(57)【要約】【課題】  ダイオード優先回路を備えた電源切換装置において、ダイオードでの電力損失を小さくして、ダイオードの放熱器を小型化できるようにする。【解決手段】  ダイオード優先回路用のダイオード１４の放熱器ＦＩＮ１とダイオード１５の放熱器ＦＩＮ２の温度を、それぞれ、サーミスタ１８、１９で検出する。また、各電源１１、１２から負荷装置６０へ電力を供給するためのリレー２１，２２を設け、これらのリレーと負荷装置との間に電流トランス２４を設ける。リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、サーミスタ１８、１９により検出された放熱器ＦＩＮ１、２の温度及び電流トランスの検出電流とに基づいてリレー２１、２２のオン／オフを制御し、ダイオード１４、１５の損失を低減させると共に、電源１１、１２への電流の逆流を阻止する。【選択図】  図１
2005192372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電源にそれぞれ直列接続されたダイオードを有し、それらの各ダイオードを介
して最も出力電圧の高い電源から電力を負荷装置に供給するダイオード優先回路を有する
電源切換装置において、
前記各ダイオードに並列接続されたスイッチと、
前記各ダイオードに係る温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段により検出されたダイオードに係る温度に基づいて該ダイオードに並列
接続されたスイッチを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする電源切換装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記各ダイオードに係る温度が所定の上限値に達したときに前記各電
源の出力電力が前記各スイッチを介して前記負荷装置に供給されるように、前記各スイッ
チを制御することを特徴とする請求項１記載の電源切換装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記各ダイオードに係る温度が前記上限値から所定の下限値まで低下
したときに前記電源の出力電力が前記各ダイオードを介して前記負荷装置に供給されるよ
うに、前記各スイッチを制御することを特徴とする請求項２記載の電源切換装置。
【請求項４】
更に、前記各スイッチを介して流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記制御手段は、該電流検出手段により検出された電流に基づいて前記各スイッチを介
して前記各電源に流れ込む逆流電流を検出し、該検出時には前記各スイッチをオフにする
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の電源切換装置。
【請求項５】
前記各スイッチは、全て、前記電流検出手段と接続されていることを特徴とする請求項
４記載の電源切換装置。
【請求項６】
前記各ダイオードには放熱器が取り付けられており、前記温度検出手段は該放熱器の温
度を前記ダイオードに係る温度として検出することを特徴とする請求項１記載の電源切換
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源切換装置に係り、特に、ダイオード優先回路を備えた電源切
換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電源の中から最も出力電圧の高い電源を選択し、その電源の電力を負荷装置に供
給する電源切換装置として、ダイオード優先回路を備えた電源切換装置が知られている。
図５は、このような従来の電源切換装置の回路構成を示すブロック図である。
図５に示す電源切換装置１００は、電源１０１と電源１０２の２つの直流電源を備えて
おり、ダイオード優先回路により、出力電圧の高い電源から負荷装置１１０に電力が供給
される構成になっている。
【０００３】
電源１０１は、例えば、太陽電池等の系統連系発電システムであり、電源１０２は、系
統電源１０３（商用交流電源等）から供給される交流電力から直流電力を生成する電源で
ある。電源１０１、１０２は、それぞれ、ダイオード１０５、ダイオード１０６を介して
負荷装置１１０に並列接続されている。
【０００４】
ダイオード１０５，１０６は、いわゆる、スタッド形または平形と呼ばれているもので
あり、放熱フィンにネジで取り付けられたり（スタッド形）、上下両面から放熱フィンで
圧接された外観（平形）をしている。ＦＩＮ２０１、ＦＩＮ２０２は、それぞれ、ダイオ
ード１０５、１０６用の放熱器である。
【０００５】
図６は、上記構成の電源切換装置１００の全体動作を示すえタイミングチャートである
。図６において、（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、電源１０１、１０２の電圧を示している
。また、（ｃ）は負荷電力（負荷装置１１０の消費電力）、（ｄ）はダイオード１０５の
電流Ｉ１、（ｅ）はダイオード１０６の電流Ｉ２、（ｆ）はダイオード１０５の損失Ｗ１
、（ｇ）はダイオード１０６の損失Ｗ２、（ｈ）は放熱器ＦＩＮ２０１の温度Ｔ１、（ｉ
）は放熱器ＦＩＮ２０２の温度Ｔ２である。尚、図６（ｈ）に示すＴ１上限、Ｔ１下限は
、それぞれ、放熱器ＦＩＮ２０１よりも小型の後述する図１に示す放熱器ＦＩＮ１の上限
値（上限温度）、下限値（下限温度）である。また、図６（ｉ）に示すＴ２上限、Ｔ２下
