JP2002165360A - コンピュータ制御型電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源装置各部の制御の設定変更に柔軟性を持
たせる。 【解決手段】 管理システム27から通信制御手段25を通
じて新たな制御プログラムが送られると、コントロール
ボード10はそれまでの制御プログラムを新たなものに書
換えてソフトウェアを変更する。これにより、例えば電
源装置のオン／オフ，検出レベルの変更、警報（アラー
ム）時の制御条件を遠隔操作により容易に設定変更する
ことができる。電源装置ごとに制御部内の基板を改造し
なくてもよく、制御条件の設定変更を行なう度に電源装
置の設置場所に行って作業する煩雑さを軽減することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠隔地に設けた通
信機器などの負荷を作動させるためのコンピュータ制御
型電源装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】電話回線などの通信手
段の基地局には通信機器などの各種電気機器が設置さ
れ、商用電源に接続した電源装置からの直流電圧により
これらの電気機器が稼動している。このような通信系の
基地局において従来の電源装置は、商用電源からの交流
入力電圧を所定の直流電圧に変換して電気機器すなわち
負荷に電力を供給する電源部と、商用電源の正常時に充
電して該商用電源の低下時（含む遮断時）に電源部側に
電力を供給する二次電池と、電源部からの出力電圧を監
視して、この出力電圧が略一定となるように電源部を制
御する制御部とからなるものが用いられているが、この
制御部は基本的にハードウェアのみで構成され、あらか
じめ設定されたシーケンスに基づいて自動的に電源部の
オン／オフ制御を行ない、電源部の出力電圧などをモニ
ターで監視して、何らかの異常が検出された場合には、
電源装置ひいては電気機器を保護するために、強制的に
電源装置をオフするものであった。

【０００３】しかしながら、このような従来の遠隔地に
設置される電源装置においては、負荷となる各種電気機
器類の状況とは無関係に電源装置の処理が行われること
になるので、データの記録装置などを有する電気機器類
においては、電源装置がオフすることに伴なってデータ
が損なわれたり喪失したりするおそれがあった。

【０００４】また、この遠隔地に設置される電源装置で
は、オン／オフ条件などシーケンス制御の設定の仕様変
更などを行なう場合には、その都度、電源装置ごとに直
接制御部の基板を改造する必要があるが、通信手段の基
地局は、山間部や離島などにも設置されることが多いた
め、シーケンス制御の設定の変更は容易でなかった。

【０００５】本発明は、上記の問題点に着目して成され
たものであって、電源装置各部の制御の設定変更に柔軟
性を持たせることができるコンピュータ制御型電源装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
コンピュータ制御型電源装置は、交流電源からの入力電
圧を所定の出力電圧に変換して負荷に電力を供給する電
源部と、前記電源部を制御すると共に、遠隔した管理シ
ステムとの通信制御手段を有するコンピュータとを備
え、前記コンピュータは前記電源部の制御条件を設定す
る設定手段を有し、この設定手段は前記管理システムか
ら前記通信制御手段を通じて送られる制御プログラムに
より、前記電源部の制御条件の設定変更が可能なもので
あることを特徴とする。

【０００７】この場合、管理システムから通信制御手段
を通じて新たな制御プログラムが送られると、コンピュ
ータはそれまでの制御プログラムを新たなものに書換え
てソフトウェアを変更する。これにより、例えば電源装
置のオン／オフ，検出レベルの変更、警報（アラーム）
時の制御条件を遠隔操作により容易に設定変更すること
ができるので、電源装置ごとに制御部内の基板を改造し
なくてもよく、制御条件の設定変更を行なう度に電源装
置の設置場所に行って作業する煩雑さを軽減することが
できる。

【０００８】また、請求項２のコンピュータ制御型電源
装置は、請求項１の構成に加えて、前記入力電圧の正常
時に充電する一方で、この入力電圧の低下または遮断時
に前記電源部に電力を供給する二次電池を備え、前記コ
ンピュータは、前記二次電池への供給電圧若しくは前記
二次電圧の両端間電圧が設定電圧を逸脱したときに、前
記通信制御手段を通じて前記管理システムにアラーム情
報を送出すると共に、このときの設定電圧やアラーム情
報の内容が、前記管理システムから前記通信制御手段を
通じて送られる制御プログラムにより設定変更可能とな
るように構成したものである。

【０００９】この場合、二次電池への供給電圧若しくは
二次電圧の両端間電圧が設定電圧を逸脱したときに、ア
ラーム情報が送出される条件やその内容を、管理システ
ムから送られる制御プログラムにより簡単に設定変更す
ることができる。

