JP5005393B2 - 電力制御装置及び電力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力制御装置及び電力制御方法、特に、電源から電力を供給される負荷装置に接続される電力制御装置及び電力制御方法に関する。

図１４は、従来における電力制御装置１００等の構成を示す図である。この電力制御装置１００は、整流器３００、負荷装置４００に接続されている。また、整流器３００は、交流電源５００に接続されている。
電力制御装置１００は、制御部１３０と、電池１１ｚ−１〜１１ｚ−ｎ（ｎは２以上の整数）を備えている。電池１１ｚ−１〜１１ｚ−ｎは、直列に接続されている。また、電池１１ｚ−１〜１１ｚ−ｎには、各電池ごとにバイパス回路が並列に接続されている。
バイパス回路は、そのバイパス回路が接続されている電池の充電時などに、交流電源５００から整流器３００を介して電力制御装置１００に供給される電力によって、電池１１ｚ−１〜１１ｚ−ｎを充電する場合に、電池に供給される電圧が、所定の電圧（例えば、４．１Ｖ）以上の電圧が、その電池に対して供給されてしまうことを防ぐためのものである。

この技術では、制御部１３０によって、各電池１１ｚ−１〜１１ｚ−ｎの端子電圧を計測し、ある電池に対して所定の電圧以上が印加された場合に、バイパス回路を介してバイパス電流を流すことにより、その電池に所定の電圧以上の電圧が印加されることを防いでいる（特許文献１、特許文献２）。
特開平８−１９１８８号公報 特開２００２−３５４６９９号公報

しかしながら、従来の技術では、電力制御装置１００の電池１１ｚ−１〜１１ｚ−ｎにおける各電池の端子電圧を計測して、その計測した電圧の値に基づいて、各電池に印加される電圧を制御する必要があったため、各電池ごとに電圧を計測する機器やバイパス回路を設けなければならず、電力制御装置の構成が複雑になり、電力制御装置の製造コストが大きいという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力制御装置の構成を簡略化することができ、電力制御装置の製造コストを低くすることができる電力制御装置及び電力制御方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の電力制御装置は、電源から電力を供給される負荷装置に接続される電力制御装置であって、前記電源に停電が発生しているか否かについて検出する停電検出部と、１つの電池又は並列に接続された複数の電池からなる蓄電部と、前記停電検出部が停電の発生を検出していない場合における前記電源から前記負荷装置に供給される電圧を記憶する電源電圧記憶部と、前記停電検出部が停電の発生を検出した場合に前記蓄電部が蓄電している電力を前記電源電圧記憶部が記憶している電圧まで昇圧して前記負荷装置に供給する昇圧部とを備える。
本発明では、蓄電部が、１つの電池又は並列に接続された複数の電池から構成されているので、蓄電部を構成する電池の電圧は同じになる。よって、電池の電圧にばらつきが生じるのを防ぐ機器を電力制御装置に設ける必要がないため、電力制御装置の構成を簡略化することができ、電力制御装置の製造コストを低くすることができる。

また、本発明の電力制御装置は、前記１つの電池又は並列に接続された複数の電池が満充電の場合に前記蓄電部が出力する電圧を記憶する電池電圧記憶部と、前記停電検出部が停電の発生を検出していない場合における前記電源から供給される電力を前記電池電圧記憶部が記憶している電圧まで降圧して前記蓄電部に供給する降圧部とを備える。
本発明では、蓄電部を構成する電池の充電電圧にばらつきを生じさせることなく、蓄電部を構成する電池を、電源が供給する電力を利用して均等に充電することができる。

また、本発明の電力制御装置の前記電池は、リチウムイオン電池である。
本発明では、蓄電部を構成する電池を、鉛蓄電池等よりも小型なリチウムイオン電池としたため、電力制御装置を小型化することができる。

また、本発明の電力制御方法は、電源から電力を供給される負荷装置に接続される電力制御装置を用いた電力制御方法であって、前記電源に停電が発生しているか否かについて検出する停電検出過程と、前記停電検出過程で停電の発生を検出していない場合における前記電源から前記負荷装置に供給される電圧を記憶する電源電圧記憶部と、前記停電検出部が停電の発生を検出した場合に、１つの電池又は並列に接続された複数の電池からなる蓄電部が蓄電している電力を、前記停電検出過程で停電の発生を検出していない場合における前記電源から前記負荷装置に供給される電圧まで昇圧して前記負荷装置に供給する昇圧過程とを実行する。

また、本発明の電力制御方法は、前記停電検出過程で停電の発生を検出していない場合における前記電源から供給される電力を、前記１つの電池又は並列に接続された複数の電池が満充電の場合に前記蓄電部が出力する電圧まで降圧して前記蓄電部に供給する降圧過程を実行する。

