JP2000324720A - 無停電性二重化電源装置 - Google Patents
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Abstract
も活電状態で電源回路の故障を解消することができる無
停電性二重化電源装置を提供する点にある。 【解決手段】 商用交流電源1からの交流を整流して出
力するためにスイッチング素子6を備えた電源回路A
と、負荷へ電力を供給する二次側直流出力回路Bと、電
源回路Aのスイッチング素子6と同期して作動させるた
めのスイッチング素子20を備えた直流電源回路Cを高
周波トランス7を介して接続し、電源回路Aをユニット
化し、この電源回路ユニットを高周波トランス7に電気
的に接続した接続状態と接続解除状態とに着脱可能に構
成し、直流電源回路Cから高周波トランス7を介して電
源回路Aへの誘起電圧による過電流の逆流を緩衝する又
は阻止するための手段を設けて、電源回路ユニットを活
電状態で着脱可能に構成した。
Description
交流電源(AC)から整流した後の出力により負荷を駆
動し、停電等の異常時には、二次電池等の直流電源から
の出力により負荷を駆動するための無停電性二重化電源
装置に関し、特に、防犯、防災、通信、情報(サーバコ
ンピュータ、FAパソコン等)、医療向けの精密機械や
自動機械等重要度の高い機器を作動させるために用いる
無停電性二重化電源装置に関する。ここで、停電とは、
電力(電流)供給が断たれることを指し、例えば電力会
社からの供給電力が断たれる場合や、ブレーカが落ちた
り、コンセントが抜ける、あるいは断線等により供給電
力が断たれる場合等を指すことにする。
間5年間無停止連続運転を行う等の要求があり、これの
具体的構成として、例えば図4に示す電源装置が一般的
である。これは、商用交流電源に接続される無停電電源
(UPS)50と、サーバコンピュータ用電源としての
スイッチング電源を安全(二重化)のために並列接続さ
れた2つのスイッチング電源51,52と、これらスイ
ッチング電源51,52に一方のスイッチング電源から
出力される電流が他方のスイッチング電源に流れ込む回
り込み防止用の2組のダイオード53,54とから構成
して、負荷へ常時電力供給ができるようにしている。従
って、雷サージや各種のインパルスサージ等が交流入力
ラインに誘導されることにより、一方のスイッチング電
源51が故障すると、他方のスイッチング電源52が替
って負荷へ電力を供給できるようにしている。
てスイッチング電源51,52が直列接続であるため、
無停電電源50の効率75〜80%にスイッチング電源
51,52の効率75〜80%を掛け合わせた約55〜
64%のトータル効率になり、エネルギーロスが問題に
なる不都合がある。又、無停電電源50と2つのスイッ
チング電源51,52とが別々のものであるため、大き
なスペースを要するだけでなく、高価格になる不都合が
ある。又、2つのスイッチング電源51,52それぞれ
に対して回り込み防止用の2つのダイオード53,54
を必要とし、トータルで4つ以上のダイオードを必要と
することから、更に装置の大型化を招くものである。
明者が先に提案しているものがある。これは、特許番号
第2702048号に記載されているように、商用交流
電源からの交流を整流する整流回路及びこの整流回路の
出力側に備えたスイッチング素子等を備えた電源回路を
高周波トランスの一次側巻線に接続し、前記高周波トラ
ンスの二次側巻線に負荷へ電力を供給する二次側直流出
力回路を接続し、前記高周波トランスの三次側巻線に前
記電源回路の動作状態に応じて作動させるためのスイッ
チング素子等を備えた直流電源回路を接続することによ
り、交流電源回路、直流電源回路、それらに対するスイ
ッチング回路及び負荷へ電力を供給する二次側直流出力
回路を一体化した無停電性スイッチングレギュレータ
(無停電性二重化電源装置)を構成している。
スサージ等が交流入力ラインに誘導されることにより前
記電源回路を故障させてしまうと、直流電源回路により
応急的に負荷を駆動することができるものの、電源回路
の破損部品の交換を行わなければならない。この交換時
には、コンピュータを所定の動作により一旦終了させた
後、電源をOFFにしなければならず、その終了操作が
