JP2008301648A - Power system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電源システムに関し、特に、直流電力を負荷へ供給する、電池を備えて停電時のバックアップとする電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system, and more particularly, to a power supply system that supplies DC power to a load and has a battery as a backup during a power failure.
一般に、直流負荷装置へ電力を供給する電源システムでは、商用交流電力を受け、直流48Vなどの直流電力を出力する整流器が用いられている。さらに、商用電力が停電した場合でも負荷装置への給電を継続するために、整流器の出力に蓄電池を備えている。 Generally, in a power supply system that supplies power to a DC load device, a rectifier that receives commercial AC power and outputs DC power such as DC 48V is used. Furthermore, a storage battery is provided at the output of the rectifier in order to continue power supply to the load device even when the commercial power fails.
蓄電池を直流電源システムに適用する場合には、通常、単セルと呼ばれる1本の蓄電池を複数個直列にしたものを1つ以上並列接続した組電池を用いる。 When a storage battery is applied to a DC power supply system, an assembled battery in which one or more storage batteries called single cells are connected in parallel is used.
整流装置と蓄電池とを組み合わせた直流バックアップ電源システムを図4に示す。 FIG. 4 shows a DC backup power supply system in which a rectifier and a storage battery are combined.
図4において、商用電源1の交流電力は整流器2に供給され、整流器2は交流電力を所定の直流電力に変換して負荷4へ供給している。組電池3は、商用電源1が有効であるときは整流器2を介して充電され、商用電源1の停電により負荷への放電を行う。
In FIG. 4, the AC power of the
下記特許文献1、2、3には、複数の組電池と、充電制御手段と、放電制御手段とを備えた電源装置が記載され、特許文献1には、組電池の製造日付に基づいて組電池使用可能期間を算出して組電池交換日付を表示することが記載され、特許文献2には、組電池の放電容量試験を実行する電池監視手段を設けることが記載され、特許文献3には、前記電池監視手段が組電池の残存容量を算出し、その結果に基づいて当該組電池の補充電時期を決定することが記載されている。
図4の直流バックアップ電源システムを例に、整流器と組電池を組み合わせた電源システムの課題について説明する。整流器2は、商用電源1(交流電力)を直流電力へ変換し、その出力電圧は直流51Vとする。組電池3は、鉛蓄電池セルを直列接続して構成したものである。商用電源1が有効であるとき、整流器2は、商用電源1からの交流電力を直流電力に変換し、それを負荷4へ供給しながら、その直流電力による組電池3の充電も行う。
The problem of the power supply system combining the rectifier and the assembled battery will be described by taking the DC backup power supply system of FIG. 4 as an example. The
整流器2から接続点6までの配線抵抗を10mΩ(2本分)、接続点6から負荷4への配線抵抗を10mΩ(2本分)、接続点6から組電池3までの配線抵抗を10mΩ(2本分)とする。
The wiring resistance from the
上記の電源システムでは、負荷変動や重負荷により、下記に示すように、蓄電能力の低下や電池寿命の縮減といった問題が発生する。 In the above power supply system, problems such as a decrease in power storage capacity and a reduction in battery life occur due to load fluctuations and heavy loads, as described below.
<重負荷による蓄電能力の低下の問題>
負荷4の所要電流が100Aであるとき、接続点6から負荷4へ流れる電流は100Aであり、整流器2から接続点6へ流れる電流すなわち整流器2の出力電流は、負荷4へ供給する100Aに組電池3の充電電流を加算した値となる。組電池3の充電が終了すると、整流器2が出力する電流は負荷4が要求する100Aとなり、接続点6の電圧は50V、負荷4への供給電圧は49Vとなる。このとき、組電池3の電圧は50Vである。
<Problem of storage capacity decline due to heavy load>
When the required current of the load 4 is 100 A, the current flowing from the connection point 6 to the load 4 is 100 A, and the current flowing from the
負荷4が停止しており電力が供給されていないとき、組電池3の充電が終了していると、整流器2は出力電流がほとんど無いため、組電池3の電圧は51Vである。
When the load 4 is stopped and no power is supplied, if the charging of the assembled battery 3 is completed, the
このように、負荷4の所要電流が大きいことによって、組電池3の満充電電圧が低下する。このため、負荷が大きい場合、組電池の蓄電能力が低下するという問題がある。 Thus, when the required current of the load 4 is large, the full charge voltage of the assembled battery 3 is lowered. For this reason, when a load is large, there exists a problem that the electrical storage capacity of an assembled battery falls.
