JP2003174728A - 二次電池直流電源装置および電源供給システム - Google Patents
二次電池直流電源装置および電源供給システムInfo
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- JP2003174728A JP2003174728A JP2002161258A JP2002161258A JP2003174728A JP 2003174728 A JP2003174728 A JP 2003174728A JP 2002161258 A JP2002161258 A JP 2002161258A JP 2002161258 A JP2002161258 A JP 2002161258A JP 2003174728 A JP2003174728 A JP 2003174728A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】直流電源装置の活線挿抜時にラッシュカレント
を小さく抑えることができ、活線状態において安定した
挿抜ができる二次電池直流電源装置および電源供給シス
テムを提供することにある。 【解決手段】この発明は、コンデンサに充電された電力
を出力するラインと出力端子との間にＯＦＦ状態に設定
されたスイッチ回路を設け、接続検出手段からの検出信
号を受けて昇圧回路を動作させてコンデンサを充電し、
コンデンサが所定の電圧以上に充電されたときにスイッ
チ回路をＯＮ状態にすることにより、電源供給ラインに
この電源装置が接続された時点では、スイッチ回路がＯ
ＦＦの状態にあるので、電源供給ラインの電圧には影響
を与えることがない。そして、コンデンサが出力する所
定の電圧か、それ以上に充電されたときにスイッチ回路
をＯＮするものである。
を小さく抑えることができ、活線状態において安定した
挿抜ができる二次電池直流電源装置および電源供給シス
テムを提供することにある。 【解決手段】この発明は、コンデンサに充電された電力
を出力するラインと出力端子との間にＯＦＦ状態に設定
されたスイッチ回路を設け、接続検出手段からの検出信
号を受けて昇圧回路を動作させてコンデンサを充電し、
コンデンサが所定の電圧以上に充電されたときにスイッ
チ回路をＯＮ状態にすることにより、電源供給ラインに
この電源装置が接続された時点では、スイッチ回路がＯ
ＦＦの状態にあるので、電源供給ラインの電圧には影響
を与えることがない。そして、コンデンサが出力する所
定の電圧か、それ以上に充電されたときにスイッチ回路
をＯＮするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、二次電池直流電
源装置および電源供給システムに関し、詳しくは、二次
電池を用いたサーバー等のバックアップ用の直流電源装
置において、直流電源装置の活線挿抜時にラッシュカレ
ントを小さく抑えることができ、活線状態において安定
した挿抜ができるような二次電池直流電源装置に関す
る。
源装置および電源供給システムに関し、詳しくは、二次
電池を用いたサーバー等のバックアップ用の直流電源装
置において、直流電源装置の活線挿抜時にラッシュカレ
ントを小さく抑えることができ、活線状態において安定
した挿抜ができるような二次電池直流電源装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、通信分野の装置、例えば、電話交
換機をはじめとしてパーソナルコンピュータサーバー
（以下サーバ）等の情報処理装置にあっては、常時動作
することが要求され、ＡＣ電源の遮断時にはサーバー等
のデータをバックアップ保存するための電源として二次
電池による直流電源装置が装備されている。この二次電
池直流電源装置によるバックアップは、停電時ばかりで
なく、電源電圧が低下したときに情報処理装置の動作を
保証するためにも作動し、電源電圧が低下したときにバ
ックアップ電流がこの直流電源装置から供給される。そ
のため、この種の直流電源装置は、複数並列に設けら
れ、並列運転されるのが普通である。並列運転状態にお
いて、電源電圧の低下した直流電源装置は、電源ライン
が生きた状態で、すなわち、活線状態で挿抜されて取り
換えられる。
換機をはじめとしてパーソナルコンピュータサーバー
（以下サーバ）等の情報処理装置にあっては、常時動作
することが要求され、ＡＣ電源の遮断時にはサーバー等
のデータをバックアップ保存するための電源として二次
電池による直流電源装置が装備されている。この二次電
池直流電源装置によるバックアップは、停電時ばかりで
なく、電源電圧が低下したときに情報処理装置の動作を
保証するためにも作動し、電源電圧が低下したときにバ
ックアップ電流がこの直流電源装置から供給される。そ
のため、この種の直流電源装置は、複数並列に設けら
れ、並列運転されるのが普通である。並列運転状態にお
いて、電源電圧の低下した直流電源装置は、電源ライン
が生きた状態で、すなわち、活線状態で挿抜されて取り
換えられる。
【０００３】二次電池による直流電源装置は、ニッケル
カドミニウム，ニッケル水素などの電圧１．２Ｖ程度の
電池セルが直列に数十本程度接続され、かつ、それが昇
圧されて４８Ｖ程度のＤＣ電圧の電力を供給する。この
場合、昇圧された電圧の電力が出力電力として容量の大
きなコンデンサに充電される。そこで、活線状態でこの
種の直流電源装置が取り換えられる際には、ラッシュカ
レントが出力コンデンサに流れ込み、接続される電力線
の電圧を不安定にする。
カドミニウム，ニッケル水素などの電圧１．２Ｖ程度の
電池セルが直列に数十本程度接続され、かつ、それが昇
圧されて４８Ｖ程度のＤＣ電圧の電力を供給する。この
場合、昇圧された電圧の電力が出力電力として容量の大
きなコンデンサに充電される。そこで、活線状態でこの
種の直流電源装置が取り換えられる際には、ラッシュカ
レントが出力コンデンサに流れ込み、接続される電力線
の電圧を不安定にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなことを回避
するために、従来、複数の直流電源装置を並列運転する
場合には、その出力にダイオードを挿入してダイオード
オア接続により電源ラインに接続するのが一般的であ
る。しかし、これは、ダイオードドロップによる電力損
失が発生する難点がある。一方、二次電池の場合は、充
放電を行う関係で双方向に電流を流す必要がある。その
ために、前記のダイオードに換えてＭＯＳトランジスタ
を用い、スイッチング制御されることが多い。しかし、
ＭＯＳトランジスタでスイッチング制御をすると、トラ
ンジスタをＯＦＦにしておき、活線接続したときにＯＮ
にされ、このＯＮした瞬間に条件が変わるために、個々
の直流電源装置の出力部にあるコンデンサが互いに電荷
のやりとりをする問題がある。このとき、追加した直流
電源装置の出力電圧が低い場合には、これの出力コンデ
ンサに電荷が流れ、大きなラッシュカレントを生じるた
めに電源ラインの電圧が急激に低下する。電源接続環境
が悪いと、それが原因でそのシステムの発振などを引き
起こす原因になる。この発明の目的は、このような従来
技術の問題点を解決するものであって、直流電源装置の
活線挿抜時にラッシュカレントを小さく抑えることがで
き、活線状態において安定した挿抜ができる二次電池直
流電源装置および電源供給システムを提供することにあ
る。
するために、従来、複数の直流電源装置を並列運転する
場合には、その出力にダイオードを挿入してダイオード
オア接続により電源ラインに接続するのが一般的であ
る。しかし、これは、ダイオードドロップによる電力損
失が発生する難点がある。一方、二次電池の場合は、充
放電を行う関係で双方向に電流を流す必要がある。その
ために、前記のダイオードに換えてＭＯＳトランジスタ
を用い、スイッチング制御されることが多い。しかし、
ＭＯＳトランジスタでスイッチング制御をすると、トラ
ンジスタをＯＦＦにしておき、活線接続したときにＯＮ
にされ、このＯＮした瞬間に条件が変わるために、個々
の直流電源装置の出力部にあるコンデンサが互いに電荷
のやりとりをする問題がある。このとき、追加した直流
電源装置の出力電圧が低い場合には、これの出力コンデ
ンサに電荷が流れ、大きなラッシュカレントを生じるた
めに電源ラインの電圧が急激に低下する。電源接続環境
が悪いと、それが原因でそのシステムの発振などを引き
起こす原因になる。この発明の目的は、このような従来
