JP2005020896A

JP2005020896A - 無停電電源装置

Info

Publication number: JP2005020896A
Application number: JP2003182682A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tajiri; 浩一田尻
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】ブレーカ３がＯＦＦの場合でも負荷１４をダウンさせることがなくバッテリテストを中断するとともに、使用者に警報をする無停電電源装置を提供する。
【解決手段】バッテリ４の劣化状況のテスト時には、ＵＰＳスイッチ７を切換えてバッテリ４の直流電力をインバータ６を通して負荷１４に供給する。そして、インバータ６の出力波形を、バッテリテストを開始してから一定の遅延時間を経過した後に測定し、その測定された交流電圧のピーク値が一定値以下の場合には、ブレーカ３がＯＦＦの状態にあると判断する。そして、この場合にはバッテリ４の劣化状況を判断するバッテリテストを終了し、ＵＰＳスイッチ７を切換えて商用電源１からの交流電力をそのまま負荷１４に出力する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無停電電源装置に関するものであり、特にバッテリ劣化状況についてのテスト時に、ブレーカがＯＦＦとなっている場合の処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小形の無停電電源装置として、主に省エネルギーの観点から、ＵＰＳスイッチ７を用いて、通常は商用電源１からの交流電力をそのまま負荷１４に供給するとともに、停電時にはバッテリ４の電力をインバータ６を通して交流化して負荷１４に供給する方式が一般的に用いられている（図２）。
【０００３】
これらの無停電電源装置に使用されているバッテリ４には、過剰な充電電流が供給されたり、又は短絡状態で放電されることを防止するために、保護装置としてブレーカ３を付加して使用されている（図２）。すなわち、ブレーカ３は、過大な電流が流れた場合には、安全のために電流を遮断する役割がある。
【０００４】
さらに、ブレーカ３をメイン回路に付加することによって、商用電源１からの電力をそのまま負荷１４に供給しながら、ブレーカ３を手動でＯＦＦとしてバッテリ４を切離した状態とし、劣化したバッテリ４を交換することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
なお、バッテリ４が劣化しているか否かを簡易に判断する手法としては、バッテリ４の電力で実際にインバータ６を作動させて、負荷４に何分間電力を供給できるかで判断する方法がある。ここで、通常の無停電電源装置では、新しいバッテリ４を使用した場合には、６０分間程度のバックアップ時間を要求されるのが一般的である。
そして、ある一定の時間、例えば３０分間放電しても、バッテリ４の電圧が所定の電圧まで低下しない場合は、バッテリ４は正常な状態の範囲であり、劣化していないと判断されるのが一般的である。一方、３０分以内にバッテリ電圧が所定の電圧以下、例えば、１．７Ｖ／セル以下に低下した場合には、バッテリ４が劣化していると判断し、使用者に警報を発するなどをして通知するものである。
【０００６】
図２は、従来から使用されている無停電電源装置のうちで、バッテリ劣化状況についてのテスト方法のブロック回路図である。すなわち、充電器２、ブレーカ３、バッテリ４、電解コンデンサ５、インバータ６、ＵＰＳスイッチ７のメイン回路に加えて、バッテリテストを行うためのバッテリテストスイッチ１０、バッテリテスト開始判定部１１、バッテリ電圧判定部９、出力制御部１３、バッテリ異常判定部１２、警報部１５より構成されている。
【０００７】
バッテリテスト時には、バッテリテストスイッチ１０が押されたことをバッテリテスト開始判定部１１で判断し、その信号をバッテリ電圧判定部９と出力制御部１３に送る。
出力制御部１３は、その信号を充電器２、インバータ６及びＵＰＳスイッチ７に送る。すなわち、出力制御部１３からの信号によって充電器２の作動を停止するとともに、インバータ６を起動して、バッテリ４からの電力をインバータ６で交流電力とし、ＵＰＳスイッチ７を商用電源１側からインバータ７側に切換えて負荷１４に交流電力を供給することがほぼ同時に行われる。
【０００８】
このときに、ある一定の時間、例えば３０分間放電してもバッテリ４の電圧が所定の電圧、例えば１．７Ｖ／セルまで低下しない場合は、バッテリ４は正常であると判断する。一方、３０分以内にバッテリ電圧が所定の電圧以下に低下した場合は、バッテリ異常判定部１２はバッテリ４が劣化していると判断し、警報部１５を通して使用者に警報を発する。
【０００９】
