(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を用いて直流電圧を発生する直流電源回路と、
前記直流電圧を用いて第１二次電池を充電する第１充電回路と、
前記商用電源の給電断を検出する停電検出回路と、
前記給電断が検出されると、前記第１二次電池から給電され、前記直流電源回路と同程度の直流電圧を生成する昇圧回路と、
前記直流電源回路と前記昇圧回路とのいずれかに選択的に切り替える第１切替回路と、
前記第１切替回路の出力に接続された第１直流電源回路と、
前記第1切替回路の出力電圧を用いて、第２二次電池を充電する第２充電回路と、
前記第1切替回路の出力と前記第２二次電池とを選択的に切り替える第２切替回路と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記第1切替回路の出力と前記第２切替回路及び前記第２充電回路との間に挿入する第２直流電源回路をさらに備えることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
商用電源を用いて直流電圧を発生する直流電源回路と、
前記直流電圧を用いて第１二次電池を充電する第１充電回路と、
前記商用電源の給電断を検出する停電検出回路と、
前記給電断が検出されると、前記第１二次電池から給電され、前記直流電源回路と同程度の直流電圧を生成する昇圧回路と、
前記直流電源回路と前記昇圧回路とのいずれかに選択的に切り替える第１切替回路と、
前記第1切替回路の出力に接続された第１直流電源回路と、
前記第１直流電源回路の出力電圧を用いて第２二次電池を充電する第２充電回路と、
前記第１直流電源回路の出力電圧を用いて第２二次電池を充電する第２充電回路と、
前記第１直流電源回路と前記第２二次電池とを選択的に切り替える第２切替回路と、
を備えることを特徴とする自動取引装置。
【請求項４】
請求項３に記載の自動取引装置であって、
前記第１切替回路の出力に接続された第２直流電源回路と、
前記第２直流電源回路の出力に接続された機構装置と、
前記第２切替回路の出力に接続された制御装置と
をさらに備え、
前記制御装置は、前記機構装置を制御することを特徴とする自動取引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、及びこれを用いた自動取引装置に関し、例えば、停電発生時にも取引を保証するバッテリバックアップ用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、従来の現金自動預払装置や券売機等の自動取引装置は、主制御装置、電源ユニット、バッテリユニット、表示ユニット、紙幣ユニット、硬貨ユニット、カードユニット、通帳ユニット等、複数のユニットで構成されている。
特に、各ユニットを制御する主制御装置、商用電源から直流電圧を発生させる電源ユニット、二次電池から交流電力を発生させるバッテリユニットは、常時起動するものであり、主制御装置はオペレーティングシステムやアプリケーション等のプログラムを記憶部に格納し、取引データ等も記録している。
【０００３】
このため、従来の自動取引装置は、装置稼働中に停電などの入力電力異常が発生した場合、オペレーティングシステムやアプリケーション等のプログラムの保護や取引データ等の保護のために、主制御装置、及び表示ユニットへの電力供給と、カード返却を行うためのカードユニットへの電力供給との双方を電源ユニットからバッテリユニットに切り替えていた。しかし、従来の自動取引装置は、取引を行う紙幣ユニットや硬貨ユニット、通帳ユニットへの電力供給が行われていないため、入力電力異常が発生すると、取引が強制的に中断し、場合によっては紙幣のジャムが発生し、保守員による復旧作業が必要になってしまう。
【０００４】
特許文献１は、商用電源からの電力供給が停止し、且つ、二次電池の充電量が所定値まで低下したときに、前記取引を終了することを記載している。具体的には、電源ユニットの前段にＡＣ給電のＵＰＳ(Uninterruptible Power Supply)を備え、停電時も少なくとも１取引を実行することが記載されている。
【０００５】
特許文献２は、取引内容に基づいて動作するメカユニットの消費電力と予め設定された許容消費電力とを比較して、バッテリによって複数のメカユニットに供給される第１の電力の量と、外部から複数のメカユニットに供給される第２の電力の量とを制御することを記載しており、特に、停電すると、バッテリに切り替えることを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１５３３０４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１４４６２号公報（段落００４４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のＡＣ給電（交流出力）のＵＰＳ（ＢＢＵ：Battery Backup Unit）は、商用電源からバッテリに充電するための充電回路（ＡＣ−ＤＣ変換回路）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（ＤＣ−ＤＣ変換回路）と、インバータ回路（ＤＣ−ＡＣ変換回路）とを備え、バッテリの直流電圧から交流電圧に変換している。このうち、ＤＣ−ＡＣ変換回路は、二次側にフィルタやコイルを備えているので、大型化してしまう。つまり、ＡＣ給電のＵＰＳは、自身が大型化するので、ＡＴＭ内の限られたスペースに実装する場合に、内蔵可能なバッテリの容量が限られてしまう。
