JP2011176987A - Power supply apparatus - Google Patents

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Makoto Honda
本田　　誠
Yasuko Otake
泰子 大竹
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply apparatus that responds to a failure report without fail to maintain a secure power supply backup function. <P>SOLUTION: In the power supply apparatus, a DC current is supplied from a power supply/charger 1 to a load device 2 via lines L<SB>+</SB>and L<SB>-</SB>, and a secondary battery 3 is connected in parallel to the lines L<SB>+</SB>and L<SB>-</SB>to provide a backup power source. A switch 101 controlled to be periodically on and off is disposed between the positive power terminal of the power supply/charger 1 and the line L<SB>+</SB>. When the switch 101 is off, a voltage measuring unit 102 measures only the voltage on the lines L<SB>+</SB>and L<SB>-</SB>from the secondary battery 3. Through this voltage measurement, a failure of the secondary battery 3 is detected. A capacitor 11 maintains a power supply voltage to the load device 2 when the switch 101 is turned off. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、バックアップ用の二次電池を備えた電源装置に係り、特に、浮動充電状態にしてある二次電池をパックアップに用いた電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device including a secondary battery for backup, and more particularly to a power supply device using a secondary battery in a floating charge state for backup.

コンピュータなど、各種の電子機器の動作には、当然のこととして電力が必要であり、このため電源装置が不可欠である。
しかも、ここでコンピュータなど各種のデータを電子的に処理する電子機器の場合、電源装置による電力の供給が一瞬でも途切れたとすれば、処理中のデータが喪失してしまう虞がある。
ここで、このような電力供給の瞬間的な途切れのことは、一般に“瞬断”と呼ばれているが、このような瞬断に配慮した電源装置として、一方では、コンデンサを用いて電源供給のバックアップが得られるようにした技術が従来から知られている(例えば特許文献１参照)。 Naturally, electric power is necessary for the operation of various electronic devices such as computers, and thus a power supply device is indispensable.
In addition, in the case of an electronic device that electronically processes various data such as a computer, if the power supply by the power supply device is interrupted even for a moment, the data being processed may be lost.
Here, this momentary interruption of power supply is generally called “instantaneous interruption”, but as a power supply device taking into account such instantaneous interruption, on the other hand, power is supplied using a capacitor. A technique for obtaining a backup of the above has been conventionally known (see, for example, Patent Document 1).

また、他方では、二次電池により電源がバックアップされた状態で動作させるようにした電源装置も従来から知られており、図２はその一例を示したものである。
ここで、この図２の従来技術においては、電力線(商用電力線)から給電されている安定化直流電源装置などの電源兼充電装置１を用い、その＋側と−側の電源端子からコンピュータなどの負荷装置２に、２本のラインＬ+、Ｌ- からなる給電線路を介して直流電力が供給されるように構成した上で、ラインＬ+、Ｌ- に二次電池３を並列に接続したものである。なお、この二次電池には、例えばリチウムイオン電池が用いられる。 On the other hand, a power supply device that is operated in a state where the power source is backed up by a secondary battery is also known conventionally, and FIG. 2 shows an example thereof.
Here, in the prior art of FIG. 2, a power source / charging device 1 such as a stabilized DC power source fed from a power line (commercial power line) is used, and a computer or the like is connected from the + and − side power terminals. the load device 2, the two lines L +, L - consists feed line on which the DC power is configured to be supplied through the, + line L, L - the connecting the secondary battery 3 in parallel Is. For example, a lithium ion battery is used as the secondary battery.

このとき、一方のラインＬ+ にはダイオード４とダイオード５を順方向に直列に接続し、これらダイオード４、５の間に二次電池３の＋端子が接続されるようにし、これにより、通常は電源兼充電装置１から負荷装置２に電力が供給され、且つ、これと共に電源兼充電装置１から二次電池３に常時充電が行われているという状態、いわゆる浮動充電状態が得られるようにしている。
なお、二次電池３としては、例えばリチウムイオン電池を用いれば良い。 At this time, the diode 4 and the diode 5 are connected in series in the forward direction to one line L + , and the + terminal of the secondary battery 3 is connected between the diodes 4 and 5. The power supply / charging device 1 supplies power to the load device 2 and the secondary battery 3 is always charged from the power supply / charging device 1 together with this, so-called floating charging state is obtained. ing.
For example, a lithium ion battery may be used as the secondary battery 3.

従って、この後、何等かの理由、例えば停電などにより電源兼充電装置１からの電力供給が停止したときは、ダイオード４の働きにより、二次電池２が電源兼充電装置１から電気的に隔離されるので、そのままで途切れることなく連続的に二次電池２から負荷装置２に電力が供給されるようになり力が途切れることなく連続的に供給されるようになり、瞬断も含め、停電時にも負荷装置２を動作状態に維持することができるというバックアップ機能が得られることになる。   Therefore, after that, when the power supply from the power supply / charging device 1 is stopped for some reason, for example, due to a power failure, the secondary battery 2 is electrically isolated from the power supply / charging device 1 by the action of the diode 4. Therefore, power is continuously supplied from the secondary battery 2 to the load device 2 without interruption without any interruption, and power is continuously supplied without interruption. Sometimes, a backup function can be obtained in which the load device 2 can be maintained in an operating state.

