JP2002165385A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各蓄電池に不良が生じた場合に、それを保守
員の手作業を要することなく迅速かつ的確に検出して報
知することができ、しかも整然とした外観を有する電源
装置を提供する。 【解決手段】 自身の状態を判定して報知する機能を有
する複数の蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎを備え、
これら蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎをケースにま
とめて収容している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、バックアップ用
の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】商用交流電源の電圧を整流する整流回
路、この整流回路の出力電圧を交流電圧に変換するスイ
ッチング回路、およびこの整流回路とスイッチング回路
との間の通電路に接続された組電池を備え、商用交流電
源が正常に投入されている場合は商用交流電源の電力を
使用して負荷への電力供給と組電池の充電を行い、商用
交流電源が停電した場合は組電池の放電によって負荷へ
の電力供給を継続する無停電給電システムがある。組電
池は、複数の蓄電池により構成されている。
【０００３】この無停電給電システムでは、非常時の電
力供給が適切に行われるよう、各蓄電池の状態を定期的
または必要に応じて点検する必要がある。仮に、各蓄電
池のいずれかに電圧異常、劣化進行、寿命切れなどの不
良が見つかった場合は、その蓄電池を新しいものと交換
しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】各蓄電池の点検は保守
員の手作業に頼っており、保守員にとって大きな負担と
なっている。各蓄電池のいずれかに不良が生じた場合、
または寿命により蓄電池容量がなくなった場合でも、保
守員の点検があるまではその不良を見つけることができ
ない。不良が生じたまま商用交流電源が停電する可能性
もあり、その場合には負荷に対する適切な電力供給がで
きず、負荷がシステムダウンしてしまう。
【０００５】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、各蓄電池に不良が生じた場合
に、それを保守員の手作業を要することなく迅速かつ的
確に検出して報知することができ、しかも整然とした外
観を有する電源装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の電
源装置は、自身の状態を判定して報知する機能を有する
複数の蓄電池ユニットと、これら蓄電池ユニットがまと
めて収容されるケースと、を備えている。
【０００７】請求項２に係る発明の電源装置は、商用交
流電源の電圧を整流する整流回路と、この整流回路の出
力電圧を交流に変換する複数の電源ユニットと、上記整
流回路と上記各電源ユニットとの間の通電路に接続さ
れ、自身の状態を判定して報知する機能を有する複数の
蓄電池ユニットと、上記整流回路、上記各電源ユニッ
ト、および上記各蓄電池ユニットがまとめて収容される
ケースと、を備えている。
【０００８】請求項３に係る発明の電源装置は、請求項
１または請求項２に係る発明において、各蓄電池ユニッ
トについて限定している。各蓄電池ユニットは、整流回
路と各電源ユニットとの間の通電路に対する接続が可能
な接続端子と、複数の蓄電池からなり、上記接続端子に
接続された組電池と、上記各蓄電池の電圧を検知する電
圧検知手段と、この電圧検知手段の各検知電圧と基準値
との比較により上記各蓄電池の電圧異常を判定する判定
手段と、上記組電池のインピーダンスを検出するインピ
ーダンス検出手段と、このインピーダンス検出手段の検
出インピーダンスと設定値との比較により上記組電池の
劣化または寿命切れを判定する判定手段と、上記各判定
手段の判定結果を報知する報知手段と、を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図１に示すように、商用
交流電源１に本発明の電源装置２が接続されている。電
源装置２は、商用交流電源１の電圧を整流する整流回路
