JP3608556B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば通常時には、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ことができる無停電性二重化電源装置を容易迅速に構成することができる電源装置に関する。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転用することができる電源装置に関する。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】
上記電源装置を、例えばサーバコンピュータ等に用いる場合には、24時間5年間無停止連続運転を行う等の要求があるため、無停電性二重化電源装置を構成する必要性があるが、個人が使用しているパソコン(パーソナルコンピュータ)等においてはコストの高騰等の問題から、無停電性二重化電源装置の必要性が低い。しかしながら、ユーザーには、商用交流電源が正常な時、つまり通常時にのみ使用可能な安価な電源装置を必要とする他、停電時等の異常時にも機器を使用することができる無停電性二重化電源装置を必要とすることから、2種類の電源装置を製造しているのが現状である。
又、停電時に対応することができる無停電性二重化電源装置とは異なる電源装置、つまり所望の電圧を出力するための出力端子が増設された電源装置を必要とする場合があり、前記2種類の電源装置に加えて合計3種類以上の電源装置を製造することになる。
又、上記電源装置には、内部の熱気を外部に放出して熱による効率低下を回避するための冷却ファンを備えさせており、この冷却ファンは寿命があるため、交換する必要がある。そこで、従来、冷却ファンを取り外すと同時に冷却ファンの電源供給用のコネクタが外れて冷却ファンの駆動が停止されるように構成したものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように3種類以上の他種類の電源装置を製造する場合には、製造コストが高くなるだけでなく、製造後の保管コストも種類が増えれば増えるほど高くなるものであった。
又、前記無停電性二重化電源装置を、例えば図6に示すものが従来から知られている。これは、商用交流電源1に接続される整流回路4、アクティブフィルター回路5、高周波トランス2を介して二次側駆動回路Bに電圧を供給するためのスイッチング素子8及びゲート回路7等からなる一次側駆動回路Aと、前記二次側駆動回路Bに接続されるバッテリ等からなる二次電池3と、負荷14へ3種類の大きさの直流電圧を降圧して得るために降圧するために単数の二次側駆動回路Bに対して並列接続された3個のDC−DCコンバータ50とを備えている。図に示す11は、整流用のダイオードであり、12は、平滑用チョークコイルであり、13は平滑コンデンサである。
上記構成によれば、単一の二次側駆動回路Bに二次電池3や3個のDC−DCコンバータ50を接続する関係上、二次側駆動回路Bが複雑で大型になるだけでなく、DC−DCコンバータ50が故障すると、通常時(正常時)であってもそのDC−DCコンバータ50を経由して出力される箇所の直流電圧を取り出すことができない不都合もあった。
又、DC−DCコンバータ50を介在するため、一次側のスイッチング電源回路の効率75〜80%に二次側のDC−DCコンバータ50の効率75〜80%を掛け合わせた約55〜64%のトータル効率となるため、エネルギーロスが問題になる不都合がある。
又、電源装置に備えさせている冷却ファンを交換する場合には、冷却ファンを完全に取り外すことにより冷却ファンの駆動が停止される構成であるため、冷却ファンの取り外し作業中に誤って指を回転している冷却ファンの羽根に当ててしまい、ケガをしてしまうことがあった。又、ケガをしないように慎重に冷却ファンの取り外しを行うことが考えられるが、冷却ファンの交換作業に多大な時間と労力を要するものであり、改善の余地があった。
【0004】
