JP2003070183A - Power outage back-up power source equipment - Google Patents
Power outage back-up power source equipmentInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、常時は商用電源を
整流変換した直流電源を供給し、停電時にはバックアッ
プ電池へ切換える機能を有した停電バックアップ電源装
置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a power failure backup power supply device having a function of supplying a direct current power source obtained by rectifying and converting a commercial power source at all times and switching to a backup battery at the time of power failure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、停電時にバックアップ電池へ切換
える機能を有した電源装置においては、停電および復電
の検出を、入力電圧または出力電圧のいずれかによって
検出していた。2. Description of the Related Art Conventionally, in a power supply device having a function of switching to a backup battery at the time of power failure, the detection of power failure and power recovery is detected by either an input voltage or an output voltage.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、出力電圧の
みの監視では、出力電流制限時に出力電圧が降下するた
め停電と判定してしまうため停電時でない場合にもバッ
クアップ電池に切換ってしまう。また、入力電圧のみの
監視では、復電時に商用電源に切換えたときに、スイッ
チング電源の起動およびコンデンサへの充電に時間が必
要なため、出力電圧は十分に立ち上がらず、出力電圧は
急激にドロップしてしまう、といった問題がある。However, in monitoring only the output voltage, the output voltage drops when the output current is limited, so that it is determined that there is a power failure, and therefore the backup battery is switched to even when there is no power failure. When monitoring only the input voltage, it takes time to start the switching power supply and charge the capacitor when switching to the commercial power supply when the power is restored, so the output voltage does not rise sufficiently and the output voltage drops rapidly. There is a problem such as doing.
【0004】本発明は、このような問題を解決すべく提
案されたもので、その目的は、電源装置の停電、復電時
の電源切換えにおいて、切換え時の出力電圧降下による
誤動作を防止できる停電バックアップ電源装置を提供す
ることにある。The present invention has been proposed to solve such a problem, and an object thereof is to prevent a malfunction due to an output voltage drop at the time of power supply switching at the time of power failure and power recovery of the power supply device. To provide a backup power supply.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の停電バックアップ電源装置は、出
力端子からの電源出力を、商用電源を整流変換したメイ
ン電源回路からの直流電源と、予め準備したバックアッ
プ電池電源とに、通常時と停電時において、自動的に切
換制御する切換制御手段を備えた停電バックアップ電源
装置であって、次のような特徴を有している。In order to achieve the above object, a power failure backup power supply device according to claim 1 is a DC power supply from a main power supply circuit obtained by rectifying and converting a power supply output from an output terminal into a commercial power supply. A backup battery power supply prepared in advance, and a power failure backup power supply device provided with a switching control means for automatically controlling switching between a normal time and a power failure, and has the following features.
【0006】すなわち、上記切換制御手段は、商用電源
を整流変換したサブ電源回路を駆動電源としており、上
記メイン電源回路の入力側に供給される電源電圧を入力
監視電圧として、メイン電源回路へ入力される商用電源
の投入を判別する電源入力電圧監視回路と、上記メイン
電源回路の出力側に供給される電源電圧を出力監視電圧
として、メイン電源回路から出力される直流電源の電圧
レベルを判別する電源出力電圧監視回路と、上記バック
アップ電池電源の上記出力端子への接続を少なくとも制
御するスイッチング制御手段と、上記電源入力電圧監視
回路の入力監視電圧が、所定の第1の電圧レベルより低
下したことを検出したときには、上記スイッチング制御
手段を閉じて上記バックアップ電池電源を上記出力端子
に接続する一方、上記電源入力電圧監視回路と、上記電
源出力電圧監視回路とが、各々の入力、出力監視電圧が
上記第1の電圧レベル、所定の第2の電圧レベルを越え
たことを検出したときには、上記スイッチング制御手段
を開いて、上記バックアップ電池電源と上記出力端子と
の接続を遮断する停電・復電制御回路とを備えている。That is, the switching control means uses a sub power supply circuit obtained by rectifying and converting a commercial power supply as a drive power supply, and inputs the power supply voltage supplied to the input side of the main power supply circuit to the main power supply circuit as an input monitoring voltage. The power supply input voltage monitoring circuit that determines whether the commercial power supply is turned on and the power supply voltage supplied to the output side of the main power supply circuit is used as the output monitoring voltage to determine the voltage level of the DC power supply output from the main power supply circuit. A power supply output voltage monitoring circuit, a switching control means for controlling at least the connection of the backup battery power supply to the output terminal, and an input monitoring voltage of the power supply input voltage monitoring circuit lower than a predetermined first voltage level. Is detected, the switching control means is closed to connect the backup battery power source to the output terminal, When the power supply input voltage monitoring circuit and the power supply output voltage monitoring circuit detect that the respective input and output monitoring voltages exceed the first voltage level and the predetermined second voltage level, the switching is performed. A power failure / recovery control circuit is provided which opens the control means and disconnects the connection between the backup battery power source and the output terminal.
