダ
クタ１２１は端子１１８，１２２の間に直列に接続され
ている。インダクタ１２１のインダクタンスは、エネル
ギ蓄積装置１０２が負荷１２０から切り離されようとす
る時、インダクタ１２１が負荷１２０の両端の電圧をゼ
ロボルトに強制的にするように選択される。インダクタ
１２１は、更に、負荷１２０がエネルギ蓄積装置１０２
に接続されるとき、負荷１２０に流れる電流が急激に増
大しないように機能する。

【００２７】本発明の好適な実施例では、マイクロプロ
セッサ１２４はＩｎｔｅｌ^R８０５１または８０３１マ
イクロプロセッサである。このマイクロプロセッサ１２
４はメモリ１２５に電気的に接続されている。メモリ１
２５はマイクロプロセッサ１２４から独立した部品であ
ってもよいし、またはマイクロプロセッサ１２４に組み
込まれているもの（オンボードされているもの）であっ
てもよい。マイクロプロセッサ１２４は互いに同じよう
に動作する２個のオンボードタイマＴ１およびＴ２を有
する。一例として、オンボードタイマＴ１について説明
すると、このオンボードタイマＴ１に所望の「カウント
値」が設定されて作動開始された後、オンボードタイマ
Ｔ１はマイクロプロセッサ１２４のクロック周期に同期
してカウントが開始される。オンボードタイマＴ１が一
定の所定数を通過すると、オンボードタイマＴ１は「オ
ーバーフロー」し、マイクロプロセッサ１２４に割り込
み信号を出力する。

【００２８】マイクロプロセッサ１２４は３個のＡ／Ｄ
変換器に電気的に接続されている。第１のＡ／Ｄ変換器
１２８はエネルギ蓄積装置１０２の端子に電気的に接続
されている。第２のＡ／Ｄ変換器１３０は第１および第
２の端子１１２，１１６に電気的に接続されている。第
３のＡ／Ｄ変換器１３２は第３および第４の端子１１
８，１２２に電気的に接続されている。

【００２９】好適な実施例においては、各Ａ／Ｄ変換器
１２８，１３０，１３２は図４に示すように構成されて
いる。各Ａ／Ｄ変換器は発光ダイオード（ＬＥＤ）１４
８、電流制限抵抗１４９、フォトトランジスタ１５０ａ
およびトランジスタ１５０ｂからなるダーリントン増幅
器１５０、Ａ／Ｄチップ１５２、および抵抗１５４を有
する。好適な実施例では、発光ダイオード１４８および
ダーリントン増幅器１５０はＩｓｏｃｏｍ^TM４Ｎ３２パ
ッケージのようなパッケージ１４７を備え、Ａ／Ｄチッ
プ１５２はＮａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒ^Rのモデル０８０９の８チャンネル・アナログ−デ
ィジタル変換器である。

【００３０】Ａ／Ｄ変換器１２８を一例として説明する
と、発光ダイオード１４８のアノードはエネルギ蓄積装
置１０２のアノードに電気的に接続され、発光ダイオー
ド１４８のカソードは抵抗１４９に電気的に接続され、
この抵抗１４９はエネルギ蓄積装置１０２のカソードに
電気的に接続されている。

【００３１】フォトトランジスタ１５０ａおよびトラン
ジスタ１５０ｂのコレクタは５ボルトのような電源電圧
１５３に電気的に接続され、トランジスタ１５０ｂのエ
ミッタはＡ／Ｄチップ１５２に電気的に接続されてい
る。また、トランジスタ１５０ｂのエミッタは抵抗１５
４に電気的に接続されている。ダーリントン増幅器１５
０は分圧器のように機能し、光信号が発光ダイオード１
４８から受信されると、トランジスタ１５０ａおよび１
５０ｂはオンし、トランジスタ１５０ｂのエミッタの電
圧を増大する。従って、抵抗１５４の両端の電圧が増大
し、これに応じてＡ／Ｄチップ１５２に供給される電圧
も増大する。それから、Ａ／Ｄチップ１５２は、発光ダ
イオード１４８への入力に基づいて、増幅器１５０およ
びＬＥＤ１４８から発生するアナログ信号のディジタル
化された信号をマイクロプロセッサ１２４に供給する。

【００３２】更に、回路１００はマイクロプロセッサ１
２４に電気的に接続されたディスプレイ１３３を有す
る。このディスプレイ１３３は、１個以上の発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）、白熱電球、液晶ディスプレイ、スピー
カ、トーン発生器、または他の適当な装置を有し、マイ
クロプロセッサ１２４からの信号に応答して１つ以上の
光学または音声信号を発生する。

