JP3277453B2 - 停電時における電流供給方法 - Google Patents
停電時における電流供給方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通常は商用交流電
源（ＡＣ）を通して電力供給を防犯、防災、通信、情報
（サーバ、ＦＡパソコン等）、医療向けの精密機械や自
動機械等の外部機器に行っている設備において、停電時
において、防犯、防災、通信、情報（サーバ、ＦＡパソ
コン等）、医療向けの精密機械や自動機械等の外部機器
に作動電流を供給する方法に関する。ここで、停電と
は、電力（電流）供給が断たれることを指し、例えば電
力会社からの供給電力が断たれる場合や、ブレーカが落
ちたり、コンセントがショートする、あるいは断線等に
より供給電力が断たれる場合等を指すことにする。
源（ＡＣ）を通して電力供給を防犯、防災、通信、情報
（サーバ、ＦＡパソコン等）、医療向けの精密機械や自
動機械等の外部機器に行っている設備において、停電時
において、防犯、防災、通信、情報（サーバ、ＦＡパソ
コン等）、医療向けの精密機械や自動機械等の外部機器
に作動電流を供給する方法に関する。ここで、停電と
は、電力（電流）供給が断たれることを指し、例えば電
力会社からの供給電力が断たれる場合や、ブレーカが落
ちたり、コンセントがショートする、あるいは断線等に
より供給電力が断たれる場合等を指すことにする。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記のような各外部機器に交流無
停電電源をそれぞれ接続し、停電時には、全ての外部機
器をそれに接続された交流無停電電源からそれぞれ電流
を供給して、無停電対策を行うことが一般的である。
停電電源をそれぞれ接続し、停電時には、全ての外部機
器をそれに接続された交流無停電電源からそれぞれ電流
を供給して、無停電対策を行うことが一般的である。
【０００３】しかしながら、上記構成によれば、一台の
外部機器に対して一台の交流無停電電源を接続しなけれ
ばならない、つまり、外部機器に対して同数の交流無停
電電源を要することから、外部機器の台数が増えれば増
えるほど交流無停電電源の設置スペースを要するととも
に交流無停電電源のコストが飛躍的に増大してしまう問
題点も発生していた。また、停電時における外部機器の
作動能力が交流無停電電源の容量によって決まるもので
あるため、特に負荷の大きな外部機器に対しては特別な
大型の交流無停電電源を要することになり、その分設置
スペースを要するだけでなく、容量の異なる交流無停電
電源を製作しなければならず、製造面及び管理面におい
て不利になる問題点があった。
外部機器に対して一台の交流無停電電源を接続しなけれ
ばならない、つまり、外部機器に対して同数の交流無停
電電源を要することから、外部機器の台数が増えれば増
えるほど交流無停電電源の設置スペースを要するととも
に交流無停電電源のコストが飛躍的に増大してしまう問
題点も発生していた。また、停電時における外部機器の
作動能力が交流無停電電源の容量によって決まるもので
あるため、特に負荷の大きな外部機器に対しては特別な
大型の交流無停電電源を要することになり、その分設置
スペースを要するだけでなく、容量の異なる交流無停電
電源を製作しなければならず、製造面及び管理面におい
て不利になる問題点があった。
【０００４】因みに、一台の外部機器に対して二台の交
流無停電電源を接続して電源の二重化を図ることによっ
て、一方の交流無停電電源が故障や機能不良等が発生し
た場合でも、他方の交流無停電電源が電流を供給して、
無停電対策の信頼性を向上させることができるものの、
二台の交流無停電電源を設けることは２倍のコストを要
することになるだけでなく、その交流無停電電源に対す
る設置スペースも２倍必要となるため、実施し難いもの
であった。特に、外部機器の台数が多くなればなるほど
前記不都合が顕著となるものである。
流無停電電源を接続して電源の二重化を図ることによっ
て、一方の交流無停電電源が故障や機能不良等が発生し
た場合でも、他方の交流無停電電源が電流を供給して、
無停電対策の信頼性を向上させることができるものの、
二台の交流無停電電源を設けることは２倍のコストを要
することになるだけでなく、その交流無停電電源に対す
る設置スペースも２倍必要となるため、実施し難いもの
であった。特に、外部機器の台数が多くなればなるほど
前記不都合が顕著となるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が前述
の状況に鑑み、解決しようとするところは、停電時に外
部機器に作動電流を供給するための構成をコスト高にな
ることなく、しかも設置スペースも従来に比べて少なく
することができ、しかも、外部機器への作動電流の供給
を合理的に行うことによって、特別な大型の電源を要す
ることがなく、停電対策を行うことができるようにする
点にある。
の状況に鑑み、解決しようとするところは、停電時に外
部機器に作動電流を供給するための構成をコスト高にな
ることなく、しかも設置スペースも従来に比べて少なく
することができ、しかも、外部機器への作動電流の供給
を合理的に行うことによって、特別な大型の電源を要す
ることがなく、停電対策を行うことができるようにする
点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、複数台の外部機器に備えられる外部機器用
の電源を商用交流入力と別途絶縁された直流入力のいず
れの入力でも安定した直流出力を出力することができる
