JPH0470582A - 電源回路におけるバッテリテスト方法 - 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】 〔概要〕 バンクアップバッテリのテスト方法に関し、負荷駆動中
にテスト可能にすることを目的とし、整流回路とバッテ
リと平滑コンデンサと、整流回路とバッテリの一方の出
力を平滑コンテンツに接続する切り換えスイッチを含む
電源回路において、整流回路と平滑コンデンサとの間に
切り換えスイッチと並列に設けられて、整流回路の出力
の導通角を制御する導通角可変スイッチ回路と、切り換
えスイッチの切り換え制御手段と、導通角可変スイッチ
回路の導通角を最大導通角から最小導通角へ連続的に制
御する導通角制御手段と、平滑コンデンサ端子の電圧監
視手段とを有する制御部とを設け、切り換えスイッチが
パンテリ側に切り換えられた状態において、導通角可変
スイッチ回路の導通角を最大導通角から最小導通角に連
続的に減少せしめ、その間平滑コンデンサの端子電圧を
監視して、平滑コンデンサの端子電圧が予め設定した基
Ｙ＄値より下がった場合には、バッテリに故障があるも
のと判定する構成を持つ。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、ハックアンプ用のバッテリを持つ電源回路に
おけるバッテリテスト方法に関する。

ハックアンプ用のバ・ノテリを持つ電源回路においては
、バッテリに異常はないかどうか時々テストし、通常電
源回路の故障に備えておく必要がある。

従来、そのようなバッテリテストは、電源回路を負荷に
接続する電源投入時もしくは負荷駆動終了後の負荷に影
響のない時に、電源をバッテリ側に切り換えて行ってい
た。

本発明は、負荷の駆動中にＢいても、負荷に悪影響を及
ぼすことのないようにバッテリテストを行う方法を提供
するものである。

〔従来の技術〕

第５図により、従来の技術を説明する。

図において、６０は入力側が交流電源に接続された整流
回路、６１は負荷に供給する電源を整流回路６０側かバ
ッテリ側に選択的に切り換える切り換えスイッチ、６２
は整流回路６０の出力を平滑する平滑コンデンサである
と同時にスイッチレギュレータの入力コンデンサである
もの、６３はスイッチングレギュレータ、６４は負荷、
６５はバックアップ用のバッテリ、６６はバッテリ６５
を常時充電する充電回路、６７は切り換えスイッチの制
御回路であって、整流回路６０例の電源の停電時および
バッテリテストにおいて、切り換えスイッチを整流回路
６０側かパンテリ６５側に切り換えるもの、６８は負荷
側からバッテリ側に電流が逆流することを防止するため
の逆流防止ダイオードである。

従来のパンテリテスト方法は次のとおりである。

先ず、電源投入時もしくは負荷駆動後にバッテリテスト
信号を制御回路６７に入力する。

そこで、切り換えスイッチ６１がバッテリ６５側に切り
換わるので、そこで、スイッチングレギュレータ６３が
正常に動作するかあるいはバッテリの出力電圧のチエツ
クによりバッテリテストを行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のバッテリテスト方法では、負荷の駆動中にバッテ
リテストを行った場合、バッテリの出力が低下していた
り、出力がＯであったりすると、負荷側に悪影響をおよ
ぼす恐れがあった。

特に、負荷がコンピュータの場合には、システムダウン
につながるため、駆動中において、バ。

テリテストを行うことは危険を伴うものであった。

本発明は、負荷の駆動中においても、負荷に悪影響をお
よぼすことのないノ＼ノテリテスト方法を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は、整流回路出力の導通角を連続的に変えること
のできる導通角可変スイッチを整流回路と平滑コンデン
サの間に設け、切り換えスイッチをパンテリ側に接続し
た状態においてもすくには整流回路側から負荷に加える
電圧が絶たれることのないように、整流回路出力の導通
角を徐々に減らすようにし、整流回路側から負荷に加え
られる電圧を漸減するようにした。

