JP2009095129A - バックアップ電源装置 - Google Patents

バックアップ電源装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2009095129A
JP2009095129A JP2007263092A JP2007263092A JP2009095129A JP 2009095129 A JP2009095129 A JP 2009095129A JP 2007263092 A JP2007263092 A JP 2007263092A JP 2007263092 A JP2007263092 A JP 2007263092A JP 2009095129 A JP2009095129 A JP 2009095129A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
charger
supply device
voltage
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007263092A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5262053B2 (ja
Inventor
Atsuo Matsumoto
淳雄 松本
Naohisa Morimoto
直久 森本
Keitaro Taniguchi
桂太郎 谷口
Masahiko Kubo
昌彦 久保
Hirotoshi Tatsumi
浩俊 辰巳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007263092A priority Critical patent/JP5262053B2/ja
Publication of JP2009095129A publication Critical patent/JP2009095129A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5262053B2 publication Critical patent/JP5262053B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Landscapes

  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】鉛蓄電池からの置換えとしてＮｉ−ＭＨ電池を使用したバックアップ電源装置の価格低減を行うシステム実現する充電制御方式を提案することを目的とする。
【解決手段】直流電源供給装置１は正常時に負荷装置２に電力供給し、直流電源装置１と負荷装置２の接続部に定電流・定電圧出力の充電器３の入力を接続し、充電器３の出力は二次電池４と接続され正常時に二次電池４の充電を行い、充電器４の出力から入力の方向に１個又は複数個直列接続されたダイオード又はＦＥＴを接続し、停電時にダイオード又はＦＥＴを通して二次電池４から負荷装置２に電力供給を行い、充電器３の電圧の制御は、前記ダイオード又はＦＥＴの寄生ダイオードに電流が流れないように電圧制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、公共関係や産業関係等のバックアップ電源装置に関するものであり、詳細にはバックアップ電源装置に用いられる二次電池の充電制御に関するものである。
従来のバックアップ電源装置には、鉛蓄電池をフロート充電する方式が一般的である。近年、長寿命や小型化の要望に伴い、鉛蓄電池からＮｉ−ＭＨ電池やＬｉ二次電池の採用が基地局やデータセンター等のバックアップ電源等で用いられていることが知られている。
Ｎｉ−ＭＨ電池を採用したバックアップ電源装置例を図３に示す。図３において５７は二次電池、５８は、昇圧回路、６０は充放電制御回路、５１はＡＣ電源、５２はノイズフィルタ、５３は全波整流回路、５４は力率改善コンバータ、５５は多出力ＤＣ／ＤＣコンバータ、５６は負荷で構成され、正常時は、ＡＣ電源５１から、ノイズフィルタ２１と全波整流回路５３と力率改善コンバータと多出力ＤＣ／ＤＣコンバータとを通して負荷５６に電力を供給し、停電が発生すると二次電池５７から昇圧回路を通して、力率コンバータ５４に電力を供給し、負荷５６に電力供給を行っていた。
特開２００４−１９４４０８号公報
しかしながら、前記従来のバックアップ電源装置では、異常時に二次電池の電圧を昇圧器で上げるため、昇圧器の電力ロスによる効率の低下や電圧を上げるために昇圧器が必要となり、形状が大きくなったり、回路が複雑となり、高価となる課題を有していた。
本発明のバックアップ電源装置は、直流電源供給装置と負荷装置とがあり、直流電源供給装置は負荷装置と接続され、正常時に電力供給し、前記直流電源装置と負荷装置の接続部に定電流・定電圧出力の充電器の入力を接続し、充電器の出力は二次電池と接続され正常時に二次電池の充電を行い、前記充電器の出力から入力の方向に１個又は複数個直列接続されたダイオード又はＦＥＴを接続し、停電時にダイオード又はＦＥＴを通して二次電池から前記負荷装置に電力供給を行い、前記充電器の電圧の制御は、前記ダイオード又はＦＥＴの寄生ダイオードに電流が流れないように電圧制御を行うものである。