<負荷変動による電池寿命縮減の問題>
負荷4が停止しており電力が供給されていないとき、組電池3の充電が終了していると整流器2は出力電流がほとんど無いため、組電池3の電圧は51Vである。この後、負荷4が起動して整流器2が負荷4への電力供給を開始し、負荷4へ100Aを供給するとき、接続点6の電圧は50V、負荷4への給電電圧は49Vとなる。このとき、組電池3の電圧(51V)は接続点6の電圧50Vより高いため、負荷4への給電の一部は組電池3が担うことになり、組電池3は放電する。さらにこの後、負荷4の所要電流が低下して50Aになると、接続点6の電圧は50.5Vとなるが、この電圧により組電池3は充電される。さらに負荷4が停止すると整流器2の出力電圧51Vが組電池3の充電電圧となる。
<Battery life reduction due to load fluctuations>
When the load 4 is stopped and no electric power is supplied, if the charging of the assembled battery 3 is completed, the
このように、負荷が変動することによって、組電池3は充電と放電を繰り返すことになり、このような充放電サイクルの増加は電池寿命の縮減を招くという問題がある。 Thus, when the load fluctuates, the assembled battery 3 is repeatedly charged and discharged, and such an increase in charge / discharge cycles causes a reduction in battery life.
前記の、整流器が負荷への給電と電池の充電を行うことによって電池の蓄電能力が低下し、電池寿命を縮減するという問題は、鉛蓄電池システムの場合に限らず、ニッケル水素蓄電池やリチウムイオン電池などの二次電池を組み合わせてなる組電池を有するバックアップ電源システム、さらには、一次電池を含めて、複数の電池を組合わせてなる複数の組電池が出力する電力を負荷に供給する電池システムにおいても生じる問題である。 The problem that the rectifier supplies power to the load and charges the battery to reduce the storage capacity of the battery and reduce the battery life is not limited to the case of a lead storage battery system, but a nickel hydride storage battery or a lithium ion battery. In a backup power supply system having an assembled battery formed by combining secondary batteries such as a battery system, and further supplying a load with power output from a plurality of assembled batteries formed by combining a plurality of batteries including a primary battery It is a problem that also occurs.
本発明は、前記の、整流器が負荷への給電と電池の充電を行うことによって電池の蓄電能力が低下し、電池寿命を縮減するという問題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、重負荷による蓄電能力の低下を回避し、かつ電池寿命を延伸する電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems that the rectifier supplies power to the load and charges the battery, thereby reducing the storage capacity of the battery and reducing the battery life. An object of the present invention is to provide a power supply system that avoids a decrease in power storage capacity due to a heavy load and extends battery life.