そして、その過程において、平滑コンデンサの端子電圧
を監視し、予め定めた検出基準電圧より低下するようで
あれば、バッテリに故障があるものとして、すぐに負荷
に加える電圧を整流回路側に戻し、負荷の駆動を続ける
ようにして、テストを中止するようにした。

第】図に、本発明の原理図を示す。

図において、■は入力側に交流電源が接続された整流回
路、２は負荷に供給する電源を整流回路１側かバッテリ
側に選択的に切り換えるための切り換えスイッチ、３は
平滑コンデンサ、４は負荷、５は整流回路１側が停電し
た場合に代わりに負荷に電源を供給するバンクアップ用
のバッテリ、６はバッテリ５を常時充電する充電回路、
７は平滑コンデンサ３の端子電圧を検出する電圧検出回
路、８は整流回路ｌの出力する脈流の導通角を、制御部
の指示に従って変更する導通角可変スイッチ回路、９は
制御部であって、切り換えスイッチ２を整流回路１側と
バッテリ５例のいずれかを選択的に切り換える切り換え
制御手段と導通角可変スイッチ回路の導通角を制御する
４通角制御手段と電圧検出回路７からの出力電圧を監視
する電圧監視手段を含み、電圧検出回路７の出力電圧に
応して、バッテリ５の正常もしくは異常の判定を行うも
の、１０は切り換えスイッチ２の切り換え制御手段、１
１は導通角可変スイッチ回路８の導通角を制御する導通
角制御手段、１２は電圧検出回路７の出力電圧を監視す
る電圧監視手段、１３はパンテリ異常警告手段である。

〔作用〕

第１図、第２図により、本発明の原理の作用を説明する
。

第１図の回路の動作は、次の通りである。

整流回路１は入力される電圧を整流して、平滑コンデン
サ３に脈流を出力する。そして、通常は、切り換えスイ
ッチ２は整流回路１側に接続されていて、平滑コンデン
サ３により平滑された電圧が負荷に供給される。

そして、整流回路１の側の電源が停電したときは、制御
部９により制御されて切り換えスイッチ２がバッテリ５
の側に接続され、負荷４はパンテリにより駆動される。

バッテリ５は、充電回路６により常時充電されていて、
整流回路ｌの側の電源の障害に備えている。

図示の回路において、導通角可変スイッチ回路８は、整
流回路１より出力される脈２ｉｔ電圧のうち、平滑コン
デンサ３に印加する電圧の導通角を制御部９に制御され
て、最大導通角（１８０度）から最小導通角（０度）ま
で、連続的に変化するようにするものである。

そして、電圧検出回路７は、導通角が小さくなるにつれ
てしだいに減少する平滑コンデンサ３の端子電圧を監視
する。

次に図示の回路におけるバッテリテスト方法を説明する
。

先ず、制御部９における、切り換え制御手段１０により
、切り換えスイッチ２がバッテリ側に接続される。

その時、整流回路ｌから平滑コンデンサ３に入力される
電圧がすくには絶たれるようにはセす、制御部９の導通
角制御手段１１により、導通角可変スイッチ回路８の導
通角を最大導通角から徐々に最小導通角まで連続的に変
化するようにする。

そのようにすることにより、平滑コンデンサ３に加える
電圧が瀬滅される。

制御部９における導通角可変スイッチ回路８の導通角制
御は、例えば、導通角制御手段１１におけるタイマによ
り行われるもので、整流回路１から出力される脈流の電
圧Ｏのタイミングで同期して、タイマがセットされる。

そして、例えば、タイマセット時間の間、導通角可変ス
イッチ回路８を導通するようにし、タイマのセット時間
を連続的に減少させるようにして、導通角を徐々に減ら
すように制御する。

そして、バッテリが故障していて、出力が低下している
か出力が０の場合には、導通角が少なくなって行く過程
において、平滑コンデンサ３の端子電圧が漸減するので
、その電圧を電圧検出回路７が検出する。

