JPH104674A - 電源装置、容量追加ユニットおよび電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】交流入力遮断状態が発生した後でも電子機器へ
供給する電源出力の保持時間を十分に延長可能とする。 【解決手段】整流回路部６の出力側とスイッチング電源
部１０の入力側との間の平滑コンデンサ８に外部から追
加コンデンサ２８を選択的に追加して交流入力遮断状態
でも出力保持時間を延長可能とした構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、整流回路部出力側
とスイッチング電源部入力側との間に平滑回路部を有し
た電源装置にかかり、整流回路部への交流入力遮断状態
においての出力保持時間の延長に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９を参照して電源装置は、交流電源が
接続される一対の入力端子２，２と、電源ヒューズ４
と、交流電源からの交流入力を整流する整流回路部とし
ての全波整流回路６と、この全波整流回路の出力側にお
ける平滑回路部としての平滑コンデンサ８と、平滑コン
デンサ８が入力側に接続されたスイッチング電源部１０
と、スイッチング電源部１０の出力側に接続された平滑
コンデンサ１２と、この平滑コンデンサ１２からの出力
を負荷に供給する一対の出力端子１４，１４とを備えて
いる。ここで、スイッチング電源部１０の内部回路は図
示していないが、例えば平滑コンデンサ８からの平滑出
力が一次側巻線に与えられるコンバータトランスと、こ
の一次側巻線に接続されたスイッチングトランジスタ
と、コンバータトランスの二次側巻線に接続された整流
ダイオードと、コンバータトランスの帰還巻線における
帰還電圧で駆動されスイッチングトランジスタをスイッ
チング動作させる制御回路とを備えたものでよい。この
ような電源装置は周知であるのでその動作の詳しい説明
は省略する。

【０００３】上記構造の電源装置の負荷として例えばコ
ンピュータが接続されている場合において、時刻ｔ０に
至る前までは一対の入力端子２，２間に図１０ａで示す
ような波形の交流入力が与えられているときに、時刻ｔ
０で全波整流回路６への停電とか電源の瞬断とかの交流
入力遮断状態が発生した場合について考える。

【０００４】まず、時刻ｔ０までは、図１０ｂで示すよ
うに出力端子１４，１４間には一定の直流の出力が現
れ、コンピュータはこの出力で動作している。そして、
時刻ｔ０では停電などの交流入力遮断状態が発生しても
平滑コンデンサ８の容量が大きいから、この平滑コンデ
ンサ８の放電出力によって時刻ｔ１まではスイッチング
電源部１０が動作しているので平滑コンデンサ８の放電
出力は低下するものの、出力端子１４，１４からの出力
は保持されて低下しない。つまり時刻ｔ０〜ｔ１間はコ
ンピュータは正常に動作できる。

【０００５】時刻ｔ１で平滑コンデンサ８の出力がさら
に低下してあるレベル以下に低下するとスイッチング電
源部１０は動作できなくなる。そうすると、時刻ｔ１以
降は平滑コンデンサ１２による出力となる。この出力は
実線で示すように低下してくるもののコンピュータは動
作できる。そして、時刻ｔ２でこの出力があるレベル以
下になると、コンピュータは動作できなくなる。

【０００６】つまり、コンピュータが動作できる交流入
力遮断状態が発生した後からの電源装置の出力保持時間
としては、時刻ｔ０からｔ２までの時間Ｔ１となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】コンピュータのような
電子機器においては、停電などの交流入力遮断状態が発
生した場合でもコンピュータのメモリ退避とかコンピュ
ータの誤動作防止などのために電源の出力の保持時間を
上述の時刻ｔ２よりもさらに延長させたい場合がある。
このような出力保持時間の延長としては、大容量の電
源装置と交換する、電源装置を並列運転する、出力
側平滑コンデンサに並列にコンデンサを追加する、とい
う延長対策がある。