【0007】請求項2では、請求項1において、上記ス
イッチング制御手段は、上記メイン電源回路側に設けた
第1のスイッチング素子と、上記バックアップ電池電源
側に設けた第2のスイッチング素子とを備えており、上
記停電・復電制御回路は、上記電源入力電圧監視回路の
入力監視電圧が上記第1の電圧レベルより低下したこと
を検出したときには、上記第1のスイッチング素子を開
き、かつ上記第2のスイッチング素子を閉じて上記バッ
クアップ電池電源を上記出力端子に接続する一方、上記
電源入力電圧監視回路と、上記電源出力電圧監視回路と
が、各々の入力、出力監視電圧が上記第1の電圧レベ
ル、所定の上記第2の電圧レベルを越えたことを検出し
たときには、上記第1のスイッチング素子を閉じ、かつ
上記第2のスイッチング素子を開いて、上記メイン電源
回路を上記出力端子に接続することを特徴とする。According to a second aspect, in the first aspect, the switching control means includes a first switching element provided on the main power supply circuit side and a second switching element provided on the backup battery power supply side. When the power failure / recovery control circuit detects that the input monitoring voltage of the power supply input voltage monitoring circuit is lower than the first voltage level, the first switching element is opened and the first switching element is opened. The switching battery 2 is closed and the backup battery power source is connected to the output terminal, while the power source input voltage monitoring circuit and the power source output voltage monitoring circuit have the respective input and output monitoring voltages as the first voltage. Level, when it is detected that a predetermined second voltage level is exceeded, the first switching element is closed and the second switch is closed. Open grayed device, the main power supply circuit, characterized in that connected to the output terminal.
【0008】請求項3では、請求項1、2のいずれかに
おいて、上記停電・復電制御回路は、上記電源入力電圧
監視回路と、上記電源出力電圧監視回路とが、各々の入
力、出力監視電圧が上記第1の電圧レベル、上記第2の
電圧レベルを越えたことを検出して、上記スイッチング
制御手段を閉動作させた後は、上記電源入力電圧監視回
路の入力監視電圧が上記第1の電圧レベルを低下しない
限り、その閉動作を保持するラッチ機能を備えている。According to a third aspect of the present invention, in the power failure / restoration control circuit according to any one of the first and second aspects, the power supply input voltage monitoring circuit and the power supply output voltage monitoring circuit monitor respective inputs and outputs. After detecting that the voltage exceeds the first voltage level and the second voltage level and closing the switching control means, the input monitoring voltage of the power supply input voltage monitoring circuit is changed to the first monitoring voltage. It has a latch function that holds the closing operation unless the voltage level of the device is lowered.
【0009】請求項4では、請求項3において、上記停
電・復電制御回路は、サイリスタを備えており、このサ
イリスタは、上記電源入力電圧監視回路の入力監視電圧
が上記第1の電圧レベルを越えたときに導通となる第1
のホトカプラによって、上記サブ電源回路の電源電圧が
アノードとカソード間に供給され、かつ上記電源出力電
圧監視回路の出力監視電圧が、上記第2の電圧レベルを
越えたときに導通する第2のホトカプラによって、上記
サブ電源回路の電源電圧がゲートトリガ回路に供給さ
れ、駆動されるようになっている。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the power failure / recovery control circuit includes a thyristor, and the thyristor has an input monitoring voltage of the power supply input voltage monitoring circuit at the first voltage level. The first that becomes conductive when crossed
Second photocoupler which is turned on when the power supply voltage of the sub power supply circuit is supplied between the anode and the cathode and the output monitoring voltage of the power supply output voltage monitoring circuit exceeds the second voltage level. Thus, the power supply voltage of the sub power supply circuit is supplied to the gate trigger circuit and driven.
【0010】請求項5では、請求項1〜4において、上
記バックアップ電池電源は、充電による再使用が可能な
蓄電池で構成され、上記商用電源を整流変換した充電用
電源回路によって常時充電される構成になっている。According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects, the backup battery power source is a storage battery that can be reused by charging, and is constantly charged by a charging power source circuit obtained by rectifying and converting the commercial power source. It has become.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面とともに説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は、本発明の停電バックアップ電源装
置の構成例を示す回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration example of a power failure backup power supply device of the present invention.
