JP2009136124A - Backup power supply and its control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backup power supply that supplies stable power while achieving cost-saving and space-saving, and its control method. <P>SOLUTION: The backup power supply is composed of component elements such as a commutator 2 for converting AC power inputted from a commercial power supply 1 into DC power, a charger 3 for charging a battery pack 4, and a discharger 5 for converting power outputted by the battery pack 4 so as to output it to a load 6. A minimum allowable discharge voltage of the battery pack 4 is matched with an allowable minimum voltage of the load 6. The discharger 5 is composed of only a step-down circuit. A switching element of the step-down circuit is not only put into step-down operation by switching but also into direct-connection operation and is opened when discharge from the battery pack 4 is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はバックアップ電源およびその制御方法に関し、特に、交流電力を直流電力へ変換して負荷へ供給するとともに、蓄電池を備えて停電時にバックアップする直流バックアップ電源システムおよびその制御方法に関する。   The present invention relates to a backup power supply and a control method thereof, and more particularly to a DC backup power supply system that converts AC power into DC power and supplies it to a load, and backs up in the event of a power failure with a storage battery, and a control method thereof.

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の蓄電池と、該蓄電池を、商用電力有効時に、整流器の出力によって充電する充電器とを備えている。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。   In general, a power supply system that supplies power to a DC load device uses a rectifier that receives commercial AC power and outputs DC power such as DC 48V. Furthermore, a storage battery for continuing to supply power to the load device even when the commercial power is interrupted, and a charger for charging the storage battery with the output of the rectifier when the commercial power is valid. 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.

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

整流装置と蓄電池、充電器および放電器を組み合わせた直流バックアップ電源システムを図５に示す。   FIG. 5 shows a DC backup power supply system in which a rectifier, a storage battery, a charger and a discharger are combined.

図５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充電器３と負荷６へ供給している。複数の電池を接続して組電池４を構成して、これを１系列とし、６系列を搭載する。組電池４はそれぞれ、商用電源１が有効であるときは充電器３を介して充電され、商用電源１の停電時に放電器５を介して負荷６への放電を行う。   In FIG. 5, the AC power of the commercial power source 1 is supplied to the rectifier 2, and the rectifier 2 converts the AC power into predetermined DC power and supplies it to the charger 3 and the load 6. A plurality of batteries are connected to form an assembled battery 4, which is set as one series, and six series are mounted. Each of the assembled batteries 4 is charged via the charger 3 when the commercial power source 1 is effective, and discharges to the load 6 via the discharger 5 when the commercial power source 1 is interrupted.

負荷６は直流４８Ｖ負荷であり、電圧許容範囲は５７Ｖ〜４０．５Ｖである。この範囲を超える電圧が印加されると負荷装置が故障する可能性があり、また許容範囲を下回ると負荷装置の動作が停止する。このため、整流器２および放電器５は負荷６が許容する電圧を出力する必要がある。商用電源１が有効であるときは整流器２から負荷６への給電が行われ、商用電源１の停電時に組電池４から放電器５を介して負荷６へ給電を行うため、放電器５の出力電圧は整流器２の出力電圧よりも低く設定される。   The load 6 is a direct current 48V load, and the allowable voltage range is 57V to 40.5V. If a voltage exceeding this range is applied, the load device may fail, and if the voltage falls below the allowable range, the operation of the load device stops. For this reason, the rectifier 2 and the discharger 5 need to output a voltage allowed by the load 6. When the commercial power source 1 is active, power is supplied from the rectifier 2 to the load 6 and when the commercial power source 1 is powered down, power is supplied from the assembled battery 4 to the load 6 via the discharger 5. The voltage is set lower than the output voltage of the rectifier 2.

組電池４と放電器５の間には、切り離しスイッチ１２が介挿され、組電池４が放電可能な最低電圧以下となったときに切り離すことにより組電池４の過放電を防止する。   A separation switch 12 is inserted between the assembled battery 4 and the discharger 5 to prevent overdischarge of the assembled battery 4 by disconnecting the assembled battery 4 when it becomes lower than the lowest voltage that can be discharged.

整流器２の出力電圧を５５Ｖ、組電池４をニッケル水素蓄電池セル（定格１．２Ｖ、１００Ａｈ）を３６セル直列接続してなる組電池（定格４３．２Ｖ、１００Ａｈ）とする。充電器３は、充電時に一定電流（２０Ａ）を出力し、満充電を検知して出力を停止する、いわゆる間欠充電を行っている。ニッケル水素蓄電池セルの電圧は、満充電時には１．６Ｖに達し、放電の可能な最低電圧（最低許容放電電圧）は１．０Ｖである。つまり、満充電時には組電池４の電圧は５７．６Ｖに達し、また組電池４の最低許容放電電圧は３６Ｖである。このように、組電池４の使用範囲が負荷６の許容電圧範囲を上下ともに逸脱しているため、放電器５は昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである。放電器５は、組電池４の電圧が５４Ｖを上回るときは降圧動作により出力電圧を５４Ｖに維持し（降圧モード）、５４Ｖ以下であるときは入力電圧をそのまま出力し（直結モード）、４２Ｖ以下であるときは昇圧動作により出力電圧を４２Ｖに維持する（昇圧モード）。   The output voltage of the rectifier 2 is 55 V, and the assembled battery 4 is an assembled battery (rated 43.2 V, 100 Ah) formed by connecting 36 nickel-hydride storage battery cells (rated 1.2 V, 100 Ah) in series. The charger 3 outputs a constant current (20 A) during charging, performs so-called intermittent charging in which full charging is detected and output is stopped. The voltage of the nickel metal hydride battery cell reaches 1.6 V when fully charged, and the lowest voltage that can be discharged (minimum allowable discharge voltage) is 1.0 V. That is, the voltage of the assembled battery 4 reaches 57.6V when fully charged, and the minimum allowable discharge voltage of the assembled battery 4 is 36V. Thus, since the use range of the assembled battery 4 deviates from the allowable voltage range of the load 6 both above and below, the discharger 5 is a step-up / step-down DC / DC converter. When the voltage of the assembled battery 4 exceeds 54V, the discharger 5 maintains the output voltage at 54V by the step-down operation (step-down mode), and when it is 54V or less, outputs the input voltage as it is (direct connection mode) and 42V or less. In the case of, the output voltage is maintained at 42 V by the boosting operation (boost mode).

放電器５は降圧と昇圧の両方の機能を有するため、降圧回路と昇圧回路の２つの回路が必要であり、放電器の複雑化やコストとスペースの増加の要因となり、また、直結モードでも降圧回路、昇圧回路を経由するため、損失を増大させるという問題がある。解決方法としては、降圧あるいは昇圧時にそれぞれの回路だけを通過させて出力し、さらに直結モードでは別のバイパス回路を介して出力する方法があるが、回路の切替時に出力電圧が瞬間的に変動して出力電圧が不安定化する要因となる。さらに、過放電防止のために介挿されている切り離しスイッチ１２もコストとスペースの増加要因となっている。   Since the discharger 5 has both a step-down function and a step-up function, two circuits, a step-down circuit and a step-up circuit, are necessary, which causes the complexity of the discharger and an increase in cost and space. There is a problem that the loss increases because the circuit goes through the circuit and the booster circuit. As a solution, there is a method that outputs only through each circuit at the time of step-down or step-up, and further outputs through another bypass circuit in the direct connection mode, but the output voltage fluctuates momentarily when the circuit is switched. The output voltage becomes unstable. In addition, the disconnect switch 12 inserted to prevent overdischarge also increases the cost and space.

また、図５のシステムでは、３台の放電器５がそれぞれ昇降圧の判断を行っている。各系の組電池４にはわずかでも容量のばらつきがあるため、放電器５が降圧モードから直結モードへ切り替わるタイミングが異なる。先に直結モードに入った放電器５の出力電圧は、未だ降圧モードにある他の放電器５の出力電圧より高くなるため、負荷６への電力供給の多くを先に直結モードに入った放電器５が担うことになる。従って、先に直結モードに入った放電器５の配下にある電池系列は他よりも著しく容量低下が早い。その放電器５の系列は先に切り離された後、残りの系列の負担が大きくなり出力容量を超えるため残りの系列も切り離され、結果として蓄電池に蓄積された放電可能なエネルギーの一部を残したまま負荷への給電が停止し、停電時に負荷へ給電できる時間が短くなり、余分に蓄電池を増設する必要性が生じ、設置スペースやシステム構築にかかる費用を増大させる問題が生じる。   Further, in the system of FIG. 5, the three dischargers 5 each determine the step-up / down pressure. Since the assembled batteries 4 of each system have a slight capacity variation, the timing at which the discharger 5 switches from the step-down mode to the direct connection mode is different. Since the output voltage of the discharger 5 that has entered the direct connection mode first becomes higher than the output voltage of the other dischargers 5 that are still in the step-down mode, much of the power supply to the load 6 has been released first. The electric appliance 5 will bear. Therefore, the capacity of the battery line under the discharger 5 that has entered the direct connection mode is significantly lower than the others. After the series of the discharger 5 is disconnected first, the burden on the remaining series becomes large and exceeds the output capacity, so the remaining series is also disconnected, and as a result, a part of the dischargeable energy accumulated in the storage battery remains. As a result, power supply to the load is stopped, the time during which power can be supplied to the load at the time of a power failure is shortened, and it becomes necessary to add an extra storage battery, resulting in a problem of increasing the installation space and the cost for system construction.