そして、電圧監視手段１２により、電圧検出回路７から
出力される電圧が、予め定めた検出基準電圧まで低下し
たときは、制御部９はバッテリに異常があるものとして
、すぐにテストを中止し切り換えスイッチの切り換え制
御手段１０により切り換えスイッチを整流回路１の側に
切り換え、負荷の馴動電源を通常電源の側にもどし、バ
ッテリ異常警告手段１３によりバシテリ異常を警告する
。

また、バッテリ５が正常な場合には、導通角制御手段１
１の制御導通角が最小導通角になり、整流回路１からの
出力電圧が完全に絶たれた状態にいたっても、電圧検出
回路７の検出電圧はバッテリ５の出力電圧以下になるこ
とはないので、検出される電圧が検出基Ｙ４電圧以上あ
れば、制御部９は、バッテリは正常と判定し、切り換え
スイッチの切り換え制御手段１０により、切り換えスイ
ッチ２を整流回路１側に接続して、テストを終了する。

第２図により本発明の導通角制御部の動作説明をする。

必要に応して、第１図を参照する。

図において、２０はバッテリテストにおいて、電圧検出
回路７が検出する電圧の検出基準電圧■１であって、バ
ッテリ出力電圧がこの電圧以下に低下している場合には
、テストを中止、ｆＬ荷の供給電源を整流回路１の側に
切り換えるようにするもの、２１は負荷に加える電圧の
最低安全電圧Ｖｏであって、この電圧値以上で負荷が正
しく動作するもの、２２は平滑コンデンサ出力電圧であ
って、負荷に加えられる電圧、２３は平滑コンデンサ印
加電圧であって、整流回路より出力される図の斜線部分
の電圧である。

２４は導通角可変スイッチ回路８の導１ｆｆｌ！ＩＪ１
間を示し、２５は導通角可変スイッチ回路８の非導通月
間を示す。

制御部９におけるタイマは、最初、図に示すように、時
刻Ｔ。において　最大導通角である１８０度として、タ
イマセット時間ＬＭｌ＝１／２ｒ秒（「は整流出力電圧
の周！１ｌＩ）でセットされる。

そして、次に時刻Ｔ、においてタイマは導通時間Ｌｘ２
をＬＸＩより小さい時間でリセットされる。

さらに時刻Ｔ２でタイマーがＬＸＩより小さい導通時間
Ｌｘ３でリセットされる。

同様に、時刻Ｔ、、Ｔ４．Ｔ、・・・、Ｔ６でそれぞれ
、順次小さいセット時間Ｌｘ３．ｔ□ｔ’ｓ　　・・・
ｔｏをセントし、Ｔ１で最小導通角Ｏの導通時間り、＝
ｏがリセットされるようにする。

その結果、例えば、パンテリに断線故障があって、出力
電圧が０の場合には、平滑コンデンサ３の出力電圧は０
まで低下する。

しかし、本発明においては、電圧検出回路７の電圧が、
検出基準電圧■、まで低下した時点で、バッテリに故障
があるものとして、切り換えスイッチ２を整流回路１側
に接続してテストを中止し、ｆｔ荷４の供給電源を整流
回路１の側に戻すようにして、負荷に悪影響がないよう
にする。

また、バッテリ５が正常な場合には、導通角がＯに到っ
ても、平滑コンデンサ３の端子電圧はハフテリ電圧以下
には低下しないので、バッテリ出力電圧が検出基準電圧
■１以上であれば、ハツチｊ５は正常であると判定する
。

上記のようＬこ、本発明によれば、バノテリテス）・に
おいてたとえバッテリ５が故障していて、出力が低下し
ていても、負荷に供給される電圧が負荷の最低安全電圧
以下に落ちることはないので、負荷の駆動中においても
、安全にバッテリテストを行うことが可能である。

