JP2013215068A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通常時は商用電源からの電力を供給するとともに蓄電池を充電し、停電時には自動的に蓄電池からの電力に切り替えて供給する電力供給システムに関する。 The present invention relates to a power supply system that supplies power from a commercial power source during normal times and charges a storage battery, and automatically switches to power supplied from the storage battery during a power failure.
従来から通常時に商用電源を利用して蓄電池を充電しておき、停電時にその蓄電池からの電力によって照明やその他の装置を駆動する電源装置が開発されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power supply device has been developed that charges a storage battery using a commercial power source at normal times and drives lighting and other devices with power from the storage battery during a power failure.
例えば、特許文献1に開示された無停電電源内蔵サイドテーブルでは、非停電時に商用電力を利用して内蔵した蓄電池を充電しておき、停電時には遮断検知手段による検知に基づいて蓄電池からDC/ACインバータを経て得られる交流電力によって室内照明を点灯させている。 For example, in the uninterruptible power supply built-in side table disclosed in Patent Document 1, a built-in storage battery is charged using commercial power during a non-power outage, and the DC / AC The interior lighting is turned on by AC power obtained through the inverter.
しかしながら、上述した従来の無停電電源内蔵サイドテーブルでは、停電が発生すると遮断検知手段によって停電を検知して商用電源から蓄電池に電源を切り替える制御を行わなければならないので、構成が複雑になり、コストが増加してしまうという問題点があった。 However, in the conventional side table with a built-in uninterruptible power supply described above, when a power failure occurs, it is necessary to perform control for switching the power source from the commercial power source to the storage battery by detecting the power failure by the interruption detection means. There was a problem that would increase.
また、上述した従来の無停電電源内蔵サイドテーブルは、出力が交流であるために蓄電池の出力を交流に変換するDC/ACインバータが必要になり、構成がさらに複雑になってコストが増加してしまう。また、携帯電話等の情報機器を接続するための直流電源を備えていないので、停電時に特に必要となる携帯電話などの充電を行うことができないという問題点もあった。 In addition, since the conventional uninterruptible power supply side table described above has an alternating current output, a DC / AC inverter for converting the output of the storage battery into an alternating current is required, which further increases the complexity and cost. End up. In addition, since a DC power source for connecting information devices such as a mobile phone is not provided, there is a problem that it is not possible to charge a mobile phone or the like that is particularly necessary at the time of a power failure.
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、停電が発生しても電源を切り替えるような制御を行うことなく自動的に蓄電池からの電源に切り替えることのできる電源供給システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described situation, and a power supply system that can automatically switch to a power source from a storage battery without performing control to switch the power source even if a power failure occurs The purpose is to provide.
上記した目的を達成するために、本発明の電力供給システムは、交流電力を変換して直流電力を出力する電力変換手段と、前記電力変換手段から出力される直流電力によって充電される蓄電池を備え、前記電力変換手段から出力される直流電力または前記蓄電池から出力される直流電力のいずれかを出力する二次電池ユニットと、前記二次電池ユニットから出力される直流電力を変換して照明を点灯するための直流電力を供給する直流電源ユニットとを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a power supply system of the present invention includes power conversion means for converting AC power and outputting DC power, and a storage battery charged by the DC power output from the power conversion means. A secondary battery unit that outputs either DC power output from the power conversion means or DC power output from the storage battery; and DC power output from the secondary battery unit is converted to turn on the illumination. And a direct current power supply unit for supplying direct current power.
また、本発明の電力供給システムは、二次電池ユニットが前記照明の動作モードを切り替える動作モード切替スイッチをさらに備え、直流電源ユニットは前記動作モード切替スイッチによって選択された動作モードに応じて前記照明の動作を切り替えることを特徴とする。 In addition, the power supply system of the present invention further includes an operation mode changeover switch for switching a lighting battery operation mode by the secondary battery unit, and the DC power supply unit is adapted for the illumination according to the operation mode selected by the operation mode changeover switch. The operation is switched.
さらに、本発明の電力供給システムは、前記照明が設置されている領域の状態を検出するセンサをさらに備え、前記照明の動作モードには、前記センサの検出結果に応じて前記照明の点灯と消灯を切り替える動作モードが含まれていることを特徴とする。 Furthermore, the power supply system of the present invention further includes a sensor that detects a state of an area where the illumination is installed, and the illumination operation mode is turned on and off according to a detection result of the sensor. An operation mode for switching is included.