前記の問題は、ニッケル水素蓄電池システムの場合に限らず、鉛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直流バックアップ電源システムにおいても生じる問題である。   The above problem is not limited to the nickel-metal hydride storage battery system, but also occurs in a DC backup power supply system having an assembled battery formed by combining secondary batteries such as a lead storage battery and a lithium ion battery.

本発明は前記の、昇降圧型の放電器により、回路の複雑化、コストとスペースの増加、出力電圧の不安定化があ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、コストとスペースを節約し、安定した電力を供給するバックアップ電源およびその制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the problems that the above-described step-up / down type discharger has complicated circuit, increased cost and space, and unstable output voltage, and the present invention intends to solve the problem. The problem is to provide a backup power supply that saves cost and space and supplies stable power, and a control method thereof.

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
１つ以上の蓄電池を組み合わせてなる組電池と、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して負荷に供給する整流器と、前記組電池を充電する充電器と、前記組電池が出力する電力をそのまま、あるいはスイッチング素子のスイッチング動作によって降圧制御して前記負荷に供給する放電器とを構成要素とするバックアップ電源を制御する、バックアップ電源の制御方法であって、前記放電器は、出力する電力の電圧があらかじめ定められた最高放電電圧を上回るときは該電力を前記スイッチング素子のスイッチング動作によって降圧制御して前記最高放電電圧の電力として出力し、前記放電器が出力する電力の電圧が前記最高放電電圧を下回り、かつ、前記組電池が出力する電力の電圧があらかじめ定められた最低放電電圧以上のときは前記スイッチング素子を短絡状態にして前記組電池が出力する電力をそのまま出力し、前記組電池が出力する電力の電圧が前記最低放電電圧を下回るときは前記スイッチング素子を開放状態にして前記組電池の放電を終了するように制御することを特徴とするバックアップ電源の制御方法を構成する。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, as described in claim 1, an assembled battery formed by combining one or more storage batteries, and AC power from a commercial power source is converted into DC power and supplied to a load. A backup power supply comprising as a constituent element a rectifier that performs charging, a charger that charges the assembled battery, and a discharger that controls the voltage output from the assembled battery as it is or by step-down control by switching operation of a switching element. A control method of a backup power supply, wherein when the voltage of the output power exceeds a predetermined maximum discharge voltage, the discharger performs step-down control of the power by a switching operation of the switching element, and Output as the power of the highest discharge voltage, the voltage of the power output by the discharger is less than the highest discharge voltage, and the assembled battery When the voltage of the power output by the battery is equal to or higher than a predetermined minimum discharge voltage, the switching element is short-circuited and the power output by the battery pack is output as it is, and the power voltage output by the battery pack is the lowest voltage. When the voltage falls below the discharge voltage, a control method for the backup power supply is configured, wherein the switching element is opened to control the discharge of the assembled battery to be terminated.

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に記載のバックアップ電源の制御方法において、前記放電器の出力電流があらかじめ定められた電流値を超えるときは、前記スイッチング素子のスイッチング動作により前記放電器の出力電圧が垂下するように制御することを特徴とするバックアップ電源の制御方法を構成する。 In the present invention, as described in claim 2,
2. The control method for a backup power supply according to claim 1, wherein when the output current of the discharger exceeds a predetermined current value, the output voltage of the discharger is controlled to drop by the switching operation of the switching element. A control method for a backup power source is configured.

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または２に記載のバックアップ電源の制御方法において、前記放電器は、前記組電池の放電を停止するための外部信号を受信するとき、前記スイッチング素子を開放状態に維持し、前記組電池の放電を停止するように制御することを特徴とするバックアップ電源の制御方法を構成する。 In the present invention, as described in claim 3,
3. The backup power supply control method according to claim 1, wherein when the discharger receives an external signal for stopping discharge of the assembled battery, the discharge element maintains the switching element in an open state. The control method of the backup power supply characterized by controlling so that discharge of this may be stopped is comprised.

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に記載のバックアップ電源の制御方法において、前記放電器には、前記組電池と前記負荷との間を結ぶプラス側の電路とマイナス側の電路とが設けられ、該２つの電路の一方の電路には、前記組電池に近い側に前記スイッチング素子が、前記負荷に近い側にリアクトルが、それぞれ、挿入され、前記スイッチング素子と前記リアクトルとの間の電路と他方の電路との間には、マイナス側の電路からプラス側の電路へ電流を流す向きのダイオードが挿入され、前記リアクトルと前記負荷との間の電路と他方の電路との間にはコンデンサが挿入されていることを特徴とするバックアップ電源の制御方法を構成する。 In the present invention, as described in claim 4,
4. The backup power source control method according to claim 1, 2, or 3, wherein the discharger is provided with a plus-side circuit and a minus-side circuit that connect the assembled battery and the load, In one of the two electric circuits, the switching element is inserted on the side close to the assembled battery, and the reactor is inserted on the side close to the load, respectively, and the electric circuit between the switching element and the reactor and the other electric circuit Is inserted between the negative circuit and the positive circuit, and a capacitor is inserted between the circuit between the reactor and the load and the other circuit. A control method for a backup power supply is provided.

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ないし４のいずれかに記載のバックアップ電源の制御方法において、前記負荷の許容上限電圧および許容下限電圧を、それぞれ、ＶＨおよびＶＬとし、前記整流器の出力電圧をＶｒとし、前記組電池の充電最高電圧をＶｍａｘとし、前記あらかじめ定められた最高放電電圧および最低放電電圧を、それぞれ、ＶｄおよびＶｓとしたとき、
関係式：ＶＨ≧Ｖｒ≧Ｖｄ≧ＶＬ、および、
関係式：Ｖｍａｘ≧Ｖｄ≧Ｖｓ≧ＶＬが成立するように制御することを特徴とするバックアップ電源の制御方法を構成する。 In the present invention, as described in claim 5,
5. The control method for a backup power supply according to claim 1, wherein an allowable upper limit voltage and an allowable lower limit voltage of the load are V H and V L , an output voltage of the rectifier is Vr, and the set When the maximum charging voltage of the battery is Vmax and the predetermined maximum discharging voltage and the minimum discharging voltage are Vd and Vs, respectively,
Relational expression: V H ≧ Vr ≧ Vd ≧ V L , and
A control method for a backup power supply is configured to perform control so that the relational expression: Vmax ≧ Vd ≧ Vs ≧ VL is satisfied.

また、本発明においては、請求項６に記載のように、
請求項５に記載のバックアップ電源の制御方法において、前記組電池の最低許容放電電圧をＶｍｉｎとしたとき、前記組電池において直列接続される蓄電池の個数を選んで、ＶＬとＶｍｉｎとの差の絶対値が前記蓄電池１個の最低許容放電電圧よりも小さくなるようにし、ＶｓはＶＬとＶｍｉｎのうちの小でない方に等しいとすることを特徴とするバックアップ電源の制御方法を構成する。 In the present invention, as described in claim 6,
6. The control method of a backup power source according to claim 5, wherein when the minimum allowable discharge voltage of the assembled battery is Vmin, the number of storage batteries connected in series in the assembled battery is selected, and the difference between VL and Vmin is selected. The absolute value is set to be smaller than the minimum allowable discharge voltage of one storage battery, and Vs is equal to the smaller one of VL and Vmin.

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のいずれかに記載のバックアップ電源の制御方法において、複数の前記組電池が、それぞれと対をなす前記放電器を介して、前記整流器から前記負荷への給電線に並列接続されていることを特徴とするバックアップ電源の制御方法を構成する。 In the present invention, as described in claim 7,
7. The backup power supply control method according to claim 1, wherein a plurality of the assembled batteries are connected in parallel to a power supply line from the rectifier to the load via the discharger paired with each of the assembled batteries. A backup power supply control method is provided.

また、本発明においては、請求項８に記載のように、
請求項１ないし７のいずれかに記載のバックアップ電源の制御方法において、前記放電器は昇圧手段を具備しないことを特徴とするバックアップ電源の制御方法を構成する。 In the present invention, as described in claim 8,
8. The backup power supply control method according to claim 1, wherein the discharger does not include a boosting unit.

また、本発明においては、請求項９に記載のように、
１つ以上の蓄電池を組み合わせてなる組電池と、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して負荷に供給する整流器と、前記組電池を充電する充電器と、前記組電池が出力する電力をそのまま、あるいはスイッチング素子のスイッチング動作によって降圧制御して前記負荷に供給する放電器とを構成要素とするバックアップ電源であって、前記放電器は、出力する電力の電圧があらかじめ定められた最高放電電圧を上回るときは該電力を前記スイッチング素子のスイッチング動作によって降圧制御して前記最高放電電圧の電力として出力し、前記放電器が出力する電力の電圧が前記最高放電電圧を下回り、かつ、前記組電池が出力する電力の電圧があらかじめ定められた最低放電電圧以上のときは前記スイッチング素子を短絡状態にして前記組電池が出力する電力をそのまま出力し、前記組電池が出力する電力の電圧が前記最低放電電圧を下回るときは前記スイッチング素子を開放状態にして前記組電池の放電を終了することを特徴とするバックアップ電源を構成する。 In the present invention, as described in claim 9,
An assembled battery formed by combining one or more storage batteries, a rectifier that converts AC power from a commercial power source into DC power and supplies the load, a charger that charges the assembled battery, and power output by the assembled battery Or a backup power supply comprising a discharger that supplies the load with step-down control by a switching operation of a switching element, the discharger having a predetermined maximum voltage of power to be output. When the voltage exceeds the voltage, the power is stepped down by the switching operation of the switching element and output as the power of the maximum discharge voltage, the voltage of the power output by the discharger is less than the maximum discharge voltage, and the set When the voltage of the power output by the battery is equal to or higher than a predetermined minimum discharge voltage, the switching element is short-circuited before The power output by the assembled battery is output as it is, and when the voltage of the power output by the assembled battery is lower than the minimum discharge voltage, the switching element is opened to end the discharge of the assembled battery. Configure backup power.