【００３３】以下に説明するように回路１００のテスト
を容易に行なうために、上述の実施例を改善したもの
（図５に示す回路構成の装置）を考慮する。この実施例
は、多くの付加部品とともに図１の回路１００を使用し
ている。特に、２つの増補スイッチングユニット１６
０，１６２が設けられ、この各々はエネルギ蓄積装置１
０２と増補負荷１６４の間に電気的に設けられている。
これらの増補スイッチングユニット１６０，１６２は図
２または図３に示すように構成される。増補Ａ／Ｄ変換
器１６６が増補負荷１６４の両端に電気的に接続される
とともに、マイクロプロセッサ１２４に電気的に接続さ
れている。増補Ａ／Ｄ変換器１６６は図４に示すように
構成される。

【００３４】次に、作用について説明する。一般に、本
発明は、電源１１４から電力を受け取り、Ｄ．Ｃ．電力
を負荷１２０に供給する。一実施例の作動シーケンスは
図６に示されており、多数のタスクから成るルーチンま
たはプログラム２００の形式となっている。本実施例に
おいては、電源１１４は周期的な電源電圧波形（図１１
において３９９として示す）を供給する。本説明では、
理解を容易にするために正弦波Ａ．Ｃ．波形３９９が使
用されているが、例えば矩形波、鋸歯等のような他の周
期的波形を使用してもよい。回路１００が動作している
間、タスク２１０，２１２，２１８および２２０が連続
的に繰り返される。タスク２０１は、回路１００が“コ
ールド・スタート”した直後に、すなわち回路１００が
最初に電力を受け取った時に、実施される。タスク２０
１においては、マイクロプロセッサ１２４のすべての割
り込みがマスクされ、割り込みなしにタスク２０２にお
ける多くの自己テストを回路１００に実施させる。タス
ク２０２において実施される自己テストの１つにおいて
は、マイクロプロセッサ１２４およびＡ／Ｄ変換器１３
０は電源１１４の周波数およびピーク振幅を測定する。

【００３５】次に、タスク２０４においては、マイクロ
プロセッサは補足スイッチングユニット１６０，１６２
に電源電圧波形３９９の１周期の間、電源１１４を補足
負荷１６４に接続するように指令する。この期間の間、
マイクロプロセッサ１２４は補足Ａ／Ｄ変換器１６６に
負荷１６４の両端の電圧を測定するように指示する。こ
の電圧が予め校正されたレベル未満である場合、これは
回路１００が異常に高いインピーダンスを有しているこ
とを示し、負荷１２０に不足電力が供給されていること
になる。これは回路１００の部品が過負荷になっている
ことを示す。従って、この場合には、マイクロプロセッ
サ１２４は信号をディスプレイ１３３に送出して、この
状態をユーザに警告し、ユーザからの入力を待機する。

【００３６】しかしながら、タスク２０４が負荷１２０
の両端に適正な電圧を検出した場合には、マイクロプロ
セッサ１２４はタスク２０６において入力スイッチング
ユニット１０４，１０６をトリガーして、一連の徐々に
増大する期間の間、エネルギ蓄積装置１０２に電荷を徐
々に上昇させる。これを達成するために、マイクロプロ
セッサ１２４は、電源電圧波形３９９がゼロボルトを通
過して増大する毎に、タイマＴ１をスタートさせる。タ
イマＴ１がスタートすると、マイクロプロセッサ１２４
は電源１１４をエネルギ蓄積装置１０２に接続するよう
にスイッチングユニット１０４，１０６に指令する。各
周期において、エネルギ蓄積装置１０２が選択されたレ
ベルまで充電されたことをスイッチングユニット１０
４，１０６が検出すると、電源１１４はエネルギ蓄積装
置１０２から自動的に切り離される。

【００３７】電源１１４の各周期の間、タイマＴ１には
連続的に小さな計数値がロードされる。そして、タイマ
Ｔ１が電源１１４の各連続した周期においてすぐにオー
バフロー（タイムアップ）状態となり、これにより電源
１１４の各周期の初期に電源１１４をエネルギ蓄積装置
１０２に接続する。そして、エネルギ蓄積装置１０２は
連続した長期間充電される。タイマＴ１は、エネルギ蓄
積装置１０２が所望の充電を得るまで、このようにして
進められる。

【００３８】マイクロプロセッサ１２４は、エネルギ蓄
積装置１０２の両端の電圧がメモリ１２５に記憶された
選択電圧に一致したかどうかを検出することによりこの
決定を行う。代わりとして、選択電圧はユーザによって
調整されるオンボードのポテンシオメータによって供給
されてもよい。これらのステップによる漸進的な充電は
回路１００が電源１１４から損害を与える可能性のある
大きな初期電流を受けることを防止している。更に、エ
ネルギ蓄積装置１０２を徐々に充電することにより、電
源１１４を共有する他の電気部品（図示せず）にかかる
ストレスを最小にしたりまたは除去する。