また、本発明の電力供給システムは、直流電源ユニットが携帯端末を充電するための接続手段をさらに備えていることを特徴とする。 The power supply system of the present invention is further characterized in that the DC power supply unit further includes connection means for charging the portable terminal.
さらに、本発明の電力供給システムは、直流電源ユニットが、前記二次電池ユニットとの間の配線による電圧降下を補償して前記照明を定電力で駆動する照明駆動手段をさらに備えていることを特徴とする。 Furthermore, the power supply system according to the present invention further includes a lighting drive unit that the DC power supply unit compensates for a voltage drop due to wiring between the secondary battery unit and drives the lighting with constant power. Features.
本発明によれば、電力変換手段から出力される直流電力か、あるいは蓄電池から出力される直流電力のいずれかを二次電池ユニットが出力して照明を点灯するので、停電が発生しても電源を切り替えるような制御を行うことなく自動的に蓄電池からの電力に切り替えることができる。これにより装置の構成を簡単にすることができ、コストを低減することができる。 According to the present invention, since the secondary battery unit outputs either the DC power output from the power conversion means or the DC power output from the storage battery to turn on the illumination, the power It is possible to automatically switch to the power from the storage battery without performing control such as switching. Thereby, the configuration of the apparatus can be simplified and the cost can be reduced.
また、本発明によれば、照明の動作モードを切り替える動作モード切替スイッチをさらに備え、動作モード切替スイッチによって選択された動作モードに応じて照明の動作を切り替えるので、利用者は必要に応じて簡単に照明の動作条件を変更することができる。 In addition, according to the present invention, an operation mode changeover switch that switches the operation mode of the illumination is further provided, and the operation of the illumination is changed according to the operation mode selected by the operation mode changeover switch. The lighting operating conditions can be changed.
さらに、本発明によれば、照明が設置されている領域の状態を検出するセンサをさらに備え、センサの検出結果に応じて照明の点灯と消灯を切り替えるモードが動作モードに含まれているので、照明をセンサの検出結果に応じて自動的に動作させることができる。 Furthermore, according to the present invention, the operation mode further includes a sensor for detecting the state of the area where the illumination is installed, and the operation mode includes a mode for switching the illumination on and off according to the detection result of the sensor. The illumination can be automatically operated according to the detection result of the sensor.
また、本発明によれば、携帯端末を充電するための接続手段をさらに備えているので、停電時に特に必要となる携帯電話等の充電を行うことができる。 In addition, according to the present invention, since the connecting means for charging the mobile terminal is further provided, it is possible to charge a mobile phone or the like that is particularly necessary at the time of a power failure.
さらに、本発明によれば、二次電池ユニットと直流電源ユニットとの間の配線による電圧降下を補償して照明を定電力で駆動する照明駆動手段をさらに備えているので、配線が長くても照明を一定の明るさに保つことができ、明るさのばらつきを解消することができる。 Furthermore, according to the present invention, the illumination driving means for driving the illumination with constant power by compensating for the voltage drop due to the wiring between the secondary battery unit and the DC power supply unit is provided. Illumination can be maintained at a constant brightness, and variations in brightness can be eliminated.
以下、本発明を適用した一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[電力供給システムの構成]
図1は本実施形態に係る電力供給システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る電力供給システム1は、交流電力を変換して直流電力を出力するAC/DC変換器(電力変換手段)2と、AC/DC変換器2から出力される直流電力によって充電される蓄電池を備えた二次電池ユニット3と、二次電池ユニット3から出力される直流電力を変換して照明10を点灯するための直流電力を供給する直流電源ユニット4とを備えている。
[Configuration of power supply system]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power supply system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the power supply system 1 according to this embodiment includes an AC / DC converter (power conversion means) 2 that converts AC power and outputs DC power, and outputs from the AC /
ここで、本実施形態に係る電力供給システム1は、一般的な住宅に電力を供給するためのシステムであり、通常時は商用電源からの電力を供給するとともに蓄電池を充電し、停電時には自動的に蓄電池からの電力に切り替えて供給するものである。 Here, the power supply system 1 according to the present embodiment is a system for supplying power to a general house. In normal times, the power supply system 1 supplies power from a commercial power source and charges a storage battery. The power is supplied by switching to the power from the storage battery.