煩わしいだけでなく、その交換作業中は、コンピュータ
を作動させることができず、電源の安定性・信頼性を充
分に満足させることができない不都合が発生していた。
又、前記電源回路の破損部品の交換を、直流電源回路に
より負荷を駆動している最中に行うことは、構造的に困
難であった。そのため今までは、上述の無停電性スイッ
チングレギュレータ(無停電性二重化電源装置)を、図
4のスイッチング電源51と52と同様に並列接続する
方法を取らなければならなかった。しかも、並列接続と
することから、図4のダイオード53,54が廻り込み
防止のため必要となり、効果としては無停電電源(UP
S)50が不要となるだけで、省スペース、小型化の改
善は、今一つの状態であり、不経済であった。
の状況に鑑み、解決しようとするところは、高効率でか
つ小型化を図ることができ、しかも活電状態で電源回路
の故障を解消することができる無停電性二重化電源装置
を提供する点にある。
決のために、商用交流電源からの交流を整流する整流回
路及びこの整流回路の出力側に備えたスイッチング素子
等を備えた電源回路を高周波トランスの一次側巻線に接
続し、前記高周波トランスの二次側巻線に負荷へ電力を
供給する二次側直流出力回路を接続し、前記高周波トラ
ンスの三次側巻線に前記電源回路のスイッチング素子と
同期して、又は該電源回路の動作状態に応じて作動させ
るためのスイッチング素子等を備えた直流電源回路を接
続してなる無停電性二重化電源装置であって、前記電源
回路及び直流電源回路のうちの少なくとも電源回路をユ
ニット化し、この電源回路ユニットを前記高周波トラン
スの一次側巻線に電気的に接続した接続状態とその接続
状態を解除した接続解除状態とに着脱可能に構成し、前
記直流電源回路から前記高周波トランスを介して前記電
源回路への誘起電圧による過電流の逆流を緩衝する又は
阻止するための手段を設けて、前記電源回路ユニットを
活電状態で着脱可能に構成したことを特徴としている。
本願発明者は、電源が主として破損する原因が、商用電
源に混入する雷サージ及び外来インパルスサージに起因
することが大半であり、破損する部分は、図1に示す電
源回路Aにほぼ限定することができることに着眼した。
このことは、図1に示すように、本願発明の無停電性二
重化電源装置の特徴である商用電源が加わる一次側の電
源回路Aと完全に絶縁された直流電源回路Cと同じく絶
縁された二次側直流出力回路Bの耐一次側絶縁強度を、
例えばAC3800VからAC4000Vで1分間耐え
られる程度にすると共に、直流電源回路Cと二次側直流
出力回路Bに用いる電子部品の負荷ディレーティング率
に余裕を更に取ることで信頼性を高め、10年以上の寿
命を持つようにすることにより、前述した破損する部分
が、電源回路Aにほぼ限定することができることを裏付
けることができる。従って、特に前記電源回路Aを外部
より容易に着脱可能な構造とし、ホットスワッピング
(活電交換)を可能とする構成・構造とするだけで、前
述の課題を解決することができた。上記構成にすること
によって、電源回路が雷サージや各種のインパルスサー
ジ等により故障しても、瞬時に直流電源回路から電力供
給を行うことにより負荷を停止させることなく連続して
駆動することができる。前記直流電源回路に対するスイ
ッチング素子は、電源回路の電圧が所定電圧よりも低下
した又は零になった場合には、空運転又はOFF(停
止)状態から能動状態に切り替えることになる。前記空
運転とは、スイッチング素子が電源回路のスイッチング
素子と同期してON−OFFを繰り返しているが、電流
が流れない状態を言う。そして、故障した電源回路ユニ
ットを取り外した後、新たな(正常な)電源回路ユニッ
トを取り付けて、高周波トランスの一次側巻線に電気的
に接続した接続状態にした上で商用交流電源を再通電す
ることにより、前記スイッチング素子を空運転又はOF
F(停止)状態にして直流電源回路による負荷への電力
供給を停止すると同時に、接続された電源回路ユニット
のスイッチング素子を能動状態にして、直流電源回路に
よる負荷への電力供給を電源回路ユニットによる電力供
給に切り替えて、電源回路の取り替え作業を容易迅速に
行うことができるのである。前記電源回路ユニットを高
