JP4315066B2 - Power control system - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池を有するシステムにおける電源制御システムに関するものである。 The present invention relates to a power supply control system in a system having a secondary battery.
従来この種の電源制御システムは、直流化手段で交流電源を直流化した後、安定化手段で電圧を必要な電圧に安定化してからシステム負荷へ供給する電源経路と、二次電池からシステム負荷へ供給される電源経路は同じであった(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、交流電源の電圧変動や直流化手段の直流化の方法によっては、システムの負荷変動の影響で、安定化手段に入力される電圧が大きく変動するしまう。従って、システムの負荷変動が大きい場合には、安定化手段の前段に変動を吸収するための負荷を必要としていた。 However, in the above-described conventional configuration, depending on the voltage fluctuation of the AC power supply or the DC conversion method of the DC conversion means, the voltage input to the stabilization means greatly fluctuates due to the influence of system load fluctuation. Accordingly, when the load fluctuation of the system is large, a load for absorbing the fluctuation is required before the stabilizing means.
このような構成を取った場合には、常時この負荷による電力消費が発生するので、二次電池から電源供給する際にもこの負荷による電力消費が余分に必要となり、二次電池の容量を本来必要な容量以上に増やす必要を生じて、二次電池の大型化、コストアップとなっていた。 When such a configuration is used, power consumption due to this load always occurs. Therefore, even when power is supplied from the secondary battery, additional power consumption due to this load is necessary, and the capacity of the secondary battery is essentially reduced. The necessity of increasing beyond the necessary capacity has arisen, resulting in an increase in the size and cost of the secondary battery.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、二次電池からシステムへ電源供給する際に、消費電力を考慮して効率的な供給を行うことのできる電源制御システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a power supply control system capable of performing efficient supply in consideration of power consumption when supplying power from a secondary battery to the system. And
前記従来の課題を解決するために、本発明の電源制御システムは、入力された交流電源を直流化する直流化手段と、前記直流化手段から充電の為の電源が供給され、前記直流化手段の出力電圧よりも低い電圧を出力する二次電池と、前記直流化手段から前記二次電池への電源の供給を制御する第1のスイッチと、前記直流化手段からの電圧を安定化してシステムの負荷に電源を供給する安定化手段と、前記二次電池から前記システムの負荷へ直接電源の供給を制御する第2のスイッチと、前記第1のスイッチと第2のスイッチを制御する制御部を備えたのもので、二次電池からの電源供給経路には負荷が存在しないので二次電池の容量はシステム負荷に応じた容量で済み、二次電池の小型化、コストダウンが可能となる。 In order to solve the above-described conventional problems, a power supply control system according to the present invention includes a DC unit for converting an input AC power source into a DC, and a power source for charging from the DC unit. A secondary battery that outputs a voltage lower than the output voltage, a first switch that controls the supply of power from the DC converter to the secondary battery, and a system that stabilizes the voltage from the DC converter Stabilizing means for supplying power to the load, a second switch for directly controlling power supply from the secondary battery to the system load, and a controller for controlling the first switch and the second switch those of having, requires a volume since the power supply path does not exist the load capacity of the secondary battery according to the system load from the secondary battery, reduction in size of the secondary battery, it is possible to reduce costs .
本発明の電源制御システムによれば、簡便に二次電池を用いた充放電回路を構成でき、二次電池からシステムへ電源供給する際に、消費電力を考慮して効率的な供給を行うことが可能となる。 According to the power supply control system of the present invention, a charge / discharge circuit using a secondary battery can be easily configured, and when supplying power from the secondary battery to the system, efficient supply is performed in consideration of power consumption. Is possible.