なお、上記説明において、タイマによる導通角制御の開
始導通角を１８０度とし、瀬滅するように説明したが、
導通角をどのように変化させるかは、必要に応して変更
されるものである。

〔実施例〕

第３図により、本発明の詳細な説明する。

図示の回路は、平滑コンデンサがスイ、チンダレギュレ
ークの入力コンデンサとなっている場合を示す。

図において、３０は整流回路、３１は導通角可変スイッ
チ回路であって、例としてＮＰＮ型トランジスタにより
構成したもの、３１°はスイッチングトランジスタであ
って、制御部における導通角制御により整流回路出力を
スイッチするもの、３２は切り換えスイッチ、３３は平
滑コンデンサ、３４は電圧検出回路、３５はスインアン
プレギュレータ、３６は負荷、３７は充電回路、３８は
バックアップ用のバッテリ、３９は負荷側からバッテリ
３８に電流が流れることを防止するダイオド、４０は制
御部、４１は切り換えスイッチ３２の切り換え制御手段
、４２は導通角制御手段であって、例としてタイマーに
より行うもの、４３は電圧監視手段、４４は判定制御手
段であって、電圧検出回路３４の検出電圧が検出基Ｙ＄
雷電圧り低下したかどうかを判定し、低下した場合にバ
ッテリ異常を外部に警告し、負荷の供給電源を整流回路
３０側に切り換えてテストを終了するもの、４５は電圧
検出回路３４の検出電圧が検出基準値より低下していな
いかの判断処理、４６はバッテリ正常と判定する処理、
４７はバッテリ異常と判定した場合にバッテリ買常を警
告するバッテリ宜常警告信号出力、４８はバッテリ異常
と判定する処理、４９はテスト終了処理で、切り換え制
御手段４１により切り換えスイッチを整流回路３０側に
切り換えるようにし、テストを終了する処理である。

次に、本発明の実施例の動作を制御部４０を中心に説明
する。

（＋）切り換え制御手段４１により、切り換えスイッチ
３２をバッテリ側に接続する。

（２）導通角制御手段のためのタイマのセット時間を、
最大導通角から最小導通角に向かって徐々に連続的に変
化させる。

タイマは、整流回路出力の電圧Ｏでスタートし、スター
トからセット時間が経過するまで、スイ。

アンプトランジスタ３ビのヘース電圧をハイレベルにす
るようにしてスイッチングトランジスタ３Ｆを導通する
。

そして、タイマのセット時間経過後から次に整流回路出
力電圧が０になるまでの時間、スイッチングトランジス
タ３１　のヘース電圧をローレベルとして、スイッチン
グトランジスタ３１　を非導通とする。

そのようにして、タイマーセント時間により整流回路出
力の導通角を制御する。

（３）電圧監視手段４３は、常時電圧検出回路３４の出
力する電圧を監視する。

（４）電圧検出回路３４で検出される電圧が予め定めた
検出基準電圧より低下したかを判断判定処理４５におい
て行う。

（５）最小導通角に到るまで、電圧検出回路３４の検出
電圧が検出基準電圧より低下しなければ、判定処理４６
において、バッテリは正常であると判定する。しかし、
導通角を少なくして行く過程においで、検出電圧が検出
基準電圧より低下した場合には、処理４７においてバッ
テリ異常を警告し、判定処理４８においてバッテリ異常
を判定する。

（６）　判定処理４６においてバッテリ正常と′ｌ′Ｊ
１定された場合には、切り換えスイ／チ３２を整流回路
３０側に切り換えてテストを終了する。

また判定処理４１０こおいて、バッテリ異常と判定され
た場合には、バッテリ異常を判定した時点で、切り換え
スイッチ３２を整流回路側に切り換えてテストを終了す
る。

次に第４図により、本発明の実施例の動作を説明する。

必要により、第３図を参照する。

第４図は本発明の動作説明図である。

図（ａ）は、導通角と平滑コンデンサの出力電圧の関係
を示す。

図（ａ）において、縦軸は電圧、横軸は時間、５１は平
滑コンデンサ３３への印加電圧、５２はバッテリ異常検
出電圧、５３はスイッチングレギュレータ安定化開始電
圧、５４は平滑コンデンサ出力電圧、５５は導通角可変
スイッチ導通の期間、５６は導通角可変スイッチ非導通
の期間、Ｔｏ。