また、この従来技術においては、二次電池３と電力供給ラインの間に更にヒューズ６が設けてあり、二次電池３に過大な電流が流れたとき溶断し、それ以上過大な電流が二次電池３に流れないようにする。
そして、これにより二次電池３が充電状態にあるときは、電源兼充電装置１から過大な充電電流が二次電池３に流れないように保護し、停電などに際して二次電池３から負荷装置２に電力が供給されている状態になったときは、二次電池３から負荷装置２に過大な電流が流れないように保護する働きが得られるようにしてある。 Further, in this prior art, a fuse 6 is further provided between the secondary battery 3 and the power supply line, so that when the excessive current flows through the secondary battery 3, the fuse 6 is blown out, and the excessive current further exceeds the secondary battery 3. Prevent the battery 3 from flowing.
As a result, when the secondary battery 3 is in a charged state, it is protected so that an excessive charging current does not flow from the power source / charging device 1 to the secondary battery 3, and from the secondary battery 3 to the load device 2 in the event of a power failure or the like. When power is supplied to the secondary battery 3, the secondary battery 3 can protect the load device 2 from flowing an excessive current.

更に、この電源装置の場合、電圧監視装置７を備え、ラインＬ+ とラインＬ- の間に現れる直流電圧を計測し、ラインＬ+ とラインＬ- の間の直流電圧が予め設定してある電圧以下になったとき、警報音や警告灯、画面表示などの報知手段により異常が報知されるようにしてあり、この結果、電源装置による電源バックアップ機能に異常が発生した場合には、直ちに異常発生が報知される。 Further, in the case of this power supply device, the voltage monitoring device 7 is provided, the DC voltage appearing between the line L + and the line L − is measured, and the DC voltage between the line L + and the line L − is preset. When the voltage drops below the voltage, an alarm is issued by an alarm means such as an alarm sound, warning light, or screen display. As a result, if an abnormality occurs in the power backup function of the power supply, an abnormality will occur immediately. The occurrence is notified.

従って、この従来技術の電源装置によれば、二次電池３による電源バックアップ機能の喪失を知らぬまま放置してしまう虞がなくなり、停電などに際して処理中のデータが喪失してしまうという事態の発生を未然に防ぎ、この結果、コンピュータなど、各種の電子機器の信頼性維持に寄与することができる。   Therefore, according to this prior art power supply device, there is no possibility of leaving the power backup function lost by the secondary battery 3 without knowing it, and a situation occurs in which data being processed is lost in the event of a power failure or the like. This can contribute to maintaining the reliability of various electronic devices such as computers.

特開平８−４４４６３号公報JP-A-8-44463

上記従来技術は、異常の態様によっては対応できない場合がある点に配慮がされておらず、異常検出に疎漏が生じてしまうという問題があった。
すなわち、上記従来技術の場合、図２において、二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続経路に異常が生じた場合は検出できず、従って、異常検出に疎漏が生じてしまうのである。 The above prior art does not take into consideration that there are cases where it is impossible to cope with depending on the state of abnormality, and there is a problem in that leakage detection occurs in abnormality detection.
That is, in the case of the above-described prior art, when an abnormality occurs in the connection path from the secondary battery 3 to the lines L + and L − in FIG. 2, it cannot be detected. is there.

具体的に説明すると、電圧監視装置７は、ラインＬ+、Ｌ- に現れている電圧を取り込んで計測しているが、ここで、電力線に停電(瞬断を含む)が無く、正常に電力が供給されている状態では、ラインＬ+、Ｌ- には、供給電源兼充電装置１から定格値の直流電圧が出力されており、従って、このとき、たとえ二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続経路に異常が生じていたとしても、電圧監視装置７では異常が検出されることはなく、正常に機能しているものとされてしまう。 Specifically, the voltage monitoring device 7 takes in and measures the voltage appearing on the lines L + and L − , but here, there is no power failure (including instantaneous interruption) on the power line, and the power is normally supplied. Is supplied to the lines L + and L − from the power supply and charging device 1, and therefore, at this time, even if the secondary battery 3 supplies the lines L + , Even if an abnormality occurs in the connection path leading to L − , the voltage monitoring device 7 does not detect the abnormality and is assumed to be functioning normally.