【００３９】エネルギ蓄積装置１０２が最初充電された
後、タスク２０８はマイクロプロセッサの割り込みを可
能にする。タスク２０６における“ブートアップ”動作
のみならず、回路１００の継続動作の間、電源電圧波形
３９９がゼロボルトを通過して増大する時、タイマＴ１
は作動する。それから、タスク２１０において、マイク
ロプロセッサ１２４は適当な時に電源１１４をエネルギ
蓄積装置１０２に接続するのに必要なタイマＴ１の計数
値を計算し、エネルギ蓄積装置１０２の両端に所望の電
圧を維持する。従って、タスク２１０はエネルギ蓄積装
置１０２の電圧が所望の値より小さいことを（以下に説
明するように）決定する場合には、タスク２１０は小さ
な値をタイマＴ１にロードする。プログラムが直前にコ
ールド・スタートし、エネルギ蓄積装置１０２の両端の
電圧がまだ計測されてない場合には、タイマＴ１にはタ
スク２０６で使用された最後の値がロードされる。

【００４０】問い合わせタスク２１２では、マイクロプ
ロセッサ１２４は過度の電流が負荷１２０に流れている
かどうかを判定する。マイクロプロセッサ１２４は以下
に詳細に説明するように２つの指定した時点におけるエ
ネルギ蓄積装置１０２の両端の電圧の測定値に基づいて
この計算を行う。これらの測定値はメモリ１２５の蓄積
されたルックアップテーブルにインデックスされる。こ
のルックアップテーブルは、電圧測定値、電圧サンプル
間の時間、エネルギ蓄積装置１０２の容量等に基づい
て、エネルギ蓄積装置１０２の種々の電圧レベルと、エ
ネルギ蓄積装置１０２から前記電圧レベルに応じて発生
される電流とを相互に比較する。かくして、負荷１２０
に流れる電流は容易に決定される。

【００４１】過度の電流が負荷１２０に流れている場合
には、タスク２１４は、出力スイッチングユニット１０
８，１１０に通常送出される周期的トリガー信号を抑制
することにより、エネルギ蓄積装置１０２を負荷１２０
から事実上切り離す。更に、タスク２１４では、マイク
ロプロセッサ１２４は信号をディスプレイ１３３に送出
し、高電流状態をユーザに警告する。それから、ルーチ
ン２００のタスク２１６では、すべての割り込みを無効
にしてルーチン２００を中断する。しかしながら、負荷
１２０を通る電流が許容できるものである場合には、ル
ーチン２００はタスク２１８に進む。タスク２１８で
は、マイクロプロセッサ１２４は将来のサンプリング点
における電源電圧波形３９９の値を予測する。特に、タ
スク２１８はサンプリング点における電源電圧波形３９
９の予測値およびその点における正弦波の予測勾配を計
算する。これは以下に詳細に説明する。

【００４２】その後、タスク２２０においてマイクロプ
ロセッサ１２４は、キーボードまたは他の入力装置（図
示せず）を介してユーザからの入力を受け入れる。ま
た、タスク２２０の間、マイクロプロセッサ１２４はユ
ーザの入力によって要求された動作を実行する。例え
ば、ユーザが回路１００に停止するように指図した場合
には、プログラム２００は終了する。このような「停止
動作」は、回路１００に設けられている「オフ」スイッ
チ（図示せず）で行われる。タスク２１０，２１２，お
よび２２０は電源電圧波形３９９の各周期に一度行われ
るのみであるので、電源電圧波形３９９の現在の周期が
終了するまで、マイクロプロセッサ１２４はタスク２２
０で休止する。

【００４３】ルーチン２００は、図７，図８，図９およ
び図１０に示されている種々のマイクロプロセッサ割り
込みに関連して動作する。図７に示されている１つのマ
イクロプロセッサ割り込みは、電源電圧波形３９９がゼ
ロボルトを通過して増大しつつあることをマイクロプロ
セッサ１２４が検出した時、トリガーされる。このトリ
ガー点において、図１１に示されている電源電圧波形３
９９は、約０゜の位相を有する。電源電圧波形３９９の
位相０゜の位置は符号３００で示されている。位相０゜
のポイント３００はＡ．Ｃ．電源１１４によって供給さ
れる信号の周期の始めを示している。本発明の動作は電
源１１４に同期して、同様に循環的である。タスク２０
０Ａにおいて主プログラムのタスク２１０で計算された
計数値がタイマＴ１にロードされた後、タスク２０２Ａ
はタイマＴ１を起動し、タスク２０４Ａは制御を主プロ
グラムに戻す。

【００４４】図８に示されている他のマイクロプロセッ
サ割り込みは、タイマＴ１がタイムアップした時、発生
する。この事象は通常図１１のポイント３０２のような
点において電源電圧波形３９９の「正の戻りスロープ」
において発生する。この「正の戻りスロープ」は、（図
１１において３０４として示されている）電源電圧が正
であって、低減しつつある正弦波電源電圧波形３９９の
一部分を示す。