限は、それぞれ、放熱器ＦＩＮ２０２よりも小型の後述する図１に示す放熱器ＦＩＮ２の
上限値（上限温度）、下限値（下限温度）である。
【０００６】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、時刻ｔ０〜ｔ２の期間では電源１０１の出力電圧（
Ｖ１）の方が電源１０２の出力電圧（Ｖ２）よりも高く、時刻ｔ２以降では電源１０２の
出力電圧の方が電源１０１の出力電圧よりも高くなる。電源１０２の出力電圧は時刻ｔ３
で所定の定格値に達し、以後、その電圧値を保つ。このため、負荷装置１１０への電力供
給は、時刻ｔ０〜ｔ２の期間は電源１０１からなされ、時刻ｔ２以降は電源１０２からな
されることになる。
【０００７】
負荷装置１１０は、時刻ｔ０で稼働を開始し、時刻ｔ１で定常負荷の状態になる。そし
て、時刻ｔ４で定常負荷から最大負荷の状態に移行する（図６（ｃ）参照）。この間、負
荷装置１１０は、時刻ｔ０〜ｔ２の期間は電源１０１から電力供給を受け、時刻ｔ２以降
は電源１０２から電力供給を受ける。
【０００８】
このため、時刻ｔ０〜ｔ２はダイオード１０５にのみ電流（Ｉ１）が流れ、時刻ｔ２以
降ではダイオード１０６にのみ電流（Ｉ２）が流れる（図６（ｄ）、（ｅ）参照）。これ
に伴い、ダイオード１０５の損失（Ｗ１）、ダイオード１０６の損失（Ｗ２）の時刻推移
は、それぞれ、図６（ｆ）、（ｇ）に示すように変化する。
【０００９】
放熱器ＦＩＮ２０１の温度は、ダイオード１０５に電流が流れる期間中（時刻ｔ０〜ｔ
２）に次第に上昇し、時刻ｔ２では前記上限値近くまで上昇する。そして、時刻ｔ２以降
は低下し、時刻ｔ３を過ぎて当初の温度に戻る（図６（ｈ）参照）。
一方、放熱器ＦＩＮ２０２の温度は、電源１０２から負荷装置１１０への電力供給が開
始される時刻ｔ２から上昇し、負荷装置１１０が定常負荷から最大負荷移行する時刻ｔ４
以降はさらに急勾配で上昇し、時刻ｔ６で上記上限値を超え、さらに上昇する（図６（ｉ
）参照）。
【００１０】
ここで、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ７で電源１０２が故障等で瞬断し、その出力
電圧が瞬間的に落ちると、その瞬断中の間、電源１０１から負荷装置１１０に電力が供給
される。このため、電源１０２が回復するまでの間（時刻ｔ７〜ｔ８の期間）、再び、ダ
イオード１０５に電流が流れる（図６（ｄ）参照）。
【００１１】
時刻ｔ８で電源１０２の出力電圧が正常値に復旧すると、再び電源１０２から負荷装置
１１０への電力供給が開始され、電源１０１から負荷装置１１０への電力供給は停止する
（図６（ｄ）、（ｅ）参照）。図６（ｄ）、（ｆ）に示すように、上記瞬断の期間中（時
刻ｔ７〜ｔ８）は、ダイオード１０５に電流が流れ損失が発生する（例えば、特許文献１
、２参照）。
【００１２】
以上説明したように、上記構成の電源切換装置１００の場合、電源から供給される電流
は全てダイオード１０５またはダイオード１０６を通過するため、ダイオード１０５（１
０６）に流れる電源は負荷装置１１０の負荷の大きさに比例する。特に、負荷装置１１０
が最大負荷となるときはダイオード１０５（１０６）に流れる電流も最大となるため、ダ
イオード１０５（１０６）の損失も最大となりその発生熱量も最大となる。このため、シ
ステムの消費電力を低減するためには、負荷装置１１０が最大負荷で稼働するときにおけ
るダイオード１０５（１０６）の損失を低減させる必要があるが、従来の電源切換装置１
００はそのような機能を備えていない。
【００１３】
また、ダイオードの放熱器は、システム使用時における最大温度を考慮して選択する必
要があるため、該最大温度が大きいと大型で高価な放熱器を使用せざるをえない。これは
、電源切換装置本体のサイズの大型化とコスト高を招く要因となっている。上述したよう
に、ダイオードの損失は負荷装置の最大負荷時に最大となるため、放熱器の最大温度を低
減するためには、負荷装置の最大負荷時におけるダイオードの損失を低減させる必要があ
る。しかしながら、従来の電源切換装置１００はそのような機能を備えていない。
【００１４】
このようなダイオード優先回路を備えた電源切換装置１００が抱える問題に鑑みて、ダ
イオードを用いずに、リレーをオン／オフする方式により電源を切替える装置も考えられ
るが、このような装置の場合、各電源の出力電圧がほぼ同じ場合にリレー切替が頻繁にな
り、リレーの磨耗を招くのでリレーの耐用期間が短くなるという問題が発生する。また、
全てのリレーが開放されて負荷装置への通電が途絶える状態を回避するために、リレーの
切替動作に重なり時間（いずれか１つのリレーが閉じている状態）を設ける必要があり、
そのリレー切替制御用の回路構成が複雑になるという問題も発生する。
【特許文献１】特開平５−１０８１７６号公報
【特許文献２】特開平５−８３８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、従来のダイオード優先回路を備えた電源切換装置には、負荷装置の負
荷が大きいとき（特に、最大負荷時に）ダイオードの損失が大きくなりシステムの消費電
力の増大を招くという問題があった。また、ダイオードの放熱器の小型化も難しいという
問題があった。
本発明の目的は、ダイオード優先回路を備えた電源切換装置においてダイオードの損失を
低減させることを目的とする。また、さらに、最大許容温度の低い小型のダイオードの放
熱器を使用できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様の電源切換装置は、複数の電源にそれぞれ直列接続されたダイオー