ここで、二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続経路に異常が生じた場合の具体例には、例えば次の事例が挙げられる。
(a) 二次電池３の端子とラインＬ+、Ｌ- の接続路に断線が生じた場合。
(b) ヒューズ６が溶断した場合。
(c) 二次電池３の端子部分で電線の接続が外れた場合。
従って、これらの場合、電圧監視装置７では異常が検出されることはなく、正常に機能しているものとされてしまうことになる。 Here, for example, the following case is given as a specific example when abnormality occurs in the connection path from the secondary battery 3 to the lines L + and L − .
(a) When a disconnection occurs in the connection path between the terminal of the secondary battery 3 and the lines L + and L − .
(b) When fuse 6 is blown.
(c) When the wire is disconnected at the terminal of the secondary battery 3.
Therefore, in these cases, no abnormality is detected in the voltage monitoring device 7, and the function is assumed to be functioning normally.

しかして、ここで、いま、電力線に停電(瞬断を含む)が発生したとする。
そうすると、今度は、ラインＬ+、Ｌ- に現れていた電圧が喪失してしまうので、電圧監視装置７による異常報知が為されることになる。
しかし、このとき二次電池３による電圧はラインＬ+、Ｌ- に現れていないので、とき既に遅く、ここで負荷装置２に対する電源供給は途切れてしまうことになり、従って、異常報知は得られるが、電源バックアップ機能は喪失してしまうことになる。 Now, suppose that a power outage (including momentary interruption) has occurred in the power line.
Then, this time, the voltage appearing on the lines L + and L − is lost, so that the abnormality monitoring is performed by the voltage monitoring device 7.
However, since the voltage by the secondary battery 3 does not appear on the lines L + and L − at this time, the supply of power to the load device 2 is interrupted at this time, so that an abnormality notification is obtained. However, the power backup function will be lost.

これは、この電源装置の場合、電圧監視装置７により異常が検出されるのは、電源兼充電装置１からの電力供給と二次電池３からの電力供給の双方が重なって失われてしまった場合だけに限られるからである。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点にも対処可能で、的確な異常報知による確実な電源バックアップ機能の維持が可能な電源装置を提供することにある。 In the case of this power supply device, the abnormality is detected by the voltage monitoring device 7 because both the power supply from the power supply / charging device 1 and the power supply from the secondary battery 3 are lost. This is because it is limited to cases.
An object of the present invention is to provide a power supply apparatus that can cope with the above-described problems of the prior art and that can maintain a reliable power backup function through accurate abnormality notification.

上記目的は、電力線から給電され所望の電圧の直流を出力する電源兼充電装置と、当該電源兼充電装置の出力に給電線路を介して接続された負荷装置と、前記電源兼充電装置の＋側電源端子と前記給電線路の＋側ラインの間に順方向に接続された第１のダイオードと、前記＋側ラインと前記負荷装置の＋側電源端子の間に順方向に接続された第２のダイオードと、前記＋側ラインと−側ラインに接続された二次電池とを備えた電源装置において、前記第１のダイオードと前記＋側ラインの間に接続されたスイッチ回路と、前記＋側ラインと前記−側ラインの間に現れる直流電圧を測定する電圧測定部と、前記スイッチ回路を予め設定してある周期毎に予め設定してある時間だけオフにするスイッチ制御手段と、前記負荷装置の電源端子間に並列に接続されたコンデンサとを設け、前記スイッチ制御手段により前記スイッチ回路がオンオフ動作されている状態で前記電圧測定部による電圧の測定値が予め設定してある異常検出用の電圧以下になったとき、異常が報知されるようにして達成される。   The object is to provide a power supply / charging device that is fed from a power line and outputs a direct current of a desired voltage, a load device connected to the output of the power supply / charging device via a power supply line, and the positive side of the power supply / charging device A first diode connected in the forward direction between the power supply terminal and the + side line of the feeder line, and a second diode connected in the forward direction between the + side line and the + side power supply terminal of the load device. In a power supply device including a diode and a secondary battery connected to the + side line and the-side line, a switch circuit connected between the first diode and the + side line, and the + side line And a voltage measuring unit that measures a DC voltage appearing between the negative side line, a switch control unit that turns off the switch circuit for a preset time every preset period, Between power terminals And when the voltage measured by the voltage measuring unit is lower than a preset voltage for detecting an abnormality in a state where the switch circuit is turned on and off by the switch control means. This is achieved by notifying the abnormality.

本発明においては、常閉接点型スイッチがオフされたとき、電圧測定部では二次電池の電圧だけが計測されるようになり、この結果、本発明によれば、二次電池から給電線路に至る接続経路に異常が生じた場合も含めて常に的確な異常報知が得られるようになる。
また、この結果、本発明によれば、電源バックアップ機能の喪失を知らぬまま放置してしまう虞がなくなり、停電などに際して処理中のデータが喪失してしまうという事態の発生を未然に防ぎ、コンピュータなど、各種の電子機器の信頼性維持に大きく寄与することができる。 In the present invention, when the normally closed contact switch is turned off, the voltage measuring unit only measures the voltage of the secondary battery. As a result, according to the present invention, the secondary battery is fed from the power supply line. Accurate abnormality notification can always be obtained even when an abnormality occurs in the connection path to reach.
As a result, according to the present invention, there is no risk of leaving the power backup function without knowing it, and it is possible to prevent the occurrence of a situation in which data being processed is lost in the event of a power failure or the like. This can greatly contribute to maintaining the reliability of various electronic devices.