技術の問題点を解決するものであって、直流電源装置の
活線挿抜時にラッシュカレントを小さく抑えることがで
き、活線状態において安定した挿抜ができる二次電池直
流電源装置および電源供給システムを提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための第１の発明の二次電池直流電源装置および電源
供給システムの特徴は、電源供給ラインが活線状態で挿
抜され出力端子を介して所定の電圧の電力を電源供給ラ
インに供給する二次電池直流電源装置において、電源供
給ラインに所定の電圧の電力を供給しこの所定の電圧よ
りも低い電圧を発生する電池本体と、電池本体からの電
力を実質的に所定の電圧にまで昇圧してコンデンサに充
電する昇圧回路と、コンデンサに充電された電力を出力
するラインと出力端子との間に設けられたＯＦＦ状態に
設定されたスイッチ回路と、電源供給ラインに接続され
たことを検出する接続検出手段と、接続検出手段からの
検出信号を受けてスイッチ回路をＯＦＦ状態にして昇圧
回路を動作させてコンデンサを充電し、コンデンサが所
定の電圧以上に充電されたときにスイッチ回路をＯＮ状
態にする制御手段とを備えるものである。さらに、第２
の発明の二次電池直流電源装置および電源供給システム
の特徴は、前記のスイッチ回路がスイッチ動作のトラン
ジスタと電源供給ラインに電力を供給する方向を順方向
としてこの順方向にトランジスタに並列に接続されたダ
イオードとからなり、所定の電圧がトランジスタがＯＦ
Ｆしている状態でダイオードに順方向に電流が流れたと
きのコンデンサの電圧に実質的に対応するものである。
るための第１の発明の二次電池直流電源装置および電源
供給システムの特徴は、電源供給ラインが活線状態で挿
抜され出力端子を介して所定の電圧の電力を電源供給ラ
インに供給する二次電池直流電源装置において、電源供
給ラインに所定の電圧の電力を供給しこの所定の電圧よ
りも低い電圧を発生する電池本体と、電池本体からの電
力を実質的に所定の電圧にまで昇圧してコンデンサに充
電する昇圧回路と、コンデンサに充電された電力を出力
するラインと出力端子との間に設けられたＯＦＦ状態に
設定されたスイッチ回路と、電源供給ラインに接続され
たことを検出する接続検出手段と、接続検出手段からの
検出信号を受けてスイッチ回路をＯＦＦ状態にして昇圧
回路を動作させてコンデンサを充電し、コンデンサが所
定の電圧以上に充電されたときにスイッチ回路をＯＮ状
態にする制御手段とを備えるものである。さらに、第２
の発明の二次電池直流電源装置および電源供給システム
の特徴は、前記のスイッチ回路がスイッチ動作のトラン
ジスタと電源供給ラインに電力を供給する方向を順方向
としてこの順方向にトランジスタに並列に接続されたダ
イオードとからなり、所定の電圧がトランジスタがＯＦ
Ｆしている状態でダイオードに順方向に電流が流れたと
きのコンデンサの電圧に実質的に対応するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】このように、第１の発明では、コ
ンデンサに充電された電力を出力するラインと出力端子
との間にＯＦＦ状態に設定されたスイッチ回路を設け、
接続検出手段からの検出信号を受けて昇圧回路を動作さ
せてコンデンサを充電し、コンデンサが所定の電圧以上
に充電されたときにスイッチ回路をＯＮ状態にする。こ
のことにより、電源供給ラインにこの電源装置が接続さ
れた時点では、スイッチ回路がＯＦＦの状態にあるの
で、電源供給ラインの電圧には影響を与えることがな
い。そして、コンデンサが出力する所定の電圧か、それ
以上に充電されたときにスイッチ回路がＯＮするので、
この二次電池直流電源装置が実際に電源供給ラインに電
力を供給する状態になったときには、電源供給ラインに
対して電力を供給する定常状態とほとんど変わりなくな
っており、コンデンサ側に電荷が流れ込むことがほとん
どない。第２の発明にあっては、コンデンサが所定の電
圧以上に充電されたことを検出する手段として、前記の
スイッチ回路としてスイッチ動作のトランジスタとダイ
オードの並列回路で構成し、トランジスタをＯＦＦ状態
にしておき、ダイオードに電流が流れたか否かを検出す
ることにより、コンデンサが所定の電圧以上に充電され
たか否かを検出する。これにより活線接続時の接続制御
が可能となり、また、レギュレーション制御もできる。
このような電流検出によれば、目標電圧を電圧検出回路
で検出しなくて済むので、目標電圧の設定も不要とな
り、接続すべき電源供給ラインの電圧に関係なく、第１
の発明と同様に直流電源装置を活線接続することができ
る。その結果、直流電源装置の活線挿抜時にラッシュカ
レントを小さく抑えることができ、活線状態において安
定した挿抜ができる。
ンデンサに充電された電力を出力するラインと出力端子
との間にＯＦＦ状態に設定されたスイッチ回路を設け、
接続検出手段からの検出信号を受けて昇圧回路を動作さ
せてコンデンサを充電し、コンデンサが所定の電圧以上
に充電されたときにスイッチ回路をＯＮ状態にする。こ
のことにより、電源供給ラインにこの電源装置が接続さ
れた時点では、スイッチ回路がＯＦＦの状態にあるの
で、電源供給ラインの電圧には影響を与えることがな
い。そして、コンデンサが出力する所定の電圧か、それ
以上に充電されたときにスイッチ回路がＯＮするので、
この二次電池直流電源装置が実際に電源供給ラインに電
力を供給する状態になったときには、電源供給ラインに
対して電力を供給する定常状態とほとんど変わりなくな
っており、コンデンサ側に電荷が流れ込むことがほとん
どない。第２の発明にあっては、コンデンサが所定の電
圧以上に充電されたことを検出する手段として、前記の
スイッチ回路としてスイッチ動作のトランジスタとダイ
オードの並列回路で構成し、トランジスタをＯＦＦ状態
にしておき、ダイオードに電流が流れたか否かを検出す
ることにより、コンデンサが所定の電圧以上に充電され
たか否かを検出する。これにより活線接続時の接続制御
が可能となり、また、レギュレーション制御もできる。
このような電流検出によれば、目標電圧を電圧検出回路
で検出しなくて済むので、目標電圧の設定も不要とな
り、接続すべき電源供給ラインの電圧に関係なく、第１
の発明と同様に直流電源装置を活線接続することができ
る。その結果、直流電源装置の活線挿抜時にラッシュカ
レントを小さく抑えることができ、活線状態において安
定した挿抜ができる。
【０００７】
【実施例】図１は、この発明の二次電池直流電源装置を
適用した一実施例の電源バックアップシステムのブロッ
ク図、図２は、二次電池直流電源装置のコネクタ接続時
の処理のフローチャート、図３は、他の実施例のバック
アップシステムのコネクタ接続状態の説明図、図４は、
この発明の二次電池直流電源装置を適用した他の実施例
の電源バックアップシステムのブロック図、そして図５
は、図４の実施例の二次電池直流電源装置のコネクタ接
続時の処理のフローチャートである。図１において、１
０は、サーバ電源バックアップシステムであって、１
は、サーバ電源ブロック、２は、サーバ電源ブロック１
から電力供給を受けるサーバ、，３，４は、二次電池直
流電源装置である。５，６は、それぞれ二次電池直流電
源装置の接続コネクタである。７は、共通電源ライン、
８は、共通接地ライン（還流ライン）、９は、並列運転
制御ラインである。サーバ電源ブロック１は、ＡＣ／Ｄ
Ｃ変換回路（ＡＣ／ＤＣ）１１とＤＣ／ＤＣ変換回路
（ＤＣ／ＤＣ）１２、そしてＡＴＸコネクタ１３とを有
している。ＡＣ／ＤＣ変換回路１１は、いわゆるＡＣ電
源回路であり、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣとを
内蔵していて、例えば、入力電圧２００ＶのＡＣ電力を
ＤＣ４８Ｖの電圧の電力に変換して出力する回路であっ
て、その出力ライン１１ａが共通電源ライン７に接続さ
れ、その接地ライン１１ｂが共通接地ライン８に接続さ
れている。ＤＣ／ＤＣ変換回路１２は、入力側がＤＣ４
８Ｖの共通電源ライン７と共通接地ライン８とに接続さ
れ、例えば、ＤＣ１２Ｖ、ＤＣ５Ｖ、ＤＣ３Ｖ、ＤＣ−
１２Ｖ、ＤＣ−５Ｖの出力端子を有し、各出力端子が、
いわゆるＡＴＸコネクタ１３に接続されている。サーバ
２は、このＡＴＸコネクタ１３を介して電力供給を受け
て動作する。
適用した一実施例の電源バックアップシステムのブロッ