交直両用に構成し、前記複数の電源に商用交流電源及び
単一の直流バックアップ電源を接続し、停電時におい
て、前記直流バックアップユニットから負荷の大きい外
部機器に優先して作動電流を供給し、前記複数の電源を
特定台数毎に単一の前記直流電源バックアップユニット
を接続し、これら複数台の直流バックアップユニットを
相互間で電流の受渡しができるように並列に接続し、停
電時において、前記各直流バックアップユニットからそ
れに接続された外部機器に作動電流を供給し、且つ、前
記各直流バックアップユニットの電圧が常に略等しくな
るように該直流バックアップユニット間で電流の受渡し
を行い、前記単数又は複数の直流バックアップユニット
に充電部を有する直流電源を接続している。従って、停
電時には、負荷の大きい外部機器にはそれに合った大き
な作動電流を供給し、負荷の小さな外部機器にはそれに
合った小さな作動電流を供給するのである。ところで、
直流バックアップユニットに接続されている外部機器の
全てを能力１００％で作動させることは皆無に等しく、
この点から直流バックアップユニットの容量を使用時の
最大電力に合わせて設定することができ、その分、直流
バックアップユニットの小型化を図ることが可能にな
る。又、大きな負荷の外部機器に接続されている直流バ
ックアップユニットの電圧が他の直流バックアップユニ
ットの電圧よりも低下すると、その低下した直流バック
アップユニットにこれよりも電圧の高い直流バックアッ
プユニットから電流が供給され、各直流バックアップユ
ニットの電圧が常に略等しくなるのである。そして、あ
る特定の一台の直流バックアップユニットが故障や機能
不良等が発生した場合でも、その直流バックアップユニ
ットに接続された複数の電源に他の直流バックアップユ
ニットから作動電流が供給されるのである。又、単数又
は複数の直流バックアップユニットに充電部を有する直
流電源を接続することによって、直流バックアップユニ
ットの容量以上の電流を補充することができるととも
に、停電時に直流バック アップユニットが故障や機能不
良等が発生した場合や停電時において直流バックアップ
ユニットから外部機器への電流供給が終了した場合で
も、直流電源から外部機器の電源に電流を供給すること
ができる。
決のために、複数台の外部機器に備えられる外部機器用
の電源を商用交流入力と別途絶縁された直流入力のいず
れの入力でも安定した直流出力を出力することができる
交直両用に構成し、前記複数の電源に商用交流電源及び
単一の直流バックアップ電源を接続し、停電時におい
て、前記直流バックアップユニットから負荷の大きい外
部機器に優先して作動電流を供給し、前記複数の電源を
特定台数毎に単一の前記直流電源バックアップユニット
を接続し、これら複数台の直流バックアップユニットを
相互間で電流の受渡しができるように並列に接続し、停
電時において、前記各直流バックアップユニットからそ
れに接続された外部機器に作動電流を供給し、且つ、前
記各直流バックアップユニットの電圧が常に略等しくな
るように該直流バックアップユニット間で電流の受渡し
を行い、前記単数又は複数の直流バックアップユニット
に充電部を有する直流電源を接続している。従って、停
電時には、負荷の大きい外部機器にはそれに合った大き
な作動電流を供給し、負荷の小さな外部機器にはそれに
合った小さな作動電流を供給するのである。ところで、
直流バックアップユニットに接続されている外部機器の
全てを能力１００％で作動させることは皆無に等しく、
この点から直流バックアップユニットの容量を使用時の
最大電力に合わせて設定することができ、その分、直流
バックアップユニットの小型化を図ることが可能にな
る。又、大きな負荷の外部機器に接続されている直流バ
ックアップユニットの電圧が他の直流バックアップユニ
ットの電圧よりも低下すると、その低下した直流バック
アップユニットにこれよりも電圧の高い直流バックアッ
プユニットから電流が供給され、各直流バックアップユ
ニットの電圧が常に略等しくなるのである。そして、あ
る特定の一台の直流バックアップユニットが故障や機能
不良等が発生した場合でも、その直流バックアップユニ
ットに接続された複数の電源に他の直流バックアップユ
ニットから作動電流が供給されるのである。又、単数又
は複数の直流バックアップユニットに充電部を有する直
流電源を接続することによって、直流バックアップユニ
ットの容量以上の電流を補充することができるととも
に、停電時に直流バック アップユニットが故障や機能不
良等が発生した場合や停電時において直流バックアップ
ユニットから外部機器への電流供給が終了した場合で
も、直流電源から外部機器の電源に電流を供給すること
ができる。
【０００７】前記直流電源の電圧を、前記直流バックア
ップユニットの過放電を防ぐために該直流バックアップ
ユニットの放電打切り電圧付近に設定している。
ップユニットの過放電を防ぐために該直流バックアップ
ユニットの放電打切り電圧付近に設定している。
【０００８】前記各直流バックアップユニットの第１蓄
積部と電気２重層コンデンサとを並列に接続している。
積部と電気２重層コンデンサとを並列に接続している。
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に、ＬＡＮ（ローカルエリア
ネットワーク）で接続された多数の外部機器の一例であ
るパソコン１〜１１（１１台）とサーバ１２から構成さ
れるパソコンサーバシステムを示している。本発明は、
パソコンサーバシステムに適用できる他、防犯や防災シ