本発明に係る電源装置の実施形態を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows embodiment of the power supply device which concerns on this invention. 従来技術による電源装置の一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of the power supply device by a prior art.

以下、本発明に係る電源装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態で、ここで、まず、電源兼充電装置１と負荷装置２、二次電池３、ダイオード４、５は、図２により説明した従来技術に係る電源装置と同じである。
従って、この実施形態は、図２により説明した従来技術に係る電源装置から電圧監視装置７を除き、代りにスイッチ部１０１と電圧測定部１０２を備えた電圧監視装置１０を設け、更にコンデンサ１１を追加したものに相当する。 Hereinafter, a power supply device according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. First, the power / charge device 1, the load device 2, the secondary battery 3, and the diodes 4 and 5 are the same as the power supply device according to the prior art described with reference to FIG. The same.
Therefore, in this embodiment, the voltage monitoring device 10 including the switch unit 101 and the voltage measuring unit 102 is provided instead of the voltage monitoring device 7 from the power supply device according to the prior art described with reference to FIG. It corresponds to the added one.

ここで、まず、スイッチ部１０１は、図示のように、電源兼充電装置１の＋側電源端子とラインＬ+ の間に挿入した形で接続され、図示してないスイッチ制御手段により開閉制御されるように構成されている。
そして、このときのスイッチ部１０１の開閉制御は周期ｐで繰り返され、その都度、オン(回路接続状態)からオフ(回路遮断状態)に切り替えられ、時間τだけオフにされる。このときの周期ｐとオフ時間τについては後で詳述する。
なお、図では、スイッチ部１０１が機械的スイッチを表わすシンボルで描かれているが、半導体スイッチでも良い。 Here, first, as shown in the figure, the switch unit 101 is connected in the form of being inserted between the + side power supply terminal of the power / charging device 1 and the line L + and is controlled to be opened and closed by a switch control means (not shown). It is comprised so that.
Then, the opening / closing control of the switch unit 101 at this time is repeated with a period p, and each time it is switched from on (circuit connection state) to off (circuit cutoff state), and is turned off for a time τ. The period p and the off time τ at this time will be described in detail later.
In the figure, the switch unit 101 is drawn with a symbol representing a mechanical switch, but may be a semiconductor switch.

次に、電圧測定部１０２は、ラインＬ+ とラインＬ- に接続され、これらラインＬ+、Ｌ- の間に現れている電圧を測定する機能と、ラインＬ+ とラインＬ- の間の直流電圧が予め設定してある電圧以下になったとき、警報音や警告灯、画面表示などの報知手段により異常を報知する機能とが得られるように構成されている。 Then, the voltage measuring unit 102, the line L + and the line L - connected to these lines L +, L - the function of measuring the voltage appearing between the line L + and the line L - between When the direct-current voltage becomes equal to or lower than a preset voltage, a function for notifying abnormality is obtained by a notification means such as an alarm sound, a warning light, or a screen display.

一方、コンデンサ１１は、所望の静電容量Ｃを備え、図示のように、負荷装置２の電源端子間に並列に接続されることにより電荷を蓄え、これにより、いわゆる電源バックアップ用コンデンサとして機能する。
このため、コンデンサ１１としては、例えば電気二重層コンデンサなど、比較的大きな静電容量(ファラッド(Ｆ)単位の静電容量)が容易に得られるコンデンサで構成するのが望ましい。しかし、通常の電解コンデンサでもよい。
なお、このときの静電容量Ｃの値についても、詳細は後述する。 On the other hand, the capacitor 11 has a desired capacitance C, and stores charges by being connected in parallel between the power supply terminals of the load device 2 as shown in the figure, thereby functioning as a so-called power backup capacitor. .
Therefore, it is desirable that the capacitor 11 is composed of a capacitor that can easily obtain a relatively large capacitance (capacitance in units of Farad (F)) such as an electric double layer capacitor. However, a normal electrolytic capacitor may be used.
The value of the capacitance C at this time will be described later in detail.

次に、この実施形態の動作について説明する。
まず、この実施形態においても、通常は電源兼充電装置１から負荷装置２に電力が供給され、且つ、これと共に電源兼充電装置１から二次電池３に常時充電が行われているという状態、いわゆる浮動充電状態が得られる点は、従来技術の場合と同じである。 Next, the operation of this embodiment will be described.
First, also in this embodiment, a state in which power is normally supplied from the power / charge device 1 to the load device 2 and the secondary battery 3 is always charged from the power / charge device 1 together with this, The so-called floating state can be obtained as in the case of the prior art.

