(57)【要約】【課題】  大小２つの直流電圧を生成して、無停電で負荷にそれぞれ供給する場合、電池からの電力を有効に活用することを可能にする電源装置を提供する。【解決手段】  電池１４の電圧を３．３［Ｖ］に変換して３．３Ｖ負荷２２０に供給するＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８と、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３の入力側に接続されているＦＥＴ１６Ａと、電池１４とＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８との間に接続されているＦＥＴ１６Ｂ、１６Ｃと、制御部１７とを備える。制御部１７は、商用電源２０１が断のときに、ＦＥＴ１６Ａを操作して、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３に対する５．６［Ｖ］の供給を停止すると共に、ＦＥＴ１６Ｂ、１６Ｃを操作して、電池１４の電圧をＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８に供給する。【選択図】  図１
2010161864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの交流を第１変換部が、予備用の電池の電圧と異なる、直流の第１電圧に変換すると共に電池の電圧を第２変換部が第１電圧に変換し、２つの第１電圧の中でレベルが高い方を第１負荷に供給し、第１負荷に供給されている第１電圧を第３変換部が、電池の電圧とわずかに異なる直流の第２電圧に変換して第２負荷に供給する電源装置において、
電池の電圧を第２電圧に変換して第２負荷に供給する第４変換部と、
第３変換部の入力側に接続されている第１スイッチ部と、
電池と第４変換部との間に接続されている第２スイッチ部と、
交流電源が正常のときに、第１スイッチ部を操作して、第１電圧を第３変換部に供給すると共に、第２スイッチ部を操作して、第４変換部に対する電池の電圧の供給を停止し、交流電源が断のときに、第１スイッチ部を操作して、第３変換部に対する第１電圧の供給を停止すると共に、第２スイッチ部を操作して、電池の電圧を第４変換部に供給する制御部と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
第１電圧は電池の電圧より高い直流の高電圧であり、第２電圧は電池の電圧よりわずかに高い直流の低電圧であ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】
制御部は、交流電源が断の場合に電池の電圧が所定値に比べて大きいとき、第１スイッチ部を操作して、第２変換部からの高いレベルの第１電圧を、第３変換部に供給すると共に第１スイッチ部を操作して、第４変換部に対する電池の電圧の供給を停止し、電池の電圧が所定値に比べて小さくなると、第３変換部に対する第１電圧の供給を停止すると共に電池の電圧を第４変換部に供給する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
制御部は、交流電源が断の場合に電池の電圧が所定電圧から第４変換部の入力を規定する電圧までの範囲にあるとき、第３変換部および第４変換部の出力する第２電圧の中でレベルが高い方を第２負荷に出力する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の負荷に直流を供給する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流を供給する電源装置には、電子機器に設けられているものがある。この電源装置は、商用電源から直流電圧を生成して、電子機器の各回路つまり負荷に直流電圧を供給する。例えば、電子機器がコンピュータである場合、商用電源が瞬断などで停電して、電源装置からの直流電圧の供給が停止すると、コンピュータが処理中のデータに影響を与える場合がある。このようなことを防ぐために、電源装置が電池を内蔵している場合がある（例えば、特許文献１参照。）。こうした電源装置は、ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ：無停電電源装置）と呼ばれ、商用電源が停電しても、直流電圧をコンピュータの各回路に一定時間供給する。
【０００３】
ＵＰＳは、コンピュータの他にも、各種の電子機器に用いられている。例えば電子機器が防災無線装置である場合、図１２に示すように、電源装置１００は、ＡＣ１００［Ｖ］の商用電源２０１から５．６［Ｖ］の直流電圧と３．３［Ｖ］の直流電圧とを生成し、各直流電圧を５．６Ｖ負荷２１０と３．３Ｖ負荷２２０とにそれぞれ無停電で供給する。このために、電源装置１００は、商用電源２０１を利用するために、ＡＣ／ＤＣユニット１０１とダイオード１０２とＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１０３とを備えている。さらに、電源装置１００は、無停電で直流電圧を供給するために、予備用の電池１０４とＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５とを備えている。
