JP4223423B2 - Uninterruptible power supply, subscriber side device and communication system - Google Patents
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Description
この発明は、通信機器等に用いられ、商用電源のバックアップを行うバッテリを備えた無停電電源装置、加入者側装置および通信システムに関するものである。 The present invention relates to an uninterruptible power supply device, a subscriber-side device, and a communication system that are used in communication equipment and the like and have a battery for backing up commercial power.
従来の無停電電源装置としては、商用電源を直流電圧に変換する交流/直流変換部分と、その交流/直流変換部分により変換された直流電圧を所定の直流電圧に変換して負荷に供給する直流/直流変換部分と、その直流/直流変換部分により変換された直流電圧を取り付け取り外し自在なバックアップ用バッテリに供給し充電する充電回路と、その充電回路の出力電圧を検出し、その検出電圧が所定の閾値以上の場合にバックアップ用バッテリの未接続状態であると判定する電圧検出回路とを備えたものがある。
このバックアップ用バッテリの未接続状態の確認方法は、バックアップ用バッテリが接続されている場合には、商用電源の投入時にそのバックアップ用バッテリに電流が流れ、充電回路の出力電圧に電圧降下が発生することから、電圧検出回路による検出電圧が所定の閾値未満の場合にバックアップ用バッテリの接続状態であると判定するものである。また、バックアップ用バッテリが接続されていない場合には、商用電源の投入時であっても充電回路の出力電圧に電圧降下が発生しないことから、電圧検出回路による検出電圧が所定の閾値以上の場合にバックアップ用バッテリの未接続状態であると判定するものである(例えば、特許文献1参照)。
As a conventional uninterruptible power supply, an AC / DC conversion part for converting commercial power into DC voltage, and a DC voltage converted by the AC / DC conversion part into a predetermined DC voltage and supplied to a load / DC conversion portion, a charging circuit for supplying and charging a DC battery converted by the DC / DC conversion portion to a detachable backup battery, an output voltage of the charging circuit is detected, and the detected voltage is predetermined. And a voltage detection circuit that determines that the backup battery is not connected when the threshold is exceeded.
In this backup battery unconnected state confirmation method, when a backup battery is connected, current flows to the backup battery when the commercial power is turned on, and a voltage drop occurs in the output voltage of the charging circuit. Therefore, it is determined that the backup battery is connected when the voltage detected by the voltage detection circuit is less than the predetermined threshold. In addition, when the backup battery is not connected, no voltage drop occurs in the output voltage of the charging circuit even when the commercial power is turned on. It is determined that the backup battery is not connected (see, for example, Patent Document 1).
従来の無停電電源装置は以上のように構成されているので、電源投入時のみバックアップ用バッテリの未接続状態を確認可能なものである。
従って、電源投入時にバックアップ用バッテリの接続状態を確認できても、通常運転中に保守点検等でバックアップ用バッテリを交換した場合には、その接続状態を確認することはできず、未接続状態になっていた場合には商用電源に停電が発生してもその商用電源のバックアップを行うことができないなどの課題があった。
Since the conventional uninterruptible power supply is configured as described above, the unconnected state of the backup battery can be confirmed only when the power is turned on.
Therefore, even if the connection status of the backup battery can be confirmed when the power is turned on, if the backup battery is replaced during maintenance, etc. during normal operation, the connection status cannot be confirmed. In such a case, there is a problem that the commercial power source cannot be backed up even if a power failure occurs.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、通常運転中においても蓄電手段の接続状態を確認可能な無停電電源装置、加入者側装置および通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an uninterruptible power supply apparatus, a subscriber-side apparatus, and a communication system capable of confirming a connection state of power storage means even during normal operation. To do.