ドを有し、それらの各ダイオードを介して最も出力電圧の高い電源から電力を負荷装置に
供給するダイオード優先回路を有する電源切換装置を前提とする。そして、前記各ダイオ
ードに並列接続されたスイッチと、前記各ダイオードに係る温度を検出する温度検出手段
と、該温度検出手段により検出されたダイオードに係る温度に基づいて該ダイオードに並
列接続されたスイッチを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
前記制御手段は、例えば、前記各ダイオードに係る温度が所定の上限値に達したときに
前記各電源の出力電力が前記各スイッチを介して前記負荷装置に供給されるように、前記
各スイッチを制御する。この場合、前記制御手段は、例えば、前記各ダイオードに係る温
度が前記上限値から所定の下限値まで低下したときに前記電源の出力電力が前記各ダイオ
ードを介して前記負荷装置に供給されるように、前記各スイッチを制御する。
【００１８】
所定の上限値とはダイオードの損失、許容温度、ダイオードに取り付けられた放熱器の
放射能力などの要因を加味して決定される設計値であり、例えばダイオードの許容損失や
許容温度に安全率をかけた値などである。所定の下限値も同様でダイオードの損失、許容
温度、ダイオードに取り付けられた放熱器の放射能力などの要因を加味して決定される設
計値であり、特に定常負荷で下限値からダイオードの温度が上昇してもすぐに上限値に達
してスイッチが動作しないような値が望ましい。
【００１９】
第１の態様の電源切換装置は、例えば、前記各ダイオードには放熱器が取り付けられて
おり、前記温度検出手段は該放熱器の温度を前記ダイオードに係る温度として検出するよ
うな構成としてもよい。
第１の態様の電源切換装置によれば、ダイオードに係る温度を検出し、その温度に基づ
いて該ダイオードに並列接続されたスイッチのオン／オフを切替制御するので、ダイオー
ドの温度の上昇を抑制でき、ダイオードの損失を低減できる。また、ダイオードの放熱器
の温度に基づいて該ダイオードに並列接続されたスイッチのオン／オフを切替制御するの
で放熱器の温度上昇を抑制でき、小型の放熱器を使用することが可能となる。また、ダイ
オードに係る温度が所定の上限値に達した時にスイッチを介して、下限値まで低下した時
にダイオードを介して、電力を負荷装置に供給するように制御するので、電源の出力電圧
に応じてリレーの切替を行う場合に比べて切替頻がを少ない。また、各ダイオードの放熱
器の温度を検出し、その検出温度に基づいてスイッチのオン／オフを切替える方法の採用
により簡単な回路構成でそれらの機能が実現できる。また、ダイオードを用いているので
電源を切替える際の重なり時期を設ける必要が無い。
【００２０】
本発明の第２の態様の電源切換装置は、前記第１の態様の電源切換装置が備える各構成
要素に加え、更に、前記各スイッチを介して流れる電流を検出する電流検出手段を備える
。そして、前記制御手段は、該電流検出手段により検出された電流に基づいて前記各スイ
ッチを介して前記各電源に流れ込む逆流電流を検出し、該検出時には前記各スイッチをオ
フにすることを特徴とする。
【００２１】
前記各スイッチは、例えば、全て、前記電流検出手段と接続される構成にしてもよい。
第２の態様の電源切換装置によれば、スイッチを介して負荷装置に電力を供給していた
電源への電流の逆流を検出し、該逆流発生時には該スイッチをオフするので該電源を保護
できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、負荷装置の負荷が大きいときなどダイオード損失により発熱が多くなると
、電源からの電力供給がダイオードではなくスイッチを介して行われるようにするので、
ダイオードの損失を低減できると共にダイオードの放熱器の小型化が可能となる。これに
より、装置の全体サイズの小型化、装置全体での電力損失低減及び装置の製造コスト低減
なども可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の一実施例の電源切換装置１０のシステム構成を示すブロック図である
。
図１において、電源１１と電源１２は、共に、直流電源である。電源１１と電源１２は
、それぞれ、ダイオード１４とダイオード１５を介して負荷装置６０に並列接続されてい
る。ダイオード１４とダイオード１５には、それらの素子の発熱を外部に放出するための
放熱器ＦＩＮ１、放熱器ＦＩＮ２が取り付けられている。また、放熱器ＦＩＮ１、ＦＩＮ
２には、それぞれ、それらの温度を示す電圧値を出力するサーミスタ１８、１９が取り付
けられている。
【００２５】
電源１１は第１のリレー２１に接続されており、電源１２は第２のリレー２２に接続さ
れている。また、第１のリレー２１と第２のリレー２２の他方の端子は、共に、電流トラ
ンス２４に接続されている。このように、電源１１と電源１２は、それぞれ、リレー２１
、２２を介して電流トランス（ＣＴ）２４の一端と接続されている。尚、このリレー２１
とリレー２２は、１個のラッチング型リレーで代替可能である。
【００２６】
電流トランス２４の他端は、ダイオード１４とダイオード１５のカソード及び負荷装置
６０に接続されている。電流トランス２４は、リレー２１またはリレー２２を介して一方
の電源から他方の電源へ流れ込む電流の逆流を検出するために設けられた電流検出素子で
あり、オンしているリレー２１またはリレー２２に流れる電流を検出する。電流トランス
