JPS63314142A

JPS63314142A - 定電圧電源装置

Info

Publication number: JPS63314142A
Application number: JP62056302A
Authority: JP
Inventors: Sadao Sasaki; 定男佐々木
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1988-12-22

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］本発明は定電圧電源ｉ置に関し、特に停電時にも電池等
の予備！？ｌｉによって電力供給が可能な定電圧Ｎ源装
置に関するものである。

［従来の技術］第５図に、交流電圧から安定化した直流電圧を得る従来
の定電圧電源装置の一例を示す。端子１ａ、Ｉｂから入
力した１００ｖの交流電圧は、ブリッジ接続ダイオード
により構成した整流器２によって整流し、コンデンサ３
によって平滑化して高周波チョッパ４に供給する。高周
波チョッパ４はこの直流電圧をチョッピングしてトラン
ス３１の一次巻線に高周波電流を流し、二次巻線の両端
に必要とする振幅の交流電圧を励起させる。スイッチン
グレギル−タ６はこの交流電圧を受け、安定化した例え
ば２４Ｖおよび５Ｖの直流電圧を発生し、端子７ａ、７
ｂ。

８ａ　、８ｂからそれぞれ出力する。

定電圧電源装置としては、上述した交流電圧から直流電
圧を得るものの他に、−直流電圧から安定化した直流電
圧を得るものがある。そのような電ａ装置では整流器２
およびコンデンサ３は不要であり、外部から供給した直
流電圧を高周波チョッパ４に直接印加する。

次に、これらの定電圧電源装置を使用し、停電時にも電
力供給を可能にした従来の電源装置について、第６図に
示した概略回路図および第７図に示した詳細回路図を用
いて説明する。端子６０１から入力した１　００Ｖの交
流電圧は、まずノイズフィルタ６０２において、混入し
ているノイズを除去し、定電圧電源装置６０３に供給す
る。この定電圧電源装置は第５図に示したものと同様に
構成されており、−例として安定化された２４Ｖの直流
電圧を出力する。停電していない状態（以下、非停電時
という）では、リレースイッチ６０４は接点６０４ａ側
に倒れているので、この電圧は端子６１４から出力され
、同時に、定電圧電源装置６０５に供給される。この定
電圧電源装置６０５は直流電圧が安定化した直流電圧を
得るタイプのもので、−例として±１２Ｖおよび５Ｖの
ｆｄ圧を端子６１５から出力する。

ノイズフィルタ６０２を通過した後の交流電圧は定電圧
電源装置６０６にも供給し、別系統の安定化電圧を発生
させるために用いる。非停電時にはリレースイッチ６０
７は接点６０７ａ側に倒れているので、定電圧電源装置
６０６の出力電圧は定電圧電源装置６０８に供給され、
例えば２４Ｖの安定化゛電圧が端子６１６から出力され
る。

ノイズフィルタ６０２に接続したトランス６１１および
このトランスに接続した整流器６１２は、端子６１３に
非安定の２４Ｖの直流電圧を出力し、非停電時に、後述
する所定の回路を介して電池６０９．６１０を充電する
ためのものである。

電池６０９．６１０は、停電時に安定化電圧を出力する
ために設けられており、停電時にはスイッチ６０４．６
０７はそれぞれ接点６０４ｂ、６０７ｂ側に倒れるので
、これら電池は定電圧電源装置６０５．６０’８にそれ
ぞれ接続される。これによって、定電圧電源装置６０５
゜６０８は停電時にも安定化された上記の電圧を出力す
ることができる。

ところで、停電時には電池を直接端子６１５゜６１６に
接続し、装置に電力を供給するという方法も考えられる
が、電池の電圧は放電によって徐々に低下するものであ
るため一１安定な電源電圧が要求される装置には不適当
である。従って、このような装置には、上述のように定
電圧電ｉ装置６０５．６０８を介して電力を供給する必
要がある。

なＪ３、端子６１４からは電池６０９の電圧が直接出力
されるが、この端子は安定化電源を必要としない装置に
電力を供給するために設けたものである。

次に、第７図に示した詳細回路図を用いてスイッチ６０
４．６０７切り換えおよび電池６０９．６１０の充電に
ついて説明する。非停電時には整流器６１２から２４Ｖ
の直流電圧が出力されるので、リレー６１７には電流が
流れる。