ク図、図２は、二次電池直流電源装置のコネクタ接続時
の処理のフローチャート、図３は、他の実施例のバック
アップシステムのコネクタ接続状態の説明図、図４は、
この発明の二次電池直流電源装置を適用した他の実施例
の電源バックアップシステムのブロック図、そして図５
は、図４の実施例の二次電池直流電源装置のコネクタ接
続時の処理のフローチャートである。図１において、１
０は、サーバ電源バックアップシステムであって、１
は、サーバ電源ブロック、２は、サーバ電源ブロック１
から電力供給を受けるサーバ、，３，４は、二次電池直
流電源装置である。５，６は、それぞれ二次電池直流電
源装置の接続コネクタである。７は、共通電源ライン、
８は、共通接地ライン（還流ライン）、９は、並列運転
制御ラインである。サーバ電源ブロック１は、ＡＣ／Ｄ
Ｃ変換回路（ＡＣ／ＤＣ）１１とＤＣ／ＤＣ変換回路
（ＤＣ／ＤＣ）１２、そしてＡＴＸコネクタ１３とを有
している。ＡＣ／ＤＣ変換回路１１は、いわゆるＡＣ電
源回路であり、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣとを
内蔵していて、例えば、入力電圧２００ＶのＡＣ電力を
ＤＣ４８Ｖの電圧の電力に変換して出力する回路であっ
て、その出力ライン１１ａが共通電源ライン７に接続さ
れ、その接地ライン１１ｂが共通接地ライン８に接続さ
れている。ＤＣ／ＤＣ変換回路１２は、入力側がＤＣ４
８Ｖの共通電源ライン７と共通接地ライン８とに接続さ
れ、例えば、ＤＣ１２Ｖ、ＤＣ５Ｖ、ＤＣ３Ｖ、ＤＣ−
１２Ｖ、ＤＣ−５Ｖの出力端子を有し、各出力端子が、
いわゆるＡＴＸコネクタ１３に接続されている。サーバ
２は、このＡＴＸコネクタ１３を介して電力供給を受け
て動作する。
【０００８】ここで、接続コネクタ５、６は同一の構成
であるので、接続コネクタ５について説明すると、接続
コネクタ５は、二次電池直流電源装置３の出力ライン＋
Ｖcc３０ａを共通電源ライン７と接続するコネクタ端子
５ａ、二次電池直流電源装置３のグランドＧＮＤライン
３０ｂを共通接地ライン８と接続するコネクタ端子５
ｂ、二次電池直流電源装置３の運転制御ライン３０ｃを
並列運転制御ライン９と接続するコネクタ端子５ｃ、さ
らに、接続検出端子５ｄ、５ｅが設けられていてこれら
端子はコネクタ内部でショートされている。なお、二次
電池直流電源装置３側の各接続端子は、接続検出端子５
ａ〜５ｅと重なる関係で図では独立に示していない。一
方、二次電池直流電源装置３には、コネクタ接続検出ラ
イン３０ｄ、３０ｅがこれらコネクタ接続検出端子５
ｄ、５ｅに接続される。なお、接続コネクタ６の６ａ〜
６ｅは、コネクタ５の各端子５ａ〜５ｅに対応してい
る。それらの説明は割愛する。二次電池直流電源装置
３，４は、同一の構成であるので、二次電池直流電源装
置３について説明し、二次電池直流電源装置４の説明は
割愛する。二次電池直流電源装置３は、数十本の電池が
直列に接続された電池セルブロック（組電池）３０と、
この電池セルブロック３０から電力を受けて昇圧レギュ
レーション動作をするコントローラ３１と充放電切換ス
イッチ回路３２とからなる。
であるので、接続コネクタ５について説明すると、接続
コネクタ５は、二次電池直流電源装置３の出力ライン＋
Ｖcc３０ａを共通電源ライン７と接続するコネクタ端子
５ａ、二次電池直流電源装置３のグランドＧＮＤライン
３０ｂを共通接地ライン８と接続するコネクタ端子５
ｂ、二次電池直流電源装置３の運転制御ライン３０ｃを
並列運転制御ライン９と接続するコネクタ端子５ｃ、さ
らに、接続検出端子５ｄ、５ｅが設けられていてこれら
端子はコネクタ内部でショートされている。なお、二次
電池直流電源装置３側の各接続端子は、接続検出端子５
ａ〜５ｅと重なる関係で図では独立に示していない。一
方、二次電池直流電源装置３には、コネクタ接続検出ラ
イン３０ｄ、３０ｅがこれらコネクタ接続検出端子５
ｄ、５ｅに接続される。なお、接続コネクタ６の６ａ〜
６ｅは、コネクタ５の各端子５ａ〜５ｅに対応してい
る。それらの説明は割愛する。二次電池直流電源装置
３，４は、同一の構成であるので、二次電池直流電源装
置３について説明し、二次電池直流電源装置４の説明は
割愛する。二次電池直流電源装置３は、数十本の電池が
直列に接続された電池セルブロック（組電池）３０と、
この電池セルブロック３０から電力を受けて昇圧レギュ
レーション動作をするコントローラ３１と充放電切換ス
イッチ回路３２とからなる。
【０００９】コントローラ３１は、電池セルブロック３
０の正極側ライン３１ａとの間に設けられたコイル３
１、そして、このコイル３１と充放電切換スイッチ回路
３２との間に設けられたスイッチトランジスタＱ1、コ
イル３１と直列に接続されたｐチャネルＭＯＳＦＥＴの
スイッチトランジスタＱ1との接続点Ｎ1とグランドＧＮ
Ｄライン３０ｂとの間に設けられ、電池セル側に対して
並列に接続されたｎチャネルＭＯＳＦＥＴのスイッチン
グトランジスタＱ2、スイッチランジスタＱ1と充放電切
換スイッチ回路３２との接続点Ｎ2とグランドＧＮＤラ
イン３０ｂとの間に設けられた出力用コンデンサ３３、
そして出力用コンデンサ３３の端子電圧を検出する電圧
値検出回路３１ｂとからなる。コントローラ３１は、電
池セルブロック３０の電力を受けて動作し、電圧値検出
回路３１ｂの電圧検出信号に応じて昇圧動作をし、か
つ、出力用コンデンサ３３の電圧がＤＣ４８Ｖになるよ
うにレギュレーション制御を行う。充放電切換スイッチ
回路３２は、接続点Ｎ2と出力側電源ライン＋Ｖcc３０
ａとの間にはスイッチ素子としてｐチャネルＭＯＳトラ
ンジスタＱ3と、Ｑ4が直列に接続され、それぞれのトラ
ンジスタＱ3，Ｑ4には、図示するようにダイオードＤ
3，Ｄ4が並列に接続されている。そして、ゲート回路３
２ａによりこれらトランジスタのＯＮ／ＯＦＦが制御さ
れる。なお、これらのダイオードＤ3，Ｄ4は、ここで
は、それぞれのトランジスタのドレイン−ソース間に寄
生して形成されるボディダイオードを用いる。
０の正極側ライン３１ａとの間に設けられたコイル３
１、そして、このコイル３１と充放電切換スイッチ回路
３２との間に設けられたスイッチトランジスタＱ1、コ
イル３１と直列に接続されたｐチャネルＭＯＳＦＥＴの
スイッチトランジスタＱ1との接続点Ｎ1とグランドＧＮ
Ｄライン３０ｂとの間に設けられ、電池セル側に対して
並列に接続されたｎチャネルＭＯＳＦＥＴのスイッチン
グトランジスタＱ2、スイッチランジスタＱ1と充放電切
換スイッチ回路３２との接続点Ｎ2とグランドＧＮＤラ
イン３０ｂとの間に設けられた出力用コンデンサ３３、
そして出力用コンデンサ３３の端子電圧を検出する電圧
値検出回路３１ｂとからなる。コントローラ３１は、電
池セルブロック３０の電力を受けて動作し、電圧値検出
回路３１ｂの電圧検出信号に応じて昇圧動作をし、か
つ、出力用コンデンサ３３の電圧がＤＣ４８Ｖになるよ
うにレギュレーション制御を行う。充放電切換スイッチ
回路３２は、接続点Ｎ2と出力側電源ライン＋Ｖcc３０
ａとの間にはスイッチ素子としてｐチャネルＭＯＳトラ
ンジスタＱ3と、Ｑ4が直列に接続され、それぞれのトラ
ンジスタＱ3，Ｑ4には、図示するようにダイオードＤ
3，Ｄ4が並列に接続されている。そして、ゲート回路３
２ａによりこれらトランジスタのＯＮ／ＯＦＦが制御さ
れる。なお、これらのダイオードＤ3，Ｄ4は、ここで
は、それぞれのトランジスタのドレイン−ソース間に寄
生して形成されるボディダイオードを用いる。
【００１０】充電状態のときには、ゲート回路３２ａに
よりトランジスタＱ3がＯＦＦにされ、トランジスタＱ4
がＯＮにされる。放電のときには、ゲート回路３２ａに
より逆にトランジスタＱ3がＯＮにされ、トランジスタ
Ｑ4がＯＦＦにされる。このようなゲート回路３２ａの
充放電の切換制御は、コントローラ３１からの制御信号
に応じてゲート回路３２ａを介して行われる。コントロ
ーラ３１は、ＭＰＵ３１０と、メモリ３１１、Ａ／Ｄ変
換回路（Ａ／Ｄ）３１２とからなり、これらがバス３１
３を介して相互に接続されている。コントローラ３１
は、昇圧レギュレーション制御のほかに、活線接続制御
を行う。そのために、メモリ３１１には、活線接続制御
プログラム３１１ａが格納され、さらに昇圧レギュレー
ション制御プログラム３１１ｂ、充放電切換プログラム
３１１ｃ、降圧充電制御プログラム３１１ｄ、そして過
充電、過放電保護制御プログラム、充放電判定プログラ
ム等が格納されている。そして、コネクタ５の端子５