【０００８】しかしながら、前記の電源装置の交換で
は、電源装置が無駄となるうえ、コスト的にも実現が難
しい。前記の並列運転では、並列運転のために追加さ
れる電源装置にコストがかかるうえ、電源装置の設置の
スペースも大きくなる。特に、並列運転のための電源装
置間の接続配線が繁雑となる。前記のコンデンサの追
加では、図１０ｂの点線で示すようにコンピュータが動
作できる時刻が時刻ｔ２から時刻ｔ３までとなり、出力
保持時間はＴ１からＴ２に延長できる効果があるが、そ
の効果としては小さいものである。

【０００９】したがって、本発明は、電源装置を無駄に
せず、コスト的にも実現可能で、設置スペースとしても
電源装置を並列運転させる場合にくらべて追加の設置ス
ペースをほとんど要することがなく、かつ、交流入力遮
断状態における出力保持時間をより延長できるようにす
ることを解決すべき課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、整
流回路部の出力側とスイッチング電源部の入力側との間
で前記整流回路部出力を平滑して前記スイッチング電源
部に供給する平滑回路部を有しており、前記整流回路部
への交流入力遮断状態における前記スイッチング電源部
からの出力保持時間延長のために容量が前記平滑回路部
の容量に追加可能に構成されている構成によって上述し
た課題を解決している。

【００１１】本発明の電源装置は、好ましくは、前記容
量の追加に用いられる容量回路部が接続される少なくと
も一対の接続端子が配備されている。

【００１２】本発明の電源装置は、より好ましくは、前
記一対の接続端子が装置パネルに配備されている。

【００１３】本発明の容量追加ユニットは、容量回路部
が内部に収納されたユニットパネルを有し、このユニッ
トパネルには前記容量回路部に接続された少なくとも一
対の接続端子が配備されている。

【００１４】本発明の電源システムは、前記電源装置
と、前記容量追加ユニットとを有し、前記電源装置の接
続端子に前記容量追加ユニットの接続端子が接続される
ことで前記電源装置の平滑回路部の平滑容量に前記容量
追加ユニット内の容量回路部の容量が追加されて交流入
力遮断状態における前記電源装置の出力保持時間が延長
可能とされていることを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
電源装置、容量追加ユニットおよびこれらを組み合わせ
てなる電源システムについて図面を参照して詳細に説明
する。

【００１６】図１は、本発明の実施の形態に係る電源装
置の回路的な構成を示す図、図２は容量追加ユニットの
回路的な構成を示す図であり、図３と図４は図１の電源
装置と図２の容量追加ユニットそれぞれの外部からみた
構成を示す図であって、図３は電源装置に容量追加ユニ
ットが接続されていない状態での外部斜視図、図４は電
源装置に容量追加ユニットが接続された状態での外部斜
視図である。図５は容量追加ユニットの断面図である。

【００１７】まず、図１を参照して、破線は電源装置１
６の装置パネル１８を示している。この電源装置１６
は、装置パネル１８に交流電源が接続される一対の入力
端子２，２と、コンピュータなどの電子機器に電源を供
給するための一対の出力端子１４，１４とがそれぞれ配
備されている。この一対の入力端子２，２間には電源ヒ
ューズ４を介して、該一対の入力端子２，２間に接続さ
れた交流電源からの交流入力を整流する整流回路部とし
ての全波整流回路６の対応する一対の入力側が接続され
ている。この全波整流回路６の一対の出力側には平滑回
路部としての平滑コンデンサ（以下、説明の都合で入力
側平滑コンデンサという）８が並列に接続されている。
この入力側平滑コンデンサ８にスイッチング電源部１０
が接続されている。このスイッチング電源部１０は例え
ば上述したものであり、入力側平滑コンデンサ８からコ
ンバータトランスの一次側巻線に与えられる平滑出力を
図示していないスイッチングトランジスタのスイッチン
グ動作によって該コンバータトランスの二次側巻線に誘
起させ、この誘起出力を出力側から整流出力するように
なっている。このスイッチング電源部１０の出力側には
並列に平滑コンデンサ（以下、説明の都合で出力側平滑
コンデンサという）１２が接続されている。この出力側
平滑コンデンサ１２の平滑出力は装置パネル１８に配備
された一対の出力端子１４，１４に出力されるようにな
っている。