ステム、各種の通信システムや各種の情報システム、あ
るいは医療向けの精密機械や自動機械等、停電時の電流
供給対策を必要とするものに適用することができる。
ネットワーク）で接続された多数の外部機器の一例であ
るパソコン１〜１１（１１台）とサーバ１２から構成さ
れるパソコンサーバシステムを示している。本発明は、
パソコンサーバシステムに適用できる他、防犯や防災シ
ステム、各種の通信システムや各種の情報システム、あ
るいは医療向けの精密機械や自動機械等、停電時の電流
供給対策を必要とするものに適用することができる。
【００１１】前記パソコン１〜１１及びサーバ１２に
は、それぞれ内蔵電源１３〜２３及び２４を備えてい
る。これら電源１３〜２４は、商用交流入力と別途絶縁
された直流入力のいずれの入力でも安定した直流出力を
出力するタイプのものを採用している。そして、それぞ
れの交流入力端子は、商用交流電源２５より配電された
各差込コンセント２６〜３７に接続されている。又、図
において上側に位置する３つの電源１３〜１５の直流入
力端子が第１直流バックアップユニット３８に接続さ
れ、図において左側に位置する３つの電源９〜１１の直
流入力端子が第４直流バックアップユニット４１に接続
され、図において下側に位置する３つの電源１９，２
０，２４の直流入力端子が第３直流バックアップユニッ
ト４０に接続され、図において右側に位置する３つの電
源１６〜１８の直流入力端子が第２直流バックアップユ
ニット３９に接続されている。
は、それぞれ内蔵電源１３〜２３及び２４を備えてい
る。これら電源１３〜２４は、商用交流入力と別途絶縁
された直流入力のいずれの入力でも安定した直流出力を
出力するタイプのものを採用している。そして、それぞ
れの交流入力端子は、商用交流電源２５より配電された
各差込コンセント２６〜３７に接続されている。又、図
において上側に位置する３つの電源１３〜１５の直流入
力端子が第１直流バックアップユニット３８に接続さ
れ、図において左側に位置する３つの電源９〜１１の直
流入力端子が第４直流バックアップユニット４１に接続
され、図において下側に位置する３つの電源１９，２
０，２４の直流入力端子が第３直流バックアップユニッ
ト４０に接続され、図において右側に位置する３つの電
源１６〜１８の直流入力端子が第２直流バックアップユ
ニット３９に接続されている。
【００１２】前記各直流バックアップユニット３８〜４
１は、同一構造であるため、第１直流バックアップユニ
ット３８についてのみ説明すれば、図２に示すように、
複数個の電池を直列にした第１蓄積部４２と、複数個の
電気２重層コンデンサ４３・・及び４４・・をそれぞれ
直列にした第２蓄積部及び第３蓄積部とを並列に接続し
ている。そして、これら各直流バックアップユニット３
８〜４１を図１に示すように同極同士を接続することに
よって、接続された各直流バックアップユニット３８〜
４１に蓄積された電荷が電位差により移動することによ
って、各直流バックアップユニット３８〜４１の電荷量
が常に略等しくなる、即ち各直流バックアップユニット
３８〜４１の電圧が常に略等しくなるように構成されて
いる。図１では、第１直流バックアップユニット３８と
第２直流バックアップユニット３９、第３直流バックア
ップユニット４０、第４直流バックアップユニット４１
とを接続し、第２直流バックアップユニット３９と第３
直流バックアップユニット４０とを接続するとともに、
第３直流バックアップユニット４０と第４直流バックア
ップユニット４１とを接続したが、これに加えて、図５
に示すように、第２直流バックアップユニット３９と第
４直流バックアップユニット４１とを接続してもよい。
又、図６に示すように、これら直流バックアップユニッ
ト３８〜４１を単一の接続ボックス５１に集中的に接続
するようにしてもよく、直流バックアップユニット３８
〜４１同士の接続方法は、これらに限定されるものでは
ない。図６にした場合には、後述の直流電源４６もこの
接続ボックス５１に集中的に接続することができる。
又、直流バックアップユニット３８〜４１の個数は、４
個以外、つまり１個又は２個、或いは３個でもよいし、
又、５個以上でもよい。
１は、同一構造であるため、第１直流バックアップユニ
ット３８についてのみ説明すれば、図２に示すように、
複数個の電池を直列にした第１蓄積部４２と、複数個の
電気２重層コンデンサ４３・・及び４４・・をそれぞれ
直列にした第２蓄積部及び第３蓄積部とを並列に接続し
ている。そして、これら各直流バックアップユニット３
８〜４１を図１に示すように同極同士を接続することに
よって、接続された各直流バックアップユニット３８〜
４１に蓄積された電荷が電位差により移動することによ
って、各直流バックアップユニット３８〜４１の電荷量
が常に略等しくなる、即ち各直流バックアップユニット
３８〜４１の電圧が常に略等しくなるように構成されて
いる。図１では、第１直流バックアップユニット３８と
第２直流バックアップユニット３９、第３直流バックア
ップユニット４０、第４直流バックアップユニット４１
とを接続し、第２直流バックアップユニット３９と第３
直流バックアップユニット４０とを接続するとともに、
第３直流バックアップユニット４０と第４直流バックア
ップユニット４１とを接続したが、これに加えて、図５
に示すように、第２直流バックアップユニット３９と第
４直流バックアップユニット４１とを接続してもよい。
又、図６に示すように、これら直流バックアップユニッ
ト３８〜４１を単一の接続ボックス５１に集中的に接続
するようにしてもよく、直流バックアップユニット３８