【０００４】
ＡＣ／ＤＣユニット１０１は、ＡＣ１００［Ｖ］の商用電源２０１から５．９［Ｖ］の直流電圧を生成して出力する電源回路である。通常、ＡＣ／ＤＣユニット１０１が出力する５．９［Ｖ］の直流電圧は、誤差が０〜＋５［％］に設定されている。つまり、ＡＣ／ＤＣユニット１０１からの出力は、５．９［Ｖ］より高めになる。ＡＣ／ＤＣユニット１０１からの出力は、ダイオード１０２を経て、５．６Ｖ負荷２１０に供給される。つまり、ダイオード１０２で５．６［Ｖ］に降下した直流電圧が供給される。また、ＡＣ／ＤＣユニット１０１からの直流電圧は、ダイオード１０２を経てＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１０３に加えられる。ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１０３は、５．６［Ｖ］の直流電圧を３．３［Ｖ］の直流電圧に変換する電源回路である。ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１０３は、生成した直流電圧を３．３Ｖ負荷２２０に供給する。
【０００５】
一方、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５は、電池１０４からの直流電圧を５．６［Ｖ］の直流電圧に変換する電源回路である。電池１０４は電流を供給すると、その直流電圧が例えば３．２［Ｖ］から２．２［Ｖ］まで変化するので、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５が出力する５．６［Ｖ］の直流電圧は、誤差が０〜−５［％］になる。つまり、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５からの出力は、５．６［Ｖ］より低めになる。したがって、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５からの出力は、ダイオード１０２を経てＡＣ／ＤＣユニット１０１からの出力される５．６［Ｖ］より低くなるので、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５は無負荷状態で待機することになる。
【０００６】
ところで、商用電源２０１が停電になると、ＡＣ／ＤＣユニット１０１からの直流電圧が低下するので、ダイオード１０２がオフとなり、無負荷状態で待機していたＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５が、直流電圧を５．６Ｖ負荷２１０に供給する。また、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１０３は、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５からの直流電圧を３．３［Ｖ］の直流電圧に変換し、この直流電圧を３．３Ｖ負荷２２０に供給する。
【０００７】
この後、商用電源２０１が復旧すると、ＡＣ／ＤＣユニット１０１からの出力は上昇して、ＡＣ／ＤＣユニット１０１は、誤差が０〜＋５［％］の範囲の、５．９［Ｖ］の直流電圧を出力する。これにより、ダイオード１０２がオンになり、再び、ＡＣ／ＤＣユニット１０１からの直流電圧が５．６Ｖ負荷２１０とＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１０３とに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１４０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、先に述べた電源装置１００には次の課題がある。つまり、従来の電源装置１００は、停電時に電池１０４からの直流電圧を変換して、５．６［Ｖ］と３．３［Ｖ］の電圧を生成し、５．６Ｖ負荷２１０と３．３Ｖ負荷２２０に供給する。このとき、電源装置１００は、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５とＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１０３とにより、３．３［Ｖ］の直流電圧を生成する。
【００１０】
このように、防災無線装置などに使用される従来の電源装置は、予備用の電池を利用して２つの負荷に直流電圧を供給する場合、１段目のコンバータで高い方の直流電圧を生成して一方の負荷に供給し、２段目のコンバータを用いて、１段目のコンバータで生成した直流電圧から低い方の直流電圧を生成して他方の負荷に供給する。つまり、大小２つの直流電圧を生成して負荷にそれぞれ供給する場合、低い方の直流電圧を生成するために、従来の電源装置は２段のコンバータを用いる。このために、従来の電源装置は効率が悪く、電池からの電力を活用する際に無駄を生じている。
