JP2012152050A - Cell power supply device - Google Patents

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修二 桑原
Masaaki Yonezawa
正明 米澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell power supply device for inhibiting power interruption to a load when exchanging a battery and capable of serving as a replacing cell power supply device for a current battery until it is replaced because of deterioration of output voltage.SOLUTION: A cell power supply device for supplying power to a battery driven load, includes: at least two power supply systems having a switch and a battery serially connected, for connecting the load in parallel; a voltage detection part connected to these power supply systems in parallel, for detecting the drop of the inter-terminal voltage of the load to a prescribed setting value and outputting a voltage drop detection signal; and a switch controlling part for performing switching on or off of the power source voltage so as not to shutdown the power source voltage applied to the load even when switching on the other power system in a state when the power system switch with dropped output voltage is switched on depending on the voltage drop detection signal output from the voltage detection part.

Description

本発明は、電池電源装置に関し、詳しくは、電池交換時における電源供給制御に関するものである。   The present invention relates to a battery power supply device, and more particularly to power supply control during battery replacement.

プロセス制御システムを構築するフィールド機器の一種に、電池で駆動するように構成されたものがある。図3は、このようなフィールド機器における電源供給系統の一例を示すブロック図である。   One type of field device that constructs a process control system is one that is configured to be driven by a battery. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a power supply system in such a field device.

図3において、フィールド機器1は電池2により駆動されるものであり、温度や圧力などの物理量を測定するセンサ機能や、バルブの開閉制御などのアクチュエータ機能を有しているが、これらの機能は図示しない。また、フィールド機器1には、図示しない外部の上位システムなどと無線通信を行うための無線通信部1aが設けられている。   In FIG. 3, the field device 1 is driven by a battery 2 and has a sensor function for measuring a physical quantity such as temperature and pressure, and an actuator function such as valve opening / closing control. Not shown. In addition, the field device 1 is provided with a wireless communication unit 1a for performing wireless communication with an external host system (not shown).

電圧検出部3は、電池2の出力電圧を測定して電圧の低下を検出し、電池2の出力電圧があらかじめ設定されている所定の設定値よりも低下したことを外部に明示するものであり、フィールド機器1および電池2と並列に接続されている。なお、設定値は、フィールド機器1が安定に動作できる駆動電圧の下限値よりもやや高めに設定されている。   The voltage detector 3 measures the output voltage of the battery 2 to detect a voltage drop, and clearly indicates to the outside that the output voltage of the battery 2 has fallen below a predetermined set value. The field device 1 and the battery 2 are connected in parallel. The set value is set slightly higher than the lower limit value of the drive voltage at which the field device 1 can operate stably.

このような構成において、電圧検出部3の電圧低下検出結果は、必要に応じて、たとえばアラーム情報として無線通信部1aを介して外部の上位システムに通知される。   In such a configuration, the voltage drop detection result of the voltage detection unit 3 is notified to an external host system through the wireless communication unit 1a as alarm information, for example, as necessary.

そして、電池2の出力電圧があらかじめ設定されている所定の設定値よりも低下した場合には、作業者が電池2からフィールド機器1への電源供給を一旦停止させた状態にし、電池2の交換を行う。   When the output voltage of the battery 2 falls below a predetermined set value set in advance, the worker temporarily stops the power supply from the battery 2 to the field device 1 and replaces the battery 2. I do.

ところで、プロセス制御システムにおける温度伝送器や圧力伝送器などのフィールド機器の設置場所は、砂漠や海上などの僻地における石油やガスなどの井戸元であったり、プラントの煙突などの高所や、高温、揮発ガスが充満する危険場所であったりすることがある。   By the way, the installation location of field devices such as temperature transmitters and pressure transmitters in process control systems is the source of wells such as oil and gas in remote areas such as deserts and seas, high places such as plant chimneys, and high temperatures. It may be a dangerous place filled with volatile gas.

これらの場所に設置されたフィールド機器1を駆動するための電池2の交換を、電圧検出部3が出力電圧の低下を検出した時点で直ちに行うことは困難である。   It is difficult to immediately replace the battery 2 for driving the field device 1 installed in these places when the voltage detection unit 3 detects a decrease in the output voltage.

