JP2022101349A - Uninterruptible power supply - Google Patents

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成泰 姜
Nariyasu Kyo
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Abstract

To suppress the delayed supply of power to an electric load when power outage occurs.SOLUTION: An uninterruptible power supply 1 includes: a power storage unit 40; a charge control unit 30 which controls to charge the power storage unit 40; a power supply switching unit 20 which supplies an electric load 90 with one of power supplied based on commercial power supply 5 and power output from the power storage part 40; and a controller 50 to which charging information ic related to the charging rate of the power storage part 40 is input. The power supply switching unit 20 supplies the electric load 90 with the power supplied based on the commercial power supply 5 in the case of not being in power outage, and supplies the electric load 90 with power output from the power storage part 40 in the case of being in power outage. In the case of not being in power outage, the controller 50 transmits to the charge control unit 30 instruction signals s1, s2 for starting or stopping charging the power storage unit 40, based on the charging information ic, and when becoming power outage, transmits to the charge control unit 30 an instruction signal s2 which stops charging the power storage part 40.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気負荷へ電力を供給する無停電電源装置に関する。 The present invention relates to an uninterruptible power supply that supplies power to an electrical load.

従来、電気負荷へ電力を供給する無停電電源装置が知られている。無停電電源装置は、停電していないときに、商用電源から供給された電力を電気負荷へ供給するとともにバッテリに電気を充電し、停電したときに、すでにバッテリに充電した電気を電気負荷へ供給する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an uninterruptible power supply that supplies electric power to an electric load is known. The uninterruptible power supply supplies the power supplied from the commercial power supply to the electric load and charges the battery when there is no power failure, and supplies the electricity already charged to the battery to the electric load when the power failure occurs. (See, for example, Patent Document 1).

特許第4304624号公報Japanese Patent No. 4304624

従来の無停電電源装置では、停電したときに、バッテリに充電した電気を電気負荷へ供給するが、例えば停電していない状態から停電の状態に変わるとき、電気負荷への電力の供給が遅延し、瞬断または電圧降下が発生することがある。 In the conventional uninterruptible power supply, when a power failure occurs, the electricity charged in the battery is supplied to the electric load. However, for example, when the state of no power failure changes to the state of power failure, the supply of power to the electric load is delayed. , Instantaneous interruptions or voltage drops may occur.

そこで、本発明は、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる無停電電源装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply capable of suppressing a delay in the supply of electric power to an electric load in the event of a power failure.

本発明の一態様に係る無停電電源装置は、電気負荷へ電力を供給する無停電電源装置であって、商用電源に基づいて供給された電気を充電し、充電した電気を電力として出力する蓄電部と、前記商用電源と前記蓄電部とを結ぶ充電経路に設けられ、前記蓄電部の充電を制御する充電制御部と、前記商用電源に基づいて供給された電力および前記蓄電部から出力された電力が入力され、前記商用電源に基づいて供給された電力および前記蓄電部から出力された電力のいずれか一方を前記電気負荷へ供給する電力供給切換部と、前記蓄電部の充電率に関する充電情報が入力されるコントローラと、を備え、前記電力供給切換部は、停電でないときに、前記商用電源に基づいて供給された電力を前記電気負荷へ供給し、停電のときに、前記蓄電部から出力された電力を前記電気負荷へ供給し、前記コントローラは、前記停電でないときに、前記充電情報に基づいて前記蓄電部の充電を開始または停止する指示信号を前記充電制御部へ送信し、前記停電となるときに、前記蓄電部の充電を停止する指示信号を前記充電制御部へ送信する。 The uninterruptible power supply according to one aspect of the present invention is an uninterruptible power supply that supplies electric power to an electric load, and is a power storage device that charges electricity supplied based on a commercial power source and outputs the charged electricity as electric power. A charge control unit provided in a charging path connecting the unit, the commercial power supply, and the power storage unit to control charging of the power storage unit, electric power supplied based on the commercial power supply, and output from the power storage unit. Charging information regarding the charge rate of the power supply switching unit and the power storage unit, which is input with power and supplies either the power supplied based on the commercial power supply or the power output from the power storage unit to the electric load. The power supply switching unit is provided with a controller to which the power is input, and the power supply switching unit supplies the power supplied based on the commercial power supply to the electric load when there is no power failure, and outputs the power from the power storage unit when the power failure occurs. The supplied electric power is supplied to the electric load, and the controller transmits an instruction signal to start or stop charging of the power storage unit based on the charging information to the charging control unit when the power failure is not performed, and the power failure occurs. At that time, an instruction signal for stopping charging of the power storage unit is transmitted to the charge control unit.

このように、コントローラが、上記充電情報に基づいて蓄電部の充電を開始または停止する指示信号を充電制御部へ送信することで、蓄電部が必要以上の充電量まで充電されることを抑制できる。これにより、蓄電部が放電可能な状態となる機会を増やすことができ、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる。 In this way, the controller transmits an instruction signal to start or stop charging of the power storage unit based on the charging information to the charge control unit, so that it is possible to prevent the power storage unit from being charged to a charge amount more than necessary. .. As a result, it is possible to increase the chances that the power storage unit can be discharged, and it is possible to suppress the delay in the supply of electric power to the electric load in the event of a power failure.

また、前記蓄電部は、前記商用電源に基づいて供給された電気を充電または放電するバッテリと、前記バッテリの充電率を検出するバッテリマネジメント部と、を有し、前記バッテリマネジメント部は、前記バッテリの前記充電率を含む前記充電情報を前記コントローラへ送信してもよい。 Further, the power storage unit includes a battery that charges or discharges electricity supplied based on the commercial power source, and a battery management unit that detects the charge rate of the battery, and the battery management unit is the battery. The charging information including the charging rate of the above may be transmitted to the controller.

このように、バッテリマネジメント部が、上記充電情報をコントローラへ送信することで、コントローラが上記充電情報に基づいて蓄電部の充電の開始または停止を制御することができる。そのため、蓄電部が必要以上の充電量まで充電されることを抑制できる。これにより、蓄電部が放電可能な状態となる機会を増やすことができ、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる。 In this way, the battery management unit transmits the charging information to the controller, so that the controller can control the start or stop of charging of the storage unit based on the charging information. Therefore, it is possible to prevent the power storage unit from being charged to a charge amount more than necessary. As a result, it is possible to increase the chances that the power storage unit can be discharged, and it is possible to suppress the delay in the supply of electric power to the electric load in the event of a power failure.

また、前記充電制御部は、前記停電でない状態から前記停電の状態に移行するとき、前記充電経路を遮断し、前記電力供給切換部は、前記充電経路が遮断された後、前記蓄電部から出力された電力を前記電気負荷へ供給してもよい。 Further, when the charge control unit shifts from the non-power failure state to the power failure state, the charge path is cut off, and the power supply switching unit outputs from the power storage unit after the charge path is cut off. The generated electric power may be supplied to the electric load.

このように、充電制御部が充電経路を遮断することで、蓄電部が放電可能な状態となった後に、蓄電部から出力された電力を電気負荷へ供給することができる。これにより、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる。 In this way, the charge control unit cuts off the charging path, so that the electric power output from the power storage unit can be supplied to the electric load after the power storage unit is in a dischargeable state. As a result, it is possible to prevent the power supply to the electric load from being delayed in the event of a power failure.

また、無停電電源装置は、さらに、前記商用電源に基づいて供給される電力の電圧を検出する電圧検出部を備え、前記電圧検出部は、当該電圧が第1閾値以下となった場合に、前記停電への移行を検出する停電検出信号を前記充電制御部へ出力し、前記充電制御部は、前記停電検出信号に基づいて、前記充電経路を遮断してもよい。 Further, the uninterruptible power supply further includes a voltage detection unit that detects the voltage of the power supplied based on the commercial power supply, and the voltage detection unit is used when the voltage becomes equal to or less than the first threshold value. A power failure detection signal for detecting the transition to a power failure may be output to the charge control unit, and the charge control unit may cut off the charge path based on the power failure detection signal.

このように、充電制御部が、電圧検出部の停電検出信号に基づいて充電経路を遮断することで、蓄電部が放電可能な状態となった後に、蓄電部から出力された電力を電気負荷へ供給することができる。これにより、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる。 In this way, the charge control unit cuts off the charging path based on the failure detection signal of the voltage detection unit, so that the power output from the power storage unit is transferred to the electric load after the power storage unit is in a dischargeable state. Can be supplied. As a result, it is possible to prevent the power supply to the electric load from being delayed in the event of a power failure.

また、前記電力供給切換部は、前記第1閾値よりも低い電圧である第2閾値を有し、前記商用電源に基づいて供給される電力の電圧が前記第2閾値となったときに、前記蓄電部から出力された電力を前記電気負荷へ供給してもよい。 Further, the power supply switching unit has a second threshold voltage that is lower than the first threshold value, and when the voltage of the power supplied based on the commercial power source becomes the second threshold value, the power supply switching unit is described. The electric power output from the power storage unit may be supplied to the electric load.

このように、商用電源に基づいて供給される電力の電圧が第2閾値となったときに、蓄電部から出力された電力を電気負荷へ供給することで、先の第1閾値によって充電経路が確実に遮断された後に、電力を供給することができる。これにより、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる。 In this way, when the voltage of the electric power supplied based on the commercial power source reaches the second threshold value, the electric power output from the power storage unit is supplied to the electric load, so that the charging path is set by the first threshold value. Power can be supplied after it is reliably shut off. As a result, it is possible to prevent the power supply to the electric load from being delayed in the event of a power failure.

また、前記電力供給切換部は、前記第1閾値と前記第2閾値との間の値である第3閾値を有し、前記商用電源に基づいて供給される電力の電圧が前記第2閾値以下になってから前記第3閾値になったときに、前記商用電源に基づいて供給される電力を前記電気負荷へ供給してもよい。 Further, the power supply switching unit has a third threshold value which is a value between the first threshold value and the second threshold value, and the voltage of the power supplied based on the commercial power supply is equal to or lower than the second threshold value. When the third threshold value is reached, the electric power supplied based on the commercial power source may be supplied to the electric load.