【０００８】
一方、ＤＣ給電（直流出力）の場合、取引を継続するためには、電源ユニットが備え持つ全ての出力回路をバックアップする必要があるため、通常動作用のＤＣ−ＤＣ変換回路とは別に，バッテリ（二次電池）から直流電力が供給されるＤＣ−ＤＣ変換回路を備えている。このため、ＤＣ給電のＵＰＳは、各々の出力回路は２重の変換回路構成となり（図８参照）、電源ユニットの大型化やコストアップが課題となっていた。
【０００９】
本発明は、小型な電源装置、及びこれを用いた自動取引装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明の電源装置は、商用電源から直流電圧を生成する直流電源回路（非絶縁型直流電源回路１０）と、前記直流電圧を用いて二次電池を充電する充電回路（絶縁型充電回路５０）と、前記商用電源の給電断を検出する停電検出回路（７０）と、前記停電検出回路が停電を検出すると、前記二次電池から給電され、前記直流電源回路と略同一の直流電圧を生成する昇圧回路（絶縁型昇圧回路２０）と、前記直流電源回路と前記昇圧回路とのいずれかを選択的に切り替える第１切替回路（６０）と、前記第１切替回路の出力に接続された第１直流電源回路（３０）と、第２二次電池を充電する第２充電回路（５５）と、前記第1切替回路の出力と前記第２二次電池とを選択的に切り替える第２切替回路（６５）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
直流電源回路、特に非絶縁型直流電源回路は、停電時でも、商用電源と非絶縁の一次側回路がバッテリ電圧を昇圧した昇圧直流電圧に維持され、バッテリバックアップされる。また、二次側に複数の出力電圧が出力されるときでも、単一の充電回路で足りる。なお、切替回路の出力に複数の電力変換回路を接続することが好ましい。これによれば、何れか一つの電力変換回路を独立して駆動するときでも、単一の充電回路で足りる。また、本発明の電源装置は、二次側コイルが必須のＤＣ−ＡＣ変換回路を有していないので、小型に構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小型な電源装置、及びこれを用いた自動取引装置を提供することができる。小型な電源装置であるので、大容量の二次電池が使用可能であり、停電時に長時間の運用が可能な自動取引装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態である電源装置、及びこれを用いた自動機器の構成図である。
【図２】力率改善回路、絶縁型昇圧回路、及び電力変換回路を例示する回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態である自動取引装置の構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態である自動取引装置の停電発生時の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例である自動取引装置の停電発生時の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態である電源装置、及びこれを用いた自動機器の構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態である自動取引装置の構成図である。
【図８】本発明の比較例である電源装置、及びこれを用いた自動機器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１５】
(第１実施形態)
（構成の説明）
図１は、本発明の第１実施形態である電源装置、及びこれを用いた自動機器の構成図である。
自動機器１は、電源装置１００と、バッテリ１２０と、メカユニット１３０と、制御ユニット１５０とを備え、力率改善回路１０が商用電源１１０に接続されており、電源装置１００がＵＰＳ機能を有している。
【００１６】
電源装置１００は、非絶縁型直流電源回路としての力率改善回路１０と、絶縁型昇圧回路２０と、機構系電源電力変換回路３０と、制御系電源電力変換回路４０と、絶縁型充電回路５０と、切替回路６０と、停電検出回路７０と、バッテリ電圧検出回路８０と、電源制御回路９０とを備え、力率改善回路１０が商用電源１１０に接続され、絶縁型昇圧回路２０がバッテリ１２０に接続されている。
【００１７】
ここで、力率改善回路１０と、切替回路６０と、停電検出回路７０との具体的回路は、例示であり、この回路例に限定されない。
【００１８】
力率改善回路１０は、非絶縁の直流電源装置であり、商用電源１１０から直流電圧を生成する。力率改善回路１０は、ワールドワイド仕様（入力交流電圧：１００Ｖ〜２４０Ｖ）とすることが好ましく、所定の電圧（一次側直流電圧ＶＤＣ１）を出力する。また、力率改善回路１０は、電源制御回路９０が交流電流の波形を交流電圧の波形に略一致するようにトランジスタ１４ａ，１４ｂ（図２ａ）をＯＮ／ＯＦＦ制御し、交流電流の高調波成分を低減する。これにより、力率改善回路１０は、有効電力を増加させ、力率を改善する。
【００１９】
絶縁型昇圧回路２０は、バッテリ１２０の直流電圧（バッテリ電圧）を一次側直流電圧よりも若干高い電圧（一次側直流電圧ＶＤＣ１＋ダイオード６１の順方向電圧）になるように昇圧するフライバック回路（図２（ｂ）参照）である。なお、絶縁型昇圧回路２０は、電圧比が巻数比で定まるフォワード回路等であっても構わない。
【００２０】