前記課題を解決するために、本発明においては、請求項1に記載のように、
複数の電池を組み合わせてなる組電池と、交流電力を直流電力に変換して負荷への給電を行う整流器と、前記整流器が停止しているときは前記組電池が出力する電力が前記負荷へ供給される電源システムにおいて、前記整流器から前記負荷への給電線に前記組電池が放電する放電電路が第1の接続点において並列接続され、前記整流器が定格電流を出力しているときの、前記整流器から前記第1の接続点までの電圧降下を第1の電圧降下とし、前記組電池から前記第1の接続点までの電圧降下の最小値を第2の電圧降下とするとき、前記整流器出力電圧から前記第1の電圧降下を差し引いた電圧が、前記組電池電圧から前記第2の電圧降下を差し引いた電圧より大きいことを特徴とする電源システムを構成する。
In order to solve the above problem, in the present invention, as described in
An assembled battery formed by combining a plurality of batteries, a rectifier that converts alternating current power into direct current power to supply power to the load, and when the rectifier is stopped, power output from the assembled battery is supplied to the load In the power supply system, the rectifier when the discharge circuit for discharging the assembled battery from the rectifier to the power supply line to the load is connected in parallel at a first connection point, and the rectifier outputs a rated current. When the voltage drop from the first connection point to the first connection point is the first voltage drop, and the minimum voltage drop from the assembled battery to the first connection point is the second voltage drop, the rectifier output voltage The voltage obtained by subtracting the first voltage drop from the battery pack is larger than the voltage obtained by subtracting the second voltage drop from the assembled battery voltage.
また、本発明においては、請求項2に記載のように、
請求項1に記載の電源システムにおいて、前記放電電路は、放電方向にのみ電力を通す第1のダイオードを有することを特徴とする電源システムを構成する。
In the present invention, as described in
The power supply system according to
また、本発明においては、請求項3に記載のように、
請求項1に記載の電源システムにおいて、前記放電電路は、前記第1の接続点へ、前記整流器出力電圧から前記第1の電圧降下を差し引いた電圧よりも低い電圧の電力を出力する放電用DC/DCコンバータを有することを特徴とする電源システムを構成する。
In the present invention, as described in claim 3,
2. The power supply system according to
また、本発明においては、請求項4に記載のように、
請求項1、2または3に記載の電源システムにおいて、前記電池は二次電池であり、前記整流器は前記組電池の充電も行い、前記整流器から前記負荷への給電線に前記組電池を充電する充電電路が第2の接続点において並列接続され、前記充電電路は充電方向にのみ電力を通す第2のダイオードまたは充電用DC/DCコンバータを有することを特徴とする電源システムを構成する。
In the present invention, as described in claim 4,
4. The power supply system according to
また、本発明においては、請求項5に記載のように、
請求項1、2または3に記載の電源システムにおいて、前記電池は二次電池であり、交流電力を直流電力に変換する充電用整流器を具備し、前記充電用整流器が前記組電池の充電を行うことを特徴とする電源システムを構成する。
In the present invention, as described in claim 5,
4. The power supply system according to
また、本琵明においては、請求項6に記載のように、
請求項1、2または3に記載の電源システムにおいて、前記電池は二次電池であることを特徴とする電源システムを構成する。
Further, in the present invention, as described in claim 6,
4. The power supply system according to
また、本発明においては、請求項7に記載のように、
請求項4、5または6に記載の電源システムにおいて、前記二次電池は鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池またはリチウムイオン蓄電池であることを特徴とする電源システムを構成する。
In the present invention, as described in
The power supply system according to claim 4, 5 or 6, wherein the secondary battery is a lead storage battery, a nickel hydride storage battery, or a lithium ion storage battery.
本発明の電源システムによれば、以下のごとき効果を奏することができる。 According to the power supply system of the present invention, the following effects can be obtained.
例えば、充電器によって充電を行うため、重負荷によって蓄電能力が低下することがなく、また、組電池出力電圧は、整流器の出力が定格出力以内である限りは、接続点において、整流器出力電圧より低くなるため、整流器が停止しない限り組電池は放電せず、負荷変動によって充放電を繰り返すことがない電源システムを提供することが可能となり、重負荷による蓄電能力の低下を回避し、かつ電池寿命を延伸する電源システムを提供することが可能となる。 For example, since charging is performed by a charger, the storage capacity is not reduced by a heavy load, and the assembled battery output voltage is higher than the rectifier output voltage at the connection point as long as the output of the rectifier is within the rated output. As a result, the battery pack will not discharge unless the rectifier stops, and it will be possible to provide a power supply system that will not repeatedly charge and discharge due to load fluctuations. It is possible to provide a power supply system that extends the length.