本発明の電力制御装置及び電力制御方法によれば、電力制御装置の構成を簡略化することができ、電力制御装置の製造コストを低くすることができる。

（第１の実施形態）
始めに、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による電力制御装置１０ａ等の構成を示す概略ブロック図である。この電力制御装置１０ａは、整流器３０、負荷装置４０に接続されている。また、整流器３０は、交流電源５０に接続されている。
交流電源５０は、商用電源などであり、整流器に対して所定の電圧（例えば、４８Ｖ）の交流電力を供給する。
整流器３０は、一方の端子が交流電源５０に接続されており、他方の端子が負荷装置４０と電力制御装置１０ａとに接続されている。整流器３０は、交流電源５０から供給される交流電力を、ダイオードＤ４によって直流電力に変換して、負荷装置４０と電力制御装置１０ａとに供給する。
負荷装置４０は、整流器３０と電力制御装置１０ａとに接続されている。負荷装置４０は、整流器３０又は電力制御装置１０ａから供給される直流電力を利用して負荷を駆動する。

電力制御装置１０ａは、整流器３０と負荷装置４０とに接続されている。電力制御装置１０ａは、蓄電部１１、変換器１２（昇圧部、降圧部とも称する）、制御部１３ａを備えている。
蓄電部１１は、蓄電部１１ｂと蓄電部１１ｂとからなる。蓄電部１１ａと蓄電部１１ｂは、変換器１２に並列に接続されている。
蓄電部１１ａは、並列に接続されたｎ個のリチウムイオン電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ（ｎは２以上の整数）から構成されている。また、蓄電部１１ｂは、並列に接続されたｎ個のリチウムイオン電池１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎから構成されている。
蓄電部１１ａ及び蓄電部１１ｂを構成するリチウムイオン電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎの放電電圧は、４．１Ｖである。

図２は、本発明の第１の実施形態による電力制御装置１０ａの変換器１２等の構成を示す回路図である。本実施形態において、変換器１２は、入力される直流電圧を昇圧又は降圧して、入力された直流電圧とは異なる出力電圧として出力するＤＣ／ＤＣ双方向変換器である。
変換器１２は、コンデンサＣ１、トランジスタＴ１、ダイオードＤ１、トランジスタＴ２、ダイオードＤ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ２を備えている。
コンデンサＣ１の一方の端子はトランジスタＴ１とダイオードＤ１と変換器１２の端子Ｐ１とに接続されており、他方の端子はトランジスタＴ２とダイオードＤ２とコンデンサＣ２と変換器１２の端子Ｐ２及び端子Ｐ４とに接続されている。

トランジスタＴ１の一方の端子はコンデンサＣ１と変換器１２の端子Ｐ１とに接続されており、他方の端子はトランジスタＴ２とダイオードＤ２とリアクトルＬ１とに接続されている。トランジスタＴ１は、制御部１３ａが出力するトランジスタ駆動用信号に基づいて、駆動したり停止したりする。
ダイオードＤ１の一方の端子はコンデンサＣ１と変換器１２の端子Ｐ１とに接続されており、他方の端子はトランジスタＴ２とダイオードＤ２とリアクトルＬ１とに接続されている。

トランジスタＴ２の一方の端子はトランジスタＴ１とダイオードＤ１とリアクトルＬ１とに接続されており、他方の端子はコンデンサＣ１とコンデンサＣ２と変換器１２の端子Ｐ２及び端子Ｐ４とに接続されている。トランジスタＴ２は、制御部１３ａが出力するトランジスタ駆動用信号に基づいて、駆動したり停止したりする。
ダイオードＤ２の一方の端子はトランジスタＴ１とダイオードＤ１とリアクトルＬ１とに接続されており、他方の端子はコンデンサＣ１とコンデンサＣ２と変換器１２の端子Ｐ２及び端子Ｐ４とに接続されている。

リアクトルＬ１は一方の端子がトランジスタＴ１とダイオードＤ１とトランジスタＴ２とダイオードＤ２とに接続されており、他方の端子がコンデンサＣ２と変換器１２の端子Ｐ３とに接続されている。
コンデンサＣ２は一方の端子がリアクトルＬ１と変換器１２の端子Ｐ３とに接続されており、他方の端子がコンデンサＣ１とトランジスタＴ２とダイオードＤ２とコンデンサＣ２と変換器１２の端子Ｐ２及び端子Ｐ４とに接続されている。