また、充電器は、直流電源供給装置の出力電圧を常時検出し、定電流・定電圧出力の定電圧の値を直流電供給装置の出力電圧に対し、同等レベル又は１個又は複数個直列接続されたダイオード又はＦＥＴの寄生ダイオードの電圧降下分を加算した値と同レベルに定電圧の制御を行う機能を有するものである。
また、充電器は、別な方法として、定電圧制御の値を直流電源装置の出力電圧より高く設定し、直流電源供給装置の出力電圧と充電器の出力電圧を検出し、充電器の出力電圧が、直流電源装置の出力電圧に対し、同等レベル又は１個又は複数個直列接続されたダイオード又はＦＥＴの寄生ダイオードの電圧降下分を加算した値と同等レベル又はそれ以上になった場合に充電電流の供給を止める機能を有するものである。
本発明によると、直流電源供給装置の出力電圧と同等又はダイオードのドロップ分を加
算した値に充電器の出力電圧を上げることにより、二次電池の直列使用数を最大にし、異常時のバックアップ電圧を負荷装置の出力電圧に近づけ、電池から直接負荷装置に電力供給を行い、バックアップ時の昇圧器を省略でき、バックアップ電源装置の小型化及び低価格化が出来る。また、鉛蓄電池をフロート方式にて使用しているバックアップ電源装置の電池部を小型長寿命のＮｉ−ＭＨ電池等の置換えを簡単に実現することが出来る。
以下、本発明の実施の形態における二次電池の充電装置を図１を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態におけるバックアップ電源装置の図である。図１において１は直流電源供給装置で２は負荷装置で、正常時は直流電源供給装置１から負荷装置２に電力が供給される。３は充電器で充電器入力３１と充電器出力３２とＰＷＭ制御入力３５を有する昇降圧コンバータ３３と差動増幅器３４で構成される。
４は直列接続された二次電池で構成され、５は、直流電源装置１から二次電池４への逆流を防止するダイオードで構成され、正常時は、充電器３にて二次電池４を充電し、停電時には、ダイオード５を通して二次電池４から負荷装置２に電力が供給される。充電器３は、定電流・定電圧出力の機能を有する昇降圧コンバータ３３の定電圧制御を充電器入力３１の電圧値を基準し、充電器出力３２の電圧を検出し、それぞれを差増増幅器３４に入力し、差増増幅器３５の出力を昇降圧コンバータ３３のＰＷＭ制御入力３５に信号をおくることにより、充電器３の定電圧出力電圧値は、直流電源供給装置１の出力電圧と同じ値なる様に昇降圧コンバータ３３をＰＷＭ制御行うことにより、充電器の入力電圧と定電圧制御の値が等しくなり、二次電池４の直列で構成される電圧が直流電源装置１の出力電圧と同レベルにすることが出来き、停電時には、二次電池４から直接、負荷装置２に電力供給を行うことが出来る。
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態におけるバックアップ電源装置の図である。実施の１の形態に対し、直流電源供給装置１、負荷装置２、二次電池４、ダイオード４は共通で充電器３の内部構成が異なるため、充電器３のみを説明する。充電器３は充電器入力３１と充電器出力３２と昇降圧コンバータ３３とコンパレータ３６とスイッチ３７で構成される。昇降圧コンバータ３３の出力は定電流・定電圧性能を有し、定電圧値の値を直流電力供給装置の出力電圧より、高く設定しておく。
コンパレータ３６は充電器入力にて直流電源供給装置の出力電圧と昇降圧コンバータの出力電圧を常時検出比較を行い、昇降圧コンバータの出力電圧が、直流電源供給装置１の出力電圧より低い時にスイッチ３７をＯＮし、逆に昇降圧コンバータの出力電圧が、直流電源供給装置１の出力電圧より高い時にスイッチ３７をＯＦＦになる様に構成する。本構成により、実施例１と同様に二次電池４の直列で構成される電圧が直流電源装置１の出力電圧と同レベルにすることができ、停電時には、二次電池４から直接、負荷装置２に電力供給を行うことが出来る。
本発明にかかる二次電池の充電制御は、停電時に電池電圧を昇圧することなく放電するため、昇圧器が省略でき、装置全体の低価化と小型化で実現し、同時に従来鉛蓄電池を使用していた装置に簡単にＮｉ−ＭＨ電池等に置換えを可能とする効果を有しており、基地局やデータセンター等の産業機器に使用されるバックアップ電源装置に有効である。
本発明の実施の形態１における構成図 本発明の実施形態２の構成図 従来の構成図
符号の説明
１ 直流電源供給装置
２ 負荷装置
３ 充電器
４ 二次電池
５ ダイオード
３１ 充電器入力
３２ 充電器出力
３３ 昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４ 差動増幅器
３５ ＰＷＭ制御入力
３６ コンパレータ
３６ スイッチ
５１ ＡＣ電源
５２ ノイズフィルタ
５３ 全波整流回路
５４ 力率完全コンバータ
５５ 多出力ＤＣ／ＤＣコンバータ
５６ 負荷
５７ 二次電池
５８ 昇圧回路
５９ 停電検出回路
６０ 充放電制御回路
６１ スイッチ手段
６２ ダイオード

Claims (3)