また、本発明においては、請求項１０に記載のように、
請求項９に記載のバックアップ電源において、前記放電器には、前記組電池と前記負荷との間を結ぶプラス側の電路とマイナス側の電路とが設けられ、該２つの電路の一方の電路には、前記組電池に近い側に前記スイッチング素子が、前記負荷に近い側にリアクトルが、それぞれ、挿入され、前記スイッチング素子と前記リアクトルとの間の電路と他方の電路との間には、マイナス側の電路からプラス側の電路へ電流を流す向きのダイオードが挿入され、前記リアクトルと前記負荷との間の電路と他方の電路との間にはコンデンサが挿入されていることを特徴とするバックアップ電源を構成する。 In the present invention, as described in claim 10,
The backup power supply according to claim 9, wherein the discharger is provided with a plus-side electric circuit and a minus-side electric circuit connecting the assembled battery and the load, and one of the two electric circuits The switching element is inserted on the side close to the assembled battery, and the reactor is inserted on the side close to the load, respectively, and a minus is provided between the electric circuit between the switching element and the reactor and the other electric circuit. A back-up characterized in that a diode is inserted in a direction that allows current to flow from the electric circuit on the side to the electric circuit on the positive side, and a capacitor is inserted between the electric circuit between the reactor and the load and the other electric circuit. Configure the power supply.

また、本発明においては、請求項１１に記載のように、
請求項９または１０に記載のバックアップ電源において、前記負荷の許容上限電圧および許容下限電圧を、それぞれ、ＶＨおよびＶＬとし、前記整流器の出力電圧をＶｒとし、前記組電池の充電最高電圧をＶｍａｘとし、前記あらかじめ定められた最高放電電圧および最低放電電圧を、それぞれ、ＶｄおよびＶｓとしたとき、
関係式：ＶＨ≧Ｖｒ≧Ｖｄ≧ＶＬ、および、
関係式：Ｖｍａｘ≧Ｖｄ≧Ｖｓ≧ＶＬが成立することを特徴とするバックアップ電源を構成する。 In the present invention, as described in claim 11,
The backup power supply according to claim 9 or 10, wherein an allowable upper limit voltage and an allowable lower limit voltage of the load are V H and V L , an output voltage of the rectifier is Vr, and a charging maximum voltage of the assembled battery is When Vmax and the predetermined maximum discharge voltage and minimum discharge voltage are Vd and Vs, respectively,
Relational expression: V H ≧ Vr ≧ Vd ≧ V L , and
The backup power supply is characterized in that the relational expression: Vmax ≧ Vd ≧ Vs ≧ VL is established.

また、本発明においては、請求項１２に記載のように、
請求項１１に記載のバックアップ電源において、前記組電池の最低許容放電電圧をＶｍｉｎとしたとき、前記組電池において直列接続される蓄電池の個数が選ばれ、ＶＬとＶｍｉｎとの差の絶対値が前記蓄電池１個の最低許容放電電圧よりも小さくなり、ＶｓはＶＬとＶｍｉｎのうちの小でない方に等しいことを特徴とするバックアップ電源を構成する。 In the present invention, as described in claim 12,
12. The backup power supply according to claim 11, wherein when the minimum allowable discharge voltage of the assembled battery is Vmin, the number of storage batteries connected in series in the assembled battery is selected, and the absolute value of the difference between VL and Vmin is The backup power supply is characterized in that it becomes smaller than the minimum allowable discharge voltage of one storage battery and Vs is equal to the smaller one of VL and Vmin.

また、本発明においては、請求項１３に記載のように、
請求項９ないし１２のいずれかに記載のバックアップ電源において、複数の前記組電池が、それぞれと対をなす前記放電器を介して、前記整流器から前記負荷への給電線に並列接続されていることを特徴とするバックアップ電源を構成する。 In the present invention, as described in claim 13,
The backup power supply according to any one of claims 9 to 12, wherein a plurality of the assembled batteries are connected in parallel to a power supply line from the rectifier to the load via the discharger paired with each of the assembled batteries. A backup power supply is configured.

また、本発明においては、請求項１４に記載のように、
請求項９ないし１３のいずれかに記載のバックアップ電源において、前記放電器は昇圧手段を具備しないことを特徴とするバックアップ電源を構成する。 In the present invention, as described in claim 14,
14. The backup power supply according to claim 9, wherein the discharger does not include a boosting unit.

本発明に係るバックアップ電源を構成することによって、放電器の回路が簡素化され、コストとスペースの削減が可能となり、また放電器のモード切替時の出力電圧は連続的に変化するため出力電圧が安定化する。さらに、並列放電器間の放電電流の偏りが解消され、組電池に蓄積されたエネルギーが効率よく負荷へ供給される。   By configuring the backup power supply according to the present invention, the circuit of the discharger is simplified, the cost and space can be reduced, and the output voltage at the time of switching the mode of the discharger changes continuously, so the output voltage is Stabilize. Furthermore, the uneven discharge current between the parallel dischargers is eliminated, and the energy stored in the assembled battery is efficiently supplied to the load.

本発明に係るバックアップ電源においては、組電池の最低許容放電電圧と負荷の許容最低電圧を合わせ、放電器を降圧回路のみで構成し、降圧回路のスイッチング素子を、スイッチングによる降圧動作と直結動作を両立させ、さらに組電池からの放電を停止するときに開放とする。   In the backup power source according to the present invention, the minimum allowable discharge voltage of the assembled battery and the allowable minimum voltage of the load are combined, the discharger is configured only by the step-down circuit, and the switching element of the step-down circuit performs the step-down operation by switching and the direct connection operation. Both are made open when the discharge from the assembled battery is stopped.

以下に、本発明の実施の形態について、蓄電池がニッケル水素蓄電池であるバックアップ電源の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く、鉛蓄電池等他の電池にも適用できる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by taking as an example a backup power source in which the storage battery is a nickel hydride storage battery. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other batteries such as a lead storage battery. .

＜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。 <Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.

図１において、商用電源１から入力した交流電力を直流電力に変換する整流器２と、組電池４を充電する充電器３と、組電池４が出力する電力を変換して負荷６へ出力する放電器５を構成要素とするバックアップ電源を構成する。   In FIG. 1, a rectifier 2 that converts AC power input from a commercial power source 1 into DC power, a charger 3 that charges the assembled battery 4, and a discharge that converts the power output from the assembled battery 4 and outputs it to the load 6. A backup power supply having the electric appliance 5 as a constituent element is configured.

商用電源１が有効であるとき、整流器２から出力される電力が負荷６へ供給され、充電器３は整流器２から出力される電力を用いて組電池４の充電を行う。   When the commercial power source 1 is valid, the power output from the rectifier 2 is supplied to the load 6, and the charger 3 charges the assembled battery 4 using the power output from the rectifier 2.

商用電源１が停電のとき、整流器２は直流電力を出力せず、組電池４の電力が放電器５を介して負荷６へ供給される。   When the commercial power source 1 is out of power, the rectifier 2 does not output DC power, and the power of the assembled battery 4 is supplied to the load 6 via the discharger 5.

充電器３は、充電を開始する信号を受信したとき、組電池４を一定電流（２０Ａ）による充電を開始し、満充電を検知して充電を終了する。   When the charger 3 receives a signal to start charging, the charger 3 starts charging the assembled battery 4 with a constant current (20A), detects full charge, and ends charging.

負荷６の許容電圧範囲は、５７Ｖ〜４０．５Ｖであり、整流器２および放電器５の出力電圧は、少なくともこの範囲内である必要がある。商用電源１からの給電を優先するため、整流器２の出力電圧は放電器５の出力電圧よりも高く設定する。ここでは、整流器２の出力電圧を５５Ｖとする。放電器５は、整流器２の出力電圧より低く、かつ負荷６の許容電圧範囲にある電圧を出力する必要があるが、放電器５でどのような動作が必要であるかは、組電池４の使用電圧範囲により決まる。   The allowable voltage range of the load 6 is 57V to 40.5V, and the output voltages of the rectifier 2 and the discharger 5 need to be at least within this range. In order to give priority to power supply from the commercial power source 1, the output voltage of the rectifier 2 is set higher than the output voltage of the discharger 5. Here, the output voltage of the rectifier 2 is 55V. The discharger 5 needs to output a voltage that is lower than the output voltage of the rectifier 2 and within the allowable voltage range of the load 6. The operation of the discharger 5 depends on the battery pack 4. It depends on the operating voltage range.