AC/DC変換器2は、分電盤11の遮断器12を介して商用交流電源に接続され、入力された交流電力を変換して直流電力を出力している。
The AC /
二次電池ユニット3は、AC/DC変換器2から出力される直流電力によって充電される蓄電池を備え、AC/DC変換器2から出力される直流電力または蓄電池から出力される直流電力のいずれかを出力する。また、二次電池ユニット3は、照明10の動作モードを切り替える動作モード切替スイッチ31を備えており、複数の動作モードにそれぞれ通常時と停電時における照明10の動作条件が設定されている。尚、二次電池ユニット3は低電圧で安全なため、直流電源ユニット4の位置に設置または内蔵してもよく、建物の天井の点検できる場所に設置される。
The
直流電源ユニット4は、二次電池ユニット3との間のケーブル50による電圧降下を補償して照明10を一定の電流で駆動する定電流回路(照明駆動手段)41を備えており、ケーブル50が長くなっても照明10が一定の明るさで点灯できるようにしている。また、定電流回路41によりケーブル50のサイズを細径化し、照明を小型化することも可能となる。尚、定電流回路41の代わりに定電圧回路を設置してもよく、定電圧回路で複数の照明10に必要な電圧を一括して変換することによりコストを低減することができる。
The DC
また、直流電源ユニット4はスイッチ回路42を備えており、このスイッチ回路42は、動作モード切替スイッチ31と、照明10の点灯と消灯を切り替える照明用スイッチボックス13と、照明10が設置された領域の明暗を検知する明暗センサ14と、照明10が設置された領域に存在する人を検知する人感センサ15と接続されている。そして、動作モード切替スイッチ31で選択された動作モードに応じて、スイッチ回路42は、照明スイッチボックス13のON/OFFや明暗センサ14及び人感センサ15からの検知信号に基づいて照明10の点灯及び消灯を制御する。
Further, the DC
さらに、直流電源ユニット4は、携帯端末を充電するための接続部(接続手段)16を備えており、この接続部16に対してDC/DC変換器43が直流電力を供給する。DC/DC変換器43は、二次電池ユニット3から出力された直流電力を、携帯端末を充電するのに必要な直流電力に変換して供給している。また、接続部16は通常の直流コンセントやUSBで構成してもよいし、携帯電話の充電端子に直接接続できるような接続端子で構成してもよい。
Further, the DC
[電力供給システムの配線構成]
次に、図2を参照して本実施形態に係る電力供給システム1の配線構成を説明する。図2に示すように、二次電池ユニット3は、照明10の動作モードを切り替える動作モード切替スイッチ31と、AC/DC変換器2から出力される直流電力によって充電される蓄電池32と、蓄電池32の充電状態を監視制御する電池監視制御回路33と、蓄電池32を保護する電池保護ダイオード34と、AC/DC変換器2を保護する電源保護ダイオード35と、蓄電池32の充電電圧を抑制する電池電圧抑制抵抗36とを備えている。
[Wiring configuration of power supply system]
Next, the wiring configuration of the power supply system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the
二次電池ユニット3では、通常時はAC/DC変換器2からの直流電力を出力しながら蓄電池32を充電し、停電時になると自動的に蓄電池32からの直流電力に切り替えて出力する。このように二次電池ユニット3は、特別な停電検出回路を備えていなくても通常時と停電時で電力を切り替えることができ、簡易な構成であるため電力の切り替えも円滑に行うことができる。また、動作モード切替スイッチ31は複数の動作モードに対応した接点が設けられており、利用者によって選択された動作モードに応じた照明制御信号を出力している。さらに、蓄電池32は、電池電圧抑制抵抗36によって満充電を避けるように充電電圧を抑制しているので、長期の使用が可能となっている。
In the
次に、照明用スイッチボックス13は、照明10の点灯と消灯を切り替えるスイッチ61と、照明10の消灯時に点灯する表示LED62と、表示LED62に流れる電流を制限する電流制限抵抗63とを備えている。利用者は、この照明用スイッチボックス13のスイッチ61をON/OFFすることによって照明10の点灯と消灯を切り替えている。また、表示LED62は、照明10が消灯されて暗いときにスイッチ61の位置が分かるように点灯するものである。
Next, the
スイッチ回路42は、動作モード切替スイッチ31と明暗センサ14と人感センサ15に接続された論理回路71と、論理回路71の出力信号に応じてON/OFFする半導体スイッチ72と、論理回路71の出力信号を反転する反転回路73とを備えている。
The
ここで、図3を参照して論理回路71の構成を説明する。図3に示すように、論理回路71は、動作モード切替スイッチ31から出力される照明制御信号を反転する反転回路81と、明暗センサ14の検知信号と人感センサ15の検知信号との論理積を演算する第1AND回路82と、反転回路81の出力信号と第1AND回路82の出力信号との論理積を演算する第2AND回路83とから構成されている。図3に示すように、論理回路71では、第2AND回路83が論理積を演算するので、照明制御信号がLowレベルの場合、すなわち反転回路81の出力がHighレベルの場合のみ、明暗センサ14と人感センサ15の検知結果が論理回路71の出力に影響する。尚、論理回路71は、照明10の動作モードに設定された点灯条件に応じて適宜変更が可能である。
Here, the configuration of the
そして、スイッチ回路42では、論理回路71の出力がHighレベルである場合に半導体スイッチ72がONされて照明10が点灯し、論理回路71の出力がLowレベルの場合に半導体スイッチ72がOFFして照明10が消灯する。このとき、反転回路73が論理回路71の出力を反転して出力するので、照明10が消灯しているときに表示LED62が点灯する。
In the
[電力供給システムの動作]
次に、本実施形態に係る電力供給システム1の動作を説明する。
[Operation of power supply system]
Next, the operation of the power supply system 1 according to this embodiment will be described.