この発明に係る無停電電源装置は、充電手段の蓄電手段への出力部の電圧を検出する電圧監視手段と、直流電圧変換手段への電源電圧の投入を検出し、その投入検出時に、充電手段から蓄電手段への充電を停止させると共に、直流電圧変換手段への電源電圧の給電が継続的される通常運転中に、充電手段から上記蓄電手段への充電を間欠的に停止させ、それら充電停止時に電圧監視手段によって検出される電圧が予め設定された閾値以下の場合に蓄電手段の未接続状態であると判定する制御手段とを備えたものである。 The uninterruptible power supply device according to the present invention detects a voltage monitoring means for detecting the voltage of the output section to the power storage means of the charging means, and detects the input of the power supply voltage to the DC voltage converting means, and at the time of detecting the input, the charging means It stops the charging of the storage means from the normal operation of power supply of the power supply voltage to DC voltage conversion means is continuous, intermittently stopping the charging of the electricity storage means from the charging means, stopping their charge And control means for determining that the power storage means is not connected when the voltage detected by the voltage monitoring means is below a preset threshold value.
この発明によれば、電源投入時のみならず通常運転中においても蓄電手段の接続状態を確認することができる効果がある。
According to the present invention, there is an effect that the connection state of the power storage means can be confirmed not only when the power is turned on but also during normal operation.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による光ファイバ通信システムを示すブロック図であり、この発明の無停電電源装置の適用例を示したものである。
図において、宅内装置(加入者側装置)1は、光ファイバ(通信経路)5を通じて局側装置4に対して通信する通信部(通信手段、負荷)2と、その通信部2に所定の直流電圧を供給する電源部3とから構成されるものである。交流/直流変換部6は、商用電源ACを直流電圧に変換して電源部3に供給するものである。また、バッテリ(蓄電手段)7は、電源部3に取り付け取り外し自在にされ、商用電源ACの停電時にその電源の代わりに通信部2への電源を供給するものである。
この宅内装置1は、バッテリ7の未接続状態でも商用電源ACが供給されていれば動作可能であり、また、バッテリ7が電源部3に未接続である場合には、その未接続状態を電源部3が検出し、通信部2から光ファイバ5を通じて局側装置4に対して未接続警報を通信するものである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an optical fiber communication system according to Embodiment 1 of the present invention, and shows an application example of the uninterruptible power supply of the present invention.
In the figure, an in-home device (subscriber side device) 1 includes a communication unit (communication means, load) 2 that communicates with a station side device 4 through an optical fiber (communication path) 5, and a predetermined direct current to the
This in-home device 1 can operate even if the
図2はこの発明の実施の形態1による無停電電源装置を示すブロック図であり、図1に示した電源部3およびバッテリ7からなるものである。
電源部3において、直流/直流変換部(直流電圧変換手段)11は、絶縁型のスイッチング方式のDC/DCコンバータにより構成され、交流/直流変換部6から供給される−48Vdcの直流電圧を、例えば17Vdc等の直流電圧に変換するものである。ダイオード12は、直流/直流変換部11の出力側に接続され、商用電源ACの停電時にバッテリ7から通信部2に電源を供給することになるが、その電流の逆流を防止するものである。また、直流/直流変換部13は、絶縁型のスイッチング方式のDC/DCコンバータにより構成され、直流/直流変換部11からダイオード12を介して供給される直流電圧を、例えば3.3Vdc、5Vdc、30Vdc等の直流電圧に変換して通信部2に供給するものである。