【００１０】また、請求項３のコンピュータ制御型電源
装置は、請求項２の構成に加えて、前記二次電池の使用
可能時間を算出して、その結果を前記通信制御手段を通
じて前記管理システムに送出する計測手段を備えたもの
である。

【００１１】この場合、管理システムは停電などが発生
したときに、負荷である通信機器にどの程度電力供給が
継続するのかを事前に知ることができる。したがって、
停電などが発生したときに、管理システムは負荷に対す
る必要な処置を迅速に行なうことができる。

【００１２】

【発明の実施形態】以下、本発明のコンピュータ制御型
電源装置について添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例によるコンピュ
ータ制御型電源装置を示すブロック図であり、同図にお
いて、１は交流入力電圧を供給する商用電源であり、こ
の商用電源１には、入力電圧のノイズ成分を除去するノ
イズフィルター２が接続される。また３は、ノイズフィ
ルター２の出力側に接続される力率改善モジュールで、
これは入力電圧の電圧波形と電流波形を近付けて力率の
改善を図るものであり、後述するコントロールボード10
により制御される。そして、この力率改善モジュール３
を基点として、電源部，二次電池および制御部とがそれ
ぞれ設けられている。

【００１４】電源部は、力率改善モジュール３と後述す
るコントロールボード10により制御可能なＤＣ／ＤＣコ
ンバータ４と、電源モジュール５とからなり、電源モジ
ュール５は負荷である電気機器としての通信機器に接続
されている。さらに、力率改善モジュール３には別回路
を経て定電流出力機能を有する充電器６と、充放電可能
な二次電池７が接続される一方、さらに別回路として、
補助電源装置８を介して電源モジュール９が接続され、
この電源モジュール９にマイクロコンピュータを搭載し
た制御部のコンピュータとしてのコントロールボード10
が接続される。このコントロールボード10は制御プログ
ラムを保有するソフトウェアの他に、通信制御手段25を
搭載していて、電話回線などの通信手段26により遠隔地
にある管理システム27と相互に通信可能となっている。
また、前記電源モジュール５及び電源モジュール９は、
第１のバイパスライン11及び第２のバイパスライン12に
より二次電池７に接続しており、停電時などでも所定時
間通信機器やコントロールボード10に直流電圧を供給可
能となっている。

【００１５】そして、このような回路において電圧また
は電流を監視すると共に二次電池７の電力供給可能時間
を計測するために、以下の各種手段が設けられている。
すなわち、第１のバイパスライン11の一方には切換手段
としての第１のリレー接点13が設けられていると共に、
充電器６から二次電池７に至るラインの一方には別の切
換手段としての第２のリレー接点14が設けられており、
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４から電源モジュール５に
至るラインの一方には負荷電流検出手段としての第１の
電流検出器15が設けられていると共に、充電器６から二
次電池７に至るラインの一方にはチャージ電流検出手段
としての第２の電流検出器16が設けられている。さら
に、前述したような回路構成において、商用電源１から
の交流入力電圧を検出する入力電圧検出器17と、力率改
善モジュール３から出力する昇圧した直流電圧を検出す
る第１の電圧検出器18と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４から
出力する直流電圧を検出する第２の電圧検出器19と、電
源モジュール５から負荷に出力する直流出力電圧を検出
する第３の電圧検出器20と、充電器６から二次電池７に
供給する直流電圧を検出する第４の電圧検出器21と、二
次電池７の両端間に発生する電圧を検出する第５の直流
電圧検出器22がそれぞれ設けられている。なお、23，24
は逆流防止用のダイオードである。

【００１６】コントロールボード10は、入力電圧検出器
17で検出される交流入力電圧の電圧レベルに応じて、力
率改善モジュール３やＤＣ／ＤＣコンバータ４に動作許
可または動作停止の信号を供給する機能を有している。
また、管理システム27からの遠隔操作信号により、力率
改善モジュール３やＤＣ／ＤＣコンバータ４に動作停止
の信号を供給するとともに、第１のリレー接点13をオフ
にして電源装置をシャットダウンさせる機能も備えてい
る。つまりコントロールボード10は、設定手段31で予め
定めた制御条件に基づいて電源部（力率改善モジュール
３，ＤＣ／ＤＣコンバータ４，電源モジュール５）を制
御しているが、この設定手段31による電源部の各種制御
条件は、管理システム27から通信制御手段25を通じて送
られる制御プログラムにより、容易に設定変更が可能と
なっている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４や電源モジ
ュール５は、コントロールボード10からの制御に依ら
ず、それぞれ独立して自身から出力される直流電圧の安
定化を図っている。