周波トランスの一次側巻線に電気的に接続したときに、
電源回路への誘起電圧による過電流の逆流を緩衝する又
は阻止することができるから、直流電源回路により負荷
を駆動している状態において、電源回路ユニットと高周
波トランスの一次側巻線との接続部にアークが発生し
て、その接続部を溶着したり、素子を破損させることが
ないだけでなく、直流電源回路から負荷へ供給される電
力が電源回路ユニットの平滑コンデンサに突入電流とし
て瞬間的に流れるため、二次側直流出力回路の出力(負
荷)電圧に落ち込みが発生し、何らかの支障を来すこと
を、例えば図1の逆流阻止ダイオード11及び制限抵抗
12により確実に回避することができ、活電状態で電源
回路ユニットを容易に取り替えることが可能になる。
電源回路のスイッチング素子が能動状態になり、該電源
回路を作動させ、かつ、前記直流電源回路のスイッチン
グ素子は、空運転又はOFF状態になり、該直流電源回
路を空運転状態に維持し、前記商用交流電源が所定の値
を下回った異常時では、前記電源回路のスイッチング素
子が空運転又はOFF状態になり、かつ、前記直流電源
回路のスイッチング素子が能動状態になり、該直流電源
回路を作動させて前記負荷へ無停電電力供給を行うこと
を特徴としている。上記のように商用交流電源が正常動
作中では、電源回路のみを作動させて負荷を駆動し、商
用交流電源が所定の値を下回った異常時では、直流電源
回路のみを作動させて負荷へ電力供給を行う構成にする
ことによって、電源回路及び直流電源回路に対する制御
の簡素化を図ることができるだけでなく、スイッチング
素子の耐久性の向上及びランニングコストの低減を図る
ことができる。
流電源回路ユニットを前記高周波トランスの三次側巻線
に電気的に接続した接続状態とその接続状態を解除した
接続解除状態とに着脱可能に構成し、前記電源回路から
前記高周波トランスを介して前記直流電源回路への誘起
電圧による過電流の逆流を緩衝する又は阻止するための
手段を設けて、前記直流電源回路ユニットを活電状態で
着脱可能に構成している。上記のように直流電源回路も
ユニット化することによって、二次電池等の老朽化によ
る交換等を行いたい場合に、直流電源回路ユニットを新
しいものに容易に取り替えることができる。この場合
も、直流電源回路への誘起電圧による過電流の逆流を緩
衝する又は阻止するための手段を設けることにより、活
電状態で直流電源回路ユニットを容易に取り替えること
が可能になる。前記手段は、具体的には、図1に示す逆
流阻止ダイオード22で構成している。
滑コンデンサを設け、前記過電流の逆流を緩衝する又は
阻止するための手段が、並列接続された制限抵抗と逆流
阻止ダイオードでなり、前記直流電源回路が作動時に前
記高周波トランスの一次側巻線に誘起される電圧を前記
制限抵抗を介して前記平滑コンデンサに蓄え、該直流電
源回路に備える電池故障や該直流電源回路故障時に前記
平滑コンデンサにより前記二次側直流出力回路をバック
アップするように構成している。上記のような構成、即
ち、制限抵抗と逆流阻止ダイオードを並列となる状態に
しておけば、商用交流電源が正常な時は、高周波トラン
スの一次巻線を通して、前記逆流阻止ダイオードの順方
向を通り、スイッチング素子のON電流を流す。この
時、逆流阻止ダイオードが無く、制限抵抗のみがある場
合であれば、この制限抵抗での電力ロスが甚だしく大き
くなり、実用にならないため、逆流阻止ダイオードが必
要不可欠になるものである。次に、停電等により商用交
流電源からの出力が所定値よりも低下した時は、直流電
源回路に備える電池を入力として直流電源回路が能動状
態となり、二次側の負荷へ電力供給を行うと同時に高周
波トランスの一次側巻線に誘起される電圧が、図1に示
すように、一次側巻線の一方の端子から平滑コンデンサ
4の+側方向より正となる電圧が加わり、平滑コンデン
サ4の充電電流がスイッチング素子6の内蔵ダイオード
6aの順方向を通して、ヒューズ13、制限抵抗12の
順に流れることにより、一次側巻線の他方の端子へ帰
り、電流が流れる。この制限抵抗の抵抗値は、前記直流
電源回路から見て過電流とならない程度に制限するた
め、ある程度大きな値になるが、新たな電源回路ユニッ
トをコネクタにより接続状態にしたときに、アークが発