【0013】図において、1は商用電源入力端子、2は
出力端子、3は商用電源を整流変換して、負荷に直流電
源を供給するためのメイン電源回路、4は商用電源を整
流変換するためのサブ電源回路、5は停電時に負荷に直
流電源を供給するバックアップ電池電源、6はバックア
ップ電池電源5を充電するため、商用電源を整流変換し
て供給する充電用電源回路、7はスイッチング制御手段
8を切換制御するための切換回路であり、10は停電・
復電制御回路を示している。なお、D.B.は全波整流
回路、D、D1、D2はダイオード、Cは平滑コンデン
サ、Tはトランス、fはヒューズをそれぞれ示してい
る。In the figure, 1 is a commercial power supply input terminal, 2 is an output terminal, 3 is a main power supply circuit for rectifying and converting a commercial power supply, and 4 is for rectifying and converting a commercial power supply. Sub-power supply circuit, 5 is a backup battery power supply that supplies DC power to the load in the event of a power failure, 6 is a charging power supply circuit that rectifies and supplies commercial power to charge the backup battery power supply 5, and 7 is switching control means 8 is a switching circuit for switching control, and 10 is a power failure /
The power recovery control circuit is shown. In addition, D. B. Is a full-wave rectifier circuit, D, D1 and D2 are diodes, C is a smoothing capacitor, T is a transformer, and f is a fuse.
【0014】停電・復電制御回路は、次のような基本動
作をなす。The power failure / power recovery control circuit performs the following basic operation.
【0015】すなわち、停電のない通常時には、商用電
源入力端子1から入力された商用電源は、ダイオードブ
リッジD.B.で全波整流され、スイッチングトランス
Tを含んだメインスイッチング回路でスイッチングされ
た後、トランスTの二次側に設けたダイオードD、リア
クタ、平滑コンデンサCを含んだ整流平滑回路で直流変
換された直流電源がダイオードD1を通じ出力端子2よ
り負荷に出力されており、停電を生じると、図2に詳細
を示す停電・復電制御回路10から切換回路7に切換信
号が送られ、スイッチング制御手段を構成するFET8
がオンとなるので、蓄電池5の電池電源はダイオードD
2を通じて出力端子2より負荷に出力され、停電時の負
荷出力がバックアップされ、復電すれば、停電・復電制
御回路10から切換回路7に切換信号が送られ、スイッ
チング制御手段を構成するFET8がオフとなるので、
蓄電池5の出力は遮断され、整流変換された直流電源が
ダイオードD1を通じて出力端子2より負荷に再び出力
されるようになっている。That is, during normal operation without power failure, the commercial power input from the commercial power input terminal 1 is the diode bridge D. B. After being full-wave rectified by the main switching circuit including the switching transformer T, the direct current is DC converted by the rectifying and smoothing circuit including the diode D, the reactor, and the smoothing capacitor C provided on the secondary side of the transformer T. When the power is output to the load from the output terminal 2 through the diode D1 and a power failure occurs, a switching signal is sent from the power failure / recovery control circuit 10 shown in detail in FIG. 2 to the switching circuit 7 to configure the switching control means. FET8 to do
Is turned on, the battery power of storage battery 5 is diode D
2 is output to the load from the output terminal 2, the load output at the time of power failure is backed up, and when power is restored, a switching signal is sent from the power failure / power recovery control circuit 10 to the switching circuit 7, and the FET 8 constituting the switching control means. Is turned off, so
The output of the storage battery 5 is cut off, and the rectified and converted DC power is again output to the load from the output terminal 2 through the diode D1.
【0016】なお、図に示しているように、この電源装
置は、バックアップ電池電源として蓄電池5を使用して
おり、この蓄電池5は商用電源を整流変換出力する充電
用電源回路6によって常時充電される構成にしている。As shown in the figure, this power supply device uses a storage battery 5 as a backup battery power supply, and the storage battery 5 is constantly charged by a charging power supply circuit 6 that rectifies and outputs a commercial power supply. It is configured to
【0017】図2は、停電・復電制御回路10の要部構
成を示す回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram showing a main configuration of the power failure / power recovery control circuit 10.
【0018】図中、Aは、電源入力電圧監視回路であ
り、第1の電圧レベルVth1をしきい値としたシャン
ト制御素子12によって導通制御される第1のホトカプ
ラ11の導通制御によって、サブ電源回路4によって整
流変換された電源をサイリスタ17のアノード、カソー
ド間に供給する構成となっており、Bは、電源出力電圧
監視回路であり、第2の電圧レベルVth2をしきい値
としたシャント制御素子14によって導通制御される第
2のホトカプラ13によって、メイン電源回路3から整
流変換された直流電源をゲートトリガ発生回路16に供
給して、ゲートトリガパルスを出力してサイリスタを駆
動する構成となっている。In the figure, A is a power supply input voltage monitoring circuit, and the sub power supply is controlled by the conduction control of the first photocoupler 11 which is controlled by the shunt control element 12 having the first voltage level Vth1 as a threshold value. A power supply rectified and converted by the circuit 4 is supplied between the anode and the cathode of the thyristor 17, B is a power supply output voltage monitoring circuit, and shunt control using the second voltage level Vth2 as a threshold value. By the second photocoupler 13 whose conduction is controlled by the element 14, the DC power source rectified and converted from the main power source circuit 3 is supplied to the gate trigger generation circuit 16, and the gate trigger pulse is output to drive the thyristor. ing.