機構系電源電力変換回路３０は、一次側直流電圧ＶＤＣ１をメカユニット１３０の直流電源電圧ＶＤＣ２Ｍまで降圧する絶縁型電源回路である。ここで、機構系電源電力変換回路３０は、簡易なフォワード回路を例示したが、メカユニット１３０の消費電力に合わせて、複数のトランジスタを使用するブリッジ回路等が使用される。
【００２１】
制御系電源電力変換回路４０は、一次側直流電圧ＶＤＣ１を制御ユニット１５０の直流電源電圧ＶＤＣ２Ｃまで降圧する絶縁型電源回路である。制御系電源電力変換回路４０は、機構系電源電力変換回路３０と同様の回路構成であるが、出力電力が少なく、出力直流電圧や出力のオンオフのタイミングが異なる点で相違する。また、電源装置１００は、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０の２つの電力変換回路を設けたので、単一の電力変換回路を用い、複数の二次巻線を用いる方式に比較して、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０の何れか一方を独立して駆動することができる。
【００２２】
切替回路６０は、ダイオード６１を有し、絶縁型昇圧回路２０から機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０に流れる電流と、力率改善回路１０から機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０に流れる電流とを切り替える。具体的には、切替回路６０は、停電により、力率改善回路１０の直流出力電圧が、絶縁型昇圧回路２０の直流出力電圧よりも低下したとき（より正確には、絶縁型昇圧回路２０の直流出力電圧からダイオード６１の順方向電圧を減じた電圧よりも低下したとき）に、電流を切り替える。
【００２３】
これにより、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０は、停電時であっても通常時と同様にメカユニット１３０、及び制御ユニット１５０に直流電力を供給することができる。なお、停電が発生していない通常時は、絶縁型充電回路５０は、バッテリ１２０を充電する。
【００２４】
絶縁型充電回路５０は、力率改善回路１０の一次側直流電圧ＶＤＣ１を用いて、バッテリ１２０を充電する回路である。絶縁型充電回路５０は、基本的には、絶縁型ＤＣ−ＤＣ変換器であるが、バッテリ１２０が過充電を起こさないように、電流制限の機能を有している。
【００２５】
停電検出回路７０は、商用電源１１０が給電する交流電力の給電断（停電）を検出する回路であり、一次側と二次側とが絶縁されている。停電検出回路７０は、抵抗器７１と、ダイオード７２と、フォトカプラ７３とを備え、商用電源１１０がフォトカプラ７３のフォトダイオード７３ａと抵抗器７１との直列回路に接続される。これにより、商用電源１１０の交流電圧の有無がフォトカプラ７３のフォトトランジスタ７３ｂのＯＮ／ＯＦＦに変換される。なお、ダイオード７２、及びフォトカプラ７３の並列回路の代わりに、双方向性のフォトカプラを用いても構わない。
【００２６】
バッテリ電圧検出回路８０は、バッテリ１２０の電圧を検出する回路であり、例えば、Ａ／Ｄ変換器でバッテリ電圧を検出する。バッテリ電圧検出回路８０は、二次側回路に設けられており、電源制御回路９０にバッテリ電圧信号を送信する。
【００２７】
電源制御回路９０は、力率改善回路１０，絶縁型昇圧回路２０，機構系電源電力変換回路３０、制御系電源電力変換回路４０、及び絶縁型充電回路５０のスイッチング素子（トランジスタ１４ａ，１４ｂ，２１，３３等）をＯＮ／ＯＦＦ制御する。また、電源制御回路９０は、停電検出回路７０から停電信号（図示せず）を受信し、バッテリ電圧検出回路８０からバッテリ電圧信号（図示せず）を受信する。
【００２８】
電源制御回路９０は、停電検出回路７０による停電信号により、割込みが発生し、絶縁型昇圧回路２０を駆動する。このとき、電源制御回路９０は、力率改善回路１０の出力電圧よりも若干高い出力電圧になるように、トランジスタ２１（図２（ｂ））をＯＮ／ＯＦＦ制御する。なお、絶縁型昇圧回路２０は、停電が検出される前から駆動していても、電力損失が大きくなるだけであり、昇圧回路としての機能が実現される。
【００２９】
また、電源制御回路９０は、外部の制御ユニット１５０と制御線で接続されており、停電信号、バッテリ電圧低下信号やアラーム信号等を制御ユニット１５０に送信する。ここで、アラーム信号は、電源ユニット故障信号、バッテリ故障信号や、バッテリ寿命信号等があり、後記する。
【００３０】
図２は、力率改善回路、絶縁型昇圧回路、及び電力変換回路を例示する回路図である。
図２（ａ）に示す力率改善回路１０は、例えば、コイル１２と、４本のダイオード１３ａ，１３ｂ，１６ａ，１６ｂと、トランジスタ１４ａ，１４ｂと、２つの平滑コンデンサ１６ａ，１６ｂとを備える非絶縁型直流電源回路である。ここで、トランジスタ１４ａ，１４ｂは、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)であるが、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等であっても構わない。商用電源１１０（図１）に接続される２つのＡＣ端子は、一方がコイル１２の一端に接続され、他方がトランジスタ１４ａのソース、トランジスタ１４ｂのドレイン、平滑コンデンサ１６ａの一端、及び平滑コンデンサ１６ｂの一端の接続点Ｐに接続される。
【００３１】
コイル１２の他端は、ダイオード１３ａのアノード、及びダイオード１３ｂのカソードの接続点に接続される。ダイオード１３ａのカソードは、ダイオード１５ａのアノード、及びトランジスタ１４ａのドレインに接続される。また、ダイオード１３ｂのアノードは、ダイオード１５ｂのカソード、及びトランジスタ１４ｂのソースに接続される。
