JPH0382344A - 無停電直流電源装置における蓄電池の過放電防止回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無停電直流電源装置におけるｒｉ電池の過放
電防止回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、負荷に安定した直流電圧を継続して供給するた
めに、商用交流電力の入力により充電される蓄電池を内
蔵し、交流電力の停電時に該交流電力に代えて蓄電池か
ら直流電力を継続して負荷に供給する無停電直流電源装
置が用いられ、この′無停電直流電源装置には、蓄電池
が過放電状態となったとき再充電を行っても容量の回復
が不純となる慣れを防止するために、過放電防止回路が
備えられている。

第３図は従来の過放電防止回路を備えた無停電電源装置
を示しており、図において１０は交流入力端、１１は交
流電力が存在するときにＯＮに、停電時にＯＦＦに切換
わるスイッチ１２を有した無電圧継電器、１３．１４は
交流入力端１０に並列接続されたトランス、１５．１６
は各トランス１３．１４に接続され゛た整流回路、１７
は前記スイッチ１２のＯＮ接点を介して前記一方の整流
回路１５に接続された安定化回路で、これに直流負荷１
８が接続されている。１９は前記他方の整流回路１６に
接続された充電器で、これにＷ　ＩＸＸ２Ｏ３接続され
ている。２１は前記スイ・ｙチ１２のＯＦＦ接点と、蓄
電池２０の主力端子との間に接続された過放電防止回路
で、該回路２１は不作動状態で他方の整流回路１Ｇの出
力端に接続され、交流入力の供給時に励磁回路を切換え
るリセットコイル及びその切換により、自己の励磁状態
を保持するセ−ｙ　）コイルＳを備えたラッチリレー２
２と蓄電池２０が、成る電圧値、即ち、過放電防止に適
した電圧値に達した時、その電圧を検出する電圧検出回
路２３と、この回路２３の検出信号により作動して前記
セットコイルＳのｖｌＩＪｇａ状態を解く駆動回路２４
と交流入力の供給時に励磁されて、蓄電池２０を安定化
回路１９に接続し、前記駆動回路２４が検出信号により
作動したとき、前記接続を解く回路遮断用の継電器２５
とが備えられている。而して、交流入力が供給されてい
るときは、該入力は、一方のトランス１３と整流口ｌ？
８１５及びスイッチ１１のＯＮ接点を経て安定化図＃１
１７に入力し、その出力が直流負荷１８に供給される。

又、交流入力は、他方のトランス１４と整流回路１６と
を経て充電回路１９に入力し、該充電回路１９は蓄電池
２０を充電する。

更に、他方の整流回路１６からの直流出力は、ラッチリ
レー２２の接点Ｒを介してラッチリレー２２のリセット
コイルＲに入力するので、該コイルＲの励磁により前記
接点Ｒ′がＯＦＦに切換わると同時に、これと連動の接
点Ｓ′がＯＮに切換わってラッチリレー２２は自己保持
され、且つ接点Ｓ′のＯＮによりｆｍｔ器２５が励磁さ
れて、その接点２５が閉じ、蓄電池２０は放電可能な状
態におかれる。この状態において停電が起こると、無電
圧継電器１１が作動してそのスイッチ１２がＯＦＦ接点
に切換わり、ｒｉｔ池２０から直流電力が安定化回路１
７を介して直流負荷１８に供給される。

而して、蓄電池２０の放電が進行して過放電防止電圧に
達したとき、その電圧を電圧検出回路２３が検出して、
その検出信号により駆動回路２４を作動し、これにより
、ラッチリレー２２のセットコイルＳはその励磁が解か
れ、接点Ｓ′がＯＦＦとなると共に接点ＲがＯＮに復帰
し、又接点Ｓ′のＯＦＦにより、継電器２５の励磁も解
かれてその接点ぢがＯＦＦとなり、これによって蓄電池
２０は負荷回路から開放されて放電を停止し、この停止
状態は停電の回復と共に復帰する。

