JP2004064975A

JP2004064975A - Uninterruptive power unit

Info

Publication number: JP2004064975A
Application number: JP2002223977A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakazawa; 中澤　浩志
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an uninterruptive power unit which reduces the power consumption by excluding unnecessary charge to a battery and does not deteriorate the performance of a battery. <P>SOLUTION: In case that AC input voltage is normal, the battery 17 is charged by a charger 12. When the AC input voltage drops or goes off, the battery 16 supplies power to load. The battery 16 consists of a lithium ion battery, and further this power unit is equipped with a charger controller 31 which stops the action of the charger 12 when the charge of the battery 16 is finished. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、停電バックアップ用のバッテリと、このバッテリを充電する充電器を内蔵した無停電電源装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、負荷に交流電力を供給する従来の無停電電源装置（ＵＰＳ）のブロック構成図を示している。同図において、１は装置に交流入力電圧を給電する例えばＡＣ１００Ｖの交流電源、２は負荷（図示せず）への給電を切換える切換スイッチであって、交流電源１からの交流入力電圧を直接負荷に供給するためのバイパスライン３が、交流電源１と切換スイッチ２の一つの入力端子との間に設けられる。また、このバイパスライン３とは別に、安定化した交流電圧を負荷に供給するために、交流電源１からの交流入力電圧を整流して直流電圧に変換する整流器４と、整流器４若しくは後述するバッテリ１１からの直流電圧を交流に変換するインバータ５とを直列接続したものが、交流電源１と切換スイッチ２の他の入力端子との間に設けられる。これにより、切換スイッチ２の接点を一方の入力端子に接続すると、交流電源１からの交流入力電圧が、そのまま切換スイッチ２を通して負荷に送られる。また、切換スイッチ２の接点を他方の入力端子に接続すると、インバータ５からの直流電圧が切換スイッチ２を通して負荷に送られるようになっている。
【０００３】
１１は停電バックアップ用の電源であるバッテリで、これは一般に複数のセルを直流に積み重ねた充放電可能な鉛電池により構成される。また、バッテリ１１を充電するために、交流電源１からの交流入力電圧を直流電圧に変換してバッテリ１１に供給する充電器１２が、交流電源１とバッテリ１１との間に接続される。さらに、前記整流器４からインバータ５に至る直流電圧ライン７と、充電器１２からバッテリ１１に至る直流電圧ライン１３との間に、直流切換スイッチ１４が接続される。
【０００４】
そして、交流電源１からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであれば、直流切換スイッチ１４をオフにして、交流入力電圧をそのまま負荷に供給するか、さもなければ図４の実線矢印で示すように、交流入力電圧を整流器４により整流して直流電圧に変換し、この直流電圧をインバータ５で所望の交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）に変換して負荷に供給する。それと共に、前記交流入力電圧を充電器１２により直流電圧に変換してバッテリ１１に供給し、バッテリ１１を充電させる。一方、交流入力電圧が例えば停電などで所定の電圧レベルを下回ると、直流切換スイッチ１４をオンに切換え、図４の点線矢印で示すように、バッテリ１１からの直流電圧をインバータ５により所望の交流電圧に変換して、この交流電圧を負荷に供給するようになっている。
【０００５】
図５は、負荷に直流電力を供給する従来の無停電電源装置（ＤＣ−ＵＰＳ）のブロック構成図を示している。この場合は、前記インバータ５に代わって、負荷に一乃至複数の所望の直流電圧を供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータ２１が接続される。また、整流器４からの直流出力がバッテリ１１に入り込まないように、整流器４からインバータ５に至る直流電圧ライン７と、充電器１２からバッテリ１１に至る直流電圧ライン１３との間には、一方向導通素子であるダイオード２２が接続されると共に、バッテリ１１からの充電電圧が充電器１２に逆流しないように、直流電圧ライン１３には別のダイオード２３が挿入接続される。
【０００６】
そして、交流電源１からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであれば、図５の実線矢印で示すように、交流入力電圧を整流器４により整流して直流電圧に変換し、この直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ２１で所望の直流電圧（例えばＤＣ２４Ｖ，ＤＣ１２Ｖ，ＤＣ５Ｖなど）に変換して負荷に供給する。また、その場合はダイオード２２がオフするので、前記交流入力電圧が充電器１２により直流電圧に変換され、この直流電圧がダイオード２３を通じてバッテリ１１に与えられ、バッテリ１１は充電される。一方、交流入力電圧が例えば停電などで所定の電圧レベルを下回ると、バッテリ１１の充電電圧が整流器４からの出力電圧レベルよりも高くなり、ダイオード２２が導通してこのバッテリ１１の充電電圧が直流電圧としてＤＣ／ＤＣコンバータ２１に供給される。これにより、バッテリ１１の容量が許す限り、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１から所望の直流電圧が負荷に供給される。
【０００７】
以上のように、上記図４および図５の構成では、いずれも交流入力電圧の正常時において充電器１２が常時動作しており、バッテリ１１は常に充電器１２からの直流電圧が充電され得る充電状態となっている。その理由は、バッテリ１１である鉛電池の特性によるもので、鉛電池は自己放電が進むと容量が低下し、その後容量が回復できなくなったり、寿命が短くなったり、停電時における放電スペックを満足できなくなったり、各セルの電圧バラツキが大きくなって劣化が進むからである。つまり、従来の無停電電源装置は、バッテリ１１である鉛電池の自己放電による容量低下を防止し、かつ電解液を活性化させるために、常時バッテリ１１を充電してその容量を維持する必要がある。しかし、それでは装置としての消費電力の低減が図れないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題に着目して成されたものであって、その目的は、必要のないバッテリへの充電を省いて消費電力の低減を図ると共に、バッテリの性能を劣化させない無停電電源装置を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の無停電電源装置では、入力電圧が正常である場合は、充電器によりバッテリを充電し、前記入力電圧が低下若しくは停電すると、前記バッテリから負荷に電力を供給する無停電電源装置において、前記バッテリはリチウムイオン電池からなると共に、前記バッテリの充電が完了すると、前記充電器の動作を停止させる充電器制御回路を備えている。
【００１０】
この場合、バッテリはリチウムイオン電池からなるので、自己放電が殆どなく、常に充電させなくても寿命の低下は起こらない。こうしたバッテリの特性を利用して、バッテリの充電が完了すると、充電器の動作を停止させる充電器制御回路を設けると、バッテリの充電が必要なときにのみ充電器が動作し、それ以外は充電器によるバッテリへの充電を停止するので、バッテリの性能を劣化させずに、消費電力の低減を図ることができる。
【００１１】
バッテリの充電が完了したか否かを判断する手段は幾つか考えられるが、特に請求項２の無停電電源装置では、前記入力電圧が正常に立ち上がると、一定時間後に前記充電器の動作を停止させるタイマ手段を充電器制御回路に備えている。
【００１２】