【００１８】本発明の電源装置１６においては、さら
に、全波整流回路６の出力側とスイッチング電源部１０
の入力側との間の平滑回路部である入力側平滑コンデン
サ８に対して出力保持時間延長のための平滑容量を選択
的に追加できるようにするために、装置パネル１８に一
対の接続端子（以下、説明の都合で装置側接続端子とい
う）２０，２０が設けられている。これらの一対の装置
側接続端子２０，２０それぞれは、配線でもって入力側
平滑コンデンサ８の両電極にそれぞれ接続されている。

【００１９】図２を参照して破線は容量追加ユニット２
２のユニットパネル２４を示している。ユニットパネル
２４には一対の接続端子（以下、説明の都合でユニット
側接続端子という）２６，２６が配備されている。ユニ
ットパネル２４内には一対のユニット側接続端子２６，
２６間に並列に接続されて入力側平滑コンデンサ８の平
滑容量を外部から追加するための追加コンデンサ２８が
収納されている。

【００２０】図３を参照して、電源装置１６は、装置パ
ネル１８の前面（後面あるいは側面とも言うこともでき
るが、説明の便宜で単に前面という。以下、同じ。）に
交流電源が接続される一対の入力端子２，２とコンピュ
ータなどの電子機器が接続される一対の出力端子１４，
１４とが配備されている。ここで、一対の入力端子２，
２と一対の出力端子１４，１４それぞれに対応して装置
パネル１８の前面にＡＣ入力とＤＣ出力の文字が付記さ
れている。さらに電源装置１６は、装置パネル１８の側
面に一対の装置側接続端子２０，２０が配備されてい
る。

【００２１】同じく、図３を参照して、容量追加ユニッ
ト２２は、ユニットパネル２４の側面に、一対のユニッ
ト側接続端子２６，２６が配備されている。

【００２２】このような電源装置１６は、交流入力遮断
時においてその出力の保持時間を延長させる場合は、電
源装置１６の装置パネル１８側面と、容量追加ユニット
２２のユニットパネル２４側面とをあわせることで、図
４で示すように電源装置１６の装置側接続端子２０，２
０に容量追加ユニット２２のユニット側接続端子２６，
２６を接続させる。この容量追加ユニット２２は図５で
示すようにユニットパネル２４内に回路基板３０を内蔵
し、この回路基板３０上に追加コンデンサ２８が搭載さ
れ、この追加コンデンサ２８に接続されたユニット側接
続端子２６，２６がユニットパネル２４を貫通した構造
となっている。

【００２３】なお、容量追加ユニット２２は図２で示す
ように入力側平滑コンデンサ８に対する追加容量として
単一の追加コンデンサ２８だけであったが、図６で示す
ように一対のユニット側接続端子２６，２６間に直列に
突入電流制限抵抗３２と追加コンデンサ２８とを接続
し、この突入電流制限抵抗３２に並列にダイオード３４
を接続した回路構成としてもよい。この回路構成による
場合では、電源装置１６に容量追加ユニット２２が接続
された場合に、追加コンデンサ２８への突入電流を突入
電流制限抵抗３２で制限しながらこの追加コンデンサ２
８を整流された交流入力で充電させ、停電時などではダ
イオード３４を介して追加コンデンサ２８からスイッチ
ング電源部１０に電力を放電させられるようにしてもよ
い。