【００４５】問い合わせタスク２００Ｂは、電源電圧波
形３９９が主プログラムのタスク２１８で計算した許容
差内にあるかどうかを判定する。特に、問い合わせタス
ク２００Ｂは２つの異なる時点における電源電圧波形３
９９を測定し、これらの測定値を利用して、電源電圧波
形３９９の大きさおよび勾配を計算する。電源電圧波形
３９９が計算された許容差以内にない場合には、電源１
１４は過渡的な信号または他の電力変動を受けることが
ある。この場合、タスク２０２Ｂは電源電圧波形３９９
の異常がなんらかの動作を要求しているかどうか判定す
る。これは、回路１００が使用される特定の用途の電源
要求条件に依存している。例えば、回路１００を使用し
て、電力を簡単な水槽ヒータに供給しつつある場合に、
電源電圧波形３９９の僅かな異常は無視される。しかし
ながら、回路１００を使用して、電源変動に敏感なコン
ピータ装置に電力を供給しつつある場合には、電源電圧
波形３９９における異常はルーチン２００を中断し、他
の電源を使用する。従って、必要により、タスク２０２
Ｂにおいてマイクロプロセッサ１２４は信号をディスプ
レイ１３３に伝送して、ユーザにこの状態を警告し、ル
ーチン２００を中断する。この決定の基準はメモリ１２
５に設けられている。

【００４６】動作が必要ない場合には、回路１００はタ
スク２０４Ｂの動作を継続し、ここでマイクロプロセッ
サ１２４は図１２に示す如きトリガー信号３５０をスイ
ッチングユニット１０４，１０６に送出する。入力スイ
ッチングユニット１０４，１０６がトリガー信号３５０
を受け取ると、入力スイッチングユニット１０４，１０
６はＡ．Ｃ．電源１１４をエネルギ蓄積装置１０２に電
気的に接続する。電源１１４が最初エネルギ蓄積装置１
０２に接続されると、電源電圧波形３９９は図１１にお
いてノッチ（くぼみ）３１４として示されるように電圧
が僅かに低下する。しかしながら、エネルギ蓄積装置１
０２を通る電流の流れが選択されたしきい値レベル未満
であることを入力スイッチングユニット１０４，１０６
が判定したとき、ノッチ３１４はなくなり、従って電源
１１４をエネルギ蓄積装置１０２から切り離す。電源１
１４がエネルギ蓄積装置１０２に接続された後、タスク
２０６Ｂは、制御を主プログラムに戻す。エネルギ蓄積
装置１０２の充電電圧が制限されるように電源電圧波形
３９９の「正の戻りスロープ」を使用することが一般的
に好ましい。電源１１４が電源電圧波形３９９の「正の
前側スロープ」でエネルギ蓄積装置１０２に電気的に接
続されていたならば、エネルギ蓄積装置は必ず電源電圧
波形３９９のピーク値（図１１において符号３０８で示
す）まで充電される。

【００４７】図９に示す他のマイクロプロセッサ割り込
みは、電源電圧波形３９９がゼロボルトを通過して低減
した時にトリガーされる。タクス２００Ｃにおいて、マ
イクロプロセッサ１２４はＡ／Ｄ変換器１２８を利用
し、エネルギ蓄積装置１０２の両端の電圧を測定する。
この測定値は、上述したように、負荷１２０に流れる電
流値を測定する。それから、マイクロプロセッサ１２４
はトリガー信号をスイッチングユニット１０８，１１０
に送出し、エネルギ蓄積装置１０２を負荷１０２に接続
する。タスク２０４Ｃにおいてマイクロプロセッサ１２
４はタイマＴ２にロードし、タスク２０６Ｃにおいてタ
イマＴ２を起動する。タスク２０８Ｃにおいて、制御は
主プログラムに戻される。以下に詳細に示すように、タ
イマＴ２は主プログラムの問い合わせタスク２１２に必
要な測定値を調整するために使用される。

【００４８】図１０に示す他の割り込みは、タイマＴ２
がオーバフロー（タイムアップ）した時に発生する。特
に、タスク２００Ｄはエネルギ蓄積装置１０２の両端の
電圧を測定し、タスク２０２Ｄにおいて制御を主プログ
ラムに戻す。この測定値は、負荷１０２に流れる電流値
を計算するために使用される。

【００４９】上述したステップに対する代わりの本発明
の実施例（図示せず）としては、エネルギ蓄積装置１０
２に負の電荷を蓄積し、この電圧を負荷１２０に放電す
るような構成とすることができる。特に、この手順で
は、マイクロプロセッサ１２４は電源電圧波形３９９の
「負の戻りスロープ」上に位置する基準点３１０におい
て入力スイッチングユニット１０４，１０６をトリガー
する。この「負の戻りスロープ」は、図１１において符
号３１２で図示するように信号が負であって、低減しつ
つある電源電圧波形３９９の一部分である。エネルギ蓄
積装置１０２が選択されたレベルまで充電されたことを
入力スイッチングユニット１０４，１０６が検出する
と、エネルギ蓄積装置１０２は自動的に電源１１４を切
り離す。更に、エネルギ蓄積装置１０２は、電源電圧波
形３９９の正の部分の間では負荷１２０に接続された
り、負荷１２０から切り離される。

