(57)【要約】【課題】  直流電源の負荷変動に伴う急激な電圧低下に対して「ひげ」状の出力を生じさせない電源装置および電子機器を提供する。【解決手段】電源装置１にＯＲ回路１４を設けて、スイッチング電源１１の出力とシリーズ電源１２の出力とをＯＲ回路１４によってＯＲ接続し、シリーズ電源１３に入力する。シリーズ電源１３は、直流電源２における電圧変動、負荷の急激な変動または故障等でスイッチング電源１１の出力電圧が低下してもシリーズ電源１２から電力供給を受けることによって、シリーズ電源１３の出力電圧は急峻な変動を起こすことなく、一定の値を保つことができる。【選択図】      図３
2011008644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力部および第１の出力部を有し、第１の入力部が直流電源に接続されるスイッチングレギュレーション方式の第１の電源部と、
第２の入力部および第２の出力部を有し、第２の入力部が前記直流電源に接続されるシリーズレギュレーション方式の第２の電源部と、
第３の入力部および第３の出力部を有し、第３の出力部が負荷に接続されるシリーズレギュレーション方式の第３の電源部と、
第３の入力部を第１の出力部または第２の出力部のいずれかへ切り替えて接続する接続部とを含み、
接続部は、第１の出力部および第２の出力部を第３の入力部へ同時に接続した後に、切り換え接続を行うことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
第１の入力部および第１の出力部を有し、第１の入力部が直流電源に接続されるスイッチングレギュレーション方式の第１の電源部と、
第２の入力部および第２の出力部を有し、第２の入力部が前記直流電源に接続されるシリーズレギュレーション方式の第２の電源部と、
第３の入力部および第３の出力部を有し、第３の出力部が負荷に接続されるシリーズレギュレーション方式の第３の電源部とを含み、
第１の電源部と第２の電源部とは、並列運転を行い、第１の電源部の出力電圧は、第２の電源部の出力電圧より高く設定され、第３の入力部は、第１の出力部および第２の出力部に接続されることを特徴とすることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
前記第２の電源部の最低動作入力電圧は、前記第１の電源部の最低動作入力電圧より低く設定され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】
アノードが前記第１の出力部に接続され、カソードが前記第３の入力部に接続される第１のダイオードと、
アノードが前記第２の出力部に接続され、カソードが前記第３の入力部および前記第１のダイオードのカソードに接続される第２のダイオードとをさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の電源装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱損失および電源変動を考慮した電源装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流安定化電源としてスイッチングレギュレーション方式の電源（以下、「スイッチング電源」という）およびシリーズレギュレーション方式の電源（以下、「シリーズ電源」という）が広く使用されている。
【０００３】
スイッチング電源は、シリーズ電源に比べて、電圧変換効率が高く、自装置内での電力損失が少ないので、大きな負荷に対してもコンパクトな大きさで実現することができる。シリーズ電源は、スイッチング電源に比べて、効率が低い反面、リップルおよびノイズの発生が少なく、負荷に対して安定した電力供給を行えるという特徴を有する。
【０００４】
図１は、従来の技術による電源装置９の構成を示すブロック図である。電源装置９は、たとえば車載用の電子回路の電源として採用されている。電源装置９は、直流電源２および負荷３に接続されている。電源装置９は、スイッチング電源１１、シリーズ電源１２，１３、制御部２０および切換部２１を含んで構成されている。切換部２１の二つの接点が共通に接続されている出力電圧の切換点は、Ａ点で表されている。