３、この整流回路３の出力電圧を交流に変換する複数の
電源ユニット（スイッチング回路）４ａ，４ｂ，…４
ｎ、上記整流回路３と電源ユニット４ａ，４ｂ，…４ｎ
との間の通電路に接続され自身の状態を判定して報知す
る機能を有する複数の蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５
ｎ、この蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎの判定結果
を保持するためのメモリ６、およびこのメモリ６の内容
を外部機器たとえば監視装置９に送るための外部機器接
続端子７を備えている。
【００１０】電源ユニット４ａ，４ｂ，…４ｎの出力
は、負荷８ａ，８ｂ，…８ｎに供給される。
【００１１】このような構成の電源装置２は、ケースに
まとめて収容される。ただし、各電源ユニットの容量が
大きければ、それに合わせて蓄電池ユニットの個数を多
くする必要がある。蓄電池ユニットの個数が多くて、電
源装置２の構成要素を１つのケースに収めることが不可
能な場合は、電源装置２が２つのケースに分けて収容さ
れる。
【００１２】たとえば、図２に示すように、ケースＸに
電源ユニット４ａ，４ｂ，…４ｅおよび蓄電池ユニット
５ａ，５ｂ，…５ｄが整流回路３、メモリ６、外部機器
接続端子７と共に収容され、もう１つのケースＹに残り
の蓄電池ユニット５ｅ，５ｆ，…が収容される。
【００１３】一方、蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎ
は、図３に示すように、整流回路３と電源ユニット４
ａ，４ｂ，…４ｎとの間の通電路に接続される接続端子
１１、複数の蓄電池１２、この各蓄電池１２の端子を順
次に直列接続するための複数のケーブル１３、各蓄電池
１２の総電圧を接続端子１１に供給するための一対のケ
ーブル１４、このケーブル１４に装着されたフィルタ１
５、１つの蓄電池１６に取り付けられた温度センサ（温
度検知手段）１６、および監視部２０などを備えてい
る。
【００１４】各蓄電池１２およびその直列接続により、
いわゆる組電池Ａが構成されている。この組電池Ａの温
度ｔが、上記温度センサ１６によって検知される。フィ
ルタ１５は、後述する検出用電流が接続端子１１を通し
て外部に流出する不具合を阻止するために設けられてい
る。
【００１５】監視部２０は、液晶表示部２１、モード設
定スイッチ２２、およびリセットスイッチ２３を筐体前
面に有し、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５、およびＲＡＭ２６
を内蔵し、さらに、データ転送用端子２７を筐体側面に
有している。
【００１６】液晶表示部２１は、後述する判定結果の表
示用である。モード設定スイッチ２２は、後述する初期
補正モードの設定用である。リセットスイッチ２３は、
報知動作をリセットするためのものである。ＣＰＵ２４
は、当該蓄電池ユニット１０の主制御部として機能す
る。ＲＯＭ２５は、制御用のプログラムを記憶してい
る。ＲＡＭ２６は、各種データの記憶用である。データ
転送用端子２７は、後述の判定結果を表わすデータを外
部に転送するためのインタフェースであり、上記メモリ
６に接続されている。
【００１７】各蓄電池１２の端子にそれぞれリード線の
一端が接続され、これらリード線の他端が監視部２０に
接続されている。また、温度センサ１６の出力信号線が
監視部２０に接続されている。
【００１８】監視部２０は、主要な機能として次の
［１］〜［９］の手段を備えている。
【００１９】［１］接続端子１１に充電電圧が入力され
ていないときに、各蓄電池１２の電圧Ｖｂを検知する電
圧検知手段。
【００２０】［２］上記電圧検知手段の各検知電圧Ｖｂ
とＲＯＭ２５に記憶されている基準値Ｖｂｓとの比較に
より、各蓄電池１２の電圧異常を判定する判定手段。
【００２１】［３］上記フィルタ１５の作用を利用して
組電池Ａに検出用電流を供給し、この検出用電流に基づ
いて組電池ＡのインピーダンスＲｏを検出するインピー
ダンス検出手段。
【００２２】［４］上記インピーダンス検出手段の検出
インピーダンスＲｏを温度センサ１６の検知温度ｔによ
り補正する補正手段。
【００２３】［５］上記補正手段の補正インピーダンス
Ｒｏ（ｔ）とＲＡＭ２６に記憶されている設定値Ｒ１，
Ｒ２との比較により、組電池Ａの劣化および寿命切れを
判定する判定手段。