また、これらのプラントは、長期に渡って連続稼動することが大前提であり、定期的なメンテナンスのためにプラントを停止させる場合以外の任意の時点で電池の交換を行うことは好ましくない。   In addition, these plants are premised on continuous operation over a long period of time, and it is not preferable to replace batteries at any time other than when the plant is stopped for regular maintenance.

以上のように、フィールド機器の設置環境の性質、プラントの稼動要件などにより、フィールド機器への電源供給停止から電池を交換してフィールド機器への電源供給再開までの稼動停止時間が比較的長くなってしまう恐れもある。   As described above, due to the nature of the field device installation environment, plant operating requirements, etc., the operation stop time from when the power supply to the field device is stopped until the battery is replaced and the power supply to the field device is restarted is relatively long. There is also a risk.

また、一次電池として使われることが一般的なリチウム電池の場合、出力電圧は放電限界近くまで低下しないものの、出力電圧低下を検出してから機器の動作限界に達するまでの時間がたとえば1時間程度と比較的短い。そこで、リチウム電池バックアップ用の電池やスーパーキャパシタを装備し、リチウム電池からの電源供給が停止してもしばらくの間は電源供給を可能にすることも行われているが、一般的にこれら電源は小容量であり、機器への電源供給可能な時間は限られる。   In the case of a lithium battery generally used as a primary battery, the output voltage does not decrease to near the discharge limit, but the time from when the output voltage decrease is detected until the operation limit of the device is reached is, for example, about 1 hour. And relatively short. Therefore, lithium battery backup batteries and supercapacitors are equipped, and even if the power supply from the lithium battery stops, it is possible to supply power for a while, but in general these power supplies The capacity is small, and the power supply time to the equipment is limited.

そこで、たとえば図4に示すように、電池41〜4nとダイオード50とスイッチ71〜7nがそれぞれ直列接続された複数nの電源供給系統と、電池41〜4nの残量が所定レベルまで低下したことを検出して検出信号を出力する複数n個の電池残量検出回路51〜5nと、これら電池残量検出回路51〜5nの検出信号に基づいて最適な電池の出力を機器本体60に供給するようにスイッチ71〜7nを選択的にオン・オフ駆動する信号を出力する電池選択回路50とで構成され、電池交換の際にも電源断が起きないようにした電池電源の自動切替え装置が提案されている。   Therefore, for example, as shown in FIG. 4, a plurality of n power supply systems in which the batteries 41 to 4n, the diode 50, and the switches 71 to 7n are connected in series, and the remaining amount of the batteries 41 to 4n are reduced to a predetermined level. A plurality of n remaining battery level detection circuits 51 to 5n that detect detection signals and output detection signals, and supply the optimum battery output to the device main body 60 based on the detection signals of the remaining battery level detection circuits 51 to 5n. The battery selection circuit 50 that outputs a signal for selectively turning on / off the switches 71 to 7n as described above, and proposes an automatic battery power switching device that prevents power interruption even when the battery is replaced. Has been.

特許文献1には、電池交換の際にも電源断が起きないように構成された図4に示す電池電源の自動切替え装置の技術が記載されている。   Patent Document 1 describes a technology of an automatic battery power supply switching device shown in FIG. 4 that is configured so that power supply is not interrupted even when a battery is replaced.

特開平7−194014号公報JP-A-7-194014

しかし、図4に示す従来の構成によれば、電池交換の際に電源断が起きないようにできるものの、複数nの電源供給系統のそれぞれに電池41〜4nの残量が所定レベルまで低下したことを検出して検出信号を出力する複数n個の電池残量検出回路51〜5nを設けていることから、装置の回路構成が複雑になるとともに部品点数も多くなり、装置の小型化が難しいという問題がある。   However, according to the conventional configuration shown in FIG. 4, the power loss does not occur when the battery is replaced, but the remaining amount of the batteries 41 to 4n has decreased to a predetermined level in each of the plurality of n power supply systems. Since a plurality of n remaining battery level detection circuits 51 to 5n for detecting this and outputting detection signals are provided, the circuit configuration of the apparatus becomes complicated and the number of parts increases, making it difficult to reduce the size of the apparatus. There is a problem.