第1の発明は、入力された交流電源を直流化する直流化手段と、前記直流化手段から充電の為の電源が供給され、前記直流化手段の出力電圧よりも低い電圧を出力する二次電池と、前記直流化手段から前記二次電池への電源の供給を制御する第1のスイッチと、前記直流化手段からの電圧を安定化してシステムの負荷に電源を供給する安定化手段と、前記二次電池から前記システムの負荷へ直接電源の供給を制御する第2のスイッチと、前記第1のスイッチと第2のスイッチを制御する制御部を備えることで、二次電池からシステムに電源供給する際に、消費電力を抑えることができ効率的な電源制御が可能である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a secondary unit that outputs a voltage lower than an output voltage of the DC conversion unit, supplied with a DC unit for converting the input AC power source into a DC, and a power source for charging from the DC unit. A battery, a first switch that controls supply of power from the direct current means to the secondary battery, and stabilization means that stabilizes a voltage from the direct current means and supplies power to a system load. A power supply from the secondary battery to the system is provided by including a second switch that directly controls power supply from the secondary battery to the load of the system, and a control unit that controls the first switch and the second switch. When supplying, power consumption can be suppressed and efficient power control is possible.
第2の発明は、請求項1に記載の制御部を、システムの負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、第1のスイッチにより、前記二次電池への電源供給を制御するように構成することにより、システムの消費電力を安定させることと、消費電力を抑えることができる。 According to a second aspect of the present invention, the control unit according to the first aspect is configured such that the first switch is switched according to the state of the system load, the state of the AC power supplied to the DC unit, or the state of the secondary battery. Thus, by configuring so as to control the power supply to the secondary battery, the power consumption of the system can be stabilized and the power consumption can be suppressed.
第3の発明は、請求項1に記載の制御部を、システムの負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、第2のスイッチにより、前記システムの負荷への電源供給を制御するように構成したもので、システムに効率的に電源供給することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the control unit according to the first aspect, wherein the second switch is switched according to the state of the system load, the state of the AC power supplied to the DC unit, or the state of the secondary battery. Thus , the power supply to the load of the system is controlled, and the power can be efficiently supplied to the system.
第4の発明は、複数のシステム負荷と、二次電池から前記複数のシステム負荷への電源供給を制御する複数の第2のスイッチを有し、制御部は、前記複数のシステム負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、前記複数の第2のスイッチにより、前記複数のシステム負荷への電源供給を行うことで、システムのブロックごとに電源供給することができるので、システムに効率的に電源供給することができる。 A fourth invention includes a plurality of system loads and a plurality of second switches that control power supply from a secondary battery to the plurality of system loads, and the control unit is configured to determine the state of the plurality of system loads, Alternatively, depending on the state of the AC power supplied to the DC unit or the state of the secondary battery, the plurality of second switches can supply power to the plurality of system loads, thereby blocking the system. Therefore, it is possible to efficiently supply power to the system.
第5の発明は、請求項1、請求項3、請求項4に記載の電源供給システムにおいて、安定化手段からシステム負荷への電源供給はダイオードを介して行なうようにしたもので、交流電源からシステムへ電源供給を行う場合と、二次電池からシステムへ電源を供給する場合とを完全に分けることができ、システム全体として効率的に電源供給を行うことができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the power supply system according to any one of the first, third, and fourth aspects, the power supply from the stabilizing means to the system load is performed via a diode. The case where power is supplied to the system and the case where power is supplied from the secondary battery to the system can be completely separated, and power can be efficiently supplied as a whole system.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における電源制御システムのブロック図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a power supply control system according to the first embodiment of the present invention.