そして、この後、何等かの理由、例えば停電などにより電源兼充電装置１からの電力供給が停止したときは、ダイオード４の働きにより、二次電池２が電源兼充電装置１から電気的に隔離されるので、そのままで二次電池２から負荷装置２に電力が供給されるようになり、この結果、電力が途切れることなく連続的に供給されるようになり、瞬断も含め、停電時にも負荷装置２を動作状態に維持することができるというバックアップ機能が得られる点も、やはり従来技術の場合と同じである。   After that, when the power supply from the power supply / charging device 1 is stopped for some reason, for example, due to a power failure, the secondary battery 2 is electrically isolated from the power supply / charging device 1 by the action of the diode 4. As a result, the power is supplied from the secondary battery 2 to the load device 2 as it is, and as a result, the power is continuously supplied without interruption. The backup function that the load device 2 can be maintained in the operating state is obtained as in the case of the prior art.

また、この実施形態でも、二次電池３と電力供給ラインの間に更にヒューズ６が設けてあるので、二次電池３に過大な電流が流れたとき溶断し、それ以上過大な電流が二次電池３に流れないようにされ、これにより二次電池３が充電状態にあるときは、電源兼充電装置１から過大な充電電流が二次電池３に流れないように保護し、停電などに際して二次電池３から負荷装置２に電力が供給されている状態になったときは、二次電池３から負荷装置２に過大な電流が流れないように保護する働きが得られる点も、従来技術の場合と同じである。   Also in this embodiment, since the fuse 6 is further provided between the secondary battery 3 and the power supply line, the fuse is blown when an excessive current flows through the secondary battery 3, and an excessive current beyond that is secondary. When the secondary battery 3 is in a charged state, the battery 3 is protected from excessive charging current from the power source / charging device 1 so that it does not flow into the secondary battery 3. When the power is supplied from the secondary battery 3 to the load device 2, it is possible to obtain a function of protecting the secondary battery 3 from flowing an excessive current from the secondary battery 3 to the load device 2. Same as the case.

次に、この実施形態が、電圧監視装置１０とコンデンサ１１を備えたことにより得られる動作、つまり従来技術とは異なる動作について説明する。
まず、電圧監視装置１０のスイッチ部１０１は、上記したように、周期ｐでオンからオフにされ、このときオフされる期間は時間τである。
従って、システムが動作しているとき、このスイッチ部１０１は、通常はオンであるが、予め設定してある周期ｐ毎に予め設定してある時間τだけオフにされる動作を繰り返していることになる。 Next, an operation obtained by providing the voltage monitoring apparatus 10 and the capacitor 11 in this embodiment, that is, an operation different from the prior art will be described.
First, as described above, the switch unit 101 of the voltage monitoring device 10 is turned off from on in the cycle p, and the period of turning off at this time is time τ.
Therefore, when the system is operating, the switch unit 101 is normally on, but repeats an operation that is turned off for a preset time τ for each preset period p. become.

そして、まず、スイッチ部１０１がオンのときについてみると、これは、当然のこととして、図２で説明した従来技術の場合と同じであるが、一応、詳しく説明すると、まず、このとき電圧測定部１０２では、電源兼充電装置１からダイオード４(第１のダイオード)を介してラインＬ+、Ｌ- に現れている電圧が測定される。 First, when the switch unit 101 is turned on, this is naturally the same as in the case of the prior art described with reference to FIG. 2. The unit 102 measures the voltage appearing on the lines L + and L − from the power supply / charging device 1 via the diode 4 (first diode).

そこで、いま、停電もなく、電源兼充電装置１にも異常がなく、二次電池３にも異常がなく、二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続線にも異常がなく、ヒューズ６も溶断していない場合を想定し、このときスイッチ部１０１がオンであった場合を「ケース１」と規定する。
そうすると、この「ケース１」の場合、二次電池３は浮動充電状態でバックアップに備えた状態にあり、従って、ラインＬ+、Ｌ- には、主として電源兼充電装置１から出力されている直流電圧の電圧値で決る電圧ＥA が現れている。 Therefore, there is no power outage, there is no abnormality in the power source and charging device 1, there is no abnormality in the secondary battery 3, and there is no abnormality in the connection line from the secondary battery 3 to the lines L + and L − , Assuming that the fuse 6 is not blown, the case where the switch unit 101 is on is defined as “case 1”.
Then, in this “case 1”, the secondary battery 3 is in a state of being ready for backup in a floating charge state. Therefore, the lines L + and L − are mainly connected to the direct current output from the power supply / charge device 1. A voltage EA determined by the voltage value of the voltage appears.