生するようなことがなく、問題にはならない。しかも、
停電等により商用交流電源からの交流出力が無くなると
ともに、直流電源回路によるバックアップ運転中に何ら
かの原因で例えば二次電池の異常又は電池側停電等によ
り二次側直流出力回路へ出力供給が行えない場合に、平
滑コンデンサに充電されているエネルギーを入力源とし
て前記電源回路のスイッチング素子が能動状態になるこ
とにより高周波トランスを介して二次側直流出力回路へ
出力させて、CPU処理内容を内部バックアップメモリ
ーへ退避させることができる。
装置を示している。この二重化電源装置は、商用交流電
源1からの交流を整流して高周波トランス7の一次側巻
線N1に出力するための電源回路Aと、前記高周波トラ
ンス7の二次側巻線N2に電気的に絶縁された状態で接
続され、かつ、負荷8へ直流電力を供給するための二次
側直流出力回路Bと、前記高周波トランス7の三次側巻
線N3に前記電源回路Aの動作状態に応じて二次電池9
の出力により前記二次側直流出力回路Bへ電力供給する
ための直流電源回路Cとから構成している。前記二次電
池9としては、燃料電池や太陽電池あるいは原子力電池
等を用いてもよく、二次電池9に代えて発電機等でもよ
い。又、二重化電源装置としては、フォワード型の他、
フライバック型、フルブリッジ型、ハーフブリッジ型等
があり、どのような形式の二重化電源装置に構成しても
よい。
らの交流を整流するための整流回路2、高調波電流防止
用回路としてのアクティブフィルター回路(省略しても
よい)3、前記アクティブフィルター回路3からの直流
電圧を蓄えるための平滑コンデンサ4、ゲート回路5か
らのゲート信号により作動され、かつ、高周波トランス
7の一次側巻線N1に接続されるスイッチング素子とし
てのFET6、素子に与えられるサージ電圧やリンキン
グ電圧を吸収するために設けられたスナバー回路(省略
してもよい)10、前記直流電源回路Cから電源回路A
へ誘起電圧による過電流の逆流を阻止する手段としての
逆流阻止ダイオード11、制限抵抗(省略してもよい)
12、回路遮断用のヒューズ(省略してもよい)13か
ら構成している。図に示す6aは、FET6の内蔵ダイ
オードである。
化し、この電源回路ユニットAを図2(イ)にも示すよ
うにコネクタ24により前記高周波トランス7の一次側
巻線N1に電気的に接続した接続状態とその接続状態を
解除した接続解除状態とに着脱自在に構成している。従
って、電源回路ユニットAが雷サージや各種のインパル
スサージ等により故障したときに、故障した電源回路ユ
ニットAを前記接続解除状態にして取り外したのち、新
たな電源回路ユニットAをコネクタ24により接続状態
にして取り付けることによって、電源回路ユニットAの
交換を容易迅速に行うことができる。前記新たな電源回
路ユニットAをコネクタ24により接続状態にしたとき
には、前記逆流阻止ダイオード11により電源回路Aへ
誘起電圧による過電流の逆流を阻止し、制限抵抗12に
よって平滑コンデンサ4への電流を抑制することができ
るから、例え直流電源回路Cが作動中であっても、コネ
クタ24にアークが発生したり接点が溶着する、あるい
は電源回路Aを構成する電子部品(素子等)を破損させ
ることがないようにすることができる。
みが開放されたケーシングK内に矩形状の底部14Aを
有し、かつ、この底部14Aから平面視ほぼT字形状に
立ち上げた上部14Bとからなる前記二次側直流出力回
路Bを共通回路部として固定し、この二次側直流出力回
路Bの左右両側それぞれの底部14A上面と上部14B
とケーシングKとで形成される空間を電源回路ユニット
Aの収容スペース及び後述する直流電源回路ユニットC
の収容スペースとし、これら電源回路ユニットA及び直
流電源回路ユニットCのそれぞれと二次側直流出力回路
Bとを前記コネクタ24,24により接続されている。
前記ケーシングKの左右幅寸法W、前後長さ(奥行き)
寸法D、上下(高さ)寸法Hは、自由に設定することが
できる。又、前記底部14Aの上下方向の厚みT3 、上
部14Bの左右幅寸法T1 、上部14Bの背(後)面部
の前後方向の厚みT2 は、自由に設定することができる
し、二次側直流出力回路Bの形状も図に示されるものに
限定されるものではない。又、図2(ロ)に示す15