ｄ，５ｅあるいはコネクタ６の端子６ｄ，６ｅに接続さ
れるコネクタ接続検出ライン３０ｄ、３０ｅを有してい
る。これらラインがショートされたときに、ＭＰＵ３１
０は、ショートされたときの信号を割込み信号として受
けて図２に示すプログラム処理を実行する。なお、充放
電判定プログラムは、出力ライン＋Ｖcc３０ａに流れる
電流の方向を検出抵抗Ｒｓを介して検出することで、充
電状態か、放電状態かを検出する。このためにと過充
電，過放電を検出するために検出抵抗Ｒｓの電圧により
電流値を検出する電流値検出回路３１ｃが設けられてい
る。
よりトランジスタＱ3がＯＦＦにされ、トランジスタＱ4
がＯＮにされる。放電のときには、ゲート回路３２ａに
より逆にトランジスタＱ3がＯＮにされ、トランジスタ
Ｑ4がＯＦＦにされる。このようなゲート回路３２ａの
充放電の切換制御は、コントローラ３１からの制御信号
に応じてゲート回路３２ａを介して行われる。コントロ
ーラ３１は、ＭＰＵ３１０と、メモリ３１１、Ａ／Ｄ変
換回路（Ａ／Ｄ）３１２とからなり、これらがバス３１
３を介して相互に接続されている。コントローラ３１
は、昇圧レギュレーション制御のほかに、活線接続制御
を行う。そのために、メモリ３１１には、活線接続制御
プログラム３１１ａが格納され、さらに昇圧レギュレー
ション制御プログラム３１１ｂ、充放電切換プログラム
３１１ｃ、降圧充電制御プログラム３１１ｄ、そして過
充電、過放電保護制御プログラム、充放電判定プログラ
ム等が格納されている。そして、コネクタ５の端子５
ｄ，５ｅあるいはコネクタ６の端子６ｄ，６ｅに接続さ
れるコネクタ接続検出ライン３０ｄ、３０ｅを有してい
る。これらラインがショートされたときに、ＭＰＵ３１
０は、ショートされたときの信号を割込み信号として受
けて図２に示すプログラム処理を実行する。なお、充放
電判定プログラムは、出力ライン＋Ｖcc３０ａに流れる
電流の方向を検出抵抗Ｒｓを介して検出することで、充
電状態か、放電状態かを検出する。このためにと過充
電，過放電を検出するために検出抵抗Ｒｓの電圧により
電流値を検出する電流値検出回路３１ｃが設けられてい
る。
【００１１】ここで、二次電池直流電源装置３あるいは
二次電池直流電源装置４がコネクタ５あるいはコネクタ
６に接続されたときに、それぞれの接続検出端子５ｄ、
５ｅあるいは接続検出端子６ｄ、６ｅのショートにより
コネクタ接続検出ライン３０ｄ、３０ｅがショートさ
れ、これによる検出信号（接続検出割込み信号）を受け
て活線接続制御プログラム３１１ａがコールされ、ＭＰ
Ｕ３１０に実行される。これがＭＰＵ６により実行され
たときには、図２に示す処理が行われる。まず、接続検
出割込みによりプログラムがスタートしてスイッチトラ
ンジスタＱ1をＯＦＦにし、充放電切換スイッチ回路３
２のトランジスタＱ3、Ｑ4をＯＦＦにする（ステップ１
０１）。なお、充放電切換スイッチ回路３２のトランジ
スタＱ3、Ｑ4は、ここでは、最初からＯＦＦ状態に設定
されている。したがって、放電は停止状態で二次電池直
流電源装置３、４は保存されている。このステップ１０
１でさらに、これらトランジスタをＯＦＦ状態に設定す
るのは、念のための処理である。なお、接続する前にト
ランジスタＱ3、Ｑ4をＯＦＦ状態のマニュアル動作で設
定してもよい。二次電池直流電源装置３あるは二次電池
直流電源装置４を接続する前には、装置は、放電されな
いＯＦＦ状態になっていることが必要である。また、こ
こでは、二次電池直流電源装置３と二次電池直流電源装
置４のいずれが先に接続されていもよい。この場合、い
ずれか一方が接続状態のときに他方の装置が接続され
る。
二次電池直流電源装置４がコネクタ５あるいはコネクタ
６に接続されたときに、それぞれの接続検出端子５ｄ、
５ｅあるいは接続検出端子６ｄ、６ｅのショートにより
コネクタ接続検出ライン３０ｄ、３０ｅがショートさ
れ、これによる検出信号（接続検出割込み信号）を受け
て活線接続制御プログラム３１１ａがコールされ、ＭＰ
Ｕ３１０に実行される。これがＭＰＵ６により実行され
たときには、図２に示す処理が行われる。まず、接続検
出割込みによりプログラムがスタートしてスイッチトラ
ンジスタＱ1をＯＦＦにし、充放電切換スイッチ回路３
２のトランジスタＱ3、Ｑ4をＯＦＦにする（ステップ１
０１）。なお、充放電切換スイッチ回路３２のトランジ
スタＱ3、Ｑ4は、ここでは、最初からＯＦＦ状態に設定
されている。したがって、放電は停止状態で二次電池直
流電源装置３、４は保存されている。このステップ１０
１でさらに、これらトランジスタをＯＦＦ状態に設定す
るのは、念のための処理である。なお、接続する前にト
ランジスタＱ3、Ｑ4をＯＦＦ状態のマニュアル動作で設
定してもよい。二次電池直流電源装置３あるは二次電池
直流電源装置４を接続する前には、装置は、放電されな
いＯＦＦ状態になっていることが必要である。また、こ
こでは、二次電池直流電源装置３と二次電池直流電源装
置４のいずれが先に接続されていもよい。この場合、い
ずれか一方が接続状態のときに他方の装置が接続され
る。
【００１２】接続されたときの二次電池直流電源装置３
あるいは二次電池直流電源装置４は、次に、並列接続の
スイッチングトランジスタＱ2を所定の周波数でＯＮ／
ＯＦＦしてフライバックパルスをコイル３１の接続点Ｎ
1に発生して、この昇圧した電圧をスイッチトランジス
タＱ1のボディダイオードを介して出力用コンデンサ３
３に電流を供給して昇圧充電をする（ステップ１０
２）。なお、ここで、スイッチトランジスタＱ1は、ｐ
チャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタであって、そのソー
ス側が充放電切換スイッチ回路３２に接続され、ドレイ
ン側が接続点Ｎ1に接続されている。そこで、これがＯ
ＦＦになっていると、ボディダイオード（寄生ダイオー
ド）により接続点Ｎ1側が高い電圧になったときには、
充放電切換スイッチ回路３２側（接続点Ｎ2側）がカソ
ードとなるダイオードが形成されているので電流を流す
ことができる。一方、充電時には、降圧充電制御プログ
ラムがＭＰＵ３１０により実行されて、これによりゲー
ト回路３２ａによりトランジスタＱ3をＯＦＦ、トラン
ジスタＱ4をＯＮにして充放電切換スイッチ回路３２が
充電状態に設定され、そのゲートが制御されてトランジ
スタＱ1が所定の内部インピーダンスに設定されて降圧
トランジスタとなる。その結果、トランジスタＱ1によ
り電源ライン＋Ｖcc３０ａを介して入力された充電電力
の電圧が充電電圧にまでこのトランジスタＱ1により下
げられてコイル３１を介して電池セルブロック（組電
池）３０が充電される。なお、図２の処理では、ステッ
プ１０１でトランジスタＱ4をＯＦＦにしているのでこ
の充電動作に入ることはない。また、この充電動作は、
レギュレーション制御された状態において、共通電源ラ
イン７の電圧が共通電源ライン７から充電しても影響を
与えないような、所定の電圧（ここでは４８Ｖ）よりも
高いときに行われる。
あるいは二次電池直流電源装置４は、次に、並列接続の
スイッチングトランジスタＱ2を所定の周波数でＯＮ／
ＯＦＦしてフライバックパルスをコイル３１の接続点Ｎ
1に発生して、この昇圧した電圧をスイッチトランジス
タＱ1のボディダイオードを介して出力用コンデンサ３
３に電流を供給して昇圧充電をする（ステップ１０
２）。なお、ここで、スイッチトランジスタＱ1は、ｐ
チャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタであって、そのソー
ス側が充放電切換スイッチ回路３２に接続され、ドレイ
ン側が接続点Ｎ1に接続されている。そこで、これがＯ
ＦＦになっていると、ボディダイオード（寄生ダイオー
ド）により接続点Ｎ1側が高い電圧になったときには、
充放電切換スイッチ回路３２側（接続点Ｎ2側）がカソ
ードとなるダイオードが形成されているので電流を流す
ことができる。一方、充電時には、降圧充電制御プログ
ラムがＭＰＵ３１０により実行されて、これによりゲー
ト回路３２ａによりトランジスタＱ3をＯＦＦ、トラン
ジスタＱ4をＯＮにして充放電切換スイッチ回路３２が
充電状態に設定され、そのゲートが制御されてトランジ
スタＱ1が所定の内部インピーダンスに設定されて降圧
トランジスタとなる。その結果、トランジスタＱ1によ
り電源ライン＋Ｖcc３０ａを介して入力された充電電力