このとき電圧測定部１０２には、予め所望の異常判定電圧Ｅth(＜ＥA)が設定してあるので、異常が検知されることはなく、報知されることもない。
つまり、この「ケース１」の場合、この実施形態でも図２で説明した従来技術の場合と同じである。 At this time, since a desired abnormality determination voltage E th (<E A ) is set in advance in the voltage measuring unit 102, no abnormality is detected and no notification is given.
In other words, the case 1 is the same as that of the prior art described in FIG. 2 in this embodiment.

次に、停電がなく電源兼充電装置１にも異常はないが、二次電池３に異常が発生していた場合、又は二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続線に異常が発生していた場合、或いはヒューズ６が溶断していた場合の何れかを想定し、このときスイッチ部１０１がオンであった場合を「ケース２」と規定する。
そうすると、この「ケース２」の場合、スイッチ部１０１がオンなので、ラインＬ+、Ｌ- には、電源兼充電装置１から出力されている直流電圧が依然として現れており、従って、この「ケース２」の場合も異常が検知されることはなく、報知されることもない点で、図２で説明した従来技術の場合と同じである。 Next, there is no power failure and there is no abnormality in the power source / charging device 1, but there is an abnormality in the secondary battery 3, or there is an abnormality in the connection line from the secondary battery 3 to the lines L + and L −. It is assumed that either the case has occurred or the fuse 6 has blown, and the case where the switch unit 101 is on is defined as “case 2”.
Then, in this “case 2”, since the switch unit 101 is on, the DC voltage output from the power supply / charging device 1 still appears on the lines L + and L − , and therefore, this “case 2”. "Is the same as in the case of the prior art described in FIG. 2 in that no abnormality is detected and no notification is given.

また、反対に、二次電池３には異常がなく、二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続線にも異常がなく、ヒューズ６も溶断していないが、しかし、停電が発生し、又は電源兼充電装置１に異常が発生した場合を想定し、このときスイッチ部１０１がオンであった場合を「ケース３」と規定する。
しかしながら、この「ケース３」の場合も、ラインＬ+、Ｌ- には、二次電池３から出力されている直流電圧が依然として現れており、従って、この「ケース３」の場合も異常が検知されることはなく、報知されることもない点で、図２で説明した従来技術の場合と同じである。 On the other hand, there is no abnormality in the secondary battery 3 and there is no abnormality in the connection line from the secondary battery 3 to the lines L + and L − , and the fuse 6 is not blown, but a power failure occurs. Alternatively, assuming that an abnormality has occurred in the power supply and charging device 1, the case where the switch unit 101 is on is defined as “Case 3”.
However, even in this “case 3”, the DC voltage output from the secondary battery 3 still appears on the lines L + and L − , and therefore an abnormality is detected even in this “case 3”. This is the same as the case of the prior art described in FIG.

次に、スイッチ部１０１がオフにされた場合、電源兼充電装置１の出力はラインＬ+、Ｌ- から切り離されてしまう。
従って、このとき電圧測定部１０２では、ダイオード５があるので、二次電池３から接続線を介してラインＬ+、Ｌ- に現れている電圧だけが測定される。
そこで、このとき二次電池３には異常がなく、また、このとき二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続線にも異常がなく、且つヒューズ６も溶断していないとすれは、ラインＬ+、Ｌ- には二次電池３の出力電圧ＥB(≒ＥA)が現れている。
このとき電圧測定部１０２は、予め所望の電圧値Ｅth(＜ＥB)の異常判定電圧が設定してあり、従って、このときも異常が検知されることはない。 Next, when the switch unit 101 is turned off, the output of the power / charge device 1 is disconnected from the lines L + and L − .
Accordingly, at this time, since the voltage measuring unit 102 includes the diode 5, only the voltage appearing on the lines L + and L − from the secondary battery 3 via the connection line is measured.
Therefore, at this time, there is no abnormality in the secondary battery 3, and there is no abnormality in the connection line from the secondary battery 3 to the lines L + and L − , and the fuse 6 is not blown. , The output voltage E B (≈E A ) of the secondary battery 3 appears in the lines L + and L − .
At this time, the voltage measuring unit 102 sets an abnormality determination voltage having a desired voltage value E th (<E B ) in advance, and therefore no abnormality is detected at this time.

そこで、今度は、二次電池３に何らかの異常が発生した場合、又は二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続線に異常が発生した場合、或いはヒューズ６に溶断が発生した場合を想定し、このときスイッチ部１０１がオフであった場合を「ケース４」と規定する。
そうすると、この「ケース４」の場合、たとえ停電がなく、電源兼充電装置１にも異常がないとしても、とにかくスイッチ部１０１がオフされているので、電圧測定部１０２では、二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に現れているであろう電圧が測定される。 Therefore, this time, when some abnormality occurs in the secondary battery 3, when an abnormality occurs in the connection line from the secondary battery 3 to the lines L + and L − , or when the fuse 6 is blown out. Assuming that the switch unit 101 is off at this time, it is defined as “Case 4”.
Then, in the case of “Case 4”, even if there is no power failure and there is no abnormality in the power source / charging device 1, the switch unit 101 is turned off anyway. The voltage that will appear on lines L + and L − is measured.

