JP2009011081A - Power supply system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system which prevents deterioration caused by overdischarge of a storage battery, automatically executes recovery from a stop state, and resumes system control operation and power feeding to a load. <P>SOLUTION: The power supply system has a battery pack 3 formed by connecting a plurality of batteries, a charger 1 for converting AC power into DC power and charging the battery pack 3, and an inverter 2 for converting the power discharged from the battery pack 3 into AC power. The power supply system is provided with a structure in which a control section 4 for monitoring and controlling the state of the power supply system is provided, the control section 4 is supplied with operation power from the battery pack 3 or the charger 1 via two power feeding lines, a relay using a coil 8a and a contact point 8b as constituents is provided, both ends of the coil 8a are connected to the two power feeding lines and the contact point 8b is inserted into at least any one of the two power feeding lines. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は電源システムに関し、特に、入力した電力を蓄電池へ充電しながら負荷へ供給し、停電時は蓄電池が出力する電力を負荷へ供給する、過放電防止継電器を有するバックアップ電源システムに関する。   The present invention relates to a power supply system, and more particularly to a backup power supply system having an overdischarge prevention relay that supplies input power to a load while charging the storage battery, and supplies power output from the storage battery to the load in the event of a power failure.

ニッケル水素蓄電池は、鉛蓄電池に比べてエネルギー密度が大きく、電池寿命の長さや環境負荷の少ないことが特長である。軽量、小型で持ち運びが容易であるため、車載用の蓄電池や災害対策用電源の蓄電池として近年急速に普及しつつある。   Nickel metal hydride storage batteries have a higher energy density than lead storage batteries and are characterized by long battery life and low environmental impact. Since it is lightweight, small and easy to carry, it has been rapidly spreading in recent years as a storage battery for vehicles and a storage battery for disaster countermeasures.

ニッケル水素蓄電池を電源として用いる場合には、例えば、単セルと呼ばれる1本(定格電圧1.2V、容量95Ah)を10直列にしたものを1組として用いる。   When using a nickel-metal hydride storage battery as a power source, for example, a single cell (rated voltage 1.2 V, capacity 95 Ah) 10 in series is used as one set.

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。
特開2004−119112号公報 特開2004−120856号公報 特開2004−120857号公報
Patent Documents 1, 2, and 3 listed below describe a power supply device that includes a plurality of assembled batteries, a charge control unit, and a discharge control unit. Patent Document 1 describes the assembly based on the manufacturing date of the assembled battery. It is described that the battery usable period is calculated and the assembled battery replacement date is displayed, and Patent Document 2 describes that a battery monitoring unit for performing a discharge capacity test of the assembled battery is provided, and Patent Document 3 describes It is described that the battery monitoring means calculates the remaining capacity of the assembled battery and determines the auxiliary charging time of the assembled battery based on the result.
JP 2004-119112 A JP 2004-120856 A JP 2004-120857 A

蓄電池と放電器および充電器を組み合わせることにより、停電時にも電気機器(負荷)を動作させるためのバックアップ電源システムを構成することが可能である。このような電源システムは、例えば、図4に示すように、複数の電池を組み合わせてなる組電池3と、商用交流電源7からの交流入力をバイパスする回路と、交流電力を直流電力へ変換して組電池3を充電する充電器1と、蓄電池が出力する電力を交流電力へ変換するインバータ2と、切替器17とを有する。   By combining a storage battery, a discharger, and a charger, it is possible to configure a backup power supply system for operating an electric device (load) even during a power failure. Such a power supply system, for example, as shown in FIG. 4, includes an assembled battery 3 formed by combining a plurality of batteries, a circuit that bypasses an AC input from a commercial AC power supply 7, and converts AC power into DC power. The battery charger 1 that charges the assembled battery 3, the inverter 2 that converts the power output from the storage battery into AC power, and the switch 17.

交流入力を受電しているときは、入力された電力は、バイパス回路を介してそのまま負荷6へと出力され、また充電器1で直流に変換され組電池3が充電される。   When the AC input is received, the input power is directly output to the load 6 via the bypass circuit, and is converted into DC by the charger 1 to charge the assembled battery 3.

停電時、切替器17はインバータ出力側に切り替わり装置出力とし、組電池3から放電されたエネルギーはインバータ2を介して負荷6へ供給される。   At the time of a power failure, the switching device 17 switches to the inverter output side to set the device output, and the energy discharged from the assembled battery 3 is supplied to the load 6 through the inverter 2.

蓄電池の安全の確保および電池劣化の防止のため、電源システムでは蓄電池の状態を監視し、充電中の満充電の検知や、異常時の蓄電池の充放電停止を行う必要がある。このため、システムには制御部4が追加される。   In order to ensure the safety of the storage battery and prevent battery deterioration, the power supply system needs to monitor the state of the storage battery, detect full charge during charging, and stop charging / discharging of the storage battery in the event of an abnormality. For this reason, a control unit 4 is added to the system.

蓄電池は、放電終止電圧を下回って放電を継続した場合、劣化が進行するため、放電終止電圧に達した時点で放電を停止させる必要がある。制御部4は、組電池3の電圧を監視し、予め定めた設定値に達したときインバータ2を停止して負荷6への給電を停止する。   Since the storage battery deteriorates when the discharge is continued below the discharge end voltage, it is necessary to stop the discharge when the discharge end voltage is reached. The control unit 4 monitors the voltage of the assembled battery 3 and stops the inverter 2 and stops power feeding to the load 6 when a predetermined set value is reached.

制御部4はプログラムを記録した電気回路を有し、電池の監視および充放電の制御を電気信号によって行っている。よって、制御部4が動作するためには制御電源が必要であり、停電時も制御動作を継続するため、制御電源には組電池3から電力が供給される。   The control unit 4 has an electric circuit in which a program is recorded, and performs battery monitoring and charge / discharge control using electric signals. Therefore, a control power supply is necessary for the control unit 4 to operate, and power is supplied from the assembled battery 3 to the control power supply in order to continue the control operation even during a power failure.

このため、組電池3が放電終止電圧を下回ってインバータ2が停止した後も、制御電源が組電池3に接続されている限り、制御部4への電力供給が続き、組電池3からの放電が継続し、組電池3が過放電となり劣化が進行するという問題が発生する。   For this reason, even after the assembled battery 3 falls below the end-of-discharge voltage and the inverter 2 stops, as long as the control power supply is connected to the assembled battery 3, the power supply to the control unit 4 continues and the discharge from the assembled battery 3 continues. Continues, and the assembled battery 3 is overdischarged, causing a problem of deterioration.

上記の問題は、鉛蓄電池やニッケル水素蓄電池システムの場合に限らず、リチウムイオン電池などの二次電池を組み合わせた電源システムにおいても生じる共通の問題である。   The above problem is not limited to lead storage batteries or nickel metal hydride storage battery systems, but is a common problem that occurs in power supply systems that combine secondary batteries such as lithium ion batteries.

本発明は上記の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、商用電力を負荷へ供給しながら蓄電池を充電し、停電時に蓄電池から放電して負荷へ供給する電源システムにおいて、蓄電池の過放電による劣化を防止し、さらに停止状態からの復帰を自動的に行い、システムの制御動作と負荷への給電を再開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 problems, and the problem to be solved by the present invention is to charge a storage battery while supplying commercial power to the load, and to discharge the power from the storage battery and supply it to the load during a power failure It is an object of the present invention to provide a power supply system that prevents deterioration due to overdischarge of a storage battery, further automatically returns from a stopped state, and resumes system control operation and power supply to a load.