これは、バッテリであるリチウムイオン電池の特性を利用している。リチウムイオン電池は、完全に放電した状態からフル充電になるまでの時間、すなわち充電が完了するまでの時間が安定しているので、バッテリの充電が完了したか否かを判断する上で、バッテリの充電電圧や充電電流を直接監視する必要がない。したがって、少なくともバッテリの充電完了時間よりも長くタイマ手段の一定時間を設定するだけで、簡単な構成でありながら必要な時にのみバッテリを確実に充電させることができる。
【００１３】
本発明の請求項３の無停電電源装置では、前記バッテリの充電電流が一定値以下になると、前記充電器の動作を停止させる動作停止手段を充電器制御回路に備えている。
【００１４】
この場合は、バッテリの充電が完了したか否かを、バッテリ自身の充電電流によって直接的に判断することができる。これにより、バッテリの充電電流を検出するだけで、必要な時にのみバッテリを確実に充電させることができる。
【００１５】
本発明の請求項４の無停電電源装置では、前記バッテリの充電電圧が一定値以上になると、前記充電器の動作を停止させる動作停止手段を充電器制御回路に備えている。
【００１６】
この場合は、バッテリの充電が完了したか否かを、バッテリ自身の充電電圧によって直接的に判断することができる。これにより、バッテリの充電電圧を検出するだけで、必要な時にのみバッテリを確実に充電させることができる。
【００１７】
本発明の請求項５の無停電電源装置では、前記充電器の動作停止時に前記バッテリの充電電圧が第１の電圧レベルにまで低下すると、前記充電器の動作を開始させるように前記充電器制御回路を構成している。
【００１８】
バッテリは必要な時にのみ充電されるので、長期未充電に起因する自己放電によりバッテリの充電電圧が次第に低下する。したがって、バッテリの充電電圧が第１の電圧レベルにまで低下したら、充電器の動作を開始させることで、バッテリの充電を定期的に行なうことが可能になる。
【００１９】
本発明の請求項６の無停電電源装置では、前記バッテリの充電電圧が第１の電圧レベルにまで低下して、前記充電器の動作を開始させた後、前記バッテリの充電電圧が第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルに上昇すると、再び前記充電器の動作を停止させるように前記充電器制御回路を構成している。
【００２０】
この場合、バッテリの充電電圧が自己放電により低下して、第１の電圧レベルに達すると充電器による充電が開始する。そしてこの充電は、第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルにまでバッテリの充電電圧が上昇するまで継続するので、バッテリをフル充電に近い状態で定期的に充電することが可能になる。
【００２１】
【発明の実施形態】
以下、本発明における好ましい実施態様について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、前記図４および図５と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため省略する。
【００２２】
図１は、装置の全体構成を示す回路図であって、この図１では負荷の所望の交流電圧を供給する無停電電源装置を対象としている。後述する充電器制御回路３１を除く電力供給用の主回路は、図４で示したものと概ね共通しているが、停電バックアップ時の電源であるバッテリ１６は、鉛電池ではなくリチウムイオン電池である点が注目される。すなわちリチウムイオン電池は、自己放電が殆どなく、したがって単体で放置しても寿命の低下を起こさない。しかも放電後の開放状態で長期間放置した後でも、その容量を１００％回復できる特性を有している。また、バッテリ１６の充電電圧が充電器１２に逆流しないように、直流電圧ライン１３にはダイオード２３が挿入接続される。交流入力電圧の正常時および停電時（低下時含む）において、負荷に所望の電力を供給する動作は、図４に対応した従来例の説明と同じである。
【００２３】
３１は、充電器１６を動作させるか否かを制御判断する充電器制御回路である。この充電器制御回路３１は、交流電源１からの交流入力電圧の有無を検出する入力電圧検出回路３２と、交流入力電圧が例えば交流電源１の投入や停電復帰に伴ない立ち上がると、一定時間Ｔ後にタイマオン信号を出力するタイマ手段３３と、バッテリ１６の充電電圧を検出するバッテリ電圧検出回路３４と、前記タイマ手段３３からタイマオン信号が出力され、かつバッテリ電圧検出回路３４によりバッテリ１６の電圧が第１の電圧レベルＶ１にまで低下しないときに限り、充電器１２の動作を停止する充電器停止信号を供給し、それ以外の場合には充電器１２を動作させる充電器動作信号を供給する充電器制御信号出力手段たるＡＮＤ回路３５とを備えて構成される。
【００２４】
充電器制御回路３１の構成をより具体的に説明すると、入力電圧検出回路３２は、交流入力電圧を半波整流するダイオード３８とコンデンサ３９からなる整流回路と、交流入力電圧の整流出力を分圧するために直列接続された分圧抵抗４１，４２，４３と、抵抗４２，４３の接続点の電位が第１の基準電源４４の基準電圧より高ければ、出力端子が「Ｈ（高）」レベルとなり、そうでなければ「Ｌ（低）」レベルとなる第１の比較器としてのコンパレータ４５と、コンパレータ４５の増幅率を決める帰還抵抗４６と、コンパレータ４５の出力端子に現れる比較結果の電圧を分圧する直列接続された分圧抵抗４７，４８と、分圧抵抗４７，４８の接続点の電位が「Ｌ」レベルのときにはオフし、「Ｈ」レベルのときにはオンするスイッチ素子としてのトランジスタ４９と、トランジスタ４９のコレクタに接続する電流制限用の抵抗５０とにより構成され、トランジスタ４９がオンすると後述するタイマ手段３３のリレーに励磁電流が流れるようになっている。
【００２５】
またタイマ手段３３は、図２のタイミングチャートに示すように、リレー５１と、このリレー５１に励磁電流が流れてから一定時間Ｔ後にオフからオンに切換わり、リレー５１を流れる励磁電流が途絶えると同時にオンからオフに切換わるスイッチ５２とを備えて構成される。ここでの一定時間Ｔは、バッテリ１６の特性を考慮して設定する。すなわち、完全放電状態にあるバッテリ１６がフル充電するまでの時間よりも長く設定するのが望ましい。
【００２６】
またバッテリ電圧検出回路３４は、前記タイマ手段３３のスイッチ５２がオンすると、整流器４からの出力電圧が動作電圧Ｖｃｃとして与えられる直列接続された分圧抵抗５５，５６と、バッテリ１６の充電電圧を分圧するための直列接続された別の分圧抵抗５７，５８と、この分圧抵抗５７，５８の接続点の電位が第２の基準電源５９の基準電圧より高ければ、出力端子が「Ｈ」レベルとなり、そうでなければ「Ｌ」レベルとなる第２の比較器としてのコンパレータ６０と、コンパレータ６０の増幅率を決める帰還抵抗６１と、コンパレータ６０の出力端子にカソードが接続されるダイオード６２と、前記動作電圧Ｖｃｃラインとダイオード６２のアノードとの間に接続する電流制限用の抵抗６３とからなり、ダイオード６２と抵抗６３の接続点に発生するバッテリ電圧検出信号Ｂｓと、分圧抵抗５５，５６の接続点から出力される交流電圧検出信号Ａｓを、ＡＮＤ回路３５の各入力端子に印加するように構成している。そして本実施例では、「Ｈ」レベルの充電器停止信号、若しくは「Ｌ」レベルの充電器動作信号のいずれかが、ＡＮＤ回路３５の出力端子から充電器１２に供給される。
【００２７】
次に、上記構成についてその作用を図３のタイミングチャートを基にして説明する。なお、図３において、最上段にある「ＡＣ」は交流入力電圧の波形であり、以下、「ＣＨＧ出力」は充電器１３からの直流電圧の供給状態を示す波形，「Ｖｃｃ」は前記動作電圧Ｖｃｃの波形，「リレー５１」はリレー５１を流れる電流波形，「スイッチ５２」はスイッチ５２を流れる波形，「Ａｓ」は分圧抵抗５５，５６の接続点から出力される交流電圧検出信号の電圧波形，「バッテリ電圧」はバッテリ１６の充電電圧すなわちバッテリ電圧，「Ｂｓ」はダイオード６１と抵抗６２の接続点に発生するバッテリ電圧検出信号の電圧波形，「ＣＨＧ信号」はＡＮＤ回路３５の出力端子から充電器１２に供給される制御信号の電圧波形をそれぞれ示している。
【００２８】
先ず、交流電源１が投入され、通常の交流入力電圧が装置に印加されると、交流入力電圧と共に整流器４からの直流電圧ひいては動作電圧Ｖｃｃが立ち上がる。これにより、充電器制御回路３１を構成するコンパレータ４５の出力端子は「Ｈ」レベルになり、トランジスタ４９はターンオンしてリレー５１に励磁電流が流れ込む。タイマ手段３３は、リレー５１に励磁電流が流れ始めたことを受けてカウントを開始するが、一定時間Ｔが経過するまではスイッチ５２をオフ状態に維持しているので、分圧抵抗５５，５６の接続点に生じる交流電圧検出信号Ａｓは「Ｌ」レベルになる。したがって、バッテリ電圧検出信号Ｂｓの電圧レベルに拘らず、充電器制御回路３１から充電器１２に「Ｌ」レベルの充電器動作信号が供給され、充電器１２は交流入力電圧を直流電圧に変換するように動作する。これは、図３における充電器動作期間Ａに相当する。
