(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力が少なく応答速度の速い停電用給電装置を提供する。【解決手段】停電用給電装置は、非停電時に直流入力の電気エネルギーを蓄電池１０５に蓄電し、停電時に蓄電池から負荷３に電気エネルギーを供給する。停電用給電装置は直流入力を検出する検出回路１３０を備える。検出回路は検出ダイオード１３２を備える。非停電時には蓄電池から負荷に電気エネルギーが供給されないように構成される。停電時には、検出ダイオードに逆方向にリーク電流が流れることにより、切替回路１２０が出力側高伝導路１１２と出力側低伝導路１１４とを伝導状態にする。結果として、停電時に、蓄電池から負荷に電気エネルギーが供給される。【選択図】図２
0003230685.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
非停電時に直流入力の電気エネルギーを蓄電池に蓄電することと、停電時に前記蓄電池から負荷に前記電気エネルギーを供給することと、をするための停電用給電装置であって、
前記停電用給電装置が、
前記直流入力の高電圧側に接続可能な直流高入力端子と
前記直流入力の低電圧側に接続可能な直流低入力端子と、
前記負荷の前記高電圧側に接続可能な高出力端子と、
前記負荷の前記低電圧側に接続可能な低出力端子と、
前記蓄電池の前記高電圧側に接続可能な高蓄電端子と、
前記蓄電池の前記低電圧側に接続可能な低蓄電端子と、
前記直流高入力端子と前記高蓄電端子との間を接続可能な入力側高伝導路と、
前記高蓄電端子と前記高出力端子との間を接続可能な出力側高伝導路と、
前記低蓄電端子と前記低出力端子との間を接続可能な出力側低伝導路と、
前記直流低入力端子と前記低蓄電端子との間を接続可能な入力側低伝導路と、
前記入力側高伝導路内において前記直流高入力端子から前記高蓄電端子に向けて一方向に電流を流す逆電流防止回路と、
前記直流入力を検出する検出回路と、
制御端子を備える切替回路と、
を備え、
前記切替回路が、前記制御端子における入力に基づいて、前記出力側高伝導路と前記出力側低伝導路との少なくとも一方を伝導状態と非伝導状態との間で切り替え可能に構成されており、
前記検出回路が、検出トランジスタと検出ダイオードとを備え、
前記検出トランジスタが、
前記高蓄電端子に接続された第１の端子と、
前記制御端子に接続された第２の端子と、
前記第１の端子と前記第２の端子との間を前記伝導状態と前記非伝導状態とに切り替えるための第３の端子と、
を備え、
前記検出トランジスタが、前記第１の端子から前記第３の端子に流れる検出電流が検出閾値以上である場合に、前記伝導状態となるように構成されており、
前記検出ダイオードが、
前記直流高入力端子と前記逆電流防止回路との間において前記入力側高伝導路に接続されたアノードと、
前記検出トランジスタの前記第３の端子に接続されたカソードと、
を備え、
前記直流低入力端子に対する前記直流高入力端子の電位が停電閾値より高い場合、前記検出電流が前記検出閾値未満となるように、前記検出回路が構成されており、
前記直流低入力端子に対する前記直流高入力端子の電位が前記停電閾値以下である場合、前記検出ダイオードに逆方向にリーク電流が流れることにより、前記検出電流が前記検出閾値以上となるように、前記検出回路が構成されており、
前記検出トランジスタが前記非伝導状態であるときに、前記出力側高伝導路と前記出力側低伝導路との少なくとも一方を前記非伝導状態にするように、前記切替回路が構成されており、
前記検出トランジスタが前記伝導状態である場合であって、かつ、前記制御端子に切替閾値以上の電流が流れている場合に、前記出力側高伝導路と前記出力側低伝導路とを前記伝導状態にするように、前記切替回路が構成されている、
停電用給電装置。
【請求項２】
前記検出ダイオードが、ショットキーバリアダイオードである、
請求項１に記載の停電用給電装置。
【請求項３】
前記検出ダイオードが、発光ダイオードである、
請求項１に記載の停電用給電装置。
【請求項４】
前記停電用給電装置が、前記検出ダイオードの前記カソードと前記検出トランジスタの前記第３の端子との間の伝導路内に位置する電流制限抵抗器を更に備え、
前記直流低入力端子に対する前記直流高入力端子の電位が前記停電閾値以下である場合に前記検出ダイオードにかかる逆方向の電圧の大きさが前記検出ダイオードの逆方向降伏電圧の大きさ未満となるように、前記電流制限抵抗器の抵抗値が決定されている、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項５】
前記停電用給電装置が、前記停電時であって、かつ、前記蓄電池から出力される電圧が最小許容電圧未満であるときに、前記蓄電池から前記負荷への前記電気エネルギーの供給を停止するための過放電保護回路を更に備え、
前記過放電保護回路が、前記制御端子と前記第２の端子との間の伝導路内に位置する第１のツェナーダイオードを備え、
前記第１のツェナーダイオードの前記アノードが、前記制御端子に接続されており、
前記第１のツェナーダイオードの前記カソードが、前記第２の端子に接続されている、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項６】
前記停電用給電装置が、スイッチを更に備え、
前記スイッチは、オン状態において、前記高蓄電端子と前記第１の端子との間の伝導路を閉じることにより、前記蓄電池から前記負荷に前記電気エネルギーの伝達を可能にするように構成され、
前記スイッチは、オフ状態において、前記高蓄電端子と前記第１の端子との間の前記伝導路を開くことにより、前記蓄電池から前記負荷に前記電気エネルギーの伝達を不可能にするように構成されている、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項７】
前記停電用給電装置が、レギュレータを更に備え、
前記レギュレータが、前記直流入力に含まれる直流入力電圧を受信するように構成されており、
前記レギュレータが、前記蓄電池に印加される電圧が前記蓄電池の最大許容電圧以下となるように低減された電圧を出力するように構成されている、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項８】
前記非停電時に発光するとともに前記停電時に消灯する確認用発光ダイオードを更に備え、
前記確認用発光ダイオードの前記アノードが、直接的に又は間接的に、前記直流高入力端子と前記逆電流防止回路との間において前記入力側高伝導路に接続されており、
前記確認用発光ダイオードの前記カソードが、直接的に又は間接的に、前記直流低入力端子と前記低蓄電端子との間において前記入力側低伝導路に接続されている、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項９】
前記停電用給電装置が、前記蓄電池に印加される電圧を前記最大許容電圧以下に維持するための過電圧保護回路を更に備える、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項１０】
交流入力を前記直流入力に変換する交流直流変換回路を更に備える、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、停電用給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
停電時になると、例えば商用電源から直接給電される電灯といった負荷が使用不能となる。そのため、予め蓄電池に電気エネルギーを蓄積しておいて、停電時に蓄電池から電灯といった負荷に電気エネルギーを供給することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０４１７４９
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、停電を検出する方法として、特許文献１のように、電源の電圧を抵抗により分圧して得られる電圧の変化により、トランジスタをスイッチングする方法がある。しかしながら、抵抗による分圧によると常時電力が消費されるので、通常時の消費電力が大きいという不都合がある。また、外部の電灯の光を光センサーにより検知し、暗くなったときに停電を検知する方法がある。しかしながら、光センサーを使用すると回路が複雑となり、応答速度が遅くなり、及び装置が高価になるという不都合がある。
【０００５】