組電池４は、ニッケル水素蓄電池セル（定格１．２Ｖ、１００Ａｈ）を複数直列接続して構成した組電池である。組電池４は、充電器３により充電されるが、充電に伴って電池電圧が上昇し、充電末期においては１セル当り１．６Ｖに達する。また、組電池４は、放電に伴って電圧が低下し、１セル当りの電圧が１．０Ｖに達するまで放電してよい。この電圧を下回って放電継続した場合には、ニッケル水素蓄電池の劣化が促進されるため、放電を禁止する必要がある。つまり、ニッケル水素蓄電池セルの使用電庄範囲は、１．６Ｖ（充電末期電圧）〜１．０Ｖ（最低許容放電電圧）である。   The assembled battery 4 is an assembled battery configured by connecting a plurality of nickel-metal hydride storage battery cells (rated 1.2 V, 100 Ah) in series. The assembled battery 4 is charged by the charger 3, but the battery voltage increases with charging, and reaches 1.6 V per cell at the end of charging. Further, the battery pack 4 may be discharged until the voltage decreases with discharge and the voltage per cell reaches 1.0V. If the discharge continues below this voltage, the deterioration of the nickel-metal hydride storage battery is promoted, and therefore it is necessary to inhibit the discharge. That is, the operating voltage range of the nickel metal hydride storage cell is 1.6 V (end-of-charge voltage) to 1.0 V (minimum allowable discharge voltage).

組電池４を構成するニッケル水素蓄電池セルの直列数によって、組電池４の使用電圧範囲が決定されるが、以下のように直列数の設定よって放電器５に必要な機能が大きく変化する。   The use voltage range of the assembled battery 4 is determined by the series number of nickel-metal hydride storage battery cells constituting the assembled battery 4, but the function required for the discharger 5 greatly varies depending on the setting of the series number as follows.

（ケース１）
６０セル直列の場合。使用電圧範囲は９６Ｖ〜６０Ｖであり、負荷６の許容電圧範囲を超えている。よって、放電器５は組電池４の電圧によらず常に降圧動作を行い出力電圧を５４Ｖに維持する。 (Case 1)
When 60 cells are connected in series. The operating voltage range is 96V to 60V, which exceeds the allowable voltage range of the load 6. Therefore, the discharger 5 always performs a step-down operation regardless of the voltage of the assembled battery 4 and maintains the output voltage at 54V.

（ケース２）
４０セル直列の場合。使用電圧範囲は６４Ｖ〜４０Ｖであり、負荷６の許容電圧範囲が使用電圧範囲に含まれているため、降圧も昇圧も必要としない場合がある。放電器５の最高出力電圧を５４Ｖとし、出力電圧が５４Ｖを上回ろうとするときは出力電圧を５４Ｖに維持し、組電池４の電圧が低く出力電圧が５４Ｖ以下であるときは降圧動作をしないことによって組電池４が出力する電力をそのまま負荷６へ供給することができる。負荷６の最低許容電圧（４０．５Ｖ）が組電池４の最低許容放電電圧（４０Ｖ）より高いが、４０．５Ｖから４０Ｖまでの放電容量は実用上ほとんど無視できるため、組電池４の出力電圧が４０．５Ｖを下回るときは、放電は行わず、昇圧も不要としても、実用上の支障は無い。 (Case 2)
When 40 cells are connected in series. Since the operating voltage range is 64V to 40V and the allowable voltage range of the load 6 is included in the operating voltage range, there is a case where neither step-down nor step-up is required. The maximum output voltage of the discharger 5 is 54 V. When the output voltage tries to exceed 54 V, the output voltage is maintained at 54 V. When the voltage of the assembled battery 4 is low and the output voltage is 54 V or less, no step-down operation is performed. As a result, the power output from the assembled battery 4 can be supplied to the load 6 as it is. Although the minimum allowable voltage (40.5V) of the load 6 is higher than the minimum allowable discharge voltage (40V) of the assembled battery 4, the discharge capacity from 40.5V to 40V is practically negligible. When the voltage is less than 40.5 V, no discharge is performed and no boost is required, so there is no practical problem.

（ケース３）
３０セル直列の場合。使用電圧範囲は４８Ｖ〜３０Ｖとなる。負荷６の許容電圧範囲の一部が含まれている。放電器５は、出力電圧が４２Ｖを超えているときは昇圧動作をしないことによって組電池４が出力する電力をそのまま負荷６へ供給し、４２Ｖを下回るときは昇圧動作により出力電圧を４２Ｖに維持する。このケースにおける放電器５の最低出力電圧４２Ｖは、出力放電器５の出力から負荷６への電圧降下を考慮した値である。 (Case 3)
When 30 cells are connected in series. The working voltage range is 48V-30V. A part of the allowable voltage range of the load 6 is included. When the output voltage exceeds 42V, the discharger 5 does not perform the boosting operation so that the power output from the assembled battery 4 is supplied to the load 6 as it is. When the output voltage falls below 42V, the output voltage is maintained at 42V by the boosting operation. To do. The minimum output voltage 42 V of the discharger 5 in this case is a value that takes into account the voltage drop from the output of the output discharger 5 to the load 6.

以上３つのケースのうち、ケース１では、放電器５は常時降圧であり、ケース２では、組電池４の電圧が高い場合のみ降圧で他は組電池４をそのまま出力し、ケース３では組電池４の電圧が低い場合のみ昇圧で他は組電池４をそのまま出力する。   Of the above three cases, in case 1, the discharger 5 is always stepped down, in case 2 the stepped down voltage is output only when the voltage of the assembled battery 4 is high, and the others output the assembled battery 4 as it is. Only when the voltage of 4 is low, the assembled battery 4 is output as it is by boosting.

放電効率を高めるためには、ケース２あるいは３のように、組電池４をそのまま出力できるのが望ましい。この２つのケースの違いは、組電池４の電圧が負荷６の許容範囲を逸脱したときに放電器５で昇圧と降圧のどちらを用いるかということである。   In order to increase the discharge efficiency, it is desirable that the assembled battery 4 can be output as it is, as in the case 2 or 3. The difference between the two cases is whether the booster or the step-down is used in the discharger 5 when the voltage of the assembled battery 4 deviates from the allowable range of the load 6.

放電器５が降圧、昇圧の機能を有するには、それぞれ図３（降圧）、図４（昇圧）の回路が必要である。降圧回路（図３）、昇圧回路（図４）は、それぞれリアクトル７、コンデンサ８、ダイオード９、スイッチング素子１０、および制御部１１（１１ａ、１１ｂ）から構成されている。   In order for the discharger 5 to have the step-down and step-up functions, the circuits of FIG. 3 (step-down) and FIG. 4 (step-up) are required, respectively. Each of the step-down circuit (FIG. 3) and the step-up circuit (FIG. 4) includes a reactor 7, a capacitor 8, a diode 9, a switching element 10, and a control unit 11 (11a, 11b).

降圧回路（図３）において、組電池４と負荷６とを結ぶプラス側の電路（上の水平線）とマイナス側の電路（下の水平線）とが設けられ、マイナス側の電路には、組電池４に近い側にスイッチング素子１０ａが、負荷６に近い側にリアクトル７が、それぞれ挿入され、スイッチング素子１０ａとリアクトル７との間の電路とプラス側の電路との間には、マイナス側の電路からプラス側の電路へ電流を流す向きのダイオード９が挿入され、リアクトル７と負荷６との間の電路とプラス側の電路との間にはコンデンサ８が挿入されているが、スイッチング素子１０ａとリアクトル７とを、それぞれ、プラス側の電路の対応する位置に移しても、回路の動作に変わりは無い。   In the step-down circuit (FIG. 3), a plus-side electric circuit (upper horizontal line) and a minus-side electric circuit (lower horizontal line) that connect the assembled battery 4 and the load 6 are provided. The switching element 10a is inserted on the side close to 4 and the reactor 7 is inserted on the side close to the load 6, respectively. Between the electric circuit between the switching element 10a and the reactor 7 and the positive electric circuit, the negative electric circuit Is inserted between the reactor 7 and the load 6 and the plus-side electric circuit, and the switching element 10a is connected to the plus-side electric circuit. Even if the reactor 7 is moved to the corresponding position on the plus-side electric circuit, the operation of the circuit remains unchanged.

スイッチング素子１０としては、この場合には、エンハンスメント型ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いる。エンハンスメント型ＦＥＴとは、ゲート−ソース間に電位差がないときはドレイン−ソース間が開放であり、ゲート−ソース間の電位差増加にしたがってドレイン−ソース間の抵抗が減少し、一定の電位差以上では導通（短絡状態）とみなすことができるスイッチング素子である。   In this case, an enhancement type FET (field effect transistor) is used as the switching element 10. An enhancement-type FET is open between the drain and source when there is no potential difference between the gate and source, and the resistance between the drain and source decreases as the potential difference between the gate and source increases. It is a switching element that can be regarded as a (short circuit state).

制御部１１は、出力電圧を監視し、降圧回路（図３）においては出力電圧が上限値を上回らないように、昇圧回路（図４）においては出力電圧が下限値を下回らないように、スイッチング素子１０へのＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号に係るデューティー比を設定する。ここで、デューティー比とは、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の比率のことである。ここでの降圧回路においては、エンハンスメント型ＦＥＴが使われているので、デューティー比を下げる（ＯＦＦ時間の比率を上げる）ことにより出力電圧は低下し、デューティー比を上げる（ＯＮ時間の比率を上げる）ことにより出力電圧は上昇する。   The control unit 11 monitors the output voltage and performs switching so that the output voltage does not exceed the upper limit value in the step-down circuit (FIG. 3) and the output voltage does not fall below the lower limit value in the step-up circuit (FIG. 4). A duty ratio related to a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the element 10 is set. Here, the duty ratio is a ratio of the ON time of the PWM signal. In this step-down circuit, since an enhancement type FET is used, decreasing the duty ratio (increasing the OFF time ratio) decreases the output voltage and increasing the duty ratio (increasing the ON time ratio). As a result, the output voltage rises.