【００５０】本発明の他の実施例では、電力はＤ．Ｃ．
電源１１４から受け取られ、この受け取った電力はエネ
ルギ蓄積装置１０２に蓄積され、蓄積された電荷はＤ．
Ｃ．電力の形で負荷１２０に転送される。これらのステ
ップは連続して繰り返され、これによりほぼ一定のＤ．
Ｃ．電圧が負荷１２０に供給される。

【００５１】この実施例では、エネルギ蓄積装置１０２
の充電時間を遅らせて、Ａ／Ｄ変換器１２８がより正確
な測定値を得ることができるようにする必要がある。こ
の場合には、抵抗（図示せず）がスイッチングユニット
１０４とダイオード１０５との間、またはスイッチング
ユニット１０６と端子１１６との間に接続される。

【００５２】主要な実施例では、図１３に示すルーチン
に従って多くのタスク４００により動作する。タスク４
０２では、マイクロプロセッサ１２４は作動信号を入力
スイッチングユニット１０４，１０６に供給して、入力
スイッチングユニット１０４，１０６にＤ．Ｃ．電源１
１４をエネルギ蓄積装置１０２に接続させる。

【００５３】入力スイッチングユニット１０４，１０６
がタスク４０２において作動信号を受け取った後、スイ
ッチングユニット１０４，１０６はＤ．Ｃ．電源１１４
をエネルギ蓄積装置１０２に接続する。エネルギ蓄積装
置１０２に蓄積された電圧が選択レベルまで上昇したこ
とをマイクロプロセッサ１２４がＡ／Ｄ変換器１２８を
介して問い合わせタスク４０４において判定するまで、
エネルギ蓄積装置１０２の充電は継続する（タスク４０
６）。

【００５４】それから、タスク４０８において、マイク
ロプロセッサ１２４は作動信号の出力を停止し、入力ス
イッチングユニット１０４，１０６にＤ．Ｃ．電源１１
４をエネルギ蓄積装置１０２から切り離させる。しかる
後、マイクロプロセッサ１２４は作動信号を出力スイッ
チングユニット１０８，１１０に供給する。タスク４０
８において作動信号を受け取ると、出力スイッチングユ
ニット１０８，１１０はエネルギ蓄積装置１０２を負荷
１２０に接続する。

【００５５】問い合わせタスク４１０においては、マイ
クロプロセッサ１２４はＡ／Ｄ変換器１２８を利用し
て、エネルギ蓄積装置１０２が所望のレベルまで放電し
たかどうかを判定する。代わりとして、マイクロプロセ
ッサ１２４はＡ／Ｄ変換器１３２を利用して、負荷１２
０が選択レベルまで充電したかどうかを判定してもよ
い。一方、タスク４１２においてエネルギ蓄積装置１０
２は放電を継続する。しかしながら、問い合わせタスク
４１０に対する答が「ｙｅｓ」である場合には、マイク
ロプロセッサ１２４は出力スイッチングユニット１０
８，１１０に供給していた作動信号の出力を停止し、エ
ネルギ蓄積装置１０２を負荷１２０から切り離す。タス
ク４１２において、制御はタスク４０２に戻され、ルー
チン４００が再度繰り返される。

【００５６】本発明の他の実施例は、電源によって供給
される電圧または電流を「上昇」させることが必要であ
る用途に対して考えられている。例えば、負荷が電源１
１４の電圧よりも大きな電圧を供給されることを用途と
して必要としている場合には、本発明の回路は必要によ
り二重化（複合化）され、すべての回路は単一の電源に
接続される。この場合、エネルギ蓄積装置は直列に設け
られ、各回路はそれぞれのエネルギ蓄積装置を異なる期
間の間電源に接続する。直列に設けられたエネルギ蓄積
装置は個々の電圧の和を負荷に供給することができる。

【００５７】同様に、負荷が電源１１４によって供給さ
れる電流よりも大きな電流を供給されることを用途とし
て必要としている場合には、本発明の回路は必要に応じ
て二重化され、すべての回路は単一の電源に接続され
る。その場合、各回路は異なる期間の間それぞれのエネ
ルギ蓄積装置を電源に接続する。しかしながら、エネル
ギ蓄積装置は並列に設けられ、エネルギ蓄積装置は各々
が個別に供給する電流の和を供給することができる。