本考案の目的のうちの１つは、消費電力が少なく応答速度の速い停電用給電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様の停電用給電装置は、非停電時に直流入力の電気エネルギーを蓄電池に蓄電することと、停電時に蓄電池から負荷に電気エネルギーを供給することと、をするための停電用給電装置であって、停電用給電装置が、直流入力の高電圧側に接続可能な直流高入力端子と直流入力の低電圧側に接続可能な直流低入力端子と、負荷の高電圧側に接続可能な高出力端子と、負荷の低電圧側に接続可能な低出力端子と、蓄電池の高電圧側に接続可能な高蓄電端子と、蓄電池の低電圧側に接続可能な低蓄電端子と、直流高入力端子と高蓄電端子との間を接続可能な入力側高伝導路と、高蓄電端子と高出力端子との間を接続可能な出力側高伝導路と、低蓄電端子と低出力端子との間を接続可能な出力側低伝導路と、直流低入力端子と低蓄電端子との間を接続可能な入力側低伝導路と、入力側高伝導路内において直流高入力端子から高蓄電端子に向けて一方向に電流を流す逆電流防止回路と、直流入力を検出する検出回路と、制御端子を備える切替回路と、を備え、切替回路が、制御端子における入力に基づいて、出力側高伝導路と出力側低伝導路との少なくとも一方を伝導状態と非伝導状態との間で切り替え可能に構成されており、検出回路が、検出トランジスタと検出ダイオードとを備え、検出トランジスタが、高蓄電端子に接続された第１の端子と、制御端子に接続された第２の端子と、第１の端子と第２の端子との間を伝導状態と非伝導状態とに切り替えるための第３の端子と、を備え、検出トランジスタが、第１の端子から第３の端子に流れる検出電流が検出閾値以上である場合に、伝導状態となるように構成されており、検出ダイオードが、直流高入力端子と逆電流防止回路との間において入力側高伝導路に接続されたアノードと、検出トランジスタの第３の端子に接続されたカソードと、を備え、直流低入力端子に対する直流高入力端子の電位が停電閾値より高い場合、検出電流が検出閾値未満となるように、検出回路が構成されており、直流低入力端子に対する直流高入力端子の電位が停電閾値以下である場合、検出ダイオードに逆方向にリーク電流が流れることにより、検出電流が検出閾値以上となるように、検出回路が構成されており、検出トランジスタが非伝導状態であるときに、出力側高伝導路と出力側低伝導路との少なくとも一方を非伝導状態にするように、切替回路が構成されており、検出トランジスタが伝導状態である場合であって、かつ、制御端子に切替閾値以上の電流が流れている場合に、出力側高伝導路と出力側低伝導路とを伝導状態にするように、切替回路が構成されている、停電用給電装置。
【０００７】
第１の態様によれば、非停電時には検出ダイオードに順方向電圧が流れないので、抵抗分圧器を使用する場合に比べて消費電力が少なく、さらに、リーク電流を使用して検出トランジスタを伝導状態にするので、集積回路などの複雑な回路を使用する場合に比べて応答速度の速い停電用給電装置を提供することができる。
【０００８】
第２の態様の停電用給電装置は、検出ダイオードが、ショットキーバリアダイオードである、態様１に記載の停電用給電装置。
【０００９】
第２の態様によれば、検出ダイオードとして、ショットキーバリアダイオードが使用されるので、単純なＰＮ接合のダイオードと異なり大きい逆方向のリーク電流が流れることを利用して停電を検出することができる。また、複雑な検出回路を構築する必要がないため応答速度を速くしやすい。
【００１０】
第３の態様の停電用給電装置は、検出ダイオードが、発光ダイオードである、態様１に記載の停電用給電装置。
【００１１】
第３の態様によれば、検出ダイオードとして、発光のための不純物を含む発光ダイオードが使用されるので、単純なＰＮ接合のダイオードと異なり大きい逆方向のリーク電流が流れることを利用して停電を検出することができる。また、複雑な検出回路を構築する必要がないため応答速度を速くしやすい。
【００１２】
第４の態様の停電用給電装置は、停電用給電装置が、検出ダイオードのカソードと検出トランジスタの第３の端子との間の伝導路内に位置する電流制限抵抗器を更に備え、直流低入力端子に対する直流高入力端子の電位が停電閾値以下である場合に検出ダイオードにかかる逆方向の電圧の大きさが検出ダイオードの逆方向降伏電圧の大きさ未満となるように、電流制限抵抗器の抵抗値が決定されている、態様１から態様３のいずれか一つに記載の停電用給電装置。
【００１３】
第４の態様によれば、直流低入力端子に対する直流高入力端子の電位が停電閾値以下である場合に検出ダイオードにかかる電圧が検出ダイオードの逆方向降伏電圧未満となるように、抵抗器の抵抗値が決定されているので、検出ダイオードの熱暴走を防止することができる。
【００１４】
第５の態様の停電用給電装置は、停電用給電装置が、停電時であって、かつ、蓄電池から出力される電圧が最小許容電圧未満であるときに、蓄電池から負荷への電気エネルギーの供給を停止するための過放電保護回路を更に備え、過放電保護回路が、制御端子と第２の端子との間の伝導路内に位置する第１のツェナーダイオードを備え、第１のツェナーダイオードのアノードが、制御端子に接続されており、第１のツェナーダイオードのカソードが、第２の端子に接続されている、態様１から態様４のいずれか一つに記載の停電用給電装置。
【００１５】
第５の態様によれば、停電用給電装置が過放電保護回路を更に備えるので、蓄電池に印加される電圧を簡単な構成で最小許容電圧以上に維持することができる。
【００１６】
第６の態様の停電用給電装置は、停電用給電装置が、スイッチを更に備え、スイッチは、オン状態において、高蓄電端子と第１の端子との間の伝導路を閉じることにより、蓄電池から負荷に電気エネルギーの伝達を可能にするように構成され、スイッチは、オフ状態において、高蓄電端子と第１の端子との間の伝導路を開くことにより、蓄電池から負荷に電気エネルギーの伝達を不可能にするように構成されている、態様１から態様５のいずれか一つに記載の停電用給電装置。
【００１７】
第６の態様によれば、停電用給電装置が、高蓄電端子と第１の端子との間の伝導路を開閉するスイッチを備えるので、必要に応じて蓄電池から負荷への電気エネルギーの供給を制御することができる。また、負荷に電気エネルギーを供給する必要がないときに、検出回路において無駄なエネルギーが消費されることを防ぐことができる。
【００１８】
第７の態様の停電用給電装置は、停電用給電装置が、レギュレータを更に備え、レギュレータが、直流入力に含まれる直流入力電圧を受信するように構成されており、レギュレータが、蓄電池に印加される電圧が蓄電池の最大許容電圧以下となるように低減された電圧を出力するように構成されている、態様１から態様６のいずれか一つに記載の停電用給電装置。
【００１９】
第７の態様によれば、停電用給電装置がレギュレータを備えるので、直流入力の直流入力電圧を調節することにより、蓄電池に最大許容電圧を超える電圧が印加されるのを防ぐことができる。
【００２０】
第８の態様の停電用給電装置は、非停電時に発光するとともに停電時に消灯する確認用発光ダイオードを更に備え、確認用発光ダイオードのアノードが、直接的に又は間接的に、直流高入力端子と逆電流防止回路との間において入力側高伝導路に接続されており、確認用発光ダイオードのカソードが、直接的に又は間接的に、直流低入力端子と低蓄電端子との間において入力側低伝導路に接続されている、態様１から態様７のいずれか一つに記載の停電用給電装置。
【００２１】
第８の態様によれば、停電用給電装置が確認用発光ダイオードを備えるので、ユーザーが非停電時と停電時とを識別しやすい。
【００２２】
第９の態様の停電用給電装置は、停電用給電装置が、蓄電池に印加される電圧を最大許容電圧以下に維持するための過電圧保護回路を更に備える、態様１から態様８のいずれか一つに記載の停電用給電装置。
【００２３】
第９の態様によれば、停電用給電装置が過電圧保護回路を備えるので、蓄電池に印加される電圧を最大許容電圧以下に維持することにより、蓄電池を保護することができる。
【００２４】
第１０の態様の停電用給電装置は、交流入力を直流入力に変換する交流直流変換回路を更に備える、態様１から態様９のいずれか一つに記載の停電用給電装置。
【００２５】
第１０の態様によれば、停電用給電装置が交流直流変換回路を備えるので、交流入力を利用する場合においても、消費電力が少なく応答速度の速い停電用給電装置を提供することができる。
【考案の効果】
【００２６】
本考案によれば、消費電力が少なく応答速度の速い停電用給電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態の停電用給電装置の回路図である。
【図２】図１に示す主回路及び負荷の回路図である。
【図３】第２の実施形態の主回路及び負荷の回路図である。
【図４】第３の実施形態の主回路及び負荷の回路図である。
【図５】第４の実施形態の主回路及び負荷の回路図である。
【図６】第５の実施形態の主回路及び負荷の回路図である。
【図７】第６の実施形態の主回路及び負荷の回路図である。
【図８】第７の実施形態の主回路及び負荷の回路図である。
【図９】第１の実施形態の検出ダイオード及び参考例の整流ダイオードの電圧・電流特性を示すグラフである。
【考案を実施するための形態】
【００２８】