これによってリレー６１７のスイッチ６０４゜６０７は
それぞれ接点６０４ａ　、６０７ａ側に倒れ、定電圧電
源装置６０３．６０６の出力が定電圧電源装置６０５．
６０８に入力され、また、同じくリレー６１７のスイッ
チ６１８゜６１９はオンとなり、電池６０９．６１０の
充電が行なわれる。一方、停電時にはリレー６１７には
゛電流が流れないので、スイッチ６０４゜６０７はそれ
ぞれ接点６０４ｂ　、６０７ｂ側にｆｉ！ｌれ、スイッ
チ６１８．６１９はオフとなる。

従って、電池６０９，６１０が定電圧電源装置６０５．
６０８に接続され、これにより定電圧電源装置６０５．
６０８は安定化した直流電圧を出力する。

１発明が解決しようとする問題点」上述した従来の電源装置は、停電時に電池の出力を安定
化して出力するため、１００Ｖの交流電源から直流電圧
を得る定電圧電源装置と、電池出力を安定化する定電圧
電源装置とを備えて１系統分の電源を構成し、非停電時
にはこれらを直列に接続して動作させている。

従って、一旦安定化した電圧を再び安定化させることに
なり、非常に無駄である。また、停電時には後段の定電
圧電源装置だけを動作させるので、初段の定電圧電源装
置は不要となり、この点でも無駄である。

しかも、初段の定電圧電源装置は、外部接続装置に供給
する電力に加え、後段の定電圧電源装置で消費する電力
をも供給する必要がある。

従って、初段の定電圧電源装置としては電流容量の大き
なものを用いなければならず、コスト、消費電力、ケら
びに小型化の点で非常に不利である。

本発明の目的は、停電時にも予備７Ｍ１を用いて安定化
した直流電圧を供給できる電源装置を、無駄なく構成で
き、低コスト化、小型化、小消費電力化ができるように
することにある。

し問題点を解決するための手段］本発明に係る第１の発明は、（イ）外部から入力する交流電圧を整流する整流器、（ロ）上記整流器の出力電圧を受け高周波電流を出力す
るチョッパ、（ハ）上記チョッパが出力する高周波電流を一次巻線に
供給し、その二次巻線に交流電圧を励起させるトランス
、（ニ）上記トランスの二次巻線に励起させた交流電圧を
受け、安定な直流電圧を出力するスイッチングレギュレ
ータ、を備えた定電圧電源装置において、上記トランスに中間タップを設け、この中間タップに外
部入力の遮断により直流電圧を供給する予備電源を接続
したものである。

本発明に係る第２の発明は、（イ）外部から入力する交流電圧を整流する第１の整流
器、（ロ）上記整流器の出力電圧を受け高周波電流を出力す
る第１のチョッパ、（ハ）上記チョッパが出力する高周波電流を一次巻線に
供給し、その二次巻線に交流電圧を励起させる第１のト
ランス、（ニ）交流電圧を受け、安定な直流電圧を出力するスイ
ッチングレギュレータ、を備えた定電圧電源装置において、ａ）上記第１のトランスの二次巻線に励起させた交流電
圧を整流する第２の整流器と、ｂ）上記第２の整流器が
出力する直流電圧を受け高周波電流を出力する第２のチ
ョッパと、Ｃ）上記第２のチョッパが出力する高周波電
流を一次巻線に供給し、その二次巻線に交流電圧を励起
させて上記スイッチングレギュレータに入力する第２の
トランスと、ｄ）外部入力の遮断により上記第２のチョッパに直流電
圧を供給する予備電源とを備えたものである。

［作　用］第１の発明による定電圧電源装置では、停電時には上記
トランスの中間タップに予備Ｎ＃ｉを接続し、チョッパ
に電力を供給する。これによりトランスの一次巻線には
高周波電流が流れ、二次巻線には所定の交流電圧が励起
される。従って停電時にも安定な直流電圧がスイッチン
グレギュレータから出力される。