ここで、バッテリ電圧判定部９がノイズ等により、誤ってバッテリ４の電圧を測定するのを防止するために、例えば、約１秒程度の間、１００個程度の電圧データをサンプリングして、その数値を平均することによって、バッテリ４の電圧を測定する手法が一般的である。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０８−１９１５４９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バッテリテスト時に、過誤によってブレーカ３をＯＦＦのままでバッテリテストスイッチ１０を押してしまう場合がある。たとえば、ブレーカ３をＯＦＦとして新しいバッテリ４を交換した後に、動作確認のためにバッテリテストを行うような場合である。
【００１２】
このような場合には、上記したようにバッテリ電圧判定部９での測定時間が約１秒程度かかるために、その間にインバータ６からの出力電圧が低下して、負荷１４をダウンさせてしまう場合があった。特に、無停電電源装置の負荷としては、主に瞬時の停電にも敏感なＣＰＵ機器等に使用されるために、負荷１４のダウンは重要な問題となっている。
【００１３】
本発明の目的は、ブレーカ３がＯＦＦの場合でも、負荷１４をダウンさせることなくバッテリテストを中断するとともに、ブレーカ３がＯＦＦであることを使用者に警報する無停電電源装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る無停電電源装置は、バッテリテスト時にインバータ６からの出力波形を測定することによって、短時間にブレーカ３がＯＦＦであることを判断し、バッテリテストを中断して商用電源からの交流電力を負荷に供給するとともに、その旨を使用者に警告を発するものである。
【００１５】
請求項１の発明は、通常は、商用電源からの交流電力をそのまま負荷に出力し、停電時にはＵＰＳスイッチを切換えてバッテリの電力をインバータで交流の出力波形に変換して負荷に供給するとともに、前記バッテリの劣化状況をテストする装置を備えた無停電電源装置において、前記バッテリの劣化状況のテスト時には、前記ＵＰＳスイッチを切換えて前記バッテリの電力を前記インバータを通して前記負荷に供給するとともに、前記インバータからの出力波形を測定し、該出力波形のピーク値が一定値以下の場合には、前記バッテリの劣化状況のテストを中断し、前記ＵＰＳスイッチを切換えて前記商用電源からの交流電力をそのまま前記負荷に出力することを特徴としている。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、インバータからの出力波形の測定は、前記バッテリの劣化状況のテストを開始してから、一定の遅延時間を経過した後に行うことを特徴としている。
【００１７】
【実施例】
図１は、本発明に係わる無停電電源装置のうちで、バッテリ劣化状況についてのテスト方法を示す部分のブロック回路図である。すなわち、充電器２、ブレーカ３、バッテリ４、電解コンデンサ５、インバータ６、ＵＰＳスイッチ７のメイン回路に加えて、インバータ波形検出部８、バッテリテストを行うためのバッテリテストスイッチ１０、バッテリテスト開始判定部１１、バッテリ電圧判定部９、出力制御部１３、バッテリ異常判定部１２、警報部１５より構成されている。すなわち、図２の従来の無停電電源装置のバッテリ劣化状況についてのテスト方法のブロック回路図に加えて、インバータ波形検出部８を新たに設けていることを特徴としている。
【００１８】
バッテリテスト時には、バッテリテストスイッチ１０が押されたことをバッテリテスト開始判定部１１で判断し、その信号をバッテリ電圧判定部９、出力制御部１３及びインバータ波形検出部８に送る。
出力制御部１３は、その信号を充電器２、インバータ６及びＵＰＳスイッチ７に送る。すなわち、出力制御部１３からの信号によって充電器２の作動を停止するとともに、インバータ６を起動して、バッテリ４からの直流電力をインバータ６で交流電力に変換する。そして、ＵＰＳスイッチ７を商用電源１側からインバータ７側に切換えて負荷１４に交流電力を供給する。なお、これら一連の動作は、ほぼ同時に行われる。
【００１９】
インバータ波形検出部８は、バッテリテスト開始判定部１１からの信号によって起動する。そして、インバータ６の電圧波形を一定時間ごとにサンプリングして、インバータ６からの電圧波形が正常か否かを判断する。
ここで、インバータ波形検出部８は、インバータ６からの交流出力波形のピーク電圧の落ち込みを検出することによって、インバータ６からの電圧波形が正常か否かを判断するようにした。例えば、通常の１００Ｖの交流では、理論上は図３に示すように、ピーク電圧は約１４１Ｖｏ−ｐとなるが、例えば、インバータ給電後にピーク電圧が１００Ｖｏ−ｐ以下となった場合には、インバータからの出力波形が異常と判断するようにした。ここで、５０Ｈｚの交流の場合には、半周期程度の１０ｍｓｅｃ程度の時間があれば、ピーク電圧を測定することができる。