【００３２】
ダイオード１５ａのカソードは、平滑コンデンサ１６ａの他端に接続され、ダイオード１５ｂのアノードは、平滑コンデンサ１６ｂの他端に接続される。なお、ダイオード１５ａのカソード、及び平滑コンデンサ１６ａの他端の接続点は、＋出力端子に接続され、ダイオード１５ｂのアノード、及び平滑コンデンサ１６ｂの他端の接続点は、−出力端子に接続され、一次側接地端となる。ここで、白抜き逆三角形は、一次側回路（図１）の基準電位を意味し、黒塗り逆三角形は、一次側回路と絶縁された二次側回路の基準電位（接地電位）を意味する。
【００３３】
図２（ｂ）に示す絶縁型昇圧回路２０は、トランジスタ２１と、トランス２２と、ダイオード２３と、平滑コンデンサ２４とを備えるフライバック回路である。フライバック回路は、フォワード回路よりも昇圧が容易なので、ワールドワイドに対応させるような高い一次側直流電圧ＶＤＣ１に、バッテリ電圧を変換するときには、適切である。
【００３４】
バッテリ１２０に接続される＋入力端子は、トランス２２の一次側コイル２２ａの一端に接続される。一次側コイル２２ａの他端は、トランジスタ２１のドレインに接続される。トランジスタ２１のソースは、バッテリ１２０の負極に接続され、二次側回路（図１）の二次側接地端に接続される。
【００３５】
トランジスタ２１のゲートは、電源制御回路９０によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。トランジスタ２１がＯＮ時にトランス２２の一次側コイル２２ａにエネルギが蓄積される。このとき、二次側コイル２２ｂが発生する起電力により、ダイオード２３に電流が流れないような方向に、コイルが巻回されている。トランジスタ２１のＯＦＦ時に二次側コイル２２ｂに起電力が発生し、ダイオード２３に電流が流れ、平滑コンデンサ２４に蓄電される。
【００３６】
図２（ｃ）に示す電力変換回路は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータであり、機構系電源電力変換回路３０や制御系電源電力変換回路４０の回路を例示している。
機構系電源電力変換回路３０は、例えば、平滑コンデンサ３１と、トランス３２と、トランジスタ３３と、２つのダイオード３４，３５と、平滑コンデンサ３６とを備えるフォワード回路である。
【００３７】
平滑コンデンサ３１は、一次側直流電圧ＶＤＣ１が印加されており、一端がトランス３２の一次側コイル３２ａの一端に接続され、一次側コイル３２ａの他端は、トランジスタ３３のドレインに接続される。トランジスタ３３のソースは、平滑コンデンサ３１の他端と共に、一次側接地端に接地される。
【００３８】
トランス３２の二次側コイル３２ｂは、一端がダイオード３４のアノードに接続され、ダイオード３４のカソードはダイオード３５のカソード、及び平滑コンデンサ３６の一端に接続される。二次側コイル３２ｂの他端は、ダイオード３５のアノード、及び平滑コンデンサ３６の他端に接続される。ダイオード３４，３５のカソード、及び平滑コンデンサ３６の一端は、＋出力端子に接続され、ダイオード３５のアノード、及び平滑コンデンサ３６の他端は、−出力端子に接続され、二次側接地端に接地される。
【００３９】
トランジスタ３３のゲートは、電源制御回路９０によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。トランジスタ３３がＯＮ時にトランス２２の一次側コイル３２ａに電流が流れると共に、ダイオード３４を介して二次側電流が流れ、平滑コンデンサ３６が蓄電される。一方、トランジスタ３３のＯＦＦ時には、一次側コイル３２ａに電流が流れることなく、二次側コイル３２ｂに逆方向の起電力が発生し、ダイオード３５を介して、二次側電流が流れ、平滑コンデンサ３６が蓄電される。このフォワード回路は、二次側電圧を一次側電圧で除した電圧比が巻数比で定まる。
【００４０】
（自動取引装置）
図３は、本発明の第１実施形態である自動取引装置の構成図である。
自動取引装置２００は、前記した電源装置１００と、電源装置１００に接続されたバッテリ１２０と、表示ユニット１４０と、保守用表示ユニット１４５と、制御ユニット１５０と、カードユニット１３１と、通帳ユニット１３２と、紙幣ユニット１３３と、硬貨ユニット１３４とを備えた現金自動預払機である。また、電源装置１００はＡＣ１００Ｖの商用電源に接続され、電源装置１００に接続されるバッテリ１２０は自動取引装置２００に内蔵されている。なお、カードユニット１３１と、通帳ユニット１３２と、紙幣ユニット１３３と、硬貨ユニット１３４とは、前記したメカユニット１３０を構成する。
【００４１】
表示ユニット１４０、及び保守用表示ユニット１４５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等を用いており、入力部と表示部とが一体化されたタッチパネル型ディスプレイによって構成されている。表示ユニット１４０は、筐体前部の上面に設けられており、保守用表示ユニット１４５は、筐体後部に設けられている。
【００４２】