２４は、それらの電流の検出値をリレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０に出力する。
【００２７】
リレーＯＮ/ＯＦＦ信号生成回路３０は、本システムの中核をなす回路であり、サーミ
スタ１８、１９により検出された放熱器ＦＩＮ１，ＦＩＮ２の温度に基づいてリレー２１
、２２のオン／オフを制御し、ダイオード１４、１５に流れていた電流をリレー２１，２
２に分流させて放熱器ＦＩＮ１、２の温度が所定の上限値を超えないように制御する。ま
た、電流トランス２４の検出電流値に基づいて一方の電源１１（電源１２）から他方の電
源１２（電源１１）への電流の逆流を検出する。そして、逆流を検出した場合には、現在
オンとなっているリレー（リレー２１またはリレー２２）を瞬時にオフにして、その逆流
電流が電源（電源１１または電源１２）に流れ込まないようにして該電源を保護する。
【００２８】
下記の表１−１に、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０がサーミスタ１８、１９によ
り検出された放熱器ＦＩＮ１の温度Ｔ１に基づいてリレー２１のオン／オフを制御する方
法を示す。
【００２９】
【表１】
2005192372.tif 000003
上記表１−１に示すように、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、
（１）リレー２１の現在の状態がオフ（ＯＦＦ）のとき、放熱器ＦＩＮ１の温度Ｔ１が上
限値Ｍ１未満であれば、リレー２１をオフのままにする。
（２）リレー２１の現在の状態がオフのとき、放熱器ＦＩＮ１の温度Ｔ１が上限値Ｍ１以
上であればリレー２１をオン（ＯＮ）にし、ダイオード１４ではなくリレー２１を介して
電源１１から負荷装置６０へ電力が供給されるようにする。
（３）リレー２１の現在の状態がオンのとき、放熱器ＦＩＮ１の温度Ｔ１が下限値Ｌ１以
上であれば、リレー２１をオンのままにする。
（４）リレー２１の現在の状態がオンのとき、放熱器ＦＩＮ１の温度Ｔ１が下限値Ｌ１未
満であれば、リレー２１をオフにし、リレー２１ではなくダイオード１５を介して電源１
５から負荷装置６０へ電力が供給されるようにする。
【００３０】
リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、下記の表１−２に示すように、電流トランス
（ＣＴ）２４の検出電流の方向（極性）に基づいてリレー２１のオン／オフを制御する。
【００３１】
【表２】
2005192372.tif 000004
上記表１−２に示すように、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、電流トランス２
４の検出電流が正方向（電流がリレー２１から電流トランス２４の方に流れる向き）であ
れば、上述した表１−１に示す方法で、放熱器ＦＩＮ１の温度Ｔ１に基づいてリレー２１
のオン／オフを制御する。また、電流トランス２４の検出電流が逆方向（電流が電流トラ
ンス２４からリレー２１の方に流れる向き）であれば、リレー２１をオフして電源１１へ
の電流の逆流を阻止する。
【００３２】
ところで、放熱器ＦＩＮ１の温度Ｔ１の上限値Ｍ１と下限値Ｌ１は、ダイオード１４の
損失、許容温度、放熱器ＦＩＮ１の放射能力などの要因を加味して決定する。これは、放
熱器ＦＩＮ２についても同様であり、放熱器ＦＩＮ２の温度Ｔ２の上限値Ｍ２と下限値Ｌ
２は、ダイオード１５の損失、許容温度、放熱器ＦＩＮ２の放射能力などを加味して決定
する。
【００３３】
リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、下記の表２−１に示す方法により、放熱器Ｆ
ＩＮ２の温度Ｔ２に基づいてリレー２２のオン／オフを制御する。
【００３４】
【表３】
2005192372.tif 000005
上記表２−１に示すように、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、
（１）リレー２２の現在の状態がオフ（ＯＦＦ）のとき、放熱器ＦＩＮ２の温度Ｔ２が上
限値Ｍ２未満であれば、リレー２２をオフのままにする。
（２）リレー２２の現在の状態がオフのとき、ＦＩＮ２の温度Ｔ２が上限値Ｍ２以上であ
れば、リレー２２をオン（ＯＮ）にし、ダイオード１５ではなくリレー２２を介して電源
１２から負荷装置６０へ電力が供給されるようにする。
（３）リレー２２の現在の状態がオンのとき、ＦＩＮ２の温度Ｔ２が下限値Ｌ２以上であ
れば、リレー２２をオンのままにする。
（４）リレー２２の現在の状態がオンのとき、ＦＩＮ２の温度Ｔ２が下限値Ｌ２未満であ
れば、リレー２２をオフにし、リレー２２ではなくダイオード１６を介して電源１２から
負荷装置６０へ電力が供給されるようにする。
【００３５】
また、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、下記の表２−２に示すように、電流ト
ランス（ＣＴ）２４の検出電流の方向に基づいて、リレー２２のオン／オフを制御する。
【００３６】
【表４】
2005192372.tif 000006
上記表２−２に示すように、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、電流トランス２
４の検出電流が正方向（電流がリレー２２から電流トランス２４の方に流れる向き）であ
れば、上述した表２−１に示す方法により、放熱器ＦＩＮ２の温度Ｔ２に基づいてリレー
２２のオン／オフを制御する。また、電流トランス２４の検出電流が逆方向（電流が電流