【００１１】
この発明の目的は、前記の課題を解決し、大小２つの直流電圧を生成して、無停電で負荷にそれぞれ供給する場合、電池からの電力を有効に活用することを可能にする電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、交流電源からの交流を第１変換部が、予備用の電池の電圧と異なる、直流の第１電圧に変換すると共に電池の電圧を第２変換部が第１電圧に変換し、２つの第１電圧の中でレベルが高い方を第１負荷に供給し、第１負荷に供給されている第１電圧を第３変換部が、電池の電圧とわずかに異なる直流の第２電圧に変換して第２負荷に供給する電源装置において、電池の電圧を第２電圧に変換して第２負荷に供給する第４変換部と、第３変換部の入力側に接続されている第１スイッチ部と、電池と第４変換部との間に接続されている第２スイッチ部と、交流電源が正常のときに、第１スイッチ部を操作して、第１電圧を第３変換部に供給すると共に、第２スイッチ部を操作して、第４変換部に対する電池の電圧の供給を停止し、交流電源が断のときに、第１スイッチ部を操作して、第３変換部に対する第１電圧の供給を停止すると共に、第２スイッチ部を操作して、電池の電圧を第４変換部に供給する制御部と、を備えることを特徴とする電源装置である。
【００１３】
請求項１の発明では、交流電源が正常のときに、制御部は、第１スイッチ部を操作して、第１電圧を第３変換部に供給すると共に、第２スイッチ部を操作して、第４変換部に対する電池の電圧の供給を停止する。また、交流電源が断のときに、制御部は、第１スイッチ部を操作して、第３変換部に対する第１電圧の供給を停止すると共に、第２スイッチ部を操作して、電池の電圧を第４変換部に供給する。これにより、交流電源が断のときには、第４変換部が電池の電圧を第２電圧に変換して、第２負荷に加える。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電源装置において、第１電圧は電池の電圧より高い直流の高電圧であり、第２電圧は電池の電圧よりわずかに高い直流の低電圧であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の電源装置において、制御部は、交流電源が断の場合に電池の電圧が所定値に比べて大きいとき、第１スイッチ部を操作して、第２変換部からの高いレベルの第１電圧を、第３変換部に供給すると共に第１スイッチ部を操作して、第４変換部に対する電池の電圧の供給を停止し、電池の電圧が所定値に比べて小さくなると、第３変換部に対する第１電圧の供給を停止すると共に電池の電圧を第４変換部に供給する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置において、制御部は、交流電源が断の場合に電池の電圧が所定電圧から第４変換部の入力を規定する電圧までの範囲にあるとき、第３変換部および第４変換部の出力する第２電圧の中でレベルが高い方を第２負荷に出力する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１および請求項２の発明によれば、交流電源が断のときに、第３変換部に対する電圧の供給を停止すると共に、予備用の電池の電圧を第４変換部に供給するので、１段の変換部を使用して第２電圧（低電圧）を生成して、第２負荷に供給することができる。これにより、交流電源が断のときに、電池の効率的な使用を可能にする。
【００１８】
請求項３の発明によれば、交流電源が断の場合に、電池の電圧が所定値より小さくなると、第４変換部に電池の電圧を加えるので、第４変換部は、電池の電圧とわずかに異なる第２電圧（低電圧）を、確実に生成して出力することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、制御部は、交流電源が断の場合に、電池の電圧が所定電圧から第４変換部の入力を規定する電圧までの範囲にあるとき、つまり、電池電圧が第４変換部の入力を規定する電圧より低いが、所定電圧より高いときに、２段の変換部を用いて電池を使い、電池の出力を規定値より低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１による電源装置を示すブロック図である。
【図２】制御部を拡大した回路図である。
【図３】素子の特性を示す図であり、図３（ａ）はゲートの特性を示す特性図、図３（ｂ）はＦＥＴの特性を示す特性図である。
【図４】電圧供給の経路を示す図である。
【図５】電圧供給の経路を示す図である。
【図６】電圧供給の経路を示す図である。
【図７】電圧供給の経路を示す図である。
【図８】電圧供給の経路を示す図である。
【図９】電圧供給の経路を示す図である。
【図１０】ユニット出力および電池出力を時間経過で表した図である。
【図１１】ユニット出力を時間経過で表した図である。
【図１２】従来の電源装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。以下の実施の形態では、この発明による電源装置を防災無線装置に用いた場合を例としている。