〔発明が解決しようとする課題〕

然し乍ら、上記した従来の構成によれば、回路遮断用の
継電器の他に、自己保持用のラッチリレーを必要とする
ので、！１電器の数が多く、回路が大型化すると共にコ
スト高となること、継電器の動作電圧が制限されるので
、回路電圧や検出電圧が自由に設定できないこと、ラッ
チリレーは、セットコイル及びリセットコイルを夫々励
磁し、且つ自己保持のためにその励磁電流を遮断する構
成となっているので、コイルに並列にコンデンサを接続
して遅延機能を持たせても尚、動作上の安定性が充分得
られず、信頼性を欠くこと、及び蓄電池の充電は一定電
流で行うが、蓄電池に並列に回路遮断用の継電器が接続
されているので、電池電圧が充電状態によって変動する
と、継電器に流れる電流もそれに相応して変動し、その
ため充電回路からは一定の電流が出力されているにも拘
らず、蓄電池に流れる電流は一定ではなくなり、充電電
流の精度を損う惧れがあることなどの不都合を有する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の従来のものの不都合を解消した無停電
直流電源装置における蓄電池の過放電防止回路を提供す
るもので、交流電力の入力により蓄電池を充電する充電
器と、蓄電池を直流負荷に対し放電可能な状態に接続す
る接点を有した回路遮断用の継電器とを備えて成る無停
電直流電源装置において、充電器の直流入力端と、継電
器の接点の負荷側とに入力端か夫々ダイオードを介して
接続された電圧安定化回路と、前記継電器の接点の負荷
側に接続された蓄電池の電圧検出回路と、前記電圧安定
化回路の出力端に接続され、常態で前記ｍ電器の接点を
ＯＮ状態に保持し、前記電圧検出回路が蓄電池の過放電
防止電圧を検出したときに、その検出信号により前記継
電器の励磁を解いて、その接点をＯＦＦにする駆動回路
と、前記充電器の入力端に接続され、前記駆動回路の動
作を制御するりセット回路とから構成したことを特徴と
する。

〔作　用〕

上記本発明は、交流電力の供給によりＩｌｌ流路路介し
て入力した直流電力は、充電回路に供給され、これによ
り蓄電池は充電されると共に、ｍ電器の接点はＯＮ状態
にあるので、蓄電池は放電可能な状態におかれる。

一方、蓄電池は放電可能な状態となっていないので、充
電回路の直流入力端の電位が継電器の接点の負荷側の電
位よりも高いので、電圧安定化回路には、充電回路の直
流入力端から直流が供給され、安定化された直流電力に
より、継電器の接点のＯＮ状態を維持する。

この状態において停電が起こると、従来と同様に、無電
圧継電器が作動して、その接点が蓄電池側に切換わるの
で、蓄電池から放電が開始される。一方、充電器路の直
流入力端の電圧は消失するので、電圧安定化回路には、
ｍ電器の接点の負荷側から直流電力が供給され、これに
よって継電器の作動は維持されると共に直流負荷への直
流電力の供給も維持される。

蓄電池の放電が進行して、ｍ電器の接点の負荷側の電位
が低下し、その電位が予め設定された過放電防止電圧に
達すると電圧検出回路がその電圧を検出し、その検出信
号により駆動回路が作動して、継電器の接点をＯＦＦに
作動する。

従って、蓄電池からの直流負荷への直流電力の供給は絶
たれ、その放電は停止する。

この状態で交流電力の供給が回復すると、充電回路の直
流入力端からリセット回路に通電がなされ、これにより
本回路が復帰すると共に、再び電圧安定化回路により継
電器が励磁される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を添は図面に基づいて詳述する。

１９は従来と同様に整流回路１６に接続された充電回路
を示す。以下同様に、従来と同じ部材は同じ参照番号で
示す、これにより蓄電池２０は充電される。１は充電器
＃１１９の入力端と回路遮断用の継電器２の接点２の負
荷側とに夫々接続されたダイオードＤＩ、ＤＩのカソー
ドに接続され、該ダイオードＤ＋、Ｄ＝を通じて入力さ
れた直流入力を次段階路に安定供給するための電圧安定
化回路、３は蓄電池２０の電圧を検出する電圧検出素子
４と、分圧抵抗Ｒ４，Ｒ５とから成る電圧検出回路、５
は本回路を初期状態にリセットするコンデンサＣ１と抵
抗Ｒ１とトランジスタＱ１とから成るリセット回路、６
は電圧検出回路３又はリセット回路５からの信号を受け
て継電器２を駆動するトランジスタＱ、と抵抗Ｒ２，Ｒ
３とから成る駆動回路である。

