(57)【要約】      （修正有）【課題】瞬断を十分防止することが可能であり、二次電池や充電器ひいては全体として小型の直流電源装置を提供する。【解決手段】直流電源装置は、交流を直流に変換した直流を直流に変換し、出力電力を負荷回路１４に供給する主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３と、負荷回路の入力端子に接続されるバックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１と、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータの電力源となる二次電池２４と、二次電池と負荷回路の入力端子の間に接続されるスイッチ２５と、主電源用ＤＣＤＣコンバータの電圧を検知しこの電圧が所定電圧より下がったとき、スイッチをオン状態にする検知回路２６と、二次電池を充電する充電器２２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流を直流に変換した直流を直流に変換し、出力電力を負荷回路に供給する主電源用ＤＣＤＣコンバータと、
前記負荷回路の入力端子に接続されるバックアップ用ＤＣＤＣコンバータと、
このバックアップ用ＤＣＤＣコンバータの電力源となる二次電池と、
この二次電池と前記負荷回路の入力端子の間に接続されるスイッチと、
前記主電源用ＤＣＤＣコンバータの電圧を検知しこの電圧が所定電圧より下がったとき、前記スイッチをオン状態にする検知回路と、
前記二次電池を充電する充電器と、
を有する直流電源装置。
【請求項２】
前記スイッチは、機械的スイッチである請求項１記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記主電源用ＤＣＤＣコンバータの入力端子に接続され、交流電源の出力を整流し平滑化する整流平滑回路を更に有する請求項１又は２記載の直流電源装置。
【請求項４】
交流を直流に整流した直流電圧を安定した直流電圧に変換し、出力電力を負荷回路に供給する主電源用ＤＣＤＣコンバータと、
この主電源用ＤＣＤＣコンバータの出力端子にアノード端子を接続されカソード端子を前記負荷回路の入力端子に接続される第１のダイオードと、
前記負荷回路の入力端子に出力端子にカソード端子を接続される第２のダイオードと、
この第２のダイオードのアノード端子に出力端子を接続されるバックアップ用ＤＣＤＣコンバータと、
このバックアップ用ＤＣＤＣコンバータの入力端子に接続されこのバックアップ用ＤＣＤＣコンバータの電力源となる二次電池と、
この二次電池を充電する充電器と、
前記二次電池と前記負荷回路の入力端子の間に接続されるスイッチと、
前記負荷回路の入力となる前記主電源用ＤＣＤＣコンバータの電圧を検知しこの電圧が所定電圧より下がったとき、前記スイッチをオン状態にする検知回路と、
を有する直流電源装置。
【請求項５】
前記スイッチは機械的スイッチである請求項４記載の直流電源装置。
【請求項６】
前記主電源用ＤＣＤＣコンバータの入力端子に接続され、交流電源の出力を整流し平滑化する整流平滑回路を更に有する請求項４又は５記載の直流電源装置。
【請求項７】
前記二次電池は、前記充電器により十分充電される請求項１乃至６のいずれか一項記載の直流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、直流電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電源からの電流を整流し平滑した後、主電源用のＤＣＤＣコンバータを通して電力を負荷回路に供給する直流電源装置がある。このような直流電源装置において、電源供給が急に停止したとき、その瞬間に電圧が低くなること（瞬断）を防止するための直流電源装置は知られている。
【０００３】
例えば負荷回路の入力端子にダイオードを介して二次電池と充電器が並列に接続される装置も知られている。更に、上記主電源用ＤＣＤＣコンバータの他に、バックアップ用のＤＣＤＣコンバータを用いる直流電源装置も知られている。
【０００４】
しかし、いずれも、二次電池や充電器が大型化したり、瞬断に対する制御が十分でなかったりする問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０３７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、瞬断を十分防止することが可能であり、二次電池や充電器ひいては全体として小型の直流電源装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態の直流電源装置は、交流を直流に変換した直流を直流に変換し、出力電力を負荷回路に供給する主電源用ＤＣＤＣコンバータと、前記負荷回路の入力端子に接続されるバックアップ用ＤＣＤＣコンバータと、このバックアップ用ＤＣＤＣコンバータの電力源となる二次電池と、この二次電池と前記負荷回路の入力端子の間に接続されるスイッチと、前記主電源用ＤＣＤＣコンバータの電圧を検知しこの電圧が所定電圧より下がったとき、前記スイッチをオン状態にする検知回路と、前記二次電池を充電する充電器と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態の構成例を示す図である。
【図２】一実施形態の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図３】一実施形態における波形例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、説明する。図１に一実施形態の直流電源装置の構成を示す。
【００１０】
この直流電源装置は、交流電源１１に接続される整流平滑回路１２と、主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３と、カソードを負荷回路１４に接続されたダイオード１５及びダイオード１６を有する。
【００１１】
また、この直流電源装置は、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１と、この充電器２２に接続される二次電池２４と、スイッチ２５と、充電器２２の出力電圧の低下を検知する検知回路２６とを有する。
【００１２】
ダイオード１５のアノード端子は、主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３の出力端子に接続され、そのカソード端子は負荷回路の入力端子に接続される。
【００１３】
ダイオード１６のカソード端子は負荷回路１４の入力端子に接続され、アノード端子はバックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の出力端子に接続される。スイッチ２５の一方の端子はダイオード１６のアノード端子に接続され、他方の端子はバックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の入力端子に接続される。
【００１４】
バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の入力端子には、二次電池２４と、この二次電池２４を充電する充電器２２が、接続される。二次電池２４は、通常の状態では充電器２２により常時、充電されており、最大容量まで充電されると、充電は停止している。検知回路２６は、常時、充電器２２から二次電池への充電を行うよう制御しており、通常スイッチ２５をオンにするときには、この充電の制御を中止する。
【００１５】
バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の入力電位をＡとし、負荷回路１４の入力電位をＢとする。
【００１６】
検知回路２６はスイッチ２５の制御端子に接続され、主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３の出力電圧Ｄが所定電圧に下がったときスイッチ２５をオンにする。
【００１７】
しかし、検知回路２６が電圧を検知してからスイッチ２５をオンにするまでの時間遅延があると負荷回路１４へ供給する電圧が低下する。特に、スイッチ２５が機械的なスイッチなどにより構成されていると、このスイッチ２５にオン指令が届いてもオン状態になるまでに時間遅延が比較的大きく、すぐには二次電池２４から負荷回路１４に電力が供給されない。この間は、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１から、負荷回路１４に電力が供給される。なお、スイッチ２５は、機械的なスイッチでなくてもよい。
【００１８】
主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３は、動作状態で大きな負荷となる負荷回路１４に比較的長時間にわたって十分電力を供給できる部品を使用した回路構成を有する。一方、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１は、立ち上がりが早く動作するが、長時間電力を供給する必要がない部品で構成される。
【００１９】
ダイオード１５，１６はそのアノード端子とカソード端子の電位関係に基づいてオンオフ動作し、各々主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１からの電力を、負荷回路１４に供給する。主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３の出力電位が負荷回路の入力電位Ｂより高い間はダイオード１５がオン状態にあり、主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３の出力電力が負荷回路１４に供給される。
【００２０】
一方、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の出力電位Ｃが負荷回路の入力電位Ｂより低い間はダイオード１６がオフ状態にある。負荷回路１４の入力電位Ｂがバックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の出力電位Ｃより低くなったとき、ダイオード１６がオン状態になって、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の出力電力が負荷回路１４に供給される。
【００２１】
次にこの実施形態について、動作を説明する。図２にこの実施形態の動作のフローチャートを示す。図３にこの実施形態の動作時の波形を示す。図３における曲線３１は、主電源用ＤＣＤＣコンバータの出力電位を示す。図３における直線３２、３３はＣ点の電位を示す。
【００２２】
スイッチ２５はオフ状態にあるとする。この状態で検知回路２６は主電源用ＤＣＤＣコンバータの出力電圧の電位Ｄを監視する。ステップＳ２０１では、主電源用ＤＣＤＣコンバータ１３から負荷回路に電力が供給されている。この状態では、主電源用ＤＣＤＣコンバータの電圧Ｄが、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータの出力電圧Ｃより高く、ダイオード１５はオン状態、ダイオード１６はオフ状態にある。
【００２３】
ステップＳ２０２で交流電源の瞬断が時刻Ｔ１で発生したとする。瞬断により、主電源用ＤＣＤＣコンバータの出力電圧Ｄは急激に低下する。この電圧低下は、ステップＳ２０３で時刻Ｔ２において検知回路２６により検知される。ダイオード１５はオンからオフ状態になる。検知回路２６は電圧低下を検知してスイッチ２５をオン状態に制御する。
【００２４】
一方、負荷回路１４の入力電位Ｂがバックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の出力電位より低くなることにより、ダイオード１６がオン状態となり、ステップＳ２０５で、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１の出力電力が負荷回路１４に供給される。このように負荷回路１４の入力電圧は、図３の直線３２に示すように一定に保持される。
【００２５】
その後、ステップＳ２０６でスイッチ２５がオン状態（導通状態）になる。したがってステップＳ２０７で、スイッチ２５を通して二次電池２４から負荷回路１４に電力が供給され（時刻Ｔ３）、Ａ点電位は直線３３となる。なお、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１がない場合に、Ｂ点電位は急激に低下し、曲線３１は、その電圧のままとなり時刻Ｔ３で急激に上昇することを示す。
【００２６】
この場合、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１から負荷回路１４に電力が供給されるのは、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の時間であり、通常の瞬断では数ミリ秒から数十ミリ秒程度の極めて短い時間である。
【００２７】
したがって、バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ２１は継続的な電力を供給することは不要であり、瞬間的に電力を供給する小型のＤＣＤＣコンバータを用いることが可能である。
【００２８】
更に、二次電池２４は充電器２２によって十分に充電されていると、この切換えにより長時間負荷回路１４へ電力を供給することができる。
【００２９】
本発明の実施形態によれば、瞬断を十分防止することが可能でしかも全体として小型の直流電源装置が得られる。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したがこれらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１１・・・・交流電源
１２・・・・整流平滑回路
１３・・・・主電源用ＤＣＤＣコンバータ
１４・・・・負荷回路
１５、１６・・・・ダイオード
２１・・・・バックアップ用ＤＣＤＣコンバータ
２２・・・・充電器
２４・・・・二次電池
２５・・・・スイッチ
２６・・・・検知回路
【図１】
2016111724.tif 000003
【図２】
2016111724.tif 000004
【図３】
2016111724.tif 000005