本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、電池交換の際に電源断が起きないようにできる電池電源装置を提供することにある。   The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a battery power supply device that can prevent a power interruption from occurring during battery replacement with a relatively simple configuration.

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
電池駆動の負荷に電源を供給する電池電源装置において、
スイッチと電池が直列接続され、前記負荷と並列に接続された少なくとも2個の電源系統と、
これら電源系統と並列に接続され、前記負荷の端子間電圧が所定の設定値まで低下したことを検出して電圧低下検出信号を出力する電圧検出部と、
この電圧検出部から出力される電圧低下検出信号に基づき、出力電圧が低下した電源系統のスイッチがオンの状態で他の電源系統のスイッチもオンにして前記負荷に印加される電源電圧が切断されないようにオンオフ制御するスイッチ制御部、
を設けたことを特徴とする。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In a battery power supply that supplies power to a battery-driven load,
A switch and a battery connected in series, and at least two power systems connected in parallel with the load;
A voltage detection unit connected in parallel with these power supply systems, detecting that the voltage between the terminals of the load has dropped to a predetermined set value and outputting a voltage drop detection signal;
Based on the voltage drop detection signal output from the voltage detector, the power supply voltage applied to the load is not disconnected by turning on the switch of the other power supply system while the switch of the power supply system whose output voltage is reduced is on. Switch controller to control on and off,
Is provided.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の電池電源装置において、
前記負荷はプロセス制御システムを構築するフィールド機器であることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the battery power supply device according to claim 1,
The load is a field device for constructing a process control system.

請求項3記載の発明は、請求項2記載の電池電源装置において、
前記フィールド機器は無線通信部を備えていることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the battery power supply device according to claim 2,
The field device includes a wireless communication unit.

請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の電池電源装置において、
前記電池はリチウム電池であることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the battery power supply device according to any one of claims 1 to 3,
The battery is a lithium battery.

これらにより、電池交換の際に負荷への電源断が起きないようにして負荷を連続駆動することができる。   As a result, the load can be continuously driven without power interruption to the load during battery replacement.

そして、出力電圧が低下した電池は、現用電池の出力電圧が低下して交換するまでの間の任意の時点で交換できる。   The battery whose output voltage has decreased can be replaced at any point in time until the output voltage of the current battery decreases and is replaced.

本発明の一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Example of this invention. 図1の動作を説明するタイミングチャートである。2 is a timing chart illustrating the operation of FIG. 1. 従来のフィールド機器における電源供給系統の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the power supply system in the conventional field device. 従来の電池電源の自動切替え装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional automatic switching apparatus of a battery power supply.

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図3と共通する部分には同一の符号を付けている。図1において、電池21および22は同一のものであり、それぞれ直列接続されたスイッチSW1およびSW2を介してフィールド機器1に電源を供給するように接続されている。また、電圧検出部3およびスイッチ制御部9も、フィールド機器1と並列に接続されている。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. In FIG. 1, batteries 21 and 22 are the same, and are connected to supply power to the field device 1 via switches SW1 and SW2 connected in series, respectively. The voltage detection unit 3 and the switch control unit 9 are also connected in parallel with the field device 1.

これら電池21および22は、内部的に複数の電池が直列あるいは並列に接続された電池パックでもよい。また、図3の電池2との比較において、出力電圧と出力電流は同等以上であり、出力容量は少なくとも1/2以上を有するものとする。   These batteries 21 and 22 may be battery packs in which a plurality of batteries are internally connected in series or in parallel. In comparison with the battery 2 of FIG. 3, the output voltage and the output current are equal to or greater than each other, and the output capacity is at least 1/2 or greater.