これによれば、確実に復電した後に商用電源に基づく電力を供給することができ、電気負荷に対して安定した電力を供給することができる。 According to this, it is possible to supply the electric power based on the commercial power source after the electric power is surely restored, and it is possible to supply the stable electric power to the electric load.

また、前記コントローラは、前記電圧検出部で検出する電圧が前記第1閾値以上に戻ってから所定の待機時間を経過した後、または、前記停電となるときの前記充電率と現在の前記充電率との差が既定値以上である場合に、前記蓄電部の充電を開始する指示信号を前記充電制御部へ送信してもよい。 Further, the controller has the charging rate and the current charging rate after a predetermined standby time has elapsed after the voltage detected by the voltage detecting unit returns to the first threshold value or higher, or when a power failure occurs. When the difference from the value is equal to or greater than the predetermined value, an instruction signal for starting charging of the power storage unit may be transmitted to the charge control unit.

これによれば、例えば商用電源による電力の供給が短時間に停電および復電を繰り返すような不安定な状態であっても、充電制御部が誤動作したり、バッテリに対してストレスが掛かったりすることを抑制できる。 According to this, even if the power supply from the commercial power source is in an unstable state where power failure and power recovery are repeated in a short time, the charge control unit may malfunction or the battery may be stressed. It can be suppressed.

また、無停電電源装置は、さらに、前記商用電源から供給された交流電圧を変換して直流電圧を出力するAC/DCコンバータを備え、前記AC/DCコンバータは、前記直流電圧に基づく前記電力を前記電力供給切換部に供給し、かつ、前記直流電圧に基づく前記電気を、前記充電制御部を介して前記蓄電部に供給してもよい。 Further, the non-disruptive power supply device further includes an AC / DC converter that converts an AC voltage supplied from the commercial power source to output a DC voltage, and the AC / DC converter converts the power based on the DC voltage. The electricity supplied to the power supply switching unit and based on the DC voltage may be supplied to the power storage unit via the charge control unit.

これによれば、AC/DCコンバータを用いて、電気負荷に応じた電力、および、蓄電部に応じた電気を出力することができる。 According to this, it is possible to output electric power according to an electric load and electric power according to a storage unit by using an AC / DC converter.

無停電電源装置は、さらに、前記商用電源から供給された交流電圧を変換して直流電圧を出力するAC/DCコンバータを備え、前記電圧検出部は、前記AC/DCコンバータから出力された前記直流電圧を検出してもよい。 The non-disruptive power supply device further includes an AC / DC converter that converts an AC voltage supplied from the commercial power supply to output a DC voltage, and the voltage detection unit is the DC output from the AC / DC converter. The voltage may be detected.

これによれば、AC/DCコンバータから出力された直流電圧に基づいて、充電経路を遮断することができる。これにより、停電となることを適切に検出し、電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる。 According to this, the charging path can be cut off based on the DC voltage output from the AC / DC converter. As a result, it is possible to appropriately detect the occurrence of a power failure and suppress the delay in the supply of electric power to the electric load.

また、前記電気負荷は、NAS(Network Attached Storage)であってもよい。 Further, the electric load may be NAS (Network Attached Storage).

これによれば、停電となるときにNASへの電力の供給が遅延することを抑制できる。 According to this, it is possible to suppress the delay in the supply of electric power to the NAS in the event of a power failure.

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 It should be noted that these comprehensive or specific embodiments may be realized in a recording medium such as a system, method, integrated circuit, computer program or computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, computer program. And may be realized by any combination of recording media.

本発明の一態様に係る無停電電源装置は、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる。 The uninterruptible power supply according to one aspect of the present invention can suppress the delay in the supply of electric power to the electric load in the event of a power failure.

図1は、実施の形態に係る無停電電源装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an uninterruptible power supply device according to an embodiment. 図2は、実施の形態に係る無停電電源装置の電圧検出部および電力供給切換部に設定される電圧の閾値を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a voltage threshold value set in a voltage detection unit and a power supply switching unit of the uninterruptible power supply according to the embodiment. 図3は、実施の形態に係る無停電電源装置の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the uninterruptible power supply device according to the embodiment. 図4は、無停電電源装置の充電制御を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing charge control of the uninterruptible power supply. 図5は、実施の形態の変形例に係る無停電電源装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an uninterruptible power supply device according to a modified example of the embodiment.

既知の無停電電源装置は、停電していないときに、商用電源から供給された電力を電気負荷へ供給するとともにバッテリに電気を充電し、停電したときに、すでにバッテリに充電した電気を電気負荷へ供給する。バッテリへの充電は、商用電源とバッテリとの間に設けられた充電回路(例えばチャージャーIC)によって制御される。しかしながらこの無停電電源装置では、例えばバッテリの充電中に停電が起きた場合、充電回路に入力される電圧が充電回路の動作の下限電圧に降下するまで供給され、その間もバッテリが充電状態となる。そのため、停電が起きてからバッテリの状態を放電に切り替えて電気負荷へ電力を供給するまでに、時間遅れが生じることがある。 A known uninterruptible power supply supplies power supplied from a commercial power source to an electric load and charges the battery when there is no power failure, and when there is a power failure, the electricity already charged in the battery is used as an electric load. Supply to. Charging the battery is controlled by a charging circuit (eg, a charger IC) provided between the commercial power source and the battery. However, in this uninterruptible power supply, for example, if a power failure occurs while charging the battery, the voltage input to the charging circuit is supplied until it drops to the lower limit voltage of the operation of the charging circuit, and the battery is charged during that time. .. Therefore, there may be a time delay between the occurrence of a power failure and the switching of the battery state to discharge to supply power to the electric load.

それに対し本発明の実施の形態に係る無停電電源装置は、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる構成を有している。 On the other hand, the uninterruptible power supply according to the embodiment of the present invention has a configuration capable of suppressing a delay in the supply of electric power to an electric load in the event of a power failure.

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。 It should be noted that all of the embodiments described below are comprehensive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the scope of claims. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claim indicating the highest level concept are described as arbitrary components. In addition, each figure is not necessarily exactly illustrated. In each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted or simplified.

(実施の形態)
[無停電電源装置の構成]
実施の形態に係る無停電電源装置(UPS:Uninterruptible Power Supply)について説明する。
(Embodiment)
[Uninterruptible power supply configuration]
An uninterruptible power supply (UPS: Uninterruptible Power Supply) according to an embodiment will be described.

図1は、実施の形態に係る無停電電源装置1の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an uninterruptible power supply device 1 according to an embodiment.

図1に示すように、無停電電源装置1は、電力供給切換部20と、充電制御部30と、蓄電部40と、コントローラ50と、電圧検出部60と、を備えている。また、無停電電源装置1は、AC/DCコンバータ10およびDC/DCコンバータ70を備えている。 As shown in FIG. 1, the uninterruptible power supply device 1 includes a power supply switching unit 20, a charge control unit 30, a power storage unit 40, a controller 50, and a voltage detection unit 60. Further, the uninterruptible power supply device 1 includes an AC / DC converter 10 and a DC / DC converter 70.

なお、図1には、無停電電源装置1の他に、商用電源5および電気負荷90も示されている。また、図1には、商用電源5と電気負荷90とを結ぶ第1給電経路r1、蓄電部40と電気負荷90とを結ぶ第2給電経路r2、および、商用電源5と蓄電部40とを結ぶ充電経路rcも示されている。 In addition to the uninterruptible power supply 1, FIG. 1 also shows a commercial power supply 5 and an electric load 90. Further, FIG. 1 shows a first power supply path r1 connecting the commercial power supply 5 and the electric load 90, a second power supply path r2 connecting the power storage unit 40 and the electric load 90, and the commercial power supply 5 and the power storage unit 40. The charging path rc to connect is also shown.

AC/DCコンバータ10は、商用電源5から供給された交流電圧を直流電圧に変換して出力する回路である。例えば、AC/DCコンバータ10は、100Vまたは200Vの交流電圧を12Vの直流電圧に変換して出力する。AC/DCコンバータ10は、入力側が商用電源5に接続され、出力側が電力供給切換部20、充電制御部30および電圧検出部60に接続されている。AC/DCコンバータ10は、上記直流電圧に基づく電力を電力供給切換部20に供給し、また、上記直流電圧に基づく電力(電気)を、充電制御部30を介して蓄電部40に供給する。なお、AC/DCコンバータ10は、無停電電源装置1の外部であって、商用電源5と無停電電源装置1との間に設けられていてもよい。 The AC / DC converter 10 is a circuit that converts an AC voltage supplied from a commercial power source 5 into a DC voltage and outputs it. For example, the AC / DC converter 10 converts an AC voltage of 100V or 200V into a DC voltage of 12V and outputs it. The AC / DC converter 10 has an input side connected to a commercial power source 5, and an output side connected to a power supply switching unit 20, a charge control unit 30, and a voltage detection unit 60. The AC / DC converter 10 supplies electric power based on the DC voltage to the power supply switching unit 20, and supplies electric power (electricity) based on the DC voltage to the power storage unit 40 via the charge control unit 30. The AC / DC converter 10 may be provided outside the uninterruptible power supply device 1 and between the commercial power supply 5 and the uninterruptible power supply device 1.

充電制御部30は、商用電源5と蓄電部40とを結ぶ充電経路rc上に設けられ、蓄電部40の充電を制御する。充電制御部30は、例えば、直列接続されたチャージャーIC31および開閉スイッチ32によって構成される。この例では、チャージャーIC31は、AC/DCコンバータ10と蓄電部40との間に配置され、開閉スイッチ32は、チャージャーIC31と蓄電部40との間に配置されている。チャージャーIC31および開閉スイッチ32のそれぞれは、AC/DCコンバータ10から供給された電力を駆動源として駆動可能となっている。開閉スイッチ32は、チャージャーIC31に内蔵されていてもよい。 The charge control unit 30 is provided on the charging path rc connecting the commercial power source 5 and the power storage unit 40, and controls the charging of the power storage unit 40. The charge control unit 30 is composed of, for example, a charger IC 31 and an open / close switch 32 connected in series. In this example, the charger IC 31 is arranged between the AC / DC converter 10 and the power storage unit 40, and the open / close switch 32 is arranged between the charger IC 31 and the power storage unit 40. Each of the charger IC 31 and the open / close switch 32 can be driven by using the electric power supplied from the AC / DC converter 10 as a drive source. The open / close switch 32 may be built in the charger IC 31.