図３は、本発明の第１の実施形態による電力制御装置１０ａの制御部１３ａの構成を示す概略ブロック図である。制御部１３ａは、停電検出部１３１ａ、第１の電圧計測部１３２ａ、第２の電圧計測部１３３ａ、第１のトランジスタ制御部１３４ａ、第２のトランジスタ制御部１３５ａ、スイッチ制御部１３６ａ、電池電圧記憶部１３７ａ、電源電圧記憶部１３８ａを備えている。

停電検出部１３１ａは、整流器３０から供給される電圧を計測し、交流電源５０に停電が発生していたり、整流器に不具合が発生して整流器からの電力供給が停止していたりするか否かについて検出する。具体的には、停電検出部１３１ａは、計測する電圧が予め設定した電圧レベルを下回った場合に交流電源５０に停電が発生していると判定する。
第１の電圧計測部１３２ａは、変換器１２の端子Ｐ１と端子Ｐ２との間の電圧を計測する。第２の電圧計測部１３３ａは、変換器１２の端子Ｐ３と端子Ｐ４との間の電圧を計測する。
第１のトランジスタ制御部１３４ａは、停電検出部１３１ａと第１の電圧計測部１３２ａと第２の電圧計測部１３３ａとがそれぞれ計測した電圧に基づいて、変換器１２のトランジスタＴ１を駆動させるか停止させるかについて制御する。

第２のトランジスタ制御部１３５ａは、停電検出部１３１ａと第１の電圧計測部１３２ａと第２の電圧計測部１３３ａとがそれぞれ計測した電圧に基づいて、変換器１２のトランジスタＴ１を駆動させるか停止させるかについて制御する。
スイッチ制御部１３６ａは、停電検出部１３１ａと第１の電圧計測部１３２ａと第２の電圧計測部１３３ａとがそれぞれ計測した電圧に基づいて、変換器１２のトランジスタＴ１を駆動させるか停止させるかについて制御する。

電池電圧記憶部１３７ａは、メモリなどの記憶装置を備えており、蓄電部１１を構成する複数のリチウムイオン電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎが満充電の場合に、蓄電部１１が出力する電圧（例えば、４．１Ｖ）を記憶する。
電源電圧記憶部１３８ａは、メモリなどの記憶装置を備えており、停電検出部１３１ａが停電の発生を検出していない場合における、交流電源５０から負荷装置４０に供給される電圧（例えば、４８Ｖ）を記憶する。

図４は、本発明の第１の実施形態による電力制御装置１０ａの制御部１３ａの処理を示すフローチャートである。図４の処理を行う前提として、電池電圧記憶部１３７ａには電圧Ｖ_Ｂ２の値が予め記憶されており、電源電圧記憶部１３８ａには電圧Ｖ_Ｓ２の値が予め記憶されている。

始めに、停電検出部１３１ａは、整流器３０から負荷装置４０に供給される電圧を計測することにより、交流電源５０に停電が発生しているか否かについて判定する（ステップＳ０１）。
交流電源５０に停電が発生している場合には、停電検出部１３１ａはステップＳ０１で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ０２に進む。
そして、第１のトランジスタ制御部１３４ａは、電源電圧記憶部１３８ａから電圧Ｖ_Ｓ２を読み出す（ステップＳ０２）。
次に、第２の電圧計測部１３３ａは、変換器１２の端子Ｐ３と端子Ｐ４との間に加わる電圧であって蓄電部１１が出力する電圧Ｖ_Ｂ１を計測する（ステップＳ０３）。
次に、第１のトランジスタ制御部１３４ａは、トランジスタＴ１の駆動を停止する（ステップＳ０４）。

そして、第２のトランジスタ制御部１３５ａは、トランジスタＴ２の駆動と停止を制御する（ステップＳ０５）。具体的には、第２のトランジスタ制御部１３５ａは、Ｖ_Ｂ１／Ｖ_Ｓ２＝（Ｔ_ＯＮ＋Ｔ_ＯＦＦ）／Ｔ_ＯＦＦの関係を満たすように、トランジスタＴ２を駆動する時間であるＴ_ＯＮと、トランジスタＴ２を停止させる時間であるＴ_ＯＦＦとを決定する。そして、第２のトランジスタ制御部１３５ａは、図５に示すように、トランジスタＴ２を時間Ｔ_ＯＮだけ駆動させた後、時間Ｔ_ＯＦＦだけ停止させるという処理を繰り返す。
図５において、時間Ｔ_ＯＮの間は蓄電部１１から供給される電力により変換器１２の内のリアクタＬ１にエネルギを蓄え、時間Ｔ_ＯＦＦの間はリアクトルＬ１に蓄積されたエネルギにより負荷装置４０へ電力を供給する