【００２２】
（実施の形態１）
この実施の形態による電源装置を図１に示す。図１の電源装置１０は、ＡＣ１００［Ｖ］の商用電源２０１から５．６［Ｖ］の直流電圧と３．３［Ｖ］の直流電圧とを生成し、各直流電圧を５．６Ｖ負荷２１０と３．３Ｖ負荷２２０とにそれぞれ無停電で供給する。このために、電源装置１０は、ＡＣ／ＤＣユニット１１と、ダイオード１２、１９と、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３と、電池１４と、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５、１８と、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１６Ａ〜１６Ｃと、制御部１７とを備えている。
【００２３】
これらの構成の中で、ＡＣ／ＤＣユニット１１、ダイオード１２、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３、電池１４およびＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５は図１２のＡＣ／ＤＣユニット１０１、ダイオード１０２、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１０３、電池１０４およびＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１０５と同じであるので、これらの説明を省略する。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８は、電池１４の直流電圧を３．３［Ｖ］の直流電圧に変換する電源回路である。ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８は低い電圧を高い電圧に変換するので、入力の上限値（以下、「コンバータ入力上限値」という）が決められている。そして、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８は、コンバータ入力上限値以下の入力で使用される。ダイオード１９は、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３から出力される直流電圧に応じてオン・オフをする。
【００２５】
ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、ＰチャンネルＭＯＦ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタであり、オン・オフをするスイッチ素子として動作する。つまり、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのゲート（Ｇ）の電圧がソース（Ｓ）の電圧より低くなると、ドレイン（Ｄ）とソースとの間がオンになる。ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのオン・オフは、制御部１７によって制御される。
【００２６】
制御部１７は、制御回路１７Ａ〜１７Ｃを備えている。制御回路１７ＡはＦＥＴ１６Ａのオン・オフを行い、制御回路１７ＢはＦＥＴ１６Ｂのオン・オフを行う。また、制御回路１７ＣはＦＥＴ１６Ｃのオン・オフを行う。
【００２７】
制御部１７の制御回路１７Ａは、図２の拡大図に示すように、抵抗１７Ａ１、１７Ａ２と、コンパレータ１７Ａ３と、ＮＯＲゲートとして機能するゲート１７Ａ４とを備えている。抵抗１７Ａ１と抵抗１７Ａ２とは、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８またはダイオード１９の出力する、３．３［Ｖ］の直流電圧を分割して、電池１４が出力する電圧（以下、「電池出力」という）のレベルを判定するための電池出力規定値Ｖ１１を生成する。コンパレータ１７Ａ３は、電池出力と電池出力規定値Ｖ１１とを比較する。そして、電池出力が電池出力規定値Ｖ１１より高い場合にハイレベルの電圧を出力し、電池出力が電池出力規定値Ｖ１１以下である場合にはロウレベルの電圧を出力する。ゲート１７Ａ４は、ＡＣ／ＤＣユニット１１の出力（以下、「ユニット出力」という）と、コンパレータ１７Ａ３の電圧とにより、ロウレベルまたはハイレベルの電圧を出力する。つまり、ゲート１７Ａ４は、
ａ１．ＡＣ／ＤＣユニット１１のユニット出力が、ゲート１７Ａ４のしきい値Ｖｔ１を超えているとき、
ａ２．電池１４の電池出力が電池出力規定値Ｖ１１を超えているとき、
にロウレベルの電圧を出力する。また、ゲート１７Ａ４は、
ａ３．ＡＣ／ＤＣユニット１１のユニット出力がしきい値Ｖｔ１以下のとき、かつ、電池１４の電池出力が電池出力規定値Ｖ１１以下のとき、
にハイレベルの電圧を出力する。なお、ゲート１７Ａ４では、図３（ａ）に示すように、入力側のしきい値Ｖｔ１を基準にして、ハイレベル・ロウレベルの出力が決定される。
