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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024062449
(43)【公開日】2024-05-10
(54)【発明の名称】電源装置、及び自動取引装置
(51)【国際特許分類】
H02J 9/06 20060101AFI20240501BHJP
H02J 7/02 20160101ALI20240501BHJP
【ＦＩ】
H02J9/06 110
H02J7/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022170279
(22)【出願日】2022-10-25
(71)【出願人】
【識別番号】000000295
【氏名又は名称】沖電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100129067
【弁理士】
【氏名又は名称】町田 能章
(74)【代理人】
【識別番号】100183162
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 義文
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】中嶋 俊貴
【テーマコード（参考）】
5G015
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G015FA06
5G015GB01
5G015HA02
5G015JA55
5G503AA01
(57)【要約】
【課題】電力変換効率を良くする。
【解決手段】商用電源を用いて直流電圧ＶＤＣ２Ｃを発生し、制御ユニット４０に直流電力（Ｉｌ×出力電圧）を供給する絶縁型直流電源回路１２５と、直流電圧ＶＤＣ２Ｃを用いて二次電池２０を充電する充電回路１３０と、二次電池２０の電圧を検出する二次電池電圧検出回路１４０と、二次電圧の電圧低下を検出したら充電回路１３０を起動させる電源制御回路１９０とを備え、二次電池２０を充電する充電開始電圧が複数設定されており、電源制御回路１９０は、直流電力に応じて、何れかの充電開始電圧に設定する。例えば、電源制御回路１９０は、直流電力が多いときに充電回路１３０を起動させる二次電池２０の充電開始電圧を高く設定し、直流電力が少ないときに充電開始電圧を低く設定する。
【選択図】図１
【解決手段】商用電源を用いて直流電圧ＶＤＣ２Ｃを発生し、制御ユニット４０に直流電力（Ｉｌ×出力電圧）を供給する絶縁型直流電源回路１２５と、直流電圧ＶＤＣ２Ｃを用いて二次電池２０を充電する充電回路１３０と、二次電池２０の電圧を検出する二次電池電圧検出回路１４０と、二次電圧の電圧低下を検出したら充電回路１３０を起動させる電源制御回路１９０とを備え、二次電池２０を充電する充電開始電圧が複数設定されており、電源制御回路１９０は、直流電力に応じて、何れかの充電開始電圧に設定する。例えば、電源制御回路１９０は、直流電力が多いときに充電回路１３０を起動させる二次電池２０の充電開始電圧を高く設定し、直流電力が少ないときに充電開始電圧を低く設定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
商用電源を用いて直流電圧を発生し、負荷に直流電力を供給する絶縁型直流電源回路と、
前記直流電圧を用いて二次電池を充電する充電回路と、
前記二次電池の電圧を検出する二次電池電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧低下を検出したら前記充電回路を起動させる電源制御回路とを備え、
前記二次電池を充電する充電開始電圧が複数設定されており、
前記電源制御回路は、前記直流電力に応じて、何れかの前記充電開始電圧に設定する
ことを特徴とする電源装置。
前記直流電圧を用いて二次電池を充電する充電回路と、
前記二次電池の電圧を検出する二次電池電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧低下を検出したら前記充電回路を起動させる電源制御回路とを備え、
前記二次電池を充電する充電開始電圧が複数設定されており、
前記電源制御回路は、前記直流電力に応じて、何れかの前記充電開始電圧に設定する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項2】
前記充電開始電圧は、前記二次電池の公称電圧よりも低い第１充電開始電圧と、該第１充電開始電圧よりも低い第２充電開始電圧との２つであり、
前記電源制御回路は、前記直流電力が多いときに前記第１充電開始電圧に設定し、前記直流電力が少ないときに前記第２充電開始電圧に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記電源制御回路は、前記直流電力が多いときに前記第１充電開始電圧に設定し、前記直流電力が少ないときに前記第２充電開始電圧に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項3】
前記絶縁型直流電源回路の出力電圧は、固定電圧であり、
前記電源制御回路は、前記絶縁型直流電源回路の出力直流電流が多いときに前記第１充電開始電圧に設定し、該出力直流電流が少ないときに前記第２充電開始電圧に設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
前記電源制御回路は、前記絶縁型直流電源回路の出力直流電流が多いときに前記第１充電開始電圧に設定し、該出力直流電流が少ないときに前記第２充電開始電圧に設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項4】
前記負荷は、通常モードおよび省エネモードを有する制御回路であり、
前記電源制御回路は、前記制御回路が通常モードであるときに前記第１充電開始電圧に設定し、前記制御回路が省エネモードであるときに前記第２充電開始電圧に設定する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電源装置。
前記電源制御回路は、前記制御回路が通常モードであるときに前記第１充電開始電圧に設定し、前記制御回路が省エネモードであるときに前記第２充電開始電圧に設定する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電源装置。
【請求項5】
前記充電回路は、一定電流で一定時間、前記二次電池を充電するものであり、
前記第１充電開始電圧と前記前記第２充電開始電圧との差分電圧は、前記二次電池の公称電圧の０．１倍未満である
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
前記第１充電開始電圧と前記前記第２充電開始電圧との差分電圧は、前記二次電池の公称電圧の０．１倍未満である
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項6】
前記充電回路は、前記直流電力が多いときに充電電流を少なくし、前記直流電力が少ないときに充電電流を多くする
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項7】
前記二次電池から供給される直流電力と前記電源制御回路から供給される直流電力とを切り替えて、切り替えられた直流電力を前記負荷に供給する第１切替回路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項8】
前記負荷は、第１外部回路であり、
前記絶縁型直流電源回路は、前記第１外部回路に直流電力を供給する第１電源電力変換回路と、前記第１外部回路により制御される第２外部回路に直流電力を供給する第２電源電力変換回路とを備えて構成されており、
前記商用電源の給電断を検出する停電検出回路と、該給電断が検出されたとき、前記二次電池の電圧を昇降圧する機構系電源昇降圧回路と、
前記第１外部回路により制御される第２外部回路に印加される電源電圧が前記第２電源電力変換回路から前記機構系電源昇降圧回路に切り替える第２切替回路とをさらに備える
ことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
前記絶縁型直流電源回路は、前記第１外部回路に直流電力を供給する第１電源電力変換回路と、前記第１外部回路により制御される第２外部回路に直流電力を供給する第２電源電力変換回路とを備えて構成されており、
前記商用電源の給電断を検出する停電検出回路と、該給電断が検出されたとき、前記二次電池の電圧を昇降圧する機構系電源昇降圧回路と、
前記第１外部回路により制御される第２外部回路に印加される電源電圧が前記第２電源電力変換回路から前記機構系電源昇降圧回路に切り替える第２切替回路とをさらに備える
ことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項9】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電源装置を備えた自動取引装置。
【請求項10】
商用電源を用いて直流電圧を発生し、第１負荷に直流電力を供給する絶縁型直流電源回路と、
前記直流電圧を用いて二次電池を充電する充電回路と、
前記二次電池の電圧を検出する二次電池電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧低下を検出したら前記充電回路を起動させる電源制御回路とを備え、
前記充電回路は、前記直流電力が多いときに充電電流を少なくし、前記直流電力が少ないときに充電電流を多くする
ことを特徴とする電源装置。
前記直流電圧を用いて二次電池を充電する充電回路と、
前記二次電池の電圧を検出する二次電池電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧低下を検出したら前記充電回路を起動させる電源制御回路とを備え、
前記充電回路は、前記直流電力が多いときに充電電流を少なくし、前記直流電力が少ないときに充電電流を多くする
ことを特徴とする電源装置。
【請求項11】
請求項１０に記載の電源装置を備えた自動取引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電源装置、及び電源装置を用いた自動取引装置に関し、例えば、停電発生時にも取引運用を保証するバッテリバックアップ用電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、従来の現金自動預払装置や券売機等の自動取引装置は、主制御装置、電源ユニット、バッテリユニット、表示ユニット、紙幣ユニット、硬貨ユニット、カードユニット、通帳ユニット等、複数のユニットで構成されている。
特に、各ユニットを制御する制御ユニット、商用電源から直流電圧を発生させる電源ユニット、二次電池から交流電力を発生させるバッテリユニットは、常時起動するものであり、主制御装置はオペレーティングシステムやアプリケーション等のプログラムを記憶部に格納し、取引データ等も記録している。
特に、各ユニットを制御する制御ユニット、商用電源から直流電圧を発生させる電源ユニット、二次電池から交流電力を発生させるバッテリユニットは、常時起動するものであり、主制御装置はオペレーティングシステムやアプリケーション等のプログラムを記憶部に格納し、取引データ等も記録している。
【0003】
このため、従来の自動取引装置は、装置稼働中に停電などの入力電力異常が発生した場合、オペレーティングシステムやアプリケーション等のプログラムの保護や取引データ等の保護のために、主制御装置、及び表示ユニットへの電力供給と、カード返却を行うためのカードユニットへの電力供給との双方を電源ユニットからバッテリユニットに切り替えていた。
【0004】
特許文献１には、商用電源から直流電圧を生成する非絶縁型直流電源回路と、前記直流電圧を用いて二次電池を充電する絶縁型充電回路と、前記商用電源の給電断時に前記二次電池から放電され、前記直流電源回路と同一の直流電圧を生成する絶縁型昇圧回路とを備えた無停電電源装置、及びこれを用いた自動取引装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許６６４５２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載の自動取引装置では、非絶縁型直流電源回路の出力電圧を用いて、負荷（制御ユニット）を駆動するとともに、バッテリバックアップ用の二次電池を充電する充電回路を常に機能させている。
ところで、スイッチング回路は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との間を遷移しているときに発生するスイッチング損失と、ＯＮ状態のときに発生するオン損失との双方を発生する。スイッチング損失およびオン損失は、負荷電流に比例するが、一般的に、スイッチング損失は、オン損失よりも大きい。そのため、負荷電流が少ないとスイッチング損失が支配的になる。
特許文献１に記載の自動取引装置であっても、非絶縁型直流電源回路が負荷に流す負荷電流が少ないときには、オン損失よりもスイッチング損失が支配的になり、変換効率が低かった。
ところで、スイッチング回路は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との間を遷移しているときに発生するスイッチング損失と、ＯＮ状態のときに発生するオン損失との双方を発生する。スイッチング損失およびオン損失は、負荷電流に比例するが、一般的に、スイッチング損失は、オン損失よりも大きい。そのため、負荷電流が少ないとスイッチング損失が支配的になる。
特許文献１に記載の自動取引装置であっても、非絶縁型直流電源回路が負荷に流す負荷電流が少ないときには、オン損失よりもスイッチング損失が支配的になり、変換効率が低かった。
【0007】
本発明は、電力変換効率の良い電源装置、及びこれを用いた自動取引装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するため、第１発明の電源装置（１０）は、商用電源を用いて直流電圧（ＶＤＣ２Ｃ）を発生し、負荷（制御ユニット４０）に直流電力（Ｉｌ×出力電圧）を供給する絶縁型直流電源回路（１２５）と、前記直流電圧を用いて二次電池（２０）を充電する充電回路（１３０）と、前記二次電池の電圧を検出する二次電池電圧検出回路（１４０）と、前記二次電圧の電圧低下を検出したら前記充電回路を起動させる電源制御回路（１９０）とを備え、前記二次電池を充電する充電開始電圧が複数設定されており、前記電源制御回路は、前記直流電力に応じて、何れかの前記充電開始電圧に設定することを特徴とする。なお、括弧内の符号や文字は、実施形態において付した符号等であって、本発明を限定するものではない。
【0009】
絶縁型直流電源回路が出力する負荷電力（（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）×出力電圧）は、前記直流電力と充電回路を駆動させる駆動電力とが重畳されている。そのため、絶縁型直流電源回路は、負荷に直流電力のみを供給するときよりも、電力変換効率が高くなる。ここで、複数の充電開始電圧を設定することで、二次電池に対する充放電の繰り返しが速くなったり、遅くなったりする。充放電の繰り返しを速くすることができると、遅いときよりも電力変換効率が高くなり易い。
【0010】
また、本発明の第２発明の電源装置は、商用電源を用いて直流電圧を発生し、第１負荷（制御ユニット４０）に直流電力を供給する絶縁型直流電源回路（１２５）と、前記直流電圧を用いて二次電池を充電する充電回路（１３０）と、前記二次電池の電圧を検出する二次電池電圧検出回路（１４０）と、前記二次電池の電圧低下を検出したら前記充電回路を起動させる電源制御回路（１９０）とを備え、前記充電回路は、前記直流電力が多いときに充電電流を少なくし、前記直流電力が少ないときに充電電流を多くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、電力変換効率の良い電源装置、及び自動取引装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の第１実施形態である電源装置、及び自動機器の構成図である。
【図2】電力変換回路の負荷電流と電力変換効率との関係を示す図である。
【図3】本発明の第１実施形態である電源装置に含まれる電源制御回路が二次電池充電回路を制御するフローチャートである。
【図4】力率改善回路、絶縁型昇圧回路、及び機構系電源昇圧回路を例示する回路図である。
【図5】本発明の第１実施形態である自動取引装置の構成図である。
【図6】本発明の第１実施形態である自動取引装置の停電発生時の動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の第２実施形態である電源装置に含まれる電源制御回路が二次電池充電回路を制御するフローチャートである。
【図8】本発明の第２実施形態の通常モードおよび省エネモードについて、二次電池を充電する充電電流と負荷に流す電源電流との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【0014】
(第１実施形態)
（構成の説明）
図１は、本発明の第１実施形態である電源装置、及び自動機器の構成図である。