而して、交流電力の供給により、整流＠路１６を介して
直流電力がＡ点がら充電回路１９に入力し、該充電回路
１９により蓄電池２ｏは充電されると共に、ダイオード
Ｄ１を介して電圧安定化回路ｌにも直流電力が入力し、
該回路１において、継電器３を駆動するに適した電圧が
安定化され、この安定化された電圧は、駆動回路６にお
けるトランジスタものエミッタに供給される。ｆｌ！！
方整流回路からの直流電力は、リセット回路５のコンデ
ンサＣ１と抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ＋のベース
に供給され、該トランジスタＱ１はＯＮとなる。このト
ランジスタＱのコレクタは抵抗Ｒ３を介してトランジス
タものベースに接続しであるので、前記リセット回路５
のトランジスタＱ１がＯＮとなることによって、駆動回
路６のトランジスタももＯＮとなり、これによって継電
器２が励磁されて、その接点２が閉じ、Ｂ点に蓄電池２
０の直流電力が供給される。Ｂ点の電圧は抵抗Ｒ４とＲ
５に分圧されて電圧検出素子４のＲ点に入力し、このＲ
点の電圧が成る設定値よりも多きいときは電圧検出素子
４の出力に点はＬレベルとなり、又Ｒ点の電圧が成る設
定値より小さいとき゛は、電圧検出素子４の出力に点は
Ｈレベルとなる。そして、上記においては、蓄電池２０
は未だ放電状態となっていないので、Ｒ点の電圧は高く
、従って出力に点はＬレベルにあり、このに点はトラン
ジスタＱ１のコレクタに、又抵抗Ｒ３を介してトランジ
スタＱ１のベースに夫々接続されている。

前記Ａ点からリセット回Ｆ＆５に供給される電流ｉは、
コンデンサＣ１と抵抗Ｒ＋４＝よって定まる時定数に相
当してコンデンサＣ＋を充電し、それが飽和すると、そ
の電流値は零となってリセット回路５のトランジスタＱ
はＯＦＦとなるが、そのＯＦＦとなる以前に、前記した
電圧検出素子４の出力に点がＬレベルとなっているとき
は、トランジスタもはＯＮ状態を持続し、継電器２はＯ
Ｎの状態を維持する。即ち、電流１がリセット回路うに
流れる時間が一連の動作時間以上になるように、コンデ
ンサＣ１と抵抗Ｒ１によって定まる時定数を設定し、こ
の時定数と蓄電池２０の電圧の検出値とによって継電器
２は自己保持される。

一方、充電回路１９の出力電圧は、その入力電圧よりも
低いので、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧よりも低く、従って
、Ｂ点からダイオード八を介して電圧安定化回路１には
電流は流れない。

即ち、電圧安定化回路ｌの駆動電圧は、直流入力が存在
する限り、直流入力側からダイオード朗を通じて供給さ
れ、ス分圧抵抗Ｒｓ、Ｒｓには充電回路１９からの電流
が流れるが、これは非常に微少であるので充電電流に殆
ど影響を与えることはない。

而して、この状態から停電が起こると、従来と同様に、
無電圧継電器１１が作動して、その接点が蓄電池２０開
に切換わるので、蓄電池２０から放電が開始される。

一方、Ａ点の電圧は消失するので、電圧安定化回路１に
はダイオード八を介して直流電力が供給されるので、継
電器２の作動は維持されると共に、直流負荷への直流電
力の供給も維持される。蓄電池２０の放電が進行して、
Ｂ点の電圧が低下し、それにより電圧検出素子４のＲ点
の電圧、即ち、Ｂ点の電圧を分圧抵抗Ｒ４，Ｒ５により
分圧した電圧がその予め設定された電圧（過放電防止に
適した電圧）に達すると、電圧検出素子４の出力に点は
１（レベルとなり、このとき既にトランジスタＱ、はＯ
ＦＦの状態におかれているので、出力に点がＨレベルと
なったことにより、トランジスタａはＯＦＦとなり、こ
れにより継電器２の励磁が解かれ、その接点２はＯＦＦ
となり、！電池２０からの直流負荷への直流電力の供給
は断たれる。