本明細書において、「第１の」、「第２の」といった序数の表現は単に構成要素を識別するために使用されているにすぎず、別段の記載がない限り、特定の順序を表すわけではない。構成要素が「接続」されていると表現されている場合、本明細書に記載又は示唆されている技術思想と矛盾しない限り、構成要素が直接接続されていてもよく、構成要素間に他の構成要素が更に接続されていてもよい。
【００２９】
異なる実施形態間において、図の符号の百の位のみが異なる構成要素は、別段の記載の無い限り同一の構成要素を表すか、又は同様の機能を果たす構成要素を表す。ただし、本明細書において開示及び示唆される技術思想を実現可能な限り、構成要素の中の構成は異なっていてよく、各構成要素の抵抗値、蓄電池の種類、負荷、又はトランジスタの種類といった具体的な回路パラメータは異なっていてよい。
【００３０】
明細書において開示及び示唆される技術思想を実現可能な限り、下記の通り、又は別様に構成要素の様々な組み合わせが可能であり、類似する構成及び効果については説明を省略する場合がある。組み合わせは下記実施形態に限定されない。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の停電用給電装置１の回路図である。停電用給電装置１は、交流直流変換回路２と負荷３と主回路１００とを備える。交流直流変換回路２は、図示しない交流電源に接続可能な第１の交流入力端子５と第２の交流入力端子６とを備える。交流直流変換回路２は、第１の交流入力端子５及び第２の交流入力端子６から入力された交流入力電圧及び交流入力電流（まとめて交流入力と呼ぶ）を、直流入力電圧及び直流入力電流（まとめて直流入力と呼ぶ）に変換して主回路１００に出力する。交流電源の例として、一般的な家庭のコンセントが挙げられる。
【００３２】
主回路１００は直流高入力端子１０１と直流低入力端子１０２と高出力端子１０３と低出力端子１０４とを備える。直流高入力端子１０１は、直流入力（すなわち交流直流変換回路２からの直流入力電圧）の高電圧側に接続可能である。直流低入力端子１０２は、直流入力の低電圧側に接続可能である。高出力端子１０３は、負荷３の高電圧側に接続可能である。低出力端子１０４は、負荷３の低電圧側に接続可能である。他の一例として、交流直流変換回路２を使用せずに、太陽電池パネルなどの直流電源から直流高入力端子１０１及び直流低入力端子１０２に直流入力（例えば２２Ｖ、又は２３Ｖ）が印加されてもよい。
【００３３】
非停電時、すなわち、交流電源から電気エネルギーが供給されているとき、停電用給電装置１は交流電源からの電気エネルギーを主回路１００に蓄積するとともに、負荷３に電気エネルギーを供給しない。停電時、すなわち、交流電源からの電気エネルギーが供給されなくなったとき、停電用給電装置１は主回路１００に蓄積されている電気エネルギーを負荷３に供給する。負荷３は例えば複数の発光ダイオード７を含む。停電時に停電用給電装置１が自動的に発光ダイオード７を光らせることにより、灯りを提供する。
【００３４】
なお、負荷３は発光ダイオード７に限らず、電気で動作する様々な負荷であってよい。例えば、負荷３の例は、季節のイベント事に使用する証明、車載用照明器具、災害時の照明器具、アウトドアキャンプ用具、モバイル機器を包含する。
【００３５】
図２は、図１に示す主回路１００及び負荷３の回路図である。主回路１００は、蓄電池１０５と、蓄電池１０５の高電圧側に接続可能な高蓄電端子１０６と、蓄電池１０５の低電圧側に接続可能な低蓄電端子１０７とを備える。蓄電池１０５は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池であるが、これらに限定されない。
【００３６】
一例において、蓄電池１０５には推奨される電圧の範囲が規定されている。例えば、蓄電池１０５に印加することが許容される最大の電圧である最大許容電圧、および、蓄電池１０５の放電の下限の電圧である最小許容電圧が規定されている。一例において鉛蓄電池の場合、最大許容電圧は１３．５Ｖであり、最小許容電圧は１０．５Ｖであり、おおむね１２Ｖで動作することが目標とされる。蓄電池１０５が鉛蓄電池である場合、蓄電池１０５の両端の電圧が最小許容電圧未満にならないように保護する回路があることが好ましい。鉛蓄電池を過剰に放電すると適切に再充電できなくなるからである。蓄電池１０５がリチウムイオン電池又はニッケル水素電池である場合、最小許容電圧未満にならないように保護する回路は省略されてもよい。
【００３７】
主回路１００は、直流高入力端子１０１と高蓄電端子１０６との間を接続可能な入力側高伝導路１１１と、高蓄電端子１０６と高出力端子１０３との間を接続可能な出力側高伝導路１１２と、直流低入力端子１０２と低蓄電端子１０７との間を接続可能な入力側低伝導路１１３と、低蓄電端子１０７と低出力端子１０４との間を接続可能な出力側低伝導路１１４とを備える。入力側高伝導路１１１、出力側高伝導路１１２、入力側低伝導路１１３、及び出力側低伝導路１１４の途中にトランジスタ、抵抗、ダイオード、集積回路といった何らかの素子が挿入されていてよい。
【００３８】
主回路１００は、入力側高伝導路１１１内において直流高入力端子１０１から高蓄電端子１０６に向けて一方向に電流を流す逆電流防止回路１１５を備える。逆電流防止回路１１５は、逆電流防止ショットキーバリアダイオード１１６を備える。逆電流防止ショットキーバリアダイオード１１６のアノードは入力側高伝導路１１１内において直流高入力端子１０１側に接続されており、逆電流防止ショットキーバリアダイオード１１６のカソードは高蓄電端子１０６側に接続されている。
【００３９】
逆電流防止回路１１５は、ショットキーバリアダイオード以外であってもよい。ショットキーバリアダイオードは電圧降下が通常のダイオードに比べて小さいので、蓄電池１０５を充電する電圧が小さい場合（例えば約１２Ｖの場合）は、ショットキーバリアダイオードが使用されることが好ましい。
【００４０】
主回路１００は、直流高入力端子１０１と逆電流防止ショットキーバリアダイオード１１６との間に接続された第１の抵抗器１１７を備える。第１の抵抗器１１７は、入力側高伝導路１１１内に位置しており、電源から蓄電池１０５に過剰な電流が流れることを防止する。逆電流防止ショットキーバリアダイオード１１６は、通常のダイオードであってもよいが、比較的電圧降下の小さいショットキーバリアダイオードであることが好ましい。
【００４１】
主回路１００は、切替回路１２０を備える。切替回路１２０は、制御端子１２１を備える。切替回路１２０は、制御端子１２１における入力に基づいて、出力側高伝導路１１２と出力側低伝導路１１４との少なくとも一方を伝導状態と非伝導状態との間で切り替え可能に構成されている。すなわち、切替回路１２０は、制御端子１２１における入力に基づいて、蓄電池１０５から負荷３への電気エネルギーの供給を遮断及び開始する。詳細な構成は後述する。
【００４２】
主回路１００は、直流入力を検出する検出回路１３０を備える。検出回路１３０は、検出トランジスタ１３１と検出ダイオード１３２と電流制限抵抗器１３３とを備える。検出トランジスタ１３１はｐｎｐバイポーラトランジスタである。検出トランジスタ１３１は、第１の端子１３４（エミッタ（Ｅ）とも呼ばれる）と第２の端子１３５（コレクタ（Ｃ）とも呼ばれる）と第３の端子１３６（ベース（Ｂ）とも呼ばれる）とを備える。
【００４３】
第１の端子１３４は、後述のスイッチ１４２を介して高蓄電端子１０６に接続されている。第２の端子１３５は、後述の過放電保護回路１４０を介して制御端子１２１に接続されている。第３の端子１３６は、第３の端子１３６と第１の端子１３４または第２の端子１３５との間に流れる電流に応じて、第１の端子１３４と第２の端子１３５との間を伝導状態と非伝導状態とに切り替える。検出トランジスタ１３１は、第１の端子１３４から第３の端子１３６に流れる検出電流が検出閾値以上である場合に、第１の端子１３４と第２の端子１３５との間が伝導状態となるように構成されている。
【００４４】
検出ダイオード１３２のアノードは、直流高入力端子１０１と逆電流防止回路１１５との間において入力側高伝導路１１１に接続されている。検出ダイオード１３２のカソードは、電流制限抵抗器１３３を介して検出トランジスタ１３１の第３の端子１３６に接続されている。検出ダイオード１３２は、ショットキーバリアダイオードである。他の例において検出ダイオード１３２は、発光ダイオードである。
【００４５】
検出回路１３０は、直流低入力端子１０２に対する直流高入力端子１０１の電位が停電閾値より高い場合、検出電流が検出閾値未満となるように構成されている。検出回路１３０は、直流低入力端子１０２に対する直流高入力端子１０１の電位が停電閾値以下である場合、検出ダイオード１３２に逆方向にリーク電流が流れることにより、検出電流が検出閾値以上となるように構成されている。
【００４６】