【００２８】
制御回路１７Ａからの出力に応じて、ＦＥＴ１６Ａはオン・オフをする。つまり、ＦＥＴ１６Ａは、
ａ４．ＡＣ／ＤＣユニット１１のユニット出力がしきい値Ｖｔ１を超えているとき、
ａ５．電池１４の電池出力が電池出力規定値Ｖ１１を超えているとき、
にオンになる。また、ＦＥＴ１６Ａは、
ａ６．ＡＣ／ＤＣユニット１１のユニット出力がしきい値Ｖｔ１以下のとき、かつ、電池１４の電池出力が電池出力規定値Ｖ１１以下のとき、
にオフになる。
【００２９】
制御部１７の制御回路１７Ｂは、抵抗１７Ｂ１、１７Ｂ２から成る。抵抗１７Ｂ１と抵抗１７Ｂ２とは、ＡＣ／ＤＣユニット１１のユニット出力を分割して、分割電圧を生成する。制御回路１７Ｂが制御するＦＥＴ１６Ｂは、図３（ｂ）に示すように、ゲート（Ｇ）の電圧がソース（Ｓ）の電圧より低くなると、ソースとドレイン（Ｄ）との間がオンになり、ドレイン電流が流れる。このとき、ＦＥＴ１６Ｂは、しきい値Ｖｔ２を持ち、ゲート（Ｇ）の電圧がしきい値Ｖｔ２より高いと、ドレイン電流が流れない。この状態はＦＥＴ１６Ｂのオフである。また、ゲート（Ｇ）の電圧がしきい値Ｖｔ２より低くなると、ドレイン電流が流れる。この状態はＦＥＴ１６Ｂのオンである。この実施の形態では、ユニット出力が、あらかじめ決定されている交流側規定値Ｖ２になったときに、抵抗１７Ｂ１と抵抗１７Ｂ２による分割電圧がしきい値Ｖｔ２になるように、抵抗１７Ｂ１と抵抗１７Ｂ２の値が選択されている。
【００３０】
制御回路１７Ｂからの出力電圧に応じて、ＦＥＴ１６Ｂはオン・オフをする。つまり、ＦＥＴ１６Ｂは、
ｂ１．ユニット出力が交流側規定値Ｖ２より低いとき、
にオンになる。また、ＦＥＴ１６Ｂは、
ｂ２．ユニット出力が交流側規定値Ｖ２以上のとき、
オフになる。
【００３１】
制御部１７の制御回路１７Ｃは、抵抗１７Ｃ１、１７Ｃ２と、コンパレータ１７Ｃ３とを備えている。抵抗１７Ｃ１と抵抗１７Ｃ２とは、３．３［Ｖ］の直流電圧を分割して、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８に対する入力を判定するためのコンバータ入力上限値Ｖ１２を生成する。コンパレータ１７Ｃ３は、電池出力とコンバータ入力上限値Ｖ１２とを比較する。そして、電池出力がコンバータ入力上限値Ｖ１２より高い場合にハイレベルの電圧を出力し、電池出力が低い場合にはロウレベルの電圧を出力する。
【００３２】
制御回路１７Ｃからの出力電圧に応じて、ＦＥＴ１６Ｃはオン・オフをする。つまり、ＦＥＴ１６Ｃは、
ｃ１．電池出力がコンバータ入力上限値Ｖ１２以下のとき、
にオンになる。また、ＦＥＴ１６Ｃは、
ｃ２．電池出力がコンバータ入力上限値Ｖ１２を超えているとき、
にオフになる。
【００３３】
このように、制御部１７は、
ｄ１．電池出力規定値Ｖ１１
ｄ２．交流側規定値Ｖ２
ｄ３．コンバータ入力上限値Ｖ１２
ｄ４．しきい値Ｖｔ１
を用いて、
ｅ１．ＡＣ／ＤＣユニット１１のユニット出力
ｅ２．電池１４の電池出力
のレベルを判定する。そして、判定結果を基にして、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのオン・オフを行う。なお、この実施の形態では、
電池出力規定値Ｖ１１＜コンバータ入力上限値Ｖ１２
しきい値Ｖｔ１＜交流側規定値Ｖ２
のように設定されている。
【００３４】
次に、この実施の形態の動作について、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのオン・オフを示す図４〜図９を用いて説明する。通常、商用電源２０１が正常のとき、商用電源２０１は交流電圧をＡＣ／ＤＣユニット１１に供給する。これにより、図４に示すように、ＡＣ／ＤＣユニット１１は、５．９［Ｖ］のユニット出力をダイオード１２に加える。
【００３５】
一方、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５は、電池１４の電池出力を５．６［Ｖ］の直流電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５が出力する５．６［Ｖ］の直流電圧は誤差が０〜−５［％］であり、ＡＣ／ＤＣユニット１１が出力する５．９［Ｖ］の直流電圧は誤差が０〜＋５［％］に設定されている。これにより、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５の出力はダイオード１２の出力に比べて低いので、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５は無負荷状態で待機している。つまり、ダイオード１２はオンになって、５．６［Ｖ］のユニット出力を５．６Ｖ負荷２１０に加える。５．６［Ｖ］の直流電圧は、経路Ｒ１により、５．６Ｖ負荷２１０に加えられる。
【００３６】
そして、ＡＣ／ＤＣユニット１１が５．９［Ｖ］のユニット出力を出し、かつ、電池１４の電池出力も高いので、上記ａ４の条件と、上記ｂ２の条件と、上記ｃ２の条件とにより、制御部１７は、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃを、