【００２４】［６］上記各判定手段の判定結果を液晶表
示部２１での文字表示およびデータ転送用端子２７から
のデータ転送により報知する報知手段。
【００２５】［７］接続端子１１への最初の充電電圧入
力を検知する検知手段。
【００２６】［８］上記検知手段の検知時およびモード
設定スイッチ２２の操作時にそれぞれ初期補正モードを
設定する設定手段。
【００２７】［９］初期補正モードが設定されたとき、
温度センサ１６、インピーダンス検出手段、補正手段を
機能させ、補正手段の補正インピーダンスＲｏ（ｔ）か
ら各蓄電池１２の初期内部インピーダンスＺｒの合計基
準値Ｚｒｎ（ｏ）を減算して組電池Ａにおける配線イン
ピーダンスＲｃを求め、この配線インピーダンスＲｃお
よび補正インピーダンスＲｏ（ｔ）に基づいて上記設定
値Ｒ１，Ｒ２を補正する補正手段。合計基準値Ｚｒｎ
（ｏ）は、ＲＯＭ２５に記憶されている。
【００２８】また、蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎ
は、それぞれ図４に示すケース１０を備えている。この
ケース１０に、組電池Ａおよび監視部２０が収容されて
いる。ケース１０の一側部は開口され、その開口部分か
ら監視部２０の液晶表示部２１が露出されている。接続
端子１１およびデータ転送用端子２７は、ケース１０の
他側部に露出されている。
【００２９】なお、ケース１０に代えて図５に示すケー
ス３０を用いてもよい。ケース３０は、前面に開閉自在
な扉３１を備え、内部には複数段の棚板を上下方向に配
列して備え、これら棚板上に各蓄電池１２を載置してい
る。監視部２０もケース３０に収容されており、その監
視部２０の液晶表示部２１、モード設定スイッチ２２、
およびリセットスイッチ２３が前面における扉３１の隣
位置に露出されている。接続端子１１およびデータ転送
用端子２７は、ケース３０の側面に露出されている。こ
のケース３０の場合、扉３１を開けることにより、各蓄
電池１２を迅速かつ容易に保守管理することが可能であ
る。
【００３０】つぎに、蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５
ｎの作用について説明する。
【００３１】蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎの接続
端子１１が整流回路３と電源ユニット４ａ，４ｂ，…４
ｎとの間の通電路にまだ接続されていない場合、つまり
接続端子１１に充電電圧が入力されていない場合、監視
部２０により各蓄電池１２の電圧Ｖｂが検知される。こ
れら検知電圧Ｖｂは、ＲＡＭ２６に記憶される。
【００３２】蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎの接続
端子１１が整流回路３と電源ユニット４ａ，４ｂ，…４
ｎとの間の通電路に接続されると、充電電圧が接続端子
１１に入力される。この初めての充電電圧入力に基づ
き、初期補正モードが設定される。
【００３３】初期補正モードでは、ＲＡＭ２６内の各検
知電圧（各蓄電池電圧）ＶｂとＲＯＭ２５内の基準値Ｖ
ｂｓとが比較される。各検知電圧Ｖｂのいずれかが基準
値Ｖｂｓより低い場合、その検知電圧Ｖｂを持つ蓄電池
１２に電圧異常が生じている旨が液晶表示部２１で文字
表示されるとともに、同蓄電池１２に電圧異常が生じて
いる旨のデータがデータ転送用端子２７から出力され
る。出力データはメモリ６を介して外部の監視装置９に
報知される。この電圧異常報知により、異常対象の蓄電
池１２が保守員によって新品と交換される。交換後、保
守員がリセットスイッチ２３を操作することにより、電
圧異常報知が解除される。
【００３４】電圧異常が無い場合、監視部２０から組電
池Ａにインピーダンス検出用の電流が瞬時的に供給され
る。供給される検出用電流は、フィルタ１５の存在によ
り、組電池Ａ内のみ流れ、接続端子１１側には流れな
い。この検出用電流に基づき、組電池Ａのインピーダン
スＲｏが監視部２０で検出される。
【００３５】ただし、蓄電池１２の内部インピーダンス
Ｚｒには温度特性がある。この温度特性を考慮して、組
電池Ａの温度ｔが温度センサ１６により検知され、その
検知温度ｔにより上記検出インピーダンスＲｏが補正さ
れて補正インピーダンスＲｏ（ｔ）が得られる。
【００３６】そして、補正インピーダンスＲｏ（ｔ）か