図1において、1は商用電源などの交流電源、2は交流電源1を直流化する直流化手段、4は二次電池であり、充電用スイッチ3を制御部6からの信号により切り替えることで、二次電池4に充電のための電源供給がなされる。7は安定化手段8に供給する電圧変動を押さえるための負荷である。通常、二次電池4は、使用される時間とともに内部抵抗が大きくなっていく。従って、それをふまえた充電が必要である。従って、常に二次電池4の内部抵抗が大きくなることを前提として、供給する電圧を高めにしてある。しかしながら、この電圧を直接安定化手段8に入力すると、システム負荷の変動によっては、安定化手段8が大きく発熱してしまうので前段に負荷7を入れることで安定化手段8の入力電圧を調整している。
In FIG. 1, 1 is an AC power source such as a commercial power source, 2 is a DC unit for converting the AC power source 1 to DC, 4 is a secondary battery, and the
5は制御部6からの信号により切り替わる放電用スイッチで、二次電池4から電源の安定化手段8へ電源を供給する。9はシステム負荷である。6の制御部は、直流化手段2後段の電圧監視、二次電池4の電圧監視および温度監視、システム負荷9の負荷変動の監視を行い、充電用スイッチ3と放電用スイッチ5の制御を行う制御部である。
A
このシステムにおいて、交流電源1などの交流電源と、システム負荷9の状態、二次電池4の電圧、表面温度などに応じて制御部6から充電用スイッチ3を切り替え、二次電池4に電圧を供給して充電を行う。このシステムを用いれば、供給される商用電源などの交流電源あるいは、システムの負荷状態、二次電池の状態に応じて二次電池へ充電できることから、たとえば充電する時間帯をシステムの負荷が少ないときにおこない、システムの負荷が大きくなった場合には充電を中断することが可能となり、システムの負荷を安定させることが可能となり、効率的に電源供給を行うことができ、消費電力も一定させることが出来る。
In this system, the
また、交流電源1の状態に応じて、制御部6からの信号により、充電用スイッチ3がオフしていることを確認し、放電用スイッチ5をオンし、電源の安定化手段8を経由してシステム負荷9へ電源を供給する。商用電源などの交流電源1からシステム負荷9へ電源供給する際には、安定化手段8前段の負荷7を経由するが二次電池4からシステム負荷9へ供給する際は安定化手段8の前段の負荷7を経由せずにシステム負荷9へ電源供給をすることができるため無駄な電力消費がなく効率的に二次電池4から電源をシステム負荷9へ供給できる。
Further, according to the state of the AC power supply 1, it is confirmed by the signal from the
これにより、二次電池4からシステムに電源供給する際には、消費電力を下げることができ効率的に供給することが可能となる。
As a result, when power is supplied from the
(実施の形態2)
図2は本発明の第2の実施の形態における電源制御システムのブロック図を示すものである。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a block diagram showing a power supply control system according to the second embodiment of the present invention.
図2において、複数の安定化手段8a、8bを有し、システムに供給する電圧を複数種類持っている場合である。二次電池4から安定化手段8あるいは、システム負荷9へ供給する経路を複数もち電源供給を切り替える複数の放電用スイッチ5a、5b、5cを有している。
In FIG. 2, there are a plurality of stabilizing means 8a and 8b, and a plurality of types of voltages supplied to the system. It has a plurality of
このシステムにおいて、システムに外部より入力される交流電源1に電圧低下、あるいは停電といった異常が起きた場合、特定のブロックのみに電源供給を行う。二次電池4から安定化手段8へは、放電用スイッチ5a、5b、5cを切り替える。これにより特定のブロックへのみ電源を供給することができる。
In this system, when an abnormality such as a voltage drop or a power failure occurs in the AC power supply 1 input from the outside to the system, power is supplied only to a specific block. From the
たとえば、9V系に表示用電源、5V用系にあるセンサ類、3.3V系にあるセンサ類とマイコンが接続されているシステムにおいて、交流電源1が電圧低下あるいは、停電した場合には、二次電池よりシステムに電源供給を行うとする。この場合、最小限のブロックを動かすには、3.3V系を作る安定化手段へ電源供給をするように放電用スイッチを切り替える。これにより交流電源1が異常時には特定のブロックへ電源供給を行い、システムの最小限ブロックのみ動かすことが可能となる。 For example, in a system in which a display power supply is connected to the 9V system, sensors in the 5V system, sensors in the 3.3V system, and a microcomputer are connected to the AC power supply 1, the power supply voltage drops or a power failure occurs. Assume that power is supplied to the system from the secondary battery. In this case, in order to move the minimum block, the discharge switch is switched so as to supply power to the stabilizing means for forming the 3.3V system. As a result, when the AC power supply 1 is abnormal, power is supplied to a specific block, and only the minimum block of the system can be moved.