自動機器１は、電源装置１０と、二次電池２０と、第２外部回路としてのメカユニット３０と、負荷や第１外部回路としての制御ユニット４０と、制御ユニット４０に接続されているスイッチ７０とを備え、例えば、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）等の自動取引装置１ａ（図５）である。電源装置１０は、無停電電源装置として機能し、停電等により商用電源２の給電断を検出すると、制御ユニット４０に印加される電源電圧を二次電池２０の公称電圧（例えば、１８Ｖ）から絶縁型直流電源回路１２５が発生する直流電圧（例えば、２４Ｖ）に切り替えると共に、メカユニット３０に印加される電源電圧を機構系電源昇圧回路１６０の出力電圧（例えば、２４Ｖ）に切り替える。また、電源装置１０は、常時、制御ユニット４０に直流電力を供給している。制御ユニット４０は、スイッチ７０の投入によって、電源装置１０に対して、機構系電源電力変換回路１１０がメカユニット３０に直流電力を供給するように指示する。
（構成の説明）
図１は、本発明の第１実施形態である電源装置、及び自動機器の構成図である。
自動機器１は、電源装置１０と、二次電池２０と、第２外部回路としてのメカユニット３０と、負荷や第１外部回路としての制御ユニット４０と、制御ユニット４０に接続されているスイッチ７０とを備え、例えば、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）等の自動取引装置１ａ（図５）である。電源装置１０は、無停電電源装置として機能し、停電等により商用電源２の給電断を検出すると、制御ユニット４０に印加される電源電圧を二次電池２０の公称電圧（例えば、１８Ｖ）から絶縁型直流電源回路１２５が発生する直流電圧（例えば、２４Ｖ）に切り替えると共に、メカユニット３０に印加される電源電圧を機構系電源昇圧回路１６０の出力電圧（例えば、２４Ｖ）に切り替える。また、電源装置１０は、常時、制御ユニット４０に直流電力を供給している。制御ユニット４０は、スイッチ７０の投入によって、電源装置１０に対して、機構系電源電力変換回路１１０がメカユニット３０に直流電力を供給するように指示する。
【0015】
電源装置１０は、絶縁型直流電源回路１２５（力率改善回路１００、機構系電源電力変換回路１１０、制御系電源電力変換回路１２０）と、二次電池充電回路１３０と、二次電池電圧検出回路１４０と、停電検出回路１５０と、機構系電源昇圧回路１６０と、２つの切替回路（機構系電源電圧切替回路１７０，制御系電源電圧切替回路１８０）と、電源制御回路１９０とを備える。商用電源２は、力率改善回路１００に接続されている。
【0016】
力率改善回路１００は、非絶縁の直流電源装置であり、商用電源２の交流電圧を直流電圧に変換する。力率改善回路１００は、ワールドワイド仕様（入力交流電圧：１００Ｖ～２４０Ｖ）とすることが好ましく、所定の電圧（一次側直流電圧ＶＤＣ１（例えば、ＶＤＣ１＝３８０Ｖ））を出力する。また、力率改善回路１００は、交流電流の波形と交流電圧の波形とが略一致するように、電源制御回路１９０がトランジスタ１０３ａ，１０３ｂ（図２（ａ））をＯＮ／ＯＦＦ制御し、交流電流の高調波成分を低減する。これにより、力率改善回路１００は、有効電力を増加させ、力率を改善する。
【0017】
機構系電源電力変換回路１１０は、一次側直流電圧ＶＤＣ１をメカユニット３０の直流電源電圧ＶＤＣ２Ｍまで降圧する絶縁型直流電源回路である。機構系電源電力変換回路１１０は、電源制御回路１９０と制御線（破線）で接続されており、スイッチ７０を投入したときに、起動する。なお、機構系電源電力変換回路１１０は、簡易なフォワード回路（図２（ｂ））を例示したが、メカユニット３０の消費電力に合わせて、複数のトランジスタを使用するブリッジ回路やＬＬＣ共振回路等が使用される。
【0018】
制御系電源電力変換回路１２０は、一次側直流電圧ＶＤＣ１を制御ユニット４０の直流電源電圧ＶＤＣ２Ｃまで降圧する絶縁型直流電源回路である。制御系電源電力変換回路１２０は、機構系電源電力変換回路１１０と同様の回路構成であるが、出力電力が少なく、常時、出力直流電力を出力している点で相違する。つまり、電源装置１０は、単一の電力変換回路を用い、複数の二次巻線を用いる方式に比較して、機構系電源電力変換回路１１０、及び制御系電源電力変換回路１２０のいずれか一方又は双方を独立して駆動することができる。なお、制御系電源電力変換回路１２０は、電源制御回路１９０によって、駆動制御されるが、スイッチ７０（図１）の投入にかかわらず常時駆動する。
【0019】
機構系電源電圧切替回路１７０は、ダイオード１７１を有し、機構系電源昇圧回路１６０からメカユニット３０に流れる電流と、機構系電源電力変換回路１１０からメカユニット３０に流れる電流とを切り替える。具体的には、機構系電源電圧切替回路１７０は、停電により、機構系電源電力変換回路１１０の出力電圧が、機構系電源昇圧回路１６０の出力電圧よりも低下したとき（より正確には、機構系電源昇圧回路１６０の直流出力電圧からダイオード１７１の順方向電圧を減じた電圧よりも低下したとき）に、電流が切り替わる。
【0020】
制御系電源電圧切替回路１８０は、ダイオード１８１を有し、二次電池２０から制御ユニット４０に流す電源電流と、制御系電源電力変換回路１２０から制御ユニット４０に流す電源電流Ｉｌとを切り替える。具体的には、制御系電源電圧切替回路１８０は、停電により、制御系電源電力変換回路１２０の出力電圧が、二次電池２０の出力電圧よりも低下したとき（より正確には、二次電池２０の出力電圧からダイオード１８１の順方向電圧を減じた電圧よりも低下したとき）に、電流が切り替わる。なお、電源電流Ｉｌは、制御系電源電力変換回路１２０が負荷（制御ユニット４０）に流す出力直流電流でもある。
【0021】
これにより、機構系電源電力変換回路１１０、及び制御系電源電力変換回路１２０は、停電時であっても通常時と同様にメカユニット３０、及び制御ユニット４０に直流電力を供給することができる。
【0022】
二次電池充電回路１３０は、停電が発生していない通常時において、制御系電源電力変換回路１２０の直流電源電圧ＶＤＣ２Ｃ（例えば、ＶＤＣ２Ｃ＝２４Ｖ）を用いて、二次電池２０を充電する回路である。なお、二次電池充電回路１３０は、二次電池２０が過充電を起こさないように充電電流Ｉｂａｔに制限する電流制限機能を有している。なお、二次電池充電回路１３０の駆動電圧（電源電圧）は、二次電池２０の公称電圧（１８Ｖ）よりも高い値になっている。
【0023】
二次電池電圧検出回路１４０は、二次電池２０の電圧を検出する回路であり、電源制御回路１９０に二次電池電圧信号（不図示）を送信する。停電検出回路１５０は、商用電源２が給電する交流電力の給電断（停電）を検出する回路であり、一次側と二次側とが絶縁されている。電源制御回路１９０は、停電検出回路１５０が給電断を検出すると、機構系電源昇圧回路１６０を駆動する。
【0024】
電源制御回路１９０は、マイクロコントローラ等の制御部から構成されており、制御系電源電圧切替回路１８０の出力電圧によって、停電か否かに拘わらず駆動される。電源制御回路１９０は、力率改善回路１００、機構系電源電力変換回路１１０、制御系電源電力変換回路１２０、二次電池充電回路１３０、及び、機構系電源昇圧回路１６０のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御する。ここで、電源制御回路１９０は、常時、制御系電源電力変換回路１２０を駆動し、スイッチ７０が投入されると、機構系電源電力変換回路１１０を駆動する。
【0025】
また、電源制御回路１９０は、停電検出回路１５０から停電信号（不図示）を受信し、二次電池電圧検出回路１４０から二次電池電圧信号（不図示）を受信する。電源制御回路１９０は、停電検出回路１５０による停電信号により、割込みが発生し、機構系電源昇圧回路１６０を駆動する。なお、機構系電源昇圧回路１６０は、停電が検出される前から駆動していてもよく、その場合、機構系電源昇圧回路１６０の出力電圧は、機構系電源電力変換回路１１０の出力電圧よりも低い電圧となる。
【0026】
さらに、電源制御回路１９０は、制御ユニット４０と制御線（破線）で接続されており、停電信号、二次電池電圧低下信号やアラーム信号等を制御ユニット４０に送信する。ここでアラーム信号は、電源装置１０の故障信号、二次電池２０の故障信号等があり、後記する。
【0027】
制御ユニット４０は、ＯＳ（Operating System）を搭載したコンピュータであり、表示ユニット５０（図５参照）及びメカユニット３０と接続し、これらを制御する。制御ユニット４０は、制御系電源電力変換回路１２０の負荷として機能する。制御ユニット４０は、省エネモード（省電力モード）と通常モード（非省電力モード）とがある。省エネモードは、メカユニット３０を機能させないモードであり、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の消灯や、画面輝度の低下等を行っている。そのため、制御ユニット４０に流れる電源電流Ｉｌは、通常モード＞省エネモードとなる。また、二次電池充電回路１３０に流れる充電電流Ｉｂａｔ＞省エネモードで流れる電源電流Ｉｌである。