ら各蓄電池１２の初期内部インピーダンスＺｒの合計基
準値Ｚｒｎ（ｏ）が減算され、組電池Ａにおける配線イ
ンピーダンスＲｃが求められる。配線インピーダンスＲ
ｃとは、各蓄電池１２の内部インピーダンスＺｒを除い
たインピーダンスのことであり、各ケーブル１３のイン
ピーダンス、および各ケーブル１３と各蓄電池端子との
接触部のインピーダンスを合わせたものに相当する。
【００３７】この配線インピーダンスＲｃおよび補正イ
ンピーダンスＲｏ（ｔ）に基づいて、ＲＡＭ２６内の劣
化判定用の設定値Ｒ１および寿命切れ判定用の設定値Ｒ
２が補正される。これで、初期補正モードが終了する。
【００３８】初期補正モードが終了すると、一定時間ご
とに、組電池Ａの温度ｔが温度センサ１６により検知さ
れ、かつ監視部２０から組電池Ａに検出用電流が瞬時的
に供給されて組電池ＡのインピーダンスＲｏが検出され
る。そして、温度センサ１６の検知温度ｔにより検出イ
ンピーダンスＲｏが補正され、補正インピーダンスＲｏ
（ｔ）が得られる。
【００３９】補正インピーダンスＲｏ（ｔ）とＲＡＭ２
６内の設定値Ｒ２とが比較される。補正インピーダンス
Ｒｏ（ｔ）が設定値Ｒ２以上になると、組電池Ａが寿命
切れである旨が液晶表示部２１で文字表示されるととも
に、組電池Ａが寿命切れである旨のデータがデータ転送
用端子２７から出力される（ステップ１１５）。出力デ
ータはメモリ６を介して外部の監視装置９に報知され
る。この寿命切れ報知により、組電池Ａが保守員によっ
て新品と交換される。交換後、保守員がリセットスイッ
チ２３を操作することにより、寿命切れ報知が解除され
る。
【００４０】補正インピーダンスＲｏ（ｔ）が設定値Ｒ
２に達していない場合、補正インピーダンスＲｏ（ｔ）
とＲＡＭ２６内の設定値Ｒ１とが比較される。補正イン
ピーダンスＲｏ（ｔ）が設定値Ｒ１以上の状態にあれ
ば、組電池Ａが劣化している旨（寿命切れ直前である
旨）が液晶表示部２１で文字表示されるとともに、組電
池Ａが劣化している旨のデータがデータ転送用端子２７
から出力される。出力データはメモリ６を介して外部の
監視装置９に報知される。この劣化報知により、組電池
Ａが寿命切れとなる前に、その組電池Ａが保守員により
新品と交換される。交換後、保守員がリセットスイッチ
２３を操作することにより、劣化報知が解除される。
【００４１】以上のように、電圧異常、劣化、寿命切れ
などの不良を、保守員の作業を要することなく迅速かつ
的確に検出して報知することができる。これにより、蓄
電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎを常に適正稼動の状態
に維持することができ、蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…
５ｎとしての高い信頼性を確保することができる。
【００４２】しかも、蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５
ｎが整流回路３と電源ユニット４ａ，４ｂ，…４ｎとの
間の通電路に最初に接続された際に、初期補正モードを
設定して劣化判定用および寿命切れ判定用の設定値Ｒ
１，Ｒ２を補正するようにしているので、組電池Ａの配
線インピーダンスＲｃの製品ごとのバラツキに影響を受
けることなく、適正な劣化判定および寿命切れ判定を行
うことができる。
【００４３】この初期補正モードは、蓄電池１２や組電
池Ａを新品と交換した場合に、モード設定スイッチ２２
を操作することでも設定することができる。この設定に
より、常に適正な劣化判定および寿命切れ判定が可能と
なる。
【００４４】また、電源ユニット４ａ，４ｂ，…４ｎお
よび蓄電池ユニット５ａ，５ｂ，…５ｎを整流回路３、
メモリ６、外部機器接続端子７と共にケースにまとめて
収容するようにしているので、電源装置２としての外観
が整然となる。
【００４５】なお、各蓄電池ユニットを整流回路および
各電源ユニットと共にケースに収容する構成としたが、
これは無停電給電システムへの適用を考慮したものであ
り、必ずしもそうする必要はない。たとえば、図２に示
したようなケースＹのように、各蓄電池ユニットのみを
収容して当該電源装置とすることも可能であり、そうす
ることにより、無停電電源システムに限らず、種々の機
器に対するバックアップ用電源として使用することがで
きる。
【００４６】なお、上記実施形態では、蓄電池ユニット