【0019】また、サイリスタ17と、抵抗とコンデン
サで構成されたゲートトリガ発生回路16と、サイリス
タ17によって駆動される第3ホトカプラ15とを備え
て、サイリスタラッチ回路を構成している。ゲートトリ
ガ発生回路16は、シャント制御素子14で制御される
第2のホトカプラ13によって駆動される。The thyristor 17, the gate trigger generating circuit 16 composed of a resistor and a capacitor, and the third photocoupler 15 driven by the thyristor 17 constitute a thyristor latch circuit. The gate trigger generation circuit 16 is driven by the second photocoupler 13 controlled by the shunt control element 14.
【0020】第3のホトカプラは、サイリスタ17のタ
ーンオン、オフ動作によって導通制御され、導通状態で
は、切換回路7に切換信号を送出してFET7を開い
て、メイン電源回路3からの直流電源の供給を遮断し、
非導状態ではFET7を閉じて、バックアップ電池5か
らの直流電源を供給するようにしている。The third photocoupler is conductively controlled by the turn-on / off operation of the thyristor 17. In the conductive state, a switching signal is sent to the switching circuit 7 to open the FET 7 and supply the DC power from the main power supply circuit 3. Shut off,
In the non-conducting state, the FET 7 is closed to supply the DC power from the backup battery 5.
【0021】サイリスタ17のアノード側には、シャン
ト制御素子12で制御される第1のホトカプラ11を接
続している。A first photocoupler 11 controlled by the shunt control element 12 is connected to the anode side of the thyristor 17.
【0022】全波整流されたメイン電源回路3の出力電
圧がシャント制御素子14のしきい値、第2のレベルV
th2を越えると、ホトカプラ13が導通して、ゲート
トリガ発生回路16にはサブ電源回路4からの整流電源
が加えられるので、サイリスタ17のゲートには、ゲー
トパルスが加えられる。The output voltage of the main power supply circuit 3 which is full-wave rectified is the threshold value of the shunt control element 14, the second level V.
When th2 is exceeded, the photocoupler 13 becomes conductive and the rectified power from the sub power supply circuit 4 is applied to the gate trigger generation circuit 16, so that a gate pulse is applied to the gate of the thyristor 17.
【0023】メイン電源回路3の入力電圧が第1のレベ
ルVth1を越えると、第1のホトカプラ11が導通し
て、サイリスタ17のアノード側にはサブ電源回路4か
らの整流電源が加えられる。When the input voltage of the main power supply circuit 3 exceeds the first level Vth1, the first photocoupler 11 becomes conductive and the rectifier power supply from the sub power supply circuit 4 is applied to the anode side of the thyristor 17.
【0024】サイリスタ17は、アノード側にサブ電源
回路4の整流電源が加えられている状態で、ゲートにゲ
ートパルスを受けると、その時点でターンオンし、ター
ンオン後は、サイリスタ17に保持電流を通じている限
り、ターンオン状態を保持するが、メイン電源回路3の
入力電圧が第1のレベルVth1より低下すると、第1
のホトカプラ11が非導通となり、サイリスタ17に流
れていた保持電流が遮断されるので、サイリスタ17は
ターンオフし、第3のホトカプラ15も非導通となる。The thyristor 17 is turned on at the time when the gate pulse is received in the state where the rectified power supply of the sub power supply circuit 4 is applied to the anode side, and after the turn-on, the holding current is passed through the thyristor 17. As long as the turn-on state is maintained, if the input voltage of the main power supply circuit 3 falls below the first level Vth1, the first
Since the photocoupler 11 becomes non-conductive and the holding current flowing in the thyristor 17 is cut off, the thyristor 17 turns off and the third photocoupler 15 also becomes non-conductive.
【0025】ついで、以上の基本動作原理に基づいて、
停電・復電制御回路10の通常時の動作を説明する。Then, based on the above basic operation principle,
The normal operation of the power failure / power recovery control circuit 10 will be described.
【0026】サブ電源回路4で全波整流されたDC電圧
は、第1のシャント制御素子12の所定の第1の電圧レ
ベルVth1(例えばDC約100V)を越えると、第
1のホトカプラ11が導通するので、サイリスタ17の
アノード、カソード間には電圧が加えられる。When the DC voltage that is full-wave rectified by the sub power supply circuit 4 exceeds a predetermined first voltage level Vth1 (for example, about 100 V DC) of the first shunt control element 12, the first photocoupler 11 becomes conductive. Therefore, a voltage is applied between the anode and cathode of the thyristor 17.
【0027】そして、この状態でメイン電源回路3の全
波整流されたDC電圧が、第2のシャント制御素子14
の所定の第2の電圧レベルVth2(例えばDC約20
V)を越えると、第2のホトカプラ13が導通してゲー
トトリガ回路16に電圧が加えられ、ゲートトリガパル
スが発生するので、サイリスタ17はターンオンし、第
3のホトカプラ15が導通して、FET7をオフにす
る。In this state, the full-wave rectified DC voltage of the main power supply circuit 3 becomes the second shunt control element 14
A predetermined second voltage level Vth2 (eg DC about 20
V) is exceeded, the second photocoupler 13 becomes conductive and a voltage is applied to the gate trigger circuit 16 to generate a gate trigger pulse. Therefore, the thyristor 17 turns on, the third photocoupler 15 becomes conductive, and the FET 7 is turned on. Turn off.
