(57)【要約】【課題】簡易かつ低コストな構成によって、商用電源に瞬断が発生しても、電源ユニットによる出力電圧に影響を与えないようにする。【解決手段】入力端１１に供給される電圧から一定の直流電圧を生成する電源ユニット１０の前段に、商用電源から供給される交流電圧を整流し直流化するブリッジダイオード５２と、整流された電圧を保持して、該保持電圧を、電源ユニット１０の入力端１１に供給するコンデンサ５４とを含む瞬断補償回路５０を配置する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端に供給される交流および直流のいずれによっても一定の直流電圧を生成する電源ユニットの前段に配置され、
商用電源を整流し直流化する整流手段と、
前記整流手段により直流化された電圧を保持して、該保持電圧を前記電源ユニットの入力端に供給する電圧保持手段と
を具備することを特徴とする瞬断補償回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、汎用的に用いられる電源ユニットの瞬断を、簡易な構成により防止する瞬断補償回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マイコン搭載型機器（組込型機器）に対しては、商用電源（一次側）を直流電圧に変換して供給する電源ユニット（スイッチングレギュレータ）が広く使用されている。この種の電源ユニットは、組込型機器の用途や機能に依存しないために、様々な機種が存在し、一般には汎用品であり安価である。
【０００３】
ところで、一次側の電圧が瞬間的に低下する瞬断が発生すると、組込型機器に供給される直流電圧も低下するため、それまでの作業がリセットされたり、再起動に時間がかかったりする。そこで、瞬断に対処するために、ＵＰＳ（無停電電源供給装置）を設けたり、電源ユニットをカスタマイズ（改造）したりするなどの措置が採られる。
このうち、ＵＰＳとは、一般に、一次側の電圧状態を検出するとともに、通常電圧であると検出している場合には、一次側をそのまま供給しつつ二次電池を充電する一方、停電・瞬断状態になったと検出した場合には、二次電池の出力電圧をインバータにより交流に変換して供給する、というものである。また、電源ユニットのカスタマイズとは、電源ユニットの入力側にあるコンデンサを大容量タイプに交換して、瞬断時に供給すべき電圧をコンデンサの充電電圧によってカバーしようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＵＰＳを設けるのは、コストがかさむだけでなく、システムの構成も複雑化する。また、電源ユニットのカスタマイズは、コンデンサを交換する手間のために、交換前の電源ユニットが安価であっても、結局のところ高コストとなってしまう。したがって、いずれにおいても、組込型機器を含むシステム全体のコストを低く抑えることが要求される場合には、適切な措置とは言えない、という問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、商用電源に瞬断が発生しても、電源ユニットによる出力電圧に影響を与えないような瞬断補償回路を、簡易かつ低コストで提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る瞬断補償回路は、入力端に供給される交流および直流のいずれによっても一定の直流電圧を生成する電源ユニットの前段に配置され、商用電源の交流を整流し直流化する整流手段と、前記整流手段により直流化された電圧を保持して、該保持電圧を、前記電源ユニットの入力端に供給する電圧保持手段とを具備することを特徴としている。本発明によれば、商用電源において瞬断が発生しても、電源ユニットの入力端には、電圧保持手段による保持電圧が供給されるので、該電源ユニットにより生成される直流電圧は一定電圧に維持されることになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る瞬断補償回路を含む電源回路の構成を示す回路図である。
この図に示されるように、電源回路１は、電源ユニット１０、３０の前段（入力側）に、実施形態に係る瞬断補償回路５０を付加した構成となっている。この瞬断補償回路５０は、商用交流電源を全波整流するブリッジダイオード（整流手段）５２と、整流された電圧を平滑化するとともに、バックアップして保持する大容量のコンデンサ（電圧保持手段）５４とを含む。
【０００７】
電源ユニット１０は、モジュール化されたスイッチングレギュレータであり、入力端１１に供給される電圧を整流し、スイッチングして、出力端１２に接続された負荷Ｒ１に定電圧（例えば５ボルト）を供給する。電源ユニット３０についても、電源ユニット１０と同様な構成であるが、出力端３２に接続された負荷Ｒ２に異なる定電圧（例えば１２ボルト）を供給する点のみにおいて相違する。
なお、負荷Ｒ１、Ｒ２は、電源回路１によって電源供給を受けるマイコン搭載型機器のうち、それぞれ５、１２ボルトを必要とする部分を総称的に表現したものである。
【０００８】