【００２９】
その後、一定時間Ｔが経過すると、タイマ手段３３のスイッチ５２がオフからオンに切換わり、交流電圧検出信号Ａｓは「Ｈ」レベルに転じる。そのとき、図３の充電器動作期間Ａの直後に示すように、バッテリ１６の充電電圧が第１の電圧レベルＶ１にまで低下していなければ、コンパレータ６０の出力端子ひいてはバッテリ電圧検出信号Ｂｓは「Ｈ」レベルになっているので、充電器制御回路３１から「Ｈ」レベルの充電器停止信号が供給され、充電器１２の動作は停止する。このように、交流電源１の投入後所定時間Ｔが経過した時点で、バッテリ１６がある程度充電されていれば、充電器１２の動作が停止するので、不必要な充電を強制的に止めて消費電力の低減を図ることができる。
【００３０】
なお、タイマ手段３３の計時ではなく、バッテリ１６の充電電流や充電電圧を監視して、充電器動作信号や充電器停止信号を出力する構成としてもよいが、バッテリ１６の充電電流や充電電圧はその変化が微妙であり、監視部にある程度の精度が要求される。バッテリ１６がリチウムイオン電池の場合、完全に放電した状態からフル充電までの時間は比較的安定しているので、本実施例のようにバッテリ１６の充電時間を考慮して所定時間Ｔを設定するのが、回路構成を単純にできて好ましい。
【００３１】
一方、交流入力電圧が停電（若しくは低下）して、直流切換スイッチ１４がオンすると、バッテリ１６の充電電圧が直流電圧としてインバータ５に印加され、このインバータ５にて変換された所望の交流電圧が、引続き負荷に供給される。したがって、交流入力電圧は停電するものの、動作電圧Ｖｃｃはバッテリ１６からの直流電圧により充電器制御回路３１に供給され続ける。
【００３２】
交流入力電圧が停電すると、図３に示すように、リレー５１を流れる励磁電流はトランジスタ４９がターンオフすることにより遮断され、スイッチ５２はそこですぐにオフする。したがって、分圧抵抗５５，５６の接続点に生じる交流電圧検出信号Ａｓは「Ｌ」レベルになり、バッテリ電圧検出信号Ｂｓの電圧レベルに拘らず、充電器制御回路３１から「Ｌ」レベルの充電器動作信号が供給され、充電器１２はその動作を開始する。また停電期間中は、バッテリ１６が放電するのでバッテリ電圧は低下し、第１の電圧レベルＶ１よりもバッテリ電圧が低下すると、コンパレータ６０の出力端子が「Ｌ」レベルに転じて、バッテリ電圧検出信号Ｂｓも「Ｌ」レベルに切換わる。
【００３３】
やがて、停電復帰して交流入力電圧が立ち上がると、リレー５１に励磁電流が流れることを受けてタイマ手段３３は一定時間Ｔの計時を開始する。また整流器４から再び直流電圧が出力されるのに伴ない、動作中の充電器１２からはダイオード２３を介してバッテリ１６に直流電圧が供給され、バッテリ電圧は徐々に上昇する。そして、このバッテリ１６の充電電圧が第１の電圧レベルＶ１よりも高い第２の電圧レベルＶ２に達すると、コンパレータ６０の出力端子は再び「Ｈ」レベルに転じ、バッテリ電圧検出信号Ｂｓも「Ｈ」レベルに復帰する。したがって、一定時間Ｔ後にタイマ手段３３のスイッチ５２がオンすると、交流電圧検出信号Ａｓは「Ｈ」レベルに転じて、充電器制御回路３１から「Ｈ」レベルの充電器停止信号が供給され、充電器１２の動作は停止する。すなわちここでも、不必要な充電を強制的に止めて消費電力の低減を図ることができる。
【００３４】
また本実施例では、充電器１２の動作を最小限に抑える関係で、リチウムイオン電池のバッテリ１６ではあるが少しずつ自己放電が生じるので、突発的な停電時にバッテリ１６に必要な電力を常に保持するために、定期トリクル充電機能を充電器制御回路３１に兼用させている。すなわち図３に示すように、バッテリ１６の自己放電によりバッテリ電圧が前記第１の電圧レベルＶ１にまで低下すると、充電器制御回路３１のバッテリ電圧検出回路３４がバッテリ電圧検出信号Ｂｓを「Ｌ」レベルに切換え、充電器１２を動作させる「Ｌ」レベルの充電器動作信号を、充電器１２に供給する。これを受けて充電器１２からバッテリ１６に直流電圧が供給され、バッテリ１６の充電が定期的に行なわれる。
【００３５】
その後、バッテリ１６の充電電圧が第１の電圧レベルＶ１よりも高い第２の電圧レベルＶ２に達すると、コンパレータ６０の出力端子は再び「Ｈ」レベルに転じ、バッテリ電圧検出信号Ｂｓも「Ｈ」レベルに復帰し、充電器制御回路３１から「Ｈ」レベルの充電器停止信号が供給され、充電器１２の動作は停止する。ここでの第２の電圧レベルＶ２は、バッテリ１６がほぼフル充電されるバッテリ電圧に設定する。バッテリ電圧検出信号Ｂｓの電圧レベルの切換わりに意図的にヒステリシスを持たせることにより、バッテリ１６をフル充電に近い状態で定期的に充電することが可能になる。
【００３６】
以上のように本実施例では、入力電圧（交流入力電圧）が正常である場合は、充電器１２によりバッテリ１６を充電し、交流入力電圧が低下若しくは停電すると、バッテリ１６から負荷に電力を供給する無停電電源装置において、バッテリ１６はリチウムイオン電池からなると共に、バッテリ１６の充電が完了すると、充電器１２の動作を停止させる充電器制御回路３１を備えている。
【００３７】
この場合、バッテリ１６はリチウムイオン電池からなるので、自己放電が殆どなく、常に充電させなくても寿命の低下は起こらない。こうしたバッテリ１６の特性を利用して、バッテリ１６の充電が完了すると、充電器１２の動作を停止させる充電器制御回路３１を設けると、バッテリ１６の充電が必要なときにのみ充電器１２が動作し、それ以外は充電器１２によるバッテリ１６への充電を停止するので、バッテリ１６の性能を劣化させずに、消費電力の低減を図ることができる。
【００３８】
バッテリ１６の充電が完了したか否かを判断する手段は幾つか考えられるが、とりわけ本実施例では、交流入力電圧が正常に立ち上がると、一定時間Ｔ後に充電器１２の動作を停止させるタイマ手段３３を充電器制御回路３１に備えている。
【００３９】
これは、バッテリ１６であるリチウムイオン電池の特性を利用している。リチウムイオン電池は、完全に放電した状態からフル充電になるまでの時間、すなわち充電が完了するまでの時間が安定しているので、バッテリ１６の充電が完了したか否かを判断する上で、バッテリ１６の充電電圧や充電電流を直接監視する必要がない。したがって、少なくともバッテリ１６の充電完了時間よりも長くタイマ手段３３の一定時間を設定するだけで、簡単な構成でありながら必要な時にのみバッテリ１６を確実に充電させることができる。
【００４０】
なお、代わりにバッテリ１６の充電電流が一定値以下になると、充電器１２の動作を停止させる動作停止手段を充電器制御回路３１に備えてもよい。
【００４１】
この場合は、バッテリ１６の充電が完了したか否かを、バッテリ１６自身の充電電流によって直接的に判断することができる。これにより、バッテリ１６の充電電流を検出するだけで、必要な時にのみバッテリ１６を確実に充電させることができる。
【００４２】
さらには、バッテリ１６の充電電圧が一定値以上になると、充電器１２の動作を停止させる動作停止手段を充電器制御回路に備えてもよい。
【００４３】
この場合は、バッテリの充電が完了したか否かを、バッテリ１６自身の充電電圧によって直接的に判断することができる。これにより、バッテリ１６の充電電圧を検出するだけで、必要な時にのみバッテリ１６を確実に充電させることができる。
【００４４】
さらに本実施例の無停電電源装置では、充電器１６の動作停止時にバッテリ１６の充電電圧が第１の電圧レベルにまで低下すると、充電器１６の動作を開始させるように、前記充電器制御回路３１を構成している。
【００４５】
バッテリ１６は必要な時にのみ充電されるので、長期未充電に起因する自己放電によりバッテリ１６の充電電圧が次第に低下する。したがって、バッテリ１６の充電電圧が第１の電圧レベルにまで低下したら、充電器１２の動作を開始させることで、バッテリ１６の充電を定期的に行なうことが可能になる。
【００４６】
とりわけ本実施例では、バッテリ１６の充電電圧が第１の電圧レベルにまで低下して、充電器１２の動作を開始させた後、バッテリ１６の充電電圧が第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルに上昇すると、再び充電器１２の動作を停止させるように充電器制御回路３１を構成している。
【００４７】
この場合、バッテリ１６の充電電圧が自己放電により低下して、第１の電圧レベルに達すると充電器１２による充電が開始する。そしてこの充電は、第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルにまでバッテリ１６の充電電圧が上昇するまで継続するので、バッテリ１６をフル充電に近い状態で定期的に充電することが可能になる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、充電器制御回路３１の論理構成（「Ｈ」レベル，「Ｌ」レベル）はあくまでも一例であり、素子の特性などを考慮して適宜変更してよい。さらには、図５に示すようなＤＣ−ＵＰＳに本実施例における充電器制御回路３１を付加してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の請求項１の無停電電源装置では、必要のないバッテリへの充電を省いて消費電力の低減を図ると共に、バッテリの性能を劣化させないようにさせることができる。