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、しかも各種機能を持った電源装置に構成することを組み立て作業面は勿論のこと、コスト面においても有利にし、更には冷却ファンの交換をケガの心配のない状態で迅速に行える電源装置を提供する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源装置は、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及び前記電源回路とは別の直流電源回路にそれら両者を接続及び接続解除自在な接続部を備えさせ、少なくとも前記電源回路、一次側巻線、二次側直流出力回路、二次側巻線、三次側巻線を収納するケーシングに、それの内部で発生する熱を外部に放出するための冷却ファンを着脱自在に取り付け、前記冷却ファンの取り外しを接当阻止するために該冷却ファンの前方に位置した取り外し不能位置と該冷却ファンの取り外しを許容するために該冷却ファンの前方から退避した取り外し可能位置とに位置変更自在に保護部材を取り付け、前記冷却ファンをON−OFFさせるために前記ケーシングに備えさせたスイッチをOFF操作すると共に前記商用交流電源からの交流を入力するために該ケーシングに備えさせた入力部に差し込まれた抜き差し自在な電源コードのプラグを抜いたときにのみ、前記保護部材を取り外し可能位置に位置変更可能に構成し、前記保護部材の取り外し可能位置に位置した状態で、前記スイッチの前方に位置して該スイッチのON操作を接当阻止するための第1突出部及び前記プラグの入力部の前方に位置して該プラグの入力部への差し込みを阻止するための第2突出部を該保護部材に備えさせたことを特徴としている。
上記のように、商用交流電源が加わる一次側の電源回路、二次側直流出力回路、三次側の直流電源回路のそれぞれを、高周波トランスを介して電気的に完全に絶縁した状態で接続することによって、各回路を簡素化することができる。しかも、バッテリ等の二次電池が接続される直流電源回路を三次側に設けることによって、高周波トランスに対する二次側巻線の巻数を変更するだけで二次側の出力電圧を変更することができるから、従来のような単数の二次側駆動回路に対して複数のDC−DCコンバータ等の降圧回路を接続して異なる出力電圧を形成することが不要になる。又、三次側巻線及び前記電源回路とは別の直流電源回路にそれら両者を接続及び接続解除自在な接続部を備えさせることによって、必要に応じて構成した各種の直流電源回路を三次側巻線の接続部に接続するだけで、無停電性二重化電源装置を構成したり、大きさの異なる他の出力電圧を二次側に出力することができる電源装置に構成する等、共通な交流駆動側ユニットに対して必要に応じて前記各種の直流電源回路を接続するだけで所望の電源装置を得ることができる。
又、冷却ファンを交換する場合には、冷却ファン用ON−OFFスイッチをOFF操作すると共に抜き差し自在な電源コードのプラグを抜いて商用交流電源からの交流を断にすることにより、冷却ファンの駆動を完全に停止させた状態にしてから、保護部材を取り外し可能位置に位置変更させることができる。つまり、冷却ファンを取り外す前に、作業者は、意識的に冷却ファン用ON−OFFスイッチをOFF操作すると共に意識的に抜き差し自在な電源コードのプラグを抜くことにより、冷却ファンの駆動を停止させたことを自ら認識することができ、直ちに冷却ファンの交換作業に移ることができる。そして、前記保護部材を取り外し可能位置に位置変更させることによって、冷却ファンを取り外すことができる。又、冷却ファンを取り外した後、新たな冷却ファンを取り付けてから、前記保護部材を取り外し不能位置に位置変更させなければ、冷却ファンを駆動させることができない。つまり、冷却ファン用ON−OFFスイッチをON操作すること及び抜き差し自在な電源コードのプラグを差し込むことができないのである。
【0006】
前記電源回路及び二次側直流出力回路の回路構成部品から発生する熱を放出するための第1放熱フィンと、前記直流電源回路の回路構成部品から発生する熱を放出するための第2放熱フィンとを備えさせ、前記両放熱フィンを接触させて熱伝導状態にすることによって、放熱面積を飛躍的に増やすことができる。特に、無停電性二重化電源装置の場合には、電源回路にて二次側直流出力回路を駆動している状態では、直流電源回路には、電流が流れていない状態であるため、直流電源回路の非使用状態の第2放熱フィンを電源回路の回路構成部品から発生する熱を放出する放熱フィンとして有効利用することができる。又、大きさの異なる他の出力電圧を二次側に出力することができる電源装置を構成した場合でも、前記他の出力電圧を使用していない状態では、前記無停電性二重化電源装置の場合と同様に非使用状態の第2放熱フィンを電源回路の回路構成部品から発生する熱を放出する放熱フィンとして利用することができる。尚、無停電性二重化電源装置を構成した場合には、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利点がある。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交流側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。