チャージャーIC31は、AC/DCコンバータ10から出力された直流電圧を蓄電部40が充電するのに適した電圧および電流に変換する回路であり、例えばDC/DCコンバータである。チャージャーIC31は、コントローラ50に接続されており、コントローラ50から送信された指令に基づいて、蓄電部40の充電を開始または停止するとともに充電すべき電気の電圧、電流等を制御する。 The charger IC 31 is a circuit that converts a DC voltage output from the AC / DC converter 10 into a voltage and a current suitable for charging by the storage unit 40, and is, for example, a DC / DC converter. The charger IC 31 is connected to the controller 50, and based on a command transmitted from the controller 50, starts or stops charging of the power storage unit 40 and controls the voltage, current, and the like of electricity to be charged.

開閉スイッチ32は、充電経路rcを遮断状態または導通状態とするスイッチであり、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。開閉スイッチ32は、信号線を介して、電圧検出部60およびコントローラ50に接続されている。開閉スイッチ32は、電圧検出部60から出力された停電検出信号sb、コントローラ50から送信された充電を開始する指示信号s1および充電を停止する指示信号s2に基づいて、充電経路rcを遮断または導通する。 The open / close switch 32 is a switch that puts the charging path rc in a cutoff state or a conduction state, and is, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The open / close switch 32 is connected to the voltage detection unit 60 and the controller 50 via a signal line. The open / close switch 32 cuts off or conducts the charging path rc based on the power failure detection signal sb output from the voltage detection unit 60, the instruction signal s1 for starting charging and the instruction signal s2 for stopping charging transmitted from the controller 50. do.

蓄電部40は、停電していないときに(商用電源5が停電していないときに)、商用電源5に基づいて供給された電気、すなわちAC/DCコンバータ10から出力された電気を充電する。また、蓄電部40は、停電したときに(商用電源5が停電したときに)、すでに充電した電気を電力として出力する。蓄電部40は、充電経路rcを介してAC/DCコンバータ10に接続され、第2給電経路r2を介して電力供給切換部20に接続されている。蓄電部40は、バッテリ41およびバッテリマネジメント部42を有している。 The power storage unit 40 charges the electricity supplied based on the commercial power source 5, that is, the electricity output from the AC / DC converter 10, when there is no power failure (when the commercial power source 5 does not have a power failure). Further, the power storage unit 40 outputs the already charged electricity as electric power when a power failure occurs (when the commercial power source 5 fails). The power storage unit 40 is connected to the AC / DC converter 10 via the charging path rc, and is connected to the power supply switching unit 20 via the second power feeding path r2. The power storage unit 40 has a battery 41 and a battery management unit 42.

バッテリ41は、商用電源5に基づいて供給された電気、すなわちAC/DCコンバータ10から出力された電気を充電または放電する二次電池である。バッテリ41は、例えば、複数のバッテリセルで構成されるリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は、過充電に対する耐性が低いため、充電制御部30を用いた適切な充電が実行される。バッテリ41は、停電していないときに充電されるが、充電率が所定の充電率以上となった場合、充電されずに自己放電状態となる。自己放電状態とは、まだ電気負荷90に接続されていないが、例えば電気負荷90に接続されるとすぐに放電して電力を出力可能な状態である。 The battery 41 is a secondary battery that charges or discharges electricity supplied based on the commercial power source 5, that is, electricity output from the AC / DC converter 10. The battery 41 is, for example, a lithium ion battery composed of a plurality of battery cells. Since the lithium ion battery has low resistance to overcharging, appropriate charging using the charge control unit 30 is executed. The battery 41 is charged when there is no power failure, but when the charging rate exceeds a predetermined charging rate, the battery 41 is not charged and is in a self-discharged state. The self-discharge state is a state in which the battery is not yet connected to the electric load 90, but can be discharged and output power as soon as it is connected to the electric load 90, for example.

バッテリマネジメント部42は、バッテリ41の充電状態等を管理する回路である。バッテリマネジメント部42は、システムマネジメントバス(SMBus)でコントローラ50に通信接続されている。バッテリマネジメント部42は、バッテリ41の充電率(SOC:State Of Charge)に関する充電情報icを検出する。また、バッテリマネジメント部42は、定期的な時間間隔で、例えば10秒ごとに、検出した充電情報icをコントローラ50へ送信する。充電情報icには、バッテリ41の内部温度、バッテリ41の電圧値、バッテリ41の入出力端子を通過する電流値、推定のバッテリ残量、推定のバッテリ満充電容量、および、充放電サイクル数などに関する情報が含まれていてもよい。 The battery management unit 42 is a circuit that manages the charging state of the battery 41 and the like. The battery management unit 42 is communicatively connected to the controller 50 by the system management bus (SMBus). The battery management unit 42 detects the charge information ic regarding the charge rate (SOC: System of Charge) of the battery 41. Further, the battery management unit 42 transmits the detected charge information ic to the controller 50 at regular time intervals, for example, every 10 seconds. The charging information ic includes the internal temperature of the battery 41, the voltage value of the battery 41, the current value passing through the input / output terminals of the battery 41, the estimated remaining battery level, the estimated battery full charge capacity, the number of charge / discharge cycles, and the like. May contain information about.

電圧検出部60は、商用電源5に基づいて供給される電力の電圧を検出する回路、言い換えると、電力供給切換部20および蓄電部40のそれぞれに供給される電力の電圧を検出する回路である。例えば、電圧検出部60は、AC/DCコンバータ10の出力側に接続され、AC/DCコンバータ10の出力電圧を検出する。電圧検出部60は、充電制御部30に内蔵されていてもよい。 The voltage detection unit 60 is a circuit that detects the voltage of the power supplied based on the commercial power source 5, in other words, a circuit that detects the voltage of the power supplied to each of the power supply switching unit 20 and the power storage unit 40. .. For example, the voltage detection unit 60 is connected to the output side of the AC / DC converter 10 and detects the output voltage of the AC / DC converter 10. The voltage detection unit 60 may be built in the charge control unit 30.

電圧検出部60は、信号線を介して、充電制御部30の開閉スイッチ32およびコントローラ50に接続されている。電圧検出部60には、停電への移行を検出するための電圧である第1閾値Vth1が設定されている。第1閾値Vth1は、AC/DCコンバータ10から出力される仕様電圧よりも低い値であり、例えば11Vである。電圧検出部60は、検出した電圧が第1閾値Vth1以下となった場合に、停電への移行を検出する停電検出信号sbを開閉スイッチ32およびコントローラ50へ出力する。電圧検出部60は、例えば、検出した電圧が第1閾値Vth1を上回る場合にHiレベルの停電検出信号sbを出力し、検出した電圧が第1閾値Vth1以下の場合にLowレベルの停電検出信号sbを出力する(図3参照)。 The voltage detection unit 60 is connected to the open / close switch 32 of the charge control unit 30 and the controller 50 via a signal line. The voltage detection unit 60 is set with a first threshold value Vth1, which is a voltage for detecting the transition to a power failure. The first threshold value Vth1 is a value lower than the specified voltage output from the AC / DC converter 10, and is, for example, 11V. When the detected voltage becomes equal to or less than the first threshold value Vth1, the voltage detection unit 60 outputs a power failure detection signal sb for detecting the transition to a power failure to the open / close switch 32 and the controller 50. For example, the voltage detection unit 60 outputs a Hi level power failure detection signal sb when the detected voltage exceeds the first threshold value Vth1, and the Low level power failure detection signal sb when the detected voltage is equal to or less than the first threshold value Vth1. Is output (see Fig. 3).

コントローラ50は、蓄電部40および充電制御部30の作動を制御する回路であり、信号線を介して、蓄電部40、充電制御部30および電圧検出部60に接続されている。また、コントローラ50は、電気負荷90にも信号線を介して接続されている(図示省略)。コントローラ50は、蓄電部40から充電率を含む充電情報icを取得し、停電でないときに、充電情報icに基づいて、充電を開始させる指示信号s1または充電を停止させる指示信号s2を充電制御部30へ送信する。コントローラ50は、例えば、バッテリ41が電気負荷90を安全にバックアップできる容量を保有するように、充電制御部30を作動してバッテリ41を充電させる。一方でコントローラ50は、バッテリ41が必要以上の充電量まで充電されないように、また、バッテリ41が過充電とならないように、充電制御を行う。 The controller 50 is a circuit that controls the operation of the power storage unit 40 and the charge control unit 30, and is connected to the power storage unit 40, the charge control unit 30, and the voltage detection unit 60 via a signal line. Further, the controller 50 is also connected to the electric load 90 via a signal line (not shown). The controller 50 acquires the charge information ic including the charge rate from the power storage unit 40, and when there is no power failure, the controller 50 receives the instruction signal s1 for starting charging or the instruction signal s2 for stopping charging based on the charge information ic. Send to 30. For example, the controller 50 operates the charge control unit 30 to charge the battery 41 so that the battery 41 has a capacity that can safely back up the electric load 90. On the other hand, the controller 50 performs charge control so that the battery 41 is not charged to a charge amount more than necessary and the battery 41 is not overcharged.

また、コントローラ50は、停電となるときに、電圧検出部60から出力された停電検出信号sbに基づいて、充電を停止させる指示信号s2を充電制御部30へ送信する。なお、コントローラ50は、停電した場面においてバッテリ41の残量が少なくなったとき、電気負荷90を安全にシャットダウンするために電気負荷90へシャットダウン指令を送信してもよい。 Further, when a power failure occurs, the controller 50 transmits an instruction signal s2 for stopping charging to the charge control unit 30 based on the power failure detection signal sb output from the voltage detection unit 60. The controller 50 may send a shutdown command to the electric load 90 in order to safely shut down the electric load 90 when the remaining amount of the battery 41 becomes low in the scene of a power failure.