【００５０】
本発明の請求項２の無停電電源装置では、簡単な構成でありながら必要な時にのみバッテリを確実に充電させることができる。
【００５１】
本発明の請求項３の無停電電源装置では、バッテリの充電電流を検出するだけで、必要な時にのみバッテリを確実に充電させることができる。
【００５２】
本発明の請求項４の無停電電源装置では、バッテリの充電電圧を検出するだけで、必要な時にのみバッテリを確実に充電させることができる。
【００５３】
本発明の請求項５の無停電電源装置では、バッテリの充電を定期的に行なうことが可能になる。
【００５４】
本発明の請求項６の無停電電源装置では、バッテリをフル充電に近い状態で定期的に充電することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す無停電電源装置の回路構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示すタイマ動作のタイイングチャートである。
【図３】本発明の一実施例を示す各部のタイミングチャートである。
【図４】従来例を示す負荷に所望の交流電圧を供給する無停電電源装置（ＵＰＳ）のブロック構成図である。
【図５】従来例を示す負荷に所望の直流電圧を供給する無停電電源装置（ＤＣ−ＵＰＳ）のブロック構成図である。
【符号の説明】
１２　充電器
１６　バッテリ
３１　充電器制御回路
３３　タイマ手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an uninterruptible power supply having a backup battery for power failure and a charger for charging the battery.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 4 shows a block diagram of a conventional uninterruptible power supply (UPS) for supplying AC power to a load. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an AC power supply of, for example, 100 V AC for supplying an AC input voltage to the apparatus, and 2 denotes a changeover switch for switching power supply to a load (not shown). Is provided between the AC power supply 1 and one input terminal of the changeover switch 2. In addition to the bypass line 3, a rectifier 4 for rectifying an AC input voltage from the AC power supply 1 and converting it to a DC voltage in order to supply a stabilized AC voltage to a load; A serial connection of an inverter 5 for converting a DC voltage from 11 into an AC is provided between the AC power supply 1 and another input terminal of the changeover switch 2. Thus, when the contact of the changeover switch 2 is connected to one of the input terminals, the AC input voltage from the AC power supply 1 is sent to the load through the changeover switch 2 as it is. When the contact of the changeover switch 2 is connected to the other input terminal, the DC voltage from the inverter 5 is sent to the load through the changeover switch 2.
[0003]
Reference numeral 11 denotes a battery serving as a power supply for a power failure backup, which is generally constituted by a chargeable / dischargeable lead battery having a plurality of cells stacked on a direct current. To charge the battery 11, a charger 12 that converts an AC input voltage from the AC power supply 1 into a DC voltage and supplies the DC voltage to the battery 11 is connected between the AC power supply 1 and the battery 11. Further, a DC switch 14 is connected between a DC voltage line 7 from the rectifier 4 to the inverter 5 and a DC voltage line 13 from the charger 12 to the battery 11.
[0004]
Then, if the AC input voltage from the AC power supply 1 is at a normal voltage level, the DC changeover switch 14 is turned off and the AC input voltage is supplied to the load as it is, otherwise, as shown by the solid line arrow in FIG. Then, the AC input voltage is rectified by the rectifier 4 and converted into a DC voltage, and the DC voltage is converted into a desired AC voltage (for example, 100 V AC) by the inverter 5 and supplied to the load. At the same time, the AC input voltage is converted into a DC voltage by the charger 12 and supplied to the battery 11 to charge the battery 11. On the other hand, when the AC input voltage falls below a predetermined voltage level due to, for example, a power failure, the DC switch 14 is turned on, and the DC voltage from the battery 11 is converted into a desired AC voltage by the inverter 5 as shown by a dotted arrow in FIG. The AC voltage is converted into a voltage and supplied to a load.
[0005]