充電回路部(充電手段)14は、絶縁型の3端子レギュレータにより構成され、直流/直流変換部11から供給される直流電圧を、接続されたバッテリ7に例えば13.5Vdcの定電圧で充電するものである。なお、この充電回路部14は、フォトカプラの入力により3端子レギュレータをオンオフ制御することにより充電および充電停止を制御可能に構成されたものである。電圧監視回路部(電圧監視手段)15は、電源電圧監視用ICにより構成され、充電回路部14およびバッテリ7間の電圧を検出するものである。より具体的には、充電回路部14の出力部の電圧を検出するものである。
FIG. 2 is a block diagram showing the uninterruptible power supply according to Embodiment 1 of the present invention, which comprises
In the
The charging circuit unit (charging means) 14 is constituted by an insulated three-terminal regulator, and charges the DC voltage supplied from the DC /
制御部(制御手段)16は、直流/直流変換部13の出力電圧5Vdcを使用したプログラマブルロジックデバイス(PLD)を用いて商用電源ACの投入を認識し、商用電源ACの投入時に、充電回路部14からバッテリ7への充電を停止させると共にその充電停止時に電圧監視回路部15による検出電圧が閾値Vth以下の場合にバッテリ7の未接続状態であると判定し、また、商用電源ACからの給電が継続される通常運転中に、充電回路部14からバッテリ7への充電を周期的に停止させると共にその充電停止時に電圧監視回路部15による検出電圧が閾値Vth以下の場合にバッテリ7の未接続状態であると判定するものである。なお、この未接続状態の判定は、通信部2に伝送され、通信部2から光ファイバ5を通じて局側装置4に対して未接続警報として通信されるものである。
ダイオード17は、バッテリ7および直流/直流変換部13の入力間に接続され、電流の逆流を防止するものである。
なお、この実施の形態1では、図2に示すように、バッテリ7を、電源部3に対して外出しに設置するように構成したものである。
The control unit (control means) 16 recognizes the input of the commercial power supply AC using a programmable logic device (PLD) using the output voltage 5Vdc of the DC /
The
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
次に動作について説明する。
図3はこの発明の実施の形態1による無停電電源装置の動作を示すフローチャート、図4はこの発明の実施の形態1によ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。
図1から図3において、商用電源ACが交流/直流変換部6を通じて電源部3に投入された場合(ステップST1)、直流/直流変換部11、ダイオード12、直流/直流変換部13を通じて通信部2に所定の直流電圧が供給され、通信部2は動作可能になる。制御部16では、直流/直流変換部13の出力電圧5Vdcを使用したPLDを用いてその電源投入を認識し、一旦、バッテリ7の未接続状態であると初期設定する(ステップST2)。さらに、充電回路部14のフォトカプラをオフに制御し、充電回路部14からバッテリ7への充電を停止させる(ステップST3)と共に、その充電停止時に電圧監視回路部15によって検出される電圧を入力し(ステップST4)、その検出電圧と予め設定された閾値Vthとを比較する(ステップST5)。この検出電圧が閾値Vth以下の場合にバッテリ7の未接続状態であると判定する。
これは、電源投入時においては、バッテリ7に前回の通常運転時における充電電圧が残っており、電源部3にバッテリ7が接続状態であるならば、閾値Vth以上の充電電圧が検出されるからである。また、新たなバッテリ7を接続してから電源投入する場合においても、通常、新たなバッテリ7を十分に充電された状態にしてから接続されることから、電源部3に新たなバッテリ7が接続状態であるならば、閾値Vth以上の充電電圧が検出される。
この未接続状態の判定は、通信部2に伝送され、通信部2から光ファイバ5を通じて局側装置4に対して未接続警報として通信される。
Next, the operation will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the uninterruptible power supply according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the uninterruptible power supply according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1 to FIG. 3, when the commercial power source AC is turned on to the
This is because, when the power is turned on, the charging voltage in the previous normal operation remains in the
This determination of the unconnected state is transmitted to the