【0028】
なお、メカユニット３０との接続（制御用インタフェース）は、制御ユニット４０と絶縁されていることが好ましい。制御ユニット４０は、内部に非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換器４０ａを備え、非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換器４０ａが直流電源電圧ＶＤＣ２Ｃ（具体的には、制御系電源電力変換回路１２０の出力電圧（２４Ｖ）または二次電池の電圧（１８Ｖ））を１２Ｖ、５Ｖ、３．３Ｖ等に降圧する。言い換えれば、制御ユニット４０の電源電圧仕様値は、少なくとも、二次電池２０の電圧（例えば１８Ｖ）から制御系電源電力変換回路１２０の出力電圧（２４Ｖ）以上の許容幅を有している。さらに言い換えれば、制御ユニット４０の電源電圧仕様値は、少なくとも、二次電池２０の電圧（例えば１８Ｖ）から該電圧（１８Ｖ）と二次電池充電回路１３０が駆動可能な入出力間電圧とを加算した加算電圧（入力電源電圧＝制御系電源電力変換回路１２０の出力直流電圧）までの許容幅を有している。
【0029】
また、制御ユニット４０は、ネットワークを介して通信を行う通信部、ＨＤＤ等の不揮発性記憶部、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部を内蔵しており、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）に格納されたＯＳやアプリケーションプログラムがＲＡＭに展開され、そのプログラムがＣＰＵにより実行されることにより、自動取引装置としての機能が実現される。
【0030】
図２は、電力変換回路の負荷電流と電力変換効率との関係を示す図である。横軸は、電力変換回路、例えば制御系電源電力変換回路１２０の負荷電流（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）であり、縦軸が電力変換効率ηである。ここで、電力変換効率ηは、η＝（出力直流電力／入力直流電力）である。制御系電源電力変換回路１２０は、負荷電流（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）が少ないときには、電力変換効率ηが低く、負荷電流（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）が増加するにつれて電力変換効率ηが高くなる性質を有している。例えば、負荷電流Ｉ１のとき電力変換効率η１であり、負荷電流Ｉ２（Ｉ２＞Ｉ１）のとき電力変換効率η２（η２＞η１）である。
【0031】
一般的に、電力変換回路は、負荷電流（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）に依存する電力損失が発生する。また、スイッチング素子を制御する制御回路（例えば、電源制御回路１９０）を有している。この制御回路は、負荷電流（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）に依存しない固定の電力損失（固定電力損失）を発生する。そのため、負荷電流（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）が多いときには、電力変換効率は、負荷電流（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）に依存するが、負荷電流（Ｉｌ+Ｉｂａｔ）が少ないときには、固定損失が支配的になる。なお、電力損失には、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを遷移するときに発生するスイッチング損失と、ＯＮ状態のときに発生するＯＮ損失（伝導損）とがある。
【0032】
図３は、本発明の第１実施形態である電源装置に含まれる電源制御回路１９０が二次電池充電回路１３０を制御するフローチャートである。このフローは、電源起動時に起動する。
電源制御回路１９０は、制御ユニット４０の運用状況、つまり、省エネモードで運用されているか通常モードで運用されているかを判定する（Ｓ１）。制御ユニット４０が通常モードであれば（Ｓ１で「通常モード」）、電源制御回路１９０は、二次電池２０の電圧チェックを行う（Ｓ２）。二次電池電圧Ｖｂａｔ＝一次側直流電圧ＶＤＣ１Ｂが所定の第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１以上であれば（Ｓ２で「二次電池電圧≧Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、Ｓ１に戻り、運用状況の判定を繰り返す。ここで、第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１は、二次電池２０の公称電圧よりも僅かに高い電圧（例えば、公称電圧の１．０７以上～１．０９倍、具体的には、１．０８倍）である。一方、二次電池電圧Ｖｂａｔが第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１未満まで低下すれば（Ｓ２で「二次電池電圧＜Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、二次電池充電回路１３０に対して、二次電池２０の充電を行わせる（Ｓ３）。この充電は、一定電流Ｉｂａｔで所定の充電時間Ｔ（不図示）だけ行われる。このときの充電完了電圧をＶｂａｔｃ（不図示）とする。そして、充電時間Ｔの経過により充電が完了したら処理をＳ１に戻す（Ｓ４）。なお、充電完了電圧Ｖｂａｔｃは、例えば、二次電池２０の公称電圧の１．２倍程度である。
電源制御回路１９０は、制御ユニット４０の運用状況、つまり、省エネモードで運用されているか通常モードで運用されているかを判定する（Ｓ１）。制御ユニット４０が通常モードであれば（Ｓ１で「通常モード」）、電源制御回路１９０は、二次電池２０の電圧チェックを行う（Ｓ２）。二次電池電圧Ｖｂａｔ＝一次側直流電圧ＶＤＣ１Ｂが所定の第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１以上であれば（Ｓ２で「二次電池電圧≧Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、Ｓ１に戻り、運用状況の判定を繰り返す。ここで、第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１は、二次電池２０の公称電圧よりも僅かに高い電圧（例えば、公称電圧の１．０７以上～１．０９倍、具体的には、１．０８倍）である。一方、二次電池電圧Ｖｂａｔが第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１未満まで低下すれば（Ｓ２で「二次電池電圧＜Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、二次電池充電回路１３０に対して、二次電池２０の充電を行わせる（Ｓ３）。この充電は、一定電流Ｉｂａｔで所定の充電時間Ｔ（不図示）だけ行われる。このときの充電完了電圧をＶｂａｔｃ（不図示）とする。そして、充電時間Ｔの経過により充電が完了したら処理をＳ１に戻す（Ｓ４）。なお、充電完了電圧Ｖｂａｔｃは、例えば、二次電池２０の公称電圧の１．２倍程度である。
【0033】
制御ユニット４０が省エネモードであれば（Ｓ１で「省エネモード」）、電源制御回路１９０は、二次電池２０の電圧チェックを行う（Ｓ５）。二次電池電圧Ｖｂａｔが所定の第２充電開始電圧Ｖｂａｔ２以上であれば（Ｓ５で「二次電池電圧≧Ｖｂａｔ２」）、電源制御回路１９０は、処理をＳ１に戻し、運用状況の判定を繰り返す。ここで、第２充電開始電圧Ｖｂａｔ２は、公称電圧よりも僅かに高く、第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１よりも僅かに低い電圧（例えば、公称電圧の１．０５倍～１．０７未満、具体的には、１．０６倍）である。言い換えれば、（Ｖｂａｔ１－Ｖｂａｔ２）≒公称電圧×０．０２≒０の関係がある。なお、この差分電圧（Ｖｂａｔ１－Ｖｂａｔ２）は、（Ｖｂａｔ１－Ｖｂａｔ２）＜公称電圧×０．１の関係を有していれば構わない。
【0034】
一方、二次電池電圧Ｖｂａｔが第２充電開始電圧Ｖｂａｔ２未満まで低下すれば（Ｓ５で「二次電池電圧＜Ｖｂａｔ２」）、電源制御回路１９０は、二次電池充電回路１３０に対して、二次電池２０の充電を行わせる（Ｓ６）。この充電は、Ｓ３と同様に、一定電流Ｉｂａｔで充電時間Ｔ（不図示）だけ行われる。このときの充電完了電圧は、（Ｖｂａｔｃ（不図示）－（Ｖｂａｔ１－Ｖｂａｔ２））となる。そして、充電が完了したら処理をＳ１に戻す（Ｓ７）。なお、第２充電開始電圧Ｖｂａｔ２を低下させ過ぎると（例えば、Ｖｂａｔ２＜＜公称電圧）、充電時間Ｔで一定であるので、充電完了電圧が公称電圧よりも低くなってしまう。