FIG. 5 shows a block diagram of a conventional uninterruptible power supply (DC-UPS) for supplying DC power to a load. In this case, a DC / DC converter 21 for supplying one or more desired DC voltages to the load is connected instead of the inverter 5. In order to prevent the DC output from the rectifier 4 from entering the battery 11, a one-way DC voltage line 7 from the rectifier 4 to the inverter 5 and a DC voltage line 13 from the charger 12 to the battery 11 are provided. A diode 22 which is a conduction element is connected, and another diode 23 is inserted and connected to the DC voltage line 13 so that a charging voltage from the battery 11 does not flow back to the charger 12.
[0006]
If the AC input voltage from the AC power supply 1 is at a normal voltage level, the AC input voltage is rectified by the rectifier 4 and converted into a DC voltage as shown by a solid line arrow in FIG. The DC / DC converter 21 converts the DC voltage into a desired DC voltage (for example, DC 24 V, DC 12 V, DC 5 V, etc.) and supplies it to the load. In this case, since the diode 22 is turned off, the AC input voltage is converted into a DC voltage by the charger 12, and the DC voltage is supplied to the battery 11 through the diode 23, so that the battery 11 is charged. On the other hand, when the AC input voltage falls below a predetermined voltage level due to, for example, a power failure, the charging voltage of the battery 11 becomes higher than the output voltage level from the rectifier 4, the diode 22 conducts, and the charging voltage of the battery 11 becomes DC. The voltage is supplied to the DC / DC converter 21. As a result, as long as the capacity of the battery 11 permits, a desired DC voltage is supplied from the DC / DC converter 21 to the load.
[0007]
As described above, in the configurations of FIG. 4 and FIG. 5 described above, the charger 12 is always operating when the AC input voltage is normal, and the battery 11 is always charged with the DC voltage from the charger 12. It is in a state. The reason for this is due to the characteristics of the lead battery, which is the battery 11. As the self-discharge progresses, the lead battery loses its capacity, and thereafter cannot recover its capacity, shortens its life, or satisfies the discharge specifications at the time of power failure. This is because it becomes impossible or the voltage variation of each cell becomes large and deterioration proceeds. That is, in the conventional uninterruptible power supply, it is necessary to always charge the battery 11 and maintain the capacity to prevent the capacity reduction due to the self-discharge of the lead battery as the battery 11 and activate the electrolyte. is there. However, there is a problem that the power consumption of the device cannot be reduced.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to reduce power consumption by eliminating unnecessary charging of a battery and to provide an uninterruptible power supply that does not deteriorate battery performance. To get the equipment.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the uninterruptible power supply according to claim 1 of the present invention, when the input voltage is normal, the battery is charged by the charger, and when the input voltage is reduced or the power is cut off, the uninterruptible power supply from the battery to the load In the power supply device, the battery includes a lithium ion battery, and further includes a charger control circuit that stops operation of the charger when charging of the battery is completed.
[0010]
In this case, since the battery is made of a lithium ion battery, there is almost no self-discharge, and the life is not shortened even if the battery is not always charged. Utilizing such battery characteristics, if a charger control circuit is provided to stop the operation of the battery charger when the battery is completely charged, the battery charger operates only when the battery needs to be charged. Since the charging of the battery by the battery is stopped, the power consumption can be reduced without deteriorating the performance of the battery.