  1. 直流電源供給装置と負荷装置とがあり、直流電源供給装置は負荷装置と接続され、正常時に電力供給し、前記直流電源装置と負荷装置の接続部に定電流・定電圧出力の充電器の入力を接続し、充電器の出力は二次電池と接続され正常時に二次電池の充電を行い、前記充電器の出力から入力の方向に１個又は複数個直列接続されたダイオード又はＦＥＴを接続し、停電時にダイオード又はＦＥＴを通して二次電池から前記負荷装置に電力供給を行い、前記充電器の電圧の制御は、前記ダイオード又はＦＥＴの寄生ダイオードに電流が流れないように電圧制御を行うバックアップ電源装置。
  2. 充電器は、直流電源供給装置の出力電圧を常時検出し、定電流・定電圧出力の定電圧の値を直流電供給装置の出力電圧に対し、同等レベル又は１個又は複数個直列接続されたダイオード又はＦＥＴの寄生ダイオードの電圧降下分を加算した値と同レベルに定電圧の制御を行う請求項１に記載のバックアップ電源装置。
  3. 充電器は、定電圧制御の値を直流電源装置の出力電圧より高く設定し、直流電源供給装置の出力電圧と充電器の出力電圧を検出し、充電器の出力電圧が、直流電源装置の出力電圧に対し、同等レベル又は１個又は複数個直列接続されたダイオード又はＦＥＴの寄生ダイオードの電圧降下分を加算した値と同等レベル又はそれ以上になった時に充電電流の供給を止める機能を有する請求項１に記載のバックアップ電源装置。
JP2007263092A 2007-10-09 2007-10-09 バックアップ電源装置 Active JP5262053B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007263092A JP5262053B2 (ja) 2007-10-09 2007-10-09 バックアップ電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007263092A JP5262053B2 (ja) 2007-10-09 2007-10-09 バックアップ電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009095129A true JP2009095129A (ja) 2009-04-30
JP5262053B2 JP5262053B2 (ja) 2013-08-14

Family

ID=40666557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007263092A Active JP5262053B2 (ja) 2007-10-09 2007-10-09 バックアップ電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5262053B2 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000250646A (ja) * 1999-02-25 2000-09-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 独立型太陽光発電システム及び発電方法
JP2001268819A (ja) * 2000-03-15 2001-09-28 Ntt Data Corp 電源装置及び給電方法
JP2002095180A (ja) * 2000-09-12 2002-03-29 Fujitsu Denso Ltd バックアップ電源回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000250646A (ja) * 1999-02-25 2000-09-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 独立型太陽光発電システム及び発電方法
JP2001268819A (ja) * 2000-03-15 2001-09-28 Ntt Data Corp 電源装置及び給電方法
JP2002095180A (ja) * 2000-09-12 2002-03-29 Fujitsu Denso Ltd バックアップ電源回路

Also Published As

Publication number Publication date
JP5262053B2 (ja) 2013-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4688725B2 (ja) 電源装置
US9667094B1 (en) Battery backup system for uninterrupted power supply
US7932636B2 (en) Automatic start-up circuit and uninterruptible power supply apparatus having such automatic start-up circuit
WO2015041253A1 (ja) 充電設備および充電設備のエネルギーマネジメント方法
JP6152241B2 (ja) 電力システム、携帯式電子機器および電力の供給方法
US8203234B2 (en) Power safety system
US20120139477A1 (en) Power supply circuit having lowidle power dissipation
JP2008118847A (ja) 充電器／昇圧制御器を備える電源管理システム
US9270143B1 (en) Systems, methods, and devices for providing drive electronics with a backup power supply for an LED luminaire
JP6296608B2 (ja) 無停電電源装置
CN103154851A (zh) 使用多个电源向电子设备供电
JP2013514055A (ja) マルチセルバッテリのバランシングを行うシステム及び方法
CN1728498A (zh) 用于电池供电的便携装置的供电电路
JP2005137054A (ja) 電源回路
WO2013114710A1 (ja) スイッチング電源装置
JP2010154628A (ja) 蓄電モジュールの電圧補正制御方法
JP2011250608A (ja) 太陽電池システム
US20120153720A1 (en) Power system for container data center
US8766478B2 (en) Power system and control method thereof
JP2006311676A (ja) 電源システム
WO2016006329A1 (ja) 無停電電源装置
JP2007280741A (ja) 燃料電池装置
JP2016524439A (ja) 無停電直流電源装置
TW201414127A (zh) 可配置電源供應系統
US20230134008A1 (en) Bi-directional dc-dc converter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101012

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20101112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120718

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20121213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130402

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130415

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5262053

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151