【００１７】またコントロールボード10は、電源部各部
の電圧、すなわち力率改善モジュール３から出力される
直流電圧や、ＤＣ／ＤＣコンバータ４から出力される直
流電圧や、電源モジュール５から出力される直流出力電
圧に異常があった場合に、アラーム情報を管理システム
27に送出するアラーム出力手段32を備えている。またこ
のアラーム出力手段32は、充電器６から二次電池７に供
給する直流電圧や、二次電池７の両端間に発生する電圧
に異常があった場合にも、管理システム27にアラーム情
報を送出する機能を備えている。管理システム27はこの
アラーム情報の内容を検討し、必要に応じて前記電源装
置のシャットダウン命令信号をコントロールボード10に
送出する。

【００１８】コントロールボード10はその他に、第５の
電圧検出器22により検出される二次電池７の両端間に発
生する電圧と、第２の電流検出器16で検出される二次電
池７に流れ込むチャージ電流とにより、二次電池７の充
電量を計算し、これを第１の電流検出器15で検出される
負荷電流と比較して、二次電池７の電力供給可能時間を
算出する計測手段33を備えており、この計測手段33で算
出した情報が管理システム27に送り出されるようになっ
ている。

【００１９】前記構成につきその作用について説明す
る。図２のフローチャートに示すように、まず、コント
ロールボード10は、ステップＳ１において交流電圧検出
器17により検出された交流電圧をチェックし、商用電源
１から通常の電圧、すなわち１７６Ｖ〜２６４Ｖの範囲
内で交流入力電圧が供給されているか否かを判断する
（ステップＳ２）。そして、この電圧が規定値（本実施
例においては、１７６Ｖ〜２６４Ｖ）の範囲内であれ
ば、コントロールボード10からの動作許可信号により力
率改善モジュール３およびＤＣ／ＤＣコンバータ４をオ
ンさせる（ステップＳ３）。なお、この動作許可信号を
供給するタイミングは、コントロールボード10に搭載さ
れたマイクロコンピュータのソフトウェアにより自由に
設定可能となっている。また、ステップＳ１の時点にお
いて、第１のリレー接点13および第２のリレー接点14は
共にオンしている。

【００２０】また前記ステップＳ２において、交流電源
１からの入力電圧が規定値の範囲内を逸脱している場合
は、コントロールボード10からの動作停止信号により力
率改善モジュール３およびＤＣ／ＤＣコンバータ４をオ
フにし、ステップＳ１の手順に戻る。このとき、第１の
リレー接点13はオンしているので、ダイオード23により
それまでのＤＣ／ＤＣコンバータ４からの電圧供給に代
わり、二次電池７から４８Ｖの直流電圧が電源モジュー
ル５，９に素早く供給される。これにより、通信機器お
よびコントロールボード10への電力の供給が継続され
る。なお、本実施例では、充電器６の出力側にダイオー
ド（図示せず）が内蔵されるので、二次電池７から直流
電圧を供給しているときに、第２のリレー接点14をオフ
にする必要はないが、こうしたダイオードが設けられて
いない場合は、二次電池７から直流電圧を供給すると同
時に、第２のリレー接点14をオフにするようにしてもよ
い。

【００２１】力率改善モジュール３およびＤＣ／ＤＣコ
ンバータ４が動作開始すると、交流電源１からの交流入
力電圧は、ノイズフィルター２を通過する際にそのノイ
ズ成分が除去され、力率改善モジュール３に印加され
る。力率改善モジュール３は、内蔵する昇圧コンバータ
により入力電圧の電圧波形と電流波形を近付け、３８０
Ｖの直流電圧を出力する。この直流電圧は、さらにＤＣ
／ＤＣコンバータ４により５５Ｖの直流電圧に変換さ
れ、最終的に電源モジュール５においてこの直流電圧
を、例えば５Ｖなど所定の直流出力電圧に変換して通信
機器に電力を供給する（ステップＳ４）。一方、商用電
源１からの入力電圧が規定値の範囲内にある場合、第１
のリレー接点13はオン、第２のリレー接点14はオンにな
っており、力率改善モジュール３からの直流電圧が充電
器６に供給されると、この充電器６より５３Ｖの直流電
圧が出力され、第２のリレー接点14を通して二次電池７
が充電される。さらに、力率改善モジュール３からの直
流電圧が補助電源装置８にも供給され、この補助電源装
置８から５５Ｖの直流電圧として出力される。これによ
り、電源モジュール９から５Ｖの直流電圧が出力され、
この直流電圧がコントロールボード10に供給される。