ＦＥＴ１６Ａ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｂ・・・オフ
ＦＥＴ１６Ｃ・・・オフ
の状態にする。ＦＥＴ１６Ａがオンになっているので、ダイオード１２はユニット出力をＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３に加える。ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３は、５．６［Ｖ］のユニット出力を３．６［Ｖ］の直流電圧に変換し、この電圧をダイオード１９に加える。ダイオード１９はオンになって、３．３［Ｖ］の直流電圧を３．３Ｖ負荷２２０に加える。つまり、３．３［Ｖ］の直流電圧は、経路Ｒ２（図４）により、３．３Ｖ負荷２２０に加えられる。
【００３７】
こうした状態のときに、商用電源２０１が停電になり、図１０に示すように、停電直後の時間Ｔ１で、ＡＣ／ＤＣユニット１１からのユニット出力が低下し、ダイオード１２がオフになる。これにより、図５に示すように、停電直後には、無負荷状態で待機していたＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５が５．６［Ｖ］の直流電圧を５．６Ｖ負荷２１０に加える。つまり、５．６［Ｖ］の直流電圧は経路Ｒ１１により５．６Ｖ負荷２１０に加えられる。
【００３８】
同時に、停電直後の時間Ｔ１（図１０）で、ＡＣ／ＤＣユニット１１のユニット出力が低下したが、電池１４が電流供給の開始直後であるので、電池出力が電池出力規定値Ｖ１１を超えている。したがって、上記ａ５の条件により、制御部１７は、ＦＥＴ１６Ａをオンにした状態を保つ。これにより、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５からの直流電圧がＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３に加えられる。ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３は、ダイオード１９を経て、３．３［Ｖ］の直流電圧を３．３Ｖ負荷２２０に加える。つまり、３．３［Ｖ］の直流電圧は、経路Ｒ１２（図５）により３．３Ｖ負荷２２０に加えられる。
【００３９】
また、停電直後の時間Ｔ１で、ＡＣ／ＤＣユニット１１からの５．９［Ｖ］のユニット出力が低下する。そして、ユニット出力（図１０）が交流側規定値Ｖ２より低くなると、制御部１７は、上記ｂ１の条件により、ＦＥＴ１６Ｂをオンにする。さらに、電池１４が電流供給の開始直後であるので、コンバータ入力上限値Ｖ１２を電池出力が超えている。したがって、制御部１７は、上記ｃ２の条件により、ＦＥＴ１６Ｃをオフの状態に保つ。つまり、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、停電直後に、
ＦＥＴ１６Ａ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｂ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｃ・・・オフ
の状態になる。
【００４０】
停電してから時間Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）が経過し（図１０）、電池１４が電流供給を続けると、電池１４の電池出力が低下して、コンバータ入力上限値Ｖ１２以下になる。つまり、電池出力がＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８の入力の上限値以下になる。これにより、制御部１７は、上記ｃ１の条件により、ＦＥＴ１６Ｃをオンにする。つまり、図６に示すように、停電してから時間Ｔ２が経過すると、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、
ＦＥＴ１６Ａ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｂ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｃ・・・オン
の状態になる。ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８は、経路２１により、電池１４からの電池出力を３．３［Ｖ］の直流電圧に変換して出力する。一方、ダイオード１９も経路１２により、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３の直流電圧を３．３［Ｖ］の直流電圧にして出力する。ここで、ダイオード１９からの直流電圧がＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８からの直流電圧に比べて高いと、ダイオード１９からの直流電圧が３．３Ｖ負荷２２０に加えられる。そして、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８は無負荷状態で待機している。また、その逆の場合も発生する。つまり、３．３Ｖ負荷２２０には、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３からの出力およびＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８からの出力の中の高い方が加えられる。