電流制限抵抗器１３３は、検出ダイオード１３２のカソードと検出トランジスタ１３１の第３の端子１３６との伝導路内に位置している。高蓄電端子１０６に対する直流高入力端子１０１の電位が所定の閾値未満であるときに、検出ダイオード１３２に逆方向リーク電流が流れるように、及び、検出ダイオード１３２にかかる逆方向の電圧の大きさが検出ダイオード１３２の逆方向降伏電圧の大きさ未満となるように、電流制限抵抗器１３３の抵抗値が決定されている。電流制限抵抗器１３３は、検出ダイオード１３２に過剰なリーク電流が流れることを防ぐ。
【００４７】
図９は、ショットキーバリアダイオードである検出ダイオード１３２の電圧・電流特性を示すグラフ８０１と、参考例としてのＰＮ接合の整流ダイオードの電圧・電流特性を示すグラフ８０２とを示す。順方向電圧が大きくなるとショットキーバリアダイオード（グラフ８０１）もＰＮ接合の整流ダイオード（グラフ３０２）も順方向電流が大きくなるが、ショットキーバリアダイオードのほうがＰＮ接合の整流ダイオードよりも立ち上がりが早い。グラフ８０２に示すようにＰＮ接合の整流ダイオードでは逆方向電圧の大きさが大きくなると降伏電圧Ｖ０まで逆方向のリーク電流がほとんど流れず、降伏電圧Ｖ０を越えると逆方向電流が急激に増加する。
【００４８】
グラフ８０１に示すように、ショットキーバリアダイオードである検出ダイオード１３２では、印加される逆方向電圧の大きさがおおむね０Ｖから逆方向の降伏電圧Ｖ１まで大きくなるにつれて逆方向のリーク電流が緩やかに増加する。リーク電流の大きさはＰＮ接合の整流ダイオードに比べて大きい。検出ダイオード１３２において、印加される逆方向電圧の大きさが逆方向の降伏電圧Ｖ１より大きくなると降伏が起きて急激に逆方向の電流が増加する。本実施形態では停電時に検出ダイオード１３２に印加される逆方向の電圧が、おおむね０Ｖより大きく逆方向降伏電圧Ｖ１未満となる範囲Ｒに入るように回路パラメータが設定される。
【００４９】
切替回路１２０は、第１の切替用トランジスタ１２２、第２の切替用トランジスタ１２３、第１の切替用抵抗器１２４、第２の切替用抵抗器１２５、第３の切替用抵抗器１２６、第４の切替用抵抗器１２７を備える。第１の切替用トランジスタ１２２は、ｐＭＯＳ  ＦＥＴ（ｐ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）であり、出力側高伝導路１１２の途中に位置している。第２の切替用トランジスタ１２３は、ｐｎｐバイポーラトランジスタである。
【００５０】
第１の切替用トランジスタ１２２のソース（Ｓ）は、高蓄電端子１０６に接続されている。第１の切替用トランジスタ１２２のドレイン（Ｄ）は、高出力端子１０３に接続されている。第１の切替用トランジスタ１２２のゲート（Ｇ）は、第１の切替用抵抗器１２４を介して第２の切替用トランジスタ１２３のコレクタ（Ｃ）に接続されている。第２の切替用抵抗器１２５は、第１の切替用トランジスタ１２２のソース（Ｓ）と第１の切替用トランジスタ１２２のゲート（Ｇ）との間に接続されている。
【００５１】
第２の切替用トランジスタ１２３のエミッタ（Ｅ）は、出力側低伝導路１１４に接続されている。第２の切替用トランジスタ１２３のベース（Ｂ）は、制御端子１２１である。制御端子１２１は、第３の切替用抵抗器１２６及び後述の過放電保護回路１４０を介して検出トランジスタ１３１の第２の端子１３５（Ｃ）に接続されている。第４の切替用抵抗器１２７の一端は、第２の切替用トランジスタ１２３のベース（Ｂ）と第３の切替用抵抗器１２６との間に接続されている。第４の切替用抵抗器１２７の他端は、第２の切替用トランジスタ１２３のエミッタ（Ｅ）に接続されている。第４の切替用抵抗器１２７は第２の切替用トランジスタ１２３の応答速度を高める。
【００５２】
検出トランジスタ１３１が非伝導状態であるときに、出力側高伝導路１１２と出力側低伝導路１１４との少なくとも一方（本実施形態では出力側高伝導路１１２）を非伝導状態にするように、切替回路１２０が構成されている。検出トランジスタ１３１が伝導状態である場合であって、かつ、制御端子１２１において切替閾値以上の電流がベースからエミッタに向かって流れている場合に、出力側高伝導路１１２と出力側低伝導路１１４とを伝導状態にするように、切替回路１２０が構成されている。制御端子１２１において切替閾値以上の電流がベースからエミッタに向かって流れていない場合（例えば後述の過放電保護回路１４０が電流を阻止している場合）には、出力側高伝導路１１２が非伝導状態になる。
【００５３】
主回路１００は、停電時であって、かつ、蓄電池１０５から出力される電圧が最小許容電圧未満であるときに、蓄電池１０５から負荷３への電気エネルギーの供給を停止することにより蓄電池１０５を保護するための過放電保護回路１４０を備える。過放電保護回路１４０は、制御端子１２１と第２の端子１３５との間の伝導路内に位置する第１のツェナーダイオード１４１を備える。第１のツェナーダイオード１４１のアノードは、切替回路１２０の制御端子１２１に接続されている。第１のツェナーダイオード１４１のカソードは、検出トランジスタ１３１の第２の端子１３５（Ｃ）に接続されている。
【００５４】
第１のツェナーダイオード１４１は、アノードに対するカソードの電圧が過放電保護閾値以上である場合に、降伏電流をカソードからアノードに向けて流す。第１のツェナーダイオード１４１は、アノードに対するカソードの電圧が過放電保護閾値未満である場合に、カソードからアノードに向かって流れる電流を阻止する。過放電保護回路１４０は、蓄電池１０５の電圧が最小許容電圧未満に低下しないように保護する。
【００５５】
主回路１００は、高蓄電端子１０６と第１の端子１３４との間に位置しているスイッチ１４２を更に備える。スイッチ１４２は、手動でオン又はオフに切り替え可能に構成されている。スイッチ１４２は、オン状態において、高蓄電端子１０６と第１の端子１３４との間の伝導路を閉じることにより、検出回路１３０を動作可能にし、蓄電池１０５から負荷３に電気エネルギーの伝達を状況に応じて可能にするように構成されている。スイッチ１４２は、オフ状態において、高蓄電端子１０６と第１の端子１３４との間の伝導路を開くことにより、検出回路１３０を動作不可能にし、蓄電池１０５から負荷３に電気エネルギーの伝達を不可能にするように構成されている。
【００５６】
主回路１００は、第１のコンデンサ１４３を更に備える。第１のコンデンサ１４３は、直流高入力端子１０１と直流低入力端子１０２との間に接続されている。第１のコンデンサ１４３は、直流高入力端子１０１と直流低入力端子１０２との間の急激な電圧の変化が蓄電池１０５側に伝わることを抑制する。第１のコンデンサ１４３は、交流直流変換回路２に内蔵されてもよい。
【００５７】
（動作）
動作について説明する。数値は一例である。スイッチ１４２は閉じた状態である。まず非停電時の動作について説明する。図１の第１の交流入力端子５と第２の交流入力端子６とが交流電源に接続される。交流電源は例えば一般家庭のコンセントである。交流直流変換回路２は、交流電源からの交流入力を直流入力に変換して主回路１００の直流高入力端子１０１及び直流低入力端子１０２に出力する。例えば、直流低入力端子１０２を０Ｖとしたとき、直流高入力端子１０１に１５Ｖが入力される。
【００５８】
低蓄電端子１０７は、入力側低伝導路１１３を通して直流低入力端子１０２に接続されており、約０Ｖである。高蓄電端子１０６は直流高入力端子１０１よりわずかに低い電圧となる。逆電流防止ショットキーバリアダイオード１１６に順方向電流が流れるので、蓄電池１０５が充電される。蓄電池１０５が鉛蓄電池の場合、例えば１２Ｖ±１．５Ｖが許容範囲とされる。例えば鉛蓄電池の場合、最小許容電圧は１０．５Ｖとされ、最大許容電圧は１３．５Ｖとされる。
【００５９】
検出ダイオード１３２に順方向電圧が印加されるので、検出トランジスタ１３１において、第３の端子１３６と第１の端子１３４との間に流れる電流の大きさは非常に小さいか、ゼロである。なお、非停電時に第１の端子１３４から第３の端子１３６に流れる検出電流が検出閾値未満となり、第１の端子１３４と第２の端子１３５との間が非伝導状態となるように回路パラメータが決定されている。
【００６０】
検出トランジスタ１３１が非伝導状態であるので、第２の切替用トランジスタ１２３のベース・エミッタ間に実質的に電流が流れない（すなわち第２の切替用トランジスタ１２３がオフ状態である）。その結果、第２の切替用トランジスタ１２３のコレクタ・エミッタ間に電流が流れないので、第１の切替用トランジスタ１２２のソース・ゲート間電圧が小さく、第１の切替用トランジスタ１２２がオフ状態である。その結果、出力側高伝導路１１２が非伝導状態となり、高蓄電端子１０６と高出力端子１０３との間に電流が流れない。
【００６１】
すなわち、非停電時には、交流電源からの電気エネルギーにより蓄電池１０５が蓄電されるが、交流電源及び蓄電池１０５から負荷３に電気エネルギーが伝達されない。結果として図１の発光ダイオード７は発光しない。