【００５８】回路１００を変更して、電力を多数の負荷
に供給する更に他の実施例（図示せず）について考慮す
る。特に、回路１００は付加のスイッチングユニットお
よび多数のエネルギ蓄積装置を有するだけである。この
実施例では、マイクロプロセッサ１２４は、Ａ．Ｃ．電
源電圧波形３９９の別の期間の間、電源１１４を異なる
エネルギ蓄積装置に接続するようにスイッチングユニッ
トに指令する。同様に、別の期間の間に、マイクロプロ
セッサ１２４は、スイッチングユニットに電源１１４を
各エネルギ蓄積装置１０２から切り離し、各エネルギ蓄
積装置をそれぞれの負荷に接続するように指令する。

【００５９】代わりとして、本発明の他の実施例（図示
せず）では、単一のエネルギ蓄積装置１０２を利用し
て、電力を多数の負荷に供給する。特に、回路１００は
負荷スイッチングユニットを有し、異なる期間の間、エ
ネルギ蓄積装置１０２を異なる負荷に連続的に接続す
る。例えば、エネルギ蓄積装置１０２が３０ボルトに完
全に充電されると、エネルギ蓄積装置１０２は第１の負
荷に１５ボルトの充電を行い、それから第２の負荷に１
０ボルトの充電を行い、それから第３の負荷に５ボルト
の充電を行う。各負荷の電流要求条件によって多くの異
なる負荷が回路に存在し、各負荷は単一のエネルギ蓄積
装置１０２に連続的に接続される。

【００６０】付加電力をエネルギ蓄積装置１０２に転送
するために、または２個以上のエネルギ蓄積装置を充電
するために、本発明の更に他の変更（図示せず）を考慮
する。この実施例では、全波整流器が電源１１４と入力
スイッチングユニット１０４，１０６との間に設けられ
る。この構成では、エネルギ蓄積装置１０２は図１３で
説明した実施例の回数の２倍充電され、２倍の電荷を受
ける。

【００６１】本発明の他の実施例（図示せず）では、本
発明の回路１００は３相電源で動作するように再構成さ
れる。この再構成は本開示の利益を有する通常の技術を
有する者の能力内のものであると考えられる。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、従来の装置に比べて多くの利
点を有する。特に、従来の回路と異なって、本発明は完
全に電源１１４を負荷１２０から分離している。そし
て、電源１１４から負荷１２０に転送される電圧スパイ
クまたは他のノイズのような電源変動の危険はない。更
に、電源１１４は負荷１２０が短絡しても損傷を受けな
い。

【００６３】しかしながら、このような分離が特定の用
途において好ましくない場合には、マイクロプロセッサ
１２４はスイッチングユニット１０４，１０６，１０８
および１１０を制御して、電源１１４を直接負荷１２０
に接続するようにプログラムすることができる。従っ
て、本発明は従来の装置にない柔軟性を有している。更
に、本発明は、変圧器を有する従来の電源に比べていく
つかの利点を有する。例えば、本発明は低価格であり、
軽量である。また、本発明は、ヒステリシス、渦電流、
“Ｉ²Ｒ”、および変圧器に通常関連する他の要因から
の電力損失を受けないので、一層効率的である。

【００６４】また、本発明は、電源１１４がＤ．Ｃ．ま
たはＡ．Ｃ．電力を供給するかどうかに関係なく、Ｄ．
Ｃ．電力を負荷１２０に供給するので、有益である。更
に、本発明は、エネルギ蓄積装置１０２が充電される
と、電力を負荷１２０から自動的に除去する。その上、
本発明は、その動作がプログラマブルマイクロプロセッ
サ１２４によって制御されるので、従来の装置よりも融
通性がある。特に、マイクロプロセッサ１２４は、ユー
ザの仕様によってエネルギ蓄積装置１０２を電源１１４
および負荷１２０に接続したり、切り離したりすること
ができる。

【００６５】本発明の好適実施例と現在考えられるもの
を示したが、本技術分野に専門知識を有する者には特許
請求の範囲によって定められる本発明の範囲から逸脱す
ることなく、種々の変更および変形を行うことができる
ことは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置のハードウェアおよび電
気相互接続のブロック図である。

【図２】本発明に係る電源装置に使用されるスイッチン
グユニット１０４，１０６，１０８，１１０の一実施例
を示す電気構成図である。

【図３】上述のスイッチングユニット１０４，１０６，
１０８，１１０の他の実施例を示す電気構成図である。

【図４】本発明に係る電源装置に使用されるＡ／Ｄ変換
器１２８，１３０または１３２の一実施例を示す電気構
成図である。

【図５】図１のハードウェアおよび相互接続を改善した
ブロック図である。

【図６】Ａ．Ｃ．電源を利用した本発明の第１の実施例
の作用を示すフローチャートである。

【図７】本発明におけるマイクロプロセッサ割り込みの
作用を示すフローチャートである。

【図８】本発明における他のマイクロプロセッサ割り込
みの作用を示すフローチャートである。

【図９】本発明における更に他のマイクロプロセッサ割
り込みの作用を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の更に他のマイクロプロセッサ割り込
みの作用を示すフローチャートである。