第２の発明による定電圧電源装置では、停電時には上記
端子に予備電源を接続し、第２のチョッパに直流電圧を
供給する。これにより第２のトランスには高周波電流が
流れ、スイッチングレギュレータには所定の交流電圧が
印加される。従って、スイッチングレギュレータは安定
な直流電圧を出力する。一方、非停電時には、第１のト
ランスの出力電圧を第２の整流器により整流して得た直
流電圧を第２のチョッパに印加するので、スイッチング
レギュレータは安定な直流゛電圧を出力する。

［この発明の実施例］次に、本発明の実施例について説明する。

実施例１まず第１の発明の一実施例について、第１図に示した回
路図を用いて説明する。

この装置は非停電時に外部から供給する交流電圧を一旦
直流電圧に変換するため整流器２とコンデンサ３とを備
えている。整流器２は例えばブリッジ接続したダイオー
ドにより構成し、その入力端子２ａ、２ｂは、１００Ｖ
の交流電圧を供給する端子１ａ、Ｉｂにそれぞれ接続す
る。そして、出力端子２ｃ、２ｄには平滑用のコンデン
サ３を並列に接続する。

高周波チョッパ４とトランス５とは整流器２からの直流
電圧を交流電圧に変換し、必要なレベルの交流電圧を得
る直流−交流変換回路を構成する。高周波チョッパの端
子４ａ、４ｂは整流器２の出力端子２ｃ、２ｄおよびト
ランス５の一次巻線のタップ５ａ　、５ｂにそれぞれ接
続し、また、出力端子４Ｃは中間タップ５Ｃに接続する
。ｉ〜ランス５の一次巻線はさらに中間タップ５ｆを持
ち、このタップおよびタップ５ｂは、予備電源の接続端
子である端子９ａ　、　９ｂにそれぞれ接続する。タッ
プ５ｆ、５ｂ間の巻線数とタップ５ａ　、５ｂ間の巻線
数との比は１：４程度である。トランス５の二次巻線の
タップ５ｄ　、５ｅはスイッチングレギュレータ６の入
力端子５ａ、５ｂにそれぞれ接続する。スイッチングレ
ギュレータ６はトランス５より供給される交流電圧をも
とに例えば２４Ｖおよび５Ｖの安定化直流電圧を発生し
、それぞれ端子７ａ。

７ｂ、８ａ、８ｂから出力する。

次に動作を説明する。この定電圧電源装置は２つの電源
入力天使１ａ、１ｂ、９ａ、９ｂを持ち、非停電時には
端子１ａ、１ｂに入力する１　００Ｖの交流電圧により
動作し、停電時には端子９ａ　、９ｂに接続する２４Ｖ
の予備電源により動作する。

まず、非停電時の動作を説明する。端子１ａ。

１ｂから入力した１　００Ｖの交流電圧は、整流器２に
よって整流し、さらにコンデンサ３によって平滑化した
高周波チョッパ４に供給する。

己れにより高周波チョッパ４はトランス５の一次巻線に
３０ＫＨｚ程度の高周波電流を流し、二次巻線の両端に
所定の電圧を励起させる。スイッチングレギュレータ６
はこの電圧を受け、安定化した２４Ｖおよび５■の直流
電圧を発生すｔｔ、端子７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂからそ
れぞれ出力する。

一方、停電時には、端子１ａ、１ｂからは電力を供給せ
ず、端子９ａ　、９ｂに２４Ｖの直流予備電源を接続し
てタップ５ｆ、、５ｂ間に電圧を印加する。これにより
高周波チョッパ４に電力を供給し、駆動する。タップ５
ｆ、５ｂ間の巻線数とタップ５８．５ｂ間の巻線数との
比は上述したように約１：４であるため、２４Ｖの電圧
によっても、非停電時と同様の高周波電流が一次巻線に
流れ、二次巻線のタップ５ｄ。

５０間には必要なレベルの交流電圧が励起される。従っ
て、スイッチングレギュレータ６はこの電圧によって安
定化した２４Ｖおよび５ｖの直流電圧を発生させ、端子
７ａ、７ｂ、８ａ。