トランス２４からリレー２２の方に流れる向き）であれば、リレー２２をオフして電源１
２への電流の逆流を阻止する。
【００３７】
図２は、図１のリレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０の構成例を示す図である。
図２に示すリレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、放熱器ＦＩＮ１の温度Ｔ１に基づ
いてリレー２１のオン／オフを制御する第１のリレー制御回路４０（４０−１）と、放熱
器ＦＩＮ２の温度Ｔ２に基づいてリレー２２のオン／オフを制御する第２のリレー制御回
路４０（４０−２）を備えている。
【００３８】
また、さらに、放熱器ＦＩＮ１（以下、簡略化してＦＩＮ１と記載）の温度Ｔ１を示す
電圧（サーミスタ１８の出力）と放熱器ＦＩＮ２（以下、簡略化してＦＩＮ２と記載）の
温度Ｔ２を示す電圧（サーミスタ１９の出力）を比較してその比較結果を示す２値信号Ｔ
Ｈを出力するコンパレータ５１、及び電流トランス（ＣＴ）２４の検出値（電流）が正で
あるか否かを判断しその判断結果に応じた２値信号ＣＴを出力するコンパレータ５３を備
えている。
【００３９】
コンパレータ５１は、
（１−１）ＦＩＮ１温度Ｔ１＞ＦＩＮ２温度Ｔ２のとき“１”（Ｈレベル信号）を、
（１−２）ＦＩＮ１温度Ｔ１≦ＦＩＮ２温度Ｔ２のとき“０”（Ｌレベル信号）を、
出力する。
【００４０】
コンパレータ５３は、
（２−１）電流トランス２４検出値（ＣＴ検出値）＞０のとき“１”（Ｈレベル信号）を
、
（２−２）電流トランス２４検出値（ＣＴ検出値）≦０のとき“０”（Ｌレベル信号）を
、
出力する。
【００４１】
リレー制御回路４０−１は、コンパレータ４１、４３、ラッチ４４、４６、インバータ
４５、３入力ＯＲゲート４７、４入力ＡＮＤゲート４８を備えている。
コンパレータ４１は、＋端子にＦＩＮ１温度Ｔ１を示す電圧を、−端子にＦＩＮ１温度
上限値Ｍ１を示す電圧を入力し、
（３−１）  ＦＩＮ１温度Ｔ１≧ＦＩＮ１温度上限値Ｍ１であれば“１”（Ｈレベル信号
）を、
（３−２）  ＦＩＮ１温度Ｔ１＜ＦＩＮ１温度上限値Ｍ１であれば“０”（Ｌレベル信号
）をラッチ４４のクロック入力端子と３入力ＯＲゲート４７に出力する。
【００４２】
コンパレータ４３は、＋端子にＦＩＮ１温度Ｔ１を示す電圧を、−端子にＦＩＮ１温度
下限値Ｌ１を示す電圧を入力し、
（４−１）  ＦＩＮ１温度Ｔ１≧ＦＩＮ１温度下限値Ｌ１であれば“１”（Ｈレベル信号
）を、
（４−２）  ＦＩＮ１温度Ｔ１＜ＦＩＮ１温度下限値Ｌ１であれば“０”（Ｌレベル信号
）をインバータ４５と４入力ＡＮＤゲート４８に出力する。
【００４３】
ラッチ４４とラッチ４６は、４入力ＡＮＤゲート４８から出力されるリレー２１のオン
／オフ制御信号（以下、リレー２１のＯＮ/ＯＦＦ信号）の現在状態を保持するラッチで
ある。
ラッチ４４は、データ入力端子Ｄに入力される４入力ＡＮＤゲート４８出力のリレー２
１のＯＮ/ＯＦＦ信号を、クロック入力端子に入力されるコンパレータ４１の出力信号の
立ち上がり（“０”から“１”の変化）でラッチする。これにより、ＦＩＮ１の温度Ｔ１
がＦＩＮ１の温度上限値Ｍ１以上になったとき、４入力ＡＮＤゲート４８から出力される
リレー２１のＯＮ／ＯＦＦ信号がラッチされる。
【００４４】
インバータ４５は、コンパレータ４３の出力（２値信号）を反転させて、その反転信号
をラッチ４６のクロック入力端子に出力する。ラッチ４６は、データ入力端子Ｄに入力さ
れるリレー２１のＯＮ/ＯＦＦ信号を、クロック入力端子に入力されるインバータ４５の
出力信号の立ち上がり（“０”から“１”の変化）でラッチする。これにより、ＦＩＮ１
の温度Ｔ１がＦＩＮ１の温度下限値Ｌ１未満になったとき、４入力ＡＮＤゲートから出力
されるリレー２１のＯＮ／ＯＦＦ信号がラッチ４６にラッチされる。
【００４５】
ラッチ４４とラッチ４６が保持している信号（リレー２１のＯＮ/ＯＦＦ信号）は、３
入力ＯＲゲート４７に入力される。
３入力ＯＲゲート４７は、コンパレータ４１、ラッチ４４，４６の各出力を入力し、そ
れら３入力のＯＲ論理演算結果を４入力ＡＮＤゲート４８に出力する。このため、３入力
ＯＲゲート４７は、上記３入力のいずれか１つでも“１”になると“１”を４入力ＡＮＤ
ゲート４８に出力し、上記３入力が全て“０”になったときのみ“０”を４入力ＡＮＤゲ
ート４８に出力する。したがって、３入力ＯＲゲート４７は、ＦＩＮ１の温度Ｔ１≧ＦＩ
Ｎ１の温度上限値Ｍ１、またはリレー２１のＯＮ／ＯＦＦ信号がオンのいずれかであれば
、“１”を４入力ＡＮＤゲート４８に出力する。逆に、ＦＩＮ１の温度Ｔ１＜ＦＩＮ１の
温度上限値Ｍ１、かつリレー２１のＯＮ／ＯＦＦ信号がオフのときは“０”を４入力ＡＮ
Ｄゲート４８に出力する。したがって、リレー２１がオフのときＦＩＮ１の温度Ｔ１がそ
の上限値Ｍ１未満のときは、４入力ＡＮＤゲート４８の出力するリレー２１のＯＮ／ＯＦ
Ｆ信号は“０”となるので、リレー２１はオフ状態を維持する。
【００４６】
４入力ＡＮＤゲート４８は、コンパレータ４３の出力、３入力ＯＲゲート４７の出力、
コンパレータ５１の出力及びコンパレータ５３の出力を入力し、それらの入力信号のＡＮ
Ｄ論理演算結果をリレー２１に出力する。このため、４入力ＡＮＤゲート４８は、上記４
入力のいずれかひとつでも“０”になると“０”をリレー２１に出力し、リレー２１をオ
フにする。また、上記４入力が全て“１”になったときのみ“１”をリレー２１に出力し
、リレー２１をオンにする。
【００４７】