[0011]
There are several means for determining whether or not the charging of the battery is completed. In particular, in the uninterruptible power supply according to claim 2, when the input voltage rises normally, the operation of the charger is stopped after a predetermined time. The charger control circuit is provided with a timer means for causing the battery to be operated.
[0012]
This utilizes the characteristics of a lithium ion battery which is a battery. Lithium-ion batteries have a stable time from a completely discharged state to a full charge, that is, a time until the charge is completed.Therefore, when determining whether the battery has been charged, It is not necessary to directly monitor the charging voltage and charging current of the battery. Therefore, the battery can be reliably charged only when necessary, with a simple configuration, by simply setting the fixed time of the timer means at least longer than the charging completion time of the battery.
[0013]
In the uninterruptible power supply device according to a third aspect of the present invention, the charger control circuit includes an operation stopping means for stopping the operation of the charger when the charging current of the battery becomes equal to or less than a predetermined value.
[0014]
In this case, whether or not the charging of the battery has been completed can be directly determined based on the charging current of the battery itself. As a result, the battery can be reliably charged only when necessary, only by detecting the charging current of the battery.
[0015]
In the uninterruptible power supply according to a fourth aspect of the present invention, the charger control circuit includes an operation stopping means for stopping the operation of the charger when the charging voltage of the battery becomes equal to or higher than a predetermined value.
[0016]
In this case, whether or not the charging of the battery has been completed can be directly determined based on the charging voltage of the battery itself. Thus, it is possible to reliably charge the battery only when necessary, simply by detecting the charge voltage of the battery.
[0017]
In the uninterruptible power supply device according to the present invention, when the charging voltage of the battery is reduced to the first voltage level when the operation of the charger is stopped, the charger control starts the operation of the charger. Make up the circuit.
[0018]
Since the battery is charged only when necessary, the self-discharge resulting from long-term uncharging gradually reduces the charge voltage of the battery. Therefore, when the charging voltage of the battery drops to the first voltage level, the operation of the charger is started, whereby the battery can be charged periodically.
[0019]
In the uninterruptible power supply according to claim 6 of the present invention, after the charging voltage of the battery decreases to the first voltage level and the operation of the charger is started, the charging voltage of the battery is reduced to the first voltage level. The charger control circuit is configured to stop the operation of the charger again when the voltage rises to a second voltage level higher than the voltage level.
[0020]
In this case, when the charging voltage of the battery decreases due to self-discharge and reaches the first voltage level, charging by the charger starts. This charging is continued until the charging voltage of the battery rises to a second voltage level higher than the first voltage level, so that the battery can be periodically charged in a state close to full charge. .
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description of common parts will be omitted because they are duplicated.
[0022]
FIG. 1 is a circuit diagram showing the entire configuration of the device. In FIG. 1, an uninterruptible power supply for supplying a desired AC voltage to a load is intended. The main circuit for power supply except for a charger control circuit 31 to be described later is generally common to that shown in FIG. 4, but the battery 16 which is a power source at the time of power failure backup is not a lead battery but a lithium ion battery. One point is noted. That is, the lithium ion battery has almost no self-discharge, and therefore does not cause a reduction in life even when left alone. Moreover, it has the characteristic that its capacity can be recovered by 100% even after being left in an open state after discharge for a long time. Further, a diode 23 is inserted and connected to the DC voltage line 13 so that the charging voltage of the battery 16 does not flow back to the charger 12. The operation of supplying the desired power to the load when the AC input voltage is normal and during a power failure (including when the AC input voltage is low) is the same as the description of the conventional example corresponding to FIG.
[0023]
Reference numeral 31 denotes a charger control circuit for controlling and determining whether to operate the charger 16. The charger control circuit 31 includes an input voltage detection circuit 32 for detecting the presence or absence of an AC input voltage from the AC power supply 1 and a fixed time T when the AC input voltage rises, for example, when the AC power supply 1 is turned on or after a power failure is restored. A timer means 33 for outputting a timer-on signal later; a battery voltage detection circuit 34 for detecting the charging voltage of the battery 16; a timer-on signal output from the timer means 33; 1. A charger that supplies a charger stop signal for stopping the operation of the charger 12 only when the voltage level does not drop down to the voltage level V1 of 1, and otherwise supplies a charger operation signal for operating the charger 12. An AND circuit 35 serving as control signal output means is provided.
[0024]
More specifically, the configuration of the charger control circuit 31 will be described. The input voltage detection circuit 32 divides a rectified output of the AC input voltage by a rectifying circuit including a diode 38 and a capacitor 39 for half-wave rectifying the AC input voltage. Therefore, if the potential of the voltage dividing resistors 41, 42, 43 connected in series and the connection point of the resistors 42, 43 is higher than the reference voltage of the first reference power supply 44, the output terminal becomes the “H (high)” level. The comparator 45 serving as a first comparator which otherwise becomes “L (low)” level, the feedback resistor 46 for determining the amplification factor of the comparator 45, and the voltage of the comparison result appearing at the output terminal of the comparator 45 are divided. Voltage-dividing resistors 47 and 48 connected in series, and a switch element that is turned off when the potential at the connection point of the voltage-dividing resistors 47 and 48 is at “L” level and turned on when it is at “H” level. A transistor 49 of Te, is constituted by a resistor 50 for current limiting to be connected to the collector of the transistor 49, so that the relay to the exciting current of the timer means 33 to be described later transistor 49 is turned on to flow.
[0025]
Also, as shown in the timing chart of FIG. 2, the timer means 33 is switched from off to on after a predetermined time T from when the exciting current flows through the relay 51 and when the exciting current flowing through the relay 51 is interrupted. And a switch 52 that switches from on to off at the same time. Here, the fixed time T is set in consideration of the characteristics of the battery 16. That is, it is desirable to set the time longer than the time until the battery 16 in the completely discharged state is fully charged.