本発明に係る電源システムにおいては、例えば、充電用整流器あるいはDC/DCコンバータを介して組電池の充電を行う。また、例えば、放電用ダイオードあるいはDC/DCコンバータを組電池出力に備え、負荷給電用整流器から負荷への給電線との接続点における放電用ダイオードあるいはDC/DCコンバータの出力電圧が負荷給電用整流器の出力電圧より低くなるようにする。そのために、例えば、負荷給電用整流器が最大電流を出力しているときの、負荷給電用整流器から接続点までの電圧降下を第1の電圧降下とし、組電池から接続点までの電圧降下を第2の電圧降下とするとき、負荷給電用整流器出力電圧から第1の電圧降下を差し引いた電圧値が、組電池出力電圧から第2の電圧降下を差し引いた電圧値より大きいことを特徴とする電源システムを構成する。 In the power supply system according to the present invention, for example, the assembled battery is charged via a charging rectifier or a DC / DC converter. Further, for example, a discharge diode or a DC / DC converter is provided at the assembled battery output, and the output voltage of the discharge diode or the DC / DC converter at the connection point between the load power supply rectifier and the power supply line to the load is the load power supply rectifier. The output voltage should be lower. Therefore, for example, when the load power supply rectifier outputs the maximum current, the voltage drop from the load power supply rectifier to the connection point is defined as the first voltage drop, and the voltage drop from the assembled battery to the connection point is the first voltage drop. When the voltage drop is 2, the voltage value obtained by subtracting the first voltage drop from the load power supply rectifier output voltage is greater than the voltage value obtained by subtracting the second voltage drop from the assembled battery output voltage. Configure the system.
以下に、本発明の実施の形態について、組電池が鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池である場合を例として説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of examples in which the assembled battery is a lead storage battery, a nickel hydride storage battery, or a lithium ion storage battery, but the present invention is not limited thereto.
<実施の形態例1>
図1は、本発明の実施の形態例を説明する図である。図1において、鉛蓄電池セル(単セル2.0V、1000Ah)を24セル直列接続して組電池3を構成する。整流器2は、商用電源1から入力される交流電力を直流電力に変換して直流49V、定格出力100Aを出力し、その出力によって負荷4への給電および組電池3の充電を行う。
<
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a battery pack 3 is configured by connecting 24 lead acid battery cells (single cell 2.0 V, 1000 Ah) in series. The
組電池3の充電電路と放電電路が別個に配線され、充電電路は、充電方向にのみ電力を通す第2のダイオードであるダイオード5bを有し、放電電路は、放電方向にのみ電力を通す第1のダイオードであるダイオード5aを有している。整流器2の出力と組電池3のダイオード5aを介した出力とは、第1の接続点である接続点6において並列接続されて負荷4へと出力される。
The charging circuit and the discharging circuit of the assembled battery 3 are separately wired, and the charging circuit has a
ダイオード5aと5bは、少なくとも1Vを降圧する性能を持つ。よって、通常時(商用電源受電時)においては、組電池3は、その電圧が、整流器2の出力電圧からダイオード5bの電圧降下を差し引いた48Vに達するまで充電され、そこで充電が停止する。
The
