JP4649716B2 - 無停電電源装置および無停電電源装置検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無停電電源装置および無停電電源装置検査方法に関し、特に、直流電源であるバッテリと、バッテリの電圧を所定の電圧まで昇圧する昇圧回路と、昇圧回路によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを有する無停電電源装置およびその検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＡ（Office Automation）等の浸透により、無停電電源装置への需要が高まってきている。
【０００３】
ところで、無停電電源装置は、バッテリの直流電源をインバータによって交流電圧に変換し、異常事態が発生した場合には、商用電源に代わって負荷に電力を供給し、通常時においては商用電源によりバッテリを充電する方法が一般的である。
【０００４】
図３は、このような無停電電源装置の従来における構成例を示す図である。
この図において、商用電源１は、交流電源であり、例えば、１００Ｖの交流電圧を供給する。
【０００５】
スイッチ２は、制御部９によって制御され、商用電源１からの電力の供給を遮断する場合にはＯＦＦの状態とされる。
負荷３は、電力の供給対象である。
【０００６】
バッテリ４は、例えば、鉛蓄電池やニッカド電池等であり、直流電圧を発生する。
昇降圧回路５は、インバータ７を動作させる場合（異常事態が発生した場合）には、バッテリ４からの直流電圧を所定の電圧まで昇圧してインバータ７に供給し、それ以外の場合（通常の場合）には、インバータ７によって商用電源１を整流することにより得られた直流電圧を所定の電圧まで降圧してバッテリ４に供給する。
【０００７】
直流中間コンデンサ６は、インバータ７によって整流された直流電圧に含まれているリプルを平滑化するとともに、同様に、昇降圧回路５から出力された直流電圧に含まれているリプルを平滑化する。
【０００８】
インバータ７は、異常事態が発生した場合には、昇降圧回路５から供給された直流電圧を交流電圧に変換して出力し、それ以外の場合は商用電源１からの交流電圧を整流して昇降圧回路５に供給する。
【０００９】
制御電源回路８は、直流中間コンデンサ６の両端に出現する直流電圧から、所定の電源電圧を生成し、昇降圧回路５およびインバータ７に制御電源として供給する。
【００１０】
制御部９は、バッテリ４の電圧が正常か否かを判定する際に、スイッチ２を制御するとともに、負荷３に印加されている電圧を検出する。
次に、以上の従来例の動作について説明する。
【００１１】
バッテリ４が正常か否かを判定する場合、制御部９は、先ず、スイッチ２をＯＦＦの状態にする。
スイッチ２がＯＦＦの状態になると、負荷３に対して電源の供給が停止されるので、これを検知した昇降圧回路５が動作を開始し、バッテリ４の直流電圧を昇圧してインバータ７に供給する。インバータ７は、昇降圧回路５から供給された直流電圧を交流電圧に変換して出力する。
【００１２】
その結果、負荷３にはインバータ７によって発生された交流電圧が供給されるので、負荷３はそれまでと同様の状態を維持する。また、制御部９は、負荷３に印加されている電圧を検出することにより、バッテリ４が正常であるか否かを判定することが可能となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来の無停電電源装置では、バッテリ４が完全に不良状態となったり、バッテリ４と昇降圧回路５との接続が切断されたりした場合において、バッテリ４のチェックのためにスイッチ２がＯＦＦの状態にされると、直流中間コンデンサ６には電圧が印加されない状態となる。その場合、制御電源回路８は、インバータ７および昇降圧回路５に対して電源を供給することができないので、負荷３には電力が供給されない状態となってしまう。
【００１４】
従って、従来の無停電電源装置において、バッテリ４の良否を判定する場合、バッテリ４が完全な不良状態であったり、バッテリ４と装置との接続が切断されたりしている場合には、商用電源１は正常であるにもかかわらず、負荷３に電力が供給されない状態となってしまうという問題点があった。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、負荷３に対する電力の供給を停止することなく、バッテリ４の良否を確認することが可能な無停電電源装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、直流電源であるバッテリと、バッテリの電圧を所定の電圧まで昇圧する昇圧回路と、昇圧回路によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを有する無停電電源装置において、バッテリが正常か否かを検査する場合に、昇圧回路の動作を開始させる昇圧回路動作開始手段と、昇圧回路から所定の電圧が出力されているか否かを判定する判定手段と、判定手段によって正常な電圧が出力されていると判定された場合には、商用電源を遮断する商用電源遮断手段と、商用電源が遮断された後に、インバータの動作を開始させ、負荷に対して電力の供給を開始させるインバータ動作開始手段と、を有することを特徴とする無停電電源装置が提供される。