【0028】その結果、負荷にはバックアップ電池5か
らの直流電源の供給は遮断されて、商用電源の全波整流
された直流電圧がメイン電源回路3から出力端子2を通
じて供給されることになる。As a result, the DC power supply from the backup battery 5 is cut off to the load, and the full-wave rectified DC voltage of the commercial power supply is supplied from the main power supply circuit 3 through the output terminal 2.
【0029】なお、過電流によって、電圧レベルが降下
しても保持電流が維持されている限り、サイリスタ17
はターンオンを保持するので、その状態が維持される。As long as the holding current is maintained even if the voltage level drops due to overcurrent, the thyristor 17
Holds turn-on, so that state is maintained.
【0030】次に、停電時の動作を説明する。Next, the operation at the time of power failure will be described.
【0031】停電が発生して、サブ電源回路4の半波整
流されたDC電圧は、第1のシャント制御素子12の所
定の第1の電圧レベルVth1より低下すると、第1の
ホトカプラ11が非導通となって、サイリスタ17には
保持電流が流れなくなるので、サイリスタ17はターン
オフする。サイリスタ17がターンオフすれば、第3の
ホトカプラ15も非導通となり、FET7がオンとなっ
てバックアップ電池5からの直流電源が負荷に供給され
る。When a power failure occurs and the half-wave rectified DC voltage of the sub power supply circuit 4 falls below a predetermined first voltage level Vth1 of the first shunt control element 12, the first photocoupler 11 is deactivated. The thyristor 17 is turned on because the holding current does not flow in the thyristor 17 because it becomes conductive. When the thyristor 17 turns off, the third photocoupler 15 also becomes non-conductive, the FET 7 turns on, and the DC power from the backup battery 5 is supplied to the load.
【0032】ついで、復電時の動作を説明する。Next, the operation at power recovery will be described.
【0033】復電すると、サブ電源回路10の半波整流
されたDC電圧がサイリスタ17のアノード、カソード
間に加えられるが、その時点では、メイン電源回路3の
全波整流されたDC電圧が、第2のシャント制御素子1
2の第2の電圧レベルVth2を越えていないので、第
2のホトカプラ11は非導通となり、したがって、ゲー
トトリガ回路16に電圧が加えられないので、ゲートト
リガパルスは発生せず、サイリスタ17はターンオンし
ない。When the power is restored, the half-wave rectified DC voltage of the sub power supply circuit 10 is applied between the anode and the cathode of the thyristor 17. At that time, the full-wave rectified DC voltage of the main power supply circuit 3 becomes Second shunt control element 1
2 does not exceed the second voltage level Vth2, the second photocoupler 11 becomes non-conductive, and therefore no voltage is applied to the gate trigger circuit 16, so that no gate trigger pulse is generated and the thyristor 17 turns on. do not do.
【0034】しかしながら、その後、メイン電源回路3
の全波整流されたDC電圧が、第2のシャント制御素子
13の第2の電圧レベルVth2を越えると、第2のホ
トカプラ11が導通されてゲートトリガ回路16に電圧
が加えられるので、ゲートトリガパルスが発生して、サ
イリスタ17はターンオンし、通常時の動作となる。However, after that, the main power supply circuit 3
When the full-wave rectified DC voltage of exceeds the second voltage level Vth2 of the second shunt control element 13, the second photocoupler 11 is turned on and a voltage is applied to the gate trigger circuit 16, so that the gate trigger When a pulse is generated, the thyristor 17 turns on, and the normal operation is performed.
【0035】図3には、停電、復電における制御動作を
説明するためのタイムチャートを示している。FIG. 3 shows a time chart for explaining the control operation at power failure and power recovery.
【0036】(a)は商用電源入力端子に加えられる商
用交流電源電圧、(b)は電源入力電圧監視回路の入力
電圧、(c)は電源入力電圧監視回路の出力電圧、
(d)はサイリスタラッチ回路に流れる電流、(e)は
電源出力電圧監視回路の入力電圧、(f)は、サイリス
タラッチ回路の動作を示している。なお、(a)〜
(e)の波形図については、図1、図2の対応する個所
に(a)〜(e)の符号を付して示している。(A) is a commercial AC power supply voltage applied to the commercial power supply input terminal, (b) is an input voltage of the power supply input voltage monitoring circuit, (c) is an output voltage of the power supply input voltage monitoring circuit,
(D) shows the current flowing through the thyristor latch circuit, (e) shows the input voltage of the power supply output voltage monitoring circuit, and (f) shows the operation of the thyristor latch circuit. In addition, (a) ~
Regarding the waveform diagram of (e), the corresponding parts in FIGS. 1 and 2 are shown by adding the symbols (a) to (e).