【0035】
これらの処理により、省エネモードの方が通常モードよりも充電開始電圧が低くなる。言い換えれば、電源制御回路１９０は、制御ユニット４０に供給される直流電力や直流電流が多いときに充電開始電圧を高くし、制御ユニット４０に供給される直流電力や直流電流が少ないときに充電開始電圧を低くしている。
【0036】
省エネモードの放電期間は、通常モードの放電期間よりも長い。省エネモードの放電期間に通常モードの充電が行われるので、通常モードの方が省エネモードよりも、総充電期間が長い。そのため、通常モードの方が省エネモードよりも、電力変換効率が高くなる。
【0037】
図４は、力率改善回路１００、機構系電源電力変換回路１１０、制御系電源電力変換回路１２０および機構系電源昇圧回路１６０を例示する回路図である。ここで、白抜き逆三角形は、一次側回路（図１）の基準電位を意味し、黒塗り逆三角形は、一次側回路と絶縁された二次側回路の基準電位（接地電位）を意味する。
【0038】
図４（ａ）に示す力率改善回路１００は、例えば、コイル１０１と４本のダイオード１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、１０４ｂと、２つのトランジスタ１０３ａ、１０３ｂと、２つの平滑コンデンサ１０５ａ、１０５ｂとを備え、非絶縁型直流電源回路として機能する。ここで、トランジスタ１０３ａ、１０３ｂは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）であるが、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等であっても構わない。商用電源２（図１）に接続される２つのＡＣ端子は、一方がコイル１０１の一端に接続され、他方がトランジスタ１０３ａのソース、トランジスタ１０３ｂのドレイン、平滑コンデンサ１０５ａの一端、及び平滑コンデンサ１０５ｂの一端の接続点Ｐに接続される。
【0039】
コイル１０１の他端は、ダイオード１０２ａのアノード、及びダイオード１０２ｂのカソードの接続点に接続される。ダイオード１０２ａのカソードは、ダイオード１０４ａのアノード、及びトランジスタ１０３ａのドレインに接続される。また、ダイオード１０２ｂのアノードは、ダイオード１０４ｂのカソード、及びトランジスタ１０３ｂのソースに接続される。
ダイオード１０４ａのカソードは、平滑コンデンサ１０５ａの他端に接続され、ダイオード１０４ｂのアノードは、平滑コンデンサ１０５ｂの他端に接続される。なお、ダイオード１０４ａのカソード、及び平滑コンデンサ１０５ａの他端の接続点は、＋出力端子に接続され、ダイオード１０４ｂのアノード、及び平滑コンデンサ１０５ｂの他端の接続点は、－出力端子に接続され、一次側接地端となる。
ダイオード１０４ａのカソードは、平滑コンデンサ１０５ａの他端に接続され、ダイオード１０４ｂのアノードは、平滑コンデンサ１０５ｂの他端に接続される。なお、ダイオード１０４ａのカソード、及び平滑コンデンサ１０５ａの他端の接続点は、＋出力端子に接続され、ダイオード１０４ｂのアノード、及び平滑コンデンサ１０５ｂの他端の接続点は、－出力端子に接続され、一次側接地端となる。
【0040】
図４（ｂ）に示す機構系電源電力変換回路１１０、制御系電源電力変換回路１２０は、絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換回路の例示である。
機構系電源電力変換回路１１０、制御系電源電力変換回路１２０は、例えば、平滑コンデンサ１１１と、トランス１１３と、トランジスタ１１２と、２つのダイオード１１４，１１５と、平滑コンデンサ１１６と、コイル１１７とを備えるフォワード回路である。
機構系電源電力変換回路１１０、制御系電源電力変換回路１２０は、例えば、平滑コンデンサ１１１と、トランス１１３と、トランジスタ１１２と、２つのダイオード１１４，１１５と、平滑コンデンサ１１６と、コイル１１７とを備えるフォワード回路である。
【0041】
平滑コンデンサ１１１は、一次側直流電圧ＶＤＣ１が印加されており、一端がトランス１１３の一次側コイル１１３ａの一端に接続され、一次側コイル１１３ａの他端は、トランジスタ１１２のドレインに接続される。トランジスタ１１２のソースは、平滑コンデンサ１１１の他端と共に、一次側接地端に接地される。
【0042】
トランス１１３の二次側コイル１１３ｂは、一端がダイオード１１４のアノードに接続され、ダイオード１１４のカソードはダイオード１１５のカソード、及びコイル１１７の一端に接続される。二次側コイル１１３ｂの他端は、ダイオード１１５のアノード、及び平滑コンデンサ１１６の一端に接続される。コイル１１７の他端、及び平滑コンデンサ１１６の他端は、＋出力端子に接続され、ダイオード１１５のアノード、及び平滑コンデンサ１１６の一端は、－出力端子に接続され、二次側接地端に接地される。
【0043】
トランジスタ１１２のゲートは、電源制御回路１９０によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。トランジスタ１１２がＯＮ時にトランス１１３の一次側コイル１１３ａに電流が流れると共に、ダイオード１１４を介して二次側電流がコイル１１７を流れ、平滑コンデンサ１１６が蓄電される。一方、トランジスタ１１２のＯＦＦ時には、一次側コイル１１３ａに電流が流れることなく、二次側コイル１１３ｂに逆方向の起電力が発生し、ダイオード１１５を介して、二次側電流がコイル１１７を流れ、平滑コンデンサ１１６が蓄電される。このフォワード回路は、二次側電圧を一次側電圧で除した電圧比が巻数比で定まる。
【0044】
図４（ｃ）に示す機構系電源昇圧回路１６０は、非絶縁型昇圧回路の例示である。
機構系電源昇圧回路１６０は、例えば、トランジスタ１２１と、コイル１２２と、ダイオード１２３と、平滑コンデンサ１２４とを備えて構成される。
二次電池２０（図１）の正極に接続される正極端子は、コイル１２２の一端に接続される。コイル１２２の他端は、トランジスタ１２１のドレインおよびダイオード１２３のカソードに接続される。ダイオード１２３のアノードは、正極出力端および平滑コンデンサ１２４の正極に接続される。二次電池の負極に接続される負極端子と、トランジスタ１２１のソースと平滑コンデンサ１２４の負極と負極出力端とは、互いに接続されている。
機構系電源昇圧回路１６０は、例えば、トランジスタ１２１と、コイル１２２と、ダイオード１２３と、平滑コンデンサ１２４とを備えて構成される。
二次電池２０（図１）の正極に接続される正極端子は、コイル１２２の一端に接続される。コイル１２２の他端は、トランジスタ１２１のドレインおよびダイオード１２３のカソードに接続される。ダイオード１２３のアノードは、正極出力端および平滑コンデンサ１２４の正極に接続される。二次電池の負極に接続される負極端子と、トランジスタ１２１のソースと平滑コンデンサ１２４の負極と負極出力端とは、互いに接続されている。
【0045】
電源制御回路１９０は、トランジスタ１２１をオン状態にすると、コイル１２２に磁気エネルギが蓄積される。次に、電源制御回路１９０は、トランジスタ１２１をオフ状態に遷移させると、二次電池２０（図１）の正極に接続される正極端子の電位とコイル１２２の逆起電力とが加算して、平滑コンデンサ１２４を充電する。入力電圧をＶ１、出力電圧をＶ２、トランジスタ１２１のオン時間をＴＯＮ、オフ時間をＴＯＦＦとすると、
Ｖ２／Ｖ１＝（１＋ＴＯＮ／ＴＯＦＦ）
となる。例えば、ＴＯＮ＝ＴＯＦＦのとき、Ｖ２＝２Ｖ１となる。
Ｖ２／Ｖ１＝（１＋ＴＯＮ／ＴＯＦＦ）
となる。例えば、ＴＯＮ＝ＴＯＦＦのとき、Ｖ２＝２Ｖ１となる。
【0046】
以上説明したように、本実施形態の電源装置１０によれば、商用電源２の交流電力を用いて、電源制御回路１９０は、制御系電源電力変換回路１２０を駆動させる。これにより、制御系電源電力変換回路１２０は、制御ユニット４０に電源電圧（例えば、２４Ｖ）を印加する。また、二次電池充電回路１３０は、制御系電源電力変換回路１２０の出力直流電圧（例えば、２４Ｖ）を用いて、二次電池２０を充電する。そして、スイッチ７０が投入されると、電源制御回路１９０は、機構系電源電力変換回路１１０を起動させる。これにより、機構系電源電力変換回路１１０は、メカユニット３０に電源電圧（例えば、２４Ｖ）を印加する。
【0047】
次に、商用電源２が停電等により給電断になると、制御系電源電力変換回路１２０の駆動が停止する。これにより、制御ユニット４０に印加される電源電圧が制御系電源電力変換回路１２０の出力直流電圧（例えば、２４Ｖ）から二次電池２０の電圧（１８Ｖ）に切り替わる。つまり、制御ユニット４０に印加される電源電圧は、停電前後で異なる電圧が印加される。