【０００５】
スイッチング電源１１とシリーズ電源１２とは、制御部２０によって制御される切換部２１によって負荷との接続が切り換えられる。この結果、シリーズ電源１３は、スイッチング電源１１およびシリーズ電源１２のいずれか一方から電力供給を受けるようになっている。
【０００６】
すなわち、制御部２０は、負荷電流を検出し、それに応じて切換部２１を動作させ、負荷が高くなれば高効率なスイッチング電源１１から、また、負荷が低くなれば安定度の高いシリーズ電源１２から負荷に対する電力供給を行わせるようにシリーズ電源１３に対する接続を切り換えている。シリーズ電源１３は、電源装置９が閉鎖的かつ狭小な場所、たとえば自動車のボンネット内のような場所に設置される場合、局所的に集中する発熱を分散することで緩和し、周囲への影響を低減する目的で設けられている。
【０００７】
スイッチング電源１１およびシリーズ電源１２を切り換える技術については以下の特許文献に見られる。特許文献１に記載される従来の技術である電源回路は、スイッチング電源１１に相当する直流−直流コンバータ（以下、「ＤＣ−ＤＣコンバータ」という。）と、シリーズ電源１２に相当するシリーズレギュレータとの出力切り換えに関するものである。この電源回路は、基準信号回路と、比較部と、電流検出回路とを装置内に設けて、基準信号回路で発生させた基準電流値と電流検出回路で検出した負荷電流値とを比較部で比較している。そして比較結果に応じてＤＣ−ＤＣコンバータまたはシリーズレギュレータのいずれか一方の制御端子にイネーブル制御信号を与え、他方の制御端子にディセーブル制御信号を与えて出力切り換えを行っている。
【０００８】
特許文献２に記載される従来の技術である直流安定化電源装置も、ＤＣ−ＤＣコンバータと、シリーズレギュレータの出力切り換えに関するものであり、制御回路を設け、外部から与えられる切換制御信号に基づき、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはシリーズレギュレータのいずれか一方の制御端子に制御信号を与え、他の片側をブロックし、出力切り換えを行っている。
【０００９】
電源装置９は、直流電源２に対し並列接続されているスイッチング電源１１、シリーズ電源１２およびスイッチング電源１１およびシリーズ電源１２にそれぞれ直列接続されているシリーズ電源１３から成るが、シリーズ電源１３に対する電力供給は、特許文献１または特許文献２の電源切り換えと同様な手法によるスイッチング電源１１とシリーズ電源１２の切り換えによってなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３３１０８０号公報
【特許文献２】特開２００３−２１６２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来の技術である電源装置９は、制御部２０からの出力信号によって切換部２１がシリーズ電源１３に対する入力を切換える。これによりシリーズ電源１３は、切換部２１の切り換えによってスイッチング電源１１およびシリーズ電源１２のいずれか一方から電力供給を受けている。
【００１２】
図２は、電源装置９においてスイッチング電源１１からシリーズ電源１２への出力切り換えが行われるときの動作を示すタイムチャートである。図２（１）は、直流電源２であるバッテリ電圧出力を示している。時刻t1で直流電源２に多大な負荷がかかり、電圧がＶｂ１からＶｂ２まで落ち込んでいる。直流電源２に接続される図示しない装置のうちいずれかが作動するとき、直流電源２の出力電圧は、図２（１）に示すバッテリ電圧出力のように大きく電圧低下することがある。
【００１３】
図２（２）は、直流電源２の出力電圧が図２（１）のように低下するとき，それによって生じる、ＯＲ回路出力であり、シリーズ電源１３の入力であるＡ点の電圧変化を示す図である。時刻ｔ1で負荷電流が減少して、シリーズ電源１３の入力先がスイッチング電源１１からシリーズ電源１２に切り換えられ、シリーズ電源１３に対する電力の供給元が図２（３）のように変わると、Ａ点の電圧は，スイッチング電源１１の定常出力電圧である電圧Ｖｏ１からシリーズ電源１２の定常出力電圧である電圧Ｖｏ２に変わる。