スイッチSW1およびSW2は自己保持機能を有するものであり、保持電力を供給しなくても、あるいは微小な保持電力供給により、オン・オフ状態を保持できる。   The switches SW1 and SW2 have a self-holding function, and can maintain the on / off state without supplying holding power or by supplying a small holding power.

電圧検出部3は、電池21および22の出力電圧低下を検出する。この電圧低下検出結果は、スイッチ制御部9に出力されるとともに、必要に応じて、たとえばアラーム情報として無線通信部1aを介して外部の上位システムに通知される。   The voltage detector 3 detects a decrease in the output voltage of the batteries 21 and 22. This voltage drop detection result is output to the switch control unit 9 and, if necessary, is notified to an external host system through the wireless communication unit 1a as alarm information, for example.

スイッチ制御部9は、スイッチSW1およびSW2のオンオフを制御するものであり、たとえば、デジタル回路によるシーケンサやマイクロコンピュータで動作するソフトウェアプログラムにより構成される。   The switch control unit 9 controls on / off of the switches SW1 and SW2, and is configured by, for example, a sequencer using a digital circuit or a software program that operates on a microcomputer.

図1の動作を説明する。
はじめに、スイッチ制御部9は、スイッチSW1がオンでSW2はオフになるように駆動する。これにより、フィールド機器1は、電池21の出力電圧V21で駆動される(ステップS1)。
The operation of FIG. 1 will be described.
First, the switch control unit 9 is driven so that the switch SW1 is turned on and the SW2 is turned off. Thereby, the field device 1 is driven by the output voltage V21 of the battery 21 (step S1).

電圧検出部3は、フィールド機器1を駆動する電池21の出力電圧V21の低下を検出する。そして、電池21の出力電圧V21があらかじめ設定されている所定の設定値よりも低下したことを検出すると、電圧低下検出信号をスイッチ制御部9に出力するとともに、アラーム情報として無線通信部1aを介して外部の上位システムに通知する(ステップS2)。ここで、設定値は、フィールド機器1が安定に動作できる駆動電圧の下限値よりもやや高めに設定されている。   The voltage detector 3 detects a decrease in the output voltage V21 of the battery 21 that drives the field device 1. When it is detected that the output voltage V21 of the battery 21 has decreased below a predetermined set value set in advance, a voltage drop detection signal is output to the switch control unit 9 and alarm information is transmitted via the wireless communication unit 1a. To the external host system (step S2). Here, the set value is set slightly higher than the lower limit value of the drive voltage at which the field device 1 can operate stably.

スイッチ制御部9は、スイッチSW1をオンに保持するとともに、未使用の電池22に接続されているスイッチSW2もオンにする。これにより、フィールド機器1は、電池21の出力電圧V21および電池22の出力電圧V22で駆動される(ステップS3)。   The switch control unit 9 keeps the switch SW1 on and also turns on the switch SW2 connected to the unused battery 22. Thereby, the field device 1 is driven by the output voltage V21 of the battery 21 and the output voltage V22 of the battery 22 (step S3).

続いて、スイッチ制御部9は、スイッチSW2をオンに保持しながら、出力電圧V21が低下した電池21に接続されているスイッチSW1をオフにする。これにより、フィールド機器1は、電池22の出力電圧V22で駆動される(ステップS4)。   Subsequently, the switch control unit 9 turns off the switch SW1 connected to the battery 21 in which the output voltage V21 has decreased while keeping the switch SW2 on. Thereby, the field device 1 is driven by the output voltage V22 of the battery 22 (step S4).

その後、作業者は、無線通信部1aを介して外部の上位システムに通知されたアラーム情報に基づいて、出力電圧V21が低下した電池21を未使用のものと交換する(ステップS5)。   Thereafter, the worker replaces the battery 21 whose output voltage V21 has decreased with an unused one based on the alarm information notified to the external host system via the wireless communication unit 1a (step S5).