図４に戻り、停電検出部１３１ａは、整流器３０から供給される電圧を計測することにより、ステップＳ０１で検出された整流器３０からの電力供給の停電が終了したか否かについて判定する（ステップＳ０６）。整流器３０からの電力供給停止が終了していない場合には、停電検出部１３１ａは、ステップＳ０６で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ０５の処理を継続する。一方、整流器３０からの電力供給停止が終了している場合には、停電検出部１３１ａは、ステップＳ０６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ０１に進む。

このステップＳ０５の処理を行うことにより、蓄電部１１から電力制御装置１０ａの変換器１２に出力される電圧Ｖ_Ｂ１は、電圧Ｖ_Ｓ２に昇圧されて、負荷装置４０に対して供給される。つまり、変換器１２は、停電検出部１３１ａが停電の発生を検出した場合に、蓄電部１１が蓄電している電力を、電源電圧記憶部１３８ａが記憶している電圧まで昇圧して負荷装置４０に供給する。

一方、整流器３０からの電力供給停止が発生していない場合には、停電検出部１３１ａはステップＳ０１で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ０７に進む。
そして、第２のトランジスタ制御部１３５ａは、電池電圧記憶部１３７ａから電圧Ｖ_Ｂ２を読み出す（ステップＳ０７）。
次に、第１の電圧計測部１３２ａは、変換器１２の端子Ｐ１と端子Ｐ２との間に加わる電圧であって整流器３０が出力する電圧Ｖ_Ｂ２を計測する（ステップＳ０８）。
次に、第２のトランジスタ制御部１３５ａは、トランジスタＴ２の駆動を停止する（ステップＳ０９）。

そして、第１のトランジスタ制御部１３４ａは、トランジスタＴ１の駆動と停止を制御する（ステップＳ１０）。具体的には、第１のトランジスタ制御部１３４ａは、Ｖ_Ｂ２／Ｖ_Ｓ１＝（Ｔ_ＯＮ＋Ｔ_ＯＦＦ）／Ｔ_ＯＦＦの関係を満たすように、トランジスタＴ１を駆動する時間であるＴ_ＯＮと、トランジスタＴ１を停止させる時間であるＴ_ＯＦＦとを決定する。そして、第１のトランジスタ制御部１３４ａは、図５での説明と同様に、トランジスタＴ１を時間Ｔ_ＯＮだけ駆動させた後、時間Ｔ_ＯＦＦだけ停止させるという処理を繰り返す。

そして、停電検出部１３１ａは、交流電源５０から整流器３０に供給される電圧を計測することにより、交流電源５０に停電が発生しているか否かについて判定する（ステップＳ１１）。交流電源５０に停電が発生していない場合には、停電検出部１３１ａは、ステップＳ１１で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ１０の処理を継続する。一方、交流電源５０に停電が発生している場合には、停電検出部１３１ａは、ステップＳ１１で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ０１に進む。

このステップＳ１０の処理を行うことにより、整流器３０から電力制御装置１０ａの変換器１２に出力される電圧Ｖ_Ｓ１は、電圧Ｖ_Ｂ２に降圧されて、蓄電部１１に対して供給される。これにより、蓄電部１１を構成する各リチウムイオン電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎの充電が行われる。つまり、変換器１２は、停電検出部１３１ａが停電の発生を検出していない場合における、交流電源５０から供給される電力を、電池電圧記憶部１３７ａが記憶している電圧まで降圧して蓄電部１１に供給することにより、各リチウムイオン電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎを充電する。

図６は、図４のフローチャートのステップＳ０５における変換器１２の等価回路図である。図２における変換器１２の回路図と比較して、図６では、トランジスタＴ１とダイオードＤ１のうち、ダイオードＤ１のみに電流が流れる。トランジスタＴ１は、第１のトランジスタ制御部１３４ａの制御により、駆動を停止している。
また、図２における変換器１２の回路図と比較して、図６では、トランジスタＴ２とダイオードＤ２のうち、トランジスタＴ２のみに電流が流れる。トランジスタＴ２は、第２のトランジスタ制御部１３５ａの制御により、スイッチとして機能している。

図７は、図４のフローチャートのステップＳ１０における変換器１２の等価回路図である。図２における変換器１２の回路図と比較して、図７では、トランジスタＴ１とダイオードＤ１のうち、トランジスタＴ１のみに電流が流れる。トランジスタＴ１は、第１のトランジスタ制御部１３４ａの制御により、スイッチとして機能している。
また、図２における変換器１２の回路図と比較して、図７では、トランジスタＴ２とダイオードＤ２のうち、ダイオードＤ２のみに電流が流れる。トランジスタＴ２は、第２のトランジスタ制御部１３５ａの制御により、駆動を停止している。