【0007】
前記直流電源回路が、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スイッチング素子を備えている。
【0008】
前記電源回路、一次側巻線、二次側直流出力回路、二次側巻線、三次側巻線、第1放熱フィンから交流駆動側ユニットを構成し、前記交流駆動側ユニットを前記ケーシングに収納し、前記直流電源回路及び第2放熱フィンから直流電源回路ユニットを構成し、前記直流電源回路ユニットを前記ケーシングとは異なる補助ケーシングに収納し、前記ケーシングに収納した前記第1放熱フィンの一部を該ケーシングに形成の孔を通して外部に露出した状態とし、前記補助ケーシングに収納した前記第2放熱フィンの一部を該補助ケーシングに形成の孔を通して外部に露出した状態とし、前記両ケーシングを引き寄せると共に前記外部に露出している2つの放熱フィンを直接接触状態にするための連結手段を備えさせることによって、熱伝導率が低下することを抑制することができる。
【0009】
前記回路構成部品を、熱の発生が比較的大きなダイオード及びスイッチング素子とすることによって、効率よく放熱することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1に、フォワード型の無停電性二重化電源装置を示している。この無停電性二重化電源装置は、商用交流電源1からの交流を整流して高周波トランス2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2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2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(以下、バッテリと言う)3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。前記バッテリ3としては、ニッケル水素用電池、リチウム電池、鉛電池、ニッカド電池を用いてもよい。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。
【0011】
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4、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)5、前記アクティブフィルター回路5からの直流電圧を蓄えるための平滑コンデンサ6、ゲート回路7からのゲート信号により作動され、かつ、高周波トランス2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FET8、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9を主要構成部品としているが、他の構成であってもよい。
【0012】
前記二次側直流出力回路Bは、3種類の直流出力電圧(図では上から12V、5V、3.3Vであるが、電圧値はどのように設定してもよい)を負荷14へ出力することができるように巻数の異なる二次側巻線N2の3個(ここでは3個であるが、1個又は2個あるいは4個以上であってもよい)のそれぞれに、マグアンプ10、整流ダイオード11、平滑コイル12、平滑コンデンサ13、負荷14への電圧を定電圧に制御するために前記マグアンプ10のON時間を制御する制御回路15が接続されている。前記マグアンプ10及び制御回路15を設けることによって、負荷14へ定電圧を出力することができる利点があるが、省略して実施することもできる。
【0013】