なお、この時点でフィールド機器1は新しい電池22の出力電圧V22で連続駆動されているので、電池21の交換は急いで行う必要はなく、電池22の出力電圧V22が所定の設定値まで低下するまでの期間内に行えばよい。使用環境や自己放電などにより電池寿命は短くなることもあるが、比較的長期間である。   At this time, since the field device 1 is continuously driven with the output voltage V22 of the new battery 22, the battery 21 does not need to be replaced quickly, and the output voltage V22 of the battery 22 decreases to a predetermined set value. It may be performed within the period until. Although the battery life may be shortened depending on the use environment and self-discharge, it is relatively long.

さらに、電圧検出部3は、フィールド機器1を駆動する電池22の出力電圧V22の低下を検出する。そして、電池22の出力電圧V22があらかじめ設定されている所定の設定値よりも低下したことを検出すると、電圧低下検出結果をスイッチ制御部9に出力するとともに、アラーム情報として無線通信部1aを介して外部の上位システムに通知する(ステップS6)。   Further, the voltage detection unit 3 detects a decrease in the output voltage V22 of the battery 22 that drives the field device 1. When it is detected that the output voltage V22 of the battery 22 has dropped below a predetermined set value set in advance, the voltage drop detection result is output to the switch control unit 9 and also as alarm information via the wireless communication unit 1a. To the external host system (step S6).

スイッチ制御部9は、スイッチSW2をオンに保持するとともに、交換された未使用の電池21に接続されているスイッチSW1もオンにする。これにより、フィールド機器1は、電池21の出力電圧V21および電池22の出力電圧V22で駆動される(ステップS7)。   The switch control unit 9 keeps the switch SW2 on, and also turns on the switch SW1 connected to the replaced unused battery 21. Thereby, the field device 1 is driven by the output voltage V21 of the battery 21 and the output voltage V22 of the battery 22 (step S7).

続いて、スイッチ制御部9は、スイッチSW1をオンに保持しながら、出力電圧V22が低下した電池22に接続されているスイッチSW2をオフにする。これにより、フィールド機器1は、電池21の出力電圧V21で駆動される(ステップS8)。   Subsequently, the switch control unit 9 turns off the switch SW2 connected to the battery 22 in which the output voltage V22 is lowered while keeping the switch SW1 on. Thereby, the field device 1 is driven by the output voltage V21 of the battery 21 (step S8).

その後、作業者は、無線通信部1aを介して外部の上位システムに通知されたアラーム情報に基づいて、出力電圧V22が低下した電池22を未使用のものと交換する(ステップS9)。   Thereafter, the worker replaces the battery 22 whose output voltage V22 has decreased with an unused one based on the alarm information notified to the external host system via the wireless communication unit 1a (step S9).

以降、ステップS2からS9までのシーケンスを繰り返す。   Thereafter, the sequence from steps S2 to S9 is repeated.

これにより、出力電圧V21またはV22が低下した電池を未使用のものと交換するのにあたり、従来のようにフィールド機器の駆動電源が一時的に切断されることはなく、長期に渡って連続稼動することが大前提のプラントを停止させることなく電池の交換を行うことができる。   As a result, when replacing a battery whose output voltage V21 or V22 has decreased with an unused battery, the drive power supply of the field device is not temporarily cut off as in the prior art, and is continuously operated over a long period of time. Therefore, it is possible to replace the battery without stopping the premise plant.

また、電圧検出部3で電池の出力電圧V21またはV22の低下が検出されても、急いで電池交換を行わなくてもよいので、電池交換の計画が立てやすくなる。   Further, even if the voltage detection unit 3 detects a decrease in the output voltage V21 or V22 of the battery, it is not necessary to quickly replace the battery.

また、本発明では、出力容量がほぼ1/2の電池を使うことにより、従来と比べておよそ半分の期間で実際の動作環境における実際の寿命データを早めに得ることができ、電池交換計画の精度をより高めることもできる。   In addition, in the present invention, by using a battery having an output capacity of approximately ½, actual life data in an actual operating environment can be obtained earlier in about half the period compared to the conventional one. The accuracy can be further increased.