〜４１同士の接続方法は、これらに限定されるものでは
ない。図６にした場合には、後述の直流電源４６もこの
接続ボックス５１に集中的に接続することができる。
又、直流バックアップユニット３８〜４１の個数は、４
個以外、つまり１個又は２個、或いは３個でもよいし、
又、５個以上でもよい。
【００１３】前記のように各直流バックアップユニット
３８〜４１を接続してあるから、電位差によって電流の
受渡しが行われるのであり、例えば図４に基づいて説明
する。図において、パソコン等の３台の外部機器をそれ
ぞれ一括りとして第１外部機器群〜第４外部機器群５２
〜５５とし、第３外部機器群５４の負荷が最も大きいも
のとする。各直流バックアップユニット３８〜４１同士
を接続した電線には、図に示すように、負荷の小さい第
１直流バックアップユニット３８、第２直流バックアッ
プユニット３９、第４直流バックアップユニット４１か
らそれぞれ電流ＩＡ、ＩＢ、ＩＤがそれぞれ図に示す方
向に沿って流れ、負荷の大きい第３直流バックアップユ
ニット４０に前記電流の合計、つまりＩＡ＋ＩＢ＋ＩＤ
＝ＩＣの電流が供給されることになるのである。このよ
うに、電位の高い直流バックアップユニットから電位の
低い直流バックアップユニットへ電流が供給されるよう
に構成している。
３８〜４１を接続してあるから、電位差によって電流の
受渡しが行われるのであり、例えば図４に基づいて説明
する。図において、パソコン等の３台の外部機器をそれ
ぞれ一括りとして第１外部機器群〜第４外部機器群５２
〜５５とし、第３外部機器群５４の負荷が最も大きいも
のとする。各直流バックアップユニット３８〜４１同士
を接続した電線には、図に示すように、負荷の小さい第
１直流バックアップユニット３８、第２直流バックアッ
プユニット３９、第４直流バックアップユニット４１か
らそれぞれ電流ＩＡ、ＩＢ、ＩＤがそれぞれ図に示す方
向に沿って流れ、負荷の大きい第３直流バックアップユ
ニット４０に前記電流の合計、つまりＩＡ＋ＩＢ＋ＩＤ
＝ＩＣの電流が供給されることになるのである。このよ
うに、電位の高い直流バックアップユニットから電位の
低い直流バックアップユニットへ電流が供給されるよう
に構成している。
【００１４】図２に示すように、前記第１直流バックア
ップユニット３８と、充電部である内蔵電池４５を有す
る直流電源４６とを接続している。従って、前記直流バ
ックアップユニット３８〜４１の電位が必要以上に下が
った場合や、停電や故障等の何らかの原因で前記直流バ
ックアップユニット３８〜４１からパソコン１〜１１の
内蔵電源１３〜２４への直流出力の供給が断たれた場合
に、第１直流バックアップユニット３８へ直流電源４６
から直流出力を供給して、直流電源４６からパソコン１
〜１１の内蔵電源１３〜２４へ直流出力を供給すること
ができるようにしている。図に示す４７は、三相動力電
源である。前記直流電源４６は、具体的には図に示すよ
うに、前記三相動力電源４７に接続された充電器４９
と、この充電器４９により充電される前記内蔵電池４５
と、この内蔵電池４５からの直流出力の安定化を図るた
めのＤＣ−ＤＣコンバータ５０とから構成されている
が、この構成に限定されるものではない。前記三相動力
電源４７に加えて、太陽電池パネルを設けて、昼間は太
陽電池パネルを直流電源として使用し、夜間のみ、つま
り太陽電池パネルを直流電源として使用できない時間を
三相動力電源４７として使用すれば、省エネルギー化を
図ることができるだけでなく、災害時の非常用電源とし
ての役割を果たすことができる。
ップユニット３８と、充電部である内蔵電池４５を有す
る直流電源４６とを接続している。従って、前記直流バ
ックアップユニット３８〜４１の電位が必要以上に下が
った場合や、停電や故障等の何らかの原因で前記直流バ
ックアップユニット３８〜４１からパソコン１〜１１の
内蔵電源１３〜２４への直流出力の供給が断たれた場合
に、第１直流バックアップユニット３８へ直流電源４６
から直流出力を供給して、直流電源４６からパソコン１
〜１１の内蔵電源１３〜２４へ直流出力を供給すること
ができるようにしている。図に示す４７は、三相動力電
源である。前記直流電源４６は、具体的には図に示すよ
うに、前記三相動力電源４７に接続された充電器４９
と、この充電器４９により充電される前記内蔵電池４５
と、この内蔵電池４５からの直流出力の安定化を図るた
めのＤＣ−ＤＣコンバータ５０とから構成されている
が、この構成に限定されるものではない。前記三相動力
電源４７に加えて、太陽電池パネルを設けて、昼間は太
陽電池パネルを直流電源として使用し、夜間のみ、つま
り太陽電池パネルを直流電源として使用できない時間を
三相動力電源４７として使用すれば、省エネルギー化を
図ることができるだけでなく、災害時の非常用電源とし
ての役割を果たすことができる。
【００１５】前記直流電源４６と第１直流バックアップ
ユニット３８との間に、第１直流バックアップユニット
３８から直流電源４６への電流の逆流を阻止するための
ダイオード４８を設けるとともに、直流電源４６の電圧
を、前記直流バックアップユニット３８〜４１の過放電
を防ぐために該直流バックアップユニット３８〜４１の
放電打切り電圧付近に設定している。この直流バックア
ップユニット３８〜４１の放電打切り電圧付近に設定す
ることが望ましいが、これ以外の電圧値で実施すること
も可能である。前記のように直流バックアップユニット
３８〜４１の放電打切り電圧付近に直流電源４６の電圧
を設定することによって、停電が発生して第１直流バッ
クアップユニット３８の電圧が放電打切り電圧に近づか