前記直流電源回路Cは、前記バッテリ3の状態を監視するためのバッテリ状態監視信号回路16と、前記バッテリ3を充電するための充電回路17、ゲート回路18からのゲート信号により作動され、かつ、高周波トランス2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FET19、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20から構成しているが、他の構成であってもよい。前記バッテリ状態監視信号回路16は、バッテリ3が充電状態であるか放電状態であるかを検出し、その出力信号によりバッテリ3に対する充電制御又は放電制御を行うための制御信号を出力したり、バッテリ3の電圧低下状態を検出して放電終止電圧に達することによりバッテリ3からの放電を停止するための信号を出力したり、停電検出信号又は停電復帰信号を受けて直流電源回路Cの駆動又は停止を行うための制御信号を出力する等、各種信号のやりとりを行うために設けられたものである。
【0014】
前記構成の二重化電源装置において、例えば図示していない制御回路から前記2つのゲート回路7,18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8,19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8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19を前記スイッチング素子8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8を前記直流電源回路Cのスイッチング素子19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19を能動状態にする等、電源回路Aの動作状態に応じてスイッチング素子を作動させるようにしてもよい。ここでは、停電時等の電源回路Aからの出力が断たれた場合に、直流電源回路Cから直流電圧を二次側直流出力回路Bに出力するように構成した二重化電源装置を示しているが、例えば24Vの電圧を出力することができる他の電源回路を構成して電源装置を構成してもよい。
【0015】
図1、図3及び図4に示すように、前記電源回路A、一次側巻線N1、二次側直流出力回路B、二次側巻線N2、三次側巻線N3、電源回路構成部品である前記ダイオード9,11及びFET8から発生する熱を放出するための第1放熱フィン21等から交流駆動側ユニット22を構成し、前記交流駆動側ユニット22をケーシング25に収納すると共に前記第1放熱フィン21の一部を該ケーシング25に形成の孔25Aを通して外部に露出した状態とし、前記直流電源回路C及び直流電源回路構成部品である前記FET19及び逆流阻止ダイオード20から発生する熱を放出する第2放熱フィン23等から直流電源回路ユニット24を構成し、前記直流電源回路ユニット24を補助ケーシング26に収納すると共に前記第2放熱フィン23の一部を該補助ケーシング26に形成の孔26Aを通して外部に露出した状態とし、前記三次側巻線N3及び前記直流電源回路Cにそれら両者を接続及び接続解除自在な雄雌型の接続部S1,S2を備えさせ、前記両ケーシング25,26を互いに接近する方向に引き寄せると共に前記外部に露出している2つの放熱フィン21,23を直接接触状態にするための連結手段としてのねじ27から熱伝導手段28を構成している。前記露出とは、外部からむき出しになっている状態を言い、ケーシング25又は26から突出していてもよいし、又、ケーシング25又26と面一状態でもよいし、ケーシング25又26内に引っ込んでいる状態であってもよい。具体的には、前記補助ケーシング26に形成の貫通孔(図示せず)、前記第2放熱フィン23に形成の貫通孔23Aにねじ27を挿入した後、ねじ27を第1放熱フィン21に形成のねじ孔21Aにねじ込むことにより、2つの放熱フィン21,23を接触状態に維持することができると同時に、図2(a),(b),(c)にも示すように、ケーシング25,26を一体化することができるようにしている。このとき、雌型の接続部S1に雄型の接続部S2が互いに嵌合して両者S1,S2が接続状態になるのである。尚、前記接続部S1,S2は、三次側巻線N3と直流電源回路Cとを接続して回路を閉ループにするための2本の端子と、グランドラインを取るためのアース端子の3本からなっている。図では、1本のねじ27を用いているが、2本以上のねじにより一層確実にフィン21,23同士を接触させるようにしてもよい。又、ねじ27に代えて、ケーシング25,26を一体化した状態で係止保持するための被係止部と係止部をケーシング25,26のそれぞれに備えさせて実施することもできる。この場合、ねじに比べてケーシング25,26の一体化のための操作を迅速に行うことができる利点がある。