(実施の形態3)
図3は、本発明の第3の実施の形態における電源制御システムのブロック図を示すものである。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a block diagram of a power supply control system according to the third embodiment of the present invention.
図3において、二次電池4から安定化手段8a、8b、8cの前段の負荷7を経由しない経路を複数個有し、制御部6からの信号により、前記経路に電源供給をするための複数の放電用スイッチ5a、5b、5cを有している。制御部6からの信号は、前記放電用スイッチへそれぞれ独立の信号を送ることで、複数の放電用スイッチを独立に操作可能とする。
In FIG. 3, there are a plurality of paths from the
このシステムを用いると、二次電池からシステムへ電源を供給する際には、放電用の経路を切り替える放電用スイッチを複数個もつことから、安定化手段以後のシステムに対し、放電用スイッチを切り替えることで、ブロックごとに電源を供給することができる。これにより効率的にシステムに電源を供給することができ、省電力化がはかれる。なお、負荷7から安定化手段8a、8b、8cへの電源供給はそれぞれダイオード10を介して行うことで、二次電池4から安定化手段へ電源を供給する際に必要以外の回路に電源が供給されるのを防止できるようにしている。
When this system is used, when power is supplied from the secondary battery to the system, since there are a plurality of discharge switches for switching the discharge path, the discharge switch is switched for the system after the stabilization means. Thus, power can be supplied for each block. As a result, power can be efficiently supplied to the system, and power saving can be achieved. The power supply from the
次に、実施の形態3の具体的な例として、家庭内や、ビルなどに設置できる緊急通報システムを用いて説明を行う。 Next, a specific example of the third embodiment will be described using an emergency call system that can be installed in a home or a building.
図4において、緊急通報システムは、表示ブロック11、マイク12、スピーカ13、各種センサ14(例えば、熱検知、煙検知、炎検知などの火災検知センサ、赤外線や圧力センサなどの人感センサ、開閉センサなどのセキュリティーセンサ、ヒトの生体情報を検知、管理する健康チェッカーなどのセンサなど)或いは、アクチュエータ16からなる。そして、各種センサ14から得た情報を制御部6で処理する。制御部6で処理された情報は、情報の重要度レベルにより、システム内の11の表示ブロック、13のスピーカを用いて報知する。あるいは、外部通信ブロック15を通し外部へ通報される。
In FIG. 4, the emergency call system includes a
このシステムにおいて通常時には、電源は外部の交流電源1より供給されているため、全てのブロックに電源供給がなされている。交流電源1において、停電あるいは電圧降下などの異常が発生した場合、各ブロックへの電源供給は二次電池4より行う。二次電池4より各ブロックへ電源供給する際には、全てのブロックへ電源供給することも可能であるが、システムの重要度に応じて限られたブロックのみに電源供給を行う。例えば、緊急時に外部と通信を行うための機能のみの電源供給するとすれば、マイク12、スピーカ13、制御部6、外部通信ブロック15のみに電源供給を行う。これによりシステム全体として消費電力を抑えることができ、長時間緊急通報システムとしての役割を部分的に果たすことができる。
In this system, since power is normally supplied from an external AC power supply 1, power is supplied to all blocks. When an abnormality such as a power failure or a voltage drop occurs in the AC power source 1, power is supplied to each block from the
また、マイク12、スピーカ13はシステムに供給される電源が交流電源1から二次電池4へ変わっても、常に使用する状態でなければ、使用時のみに電源供給するために、それぞれのブロックに供給するための放電用スイッチ5を切り替えることも可能である。同様に、各種センサ14から情報を得る場合でも、情報を得るタイミングに合わせて放電用スイッチ5を切り替えることで電源供給することで効率的に電源供給が可能である。
In addition, the
別の例として、家庭内の複数の機器を集中管理するための端末に、本発明の電源制御システムが組み込まれているとする。集中管理システムの端末からは家庭内の電化製品(たとえば、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、電子レンジ、テレビ、ビデオ、DVDなどの記録システム、セキュリティーセンサ、給湯器、照明設備、健康チェッカーなど)がコントロールできるとする。このシステムにおいて、入力される交流電源などに電圧低下、停電が発生した場合に、電源制御システム内の二次電池4から操作ブロックへ電源供給を行う。この各ブロックにおいて、それぞれの使用法において任意に重要と思われるブロックに電源供給を行うことが可能とまる。たとえば、重要なセンサ、たとえばセキュリティーセンサが接続されているブロック、あるいは、無線を通し情報を得ている場合は、無線ブロックに電源供給が行われるように制御部6からの信号で放電用スイッチ5を切り替え電源供給することが可能である。この放電用スイッチ5を切り替えることで、消費電力を低減することができ、システム全体として重要な電化製品を長時間コントロールすることが可能となる。
