JPH04117143A - 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〕 （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
係り、特に効率的に蓄電池を均等充電できる手段を備え
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８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；ｉｚ＊装置としては、東芝
レビュー４２巻１１号（昭和６２年１１月号）Ｐ　、　
Ｐ　８７７〜８８０等の文献に組合されており、　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、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５１２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
、インバータ装置１１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■４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ＰＷＭ制
御を採用して負荷１７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１６は二の時供給される交流
電力のリップ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により直流電力を供給して、インバータ１４を介し
て同様に安定した交流電力を負荷１７に供給できる。蓄
電池１８とインバータ装置１１を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１０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の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１０と切換えてインバータ装置１１
を介して自家発電設備より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
１８を放電させて負荷Ｉ７への給電を確保しなければな
らない。

第２図は前述のように第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、（、〕）は入力交流電
源ＹＯの電圧、（ｂ）は蓄電池Ｉ８の電圧、（ｃ）は蓄
電池１８の電流を図示したものである。

時刻ｔ、で入力交流電源１０が停電すると蓄電池１８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（許容最低層圧）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の放電を停止させる必要がある。

無停電電源装置では、時刻ｔ、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。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
間を支配する蓄電池１８は、常に浮動充電されているが
、所定の期間は均等充電する必要がある。

そこで、従来の無停電電源装置では、蓄電池１８の放電
量、経年劣化に無関係に均等充電のモードや充電時間を
決定していた。従って、蓄電池Ｉ８の劣化が認められず
、放電量も少ない状態であっても、放電量の多い状態の
場合と同様な均等充電を行うことになり、これにより蓄
電池を必要以上に均等充電する場合や均等充電不足にな
る場合があった。この結果、蓄電池のドライアンプやバ
ックアップ時間の不足というトラブルが発生し、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
る間層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、蓄電
池の放電量を考慮した。効率的な均等充電を行うことに
よりバラチリ−能力を低下させることがなく、かつ寿命
を延ばすことを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 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、所定時間内に前記蓄電池が放電した電荷に関
する電気信号より、均等充電のモードと時間を決定する
手段を具備していることを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Ｘ放電時間（Ａｈ）Ｊ
によって規定される。従って所定時間内における放電Ｒ
（Ａｈ）を測定し、　その放電量に応じた充電を行うこ
とによりＮ電池の能力低下を防ぐ最少の充電を行うこと
ができる。

（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、本発明の一実施例を示すブロック図で、図中
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ンサ、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は蓄電池であり、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．電流検出器
１９の出力信号が印加され、蓄電池１８の放電量を検出
する放電量検出器２０を具備し、更に図示しないが、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、整
流器１２が出力する直流電圧が低下した時、蓄電池１８
の電荷はインバータ１４を介して負荷１７に供給される
。この時の蓄電池１８の放電電流及び整流器１２の出力
電圧を第２図に示す。第２図の（ａ）は整流器１２の出
力電圧、（ｂ）は蓄電池１８の放電電流を示す。

時刻し。で整流器１２の出力電圧が低下し、時刻も□て
市常の電圧に戻っている。時刻し。からし、までは蓄電
池１８は放電しており、時刻し、以降は整流器１２によ
り充電されている。

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、放電量検出器２０に入力する。

放電量検出器２０では、時刻ｔ、より所望の時刻し、ま
でにＭ電池】８が放電した放電電猜を（ＡＩ−１）で検
出し、この放電ｆｆｉ　（Ａｈ）より、　蓄電池）８に
行うべき充電量を決定する。この充電量より蓄電池１８
の均等充電のモード及び充電時間を判定し。

整流器１２を制御することにより、放電量に応じた充電
を行うことができる。

〔他の実施例〕

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にインバータ装置ＩＪを
２台接続し、インバータ装置ＩＪの出力を趙列接続して
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電電源装置において、放電
量検出器２０により蓄電池１８の放電量を検出し、それ
により２台の整流器１２による均等充電のモードおよび
時間を決定することを特徴としており、特に蓄電池１８
が放電し、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６ その他、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〕

人力交流電源の停電時にも安定した出力′省力を負荷に
供給する電源装置の直流回路に接鯖される蓄電池は、必
要以上に均等充電を行った場合はドライアップ等の問題
が発生し、逆に均等充電不足の場合は蓄電池能力が低下
してしまう。その結果、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
険性があった。

このように蓄電池でバン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、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。

ａ）蓄電池能力の低下を防止できるため、電源装置の信
頼性を向上できる ■　効率的な充電を行うため、蓄電池のドライアップを
防ぐことができ、また蓄電池の寿命を延ばせるため経済
性を向上できる。

【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整流器出力電圧、蓄電池
電流を示した図、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、Ｊ５・インバータ変圧器、１６・・交流フ
ィルタコンデンサ、　１７・・負荷、工８・蓄電池、　
　　　工９・・・電流検呂器、２０・・・放電量検出器 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 第 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、停電等によって
   前記蓄電池が放電した電荷に関係する電気信号に応じて
   、蓄電池の均等充電のモードと時間を決定し、効率的な
   均等充電を行なう手段を具備して成る電源装置。