【００２４】また、容量追加ユニット２２は、図４で示
すようにその側面を電源装置１６の側面に合わせるよう
にして使用されワンタッチで電源装置１６側に装着され
るだけで出力保持時間の延長作業ができるので便利であ
るが、その合わせのための他の形態としては、例えば電
源装置１６の下面に装置側接続端子２０，２０を配備
し、容量追加ユニット２２の上面にユニット側接続端子
２６，２６を配備することで、図７で示すように上下に
電源装置１６と容量追加ユニット２２とを接続できるよ
うにしてもよい。図４の場合では上下方向に設置スペー
スをとらないので上下方向の設置スペースに余裕がない
場合に適している。図７の場合では左右方向に設置スペ
ースをとらないで済むので左右方向の設置スペースに余
裕がない場合に適している。

【００２５】次に、図８を参照して本実施の形態に係る
電源装置の負荷として例えばコンピュータが接続されて
いる場合における作用について説明する。図８ａは電源
装置の一対の入力端子間への交流電源からの入力波形を
示し、図８ｂは電源装置の一対の出力端子間に現れるコ
ンピュータへの出力波形を示している。

【００２６】電源装置１６の装置パネル１８の一対の入
力端子２，２間に交流電源が接続されて図８ａで示すよ
うな交流入力が与えられているときに、時刻ｔ０以降で
は停電とか電源の瞬断とかの交流入力遮断状態が発生し
ている場合について考える。まず、時刻ｔ０までは、図
８ｂで示すように電源装置１６の出力は一定であり、コ
ンピュータはこの出力で正常に動作している。そして、
時刻ｔ０では停電などの交流入力遮断状態が発生しても
入力側平滑コンデンサ８の容量が大きいのでこの入力側
平滑コンデンサ８の放電出力によって時刻ｔ１まではス
イッチング電源部１０が動作しているので出力は保持さ
れて低下せず、コンピュータは動作できる。時刻ｔ１に
なって入力側平滑コンデンサ８の出力があるレベル以下
になるとスイッチング電源部１０が動作しなくなる。し
たがって、時刻ｔ１以降は出力側平滑コンデンサ１２の
容量に依存して低下してくる。コンピュータは時刻ｔ１
以降は出力が低下するとしても出力側平滑コンデンサ１
２の放電出力によってさらに時刻ｔ２までは正常に動作
できるが、時刻ｔ２以降に低下すると動作できなくな
る。したがって、この場合の交流入力遮断状態が発生し
た時刻ｔ０からの出力保持時間は時刻ｔ２までの時間Ｔ
１である。

【００２７】しかし、コンピュータのメモリの退避など
のために出力保持時間を十分に延長させたい場合では、
容量追加ユニット２２を電源装置１６に接続する。そう
すると、入力側平滑コンデンサ８に容量追加ユニット２
２内の追加コンデンサ２８が並列に付加されて平滑容量
が大きくなる結果、スイッチング電源部１０は時刻ｔ１
ではなく時刻ｔ１’まで動作できるようになり、この時
刻ｔ１’まで出力は低下しない。そして、時刻ｔ１’以
降では前記と同様にして出力が低下してくるが、時刻ｔ
２’まではコンピュータには動作できる出力が与えられ
る。したがって、容量追加ユニット２２を電源装置１６
に接続した場合では、その出力保持時間はＴ１からＴ
１’まで延長されることになって、コンピュータのメモ
リの退避のための時間を十分に確保できる。この出力保
持時間は追加コンデンサ２８の容量を設定すれば任意の
時間に延長できるので、例えば容量の異なる追加コンデ
ンサ２８を収納した容量追加ユニット２２……を用意し
ておき、必要とする出力保持時間に合う容量追加ユニッ
トを電源装置１６に接続するとよいことにもなる。

【００２８】なお、上述の実施の形態においては容量追
加ユニット２２内の追加コンデンサ２８は１つであった
が、複数個用い、これらを適宜直列あるいは並列に接続
した構成のものとし、追加容量を精密に設定できるよう
にしても構わない。