従って、このとき、二次電池３に何らかの異常が発生していたとすれは、確実に異常が検出され、報知が為される。
また、このとき、二次電池３からラインＬ+、Ｌ- に至る接続線に異常が発生していた場合も同じで、やはり確実に異常が検出され、報知が為される。
更に、このとき、ヒューズ６が溶断していた場合もやはり同じで、同じく確実に異常が検出され、報知が為される。 Therefore, at this time, if any abnormality occurs in the secondary battery 3, the abnormality is surely detected and a notification is given.
At this time, the same applies to the case where an abnormality has occurred in the connection line from the secondary battery 3 to the lines L + and L − , and the abnormality is also reliably detected and notified.
Further, at this time, the same applies to the case where the fuse 6 is blown, and the abnormality is also reliably detected and notified.

従って、この実施形態によれば、従来技術では検出できず、異常発生が報知できなかった以下の場合でも確実に異常が検出でき、バックアップ機能を維持することができる。
(a) 二次電池３の端子とラインＬ+、Ｌ- の接続路に断線が生じた場合。
(b) ヒューズ６が溶断した場合。
(c) 二次電池３の端子部分で電線の接続が外れた場合。 Therefore, according to this embodiment, an abnormality can be reliably detected even in the following cases where the occurrence of an abnormality cannot be notified by the conventional technique and the backup function can be maintained.
(a) When a disconnection occurs in the connection path between the terminal of the secondary battery 3 and the lines L + and L − .
(b) When fuse 6 is blown.
(c) When the wire is disconnected at the terminal of the secondary battery 3.

次に、この実施形態においてスイッチ部１０１に設定される周期ｐと時間τについて説明する。
まず、周期ｐ、つまりスイッチ部１０１がオンからオフに切り替えられる周期については、負荷装置３の動作に支障を来さない範囲で短く設定するのが望ましい。
周期ｐを短くすればスイッチ部１０１がオフされる頻度が高くなり、その分、二次電池３によるバックアップ機能が喪失されていることを停電の発生や電源兼充電装置１の異常発生にさきがけて検出できる確率が高くなるからである。 Next, the period p and time τ set in the switch unit 101 in this embodiment will be described.
First, it is desirable to set the period p, that is, the period in which the switch unit 101 is switched from on to off, as short as possible without affecting the operation of the load device 3.
If the period p is shortened, the frequency with which the switch unit 101 is turned off is increased, and the backup function by the secondary battery 3 is lost correspondingly to the occurrence of a power failure or the occurrence of an abnormality in the power supply / charging device 1. This is because the probability of detection becomes high.

そして、この場合、バックアップ機能の喪失について適切な対応をとるのに余裕が得られ、その分、適切な対応が可能になるからである。
なお、この周期ｐについては実験的に決めれば良いが、実用上の一応の目安としては、分(minute)単位の時間が考えられる。 In this case, it is possible to afford to take an appropriate response to the loss of the backup function, and accordingly, an appropriate response becomes possible.
The period p may be determined experimentally. However, as a practical guide, a time in minutes can be considered.

次に、時間τ、つまりスイッチ部１０１がオンからオフに切り替えられ、オフ状態を保っている時間については、コンデンサ１１による負荷装置２の電源バックアップが可能な時間を勘案して設定するのが望ましい。
スイッチ部１０１がオフされたとき、負荷装置２に対する電力供給は二次電池２に依存している。そして、このとき、二次電池２による電力供給が得られない場合、負荷装置２に対する電力供給はコンデンサ１１による電源バックアップに依存する。 Next, it is desirable to set the time τ, that is, the time during which the switch unit 101 is switched from ON to OFF and keep the OFF state in consideration of the time during which the capacitor 11 can back up the power of the load device 2. .
When the switch unit 101 is turned off, the power supply to the load device 2 depends on the secondary battery 2. At this time, when the power supply by the secondary battery 2 cannot be obtained, the power supply to the load device 2 depends on the power source backup by the capacitor 11.

ところで、コンデンサの電圧は、いうまでもなく蓄積されている電荷量に依存し、従って、電力を取り出した場合、時間と共に低下するから、コンデンサ１１により電源バックアップされる時間、つまり時間τは短い方が望ましい。
もしも時間τが不必要に長く設定されていたとすれば、周期ｐ毎に負荷装置２の電源電圧が脈動してしまうことになってしまうからである。
また、この電圧の低下の度合いはコンデンサ１１の静電容量Ｃで決まり、従って、静電容量Ｃが大きくできれば、電源バックアップ可能な時間は長くなり、このとき前述のように電気二重層コンデンサの存在からは充分に対応が可能であるが、しかし、これにはコストアップとスペース増加が伴ってしまう。 By the way, the voltage of the capacitor naturally depends on the amount of accumulated electric charge. Therefore, when power is taken out, the voltage decreases with time. Therefore, the time when power is backed up by the capacitor 11, that is, the time τ is shorter. Is desirable.
This is because if the time τ is set unnecessarily long, the power supply voltage of the load device 2 will pulsate every period p.
In addition, the degree of the voltage decrease is determined by the capacitance C of the capacitor 11. Therefore, if the capacitance C can be increased, the power backup time becomes longer. At this time, the presence of the electric double layer capacitor is present as described above. However, this is accompanied by an increase in cost and an increase in space.