本発明においては、上記課題を解決するために、請求項1に記載のように、
複数の電池を接続してなる組電池と、交流電力を直流電力に変換し前記組電池を充電する充電器と、前記組電池から放電する電力を交流電力に変換するインバータとを有する電源システムにおいて、前記電源システムの状態を監視および制御する、電気回路を有する制御部が具備され、前記制御部の動作電源は、前記組電池または前記充電器から2本の給電線を介して供給され、第1のコイルと第1の接点とを構成要素とする第1の継電器が具備され、前記第1のコイルの両端が前記2本の給電線にそれぞれ接続され、前記第1の接点が前記2本の給電線のうち少なくとも一方に挿入されていることを特徴とする電源システムを構成する。
In the present invention, in order to solve the above problem, as described in claim 1,
In a power supply system having an assembled battery formed by connecting a plurality of batteries, a charger that converts AC power into DC power and charges the assembled battery, and an inverter that converts electric power discharged from the assembled battery into AC power A control unit having an electric circuit for monitoring and controlling the state of the power supply system, and operating power of the control unit is supplied from the assembled battery or the charger through two power supply lines; A first relay having a first coil and a first contact as constituents, and both ends of the first coil are connected to the two feeders, respectively, and the first contact is the two The power supply system is characterized by being inserted into at least one of the feeder lines.

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、前記第1の接点は、前記第1のコイルの一方の片端と前記制御部との間の前記給電線に挿入されてい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 2,
2. The power supply system according to claim 1, wherein the first contact is inserted into the power supply line between one end of the first coil and the control unit. Constitute.

また、本発明においては、請求項3に記載のように、
請求項2に記載の電源システムにおいて、第2のコイルと第2の接点とを構成要素とする第2の継電器が具備され、前記第1のコイルの他方の片端は、前記第2の接点を介して前記給電線に接続され、前記充電器の出力に、出力方向にのみ電力を通すダイオードが具備され、前記第2のコイルには、前記充電器の出力電圧が印加され、第1のフォトダイオードと第1のフォトトランジスタとを構成要素とする第1のフォトカプラが具備され、前記第2の接点に対して並列に、前記第1のフォトトランジスタが接続され、前記組電池の電圧が、予め定められた第1の設定値以上であるとき、前記第1のフォトダイオードは発光であり、前記組電池の電圧が前記第1の設定値未満であるとき、前記第1のフォトダイオードは消光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 claim 3,
3. The power supply system according to claim 2, further comprising: a second relay including a second coil and a second contact as constituent elements, wherein the other end of the first coil includes the second contact. A diode that passes power only in the output direction is provided at the output of the charger, the output voltage of the charger is applied to the second coil, and the first photo A first photocoupler comprising a diode and a first phototransistor as a constituent element is provided, the first phototransistor is connected in parallel to the second contact, and the voltage of the assembled battery is When the voltage is equal to or higher than a predetermined first set value, the first photodiode emits light, and when the voltage of the assembled battery is less than the first set value, the first photodiode is extinguished. It is characterized by To construct a power supply system to be.

また、本発明においては、請求項4に記載のように、
請求項2に記載の電源システムにおいて、第1のフォトダイオードと第1のフォトトランジスタとを構成要素とする第1のフォトカプラが具備され、第2のフォトダイオードと第2のフォトトランジスタとを構成要素とする第2のフォトカプラが具備され、前記第1のコイルの他方の片端は、前記第2のフォトトランジスタを介して前記給電線に接続され、前記充電器の出力に、出力方向にのみ電力を通すダイオードが具備され、前記第2のフォトダイオードには、前記充電器の出力電圧が印加され、前記第2のフォトトランジスタに対して並列に、前記第1のフォトトランジスタが接続され、前記組電池の電圧が、予め定められた第1の設定値以上であるとき、前記第1のフォトダイオードは発光であり、前記組電池の電圧が前記第1の設定値未満であるとき、前記第1のフォトダイオードは消光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 claim 4,
3. The power supply system according to claim 2, further comprising: a first photocoupler including the first photodiode and the first phototransistor as constituent elements, wherein the second photodiode and the second phototransistor are configured. A second photocoupler as an element is provided, and the other end of the first coil is connected to the power supply line via the second phototransistor, and the output of the charger is only in the output direction. A diode for passing electric power is provided, and an output voltage of the charger is applied to the second photodiode, and the first phototransistor is connected in parallel to the second phototransistor, When the voltage of the assembled battery is equal to or higher than a predetermined first set value, the first photodiode emits light, and the voltage of the assembled battery is set to the first setting value. When it is less than the value, the first photodiode constituting the power supply system, which is a quenching.

また、本発明においては、請求項5に記載のように、
請求項3または4に記載の電源システムにおいて、前記第1のフォトトランジスタに対して並列に、押下しているときのみ短絡される手動スイッチが接続されてい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 5,
5. The power supply system according to claim 3, wherein a manual switch that is short-circuited only when pressed is connected in parallel with the first phototransistor. .

また、本発明においては、請求項6に記載のように、
請求項1ないし5に記載の電源システムにおいて、入力された交流電力と前記インバータの交流出力のどちらか一方を切替えて負荷へ出力する切替器が具備され、前記切替器の動作電源は、前記2本の給電線を介して供給され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 6,
6. The power supply system according to claim 1, further comprising: a switch that switches between one of the input AC power and the AC output of the inverter and outputs the load to the load. A power supply system is provided that is supplied through a power feed line.

また、本発明においては、請求項7に記載のように、
請求項1ないし6に記載の電源システムにおいて、前記組電池は、ニッケル水素蓄電池または鉛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 claim 7,
7. The power supply system according to claim 1, wherein the assembled battery is a nickel hydride storage battery or a lead storage battery.

本発明の電源システムを実施することによって、商用電力を負荷へ供給しながら蓄電池を充電し、停電時に蓄電池から放電して負荷へ供給する電源システムにおいて、蓄電池の過放電による劣化を防止し、さらに停止状態からの復帰を自動的に行いシステムの制御動作と負荷への給電を再開する電源システムを提供することが可能となる。   By implementing the power supply system of the present invention, in the power supply system that charges the storage battery while supplying commercial power to the load, and discharges the storage battery from the storage battery and supplies it to the load in the event of a power failure, the deterioration due to overdischarge of the storage battery is prevented. It is possible to provide a power supply system that automatically recovers from the stopped state and resumes the control operation of the system and the power supply to the load.

また、システム停止後、電池を交換して手動スイッチを押下することにより復帰を行うことができる。   In addition, after the system is stopped, it can be restored by replacing the battery and pressing the manual switch.

本発明に係る電源システムにおいては、例えば、複数の電池を接続してなる組電池と、交流電力を直流電力に変換し前記組電池を充電する充電器と、前記組電池から放電する電力を交流電力に変換するインバータを有する電源システムにおいて、前記電源システムの状態を監視および制御する、電気回路を有する制御部を具備し、前記制御部の動作電源が、前記組電池または前記充電器から給電線を介して供給され、制御電源の給電線に第1の継電器と、前記充電器の出力電圧により動作する第2の継電器と、前記制御部により動作するフォトカプラとを具備し、前記制御部は前記組電池の電圧が予め定められた設定値以上のときフォトカプラを発光(短絡)、設定値未満のとき消光(開放)する制御を行う。   In the power supply system according to the present invention, for example, an assembled battery formed by connecting a plurality of batteries, a charger that converts AC power into DC power and charges the assembled battery, and electric power discharged from the assembled battery is AC. In a power supply system having an inverter for converting into electric power, the power supply system includes a control unit having an electric circuit for monitoring and controlling the state of the power supply system, and the operation power supply of the control unit is a power supply line from the assembled battery or the charger A first relay on a control power supply line, a second relay operated by the output voltage of the charger, and a photocoupler operated by the control unit, the control unit comprising: Control is performed such that the photocoupler emits light (short-circuit) when the voltage of the assembled battery is equal to or higher than a predetermined set value, and extinguishes (opens) when the voltage is lower than the set value.