まず、通常時には商用交流電源からの交流電力をAC/DC変換器2で直流電力に変換して二次電池ユニット3に出力し、二次電池ユニット3は蓄電池32を充電するとともにAC/DC変換器2から出力された直流電力を直流電源ユニット4へ出力する。一方、停電時には商用交流電源からの交流電力が停止すると、二次電池ユニット3は蓄電池32から出力される直流電力を直流電源ユニット4へ出力する。
First, during normal times, AC power from a commercial AC power source is converted into DC power by the AC /
そして、AC/DC変換器2または蓄電池32からの直流電力が供給された直流電源ユニット4は、照明スイッチボックス13のON/OFF及び動作モード切替スイッチ31で選択された動作モードに応じて照明10の点灯及び消灯を制御する。
The DC
ここで、図4を参照して動作モード切替スイッチ31に設定されている各動作モードの一例について説明する。図4の「○」は照明10が点灯、「×」は消灯、「センサ」はセンサの検知結果に応じて照明10を点灯、消灯することを表している。
Here, an example of each operation mode set in the operation
まず、図4に示すように、Aモードでは通常時、停電時ともにスイッチ61がONのときに照明10が点灯し、スイッチ61がOFFのときに照明10が消灯する。図2の配線図に示すように、動作モード切替スイッチ31のAモードの端子は常にHighレベルとなるので、動作モード切替スイッチ31から出力される照明制御信号は常にHighレベルとなる。これにより、図3に示す反転回路81からは常にLowレベルの信号が出力されて論理回路71の出力はセンサからの検知信号に関係なく常にLowレベルとなる。したがって、半導体スイッチ72は常にOFFとなり、照明10はスイッチ61のON/OFFのみで点灯と消灯が切り替えられる。
First, as shown in FIG. 4, in the A mode, the
次に、Bモードの場合には、通常時はスイッチ61のON/OFFに応じて照明10が点灯及び消灯するが、停電時にはスイッチ61がONで照明10が点灯し、OFFにするとセンサの検知信号に応じて照明10が点灯及び消灯する。図2の配線図に示すように、動作モード切替スイッチ31のBモードの端子は通常時にHighレベルとなって停電時にLowレベルとなるので、動作モード切替スイッチ31から出力される照明制御信号は通常時にHighレベル、停電時にLowレベルとなる。これにより、図3に示す論理回路71の出力は通常時にセンサからの検知信号に関係なく常にLowレベルとなり、停電時にはセンサからの検知信号に応じてHighレベルとLowレベルが切り替わることになる。したがって、通常時には照明10はスイッチ61のON/OFFのみで点灯と消灯が切り替えられるが、停電時にはスイッチ61がONのときに照明10は点灯し、スイッチ61がOFFのときはセンサの検知信号に応じて照明10は点灯または消灯する。
Next, in the B mode, the
また、Cモードの場合には、通常時、停電時ともにスイッチ61がONのときに照明10が点灯し、OFFにするとセンサの検知信号に応じて照明10が点灯及び消灯する。図2の配線図に示すように、動作モード切替スイッチ31のCモードの端子は常にLowレベルとなるので、動作モード切替スイッチ31から出力される照明制御信号は常にLowレベルとなる。これにより、図3に示す反転回路81からは常にHighレベルの信号が出力されて論理回路71の出力はセンサからの検知信号に応じてHighレベルまたはLowレベルとなる。したがって、照明10はスイッチ61がONのときは点灯し、スイッチ61がOFFのときはセンサの検知信号に応じて点灯または消灯する。
Further, in the C mode, the
このように本実施形態に係る電力供給システム1では、動作モード切替スイッチ31で選択された動作モードに応じて照明10が点灯または消灯する。
Thus, in the power supply system 1 according to the present embodiment, the
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る電力供給システムによれば、AC/DC変換器2から出力される直流電力か、あるいは蓄電池32から出力される直流電力のいずれかを出力して照明10を点灯するので、停電が発生しても電源を切り替えるような制御をすることなく自動的に蓄電池32からの電力に切り替えることができる。これにより装置の構成を簡単にすることができ、コストを低減することができる。
As described above in detail, according to the power supply system of the present embodiment, either DC power output from the AC /
また、本実施形態に係る電力供給システムによれば、照明10の動作モードを切り替える動作モード切替スイッチ31を備え、動作モード切替スイッチ31によって選択された動作モードに応じて照明10の動作を切り替えるので、利用者は必要に応じて簡単に照明の動作条件を変更することができる。
Moreover, according to the electric power supply system which concerns on this embodiment, since the operation mode change-
さらに、本実施形態に係る電力供給システムによれば、照明10が設置されている領域の状態を検出するセンサ14、15を備え、センサの検出結果に応じて照明10の点灯と消灯を切り替えるモードが動作モードに含まれているので、照明10をセンサの検出結果に応じて自動的に動作させることができる。
Furthermore, according to the electric power supply system which concerns on this embodiment, it is equipped with the
また、本実施形態に係る電力供給システムによれば、携帯端末を充電するための接続部16をさらに備えているので、停電時に特に必要となる携帯電話等の充電を行うことができる。