【００１４】
この切り換えに際して入力電圧が一時的に落ち込むため、図２（４）に示すようにシリーズ電源１３の出力電圧Ｖｌは、瞬時落ち込んだ後、短時間の内に回復する。すなわち、シリーズ電源１３の出力電圧の急激な低下に伴い、時刻ｔ1の直後において、負荷にかかる電圧の変動（以下、その電圧波形の形状から「ひげ」という）が瞬時発生することがある。
【００１５】
車両に搭載される電子装置においては、たとえばイグニッションスイッチ操作によってセルモータが回されるときなどに急激な直流電源２に負荷変動が生じる。急激な直流電源２の負荷変動によって電源が切り換わり図２（４）に示されるような「ひげ」が発生すると、その分ノイズ耐性が下がり、ノイズの影響を受けやすくなる。このため負荷３、たとえば電子燃料噴射装置では燃料噴射弁の誤動作などが生じることがある。
【００１６】
特許文献１および特許文献２は、いずれも負荷の変動に対して負荷の電流を検出してＤＣ−ＤＣコンバータとシリーズレギュレータ電源とで負荷に対する接続の切り換えを行っている。したがって、切り換えに伴い「ひげ」が発生することがある。
【００１７】
本発明の目的は、直流電源の負荷変動に伴う急激な電圧低下に対して「ひげ」状の出力を生じさせない電源装置および電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明（１）は、第１の入力部および第１の出力部を有し、第１の入力部が直流電源に接続されるスイッチングレギュレーション方式の第１の電源部と、
第２の入力部および第２の出力部を有し、第２の入力部が前記直流電源に接続されるシリーズレギュレーション方式の第２の電源部と、
第３の入力部および第１の出力部を有し、第３の入力部が出力側が負荷に接続されるシリーズレギュレーション方式の第３の電源部と、
第３の入力部を第１の出力部または第２の出力部のいずれかへ切り替えて接続する接続部とを含み、
接続部は、第１の出力部および第２の出力部を第３の入力部へ同時に接続した後に、切り換え接続を行うことを特徴とする電源装置である。
【００１９】
本発明（２）は、第１の入力部および第１の出力部を有し、第１の入力部が直流電源に接続されるスイッチングレギュレーション方式の第１の電源部と、
第２の入力部および第２の出力部を有し、第２の入力部が前記直流電源に接続されるシリーズレギュレーション方式の第２の電源部と、
第３の入力部および第３の出力部を有し、第３の出力部が負荷に接続されるシリーズレギュレーション方式の第３の電源部とを含み、
第１の電源部と第２の電源部とは、並列運転を行い、第１の電源部の出力電圧は、第２の電源部の出力電圧より高く設定され、第３の入力部は、第１の出力部および第２の出力部に接続されることを特徴とすることを特徴とする電源装置である。
【００２０】
本発明（３）は、前記第２の電源部の最低動作入力電圧は、前記第１の電源部の最低動作入力電圧より低く設定されることを特徴とする。
【００２１】
本発明（４）は、アノードが前記第１の出力部に接続され、カソードが前記第３の入力部に接続される第１のダイオードと、
アノードが前記第２の出力部に接続され、カソードが前記第３の入力部および前記第１のダイオードのカソードに接続される第２のダイオードとをさらに含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明（５）は、前記電源装置を備えることを特徴とする電子機器である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明（１）によれば、スイッチングレギュレーション方式の第１の電源部が直流電源に接続されるとともに、シリーズレギュレーション方式の第２の電源部も前記直流電源に接続され、第１の電源部および第２の電源部は、接続部を介してシリーズレギュレーション方式の第３の電源部に直列接続され、第１の電源部の出力および第２の電源部の出力は、接続部によって第３の入力部に同時に接続された後にいずれかに切り替えられて第３の電源部に入力として与えられる。
【００２４】