制御ユニット１５０は、ＯＳ（Operating System）を搭載したコンピュータであり、表示ユニット１４０、保守用表示ユニット１４５、及びメカユニット１３０と接続し、これらを制御する。制御ユニット１５０は、ネットワークを介して通信を行う通信部、ＨＤＤ等の不揮発性記憶部、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部を内蔵しており、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）に格納されたＯＳやアプリケーションプログラムがＲＡＭに展開され、そのプログラムがＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行されることにより、自動取引装置としての機能が実現される。
【００４３】
カードユニット１３１は、図示しないカード（銀行カードやクレジットカード）を取り扱う機構であり、例えば、取引の実行時に、操作者によってカード挿入排出口から挿入されるカードを装置内部に取り込んだり、カードに設けられた磁気ストライプから磁気情報を読み取ったり、ＩＣカードに内蔵された記憶部から格納情報を読み取ったりする。また、カードユニット１３１は、取引の終了時に、カードをカード挿入排出口（不図示）から装置外部に排出する。
【００４４】
通帳ユニット１３２は、通帳に印字したり、通帳に貼付されている磁気テープから磁気データを読み込む機能や、通帳を取り込んだり排出したりする機能を有している。
【００４５】
紙幣ユニット１３３は、紙幣を取り扱う機構部であり、例えば、取引の実行時に、操作者によって紙幣投入口（不図示）から投入される紙幣を装置内部に取り込んだり、紙幣を鑑別したり、紙幣を装置内部の所定の箇所に集積したりする。また、紙幣ユニット１３３は、装置内部に取り込み不能な紙幣や操作者に返却すべき紙幣を紙幣排出口（不図示）から装置外部に排出したりする。
【００４６】
硬貨ユニット１３４は、硬貨を取り扱う機構部であり、例えば、取引の実行時に、操作者によって硬貨投入口（不図示）から投入される硬貨を装置内部に取り込んだり、硬貨を鑑別したり、硬貨を装置内部の所定の箇所に集積したりする。また、硬貨ユニット１３４は、装置内部に取り込み不能な硬貨や操作者に返却すべき硬貨を硬貨排出口（不図示）から装置外部のトレイに排出したりもする。
【００４７】
また、カードユニット１３１と通帳ユニット１３２と紙幣ユニット１３３と硬貨ユニット１３４とは、媒体を搬送する搬送用のモータと該モータを駆動する駆動ユニットが備えられている。
【００４８】
（自動取引装置の動作説明）
図４は、本発明の第１実施形態である自動取引装置の停電発生時の動作を示すフローチャートである。図面の左側が電源制御回路９０（図１）のフローチャートであり、右側が制御ユニット１５０（図１）のフローチャートである。
【００４９】
電源制御回路９０は、停電検出回路７０（図１）が停電発生を検出すると、制御線（図１）を介して、停電信号を制御ユニット１５０に送信する（Ｓ１０）。また、電源制御回路９０は、引き続きバックアップ処理を行う（Ｓ１１）。このバックアップ処理は、絶縁型昇圧回路２０（図１）を起動すると共に、バッテリ電圧検出回路８０（図１）にバッテリ電圧をモニターさせて、バッテリ電圧が低下したときに、バッテリ電圧低下信号を制御ユニット１５０に送信する処理を含む。
【００５０】
制御ユニット１５０は、電源制御回路９０からの停電信号の受信により、割込み処理を行う。この割込み処理では、ＡＴＭ全体がバックアップされているので、制御ユニット１５０は、運用を継続する（Ｓ１２）。そして、制御ユニット１５０は、バッテリ電圧低下信号の有無により、バッテリ電圧が低下したか否かを判定する（Ｓ１３）。バッテリ電圧が低下していなければ（Ｓ１３でＮｏ）、制御ユニット１５０は、処理をＳ１２に戻し、運用を継続する。
【００５１】
一方、バッテリ電圧が低下していれば（Ｓ１３でＹｅｓ）、制御ユニット１５０は、処理をＳ１４に進め、取引中か否か判定する（Ｓ１４）。取引中でなければ（Ｓ１４でＮｏ）、制御ユニット１５０は、ＯＳのシャットダウンを行う（Ｓ１７）。
【００５２】
一方、取引中であれば（Ｓ１４でＹｅｓ）、制御ユニット１５０は、取引強制終了又は取引完了の処理を行い（Ｓ１５）、カードの返却処理を行う（Ｓ１６）。カード返却後、制御ユニット１５０は、ＯＳのシャットダウンを行う（Ｓ１７）。ここで、制御ユニット１５０は、Ｓ１５の取引強制終了を行うことなく、仕掛中の１取引を完了してからシャットダウン（Ｓ１７）を行うこともできる。
【００５３】
なお、バッテリ電圧低下信号を検出する前に復電し、停電信号が解除された場合、制御ユニット１５０は、通常の運用を継続するようにしてもよい。
【００５４】
（アラーム処理）
表１は、電源制御回路９０が制御線を介して制御ユニット１５０に送信するアラーム信号と、そのＡＴＭの動作を示す。
【表１】
0006645248.tif 000002
アラーム信号は、「電源ユニット故障検出」、「バッテリ故障検出」、及び「バッテリ寿命検出」がある。
まず、「電源ユニット故障検出」の場合、制御ユニット１５０（図１）は、運用を中止すると共に、電源装置１００（図１）が故障している旨を表示ユニット１４０（図３）に表示する。ここで、作業者は、電源装置１００の故障のとき、電源交換の作業を行う。なお、電源装置１００内の故障箇所によっては、停電時のバックアップは出来ないが、停電が発生しなければ通常の運用が可能である。このため、制御ユニット１５０は、運用を継続して、保守用表示ユニット１４５（図３）に電源装置１００の交換を促す旨の表示を行っても構わない。
【００５５】
次に、「バッテリ故障検出」や「バッテリ寿命検出」の場合、停電発生時のバックアップを確実に行えるように、制御ユニット１５０は、運用を停止し、作業者がバッテリ交換を行う。なお、停電が発生しなければ通常の運用は可能である。このため、制御ユニット１５０は、運用を継続して、保守用表示ユニット１４５（図３）にバッテリ１２０（図１）の交換を促す旨の表示を行っても構わない。