の電圧が充電電圧にまでこのトランジスタＱ1により下
げられてコイル３１を介して電池セルブロック（組電
池）３０が充電される。なお、図２の処理では、ステッ
プ１０１でトランジスタＱ4をＯＦＦにしているのでこ
の充電動作に入ることはない。また、この充電動作は、
レギュレーション制御された状態において、共通電源ラ
イン７の電圧が共通電源ライン７から充電しても影響を
与えないような、所定の電圧（ここでは４８Ｖ）よりも
高いときに行われる。
【００１３】次に、出力用コンデンサ３３の電圧を電圧
値検出回路３１ｂにより検出する（ステップ１０３）。
そして、その電圧が５０Ｖになったか否か判定する（ス
テップ１０４）。５０Ｖ未満であるとき（ＮＯ条件のと
き）には、ステップ１０２へと戻り、昇圧動作を繰り返
す。そして、ステップ１０４の判定で５０Ｖ以上になっ
ていると判定されたときに（ＹＥＳ条件のとき）、昇圧
レギュレーション制御プログラム３１１ｂをコールして
実行してレギュレーション制御に入る（ステップ１０
５）。このときには、出力コンデンサ３３の充電電圧が
５０Ｖであり、目標の出力電圧値のＤＣ４８Ｖより高い
ので、このときレギュレーション制御に入っても出力コ
ンデンサ３３への電力供給は停止している。次に、スイ
ッチトランジスタＱ1をＯＮにし、ゲート回路３２ａを
介してトランジスタＱ3をＯＮにし、トランジスタＱ4を
ＯＦＦにして充放電切換スイッチ回路３２を放電状態に
設定する（ステップ１０６）。そして、ここでの処理を
終了する。その結果、出力電圧は、出力コンデンサ３３
の電圧である５０Ｖに近い電圧が共通電源ライン７に供
給され、少し高いこの電圧によりこの共通電源ライン７
が上昇するが、安定性を損なうほどのものではない。そ
して、この上昇が収まり、出力コンデンサ３３の電圧が
ＤＣ４８Ｖ以下となったときにはレギュレーション制御
により出力コンデンサ３３へ昇圧電流が供給されて出力
電圧が４８Ｖになるように安定化される。
値検出回路３１ｂにより検出する（ステップ１０３）。
そして、その電圧が５０Ｖになったか否か判定する（ス
テップ１０４）。５０Ｖ未満であるとき（ＮＯ条件のと
き）には、ステップ１０２へと戻り、昇圧動作を繰り返
す。そして、ステップ１０４の判定で５０Ｖ以上になっ
ていると判定されたときに（ＹＥＳ条件のとき）、昇圧
レギュレーション制御プログラム３１１ｂをコールして
実行してレギュレーション制御に入る（ステップ１０
５）。このときには、出力コンデンサ３３の充電電圧が
５０Ｖであり、目標の出力電圧値のＤＣ４８Ｖより高い
ので、このときレギュレーション制御に入っても出力コ
ンデンサ３３への電力供給は停止している。次に、スイ
ッチトランジスタＱ1をＯＮにし、ゲート回路３２ａを
介してトランジスタＱ3をＯＮにし、トランジスタＱ4を
ＯＦＦにして充放電切換スイッチ回路３２を放電状態に
設定する（ステップ１０６）。そして、ここでの処理を
終了する。その結果、出力電圧は、出力コンデンサ３３
の電圧である５０Ｖに近い電圧が共通電源ライン７に供
給され、少し高いこの電圧によりこの共通電源ライン７
が上昇するが、安定性を損なうほどのものではない。そ
して、この上昇が収まり、出力コンデンサ３３の電圧が
ＤＣ４８Ｖ以下となったときにはレギュレーション制御
により出力コンデンサ３３へ昇圧電流が供給されて出力
電圧が４８Ｖになるように安定化される。
【００１４】この実施例のステップ１０６の制御におい
て、ＤＣ４８Ｖか、それより少し高い電圧、例えば５０
Ｖで放電側のスイッチ回路をＯＮにして放電を開始し
て、電源ライン＋Ｖcc３０ａを介して接続コネクタ５あ
るいは６に二次電池直流電源装置３あるいは４が接続さ
れて共通電源ライン７に電力供給をする。そして、その
手前のステップ１０５のレギュレーション制御におい
て、電圧値検出回路３１ｂからの電圧を監視して充放電
切換スイッチ回路３２を経た出力電圧が実質的にＤＣ４
８Ｖになるようにレギュレーション制御され、その出力
用コンデンサ３３に充電された電荷が電源ライン＋Ｖcc
３０ａを介して共通電源ライン７に放電されて電力供給
が行われる。このように接続コネクタ５，６に二次電池
直流電源装置３，４のいずれかを接続した場合には、出
力用コンデンサ３３が実質的に目標出力電圧値のＤＣ４
８Ｖか、それより少し高い電圧に充電された状態で共通
電源ライン７に対して接続が行われるので、共通電源ラ
イン７からのラッシュカレントはほとんどなく、また、
二次電池直流電源装置３，４から共通電源ライン７への
供給電流は、ＡＣ電源回路側が遮断していないので、通
常は、その増加もほとんど発生しない。
て、ＤＣ４８Ｖか、それより少し高い電圧、例えば５０
Ｖで放電側のスイッチ回路をＯＮにして放電を開始し
て、電源ライン＋Ｖcc３０ａを介して接続コネクタ５あ
るいは６に二次電池直流電源装置３あるいは４が接続さ
れて共通電源ライン７に電力供給をする。そして、その
手前のステップ１０５のレギュレーション制御におい
て、電圧値検出回路３１ｂからの電圧を監視して充放電
切換スイッチ回路３２を経た出力電圧が実質的にＤＣ４
８Ｖになるようにレギュレーション制御され、その出力
用コンデンサ３３に充電された電荷が電源ライン＋Ｖcc
３０ａを介して共通電源ライン７に放電されて電力供給
が行われる。このように接続コネクタ５，６に二次電池
直流電源装置３，４のいずれかを接続した場合には、出
力用コンデンサ３３が実質的に目標出力電圧値のＤＣ４
８Ｖか、それより少し高い電圧に充電された状態で共通
電源ライン７に対して接続が行われるので、共通電源ラ
イン７からのラッシュカレントはほとんどなく、また、
二次電池直流電源装置３，４から共通電源ライン７への
供給電流は、ＡＣ電源回路側が遮断していないので、通
常は、その増加もほとんど発生しない。
【００１５】図３は、他の実施例であって、接続コネク
タ５，６に設けられている接続検出端子５ｄ、５ｅある
いは接続検出端子６ｄ、６ｅに換えて、二次電池直流電
源側に接続検出のためのマイクロリミットスイッチ１４
を設けたものであり、接続コネクタ５，６に二次電池直
流電源装置を装着したときにマイクロリミットスイッチ
１４がＯＦＦからＯＮになることによりコネクタへの接
続を検出して、これを割込み信号としてＭＰＵ３１０に
入力し、図２の割込み信号で起動する活線接続制御プロ
グラム３１１ａをコールしてＭＰＵ３１０が実行するよ
うにしたものである。なお、接続コネクタ５，６側に
は、それぞれマイクロリミットスイッチ１４の作動子１
４ａが挿入される浅い溝１５が設けられている。なお、
以上の場合、マイクロリミットスイッチ１４をディップ
スイッチとして手動によりコネクタ接続信号を発生し
て、これを前記の割込み信号としてもよい。
タ５，６に設けられている接続検出端子５ｄ、５ｅある
いは接続検出端子６ｄ、６ｅに換えて、二次電池直流電
源側に接続検出のためのマイクロリミットスイッチ１４
を設けたものであり、接続コネクタ５，６に二次電池直
流電源装置を装着したときにマイクロリミットスイッチ
１４がＯＦＦからＯＮになることによりコネクタへの接
続を検出して、これを割込み信号としてＭＰＵ３１０に
入力し、図２の割込み信号で起動する活線接続制御プロ
グラム３１１ａをコールしてＭＰＵ３１０が実行するよ
うにしたものである。なお、接続コネクタ５，６側に
は、それぞれマイクロリミットスイッチ１４の作動子１
４ａが挿入される浅い溝１５が設けられている。なお、
以上の場合、マイクロリミットスイッチ１４をディップ
スイッチとして手動によりコネクタ接続信号を発生し
て、これを前記の割込み信号としてもよい。
【００１６】図４は、この発明の二次電池直流電源装置
を適用した他の実施例の電源バックアップシステムのブ
ロック図である。図１と相違する点は、昇圧すべき目標
電圧をコンデンサ３３の充電電圧により電圧検出回路で
検出するのではなく、ダイオードＤ4（トランジスタＱ4
の端子間）に電流が順方向に流れたか否かを電流検出回
路により検出するものである。そのため、電流値検出回
路３１ｃの電流検出端子がトランジスタＱ4の端子間に
並列に接続されたダイオードＤ4の端子間に接続されて
いる。これによりダイオードＤ4に電流が順方向に流れ
るか否かを検出する。さらに、図１の活栓接続制御プロ
グラム３１１ａの処理は、目標電圧についての判定をす
ることなしに活栓接続の処理を行う。なお、電流値検出
回路３１ｃは、ダイオードＤ4に電流が順方向に流れた
ときには、その検出信号をバス３１３を介してＭＰＵ３