また、給電断により、機構系電源電力変換回路１１０の駆動も自動的に停止する。さらに、停電検出回路１５０が商用電源２の停電等による給電断を検出すると、電源制御回路１９０は、機構系電源昇圧回路１６０を駆動させる。これにより、メカユニット３０に印加される電源電圧が機構系電源電力変換回路１１０の出力直流電圧（例えば、２４Ｖ）から機構系電源昇圧回路１６０の出力直流電圧（例えば、２４Ｖ）に切り替わる。
また、給電断により、機構系電源電力変換回路１１０の駆動も自動的に停止する。さらに、停電検出回路１５０が商用電源２の停電等による給電断を検出すると、電源制御回路１９０は、機構系電源昇圧回路１６０を駆動させる。これにより、メカユニット３０に印加される電源電圧が機構系電源電力変換回路１１０の出力直流電圧（例えば、２４Ｖ）から機構系電源昇圧回路１６０の出力直流電圧（例えば、２４Ｖ）に切り替わる。
【0048】
また、制御ユニット４０が通常モードであるとき、二次電池２０の充電開始電圧が高く設定され、制御ユニット４０が省エネモードであるとき、二次電池２０の充電開始電圧が低く設定される。
制御系電源電力変換回路１２０の負荷電力は、制御ユニット４０に供給する直流電力と二次電池充電回路１３０を駆動させる駆動電力とが重畳されている。そのため、制御系電源電力変換回路１２０は、負荷に直流電力のみを供給するときよりも、電力変換効率が高い。このとき、制御ユニット４０が通常モードである場合、電源制御回路１９０は、充電開始電圧を高く設定する。
制御系電源電力変換回路１２０の負荷電力は、制御ユニット４０に供給する直流電力と二次電池充電回路１３０を駆動させる駆動電力とが重畳されている。そのため、制御系電源電力変換回路１２０は、負荷に直流電力のみを供給するときよりも、電力変換効率が高い。このとき、制御ユニット４０が通常モードである場合、電源制御回路１９０は、充電開始電圧を高く設定する。
【0049】
省エネモードの放電期間は、通常モードの放電期間よりも長い。省エネモードの放電期間に通常モードの充電が行われるので、通常モードの方が省エネモードよりも、総充電期間が長い。そのため、通常モードの方が省エネモードよりも、電力変換効率が高くなる。
【0050】
（自動取引装置）
図５は、本発明の第１実施形態である自動取引装置を例示する構成図である。
自動取引装置１ａは、前記した電源装置１０と、電源装置１０に接続された二次電池２０と、表示ユニット５０と、制御ユニット４０と、スイッチ７０と、カードユニット３１と、通帳ユニット３２と、紙幣ユニット３３と、硬貨ユニット３４とを備えた現金自動預払機である。
図５は、本発明の第１実施形態である自動取引装置を例示する構成図である。
自動取引装置１ａは、前記した電源装置１０と、電源装置１０に接続された二次電池２０と、表示ユニット５０と、制御ユニット４０と、スイッチ７０と、カードユニット３１と、通帳ユニット３２と、紙幣ユニット３３と、硬貨ユニット３４とを備えた現金自動預払機である。
【0051】
また、電源装置１０は、商用電源２に接続され、電源装置１０に接続された二次電池２０は、自動取引装置１ａに内蔵されている。また、スイッチ７０は、制御ユニット４０に接続されている。なお、カードユニット３１と、通帳ユニット３２と、紙幣ユニット３３と、硬貨ユニット３４とは、前記したメカユニット３０を構成する。
【0052】
表示ユニット５０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等を用いており、入力部と表示部とが一体化されたタッチパネル型ディスプレイによって構成されている。表示ユニット５０は、筐体前部の傾斜面に設けられている。
【0053】
カードユニット３１は、図示しないカード（銀行カードやクレジットカード）を取り扱う機構であり、例えば、取引の実行時に、操作者によってカード挿入排出口から挿入されるカードを装置内部に取り込んだり、カードに設けられた磁気ストライプから磁気情報を読み取ったり、ＩＣカードに内蔵された記憶部から格納情報を読み取ったりする。また、カードユニット３１は、取引の終了時に、カードをカード挿入排出口（不図示）から装置外部に排出する。通帳ユニット３２は、通帳に印字したり、通帳に貼付されている磁気テープから磁気データを読み込む機能や、通帳を取り込んだり排出したりする機能を有している。
【0054】
紙幣ユニット３３は、紙幣を取り扱う機構部であり、例えば、取引の実行時に、操作者によって紙幣投入口（不図示）から投入される紙幣を装置内部に取り込んだり、紙幣を鑑別したり、紙幣を装置内部の所定の箇所に集積したりする。また、紙幣ユニット３３は、装置内部に取り込み不能な紙幣や操作者に返却すべき紙幣を紙幣排出口（不図示）から装置外部に排出したりする。
【0055】
硬貨ユニット３４は、硬貨を取り扱う機構部であり、例えば、取引の実行時に、操作者によって硬貨投入口（不図示）から投入される硬貨を装置内部に取り込んだり、硬貨を鑑別したり、硬貨を装置内部の所定の箇所に集積したりする。また、硬貨ユニット３４は、装置内部に取り込み不能な硬貨や操作者に返却すべき硬貨を硬貨排出口（不図示）から装置外部のトレイに排出したりもする。
また、カードユニット３１と通帳ユニット３２と紙幣ユニット３３と硬貨ユニット３４とは、媒体を搬送する搬送用のモータと該モータを駆動する駆動ユニットを備える。
また、カードユニット３１と通帳ユニット３２と紙幣ユニット３３と硬貨ユニット３４とは、媒体を搬送する搬送用のモータと該モータを駆動する駆動ユニットを備える。
【0056】
（自動取引装置の動作説明）
図６は、本発明の第１実施形態である自動取引装置１ａの停電発生時の動作を示すフローチャートである。図面の左側が電源制御回路１９０（図１）のフローチャートであり、右側が制御ユニット４０（図１）のフローチャートである。
図６は、本発明の第１実施形態である自動取引装置１ａの停電発生時の動作を示すフローチャートである。図面の左側が電源制御回路１９０（図１）のフローチャートであり、右側が制御ユニット４０（図１）のフローチャートである。
【0057】
電源制御回路１９０は、停電検出回路１５０（図１）が停電発生を検出すると、制御線（図１）を介して、停電信号を制御ユニット４０に送信する（Ｓ１０）。また、電源制御回路１９０は、引き続き、電源のバックアップ処理を行う（Ｓ１１）。このバックアップ処理は、機構系電源昇圧回路１６０（図１）を起動すると共に、二次電池電圧検出回路１４０（図１）に二次電池電圧を測定させて、測定した二次電池電圧が低下したときに、二次電池電圧低下信号を制御ユニット４０に送信する処理を含む。
【0058】
制御ユニット４０は、電源制御回路１９０からの停電信号の受信により、割込み処理を行う。この割込み処理では、ＡＴＭ全体（制御ユニット４０およびメカユニット３０）がバックアップされているので、制御ユニット４０は、運用を継続する（Ｓ１２）。そして、制御ユニット４０は、二次電池電圧低下信号の有無により、二次電池電圧が低下したか否かを判定する（Ｓ１３）。二次電池電圧が低下していなければ（Ｓ１３でＮｏ）、制御ユニット４０は、処理をＳ１２に戻し、運用を継続する。
【0059】
一方、二次電池電圧が低下していれば（Ｓ１３でＹｅｓ）、制御ユニット４０は、処理をＳ１４に進め、取引中か否か判定する（Ｓ１４）。取引中でなければ（Ｓ１４でＮｏ）、制御ユニット４０は、ＯＳのシャットダウンを行う（Ｓ１７）。
【0060】
一方、取引中であれば（Ｓ１４でＹｅｓ）、制御ユニット４０は、取引強制終了又は取引完了の処理を行い（Ｓ１５）、カードの返却処理を行う（Ｓ１６）。カード返却後、制御ユニット４０は、ＯＳのシャットダウンを行う（Ｓ１７）。なお、制御ユニット４０は、Ｓ１５の取引強制終了を行うことなく、仕掛中の１取引を完了してからシャットダウン（Ｓ１７）を行うこともできる。
なお、二次電池電圧低下信号を検出する前に復電し、停電信号が解除された場合、制御ユニット４０は、通常の運用を継続するようにしてもよい。
なお、二次電池電圧低下信号を検出する前に復電し、停電信号が解除された場合、制御ユニット４０は、通常の運用を継続するようにしてもよい。
【0061】
（アラーム処理）
表１は、電源制御回路１９０が制御線を介して制御ユニット４０に送信するアラーム信号と、そのＡＴＭの動作を示す。
アラーム信号は、「電源装置故障検出」及び「二次電池故障検出」がある。
まず、「電源装置故障検出」の場合、制御ユニット４０（図１）は、運用を中止すると共に、電源装置１０（図１）が故障している旨を表示ユニット５０（図５）に表示させる。ここで、作業者は、電源装置１０の故障のとき、電源交換の作業を行う。なお、電源装置１０内の故障箇所（例えば、機構系電源昇圧回路１６０）によっては、停電時のバックアップは出来ないが、停電が発生しなければ通常の運用が可能である。このため、制御ユニット４０は、運用を継続して、表示ユニット５０（図５）に電源装置１０の交換を促す旨の表示を行っても構わない。