【００５６】
（効果の説明）
以上説明したように、本実施形態の自動取引装置２００は、取引中に停電（給電断）などの電源異常が発生したとき、商用電源１１０による電力供給からバッテリ１２０による電力供給に切り替える。これにより、自動取引装置２００は、ＡＴＭ全体の電力をバックアップし、通常の運用、又は取引を限定した運用を行うことができるようになる。
【００５７】
また、電源装置１００は、力率改善回路１０の出力電圧よりも若干高い直流電圧を発生する絶縁型昇圧回路２０を用いて、一次側回路でバッテリバックアップしている。このため、電源装置１００は、特許文献１に記載のＡＣ出力のＵＰＳ（ＢＢＵ）が二次側に実装するフィルタやコイルを有していないので、小型化が可能である。したがって、自動取引装置２００は、同一体積の装置に比較して、バッテリ１２０の容量を大きくすることができるので、停電後の稼働時間を長くすることができる。
【００５８】
また、電源装置１００は、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０の２つの電力変換回路を設けたので、単一の絶縁型充電回路５０で、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０の何れか一方を独立して駆動することができる。
【００５９】
（第１実施形態の変形例）
自動取引装置２００（図３）は、停電が発生したら、バッテリバックアップを行い、バッテリ電圧が低下するまで、運用継続させていた。自動取引装置２００ａ（図３）は、この運用継続を入金、出金、入金振込に制限することにより、停電時の運用時間をより長くする機能を設けることができる。
【００６０】
図５は、本発明の第１実施形態の変形例である自動取引装置の停電発生時の動作を示すフローチャートである。
自動取引装置２００ａの構成は、電源装置１００を含めて、図１，２と同一であるので、説明を省略する。また、電源制御回路９０の動作は、図４と同一なので、説明を省略する。
【００６１】
制御ユニット１５０の動作は、「運用継続」処理（Ｓ１２（図４））の代わりに、「入金、出金、入金振込以外の運用が可能」の処理（Ｓ２２）を行う点でのみ相違する。つまり、制御ユニット１５０は、停電信号の受信により、このルーチンが割込み起動し、ＡＴＭ全体がバックアップされているので（Ｓ２１）、入金、出金、入金振込以外の運用が可能になる（Ｓ２２）。
【００６２】
次に、制御ユニット１５０は、バッテリ電圧が低下したか否かを判定し（Ｓ２３）、バッテリ電圧が低下していなければ（Ｓ１３でＮｏ）、制御ユニット１５０は、処理をＳ１２に戻し、運用を継続する。一方、バッテリ電圧が低下していれば（Ｓ２３でＹｅｓ）、制御ユニット１５０は、取引中か否か判定する（Ｓ２４）。取引中でなければ（Ｓ２４でＮｏ）、制御ユニット１５０は、ＯＳのシャットダウンを行う（Ｓ２７）。
【００６３】
一方、取引中であれば（Ｓ２４でＹｅｓ）、制御ユニット１５０は、取引強制終了又は取引完了の処理を行い（Ｓ２５）、カードの返却処理（Ｓ２６）、及びＯＳのシャットダウンを行う（Ｓ２７）。
【００６４】
バッテリ容量、及びバッテリ電圧が同一であれば、バックアップ時間は、自動取引装置２００ａの消費電力に反比例する。このため、消費電力が多いとバックアップ時間は短くなり、消費電力が少ないとバックアップ時間は長くなる。一方、メカユニット１３０（図３）は、カードユニット１３１と、通帳ユニット１３２と、紙幣ユニット１３３と、硬貨ユニット１３４とを備えているが、特に、紙幣ユニット１３３と硬貨ユニット１３４とは、消費電力が多い。
【００６５】
したがって、制御ユニット１５０は、メカユニット１３０の消費電力が多い入金、出金、入金振込みなどの取引を行わないように、制限を掛けて、消費電力が少ない通帳記帳やカード振込み、残高照会などに限定する運用動作を行う。これにより、制御ユニット１５０は、消費電力が多い、紙幣ユニット１３３、及び硬貨ユニット１３４を起動させないので、バックアップ時間を長くすることができ、停電時の運用時間が長くなる。
【００６６】
（第２実施形態）
前記第１実施形態の電源装置１００は、停電時に、制御系電源電力変換回路４０の一次側回路でバックアップされた直流電力を制御ユニット１５０に供給していたが、制御ユニット１５０に供給される直流電力を二次側回路でバックアップすることができる。
【００６７】
（構成の説明）
図６は、本発明の第２実施形態である電源装置、及びこれを用いた自動機器の構成図である。
自動機器２は、電源装置１０５と、該電源装置１０５に接続されたバッテリ１２０と、小型バッテリ１２５と、メカユニット１３０と、制御ユニット１５０とを備え、力率改善回路１０が商用電源に接続されており、電源装置１０５がＵＰＳ機能を有している。
【００６８】
電源装置１０５は、充電回路５５、及びダイオード６１を有する切替回路６５をさらに備え、これらが小型バッテリ１２５に接続されている点で、第１，２実施形態の電源装置１００と相違する。充電回路５５は、絶縁型充電回路であっても、非絶縁型充電回路（例えば、昇降圧チョッパを用いた充電回路）であっても構わない。充電回路５５は、第１直流電源回路としての制御系電源電力変換回路４０が出力する直流電力を用いて、小型バッテリ１２５を充電する。
【００６９】
切替回路６５は、ダイオード６１から構成されており、前記した切替回路６０と同一構成である。切替回路６５は、制御系電源電力変換回路４０から制御ユニット１５０に流れる電流と、小型バッテリ１２５から制御ユニット１５０に流れる電流とを切り替える。切替回路６５の切り替えタイミングは、制御系電源電力変換回路４０の出力直流電圧が小型バッテリ１２５の充電電圧よりも下廻ったときである。