【００２９】なお、上述の実施の形態においては容量追
加ユニット２２による入力側平滑コンデンサ８に追加す
る容量は一定であったが、容量追加ユニット２２のユニ
ットパネル２４に例えばディップスイッチなどの容量設
定器とか容量切替器を備え、この容量設定器とか容量切
替器の操作で入力側平滑コンデンサ８に追加する容量の
大きさを設定あるいは切り替えできるようにして、電源
装置１６の出力保持時間の延長分を任意に設定できるよ
うにしても構わない。こうすると、それら設定器あるい
は切替器を操作するだけで必要とする出力保持時間を設
定できるので、複数の容量追加ユニットが不要となると
ともに、複数の負荷に対しては１つの容量追加ユニット
でもって出力保持時間の設定が可能となって便利である
うえ、出力保持時間の設定作業もきわめて容易化する。

【００３０】なお、上述の実施の形態においては電源装
置１６は装置パネル１８に装置側接続端子２０，２０を
配備したが、装置パネル１８内にこの接続端子２０，２
０を配備することも可能であり、この場合では、装置パ
ネル１８に蓋体を設け、この蓋体を開いて、装置パネル
１８内の接続端子２０，２０に平滑コンデンサを接続し
て平滑コンデンサ８の追加容量にできるようにしても構
わない。こうした場合では、容量追加ユニット２２が不
要となる。ただし、接続端子２０，２０に追加コンデン
サを接続するのを半田付けでは作業がたいへんであるの
で、追加コンデンサの一対のリード端子を接続端子２
０，２０にワンタッチ着脱できる構造にするとその作業
が容易となる。

【００３１】なお、上述の実施の形態においては電源装
置１６に接続され容量追加ユニット２２の個数は１つで
あったが、複数の容量追加ユニット２２……を電源装置
１６に同時に接続可能としても構わない。

【００３２】なお、上述の実施の形態においては電源装
置１６の装置側接続端子２０，２０は装置パネルに形成
された孔で構成された雌型であり、容量追加ユニット２
２のユニット側接続端子２６，２６は前記構成に挿入さ
れるピン形状の雄型であったが、これら雌雄の関係は入
れ換えても構わない。

【００３３】なお、本明細書の特許請求の範囲で言う接
続端子は上述の実施の形態における前記孔形状およびピ
ン形状を含むのみならず、要するに２つの接続部どうし
が接続される関係にあればすべて含まれる広い概念に解
釈されるべきである。

【００３４】なお、上述の実施の形態においては電源装
置１６と容量追加ユニット２２それぞれの接続端子の接
続態様は実施の形態に限定されるものではなく、例え
ば、電源装置１６に容量追加ユニット２２を組み込む
と、互いの接続端子どうしが電気的に接触されるように
した構造のものでも構わない。

【００３５】なお、上述の実施の形態においては電源装
置１６の装置パネル１８に凹部を形成し、この凹部内に
容量追加ユニット２２が完全に収納されるようにして、
容量追加ユニット２２を電源装置１６に接続した電源シ
ステムとしてみた場合にその電源システム全体の薄型化
を図れるようにしても構わない。

【００３６】なお、上述の実施の形態においては電源装
置１６の装置パネル１８には一対の装置側接続端子２
０，２０だけが配備されているが、それぞれが入力側平
滑コンデンサ８に個別に並列に接続される複数対の装置
側接続端子を適宜相互に離間して配備し、それぞれの対
の装置側接続端子に対応して同一あるいは異なる容量の
追加コンデンサの単一あるいは複数をそれぞれ内蔵した
複数の容量追加ユニットを構成し、設定される出力保持
時間に合わせて容量追加ユニットの単一あるいは複数を
選定して、電源装置に接続できるようにすることで出力
保持時間の延長分の設定の自由度をより向上できるよう
にしても構わない。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明の電源装置によれ
ば、整流回路部出力側とスイッチング電源部入力側との
間の平滑回路部に対して交流遮断時の出力保持時間延長
の際には平滑容量を選択的に追加することを可能にした
から、その平滑容量の追加で前記出力保持時間を任意に
延長させることができる。この電源装置においては、前
記平滑容量の追加に用いる容量回路部の接続が可能なよ
うに少なくとも一対の接続端子を配備した場合には、そ
の接続端子間に出力保持時間の延長分に合う容量回路部
を任意に接続できることになり、出力保持時間を電源装
置に接続される電子機器に対応して簡易に設定できる。
また、この電源装置においては、前記一対の接続端子を
装置パネルに配備した場合には、外部から容易に容量回
路部を接続して出力保持時間を十分に延長させることが
可能となる。また、本発明によれば、従来のように出力
保持時間を延長させるために、電源装置の容量を大きく
してコストアップとなったり、電源装置を並列運転させ
て並列運転のために追加される電源装置でコストアップ
となったり設置スペースをとったりするといった不具合
も同時に解消される。