図2は図1の動作を説明するタイミングチャートであり、(a)は電圧検出部3の電圧低下検出信号を示し、(b)は電池21に直列接続されているスイッチSW1のオン・オフを示し、(c)は電池22に直列接続されているスイッチSW2のオン・オフを示し、(d)はフィールド機器1に駆動電圧として印加される電池21の出力電圧V21および電池22の出力電圧V22を示している。   FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 1, (a) shows a voltage drop detection signal of the voltage detector 3, and (b) shows on / off of the switch SW <b> 1 connected in series with the battery 21. (C) shows ON / OFF of the switch SW2 connected in series to the battery 22, and (d) shows the output voltage V21 of the battery 21 and the output voltage V22 of the battery 22 applied as drive voltages to the field device 1. Is shown.

時刻t1において、スイッチSW1はオンでスイッチSW2はオフであって、フィールド機器1には駆動電圧として電池21の出力電圧V21が印加されている(ステップS1)。   At time t1, the switch SW1 is on and the switch SW2 is off, and the output voltage V21 of the battery 21 is applied to the field device 1 as a drive voltage (step S1).

時刻t2において、電池21の出力電圧V21が低下すると電圧検出部3からスイッチ制御部9に電圧低下検出信号が出力される(ステップS2)。   When the output voltage V21 of the battery 21 decreases at time t2, a voltage decrease detection signal is output from the voltage detection unit 3 to the switch control unit 9 (step S2).

スイッチ制御部9は、電圧検出部3から入力される電圧低下検出信号に基づき、スイッチSW1をオンに保持するとともに、未使用の電池22に接続されているスイッチSW2もオンにする。これにより、フィールド機器1には、駆動電圧として電池21の出力電圧V21および電池22の出力電圧V22が印加される(ステップS3)。   Based on the voltage drop detection signal input from the voltage detector 3, the switch controller 9 holds the switch SW <b> 1 on and also turns on the switch SW <b> 2 connected to the unused battery 22. Thereby, the output voltage V21 of the battery 21 and the output voltage V22 of the battery 22 are applied to the field device 1 as drive voltages (step S3).

時刻t3において、スイッチ制御部9は、スイッチSW2をオンに保持しながら、スイッチSW1をオフにする。これにより、フィールド機器1には、駆動電圧として電池22の出力電圧V22が印加される(ステップS4)。   At time t3, the switch control unit 9 turns off the switch SW1 while keeping the switch SW2 on. Thereby, the output voltage V22 of the battery 22 is applied to the field device 1 as a drive voltage (step S4).

時刻t4において、電池22の出力電圧V22が低下すると電圧検出部3からスイッチ制御部9に電圧低下検出信号が出力される(ステップS6)。なお、出力電圧V21が低下した電池21は、出力電圧V21の低下が検出される時刻t3から電池22の出力電圧V22の低下が検出される時刻t4までの間に未使用の電池と交換される。   When the output voltage V22 of the battery 22 decreases at time t4, a voltage decrease detection signal is output from the voltage detection unit 3 to the switch control unit 9 (step S6). The battery 21 in which the output voltage V21 has decreased is replaced with an unused battery between time t3 when the decrease in the output voltage V21 is detected and time t4 when the decrease in the output voltage V22 of the battery 22 is detected. .

スイッチ制御部9は、電圧検出部3から入力される電圧低下検出信号に基づき、スイッチSW2をオンに保持するとともに、交換された未使用の電池21に接続されているスイッチSW1もオンにする。これにより、フィールド機器1には、駆動電圧として電池21の出力電圧V21および電池22の出力電圧V22が印加される(ステップS7)。   Based on the voltage drop detection signal input from the voltage detector 3, the switch controller 9 keeps the switch SW <b> 2 on and also turns on the switch SW <b> 1 connected to the replaced unused battery 21. Thereby, the output voltage V21 of the battery 21 and the output voltage V22 of the battery 22 are applied to the field device 1 as drive voltages (step S7).