一方、電源投入時の検出電圧が閾値Vthを超える場合にバッテリ7の接続状態であると判定する(ステップST6)。これにより、制御部16は、充電回路部14のフォトカプラをオンに制御し、充電回路部14からバッテリ7への充電を行う。
ここで、商用電源ACからの給電が継続される通常運転中では、制御部16による充電回路部14のフォトカプラのオンおよびオフの制御により、充電回路部14からバッテリ7への充電を周期的に停止させ(ステップST7)、その充電停止時に電圧監視回路部15によって検出される電圧を入力し、その検出電圧と予め設定された閾値Vthとを比較する(ステップST8)。上記同様、検出電圧が閾値Vth以下の場合にバッテリ7の未接続状態であると判定し(ステップST2)、この未接続状態の判定は、通信部2に伝送され、通信部2から光ファイバ5を通じて局側装置4に対して未接続警報として通信される。
一方、通常運転中の検出電圧が閾値Vthを超える場合にバッテリ7の接続状態であると判定する。
図4はその時の充電回路部14の出力電圧と、充電回路部14の出力部の電圧とを示したものである。電圧監視回路部15では、充電回路部14からバッテリ7への充電停止時に、充電回路部14の出力部の電圧を監視していることから、充電回路部14から出力される充電電圧を検出することなく、バッテリ7の充電電圧を監視することができ、閾値Vth以下であるか否かによりバッテリ7の未接続状態または接続状態を判定することができる。
On the other hand, when the detected voltage at power-on exceeds the threshold value Vth, it is determined that the
Here, during normal operation in which power supply from the commercial power supply AC is continued, charging of the
On the other hand, when the detected voltage during normal operation exceeds the threshold value Vth, it is determined that the
FIG. 4 shows the output voltage of the
なお、図2において、商用電源ACの停電時には、直流/直流変換部11の出力電圧はほぼ零になるが、電源部3にバッテリ7が接続状態であるならば、バッテリ7の電源がダイオード17を介して直流/直流変換部13に供給され、直流/直流変換部13ではその電源を所定の直流電圧に変換して通信部2に供給することができ、商用電源ACのバックアップを行うことができる。この時、ダイオード12は、バッテリ7からダイオード17および充電回路部14を介してバッテリ7に戻る閉回路が形成されるのを防止する。
In FIG. 2, the output voltage of the DC /
以上のように、この実施の形態1によれば、商用電源ACの投入時に、充電回路部14からバッテリ7への充電を停止させると共にその充電停止時に電圧監視回路部15による検出電圧が閾値Vth以下の場合にバッテリ7の未接続状態であると判定し、また、商用電源ACからの給電が継続される通常運転中に、充電回路部14からバッテリ7への充電を周期的に停止させると共にその充電停止時に電圧監視回路部15による検出電圧が閾値Vth以下の場合にバッテリ7の未接続状態であると判定することにより、電源投入時のみならず通常運転中に保守点検等でバッテリ7を交換した場合においてもバッテリ7の接続状態を確認することができる。
また、バッテリ7が電源部3に未接続状態である場合には、その未接続状態を未接続警報として、通信部2から光ファイバ5を通じて局側装置4に対して通信することができる宅内装置1および光ファイバ通信システムが得られる。
さらに、バッテリ7を、電源部3に外出しに設置するように構成したことにより、バッテリ7の交換等の保守管理を容易にすることができる。また、電源部3の入力としては、直流/直流変換部11の−48Vdc入力となるので、電話局に設置する場合に有効に設置することができる。
As described above, according to the first embodiment, when the commercial power supply AC is turned on, the charging from the charging
When the
Furthermore, since the
なお、上記実施の形態1では、商用電源ACからの給電が継続される通常運転中に、充電回路部14からバッテリ7への充電を周期的に停止させたが、停止に周期性を持たせることなく、単に間欠的に停止させるようにしても良い。
In the first embodiment, the charging from the charging
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2による無停電電源装置を示すブロック図であり、電源部3に、商用電源ACを直流電圧に変換して直流/直流変換部11に供給する交流/直流変換部(交流直流電圧変換手段)6を取り込んだものである。その他の構成については図2と同等である。
このように、交流/直流変換部6を、電源部3の内部に取り込むように構成したことにより、交流/直流変換部6を含めた全体の構成を小型化することができる。また、電源部3の入力としては、商用電源ACを用いることができ、汎用性を高めることができる。
FIG. 5 is a block diagram showing an uninterruptible power supply according to
As described above, the AC /
実施の形態3.