商用電源1が停電すると、整流器2の出力電圧が低下するため、組電池3から負荷4への放電が行われるが、ダイオード5aの電圧降下により、ダイオード5aを介した組電池3の出力電圧は最大でも47Vである。この場合に、組電池3から第1の接続点である接続点6までの電圧降下の最小値である第2の電圧降下は1Vである。そして、接続点6において、組電池3から出力される電圧は最大47Vである。この電圧(47V)は、組電池3の電池電圧から第2の電圧降下を差し引いた電圧の最大値である。
When the
ここで、整流器2が定格出力である100Aを出力するときの整流器2から接続点6までの電圧降下、すなわち第1の電圧降下が2Vより小さくなるように、整流器2から接続点6までの配線を選定する。このようにすれば、商用電源1が有効であるときは、整流器2の出力電圧(49V)から第1の電圧降下(2Vよりも小)を差し引いた電圧(47Vよりも大)が、組電池3の電圧から第2の電圧降下を差し引いた電圧(最大47V)より大きくなり、接続点6において、整流器2の出力電圧は組電池3からダイオード5aを介した出力電圧よりも必ず高くなるため、整流器2の出力が定格出力以内である限りは、組電池3からの放電は起こらない。配線の電圧降下は、配線抵抗と電流の積により求められるから、例えば整流器2の定格出力電流と電圧降下の制限値をもとに、配線の材質、線径、長さを決定すればよい。すなわち、第1の電圧降下が2Vより小さくなるようにするには、配線抵抗をRLとして、RL×100A<2Vが成り立つようにすればよい。ただし、これは、整流器2の出力側内部抵抗を無視した場合であって、整流器2の出力側内部抵抗ROUTが無視できない場合には、(ROUT+RL)×100A<2Vが成り立つようにしなければならない。
Here, the wiring from the
このように、商用給電中に整流器2の出力変動(定格出力以内)があっても組電池3が放電することはないため、充放電サイクルによる電池の劣化を防止することが可能となる。
Thus, even if there is an output fluctuation (within the rated output) of the
本実施の形態例では、ダイオード5aと5bの電圧降下を同じ1Vとしているが、組電池3のダイオード5aを介した出力電圧が、接続点6において整流器2の出力電圧より低い値であればダイオード5a、5bの電圧降下の値は異なる値であっても構わない。
In the present embodiment, the voltage drop of the
<実施の形態例2>
図2は、本発明の実施の形態例を説明する図である。図2において、ニッケル水素蓄電池セル(単セル1.2V、100Ah)を40セル直列接続して組電池3を構成する。整流器2は、商用電源1から入力される交流電力を直流電力に変換して直流52V、定格出力100Aを出力し、その出力によって負荷4への給電および充電器8を介しての組電池3の充電を行う。組電池3の充電電路と放電電路が別個に配線され、充電電路には充電器8が設けられ、放電電路には放電器7が設けられている。
<
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. In FIG. 2, 40 assembled nickel-metal hydride storage battery cells (single cell 1.2 V, 100 Ah) are connected in series to form a battery pack 3. The
整流器2の出力と放電器7の出力とは、第1の接続点である接続点6において並列接続されて負荷4へと出力される。
The output of the
充電電路は、第2の接続点である接続点6’において、整流器2から負荷4への給電線に並列接続され、充電器8は、組電池3の蓄電容量の低下を検知して商用給電時に充電を開始し、20A一定電流により組電池3を充電し、満充電を判断して充電を停止する。組電池3の満充電電圧は最大64Vに達するため、電圧が不足するときは充電器8が具備する充電用DC/DCコンバータにより整流器2の出力電圧を昇圧して充電を行う。
The charging circuit is connected in parallel to the power supply line from the
放電器7は放電用DC/DCコンバータを有し、それによって、出力電圧が50Vを超えることのないように降圧する機能を有する。そこで、組電池3の電池電圧から第2の電圧降下を差し引いた電圧は50V以下となる。
The
ここで、整流器2が定格出力である100Aを出力するときの整流器2から接続点6までの電圧降下(第1の電圧降下)が2Vより小さくなるように、整流器2から接続点6までの配線を選定する。このようにすれば、商用電源1が有効であるときは、放電用DC/DCコンバータは、整流器2の出力電圧(52V)から第1の電圧降下(2Vよりも小)を差し引いた電圧(50Vよりも大)よりも低い電圧、すなわち、組電池3の電池電圧から第2の電圧降下を差し引いた電圧である50V以下を出力することになり、接続点6において、整流器2の出力電圧は放電器7の出力電圧よりも必ず高くなるため、整流器2の出力が定格出力以内である限りは組電池3からの放電は起こらない。配線の電圧降下は、配線抵抗と電流の積により求められるから、例えば整流器2の定格出力電流と電圧降下の制限値をもとに、配線の材質、線径、長さを決定すればよい。すなわち、第1の電圧降下が2Vより小さくなるようにするには、配線抵抗をRLとして、RL×100A<2Vが成り立つようにすればよい。ただし、これは、整流器2の出力側内部抵抗を無視した場合であって、整流器2の出力側内部抵抗ROUTが無視できない場合には、(ROUT+RL)×100A<2Vが成り立つようにしなければならない。
Here, the wiring from the