本発明の第１の実施形態によれば、蓄電部１１が、満充電状態における出力電圧が同一（例えば、４．１Ｖ）な特性を持つ複数の電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎから構成され、各電池が並列に接続されているので、各電池の電圧は同じになる。よって、各電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎの電圧にばらつきが生じるのを防ぐ機器を電力制御装置１０ａに設ける必要がないため、電力制御装置１０ａの構成を簡略化することができ、電力制御装置１０ａの製造コストを低くすることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態が、第１の実施形態と同じ部分については、その説明を省略する。

図８は、本発明の第２の実施形態による電力制御装置１０ｂ等の構成を示す概略ブロック図である。この電力制御装置１０ｂは、交流電源５０、整流器３０、負荷装置４０に接続されている。また、電力蓄積装置６０は、電力制御装置１０ｂ、整流器３０、負荷装置４０に接続されている。第２の実施形態（図８）が、第１の実施形態（図１）と同様の構成をとる部分については、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

電力蓄積装置６０は、ダイオードＤ３、スイッチＳ２、リチウムイオン電池１１ｃ−１〜１１ｃ−ｍ（ｍは２以上の整数）を備えている。ダイオードＤ３とスイッチＳ２は、並列に接続されている。また、リチウムイオン電池１１ｃ−１〜１１ｃ−ｍは、ダイオードＤ３とスイッチＳ２に対して直列に接続されている。リチウムイオン電池１１ｃ−１〜１１ｃ−ｍの放電電圧は、４．１Ｖである。

図９は、本発明の第２の実施形態による電力制御装置１０ｂの制御部１３ｂの構成を示す概略ブロック図である。制御部１３ｂは、停電検出部１３１ｂ、第１の電圧計測部１３２ｂ、第２の電圧計測部１３３ｂ、第１のトランジスタ制御部１３４ｂ、第２のトランジスタ制御部１３５ｂ、スイッチ制御部１３６ｂ、電池電圧記憶部１３７ｂ、電源電圧記憶部１３８ｂ、電力蓄積装置制御部１３９ｂを備えている。
第２の実施形態による電力制御装置１０ｂ（図９）の各部１３１ｂ〜１３８ｂは、第１の実施形態による電力制御装置１０ａ（図３）の各部１３１ａ〜１３８ａと同様の構成を有するため、それらの説明を省略する。

電力蓄積装置制御部１３９ｂは、電力蓄積装置６０から電力蓄積装置６０が出力する電圧の値を取得する。また、電力蓄積装置制御部１３９ｂは、停電検出部１３１ｂが出力する情報と、電力蓄積装置制御部１３９ｂから取得する電圧の値とに基づいて、電力蓄積装置６０のスイッチＳ２のオンとオフとを切り替える。

図１０は、本発明の第２の実施形態による電力制御装置１０ｂの制御部１３ｂの処理を示すフローチャートである。図１０のステップＳ２１、Ｓ２５〜Ｓ２９、Ｓ３３〜Ｓ３７の処理は、図４のステップＳ０１〜Ｓ１１の処理と同様であるので、それらの説明を省略する。

図１０では、交流電源５０に停電が発生している場合には、停電検出部１３１ｂはステップＳ２１で「ＹＥＳ」と判定し、電力制御装置１０ｂの電力蓄積装置制御部１３９ｂは、電力蓄積装置６０のスイッチＳ２をオフにする（ステップＳ２２）。これにより、電力蓄積装置６０から負荷装置４０に対して、電力が供給される。
次に、電力蓄積装置制御部１３９ｂは、電力蓄積装置６０の電圧Ｖ_Ａが、予め設定される所定電圧Ｖ_Ｂ以下であるか否かについて判定する（ステップＳ２３）。

電圧Ｖ_Ａが所定電圧Ｖ_Ｂよりも大きい場合には、電力蓄積装置制御部１３９ｂはステップＳ２３で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ２３に進む。一方、電圧Ｖ_Ａが所定電圧Ｖ_Ｂ以下である場合には、電力蓄積装置制御部１３９ｂはステップＳ２３で「ＹＥＳ」と判定し、電力蓄積装置制御部１３９ｂは、電力蓄積装置６０のスイッチＳ２をオンにする（ステップＳ２４）。そして、ステップＳ２５に進む。