[0026]
When the switch 52 of the timer means 33 is turned on, the battery voltage detection circuit 34 detects the series-connected voltage-dividing resistors 55 and 56 that receive the output voltage from the rectifier 4 as the operating voltage Vcc and the charging voltage of the battery 16. If the potential of another voltage dividing resistor 57, 58 connected in series for voltage dividing and the connection point of the voltage dividing resistors 57, 58 is higher than the reference voltage of the second reference power supply 59, the output terminal becomes "H". And a feedback resistor 61 for determining the amplification factor of the comparator 60, and a diode 62 having a cathode connected to the output terminal of the comparator 60. A current limiting resistor 63 connected between the operating voltage Vcc line and the anode of the diode 62. And the battery voltage detection signal Bs occurring attachment point, an alternating voltage detection signal As output from the connection point of the voltage dividing resistors 55 and 56, are configured to apply to the input terminals of the AND circuit 35. In this embodiment, either the “H” level charger stop signal or the “L” level charger operation signal is supplied from the output terminal of the AND circuit 35 to the charger 12.
[0027]
Next, the operation of the above configuration will be described based on the timing chart of FIG. In FIG. 3, “AC” at the top is the waveform of the AC input voltage, “CHG output” is a waveform indicating the supply state of the DC voltage from the charger 13, and “Vcc” is the operating voltage Vcc, “relay 51” is a current waveform flowing through the relay 51, “switch 52” is a waveform flowing through the switch 52, and “As” is the voltage of the AC voltage detection signal output from the connection point of the voltage dividing resistors 55 and 56. The waveform, "battery voltage" is the charging voltage of the battery 16, that is, the battery voltage, "Bs" is the voltage waveform of the battery voltage detection signal generated at the connection point between the diode 61 and the resistor 62, and "CHG signal" is the output terminal of the AND circuit 35. 2 shows a voltage waveform of a control signal supplied to the charger 12 from FIG.
[0028]
First, when the AC power supply 1 is turned on and a normal AC input voltage is applied to the device, the DC voltage from the rectifier 4 and the operating voltage Vcc rise together with the AC input voltage. As a result, the output terminal of the comparator 45 constituting the charger control circuit 31 becomes “H” level, the transistor 49 is turned on, and the exciting current flows into the relay 51. The timer means 33 starts counting in response to the start of the excitation current flowing through the relay 51. However, since the switch 52 is kept in the OFF state until a certain time T has elapsed, the voltage dividing resistors 55 and 56 Is at the "L" level. Therefore, regardless of the voltage level of the battery voltage detection signal Bs, an "L" level charger operation signal is supplied from the charger control circuit 31 to the charger 12, and the charger 12 converts an AC input voltage into a DC voltage. Works as follows. This corresponds to the charger operation period A in FIG.
[0029]
Thereafter, when a certain time T has elapsed, the switch 52 of the timer means 33 is switched from off to on, and the AC voltage detection signal As changes to the “H” level. At that time, as shown immediately after the charger operation period A in FIG. 3, if the charging voltage of the battery 16 has not dropped to the first voltage level V1, the output terminal of the comparator 60 and, consequently, the battery voltage detection signal Bs Since it is at the “H” level, the “H” level charger stop signal is supplied from the charger control circuit 31 and the operation of the charger 12 is stopped. As described above, when the predetermined time T has elapsed after the AC power supply 1 was turned on, if the battery 16 has been charged to some extent, the operation of the charger 12 is stopped. Power consumption can be reduced.
[0030]
It should be noted that the charging current and the charging voltage of the battery 16 may be monitored and the charger operating signal and the charging stop signal may be output instead of monitoring the time of the timer means 33. The change is subtle, and a certain degree of accuracy is required for the monitoring unit. When the battery 16 is a lithium-ion battery, the time from a completely discharged state to a full charge is relatively stable, so the predetermined time T is set in consideration of the charging time of the battery 16 as in the present embodiment. This is preferable because the circuit configuration can be simplified.
[0031]
On the other hand, when the AC input voltage is interrupted (or reduced) and the DC switch 14 is turned on, the charging voltage of the battery 16 is applied to the inverter 5 as a DC voltage, and the desired AC voltage converted by the inverter 5 is applied. , And subsequently to the load. Therefore, although the AC input voltage stops, the operating voltage Vcc continues to be supplied to the charger control circuit 31 by the DC voltage from the battery 16.
[0032]
When the AC input voltage is interrupted, as shown in FIG. 3, the exciting current flowing through the relay 51 is cut off by turning off the transistor 49, and the switch 52 is turned off immediately there. Therefore, the AC voltage detection signal As generated at the connection point between the voltage dividing resistors 55 and 56 is at the “L” level, and regardless of the voltage level of the battery voltage detection signal Bs, the charger control circuit 31 charges the “L” level. The charger operation signal is supplied, and the charger 12 starts its operation. During the power failure period, the battery 16 is discharged, so that the battery voltage drops. When the battery voltage drops below the first voltage level V1, the output terminal of the comparator 60 changes to the “L” level, and the battery voltage detection signal Bs also switches to the “L” level.
[0033]
Eventually, when the power supply is restored and the AC input voltage rises, the timer means 33 starts measuring a certain time T in response to the exciting current flowing through the relay 51. As the rectifier 4 outputs the DC voltage again, the DC voltage is supplied from the charger 12 in operation to the battery 16 via the diode 23, and the battery voltage gradually increases. When the charging voltage of the battery 16 reaches the second voltage level V2 higher than the first voltage level V1, the output terminal of the comparator 60 switches to the “H” level again, and the battery voltage detection signal Bs also changes to “H”. Return to level. Therefore, when the switch 52 of the timer means 33 is turned on after a predetermined time T, the AC voltage detection signal As changes to the “H” level, and a “H” level charger stop signal is supplied from the charger control circuit 31 to charge the battery. The operation of the container 12 stops. That is, also in this case, unnecessary charging can be forcibly stopped to reduce power consumption.
[0034]
Further, in this embodiment, in order to minimize the operation of the charger 12, although the battery 16 is a lithium ion battery, self-discharge occurs little by little, so that the power required for the battery 16 is always maintained during a sudden power failure. For this purpose, the periodic trickle charging function is also used by the charger control circuit 31. That is, as shown in FIG. 3, when the battery voltage drops to the first voltage level V1 due to the self-discharge of the battery 16, the battery voltage detection circuit 34 of the charger control circuit 31 changes the battery voltage detection signal Bs to "L". The level is switched to the level, and a charger operation signal of “L” level for operating the charger 12 is supplied to the charger 12. In response to this, a DC voltage is supplied from the charger 12 to the battery 16, and the battery 16 is charged periodically.
[0035]
Thereafter, when the charging voltage of the battery 16 reaches the second voltage level V2 higher than the first voltage level V1, the output terminal of the comparator 60 switches to the “H” level again, and the battery voltage detection signal Bs also changes to “H”. Then, the charger control circuit 31 supplies an “H” level charger stop signal, and the operation of the charger 12 stops. Here, the second voltage level V2 is set to a battery voltage at which the battery 16 is almost fully charged. By intentionally providing hysteresis to the switching of the voltage level of the battery voltage detection signal Bs, it becomes possible to periodically charge the battery 16 in a state close to full charge.