電源ユニット１０の詳細な構成については（実際には、様々な付加回路が設けられるが）、図１に示される通りである。電源ユニット１０におけるブリッジダイオード１３は、入力端１１に供給される電圧を全波整流し、コンデンサ１４は、整流された電圧信号を平滑化する。スイッチ回路１５は、平滑化された電圧を図示せぬ制御回路による指示にしたがってスイッチングして、トランス１６の一次側に供給する。
トランス１６の二次側の一端は、順方向のダイオード１７を介して、リアクトル（トランス）１８の一端に接続されている。リアクトル１８の他端は、コンデンサ１９の一端とともに、出力端１２の一方に接続されている。また、出力端１２の他方は、コンデンサ１９の他端およびトランス１６の二次側の他端に接続され、さらに、順方向のフライホイールダイオード２０を介してリアクトル１８の一端に接続されている。
【０００９】
この電源ユニット１０においてスイッチ回路１５がオンすると、一次側ではａに示される経路で、二次側ではｂで示される経路で、それぞれ電流が流れる。そして、この経路ｂにて流れる電流によって、負荷Ｒ１に電力が供給されるとともに、入出力電圧差に相当するエネルギーがリアクトル１８に蓄積される。一方、スイッチ回路１５がオフすると、リアクトル１８に蓄積されたエネルギーが放出される結果、経路ｃで示されるように電流が流れて、負荷Ｒ１に電力が供給される。
したがって、制御回路は、電圧Ｖｏｕｔが５ボルトよりもやや低いオンしきい値を下回ったときにスイッチ回路１５をオンさせる一方、電圧Ｖｏｕｔが５ボルトよりもやや高いオフしきい値を上回ったときに、スイッチ回路１５をオフさせるように、スイッチ回路１５のオンオフの比を制御すると、出力端１２の間における電圧Ｖｏｕｔが、ほぼ５ボルトに維持される。電源ユニット３０においても、同様な制御によって、出力端３２の間における電圧Ｖｏｕｔが、ほぼ１２ボルトに維持される。
【００１０】
この電源ユニット１０、３０自体は、それぞれ一般に市販されている汎用品であるが、本実施形態において、その入力端１１、３１には、それぞれ商用電源の替わりに、瞬断補償回路５０による直流電圧が供給されている。ただし、電源ユニット１０に対し、商用電源の替わりに直流電圧が供給されても、ブリッジダイオード１３によってなんら問題が生じない。これについては、電源ユニット３０においても同様である。
【００１１】
ここで、商用電源の電圧が安定であるとき、瞬断回路５０のブリッジダイオード５２により整流された電圧は、コンデンサ５４により保持されるとともに平滑化されて、電源ユニット１０の入力端１１および電源ユニット３０の入力端３１にそれぞれ供給される。このため、電源ユニット１０は、５ボルトの電圧を出力端１２から負荷Ｒ１に供給し、同様に、電源ユニット３０は、１２ボルトの電圧を出力端３２から負荷Ｒ２に供給する。
一方、商用電源に瞬断が発生した場合、コンデンサ５４によって保持された電圧が、入力端１１、３１にそれぞれ供給される。このため、商用電源の電圧が低下した期間が短ければ、電源ユニット１０、３０によりそれぞれ出力される電圧は、ほとんど影響を受けない。
【００１２】
このように本実施形態に係る瞬断補償回路５０によれば、商用電源に瞬断が発生しても、電源ユニット１０、３０の出力電圧にほとんど影響を与えないで済む。特に、電源ユニット１０、３０によって電源供給を受けるマイコン搭載型機器が、例えばエアコンや、照明、冷蔵庫などのように電源投入時に大電流が流れやすい機器と商用電源を共用し、かつ、これらの機器と近接して設置されると、入力側電圧の一時的低下が頻繁に発生するので、このような状況下においてマイコン搭載型機器を使用する場合に効果的である。
また、瞬断補償回路５０は、電源ユニット１０、３０の入力側に配置されるので、２台において共用できるとともに、電源ユニット１０、３０を改造させないで済む。さらに、瞬断補償回路５０は、ブリッジダイオード５２およびコンデンサ５４からなる極めてシンプルな構成であるので、コストがかさむという懸念もない。くわえて、電源ユニット１０、３０は一般に発熱しやすいので、内部に大容量のコンデンサを配置した場合に、その経時劣化が問題となることがあるが、瞬断補償回路５０は、電源ユニット１０、３０とは別体であるので、設置場所を離すことができ、このため、コンデンサ５４の経時劣化を防ぐこともできる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易かつ低コストな構成によって、商用電源に瞬断が発生しても、電源ユニットによる出力電圧に影響を与えないで済ますことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る瞬断補償回路が適用される回路全体の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…電源回路、１０、３０…電源ユニット、５０…瞬断補償回路、５２…ブリッジダイオード（整流手段）、５４…コンデンサ（電圧保持手段）
【図１】
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