コンパレータ５１は、＋端子にＦＩＮ１温度Ｔ１を示す電圧値を、−端子にＦＩＮ２温
度Ｔ２を示す電圧値を入力し、
（１−１）  ＦＩＮ１温度Ｔ１＞ＦＩＮ２温度Ｔ２のとき“１”を、
（１−２）  ＦＩＮ１温度Ｔ１≦ＦＩＮ２温度Ｔ２のとき“０”を、
示す信号ＴＨを４入力ＡＮＤゲート４８に出力する。
【００４８】
したがって、４入力ＡＮＤゲート４８は、ＦＩＮ２の温度Ｔ２がＦＩＮ１の温度Ｔ１以
上のときは、リレー２１のＯＮ／ＯＦＦ信号を“０”にしてリレー２１をオフにさせる。
コンパレータ５３は、
（２−１）  電流トランス２４検出値（ＣＴ検出値）＞０のとき“１”を、
（２−２）  電流トランス２４検出値（ＣＴ検出値）≦０のとき“０”を、
示す信号ＣＴを４入力ＡＮＤゲート４８に出力する。
【００４９】
電流トランス２４検出値≦０となるのは逆流のときであるので、コンパレータ５３は逆
流が生じたとき４入力ＡＮＤゲート４８に“０”を出力する。したがって、４入力ＡＮＤ
ゲート４８は、電源１１への逆流が発生したときにはリレー２１のＯＮ／ＯＦＦ信号を“
０”にしてリレー２１を直ちにオフにする。
【００５０】
また、４入力ＡＮＤゲート４８の入力が全て“１”となるのは、コンパレータ４３の出
力、コンパレータ５１の出力ＴＨ、コンパレータ５３の出力ＣＴ及び３入力ＯＲゲート４
７の出力が全て“１”となるときなので、４入力ＡＮＤゲート４８の出力するリレー２１
のＯＮ／ＯＦＦ信号は、（１）ＦＩＮ１の温度Ｔ１がその温度上限値Ｍ１以上となり、（
２）ＦＩＮ１の温度Ｔ１がＦＩＮ２の温度Ｔ２よりも高く、かつ（３）ラッチ４４とラッ
チ４６が共に“１”を保持しているときにのみ“１”となる。尚、ラッチ４４とラッチ４
６の初期状態は“１”にしておく。これにより、リレー２１は、上記（１）と（２）の両
条件が成立したときに初めてオンとなる。
【００５１】
リレー制御回路４０−２は上記リレー制御回路４０−１とほぼ同様な構成であり、リレ
ー制御回路４０−１の構成に、コンパレータ５１の出力ＴＨを反転し、その反転信号を４
入力ＡＮＤゲート４８’に出力するインバータ５５が付加した構成となっている。コンパ
レータ５１の出力はＦＩＮ１の温度Ｔ１≦ＦＩＮ２の温度Ｔ２のとき“０”となるので、
インバータ５５の出力はＦＩＮ２の温度Ｔ２がＦＩＮ１の温度Ｔ１以上のとき“１”とな
る。このため、４入力ＡＮＤゲート４８’の出力するリレー２２のＯＮ／ＯＦＦ信号は、
ＦＩＮ１の温度Ｔ１≦ＦＩＮ２の温度Ｔ２のときにのみ“１”となる。したがって、リレ
ー制御回路４０−２は、ＦＩＮ１の温度≦ＦＩＮ２の温度であるときにのみリレー２２を
オンにさせる。一方、上述したように、リレー制御回路４０−１は、ＦＩＮ１の温度Ｔ１
＞ＦＩＮ２の温度Ｔ２であるときにのみリレー２１をオンにさせる。したがって、例えば
、ＦＩＮ１とＦＩＮ２の両方の放熱器の温度がそれらの上限値Ｍ１、Ｍ２を超えた場合に
は、より高温の放熱器に対応するスイッチを優先的にオンにする。
【００５２】
リレー制御回路４０−２において、リレー制御回路４０−１の構成要素と同一な構成要
素には同一符号に’記号を付加した符号を付けている。リレー制御回路４０−１とリレー
制御回路４０−２とで異なる点は、コンパレータ４１’、４３’の＋端子に放熱器ＦＩＮ
２の温度Ｔ２を示す電圧値が入力される点、ラッチ４４’、４６’のデータ入力端子Ｄに
リレー２２のＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される点、ラッチ４４’とラッチ４６’がリレー２
２の現在のＯＮ／ＯＦＦ信号を保持する点、４入力ＡＮＤゲート４８’がリレー２２のＯ
Ｎ／ＯＦＦ信号を出力する点である。リレー制御回路４０−２は制御対象がリレー２２で
ある点を除けば、リレー制御回路４０−１と同様な動作をするので、その動作説明は省略
する。
【００５３】
次に、上記構成の本発明の第１実施例の電源切換装置１０の動作を、図３のタイミング
チャートを参照しながら説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、電源１１、１２の電圧値の時刻変化を示す。図３（
ｃ）は負荷装置６０の消費する負荷電力の時刻変化を示す。また、図３（ｄ）はダイオー
ド１４に流れる電流（Ｉ１）の時刻変化、図３（ｅ）はリレー２１のＯＮ／ＯＦＦ信号の
時刻変化、図３（ｆ）はリレー２１に流れる電流（Ｉr1）の時刻変化を示す。さらに、図
３（ｇ）は電流トランス（ＣＴ）２４の検出電流の時刻変化、図３（ｈ）はダイオード１
５に流れる電流（Ｉ２）の時刻変化、図３（ｉ）はリレー２２のＯＮ／ＯＦＦ信号の時刻
変化とそれに流れる電流（Ｉr2）の時刻変化を示す。また、さらに、図３（ｊ）はダイオ
ード１４の損失（Ｗ１）の時刻変化、図３（ｋ）はダイオード１５の損失（Ｗ２）の時刻
変化を示す。そして、図３（ｌ）はＦＩＮ１の温度（Ｔ１）の時刻変化、図３（ｍ）はＦ
ＩＮ２の温度（Ｔ２）の時刻変化を示す。
【００５４】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、時刻ｔ０〜ｔ２の期間では、電源１１の出力電圧Ｖ
１の方が電源１２の出力電圧Ｖ２よりも高いので、負荷装置６０への電力供給は電源１１
によって行われる。この期間中に、時刻ｔ１で負荷装置６０の負荷は定常負荷となり、こ
の状態は時刻ｔ６まで継続する。したがって、時刻ｔ０〜ｔ２の期間中はダイオード１４
にのみ電流が流れ、ダイオード１５には電流が流れない（図３（ｄ）、（ｈ）参照）。
【００５５】
このため、時刻ｔ０〜ｔ２の期間中はＦＩＮ１の温度Ｔ１はダイオード１４の発熱によ