ない限り、直流電源４６の内蔵電池４５から第１直流バ
ックアップユニット３８へ電流が流れないことになり、
停電時の直流出力の供給をより一層長い時間行うことが
でき、直流バックアップユニット３８〜４１の過放電の
防止を図ることができる。その結果、情報機器のパワー
ラインを確実に守ることができるのである。前記ダイオ
ード４８を特別に設けたが、そのダイオード４８の機能
を前記ＤＣ−ＤＣコンバータ５０に内蔵の整流用ダイオ
ードで兼用させることによって、ダイオード４８を省略
して実施することも可能である。
ユニット３８との間に、第１直流バックアップユニット
３８から直流電源４６への電流の逆流を阻止するための
ダイオード４８を設けるとともに、直流電源４６の電圧
を、前記直流バックアップユニット３８〜４１の過放電
を防ぐために該直流バックアップユニット３８〜４１の
放電打切り電圧付近に設定している。この直流バックア
ップユニット３８〜４１の放電打切り電圧付近に設定す
ることが望ましいが、これ以外の電圧値で実施すること
も可能である。前記のように直流バックアップユニット
３８〜４１の放電打切り電圧付近に直流電源４６の電圧
を設定することによって、停電が発生して第１直流バッ
クアップユニット３８の電圧が放電打切り電圧に近づか
ない限り、直流電源４６の内蔵電池４５から第１直流バ
ックアップユニット３８へ電流が流れないことになり、
停電時の直流出力の供給をより一層長い時間行うことが
でき、直流バックアップユニット３８〜４１の過放電の
防止を図ることができる。その結果、情報機器のパワー
ラインを確実に守ることができるのである。前記ダイオ
ード４８を特別に設けたが、そのダイオード４８の機能
を前記ＤＣ−ＤＣコンバータ５０に内蔵の整流用ダイオ
ードで兼用させることによって、ダイオード４８を省略
して実施することも可能である。
【００１６】前記直流電源４６、直流バックアップユニ
ット３８〜４１、パソコン１〜１１の内蔵電源１３〜２
４の電圧と電流の関係を、図３（ａ），（ｂ）に基づい
て説明する。図３（ａ）のグラフでは、横軸に時間ｔを
取り、縦軸に電圧値Ｖを取っている。又、図３（ｂ）の
グラフでは、横軸に時間ｔを取り、縦軸に電流値Ｉを取
っている。図に示すＶE は、直流バックアップユニット
３８〜４１の電圧を示し、Ｖe は、直流電源４６の電圧
を示している。商用交流電源２５（一般にはＡＣ１００
Ｖ）が正常な状態では、差込コンセント２６〜３７を通
して各パソコン１〜１１の内蔵電源１３〜２４の交流入
力端子に入力供給電流Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3が図２の方向に
沿ってそれぞれ流れ、各パソコン１〜１１は必要な動作
を行うのである。これと同時に、各内蔵電源１３〜２４
の直流入力端子を介して各直流バックアップユニット３
８〜４１に電流Ｉa 、Ｉb 、Ｉc が図２に示す方向に沿
ってそれぞれ流れ、各直流バックアップユニット３８〜
４１を充電する。尚、説明を簡素化するために図２で
は、第１直流バックアップユニット３８についてのみ示
しているが、第２直流バックアップユニット３９〜第４
直流バックアップユニット４１においても同様に充電さ
れるのである。充電開始後から設定時間経過し、時間が
ｔ1 になり、前記各直流バックアップユニット３８〜４
１の電圧が設定電圧になると、充電を完了し、前記電流
Ｉa 、Ｉb 、Ｉc が流れなくなる。前記各直流バックア
ップユニット３８〜４１の第１蓄積部４２と電気２重層
コンデンサ４３・・及び４４・・とを前述のように並列
に接続することによって、電池の欠点及び電気２重層コ
ンデンサ４３・・及び４４・・の欠点を補い合い、それ
らの長所を引き出すことができるようにしている。尚、
前記各直流バックアップユニット３８〜４１の充電が完
了すると、それ以上の過充電にならないような働きをす
る定電圧定電流充電方式を取っている。前記電池の欠点
は、過充電や過放電に対して弱く、破損の可能性が高い
ことであり、又、電気２重層コンデンサの長所は、定格
電圧内での使用であれば、過充電や過放電に対して何ら
問題がなく、例え完全に放電した場合でも再充電が可能
であるが、欠点として、電池に比べてバックアップ容量
が小さいことである。従って、前記のように第１蓄積部
４２と電気２重層コンデンサ４３・・及び４４・・とを
並列に接続することによって、万一電池が過充電や過放
電等のためにバックアップ機能を果たさなくなった場合
でも、バックアップ時間は短くなるが、電気２重層コン
デンサ４３・・及び４４・・により確実にバックアップ
のための電流供給を行うことができるのである。前記各
直流バックアップユニット３８〜４１を、電池のみで構
成することや電気２重層コンデンサのみで構成すること
も可能であり、又、蓄電機能を有するものであればどの
ような構成のものでもよい。
ット３８〜４１、パソコン１〜１１の内蔵電源１３〜２
４の電圧と電流の関係を、図３（ａ），（ｂ）に基づい
て説明する。図３（ａ）のグラフでは、横軸に時間ｔを
取り、縦軸に電圧値Ｖを取っている。又、図３（ｂ）の
グラフでは、横軸に時間ｔを取り、縦軸に電流値Ｉを取
っている。図に示すＶE は、直流バックアップユニット
３８〜４１の電圧を示し、Ｖe は、直流電源４６の電圧
を示している。商用交流電源２５（一般にはＡＣ１００
Ｖ）が正常な状態では、差込コンセント２６〜３７を通
して各パソコン１〜１１の内蔵電源１３〜２４の交流入
力端子に入力供給電流Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3が図２の方向に