As another example, it is assumed that the power supply control system of the present invention is incorporated in a terminal for centrally managing a plurality of devices in a home. Centralized control system terminals control home appliances (for example, recording systems such as air conditioners, refrigerators, washing machines, microwave ovens, TVs, videos, DVDs, security sensors, water heaters, lighting equipment, health checkers, etc.) Suppose you can. In this system, when a voltage drop or power failure occurs in the input AC power supply or the like, power is supplied from the
以上のように、本発明にかかる、電源制御システムは、簡単に二次電池を充放電回路を構成でき、二次電池からシステムへ効率的に電源供給することができるため、バックアップ機能を持つ製品全般に搭載することが可能である。 As described above, the power supply control system according to the present invention can easily form a charge / discharge circuit for a secondary battery, and can efficiently supply power from the secondary battery to the system. It can be installed in general.
1 交流電源
2 直流化手段
3 充電用スイッチ(第1のスイッチ)
4 二次電池
5 放電用スイッチ(第2のスイッチ)
6 制御部
7 負荷
8、8a、8b、8c 安定化手段
9、9a、9b、9c システム負荷
10 ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
4
6
Claims (5)
前記直流化手段から充電の為の電源が供給され、前記直流化手段の出力電圧よりも低い電圧を出力する二次電池と、
前記直流化手段から前記二次電池への電源の供給を制御する第1のスイッチと、
前記直流化手段からの電圧を安定化してシステムの負荷に電源を供給する安定化手段と、前記二次電池から前記システムの負荷へ直接電源の供給を制御する第2のスイッチと、
前記第1のスイッチと第2のスイッチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電源制御システム。 DC conversion means for converting the input AC power source into DC,
A secondary battery that is supplied with a power source for charging from the DC unit and outputs a voltage lower than the output voltage of the DC unit;
A first switch for controlling the supply of power from the direct current means to the secondary battery;
Stabilization means for stabilizing the voltage from the DC means and supplying power to a system load; a second switch for controlling power supply directly from the secondary battery to the system load;
A control unit for controlling the first switch and the second switch;
A power supply control system comprising:
前記直流化手段から充電の為の電源が供給され、前記直流化手段の出力電圧よりも低い電圧を出力する二次電池と、
前記直流化手段から前記二次電池への電源の供給を制御する第1のスイッチと、
前記直流化手段からの電圧を安定化して複数のシステムの負荷に電源を供給する安定化手段と、前記二次電池から前記複数のシステムの負荷へ直接電源の供給を制御する複数の第2のスイッチと、
前記第1のスイッチと前記複数の第2のスイッチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電源制御システム。 DC conversion means for converting the input AC power source into DC,
A secondary battery that is supplied with a power source for charging from the DC unit and outputs a voltage lower than the output voltage of the DC unit;
A first switch for controlling the supply of power from the direct current means to the secondary battery;
Stabilizing means for stabilizing the voltage from the direct current means and supplying power to a plurality of system loads; and a plurality of second means for controlling the supply of power directly from the secondary battery to the loads of the plurality of systems. A switch,
A control unit for controlling the first switch and the plurality of second switches;
A power supply control system comprising:
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