このように、商用給電中に整流器2の出力変動(定格出力以内)があっても組電池3が放電することはないため、充放電サイクルによる電池の劣化を防止することが可能となる。また、組電池3の充電は充電器8により行うため、充電器8の入力電圧が負荷増により低下しても昇圧して充電し、組電池3の蓄電能力を有効に利用することが可能となる。
Thus, even if there is an output fluctuation (within the rated output) of the
<実施の形態例3>
図3は、本発明の実施の形態例を説明する図である。図3において、リチウムイオン蓄電池セル(単セル4.0V、80Ah)を12セル直列接続して組電池3を構成する。整流器2は、商用電源1から入力される交流電力を直流電力に変換して直流49V、定格出力100Aを出力し、負荷4への給電を行う。
<Embodiment 3>
FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. In FIG. 3, 12 assembled lithium ion storage battery cells (single cell 4.0 V, 80 Ah) are connected in series to form the assembled battery 3. The
充電用整流器9は、商用電源1から入力される交流電力を直流電力に変換して直流48Vを出力し、組電池3の充電を行い、組電池3の電圧が出力電圧48Vに達して充電が停止する。組電池3が出力する電力は、放電方向にのみ電力を通すダイオード5aを介して接続点6へ接続される。整流器2の出力と組電池3のダイオード5aを介した出力は、接続点6において並列接続されて負荷4へと出力される。ダイオード5aは、少なくとも1Vを降圧する性能を持つ。
The charging rectifier 9 converts the AC power input from the
商用電源1が停電すると整流器2の出力電圧が低下するため、組電池3から負荷4への放電が行われるが、ダイオード5aの電圧降下により、ダイオード5aを介した組電池3の出力電圧は最大でも47Vである。つまり、接続点6において、組電池3から出力される電圧は最大47Vである。この電圧(47V)は、組電池3の電池電圧から第2の電圧降下を差し引いた電圧の最大値である。
When the
ここで、整流器2が定格出力である100Aを出力するときの整流器2から接続点6までの電圧降下、すなわち第1の電圧降下が2Vより小さくなるように、整流器2から接続点6までの配線を選定する。このようにすれば、商用電源1が有効であるときは、整流器2の出力電圧(49V)から第1の電圧降下(2Vよりも小)を差し引いた電圧(47Vよりも大)が、組電池3の電圧から第2の電圧降下を差し引いた電圧(最大47V)より大きくなり、接続点6において、整流器2の出力電圧は組電池3からダイオード5aを介した出力電圧よりも必ず高くなるため、整流器2の出力が定格出力以内である限りは、組電池3からの放電は起こらない。配線の電圧降下は、配線抵抗と電流の積により求められるから、例えば整流器2の定格出力電流と電圧降下の制限値をもとに、配線の材質、線径、長さを決定すればよい。すなわち、第1の電圧降下が2Vより小さくなるようにするには、配線抵抗をRLとして、RL×100A<2Vが成り立つようにすればよい。ただし、これは、整流器2の出力側内部抵抗を無視した場合であって、整流器2の出力側内部抵抗ROUTが無視できない場合には、(ROUT+RL)×100A<2Vが成り立つようにしなければならない。
Here, the wiring from the
このように、商用給電中に整流器2の出力変動(定格出力以内)があっても組電池3が放電することはないため、充放電サイクルによる電池の劣化を防止することが可能となる。また、組電池3の充電は充電用整流器9により行うため、整流器2の出力に関係なく、組電池3の蓄電能力を有効に利用することが可能となる。
Thus, even if there is an output fluctuation (within the rated output) of the
本発明に係る電源システムの特徴は、例えば、充電用整流器あるいは充電用DC/DCコンバータを介して組電池の充電を行い、放電用ダイオードあるいは放電用DC/DCコンバータを組電池出力に備え、負荷給電用整流器から負荷への給電線との接続点における放電用ダイオードあるいはDC/DCコンバータの出力電圧が負荷給電用整流器の出力電圧より低くなるようにすることである。 A feature of the power supply system according to the present invention is that, for example, the assembled battery is charged via a charging rectifier or a charging DC / DC converter, a discharging diode or a discharging DC / DC converter is provided at the assembled battery output, and the load The output voltage of the discharge diode or the DC / DC converter at the connection point between the power supply rectifier and the power supply line to the load is set to be lower than the output voltage of the load power supply rectifier.