In addition, according to the power supply system according to the present embodiment, since the
さらに、本実施形態に係る電力供給システムによれば、二次電池ユニット3と直流電源ユニット4との間のケーブル50による電圧降下を補償して照明10を定電力で駆動する定電流回路41を備えているので、ケーブル50が長くても照明10を一定の明るさに保つことができ、明るさのばらつきを解消することができる。
Furthermore, according to the power supply system according to the present embodiment, the constant
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and even if it is a form other than this embodiment, as long as it does not depart from the technical idea according to the present invention, the design and the like Of course, various modifications are possible.
本発明に係る電力供給システムによれば、停電が発生しても電源を切り替えるような制御を行うことなく自動的に蓄電池からの電力に切り替えることができ、これによって装置の構成を簡単にできるとともにコストを低減することが可能となる。したがって、本発明に係る電力供給システムは、産業上利用可能である。 According to the power supply system of the present invention, it is possible to automatically switch to the power from the storage battery without performing control that switches the power supply even if a power failure occurs, thereby simplifying the configuration of the device. Costs can be reduced. Therefore, the power supply system according to the present invention can be used industrially.
1 電力供給システム
2 AC/DC変換器
3 二次電池ユニット
4 直流電源ユニット
10 照明
11 分電盤
12 遮断器
13 照明用スイッチボックス
14 明暗センサ
15 人感センサ
16 接続部
31 動作モード切替スイッチ
32 蓄電池
33 電池監視制御回路
34 電池保護ダイオード
35 電源保護ダイオード
36 電池電圧抑制抵抗
41 定電流回路
42 スイッチ回路
43 DC/DC変換器
50 ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記電力変換手段から出力される直流電力によって充電される蓄電池を備え、前記電力変換手段から出力される直流電力または前記蓄電池から出力される直流電力のいずれかを出力する二次電池ユニットと、
前記二次電池ユニットから出力される直流電力を変換して照明を点灯するための直流電力を供給する直流電源ユニットと
を備えたことを特徴とする電力供給システム。 Power conversion means for converting AC power and outputting DC power;
A secondary battery unit comprising a storage battery charged with DC power output from the power conversion means, and outputs either DC power output from the power conversion means or DC power output from the storage battery;
A power supply system comprising: a DC power supply unit that converts DC power output from the secondary battery unit and supplies DC power for lighting the lighting.
前記直流電源ユニットは、前記動作モード切替スイッチによって選択された動作モードに応じて前記照明の動作を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 The secondary battery unit further includes an operation mode switching switch for switching an operation mode of the illumination,
The power supply system according to claim 1, wherein the DC power supply unit switches the operation of the illumination according to an operation mode selected by the operation mode changeover switch.
前記照明の動作モードには、前記センサの検出結果に応じて前記照明の点灯と消灯を切り替える動作モードが含まれていることを特徴とする請求項2に記載の電力供給システム。 A sensor for detecting a state of an area where the illumination is installed;
The power supply system according to claim 2, wherein the operation mode of the illumination includes an operation mode in which the illumination is switched on and off according to a detection result of the sensor.
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