JPH03118727A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、入力交流電源の停電時等には蓄電池から安定
した出力電力を供給することが出来る無停電電源装置に
係シ、特に蓄電池能力を診断出来る手段を備えた電源装
置に関するものである。

（従来の技術） 本発明が適用出来る電源装置の代表的なものとして無停
電電源装置がある。無停電電源装置としては、東芝しピ
エー４２巻１１号（昭和６２年１１月号）　Ｐ、Ｐ　８
７７〜８８０等の文献に紹介されておシ、その機能や動
作概要は公知であるため。

ここでは、第４図及び第５図を参照して１本発明のポイ
ントとなる従来技術を中心に以下説明する。

第４図において％１０は入力交流電源、１１はインバー
タ装置％１２は整流器％１３は直流フィルタコンデ／す
、１４はインバータ、１５はインバータ変圧器、１６は
交流フィルタコンデンサ。

１７は負荷、１８は蓄電池である。

第４図の構成において、入力交流電源が正常な状況では
、インバータ装ｆ１１内の整流器１２で交流電力を直流
電力に変換し、直流フィルタコンデンサ１３で平滑し、
インバータ１４に前記直流電力を供給すると共に、蓄電
池１８に充電電流を供給する。インバータ１４は平滑化
された直流電力を交流電力に変換し、インバータ変圧器
１５を介して負荷１７に交流電力を供給する。この時イ
ンバータ１４で公知の瀧制御を採用して負荷１ｒに供給
される交流電力の電圧と周波数を所定値に制御して安定
した交流電力を供給できる。交流フィルタコンデンサ１
６はこの時供給される交流電力のリッグル吸収用として
設けられている。

又、入力交流電源１０が短時間の停電の場合には蓄電池
１８よシ直流電力を供給して、インバータ１４ｔ−介し
て同様に安定した交流電力を負荷１’ｉＫ供給できる。

蓄電池１８とインバータ装置１１ｔ−組合せた無停電電
源装置は前述のような動作によって、入力交流電源ＩＱ
が短時間停電しても、蓄電池１８の容量で決る所定時間
（例えば１０分間とか３０分間など）の間だけ負荷１７
に安定した交流電力を供給出来る。

入力交流電源１０の長い停電時間が想定される場合や、
負荷１７が公共性を有するコンピュータ負荷などの場合
には、更に、バックアップ設備として自家発電設備を設
けて、入力交流電源ＩＱと切換えてインバータ装置１１
を介して自家発電設備よυの交流電力を供給出来るよう
にするケースもあるが、この電源切換時間には、蓄電池
１ｓｔ−放電させて負荷１７への給電を確保しなければ
ならない。

第５図は前述のような第４図の無停電電源装置での蓄電
池１８の動作を説明する波形で、（ａ）は入力交流電源
１０の電圧、（ｂ）は蓄電池１８の電圧、（ｃｌは蓄電
池１８の電流を図示したものである・時刻ｔ１で入力交
流電源１０が停電すると蓄電池Ｉ８が放電を開始し、時
刻ｔ２まで放電した時に蓄電池１８の電圧が放電終止電
圧（許容最低電圧）となるため、蓄電池１８の保護のた
め、この電圧レベルを検出して蓄電池１８の放電全停止
させる必要がある。

無停電電源装置では１時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間まで
をシステム的に要求される停電補償時間とするように蓄
電池１８の容量を選択している。

従って、所定時間内の入力交流電源１０の停電があって
もこれを蓄電池１８でバックアップして。

負荷１７には安定した電力を供給し続けることができる
無停電電源装置が広く実用化されている。

（発明が解決しようとする課題） 前述のように、無停電電源装置は、所定の停電時間以内
ならば負荷にも安定した交流電力を継続して供給するこ
とができるから、一般に負荷が信頼性を要求する大形計
算機などであれば、その電源装置として無停電電源装置
が採用されることが非常に増加している。

しかし無停電電源装置での入力交流電源１０の停電に対
するバックアップ時間は蓄電池１８の能力で支配される
。当初はシステム容量よ如蓄電池１８の容量を選択して
いるが、蓄電池１８は経年的に特性劣化する傾向にあ多
、又使用温度などによっても放電能力が変る特性がある
。