沿ってそれぞれ流れ、各パソコン１〜１１は必要な動作
を行うのである。これと同時に、各内蔵電源１３〜２４
の直流入力端子を介して各直流バックアップユニット３
８〜４１に電流Ｉa 、Ｉb 、Ｉc が図２に示す方向に沿
ってそれぞれ流れ、各直流バックアップユニット３８〜
４１を充電する。尚、説明を簡素化するために図２で
は、第１直流バックアップユニット３８についてのみ示
しているが、第２直流バックアップユニット３９〜第４
直流バックアップユニット４１においても同様に充電さ
れるのである。充電開始後から設定時間経過し、時間が
ｔ1 になり、前記各直流バックアップユニット３８〜４
１の電圧が設定電圧になると、充電を完了し、前記電流
Ｉa 、Ｉb 、Ｉc が流れなくなる。前記各直流バックア
ップユニット３８〜４１の第１蓄積部４２と電気２重層
コンデンサ４３・・及び４４・・とを前述のように並列
に接続することによって、電池の欠点及び電気２重層コ
ンデンサ４３・・及び４４・・の欠点を補い合い、それ
らの長所を引き出すことができるようにしている。尚、
前記各直流バックアップユニット３８〜４１の充電が完
了すると、それ以上の過充電にならないような働きをす
る定電圧定電流充電方式を取っている。前記電池の欠点
は、過充電や過放電に対して弱く、破損の可能性が高い
ことであり、又、電気２重層コンデンサの長所は、定格
電圧内での使用であれば、過充電や過放電に対して何ら
問題がなく、例え完全に放電した場合でも再充電が可能
であるが、欠点として、電池に比べてバックアップ容量
が小さいことである。従って、前記のように第１蓄積部
４２と電気２重層コンデンサ４３・・及び４４・・とを
並列に接続することによって、万一電池が過充電や過放
電等のためにバックアップ機能を果たさなくなった場合
でも、バックアップ時間は短くなるが、電気２重層コン
デンサ４３・・及び４４・・により確実にバックアップ
のための電流供給を行うことができるのである。前記各
直流バックアップユニット３８〜４１を、電池のみで構
成することや電気２重層コンデンサのみで構成すること
も可能であり、又、蓄電機能を有するものであればどの
ような構成のものでもよい。
【００１７】又、図２にも示すように、前記三相動力電
源４７から直流電源４６に該直流電源４６の入力電流と
なるＩ4 が流れ、内蔵電池４５に充電電流Ｉ5 が流れ
る。このとき、第１直流バックアップユニット３８の電
位よりも直流電源４６の電位の方が低いため、第１直流
バックアップユニット３８へ電流Ｉe が流れることはな
い。そして、例えば時間ｔ2 のときに停電になり商用交
流電源２５及び三相動力電源４７から電流Ｉ1 、Ｉ2 、
Ｉ3 及びＩ4 が出力されなくなると、前述とは反対に各
直流バックアップユニット３８〜４１から各パソコン１
〜１１の内蔵電源１３〜２４に入力電流Ｉa1、Ｉb1、Ｉ
c1が流れ、停電前と同様に各パソコン１〜１１及びサー
バ１２を安定的に作動させることができるようにしてい
る。前記のように各直流バックアップユニット３８〜４
１から入力電流Ｉa1、Ｉb1、Ｉc1が流れることによっ
て、各直流バックアップユニット３８〜４１の電圧ＶE
が低下し、その電圧値ＶE が時間ｔ3 のときに放電打切
り電圧値まで低下すると、前記直流電源４６の電圧Ｖe
が第１直流バックアップユニット３８の電圧ＶE よりも
高くなるため、前記内蔵電池４５から直流電源４６に直
流電流Ｉ6 が流れ、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０を介して
直流電流Ｉe が第１直流バックアップユニット３８に流
れ、第２直流バックアップユニット３９、第３直流バッ
クアップユニット４０、第４直流バックアップユニット
４１を介して各パソコン１〜１１を停電前と同様に安定
的に作動させることができるのである。
源４７から直流電源４６に該直流電源４６の入力電流と
なるＩ4 が流れ、内蔵電池４５に充電電流Ｉ5 が流れ
る。このとき、第１直流バックアップユニット３８の電
位よりも直流電源４６の電位の方が低いため、第１直流
バックアップユニット３８へ電流Ｉe が流れることはな
い。そして、例えば時間ｔ2 のときに停電になり商用交
流電源２５及び三相動力電源４７から電流Ｉ1 、Ｉ2 、
Ｉ3 及びＩ4 が出力されなくなると、前述とは反対に各
直流バックアップユニット３８〜４１から各パソコン１
〜１１の内蔵電源１３〜２４に入力電流Ｉa1、Ｉb1、Ｉ
c1が流れ、停電前と同様に各パソコン１〜１１及びサー
バ１２を安定的に作動させることができるようにしてい
る。前記のように各直流バックアップユニット３８〜４
１から入力電流Ｉa1、Ｉb1、Ｉc1が流れることによっ
て、各直流バックアップユニット３８〜４１の電圧ＶE
が低下し、その電圧値ＶE が時間ｔ3 のときに放電打切
り電圧値まで低下すると、前記直流電源４６の電圧Ｖe
が第１直流バックアップユニット３８の電圧ＶE よりも
高くなるため、前記内蔵電池４５から直流電源４６に直
流電流Ｉ6 が流れ、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０を介して
直流電流Ｉe が第１直流バックアップユニット３８に流
れ、第２直流バックアップユニット３９、第３直流バッ
クアップユニット４０、第４直流バックアップユニット
４１を介して各パソコン１〜１１を停電前と同様に安定
的に作動させることができるのである。
【００１８】
【発明の効果】請求項１によれば、複数台の外部機器に