【００７０】
前記第１実施形態の電源装置１００は、停電が発生すると停電検出回路７０が停電を検知し、絶縁型昇圧回路２０が起動し、バッテリ電圧が昇圧された昇圧電圧が切替回路６０を介して機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０に印加されることで、バッテリバックアップが実現される。しかしながら、絶縁型昇圧回路２０が故障していたり、バッテリ１２０が故障していたりすると、停電発生時に機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０に直流電力を供給できずに、機構系電源電力変換回路３０と制御系電源電力変換回路４０との双方が停止してしまう。特に、制御系電源電力変換回路４０が停止してしまうとオペレーティングシステムのシャットダウンが出来なくなってしまう。このため、制御ユニット１５０は、主記憶装置の記憶媒体が破損したり、顧客の取引情報が保存できなかったりするおそれがある。
【００７１】
（動作の説明）
記憶媒体の破損や取引情報の保存不可を防止するために、電源装置１０５は、絶縁型昇圧回路２０やバッテリ１２０が故障した状態で停電が発生すると、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０を停止させ、小型バッテリ１２５から切替回路６５を介して制御ユニット１５０に直流電力を供給する。
【００７２】
つまり、電源装置１０５は、停電検出回路が停電を検知し、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０を直ちに停止させる。さらに、電源装置１０５は、小型バッテリ１２５から切替回路６５を介して制御ユニット１５０に直流電力を供給し、バッテリバックアップを実現する。このとき、制御ユニット１５０は、電源制御回路９０から停電信号を受信することで、シャットダウンを実行する。
【００７３】
なお、復電後や停電が発生していない非停電時には、電源制御回路９０は、制御系電源電力変換回路４０から電力供給を受ける充電回路５５が小型バッテリ１２５を充電する。また、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０の複数の電力変換回路を設けたので、電源制御回路９０は、何れかの電力変換回路を独立して駆動させることができる。
【００７４】
図７は、本発明の第２実施形態である自動取引装置の構成図である。
自動取引装置２０５は、前記した電源装置１０５と、電源装置１０５に接続されたバッテリ１２０と、電源装置１０５に接続された小型バッテリ１２５と、表示ユニット１４０と、保守用表示ユニット１４５と、制御ユニット１５５と、カードユニット１３１と、通帳ユニット１３２と、紙幣ユニット１３３と、硬貨ユニット１３４とを備え、電源装置１０５が商用電源に接続される。
【００７５】
第２実施形態の自動取引装置２０５は、電源装置１０５の絶縁型昇圧回路２０（図６）やバッテリ１２０が故障した場合、取引を実行することが出来ないが、小型バッテリ１２５が制御系電源電力変換回路４０（図６）をバックアップするバックアップ２重化が行われ、制御ユニット１５５を確実にシャットダウンさせることが可能となる。これにより、制御ユニット１５０は、主記憶装置の記憶媒体が破損したり、顧客の取引情報が保存できなかったりする恐れが無くなり、自動取引装置２０５としての信頼性を向上させることができる。
【００７６】
（比較例）
以下、前記第１実施形態の電源装置１００と比較するための比較例について説明する。
図８は、本発明の比較例である電源装置、及びこれを用いた自動機器の構成図である。
自動機器３は、電源装置１０７と、バッテリ１２０と、メカユニット１３０と、制御ユニット１５０とを備え、力率改善回路１０が商用電源１１０に接続されており、電源装置１０７がＵＰＳ(Uninterruptible Power Supply)機能を有している。
【００７７】
電源装置１０７は、力率改善回路１０と、機構系電源電力変換回路３０と、機構系電源昇降圧回路３７と、制御系電源電力変換回路４０と、制御系電源昇降圧回路４５と、絶縁型充電回路５０と、切替回路６６，６７と、停電検出回路７０と、バッテリ電圧検出回路８０と、電源制御回路９０とを備え、力率改善回路１０が商用電源１１０に接続され、機構系電源昇降圧回路３７、及び制御系電源昇降圧回路４５がバッテリ１２０に接続されている。
【００７８】
機構系電源昇降圧回路３７は、バッテリ１２０のバッテリ電圧を昇圧又は降圧し、切替回路６６を介してメカユニット１３０に直流電力を供給する。制御系電源昇降圧回路４５は、バッテリ電圧を昇圧又は降圧し、切替回路６７を介して制御ユニット１５０に直流電力を供給する。
【００７９】
切替回路６６は、機構系電源昇降圧回路３７からメカユニット１３０に流れる電流と、機構系電源電力変換回路３０からメカユニット１３０に流れる電流とを切り替える。切替回路６７は、制御系電源昇降圧回路４５から制御ユニット１５０に流れる電流と、制御系電源電力変換回路４０から制御ユニット１５０に流れる電流とを切り替える。
【００８０】
電源装置１０７（図８）は、電源装置１００（図１）と比較すると、絶縁型昇圧回路２０を用いて、バッテリ１２０の直流電圧を力率改善回路１０の出力電圧まで昇圧することなく、機構系電源昇降圧回路３７、及び制御系電源昇降圧回路４５を用いて、メカユニット１３０の電源電圧、又は制御ユニット１５０の電源電圧まで昇降圧している点で相違する。
【００８１】