【0037】このようなサイリスタラッチ回路を用いた
構成にすれば、一度サイリスタがターンすれば、出力電
圧に負荷の変動などによって過電流による急激な電圧降
下を生じた場合にも、サイリスタの保持電流が確保され
ている限り、負荷には商用電源を直流変換した電源が確
保される。According to the configuration using such a thyristor latch circuit, once the thyristor turns, even if a sudden voltage drop due to an overcurrent occurs in the output voltage due to a change in load or the like, the holding current of the thyristor is reduced. As long as the above is ensured, the load will be a power source obtained by converting a commercial power source into a direct current.
【0038】また、この方法では、入力電圧を監視して
制御を行う従来の停電・復電方法における切換タイミン
グ((i)、(j)図)と比較すると、商用電源が十分
なレベルに達した時点で復電がなされるため、復電時に
おいて急激な電圧降下を生じて、負荷を不安定にするな
どの影響を抑制することができる((g)、(h)図と
(i)、(j)図の比較)。Further, in this method, the commercial power supply reaches a sufficient level as compared with the switching timing (FIGS. (I) and (j)) in the conventional power failure / power recovery method in which the input voltage is monitored and controlled. Since power is restored at the time of power recovery, it is possible to suppress an effect such as a sudden voltage drop at power recovery and making the load unstable ((g), (h) and (i)). , (J) comparison).
【0039】以上の実施例では、スイッチング制御手段
を1つのFETを用いて構成した例を示したが、メイン
電源回路3側とサブ電源回路4側のそれぞれに、2つの
スイッチング素子を備えるようにしてもよい。In the above embodiments, the example in which the switching control means is constituted by using one FET is shown, but two switching elements are provided on each of the main power supply circuit 3 side and the sub power supply circuit 4 side. May be.
【0040】この場合、停電・復電制御回路は、電源入
力電圧監視回路の入力監視電圧が第1の電圧レベルより
低下したことを検出したときには、第1のスイッチング
素子を開き、第2のスイッチング素子を閉じてバックア
ップ電池電源を出力端子に接続する一方、電源入力電圧
監視回路と、電源出力電圧監視回路とが、各々の入力、
出力監視電圧が第1の電圧レベル、所定の第2の電圧レ
ベルを越えたことを検出したときには、第1のスイッチ
ング素子を閉じ、第2のスイッチング素子を開いて、メ
イン電源回路を出力端子に接続する。In this case, when the power failure / recovery control circuit detects that the input monitoring voltage of the power supply input voltage monitoring circuit is lower than the first voltage level, the first switching element is opened and the second switching element is opened. While the element is closed and the backup battery power supply is connected to the output terminal, the power supply input voltage monitoring circuit and the power supply output voltage monitoring circuit have respective inputs,
When it is detected that the output monitoring voltage exceeds the first voltage level or the predetermined second voltage level, the first switching element is closed, the second switching element is opened, and the main power supply circuit is connected to the output terminal. Connecting.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、請
求項1に記載の停電バックアップ電源装置によれば、停
電時のバックアップ動作が迅速で、かつ復電時の動作が
安定している。停電になり、メイン電源回路に入力され
る商用電源の電圧レベルが低下すれば、瞬時にバックア
ップ電源に切換り、復電時は、メイン電源回路に商用電
源が投入されても、メイン電源回路から出力される直流
電源が安定レベルまで立上らない限り、バックアップ電
池電源の供給が保持され、メイン電源回路からの直流電
源が安定レベルまで立上れば、直ちに商用電源を整流し
た直流電源に切換り出力される。As can be understood from the above description, according to the power failure backup power supply device of the first aspect, the backup operation at the time of power failure is quick and the operation at power recovery is stable. If a power failure occurs and the voltage level of the commercial power supply input to the main power supply circuit drops, the power will be switched to the backup power supply instantly.When the power is restored, even if the commercial power supply is turned on, the main power supply circuit will As long as the output DC power does not rise to a stable level, the backup battery power supply is maintained, and if the DC power from the main power circuit rises to a stable level, the commercial power is immediately switched to the rectified DC power. Is output.
【0042】請求項2では、スイッチング制御手段を、
メイン電源回路側、サブ電源回路側それぞれに第1、第
2のスイッチング素子を含んだ構成にしているので、電
源装置を使用しない場合には、第1、第2のスイッチン
グ素子をともに開いておけば、商用電源を遮断しなくて
も、電源出力を禁止保持できるので、そのためのスイッ
チング素子を別に設ける必要がない。In the second aspect, the switching control means is
Since the main power supply circuit side and the sub power supply circuit side each include the first and second switching elements, both the first and second switching elements should be open when the power supply device is not used. For example, even if the commercial power supply is not cut off, the output of the power supply can be prohibited and held, so that it is not necessary to separately provide a switching element.