電力供給切換部20は、商用電源5と電気負荷90とを結ぶ第1給電経路r1上、および、蓄電部40と電気負荷90とを結ぶ第2給電経路r2上に設けられている。電力供給切換部20には、商用電源5に基づいて供給された電力、および、蓄電部40から出力された電力が入力される。 The power supply switching unit 20 is provided on the first power supply path r1 connecting the commercial power source 5 and the electric load 90, and on the second power supply path r2 connecting the power storage unit 40 and the electric load 90. The power supplied based on the commercial power source 5 and the power output from the power storage unit 40 are input to the power supply switching unit 20.

電力供給切換部20は、例えば、MOSFETを利用した複数のロードスイッチを有し、複数のロードスイッチを排他的に開閉することで、電気負荷90への電力の供給経路を、第1給電経路r1または第2給電経路r2のいずれか一方に切り換える。すなわち電力供給切換部20は、商用電源5に基づいて供給された電力および蓄電部40から出力された電力のいずれか一方を電気負荷90へ供給する。例えば、電力供給切換部20は、停電でないときに、商用電源5に基づいて供給された電力を電気負荷90へ供給し、停電のときに、蓄電部40から出力された電力を電気負荷90へ供給する。なお、電力供給切換部20は、AC/DCコンバータ10または蓄電部40から出力された電力を駆動源として駆動可能となっている。 The power supply switching unit 20 has, for example, a plurality of load switches using MOSFETs, and by exclusively opening and closing the plurality of load switches, the power supply path to the electric load 90 is set to the first power supply path r1. Alternatively, the second power supply path r2 is switched to either one. That is, the power supply switching unit 20 supplies either the power supplied based on the commercial power source 5 or the power output from the power storage unit 40 to the electric load 90. For example, the power supply switching unit 20 supplies the power supplied based on the commercial power source 5 to the electric load 90 when there is no power failure, and the power output from the power storage unit 40 to the electric load 90 when there is a power failure. Supply. The power supply switching unit 20 can be driven by using the power output from the AC / DC converter 10 or the power storage unit 40 as a drive source.

DC/DCコンバータ70は、電力供給切換部20と電気負荷90とを結ぶ経路上に設けられている。図1では、電力供給切換部20と電気負荷90との間の経路として、第1給電経路r1および第2給電経路r2のそれぞれが示されているが、この間における第1給電経路r1および第2給電経路r2は、同じ電力供給線である。DC/DCコンバータ70は、AC/DCコンバータ10および蓄電部40から供給された電力のいずれか一方を、電気負荷90に対応した電圧に合わせて降圧または昇圧して出力する。DC/DCコンバータ70から出力された電力(直流電圧)は、電気負荷90に入力される。なお、DC/DCコンバータ70から出力された電力は、コントローラ50を駆動するためにも用いられる。 The DC / DC converter 70 is provided on a path connecting the power supply switching unit 20 and the electric load 90. In FIG. 1, each of the first power supply path r1 and the second power supply path r2 is shown as a path between the power supply switching unit 20 and the electric load 90, and the first power supply path r1 and the second power supply path r2 between them are shown. The power supply path r2 is the same power supply line. The DC / DC converter 70 outputs one of the electric power supplied from the AC / DC converter 10 and the power storage unit 40 by stepping down or boosting the voltage according to the voltage corresponding to the electric load 90. The electric power (DC voltage) output from the DC / DC converter 70 is input to the electric load 90. The electric power output from the DC / DC converter 70 is also used to drive the controller 50.

電気負荷90は、例えば、PC(パーソナルコンピュータ)、または、ネットワークサーバである。電気負荷90は、NAS(Network Attached Storage)であってもよい。図1では、電気負荷90が無停電電源装置1に接続されているが、それに限られず、電気負荷は、無停電電源装置1を包含する電気機器であってもよい。 The electric load 90 is, for example, a PC (personal computer) or a network server. The electric load 90 may be NAS (Network Attached Storage). In FIG. 1, the electric load 90 is connected to the uninterruptible power supply 1, but the electric load is not limited to that, and the electric load may be an electric device including the uninterruptible power supply 1.

本実施の形態では、コントローラ50が、充電情報icに基づいて蓄電部40の充電を開始または停止する指示信号s1、s2を充電制御部30へ送信する。そのため、蓄電部40が必要以上の充電量まで充電されることを抑制できる。これにより、蓄電部40が放電可能な状態となる機会を増やすことができ、停電となるときに電気負荷90への電力の供給が遅延することを抑制できる。また、蓄電部40が必要以上の充電量まで充電されることを抑制できるので、蓄電部40が過充電となり劣化することを抑制できる。 In the present embodiment, the controller 50 transmits instruction signals s1 and s2 for starting or stopping charging of the power storage unit 40 to the charge control unit 30 based on the charge information ic. Therefore, it is possible to prevent the power storage unit 40 from being charged to a charge amount more than necessary. As a result, it is possible to increase the chances that the power storage unit 40 can be discharged, and it is possible to suppress the delay in the supply of electric power to the electric load 90 in the event of a power failure. Further, since it is possible to prevent the power storage unit 40 from being charged to a charge amount more than necessary, it is possible to prevent the power storage unit 40 from being overcharged and deteriorated.

また、無停電電源装置1では、充電制御部30が、停電検出信号sbに基づいて、充電経路rcを遮断する。これによれば、充電経路rcが遮断され、蓄電部40が放電可能な状態となった後に、蓄電部40から出力された電力を電気負荷90へ供給することができる。これにより、停電となるときに電気負荷への電力の供給が遅延することを抑制できる。 Further, in the uninterruptible power supply 1, the charge control unit 30 cuts off the charging path rc based on the power failure detection signal sb. According to this, after the charging path rc is cut off and the power storage unit 40 is in a state where it can be discharged, the electric power output from the power storage unit 40 can be supplied to the electric load 90. As a result, it is possible to prevent the power supply to the electric load from being delayed in the event of a power failure.

[電圧検出部および電力供給切換部の設定]
ここで、電圧検出部60および電力供給切換部20の設定の一例について説明する。
[Setting of voltage detection unit and power supply switching unit]
Here, an example of setting of the voltage detection unit 60 and the power supply switching unit 20 will be described.

図2は、無停電電源装置1の電圧検出部60および電力供給切換部20に設定される電圧の閾値を示す図である。図2には、設定される閾値として、第1閾値Vth1、第2閾値Vth2および第3閾値Vth3が示されている。 FIG. 2 is a diagram showing threshold values of voltages set in the voltage detection unit 60 and the power supply switching unit 20 of the uninterruptible power supply 1. FIG. 2 shows the first threshold value Vth1, the second threshold value Vth2, and the third threshold value Vth3 as the threshold values to be set.

電圧検出部60には、停電していない状態から停電の状態に移行することを示す電圧である第1閾値Vth1が設定される。また、電力供給切換部20には、第1閾値Vth1よりも低い電圧である第2閾値Vth2が設定される。なお、第2閾値Vth2は、停電移行期間T12が終了し、停電期間T2が始まったことを示す電圧である。また、電力供給切換部20には、第1閾値Vth1と第2閾値Vth2との間の値である第3閾値Vth3が設定される。 The voltage detection unit 60 is set with a first threshold value Vth1, which is a voltage indicating a transition from a non-power failure state to a power failure state. Further, a second threshold value Vth2, which is a voltage lower than the first threshold value Vth1, is set in the power supply switching unit 20. The second threshold value Vth2 is a voltage indicating that the power failure transition period T12 has ended and the power failure period T2 has started. Further, the power supply switching unit 20 is set with a third threshold value Vth3, which is a value between the first threshold value Vth1 and the second threshold value Vth2.

ここで、停電していないときにAC/DCコンバータ10から出力される電圧を仕様電圧とした場合、各閾値は、仕様電圧>第1閾値Vth1>第3閾値Vth3>第2閾値Vth2の関係を有している。この例では、仕様電圧=12V、第1閾値Vth1=11V、第2閾値Vth2=10V、第3閾値Vth3=10.5Vとなっている。 Here, when the voltage output from the AC / DC converter 10 is used as the specified voltage when there is no power failure, each threshold value has a relationship of specified voltage> first threshold value Vth1> third threshold value Vth3> second threshold value Vth2. Have. In this example, the specification voltage is 12V, the first threshold value is Vth1 = 11V, the second threshold value is Vth2 = 10V, and the third threshold value is Vth3 = 10.5V.

なお、第1閾値Vth1は、電気負荷90における最大負荷時の仕様電圧の降下分に基づいて設定される。第3閾値Vth3は、停電期間T2が始まってから復電して正常期間T1に戻るまでのAC/DCコンバータ10から出力される電圧の変化にヒステリシスを持たせるため、第1閾値Vth1と第2閾値Vth2との間の値に設定される。また、各閾値の差は、AC/DCコンバータ10から出力される電圧の波形のなまり度合い、電圧検出部60の応答性、および、電力供給切換部20のスイッチオーバー時間等に基づいて適宜に設定される。第2閾値Vth2および第3閾値Vth3の設定は、例えば、電力供給切換部20のロードスイッチに対し、閾値に応じたコンパレータ回路を付加することで実現される。 The first threshold value Vth1 is set based on the drop in the specified voltage at the maximum load of the electric load 90. The third threshold value Vth3 has the first threshold value Vth1 and the second threshold value Vth3 in order to give hysteresis to the change in the voltage output from the AC / DC converter 10 from the start of the power failure period T2 to the recovery of power and the return to the normal period T1. It is set to a value between the threshold value Vth2 and the threshold value Vth2. Further, the difference between the thresholds is appropriately set based on the degree of bluntness of the waveform of the voltage output from the AC / DC converter 10, the responsiveness of the voltage detection unit 60, the switchover time of the power supply switching unit 20, and the like. Will be done. The setting of the second threshold value Vth2 and the third threshold value Vth3 is realized, for example, by adding a comparator circuit corresponding to the threshold value to the load switch of the power supply switching unit 20.