は、直流電源回路ユニットCと二次電池9とを接続する
ための接続コードのコネクタ(図示せず)を挿入する二
次電池用差し込み口であり、又、16は、電源回路ユニ
ットAと商用交流電源1とを接続するための接続コード
のコネクタ(図示せず)を挿入する商用交流電源用差し
込み口である。図示していないが、前記ケーシングKの
前方の開口は、前記二次電池用差し込み口15及び商用
交流電源用差し込み口16への接続コードのコネクタの
差し込みが可能な2つの開口が形成された平板状の蓋体
により閉塞することになる。
用交流電源1からの交流出力が無くなるとともに、前記
直流電源回路Cによるバックアップ運転中に何らかの原
因で二次電池9の異常又は電池側停電等により二次側直
流出力回路Bへ出力供給が行えない場合に、CPU処理
内容を内部バックアップメモリーへ退避させるために前
記平滑コンデンサ4により前記直流電源回路Cのバック
アップ運転中に充電されている出力を二次側直流出力回
路Bへ出力させるために設けられたものである。前記平
滑コンデンサ4は、数十ミリ秒程度の出力時間を有する
ものである。前記制限抵抗12を設けることにより、前
記トラブル発生を解消することができる利点があるが、
省略して実施してもよい。又、前記制限抵抗12を設け
ることにより、新たな電源回路ユニットAをコネクタ2
4により接続状態にしたときに該電源回路ユニットAの
平滑コンデンサ4に充電電流として電流が流れることに
なるが、その電流値を制限させるため、アークが発生す
るようなことがなく、問題にはならない。
充電するための充電回路17、この充電回路17と前記
三次側巻線N3との間に設けられた逆流阻止ダイオード
18、ゲート回路19からのゲート信号により作動さ
れ、かつ、高周波トランス7の三次側巻線N3に接続さ
れるスイッチング素子としてのFET20、素子に与え
られるサージ電圧やリンキング電圧を吸収するために設
けられたスナバー回路21、前記電源回路Aから直流電
源回路Cへ誘起電圧による過電流の逆流を阻止する手段
としての逆流阻止ダイオード22、回路遮断用のヒュー
ズ23から構成している。図に示す20aは、FET2
0の内蔵ダイオードである。
ット化し、この直流電源回路ユニットCを図2(イ)に
も示すようにコネクタ24により前記高周波トランス7
の三次側巻線N3に電気的に接続した接続状態とその接
続状態を解除した接続解除状態とに着脱自在に構成して
いる。従って、直流電源回路ユニットCが何らかの原因
で故障したときに、故障した直流電源回路ユニットCを
前記接続解除状態にして取り外したのち、新たな直流電
源回路ユニットCをコネクタ24により接続状態にして
取り付けることによって、直流電源回路ユニットCの交
換を容易迅速に行うことができる。前記新たな直流電源
回路ユニットCをコネクタ24により接続状態にしたと
きには、前記逆流阻止ダイオード22により直流電源回
路Cへ誘起電圧による過電流の逆流を阻止することがで
きるから、例え電源回路Aが作動中であっても、コネク
タ24にアークが発生したり接点が溶着する、あるいは
直流電源回路Cを構成する電気部品(素子)を破損させ
ることがないようにすることができる。
この負荷8に対して定電圧制御を行うためのPWMスイ
ッチング制御回路30が接続され、高周波トランス7の
二次側巻線N2に、整流ダイオード25、転流ダイオー
ド26、平滑コイル27、平滑コンデンサ28が接続さ
れ、負荷8に所定の直流出力電力を供給する第1直流出
力回路29を構成している。又、前記高周波トランス7
の二次側巻線N2に、磁気増幅器31、整流ダイオード
32、転流ダイオード33、平滑コイル34、平滑コン
デンサ35が接続され、前記直流出力電力とは異なる値
の直流出力電力を供給することができる第2直流出力回
路36を構成している。又、用途に応じて第3、第4の
多出力にすることもできる。従って、負荷8の容量等に
応じて直流出力電力を変更することができるようにして
いる。そして、PWMスイッチング制御回路30にて前
記ゲート回路5,19から出力されるゲート信号のパル
ス幅を制御することにより、第1直流出力回路29又は
第2直流出力回路36を介して負荷8に対して定電圧制
御を行うことができるようにしている。前記第2直流出
