(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、電力損失が少ない、高変換効率で小型なバックアップ機能を有するスイッチング電源を低価格で提供すること。【解決手段】第１のコンバータと、充放電回路と、二次電池と、第２のコンバータを具備するスイッチング電源において、前記第１のコンバータの変換トランスは、二次巻線に整流平滑回路と、充放電回路が接続され、前記二次電池は前記充放電回路により充電され、前記第１のコンバータに電力が供給されないときには、前記２次電池からの出力を前記充放電回路に通し、スイッチング素子と前記整流平滑回路により構成される第２のコンバータに供給することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコンバータと、充放電回路と、二次電池と、第２のコンバータを具備するスイッチング電源であって、
前記第１のコンバータの変換トランスは、二次巻線に整流平滑回路と、充放電回路が接続され、前記二次電池は前記充放電回路により充電され、前記第１のコンバータに電力が供給されないときには、前記２次電池からの出力を前記充放電回路に通し、スイッチング素子と前記整流平滑回路により構成される第２のコンバータに供給することを特徴とするスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池等によりバックアップする機能を有するスイッチング電源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バックアップ機能を有するスイッチング電源としては、例えば、特許文献１では、コンバータを構成するトランスの二次巻線に定電流回路を接続し、定電流回路によりバッテリを充電し、停電時にはバッテリの電力をインバータに供給し、インバータから負荷に電力を供給する電源装置を開示している。
【０００３】
又、特許文献２では、第１のコンバータを構成するトランスの第１の二次巻線の出力を直流出力電圧に変換して負荷に電力を供給し、トランスの第２の二次巻線からの出力で蓄電素子を充電し、停電時には蓄電素子の電力をトランスの第２の二次巻線に供給し、トランスの第１の二次巻線からの出力を直流出力電圧に変換して負荷に電力を供給するスイッチング電源を開示している。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７５５２１号公報
【特許文献２】特開平１１−１３６９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来のバックアップ機能を有したスイッチング電源では、トランスの二次巻線からの出力を整流平滑した後、コンバータに電力を供給しコンバータの出力を負荷に電力供給する方式となっているため、コンバータでの変換損失が存在する。
【０００６】
又、バックアップ用蓄電素子に蓄積されたエネルギをトランスを介して二次巻線に供給し、整流平滑した後に負荷に電力供給する方式では、トランスの鉄損及び銅損が存在するため、高変換効率を実現するのが困難であった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、部品点数が少なく、電力損失が少ない、高変換効率で小型なバックアップ機能を有するスイッチング電源を低価格で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、第１のコンバータと、充放電回路と、二次電池と、第２のコンバータを具備するスイッチング電源において、前記第１のコンバータの変換トランスは、二次巻線に整流平滑回路と、充放電回路が接続され、前記二次電池は前記充放電回路により充電され、前記第１のコンバータに電力が供給されないときには、前記２次電池からの出力を前記充放電回路に通し、スイッチング素子と前記整流平滑回路により構成される第２のコンバータに供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、部品点数が少なく、電力損失が少ない、高変換効率で小型なバックアップ機能を有するスイッチング電源を低価格で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１を説明する図面であり、同図において、１は交流入力電源で、一次整流回路２に接続される。一次整流回路２の出力端はそれぞれ一次平滑コンデンサ３の両端に接続される。平滑コンデンサ３の一端は、変換トランス５の一次巻線及び一次スイッチング素子４を介して一次平滑コンデンサ３の他端に接続される。前記一次スイッチング素子４は、制御回路１５に接続される。変換トランス５の二次巻線には整流ダイオード６と整流ダイオード１１が接続され、整流ダイオード６にはコイル８に接続され、変換トランス５の二次巻線他端へダイオード７を介して接続される。平滑コンデンサ９は、コイル８と変換トランス５の二次巻線に接続され、負荷１０に接続される。
【００１１】
前記整流ダイオード１１のカソードは充放電回路１３を介して二次電池１４に接続される。更に、前記整流ダイオード１１のカソードは、スイッチング素子１２を介して前記コイル８に接続される。前記スイッチング素子１２は、前記制御回路１５に接続される。
【００１２】
次に、上述したスイッチング電源において、入力された交流入力電源１は一次整流回路２で整流し、一次平滑コンデンサ３により平滑することで直流電圧に変換される。前記直流電圧は制御回路１５により駆動される一次スイッチング素子４で断続され、変換トランス５の一次巻線に印加される。前記一次スイッチング素子４が導通し、直流電圧が印加されているときには、前記変換トランス５の二次巻線に発生するスイッチ出力は整流ダイオード６により整流され、コイル８を流れ平滑コンデンサ９に供給される。