【図１１】図６に示す本発明の実施例の作用を説明する
ためのものであって、電源から供給される電源電圧波形
を示す図である。

【図１２】マイクロプロセッサ割り込みのトリガー信号
を示す図である。

【図１３】Ｄ．Ｃ．電源を利用した本発明の第２の実施
例の作用を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０２エネルギ蓄積装置１０４，１０６，１０８，１１０スイッチングユニッ
ト１０５ダイオード１１４電源１２０負荷１２４マイクロプロセッサ１２５メモリ１２８，１３０，１３２Ａ／Ｄ変換器１３３ディスプレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エネルギを負荷に供給する電源装置にお
いて、（ａ）エネルギ蓄積装置と、（ｂ）第１の制御信号に応答してＡ．Ｃ．電源を前記
エネルギ蓄積装置に電気的に接続し、前記Ａ．Ｃ．電源
の電圧が第１の選択されたレベルに達したとき、前記エ
ネルギ蓄積装置を前記Ａ．Ｃ．電源から切り離す１つ以
上の入力スイッチングユニットと、（ｃ）第２の制御信号に応答して前記エネルギ蓄積装
置を負荷に電気的に接続し、前記エネルギ蓄積装置の電
圧が第２の選択されたレベルに達したとき、前記エネルギ蓄積装置を前記負荷から切り離す１つ以上
の出力スイッチングユニットと、（ｄ）前記Ａ．Ｃ．電源およびスイッチングユニット
に電気的に接続され、前記第１および第２の制御信号を発生するように動作す
るマイクロプロセッサと、を具備することを特徴とする電源装置。
【請求項２】前記Ａ．Ｃ．電源と入力スイッチングユ
ニットとの間に電気的に設けられ、前記Ａ．Ｃ．電源か
ら供給された電圧波形に対して全波整流を行うように動
作する整流器を更に具備することを特徴とする請求項１
に記載の電源装置。
【請求項３】前記エネルギ蓄積装置がコンデンサから
成ることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】前記スイッチングユニットがトライアッ
クから成ることを特徴とする請求項１に記載の電源装
置。
【請求項５】前記スイッチングユニットがシリコン制
御整流器から成ることを特徴とする請求項１に記載の電
源装置。
【請求項６】前記マイクロプロセッサおよびＡ．Ｃ．
電源に電気的に接続され、前記Ａ．Ｃ．電源の両端の電
圧のディジタル表示値を前記マイクロプロセッサに供給
するように動作する第１のＡ／Ｄ変換器を更に具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】前記マイクロプロセッサおよびエネルギ
蓄積装置に電気的に接続され、前記エネルギ蓄積装置の
両端の電圧のディジタル表示値を前記マイクロプロセッ
サに供給するように動作する第２のＡ／Ｄ変換器を更に
具備することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項８】前記マイクロプロセッサおよび負荷に電
気的に接続され、前記負荷の両端の電圧のディジタル表
示値を前記マイクロプロセッサに供給するように動作す
る第３のＡ／Ｄ変換器を更に具備することを特徴とする
請求項１に記載の電源装置。
【請求項９】前記マイクロプロセッサから供給される
第３の制御信号に応答して前記エネルギ蓄積装置を別の
負荷に電気的に接続し、前記エネルギ蓄積装置の電圧が
第３の選択されたレベルに達したとき、前記エネルギ蓄
積装置を前記負荷から切り離す１つ以上の付加スイッチ
ングユニットを更に具備することを特徴とする請求項１
に記載の電源装置。
【請求項１０】Ａ．Ｃ．電源からエネルギを得て、
Ｄ．Ｃ．電力を負荷に供給する供給方法であって、（ａ）前記Ａ．Ｃ．電源の電圧が第１の選択された位
相に達したとき、前記Ａ．Ｃ．電源をエネルギ蓄積装置
に電気的に接続するステップ、（ｂ）前記エネルギ蓄積装置の両端の電圧が第１の選
択されたレベルに達したとき、前記Ａ．Ｃ．電源を前記
エネルギ蓄積装置から電気的に切り離すステップ、（ｃ）前記エネルギ蓄積装置を前記負荷に電気的に接
続するステップ、（ｄ）前記エネルギ蓄積装置の両端の電圧が第２の選
択されたレベルに達したとき、前記エネルギ蓄積装置を
前記負荷から電気的に切り離すステップ、を有すること
を特徴とする、電源を負荷に供給する供給方法。
【請求項１１】前記ステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返
すことにより、負荷の両端にほぼ一定のＤ．Ｃ．電圧を
維持するステップを更に有することを特徴とする請求項
１０に記載の供給方法。
【請求項１２】前記第１の選択された位相を調整し