【００２０】
なお、インバータ６が立ち上がるのに時間がかかるような場合には、インバータ６からの電圧波形の測定までに１０ｍｓｅｃ程度の遅延時間を設ることが好ましい。そして、その後の１０ｍｓｅｃで前記したように、インバータ６からの電圧波形を測定する（図３）。ここで、遅延時間を設けることによって、立ち上がり時のノイズ等を除去することもでき、より安定してインバータ６からの出力波形を測定することができる。
【００２１】
すなわち、インバータ波形検出部８は、バッテリテスト開始判定部１１からの信号を受けてから、２０ｍｓｅｃ程度の後には、インバータ６からの交流出力波形が正常か否かの判断ができる。一例として、インバータ給電後にピーク電圧が１００Ｖｏ−ｐ以下の異常の範囲かどうかを判断する。
【００２２】
そして、インバータ出力波形が異常と判断された場合には、その信号をバッテリ異常判定部１２に出力して、バッテリテストを中断するようにした。すなわち、バッテリ異常判定部１２は、出力制御部１３を通して、ＵＰＳスイッチ７を商用電源１から負荷１４に供給するように切換えるとともに、インバータ６を停止させるようにした。
したがって、負荷１４に交流電力の供給されない時間は、最大でも２０ｍｓｅｃ程度にすることができるために、負荷１４がダウンすることもない。さらに、バッテリテストをした作業者には、ブレーカ３がＯＦＦである状況を知らせるために警報部１５から警報を出力するようにした。
【００２３】
なお、本発明に係わる方式を用いると、誤って充電されていないバッテリ４と交換したような場合や、内部短絡を起こしているような何らかの異常があるバッテリ４と交換したような場合にも、作業者に警報を出力することができる。
【００２４】
一方、インバータ６からの出力波形に異常がない場合には、その後、ある一定の時間、例えば３０分間放電してもバッテリ４の電圧が所定の電圧、例えば１．７Ｖ／セルまで低下しない場合は、バッテリ４は劣化しておらず正常であると判断する。一方、３０分以内にバッテリ電圧が１．７Ｖ／セル以下に低下した場合には、バッテリ異常判定部１２はバッテリ４が劣化していると判断し、警報部１５を通して使用者に警報を発する。
【００２５】
ここで、バッテリ電圧判定部９がノイズ等により誤ってバッテリ４の電圧を測定するのを防止するために、例えば、約１秒程度の間、１００個程度の電圧データをサンプリングして、その数値を平均することによって、バッテリ４の電圧を測定するようにした。すなわち、バッテリ４の電圧を測定し、その電圧が異常であることを判断するには、約１秒程度の時間が必要となる。したがって、本発明によると、バッテリ４の電圧測定の初期においても、ブレーカ３がＯＦＦであること又はバッテリ４に異常があることを検出して、適正な処置をとることができる。
【００２６】
【発明の効果】
上述したように本発明を用いると、ブレーカがＯＦＦの場合でも、負荷をダウンさせることがなくバッテリテストを中断することができるとともに、ブレーカがＯＦＦであることを使用者に通知する無停電電源装置を提供することができるために優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明係わる無停電電源装置のブロック回路図である。
【図２】従来の無停電電源装置のブロック回路図である。
【図３】ブレーカＯＦＦの場合のインバータ出力波形の概略図である。（ただし、１００Ｖ−５０Ｈｚの場合を示す。）
【符号の説明】
１：商用電源、２：充電器、３：ブレーカ、４：バッテリ、５：電解コンデンサ、
６：インバータ、７：ＵＰＳスイッチ、８：インバータ波形検出部、
９：バッテリ電圧判定部、１０：バッテリテストスイッチ、
１１：バッテリテスト開始判定部、１２：バッテリ異常判定部、
１３：出力制御部、１４：負荷、１５：警報部

Claims

通常は、商用電源からの交流電力をそのまま負荷に出力し、停電時にはＵＰＳスイッチを切換えてバッテリの電力をインバータで交流の出力波形に変換して負荷に供給するとともに、前記バッテリの劣化状況をテストする装置を備えた無停電電源装置において、
前記バッテリの劣化状況のテスト時には、前記ＵＰＳスイッチを切換えて前記バッテリの電力を前記インバータを通して前記負荷に供給するとともに、前記インバータからの出力波形を測定し、該出力波形のピーク値が一定値以下の場合には、前記バッテリの劣化状況のテストを中断し、前記ＵＰＳスイッチを切換えて前記商用電源からの交流電力をそのまま前記負荷に出力することを特徴とする無停電電源装置。
前記インバータからの出力波形の測定は、前記バッテリの劣化状況のテストを開始してから、一定の遅延時間を経過した後に行うことを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。