り上昇し、時刻ｔ２ではその上限値Ｍ１近くにまで達する。しかし、時刻ｔ２以後は電源
１２の出力電圧Ｖ２が電源１１の出力電圧Ｖ１よりも高くなるので電源１１から負荷装置
６０への電力供給は停止し、時刻ｔ２以後は負荷装置６０への電力供給は電源１２によっ
て行われるようになる。このため、ダイオード１４には電流が流れなくなるためＦＩＮ１
の温度Ｔ１は徐々に低下し、時刻ｔ３以降はその下限値Ｌ１以下にまで低下する（図３（
ｌ）参照）。
【００５６】
電源１２の電圧Ｖ２は時刻ｔ４で所定の定格値にまで上昇し、時刻ｔ４以後はその定格
値を維持する。このように、負荷装置６０が定常負荷で駆動している間（時刻ｔ２〜ｔ６
の期間）、ダイオード１５には所定の一定電流が流れる（図３（ｈ）参照）。これに伴い
、ダイオード１５の発熱の影響を受けてＦＩＮ２の温度Ｔ２は次第に上昇するがその上限
値Ｍ２までは達しない（図３（ｍ）参照）。
【００５７】
その後、負荷装置６０は時刻ｔ６から最大負荷で駆動するようになる（図３（ｃ）参照
）。このため、電源１２から負荷装置６０へ供給される電力は増加し、それに伴いダイオ
ード１５に流れる電流Ｉ２も増大する（図３（ｈ）参照）。こうしてダイオード１５の損
失Ｗ２も増大し、ＦＩＮ２の温度Ｔ２も時刻ｔ７でその上限値Ｍ２まで上昇する（図３（
ｍ）参照）。
【００５８】
リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、サーミスタ１９からの検出温度信号により、
ＦＩＮ２の温度Ｔ２が上限値Ｍ２になったことを検出すると、リレー２２をオン（ＯＮ）
させる（図３（ｉ）参照）。これにより、時刻ｔ７以降は電源１２から負荷装置６０への
電力供給はリレー２２を介して行われるようになり、ダイオード１５には電源が流れなく
なる（図３（ｈ）参照）。このため、ダイオード１５の損失はゼロとなるため（図３（ｋ
）参照）、ＦＩＮ２の温度Ｔ２も下降する。そして、ＦＩＮ２の温度Ｔ２は時刻ｔ８でそ
の下限値Ｌ２まで低下する（図３（ｍ）参照）。リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は
、サーミスタ１９から入力する検出温度信号によりＦＩＮ２の温度Ｔ２がその下限値Ｌ２
未満になったことを検出すると、再び、リレー２２をオフにさせる（図３（ｉ）参照）。
【００５９】
このようにして、負荷装置６０が最大負荷で駆動している期間中（時刻ｔ７〜ｔ１４の
期間）、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０はサーミスタ１９から入力されるＦＩＮ２
の温度検出信号を基に、ＦＩＮ２の温度Ｔ２がその上限値Ｍ２まで上昇したらリレー２２
をオンし、その後、ＦＩＮ２の温度Ｔ２がその下限値Ｌ２未満まで低下したらリレー２２
をオフする制御を繰り返す（図３（ｈ）、（ｍ）参照）。
【００６０】
リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０が、このように、リレー２２のオン／オフを周期
的に制御しているとき、リレー２２がオンとなっている時刻ｔ１４で電源１２の電圧Ｖ２
が故障などにより瞬断すると、電源１１の電圧Ｖ１が電源１２の電圧Ｖ２よりも高くなる
ため、電源１１から電源１２へ電流が流れるようになる（図３（ｄ）参照）。リレーＯＮ
／ＯＦＦ信号生成回路３０は、電流トランス２４により検出される逆流電流により、この
電源１２への電流の逆流を検出する（図３（ｇ）参照）。
【００６１】
リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、この逆流を検出するとリレー２２を即時にオ
フさせる（図３（ｉ）参照）。このリレー２２のオンからオフへの切替は瞬時に行われる
ため、リレー２２に流れる逆電流は極めて微小な時間だけなので電源１２は保護される（
図３（ｉ）参照）。
【００６２】
このように、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、リレー２２がオンとなっている
ときに電源１２が故障などによりその電圧が急低下した場合には、直ちにリレー２２をオ
フにして、電源１１から電源１２への電流の逆流を阻止して電源１２を保護する。
時刻ｔ１５で電源１２が復旧してその電圧Ｖ２が正常に戻る（図３（ｂ）参照）。時刻
ｔ１５ではＦＩＮ２の温度Ｔ２はその上限値Ｍ２よりも低いため、リレーＯＮ／ＯＦＦ信
号生成回路３０はリレー２２をオンにしない。このため、電源１２から負荷装置６０への
電力供給はダイオード１５を介して行われることになる。この結果、ダイオード１５に電
流Ｉ２が流れ、ダイオード１５には損失Ｗ２が発生する（図３（ｈ）、（ｋ）参照）。こ
れにより、ＦＩＮ２の温度Ｔ２は再び上昇に向かい、時刻ｔ１６でその上限値Ｍ２に達す
る（図３（ｍ）参照）。
【００６３】
リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、サーミスタ１９から入力するＦＩＮ２の検出
値温度信号によりＦＩＮ２の温度Ｔ２がその上限値Ｍ２になったことを検出すると、リレ
ー２２をオンにする（図３（ｉ）参照）。そして、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０
は、電源１２の故障前と同様にして、サーミスタ１９から入力するＦＩＮ２の検出温度Ｔ
２に基づき、リレー２２をオン／オフする制御を行いＦＩＮ２の温度Ｔ２を調整する。
【００６４】
やがて、時刻ｔ１７で、再び負荷装置６０が定常負荷で駆動するようになると、電源１