表１は、電源制御回路１９０が制御線を介して制御ユニット４０に送信するアラーム信号と、そのＡＴＭの動作を示す。
【表1】
まず、「電源装置故障検出」の場合、制御ユニット４０（図１）は、運用を中止すると共に、電源装置１０（図１）が故障している旨を表示ユニット５０（図５）に表示させる。ここで、作業者は、電源装置１０の故障のとき、電源交換の作業を行う。なお、電源装置１０内の故障箇所（例えば、機構系電源昇圧回路１６０）によっては、停電時のバックアップは出来ないが、停電が発生しなければ通常の運用が可能である。このため、制御ユニット４０は、運用を継続して、表示ユニット５０（図５）に電源装置１０の交換を促す旨の表示を行っても構わない。
【0062】
次に、「二次電池故障検出」の場合、停電発生時のバックアップを確実に行えるように、制御ユニット４０は、運用を停止し、作業者が二次電池交換を行う。なお、停電が発生しなければ通常の運用は可能である。このため、制御ユニット４０は、運用を継続して、表示ユニット５０（図５）に二次電池２０（図１）の交換を促す旨の表示を行っても構わない。
【0063】
以上説明したように、本実施形態の自動取引装置１ａは、取引中に停電（給電断）などの電源異常が発生したとき、商用電源２による交流電力供給から二次電池２０による直流電力供給に切り替わる。これにより、自動取引装置１ａは、ＡＴＭ全体の電力をバックアップし、通常の運用、または取引を限定した運用を行うことができる。
【0064】
また、自動取引装置１ａは、停電時に二次電池２０から電力供給される機構系電源昇圧回路１６０を用いて、メカユニット３０をバックアップし、直接、二次電池２０が制御ユニット４０をバックアップしている。これにより、電源装置１０は、特許文献１に記載の制御系昇降圧回路を有していないため、自動取引装置１ａの小型化が可能である。
【0065】
また、電源装置１０は、停電が発生していない通常時では、制御系電源電力変換回路１２０から直流電力が供給される二次電池充電回路１３０が二次電池２０を蓄電する。これにより、電源装置１０は、二次電池充電回路１３０の充電電力供給を制御系電源電力変換回路１２０の二次側低電圧とすることで、特許文献１に記載の絶縁型充電回路が不要となる。これにより、回路の小型化、効率の向上が可能になり、メカユニット３０のバックアップが可能である。
【0066】
（第２実施形態）
前記第１実施形態の電源装置１０では、通常モードでも省エネモードでも二次電池２０の充電電流を同一にしたが、通常モードでは、充電電流を少なくし、省エネモードでは、充電電流を多くしても構わない。
前記第１実施形態の電源装置１０では、通常モードでも省エネモードでも二次電池２０の充電電流を同一にしたが、通常モードでは、充電電流を少なくし、省エネモードでは、充電電流を多くしても構わない。
【0067】
図７は、本発明の第２実施形態である電源装置に含まれる電源制御回路が二次電池充電回路を制御するフローチャートである。第２実施形態の構成は、図１と同様であり、電源制御回路１９０の動作が異なる。
電源制御回路１９０は、制御ユニット４０の運用状況、つまり、省エネモードで運用されているか通常モードで運用されているかを判定する（Ｓ２１）。制御ユニット４０が通常モードであれば（Ｓ２１で「通常モード」）、電源制御回路１９０は、二次電池２０の電圧チェックを行う（Ｓ２２）。二次電池電圧Ｖｂａｔ＝一次側直流電圧ＶＤＣ１Ｂが所定の第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１以上であれば（Ｓ２２で「二次電池電圧≧Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、Ｓ２１に戻り、運用状況の判定を繰り返す。一方、二次電池電圧Ｖｂａｔが第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１未満まで低下すれば（Ｓ２２で「二次電池電圧＜Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、二次電池充電回路１３０に対して、二次電池充電電流＝Ｉｂａｔ１、充電時間Ｔで二次電池２０の充電を行わせ（Ｓ２３）、処理を終了する（Ｓ２４）。
電源制御回路１９０は、制御ユニット４０の運用状況、つまり、省エネモードで運用されているか通常モードで運用されているかを判定する（Ｓ２１）。制御ユニット４０が通常モードであれば（Ｓ２１で「通常モード」）、電源制御回路１９０は、二次電池２０の電圧チェックを行う（Ｓ２２）。二次電池電圧Ｖｂａｔ＝一次側直流電圧ＶＤＣ１Ｂが所定の第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１以上であれば（Ｓ２２で「二次電池電圧≧Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、Ｓ２１に戻り、運用状況の判定を繰り返す。一方、二次電池電圧Ｖｂａｔが第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１未満まで低下すれば（Ｓ２２で「二次電池電圧＜Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、二次電池充電回路１３０に対して、二次電池充電電流＝Ｉｂａｔ１、充電時間Ｔで二次電池２０の充電を行わせ（Ｓ２３）、処理を終了する（Ｓ２４）。
【0068】
制御ユニット４０が省エネモードであれば（Ｓ２１で「省エネモード」）、電源制御回路１９０は、二次電池２０の電圧チェックを行う（Ｓ２５）。二次電池電圧Ｖｂａｔが所定の第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１以上であれば（Ｓ２５で「二次電池電圧≧Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、処理をＳ２１に戻し、運用状況の判定を繰り返す。一方、二次電池電圧Ｖｂａｔが第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１未満まで低下すれば（Ｓ２５で「二次電池電圧＜Ｖｂａｔ１」）、電源制御回路１９０は、二次電池充電回路１３０に対して、二次電池充電電流＝Ｉｂａｔ２（Ｉｂａｔ２＞Ｉｂａｔ１）、Ｓ２３と同様に、充電時間Ｔで二次電池２０の充電を行わせ（Ｓ２６）、処理を終了する（Ｓ２７）。
【0069】
これらの処理により、省エネモードの方が通常モードよりも充電電流Ｉｂａｔが多くなる。これにより、制御系電源電力変換回路１２０の負荷電流（Ｉｌ＋Ｉｂａｔ）が増加し、制御系電源電力変換回路１２０の電力変換効率が良くなる。
【0070】
図８は、本発明の第２実施形態の通常モードおよび省エネモードについて、二次電池２０を充電する充電電流と負荷に流す電源電流との関係を示す図である。
二次電池を充電する充電電流Ｉｂａｔと負荷に流す電源電流Ｉｌとの和は、制御系電源電力変換回路１２０の負荷電流（Ｉｂａｔ＋Ｉｌ）になる。左側の通常モードでは、電源電流Ｉｌ１が多く、充電電流Ｉｂａｔ１が少ない。逆に、右側の省エネモードでは、電源電流Ｉｌ２が少なく、充電電流Ｉｂａｔ２が多い。
二次電池を充電する充電電流Ｉｂａｔと負荷に流す電源電流Ｉｌとの和は、制御系電源電力変換回路１２０の負荷電流（Ｉｂａｔ＋Ｉｌ）になる。左側の通常モードでは、電源電流Ｉｌ１が多く、充電電流Ｉｂａｔ１が少ない。逆に、右側の省エネモードでは、電源電流Ｉｌ２が少なく、充電電流Ｉｂａｔ２が多い。
【0071】
なお、図２には、図示されていないが、制御系電源電力変換回路１２０の電力変換効率が最大となる出力電流の値が存在し得る。充電電流Ｉｂａｔと電源電流Ｉｌとの和をその出力電流（変換効率最大出力電流）の値とすることが好ましい。
【0072】
（効果の説明）
以上説明したように、制御ユニット４０は、省エネモードの方が通常モードよりも電源電流Ｉｌが多くなる。これにより、電源制御回路１９０は、二次電池充電回路１３０の充電電流Ｉｂａｔを増加させる。その結果、制御系電源電力変換回路１２０の負荷電流（Ｉｌ＋Ｉｂａｔ）が増加し、制御系電源電力変換回路１２０の電力変換効率が良くなる。
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以上説明したように、制御ユニット４０は、省エネモードの方が通常モードよりも電源電流Ｉｌが多くなる。これにより、電源制御回路１９０は、二次電池充電回路１３０の充電電流Ｉｂａｔを増加させる。その結果、制御系電源電力変換回路１２０の負荷電流（Ｉｌ＋Ｉｂａｔ）が増加し、制御系電源電力変換回路１２０の電力変換効率が良くなる。