【0043】請求項3では、ラッチ機能を備えているの
で、メイン電源回路から出力される直流電源が過電流な
どによって一時的に低下しても、停電にならない限り、
直流電流の出力が遮断されることがないので、動作が安
定しており、信頼性が高い。According to the present invention, since the latch function is provided, even if the DC power output from the main power supply circuit is temporarily lowered due to overcurrent or the like, as long as there is no power failure,
Since the output of direct current is not interrupted, the operation is stable and highly reliable.
【0044】請求項4では、停電・復電制御回路をサイ
リスタと、ホトカプラを用いて構成しているので、簡易
な部品構成で、停電時のバックアップ動作が迅速でかつ
復電時の動作の安定した停電バックアップ電源装置を実
現できる。In the fourth aspect, since the power failure / recovery control circuit is configured by using the thyristor and the photo coupler, the backup operation at the time of power failure is quick and the operation at the time of power recovery is stable with a simple component configuration. It is possible to realize a backup power supply unit that has achieved blackout.
【0045】請求項5では、バックアップ電池電源が、
充電による再使用が可能な蓄電池で構成され、商用電源
を整流変換した充電用電源回路によって常時充電される
ため、停電時にバックアップ用の電源が切れているとい
う心配がなく、バックアップ電源装置の信頼性を高める
ことができる。In claim 5, the backup battery power source is
It is composed of a storage battery that can be reused by charging, and is constantly charged by a charging power circuit that rectifies and converts commercial power, so there is no concern that the backup power will be cut off during a power failure, and the reliability of the backup power supply device. Can be increased.
【図1】本発明の停電バックアップ電源装置の構成例を
示す回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration example of a power failure backup power supply device of the present invention.
【図2】本発明の停電バックアップ電源装置における、
停電・復電制御回路の要部構成を示す回路ブロック図で
ある。FIG. 2 is a view of a power failure backup power supply device of the present invention,
FIG. 3 is a circuit block diagram showing a main configuration of a power failure / power recovery control circuit.
【図3】停電、復電制御動作を説明するためのタイムチ
ャートである。FIG. 3 is a time chart for explaining a power failure and power recovery control operation.
1 商用電源入力端子 2 出力端子 3 メイン電源回路 4 サブ電源回路 5 バックアップ電源電池 6 充電用電源回路 7 切換回路 8 FET(スイッチング制御手段) 10 停電・復電制御回路 A 電源入力電圧監視回路 B 電源出力電圧監視回路 11 第1のホトカプラ 12 第1のシャント制御素子 13 第2のホトカプラ 14 第2のシャント制御素子 15 第3のホトカプラ 16 ゲートトリガ回路 17 サイリスタ 1 Commercial power input terminal 2 output terminals 3 Main power circuit 4 sub power supply circuit 5 backup power supply battery 6 Power supply circuit for charging 7 Switching circuit 8 FET (switching control means) 10 Power failure / power recovery control circuit A Power input voltage monitoring circuit B Power output voltage monitoring circuit 11 First Photocoupler 12 First shunt control element 13 Second photo coupler 14 Second shunt control element 15 Third Photocoupler 16 Gate trigger circuit 17 Thyristor
Claims (5)
流変換したメイン電源回路からの直流電源と、予め準備
したバックアップ電池電源とに、通常時と停電時におい
て、自動的に切換制御する切換制御手段を備えた停電バ
ックアップ電源装置において、 上記切換制御手段は、商用電源を整流変換したサブ電源
回路を駆動電源としており、 上記メイン電源回路の入力側に供給される電源電圧を入
力監視電圧として、メイン電源回路へ入力される商用電
源の投入を判別する電源入力電圧監視回路と、 上記メイン電源回路の出力側に供給される電源電圧を出
力監視電圧として、メイン電源回路から出力される直流
電源の電圧レベルを判別する電源出力電圧監視回路と、 上記バックアップ電池電源の上記出力端子への接続を少
なくとも制御するスイッチング制御手段と、 上記電源入力電圧監視回路の入力監視電圧が、所定の第
1の電圧レベルより低下したことを検出したときには、
上記スイッチング制御手段を閉じて上記バックアップ電
池電源を上記出力端子に接続する一方、上記電源入力電
圧監視回路と、上記電源出力電圧監視回路とが、各々の
入力、出力監視電圧が上記第1の電圧レベル、所定の第
2の電圧レベルを越えたことを検出したときには、上記
スイッチング制御手段を開いて、上記バックアップ電池
電源と上記出力端子との接続を遮断する停電・復電制御
回路とを備えたことを特徴とする、停電バックアップ電
源装置。1. A power source output from an output terminal is automatically switched between a direct current power source from a main power source circuit obtained by rectifying and converting a commercial power source and a backup battery power source prepared in advance during normal operation and power failure. In the power failure backup power supply device having a switching control means, the switching control means uses a sub-power supply circuit that is rectified and converted from a commercial power supply as a drive power supply, and the power supply voltage supplied to the input side of the main power supply circuit is an input monitoring voltage. As a power supply input voltage monitoring circuit that determines whether the commercial power supply input to the main power supply circuit is turned on, and a power supply voltage supplied to the output side of the main power supply circuit as an output monitoring voltage A power supply output voltage monitoring circuit that determines the voltage level of the power supply, and a switch that controls at least the connection of the backup battery power supply to the output terminal. When it is detected that the input control voltage of the switching control means and the power supply input voltage monitor circuit is lower than a predetermined first voltage level,