又、前記フィン21,23同士を直接接触させることによって、熱伝導率が低下することを抑制することができる利点があるが、ケーシング25,26を介在させてフィン21,23同士を熱伝導状態とすることもできる。この場合、ケーシング25,26を熱伝導率の高いアルミニウム等の金属で構成することが好ましい。図3に示す29は、前記バッテリ3へ接続するための電線であり、又、30は、各種の信号を入出力するための信号線である。又、31は、商用交流電源に接続する電線や各種信号を入出力するための電線である。ここでは、ケーシング25,26にて回路を覆っているものについて説明したが、ケーシング25,26のないものであってもよい。
【0016】
前述のように、放熱フィン21,23同士を接触状態にすることによって、商用交流電源1が正常な状態において、電源回路Aのみを駆動して二次側直流出力回路Bを駆動する場合に、第1放熱フィン21だけでなく、使用されていない第2放熱フィン23を有効利用してダイオード9,11及びFET8から発生する熱を効率よく放出させることができ、又、商用交流電源1が異常な状態において、直流電源回路Cのみを駆動して二次側直流出力回路Bを駆動する場合に、第2放熱フィン23だけでなく、使用されていない第1放熱フィン21を利用してダイオード20及びFET19から発生する熱を有効に放出させることができるようにしている。
【0017】
前記第1放熱フィン21は、図3及び図5(a)に示すように、ケーシング25側に固定されると共に前記ダイオード9,11及びFET8(図では示していない)の外面が接触した状態で取り付けられる本体部21Bと、前記ねじ孔21Aを備えると共に前記本体部21Bから折り曲げられてケーシング25から外部に露出される延出部21Cと、放熱面積を増大させるためのフィン部21Dとからなっているが、第1放熱フィン21の形状は、図に示される形状以外のものであってもよい。又、第2放熱フィン23は、図3及び図5(b)に示すように、補助ケーシング26側に固定されると共に前記ダイオード20及びFET19の外面が接触した状態で取り付けられる本体部23Bと、前記本体部23Bに取り付けて放熱面積を増大させるための複数の補助フィン部23Cと、前記本体部23Bに一体化されると共に前述のように補助ケーシング26から外部に露出した状態で延出された延出部23Dとからなっているが、第2放熱フィン23の形状は、図に示される形状以外のものであってもよい。図5(b)では、別々に形成された本体部23Bと複数の補助フィン部23Cとを一体化しているが、本体部と補助フィン部を一体形成した単一(1個)のものから構成することもできる。図5(a),(b)に示すKは、ダイオード20やスイッチング素子19等の回路構成部品の脚部である導電体を取り付けるための基板である。
【0018】
図6(a),(b)〜図8に示すように、前記ケーシング25の補助ケーシング26が連結された側とは反対側の端部に、該ケーシング25の内部で発生する熱(回路から発生する熱、回路構成部品から発生する熱、第1放熱フィン21から放出される熱)を外部に放出するための冷却ファンFを着脱自在に取り付け、前記冷却ファンFの取り外しを接当阻止するために冷却ファンFの前方に位置した取り外し不能位置と冷却ファンFの取り外しを許容するために冷却ファンFの前方から退避した取り外し可能位置とに位置変更自在に保護部材としてのスライド部材Hを取り付けている。つまり、前記回路A,B,Cへの電源供給を入り切りすることにより前記冷却ファンFをON−OFFさせるための電源用のスイッチWを前記ケーシング25に揺動自在に備えさせて、このスイッチWをOFF操作すると共にケーシング25に備えさせた3本の接点を有する入力部25Xに差し込まれた抜き差し自在な電源コードのプラグを抜いたときにのみ、前記スライド部材Hを取り外し可能位置に位置変更できるように構成している。図6(a),(b)及び図8に示す25Yは、停電信号やバッテリの充電状態を示す信号等を取り出すためのコネクターであるが、無くてもよい。前記保護部材をスライド自在なスライド部材Hから構成しているが、回転自在な保護部材であってもよい。
【0019】