８ｂからそれぞれ出力する。

第２図はこの定電圧電源装置を用いて、停電時にも安定
化電圧を出力できる電′ｇＡ装置を構成した場合の回路
図を示す。１００ｖの交流電圧はリレースイッチ２５．
２６を介して本実施例の定電圧電源装置２１の端子１ａ
、１ｂに供給する。この１００Ｖの交流電圧は１−ラン
ス２２にも印加し、降圧整流器２３に入力する。これに
より予備電源としての電池２８の充電電圧が得られる。

この電圧はリレースイッチ２７を介して電池２８に供給
する。

整流器２３の出力電圧はリレー２４にも印加し、非停電
時にはそのコイルに電流を流す。このときスイッチ２４
．２６はオンし、スイッチ２７は接点２７ｂ側に倒れる
。すなわち非停電時は、定電圧電源装置２１には１００
Ｖの交流電圧が供給され、端子７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ
からそれぞれ２４Ｖ、５Ｖの直流電圧が出力される。一
方、電池２８は充電される。

停電時には整流器２３の出力電圧は零となり、リレー２
４には電流が流れないため、スイッチ２５．２６オフと
なって定電圧電源装！２１には１００Ｖの交流電圧は供
給されない。一方、・スイッチ２７は接点２７ａ側に倒
れるため、定電圧電源装置２１の端子９ａに電池２８が
接続される。これにより、定電圧電源装置２１は停電時
にも動作し、安定化された２４Ｖおよび５Ｖ（７）直流
電圧を端子７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂからそれぞれ出力す
る。

実施例２次に、第２の発明の一実施例について、第３図に示した
回路図を用いて説明する。この回路は、非停電時に外部
から供給する交流電圧を一旦直流電圧に変換するため、
整流器２とコンデンサ３とを備えている。整流器２の入
力端子２ａ、２ｂは１．１ｏｏｖの交流電圧を供給する
端子１ａ、１ｂにそれぞれ接続する。そして出力端子２
ｃ、２ｄには、平滑用のコンデンサ３を並列に接続する
。

高周波チョッパ４とトランス３１とは整流器２からの直
流電圧を交流電圧に変換し、必要なレベルの交流電圧を
得る直流−交流変換回路を構成する。高周波チョッパの
端子４８．４１）は整流器２の出力端子２ｃ、２ｄおよ
び１−ランス３１の一次巻線のタップ３１ａ、３１ｂに
それぞれ接続し、また出力端子４ｃは中間タップ３１ｃ
に接続する。

整流器３２とコンデンサ３３とは、トランス３１の二次
巻線に励起された交１１１ｆ圧から直流電圧を得るため
のもので、トランス３１の二次巻線のタップ３１ｄ　、
３１ｅは整流器３２の端子３２ａ、３２ｂにそれぞれ接
続し、コンデンサ３３は整流器３２の出力端子３２ｃ、
３２ｄに接続する。

高周波チョッパ３４とトランス３５とは整流器３２ある
いは端子９ａ　、９ｂからの直流電圧を交流電圧に変換
するためのものである。高周波チョッパ３４の端子３４
ａ　、３４ｂは整流器３２の出力端子３２ｃ、３２ｄお
よびトランス３５の一次巻線のタップ３５ａ　、３５ｂ
　、そして予備電源の接続端子９ａ　、９ｂにそれぞれ
接続し、また出力端子３４ｃはトランス３５の中間タッ
プ３５ｃに接続する。

トランス３５の二次巻線のタップ３５ｄ。

３５ｅはスイッチングレギュレータ６の入力端子６ａ　
、５ｂにそれぞれ接続する。スイッチングレギュレータ
６はトランス３５により供給される交流“電圧をもとに
２４Ｖおよび５Ｖの安定化直流電圧を発生し、それぞれ
端子７ａ　、　７ｂ　。

６ａ、Ｂｂから出力する。

次に動作を説明する。この定電圧電源装置は２つの電源
入力端子１ａ、１ｂ、９ａ、９ｂを有し、非停電時には
端子１ａ、Ｉｂに入力する１　００Ｖの交流電圧により
動作し、停電時には端子９ａ　、９ｂに接続する２４Ｖ
の予備電源により動作する。