【００１７】
ここで、昇圧回路動作開始手段は、バッテリが正常か否かを検査する場合に、昇圧回路の動作を開始させる。判定手段は、昇圧回路から所定の電圧が出力されているか否かを判定する。商用電源遮断手段は、判定手段によって正常な電圧が出力されていると判定された場合には、商用電源を遮断する。インバータ動作開始手段は、商用電源が遮断された後に、インバータの動作を開始させ、負荷に対して電力の供給を開始させる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態の構成例を示す図である。この図において、商用電源１は、交流電源であり、例えば、１００Ｖの交流電圧を供給する。
【００１９】
スイッチ２（商用電源遮断手段）は、制御部９によって制御され、商用電源１から負荷３への電力の供給を遮断する場合にはＯＦＦの状態とされる。
負荷３は、電力の供給対象であり、例えば、パーソナルコンピュータ等である。
【００２０】
バッテリ４は、例えば、鉛蓄電池やニッカド電池等であり、直流電圧を発生する。
昇降圧回路５は、インバータ７を動作させる場合（異常事態が発生した場合）には、バッテリ４からの直流電圧を所定の電圧まで昇圧してインバータ７に供給し、それ以外の場合（通常状態の場合）には、インバータ７によって商用電源１を整流することにより得られた直流電圧を所定の電圧まで降圧してバッテリ４に供給して充電する。
【００２１】
直流中間コンデンサ６は、インバータ７によって整流された直流電圧に含まれているリプルを平滑化するとともに、同様にして、昇降圧回路５から出力された直流電圧に含まれているリプルを平滑化する。
【００２２】
インバータ７は、異常事態が発生した場合には、昇降圧回路５から供給された直流電圧を交流電圧に変換して負荷３に供給し、それ以外の場合は商用電源１からの交流電圧を整流して昇降圧回路５に供給する。
【００２３】
制御電源回路８は、直流中間コンデンサ６の両端に出現する直流電圧から、所定の電源電圧を生成し、昇降圧回路５およびインバータ７に制御用電源として供給する。
【００２４】
制御部９（昇降圧回路動作開始手段、判定手段、インバータ動作開始手段、負荷電圧判定手段、バッテリ電圧判定手段）は、バッテリ４の電圧が正常か否かを判定する際に、昇降圧回路５、スイッチ２、および、インバータ７を制御するとともに、負荷３に印加されている電圧を検出する。なお、制御部９に対しては、例えば、制御電源回路８から電源が供給されているものとする。
【００２５】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。なお、本実施の形態は、図３に示す従来例と比較して、制御部９の動作が一部異なっている。その詳細について以下に説明する。
【００２６】
バッテリ４が正常か否かを判定する場合、制御部９は、先ず、昇降圧回路５の動作を開始させる。昇降圧回路５の動作が開始されると、バッテリ４の直流電圧が昇圧されて所定の電圧が出力されるので、制御部９は、規定の電圧が出力されているか否かを判定する。
【００２７】
そして、規定の電圧が出力されている場合には、制御部９は、スイッチ２をＯＦＦの状態とし、商用電源１から負荷３に対する電力の供給を遮断する。なお、規定の電圧が出力されていない場合には、バッテリ４が異常であるとして、判定処理を中止する。
【００２８】
昇降圧回路５から規定の電圧が出力されていると判定してスイッチ２をＯＦＦの状態にした場合、制御部９は、次に、インバータ７の動作を開始させ、負荷３に対する電力の供給を開始させる。
【００２９】
そして、制御部９は、負荷３に規定の電圧が印加されているか否かを判定し、規定の電圧が印加されている場合には、バッテリ４が正常であると判定し、それ以外の場合には、バッテリ４が異常であると判定する。
【００３０】
以上の実施の形態によれば、バッテリ４の良否を判定する場合には、先ず、昇降圧回路５を動作させて出力電圧が正常であるか否かを判定し、その後に、スイッチ２を遮断してインバータ７を動作させるようにしたので、バッテリ４が異常である際に、昇降圧回路５およびインバータ７に対する制御電源回路８からの電力の供給が絶たれ、負荷に対する電力の供給が停止されるといった事態を回避することが可能となる。
【００３１】
最後に、図２に示すフローチャートを参照して、図１に示す実施の形態の動作について説明する。このフローチャートが開始されると、以下の処理が実行される。
［Ｓ１］制御部９は、昇降圧回路５の動作を開始させる。その結果、バッテリ４の直流電圧が昇圧されてインバータ７および制御電源回路８に供給される。
［Ｓ２］制御部９は、昇降圧回路５からの出力電圧である中間電圧を検出する。
［Ｓ３］制御部９は、中間電圧が正常であるか否かを判定し、正常である場合にはステップＳ４に進み、それ以外の場合にはステップＳ９に進む。
［Ｓ４］制御部９は、スイッチ２を遮断する（ＯＦＦの状態にする）。