対して単一の直流バックアップユニットを接続すること
によって、負荷の大きい外部機器に優先して作動電流を
供給することができるから、従来のように負荷の大きい
外部機器に対応する大型の交流無停電電源を設ける必要
がなく、複数台の外部機器の合計の負荷に合致した容量
を持つ単一の直流バックアップユニットを設けるだけで
済み、無停電対策をコスト高になることを抑制すること
ができながらも実現することができる。しかも、本来的
に備えさせる外部機器用の電源を交直両用に構成するだ
けで停電時に直流バックアップユニットから直接電流を
供給することができるから、従来のような交流無停電電
源のような交流無停電電源のように外部機器とは別の電
源から供給するものに比べて回路を簡素化することがで
き、力率、効率を大幅に向上させることができるだけで
なく、省エネルギー化を推進することができるのであ
る。更に、従来のように停電時に負荷の変動により負荷
の大きな特定の外部機器への電流供給が先に断たれるこ
とがなく、複数の外部機器への電流供給を同時期に断つ
ことができ、信頼性の高いものにすることができる。
又、複数台の外部機器全てが常に能力１００％で作動さ
れることが皆無に等しいことから、直流バックアップユ
ニットの容量を使用電力に合った値に設定することが可
能になり、この点からも装置全体の小型化を図ることが
できる。又、特定の直流バックアップユニットが容量オ
ーバーになった場合や特定の直流バックアップユニット
が故障等の場合に、その特定の直流バックアップユニッ
トに他の直流バックアップユニットから電流を供給する
ことができ、信頼性の高いものにすることができる。し
かも、前記直流バックアップユニットの電圧が常にほぼ
等しくなるように電流の受渡しを行うことができるか
ら、従来のように重要度の高い負荷の大きな外部機器へ
の電流供給が停止されるのではなく、複数の全ての外部
機器への電流供給を同時期に断つことができ、この点に
おいても信頼性の高いものにすることができる。又、停
電時に重要度の低い（電流供給の不必要な）外部機器か
ら人為的に電流の遮断を行えば、重要度の高い電流供給
時間をその分長くすることができる利点がある。 又、直
流バックアップユニットの容量以上の電流を直流電源に
より補充することができるだけでなく、停電時に直流バ
ックアップユニットが故障や機能不良等が発生した場合
でも、直流電源から直接外部機器の電源に電流を供給す
ることができ、より一層信頼性の高いものにすることが
できる。
対して単一の直流バックアップユニットを接続すること
によって、負荷の大きい外部機器に優先して作動電流を
供給することができるから、従来のように負荷の大きい
外部機器に対応する大型の交流無停電電源を設ける必要
がなく、複数台の外部機器の合計の負荷に合致した容量
を持つ単一の直流バックアップユニットを設けるだけで
済み、無停電対策をコスト高になることを抑制すること
ができながらも実現することができる。しかも、本来的
に備えさせる外部機器用の電源を交直両用に構成するだ
けで停電時に直流バックアップユニットから直接電流を
供給することができるから、従来のような交流無停電電
源のような交流無停電電源のように外部機器とは別の電
源から供給するものに比べて回路を簡素化することがで
き、力率、効率を大幅に向上させることができるだけで
なく、省エネルギー化を推進することができるのであ
る。更に、従来のように停電時に負荷の変動により負荷
の大きな特定の外部機器への電流供給が先に断たれるこ
とがなく、複数の外部機器への電流供給を同時期に断つ
ことができ、信頼性の高いものにすることができる。
又、複数台の外部機器全てが常に能力１００％で作動さ
れることが皆無に等しいことから、直流バックアップユ
ニットの容量を使用電力に合った値に設定することが可
能になり、この点からも装置全体の小型化を図ることが
できる。又、特定の直流バックアップユニットが容量オ
ーバーになった場合や特定の直流バックアップユニット
が故障等の場合に、その特定の直流バックアップユニッ
トに他の直流バックアップユニットから電流を供給する
ことができ、信頼性の高いものにすることができる。し
かも、前記直流バックアップユニットの電圧が常にほぼ
等しくなるように電流の受渡しを行うことができるか
ら、従来のように重要度の高い負荷の大きな外部機器へ
の電流供給が停止されるのではなく、複数の全ての外部
機器への電流供給を同時期に断つことができ、この点に
おいても信頼性の高いものにすることができる。又、停
電時に重要度の低い（電流供給の不必要な）外部機器か
ら人為的に電流の遮断を行えば、重要度の高い電流供給
時間をその分長くすることができる利点がある。 又、直
流バックアップユニットの容量以上の電流を直流電源に
より補充することができるだけでなく、停電時に直流バ
ックアップユニットが故障や機能不良等が発生した場合
でも、直流電源から直接外部機器の電源に電流を供給す
ることができ、より一層信頼性の高いものにすることが
できる。
【００１９】請求項２によれば、直流電源の電圧を、前
記直流バックアップユニットの過放電を防ぐために該直
流バックアップユニットの放電打切り電圧付近に設定す
ることによって、停電時の直流出力の供給をより一層長
い時間行うことができ、直流バックアップユニットの過
放電の防止を図ることができる。その結果、情報機器の
パワーラインを確実に守ることができる。
記直流バックアップユニットの過放電を防ぐために該直
流バックアップユニットの放電打切り電圧付近に設定す
ることによって、停電時の直流出力の供給をより一層長
い時間行うことができ、直流バックアップユニットの過