つまり、第１，２実施形態のＵＰＳ機能付き電源装置１００（図１），１０５（図６）は、本比較例の電源装置１０７と比較すると回路構成がシンプルゆえに、小型化が実現でき、低コストで構築することができる。
【００８２】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記各実施形態の電源装置１００，１０５は、力率改善回路１０の出力電圧を降圧する絶縁型充電回路５０を用いたが、機構系電源電力変換回路３０や制御系電源電力変換回路４０の出力直流電圧を降圧して、バッテリ１２０を充電することもできる。このときは、非絶縁型充電回路を用いることができる。
【００８３】
（２）前記各実施形態の電源装置１００，１０５は、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０を力率改善回路１０に接続していたが、力率改善回路１０の出力をＤＣ−ＤＣ変換回路を介して、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０に接続することもできる。このときには、バッテリ１２０を充電する非絶縁型充電回路は、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０と共に、ＤＣ−ＤＣ変換回路の二次側に接続することができる。また、機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０の代わりに、非絶縁型電力変換回路（チョッパ）を用いることもできる。しかしながら、絶縁型昇圧回路２０は、力率改善回路１０に接続する必要がある。
【００８４】
（３）第１実施形態の電源装置１００は、切替回路６０をダイオード６１で構成したが、ＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子で構成することもできる。この場合において、スイッチング素子で構成した切替回路は、停電検出回路７０が停電を検出したときに、力率改善回路１０から絶縁型昇圧回路２０に切り替えることも可能である。
【００８５】
（４）第２実施形態の電源装置１０５は、２つの切替回路６０，６５をダイオード６１で構成したが、ＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子で構成することもできる。この場合において、絶縁型昇圧回路２０の電圧低下を検出している場合において、停電検出回路７０が停電を検出したときに、切替回路６０をバッテリ１２０に切り替え、切替回路６５を小型バッテリ１２５に切り替えることが好ましい。
【００８６】
（５）前記各実施形態の切替回路６０（図１，６）は、絶縁型昇圧回路２０から機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０に向かうダイオード６１を用い、且つ、絶縁型昇圧回路２０の出力電圧を力率改善回路１０の出力電圧よりも若干高くしていたが、力率改善回路１０から機構系電源電力変換回路３０、及び制御系電源電力変換回路４０に向かう他のダイオードを追加することもできる。この構成によれば、絶縁型昇圧回路２０の出力電圧を力率改善回路１０の出力電圧よりも若干低くすることも可能である。つまり、力率改善回路１０と絶縁型昇圧回路２０とは、略同一の直流電圧を発生すればよい。
【符号の説明】
【００８７】
１，２，３  自動機器
１０  力率改善回路（非絶縁型直流電源回路）
１２  コイル
１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ，２３，３４，３５，６１，７２  ダイオード
１４ａ，１４ｂ，２１，３３  トランジスタ
１６ａ，１６ｂ，２４，３１，３６  平滑コンデンサ
２０  絶縁型昇圧回路（フライバック回路）
２２，３２  トランス
２２ａ  一次側コイル
２２ｂ  二次側コイル
３０  機構系電源電力変換回路（絶縁型直流電源回路、第２直流電源回路）
３７  機構系電源昇降圧回路
３２ａ  一次側コイル
３２ｂ  二次側コイル
４０  制御系電源電力変換回路（絶縁型直流電源回路、第１直流電源回路）
４５  制御系電源昇降圧回路
５０  絶縁型充電回路
５５  充電回路（非絶縁型充電回路）
６０  切替回路（第１切替回路）
６５  切替回路（第２切替回路）
６６，６７  切替回路
７０  停電検出回路
７１  抵抗器
７３  フォトカプラ
７３ａ  フォトダイオード
７３ｂ  フォトトランジスタ
８０  バッテリ電圧検出回路
９０  電源制御回路
１００，１０５，１０７  電源装置
１１０  商用電源
１２０  バッテリ（二次電池、第１二次電池）
１２５  小型バッテリ（第２二次電池）
１３０  メカユニット（機構装置）
１３１  カードユニット
１３２  通帳ユニット
１３３  紙幣ユニット
１３４  硬貨ユニット
１４０  表示ユニット
１４５  保守用表示ユニット
１５０，１５５  制御ユニット（制御装置）
２００，２００ａ，２０５  自動取引装置
ＶＤＣ１    一次側直流電圧
ＶＤＣ２Ｍ，ＶＤＣ２Ｃ  直流電源電圧
【図１】
0006645248.tif 000003
【図２】
0006645248.tif 000004
【図３】
0006645248.tif 000005
【図４】
0006645248.tif 000006
【図５】
0006645248.tif 000007
【図６】
0006645248.tif 000008
【図７】
0006645248.tif 000009
【図８】
0006645248.tif 000010