なお、スイッチング素子１０として、ディプリーション型ＦＥＴを用いることもできる。ディプリーション型ＦＥＴとは、ゲート−ソース間に電位差がないときはドレイン−ソース間が短絡であり、ゲート−ソース間の電位差増加にしたがってドレイン−ソース間の抵坑が増加し、一定の電位差以上では遮断（開放状態）とみなすことができるスイッチング素子である。この場合には、降圧回路において、デューティー比を下げると出力電圧は上昇し、デューティー比を上げると出力電圧は低下する。   A depletion type FET can also be used as the switching element 10. The depletion type FET is a short circuit between the drain and the source when there is no potential difference between the gate and the source, and the resistance between the drain and the source increases as the potential difference between the gate and the source increases. In the above description, the switching element can be regarded as a cutoff (open state). In this case, in the step-down circuit, the output voltage increases when the duty ratio is lowered, and the output voltage decreases when the duty ratio is increased.

降圧回路（図３）において、降圧する必要がない場合（ケース２で組電池４の電圧が低い場合）は、スイッチング素子１０ａを導通（短絡状態）に維持することによって、降圧動作をせずに組電池４からの入力をそのまま負荷６へ出力することができる。   In the step-down circuit (FIG. 3), when it is not necessary to step down (when the voltage of the assembled battery 4 is low in case 2), the step-down operation is not performed by maintaining the switching element 10a in a conductive state (short-circuit state). The input from the assembled battery 4 can be output to the load 6 as it is.

また、昇圧回路（図４）において、昇圧する必要がない場合（ケース３で組電池４の電圧が高い場合）は、スイッチング素子１０ｂを開放に維持することによって、昇圧動作をせずに組電池４からの入力をそのまま負荷６へ出力することができる。   Further, in the booster circuit (FIG. 4), when it is not necessary to boost the voltage (when the voltage of the battery pack 4 is high in case 3), the battery pack is not boosted by keeping the switching element 10b open. The input from 4 can be output to the load 6 as it is.

降圧回路（図３）の動作は、降圧回路の出力電圧が、予め定めた上限値を上回ろうとするとき、スイッチング素子１０ａのスイッチング動作により降圧され、出力電圧は上限値に維持される。出力電圧が上限値以下であるときは、スイッチング素子１０ａはスイッチング動作ではなく導通に維持されることにより、組電池４を負荷６へそのまま接続（直結）する。よって、動作モードが降圧から直結に変化するとき、デューティー比は１００％よりも小さな値から連続的に１００％に到達するので、出力電圧は急激な変動がなく連続となる。   The operation of the step-down circuit (FIG. 3) is stepped down by the switching operation of the switching element 10a when the output voltage of the step-down circuit tries to exceed a predetermined upper limit value, and the output voltage is maintained at the upper limit value. When the output voltage is equal to or lower than the upper limit value, the switching element 10a is not connected to the switching operation but is maintained in conduction, thereby connecting (directly connecting) the assembled battery 4 to the load 6 as it is. Therefore, when the operation mode changes from step-down to direct connection, the duty ratio continuously reaches 100% from a value smaller than 100%, so that the output voltage is continuous without a sudden fluctuation.

昇圧回路（図４）の動作は、昇圧回路の出力電圧が、予め定めた下限値を下回ろうとするとき、スイッチング素子１０ｂのスイッチング動作により昇圧され出力電圧は下限値に維持される。出力電圧が下限値以上であるときは、スイッチング素子１０ｂはスイッチング動作ではなく開放に維持されることにより、組電池４を負荷６へそのまま接続（直結）する。よって、直結から昇圧に変化するときに出力電圧は急激な変動がなく連続となる。   The operation of the booster circuit (FIG. 4) is boosted by the switching operation of the switching element 10b and the output voltage is maintained at the lower limit value when the output voltage of the booster circuit is about to fall below a predetermined lower limit value. When the output voltage is equal to or higher than the lower limit value, the switching element 10b is not opened for switching, but is kept open, so that the assembled battery 4 is directly connected (directly connected) to the load 6. Therefore, the output voltage does not change rapidly when changing from direct connection to step-up, and is continuous.

降圧回路（図３）では、スイッチング素子１０ａを開放とすることにより、組電池４と負荷６を切り離すことが可能である。つまり、スイッチング素子１０ａは、降圧動作だけではなく、放電の停止をも可能にする。この場合に、スイッチング素子１０ａを開放とする制御は、制御部１１ａが独自に行ってもよいし、放電を停止するための外部信号を受信して行ってもよい。電池を用いるバックアップ電源では、電池の過放電を防ぐため、放電の切り離し機能を含めて構成されるが、図３の降圧回路を用いることによって、放電切り離し機能を具備した放電器５とすることが可能となり、別に切り離し装置（例えば、図５における切り離しスイッチ１２）を搭載する必要がない。   In the step-down circuit (FIG. 3), the assembled battery 4 and the load 6 can be disconnected by opening the switching element 10a. That is, the switching element 10a enables not only the step-down operation but also the discharge stop. In this case, the control for opening the switching element 10a may be performed independently by the control unit 11a or may be performed by receiving an external signal for stopping the discharge. The backup power source using a battery is configured to include a discharge disconnecting function in order to prevent overdischarge of the battery. However, by using the step-down circuit of FIG. 3, the discharger 5 having the discharge disconnecting function can be obtained. It becomes possible, and it is not necessary to mount a separate separation device (for example, the separation switch 12 in FIG. 5).

放電効率を高めるために、放電動作中に断続的に降圧あるいは昇圧をして他は直結とする方法が有効であるが、降圧回路を用いる方が、降圧回路中に使われているスイッチング素子を放電切り離しも同時に行うことになり、別に切り離しスイッチを追加する必要はないという点で優れる。また、放電器は出力上限値を超えて電力を出力することを防ぐ必要があるが、降圧回路の降圧機能を利用し、出力電流が出力上限値を超えたときに急激に電圧を低下させるようにすれば（垂下制御）、別に保護回路は不要となる。よって、降圧回路を用いれば保護機能と両立でき、効率の向上とコスト低減につながる。   In order to increase the discharge efficiency, it is effective to step-down or step-up intermittently during the discharge operation and connect directly to the others. However, the switching element used in the step-down circuit is better when using the step-down circuit. Discharging is also performed at the same time, which is advantageous in that it is not necessary to add a separate disconnecting switch. In addition, it is necessary to prevent the discharger from outputting power beyond the output upper limit, but the voltage drop function of the step-down circuit should be used to reduce the voltage suddenly when the output current exceeds the output upper limit. If it is made (droop control), a separate protection circuit becomes unnecessary. Therefore, if the step-down circuit is used, it can be compatible with the protection function, leading to improvement in efficiency and cost reduction.

したがって、本実施の形態例においては、ニッケル水素蓄電池セルを４０セル直列接続して組電池４を構成するケース２とし、昇圧回路は用いない。   Therefore, in the present embodiment, the case 2 in which the assembled battery 4 is configured by connecting 40 nickel-metal hydride storage cells in series, and no booster circuit is used.

図１の放電器５は図３の降圧回路を有し、放電器５が出力する電力の電圧が、あらかじめ定められた最高放電電圧である５４Ｖを上回ろうとするときは、スイッチング素子１０ａのスイッチング動作により出力電圧を５４Ｖに維持し（降圧モード）、
組電池４の電圧が低下し、放電器５の出力電圧が５４Ｖを下回り、かつ、あらかじめ定められた最低放電電圧である４０．５Ｖ（負荷６の最低許容電圧に等しく設定されている）以上であるときはスイッチング素子１０ａを短絡することによって組電池４が出力する電力をそのまま負荷６へ供給し（直結モード）、
さらに、組電池４の電圧が低下して、前記最低放電電圧である４０．５Ｖを下回るときは、スイッチング素子１０ａを開放状態にして組電池４の放電を終了する。 The discharger 5 shown in FIG. 1 has the step-down circuit shown in FIG. 3. When the voltage of the electric power output from the discharger 5 exceeds 54 V, which is a predetermined maximum discharge voltage, the switching of the switching element 10a is performed. The output voltage is maintained at 54V by operation (step-down mode)
The voltage of the assembled battery 4 is lowered, the output voltage of the discharger 5 is less than 54V, and the predetermined minimum discharge voltage is 40.5V (set equal to the minimum allowable voltage of the load 6) or more. In some cases, the power output from the assembled battery 4 is supplied to the load 6 as it is by short-circuiting the switching element 10a (direct connection mode),
Further, when the voltage of the assembled battery 4 decreases and falls below the minimum discharge voltage of 40.5 V, the switching element 10a is opened and the discharge of the assembled battery 4 is terminated.