１０に電流検出信号として送出する。
を適用した他の実施例の電源バックアップシステムのブ
ロック図である。図１と相違する点は、昇圧すべき目標
電圧をコンデンサ３３の充電電圧により電圧検出回路で
検出するのではなく、ダイオードＤ4（トランジスタＱ4
の端子間）に電流が順方向に流れたか否かを電流検出回
路により検出するものである。そのため、電流値検出回
路３１ｃの電流検出端子がトランジスタＱ4の端子間に
並列に接続されたダイオードＤ4の端子間に接続されて
いる。これによりダイオードＤ4に電流が順方向に流れ
るか否かを検出する。さらに、図１の活栓接続制御プロ
グラム３１１ａの処理は、目標電圧についての判定をす
ることなしに活栓接続の処理を行う。なお、電流値検出
回路３１ｃは、ダイオードＤ4に電流が順方向に流れた
ときには、その検出信号をバス３１３を介してＭＰＵ３
１０に電流検出信号として送出する。
【００１７】前記のような活栓接続制御プログラム３１
１ａの実行によるＭＰＵ３１０の二次電池直流電源装置
のコネクタ接続時の処理について、図５のフローチャー
トに従って以下説明する。図５のステップ２０１，ステ
ップ２０２の処理は、図２のステップ１０１，ステップ
１０２とそれぞれ対応していて、接続検出割込み（接続
検出端子５ｄ、５ｅあるいは接続検出端子６ｄ、６ｅの
ショートによる検出信号）によりプログラムがスタート
してスイッチトランジスタＱ1をＯＦＦにし、充放電切
換スイッチ回路３２のトランジスタＱ3、Ｑ4をＯＦＦに
する（ステップ２０１）。次に、並列接続のスイッチン
グトランジスタＱ2を所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦして
フライバックパルスをコイル３１の接続点Ｎ1に発生し
て、この昇圧した電圧をスイッチトランジスタＱ1のボ
ディダイオードを介して出力用コンデンサ３３に電流を
供給して昇圧充電をする（ステップ２０２）。ステップ
２０３では、ステップ１０３と異なり、電流値検出回路
３１ｃによりダイオードＤ4に電流が順方向に流れたか
否かを検出する。それは、電流値検出回路３１ｃからそ
の電流検出信号があったか否かによる。ダイオードＤ4
に電流が流れていないとき（電流検出信号がなく、ＮＯ
条件のとき）には、ステップ１０２へと戻り、昇圧動作
を繰り返す。そして、ステップ２０３の判定でダイオー
ドＤ4に電流が順方向に流れたときには、ステップ２０
４で一旦昇圧動作を停止する。前記のステップ２０３の
判定でダイオードＤ4に電流が順方向に流れたときには
コンデンサ３３の充電電圧が接続対象となるラインの電
圧、例えば、それを４８Ｖとすると、４８Ｖ＋１Ｖｆ
（ダイオードＤ4の順方向降下電圧）以上になっている
ときである。このときにＹＥＳ条件となって、昇圧動作
を停止する。次に、このときのコンデンサ３３の電圧
（接続点Ｎ2の電圧）を昇圧レギュレーションの目標電
圧値として電圧値検出回路３１ｂから取得してメモリ３
１１の所定の領域に記憶する（ステップ２０５）。
１ａの実行によるＭＰＵ３１０の二次電池直流電源装置
のコネクタ接続時の処理について、図５のフローチャー
トに従って以下説明する。図５のステップ２０１，ステ
ップ２０２の処理は、図２のステップ１０１，ステップ
１０２とそれぞれ対応していて、接続検出割込み（接続
検出端子５ｄ、５ｅあるいは接続検出端子６ｄ、６ｅの
ショートによる検出信号）によりプログラムがスタート
してスイッチトランジスタＱ1をＯＦＦにし、充放電切
換スイッチ回路３２のトランジスタＱ3、Ｑ4をＯＦＦに
する（ステップ２０１）。次に、並列接続のスイッチン
グトランジスタＱ2を所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦして
フライバックパルスをコイル３１の接続点Ｎ1に発生し
て、この昇圧した電圧をスイッチトランジスタＱ1のボ
ディダイオードを介して出力用コンデンサ３３に電流を
供給して昇圧充電をする（ステップ２０２）。ステップ
２０３では、ステップ１０３と異なり、電流値検出回路
３１ｃによりダイオードＤ4に電流が順方向に流れたか
否かを検出する。それは、電流値検出回路３１ｃからそ
の電流検出信号があったか否かによる。ダイオードＤ4
に電流が流れていないとき（電流検出信号がなく、ＮＯ
条件のとき）には、ステップ１０２へと戻り、昇圧動作
を繰り返す。そして、ステップ２０３の判定でダイオー
ドＤ4に電流が順方向に流れたときには、ステップ２０
４で一旦昇圧動作を停止する。前記のステップ２０３の
判定でダイオードＤ4に電流が順方向に流れたときには
コンデンサ３３の充電電圧が接続対象となるラインの電
圧、例えば、それを４８Ｖとすると、４８Ｖ＋１Ｖｆ
（ダイオードＤ4の順方向降下電圧）以上になっている
ときである。このときにＹＥＳ条件となって、昇圧動作
を停止する。次に、このときのコンデンサ３３の電圧
（接続点Ｎ2の電圧）を昇圧レギュレーションの目標電
圧値として電圧値検出回路３１ｂから取得してメモリ３
１１の所定の領域に記憶する（ステップ２０５）。
【００１８】次に、ステップ２０６で昇圧レギュレーシ
ョン制御プログラム３１１ｂをコールして実行して前記
のステップで取得した目標電圧値に従ってレギュレーシ
ョン制御に入る。このときには、出力コンデンサ３３の
充電電圧は、４８Ｖ＋１Ｖｆより少し高い程度であり、
目標の出力電圧値のＤＣ４８Ｖより高いので、図２の場
合と同様に、このときレギュレーション制御に入っても
出力コンデンサ３３への電力供給は停止している。次
に、スイッチトランジスタＱ1をＯＮにし、ゲート回路
３２ａを介してトランジスタＱ3をＯＮにし、トランジ
スタＱ4をＯＦＦにして充放電切換スイッチ回路３２を
放電状態に設定する（ステップ２０７）。そして、ここ
での処理を終了する。このようにダイオードＤ4に順方
向に流れる電流を検出すれば、二次電池直流電源装置３
あるいは４が接続される共通電源ライン７に供給される
電圧に対応した目標電圧参照して昇圧制御をしなくても
済む。
ョン制御プログラム３１１ｂをコールして実行して前記
のステップで取得した目標電圧値に従ってレギュレーシ
ョン制御に入る。このときには、出力コンデンサ３３の
充電電圧は、４８Ｖ＋１Ｖｆより少し高い程度であり、
目標の出力電圧値のＤＣ４８Ｖより高いので、図２の場
合と同様に、このときレギュレーション制御に入っても
出力コンデンサ３３への電力供給は停止している。次
に、スイッチトランジスタＱ1をＯＮにし、ゲート回路
３２ａを介してトランジスタＱ3をＯＮにし、トランジ
スタＱ4をＯＦＦにして充放電切換スイッチ回路３２を
放電状態に設定する（ステップ２０７）。そして、ここ
での処理を終了する。このようにダイオードＤ4に順方
向に流れる電流を検出すれば、二次電池直流電源装置３
あるいは４が接続される共通電源ライン７に供給される
電圧に対応した目標電圧参照して昇圧制御をしなくても
済む。
【００１９】なお、以上の場合、ステップ２０３の電流
検出信号は、電流値検出回路３１ｃからの割込み信号で
あってもよい。また、ステップ２０５で取得した目標電
圧は、昇圧レギュレーション制御プログラム３１１ｂに
よる目標電圧とされてレギュレーション制御が行われる
が、この昇圧レギュレーション制御プログラム３１１ｂ
の制御をダイオードＤ4に電流が順方向において流れな
くなったときに昇圧動作をする制御にすれば、ステップ
２０５の処理は不要である。ダイオードＤ4に順方向に
電流が流れなくなったときには、出力コンデンサ３３の
充電電圧が４８Ｖ＋１Ｖｆより低くなったきであるから
である。このようにすれば、目標電圧での制御は不要に
なり、目標電圧を設定しなくても、あるいはそれを記憶
していなくても済み、共通電源ライン７がどのような電
圧のものでも電池本体３０の電圧よりも高い電圧であれ
ば、活線状態で二次電池直流電源装置３あるいは二次電
池直流電源装置４が共通電源ライン７に接続できる。
検出信号は、電流値検出回路３１ｃからの割込み信号で
あってもよい。また、ステップ２０５で取得した目標電
圧は、昇圧レギュレーション制御プログラム３１１ｂに
よる目標電圧とされてレギュレーション制御が行われる
が、この昇圧レギュレーション制御プログラム３１１ｂ
の制御をダイオードＤ4に電流が順方向において流れな
くなったときに昇圧動作をする制御にすれば、ステップ
２０５の処理は不要である。ダイオードＤ4に順方向に
電流が流れなくなったときには、出力コンデンサ３３の