【００４１】
停電してから時間Ｔ３（Ｔ２＜Ｔ３）が経過し、さらに、電池１４が電流供給を続けると、電池１４の電池出力が低下して、電池出力（図１０）が電池出力規定値Ｖ１１以下になる。このとき、制御部１７は、上記ａ６の条件により、ＦＥＴ１６Ａをオフにする。つまり、図７に示すように、制御部１７は、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃを、
ＦＥＴ１６Ａ・・・オフ
ＦＥＴ１６Ｂ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｃ・・・オン
の状態にする。これにより、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８からの３．３［Ｖ］の直流電圧が、経路３１（図７）により、３．３Ｖ負荷２２０に加えられる。
【００４２】
こうして、停電時に電池出力が電池出力規定値Ｖ１１以下になると、電池１４からの電力が利用される。このとき、５．６Ｖ負荷２１０に対してはＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５を経て５．６［Ｖ］の直流電圧が加えられる。また、３．３Ｖ負荷２２０に対しては、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８を経て３．３［Ｖ］の直流電圧が加えられる。
【００４３】
この後、商用電源２０１が復旧し、ＡＣ／ＤＣユニット１１がユニット出力を上昇していく。そして、図１１に示すように、時間Ｔ１１が経過すると、ユニット出力がゲート１７Ａ４のしきい値Ｖｔ１を超える。制御部１７は、上記ａ４の条件により、図８に示すように、ＦＥＴ１６Ａをオンにする。つまり、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、
ＦＥＴ１６Ａ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｂ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｃ・・・オン
の状態になる。これにより、５．６Ｖ負荷２１０およびＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３に対して、ダイオード１２からのユニット出力およびＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５からの出力の中の高い方が加えられる。経路Ｒ２１を経て５．６［Ｖ］の直流電圧がＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３に加えられると、ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３は、３．６［Ｖ］の直流電圧の生成を開始して、ダイオード１９に出力する。このとき、３．３Ｖ負荷２２０には、ダイオード１９からの出力およびＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８からの出力の中の高い方が加えられる。
【００４４】
商用電源２０１が復旧して時間Ｔ１２（図１１）が経過すると、ＡＣ／ＤＣユニット１１がユニット出力をさらに上昇し、交流側規定値Ｖ２以上になる。制御部１７は、上記ｂ２の条件により、図９に示すように、ＦＥＴ１６Ｂをオフにする。つまり、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、
ＦＥＴ１６Ａ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｂ・・・オフ
ＦＥＴ１６Ｃ・・・オン
の状態になる。これにより、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８は出力を停止し、３．３Ｖ負荷２２０にはダイオード１９からの出力が加えられる。そして、ＡＣ／ＤＣユニット１１の出力が５．９［Ｖ］に戻ると、ダイオード１２からの出力が５．６Ｖ負荷２１０に加えられると共にＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３に加えられる。
【００４５】
この後、電池１４の再充電などによって、電池１４の電池出力が高くなると、上記ｃ２の条件により、ＦＥＴ１６Ｃがオフになる。つまり、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃは、