放電の防止を図ることができる。その結果、情報機器の
パワーラインを確実に守ることができる。
【００２０】請求項３によれば、各直流バックアップユ
ニットの第１蓄積部と電気２重層コンデンサとを並列に
接続することによって、電池の欠点及び電気２重層コン
デンサの欠点を補い合い、それらの長所を引き出すこと
ができる。
ニットの第１蓄積部と電気２重層コンデンサとを並列に
接続することによって、電池の欠点及び電気２重層コン
デンサの欠点を補い合い、それらの長所を引き出すこと
ができる。
【００２１】
【図１】パソコンサーバシステムの概略図
【図２】パソコンサーバシステムの要部の具体構成を示
す図
す図
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の動作原理を示すグラ
フ
フ
【図４】電流の供給原理を示す概略図
【図５】パソコンサーバシステムの別の形態を示す概略
図
図
【図６】パソコンサーバシステムの別の形態を示す概略
図
図
1 〜11 パソコン 12 サーバ 13〜24 内蔵電源 25 商用交流電源 26〜37 差込コンセント 38 第１直流バックアップユニット 39 第２直流バックアップユニット 40 第３直流バックアップユニット 41 第４直流バックアップユニット 42 第１蓄積部 43,44 電気２重層コンデンサ 45 内蔵電池 46 直流電源 47 三相動力電源 48 ダイオード 49 充電器 50 ＤＣ−ＤＣコンバータ 51 接続ボックス 52 第１外部機器群 53 第２外部機器群 54 第３外部機器群 55 第４外部機器群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 9/06 H02J 1/00 H02J 7/34
Claims (3)
- 【請求項１】 複数台の外部機器に備えられる外部機器
用の電源を商用交流入力と別途絶縁された直流入力のい
ずれの入力でも安定した直流出力を出力することができ
る交直両用に構成し、前記複数の電源に商用交流電源及
び単一の直流バックアップ電源を接続し、停電時におい
て、前記直流バックアップユニットから負荷の大きい外
部機器に優先して作動電流を供給し、前記複数の電源を
特定台数毎に単一の前記直流電源バックアップユニット
を接続し、これら複数台の直流バックアップユニットを
相互間で電流の受渡しができるように並列に接続し、停
電時において、前記各直流バックアップユニットからそ
れに接続された外部機器に作動電流を供給し、且つ、前
記各直流バックアップユニットの電圧が常に略等しくな
るように該直流バックアップユニット間で電流の受渡し
を行い、前記単数又は複数の直流バックアップユニット
に充電部を有する直流電源を接続してあることを特徴と
する停電時における電流供給方法。 - 【請求項２】 前記直流電源の電圧を、前記直流バック
アップユニットの過放電を防ぐために該直流バックアッ
プユニットの放電打切り電圧付近に設定してなる請求項
１記載の停電時における電流供給方法。 - 【請求項３】 前記各直流バックアップユニットの第１
蓄積部と電気２重層コンデンサとを並列に接続してなる
請求項１記載の停電時における電流供給方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26391196A JP3277453B2 (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 停電時における電流供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26391196A JP3277453B2 (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 停電時における電流供給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10112943A JPH10112943A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3277453B2 true JP3277453B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=17395984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26391196A Expired - Fee Related JP3277453B2 (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 停電時における電流供給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277453B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011083052A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 負荷制御システム |
-
1996
- 1996-10-04 JP JP26391196A patent/JP3277453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10112943A (ja) | 1998-04-28 |
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