充電電圧が４８Ｖ＋１Ｖｆより低くなったきであるから
である。このようにすれば、目標電圧での制御は不要に
なり、目標電圧を設定しなくても、あるいはそれを記憶
していなくても済み、共通電源ライン７がどのような電
圧のものでも電池本体３０の電圧よりも高い電圧であれ
ば、活線状態で二次電池直流電源装置３あるいは二次電
池直流電源装置４が共通電源ライン７に接続できる。
【００２０】以上説明したきたが、図４に示す実施例で
は、図５に示すステップ２０３の判定において、ダイオ
ードＤ4に電流が順方向に流れたか否かを判定して電流
値検出回路３１ｃがその検出信号を発生するものである
が、電流値検出回路３１ｃからダイオードに順方向に流
れる電流値を得て、その値が実質的に“０”に近い値
か、それ以上の電流値になったか否かをＭＰＵ３１０が
判定することであってもよい。また、実施例では、充放
電切換回路３２を設けて、内部の電池セルブロック（組
電池）を充電できるような構成を採っているが、セルブ
ロック（組電池）は、電源装置から取り外されて別の場
所で充電されてもよいので、充放電切換回路３２は、放
電するか、否かの制御をするためのトランジスタＱ3等
のスイッチ回路だけが設けられていてもよい。さらに、
実施+例では、サーバの電源バックアップシステムの例
を説明しているが、複数の二次電池直流電源装置を並列
運転して電力供給する場合の電源システムにおいて二次
電池直流電源装置の活線状態での挿抜をするシステムで
あればどのようなシステムであってもこの発明は適用で
きるものである。
は、図５に示すステップ２０３の判定において、ダイオ
ードＤ4に電流が順方向に流れたか否かを判定して電流
値検出回路３１ｃがその検出信号を発生するものである
が、電流値検出回路３１ｃからダイオードに順方向に流
れる電流値を得て、その値が実質的に“０”に近い値
か、それ以上の電流値になったか否かをＭＰＵ３１０が
判定することであってもよい。また、実施例では、充放
電切換回路３２を設けて、内部の電池セルブロック（組
電池）を充電できるような構成を採っているが、セルブ
ロック（組電池）は、電源装置から取り外されて別の場
所で充電されてもよいので、充放電切換回路３２は、放
電するか、否かの制御をするためのトランジスタＱ3等
のスイッチ回路だけが設けられていてもよい。さらに、
実施+例では、サーバの電源バックアップシステムの例
を説明しているが、複数の二次電池直流電源装置を並列
運転して電力供給する場合の電源システムにおいて二次
電池直流電源装置の活線状態での挿抜をするシステムで
あればどのようなシステムであってもこの発明は適用で
きるものである。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明のとおり、第１の発明にあっ
ては、コンデンサに充電された電力を出力するラインと
出力端子との間にＯＦＦ状態に設定されたスイッチ回路
を設け、接続検出手段からの検出信号を受けて昇圧回路
を動作させてコンデンサを充電し、コンデンサが所定の
電圧以上に充電されたときにスイッチ回路をＯＮ状態に
するこのことにより、電源供給ラインにこの電源装置が
接続された時点では、スイッチ回路がＯＦＦの状態にあ
るので、電源供給ラインの電圧には影響を与えることが
ない。そして、コンデンサが出力する所定の電圧か、そ
れ以上に充電されたときにスイッチ回路がＯＮするよう
にしているので、コンデンサ側に電荷が流れ込むことが
ほとんどない。さらに、第２の発明にあっては、コンデ
ンサが所定の電圧以上に充電されたことを検出する手段
として、前記のスイッチ回路としてスイッチ動作のトラ
ンジスタとダイオードの並列回路で構成し、トランジス
タをＯＦＦ状態にしておき、ダイオードに電流が順方向
に流れたか否かを検出することにより、コンデンサが所
定の電圧以上に充電されたか否かを検出する。このこと
により、第１の発明と同様に直流電源装置を活線接続す
ることができる。その結果、直流電源装置の活線挿抜時
にラッシュカレントを小さく抑えることができ、活線状
態において安定した挿抜ができる。
ては、コンデンサに充電された電力を出力するラインと
出力端子との間にＯＦＦ状態に設定されたスイッチ回路
を設け、接続検出手段からの検出信号を受けて昇圧回路
を動作させてコンデンサを充電し、コンデンサが所定の
電圧以上に充電されたときにスイッチ回路をＯＮ状態に
するこのことにより、電源供給ラインにこの電源装置が
接続された時点では、スイッチ回路がＯＦＦの状態にあ
るので、電源供給ラインの電圧には影響を与えることが
ない。そして、コンデンサが出力する所定の電圧か、そ
れ以上に充電されたときにスイッチ回路がＯＮするよう
にしているので、コンデンサ側に電荷が流れ込むことが
ほとんどない。さらに、第２の発明にあっては、コンデ
ンサが所定の電圧以上に充電されたことを検出する手段
として、前記のスイッチ回路としてスイッチ動作のトラ
ンジスタとダイオードの並列回路で構成し、トランジス
タをＯＦＦ状態にしておき、ダイオードに電流が順方向
に流れたか否かを検出することにより、コンデンサが所
定の電圧以上に充電されたか否かを検出する。このこと
により、第１の発明と同様に直流電源装置を活線接続す
ることができる。その結果、直流電源装置の活線挿抜時
にラッシュカレントを小さく抑えることができ、活線状
態において安定した挿抜ができる。
【図１】図１は、この発明の二次電池直流電源装置を適
用した一実施例の電源バックアップシステムのブロック
図である。
用した一実施例の電源バックアップシステムのブロック
図である。
【図２】図２は、二次電池直流電源装置のコネクタ接続
時の処理のフローチャートである。
時の処理のフローチャートである。
【図３】図３は、他の実施例のバックアップシステムの
コネクタ接続状態の説明図である。
コネクタ接続状態の説明図である。
【図４】図４は、この発明の二次電池直流電源装置を適
用した他の実施例の電源バックアップシステムのブロッ
ク図である。
用した他の実施例の電源バックアップシステムのブロッ
ク図である。
【図５】図５は、図４の実施例の二次電池直流電源装置
のコネクタ接続時の処理のフローチャートである。
のコネクタ接続時の処理のフローチャートである。
１…サーバ電源ブロック、２…サーバ、３，４…二次電
池直流電源装置、５，６…接続コネクタ、７…共通電源
ライン、８…共通接地ライン（還流ライン）、９…並列
運転制御ライン、１０…サーバ電源バックアップシステ
ム、１１…ＡＣ／ＤＣ変換回路、１２…ＤＣ／ＤＣ変換
回路、１３…ＡＴＸコネクタ、１４…マイクロリミット
スイッチ、３１０…ＭＰＵ３、３１１…メモリ、３１１
ａ…活線接続制御プログラム、３１１ｂ…昇圧レギュレ
ーション制御プログラム。
池直流電源装置、５，６…接続コネクタ、７…共通電源
ライン、８…共通接地ライン（還流ライン）、９…並列
運転制御ライン、１０…サーバ電源バックアップシステ
ム、１１…ＡＣ／ＤＣ変換回路、１２…ＤＣ／ＤＣ変換
回路、１３…ＡＴＸコネクタ、１４…マイクロリミット
スイッチ、３１０…ＭＰＵ３、３１１…メモリ、３１１
ａ…活線接続制御プログラム、３１１ｂ…昇圧レギュレ
ーション制御プログラム。
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フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5B011 DA06 DA13 DB05
5G003 AA01 BA01 CA04 CA14 CC02
DA07 DA16 FA04 GB04
5H730 AA17 AA20 AS05 AS17 AS21
BB13 BB14 BB57 DD04 DD32
EE02 FD01 FD31 XX02 XX03
XX12 XX13 XX23 ZZ05
Claims (14)
- 【請求項１】電源供給ラインが活線状態で挿抜され出力
端子を介して所定の電圧の電力を前記電源供給ラインに
供給する二次電池直流電源装置において、 前記電源供給ラインに所定の電圧の電力を供給しこの所
定の電圧よりも低い電圧を発生する電池本体と、 前記電池本体からの電力を実質的に前記所定の電圧にま
で昇圧してコンデンサに充電する昇圧回路と、 前記コンデンサに充電された電力を出力するラインと前
記出力端子との間に設けられたＯＦＦ状態に設定された
スイッチ回路と、 前記電源供給ラインに接続されたことを検出する接続検