【００６２】
次に、停電時の動作について説明する。交流電源が停電状態になると図２の直流高入力端子１０１及び直流低入力端子１０２への直流入力が同じ電位になる。すなわち直流入力電圧が０Ｖになる。ただし、回路中のコンデンサ、例えば第１のコンデンサ１４３、が放電するのにわずかな時間がかかる。直流高入力端子１０１より高蓄電端子１０６が高電位となるが、入力側高伝導路１１１には逆電流防止回路１１５の逆電流防止ショットキーバリアダイオード１１６のリーク電流程度しか流れず、実質的に高蓄電端子１０６から直流高入力端子１０１への逆電流が阻止される。
【００６３】
検出ダイオード１３２のアノードの電位は直流低入力端子１０２の電位におおむね等しくなる。高蓄電端子１０６から、検出トランジスタ１３１及び検出ダイオード１３２を通って電流が流れる。検出ダイオード１３２は、ショットキーバリアダイオードであるので逆方向のリーク電流が、通常のｐｎダイオードに比べて大きい。検出ダイオード１３２に逆方向のリーク電流が流れることにより、検出トランジスタ１３１の第１の端子１３４から第３の端子１３６に流れる検出電流が検出閾値以上となり、検出トランジスタ１３１が伝導状態となる。逆に言うと、停電時に検出電流が検出閾値以上となるように回路パラメータが決定される。ただし、停電時に検出ダイオード１３２が降伏を起こして過剰な逆方向電流が流れるのを防ぐように主回路１００が設計される。
【００６４】
検出トランジスタ１３１が伝導状態になったとき、過放電保護回路１４０の第１のツェナーダイオード１４１のアノード・カソード間の電圧が過放電保護閾値以上であれば、第１のツェナーダイオード１４１が降伏を起こす。その結果、第１のツェナーダイオード１４１に逆方向電流が流れる。例えば、過放電保護閾値は、蓄電池１０５を過剰に放電しないように決定される。例えば、蓄電池１０５の両端の電圧を最小許容電圧１０．５Ｖ未満にしたくない場合、低蓄電端子１０７に対する高蓄電端子１０６の電位が最小許容電圧１０．５Ｖ未満になったとき、第１のツェナーダイオード１４１が降伏を起こさずに電流を遮断するように構成される。
【００６５】
第１のツェナーダイオード１４１に降伏による逆方向電流が流れると、第２の切替用トランジスタ１２３をオンにする程度に第２の切替用トランジスタ１２３のベース・エミッタ間に電流が流れる。第２の切替用トランジスタ１２３がオンになると、第２の切替用トランジスタ１２３のコレクタ・エミッタ間が伝導状態になり、第２の切替用トランジスタ１２３のゲート電圧が下がる。その結果、第１の切替用トランジスタ１２２のソース・ドレイン間が伝導状態となる。その結果、蓄電池１０５から負荷３に電気エネルギーが伝達される。第１のツェナーダイオード１４１が降伏を起こさない場合、蓄電池１０５から負荷３への電気エネルギーの伝達が遮断される。
【００６６】
（まとめ）
本実施形態によれば、非停電時には検出ダイオード１３２に順方向電圧が流れないので、抵抗分圧器を使用する場合に比べて消費電力が少なく、さらに、リーク電流を使用して検出トランジスタ１３１を伝導状態にするので、集積回路などの複雑な回路を使用する場合に比べて応答速度の速い停電用給電装置１を提供することができる。
【００６７】
本実施形態によれば、検出ダイオード１３２として、ショットキーバリアダイオードが使用されるので、単純なＰＮ接合のダイオードと異なり大きい逆方向のリーク電流が流れることを利用して停電を検出することができる。また、複雑な検出回路を構築する必要がないため応答速度を速くしやすい。ショットキーバリアダイオードは、キャリアが１種類であるのでＰＮ接合のダイオードに比べて応答速度が速い。
【００６８】
変形例において、検出ダイオード１３２として発光ダイオードが使用された場合、単純なＰＮ接合のダイオードと異なり大きい逆方向のリーク電流が流れることを利用して停電を検出することができる。また、複雑な検出回路を構築する必要がないため応答速度を速くしやすい。
【００６９】
本実施形態によれば、直流低入力端子１０２に対する直流高入力端子１０１の電位が停電閾値以下である場合に検出ダイオード１３２にかかる逆方向の電圧の大きさが検出ダイオード１３２の逆方向降伏電圧の大きさ未満となるように、電流制限抵抗器１３３の抵抗値が決定されているので、検出ダイオード１３２の熱暴走を防止することができる。
【００７０】
本実施形態によれば、停電用給電装置１が過放電保護回路１４０を更に備えるので、蓄電池１０５に印加される電圧を簡単な構成で最小許容電圧以上に維持することができる。
【００７１】
本実施形態によれば、停電用給電装置１が、高蓄電端子１０６と第１の端子１３４との間の伝導路を開閉するスイッチ１４２を備えるので、必要に応じて蓄電池１０５から負荷３への電気エネルギーの供給を制御することができる。また、負荷３に電気エネルギーを供給する必要がないときに、検出回路１３０において無駄なエネルギーが消費されることを防ぐことができる。
【００７２】
本実施形態によれば、停電用給電装置１が交流直流変換回路２を備えるので、交流入力を利用する場合においても、消費電力が少なく応答速度の速い停電用給電装置１を提供することができる。
【００７３】
（第２の実施形態）
図３は、図１の主回路１００の代替例である第２の実施形態の主回路２００及び負荷３の回路図である。以下、本実施形態の主回路２００が第１の実施形態の構成と異なる点について説明する。
【００７４】
本実施形態の主回路２００が備える切替回路２２０は、第３の切替用トランジスタ２５１、第５の切替用抵抗器２５２、及び第６の切替用抵抗器２５３を備える。第３の切替用トランジスタ２５１は、ｎｐｎバイポーラトランジスタである。第３の切替用トランジスタ２５１は、出力側低伝導路２１４の途中に位置している。
【００７５】
第３の切替用トランジスタ２５１のコレクタ（Ｃ）は、低出力端子２０４に接続されている。第３の切替用トランジスタ２５１のエミッタ（Ｅ）は、低蓄電端子２０７に接続されている。第３の切替用トランジスタ２５１のベース（Ｂ）は、制御端子２２１である。制御端子２２１は、第５の切替用抵抗器２５２及び過放電保護回路２４０を介して検出トランジスタ２３１の第２の端子２３５（Ｃ）に接続されている。第６の切替用抵抗器２５３の一端は、第３の切替用トランジスタ２５１のベース（Ｂ）と第５の切替用抵抗器２５２との間に接続されている。第６の切替用抵抗器２５３の他端は、第３の切替用トランジスタ２５１のエミッタ（Ｅ）に接続されている。
【００７６】
非停電時には、検出トランジスタ２３１が非伝導状態であるので、第３の切替用トランジスタ２５１のベース・エミッタ間に実質的に電流が流れない（すなわち第３の切替用トランジスタ２５１がオフ状態である）。その結果、出力側低伝導路２１４が非伝導状態となり、低蓄電端子２０７と低出力端子２０４との間に電流が流れない。すなわち、非停電時には、交流電源からの電気エネルギーにより蓄電池２０５が蓄電されるが、交流電源及び蓄電池２０５から負荷３に電気エネルギーが伝達されない。
【００７７】
停電時には、検出トランジスタ２３１が伝導状態になる。第１のツェナーダイオード２４１が降伏を起こしている状態では、第３の切替用トランジスタ２５１がオンになり、第３の切替用トランジスタ２５１のコレクタ・エミッタ間が伝導状態となる。その結果、出力側低伝導路２１４が伝導状態となり、蓄電池２０５から負荷３に電気エネルギーが伝達される。一例において第３の切替用トランジスタ２５１は大電流用のＩＧＢＴ、パワーＦＥＴである。
【００７８】
主回路２００は、過電圧保護回路２６０を備える。過電圧保護回路２６０は、蓄電池２０５に過剰に高い電圧が印加されるのを防ぐため、低蓄電端子２０７に対する高蓄電端子２０６の電圧が最大許容電圧より高い場合、電源から蓄電池２０５への電気エネルギーの伝達を遮断する。過電圧保護回路２６０は、第１の保護用トランジスタ２６１、第２の保護用トランジスタ２６２、第３の保護用トランジスタ２６３、第２のツェナーダイオード２６４、第１の保護用抵抗器２６５、第２の保護用抵抗器２６６、第３の保護用抵抗器２６７、及び第４の保護用抵抗器２６８を備える。
【００７９】
第１の保護用トランジスタ２６１は、ｐＭＯＳ  ＦＥＴである。第２の保護用トランジスタ２６２及び第３の保護用トランジスタ２６３は、ｎｐｎバイポーラトランジスタである。
【００８０】
第１の保護用トランジスタ２６１は、第１の抵抗器２１７と逆電流防止ショットキーバリアダイオード２１６のアノードとの間において、入力側高伝導路２１１内に位置している。第１の保護用トランジスタ２６１のソース（Ｓ）は、第１の抵抗器２１７に接続されている。第１の保護用トランジスタ２６１のドレイン（Ｄ）は、逆電流防止ショットキーバリアダイオード２１６のアノードに接続されている。第１の保護用トランジスタ２６１のゲート（Ｇ）は、第１の保護用抵抗器２６５を介して第１の保護用トランジスタ２６１のソース（Ｓ）に接続されている。
【００８１】