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【0073】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記各実施形態では、制御ユニット４０の電源に流れる電源電流Ｉｌの大小によって、二次電池２０の充電開始電圧Ｖｂａｔ１．Ｖｂａｔ２を変更したり、充電電流Ｉｂａｔを増減させたりした。これは、制御ユニット４０の内部に非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換器４０ａ（図１）を備え、電源電圧が２４Ｖに固定されているからである。この変形例では、負荷としての制御ユニット４０の電源に供給する直流電力の大小によって、二次電池２０の充電開始電圧Ｖｂａｔ１，Ｖｂａｔ２を変更したり、充電電流Ｉｂａｔを増減させたりする。具体的には、負荷である電源に供給される直流電力が多いときに、高い充電開始電圧Ｖｂａｔ１にし、直流電力が少ないときに低い充電開始電圧Ｖｂａｔ２にする。また、第２実施形態では、電源に供給される直流電力が多いときに、充電電流Ｉｂａｔを少なく流し、直流電力が少ないときに、充電電流Ｉｂａｔを多く流す。
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記各実施形態では、制御ユニット４０の電源に流れる電源電流Ｉｌの大小によって、二次電池２０の充電開始電圧Ｖｂａｔ１．Ｖｂａｔ２を変更したり、充電電流Ｉｂａｔを増減させたりした。これは、制御ユニット４０の内部に非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換器４０ａ（図１）を備え、電源電圧が２４Ｖに固定されているからである。この変形例では、負荷としての制御ユニット４０の電源に供給する直流電力の大小によって、二次電池２０の充電開始電圧Ｖｂａｔ１，Ｖｂａｔ２を変更したり、充電電流Ｉｂａｔを増減させたりする。具体的には、負荷である電源に供給される直流電力が多いときに、高い充電開始電圧Ｖｂａｔ１にし、直流電力が少ないときに低い充電開始電圧Ｖｂａｔ２にする。また、第２実施形態では、電源に供給される直流電力が多いときに、充電電流Ｉｂａｔを少なく流し、直流電力が少ないときに、充電電流Ｉｂａｔを多く流す。
【0074】
（２）前記各実施形態の電源装置１０は、二次電池充電回路１３０を制御系電源電力変換回路１２０に接続していたが、機構系電源電力変換回路１１０の出力に二次電池充電回路１３０を接続することにより、二次電池２０を充電することも可能である。
この場合、第１実施形態では、メカユニット３０の運用状況によって、二次電池２０の充電開始電圧Ｖｂａｔ１，Ｖｂａｔ２を高くしたり低くしたりする。具体的には、カードユニット３１、通帳ユニット３２、紙幣ユニット３３、硬貨ユニット３４の内、何れかの組合せが駆動しており、消費電力が多いときに高い充電開始電圧Ｖｂａｔ１にし、他の組合せが駆動したり、メカユニット３０の全部が駆動していなかったりして、消費電力が少ないときに、低い充電開始電圧Ｖｂａｔ２にする。また、第２実施形態では、カードユニット３１、通帳ユニット３２、紙幣ユニット３３、硬貨ユニット３４の内、何れかの組合せが駆動しており、消費電力が多いときに充電電流Ｉｂａｔを少なく流し、他の組合せが駆動したり、メカユニット３０の全部が駆動していなかったりしたときに、充電電流Ｉｂａｔを多く流す。
この場合、第１実施形態では、メカユニット３０の運用状況によって、二次電池２０の充電開始電圧Ｖｂａｔ１，Ｖｂａｔ２を高くしたり低くしたりする。具体的には、カードユニット３１、通帳ユニット３２、紙幣ユニット３３、硬貨ユニット３４の内、何れかの組合せが駆動しており、消費電力が多いときに高い充電開始電圧Ｖｂａｔ１にし、他の組合せが駆動したり、メカユニット３０の全部が駆動していなかったりして、消費電力が少ないときに、低い充電開始電圧Ｖｂａｔ２にする。また、第２実施形態では、カードユニット３１、通帳ユニット３２、紙幣ユニット３３、硬貨ユニット３４の内、何れかの組合せが駆動しており、消費電力が多いときに充電電流Ｉｂａｔを少なく流し、他の組合せが駆動したり、メカユニット３０の全部が駆動していなかったりしたときに、充電電流Ｉｂａｔを多く流す。
【0075】
（３）前記第２実施形態の省電力モードでは、高い充電開始電圧（第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１）に設定した上で、二次電池２０の充電電流を通常モードよりも多く流したが、低い充電開始電圧（第２充電開始電圧Ｖｂａｔ２）に設定した上で、二次電池２０の充電電流を通常モードよりも多く流しても構わない。つまり、通常モードでは、高い充電開始電圧（第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１）になったら少ない充電電流Ｉｂａｔ１を流し、省エネモードでは、低い充電開始電圧（第２充電開始電圧Ｖｂａｔ２）になったら多い充電電流Ｉｂａｔ２を流しても構わない。
【0076】
（４）前記各実施形態では、充電開始電圧を第１充電開始電圧Ｖｂａｔ１と第２充電開始電圧Ｖｂａｔ２との２つにしたが、３つ以上にしても構わない。複数の充電開始電圧を設定することで、二次電池２０の放電期間に対する総充電時間が増減する。総充電時間が増加すると、電力変換効率ηが高くなる。
【0077】
（５）前記各実施形態の電源装置１０（図１）では、機構系電源昇圧回路１６０を使用したが、二次電池２０の電圧とメカユニット３０の電源電圧との関係によって、降圧回路や昇降圧回路（機構系電源昇降圧回路）を使用することもできる。仮に、二次電池の電圧（公称値）が２４Ｖであったとしても、二次電池は充電率により電圧低下するため、安定した電源電圧をメカユニット３０に供給するため昇降圧電源が好ましい。なお、昇降圧回路（機構系電源昇降圧回路）は、降圧回路と昇圧回路とを縦続接続させて構成してもよい。
【0078】
（６）前記各実施形態の電源装置１０（図１）は、２つの切替回路（機構系電源電圧切替回路１７０，制御系電源電圧切替回路１８０）をダイオード１７１，１８１で構成したが、ＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子で構成することもできる。この場合において、スイッチング素子で構成した切替回路は、停電検出回路１５０が停電を検出したときに、電源制御回路１９０によって、制御系電源電力変換回路１２０や機構系電源電力変換回路１１０から二次電池２０や機構系電源昇圧回路１６０に切り替えられる。
【0079】
（７）前記各実施形態の切替回路（機構系電源電圧切替回路１７０，制御系電源電圧切替回路１８０）（図１）では、機構系電源昇圧回路１６０からメカユニット３０に向かうダイオード１７１や、二次電池２０から制御ユニット４０に向かうダイオード１８１を用いたが、機構系電源電力変換回路１１０からメカユニット３０に向かう他のダイオードや、制御系電源電力変換回路１２０から制御ユニット４０に向かう他のダイオードを追加することもできる。
【符号の説明】
【0080】
１ 自動機器
１ａ，１ｂ 自動取引装置
２ 商用電源
１０ 電源装置
２０ 二次電池
３０ メカユニット（第２外部回路、機構装置）
４０ 制御ユニット（第１外部回路、制御装置）
４０ａ 非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換器
１００ 力率改善回路（非絶縁型直流電源回路）
１１０ 機構系電源電力変換回路（絶縁型直流電源回路、第２直流電源回路）
１２５ 絶縁型直流電源回路
１２０ 制御系電源電力変換回路（絶縁型直流電源回路、第１直流電源回路）
１３０ 二次電池充電回路（非絶縁型充電回路）
１４０ 二次電池電圧検出回路
１５０ 停電検出回路
１６０ 機構系電源昇圧回路（非絶縁電源回路）
１７０ 機構系電源電圧切替回路（第１切替回路）
１８０ 制御系電源電圧切替回路（第２切替回路）
１９０ 電源制御回路
Ｖｂａｔ１ 第１充電開始電圧
Ｖｂａｔ２ 第２充電開始電圧
Ｉｌ 電源電流（出力直流電流）
１ａ，１ｂ 自動取引装置
２ 商用電源
１０ 電源装置
２０ 二次電池
３０ メカユニット（第２外部回路、機構装置）
４０ 制御ユニット（第１外部回路、制御装置）
４０ａ 非絶縁型ＤＣ－ＤＣ変換器
１００ 力率改善回路（非絶縁型直流電源回路）
１１０ 機構系電源電力変換回路（絶縁型直流電源回路、第２直流電源回路）
１２５ 絶縁型直流電源回路
１２０ 制御系電源電力変換回路（絶縁型直流電源回路、第１直流電源回路）
１３０ 二次電池充電回路（非絶縁型充電回路）
１４０ 二次電池電圧検出回路
１５０ 停電検出回路
１６０ 機構系電源昇圧回路（非絶縁電源回路）
１７０ 機構系電源電圧切替回路（第１切替回路）
１８０ 制御系電源電圧切替回路（第２切替回路）
１９０ 電源制御回路
Ｖｂａｔ１ 第１充電開始電圧
Ｖｂａｔ２ 第２充電開始電圧
Ｉｌ 電源電流（出力直流電流）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】