JPH04304160A - バッテリーバックアップ機能付き直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電源である商用入力断時
、バッテリーにより電力の供給を継続できる、バッテリ
ーバックアップ機能付き電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直流負荷回路においては、商用周波交流
電圧を直流に変換して電力を供給することが行われてい
る。ところでこの場合商用周波交流電源の停電などにも
とづく断による送電の停止を回避して、負荷の動作の信
頼度を確保するため、従来から図２或いは図３に示すよ
うな、バッテリーによるバックアップ機能付き電源装置
を用いて、バッテリーにより負荷への電力供給を継続す
ることが行われている。図２の例は常時商用入力（１）
の出力を、充電器（６）により整流して得られた直流出
力により、主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）を駆動
して、所要の電圧値をもつ直流出力を得て負荷（４）に
供給する。またこれと同時にバックアップ用バッテリー
（５）を充電器（６）の出力により常時充電しておき、
商用入力断時バックアップ用バッテリー（５）より主電
源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）を駆動して、負荷（４
）に電力を供給する方式である。また図３の例は常時商
周入力（１）の出力を、整流平滑回路（２）により整流
した直流出力により、主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（
３）を駆動して、直流入力を所要の電圧値をもった直流
出力に変換して、負荷（４）に電力を供給する。またこ
れと同時に充電器（６）を介して商用入力（１）により
バックアップ用バッテリー（５）を充電しておき、商用
入力（１）の断時には停電検出回路（７）により切替え
られる機械的なスイッチ（８）により、商用入力（１）
に代えて、バックアップ用バッテリー（５）を電源とし
て駆動される、バックアップ用インバータ（ＤＣ−ＡＣ
コンバータ）（９）の出力を、整流平滑回路（２）の交
流側に接続して、電力の供給を継続する方式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれら従来のバ
ッテリーバックアップ機能付き直流電源装置は、以下に
述べるような問題点をもつ。即ち、図２の方式には無瞬
断でＤＣ−ＤＣコンバータ（３）の入力を、商用入力（
１）からバックアップ用バッテリー（５）に切替えるこ
とができる利点がある。しかしその反面バックアップ用
バッテリー（５）の電圧は、整流平滑回路（２）の出力
電圧によって規制される。このためバックアップ用バッ
テリー（５）の電圧を自由に選ぶことができず、設計の
自由度が少なくなる問題がある。更に商用入力による運
転時の変換効率が低下する。また図３の方式は、バック
アップ用バッテリー（５）を充電器（６）を介して常時
充電しており、しかもバックアップ用バッテリー（５）
の出力によりバックアップ用インバータ（９）を駆動し
て、その交流出力を整流平滑回路（２）の交流側に供給
している。従って、バッテリー（５）の電圧を自由に選
べる大きな利点がある。しかしその一方バックアップ用
インバータ（９）は、力率の悪い平滑整流回路（２）の
交流側に電力を供給するため、力率分だけバックアップ
用インバータ（９）のＶＡ容量およびバッテリーの容量
を大にしなければならなくなりそれだけ大型となる。こ
れに加えて図３の方式では商用入力（１）の断時、機械
的な切替えスイッチ（８）では切替えに時間を要する。 このためこの間に整流平滑回路（２）の出力電圧が零に
なって、主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）は無電圧
状態になる。従って主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３
）の入力を無瞬断でバックアップ用インバータ（９）に
切替えることは困難であり、これを実現しようとすると
切替回路が非常に複雑になる問題がある。またスイッチ
（８）の切替え時間が長いと整流平滑回路（２）を形成
する平滑用コンデンサなどの電圧保持作用により、無電
圧状態にならないまでも大きく電圧を低下するので、バ
ックアップ用インバータ（９）の出力電圧との間に大き
な電位差を生ずる。このためバックアップ時の電気的衝
撃が大きく安定を欠く問題がある。