力回路36を省略してもよいし、第2直流出力回路36
に加えて第3直流出力回路を増設してもよい。前記PW
Mスイッチング制御回路30から2つのゲート回路5,
19に制御信号を常に出力するようにして、2つのスイ
ッチング素子6,20を同期させる構成にしてもよい
し、又、商用交流電源1が正常時では、電源回路Aのス
イッチング素子6を能動状態にし、かつ、直流電源回路
Cのスイッチング素子20を前記スイッチング素子6と
同期させて空運転又はOFF状態にし、商用交流電源1
からの電圧が所定の電圧を下回った異常時では、前記と
は反対に電源回路Aのスイッチング素子6を前記スイッ
チング素子20と同期させて空運転又はOFF状態に
し、かつ、直流電源回路Cのスイッチング素子20を能
動状態にしてもよい。
(イ),(ロ),(ハ)に示すようにしてもよい。つま
り、前方のみが開放されたケーシングK内に矩形状の底
部14Aとこの底部14Aの左右方向中央部から上方に
立ち上げた上部14Bとこの上部14Bの上端に延出さ
れた天井部14Cとからなる正面視ほぼI字形状にして
いる。そして、この二次側直流出力回路Bの両側に形成
される空間内に前記電源回路ユニットA及び直流電源回
路ユニットCを挿入するようにしている。この場合も、
ケーシングKの左右幅寸法W、前後長さ(奥行き)寸法
D、上下(高さ)寸法Hは、自由に設定することができ
る。又、前記底部14Aの上下方向の厚みT3 、上部1
4Bの左右幅寸法T1 、上部14Bの背(後)面部の前
後方向の厚みT2 、天井部14Cの上下方向の厚みT4
は、自由に設定することができるし、二次側直流出力回
路Bの形状も図に示されるものに限定されるものではな
い。尚、説明しなかった他の構成は、図2(イ),
(ロ),(ハ)と同様であるため、説明を省略する。
回路とを負荷に対して高周波トランスを介して並列に接
続することによって、小型(省スペース)化及び高効率
化のいずれも実現することができるものでありながら、
電源回路が雷サージや各種のインパルスサージ等により
故障しても、瞬時に直流電源回路から電力供給を行うこ
とにより負荷を停止させることなく連続して駆動するこ
とができる信頼性の高いものであるだけでなく、しかも
ユニット化された故障した電源回路ユニットを負荷の駆
動状態において新たな電源回路ユニットに取り替えるだ
けで、電源回路の故障を容易迅速に解消することがで
き、より一層信頼性の高い無停電性二重化電源装置を提
供することができる。しかも、ユニット毎取り替える構
成であるから、電気に知識の少ない未熟練者であっても
新たな電源回路ユニットがあれば、取り替えることがで
き、故障に対する対応処理を迅速に行うことができる。
作中では、電源回路のみを作動させて負荷を駆動し、商
用交流電源が所定の値を下回った異常時では、直流電源
回路のみを作動させて負荷を駆動する構成にすることに
よって、電源回路及び直流電源回路に対する制御の簡素
化を図ることができるだけでなく、スイッチング素子の
耐久性の向上及びランニングコストの低減を図ることが
できる有用な無停電性二重化電源装置とすることができ
る。
ト化することによって、二次電池等の老朽化による交換
等を行いたい場合に、直流電源回路ユニットを新しいも
のに容易に取り替えることができ、使用者にとってより
有用な無停電性二重化電源装置とすることができる。
蓄えるための平滑コンデンサを設け、過電流の逆流を緩
衝する又は阻止するための手段が、並列接続された制限
抵抗と逆流阻止ダイオードでなり、直流電源回路が作動
時に高周波トランスの一次側巻線に誘起される電圧を前
記制限抵抗を介して平滑コンデンサに蓄え、直流電源回
路に備える電池故障や直流電源回路故障時に平滑コンデ
ンサにより二次側直流出力回路をバックアップするよう
に構成することによって、停電等により商用交流電源か
らの交流出力が無くなるとともに、直流電源回路による
バックアップ運転中に何らかの原因で例えば二次電池の
異常又は電池側停電等により二次側直流出力回路へ出力
供給が行えない場合でも、平滑コンデンサに充電され蓄
えられている静電エネルギーを制限抵抗を介して二次側
直流出力回路へ出力させることにより、CPU処理内容
を内部バックアップメモリーへ退避させることができる
から、直流電源回路のトラブル発生時においてもそれに