この場合に、負荷６の最低許容電圧（４０．５Ｖ）が組電池４の最低許容放電電圧（４０Ｖ）より高いが、４０．５Ｖから４０Ｖまでの放電容量は実用上ほとんど無視できるため、上記のように、上記最低放電電圧を負荷６の最低許容電圧と同じ値（４０．５Ｖ）に設定し、組電池４の出力電圧が、負荷６の最低許容電圧である４０．５Ｖを下回るときは放電を停止し、昇圧は不要としても、実用上の支障は無い。   In this case, the minimum allowable voltage (40.5V) of the load 6 is higher than the minimum allowable discharge voltage (40V) of the assembled battery 4, but the discharge capacity from 40.5V to 40V is practically negligible. As described above, the minimum discharge voltage is set to the same value (40.5 V) as the minimum allowable voltage of the load 6, and discharge occurs when the output voltage of the assembled battery 4 falls below 40.5 V, which is the minimum allowable voltage of the load 6. However, there is no practical problem even if the voltage is not boosted.

直結モードの期間が長いほど放電効率は改善されるため、放電器５の出力上限電圧（上記あらかじめ定められた最高放電電圧）Ｖｄ（５４Ｖ）を高く設定するのが望ましいが、整流器２の出力電圧Ｖｒ（５５Ｖ）以下である必要があり、また負荷６の許容電圧範囲（許容上限電圧ＶＨ：５７Ｖ〜許容下限電圧ＶＬ：４０．５Ｖ）内とする条件があるため、以下の式を満たすように電圧を設定する。 Since the discharge efficiency is improved as the period of the direct connection mode is longer, it is desirable to set the output upper limit voltage of the discharger 5 (the predetermined maximum discharge voltage) Vd (54 V) higher, but the output voltage of the rectifier 2 Vr (55 V) or less is required, and there is a condition that the load 6 is within the allowable voltage range (allowable upper limit voltage V H : 57 V to allowable lower limit voltage V L : 40.5 V). Set the voltage as follows.

ＶＨ≧Ｖｒ≧Ｖｄ≧ＶＬ （１）
本実施の形態例において、ＶＨ＝５７Ｖ、Ｖｒ＝５５Ｖ、Ｖｄ＝５４Ｖ、ＶＬ＝４０．５Ｖであるから、式（１）は成立している。 V H ≧ Vr ≧ Vd ≧ V L (1)
In the present embodiment, V H = 57V, Vr = 55V, Vd = 54V, and V L = 40.5V, so equation (1) holds.

放電器５の動作が降圧モードと直結モードだけで足りるためには、降圧モード時の出力電圧Ｖｄは組電池４の充電最高電圧Ｖｍａｘ以下であり、直結モード時の出力電圧は、上記あらかじめ定められた最低放電電圧Ｖｓ（上記のように、かならずしも組電池４の最低許容放電電圧Ｖｍｉｎとは一致しない）以上であり、Ｖｓが負荷６の許容下限電圧ＶＬ以上であるように、すなわち、関係式
Ｖｍａｘ≧Ｖｄ≧Ｖｓ≧ＶＬ （２）
が成立するようにすればよい。 In order for the operation of the discharger 5 to be sufficient only in the step-down mode and the direct connection mode, the output voltage Vd in the step-down mode is not more than the maximum charging voltage Vmax of the assembled battery 4, and the output voltage in the direct connection mode is determined in advance as described above. More than the minimum discharge voltage Vs (which does not necessarily coincide with the minimum allowable discharge voltage Vmin of the assembled battery 4 as described above), and Vs is equal to or higher than the allowable lower limit voltage VL of the load 6, that is, the relational expression
Vmax ≧ Vd ≧ Vs ≧ V L (2)
Should be established.

上記のように、組電池４の最低許容放電電圧Ｖｍｉｎ（４０Ｖ）が負荷６の許容下限電圧ＶＬ（４０．５Ｖ）より低い場合でも、組電池４のＶＬからＶｍｉｎまでの放電容量を実用上無視できるときは、Ｖｓ＝ＶＬとして、組電池４の放電を、組電池４の出力電圧が負荷６の許容下限電圧ＶＬを下回るときに終了するようにすれば、放電器５の動作を降圧と直結だけの動作とすることができる。 As described above, even when the minimum allowable discharge voltage Vmin (40 V) of the assembled battery 4 is lower than the allowable lower limit voltage V L (40.5 V) of the load 6, the discharge capacity from VL to Vmin of the assembled battery 4 is practically used. When negligible, Vs = V L and the discharge of the assembled battery 4 is terminated when the output voltage of the assembled battery 4 falls below the allowable lower limit voltage V L of the load 6. Can be operated only by direct connection to the step-down.

いかなる場合においても、ＶｓはＶＬ以上であり、かつ、Ｖｍｉｎ以上であるように設定しておく必要がある。そのためには、ＶＬ≧Ｖｍｉｎである場合にはＶｓ＝ＶＬとし、Ｖｍｉｎ＞ＶＬである場合にはＶｓ＝Ｖｍｉｎとすればよい。 In any case, it is necessary to set Vs to be V L or more and Vmin or more. For this purpose, Vs = V L when V L ≧ Vmin, and Vs = Vmin when Vmin> V L is satisfied.

上記のようにＶｓを設定する場合に、ＶＬ≧Ｖｍｉｎである場合には、両電圧間の差（ＶＬ−Ｖｍｉｎ＝Ｖｓ−Ｖｍｉｎ）が小さいほど、組電池４に蓄積されたエネルギーの利用効率が向上するので、その差は、単セル(蓄電池１個)の最低許容放電電圧（１．０Ｖ）よりも小とすること（これは必ず可能）が望ましく、また、Ｖｍｉｎ＞ＶＬである場合にも、両電圧間の差（Ｖｍｉｎ−ＶＬ＝Ｖｓ−ＶＬ）が小さいほど、直結モードの期間が長くなって放電効率が改善されるので、その差は、単セルの最低許容放電電圧（１．０Ｖ）よりも小とすること（これも必ず可能）が望ましい。すなわち、直列接続される単セルの個数を選んで、（負荷の）許容下限電圧ＶＬと（組電池の）最低許容放電電圧Ｖｍｉｎとの差の絶対値が単セルの最低許容放電電圧よりも小さくなるようにし（これは必ず可能）、Ｖｓは、ＶＬとＶｍｉｎのうちの小でない方に等しいとすればよい。 When Vs is set as described above, if V L ≧ Vmin, the smaller the difference between the two voltages (V L −Vmin = Vs−Vmin), the smaller the utilization of energy stored in the assembled battery 4. Since the efficiency is improved, it is desirable that the difference be smaller than the minimum allowable discharge voltage (1.0 V) of a single cell (one storage battery) (this is always possible), and Vmin> VL . In this case, the smaller the difference between the two voltages (Vmin−V L = Vs−V L ), the longer the period of the direct connection mode and the better the discharge efficiency. Therefore, the difference is the minimum allowable discharge of the single cell. It is desirable to make it smaller than the voltage (1.0 V) (this is also possible). That is, by selecting the number of single cells connected in series, the absolute value of the difference between the allowable lower limit voltage V L (of the load) and the minimum allowable discharge voltage Vmin (of the assembled battery) is greater than the minimum allowable discharge voltage of the single cell. It is preferable that Vs be equal to the smaller one of VL and Vmin.

また、放電器５が持つ降圧回路を使って、電流制限機能と放電切り離し機能を構成することができる。   Moreover, the current limiting function and the discharge disconnection function can be configured by using the step-down circuit included in the discharger 5.

放電器５の出力電流が５０Ａ（出力上限値として設定した値Ｉｍａｘ）を上回るとき、スイッチング素子１０ａへのＰＷＭ信号にかかるデューティー比を低下させることにより出力電圧を低下させ（垂下制御)、過電流出力を防止する。   When the output current of the discharger 5 exceeds 50 A (value Imax set as the output upper limit value), the output voltage is lowered (droop control) by reducing the duty ratio applied to the PWM signal to the switching element 10a, and the overcurrent Prevent output.

また、放電器５が外部から組電池４の放電を停止するための外部信号を受信したとき、制御部１１ａはスイッチング素子１０ａの制御用電極を無電圧とすることにより、スイッチング素子１０ａは開放され組電池４からの放電は停止する。故障により制御部１１ａが停止した場合もスイッチング素子１０ａの制御用電極は無電圧であるため、故障時には組電池４の放電が切り離される安全な機構である。   When the discharger 5 receives an external signal for stopping the discharge of the assembled battery 4 from the outside, the control unit 11a sets the control electrode of the switching element 10a to no voltage, thereby opening the switching element 10a. Discharging from the assembled battery 4 stops. Even when the control unit 11a is stopped due to a failure, the control electrode of the switching element 10a has no voltage, so that the discharge of the assembled battery 4 is disconnected in the event of a failure.

以上のように、組電池の最低使用電圧と負荷の許容最低電圧を合わせ、放電器を降圧回路のみで構成し、降圧回路のスイッチング素子を、スイッチングによる降圧動作だけでなく直結動作させ、さらに組電池からの放電を停止するときに開放とすることによって、放電器内の損失を低減し、コストとスペースを節約し、動作の移行時にも出力電圧が不連続的には変化しないバックアップ電源を構築することができる。   As described above, the minimum operating voltage of the assembled battery and the allowable minimum voltage of the load are combined, the discharger is configured only by the step-down circuit, the switching element of the step-down circuit is operated not only by step-down operation by switching, but also by direct connection, and further Opening the battery to stop discharging reduces the loss in the discharger, saves cost and space, and builds a backup power supply that does not change the output voltage discontinuously during operation transitions can do.