第２の保護用トランジスタ２６２のコレクタ（Ｃ）は、第２の保護用抵抗器２６６を介して第１の保護用トランジスタ２６１のソース（Ｓ）に接続されている。第２の保護用トランジスタ２６２のエミッタ（Ｅ）は、第３の保護用トランジスタ２６３のエミッタ（Ｅ）に接続されている。第２の保護用トランジスタ２６２のベース（Ｂ）は、第４の保護用抵抗器２６８を介して第２のツェナーダイオード２６４のアノードに接続されている。
【００８２】
第３の保護用トランジスタ２６３のベース（Ｂ）は、第２の保護用トランジスタ２６２のコレクタ（Ｃ）に接続されている。第３の保護用トランジスタ２６３のコレクタ（Ｃ）は、第３の保護用抵抗器２６７を介して第１の保護用トランジスタ２６１のゲート（Ｇ）に接続されている。第３の保護用トランジスタ２６３のエミッタ（Ｅ）は、入力側低伝導路２１３に接続されている。
【００８３】
第２のツェナーダイオード２６４のアノードは、第４の保護用抵抗器２６８を介して第２の保護用トランジスタ２６２のベース（Ｂ）に接続されている。第２のツェナーダイオード２６４のカソードは、高蓄電端子２０６に接続されている。
【００８４】
低蓄電端子２０７に対する高蓄電端子２０６の電圧（すなわち蓄電池２０５に印加される電圧）が最大許容電圧より高い場合に第２のツェナーダイオード２６４が降伏を起こすように第２のツェナーダイオード２６４の降伏電圧が設定される。
【００８５】
蓄電池２０５に最大許容電圧以下の電圧が印加されている場合、すなわち、第２のツェナーダイオード２６４が降伏を起こしていない場合、第２の保護用トランジスタ２６２がオフ状態となり、第３の保護用トランジスタ２６３がオン状態となる。結果として第１の保護用トランジスタ２６１がオン状態となり、入力側高伝導路２１１が伝導状態となる。結果として、電源から蓄電池２０５に電気エネルギーが伝達可能となる。
【００８６】
蓄電池２０５に最大許容電圧より高い電圧が印加されている場合、すなわち、第２のツェナーダイオード２６４が降伏を起こしている場合、第２の保護用トランジスタ２６２がオン状態となり、第３の保護用トランジスタ２６３がオフ状態となる。結果として第１の保護用トランジスタ２６１がオフ状態となり、入力側高伝導路２１１が非伝導状態となる。結果として、電源から蓄電池２０５に電気エネルギーが伝達されない。
【００８７】
（まとめ）
本実施形態によれば、第１の実施形態のまとめに記載の効果と同様の効果が得られる。
【００８８】
本実施形態によれば、停電用給電装置が過電圧保護回路２６０を備えるので、蓄電池２０５に印加される電圧を最大許容電圧以下に維持することにより、蓄電池２０５を保護することができる。
【００８９】
本実施形態によれば、切替回路２２０により出力側低伝導路２１４を伝導状態と非伝導状態に切り替えることができる。
【００９０】
（第３の実施形態）
図４は、図１の主回路１００の代替例である第３の実施形態の主回路３００及び負荷３の回路図である。以下、本実施形態の主回路３００が第１の実施形態の構成と異なる点について説明する。
【００９１】
主回路３００は、電池充電用回路ブロック３１８を備える。電池充電用回路ブロック３１８は、直流高入力端子３０１と第１の抵抗器３１７と入力側低伝導路３１３とに接続されている。電池充電用回路ブロック３１８は、直流高入力端子３０１と第１の抵抗器３１７との間において入力側高伝導路３１１の途中に位置している。
【００９２】
電池充電用回路ブロック３１８は、入力された電圧を所望の電圧に調節して後段に出力する。例えば直流低入力端子３０２に対する直流高入力端子３０１の電圧が１５Ｖであるときに、後段に１２Ｖに低減した電圧を出力する。電池充電用回路ブロック３１８から出力される電圧は固定であっても可変であってもよい。電池充電用回路ブロック３１８は例えば３端子レギュレータにより構成される。一例において大電流が求められる場合、複数の３端子レギュレータが並列に接続されてよい。電池充電用回路ブロック３１８は、図３の第２の実施形態の過電圧保護回路２６０と同様の構成をもつものであってもよい。
【００９３】
主回路３００は、第２のコンデンサ３４４を更に備える。第２のコンデンサ３４４の一端は、高蓄電端子３０６と第１の切替用トランジスタ３２２のソース（Ｓ）との間において、高蓄電端子３０６に接続されている。第２のコンデンサ３４４の他端は、低蓄電端子３０７に接続されている。つまり、第２のコンデンサ３４４は低蓄電端子３０７と高蓄電端子３０６との間に接続されている。第２のコンデンサ３４４は、低蓄電端子３０７と高蓄電端子３０６との間に急激な電圧の変化が生じることを防ぐことにより、蓄電池３０５を保護する。
【００９４】
（まとめ）
本実施形態によれば、第１の実施形態のまとめに記載の効果と同様の効果が得られる。
【００９５】
本実施形態によれば、直流入力が蓄電池３０５の充電に適さない電圧である場合でも、電池充電用回路ブロック３１８により直流入力を蓄電池３０５の充電に適した電圧に変えることができる。
【００９６】
（第４の実施形態）
図５は、図１の主回路１００の代替例である第４の実施形態の主回路４００及び負荷３の回路図である。以下、本実施形態の主回路４００が第１の実施形態の構成と異なる点について説明する。
【００９７】
本実施形態の主回路４００は、図３の第２の実施形態の過電圧保護回路２６０と同様の過電圧保護回路４６０を備えるが、図２の第１の実施形態の切替回路１２０と同様の切替回路４２０を備える。第１の実施形態と同様に切替回路４２０により出力側高伝導路４１２を伝導状態と非伝導状態に切り替えることができる。
【００９８】
（まとめ）
本実施形態によれば、第１の実施形態のまとめに記載の効果と同様の効果が得られる。
【００９９】
本実施形態によれば、停電用給電装置が過電圧保護回路４６０を備えるので、蓄電池４０５に印加される電圧を最大許容電圧以下に維持することにより、蓄電池４０５を保護することができる。
【０１００】
（第５の実施形態）
図６は、図１の主回路１００の代替例である第５の実施形態の主回路５００及び負荷３の回路図である。以下、本実施形態の主回路５００が第１の実施形態の構成と異なる点について説明する。本実施形態の主回路５００は、第２の実施形態の切替回路２２０と同様の構成をもつ切替回路５２０を備える。
【０１０１】
主回路５００は、３つの端子をもつレギュレータ５７１と調節用抵抗器５７２と第３のツェナーダイオード５７３とを備える。レギュレータ５７１は、第１の抵抗器５１７に接続された第１の調節端子５７４と、逆電流防止ショットキーバリアダイオード５１６のアノードに接続された第２の調節端子５７５と、第３のツェナーダイオード５７３のカソードに接続された第３の調節端子５７６とを備える。
【０１０２】
調節用抵抗器５７２は、レギュレータ５７１の第２の調節端子５７５と第３の調節端子５７６との間に接続されている。第３のツェナーダイオード５７３のアノードは、入力側低伝導路５１３に接続されている。第３のツェナーダイオード５７３のカソードは、レギュレータ５７１の第３の調節端子５７６に接続されている。
【０１０３】
レギュレータ５７１は、直流入力電圧を含む直流入力を受信する。レギュレータ５７１は、蓄電池５０５に印加される電圧が蓄電池５０５の最大許容電圧以下となるように低減された電圧を出力する。例えば、レギュレータ５７１は、直流入力電圧、すなわち、直流低入力端子５０２に対する直流高入力端子５０１の電圧が１５Ｖであるときに、蓄電池５０５に印加される電圧が１２Ｖになるように、電圧を調節して出力する。レギュレータ５７１から出力される電圧は固定であっても可変であってもよい。レギュレータ５７１は例えば３端子レギュレータにより構成される。一例において大電流が求められる場合、複数の３端子レギュレータが並列に接続されてよい。
【０１０４】
直流入力電圧と、蓄電池５０５に印加される目標の電圧とに応じて、予めレギュレータ５７１、調節用抵抗器５７２、及び第３のツェナーダイオード５７３のパラメータが選択されている。レギュレータ５７１は、蓄電池５０５に最小許容電圧以上、最大許容電圧以下の範囲に含まれる理想的な電圧を印加する。
【０１０５】
主回路５００は、第２のコンデンサ５４４、第３のコンデンサ５４５、及び第４のコンデンサ５４６を備える。第２のコンデンサ５４４は、図４の第３の実施形態における第２のコンデンサ３４４と同様に、負荷３に近い側において、低蓄電端子５０７と高蓄電端子５０６との間に急激な電圧の変化が生じることを防ぐことにより、蓄電池５０５を保護する。
【０１０６】
第３のコンデンサ５４５の一端は、第１の抵抗器５１７と第１の調節端子５７４との間に接続されている。第３のコンデンサ５４５の他端は、切替回路５２０より直流低入力端子５０２に近い側において、入力側低伝導路５１３に接続されている。第３のコンデンサ５４５は、レギュレータ５７１の入力側に急激な電圧の変化が生じることを防ぐことにより、レギュレータ５７１を保護する。
【０１０７】