また、例えば、前記第1の継電器を動作させるための、押下しているときのみ短絡される手動スイッチを接続する。   In addition, for example, a manual switch for operating the first relay, which is short-circuited only when pressed, is connected.

以下に、本発明の実施の形態について、電池が鉛蓄電池またはニッケル水素蓄電池である場合を例として説明するが、本発明はこれに限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of example in which the battery is a lead storage battery or a nickel hydride storage battery, but the present invention is not limited to this.

<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。図において、鉛蓄電池(単セル定格2V、200Ah)を6セル直列に接続して組電池3(12V、200Ah)を構成する。組電池3は、商用交流電源7により充電器1を介して充電されるか、出力する電力をインバータ2と切替器17を介して負荷6へ供給する。充電器1は、商用交流電源7から供給される交流電力を直流電力へ変換して直流12Vを出力し、組電池3を充電しながら、制御部4、切替器17の制御電源用に電力を供給する。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. In the figure, a lead-acid battery (single cell rating 2V, 200Ah) is connected in series with 6 cells to form an assembled battery 3 (12V, 200Ah). The assembled battery 3 is charged via the charger 1 by the commercial AC power source 7 or supplies output power to the load 6 via the inverter 2 and the switch 17. The charger 1 converts the AC power supplied from the commercial AC power source 7 into DC power, outputs DC 12V, charges the assembled battery 3, and supplies power for the control power of the control unit 4 and the switch 17. Supply.

商用交流電源7が有効であるとき、切替器17の働きにより商用交流電源7はバイパス回路を介して負荷6へ接続される。停電発生時は、切替器17がこれを検知し、インバータ2の出力をもって負荷6への給電を行うように切り替える。インバータ2は、制御部4から動作信号を受信して組電池3から放電された電力を交流電力に変換し、切替器17を介して負荷6へ給電するが、動作信号がリセットされると動作が停止し交流電力を出力しなくなる。   When the commercial AC power source 7 is effective, the commercial AC power source 7 is connected to the load 6 through the bypass circuit by the function of the switch 17. When a power failure occurs, the switch 17 detects this and switches the power supply to the load 6 with the output of the inverter 2. The inverter 2 receives the operation signal from the control unit 4 and converts the electric power discharged from the assembled battery 3 into alternating current power, and supplies power to the load 6 via the switch 17. When the operation signal is reset, the inverter 2 operates. Stops and no AC power is output.

制御部4では、電池が過放電とならないよう放電を停止させる機能、故障検知機能、状態表示機能を持つ。制御部4が動作するには制御電源が必要であり、充電器1もしくは組電池3から供給される。   The control unit 4 has a function of stopping discharge so that the battery does not overdischarge, a failure detection function, and a status display function. A control power supply is required for the control unit 4 to operate, and is supplied from the charger 1 or the assembled battery 3.

切替器17が動作するためにも制御電源が必要であり、制御部4と同様に充電器1もしくは組電池3から供給される。停電時も制御部4と切替器17の制御電源が必要であり、組電池3から電源が供給される。放電が継続して組電池3の電圧が最低使用電圧(10V)に達すると、制御部4はインバータ2を停止させて負荷6への給電を停止することができるが、制御部4および切替器17への電力供給が継続される。最低使用電圧を下回って放電を継続すると電池の劣化を進行させるため、制御電源の入力線に継電器8(リレー)を追加して制御電源への給電を停止させるようにする。   A control power supply is also required for the switch 17 to operate, and is supplied from the charger 1 or the assembled battery 3 in the same manner as the control unit 4. Even during a power failure, the control power of the control unit 4 and the switch 17 is necessary, and power is supplied from the assembled battery 3. When the discharge continues and the voltage of the assembled battery 3 reaches the minimum operating voltage (10 V), the control unit 4 can stop the inverter 2 and stop the power supply to the load 6. The power supply to 17 is continued. If the discharge is continued below the minimum operating voltage, the deterioration of the battery proceeds. Therefore, a relay 8 (relay) is added to the input line of the control power supply to stop the power supply to the control power supply.

この第1の継電器8は、(第1の)コイル8aと(第1の)接点8bとを構成要素とし、コイル8aの両端に印加される電圧によって接点8bの開閉の状態が変化する。コイル8aの両端の電位差が0Vであるとき、接点8bは開放であり、この後コイル8aの順方向電圧が11V以上となると接点8bは短絡となる。さらにこの後コイル8aの順方向電圧が10V以下となると接点8bは開放となり、再び短絡となるにはコイル8aの順方向電圧が11V以上となることが必要である。   The first relay 8 includes a (first) coil 8a and a (first) contact 8b as constituent elements, and the open / close state of the contact 8b changes depending on the voltage applied to both ends of the coil 8a. When the potential difference between both ends of the coil 8a is 0V, the contact 8b is open, and when the forward voltage of the coil 8a becomes 11V or more thereafter, the contact 8b is short-circuited. Further, when the forward voltage of the coil 8a becomes 10V or less thereafter, the contact 8b is opened, and the forward voltage of the coil 8a needs to be 11V or more to be short-circuited again.

コイル8aの両端は、制御電源の給電線に接続されるが、充電器1および組電池3により順方向電圧が印加されるように、正極と負極をそれぞれ接続する。接点8bは、開放されることにより制御電源の供給が停止できるように接続するため、制御電源の給電線のどちらか一方に挿入するようにする。   Both ends of the coil 8a are connected to the power supply line of the control power source, and the positive electrode and the negative electrode are connected so that the forward voltage is applied by the charger 1 and the assembled battery 3 respectively. Since the contact 8b is connected so that the supply of the control power can be stopped by being opened, it is inserted into either one of the power supply lines of the control power.

商用交流電源7が有効であるとき、コイル8aに印加される順方向電圧は11V以上であるため、接点8bは短絡であり、制御部4と切替器17へ制御電源が供給される。商用交流電源7が停電すると、制御電源は組電池3から供給されるが、組電池3の電圧が10V以上である限り、接点8bは短絡であり制御電源の供給は継続される。停電による組電池3の放電が継続し、組電池3の電圧が10Vを下回るとコイル8aの印加電圧も10V未満となり接点8bが開放となり、制御電源の供給が停止し、制御部4と切替器17の動作が停止する。さらに制御部4が停止するとインバータ2への動作信号もリセットされるためインバータ2の動作も停止し、組電池3からの放電が完全に停止する。   When the commercial AC power supply 7 is effective, the forward voltage applied to the coil 8 a is 11 V or more, so the contact 8 b is a short circuit, and the control power is supplied to the control unit 4 and the switch 17. When the commercial AC power supply 7 fails, the control power is supplied from the assembled battery 3. However, as long as the voltage of the assembled battery 3 is 10 V or higher, the contact 8b is short-circuited and the supply of the control power is continued. When the battery pack 3 continues to be discharged due to a power failure and the voltage of the battery pack 3 falls below 10V, the applied voltage of the coil 8a also becomes less than 10V, the contact 8b is opened, the supply of control power is stopped, and the control unit 4 and the switch The operation of 17 stops. Further, when the control unit 4 stops, the operation signal to the inverter 2 is also reset, so the operation of the inverter 2 is also stopped, and the discharge from the assembled battery 3 is completely stopped.