ＦＥＴ１６Ａ・・・オン
ＦＥＴ１６Ｂ・・・オフ
ＦＥＴ１６Ｃ・・・オフ
の状態になり、商用電源２０１による直流電圧の通常の供給に戻る。
【００４６】
こうして、この実施の形態によれば、商用電源２０１が断になって、３．３Ｖ負荷２２０に３．３［Ｖ］の直流電圧を供給するとき、電池１４の電池出力は、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８によって、３．３［Ｖ］に変換される。つまり、従来の電源装置１００に比べて、１段のコンバータ（ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８）により、効率よく電池１４から３．３［Ｖ］を生成することができる。この結果、電池１４を用いた供給時間を延長することができる。この場合、電池１４の電圧がコンバータ入力上限値Ｖ１１より高い場合には、制御部１７がＦＥＴ１６Ｂ、１６Ｃを制御して、電池１４の出力をＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８に加えないようにし、また、電池１４の出力が電池出力規定値Ｖ１２より高い場合には、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５とＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３を用いて、電池１４を使用し、電池１４の電圧の低下を行っている。
【００４７】
（実施の形態２）
実施の形態１では、抵抗１７Ａ１、１７Ａ２、１７Ｂ１、１７Ｂ２、１７Ｃ１、１７Ｃ２と、コンパレータ１７Ａ３、１７Ｃ３と、ゲート１７Ａ４とを組み合わせて制御部１７を形成した。この実施の形態では、こうした回路の代わりに、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏなどが１つのチップに組み込まれたＩＣを用いて、制御部１７を形成する。そして、
ｄ１．ＡＣ／ＤＣユニット１１のユニット出力
ｄ２．電池１４の電池出力
ｄ３．ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８の入力の上限値
を基にして、ＦＥＴ１６Ａ〜１６Ｃのオン・オフを行うためのプログラムをＲＯＭに記憶する。
【００４８】
こうした実施の形態により、制御部１７を複数製作する場合に、多数の部品の取り付けを不要にし、プログラムを複写するだけでよい。また、電池出力規定値Ｖ１１、コンバータ入力上限値Ｖ１２や交流側規定値Ｖ２などの変更も、プログラムを変更するだけで、簡便に行うことができる。
【００４９】
以上、この発明の実施の各形態を詳述してきたが、具体的な構成は各実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、各実施の形態では、５．６Ｖ負荷２１０と３．３Ｖ負荷２２０とに直流電圧を供給する場合を説明したが、負荷は特にこれに限定されることはない。例えば、電池１４の直流電圧の範囲である２．２［Ｖ］から３．２［Ｖ］までの間で、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５の出力、ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１８の出力、およびＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ１５の出力を基にするＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ１３の出力を得ることができれば、５．６Ｖ負荷２１０と３．３Ｖ負荷２２０とは任意である。
【００５０】
また、各実施の形態では、電源装置を防災無線装置に用いた場合を例としているが、特にこれに限定されることはない。例えばデジタル回路とアナログ回路に対して直流電圧を別に供給する電子機器のように、各種の電子機器にこの発明を用いることが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  電源装置
１１  ＡＣ／ＤＣユニット（第１変換部）
１２  ダイオード（第１変換部）
１３  ＤＣ／ＤＣステップダウンコンバータ（第３変換部）
１４  電池
１５  ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ（第２変換部）
１６Ａ  ＦＥＴ（第１スイッチ部）
１６Ｂ、１６Ｃ  ＦＥＴ（第２スイッチ部）
１７  制御部
１８  ＤＣ／ＤＣステップアップコンバータ（第４変換部）
１９  ダイオード（第３変換部）
２１０  ５．６Ｖ負荷（第１負荷）
２２０  ３．３Ｖ負荷（第２負荷）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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