このため出力側が負荷に接続される第３の電源部に電力供給を行っていた第１の電源部が、入力変動、負荷変動または故障によって機能停止しても、第３の電源部は、引き続き第２の電源部から電力を受けて、出力電圧波形に「ひげ」を生じることもなく、安定した出力を維持することができる。
【００２５】
また本発明（２）によれば、スイッチングレギュレーション方式の第１の電源部が直流電源に接続されるとともに、シリーズレギュレーション方式の第２の電源部も前記直流電源に接続され、第１の電源部および第２の電源部は、いずれも第３の電源部に直列接続されて、第１の電源部の出力および第２の電源部の出力が第３の電源部に入力として与えられる。第１の電源部と第２の電源部とは、並列運転を行い、第１の電源部の出力電圧は、第２の電源部の出力電圧より高く設定される。これによって直流電源２が正常に動作する電圧範囲において、第３の電源部に対して、常に効率の良い前記第１の電源部が使用され得るので、熱損失を低減することができる。
【００２６】
また本発明（３）によれば、前記第２の電源部の最低動作入力電圧は、前記第１の電源部の最低動作入力電圧より低く設定される。これによって大幅な入力変動、大幅な負荷変動または故障によって前記第１の電源部が機能停止しても、入力変動および負荷変動に対して耐性の高い前記第２の電源部から電力供給を受けることができるので、前記第３の電源部は、動作継続可能である。これによって熱損失を低減しつつ、かつ動作電圧範囲が広い電源構成が可能になる。
【００２７】
また本発明（４）によれば、アノードが前記第１の出力部に接続され、カソードが前記第３の入力部に接続される第１のダイオードと、アノードが前記第２の出力部に接続され、カソードが前記第３の入力部および前記第１のダイオードのカソードに接続される第２のダイオードとをさらに含んでいる。これによって、出力電圧が高い前記第１の電源部から出力電圧が低い前記第２の電源部への電流の回り込みが発生することがなく、前記第３の電源部は、前段の電源装置の出力を最も効率よく活用することができる。また、前記第１の電源部および前記第２の電源部のうちの一方で地絡故障が起きてもダイオードまたはダイオードによって正常な電源から故障した電源へ短絡電流が流れ込むことが阻止され得る。この結果、正常な他方の電源とシリーズ電源とは、ダイオードが存在しなければ地絡によって起り得る二次故障から防護される。
【００２８】
また本発明（５）によれば、前記電源装置を備えることによって、電源装置の発熱および元電源である直流電源の電圧変動の影響を受けにくい電子機器が構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の技術による電源装置９の構成を示すブロック図である。
【図２】電源装置９においてスイッチング電源１１からシリーズ電源１２への出力切り換えが行われるときの動作を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施形態である電源装置の構成を示すブロック図である。
【図４】電源装置１におけるスイッチング電源１１が機能停止したときのシリーズ電源１３の入力側および出力側の電圧を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の具体的な一例を示す図である。
【図６】スイッチング電源１１とシリーズ電源１２の最低動作電圧設定についての具体的な一実施形態を示す図である
【図７】スイッチング電源１１とシリーズ電源１２の最低動作電圧設定についての具体的な一実施形態を示す図である。
【図８】本発明の具体的な他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態である電源装置１の構成を示すブロック図である。電源装置１は、直流電源２に接続され、直流電源２の出力電圧を入力とし、電圧変換を行って変動幅の少ない直流電圧を生成する。電源装置１には、負荷３が接続され、生成した直流電圧を負荷３に印加する。直流電源２は、たとえばバッテリなどの蓄電池である。直流電源２には、電源装置１の他に、図示されない負荷が接続されている。たとえば自動車の場合、バッテリには照明灯および方向指示器等が接続される。
【００３１】