又、停電時における電圧安定化回路１に対する電力の供
給及び電圧検出素子４に対する検出電圧は、負荷側であ
るＢ点から取っているので、継電器２の接点２がＯＦＦ
となることにより、それらの電圧供給及び検出電圧も消
失するので、蓄電池２０からは以後全く放電は行われな
くなり、又、本回路の動作は停止状態を維持する。

第２図は、上記した過放電防止回路Ｐを公知の直流無停
電電源回路に適用した場合の実施例を示しており、図に
おいて、７は、Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータである。尚、
第２図においても、第３図と同一符号は同一部分を示し
ている。

而して、第２図において、交流入力が存続するきは、無
電圧継電器１１のスイッチ１２はＯＮ接点に接続してい
るので、ＤＣ／ＤＣコンバータ７に交流電力が印加され
、このＤＣ／ＤＣコンバータ７では、交流入力を安定な
直流にして負荷に供給すると同時に、充電回路１９によ
り蓄電池２０の充電が行われる。一方、過放電防止回路
Ｐに交流電力が印加されると、既に述べたように、継電
器２の接点２が閉じて蓄電池２０は放電可能な状態にお
かれる。

この状態で停電が起こると、交流入力が無くなるので、
無電圧継電器１１のスイッチ１２はＯＦＦ接点に切換わ
って接点２に接続し、蓄電池２０からの放電が開始され
て、直流負荷１８に直流電圧が供給される。

蓄電池２０からの放電が進行して、その放電電圧が低下
するとＢ点の電圧も低下し、その電圧が設定された過放
電防止電圧に達すると、既に述べたように、該電圧が検
出されて継電器２の接点２がＯＦＦとなり、これによっ
て蓄電池２０からの直流負荷１８に対する給電は断たれ
、過放電は防止される。

停電が回復すると、再び充電口１！３１１に直流電力が
供給されて、蓄電池２０の充電がなされると共に、過放
電防止回路Ｐは復帰する。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、電圧安定化回路を備え
、該回路に回路遮断用の継電器の駆動回路を接続して成
るめで、継電器の動作電圧に制限を受けることなく、回
＃Ｉ電圧や検出電圧が自由に設定できること、従来構成
におけるラッチリレーを省略したので、回路の小形化及
び低コスト化に有効であり、且つ回路の信頼性の向上も
発揮できること及び本発明回路の動作電源を充電回路の
入力端から得ているので、本発明回路の動作による充電
電流への影響はなくなり、充電電流の精度を向上するこ
とができることなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は、総体の
回路図、第２図は、無停電直流電源装置に適用した場合
の回路図、第３図は、従来の過放電防止回路を備えた無
停電電源装置の回路図である。 １・・・電圧安定化回路　２・・・継電器２・・・継電
器の接点　　３・・・電圧検出回路４・・・電圧検出素
子　　５・・・リセット回路６・・・駆動回路　　　　
７・・・コンバータ１１・・・充電口＃１２０・・・蓄
電池筒 図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、交流電力の入力により蓄電池を充電する充電器と、
   蓄電池を直流負荷に対し放電可能な状態に接続する接点
   を有した回路遮断用の継電器とを備えて成る無停電直流
   電源装置において、充電器の直流入力端と、継電器の接
   点の負荷側とに入力端が夫々ダイオードを介して接続さ
   れた電圧安定化回路と、前記継電器の接点の負荷側に接
   続された蓄電池の電圧検出回路と、前記電圧安定化回路
   の出力端に接続され、常態で前記継電器の接点をＯＮ状
   態に保持し、前記電圧検出回路が蓄電池の過放電防止電
   圧を検出したときに、その検出信号により前記継電器の
   励磁を解いて、その接点をＯＦＦにする駆動回路と、前
   記充電器の入力端に接続され、前記駆動回路の動作を制
   御するリセット回路とから構成したことを特徴とする過
   放電防止回路。