一方、整流器３０からの電力供給停止が発生していない場合には、停電検出部１３１ｂはステップＳ２１で「ＮＯ」と判定し、電力制御装置１０ｂの電力蓄積装置制御部１３９ｂは、電力蓄積装置６０のスイッチＳ２をオンにする（ステップＳ３０）。これにより、交流電源５０から電力蓄積装置６０に対して電力が供給され、電力蓄積装置６０のリチウムイオン電池１１ｃ−１〜１１ｃ−ｍの充電が行われる。
次に、電力蓄積装置制御部１３９ｂは、電力蓄積装置６０の電圧Ｖ_Ａが、予め設定される所定電圧Ｖ_Ｃ以上であるか否かについて判定する（ステップＳ３１）。

電圧Ｖ_Ａが所定電圧Ｖ_Ｃよりも小さい場合には、電力蓄積装置制御部１３９ｂはステップＳ３１で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ３１に進む。一方、電圧Ｖ_Ａが所定電圧Ｖ_Ｃ以下である場合には、電力蓄積装置制御部１３９ｂはステップＳ３１で「ＹＥＳ」と判定し、電力蓄積装置制御部１３９ｂは、電力蓄積装置６０のスイッチＳ２をオフにする（ステップＳ３２）。そして、ステップＳ３３に進む。
なお、図１０では、ステップＳ３０〜Ｓ３２の処理を行った後に、ステップＳ３３〜Ｓ３７の処理を行っているが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ３０〜Ｓ３２の処理と、ステップＳ３３〜Ｓ３７の処理とを並行して行ってもよい。

図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、図１０のフローチャートのステップＳ２２〜Ｓ２９の処理について説明するための図である。
図１１（ａ）は、電力制御装置１０ｂから負荷装置４０に対する放電状態を示す図である。図１１（ａ）に示すように、電力制御装置１０ｂは、時刻ｔ_０から時刻ｔ_２までは放電をしておらず、時刻ｔ_２から放電を開始している。

図１１（ｂ）は、電力蓄積装置６０から負荷装置４０に対する放電状態を示す図である。図１１（ｂ）に示すように、電力蓄積装置６０は、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までと、時刻ｔ_２以降は放電をしておらず、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの間に放電している。

図１１（ｃ）は、電力制御装置１０ｂの制御部１３ｂの停電検出部１３１ｂによる停電検出の状態を示す図である。図１１（ｃ）に示すように、停電検出部１３１ｂは、時刻ｔ_１に、交流電源５０の停電を検出している。

図１１（ｄ）は、電力蓄積装置６０の電圧Ｖ_Ａの時間変化を示す図である。交流電源５０の停電が発生した時刻ｔ_１から、電力蓄電装置６０の電圧Ｖ_Ａが、所定電圧Ｖ_Ｂ以下になる時刻ｔ_２までの間、電力蓄積装置６０は負荷装置４０に対して電力を供給している（図１０のステップＳ２２〜Ｓ２４）。時刻ｔ_２以降は、電力制御装置１０ｂから負荷装置４０に対して電力を供給している（図１０のステップＳ２５〜Ｓ２９）。

図１２（ａ）〜図１２（ｅ）は、図１０のフローチャートのステップＳ３０〜Ｓ３７の処理について説明するための図である。
図１２（ａ）は、交流電源５０による電力制御装置１０ｂの充電状態を示す図である。図１２（ａ）に示すように、電力制御装置１０ｂは、時刻ｔ_３から時刻ｔ_４までは充電されておらず、時刻ｔ_４から交流電源５０による充電が開始している（図１０のステップＳ３３〜Ｓ３７）。

図１２（ｂ）は、電力制御装置１０ｂから負荷装置４０に対する放電状態を示す図である。図１２（ｂ）に示すように、電力制御装置１０ｂは、時刻ｔ_３から時刻ｔ_４までの間に放電している。

図１２（ｃ）は、交流電源５０による電力蓄積装置６０の充電状態を示す図である。図１２（ｃ）に示すように、電力蓄積装置６０は、時刻ｔ_３から時刻ｔ_４までは充電されておらず、時刻ｔ_４から交流電源５０による充電が開始している（図１０のステップＳ３０〜Ｓ３２）。

図１２（ｄ）は、電力制御装置１０ｂの制御部１３ｂの停電検出部１３１ｂによる停電検出の状態を示す図である。図１２（ｄ）に示すように、停電検出部１３１ｂは、時刻ｔ_３から時刻ｔ_４までの間は交流電源５０の停電を検出しているが、時刻ｔ_４で停電の検出を終了している。つまり、時刻ｔ_４で交流電源５０の停電が回復して、交流電源５０から負荷装置４０に対する電力の供給が再開している。