対応することができる安全面においてより一層有利な無
停電性二重化電源装置とすることができる。
(イ)は横断平面図、(ロ)は正面図、(ハ)は縦断側
面図。
し、(イ)は横断平面図、(ロ)は正面図、(ハ)は縦
断側面図。
すブロック図。
ンサ 5 ゲート回路 6 FET(ス
イッチング素子) 6a 内蔵ダイオード 7 高周波トラ
ンス 8 負荷 9 二次電池 10 スナバー回路 11 逆流阻止ダ
イオード 12 制限抵抗 13 ヒューズ 14A 底部 14B 上部 14C 天井部 15 二次電池用
差し込み口 16 商用交流電源用差し込み口 17 充電回路 18 逆流阻止ダイオード 19 ゲート回路 20 FET(スイッチング素子) 20a 内蔵ダイオ
ード 21 スナバー回路 22 逆流阻止ダ
イオード 23 ヒューズ 24 コネクタ 25 整流ダイオード 26 転流ダイオ
ード 27 平滑コイル 28 平滑コンデ
ンサ 29 第1直流出力回路 30 PWMスイ
ッチング制御回路 31 磁気増幅器 32 整流ダイオ
ード 33 転流ダイオード 34 平滑コイル 35 平滑コンデンサ 36 第2直流出
力回路 50 無停電電源 51,52 スイッチ
ング電源 53,54 ダイオード A 電源回路 B 二次側直流出力回路 C 直流電源回
路 K ケーシング N1,N2,N3 巻線 D,H,W 寸法 T1 〜T4 厚み
Claims (4)
- 【請求項1】 商用交流電源からの交流を整流する整流
回路及びこの整流回路の出力側に備えたスイッチング素
子等を備えた電源回路を高周波トランスの一次側巻線に
接続し、前記高周波トランスの二次側巻線に負荷へ電力
を供給する二次側直流出力回路を接続し、前記高周波ト
ランスの三次側巻線に前記電源回路のスイッチング素子
と同期して、又は該電源回路の動作状態に応じて作動さ
せるためのスイッチング素子等を備えた直流電源回路を
接続してなる無停電性二重化電源装置であって、前記電
源回路及び直流電源回路のうちの少なくとも電源回路を
ユニット化し、この電源回路ユニットを前記高周波トラ
ンスの一次側巻線に電気的に接続した接続状態とその接
続状態を解除した接続解除状態とに着脱可能に構成し、
前記直流電源回路から前記高周波トランスを介して前記
電源回路への誘起電圧による過電流の逆流を緩衝する又
は阻止するための手段を設けて、前記電源回路ユニット
を活電状態で着脱可能に構成したことを特徴とする無停
電性二重化電源装置。 - 【請求項2】 前記商用交流電源が正常動作中では、前
記電源回路のスイッチング素子が能動状態になり、該電
源回路を作動させ、かつ、前記直流電源回路のスイッチ
ング素子は、空運転又はOFF状態になり、該直流電源
回路を空運転状態に維持し、前記商用交流電源が所定の
値を下回った異常時では、前記電源回路のスイッチング
素子が空運転又はOFF状態になり、かつ、前記直流電
源回路のスイッチング素子が能動状態になり、該直流電
源回路を作動させて前記負荷へ無停電電力供給を行うこ
とを特徴とする請求項1記載の無停電性二重化電源装
置。 - 【請求項3】 前記直流電源回路をユニット化し、この
直流電源回路ユニットを前記高周波トランスの三次側巻
線に電気的に接続した接続状態とその接続状態を解除し
た接続解除状態とに着脱可能に構成し、前記電源回路か
ら前記高周波トランスを介して前記直流電源回路への誘
起電圧による過電流の逆流を緩衝する又は阻止するため
の手段を設けて、前記直流電源回路ユニットを活電状態
で着脱可能に構成してなる請求項1記載の無停電性二重
化電源装置。 - 【請求項4】 前記電源回路に直流電圧を蓄えるための
平滑コンデンサを設け、前記過電流の逆流を緩衝する又
は阻止するための手段が、並列接続された制限抵抗と逆
流阻止ダイオードでなり、前記直流電源回路が作動時に
前記高周波トランスの一次側巻線に誘起される電圧を前
記制限抵抗を介して前記平滑コンデンサに蓄え、該直流
電源回路に備える電池故障や該直流電源回路故障時に前
記平滑コンデンサにより前記二次側直流出力回路をバッ
クアップするように構成してなる請求項1記載の無停電
性二重化電源装置。
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