この後、商用交流電源7が復電すると、充電器1が直流電力を出力するため、コイル8aの両端に順方向電圧12Vが印加されて接点8bが短絡され、制御電源が供給される。インバータ2と切替器17が動作し、組電池3が充電される。   Thereafter, when the commercial AC power supply 7 recovers, the charger 1 outputs DC power, so that the forward voltage 12V is applied to both ends of the coil 8a, the contact 8b is short-circuited, and the control power is supplied. The inverter 2 and the switch 17 operate, and the assembled battery 3 is charged.

放電停止後の復帰を商用交流電源7の復電によらず、組電池3を十分に充電されたもの(12V)と交換することによる場合は、交換された組電池3の電圧(12V)がコイル8aに印加され、接点8bが短絡されてシステムの動作が再開される。   If the battery pack 3 is replaced with a fully charged battery (12V) instead of returning to the commercial AC power supply 7 after the discharge is stopped, the voltage (12V) of the replaced battery pack 3 is Applied to the coil 8a, the contact 8b is short-circuited, and the operation of the system is resumed.

このように、電池の過放電を防止しながら、システムの復帰を自動的に行うことができる電源システムを構築することが可能となる。   In this way, it is possible to construct a power supply system that can automatically restore the system while preventing overdischarge of the battery.

本実施の形態例では、接点8bの位置をコイル8aの片端と制御部4(切替器17)の間としているが、コイル8aと組電池3の間(図1でAと示した位置)とする方法もある。この場合、組電池3の放電が停止した後、商用交流電源7の復電や組電池3の交換を行ってもコイル8aに電圧が印加されないためシステムの復帰を自動的に行うことはできないが、組電池3の電圧が低下して接点8bが開放となるとき制御電源が供給されなくなりインバータ2が停止して組電池3の放電が完全に停止する効果はある。   In the present embodiment, the position of the contact 8b is between one end of the coil 8a and the control unit 4 (switch 17), but between the coil 8a and the assembled battery 3 (position indicated as A in FIG. 1). There is also a way to do it. In this case, after the discharge of the assembled battery 3 is stopped, even if the commercial AC power supply 7 is restored or the assembled battery 3 is replaced, no voltage is applied to the coil 8a, so that the system cannot be automatically restored. When the voltage of the assembled battery 3 decreases and the contact 8b is opened, the control power is not supplied and the inverter 2 is stopped, and the discharge of the assembled battery 3 is completely stopped.

<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。図において、ニッケル水素蓄電池(単セル定格1.2V、95Ah)を10セル直列接続して組電池3を構成し、これを3組(3a、3b、3c)並列接続する。組電池3は、商用交流電源7により充電器1を介して充電されるか、出力する電力をインバータ2と、切替器である高速スイッチ5を介して負荷6へ供給する。充電器1は、商用交流電源7から供給される交流電力を直流電力へ変換し、組電池3を充電しながら、インバータ2、制御部4、高速スイッチ5の制御電源用に電力を供給する。
<Embodiment 2>
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. In the figure, nickel-metal hydride storage batteries (single cell rating 1.2 V, 95 Ah) are connected in series to form a battery pack 3, and three sets (3 a, 3 b, 3 c) are connected in parallel. The assembled battery 3 is charged via the charger 1 by the commercial AC power source 7 or supplies the output power to the load 6 via the inverter 2 and the high-speed switch 5 serving as a switch. The charger 1 converts AC power supplied from the commercial AC power source 7 into DC power, and supplies power for the control power source of the inverter 2, the control unit 4, and the high-speed switch 5 while charging the assembled battery 3.

充電器1からインバータ2への給電線には、充電器1の出力方向にのみ電力を通す、逆流防止のためのダイオード12aが接続される。   A diode 12 a for preventing backflow that passes power only in the output direction of the charger 1 is connected to the power supply line from the charger 1 to the inverter 2.

商用交流電源7が有効であるとき、切替器である高速スイッチ5の働きにより商用交流電源7はバイパス回路を介して負荷6へ接続される。   When the commercial AC power supply 7 is effective, the commercial AC power supply 7 is connected to the load 6 through the bypass circuit by the action of the high-speed switch 5 as a switch.

停電発生時は、高速スイッチ5がこれを検知し、10ミリ秒以内にインバータ2の出力をもって負荷6への給電を行うように切り替える。インバータ2は、組電池3から放電された電力を交流電力に変換し、高速スイッチ5を介して負荷6へ給電するが、商用交流電源7が有効であるとき無負荷運転の待機状態にあり、無負荷運転に必要な電力は充電器1から供給される。   When a power failure occurs, the high-speed switch 5 detects this and switches the power supply to the load 6 with the output of the inverter 2 within 10 milliseconds. The inverter 2 converts the electric power discharged from the assembled battery 3 into AC power and supplies power to the load 6 via the high-speed switch 5, but is in a no-load operation standby state when the commercial AC power supply 7 is effective, Electric power necessary for no-load operation is supplied from the charger 1.

ニッケル水素蓄電池では、一定電流による充電を行い、満充電に達したら充電電流を完全に遮断する必要がある。このため、充電スイッチ16(16a、16b、16c)を使い、かつ充電制御を行う制御部4が必要となる。制御部4では、充電制御のほか、電池が過放電とならないよう放電を停止させる機能、故障検知機能、状態表示機能を持つ。   In a nickel metal hydride storage battery, it is necessary to charge at a constant current and completely cut off the charging current when the battery reaches full charge. For this reason, the control part 4 which uses charge switch 16 (16a, 16b, 16c) and performs charge control is needed. In addition to charge control, the control unit 4 has a function of stopping discharge so that the battery does not overdischarge, a failure detection function, and a state display function.

制御部4は、組電池3に接続された直列抵抗14(14a、14b、14c)の両端電位差の計測により充放電電流を取得し、また組電池3の電圧計測、温度計測を行う。充放電電流量の積算あるいは経過日数により組電池3の放電残容量を計算し、残容量が予め定めた値を下回ったときに充電を開始する。充電の終了は、組電池の温度上昇勾配あるいは電圧が予め定めた値を超えたとき、あるいは組電池3の電圧が低下を始めたとき、あるいは充電時間が上限に達したときに行う。組電池3の放電中、組電池3の電圧が放電終止電圧を下回ったときには放電を停止させる。制御部4に入力される計測値が正常値として予め定められた範囲を逸脱した場合は故障とし、システムの停止動作を行う。さらに、制御部4に液晶表示装置を備え、組電池3の放電残容量、電圧、温度計測値、充放電状態のほか、故障発生時は故障内容を表示する。なお、商用電源停電中は、表示装置を省エネルギーモードとすることが望ましい。   The control unit 4 acquires the charge / discharge current by measuring the potential difference across the series resistor 14 (14a, 14b, 14c) connected to the assembled battery 3, and measures the voltage and temperature of the assembled battery 3. The remaining discharge capacity of the battery pack 3 is calculated based on the accumulated charge / discharge current amount or the number of days elapsed, and charging is started when the remaining capacity falls below a predetermined value. Charging is terminated when the temperature rise gradient or voltage of the assembled battery exceeds a predetermined value, when the voltage of the assembled battery 3 starts to decrease, or when the charging time reaches the upper limit. During discharge of the assembled battery 3, the discharge is stopped when the voltage of the assembled battery 3 falls below the discharge end voltage. When the measured value input to the control unit 4 deviates from a predetermined range as a normal value, it is regarded as a failure and the system is stopped. Further, the control unit 4 is provided with a liquid crystal display device, and displays the failure content in addition to the remaining discharge capacity, voltage, temperature measurement value, charge / discharge state of the assembled battery 3 when a failure occurs. Note that it is desirable to set the display device in an energy saving mode during a commercial power failure.

