JP3444234B2 - 無停電性二重化電源装置 - Google Patents
無停電性二重化電源装置Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通常時には、商用
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】特に、サーバコンピュータ等は、２４時
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。
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。
【０００３】上記構成によれば、無停電電源５０に対し
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。
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。
【０００４】上記不都合を解消するものとして、本願発
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。
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。
【０００５】しかしながら、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。
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が前述
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。
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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
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、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、並列接続されると共に前
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
る抵抗値を有する制限抵抗と逆流阻止ダイオードでな
り、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ＯＦＦ（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。又、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。
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、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、並列接続されると共に前
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
る抵抗値を有する制限抵抗と逆流阻止ダイオードでな
り、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ＯＦＦ（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。又、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。
【０００８】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。
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。
【０００９】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。
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。
【００１０】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。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。
滑コンデンサを設け、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。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。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に、フォワード型二重化電源
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。
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。
【００１２】前記電源回路Ａは、前記商用交流電源１か
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。
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。
【００１３】そして、前記構成の電源回路Ａをユニット
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。
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。
【００１４】図２（イ），（ロ），（ハ）では、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。
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。
【００１５】前記制限抵抗１２は、停電等により前記商
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。
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。
【００１６】前記直流電源回路Ｃは、前記二次電池９を
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。
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。
【００１７】そして、前記構成の直流電源回路Ｃをユニ
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。
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。
【００１８】前記二次側直流出力回路Ｂは、負荷８側に
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。
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。
【００１９】前記二次側直流出力回路Ｂの形状を、図３
（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。
（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。
【００２０】
【発明の効果】請求項１によれば、電源回路と直流電源
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。
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。
【００２１】請求項２によれば、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。
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。
【００２２】請求項３によれば、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、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。
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。
【００２３】請求項４によれば、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、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。
蓄えるための平滑コンデンサを設け、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。
【図１】無停電性二重化電源装置の電気回路図。
【図２】無停電性二重化電源装置内の概略構成を示し、
（イ）は横断平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は縦断側
面図。
（イ）は横断平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は縦断側
面図。
【図３】無停電性二重化電源装置内の別の概略構成を示
し、（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。
【図４】従来の無停電性二重化電源装置の具体構成を示
すブロック図。
すブロック図。
１ 商用交流電源 ２ 整流回路
３ アクティブフィルター回路 ４ 平滑コンデ
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
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
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 9/06 504
H02J 1/00 309
H02J 7/34
H02J 9/00
H02M 3/28
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、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、並列接続されると共に
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
する抵抗値を有する制限抵抗と逆流阻止ダイオードでな
り、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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