前記冷却ファンFは、図8に示すように、多数枚の回転羽根を備えたファン部31とこのファン部31を回転支持するためのほぼ正方形状(長方形又は円形等、どのような形状でもよい)の枠体32とからなるファン本体33と、前記ファン本体33を前記ケーシング25内に嵌合した状態でファン本体33の外側を覆った状態で固定するための板状で樹脂製(金属製等でもよい)のカバー体34とからなっているが、カバー体34と枠体32とが一体的になっているものでもよく、冷却ファンFの具体的構成は自由に変更することができる。前記カバー体34には、前記ファン部31にて吸引した熱気を外部に排出するための多数の開口34Aが形成されている。
【0020】
前記スイッチWは、図7(a)において、それの長手方向ほぼ中央部の上下軸芯周りで揺動自在で、かつ、この上下軸芯を挟んで左右に位置する左右の操作部位35,36のうちの一方を押し込み操作することにより押した側へ傾けることによりON−OFFさせることができるように揺動式に構成されているが、スライド式に構成されたスイッチや押しボタン式に構成されたスイッチあるいはトグルスイッチ等、どのようなスイッチであってもよい。
【0021】
前記スライド部材Hは、前記スイッチWの外側を覆うほぼ長方形の枠部37と、前記カバー体34の前方に位置してカバー体34の前方側への移動を接当阻止するためのストッパー部38とが合成樹脂にて一体形成してなっているが、形状等の具体構成は、自由に変更することができる。そして、前記枠部37の左右の短辺のうちのカバー体34側の一方の短辺の内面に、他方の短辺側に突出する第1突出部37Bが一体形成されており、スイッチWがON状態では、前方に突出しているスイッチWの左側操作部位35の左端面に突出部37Bが接当してスライド部材Hの右側へのスライドが阻止され、又、図6(b)及び7(b)に示すように、スイッチWをOFF状態にすることにより、スライド部材Hを右側に移動させてスイッチWの左側の操作部位35の前方に第1突出部37Bを位置させて、スイッチWのON操作が行えないように接当阻止できるようになっている。又、前記スライド部材Hの下端には、下方に突出する板状の第2突出部37Cが一体形成されており、差し込まれた電源コードのプラグを入力部25Xから抜かないとスライド部材Hの右側へのスライドを行うことができないと共に、スライドさせたスライド部材Hにより前記入力部25Xの前方に位置して電源コードのプラグ(図示せず)を差し込むことができないようにしている。前記ストッパー部38には、後述のビス39が入り込む貫通孔38Aが形成されている。又、前記枠部37の上下辺部それぞれの下面に備えさせた爪部37A,37Aをケーシング25に備えさせた長溝(図示せず)に移動自在に嵌合させることにより、スライド部材Hを図6(a),(b)及び図7(a),(b)に示すように図において左右方向にスライドさせることができるようにしている。
【0022】
前記冷却ファンFを交換する場合を説明すれば、まず、スイッチWを左側の操作部位35を押すことによりスイッチWをOFFにすると共に、電源コードのプラグ(図示せず)を抜くことにより、冷却ファンFの駆動及び回路A,B,Cへの通電を断にする。次ぎに、ケーシング25に形成された螺子部25Nに螺合されたビス39を取り外してから、スライド部材Hを右側にスライドさせた取り外し可能位置(図6(b)及び図7(b)参照)に位置させることによりカバー体34を取り外すことができる。前記カバー体34を取り外した後、冷却ファンFをケーシング25から外してから新しい冷却ファンFに付け替えるのである(図8参照)。尚、図8に示す40は、冷却ファンFの電源供給用の電線である。そして、前記新たな冷却ファンFに交換してケーシング25に嵌合させた後は、前記カバー体34を冷却ファンFの外側から覆った状態でケーシング25に嵌合した後、スライド部材Hを左側にスライドさせて取り外し不能位置(図6(a)及び図7(a)参照)に位置させてから、前記ビス39をストッパー部38の貫通孔38A、カバー体34の貫通孔34Aの順に通してから螺子部にねじ込むことにより、冷却ファンF及びスライド部材Hをケーシング25に固定することができる。この後、電源コードのプラグを入力部25Xに差し込むと共に、スイッチWをON操作することにより、冷却ファンFの駆動及び回路への電源供給を行うことになる。