制御部4が動作するには制御電源が必要であり、それは充電器1もしくは組電池3から供給される。また、高速スイッチ5が動作するためにも制御電源が必要であり、制御部4と同様に充電器1もしくは組電池3から供給され、制御電源がない状態では高速スイッチ5も停止して商用側、インバータ側どちらからも出力することができない。   A control power supply is required for the control unit 4 to operate, and is supplied from the charger 1 or the assembled battery 3. Also, a control power supply is necessary for the high-speed switch 5 to operate, and it is supplied from the charger 1 or the assembled battery 3 in the same manner as the control unit 4. It cannot be output from either inverter side.

停電時も制御部4と高速スイッチ5の制御電源が必要であるが、組電池3の過放電を防止するため、制御電源の入力線に、コイル8aと接点8bとを構成要素とする継電器8(リレー)を備えている。これを、(第1の)コイル8aと(第1の)接点8bとを構成要素とする第1の継電器とする。入力線の一方には逆流防止用のダイオード10cと接点8bを挿入する。   The control power supply for the control unit 4 and the high-speed switch 5 is required even during a power failure, but in order to prevent overdischarge of the assembled battery 3, a relay 8 having a coil 8a and a contact 8b as constituent elements in the input line of the control power supply. (Relay). This is a first relay having the (first) coil 8a and the (first) contact 8b as components. A backflow preventing diode 10c and a contact 8b are inserted into one of the input lines.

また、コイル8aの一方の片端を入力線の+に接続し、他方の片端を(第1の)フォトトランジスタ9dを介して入力線の−に接続する。コイル8aに対して並列接続されるダイオード10bは、コイル8aの順方向電圧が急激に低下したときの逆起電力を吸収する。ここでのフォトトランジスタは、フォトダイオードとともに用いられ、この組み合わせはいわゆるフォトカプラである。(第1の)フォトトランジスタ9dに対応する(第1の)フォトダイオード9cは制御部4に内蔵されていて、フォトダイオード9cとフォトトランジスタ9dとが第1のフォトカプラの構成要素となっている。   Also, one end of the coil 8a is connected to + of the input line, and the other end is connected to-of the input line via the (first) phototransistor 9d. The diode 10b connected in parallel to the coil 8a absorbs the back electromotive force when the forward voltage of the coil 8a rapidly decreases. The phototransistor here is used together with a photodiode, and this combination is a so-called photocoupler. The (first) photodiode 9c corresponding to the (first) phototransistor 9d is built in the control unit 4, and the photodiode 9c and the phototransistor 9d are components of the first photocoupler. .

さらに、フォトトランジスタ9dに対して並列に、(第2の)フォトトランジスタ9bと手動スイッチ11とを接続する。手動スイッチ11は、手動で押下している間のみ短絡される。   Further, the (second) phototransistor 9b and the manual switch 11 are connected in parallel to the phototransistor 9d. The manual switch 11 is short-circuited only while being manually pressed.

停電時に放電が継続し、組電池3が放電終止電圧に達して負荷6への給電が停止すると、システム内の電力を必要とする装置は全て停止するが、この状態から復帰させ、負荷6への給電を再開するため、充電器1の出力に、抵抗15とツェナーダイオード13と(第2の)フォトダイオード9aを直列接続したものを並列接続する。この(第2の)フォトダイオード9aは(第2の)フォトトランジスタ9bと対応し、フォトダイオード9aとフォトトランジスタ9bとが第2のフォトカプラの構成要素となっている。   When the power failure continues, and when the assembled battery 3 reaches the end-of-discharge voltage and the power supply to the load 6 stops, all devices that require power in the system are stopped. In order to resume the power supply, a resistor 15, a Zener diode 13, and a (second) photodiode 9 a connected in series are connected in parallel to the output of the charger 1. The (second) photodiode 9a corresponds to the (second) phototransistor 9b, and the photodiode 9a and the phototransistor 9b are constituent elements of the second photocoupler.

充電器1が運転を開始して直流電力を出力している間は、フォトダイオード9aが発光し、この光がフォトトランジスタ9bへ導かれ9bは短絡される。これによって、コイル8aに電流が流れ、接点8bが短絡されて、制御部4に電力が供給されるようになる。   While the charger 1 starts operation and outputs DC power, the photodiode 9a emits light, the light is guided to the phototransistor 9b, and the 9b is short-circuited. As a result, a current flows through the coil 8a, the contact 8b is short-circuited, and power is supplied to the control unit 4.

停電により充電器1が停止すると、ダイオード12aがあるため組電池3から給電されないフォトダイオード9aは発光しなくなるためフォトトランジスタ9bは開放となる。   When the charger 1 stops due to a power failure, the photodiode 9a that is not supplied with power from the assembled battery 3 does not emit light because of the diode 12a, and the phototransistor 9b is opened.

抵抗15は、フォトダイオード9aがフォトトランジスタ9bを短絡できるのに十分な電流を確保し、それ以上流さないようにする役割を持ち、ツェナーダイオード13は、充電器1の出力電圧がおおよそ5Vを下回ったときにフォトダイオード9aの発光を止める働きをする。   The resistor 15 has a role of ensuring a current sufficient for the photodiode 9a to short-circuit the phototransistor 9b and preventing the current from flowing further. The Zener diode 13 has an output voltage of the charger 1 lower than about 5V. This function stops the light emission of the photodiode 9a.

商用受電中はフォトダイオード9aが発光し、フォトトランジスタ9bは短絡であり、制御部4中のフォトダイオード9cは発光し、フォトトランジスタ9dは短絡であり、コイル8aに順方向電圧が印加され、接点8bは短絡である。   During commercial power reception, the photodiode 9a emits light, the phototransistor 9b is short-circuited, the photodiode 9c in the control unit 4 emits light, the phototransistor 9d is short-circuited, and a forward voltage is applied to the coil 8a. 8b is a short circuit.

停電時、充電器1の出力が停止するため、フォトダイオード9aの発光が止まりフォトトランジスタ9bは開放となる。このとき、フォトトランジスタ9dは短絡のままであり、コイル8aの印加電圧は接点8bを短絡させるに十分である。予めの設定によって、組電池3(3a、3b、3c)の電圧が、予め定められた第1の設定値以上であるとき、(第1の)フォトダイオード9cは発光であって(第1の)フォトトランジスタ9dは短絡であり、組電池3の電圧が前記第1の設定値未満であるとき、前記フォトダイオード9cは消光であってフォトトランジスタ9dは開放となるようになっているので、停電が継続して組電池3が放電終止電圧に達したとき、制御部4はフォトダイオード9cの発光を停止し、フォトトランジスタ9dが開放となるため、コイル8aの印加電圧が低下して接点8bが開放となり、制御部4への給電が停止する。   At the time of a power failure, since the output of the charger 1 stops, the light emission of the photodiode 9a stops and the phototransistor 9b is opened. At this time, the phototransistor 9d remains short-circuited, and the voltage applied to the coil 8a is sufficient to short-circuit the contact 8b. When the voltage of the assembled battery 3 (3a, 3b, 3c) is equal to or higher than a predetermined first set value, the (first) photodiode 9c emits light (first ) When the phototransistor 9d is short-circuited, and the voltage of the assembled battery 3 is less than the first set value, the photodiode 9c is extinguished and the phototransistor 9d is open. When the assembled battery 3 reaches the end-of-discharge voltage, the control unit 4 stops the light emission of the photodiode 9c, and the phototransistor 9d is opened, so that the voltage applied to the coil 8a decreases and the contact 8b The power supply to the control unit 4 is stopped.