この結果、従来の無停電電源装置では１本当に入力交流
電源１０の停電時に蓄電池１８を放電させ、この結果と
して蓄電池１８がシステム要求の停電補償時間をカバー
できているかどうかを判断していた。従って、蓄電池１
８の能力が劣化傾向にあっても、実際に停電補償時間不
足のトラブルが発生しなければ、これが判明せず、また
トラブルが発生すると負荷１７の不特定多数のユーザ（
銀行のオンライ／システム停止や航空機のカラ／り業務
の停止など）に多大な迷惑をかけることＫなシ、高信頼
性を要求される電源装置としてはユーザに不安を持たせ
る問題を従来技術の無停電電源装置は内在していた。

本発明は前述の点に鑑みてなされたものであって、入力
交流電源の正常時に蓄電池の能力を診断出来る電源装置
を提供することを目的としている。

［発明の構成コ （課題を鮮決するための手段） 本発明は、前述の目的を達成するために、入力交流電源
が停電した際に、蓄電池から供給される電力をインバー
タを負荷に無停電で電力を供給出来る無停電電源装置に
おいて、前記入力交流電源の正常時に、前記蓄電池を所
定時間均等充電し、その後浮動充電に戻す手段と、浮動
充電に戻した際に所望時間内に前記蓄電池が放電した電
荷に関係する電気信号より、蓄電池能力を診断する手段
を具備していること金特徴とするものである。

（作用） 蓄電池の能力は一般に「放電電流×放電時間（Ａｈ　）
　Ｊによって規定される。従りて、蓄電池を所定時間均
等充電し、その後浮動充電に戻した時点から所望時間内
における放電量（Ａｈ　）と、所望時間経過後における
蓄電池電圧を測定すれば、蓄電池の種類等によって決る
残存容量値電圧と、前記測定された蓄電池電圧とを比較
すれば、蓄電池の当初設計値に対する能力低下状況を把
握することが出来る。

（実施例） 以下本発明を無停電電源装置に適用した場合を例として
説明する。

第１図は１本発明の一実施例を示すブロック図で１図中
１０は入力交流電源、１ノはインバータ装置、１２は整
流器、１３は直流フィルタコンデンサ、１４はインバー
タ、１５はイン／４−夕変圧器、１６は交流フィルタコ
／７′／す、１７は負荷。

１８は蓄電池であシ、これらの構成は従来の無停電電源
装置と同様である。本発明は、蓄電池１８の電流を検出
する電流検出器１９．蓄電池１８の電圧を検出する電圧
検出器２０及び電流検出器１９と電圧検出器２０の出力
信号が印加され、蓄電池の能力を判定するための残存容
量検出器２１を具備し、更に因示しないが、整流器１２
を制御し、蓄電池１８を所定時間均等充電し、その後浮
動充電に戻す手段を具備している。

前述のように構成された。無停電電源装置において、入
力交流電源１０の交流電力をインバータ装置１１を介し
て負荷１７に供給している時、蓄電池１８の能力を判定
するため、整流器１２ｔ−制御し、所定時間の均等充電
を行なりた後に浮動充電に戻す。この時、蓄電池１８の
電荷はインバータ１４′ｆ：介して負荷１７に供給され
る。この時の蓄電池１８の放電電流及び電圧を第２図に
示す。

第２図の（ａｌは蓄電池１８の電圧、（ｂ）は放電電流
を示す・ 時刻ｔｏで均等充電を開始し、時刻ｔ１で均等充電から
浮動充電に切換える。時刻ｔ１よシ時刻ｔ２までは蓄電
池１８の電圧は蓄電池１８の内部インピーダンスの関係
で急激に低下するが、その機体々に回復し、蓄電池１８
の放電が進むにつれ全体的には第２図の（ａ）の如く蓄
電池１８の電圧は低下し、最終的には浮動電圧に戻る。

第２図（ｂ）に示す蓄電池１８の放電電流は電流検出器
１９で検出し、残存容量検出器２１に入力する。又、電
圧も電圧検出器２ｏに検出して残存容量検出器２１に入
力する。

残存容量検出器２１では１時刻ｔ１よシ所望の時刻ｔ３
までに蓄電池１８が放電した放電電荷を（Ａｈ　）で検
出し、この（Ａｈ　）放電時の蓄電池１８の当初設計時
電圧と時刻ｔ３に電圧検出器２ｏで検出した電圧を比較
することにょシ、蓄電池１８の能力を判定出来る。