＜実施の形態例２＞
実施の形態例１においては、組電池４、充電器３、放電器５が１つずつのバックアップ電源について適用しているが、図２に示すように、組電池４を６系列搭載するバックアップ電源においても適用可能である。組電池４ごとに充電器３と放電器５を接続し、組電池４はニッケル水素蓄電池セルを４０セル直列接続したものとし、充電器３、放電器５および整流器２は実施の形態例１と同じ構成とすればよい。 <Embodiment 2>
In the first embodiment, the assembled battery 4, the charger 3, and the discharger 5 are applied to one backup power source, but as shown in FIG. It is also applicable to. The battery charger 3 and the discharger 5 are connected to each battery pack 4, and the battery pack 4 includes 40 nickel-metal hydride storage battery cells connected in series. The battery charger 3, the battery discharger 5, and the rectifier 2 are the same as those in the first embodiment. The same configuration may be used.

６台の放電器５が出力において並列接続されているが、出力電圧はモード切替時に急激には変動せず連続であるため、組電池４間の放電電流は容量に応じて分担され、自然に各組電池４の電池容量が揃うようになり、蓄電池の能力を有効に引き出し、蓄電池を余分に増設する必要がなく、結果として設置スペースと費用を抑えることができる。   Although six dischargers 5 are connected in parallel at the output, since the output voltage does not change suddenly at the time of mode switching and is continuous, the discharge current between the assembled batteries 4 is shared according to the capacity, and naturally The battery capacity of each assembled battery 4 becomes uniform, the capacity of the storage battery is effectively extracted, and it is not necessary to add an additional storage battery. As a result, installation space and cost can be reduced.

以上、本発明の実施の形態について、蓄電池がニッケル水素蓄電池であるバックアップ電源の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 storage battery is a nickel hydride storage battery as an example, 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）放電器が昇圧と降圧と両方の機能を有する場合、２つの回路を構成することにより回路が複雑化し、コストとスペースの増加を招くという問題がある。 本発明により、放電器は降圧回路のみであるため、回路を単純化し、コスト、スペースを節約するバックアップ電源を提供することが可能となる。   (1) In the case where the discharger has both functions of boosting and stepping down, there is a problem that the circuit becomes complicated by constituting two circuits, resulting in an increase in cost and space. According to the present invention, since the discharger is only a step-down circuit, it is possible to provide a backup power source that simplifies the circuit and saves cost and space.

（２）蓄電池で構成されるバックアップ電源では、蓄電池の過放電を防止するため、放電を停止させる機能が必要であるが、切り離し回路といった放電停止手段の追加により回路損失の増加やコスト、スペースの増加という問題がある。   (2) In order to prevent overdischarge of the storage battery, a backup power source composed of the storage battery needs a function to stop the discharge. However, by adding a discharge stop means such as a disconnect circuit, an increase in circuit loss, cost, and space There is a problem of increase.

本発明により、放電停止手段を、放電器内の降圧回路に含まれるスイッチング素子により実現するため、回路部品の節約により回路損失、コスト、スペースを低減することができる。   According to the present invention, since the discharge stopping means is realized by the switching element included in the step-down circuit in the discharger, circuit loss, cost, and space can be reduced by saving circuit components.

（３）動作モードが変化する放電器、例えば降圧動作時と直結動作時の放電経路が異なる放電器の場合、動作モードの変化時に出力電圧が急激に変動し、負荷への出力電圧が不安定化するという問題がある。   (3) In the case of a discharger whose operation mode changes, for example, a discharge device whose discharge path is different between the step-down operation and the direct connection operation, the output voltage changes rapidly when the operation mode changes, and the output voltage to the load is unstable. There is a problem of becoming.

本発明により、動作モードの変化時には出力電圧は急激には変動せず連続であるため、安定した出力電圧により給電を行うことができる。   According to the present invention, when the operation mode changes, the output voltage does not fluctuate rapidly and is continuous, so that power can be supplied with a stable output voltage.

（４）組電池を入力に持つ放電器の複数を出力において並列接続するバックアップ電源において、動作モードの変化時に出力電圧が変動する放電器を用いる場合、組電池間にわずかでも容量ばらつきがあると切替のタイミングの差により組電池間で放電電流の偏りが発生し、蓄電池に蓄積された放電可能なエネルギーの一部を残したまま負荷への給電が停止し、蓄電池を余分に増設する必要から設置スペースと費用を増加させるという問題がある。   (4) In a backup power supply in which a plurality of dischargers having an assembled battery as an input are connected in parallel at the output, when using a discharger whose output voltage fluctuates when the operation mode changes, there is a slight capacity variation between the assembled batteries. Due to the difference in switching timing, the discharge current is biased between the assembled batteries, and it is necessary to stop supplying power to the load while leaving a part of the dischargeable energy stored in the storage battery, and to add extra storage batteries. There is a problem of increasing installation space and cost.

本発明により、動作モードの変化時に出力電圧が急激には変化せず連続となる放電器を用いるため、組電池間の放電電流は容量に応じて分担され、自然に各組電池の電池容量が揃うようになり、蓄電池の能力を有効に引き出し、蓄電池を余分に増設する必要がなく結果として設置スペースと費用を抑えることができる。   According to the present invention, since a discharger is used in which the output voltage does not change abruptly when the operation mode changes, the discharge current between the assembled batteries is shared according to the capacity, and the battery capacity of each assembled battery is naturally As a result, the capacity of the storage battery is effectively extracted, and it is not necessary to add an additional storage battery. As a result, installation space and cost can be reduced.

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. 降圧回路の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of a step-down circuit. 昇圧回路の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of a booster circuit. 整流器と組電池、充電器および放電器を組み合わせたバックアップ電源を説明する図である。It is a figure explaining the backup power supply which combined the rectifier, the assembled battery, the charger, and the discharger.

符号の説明Explanation of symbols

１：商用電源、２：整流器、３：充電器、４：組電池、５：放電器、６：負荷、７：リアクトル、８：コンデンサ、９：ダイオード、１０（１０ａ、１０ｂ）：スイッチング素子、１１（１１ａ、１１ｂ）：制御部、１２：切り離しスイッチ。   1: commercial power supply, 2: rectifier, 3: charger, 4: assembled battery, 5: discharger, 6: load, 7: reactor, 8: capacitor, 9: diode, 10 (10a, 10b): switching element, 11 (11a, 11b): control unit, 12: disconnect switch.

Claims (14)