[0036]
As described above, in the present embodiment, when the input voltage (AC input voltage) is normal, the battery 16 is charged by the charger 12, and when the AC input voltage is reduced or the power is cut off, power is supplied from the battery 16 to the load. In this uninterruptible power supply device, the battery 16 is formed of a lithium ion battery, and includes a charger control circuit 31 for stopping the operation of the charger 12 when the charging of the battery 16 is completed.
[0037]
In this case, since the battery 16 is made of a lithium ion battery, there is almost no self-discharge, and the life is not shortened even if the battery 16 is not always charged. Utilizing such characteristics of the battery 16, when the charging of the battery 16 is completed, a charger control circuit 31 for stopping the operation of the charger 12 is provided, so that the charger 12 operates only when the battery 16 needs to be charged. Otherwise, the charging of the battery 16 by the charger 12 is stopped, so that the power consumption can be reduced without deteriorating the performance of the battery 16.
[0038]
There are several means for determining whether or not the charging of the battery 16 is completed. In particular, in this embodiment, when the AC input voltage rises normally, a timer means for stopping the operation of the charger 12 after a predetermined time T. 33 is provided in the charger control circuit 31.
[0039]
This utilizes the characteristics of the lithium ion battery as the battery 16. The lithium ion battery has a stable time from a completely discharged state to a full charge, that is, a time until the charge is completed. Therefore, when determining whether the charge of the battery 16 is completed, There is no need to directly monitor the charging voltage and charging current of the battery 16. Therefore, the battery 16 can be reliably charged only when necessary, with a simple configuration, by simply setting the fixed time of the timer means 33 at least longer than the charging completion time of the battery 16.
[0040]
Alternatively, the charger control circuit 31 may include an operation stopping means for stopping the operation of the charger 12 when the charging current of the battery 16 becomes equal to or less than a certain value.
[0041]
In this case, whether or not the charging of the battery 16 has been completed can be directly determined based on the charging current of the battery 16 itself. Thus, the battery 16 can be reliably charged only when necessary, only by detecting the charging current of the battery 16.
[0042]
Further, the charger control circuit may be provided with an operation stopping means for stopping the operation of the charger 12 when the charging voltage of the battery 16 becomes equal to or higher than a predetermined value.
[0043]
In this case, whether or not the charging of the battery is completed can be directly determined based on the charging voltage of the battery 16 itself. Thus, the battery 16 can be reliably charged only when necessary, only by detecting the charging voltage of the battery 16.
[0044]
Further, in the uninterruptible power supply device of the present embodiment, when the charging voltage of the battery 16 decreases to the first voltage level when the operation of the charger 16 is stopped, the operation of the charger control circuit is started so that the operation of the charger 16 is started. 31.
[0045]
Since the battery 16 is charged only when necessary, the charging voltage of the battery 16 gradually decreases due to self-discharge caused by long-term uncharging. Therefore, when the charging voltage of the battery 16 drops to the first voltage level, the operation of the charger 12 is started, whereby the battery 16 can be charged periodically.
[0046]
In particular, in the present embodiment, after the charging voltage of the battery 16 has decreased to the first voltage level and the operation of the charger 12 has been started, the charging voltage of the battery 16 is higher than the second voltage level. The charger control circuit 31 is configured to stop the operation of the charger 12 again when the voltage level rises to.
[0047]
In this case, when the charging voltage of the battery 16 decreases due to self-discharge and reaches the first voltage level, charging by the charger 12 starts. This charging is continued until the charging voltage of the battery 16 rises to a second voltage level higher than the first voltage level, so that the battery 16 can be charged periodically in a state close to full charge. become.
[0048]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the logical configuration (“H” level, “L” level) of the charger control circuit 31 is merely an example, and may be changed as appropriate in consideration of the characteristics of the elements and the like. Further, the charger control circuit 31 in this embodiment may be added to a DC-UPS as shown in FIG.
[0049]
【The invention's effect】
In the uninterruptible power supply according to the first aspect of the present invention, unnecessary charging of the battery can be omitted, power consumption can be reduced, and performance of the battery can be prevented from deteriorating.
[0050]
In the uninterruptible power supply according to the second aspect of the present invention, the battery can be reliably charged only when necessary, with a simple configuration.
[0051]
In the uninterruptible power supply according to the third aspect of the present invention, the battery can be reliably charged only when necessary, simply by detecting the charging current of the battery.
[0052]
In the uninterruptible power supply according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to reliably charge the battery only when necessary, simply by detecting the charging voltage of the battery.
[0053]
In the uninterruptible power supply according to claim 5 of the present invention, the battery can be charged periodically.
[0054]
In the uninterruptible power supply according to claim 6 of the present invention, it is possible to periodically charge the battery in a state near full charge.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a tying chart of a timer operation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart of each part showing one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example of an uninterruptible power supply (UPS) for supplying a desired AC voltage to a load.
FIG. 5 is a block diagram of an uninterruptible power supply (DC-UPS) for supplying a desired DC voltage to a load according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
12 Charger
16 Battery
31 Charger control circuit
33 timer means

Claims

When the input voltage is normal, the battery is charged by the charger, and when the input voltage decreases or the power failure occurs, in the uninterruptible power supply that supplies power to the load from the battery, the battery includes a lithium ion battery. An uninterruptible power supply device, further comprising a charger control circuit for stopping the operation of the charger when the charging of the battery is completed.

2. The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein the charger control circuit includes timer means for stopping the operation of the charger after a predetermined time when the input voltage rises normally.

The uninterruptible power supply device according to claim 1, wherein the charger control circuit includes an operation stopping unit that stops the operation of the charger when a charging current of the battery becomes equal to or less than a predetermined value.

2. The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein the charger control circuit includes an operation stopping unit that stops the operation of the charger when a charging voltage of the battery becomes equal to or higher than a predetermined value.

2. The battery charger control circuit according to claim 1, wherein when the operation of the charger is stopped, when the charge voltage of the battery drops to a first voltage level, the operation of the charger is started. The uninterruptible power supply according to any one of the above-mentioned items.

After the charging voltage of the battery has decreased to a first voltage level and the charger has started operating, the charger control circuit may determine that the charging voltage of the battery is higher than the first voltage level. 6. The uninterruptible power supply according to claim 5, wherein when the voltage level rises to 2, the operation of the charger is stopped again.