ここでは、電源コードのプラグを外すことと、スイッチWをOFF操作することの2つの操作を行うことによって、より安全に冷却ファンFの交換を行えるようにしているが、電源コードのプラグを抜いたときにのみ、又はスイッチWをOFF操作したときのみ、スライド部材Hを取り外し可能位置に位置変更可能に構成してもよい。又、前記スイッチWを、回路A,B,Cへの電力供給を入り切りするための電源用のON−OFFスイッチから構成することによって、冷却ファンFへの電力供給をも同時に入り切りすることができる操作性の向上及びスイッチの兼用化による部品点数の削減化を図ることができるだけでなく、冷却ファンFを停止する場合には必ず回路A,B,Cが断になっていることから、回路A,B,Cへの電力供給が必ず断になっている状態において冷却ファンFの交換が行える安全性において有利な構成となっているが、単一のスイッチWで構成しないで、回路A,B,Cと冷却ファンFのスイッチを別々に構成して実施してもよい。
【0023】
前記ケーシング25の補助ケーシング26連結方向の両端面に多数の孔25Kを形成し、一方の端面に形成の孔25Kを通して外気を取り入れた内部空気を他方の端面に形成の孔25Kを通して外部に排出するための排出ファンFを前記ケーシング25内のうちの該他方の端面寄り位置に設けている。そして、前記補助ケーシング26のケーシング25連結方向の両端面に多数の孔26Kを形成し、前記排出ファンFの吸引力を利用して補助ケーシング26内に一方の端面に形成の孔26Kを通して外気を取り入れた内部空気を他方の端面に形成の孔26Kを通してケーシング25側へ移動させるように構成しており、強制冷却することにより、ケーシング25,26内の内部温度を効率よく下げることができるようにしている。
【0024】
前記2つのケーシング25,26の固定と2つの放熱フィン21,23の固定とを1つのねじ27により行うことによって、部品点数の削減及び固定操作の迅速化を図ることができる利点があるが、別々の固定手段にて固定してもよい。
【0025】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、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、従来のようにDC−DCコンバータやバッテリ等を二次側に設けるものに比べて、回路の簡素化及び装置の小型(省スペース)化は勿論のこと、高効率化をも実現することができ、しかも各種機能を持った電源装置に構成することを組み立て作業面は勿論のこと、コスト面においても有利な電源装置を提供することができ、ユーザー及び製造者の両方において有益な電源装置とすることができる。又、冷却ファンを交換する場合には、冷却ファン用ON−OFFスイッチをOFF操作したり、電源コードのプラグを抜くことにより、冷却ファンの駆動を完全に停止させたことを交換作業者に意識させることができるから、ケガの心配のない状態で迅速に交換作業を行うことができる。
【0026】
請求項2の発明によれば、第1放熱フィンと第2放熱フィンとを互いに熱伝導状態にすることによって、放熱面積を飛躍的に増やすことができ、熱による悪影響を受けにくい安定した電源装置を装置の大型化を可及的に抑制しながら実現することができる。
【0027】
前記ケーシングに収納した前記第1放熱フィンの一部を該ケーシングに形成の孔を通して外部に露出した状態とし、前記補助ケーシングに収納した前記第2放熱フィンの一部を該補助ケーシングに形成の孔を通して外部に露出した状態とし、前記両ケーシングを引き寄せると共に前記外部に露出している2つの放熱フィンを直接接触状態にするための連結手段を備えさせることによって、熱伝導率が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】無停電性二重化電源装置を構成する概略ブロック図である。
【図2】ケーシングと補助ケーシングを一体化した無停電性二重化電源装置の外観を示し、(a)は、それの平面図、(b)は、それの側面図、(c)はそれの補助ケーシング側から見た正面図である。
【図3】ケーシングに補助ケーシングを一体化する直前の状態を示す分解斜視図である。
【図4】一体化された2つのケーシング内の構成を示す概略説明図である。
【図5】ケーシング内の放熱フィンの形状を示し、(a)は、第1放熱フィンの形状を示すケーシングの断面図であり、(b)は第2放熱フィンの形状を示すケーシングの断面図である。
【図6】冷却ファン側から見たケーシングの背面図を示し、(a)は保護部材を冷却ファンの前方に位置させた状態を示し、(b)は保護部材を冷却ファンの前方から退避させた状態を示している。
【図7】冷却ファンの取付部の横断平面図を示し、(a)は保護部材を冷却ファンの前方に位置させた状態を示し、(b)は保護部材を冷却ファンの前方から退避させた状態を示している。
【図8】冷却ファンを取り外した状態を示す要部の斜視図である。