商用電源が復電すると、充電器1は直流電力を出力し、フォトダイオード9aは発光を始めるので、フォトトランジスタ9bは短絡され、コイル8aに充電器1の出力電圧が印加されて接点8bが短絡される。制御部4と高速スイッチ5へ制御電源が供給され、制御動作と切替動作が可能となる。   When the commercial power supply recovers, the charger 1 outputs DC power and the photodiode 9a starts to emit light, so the phototransistor 9b is short-circuited, the output voltage of the charger 1 is applied to the coil 8a, and the contact 8b is short-circuited. Is done. Control power is supplied to the control unit 4 and the high-speed switch 5 to enable control operation and switching operation.

制御部4では、組電池3の入出力電流(直列抵抗14a、14b、14cにより計測できる)、電圧、停電の有無を検出し、充電スイッチ16(16a、16b、16c)、高速スイッチ5、フォトダイオード9cの制御を行う。図3は、制御部4の制御フローを説明する図である。   The control unit 4 detects the input / output current (measured by the series resistors 14a, 14b, and 14c), the voltage, and the presence or absence of a power failure of the assembled battery 3, and detects the charging switch 16 (16a, 16b, and 16c), the high-speed switch 5, and the photo The diode 9c is controlled. FIG. 3 is a diagram illustrating a control flow of the control unit 4.

制御部4に制御電源が供給されないとき、インバータ2への運転信号がないためインバータ2は停止であり、高速スイッチ5への切替信号がないため商用側にもインバータ側にも負荷6は接続されておらず、フォトダイオード9cは発光していないためフォトトランジスタ9dは開放であり、充電スイッチ16を短絡する信号がないため充電スイッチ16は全て開放である。   When the control power is not supplied to the control unit 4, the inverter 2 is stopped because there is no operation signal to the inverter 2, and the load 6 is connected to both the commercial side and the inverter side because there is no switching signal to the high speed switch 5. Since the photodiode 9c is not emitting light, the phototransistor 9d is open, and since there is no signal for short-circuiting the charge switch 16, all the charge switches 16 are open.

制御部4に制御電源が供給され、制御動作を開始すると、ステップ1(図中、S1で表す、以下同様)でインバータ2を運転させるとともに高速スイッチ5を商用側に接続する信号を生成し、ステップ2でフォトダイオード9cを発光とする。   When control power is supplied to the control unit 4 and a control operation is started, a signal for operating the inverter 2 and connecting the high-speed switch 5 to the commercial side is generated in step 1 (denoted by S1 in the figure, the same applies hereinafter) In step 2, the photodiode 9c emits light.

ステップ3において、商用交流電源7が有効であるかどうかを判断し、商用交流を受電している場合はステップ4に進み、停電の場合はステップ5に進む。   In step 3, it is determined whether the commercial AC power source 7 is valid. If commercial AC power is being received, the process proceeds to step 4;

ステップ4において、外部信号により指定される組電池3の充電を行うように該当する充電スイッチ16を短絡する信号を生成し、外部信号が充電を指示していない組電池3に該当する充電スイッチ16の短絡信号をリセットする。   In step 4, a signal for short-circuiting the corresponding charging switch 16 so as to charge the assembled battery 3 specified by the external signal is generated, and the charging switch 16 corresponding to the assembled battery 3 whose external signal does not instruct charging. Reset the short circuit signal.

ステップ3で停電となった場合は、l0ms以内に切替動作が行われるように、ステップ5において、高速スイッチ5をインバータ側へ切り替える信号を生成する。   If a power failure occurs in step 3, a signal for switching the high-speed switch 5 to the inverter side is generated in step 5 so that the switching operation is performed within 10 ms.

ステップ6において、組電池3の電圧(3系列並列接続点での電圧)が10V以下であるかどうかを判断し、10V以下の場合はステップ9へ進み、10Vよりも高い場合はステップ7へ進む。   In Step 6, it is determined whether or not the voltage of the assembled battery 3 (voltage at the 3 series parallel connection point) is 10V or less. If 10V or less, the process proceeds to Step 9. If it is higher than 10V, the process proceeds to Step 7. .

ステップ7において、商用交流電源7が有効であるかどうかを判断し、停電の場合はステップ6へ戻り、受電の場合はステップ8で高速スイッチ5を商用側へ切り替え、ステップ3へ戻る。   In step 7, it is determined whether or not the commercial AC power supply 7 is valid. If a power failure occurs, the process returns to step 6. If power is received, the high-speed switch 5 is switched to the commercial side in step 8, and the process returns to step 3.

ステップ9において、インバータ2の動作信号をリセットし、ステップ10でフォトダイオード9cの発光を停止する。   In step 9, the operation signal of the inverter 2 is reset, and in step 10, the light emission of the photodiode 9c is stopped.

図3の制御を実行することによって、商用電源が有効である間はバイパス回路を介して負荷6への給電が行われ、停電発生時は10ms以内にインバータ2の出力が負荷6へ接続され組電池3によるバックアップが行われ、組電池3が放電終止電圧に達したとき負荷6への給電が停止するとともに制御動作が停止し組電池3からの放電が完全に停止する。   3 is executed, power is supplied to the load 6 through the bypass circuit while the commercial power source is effective. When a power failure occurs, the output of the inverter 2 is connected to the load 6 within 10 ms. When the battery 3 is backed up and the assembled battery 3 reaches the end-of-discharge voltage, the power supply to the load 6 is stopped, the control operation is stopped, and the discharge from the assembled battery 3 is completely stopped.

また、商用電源の復電時はバイパス回路側への切り替えが行われる。さらに、組電池3が放電終止となりシステムが停止した後に商用電源が復電する場合、充電器1の起動によってフォトダイオード9aが発光してフォトトランジスタ9bが短絡し、コイル8aが充電器1の出力電圧を感知することにより接点8bが短絡されて制御部4へ制御電源が供給され制御を開始し、高速スイッチ5へも制御電源が供給されて商用交流電源7がバイパス回路を介して負荷6へ接続される。   Further, when the commercial power supply is restored, switching to the bypass circuit side is performed. Further, when the commercial power supply is restored after the assembled battery 3 is completely discharged and the system is stopped, the photodiode 9a emits light by the activation of the charger 1, the phototransistor 9b is short-circuited, and the coil 8a is output from the charger 1. By sensing the voltage, the contact 8b is short-circuited and the control power is supplied to the control unit 4 to start the control. The control power is also supplied to the high-speed switch 5 and the commercial AC power supply 7 is supplied to the load 6 through the bypass circuit. Connected.