【００２２】こうしてコントロール10に動作電圧（直流
電圧）が供給されると、コントロールボード10は次のス
テップＳ６において、第１〜第５の電圧検出器18〜22で
検出される各直流電圧を監視して、ほぼ前述した規定電
圧の範囲内であれば通常どおり通信機器への直流出力電
圧の供給を継続する。一方、直流電圧のいずれかが対応
する規定電圧を逸脱した場合には、コントロールボード
10のアラーム出力手段32は、通信制御手段25を利用して
管理システム27にアラーム情報を送出して異常があった
ことを伝える（ステップＳ７）。このとき管理システム
27は、異常の内容に応じて必要ならば遠隔操作によりシ
ャットダウン信号をコントロールボード10に送出し、通
信機器への電力供給を遮断する（ステップＳ８）。な
お、この通信機器への電力供給の遮断は、コントロール
ボード10により自動的に制御してもよい。

【００２３】前記ステップＳ６において、各直流電圧が
いずれも規定電圧の範囲内にある場合は、次のステップ
Ｓ９で、第２の電流検出器16で検出される二次電池７の
チャージ電流をコントロールボード10の計測手段33で計
測する。また計測手段33は、一時的に第１のリレー接点
13と第２のリレー接点14を共にオフにして、二次電池７
を回路的に切り離し、第５の電圧検出器22で検出される
二次電池７単独の両端間電圧を計測する。さらに計測手
段33は、第１の電流検出器15で検出される負荷電流を計
測する。そして、これらの計測結果に基づいて、次のス
テップＳ１０で計測手段33は二次電池７の電力供給可能
時間すなわち使用可能時間を算出し、これを通信制御手
段25を介して管理システム27に送出する（ステップＳ１
１）。これにより管理システム27では、この二次電池７
の使用可能時間内で、例えば通信機器に別個に設けた制
御装置を遠隔操作することにより、データの保存や退避
を行なうことができる。

【００２４】こうした一連の制御条件は、コントロール
ボード10に内蔵される制御プログラムのシーケンスにし
たがって、設定手段31により予め定められているが、管
理システム27から通信制御手段25を通じて新たな制御プ
ログラムが送られると、コントロールボード10は内蔵す
る制御プログラムを新たなものに書換える。これによ
り、電源装置内の基板をいちいち改造しなくても、設定
手段31による各種制御条件を外部から送られる新たな制
御プログラムにより簡単に設定変更できる。

【００２５】以上、詳述したとおり本実施例のコンピュ
ータ制御型電源装置は、交流電源すなわち商用電源１か
らの入力電圧を所定の出力電圧に変換して負荷である通
信機器に電力を供給する力率改善モジュール３，ＤＣ／
ＤＣコンバータ４および電源モジュール５からなる電源
部と、これらの電源部を制御すると共に、遠隔した管理
システム27との通信制御手段25を備えたコンピュータを
搭載したコントロールボード10とを備え、このコントロ
ールボード10は力率改善モジュール３，ＤＣ／ＤＣコン
バータ４および電源モジュールの制御条件を設定する設
定手段31を有し、この設定手段31は管理システム27から
通信制御手段25を通じて送られる制御プログラムによ
り、力率改善モジュール３やＤＣ／ＤＣコンバータ４や
電源モジュール５の制御条件の設定変更が可能なように
構成している。

【００２６】このようにすると、管理システム27から通
信制御手段25を通じて新たな制御プログラムが送られる
と、コントロールボード10はそれまでの制御プログラム
を新たなものに書換えてソフトウェアを変更する。これ
により、例えば電源装置のオン／オフ，検出レベルの変
更、警報（アラーム）時の制御条件を遠隔操作により容
易に設定変更することができるので、電源装置ごとに制
御部内の基板を改造しなくてもよく、制御条件の設定変
更を行なう度に電源装置の設置場所に行って作業する煩
雑さを軽減することができる。

【００２７】なお、ここでいう電源部の制御条件の一つ
としては、商用電源１からの交流電圧が所定の範囲内に
あるときに、電源部（力率改善モジュール３やＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ４）を動作させるオン信号を供給するタイ
ミングであることが好ましい。このようにすれば、商用
電源１からの交流電圧が所定の範囲内にあるときに、電
源部をオンするまでのタイミングを、管理システム27か
ら送られる制御プログラムにより簡単に設定変更するこ
とができる。