上記に示す電圧検出部60および電力供給切換部20の設定のもと、以下に示す無停電電源装置1の動作が実行される。 Under the settings of the voltage detection unit 60 and the power supply switching unit 20 shown above, the operation of the uninterruptible power supply 1 shown below is executed.

[無停電電源装置の動作]
次に、実施の形態に係る無停電電源装置1の動作を時系列で説明する。なおここでは、蓄電部40の充電中に停電が起きた場面について説明する。
[Operation of uninterruptible power supply]
Next, the operation of the uninterruptible power supply device 1 according to the embodiment will be described in chronological order. Here, a scene in which a power failure occurs while charging the power storage unit 40 will be described.

図3は、無停電電源装置1の動作を示すタイミングチャートである。図3の(a)には、停電していない期間である正常期間T1、停電していない状態から停電の状態に移行する期間である停電移行期間T12、および、停電している期間である停電期間T2が示されている。 FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the uninterruptible power supply device 1. In FIG. 3A, a normal period T1 which is a non-power failure period, a power failure transition period T12 which is a period of transition from a non-power failure state to a power failure state, and a power failure period which is a power failure period are shown. The period T2 is shown.

まず、正常期間T1における無停電電源装置1の動作について説明する。正常期間T1では、AC/DCコンバータ10から出力された電圧が、電気負荷90および蓄電部40のそれぞれに供給される。AC/DCコンバータ10から出力される電圧は、仕様電圧である12Vである。電気負荷90には、第1給電経路r1経由で電力が供給されている。蓄電部40には、充電制御部30の充電制御によって、AC/DCコンバータ10から出力された電気が充電されている。 First, the operation of the uninterruptible power supply device 1 during the normal period T1 will be described. In the normal period T1, the voltage output from the AC / DC converter 10 is supplied to each of the electric load 90 and the power storage unit 40. The voltage output from the AC / DC converter 10 is 12V, which is the specified voltage. Electric power is supplied to the electric load 90 via the first power supply path r1. The electricity storage unit 40 is charged with electricity output from the AC / DC converter 10 by the charge control of the charge control unit 30.

次に、停電移行期間T12および停電期間T2における無停電電源装置1の動作について説明する。商用電源5に異常が発生すると、図3の(b)に示すように、AC/DCコンバータ10から出力される電圧が、12Vから降下する。電圧が降下し、AC/DCコンバータ10の出力電圧が第1閾値Vth1=11Vになると、停電移行期間T12が始まる。停電移行期間T12では、図3の(c)に示すように、電圧検出部60から出力される停電検出信号sbが、HiレベルからLowレベルに変わる。この停電検出信号sbにより、充電制御部30の開閉スイッチ32が開き、充電経路rcが遮断される。充電経路rcの遮断によって、蓄電部40に電気が供給されなくなる。これによりバッテリ41は、図3の(d)に示すように、充電状態から自己放電状態に変化する。バッテリ41の電圧は、充電電圧から自己放電相当の電圧になる。 Next, the operation of the uninterruptible power supply 1 during the power failure transition period T12 and the power failure period T2 will be described. When an abnormality occurs in the commercial power supply 5, the voltage output from the AC / DC converter 10 drops from 12V as shown in FIG. 3B. When the voltage drops and the output voltage of the AC / DC converter 10 reaches the first threshold value Vth1 = 11V, the power failure transition period T12 starts. In the power failure transition period T12, as shown in FIG. 3C, the power failure detection signal sb output from the voltage detection unit 60 changes from the Hi level to the Low level. By this power failure detection signal sb, the open / close switch 32 of the charge control unit 30 is opened, and the charge path rc is cut off. Due to the interruption of the charging path rc, electricity is not supplied to the power storage unit 40. As a result, the battery 41 changes from the charged state to the self-discharged state as shown in FIG. 3D. The voltage of the battery 41 changes from the charge voltage to a voltage equivalent to self-discharge.

さらに、図3の(b)に示すように、AC/DCコンバータ10から出力される電圧が11Vから降下して第2閾値Vth2=10Vになると、停電移行期間T12は終了し、停電期間T2に入る。停電期間T2では、電力供給切換部20の作動によって、電気負荷90へ電力を供給する経路が第2給電経路r2に切り換えられる。これにより、図3の(d)および(e)に示すように、バッテリ41から電気負荷90への放電すなわち電力の供給が開始される。バッテリ41の電圧は、電気負荷90の負荷に応じた電圧となる。 Further, as shown in FIG. 3B, when the voltage output from the AC / DC converter 10 drops from 11V to the second threshold value Vth2 = 10V, the power failure transition period T12 ends and the power failure period T2 is reached. come in. In the power failure period T2, the path for supplying electric power to the electric load 90 is switched to the second power supply path r2 by the operation of the electric power supply switching unit 20. As a result, as shown in FIGS. 3 (d) and 3 (e), the battery 41 starts discharging the electric load 90, that is, supplying electric power. The voltage of the battery 41 becomes a voltage corresponding to the load of the electric load 90.

なお、停電移行期間T12では、電力供給切換部20の出力電圧に電圧降下が生じるが、電圧降下した低い電圧はDC/DCコンバータ70によって調整され、安定した電圧となって出力される(図3の(f)参照)。また、停電期間T2では、バッテリ41から出力される電圧が仕様電圧よりも高いため、電力供給切換部20からも高い電圧が出力されるが、この高い電圧はDC/DCコンバータ70によって調整され、安定した電圧となって出力される。 In the power failure transition period T12, a voltage drop occurs in the output voltage of the power supply switching unit 20, but the low voltage dropped is adjusted by the DC / DC converter 70 and is output as a stable voltage (FIG. 3). (F)). Further, in the power failure period T2, since the voltage output from the battery 41 is higher than the specified voltage, a high voltage is also output from the power supply switching unit 20, but this high voltage is adjusted by the DC / DC converter 70. It is output as a stable voltage.

次に、停電期間T2から正常期間T1に変わる際の無停電電源装置1の動作について説明する。商用電源5が復旧すると、図3の(b)に示すように、AC/DCコンバータ10から出力される電圧が仕様電圧である12Vに向かって上昇する。そして、AC/DCコンバータ10の出力電圧が第3閾値Vth3=10.5Vになると、正常期間T1に戻る。正常期間T1では、電力供給切換部20の作動によって、電気負荷90へ電力を供給する経路が第1給電経路r1に切り換えられる。これにより、AC/DCコンバータ10から出力された電力が電気負荷90へ供給される。 Next, the operation of the uninterruptible power supply device 1 when the power failure period T2 changes to the normal period T1 will be described. When the commercial power supply 5 is restored, as shown in FIG. 3B, the voltage output from the AC / DC converter 10 rises toward the specified voltage of 12V. Then, when the output voltage of the AC / DC converter 10 reaches the third threshold value Vth3 = 10.5V, the normal period returns to T1. In the normal period T1, the path for supplying electric power to the electric load 90 is switched to the first power supply path r1 by the operation of the electric power supply switching unit 20. As a result, the electric power output from the AC / DC converter 10 is supplied to the electric load 90.

一方、正常期間T1では、蓄電部40から電気負荷90への放電は行われなくなるので、バッテリ41の電圧は、図3の(d)に示すように、自己放電相当の電圧に変化する。AC/DCコンバータ10から出力される電圧が上昇し、図3の(b)および(c)に示すように、電圧検出部60で検出される電圧が第1閾値Vth1になると、停電検出信号sbがLowレベルからHiレベルに変わる。これにより、開閉スイッチ32が閉じ、充電経路rcが導通する。 On the other hand, in the normal period T1, the electric storage unit 40 does not discharge to the electric load 90, so that the voltage of the battery 41 changes to a voltage equivalent to self-discharge as shown in FIG. 3D. When the voltage output from the AC / DC converter 10 rises and the voltage detected by the voltage detection unit 60 reaches the first threshold Vth1, as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the power failure detection signal sb Changes from Low level to Hi level. As a result, the open / close switch 32 is closed and the charging path rc becomes conductive.

このように、電力供給切換部20は、停電していないとき、第1給電経路r1経由で商用電源5に基づいて供給される電力を電気負荷90へ供給する。電圧検出部60は、商用電源5に基づいて供給される電力の電圧が第1閾値Vth1となったとき、停電検出信号sbを充電制御部30へ出力する。充電制御部30は、停電検出信号sbに基づいて、充電経路rcを遮断する。電力供給切換部20は、停電状態になったとき、すなわち商用電源5に基づいて供給される電力の電圧が、仕様電圧から第2閾値Vth2になったときに、第2給電経路r2経由で蓄電部40から出力された電力を電気負荷90へ供給する。また、電力供給切換部20は、電力が復電したとき、すなわち商用電源5に基づいて供給される電力の電圧が第2閾値Vth2以下になってから第3閾値Vth3になったときに、第1給電経路r1経由で商用電源5に基づいて供給される電力を電気負荷90へ供給する。 As described above, the power supply switching unit 20 supplies the electric power supplied based on the commercial power source 5 to the electric load 90 via the first power supply path r1 when there is no power failure. The voltage detection unit 60 outputs a power failure detection signal sb to the charge control unit 30 when the voltage of the power supplied based on the commercial power source 5 reaches the first threshold value Vth1. The charge control unit 30 cuts off the charge path rc based on the power failure detection signal sb. The power supply switching unit 20 stores electricity via the second power supply path r2 when a power failure occurs, that is, when the voltage of the power supplied based on the commercial power source 5 changes from the specified voltage to the second threshold voltage Vth2. The electric power output from the unit 40 is supplied to the electric load 90. Further, the power supply switching unit 20 is the third when the power is restored, that is, when the voltage of the power supplied based on the commercial power source 5 becomes the second threshold Vth2 or less and then becomes the third threshold Vth3. 1 The electric power supplied based on the commercial power source 5 is supplied to the electric load 90 via the power supply path r1.