電源装置１は、スイッチング電源１１、シリーズ電源１２、出力側が負荷３に接続されるシリーズ電源１３および論理和回路（以下「ＯＲ回路」という）１４を含んで構成される。第１の電源部であるスイッチング電源１１は、電圧変換効率が高く、自装置内での電力損失が少ないスイッチングレギュレーション方式の直流安定化電源であり、入力側が直流電源２に接続される。第２の電源部であるシリーズ電源１２は、リップルおよびノイズの発生が少なく、負荷に対して安定した電力供給を行えるシリーズレギュレーション方式の直流安定化電源であり、入力側が前記直流電源２に接続されている。
【００３２】
接続部であるＯＲ回路は、第３の入力部を第１の出力部または第２の出力部のいずれかへ切り替えて接続する接続部として構成される。また、ＯＲ回路は、負荷状態の変動に応じて第１の出力部または第２の出力部のいずれかへ切り替える。たとえば、負荷が電子燃料噴射装置である場合には、エンジン始動時には確実な燃料噴射のためにリップルやノイズの発生が少ないシリーズ電源を接続し、始動後の通常駆動時には電力損失の少ないスイッチング電源を接続する。
【００３３】
そして、ＯＲ回路は、第１の出力部および第２の出力部を第３の入力部へ同時に接続した後に、すなわち並列運転を行った後に切り換え接続を行うよう構成される。並列運転の間に、両電源の出力安定化の機能により。第３の入力部への出力は、両電源の出力の中間的な値に調整されるため、他方の電源の接続を遮断した場合であっても、急激な出力の変動が発生しない。これにより「ひげ」の発生をなくすことができる。
【００３４】
第３の電源部であるシリーズ電源１３は、シリーズレギュレーション方式の直流安定化電源であるが、熱分散の目的で設けられる。シリーズ電源１３の入力側は、ＯＲ回路１４を介して第１の出力部であるスイッチング電源１１の出力部および第１の出力部であるシリーズ電源１２の出力部に接続される。シリーズ電源１３は、スイッチング電源１１またはシリーズ電源１２でいったん電圧変換され安定化された電圧を入力し、負荷３の要求仕様を満たす電圧および電流を出力する。
【００３５】
図４は、電源装置１におけるスイッチング電源１１が機能停止したときのシリーズ電源１３の入力電圧波形および出力電圧波形を示すタイムチャートである。図４（１）は、直流電源２であるバッテリ電圧出力を示している。時刻t1で直流電源２に多大な負荷がかかり、電圧がＶｂ１からＶｂ２まで落ち込んでいる。直流電源２に接続される図示しない装置のうちいずれかが作動するとき、直流電源２の出力電圧は、図４（１）のバッテリ電圧出力のように大きく電圧低下することがある。
【００３６】
図４（２）は、直流電源２の出力電圧が図４（１）のように低下するとき，それによってＯＲ回路出力であり、シリーズ電源１３の入力であるＡ点の電圧変化を示す図である。時刻ｔ１で直流電源２の電圧が低下しスイッチング電源１１の最低動作入力電圧以下になると、スイッチング電源１１は、公知の技術である保護機能を働かせ、垂下特性によって電圧出力を下げるかまたはフの字特性に従い電圧出力および電流出力を下げる。この結果、スイッチング電源１１は、出力電圧Ｖｏ１を出力することができなくなる。
【００３７】
このときシリーズ電源１３の入力電圧は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までスイッチング電源１１の電圧出力低下に従い直線的に下がっていく。時刻ｔ２でスイッチング電源１１の出力電圧がシリーズ電源１２の出力電圧以下となると、シリーズ電源１３は、シリーズ電源１２から電力供給を受け、Ａ点の電圧はシリーズ電源１２の出力する電圧Ｖｏ２となる。
【００３８】
すなわち、シリーズ電源１３は、図４（３）に示すように時刻ｔ１までシリーズ電源１３は、スイッチング電源１１から、時刻ｔ１から時刻ｔ２までスイッチング電源１１およびシリーズ電源１２の双方から、さらに時刻ｔ２以降、シリーズ電源１２から電力供給を受ける。よって、図４（４）に示すようにスイッチング電源１１からシリーズ電源１２に切り換わるときにシリーズ電源１３の出力電圧Ｖｌにおいて負荷回路を誤動作させる原因となる「ひげ」が生じることはない。
【００３９】