図6はこの発明の実施の形態3による無停電電源装置を示すブロック図であり、電源部3に、さらにバッテリ7を取り込んだものである。その他の構成については図5と同等である。
このように、交流/直流変換部6およびバッテリ7を、電源部3の内部に取り込むように構成したことにより、交流/直流変換部6およびバッテリ7を含めた全体の構成を小型化することができる。また、電源部3の入力としては、商用電源ACを用いることができ、汎用性を高めることができる。
FIG. 6 is a block diagram showing an uninterruptible power supply according to
As described above, since the AC /
1 宅内装置(加入者側装置)、2 通信部(通信手段、負荷)、3 電源部、4 局側装置、5 光ファイバ(通信経路)、6 交流/直流変換部(交流直流電圧変換手段)、7 バッテリ(蓄電手段)、11 直流/直流変換部(直流電圧変換手段)、12,17 ダイオード、13 直流/直流変換部、14 充電回路部(充電手段)、15 電圧監視回路部(電圧監視手段)、16 制御部(制御手段)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 In-home apparatus (subscriber side apparatus) 2 Communication part (communication means, load) 3 Power supply part 4 Station side apparatus 5 Optical fiber (communication path), 6 AC / DC conversion part (AC / DC voltage conversion means) , 7 Battery (power storage means), 11 DC / DC conversion section (DC voltage conversion means), 12, 17 Diode, 13 DC / DC conversion section, 14 Charging circuit section (charging means), 15 Voltage monitoring circuit section (voltage monitoring) Means), 16 control section (control means).
Claims (6)
取り付け取り外し自在にされ、電源停電時にその電源の代わりに上記負荷への電源を供給する蓄電手段と、
上記直流電圧変換手段から発生される直流電圧を上記蓄電手段に供給する充電手段と、
上記充電手段の上記蓄電手段への出力部の電圧を検出する電圧監視手段と、
上記直流電圧変換手段への電源電圧の投入を検出し、その投入検出時に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を停止させると共に、上記直流電圧変換手段への電源電圧の給電が継続的される通常運転中に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を間欠的に停止させ、それら充電停止時に上記電圧監視手段によって検出される電圧が予め設定された閾値以下の場合に上記蓄電手段の未接続状態であると判定する制御手段とを備えた無停電電源装置。 DC voltage conversion means for transforming the power supply voltage and supplying a predetermined DC voltage to the load;
Power storage means that is attachable and detachable, and supplies power to the load instead of the power supply in the event of a power failure;
Charging means for supplying a DC voltage generated from the DC voltage converting means to the power storage means;
Voltage monitoring means for detecting the voltage of the output section of the charging means to the power storage means;
Detection of the supply of power supply voltage to the DC voltage conversion means is detected, and when charging is detected, charging from the charging means to the power storage means is stopped and supply of power supply voltage to the DC voltage conversion means is continued. that during normal operation, from the charging means intermittently stops the charging of the electricity storage means, the storage means when the voltage is below a preset threshold value which is detected by the voltage monitoring means during their charge stop An uninterruptible power supply comprising control means for determining that the connection is not established.
蓄電手段は、当該無停電電源装置の内部に取り込むように設置されることを特徴とする請求項1記載の無停電電源装置。 AC voltage conversion means for converting AC commercial power into DC voltage and supplying the voltage to DC voltage conversion means,
The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein the power storage means is installed so as to be taken into the uninterruptible power supply.