時刻t5において、スイッチ制御部9は、スイッチSW1をオンに保持しながら、スイッチSW2をオフにする。これにより、フィールド機器1には、駆動電圧として電池21の出力電圧V21が印加される(ステップS8)。なお、出力電圧V22が低下した電池22は、出力電圧V22の低下が検出される時刻t5から電池21の出力電圧V21の低下が検出されるまでの間に未使用の電池と交換される。   At time t5, the switch control unit 9 turns off the switch SW2 while keeping the switch SW1 on. Thereby, the output voltage V21 of the battery 21 is applied to the field device 1 as a drive voltage (step S8). The battery 22 in which the output voltage V22 has decreased is replaced with an unused battery from time t5 when the decrease in the output voltage V22 is detected until the decrease in the output voltage V21 of the battery 21 is detected.

なお、上記実施例ではフィールド機器を駆動するための電池電源装置の例について説明したが、負荷はフィールド機器に限るものではなく、電池を駆動電源とする各種の装置の電池電源装置としても有益である。   In the above-described embodiment, an example of a battery power supply device for driving a field device has been described. However, the load is not limited to the field device, and it is useful as a battery power supply device for various devices using a battery as a drive power source. is there.

また、寿命予測に必要なデータが蓄積できたと判断した後は、スイッチSW1とSW2を両方ともオンにして電池を並列接続にし、従来の電池を使用するのと同様な運用形態にしてもよい。   Further, after determining that the data necessary for the life prediction can be accumulated, both the switches SW1 and SW2 may be turned on to connect the batteries in parallel, and the operation mode may be similar to that of using a conventional battery.

以上説明したように、本発明の電池電源装置によれば、比較的簡単な構成で、電池交換の際における電源断の発生を防止できるとともに、出力電圧が低下した電池を現用電池の出力電圧が低下して交換するまでの間の任意の時点で交換でき、プロセス制御システムを構築するフィールド機器などの長期に渡る連続稼動が要求される負荷の電池電源装置として好適である。   As described above, according to the battery power supply device of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of power interruption at the time of battery replacement with a relatively simple configuration, and the output voltage of the current battery can It can be exchanged at any point in time until it is lowered and exchanged, and is suitable as a battery power supply device with a load that requires continuous operation over a long period of time, such as a field device that constructs a process control system.

1 フィールド機器(負荷)
1a 無線通信部
21、22 電池
3 電圧検出部
9 スイッチ制御部
SW1、SW2 スイッチ
1 Field equipment (load)
1a Wireless communication unit 21, 22 Battery 3 Voltage detection unit 9 Switch control unit SW1, SW2 switch

Claims (4)

電池駆動の負荷に電源を供給する電池電源装置において、
スイッチと電池が直列接続され、前記負荷と並列に接続された少なくとも2個の電源系統と、
これら電源系統と並列に接続され、前記負荷の端子間電圧が所定の設定値まで低下したことを検出して電圧低下検出信号を出力する電圧検出部と、
この電圧検出部から出力される電圧低下検出信号に基づき、出力電圧が低下した電源系統のスイッチがオンの状態で他の電源系統のスイッチもオンにして前記負荷に印加される電源電圧が切断されないようにオンオフ制御するスイッチ制御部、
を設けたことを特徴とする電池電源装置。
In a battery power supply that supplies power to a battery-driven load,
A switch and a battery connected in series, and at least two power systems connected in parallel with the load;
A voltage detection unit that is connected in parallel with these power supply systems, detects that the voltage between the terminals of the load has dropped to a predetermined set value, and outputs a voltage drop detection signal;
Based on the voltage drop detection signal output from the voltage detector, the power supply voltage applied to the load is not disconnected by turning on the switch of the other power supply system while the switch of the power supply system whose output voltage is reduced is on. Switch controller to control on and off,
A battery power supply device comprising:
前記負荷はプロセス制御システムを構築するフィールド機器であることを特徴とする請求項1記載の電池電源装置。   The battery power supply device according to claim 1, wherein the load is a field device for constructing a process control system. 前記フィールド機器は無線通信部を備えていることを特徴とする請求項1記載の電池電源装置。   The battery power supply apparatus according to claim 1, wherein the field device includes a wireless communication unit. 前記電池はリチウム電池であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電池電源装置。   The battery power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the battery is a lithium battery.
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