【００１３】
前記一次スイッチング素子４が非導通状態となり、前記変換トランス５の二次巻線に出力されないときには、前記一次スイッチング素子４が導通状態であったときに、コイル８に蓄えられた電磁エネルギは、通常転流ダイオード等と呼ばれる前記整流ダイオード７を通して平滑コンデンサ９に供給され、負荷１０へ直流電圧が供給される。前記変換トランス５の二次巻線に発生するスイッチ出力は、整流ダイオード１１により整流され、充放電回路１３を通して二次電池１４を充電する。停電等のために前記交流入力電源１が印加されないときは、前記二次電池１４の電圧を前記充放電回路１３を通して前記スイッチング素子１２により断続し、前記コイル８にスイッチ出力し、平滑コンデンサ９に出力する。
【００１４】
スイッチング素子１２が非導通状態のときは、コイル８に蓄えられた電磁エネルギは、前記整流ダイオード７を通して平滑コンデンサ９に供給され、負荷１０へ直流電圧として供給される。
【００１５】
上記説明で明らかなように、本来のスイッチング電源として備えられているべき構成部分である整流ダイオード７、コイル８、平滑コンデンサ９を共用して、停電時等のバックアップ時に必要な第２のコンバータ回路を構成している。このように二次側の整流平滑回路の大部分を共用することで、少ない部品点数で回路を構成し、電力損失が少なく、低価格で小型化が可能なスイッチング電源を提供することが可能である。
【００１６】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００１７】
図２は実施の形態２を説明する図面であり、同図において、１は交流入力電源で、一次整流回路２に接続される。一次整流回路２の出力端はそれぞれ一次平滑コンデンサ３の両端に接続される。平滑コンデンサ３の一端は変換トランス５の一次巻線及び一次スイッチング素子４を介して一次平滑コンデンサ３の他端に接続される。前記一次スイッチング素子４は、制御回路１５に接続される。変換トランス５の二次巻線には整流ダイオード６が接続され、整流ダイオード６にはスイッチング素子１２を介してコイル８に接続され、変換トランス５の二次巻線他端へダイオード７を介して接続される。平滑コンデンサ９は、コイル８と変換トランス５の二次巻線に接続され、負荷１０に接続される。
【００１８】
前記整流ダイオード６のカソードは、充放電回路１３を介して二次電池１４に接続される。前記スイッチング素子１２は、前記制御回路１５に接続される。
【００１９】
次に、上述したスイッチング電源において、入力された交流入力電源１は、一次整流回路２で整流され、一次平滑コンデンサ３により平滑することで直流電圧に変換される。前記直流電圧は、制御回路１５により駆動される一次スイッチング素子４で断続され、変換トランス５の一次巻線に印加される。
【００２０】
前記一次スイッチング素子４が導通し、直流電圧が印加されているときには、前記変換トランス５の二次巻線に発生するスイッチ出力は、整流ダイオード６により整流され、制御回路１５により導通状態にされたスイッチング素子１２を介してコイル８を流れて平滑コンデンサ９に供給される。前記一次スイッチング素子４が非導通状態となり、前記変換トランス５の二次巻線に出力されないときには、前記一次スイッチング素子４が導通状態であったときに、コイル８に蓄えられた電磁エネルギは、通常転流ダイオード等と呼ばれる整流ダイオード７を通して平滑コンデンサ９に供給され、負荷１０へ直流電圧が供給される。
【００２１】
前記変換トランス５の二次巻線に発生するスイッチ出力は、整流ダイオード６により整流され、充放電回路１３を通して二次電池１４を充電する。停電等により前記交流入力電源１が印加されないときは、前記二次電池の電圧を前記充放電回路１３を通し、前記制御回路１５により駆動された前記スイッチング素子１２により断続し、前記コイル８にスイッチ出力し、平滑コンデンサ９に出力する。スイッチング素子１２が非導通状態のときは、コイル８に蓄えられた電磁エネルギは、前記整流ダイオード７を通して平滑コンデンサ９に供給され、負荷１０へ直流電圧として供給される。
【００２２】
上記説明で明らかなように、本来のスイッチング電源として備えられているべき構成部分である整流ダイオード６、整流ダイオード７、コイル８、平滑コンデンサ９を共用して、停電時等のバックアップ時に必要な第２のコンバータ回路を構成している。このように二次側の整流平滑回路の大部分を共用することで、少ない部品点数で回路を構成し、電力損失が少なく、低価格で小型化が可能なスイッチング電源を提供することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、二次電池等によりバックアップする機能を有する任意のスイッチング電源に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源を説明する図面である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源を説明する図面である。
【符号の説明】
【００２５】
１      交流入力電源
２      一次整流回路
３      一次平滑コンデンサ
４      一次スイッチング素子
５      変換トランス
６      整流ダイオード
７      整流ダイオード
８      コイル
９      平滑コンデンサ
１０    負荷回路
１１    整流ダイオード
１２    スイッチング素子
１３    充放電回路
１４    二次電池
１５    制御回路
【図１】
2005086856.tif 000003
【図２】
2005086856.tif 000004