なお、コントローラ50は、電圧検出部60で検出する電圧が第1閾値Vth1以上に戻ってから所定の待機時間twを経過した後(図3の(c)参照)、または、停電となるときの充電率と現在の充電率との差が既定値(%)以上である場合に、蓄電部40の充電を開始する指示信号s1を充電制御部30へ送信してもよい。充電を開始する指示信号s1が充電制御部30に入力されると、蓄電部40における充電が再開される。 In the controller 50, after a predetermined standby time tw has elapsed after the voltage detected by the voltage detection unit 60 returns to the first threshold value Vth1 or higher (see (c) in FIG. 3), or when a power failure occurs. When the difference between the charging rate and the current charging rate is equal to or greater than the default value (%), the instruction signal s1 for starting charging of the power storage unit 40 may be transmitted to the charging control unit 30. When the instruction signal s1 for starting charging is input to the charge control unit 30, charging in the power storage unit 40 is restarted.

例えば上記において、所定の待機時間twは10秒であり、既定値は5%である。商用電源5による電力の供給が短時間に停電および復電を繰り返すような不安定な状態である場合、充電動作に不具合が生じることがあるので、上記のように待機時間twを設けること、または、充電率の差が既定値以上であることを確認することで、充電制御部30が誤動作したり、バッテリ41に対してストレスが掛かったりすることを抑制できる。 For example, in the above, the predetermined waiting time tw is 10 seconds, and the default value is 5%. If the power supply by the commercial power source 5 is in an unstable state in which a power failure and a power recovery are repeated in a short time, a problem may occur in the charging operation. By confirming that the difference in charge rate is equal to or greater than the default value, it is possible to prevent the charge control unit 30 from malfunctioning or stressing the battery 41.

[無停電電源装置の充電制御]
次に、無停電電源装置1の充電制御について説明する。無停電電源装置1の充電制御は、例えば、バッテリ41が必要以上の充電量まで充電されないように、また、電気負荷90の安全を確保するために実行される。
[Charge control of uninterruptible power supply]
Next, the charge control of the uninterruptible power supply device 1 will be described. The charge control of the uninterruptible power supply 1 is executed, for example, so that the battery 41 is not charged to a charge amount more than necessary and the safety of the electric load 90 is ensured.

図4は、無停電電源装置1の充電制御を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing charge control of the uninterruptible power supply 1.

まず、商用電源5から電力が供給され、無停電電源装置1が起動される(ステップS11)。コントローラ50は、フロート充電またはトリクル充電による充電制御を開始する。 First, electric power is supplied from the commercial power source 5, and the uninterruptible power supply device 1 is activated (step S11). The controller 50 starts charge control by float charge or trickle charge.

次に、コントローラ50は、蓄電部40から取得した充電情報icに基づいて、バッテリ41の充電率が所定値未満であるか否かを判断する(ステップS12)。ステップS12の判断にて用いられる充電率の所定値は、例えば75%である。 Next, the controller 50 determines whether or not the charge rate of the battery 41 is less than a predetermined value based on the charge information ic acquired from the power storage unit 40 (step S12). The predetermined value of the charge rate used in the determination in step S12 is, for example, 75%.

バッテリ41の充電率が所定値未満でない場合(S12にてNo)、バッテリ41の充電量は十分であるとみなされ、必要以上の充電は行われない。次に、コントローラ50は、商用電源5による電力の供給が絶たれ、停電になったか否かを判断する(ステップS21)。バッテリ41が充電中でない状態において、停電になっていないと判断した場合(S21にてNo)、ステップS12に戻り、引き続きバッテリ41の充電率が所定値未満であるか否かを判断する。停電になったと判断した場合(S21にてYes)、後述するステップS16が実行される。 When the charge rate of the battery 41 is not less than a predetermined value (No in S12), the charge amount of the battery 41 is considered to be sufficient, and the battery 41 is not charged more than necessary. Next, the controller 50 determines whether or not the power supply from the commercial power source 5 is cut off and a power failure occurs (step S21). If it is determined that there is no power failure in the state where the battery 41 is not being charged (No in S21), the process returns to step S12, and it is continuously determined whether or not the charge rate of the battery 41 is less than the predetermined value. If it is determined that a power failure has occurred (Yes in S21), step S16, which will be described later, is executed.

一方、ステップS12にて、バッテリ41の充電率が所定値未満である場合(S12にてYes)、コントローラ50は、充電制御部30に充電開始を指示する指示信号s1を送信する(ステップS13)。充電制御部30は、蓄電部40への充電を開始し、蓄電部40は充電中となる。 On the other hand, when the charge rate of the battery 41 is less than a predetermined value in step S12 (Yes in S12), the controller 50 transmits an instruction signal s1 instructing the charge control unit 30 to start charging (step S13). .. The charge control unit 30 starts charging the power storage unit 40, and the power storage unit 40 is charging.

次に、コントローラ50は、蓄電部40の充電中に停電になったか否かを判断する(ステップS14)。具体的には、電圧検出部60の停電検出信号sbが停電を示す信号レベルに変化したか否かを判断する。 Next, the controller 50 determines whether or not a power failure has occurred while charging the power storage unit 40 (step S14). Specifically, it is determined whether or not the power failure detection signal sb of the voltage detection unit 60 has changed to a signal level indicating a power failure.

停電になっていないと判断した場合(S14にてNo)、コントローラ50は、さらに、バッテリ41の充電率が、充電を完了すべき充電完了値に到達しているか否かを判断する(ステップS25)。充電完了値は、例えば80%であり、ステップS12の充電率の所定値よりも高い。充電率が充電完了値に到達していない場合(S25にてNo)、引き続き停電の有無を監視するため、ステップS14に戻る。一方、充電率が充電完了値に到達している場合(S25にてYes)、コントローラ50は、充電制御部30へ充電停止を指示する指示信号s2を送信する(ステップS26)。充電制御部30は、蓄電部40への充電を停止し、蓄電部40は充電停止の状態となる。コントローラ50は、ステップS12に戻り、引き続きバッテリ41の充電率を監視する。 When it is determined that there is no power failure (No in S14), the controller 50 further determines whether or not the charge rate of the battery 41 has reached the charge completion value at which charging should be completed (step S25). ). The charging completion value is, for example, 80%, which is higher than the predetermined value of the charging rate in step S12. If the charging rate has not reached the charging completion value (No in S25), the process returns to step S14 in order to continuously monitor the presence or absence of a power failure. On the other hand, when the charging rate has reached the charging completion value (Yes in S25), the controller 50 transmits an instruction signal s2 instructing the charging control unit 30 to stop charging (step S26). The charge control unit 30 stops charging the power storage unit 40, and the power storage unit 40 is in a state of stop charging. The controller 50 returns to step S12 and continues to monitor the charge rate of the battery 41.

また、ステップS14にて停電になったと判断した場合(S14にてYes)、コントローラ50は、充電制御部30に充電を停止する指示信号s2を送信する(ステップS15)。なお、この例では、停電検出信号sbが停電を示す信号レベルに変化した時点で、開閉スイッチ32によって蓄電部40の充電経路rcは遮断されている。そのため、コントローラ50が充電を停止する指示信号s2を送信してから、充電制御部30が充電動作を停止するまでに、ある程度の時間の遅れがあっても差し支えない。 If it is determined in step S14 that a power failure has occurred (Yes in S14), the controller 50 transmits an instruction signal s2 to stop charging to the charge control unit 30 (step S15). In this example, when the power failure detection signal sb changes to a signal level indicating a power failure, the charge path rc of the power storage unit 40 is cut off by the open / close switch 32. Therefore, there may be a certain time delay between the transmission of the instruction signal s2 for stopping charging by the controller 50 and the stopping of the charging operation by the charging control unit 30.

停電では蓄電部40の放電状態が続くので、コントローラ50は、バッテリ41の充電率が、電気負荷90を安全にバックアップできる値になっているか否かを判断する(ステップS16)。電気負荷90を安全にバックアップできる値は、例えば25%であり、バッテリ41の満充電容量の1/4である。ここで、バッテリ41の充電率が電気負荷90を安全にバックアップできる値になっていない場合(S16にてNo)、コントローラ50は、電気負荷90に対してシャットダウンの指令を送信する(ステップS31)。電気負荷90のシャットダウンが完了した後、コントローラ50は、電源オフまたはスリープ状態になる(ステップS32)。 Since the discharge state of the power storage unit 40 continues in the event of a power failure, the controller 50 determines whether or not the charge rate of the battery 41 is at a value that can safely back up the electric load 90 (step S16). The value that can safely back up the electric load 90 is, for example, 25%, which is 1/4 of the full charge capacity of the battery 41. Here, when the charge rate of the battery 41 is not a value that can safely back up the electric load 90 (No in S16), the controller 50 transmits a shutdown command to the electric load 90 (step S31). .. After the shutdown of the electric load 90 is completed, the controller 50 goes into a power-off or sleep state (step S32).

一方、バッテリ41の充電率が電気負荷90を安全にバックアップできる値になっている場合(S16にてYes)、コントローラ50は、さらに、商用電源5から供給される電力が、停電の状態から復電の状態に戻ったか否かを判断する(ステップS17)。具体的には、電圧検出部60の停電検出信号sbが、停電していない状態を示す信号レベルに変化したか否かを判断する。コントローラ50は、復電の状態に戻っていないと判断した場合(S17にてNo)、ステップS16に戻る。一方、コントローラ50は、復電の状態に戻ったと判断した場合(S17にてYes)、さらに、ステップS18の判断を実行する。ステップS18においてコントローラ50は、電圧検出部60で検出する電圧が第1閾値Vth1以上に戻ってから所定の待機時間twを経過したか否か、または、停電となるときのバッテリ41の充電率と現在のバッテリ41の充電率との差が既定値以上であるか否かを判断する(ステップS18)。 On the other hand, when the charge rate of the battery 41 is at a value that can safely back up the electric load 90 (Yes in S16), the controller 50 further recovers the power supplied from the commercial power source 5 from the power failure state. It is determined whether or not the state of electricity has been restored (step S17). Specifically, it is determined whether or not the power failure detection signal sb of the voltage detection unit 60 has changed to a signal level indicating a state in which no power failure has occurred. When the controller 50 determines that the power recovery state has not been restored (No in S17), the controller 50 returns to step S16. On the other hand, when the controller 50 determines that the power recovery state has been restored (Yes in S17), the controller 50 further executes the determination in step S18. In step S18, the controller 50 determines whether or not a predetermined standby time tw has elapsed since the voltage detected by the voltage detection unit 60 returned to the first threshold value Vth1 or higher, or the charge rate of the battery 41 when a power failure occurs. It is determined whether or not the difference from the charge rate of the current battery 41 is equal to or greater than the default value (step S18).