この特徴によって、例えば、充電用整流器あるいは充電用DC/DCコンバータを介して組電池の充電を行うため、重負荷によって蓄電能力が低下することがなく、また、組電池出力電圧は第1の接続点において整流器出力電圧より低くなるため、整流器が停止しない限り組電池は放電せず、負荷変動によって充放電を繰り返すことがない電源システムを提供することが可能となる。 Due to this feature, for example, the assembled battery is charged via the charging rectifier or the charging DC / DC converter, so that the storage capacity is not reduced by a heavy load, and the assembled battery output voltage is the first connection. Since it becomes lower than the rectifier output voltage at a point, it is possible to provide a power supply system in which the assembled battery is not discharged unless the rectifier stops, and charging / discharging is not repeated due to load fluctuations.
以上、本発明の実施の形態について、電池が鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池あるいはリチウムイオン蓄電池である場合を例として説明したが、本発明はこれに限られるものではない。 As described above, the embodiment of the present invention has been described by way of example in which the battery is a lead storage battery, a nickel hydride storage battery, or a lithium ion storage battery, but the present invention is not limited to this.
以下に、本発明によって生じる効果について説明する。 Below, the effect produced by this invention is demonstrated.
(1)整流器が負荷への給電と組電池の充電を両方行う場合、負荷の所要電流が大きいことによって、組電池の満充電電圧が低下し、組電池の蓄電能力が低下するという問題が発生する。 (1) When the rectifier performs both power feeding to the load and charging of the assembled battery, a problem arises in that the full charge voltage of the assembled battery decreases due to the large required current of the load, and the storage capacity of the assembled battery decreases. To do.
本発明により、例えばDC/DCコンバータを備えた充電器によって充電を行うため、重負荷によって蓄電能力が低下することがない電源システムを提供することが可能となる。 According to the present invention, for example, charging is performed by a charger including a DC / DC converter, so that it is possible to provide a power supply system in which the storage capacity is not reduced by a heavy load.
(2)整流器が負荷への給電と組電池の充電を両方行う場合、負荷が変動することによって、組電池が充電と放電を繰り返すことになり、充放電サイクルの増加が電池寿命の縮減を招くという問題が発生する。 (2) When the rectifier performs both power feeding to the load and charging of the assembled battery, the assembled battery repeats charging and discharging when the load fluctuates, and an increase in charge / discharge cycles leads to a reduction in battery life. The problem occurs.
本発明により、組電池出力電圧は接続点において整流器出力電圧より低くなるため、整流器が停止しない限り組電池は放電せず、負荷変動によって充放電を繰り返すことがない電源システムを提供することが可能となる。 According to the present invention, since the assembled battery output voltage is lower than the rectifier output voltage at the connection point, it is possible to provide a power supply system in which the assembled battery does not discharge unless the rectifier stops and does not repeatedly charge and discharge due to load fluctuations. It becomes.