第４のコンデンサ５４６の一端は、第２の調節端子５７５と逆電流防止ショットキーバリアダイオード５１６のアノードとの間に接続されている。第４のコンデンサ５４６の他端は、切替回路５２０より直流低入力端子５０２に近い側において、入力側低伝導路５１３に接続されている。第４のコンデンサ５４６は、レギュレータ５７１の出力側に急激な電圧の変化が生じることを防ぐことにより、蓄電池５０５を保護する。
【０１０８】
（まとめ）
本実施形態によれば、第１の実施形態のまとめに記載の効果と同様の効果が得られる。
【０１０９】
本実施形態によれば、停電用給電装置がレギュレータ５７１を備えるので、直流入力の直流入力電圧を調節することにより、蓄電池５０５に最大許容電圧を超える電圧が印加されるのを防ぐことができる。
【０１１０】
（第６の実施形態）
図７は、図１の主回路１００の代替例である第６の実施形態の主回路６００及び負荷３の回路図である。以下、本実施形態の主回路６００が第５の実施形態の構成と異なる点について説明する。本実施形態の主回路６００は、図２の第１の実施形態の切替回路１２０と同様の構成をもつ切替回路６２０を備える。
【０１１１】
主回路６００は、図４の第３の実施形態の第２のコンデンサ３４４と同様に配置された第２のコンデンサ６４４を備える。第２のコンデンサ６４４は、低蓄電端子６０７と高蓄電端子６０６との間に急激な電圧の変化が生じることを防ぐことにより、蓄電池６０５を保護する。
【０１１２】
主回路６００は、第５のコンデンサ６４７を備える。第５のコンデンサ６４７の一端は高出力端子６０３に接続されている。第５のコンデンサ６４７の他端は低出力端子６０４に接続されている。第５のコンデンサ６４７は、低出力端子６０４と高出力端子６０３との間に急激な電圧の変化が生じることを防ぐことにより、主回路６００を保護する。
【０１１３】
主回路６００は、確認用抵抗器６８１と第１の確認用発光ダイオード６８２とを備える。確認用抵抗器６８１の一端は、第２の調節端子６７５と逆電流防止ショットキーバリアダイオード６１６のアノードとの間に接続されている。確認用抵抗器６８１の他端は、第１の確認用発光ダイオード６８２のアノードに接続されている。第１の確認用発光ダイオード６８２のカソードは入力側低伝導路６１３に接続されている。
【０１１４】
レギュレータ６７１から所望の電圧（例えば１２Ｖ）を出力するために十分な電圧（例えば１５Ｖ）が直流入力として印加されている場合、すなわち、非停電時、第１の確認用発光ダイオード６８２が発光して蓄電池６０５を充電中であることを示す。レギュレータ６７１から所望の電圧（例えば１２Ｖ）を出力するために十分な電圧（例えば１５Ｖ）が直流入力として印加されていない場合、すなわち、停電時、第１の確認用発光ダイオード６８２が発光せず、蓄電池６０５から負荷３に電気エネルギーを供給している状態であることを示す。
【０１１５】
（まとめ）
本実施形態によれば、第１の実施形態のまとめに記載の効果と同様の効果が得られる。
【０１１６】
本実施形態によれば、停電用給電装置がレギュレータ６７１を備えるので、直流入力の直流入力電圧を調節することにより、蓄電池６０５に最大許容電圧を超える電圧が印加されるのを防ぐことができる。
【０１１７】
本実施形態によれば、停電用給電装置が第１の確認用発光ダイオード６８２を備えるので、ユーザーが非停電時と停電時とを識別しやすい。
【０１１８】
（第７の実施形態）
図８は、図１の主回路１００の代替例である第７の実施形態の主回路７００及び負荷３の回路図である。以下、本実施形態の主回路７００が第４の実施形態の構成と異なる点について説明する。
【０１１９】
主回路７００は、図５の第４の実施形態の過電圧保護回路４６０に第２の確認用発光ダイオード７８３を追加した過電圧保護回路７６０を備える。第２の確認用発光ダイオード７８３は、第３の保護用抵抗器７６７と第３の保護用トランジスタ７６３のコレクタ（Ｃ）との間に接続されている。
【０１２０】
主回路７００は、図７の第６の実施形態の第２のコンデンサ６４４と同様に配置された第２のコンデンサ７４４を備える。第２のコンデンサ７４４は、低蓄電端子７０７と高蓄電端子７０６との間に急激な電圧の変化が生じることを防ぐことにより、蓄電池７０５を保護する。
【０１２１】
第２の実施形態と同様に、蓄電池７０５に最大許容電圧以下の電圧が印加されている場合、すなわち、第２のツェナーダイオード７６４が降伏を起こしていない場合、第３の保護用トランジスタ７６３がオン状態となる。結果として、第２の確認用発光ダイオード７８３が発光して、電源から蓄電池７０５に電気エネルギーが伝達可能な状態であることが視認可能となる。
【０１２２】
第２の実施形態と同様に、蓄電池７０５に最大許容電圧より高い電圧が印加されている場合、すなわち、第２のツェナーダイオード７６４が降伏を起こしている場合、第３の保護用トランジスタ７６３がオフ状態となる。結果として、第２の確認用発光ダイオード７８３が発光せず、電源から蓄電池７０５に電気エネルギーが伝達されない状態であることが視認可能となる。
【０１２３】
主回路７００は、図７の第６の実施形態の第５のコンデンサ６４７と同様の第５のコンデンサ７４７を備える。第５のコンデンサ７４７の一端は高出力端子７０３に接続されている。第５のコンデンサ７４７の他端は低出力端子７０４に接続されている。第５のコンデンサ７４７は、低出力端子７０４と高出力端子７０３との間に急激な電圧の変化が生じることを防ぐことにより、主回路７００を保護する。
【０１２４】
（まとめ）
本実施形態によれば、第１の実施形態のまとめに記載の効果と同様の効果が得られる。
【０１２５】
本実施形態によれば、停電用給電装置が第２の確認用発光ダイオード７８３を備えるので、ユーザーが非停電時と停電時とを識別しやすい。
【０１２６】
本実施形態によれば、停電用給電装置が過電圧保護回路７６０を備えるので、蓄電池７０５に印加される電圧を最大許容電圧以下に維持することにより、蓄電池７０５を保護することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１…停電用給電装置、２…交流直流変換回路、３…負荷、５…第１の交流入力端子、
６…第２の交流入力端子、７…発光ダイオード、１００…主回路、
１０１…直流高入力端子、１０２…直流低入力端子、１０３…高出力端子、
１０４…低出力端子、１０５…蓄電池、１０６…高蓄電端子、１０７…低蓄電端子、
１１１…入力側高伝導路、１１２…出力側高伝導路、１１３…入力側低伝導路、
１１４…出力側低伝導路、１１５…逆電流防止回路、
１１６…逆電流防止ショットキーバリアダイオード、１１７…第１の抵抗器、
１２０…切替回路、１２１…制御端子、１２２…第１の切替用トランジスタ、
１２３…第２の切替用トランジスタ、１２４…第１の切替用抵抗器、
１２５…第２の切替用抵抗器、１２６…第３の切替用抵抗器、
１２７…第４の切替用抵抗器、１３０…検出回路、１３１…検出トランジスタ、
１３２…検出ダイオード、１３３…電流制限抵抗器、１３４…第１の端子、
１３５…第２の端子、１３６…第３の端子、１４０…過放電保護回路、
１４１…第１のツェナーダイオード、１４２…スイッチ、１４３…第１のコンデンサ、
２００…主回路、２０４…低出力端子、２０５…蓄電池、２０６…高蓄電端子、
２０７…低蓄電端子、２１１…入力側高伝導路、２１３…入力側低伝導路、
２１４…出力側低伝導路、２１６…逆電流防止ショットキーバリアダイオード、
２１７…第１の抵抗器、２２０…切替回路、２２１…制御端子、
２３１…検出トランジスタ、２３５…第２の端子、２４０…過放電保護回路、
２４１…第１のツェナーダイオード、２５１…第３の切替用トランジスタ、
２５２…第５の切替用抵抗器、２５３…第６の切替用抵抗器、２６０…過電圧保護回路、
２６１…第１の保護用トランジスタ、２６２…第２の保護用トランジスタ、
２６３…第３の保護用トランジスタ、２６４…第２のツェナーダイオード、
２６５…第１の保護用抵抗器、２６６…第２の保護用抵抗器、
２６７…第３の保護用抵抗器、２６８…第４の保護用抵抗器、３００…主回路、
３０１…直流高入力端子、３０２…直流低入力端子、３０５…蓄電池、
３０６…高蓄電端子、３０７…低蓄電端子、３１１…入力側高伝導路、
３１３…入力側低伝導路、３１７…第１の抵抗器、３１８…電池充電用回路ブロック、
３２２…第１の切替用トランジスタ、３４４…第２のコンデンサ、４００…主回路、
４０５…蓄電池、４１２…出力側高伝導路、４２０…切替回路、
４６０…過電圧保護回路、５００…主回路、５０１…直流高入力端子、
５０２…直流低入力端子、５０５…蓄電池、５０６…高蓄電端子、５０７…低蓄電端子、
５１３…入力側低伝導路、５１６…逆電流防止ショットキーバリアダイオード、
５１７…第１の抵抗器、５２０…切替回路、５４４…第２のコンデンサ、
５４５…第３のコンデンサ、５４６…第４のコンデンサ、５７１…レギュレータ、
５７２…調節用抵抗器、５７３…第３のツェナーダイオード、５７４…第１の調節端子、