システム停止時に、電池交換により復帰させるときは、組電池3を充電状態の高いものに交換した後、手動スイッチ11を押下する。押下している間、コイル8aが組電池3の電圧を感知して接点8bを短絡するため制御部4が始動し、フォトトランジスタ9dが短絡されるため、手動スイッチ11を離しても制御動作が継続されてインバータ2を介して負荷6への給電が行われる。   When returning the system by battery replacement when the system is stopped, the battery pack 3 is replaced with one having a high charge state, and then the manual switch 11 is pressed. While pressing, the control unit 4 starts because the coil 8a senses the voltage of the assembled battery 3 and short-circuits the contact 8b, and the phototransistor 9d is short-circuited. Continuously, power is supplied to the load 6 via the inverter 2.

本実施の形態例では充電器1の動作状態の検知を、(第2の)フォトダイオード9aと(第2の)フォトトランジスタ9bとを構成要素とする第2のフォトカプラによって行っているが、これを、請求項3に記載の電源システムにおけるように、継電器によって行うことも可能である。フォトダイオード9a(抵抗15、ツェナーダイオード13を含む)を(第2の)コイルに、フォトトランジスタ9bを(第2の)接点に、それぞれ置き換えて第2の継電器を構成し、それによって充電器1の出力の有無によって接点を開閉するようにすればフォトカプラを使用した場合と同じ働きをさせることができる。   In the present embodiment, the operation state of the charger 1 is detected by the second photocoupler including the (second) photodiode 9a and the (second) phototransistor 9b as constituent elements. This can also be done by a relay, as in the power supply system according to claim 3. The second relay is configured by replacing the photodiode 9a (including the resistor 15 and the Zener diode 13) with the (second) coil and the phototransistor 9b with the (second) contact, whereby the charger 1 If the contacts are opened and closed depending on the presence or absence of the output, the same function as when a photocoupler is used can be achieved.

本発明に係る電源システムの特徴は、例えば、複数の電池を接続してなる組電池と、交流電力を直流電力に変換し前記組電池を充電する充電器と、前記組電池から放電する電力を交流電力に変換するインバータとを有する電源システムにおいて、前記電源システムの状態を監視および制御する、電気回路を有する制御部を具備し、前記制御部の動作電源が、前記組電池または前記充電器から給電線を介して供給され、制御電源の給電線に継電器1と、前記充電器の出力電圧により動作する継電器2と、前記制御部により動作するフォトカプラを具備し、前記制御部は前記組電池の電圧が予め定められた設定値以上のときフォトカプラを発光(短絡)、設定値未満のとき消光(開放)する制御を行い、また、前記継電器1を動作させるための、押下しているときのみ短絡される手動スイッチを接続することである。   The features of the power supply system according to the present invention include, for example, an assembled battery formed by connecting a plurality of batteries, a charger that converts AC power into DC power and charges the assembled battery, and electric power that is discharged from the assembled battery. A power supply system having an inverter for converting into alternating current power, comprising a control unit having an electric circuit for monitoring and controlling the state of the power supply system, wherein the operating power of the control unit is from the assembled battery or the charger A power supply line, a relay connected to a power supply line of a control power source, a relay operated by an output voltage of the charger, and a photocoupler operated by the control unit; For controlling the photocoupler to emit light (short circuit) when the voltage is equal to or higher than a preset value, and to extinguish (open) when the voltage is less than the set value, and to operate the relay 1, Is to connect the manual switch is shorted only when the beat.

この特徴によって、商用電力を負荷へ供給しながら蓄電池を充電し、停電時に蓄電池から放電して負荷へ供給する電源システムにおいて、蓄電池の過放電による劣化を防止し、かつ停止状態からの復帰を自動的に行い、システムの制御動作と負荷への給電を再開する電源システムを提供することが可能となる。また、手動スイッチによりシステム停止後、電池を交換してからの復帰を行うことができる。   With this feature, in a power supply system that charges a storage battery while supplying commercial power to the load, discharges the storage battery during a power failure, and supplies the load to the load, it prevents deterioration due to overdischarge of the storage battery and automatically returns from the stopped state. Therefore, it is possible to provide a power supply system that restarts the control operation of the system and the power supply to the load. In addition, after the system is stopped by a manual switch, it is possible to perform recovery after replacing the battery.

以上、本発明の実施の形態について、電池が鉛蓄電池またはニッケル水素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 taking the case where the battery is a lead storage battery or a nickel hydride storage battery as an example, but the present invention is not limited thereto.

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)二次電池が出力する電力を負荷へ供給する電源システムにおいては、二次電池の充放電を制御する制御部などの消費電力により放電終止電圧を下回って放電が継続して二次電池の過放電による劣化が進行するという問題が発生する。   (1) In a power supply system that supplies power output from a secondary battery to a load, the secondary battery continues to discharge below a discharge end voltage due to power consumption of a control unit that controls charging and discharging of the secondary battery. There arises a problem that the deterioration due to the overdischarge proceeds.

本発明により、二次電池の放電は過放電となる前に停止され、二次電池の劣化を防止し、電池寿命を延命することが可能となる。   According to the present invention, the discharge of the secondary battery is stopped before it becomes overdischarged, so that the secondary battery can be prevented from deteriorating and the battery life can be extended.

(2)二次電池の過放電を回避するため、負荷への給電線にスイッチを挿入し、二次電池の電圧が放電終始電圧に達したときこのスイッチを開放する方法があるが、スイッチを開放した後にシステムを復帰させる手段がない。   (2) In order to avoid overdischarge of the secondary battery, there is a method of inserting a switch in the power supply line to the load and opening this switch when the voltage of the secondary battery reaches the discharge end voltage. There is no way to restore the system after opening.

本発明により、システム停止後、商用電源の復電により自動的に制御部に制御電源が供給され、システムの制御動作と負荷への給電を再開することが可能となる。さらに、手動スイッチによりシステム停止後の復帰を電池交換によっても行うことが可能となる。   According to the present invention, after the system is stopped, the control power is automatically supplied to the control unit by the power recovery of the commercial power, and the control operation of the system and the power supply to the load can be resumed. Further, the manual switch can be used to return the system after it has been stopped by replacing the battery.

本発明の実施の形態例を説明する図である。It is a figure explaining the example of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態例を説明する図である。It is a figure explaining the example of embodiment of this invention. 本発明における制御フローの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the control flow in this invention. 商用電力を蓄電池へ充電しながら負荷へ供給し、停電時は蓄電池が出力する電力を負荷へ供給する電源システムの構成図である。It is a block diagram of the power supply system which supplies commercial power to a load, charging a storage battery, and supplies the electric power which a storage battery outputs to a load at the time of a power failure.

符号の説明Explanation of symbols

1:充電器、2:インバータ、3:組電池、3a、3b、3c:ニッケル水素蓄電池、4:制御部、5:高速スイッチ、6:負荷、7:商用交流電源、8a:コイル、8b:接点、9a、9c:フォトダイオード、9b、9d:フォトトランジスタ、10b、10c:ダイオード、11:手動スイッチ、12a、12d、12e、12f、12g、12h、12i:ダイオード、13:ツェナーダイオード、14a、14b、14c:直列抵抗、15:抵抗、16a、16b、16c:充電スイッチ、17:切替器。   1: charger, 2: inverter, 3: assembled battery, 3a, 3b, 3c: nickel metal hydride storage battery, 4: control unit, 5: high-speed switch, 6: load, 7: commercial AC power supply, 8a: coil, 8b: Contact, 9a, 9c: Photodiode, 9b, 9d: Phototransistor, 10b, 10c: Diode, 11: Manual switch, 12a, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h, 12i: Diode, 13: Zener diode, 14a, 14b, 14c: series resistance, 15: resistance, 16a, 16b, 16c: charge switch, 17: switch.