５ａ，５ｂ，…５ｎの判定結果をメモリ６を介して外部
出力する構成としたが、メモリ６を介さずに監視装置９
に直接的に出力する構成としてもよい。
【００４７】その他、この発明は上記実施形態に限定さ
れるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変更実施
可能である。
【００４８】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、各
蓄電池に不良が生じた場合に、それを保守員の手作業を
要することなく迅速かつ的確に検出して報知することが
でき、しかも整然とした外観を有する電源装置を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】一実施形態のケースを含めた外観を示す斜視
図。
【図３】一実施形態における各蓄電池ユニットの構成を
示すブロック図。
【図４】一実施形態における各蓄電池ユニットのケース
およびそのケース内の構成を示す図。
【図５】一実施形態における各蓄電池ユニットのケース
の変形例の構成を示す図。
【符号の説明】
１…商用交流電源、２…電源装置、３…整流回路、４
ａ，４ｂ，…４ｎ…電源ユニット、５ａ，５ｂ，…５ｎ
……蓄電池ユニット、６…メモリ、７…外部機器接続端
子、８ａ，８ｂ，…８ｎ…負荷、９…監視装置、Ａ…組
電池、Ｘ，Ｙ…ケース、２０…監視部、２１…液晶表示
部、２２…モード設定スイッチ、２３…リセットスイッ
チ、２４…ＣＰＵ、２５…ＲＯＭ、２６…ＲＡＭ、１
０，３０…ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０３ Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０３Ｆ (72)発明者 橋脇 正浩 東京都港区芝浦三丁目４番１号 株式会社 エヌ・ティ・ティファシリティーズ内 (72)発明者 中村 邦夫 東京都港区芝浦三丁目４番１号 株式会社 エヌ・ティ・ティファシリティーズ内 Ｆターム(参考） 2G016 CB06 CB12 CC01 CC02 CC04 CC06 CC12 CC13 CC14 CC27 CC28 CD18 CE31 CF06 5G003 BA03 CA11 CB01 EA08 GC05 5G015 FA18 GA09 JA34 JA35 JA36 JA42 JA45 JA53 JA55 JA56 5H040 AA00 AS01 AT06 AY05 DD04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自身の状態を判定して報知する機能を有
    する複数の蓄電池ユニットと、 これら蓄電池ユニットがまとめて収容されるケースと、 を具備したことを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項２】 商用交流電源の電圧を整流する整流回路
    と、 この整流回路の出力電圧を交流に変換する複数の電源ユ
    ニットと、 前記整流回路と前記各電源ユニットとの間の通電路に接
    続され、自身の状態を判定して報知する機能を有する複
    数の蓄電池ユニットと、 前記整流回路、前記各電源ユニット、および前記各蓄電
    池ユニットがまとめて収容されるケースと、 を具備したことを特徴とする電源装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の電源装
    置において、 前記各蓄電池ユニットは、 前記整流回路と前記各電源ユニットとの間の通電路に対
    する接続が可能な接続端子と、 複数の蓄電池からなり、前記接続端子に接続された組電
    池と、 前記各蓄電池の電圧を検知する電圧検知手段と、 この電圧検知手段の各検知電圧と基準値との比較により
    前記各蓄電池の電圧異常を判定する判定手段と、 前記組電池のインピーダンスを検出するインピーダンス
    検出手段と、 このインピーダンス検出手段の検出インピーダンスと設
    定値との比較により前記組電池の劣化または寿命切れを
    判定する判定手段と、 前記各判定手段の判定結果を報知する報知手段と、 を備えていることを特徴とする電源装置。
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