ステップS18において、上記の所定の待機時間twを経過しておらず、かつ、上記の充電率の差が既定値以上でない場合(S18にてNo)、ステップS18における判断がYesになるまで、ステップS18の判断を繰り返す。ステップS18において、上記の所定の待機時間twを経過し、または、上記の充電率の差が既定値以上である場合(S18にてYes)、ステップS12に戻る。そして、ステップS12にて、バッテリ41の充電率が所定値未満である場合(S12にてYes)、充電制御部30は、蓄電部40への充電を開始し、蓄電部40は充電中となる。 In step S18, when the predetermined waiting time tw has not elapsed and the difference in the charging rates is not equal to or more than the default value (No in S18), the step is taken until the determination in step S18 becomes Yes. The judgment of S18 is repeated. In step S18, when the predetermined waiting time tw has elapsed, or when the difference in the charging rates is equal to or greater than the default value (Yes in S18), the process returns to step S12. Then, in step S12, when the charge rate of the battery 41 is less than a predetermined value (Yes in S12), the charge control unit 30 starts charging the power storage unit 40, and the power storage unit 40 is charging. ..

この無停電電源装置1による充電制御によれば、蓄電部40が必要以上の充電量まで充電されることを抑制できる。これにより、蓄電部40が放電可能な状態となる機会を増やすことができ、停電となるときに電気負荷90への電力の供給が遅延することを抑制できる。また、蓄電部40の充電を適切に行うことができ、蓄電部40が劣化することを抑制できる。また、停電の後に、蓄電部40への充電動作が不安定になることを抑制できる。また、バッテリ41の充電率が、電気負荷90を安全にバックアップできない値となった場合に、電気負荷90を安全にシャットダウンさせることができる。 According to the charge control by the uninterruptible power supply device 1, it is possible to prevent the power storage unit 40 from being charged to a charge amount more than necessary. As a result, it is possible to increase the chances that the power storage unit 40 can be discharged, and it is possible to suppress the delay in the supply of electric power to the electric load 90 in the event of a power failure. In addition, the power storage unit 40 can be appropriately charged, and deterioration of the power storage unit 40 can be suppressed. In addition, it is possible to prevent the charging operation of the power storage unit 40 from becoming unstable after a power failure. Further, when the charge rate of the battery 41 reaches a value at which the electric load 90 cannot be safely backed up, the electric load 90 can be safely shut down.

[実施の形態の変形例]
実施の形態の変形例に係る無停電電源装置1Aについて説明する。変形例では、無停電電源装置1Aが、さらに、DC/ACインバータ80を備えている例について説明する。
[Modified example of the embodiment]
The uninterruptible power supply 1A according to the modified example of the embodiment will be described. In the modified example, an example in which the uninterruptible power supply 1A further includes a DC / AC inverter 80 will be described.

図5は、変形例に係る無停電電源装置1Aの構成を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the uninterruptible power supply device 1A according to the modified example.

図5に示すように、無停電電源装置1Aは、電力供給切換部20と、充電制御部30と、蓄電部40と、コントローラ50と、電圧検出部60と、を備えている。また、無停電電源装置1Aは、AC/DCコンバータ10およびDC/DCコンバータ70を備え、さらに、DC/ACインバータ80を備えている。 As shown in FIG. 5, the uninterruptible power supply 1A includes a power supply switching unit 20, a charge control unit 30, a power storage unit 40, a controller 50, and a voltage detection unit 60. Further, the uninterruptible power supply 1A includes an AC / DC converter 10 and a DC / DC converter 70, and further includes a DC / AC inverter 80.

DC/ACインバータ80は、電力供給切換部20と電気負荷90Aとを結ぶ経路上に設けられている。図5は、電力供給切換部20と電気負荷90Aとの間の経路として、第1給電経路r1および第2給電経路r2が示されているが、この間における第1給電経路r1および第2給電経路r2は、実際は同じ電力供給線である。DC/ACインバータ80は、AC/DCコンバータ10および蓄電部40から供給された電力のいずれか一方を、電気負荷90Aに対応した電圧および周波数に合わせて交流化して出力する。DC/ACインバータ80から出力された電力(交流電圧)は、電気負荷90Aに入力される。 The DC / AC inverter 80 is provided on a path connecting the power supply switching unit 20 and the electric load 90A. FIG. 5 shows a first power supply path r1 and a second power supply path r2 as a path between the power supply switching unit 20 and the electric load 90A, and the first power supply path r1 and the second power supply path between them are shown. r2 is actually the same power supply line. The DC / AC inverter 80 converts one of the electric powers supplied from the AC / DC converter 10 and the power storage unit 40 into alternating current according to the voltage and frequency corresponding to the electric load 90A, and outputs the alternating current. The electric power (AC voltage) output from the DC / AC inverter 80 is input to the electric load 90A.

[効果等]
以上のように、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、コントローラ50が、充電情報icに基づいて蓄電部40の充電を開始または停止する指示信号s1、s2を充電制御部30へ送信することで、蓄電部40が必要以上の充電量まで充電されることを抑制できる。これにより、蓄電部40が放電可能な状態となる機会を増やすことができ、停電となるときに電気負荷90への電力の供給が遅延することを抑制できる。
[Effects, etc.]
As described above, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, the controller 50 sets the instruction signals s1 and s2 for starting or stopping the charging of the power storage unit 40 based on the charge information ic to the charge control unit. By transmitting to 30, it is possible to prevent the power storage unit 40 from being charged to a charge amount more than necessary. As a result, it is possible to increase the chances that the power storage unit 40 can be discharged, and it is possible to suppress the delay in the supply of electric power to the electric load 90 in the event of a power failure.

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、バッテリマネジメント部42が、充電情報icをコントローラ50へ送信することで、コントローラ50が充電情報icに基づいて蓄電部40の充電の開始または停止を制御することができる。そのため、蓄電部40が必要以上の充電量まで充電されることを抑制できる。これにより、蓄電部40が放電可能な状態となる機会を増やすことができ、停電となるときに電気負荷90への電力の供給が遅延することを抑制できる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, the battery management unit 42 transmits the charge information ic to the controller 50, so that the controller 50 charges the power storage unit 40 based on the charge information ic. Can be controlled to start or stop. Therefore, it is possible to prevent the power storage unit 40 from being charged to a charge amount more than necessary. As a result, it is possible to increase the chances that the power storage unit 40 can be discharged, and it is possible to suppress the delay in the supply of electric power to the electric load 90 in the event of a power failure.

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、充電制御部30が充電経路rcを遮断することで、蓄電部40が放電可能な状態となった後に、蓄電部40から出力された電力を電気負荷90へ供給することができる。これにより、停電となるときに電気負荷90への電力の供給が遅延することを抑制できる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, the charge control unit 30 cuts off the charging path rc, so that the power storage unit 40 is in a dischargeable state, and then the power storage unit 40 outputs the power. The generated power can be supplied to the electric load 90. As a result, it is possible to prevent the power supply to the electric load 90 from being delayed in the event of a power failure.

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、充電制御部30が、電圧検出部60の停電検出信号sbに基づいて充電経路rcを遮断することで、蓄電部40が放電可能な状態となった後に、蓄電部40から出力された電力を電気負荷90へ供給することができる。これにより、停電となるときに電気負荷90への電力の供給が遅延することを抑制できる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, the charge control unit 30 shuts off the charging path rc based on the power failure detection signal sb of the voltage detection unit 60, so that the power storage unit 40 is discharged. After the possible state, the electric power output from the power storage unit 40 can be supplied to the electric load 90. As a result, it is possible to prevent the power supply to the electric load 90 from being delayed in the event of a power failure.

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、商用電源5に基づいて供給される電力の電圧が第2閾値Vth2となったときに、蓄電部40から出力された電力を電気負荷90へ供給することで、先の第1閾値Vth1によって充電経路rcが確実に遮断された後に、電力を供給することができる。これにより、停電となるときに電気負荷90への電力の供給が遅延することを抑制できる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, the power output from the power storage unit 40 is used when the voltage of the power supplied based on the commercial power supply 5 reaches the second threshold voltage Vth2. By supplying the electric load 90, the electric power can be supplied after the charging path rc is surely cut off by the first threshold voltage Vth1. As a result, it is possible to prevent the power supply to the electric load 90 from being delayed in the event of a power failure.

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、確実に復電した後に商用電源5に基づく電力を供給することができ、電気負荷90に対して安定した電力を供給することができる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, it is possible to supply power based on the commercial power supply 5 after the power is reliably restored, and stable power is supplied to the electric load 90. Can be done.

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、例えば商用電源5による電力の供給が短時間に停電および復電を繰り返すような不安定な状態であっても、充電制御部30が誤動作したり、バッテリ41に対してストレスが掛かったりすることを抑制できる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, even if the power supply by the commercial power supply 5 is in an unstable state in which a power failure and a power recovery are repeated in a short time, the charge control unit is used. It is possible to prevent the 30 from malfunctioning and the battery 41 from being stressed.

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、AC/DCコンバータ10を用いて、電気負荷90に応じた電力、および、蓄電部40に応じた電気を出力することができる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, the AC / DC converter 10 can be used to output electric power corresponding to the electric load 90 and electric power corresponding to the power storage unit 40. ..