1:商用電源、2:整流器、3:組電池、4:負荷、5a、5b:ダイオード、6、6’:接続点、7:放電器、8:充電器、9:充電用整流器。 1: commercial power supply, 2: rectifier, 3: assembled battery, 4: load, 5a, 5b: diode, 6, 6 ': connection point, 7: discharger, 8: charger, 9: charging rectifier.
Claims (7)
前記整流器から前記負荷への給電線に前記組電池が放電する放電電路が第1の接続点において並列接続され、
前記整流器が定格電流を出力しているときの、前記整流器から前記第1の接続点までの電圧降下を第1の電圧降下とし、
前記組電池から前記第1の接続点までの電圧降下の最小値を第2の電圧降下とするとき、
前記整流器出力電圧から前記第1の電圧降下を差し引いた電圧が、前記組電池電圧から前記第2の電圧降下を差し引いた電圧より大きいことを特徴とする電源システム。 An assembled battery formed by combining a plurality of batteries, a rectifier that converts alternating current power into direct current power to supply power to the load, and when the rectifier is stopped, power output from the assembled battery is supplied to the load Power system
A discharge circuit for discharging the assembled battery to a power supply line from the rectifier to the load is connected in parallel at a first connection point,
A voltage drop from the rectifier to the first connection point when the rectifier outputs a rated current is a first voltage drop,
When the minimum value of the voltage drop from the assembled battery to the first connection point is the second voltage drop,
The power supply system, wherein a voltage obtained by subtracting the first voltage drop from the rectifier output voltage is larger than a voltage obtained by subtracting the second voltage drop from the assembled battery voltage.
前記放電電路は、放電方向にのみ電力を通す第1のダイオードを有することを特徴とする電源システム。 The power supply system according to claim 1,
The power supply system, wherein the discharge circuit includes a first diode that passes power only in a discharge direction.
前記放電電路は、前記第1の接続点へ、前記整流器出力電圧から前記第1の電圧降下を差し引いた電圧よりも低い電圧の電力を出力する放電用DC/DCコンバータを有することを特徴とする電源システム。 The power supply system according to claim 1,
The discharge circuit includes a discharge DC / DC converter that outputs electric power having a voltage lower than a voltage obtained by subtracting the first voltage drop from the rectifier output voltage to the first connection point. Power system.
前記電池は二次電池であり、
前記整流器は前記組電池の充電も行い、
前記整流器から前記負荷への給電線に前記組電池を充電する充電電路が第2の接続点において並列接続され、
前記充電電路は充電方向にのみ電力を通す第2のダイオードまたは充電用DC/DCコンバータを有することを特徴とする電源システム。 The power supply system according to claim 1, 2, or 3,
The battery is a secondary battery;
The rectifier also charges the assembled battery,
A charging circuit for charging the assembled battery from the rectifier to the load is connected in parallel at a second connection point,
The power supply system according to claim 1, wherein the charging circuit includes a second diode or a charging DC / DC converter that passes power only in a charging direction.
前記電池は二次電池であり、
交流電力を直流電力に変換する充電用整流器を具備し、前記充電用整流器が前記組電池の充電を行うことを特徴とする電源システム。 The power supply system according to claim 1, 2, or 3,
The battery is a secondary battery;
A power supply system comprising a charging rectifier that converts AC power into DC power, and the charging rectifier charges the assembled battery.
前記電池は二次電池であることを特徴とする電源システム。 The power supply system according to claim 1, 2, or 3,
The power supply system, wherein the battery is a secondary battery.
前記二次電池は鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池またはリチウムイオン蓄電池であることを特徴とする電源システム。 The power supply system according to claim 4, 5 or 6,
The secondary battery is a lead storage battery, a nickel hydride storage battery, or a lithium ion storage battery.
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