【図9】従来の無停電性二重化電源装置の具体構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
1 商用交流電源 2 高周波トランス
3 二次電池(バッテリ) 4 整流回路
5 アクティブフィルター回路
6 平滑コンデンサ 7 ゲート回路
8 FET(スイッチング素子)
10 マグアンプ
11 転流ダイオード 12 平滑コイル
13 平滑コンデンサ 14 負荷
15 制御回路
16 バッテリ状態監視信号回路
17 充電回路 18 ゲート回路
19 FET(スイッチング素子)
20 逆流阻止ダイオード 21 第1放熱フィン
21A ねじ孔 21B 本体部
21C 延出部 21D フィン部
22 交流駆動側ユニット 23 第2放熱フィン
23A 貫通孔 23B 本体部
23C 補助フィン部 23D 延出部
24 直流電源回路ユニット
25ケーシング 25A,25K 孔
25X 入力部 25Y コネクター
25N 螺子部 26 補助ケーシング
26A,26K 孔
27 ねじ手段(連結手段)
28 熱伝導手段 29 電線
30 信号線 31 ファン部
32 枠体 33 ファン本体
34 カバー体 34A 開口
34B 貫通孔 35,36 操作部位
37 枠部 37A 爪部
37B,37C 突出部 38 ストッパー部
38A 貫通孔 39 ビス
40電線 50 コンバータ
A 電源回路 B 二次側直流出力回路
C 直流電源回路 F 冷却ファン
H スライド部材 N1,N2,N3 巻線
S1,S2 接続部 W スイッチ
Claims (5)
- 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及び前記電源回路とは別の直流電源回路にそれら両者を接続及び接続解除自在な接続部を備えさせ、少なくとも前記電源回路、一次側巻線、二次側直流出力回路、二次側巻線、三次側巻線を収納するケーシングに、それの内部で発生する熱を外部に放出するための冷却ファンを着脱自在に取り付け、前記冷却ファンの取り外しを接当阻止するために該冷却ファンの前方に位置した取り外し不能位置と該冷却ファンの取り外しを許容するために該冷却ファンの前方から退避した取り外し可能位置とに位置変更自在に保護部材を取り付け、前記冷却ファンをON−OFFさせるために前記ケーシングに備えさせたスイッチをOFF操作すると共に前記商用交流電源からの交流を入力するために該ケーシングに備えさせた入力部に差し込まれた抜き差し自在な電源コードのプラグを抜いたときにのみ、前記保護部材を取り外し可能位置に位置変更可能に構成し、前記保護部材の取り外し可能位置に位置した状態で、前記スイッチの前方に位置して該スイッチのON操作を接当阻止するための第1突出部及び前記プラグの入力部の前方に位置して該プラグの入力部への差し込みを阻止するための第2突出部を該保護部材に備えさせたことを特徴とする電源装置。
- 前記電源回路及び二次側直流出力回路の回路構成部品から発生する熱を放出するための第1放熱フィンと、前記直流電源回路の回路構成部品から発生する熱を放出するための第2放熱フィンとを備えさせ、前記両放熱フィンを接触させて熱伝導状態にしてなる請求項1記載の電源装置。
- 前記直流電源回路が、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スイッチング素子を備えてなる請求項1又は2記載の電源装置。
- 前記電源回路、一次側巻線、二次側直流出力回路、二次側巻線、三次側巻線、第1放熱フィンから交流駆動側ユニットを構成し、前記交流駆動側ユニットを前記ケーシングに収納し、前記直流電源回路及び第2放熱フィンから直流電源回路ユニットを構成し、前記直流電源回路ユニットを前記ケーシングとは異なる補助ケーシングに収納し、前記ケーシングに収納した前記第1放熱フィンの一部を該ケーシングに形成の孔を通して外部に露出した状態とし、前記補助ケーシングに収納した前記第2放熱フィンの一部を該補助ケーシングに形成の孔を通して外部に露出した状態とし、前記両ケーシングを引き寄せると共に前記外部に露出している2つの放熱フィンを直接接触状態にするための連結手段を備えさせてなる請求項1又は2記載の電源装置。
- 前記回路構成部品が、ダイオード及び前記スイッチング素子である請求項1又は2記載の電源装置。
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