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、AC/DCコンバータ10から出力された電力の電圧に基づいて、充電経路rcを遮断することができる。これにより、停電となることを適切に検出し、電気負荷90への電力の供給が遅延することを抑制できる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, the charging path rc can be cut off based on the voltage of the electric power output from the AC / DC converter 10. As a result, it is possible to appropriately detect the occurrence of a power failure and suppress the delay in the supply of electric power to the electric load 90.

また、本発明の一態様に係る無停電電源装置1によれば、停電となるときにNASへの電力の供給が遅延することを抑制できる。 Further, according to the uninterruptible power supply 1 according to one aspect of the present invention, it is possible to suppress the delay in the supply of electric power to the NAS in the event of a power failure.

(他の実施の形態)
以上、本発明の1つまたは複数の態様に係る無停電電源装置について、実施の形態等に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態等に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の1つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
(Other embodiments)
Although the uninterruptible power supply device according to one or more aspects of the present invention has been described above based on the embodiments and the like, the present invention is not limited to the embodiments and the like. As long as it does not deviate from the gist of the present invention, one or more of the present embodiments may be modified by those skilled in the art, or may be constructed by combining components in different embodiments. It may be included within the scope of the embodiment.

本発明は、無停電電源装置を備えるネットワークサーバにて広く利用することができる。 The present invention can be widely used in a network server provided with an uninterruptible power supply.

1、1A 無停電電源装置
5 商用電源
10 AC/DCコンバータ
20 電力供給切換部
30 充電制御部
31 チャージャーIC
32 開閉スイッチ
40 蓄電部
41 バッテリ
42 バッテリマネジメント部
50 コントローラ
60 電圧検出部
70 DC/DCコンバータ
80 DC/ACインバータ
90、90A 電気負荷
ic 充電情報
r1 第1給電経路
r2 第2給電経路
rc 充電経路
s1、s2 指示信号
sb 停電検出信号
T1 正常期間
T2 停電期間
T12 停電移行期間
tw 待機時間
Vth1 第1閾値
Vth2 第2閾値
Vth3 第3閾値
1, 1A Uninterruptible power supply 5 Commercial power supply 10 AC / DC converter 20 Power supply switching unit 30 Charge control unit 31 Charger IC
32 Open / close switch 40 Power storage unit 41 Battery 42 Battery management unit 50 Controller 60 Voltage detection unit 70 DC / DC converter 80 DC / AC inverter 90, 90A Electric load ic Charging information r1 1st power supply path r2 2nd power supply path rc Charging path s1 , S2 Instruction signal sb Power failure detection signal T1 Normal period T2 Power failure period T12 Power failure transition period tw Standby time Vth1 1st threshold Vth2 2nd threshold Vth3 3rd threshold

Claims (10)

電気負荷へ電力を供給する無停電電源装置であって、
商用電源に基づいて供給された電気を充電し、充電した電気を電力として出力する蓄電部と、
前記商用電源と前記蓄電部とを結ぶ充電経路に設けられ、前記蓄電部の充電を制御する充電制御部と、
前記商用電源に基づいて供給された電力および前記蓄電部から出力された電力が入力され、前記商用電源に基づいて供給された電力および前記蓄電部から出力された電力のいずれか一方を前記電気負荷へ供給する電力供給切換部と、
前記蓄電部の充電率に関する充電情報が入力されるコントローラと、
を備え、
前記電力供給切換部は、停電でないときに、前記商用電源に基づいて供給された電力を前記電気負荷へ供給し、停電のときに、前記蓄電部から出力された電力を前記電気負荷へ供給し、
前記コントローラは、前記停電でないときに、前記充電情報に基づいて前記蓄電部の充電を開始または停止する指示信号を前記充電制御部へ送信し、前記停電となるときに、前記蓄電部の充電を停止する指示信号を前記充電制御部へ送信する、
無停電電源装置。
An uninterruptible power supply that supplies power to an electrical load
A power storage unit that charges electricity supplied based on commercial power and outputs the charged electricity as electric power.
A charge control unit provided in a charging path connecting the commercial power source and the power storage unit to control charging of the power storage unit,
The electric power supplied based on the commercial power source and the electric power output from the electric storage unit are input, and either the electric power supplied based on the commercial power source or the electric power output from the electric storage unit is used as the electric load. Power supply switching unit to supply to
A controller for inputting charging information regarding the charging rate of the power storage unit, and
Equipped with
The power supply switching unit supplies the electric power supplied based on the commercial power source to the electric load when there is no power failure, and supplies the electric power output from the power storage unit to the electric load when the power failure occurs. ,
The controller transmits an instruction signal to start or stop charging of the power storage unit based on the charging information when the power failure occurs, and charges the power storage unit when the power failure occurs. Sending an instruction signal to stop to the charge control unit,
Uninterruptible power system.
前記蓄電部は、前記商用電源に基づいて供給された電気を充電または放電するバッテリと、前記バッテリの充電率を検出するバッテリマネジメント部と、
を有し、
前記バッテリマネジメント部は、前記バッテリの前記充電率を含む前記充電情報を前記コントローラへ送信する、
請求項1に記載の無停電電源装置。
The power storage unit includes a battery that charges or discharges electricity supplied based on the commercial power source, a battery management unit that detects the charge rate of the battery, and a battery management unit.
Have,
The battery management unit transmits the charging information including the charging rate of the battery to the controller.
The uninterruptible power supply according to claim 1.
前記充電制御部は、前記停電でない状態から前記停電の状態に移行するとき、前記充電経路を遮断し、
前記電力供給切換部は、前記充電経路が遮断された後、前記蓄電部から出力された電力を前記電気負荷へ供給する、
請求項1または2に記載の無停電電源装置。
The charge control unit cuts off the charging path when shifting from the non-power failure state to the power failure state.
The power supply switching unit supplies the power output from the power storage unit to the electric load after the charging path is cut off.
The uninterruptible power supply according to claim 1 or 2.
さらに、前記商用電源に基づいて供給される電力の電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記電圧検出部は、当該電圧が第1閾値以下となった場合に、前記停電への移行を検出する停電検出信号を前記充電制御部へ出力し、
前記充電制御部は、前記停電検出信号に基づいて、前記充電経路を遮断する、
請求項3に記載の無停電電源装置。
Further, it is provided with a voltage detection unit that detects the voltage of the electric power supplied based on the commercial power supply.
The voltage detection unit outputs a power failure detection signal for detecting the transition to the power failure to the charge control unit when the voltage becomes equal to or lower than the first threshold value.
The charge control unit cuts off the charge path based on the power failure detection signal.
The uninterruptible power supply according to claim 3.
前記電力供給切換部は、前記第1閾値よりも低い電圧である第2閾値を有し、前記商用電源に基づいて供給される電力の電圧が前記第2閾値となったときに、前記蓄電部から出力された電力を前記電気負荷へ供給する、
請求項4に記載の無停電電源装置。
The power supply switching unit has a second threshold voltage that is lower than the first threshold value, and when the voltage of the power supplied based on the commercial power source reaches the second threshold value, the power storage unit Supplying the electric power output from the electric load to the electric load,
The uninterruptible power supply according to claim 4.
前記電力供給切換部は、前記第1閾値と前記第2閾値との間の値である第3閾値を有し、前記商用電源に基づいて供給される電力の電圧が前記第2閾値以下になってから前記第3閾値になったときに、前記商用電源に基づいて供給される電力を前記電気負荷へ供給する、
請求項5に記載の無停電電源装置。
The power supply switching unit has a third threshold value that is a value between the first threshold value and the second threshold value, and the voltage of the power supplied based on the commercial power source becomes equal to or lower than the second threshold value. Then, when the third threshold is reached, the electric power supplied based on the commercial power source is supplied to the electric load.
The uninterruptible power supply according to claim 5.
前記コントローラは、前記電圧検出部で検出する電圧が前記第1閾値以上に戻ってから所定の待機時間を経過した後、または、前記停電となるときの前記充電率と現在の前記充電率との差が既定値以上である場合に、前記蓄電部の充電を開始する指示信号を前記充電制御部へ送信する、
請求項6に記載の無停電電源装置。
The controller has the charging rate and the current charging rate after a predetermined standby time has elapsed after the voltage detected by the voltage detecting unit returns to the first threshold value or higher, or when a power failure occurs. When the difference is equal to or greater than a predetermined value, an instruction signal for starting charging of the power storage unit is transmitted to the charge control unit.
The uninterruptible power supply according to claim 6.
さらに、前記商用電源から供給された交流電圧を変換して直流電圧を出力するAC/DCコンバータを備え、
前記AC/DCコンバータは、前記直流電圧に基づく前記電力を前記電力供給切換部に供給し、かつ、前記直流電圧に基づく前記電気を、前記充電制御部を介して前記蓄電部に供給する
請求項1~7のいずれか1項に記載の無停電電源装置。
Further, it is equipped with an AC / DC converter that converts the AC voltage supplied from the commercial power source and outputs the DC voltage.
The AC / DC converter supplies the power based on the DC voltage to the power supply switching unit, and supplies the electricity based on the DC voltage to the power storage unit via the charge control unit. The uninterruptible power supply according to any one of 1 to 7.
さらに、前記商用電源から供給された交流電圧を変換して直流電圧を出力するAC/DCコンバータを備え、
前記電圧検出部は、前記AC/DCコンバータから出力された前記直流電圧を検出する
請求項4~7のいずれか1項に記載の無停電電源装置。
Further, it is equipped with an AC / DC converter that converts the AC voltage supplied from the commercial power source and outputs the DC voltage.
The uninterruptible power supply according to any one of claims 4 to 7, wherein the voltage detection unit detects the DC voltage output from the AC / DC converter.
前記電気負荷は、NAS(Network Attached Storage)である、
請求項1~9のいずれか1項に記載の無停電電源装置。
The electric load is NAS (Network Attached Storage).
The uninterruptible power supply according to any one of claims 1 to 9.
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