、蓄電池１８の前記（＊ｈ　）放電後の残存容量は周知
の如く蓄電池の種類によって電池電圧の変化として計算
出来るから、放電電荷と電圧変化の式を残存容量検出器
２１内で計算すると、蓄電池１８の詳細な残存容量が検
出でき、経年的な劣化や設置環境による蓄電池１８の能
力低下を把握出来る。

前記残存容量検出は、マイクロコンビ、−夕等を使用す
ると容易に実現できるが、よシ簡便に蓄電池１８の能力
を判定する手段としては、第２図の時ｇｌｔＪから時刻
ｔ３までの時間を固定して。

この時間内における放電電荷による尚初設計値電圧と時
刻ｔ３における検出電圧とを単にレベル比較するのみで
蓄電池１８０当初設計値に対する能力低下状況を把握出
来る。

第１図と同一部に同一符号を付して示す第３図は本発明
の他の実施例を示すブロック図である。

この第３図は入力交流電源１０にイ／パータ装置１１ｔ
−２台接続し、インバータ装置１１の出力を並列接続し
て負荷１７に安定した電力を供給する場合を示し、蓄電
池１８は２台のインバータ装置１１に共通に設けている
。

第３図の如く構成された無停止１源装置において、２台
の整流器１２によシ蓄電池１８を均等充電し、その後浮
動充電に戻すことによって、蓄電池１８の能力を診断す
るのであシ、入力交流電源１０が正常時に負荷１２への
供給電力の一部を蓄電池１８よシ供給することにより、
蓄電池１８の能力を診断することを特徴としておシ、特
に蓄電池１８から電力を供給する対象が１台か２台かは
本発明で限定するものではない。

更に又、前述の説明は、無停電電源装置を引用して説明
したが、電源装置の内部構成を本発明では特に限定する
ものではなく、入力交流電源の停電時に所定時間蓄電池
から電力を供給出来るようにした電源装置であればよく
、その際、負荷に交流電力を供給するか、直流電力を供
給するかは特に限定するものではない。

その他１本発明の要旨を変更しない範囲において、各種
の変形例を構成出来るものである。

［発明の効果コ 入力交流電源の停電時にも安定した出力電力を負荷に供
給する電源装置の直流回路に接続される蓄電池は、一般
にその蓄電池機能が本当に要求される入力交流電源の停
電時にその電荷を放電させることで期待される蓄電池能
力があったかどうかが判定されていたため、万一蓄電池
能力が低下していた時には、負荷に安定した電力を供給
できず、負荷側にも停電事故を発生させ事故を拡大させ
る危険性があり九。

このように蓄電池でバックアップする電源装置は、無停
電電源装置として重要負荷に電力供給するため、信頼性
を高めることが要求されるが１本発明によれば次の効果
が得られることが明らかである。

（１）蓄電池の能力が事前に診断出来る。この結果に基
づいてタイムリーな定期点検などを行ない必要ならば蓄
電池を補修できる九め、電源装置の信頼性を大幅に向上
出来る。

（２）蓄電池の能力診断を定期的に実施して、蓄電池の
劣化傾向を把損することもできるし、蓄電池の能力を事
前に診断することによって電源装置のユーザに無用な不
安を与えることがない。

（３）−１均等充電にした後、浮動充電に戻した際の特
性から蓄電池の能力を診断するので診断のために蓄電池
を放電させて消耗させるということはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図。 第２図は本発明の詳細な説明するための蓄電池の電圧、
電流を示した因、第３図は本発明の他の実施例を示した
ブロック図、第４図は従来の電源装置のブロック図、第
５図は第４図の電源装置の入力交流電源側に停電が発生
した場合の動作を説明するための図である。 １０・・・入力交流電源、１１・・・インバータ装置、
１２・・・整流器、１３・・・直流フィルタコンデンサ
、１４・・・インバータ、１５・・・インバータ変圧器
。 Ｊ６・・・交流フィルタコンデ／す、１７・・・負荷。 １８・・・蓄電池、１９・・・電流検出器、２０・・・
電圧検出器、２１・・・残存容量検出器。 ８ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力交流電源が停電した際に、蓄電池から負荷に無停電
   で電力を供給出来る電源装置において、前記入力交流電
   源の正常時に、前記蓄電池を所定時間均等充電し、その
   後浮動充電に戻す手段と、浮動充電に戻した際に所望時
   間内に前記蓄電池が放電した電荷に関係する電気信号よ
   り、蓄電池能力を診断する手段を具備して成る電源装置
   。