［Ｓ５］制御部９は、インバータ７の動作を開始させる。その結果、昇降圧回路５から出力された直流電圧は交流電圧に変換され、負荷３に供給される。
［Ｓ６］制御部９は、負荷３に印加されている負荷電圧を検出する。
［Ｓ７］制御部９は、負荷電圧が正常であるか否かを判定し、正常である場合にはステップＳ８に進み、それ以外の場合にはステップＳ９に進む。
［Ｓ８］制御部９は、バッテリ４が正常である旨を通知する。
［Ｓ９］制御部９は、バッテリ４が異常である旨を通知する。
【００３２】
以上の処理によれば、バッテリ４が異常である場合でも、負荷３に対する電力の供給を停止することなく、バッテリ４のチェックを行うことが可能となる。
なお、以上の実施の形態では、制御部９によって一連のプロセスを自動的に実施するようにしたが、制御部９を設けずに、これらのプロセスを手動で実行することも可能である。
【００３３】
また、以上の実施の形態では、インバータ７の動作時において負荷３に印加されている電圧によってバッテリ４の良否を判定するようにしたが、インバータ７の動作時のバッテリ４の端子電圧から良否を判定することも可能である。要は、バッテリ４から負荷電流が流出している際における、各点の電圧を測定すればよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、直流電源であるバッテリと、バッテリの電圧を所定の電圧まで昇圧する昇圧回路と、昇圧回路によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを有する無停電電源装置において、バッテリが正常か否かを検査する場合に、昇圧回路の動作を開始させる昇圧回路動作開始手段と、昇圧回路から所定の電圧が出力されているか否かを判定する判定手段と、判定手段によって正常な電圧が出力されていると判定された場合には、商用電源を遮断する商用電源遮断手段と、商用電源が遮断された後に、インバータの動作を開始させ、負荷に対して電力の供給を開始させるインバータ動作開始手段と、を設けるようにしたので、バッテリが正常でない場合においても、負荷に対する電力の供給を停止することなく、バッテリの良否を判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無停電電源装置の実施の形態の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す無停電電源装置の動作の様子を説明するフローチャートである。
【図３】従来における無停電電源装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 商用電源
２ スイッチ
３ 負荷
４ バッテリ
５ 昇降圧回路
６ 直流中間コンデンサ
７ インバータ
８ 制御電源回路
９ 制御部

Claims (4)

1. 直流電源であるバッテリと、バッテリの電圧を所定の電圧まで昇圧する昇圧回路と、昇圧回路によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを有する無停電電源装置において、
   前記バッテリが正常か否かを検査する場合に、前記昇圧回路の動作を開始させる昇圧回路動作開始手段と、
   前記昇圧回路から所定の電圧が出力されているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって正常な電圧が出力されていると判定された場合には、商用電源を遮断する商用電源遮断手段と、
   商用電源が遮断された後に、前記インバータの動作を開始させ、負荷に対して電力の供給を開始させるインバータ動作開始手段と、
   を有することを特徴とする無停電電源装置。
2. 前記インバータ動作開始手段によってインバータの動作が開始された後に、前記負荷に印加されている電圧が正常であるか否かを判定する負荷電圧判定手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
3. 前記インバータ動作開始手段によってインバータの動作が開始された後に、前記バッテリの端子電圧が正常であるか否かを判定するバッテリ電圧判定手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
4. 直流電源であるバッテリと、バッテリの電圧を所定の電圧まで昇圧する昇圧回路と、昇圧回路によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを有する無停電電源装置が正常か否かを検査する無停電電源装置検査方法において、
   前記昇圧回路の動作を開始させ、
   前記昇圧回路から所定の電圧が出力されているか否かを判定し、
   前記昇圧回路から正常な電圧が出力されていると判定した場合には、商用電源を遮断し、
   商用電源を遮断した後に、前記インバータの動作を開始させ、負荷に対して電力の供給を開始させ、
   前記負荷またはバッテリの電圧を測定する、
   ことを特徴とする無停電電源装置検査方法。

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