上記無停電電源装置は、
電源電圧を変圧して所定の直流電圧を上記通信手段に供給する直流電圧変換手段と、
取り付け取り外し自在にされ、電源停電時にその電源の代わりに上記通信手段への電源を供給する蓄電手段と、
上記直流電圧変換手段から発生される直流電圧を上記蓄電手段に供給する充電手段と、
上記充電手段の上記蓄電手段への出力部の電圧を検出する電圧監視手段と、
上記直流電圧変換手段への電源電圧の投入を検出し、その投入検出時に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を停止させると共に、上記直流電圧変換手段への電源電圧の給電が継続的される通常運転中に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を間欠的に停止させ、それら充電停止時に上記電圧監視手段によって検出される電圧が予め設定された閾値以下の場合に上記蓄電手段の未接続状態であると判定する制御手段とを備え、
上記通信手段は、上記制御手段が上記蓄電手段の未接続状態であると判定した場合に、外部に未接続警報を通信することを特徴とする加入者側装置。 An uninterruptible power supply that supplies a predetermined DC voltage to the communication means,
The uninterruptible power supply is
DC voltage conversion means for transforming a power supply voltage and supplying a predetermined DC voltage to the communication means;
Power storage means that is attachable and detachable, and supplies power to the communication means instead of the power supply in the event of a power failure;
Charging means for supplying a DC voltage generated from the DC voltage converting means to the power storage means;
Voltage monitoring means for detecting the voltage of the output section of the charging means to the power storage means;
Detection of the supply of power supply voltage to the DC voltage conversion means is detected, and when charging is detected, charging from the charging means to the power storage means is stopped and supply of power supply voltage to the DC voltage conversion means is continued. that during normal operation, from the charging means intermittently stops the charging of the electricity storage means, the storage means when the voltage is below a preset threshold value which is detected by the voltage monitoring means during their charge stop Control means for determining that it is in an unconnected state,
The subscriber unit, wherein the communication unit communicates an unconnected alarm to the outside when the control unit determines that the power storage unit is not connected.
上記加入者側装置は、通信手段に所定の直流電圧を供給する無停電電源装置を備え、
上記無停電電源装置は、
電源電圧を変圧して所定の直流電圧を上記通信手段に供給する直流電圧変換手段と、
取り付け取り外し自在にされ、電源停電時にその電源の代わりに上記通信手段への電源を供給する蓄電手段と、
上記直流電圧変換手段から発生される直流電圧を上記蓄電手段に供給する充電手段と、
上記充電手段の上記蓄電手段への出力部の電圧を検出する電圧監視手段と、
上記直流電圧変換手段への電源電圧の投入を検出し、その投入検出時に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を停止させると共に、上記直流電圧変換手段への電源電圧の給電が継続的される通常運転中に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を間欠的に停止させ、それら充電停止時に上記電圧監視手段によって検出される電圧が予め設定された閾値以下の場合に上記蓄電手段の未接続状態であると判定する制御手段とを備え、
上記加入者側装置の上記通信手段は、上記制御手段が上記蓄電手段の未接続状態であると判定した場合に、上記局側装置に上記通信経路を通じて未接続警報を通信することを特徴とする通信システム。 A subscriber-side device that communicates with a station-side device through a communication path;
The subscriber side device comprises an uninterruptible power supply for supplying a predetermined DC voltage to the communication means,
The uninterruptible power supply is
DC voltage conversion means for transforming a power supply voltage and supplying a predetermined DC voltage to the communication means;
Power storage means that is attachable and detachable, and supplies power to the communication means instead of the power supply in the event of a power failure;
Charging means for supplying a DC voltage generated from the DC voltage converting means to the power storage means;
Voltage monitoring means for detecting the voltage of the output section of the charging means to the power storage means;
Detection of the supply of power supply voltage to the DC voltage conversion means is detected, and when charging is detected, charging from the charging means to the power storage means is stopped and supply of power supply voltage to the DC voltage conversion means is continued. that during normal operation, from the charging means intermittently stops the charging of the electricity storage means, the storage means when the voltage is below a preset threshold value which is detected by the voltage monitoring means during their charge stop Control means for determining that it is in an unconnected state,
The communication unit of the subscriber side device communicates an unconnected alarm to the station side device through the communication path when the control unit determines that the power storage unit is not connected. Communications system.
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