【００２８】また、電源部の制御条件としてはその他
に、電源部を構成する各部（力率改善モジュール３，Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ４および電源モジュール５）から出
力する電圧が設定電圧の範囲内を逸脱したときに、通信
制御手段25を通じて管理システム27にアラーム情報を送
出する際の設定電圧や、アラーム情報の内容であること
が好ましい。このようにすれば、電源部を構成する各部
から出力する電圧が設定電圧の範囲内を逸脱したとき
に、アラーム情報が送出される条件やその内容を、管理
システム27から送られる制御プログラムにより簡単に設
定変更することができる。

【００２９】さらに本実施例では、入力電圧の正常時に
充電する一方で、この入力電圧の低下または遮断時に電
源部である電源モジュール５に電力を供給する二次電池
７を備え、前記コントロールボード10は、二次電池７へ
の供給電圧若しくは二次電圧７の両端間電圧が設定電圧
を逸脱したときに、通信制御手段25を通じて管理システ
ム27にアラーム情報を送出すると共に、このときの設定
電圧やアラーム情報の内容が、管理システム27から通信
制御手段25を通じて送られる制御プログラムにより設定
変更可能となるように構成される。

【００３０】この場合、二次電池７への供給電圧若しく
は二次電圧７の両端間電圧が設定電圧を逸脱したとき
に、アラーム情報が送出される条件やその内容を、管理
システム27から送られる制御プログラムにより簡単に設
定変更することができる。

【００３１】さらに本実施例のコントロールボード10
は、二次電池７の電力供給可能時間すなわち使用可能時
間を算出して、その結果を通信制御手段25を通じて管理
システム27に送出する計測手段33を備えている。これに
より、管理システム27は停電などが発生したときに、負
荷である通信機器にどの程度電力供給が継続するのかを
事前に知ることができるので、例えば停電が発生したこ
とを入力電圧検出器17が検出したときに、その情報を管
理システム27に送信するようにすれば、管理システム27
は通信機器に対する必要な処置（例えば、遠隔操作によ
るデータの保存や退避）を迅速に行なうことができる。

【００３２】以上、本発明のコンピュータ制御型電源装
置について前記実施例に基づき説明してきたが、本発明
は前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実
施が可能である。例えば、電流検出器や電圧検出器の設
置場所や設置個数は適宜変更可能であることはいうまで
もない。

【００３３】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のコンピュータ制
御型電源装置によれば、電源装置各部の制御条件の設定
変更に柔軟性を持たせることが可能になる。

【００３４】本発明の請求項２記載のコンピュータ制御
型電源装置によれば、二次電池への供給電圧若しくは二
次電圧の両端間電圧が設定電圧を逸脱したときに、アラ
ーム情報が送出される条件やその内容を、簡単に設定変
更することができる。

【００３５】本発明の請求項３記載のコンピュータ制御
型電源装置によれば、停電などが発生したときに、管理
システムは負荷に対する必要な処置を迅速に行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるコンピュータ制御型電
源装置を示すブロック図である。

【図２】同コンピュータ制御型電源装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 商用電源（交流電源） ３ 力率改善モジュール（電源部） ４ ＤＣ／ＤＣコンバータ（電源部） ５ 電源モジュール（電源部） ７ 二次電池 10 コントロールボード（コンピュータ） 31 設定手段 33 計測手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源からの入力電圧を所定の出力電
   圧に変換して負荷に電力を供給する電源部と、前記電源
   部を制御すると共に、遠隔した管理システムとの通信制
   御手段を有するコンピュータとを備え、前記コンピュー
   タは前記電源部の制御条件を設定する設定手段を有し、
   この設定手段は前記管理システムから前記通信制御手段
   を通じて送られる制御プログラムにより、前記電源部の
   制御条件の設定変更が可能なものであることを特徴とす
   るコンピュータ制御型電源装置。
2. 【請求項２】 前記入力電圧の正常時に充電する一方
   で、この入力電圧の低下または遮断時に前記電源部に電
   力を供給する二次電池を備え、前記コンピュータは、前
   記二次電池への供給電圧若しくは前記二次電圧の両端間
   電圧が設定電圧を逸脱したときに、前記通信制御手段を
   通じて前記管理システムにアラーム情報を送出すると共
   に、このときの設定電圧やアラーム情報の内容が、前記
   管理システムから前記通信制御手段を通じて送られる制
   御プログラムにより設定変更可能となるように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のコンピュータ制御型電
   源装置。
3. 【請求項３】 前記二次電池の使用可能時間を算出し
   て、その結果を前記通信制御手段を通じて前記管理シス
   テムに送出する計測手段を備えたことを特徴とする請求
   項２記載のコンピュータ制御型電源装置。