直流電源２の電圧が低下する前の電圧Ｖｏ１も，直流電源２の電圧が低下した後の電圧Ｖｏ２も，共にシリーズ電源１３の最低動作電圧以上であり、かつ入力変動幅＝Ｖｏ１−Ｖｏ２がシリーズ電源１３の許容入力変動範囲内であるならば、シリーズ電源１３は、安定した電圧を出力し続ける。
【００４０】
したがって負荷３は、直流電源２の出力電圧が大きく変動しても電源装置１が安定した電圧を出力するので、直流電源２の出力電圧の変動の影響を受けることなく正常な動作を続けることができる。
【００４１】
図５は、電源装置１の具体的な一例を示す図である。図３に示した電源装置１と同じ構成要素については同じ参照符を付して、重複を避けるために説明を省略する。図５に示した電源装置１ａと図３に示した電源装置１の主な相違点は、図３に示されたＯＲ回路１４が、図５ではスイッチング電源１１とシリーズ電源１２の出力の結線論理和（以下、ワイアッドオアという）で構成されていることである。
【００４２】
スイッチング電源１１の出力側も、シリーズ電源１２の出力側も、どちらもインピーダンスが高く、出力電圧の高い電源から出力電圧の低いほうの電源への電流回り込みの影響は無視することができる。また出力電圧の高い電源から出力電圧の低い電源への電流の回り込みは、微々たるものであり、出力電圧の高いスイッチング電源１１からの電力は、ほぼシリーズ電源１３に供給される。ワイアッドオアの構成は、最も簡単でコスト的にも安くつくという利点がある。
【００４３】
図６は、スイッチング電源１１およびシリーズ電源１２の出力電圧設定について説明するための図である。スイッチング電源１１は、たとえば効率８０％であり、その出力電圧は、たとえば＋６．５(Ｖ)と高めに設定される。また、シリーズ電源１２は、たとえば効率４０％であり、その出力電圧は、たとえば＋６．０(Ｖ)に設定される。これによって直流電源２に大きな落ち込みがなければ、シリーズ電源１３に対する電力供給は、常に効率の良いスイッチング電源１１から行われる。このようにして熱損失を低減することができる。
【００４４】
図７は、スイッチング電源１１とシリーズ電源１２の最低動作電圧設定について説明するための図である。
【００４５】
たとえば図６で説明したように効率８０％、かつ出力電圧が＋６．５（Ｖ）に設定されたスイッチング電源１１の最低動作入力電圧は、さらに＋６．０（Ｖ)に設定される。また、効率４０％、かつ出力電圧が＋６．０（V）に設定されたシリーズ電源１２は、最低動作入力電圧が＋４．０（V)に設定される。
【００４６】
直流電源２の出力電圧が＋６．０(Ｖ）以下に落ちると、スイッチング電源１１は、運転を継続することが困難になる。しかし、シリーズ電源１３は、シリーズ電源１２が最低動作入力電圧に関しスイッチング電源１１より＋２．０（Ｖ）の余裕を持っているので、シリーズ電源１２から電力供給を受けて、安定した＋５．０（Ｖ）を出力することができる。このようにして、常時は効率の良いスイッチング電源１１から電力供給を受けることによって熱損失を低減することができるとともに、直流電源２の出力電圧がスイッチング電源１１の最低動作入力電圧である＋６．０（Ｖ)以下になっても、直流電源２の出力電圧がシリーズ電源１２の最低動作入力電圧である＋４．０（Ｖ)まで下がらない限り、動作可能な動作電圧範囲の広い電源が得られる。
【００４７】
図８は、電源装置１の具体的な他の例を示す図である。図３に示したＯＲ回路１４が、図８に示した電源装置１ｂではダイオード１５およびダイオード１６によって構成されている。第１のダイオードであるダイオード１５は、アノードがスイッチング電源１１の出力側に接続され、カソードがシリーズ電源１３の入力部に接続されている。また、第２のダイオードであるダイオード１６は、アノードがシリーズ電源１２の出力部に接続され、カソードがシリーズ電源１３の入力部に接続されている。ダイオード１５およびダイオード１６は、シリーズ電源１３の入力部でカソードが共通に接続されている。
【００４８】
電源装置１ｂは、ダイオードの順方向の電圧降下が１（Ｖ）弱あるために、スイッチング電源１１およびシリーズ電源１２の出力電圧をその分高く設定するか、または、シリーズ電源１３が、ダイオードにおける順方向の電圧降下分低い入力でも動作可能とする必要がある。しかし、図５に示した電源装置１ａの構成と比べた場合、電源装置１ｂでは電流回り込みを防止することができる。これによりスイッチング電源１１およびシリーズ電源１２のうちの一方で地絡故障が起きても、ダイオード１５またはダイオード１６によって正常な電源から故障した電源へ短絡電流が流れ込むことが阻止される。この結果、正常な電源とシリーズ電源１３とは、ダイオードが存在しなければ地絡によって起り得る二次故障から防護される。