このとき、電圧測定部１０２による電圧測定に必要な時間は、通常、かなり短くて済む。
従って、時間τとして、実用上は周期ｐに比較してかなり短い時間の設定が可能で、この場合、コンデンサ１１としては、それほど大きな静電容量Ｃは必要とせず、一応の目安としてはミリ秒オーダで済むものと考えられる。 At this time, the time required for voltage measurement by the voltage measuring unit 102 is usually quite short.
Therefore, the time τ can be set to a time that is considerably shorter than the period p in practice. In this case, the capacitor 11 does not require a very large capacitance C, and as a guide, milliseconds It can be considered that orders can be completed.

１ 電源兼充電装置(安定化直流電源装置など)
２ 負荷装置(コンピュータなどの電子機器)
３ 二次電池(リチウムイオン電池などの二次電池)
４ ダイオード(第１のダイオード)
５ ダイオード(第２のダイオード)
６ ヒューズ(fuse)
７ 電圧監視装置(従来技術の場合)
１０ 電圧監視装置(本発明による実施形態の場合)
１０１ スイッチ部
１０２ 電圧測定部
Ｌ+ ライン(給電線路を構成する＋側の線)
Ｌ- ライン(給電線路を構成する−側の線) 1 Power supply and charging device (stabilized DC power supply, etc.)
2 Load devices (electronic devices such as computers)
3 Secondary batteries (secondary batteries such as lithium-ion batteries)
4 Diode (first diode)
5 Diode (second diode)
6 fuse
7 Voltage monitoring device (in the case of conventional technology)
10 Voltage monitoring device (in the case of an embodiment according to the present invention)
101 Switch section 102 Voltage measurement section L + line (+ side line constituting the feed line)
L - line (line on the minus side that constitutes the feed line)

Claims (1)

電力線から給電され所望の電圧の直流を出力する電源兼充電装置と、当該電源兼充電装置の出力に給電線路を介して接続された負荷装置と、前記電源兼充電装置の＋側電源端子と前記給電線路の＋側ラインの間に順方向に接続された第１のダイオードと、前記＋側ラインと前記負荷装置の＋側電源端子の間に順方向に接続された第２のダイオードと、前記＋側ラインと−側ラインに接続された二次電池とを備えた電源装置において、
前記第１のダイオードと前記＋側ラインの間に接続されたスイッチ回路と、
前記＋側ラインと前記−側ラインの間に現れる直流電圧を測定する電圧測定部と、
前記スイッチ回路を予め設定してある周期毎に予め設定してある時間だけオフにするスイッチ制御手段と、
前記負荷装置の電源端子間に並列に接続されたコンデンサとを設け、
前記スイッチ制御手段により前記スイッチ回路がオンオフ動作されている状態で前記電圧測定部による電圧の測定値が予め設定してある異常検出用の電圧以下になったとき、異常が報知されるように構成したことを特徴とする電源装置。 A power supply / charging device that is fed from a power line and outputs a direct current of a desired voltage, a load device connected to the output of the power supply / charging device via a power supply line, a + side power supply terminal of the power supply / charging device, and the A first diode connected in the forward direction between the + side lines of the feeder line; a second diode connected in the forward direction between the + side line and the + side power supply terminal of the load device; In the power supply device including the secondary battery connected to the + side line and the − side line,
A switch circuit connected between the first diode and the + side line;
A voltage measuring unit for measuring a DC voltage appearing between the + side line and the − side line;
Switch control means for turning off the switch circuit for a preset time every preset period;
A capacitor connected in parallel between the power supply terminals of the load device;
An abnormality is notified when the measured value of the voltage by the voltage measuring unit is equal to or lower than a preset voltage for detecting an abnormality while the switch circuit is turned on and off by the switch control means. A power supply device characterized by that.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106230065A (en) * 2016-08-30 2016-12-14 许尚密 A kind of for storing one charging device
JP2017174587A (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Ntn株式会社 Deterioration discrimination device for secondary battery, and voltage sensor
WO2019237367A1 (en) * 2018-06-15 2019-12-19 Oppo广东移动通信有限公司 Test circuit and test system
WO2023003241A1 (en) * 2021-07-19 2023-01-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Device for managing battery, and battery system

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