５７５…第２の調節端子、５７６…第３の調節端子、６００…主回路、
６０３…高出力端子、６０４…低出力端子、６０５…蓄電池、６０６…高蓄電端子、
６０７…低蓄電端子、６１３…入力側低伝導路、
６１６…逆電流防止ショットキーバリアダイオード、６２０…切替回路、
６４４…第２のコンデンサ、６４７…第５のコンデンサ、６７１…レギュレータ、
６７５…第２の調節端子、６８１…確認用抵抗器、
６８２…第１の確認用発光ダイオード、７００…主回路、７０３…高出力端子、
７０４…低出力端子、７０５…蓄電池、７０６…高蓄電端子、７０７…低蓄電端子、
７４４…第２のコンデンサ、７４７…第５のコンデンサ、７６０…過電圧保護回路、
７６３…第３の保護用トランジスタ、７６４…第２のツェナーダイオード、
７６７…第３の保護用抵抗器、７８３…第２の確認用発光ダイオード、
８０１…ショットキーバリアダイオードの電圧・電流特性を示すグラフ、
８０２…参考例としてのＰＮ接合の整流ダイオードの電圧・電流特性を示すグラフ
【図１】
0003230685.tif 000003
【図２】
0003230685.tif 000004
【図３】
0003230685.tif 000005
【図４】
0003230685.tif 000006
【図５】
0003230685.tif 000007
【図６】
0003230685.tif 000008
【図７】
0003230685.tif 000009
【図８】
0003230685.tif 000010
【図９】
0003230685.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月2日(2020.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
非停電時に直流入力の電気エネルギーを蓄電池に蓄電することと、停電時に前記蓄電池から負荷に前記電気エネルギーを供給することと、をするための停電用給電装置であって、
前記停電用給電装置が、
前記直流入力の高電圧側に接続可能な直流高入力端子と
前記直流入力の低電圧側に接続可能な直流低入力端子と、
前記負荷の前記高電圧側に接続可能な高出力端子と、
前記負荷の前記低電圧側に接続可能な低出力端子と、
前記蓄電池の前記高電圧側に接続可能な高蓄電端子と、
前記蓄電池の前記低電圧側に接続可能な低蓄電端子と、
前記直流高入力端子と前記高蓄電端子との間を接続可能な入力側高伝導路と、
前記高蓄電端子と前記高出力端子との間を接続可能な出力側高伝導路と、
前記低蓄電端子と前記低出力端子との間を接続可能な出力側低伝導路と、
前記直流低入力端子と前記低蓄電端子との間を接続可能な入力側低伝導路と、
前記入力側高伝導路内において前記直流高入力端子から前記高蓄電端子に向けて一方向に電流を流す逆電流防止回路と、
前記直流入力を検出する検出回路と、
制御端子を備える切替回路と、
を備え、
前記切替回路が、前記制御端子における入力に基づいて、前記出力側高伝導路と前記出力側低伝導路との少なくとも一方を伝導状態と非伝導状態との間で切り替え可能に構成されており、
前記検出回路が、検出トランジスタと検出ダイオードとを備え、
前記検出トランジスタが、
前記高蓄電端子に接続された第１の端子と、
前記制御端子に接続された第２の端子と、
前記第１の端子と前記第２の端子との間を前記伝導状態と前記非伝導状態とに切り替えるための第３の端子と、
を備え、
前記検出トランジスタが、前記第１の端子から前記第３の端子に流れる検出電流が検出閾値以上である場合に、前記伝導状態となるように構成されており、
前記検出ダイオードが、
前記直流高入力端子と前記逆電流防止回路との間において前記入力側高伝導路に接続されたアノードと、
前記検出トランジスタの前記第３の端子に接続されたカソードと、
を備え、
前記直流低入力端子に対する前記直流高入力端子の電位が停電閾値より高い場合、前記検出電流が前記検出閾値未満となるように、前記検出回路が構成されており、
前記直流低入力端子に対する前記直流高入力端子の電位が前記停電閾値以下である場合、前記検出ダイオードに逆方向にリーク電流が流れることにより、前記検出電流が前記検出閾値以上となるように、前記検出回路が構成されており、
前記検出トランジスタが前記非伝導状態であるときに、前記出力側高伝導路と前記出力側低伝導路との少なくとも一方を前記非伝導状態にするように、前記切替回路が構成されており、
前記検出トランジスタが前記伝導状態である場合であって、かつ、前記制御端子に切替閾値以上の電流が流れている場合に、前記出力側高伝導路と前記出力側低伝導路とを前記伝導状態にするように、前記切替回路が構成されている、
停電用給電装置。
【請求項２】
前記検出ダイオードが、ショットキーバリアダイオードである、
請求項１に記載の停電用給電装置。
【請求項３】
前記検出ダイオードが、発光ダイオードである、
請求項１に記載の停電用給電装置。
【請求項４】
前記停電用給電装置が、前記検出ダイオードの前記カソードと前記検出トランジスタの前記第３の端子との間の伝導路内に位置する電流制限抵抗器を更に備え、
前記直流低入力端子に対する前記直流高入力端子の電位が前記停電閾値以下である場合に前記検出ダイオードにかかる逆方向の電圧の大きさが前記検出ダイオードの逆方向降伏電圧の大きさ未満となるように、前記電流制限抵抗器の抵抗値が決定されている、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項５】
前記停電用給電装置が、前記停電時であって、かつ、前記蓄電池から出力される電圧が最小許容電圧未満であるときに、前記蓄電池から前記負荷への前記電気エネルギーの供給を停止するための過放電保護回路を更に備え、
前記過放電保護回路が、前記制御端子と前記第２の端子との間の伝導路内に位置する第１のツェナーダイオードを備え、
前記第１のツェナーダイオードの前記アノードが、前記制御端子に接続されており、
前記第１のツェナーダイオードの前記カソードが、前記第２の端子に接続されている、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項６】
前記停電用給電装置が、スイッチを更に備え、
前記スイッチは、オン状態において、前記高蓄電端子と前記第１の端子との間の伝導路を閉じることにより、前記蓄電池から前記負荷に前記電気エネルギーの伝達を可能にするように構成され、
前記スイッチは、オフ状態において、前記高蓄電端子と前記第１の端子との間の前記伝導路を開くことにより、前記蓄電池から前記負荷に前記電気エネルギーの伝達を不可能にするように構成されている、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項７】
前記停電用給電装置が、レギュレータを更に備え、
前記レギュレータが、前記直流入力に含まれる直流入力電圧を受信するように構成されており、
前記レギュレータが、前記蓄電池に印加される電圧が前記蓄電池の最大許容電圧以下となるように低減された電圧を出力するように構成されている、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項８】
前記非停電時に発光するとともに前記停電時に消灯する確認用発光ダイオードを更に備え、
前記確認用発光ダイオードの前記アノードが、直接的に又は間接的に、前記直流高入力端子と前記逆電流防止回路との間において前記入力側高伝導路に接続されており、
前記確認用発光ダイオードの前記カソードが、直接的に又は間接的に、前記直流低入力端子と前記低蓄電端子との間において前記入力側低伝導路に接続されている、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項９】
前記停電用給電装置が、前記蓄電池に印加される電圧を前記蓄電池の最大許容電圧以下に維持するための過電圧保護回路を更に備える、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【請求項１０】
交流入力を前記直流入力に変換する交流直流変換回路を更に備える、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の停電用給電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第９の態様の停電用給電装置は、停電用給電装置が、蓄電池に印加される電圧を蓄電池の最大許容電圧以下に維持するための過電圧保護回路を更に備える、態様１から態様８のいずれか一つに記載の停電用給電装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
第９の態様によれば、停電用給電装置が過電圧保護回路を備えるので、蓄電池に印加される電圧を蓄電池の最大許容電圧以下に維持することにより、蓄電池を保護することができる。