２から負荷装置６０へ供給される電力も減少するため、ダイオード１５に流れる電流Ｉ２
も減少しＦＩＮ２の温度Ｔ２もその下限値Ｌ２で保たれる（図３（ｃ）、（ｍ）参照）。
【実施例２】
【００６５】
図４は、本発明の他の実施例の電源切換装置７０のシステム構成を示すブロック図であ
る。図４において、図１の電源切換装置１０の構成要素と同一の構成要素には同じ符号を
付与している。
電源切換装置７０のシステム構成が電源切換装置１０と異なるのは、電源８１が交流電
源である系統電源７１から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換・出力する電源
であるという点である。
【００６６】
この電源切換装置７０の動作は電源切換装置１０と同様なので詳しい説明は省略する。
電源切換装置７０においても、リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０がサーミスタ１８、
１９によって検出されたＦＩＮ１、２の温度Ｔ１、Ｔ２に基づいてリレー２１、２２のオ
ン／オフの切替制御を行ってダイオード１４、１５の損失Ｗ１、Ｗ２を抑制する。リレー
ＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路３０は、電流トランス２４から入力する検出電流値からリレー
２１（またはリレー２２）を介して流れる電源１２への電流Ｉr1（またはＩr2）の逆流を
検出し、その逆流から電源１１（または電源１２）を保護する。
【００６７】
上述したように、本実施例では、ダイオードに取り付けられた放熱器の温度を検出する
ことにより、ダイオードの温度を放熱器の温度により間接的に検出するようにしている。
そして、放熱器の温度が所定の上限値に達したときに、電源からの電力供給をダイオード
の代わりに、スイッチを介して行うようにしてダイオードが該上限値を超えないように制
御している。このため、本実施例によれば、ダイオードの損失を低減できると共に放熱器
の小型化も可能となる。
【００６８】
また、ダイオードの放熱器の温度を検出し、その検出温度を基に上記スイッチのオン／
オフを切替える方式なので、全体の回路構成が簡単になる。また、さらに、オンとなって
いるスイッチを介して電源に逆流電流が流れ込むようになる場合には、該スイッチを瞬時
にオフするので、該電源を保護できる。
【００６９】
上記実施例では、ダイオード（１４、１５）にそれぞれ取り付けられた放熱器（ＦＩＮ
１、２）の温度を検出するようにしているが、ダイオード（１４、１５）の温度をサーミ
スタ等により直接検出し、その検出温度に基づき、上述した放熱器（ＦＩＮ１、２）の温
度に基づく方法と同様にしてリレー２１、２２のオン／オフを切替制御するようにしても
よい。また、電流検出素子として電流トランスを用いているが、本発明の電源切換装置に
おいては電流の向きを検出する機能を備えていればよいので、電流トランスの代わりに安
価なシャント抵抗を用いるようにしてもよく、さらにはホール素子などを用いるようにし
てもよい。
【００７０】
また、上記２つの実施例は、いずれも、２つの電源を備えたシステムであるが、本発明
は３個以上の電源を備えたシステムにも容易に適用可能である。これは当業者であれば容
易に着想できるであろう。また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の趣旨を変えない範囲内で種々の変形例が実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、複数の電源を併用するシステム全般に広範囲に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施例の電源切換装置のシステム構成を示すブロック図である。（実施例１）
【図２】リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路の構成例を示す図である。
【図３】実施例１の電源切換装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本発明の他の実施例の電源切換装置のシステム構成を示すブロック図である。（実施例２）
【図５】従来の電源切換装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図６】従来の電源切換装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１０  電源切換装置
１１、１２  電源
１４，１５  ダイオード
ＦＩＮ１、ＦＩＮ２  放熱器
１８、１９  サーミスタ
２１、２２  リレー
２４  電流トランス（ＣＴ）
３０  リレーＯＮ／ＯＦＦ信号生成回路
４０（４０−１、４０−２）  リレー制御回路
４１、４１’、４３、４３’  コンパレータ
４４、４４’、４６、４６’  ラッチ
４５、４５’  インバータ
４７、４７’  ＯＲゲート
４８、４８’  ＡＮＤゲート
５１、５３  コンパレータ
７０  電源切換装置
７１  系統電源（交流電源）
８１  電源（直流電源）
Ｍ１、Ｍ２  上限値
Ｌ１、Ｌ２  下限値
【図１】
2005192372.tif 000007
【図２】
2005192372.tif 000008
【図３】
2005192372.tif 000009
【図４】
2005192372.tif 000010
【図５】
2005192372.tif 000011
【図６】
2005192372.tif 000012