The switching control means is closed to connect the backup battery power supply to the output terminal, while the power supply input voltage monitoring circuit and the power supply output voltage monitoring circuit have respective input and output monitoring voltages of the first voltage. And a power failure / recovery control circuit for opening the switching control means and disconnecting the backup battery power source and the output terminal when it is detected that the level exceeds a predetermined second voltage level. A power failure backup power supply device characterized in that
と、上記バックアップ電池電源側に設けた第2のスイッ
チング素子とを備えており、 上記停電・復電制御回路は、 上記電源入力電圧監視回路の入力監視電圧が上記第1の
電圧レベルより低下したことを検出したときには、上記
第1のスイッチング素子を開き、かつ上記第2のスイッ
チング素子を閉じて上記バックアップ電池電源を上記出
力端子に接続する一方、上記電源入力電圧監視回路と、
上記電源出力電圧監視回路とが、各々の入力、出力監視
電圧が上記第1の電圧レベル、所定の上記第2の電圧レ
ベルを越えたことを検出したときには、上記第1のスイ
ッチング素子を閉じ、かつ上記第2のスイッチング素子
を開いて、上記メイン電源回路を上記出力端子に接続す
ることを特徴とする、 停電バックアップ電源装置。2. The switching control means according to claim 1, further comprising a first switching element provided on the main power supply circuit side and a second switching element provided on the backup battery power supply side, The power failure / recovery control circuit opens the first switching element and detects the second switching when the input monitoring voltage of the power supply input voltage monitoring circuit is detected to be lower than the first voltage level. While closing the element and connecting the backup battery power supply to the output terminal, the power supply input voltage monitoring circuit,
When the power supply output voltage monitoring circuit detects that the input and output monitoring voltages exceed the first voltage level and the predetermined second voltage level, the first switching element is closed, A power failure backup power supply device characterized by opening the second switching element and connecting the main power supply circuit to the output terminal.
と、上記電源出力電圧監視回路とが、各々の入力、出力
監視電圧が上記第1の電圧レベル、上記第2の電圧レベ
ルを越えたことを検出して、上記スイッチング制御手段
を閉動作させた後は、上記電源入力電圧監視回路の入力
監視電圧が上記第1の電圧レベルを低下しない限り、そ
の閉動作を保持するラッチ機能を備えている、 停電バックアップ電源装置。3. The power failure / recovery control circuit according to claim 1, wherein the power supply input voltage monitoring circuit and the power supply output voltage monitoring circuit have respective inputs and output monitoring voltages. After detecting that the first voltage level and the second voltage level are exceeded and closing the switching control means, the input monitoring voltage of the power supply input voltage monitoring circuit is changed to the first voltage level. A power outage backup power supply that has a latch function that holds the closing action unless the power is lowered.
視電圧が上記第1の電圧レベルを越えたときに導通とな
る第1のホトカプラによって、上記サブ電源回路の電源
電圧がアノードとカソード間に供給され、かつ上記電源
出力電圧監視回路の出力監視電圧が、上記第2の電圧レ
ベルを越えたときに導通する第2のホトカプラによっ
て、上記サブ電源回路の電源電圧がゲートトリガ回路に
供給され、駆動されるようになってしている停電バック
アップ電源装置。4. The power failure / recovery control circuit according to claim 3, further comprising a thyristor, wherein the thyristor is provided when an input monitoring voltage of the power supply input voltage monitoring circuit exceeds the first voltage level. When the power supply voltage of the sub power supply circuit is supplied between the anode and the cathode by the first photocoupler that is conductive to the second power supply and the output monitoring voltage of the power supply output voltage monitoring circuit exceeds the second voltage level. A power failure backup power supply device in which the power supply voltage of the sub power supply circuit is supplied to and driven by the gate trigger circuit by a second photocoupler that conducts.
な蓄電池で構成され、上記商用電源を整流変換した充電
用電源回路によって常時充電される構成になっている、 停電バックアップ電源装置。5. The backup battery power source according to any one of claims 1 to 4, wherein the backup battery power source is composed of a rechargeable storage battery and is constantly charged by a charging power source circuit obtained by rectifying and converting the commercial power source. There is a power outage backup power supply.
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---|---|---|---|
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- 2001-08-27 JP JP2001256890A patent/JP2003070183A/en active Pending
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