出手段と、 前記接続検出手段からの検出信号を受けて前記昇圧回路
を動作させて前記コンデンサを充電し、前記コンデンサ
が前記所定の電圧以上に充電されたときに前記スイッチ
回路をＯＮ状態にする制御手段とを備えることを特徴と
する二次電池直流電源装置。 - 【請求項２】前記電池本体は、複数の電池本体が直列接
続されたものであり、前記所定の電圧を検出する電圧検
出回路を有し、前記制御手段は、前記電圧検出回路から
の電圧検出信号に応じて前記スイッチ回路をＯＮ状態に
する請求項１記載の二次電池直流電源装置。 - 【請求項３】前記制御手段は、前記接続検出手段からの
検出信号を受けて前記スイッチ回路をＯＦＦ状態にして
前記昇圧回路を動作させるものであり、さらに、前記所
定の電圧か、これ以上の電圧の電力を外部から受けてそ
の電圧を降圧して前記電池本体を充電する降圧充電回路
と、 充電状態か放電状態かを検出する充放電検出手段とを備
え前記充放電検出手段に応じて充電時に前記降圧充電回
路を動作させ、放電時に前記昇圧回路を動作させる請求
項２記載の二次電池直流電源装置。 - 【請求項４】前記接続検出手段は、前記電源供給ライン
とこの二次電池直流電源装置とをコネクタを介して接続
したときに前記コネクタとの接続により検出信号を発生
する請求項３記載の二次電池直流電源装置。 - 【請求項５】前記接続検出手段は、手動操作のスイッチ
である請求項３記載の二次電池直流電源装置。 - 【請求項６】前記電池本体は、複数の電池本体が直列接
続されたものであり、前記スイッチ回路は、スイッチ動
作のトランジスタと前記電源供給ラインに電力を供給す
る方向を順方向としてこの順方向に前記トランジスタに
並列に接続されたダイオードとからなり、前記所定の電
圧は、前記トランジスタがＯＦＦしている状態で前記ダ
イオードに順方向に電流が流れたときの前記コンデンサ
の電圧に実質的に対応するものである請求項１記載の二
次電池直流電源装置。 - 【請求項７】実質的に前記ダイオードに電流が流れたこ
とを検出する電流検出回路を有し、前記トランジスタ
は、ＭＯＳトランジスタであり、前記ダイオードは前記
ＭＯＳトランジスタとともに形成される寄生ダイオード
であり、前記制御手段は、前記電流検出回路からの電流
検出信号に応じて前記スイッチ回路をＯＮ状態にする請
求項６記載の二次電池直流電源装置。 - 【請求項８】電源供給ラインが活線状態で二次電池直流
電源装置の少なくとも１つが挿抜されるものであって、
複数の前記二次電池直流電源装置が前記電源供給ライン
にコネクタを介してそれぞれ接続され前記二次電池直流
電源装置の出力端子を介して所定の電圧の電力を前記電
源供給ラインに供給する電源供給システムにおいて、 前記二次電池直流電源装置は、前記電源供給ラインに所
定の電圧の電力を供給しこの所定の電圧よりも低い電圧
を発生する電池本体と、 前記電池本体からの電力を実質的に前記所定の電圧にま
で昇圧してコンデンサに充電する昇圧回路と、 前記コンデンサに充電された電力を出力するラインと前
記出力端子との間に設けられたＯＦＦ状態に設定された
スイッチ回路と、 前記電源供給ラインに接続されたことを検出する接続検
出手段と、 前記接続検出手段からの検出信号を受けて前記昇圧回路
を動作させて前記コンデンサを充電し、前記コンデンサ
が前記所定の電圧以上に充電されたときに前記スイッチ
回路をＯＮ状態にする制御手段とを備えることを特徴と
する電源供給システム。 - 【請求項９】前記電池本体は、複数の電池本体が直列接
続されたものであり、前記所定の電圧を検出する電圧検
出回路を有し、前記制御手段は、前記電圧検出回路から
の電圧検出信号に応じて前記スイッチ回路をＯＮ状態に
する請求項８記載の電源供給システム。 - 【請求項１０】前記接続検出手段は、前記コネクタに設
けられたショートされている第１および第２の端子とこ
の第１および第２の端子に接続されショートされたこと
を検出する配線ラインとを有する請求項９記載の電源供
給システム。 - 【請求項１１】前記接続検出手段は、前記コネクタに接
続されたときに前記コネクタに作動子が押圧されること
で動作するリミットスイッチとを有する請求項９記載の
電源供給システム。 - 【請求項１２】前記制御手段は、前記接続検出手段から
の検出信号を受けて前記スイッチ回路をＯＦＦ状態にし
て前記昇圧回路を動作させるものであり、さらに、前記
二次電池直流電源装置は、前記所定の電圧か、これ以上
の電圧の電力を外部から受けてその電圧を降圧して前記
電池本体を充電する降圧充電回路と、 充電状態か放電状態かを検出する充放電検出手段とを備
え前記充放電検出手段に応じて充電時に前記降圧充電回
路を動作させ、放電時に前記昇圧回路を動作させる請求
項９記載の電源供給システム。 - 【請求項１３】前記電池本体は、複数の電池本体が直列
接続されたものであり、前記スイッチ回路は、スイッチ
動作のトランジスタと前記電源供給ラインに電力を供給
する方向を順方向としてこの順方向に前記トランジスタ
に並列に接続されたダイオードとからなり、前記所定の
電圧は、前記トランジスタがＯＦＦしている状態で前記
ダイオードに順方向に電流が流れたときの前記コンデン
サの電圧に実質的に対応するものである請求項８記載の
電源供給システム。 - 【請求項１４】実質的に前記ダイオードに電流が流れた
ことを検出する電流検出回路を有し、前記トランジスタ
は、ＭＯＳトランジスタであり、前記ダイオードは前記
ＭＯＳトランジスタとともに形成される寄生ダイオード
であり、前記制御手段は、前記電流検出回路からの電流
検出信号に応じて前記スイッチ回路をＯＮ状態にする請
求項１３記載の電源供給システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002161258A JP2003174728A (ja) | 2001-09-27 | 2002-06-03 | 二次電池直流電源装置および電源供給システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001296436 | 2001-09-27 | ||
| JP2001-296436 | 2001-09-27 | ||
| JP2002161258A JP2003174728A (ja) | 2001-09-27 | 2002-06-03 | 二次電池直流電源装置および電源供給システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003174728A true JP2003174728A (ja) | 2003-06-20 |
Family
ID=26623067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002161258A Withdrawn JP2003174728A (ja) | 2001-09-27 | 2002-06-03 | 二次電池直流電源装置および電源供給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003174728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013140605A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 蓄電池制御装置および蓄電装置 |
-
2002
- 2002-06-03 JP JP2002161258A patent/JP2003174728A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013140605A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 蓄電池制御装置および蓄電装置 |
| US9496749B2 (en) | 2012-03-23 | 2016-11-15 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Storage battery control device and electrical storage device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040625 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050916 |