図１２（ｅ）は、電力蓄積装置６０の電圧Ｖ_Ａの時間変化を示す図である。交流電源５０の停電が終了した時刻ｔ_４から、電力蓄電装置６０の電圧Ｖ_Ａが、所定電圧Ｖ_Ｃになる時刻ｔ_５までの間、電力蓄積装置６０は交流電源５０により充電されている（図１０のステップＳ３０〜Ｓ３２）。

本発明の第２の実施形態によれば、電力制御装置１０ｂと電力蓄積装置６０とを設けており、交流電源５０の停電時に、電力制御装置１０ｂと電力蓄積装置６０とによって負荷装置４０に電力を供給することができる。よって、第１の実施形態と比較して、より確実に負荷装置４０に対して電力を供給することができる。
また、第２の実施形態では、電力蓄積装置６０の電圧Ｖ_Ａが所定電圧Ｖ_Ｂ以下になった場合に、電力制御装置１０ｂによる放電を開始するようにした。よって、電力制御装置１０ｂよりも電力蓄積装置６０が優先して負荷装置４０に対して電力を供給することになるので、電力制御装置１０ｂのリチウムイオン電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎを劣化しにくくすることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第３の実施形態による電力制御装置１０ｃ等の構成を示す概略ブロック図である。第３の実施形態では、負荷装置として交流負荷装置４０ｃを用いており、その交流負荷装置４０ｃと整流器３０との間に変換器７０を設けている点において、第２の実施形態（図８）と相違している。
交流負荷装置４０ｃは、変換器７０から供給される交流電力を利用して負荷を駆動する。
変換器７０は、整流器３０から入力される直流電圧を、交流電圧に変換して交流負荷装置４０ｃに出力するＤＣ／ＡＣ変換器である。
なお、本実施形態の電力制御装置１０ｃの制御部１３ｃは、第２の実施形態による制御部１３ｂ（図９）と同様の構成を有しているため、その説明を省略する。

本発明の第３の実施形態によれば、電力制御装置１０ｃと電力蓄積装置６０とを設けており、交流電源５０の停電時に、電力制御装置１０ｃと電力蓄積装置６０とによって交流負荷装置４０ｃに電力を供給することができる。よって、第１の実施形態と比較して、より確実に交流負荷装置４０に対して電力を供給することができる。

なお、上述した第１〜第３の実施形態において、リチウムイオン電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎ、１１ｃ−１〜１１ｍの代わりに、ＶＲＬＡ（Valve Regulated Lead Acid）、コンデンサ、キャパシタを用いてもよい。
電力制御装置の蓄電容量よりも大きな蓄電容量が必要な場合には、電力蓄積装置６０のリチウムイオン電池１１ｃ−１〜１１ｃ−ｍの代わりにＶＲＬＡを用いて増設電池として使用することも可能である。

上述した第１〜第３の実施形態による電力制御装置１０ａ〜１０ｃでは、複数の電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎを並列に接続して、その並列接続された電池が出力する電圧を、非停電時に交流電源５０が供給する電力まで変換器３０によって昇圧して負荷装置４０に対して供給する。よって、従来のように電力制御装置の各電池を直列に接続する場合と比較して、各電池の電圧にばらつきが生じるのを防ぐために各電池の電圧を監視する必要がなくなり、電力制御装置の構成を簡略化することができる。

また、上述した第１〜第３の実施形態による電力制御装置１０ａ〜１０ｃでは、蓄電部１１が並列に接続された複数の電池１１ａ−１〜１１ａ−ｎ、１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎから構成されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。電池の容量が十分であれば、蓄電部１１を１つの電池により構成してもよい。

また、交流電源が出力する電力と、電力制御装置が出力する電力とは一致している必要があるが、従来のように電力制御装置を構成する電池を直列に接続すると、交流電源が出力する電力と、電力制御装置が出力する電力とが必ずしも一致しないという問題があった。しかし、本発明の実施形態による電力制御装置では、電力制御装置の並列接続した電池が出力する電圧を、変換器によって交流電源が出力する電力まで昇圧して負荷装置に対して供給することができる。また、交流電源が出力する電力を、電力制御装置の並列接続した電池が出力する電力まで降圧して、各電池を充電することができる。

なお、以上説明した実施形態において、電力制御装置の各部又はこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより電力制御装置の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