まず非停電時の動作を説明する。端子１ａ。

１ｂから入力した１　００Ｖの交流電圧は、整流器２に
よって整流し、さらにコンデンサ３によって平滑化して
高周波チョッパ４に供給する。

これにより高周波チョッパ４はトランス３１の一次巻線
３０ＫＨｚ程度の高周波電流を流し、二次巻線の両端に
所定の電圧を励起させる。この交流電圧は整流器３２に
より整流し、コンデンサ３３により平滑化して高周波ヂ
ョッパ３４に供給する。高周波チョッパ３４はこの直流
電圧を受け、トランス３５に３０ＫＨｚ程度の高周波電
流を流し、二次側に交流電圧を励起させる。スイッチン
グレギュレータ６はこの電圧をもとに、安定化した２４
Ｖおよび５■の直流電圧を発生させ、端子７，８からそ
れぞれ出力する。

一方、停電時は、端子１ａ、１ｂからは電力を供給せず
、端子９ａ　、９ｂに２４Ｖの予備直流電源を接続して
高周波チョッパ３４に電圧を印加する。高周波チョッパ
３４はこの直流電圧を受け、トランス３５に３０　Ｋ　
ｌ−１ｚ程度の高周波電流を流し、二次側に交流電圧を
励起させる。

スイッチングレギュレータ６はこの電圧をもとに、安定
化した２４Ｖおよび５■の直流電圧を発生させ、端子７
ａ、７ｂ、　８ａ、　８ｂからそれぞれ出力する。

第４図に本実施例の詳細な回路図を示す。まず非停電時
には、端子１ａ、１ｂから入力した１　００Ｖの交流電
圧は、整流器２によって整流し、さらにコンデンサ３に
よって平滑化して高周波チョッパ４に供給する。これに
より高周波ナヨッパ４はトランス３１の一次巻線に３０
ＫＨ２程度の高周波電流を流し、二次巻線の両端に所定
の電１ｔを励起させる。この交流電圧は整流器３２によ
り整流し、コンデンサ３３により平滑化して高周波チョ
ッパ３４に供給する。高周波チョッパ３４はこの直流電
圧を受け、１−ランス３５に３０ＫＨ２程度の高周波電
流を流し、二次側に交流電圧を励起させる。スイッチン
グレギュレータ６はこの電圧をもとに、安定化した２４
Ｖおよび５ｖの直流電圧を発生させ、端子７ａ、７ｂ、
８ａ、８ｂからそれぞれ出力する。

一方、停電時は、端子１ａ、１ｂからは電力を供給せず
、端子９ａ、９ｂに２４Ｖの予備直流電源を接続して高
周波チョッパ４７に電圧を印加する。高周波チョッパ３
４はこの直流電圧を受け、トランス３５に３０ＫＨｚ程
度の高周波電流を流し、二次側に交流電圧を励起させる
。

スイッチングレギュレータ６はこの電圧をもとに、安定
化した２４Ｖおよび５ｖの直流電圧を発生させ、端子７
ａ　、７ｂ　、８ａ　、８ｂからそれぞれ出力する。

本実施例の定電圧電源装置を使用し、停電時にも安定化
した直流電圧を発生できる電源装置は、第３ａ図に示す
ように、整流器３２のラフな直流電圧により電池２８に
充電するとともに、これをチョッパ３４に与え、停電時
にはリレー２４の動作により電池に自動的に切り替える
ことにより、安定化した直流電圧が得られる。また、第
２図において、実施例１で示した定電圧電源装置２１を
本電源装置で単純に置き換えることによっても実現でき
る。

ここで、実施例１と実施例２とを比較すると、実施例２
は整流器３２とコンデンサ３３とによる整流器、および
高周波チョッパ３４とトランス３５とによる直流−交流
変換回路を追加した形となっている。しかし、高周波チ
ョッパ４に接続するトランスは、実施例１では中間タッ
プ５ｒを有するのに対し、実施例２ではこのようなタッ
プは有していない。ところで、トランス５のタップ５ｆ
、５ｂ間の巻線数とタップ５ａ。