【００３８】本発明の容量追加ユニットによれば、容量
回路部が内部に収納されたユニットパネルを有し、この
ユニットパネルには前記容量回路部に接続された少なく
とも一対の接続端子が配備されているから、前記電源装
置に対して出力保持時間を延長させる際には、単にその
容量追加ユニットを電源装置に接続させるだけでよく、
したがって、電源装置の出力の保持時間の延長の作業を
簡単に行える。

【００３９】本発明の電源システムによれば、電源装置
の出力保持時間を延長させる際には電源装置の接続端子
に容量追加ユニットの接続端子を接続することで前記電
源装置の平滑回路部の平滑容量に前記容量追加ユニット
内の容量回路部の容量を追加できるから、電源装置の出
力の保持時間を任意に容易に延長設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電源装置の回路図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態に係る容量追加ユニットの
回路図である。

【図３】電源装置と容量追加ユニットとの非接続状態で
の斜視図である。

【図４】電源装置と容量追加ユニットとの接続状態での
斜視図である。

【図５】容量追加ユニットの断面図である。

【図６】容量追加ユニットの内部回路の他の変形例を示
す回路図である。

【図７】電源装置と容量追加ユニットとの他の変形例を
示す斜視図である。

【図８】実施の形態の作用の説明に供する電源装置への
交流入力の波形と電源装置の出力の波形を示す図であ
る。

【図９】従来の電源装置の回路図である。

【図１０】従来の電源装置への交流入力波形とその装置
の出力波形とを示す図である。

【符号の説明】

２，２ 入力端子 ６ 整流回路 ８ 入力側平滑コンデンサ １０ スイッチング電源部 １４，１４ 出力端子 １６ 電源装置 １８ 装置パネル ２０ 装置側接続端子 ２２ 容量追加ユニット ２４ ユニットパネル ２６ ユニット側接続端子 ２８ 追加コンデンサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】整流回路部の出力側とスイッチング電源部
   の入力側との間で前記整流回路部出力を平滑して前記ス
   イッチング電源部に供給する平滑回路部を有しており、
   前記整流回路部への交流入力遮断状態における前記スイ
   ッチング電源部からの出力保持時間延長のために容量が
   前記平滑回路部の容量に追加可能に構成されていること
   を特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】前記容量の追加に用いられる容量回路部が
   接続される少なくとも一対の接続端子が配備されている
   ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】前記一対の接続端子が装置パネルに配備さ
   れていることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
4. 【請求項４】容量回路部が内部に収納されたユニットパ
   ネルを有し、このユニットパネルには前記容量回路部に
   接続された少なくとも一対の接続端子が配備されている
   ことを特徴とする容量追加ユニット。
5. 【請求項５】前記請求項２または３記載の電源装置と、
   前記請求項４記載の容量追加ユニットとを有しており、
   前記電源装置の接続端子に前記容量追加ユニットの接続
   端子が接続されることで前記電源装置の平滑回路部の平
   滑容量に前記容量追加ユニット内の容量回路部の容量が
   追加されて交流入力遮断状態における前記電源装置の出
   力保持時間が延長可能とされていることを特徴とする電
   源システム。