Claims (7)

複数の電池を接続してなる組電池と、交流電力を直流電力に変換し前記組電池を充電する充電器と、前記組電池から放電する電力を交流電力に変換するインバータとを有する電源システムにおいて、
前記電源システムの状態を監視および制御する、電気回路を有する制御部が具備され、
前記制御部の動作電源は、前記組電池または前記充電器から2本の給電線を介して供給され、
第1のコイルと第1の接点とを構成要素とする第1の継電器が具備され、前記第1のコイルの両端が前記2本の給電線にそれぞれ接続され、前記第1の接点が前記2本の給電線のうち少なくとも一方に挿入されていることを特徴とする電源システム。
In a power supply system having an assembled battery formed by connecting a plurality of batteries, a charger that converts AC power into DC power and charges the assembled battery, and an inverter that converts electric power discharged from the assembled battery into AC power ,
A controller having an electric circuit for monitoring and controlling the state of the power supply system;
The operation power of the control unit is supplied from the assembled battery or the charger via two power supply lines,
A first relay having a first coil and a first contact as constituents is provided, both ends of the first coil are connected to the two feeders, and the first contact is the 2 A power supply system, wherein the power supply system is inserted into at least one of the power supply lines.
請求項1に記載の電源システムにおいて、
前記第1の接点は、前記第1のコイルの一方の片端と前記制御部との間の前記給電線に挿入されてい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 according to claim 1, wherein the first contact point is inserted into the power supply line between one end of the first coil and the control unit.
請求項2に記載の電源システムにおいて、
第2のコイルと第2の接点とを構成要素とする第2の継電器が具備され、
前記第1のコイルの他方の片端は、前記第2の接点を介して前記給電線に接続され、
前記充電器の出力に、出力方向にのみ電力を通すダイオードが具備され、
前記第2のコイルには、前記充電器の出力電圧が印加され、
第1のフォトダイオードと第1のフォトトランジスタとを構成要素とする第1のフォトカプラが具備され、
前記第2の接点に対して並列に、前記第1のフォトトランジスタが接続され、
前記組電池の電圧が、予め定められた第1の設定値以上であるとき、前記第1のフォトダイオードは発光であり、前記組電池の電圧が前記第1の設定値未満であるとき、前記第1のフォトダイオードは消光であることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to claim 2,
A second relay comprising a second coil and a second contact as constituents is provided;
The other end of the first coil is connected to the power supply line via the second contact,
A diode that passes power only in the output direction is provided at the output of the charger,
An output voltage of the charger is applied to the second coil,
A first photocoupler comprising a first photodiode and a first phototransistor as constituent elements;
The first phototransistor is connected in parallel to the second contact;
When the voltage of the assembled battery is equal to or higher than a predetermined first set value, the first photodiode emits light, and when the voltage of the assembled battery is less than the first set value, The power supply system, wherein the first photodiode is extinguished.
請求項2に記載の電源システムにおいて、
第1のフォトダイオードと第1のフォトトランジスタとを構成要素とする第1のフォトカプラが具備され、
第2のフォトダイオードと第2のフォトトランジスタとを構成要素とする第2のフォトカプラが具備され、
前記第1のコイルの他方の片端は、前記第2のフォトトランジスタを介して前記給電線に接続され、
前記充電器の出力に、出力方向にのみ電力を通すダイオードが具備され、
前記第2のフォトダイオードには、前記充電器の出力電圧が印加され、
前記第2のフォトトランジスタに対して並列に、前記第1のフォトトランジスタが接続され、
前記組電池の電圧が、予め定められた第1の設定値以上であるとき、前記第1のフォトダイオードは発光であり、前記組電池の電圧が前記第1の設定値未満であるとき、前記第1のフォトダイオードは消光であることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to claim 2,
A first photocoupler comprising a first photodiode and a first phototransistor as constituent elements;
A second photocoupler comprising a second photodiode and a second phototransistor as constituent elements;
The other end of the first coil is connected to the power supply line via the second phototransistor,
A diode that passes power only in the output direction is provided at the output of the charger,
The output voltage of the charger is applied to the second photodiode,
The first phototransistor is connected in parallel to the second phototransistor;
When the voltage of the assembled battery is equal to or higher than a predetermined first set value, the first photodiode emits light, and when the voltage of the assembled battery is less than the first set value, The power supply system, wherein the first photodiode is extinguished.
請求項3または4に記載の電源システムにおいて、
前記第1のフォトトランジスタに対して並列に、押下しているときのみ短絡される手動スイッチが接続されていることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to claim 3 or 4,
A power supply system, wherein a manual switch that is short-circuited only when pressed is connected in parallel to the first phototransistor.
請求項1ないし5に記載の電源システムにおいて、
入力された交流電力と前記インバータの交流出力のどちらか一方を切替えて負荷へ出力する切替器が具備され、
前記切替器の動作電源は、前記2本の給電線を介して供給されることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to any one of claims 1 to 5,
A switching device is provided that switches either the input AC power or the AC output of the inverter to output to the load,
An operation power supply of the switch is supplied via the two power supply lines.
請求項1ないし6に記載の電源システムにおいて、
前記組電池は、ニッケル水素蓄電池または鉛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 any one of claims 1 to 6,
The assembled battery is a nickel hydride storage battery or a lead storage battery.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010172047A (en) * 2009-01-20 2010-08-05 Fuji Electric Holdings Co Ltd Apparatus to counter momentary drop
JPWO2011036767A1 (en) * 2009-09-25 2013-02-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 Uninterruptible power system
JP2015033234A (en) * 2013-08-02 2015-02-16 住友電気工業株式会社 Power supply system
JPWO2015045226A1 (en) * 2013-09-30 2017-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power switching device and storage battery system
JPWO2019167777A1 (en) * 2018-02-28 2020-12-03 株式会社村田製作所 Power supply and medical equipment using it
JPWO2020105141A1 (en) * 2018-11-21 2021-02-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power supply system
WO2023166670A1 (en) * 2022-03-03 2023-09-07 三菱電機株式会社 Power supply switching circuit and air conditioner

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010172047A (en) * 2009-01-20 2010-08-05 Fuji Electric Holdings Co Ltd Apparatus to counter momentary drop
JPWO2011036767A1 (en) * 2009-09-25 2013-02-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 Uninterruptible power system
JP5486604B2 (en) * 2009-09-25 2014-05-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 Uninterruptible power system
US9154000B2 (en) 2009-09-25 2015-10-06 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Uninterruptible power supply apparatus including a control circuit that executes a first mode when supply of a first AC electric power from a commercial AC power supply is resumed at a time of discharge end
JP2015033234A (en) * 2013-08-02 2015-02-16 住友電気工業株式会社 Power supply system
JPWO2015045226A1 (en) * 2013-09-30 2017-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power switching device and storage battery system
JPWO2019167777A1 (en) * 2018-02-28 2020-12-03 株式会社村田製作所 Power supply and medical equipment using it
JP7226425B2 (en) 2018-02-28 2023-02-21 株式会社村田製作所 Power supply device and medical equipment using it
JPWO2020105141A1 (en) * 2018-11-21 2021-02-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power supply system
WO2023166670A1 (en) * 2022-03-03 2023-09-07 三菱電機株式会社 Power supply switching circuit and air conditioner

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