て、前記エネルギ蓄積装置に供給される電圧を増大また
は低減するステップを更に有する請求項１０に記載の方
法。
【請求項１３】前記ステップ（ｂ）は１つ以上のトラ
イアックによって自動的に行われることを特徴とする請
求項１０に記載の方法。
【請求項１４】前記ステップ（ｄ）は１つ以上のトラ
イアックによって自動的に行われることを特徴とする請
求項１０に記載の方法。
【請求項１５】前記負荷を流れる電流が選択されたレ
ベルより大きい場合に前記ステップ（ｃ）および（ｄ）
を中断するステップを更に有することを特徴とする請求
項１０に記載の方法。
【請求項１６】前記ステップ（ｃ）および（ｄ）は、前記エネルギ蓄積装置の両端の電圧を２回以上測定し、これらの２つ以上の電圧測定値に基づいて前記負荷に流
れる電流を計算し、負荷を流れる電流が選択されたレベルよりも大きい場合
には、直ちに前記エネルギ蓄積装置を前記負荷から電気
的に切り離し、そうでない場合には、前記エネルギ蓄積
装置の両端の電圧が第２の選択されたレベルに達したと
き、前記エネルギ蓄積装置を前記負荷から電気的に切り
離すステップを有することを特徴とする請求項１０に記
載の方法。
【請求項１７】前記Ａ．Ｃ．電源によって供給される
信号が選択された許容差から外れている場合に前記ステ
ップ（ｃ）および（ｄ）を中断するステップを更に有す
ることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】（ａ）エネルギ蓄積装置と、（ｂ）第１の制御信号に応答してＤ．Ｃ．電源を前記
エネルギ蓄積装置に電気的に接続し、第２の制御信号に
応答して前記エネルギ蓄積装置を前記Ｄ．Ｃ．電源から
切り離す１つ以上の入力スイッチングユニットと、（ｃ）第３の制御信号に応答して前記エネルギ蓄積装
置を負荷に電気的に接続し、第４の制御信号に応答して
前記エネルギ蓄積装置を前記負荷から切り離す１つ以上
の出力スイッチングユニットと、（ｄ）前記電源および前記スイッチングユニットに電
気的に接続され、前記第１、第２、第３および第４の制
御信号を発生するようにプログラムされているマイクロ
プロセッサと、を具備することを特徴とする電源装置。
【請求項１９】前記マイクロプロセッサおよびＤ．
Ｃ．電源に電気的に接続され、前記Ｄ．Ｃ．電源の両端
の電圧のディジタル表示値を発生する第１のＡ／Ｄ変換
器を更に有することを特徴とする請求項１８に記載の電
源装置。
【請求項２０】前記マイクロプロセッサおよびエネル
ギ蓄積装置に電気的に接続され、前記エネルギ蓄積装置
の両端の電圧のディジタル表示値を発生する第２のＡ／
Ｄ変換器を更に有することを特徴とする請求項１８に記
載の電源装置。
【請求項２１】前記マイクロプロセッサおよび負荷に
電気的に接続され、前記負荷の両端の電圧のディジタル
表示値を発生する第３のＡ／Ｄ変換器を更に有すること
を特徴とする請求項１８に記載の電源装置。
【請求項２２】前記エネルギ蓄積装置はコンデンサか
ら成ることを特徴とする請求項１８に記載の電源装置。
【請求項２３】前記スイッチングユニットは電界効果
トランジスタから成ることを特徴とする請求項１８に記
載の電源装置。
【請求項２４】Ｄ．Ｃ．電源からのエネルギを負荷に
供給する供給方法であって、（ａ）前記Ｄ．Ｃ．電源をエネルギ蓄積装置に電気的
に接続するステップ、（ｂ）前記エネルギ蓄積装置の電圧が第１の選択され
たレベルに達したとき前記Ｄ．Ｃ．電源を前記エネルギ
蓄積装置から電気的に切り離すステップ、（ｃ）前記エネルギ蓄積装置を前記負荷に電気的に接
続するステップ、（ｄ）前記エネルギ蓄積装置の電圧が第２の選択され
たレベルに達したとき前記エネルギ蓄積装置を前記負荷
から電気的に切り離すステップ、を有することを特徴とする供給方法。
【請求項２５】前記ステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返
すことにより、負荷の両端にほぼ一定のＤ．Ｃ．電圧を
維持するステップを更に有することを特徴とする請求項
２４に記載の方法。
【請求項２６】前記エネルギ蓄積装置はコンデンサか
ら成ることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】前記負荷を流れる電流が選択されたレ
ベルよりも大きい場合に前記ステップ（ｃ）および
（ｄ）を中断するステップを更に有することを特徴とす
る請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】前記Ｄ．Ｃ．電源によって供給される
信号が選択された許容差から外れている場合に前記ステ
ップ（ｃ）および（ｄ）を中断するステップを更に有す
ることを特徴とする請求項２４に記載の方法。