１つ以上の蓄電池を組み合わせてなる組電池と、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して負荷に供給する整流器と、前記組電池を充電する充電器と、前記組電池が出力する電力をそのまま、あるいはスイッチング素子のスイッチング動作によって降圧制御して前記負荷に供給する放電器とを構成要素とするバックアップ電源を制御する、バックアップ電源の制御方法であって、
前記放電器は、出力する電力の電圧があらかじめ定められた最高放電電圧を上回るときは該電力を前記スイッチング素子のスイッチング動作によって降圧制御して前記最高放電電圧の電力として出力し、
前記放電器が出力する電力の電圧が前記最高放電電圧を下回り、かつ、前記組電池が出力する電力の電圧があらかじめ定められた最低放電電圧以上のときは前記スイッチング素子を短絡状態にして前記組電池が出力する電力をそのまま出力し、
前記組電池が出力する電力の電圧が前記最低放電電圧を下回るときは前記スイッチング素子を開放状態にして前記組電池の放電を終了するように制御することを特徴とするバックアップ電源の制御方法。 An assembled battery formed by combining one or more storage batteries, a rectifier that converts AC power from a commercial power source into DC power and supplies the load, a charger that charges the assembled battery, and power output by the assembled battery Or a backup power supply control method for controlling a backup power supply that includes a discharger that supplies a voltage to the load by performing step-down control by a switching operation of a switching element,
When the voltage of the output power exceeds a predetermined maximum discharge voltage, the discharger performs step-down control by the switching operation of the switching element and outputs the power as the power of the maximum discharge voltage.
When the voltage of power output by the discharger is lower than the maximum discharge voltage and the voltage of power output by the assembled battery is equal to or higher than a predetermined minimum discharge voltage, the switching element is short-circuited to The power output from the battery is output as is,
A control method for a backup power supply, characterized in that when the voltage of the power output from the assembled battery is lower than the minimum discharge voltage, the switching element is opened and the discharge of the assembled battery is terminated. 請求項１に記載のバックアップ電源の制御方法において、
前記放電器の出力電流があらかじめ定められた電流値を超えるときは、前記スイッチング素子のスイッチング動作により前記放電器の出力電圧が垂下するように制御することを特徴とするバックアップ電源の制御方法。 In the backup power supply control method according to claim 1,
When the output current of the discharger exceeds a predetermined current value, control is performed so that the output voltage of the discharger drops by the switching operation of the switching element. 請求項１または２に記載のバックアップ電源の制御方法において、
前記放電器は、前記組電池の放電を停止するための外部信号を受信するとき、前記スイッチング素子を開放状態に維持し、前記組電池の放電を停止するように制御することを特徴とするバックアップ電源の制御方法。 The backup power supply control method according to claim 1 or 2,
The discharger controls to keep the switching element open and stop discharging the assembled battery when receiving an external signal for stopping the discharging of the assembled battery. Power supply control method. 請求項１、２または３に記載のバックアップ電源の制御方法において、
前記放電器には、前記組電池と前記負荷との間を結ぶプラス側の電路とマイナス側の電路とが設けられ、該２つの電路の一方の電路には、前記組電池に近い側に前記スイッチング素子が、前記負荷に近い側にリアクトルが、それぞれ、挿入され、前記スイッチング素子と前記リアクトルとの間の電路と他方の電路との間には、マイナス側の電路からプラス側の電路へ電流を流す向きのダイオードが挿入され、前記リアクトルと前記負荷との間の電路と他方の電路との間にはコンデンサが挿入されていることを特徴とするバックアップ電源の制御方法。 In the backup power supply control method according to claim 1, 2, or 3,
The discharger is provided with a plus-side electric circuit and a minus-side electric circuit that connect the assembled battery and the load, and one of the two electric circuits has the electric circuit near the assembled battery. A switching element is inserted into each of the reactors close to the load, and a current is passed from the minus-side electric circuit to the plus-side electric circuit between the electric circuit between the switching element and the reactor and the other electric circuit. A method of controlling a backup power source, wherein a diode is inserted in a direction to flow current, and a capacitor is inserted between the electric circuit between the reactor and the load and the other electric circuit. 請求項１ないし４のいずれかに記載のバックアップ電源の制御方法において、
前記負荷の許容上限電圧および許容下限電圧を、それぞれ、ＶＨおよびＶＬとし、前記整流器の出力電圧をＶｒとし、前記組電池の充電最高電圧をＶｍａｘとし、前記あらかじめ定められた最高放電電圧および最低放電電圧を、それぞれ、ＶｄおよびＶｓとしたとき、
関係式：ＶＨ≧Ｖｒ≧Ｖｄ≧ＶＬ、および、
関係式：Ｖｍａｘ≧Ｖｄ≧Ｖｓ≧ＶＬが成立するように制御することを特徴とするバックアップ電源の制御方法。 The backup power supply control method according to any one of claims 1 to 4,
The allowable upper limit voltage and the allowable lower limit voltage of the load are V H and V L , respectively, the output voltage of the rectifier is Vr, the charging maximum voltage of the assembled battery is Vmax, the predetermined maximum discharging voltage and When the minimum discharge voltage is Vd and Vs, respectively
Relational expression: V H ≧ Vr ≧ Vd ≧ V L , and
A control method for a backup power supply, wherein the control is performed so that the relational expression: Vmax ≧ Vd ≧ Vs ≧ VL is satisfied. 請求項５に記載のバックアップ電源の制御方法において、
前記組電池の最低許容放電電圧をＶｍｉｎとしたとき、
前記組電池において直列接続される蓄電池の個数を選んで、
ＶＬとＶｍｉｎとの差の絶対値が前記蓄電池１個の最低許容放電電圧よりも小さくなるようにし、
ＶｓはＶＬとＶｍｉｎのうちの小でない方に等しいとすることを特徴とするバックアップ電源の制御方法。 The backup power supply control method according to claim 5,
When the minimum allowable discharge voltage of the assembled battery is Vmin,
Select the number of storage batteries connected in series in the assembled battery,
The absolute value of the difference between VL and Vmin is made smaller than the minimum allowable discharge voltage of one storage battery,
A method of controlling a backup power supply, characterized in that Vs is equal to the lesser of VL and Vmin. 請求項１ないし６のいずれかに記載のバックアップ電源の制御方法において、
複数の前記組電池が、それぞれと対をなす前記放電器を介して、前記整流器から前記負荷への給電線に並列接続されていることを特徴とするバックアップ電源の制御方法。 The backup power supply control method according to any one of claims 1 to 6,
A method for controlling a backup power source, wherein the plurality of assembled batteries are connected in parallel to a power supply line from the rectifier to the load via the discharger paired with each other. 請求項１ないし７のいずれかに記載のバックアップ電源の制御方法において、
前記放電器は昇圧手段を具備しないことを特徴とするバックアップ電源の制御方法。 The backup power supply control method according to any one of claims 1 to 7,
The method of controlling a backup power source, wherein the discharger does not include a boosting unit. １つ以上の蓄電池を組み合わせてなる組電池と、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して負荷に供給する整流器と、前記組電池を充電する充電器と、前記組電池が出力する電力をそのまま、あるいはスイッチング素子のスイッチング動作によって降圧制御して前記負荷に供給する放電器とを構成要素とするバックアップ電源であって、
前記放電器は、出力する電力の電圧があらかじめ定められた最高放電電圧を上回るときは該電力を前記スイッチング素子のスイッチング動作によって降圧制御して前記最高放電電圧の電力として出力し、
前記放電器が出力する電力の電圧が前記最高放電電圧を下回り、かつ、前記組電池が出力する電力の電圧があらかじめ定められた最低放電電圧以上のときは前記スイッチング素子を短絡状態にして前記組電池が出力する電力をそのまま出力し、
前記組電池が出力する電力の電圧が前記最低放電電圧を下回るときは前記スイッチング素子を開放状態にして前記組電池の放電を終了することを特徴とするバックアップ電源。 An assembled battery formed by combining one or more storage batteries, a rectifier that converts AC power from a commercial power source into DC power and supplies the load, a charger that charges the assembled battery, and power output by the assembled battery Is a backup power supply comprising as a constituent element a discharger that supplies a voltage to the load by performing step-down control by switching operation of the switching element as it is,
When the voltage of the output power exceeds a predetermined maximum discharge voltage, the discharger performs step-down control by the switching operation of the switching element and outputs the power as the power of the maximum discharge voltage.
When the voltage of power output by the discharger is lower than the maximum discharge voltage and the voltage of power output by the assembled battery is equal to or higher than a predetermined minimum discharge voltage, the switching element is short-circuited to The power output from the battery is output as is,
A backup power supply characterized in that when the voltage of the electric power output from the assembled battery is lower than the minimum discharge voltage, the switching element is opened to end the discharge of the assembled battery. 請求項９に記載のバックアップ電源において、
前記放電器には、前記組電池と前記負荷との間を結ぶプラス側の電路とマイナス側の電路とが設けられ、該２つの電路の一方の電路には、前記組電池に近い側に前記スイッチング素子が、前記負荷に近い側にリアクトルが、それぞれ、挿入され、前記スイッチング素子と前記リアクトルとの間の電路と他方の電路との間には、マイナス側の電路からプラス側の電路へ電流を流す向きのダイオードが挿入され、前記リアクトルと前記負荷との間の電路と他方の電路との間にはコンデンサが挿入されていることを特徴とするバックアップ電源。 The backup power supply according to claim 9,
The discharger is provided with a plus-side electric circuit and a minus-side electric circuit that connect the assembled battery and the load, and one of the two electric circuits has the electric circuit near the assembled battery. A switching element is inserted with a reactor on the side close to the load, and a current is passed from the negative circuit to the positive circuit between the circuit between the switching element and the reactor and the other circuit. A backup power supply, wherein a diode is inserted in a direction to flow current, and a capacitor is inserted between the electric circuit between the reactor and the load and the other electric circuit. 請求項９または１０に記載のバックアップ電源において、
前記負荷の許容上限電圧および許容下限電圧を、それぞれ、ＶＨおよびＶＬとし、前記整流器の出力電圧をＶｒとし、前記組電池の充電最高電圧をＶｍａｘとし、前記あらかじめ定められた最高放電電圧および最低放電電圧を、それぞれ、ＶｄおよびＶｓとしたとき、
関係式：ＶＨ≧Ｖｒ≧Ｖｄ≧ＶＬ、および、
関係式：Ｖｍａｘ≧Ｖｄ≧Ｖｓ≧ＶＬが成立することを特徴とするバックアップ電源。 The backup power supply according to claim 9 or 10,
The allowable upper limit voltage and the allowable lower limit voltage of the load are V H and V L , respectively, the output voltage of the rectifier is Vr, the charging maximum voltage of the assembled battery is Vmax, the predetermined maximum discharging voltage and When the minimum discharge voltage is Vd and Vs, respectively
Relational expression: V H ≧ Vr ≧ Vd ≧ V L , and
A backup power supply characterized in that the relational expression: Vmax ≧ Vd ≧ Vs ≧ VL is satisfied. 請求項１１に記載のバックアップ電源において、
前記組電池の最低許容放電電圧をＶｍｉｎとしたとき、
前記組電池において直列接続される蓄電池の個数が選ばれ、
ＶＬとＶｍｉｎとの差の絶対値が前記蓄電池１個の最低許容放電電圧よりも小さくなり、
ＶｓはＶＬとＶｍｉｎのうちの小でない方に等しいことを特徴とするバックアップ電源。 The backup power supply according to claim 11,
When the minimum allowable discharge voltage of the assembled battery is Vmin,
The number of storage batteries connected in series in the assembled battery is selected,
The absolute value of the difference between VL and Vmin is smaller than the minimum allowable discharge voltage of one storage battery,
A backup power supply characterized in that Vs is equal to the lesser of VL and Vmin. 請求項９ないし１２のいずれかに記載のバックアップ電源において、
複数の前記組電池が、それぞれと対をなす前記放電器を介して、前記整流器から前記負荷への給電線に並列接続されていることを特徴とするバックアップ電源。 The backup power supply according to any one of claims 9 to 12,
A backup power supply, wherein a plurality of the assembled batteries are connected in parallel to a power supply line from the rectifier to the load via the discharger paired with each other. 請求項９ないし１３のいずれかに記載のバックアップ電源において、
前記放電器は昇圧手段を具備しないことを特徴とするバックアップ電源。 The backup power supply according to any one of claims 9 to 13,
The backup power supply, wherein the discharger does not include a boosting unit.
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