【０００４】

【発明の目的】本発明は従来装置と同等の変換効率を維
持しながら、バックアップ用バッテリーの電圧を自由に
選ぶことが可能であると同時に、運転効率が高くしかも
無瞬断かつ電圧変動少なく安定なバックアップ動作が得
られる小型なバッテリーバックアップ機能付き電源装置
を提供して、前記従来方式の問題点の解決を図ったもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための本発明の手段】図１は本発明の
一実施例を示すブロック回路図（図２，図３と同一符号
部分は同等部分を示す）であって、本発明の特徴とする
ところは次の点にある。即ち図１に示すように、従来と
同様に常時は商用入力（１）により整流平滑回路（２）
を介して主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）を駆動し
て、負荷（４）に電力を供給するように形成する。また
停電検出回路（７）と、これにより商用入力断時オフ動
作する停電検出スイッチ（１０）を設けて、常時これを
介して主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）の出力によ
りバッテリー（５）が充電されるように形成する。一方
バッテリー（５）により駆動されて常時出力を送出する
バックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）を設ける
と共に、その出力を主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３
）に接続するスイッチングダイオード（１２）を設ける
。また更にバックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１
）の出力電圧Ｖ２　が、整流平滑回路（２）の出力電圧
Ｖ１　より低くなるように設定して、常時においてはダ
イオード（１２）がオフ状態を維持できるように形成し
て、商用入力断時、以下のようにバックアップ動作が行
われるようにしたものである。即ち商用入力（１）の断
時においては、整流平滑回路（２）の出力電圧Ｖ１　は
バックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）の出力電
圧Ｖ２　より低くなるため、スイッチングダイオード（
１２）は直ちにオン状態になる。このため常時駆動状態
にあるバックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）の
出力は、主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）の入力側
に加えられてバックアップが行われ、商用入力（１）の
断後も引続き負荷（４）への電力の供給が行われる。一
方商用入力（１）の断時、停電検出回路（７）により働
く停電検出スイッチ（１０）のオフにより、主電源用Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ（３）の出力側と、バックアップ用
バッテリー（５）およびバックアップ用ＤＣ−ＤＣコン
バータ（１１）の接続は解除されて、主電源用ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ（３）によるバッテリー（５）の充電電流
の供給と、バックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動
電流の供給が停止され、バックアップ用ＤＣ−ＤＣコン
バータ（１１）は独立したバックアップ用バッテリー（
５）によってのみ駆動される。このため商用入力（１）
の回復まで主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）の出力
に影響されることなく、負荷（４）にバックアップ用バ
ッテリー（５）からバックアップ電力が安定に供給され
る。

【０００６】

【発明の効果】本発明は以上のようにバッテリー（５）
によりバックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）を
駆動してその出力を主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータの入
力としている。従って、バッテリー電圧を自由に選定で
きる。またバックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１
）の直流出力により、整流平滑回路（２）を介すること
なく直接主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）を駆動す
るようにしている。従って図３で説明したバッテリー（
５）により駆動されるインバータ（９）の交流出力を、
整流平滑回路（２）の交流側に加える方式のように低力
率を考慮する必要が全くない。従ってバックアップ用Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ（１１）やバッテリー（５）の容量
は、負荷（４）の電力と主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ
（３）の損失の和を負担できるものであれば足り、大型
となることがない。また本発明ではバックアップ用ＤＣ
−ＤＣコンバータ（１１）と主電源用ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ（３）の入力側との接続を、ダイオード（１２）の
アノードとカソードとの電位関係にもとづくオンオフに
より行っているので、従来のスイッチによる方法に比べ
て商用入力断時におけるバックアップ用ＤＣ−ＤＣコン
バータの切替え接続が迅速に行われる。従って整流平滑
回路（２）の平滑用コンデンサなどにより保持されて、
主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）の入力電圧の低下
が少ない状態において、バックアップ用ＤＣ−ＤＣコン
バータ（１１）の接続が行われるので、無瞬断しかも電
圧の変動少なくバックアップが行われる。また更に常時
負荷（４）に電力を供給する回路、即ち動作時間の大部
分を占める回路は、従来と同様に整流平滑回路（２）と
主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（３）から構成され、前
記図２，図３の従来回路と変わることがない。 従って常時従来と変わることのない変換効率を維持しな
がら前記従来装置の問題点を解決したバッテリーバック
アップ機能付き直流電源装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の説明図である。

【図２】従来装置の説明図である。

【図３】従来装置の説明図である。

【符号の説明】

（１）　　商用入力 （２）　　整流平滑回路 （３）　　主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ（４）　　負
荷 （５）　　バックアップ用バッテリー （６）　　充電器 （７）　　停電検出回路 （８）　　切替スイッチ （９）　　バックアップ用インバータ （１０）　　スイッチ （１１）　　バックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータ（１
２）　　スイッチングダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　商用入力を整流平滑する回路と、この
   回路の出力を電源として負荷に電力を供給する主電源用
   ＤＣ−ＤＣコンバータと、前記主電源用ＤＣ−ＤＣコン
   バータ出力により充電され、商用入力断時、停電検出ス
   イッチにより主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータから切離さ
   れるバッテリーと、前記バッテリーを電源として、前記
   整流平滑回路の出力電圧より低い電圧の出力を送出する
   バックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータと、このバックア
   ップ用ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が商用入力断時
   に整流平滑回路の出力電圧を上廻ったとき、導通状態と
   なって前記バックアップ用ＤＣ−ＤＣコンバータの出力
   を前記主電源用ＤＣ−ＤＣコンバータの入力側に供給す
   る方向に接続するダイオードとを備えたことを特徴とす
   るバッテリーバックアップ機能付き直流電源装置。