【００４９】
このように、スイッチング電源１１の入力部が直流電源２に接続されるとともに、シリーズ電源１２の入力部も直流電源２に接続され、スイッチング電源１１およびシリーズ電源１２は、接続部を介してシリーズ電源１３に直列接続され、スイッチング電源１１の出力およびシリーズ電源１２の出力部、接続部によって同時にシリーズ電源１３の入力部に接続された後にいずれかに切り替えられてシリーズ電源１３に入力として与えられる。このためシリーズ電源１３に電力供給を行っていたスイッチング電源１１が、入力変動、負荷変動または故障によって機能停止しても、シリーズ電源１３は、引き続きシリーズ電源１２から電力の供給を受けて、出力電圧波形に「ひげ」を生じることなく、安定した出力を維持することができる。
【００５０】
さらに、スイッチング電源１１が直流電源２に接続されるとともに、シリーズ電源１２も直流電源２に接続され、スイッチング電源１１およびシリーズ電源１２は、いずれもシリーズ電源１３に直列接続されて、スイッチング電源１１の出力、およびシリーズ電源１２の出力がシリーズ電源１３に入力として与えられる。スイッチング電源１１とシリーズ電源１２とは、並列運転を行い、スイッチング電源１１の出力電圧は、シリーズ電源１２の出力電圧より高く設定される。これによって直流電源２が正常に動作する電圧範囲において、シリーズ電源１３に対して、常に効率の良い前記スイッチング電源１１が使用され得るので、熱損失を低減することができる。
【００５１】
さらに、シリーズ電源１２の最低動作入力電圧は、スイッチング電源１１の最低動作入力電圧より低く設定される。これによって大幅な入力変動、大幅な負荷変動または故障によってスイッチング電源１１が機能停止しても、入力変動および負荷変動に対し耐性の高いシリーズ電源１２から電力供給を受けることができるので、シリーズ電源１３は、動作継続可能である。これによって熱損失を低減しつつ、かつ動作電圧範囲が広い電源構成が可能になる。
【００５２】
さらに、アノードがスイッチング電源１１の出力のプラス側に接続され、カソードがシリーズ電源１３の入力のプラス側に接続されるダイオード１５と、アノードがシリーズ電源１２の出力のプラス側に接続され、カソードがシリーズ電源１３の入力のプラス側およびダイオード１５のカソードに接続されるダイオード１６とをさらに含んでいる。これによって、出力電圧が高いスイッチング電源１１から出力電圧が低いシリーズ電源１２への電流の回り込みが発生することがなく、シリーズ電源１３は、前段の電源装置の出力を最も効率よく活用することができる。また、スイッチング電源１１およびシリーズ電源１２のうちの一方で地絡故障が起きてもダイオード１５またはダイオード１６によって正常な電源から故障した電源へ短絡電流が流れ込むことが阻止され得る。この結果、正常な他方の電源とシリーズ電源１３とは、ダイオード１５またはダイオード１６が存在しなければ地絡によって起り得る二次故障から防護される。
【００５３】
さらに、電源装置を備えることによって、電源装置の発熱および元電源である直流電源の電圧変動の影響を受けにくい電子機器が構成され得る。
【符号の説明】
【００５４】
１，１ａ，１ｂ，９  電源装置
２  直流電源装置
３  負荷
１１  スイッチング電源
１２，１３  シリーズ電源
１４  ＯＲ回路
１５，１６  ダイオード
２０  制御部
２１  切換部
【図１】
2011008644.tif 000003
【図２】
2011008644.tif 000004
【図３】
2011008644.tif 000005
【図４】
2011008644.tif 000006
【図５】
2011008644.tif 000007
【図６】
2011008644.tif 000008
【図７】
2011008644.tif 000009
【図８】
2011008644.tif 000010