本発明の第１の実施形態による電力制御装置１０ａ等の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態による電力制御装置１０ａの変換器１２等の構成を示す回路図である。 本発明の第１の実施形態による電力制御装置１０ａの制御部１３ａの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態による電力制御装置１０ａの制御部１３ａの処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態によるトランジスタの動作について説明するための図である。 図４のフローチャートのステップＳ０５における変換器１２の等価回路図である。 図４のフローチャートのステップＳ１０における変換器１２の等価回路図である。 本発明の第２の実施形態による電力制御装置１０ｂ等の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態による電力制御装置１０ｂの制御部１３ｂの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態による電力制御装置１０ｂの制御部１３ｂの処理を示すフローチャートである。 図１０のフローチャートのステップＳ２２〜Ｓ２９の処理について説明するための図である。 図１０のフローチャートのステップＳ３０〜Ｓ３７の処理について説明するための図である。 本発明の第３の実施形態による電力制御装置１０ｃ等の構成を示す概略ブロック図である。 従来における電力制御装置１００等の構成を示す図である。

符号の説明

１０ａ〜１０ｃ・・・電力制御装置、１１・・・蓄電部、１２・・・変換器、１３ａ、１３ｂ・・・制御部、３０・・・整流器、４０・・・負荷装置、５０・・・交流電源、６０・・・電力蓄積装置、７０・・・変換器、１３１ａ、１３１ｂ・・・停電検出部、１３２ａ、１３２ｂ・・・第１の電圧計測部、１３３ａ、１３３ｂ・・・第２の電圧計測部、１３４ａ、１３４ｂ・・・第１のトランジスタ制御部、１３５ａ、１３５ｂ・・・第２のトランジスタ制御部、１３６ａ、１３６ｂ・・・スイッチ制御部、１３７ａ、１３７ｂ・・・電池電圧記憶部、１３８ａ、１３８ｂ・・・電源電圧記憶部、１３９ｂ・・・電力蓄積装置制御部

Claims (5)

1. 負荷装置に接続されるスイッチ及びダイオードからなる並列回路と、前記並列回路に直列接続される電池とから構成される電力蓄積装置、および、直列接続数が１つのリチウムイオン電池から又は直列接続数が１つのリチウムイオン電池を並列に複数接続して、構成された蓄電部とによって、電源から前記負荷装置に供給される電力を制御する電力制御装置であって、
   前記電源に停電が発生しているか否かについて検出する停電検出部と、
   前記停電検出部が停電の発生を検出していない場合における前記電源から前記負荷装置に供給される電圧を記憶する電源電圧記憶部と、
   前記停電検出部が停電の発生を検出した場合に前記蓄電部が蓄電している電力を前記電源電圧記憶部が記憶している電圧まで昇圧して前記負荷装置に供給する昇圧部と、
   前記停電検出部が停電の発生を検出した場合、前記電力蓄積装置の前記スイッチをオフし、前記電力蓄積装置の出力電圧値が予め設定された電圧値以下になると、前記昇圧部に昇圧動作を実行させる制御部と、
   を備えることを特徴とする電力制御装置。
2. 前記１つのリチウムイオン電池又は並列に接続された複数のリチウムイオン電池が満充電の場合に前記蓄電部が出力する電圧を記憶する電池電圧記憶部と、
   前記停電検出部が停電の発生を検出していない場合における前記電源から供給される電力を前記電池電圧記憶部が記憶している電圧まで降圧して前記蓄電部に供給する降圧部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記並列回路に直列接続される電池は、鉛蓄電池、もしくは、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御装置。
4. 負荷装置に接続されるスイッチ及びダイオードからなる並列回路と、前記並列回路に直列接続される電池とから構成される電力蓄積装置、および、直列接続数が１つのリチウムイオン電池から又は直列接続数が１つのリチウムイオン電池を並列に複数接続して、構成された蓄電部とによって、電源から前記負荷装置に供給される電力を制御する電力制御装置を用いた電力制御方法であって、
   前記電源に停電が発生しているか否かについて検出する停電検出過程と、
   前記停電検出過程で停電の発生を検出していない場合における前記電源から前記負荷装置に供給される電圧を記憶する電源電圧記憶過程と、
   前記停電検出過程が停電の発生を検出した場合に、前記蓄電部が蓄電している電力を、前記電源電圧記憶部過程で記憶している電圧まで昇圧して前記負荷装置に供給する昇圧過程と、
   前記停電検出過程で停電の発生を検出した場合、前記スイッチをオフし、前記電力蓄積装置の出力電圧値が予め設定された電圧値以下になると、前記昇圧過程を実行させる制御過程と、
   を有することを特徴とする電力制御方法。
5. 前記停電検出過程で停電の発生を検出していない場合における前記電源から供給される電力を、前記１つのリチウムイオン電池又は並列に接続された複数のリチウムイオン電池が満充電の場合に前記蓄電部が出力する電圧まで降圧して前記蓄電部に供給する降圧過程を実行することを特徴とする請求項４に記載の電力制御方法。

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