５ｂ間の巻線数との比は上述したように約１：４であり
、停電時にはタップ５ｆ、５ｂ間から非停電時の約４分
の１の電圧で同じ電力を供給するので、これらタップ間
の巻線には約４倍の電流が流れ、そのため巻線の太さは
４倍程度とする必要がある。これによりトランス５の価
格は若干上昇し、またその寸法もやや大きくなる。

従って、実施例２は、構成要素の数は実施例１よりも増
加するが、実施例１よりかならずしも劣るものではない
。

［この発明の効果１以上説明したように、本発明の第１の発明による定電圧
電源装置では、直流−交流変換回路を構成するトランス
に中間タップを備え、停電時にはこのタップに予備電源
を接続して電力を供給する構成となっている。従って、
この定電圧電源装置を１台用いるのみで、停電時にも安
定化した直流電圧を供給できる電源装置を実現でき、装
置の低価格化、低消費電力化、そして小型化が可能とな
る。

また、第２の発明による定電圧電源装置では、停電時に
、直流−交流変換回路の出力を予備電源及びスイッチン
グレギュレータに供給するための整流器と、スイッチン
グレギュレータに電圧を供給するため、予備電源を接続
して駆動する高周波チョッパとトランスとを備えている
。

従って、この定電圧電源装置を１台用いるのみで、停電
時にも安定化した直流電圧を供給できる電源装置を実現
でき、トランス中間タップ設置位置及び巻線太さなどに
関する難点がなく、装置の低価格化、低消費電力化、そ
して小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示す回路図、第２図は
同実施例の定電圧電源装置を用いて構成した電源装置を
示す回路図、第３図、第４図は第２の発明の一実施例を
示す回路図である。第５図は従来の定電圧電源装置を示す回路図、第６図、
第７図は従来の定電圧電源装置を用いて構成した電源装
置を示す回路図である。１ａ、１ｂ、７ａ、７ｂ、　８ａ、３ｂ。ｇａ　、ｇｂ・・・端子、２．３２・・・整流器、３．３３・・・コンデンサ、４．３４・・・高周波チョッパ、５．３１．３５・・・トランス、６・・・スイッチングレギュレータ。手続補正書（方式）昭和６３年８月２日特許庁長官　吉　１）文　毅　殿１、事件の表示昭和６２年特許願第５６３０２号２、発明の名称定電圧電源装置３、補正をする者％、−、、、−′ ４、代理人〒１０５住所　東京都港区新橋３丁目１５番５号５、補正命令の
日付　昭和６３年７月２６日（発送日）６、補正の対象明細書の図面の簡単な説明の欄７、補正の内容補正の内容（１）明細書第２３頁第１７〜１８行目の［第３図、・
・・回路図である。Ｊを次のように訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外部入力の交流電圧を整流する整流器と、その出
力電圧を受けて高周波電流を出力するチョッパと、この
チョッパが出力する高周波電流を一次巻線に供給し、そ
の二次巻線に交流電圧を励起させるトランスと、二次巻
線に励起させた上記交流電圧を受け、安定な直流電圧を
出力するスイッチングレギュレータとを備えた電源装置
において、上記トランスに中間タップを設け、この中間タップに前記外部入力の遮断により直流電圧を供給す
る予備電源を接続したことを特徴とする定電圧電源装置
。
（２）外部入力の交流電圧を整流する第１の整流器と、
その出力電圧を受け高周波電流を出力する第１のチョッ
パと、このチョッパが出力する高周波電流を一次巻線に
供給し、その二次巻線に交流電圧を励起させる第１のト
ランスと、交流電圧を受け、安定な直流電圧を出力する
スイッチングレギュレータとを備えた電源装置において
、上記第１のトランスの二次巻線に励起させた交流電圧を整流する第２の整流器と、この第２の整流器が出力する直流電圧を受け高周波電流を出力する第２のチョッパと、この第２の
チョッパが出力する高周波電流を一次巻線に供給し、その二次巻線に交流電圧を励起さ
せて上記スイッチングレギュレータに入力する第２のト
ランスと、上記外部入力の遮断により上記第２のチョッパに直流電圧を供給する予備電源とを有することを特
徴とする定電圧電源装置。