Ｔ、、Ｔ、は導通角可変スイッチ回路３１の導通角を制
御する制御部４０のタイマがスタートする時刻、１．．
１．°１．゛°　はそれぞれ、時刻Ｔｏ、Ｔ、、Ｔ２に
おけるタイマのセット時間である。

図（ｂ）は、スイッチングトランジスタ３１′のベース
電圧とタイマ動作の関係を示す。

図において縦軸はスイッチングトランジスタのベース電
圧Ｖｌ、横軸は時間、ＨはＶ、のハイレベルの電圧、Ｌ
はｖ８のローレベルの１１圧である。

ベース電圧ｖｌｌがＨでスイソチイングトランジスタが
導通し、低い電圧りで非導通となる。

タイマは整流回路出力（平滑コンデンサへの印加電圧５
１）の電圧０の時点Ｔ、、Ｔ、、Ｔ、　　・・・でスタ
ートし、その時刻に定められるタイマ設定時間ｔＸ、ｔ
ｘ”、　。゛°経過するまで、スイッチングトランジス
タのベース電圧Ｖ、にはハイレベルの電圧（Ｈ）が人力
され、１Ｘ経過後から次の整流回路の出力電圧０の時刻
まで、ローレベルの電圧（Ｌ）を出力する。

そのため、しわからｔＸまでスイッチングトランジスタ
は導通し、ｔ８経過後から次の時刻Ｔ０までは非導通と
なる。

同様に、次に、時刻Ｔ１において、タイマーは再びスタ
ートし、その時セットされる１＋１“時間が経過するま
で、前と同様にスイッチングトランジスタを導通し、次
の整流回路の出力電圧が０になるまで、スイソチイング
トランジスタを非導通とする。時刻Ｔ３以降同様の処理
を繰り返す。

上記のように、本発明によれば、バッテリ故障があった
場合にも、負荷に供給される電圧が負荷の安全電圧以下
に低下することはないので、負荷駆動中においてもバッ
テリテストを行うことができる。

（発明の効果］ 本発明によれば、負荷駆動中においても、安全にバッテ
リテストを行うことが可能であるので、負荷側を意識せ
ずに任意の時間にテストできる。

そのため、バッテリ異常を見出す確度が高くなり、シス
テムの安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理図である。 第２図は、本発明の導通角制御の動作説明図である。 第３図は、本発明の実施例を示す図である。 第４図は、本発明の実施例の動作説明図である。 第５図は、従来の技術を説明する図である。 ８　　： ９　　： １０　： ｌ　１　： ｌ　２　： ｌ　３　： 導通角可変スイッチ回路 制御部、 切り換えスイッチの切り換え制御８（支、導通角制御手
段、 電圧監視手段、 バッテリ異常警告手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電圧が入力される整流回路（１）と、バック
   アップ用のバッテリ（５）と、負荷（４）が接続される
   平滑コンデンサ（３）と、整流回路（１）とバッテリ（
   ５）のいずれか一方の出力を平滑コンデンサ（３）に接
   続する切り換えスイッチ（２）と、バッテリ（５）に接
   続された充電回路（６）とを備えた電源回路において、
   上記整流回路（１）の出力と平滑コンデンサ（３）との
   間に上記切り換えスイッチ（２）と並列に設けられて、
   整流回路出力の脈流の導通角を制御する導通角可変スイ
   ッチ回路（８）と、上記切り換えスイッチ（２）の切り
   換え制御手段（１０）と、上記導通角可変スイッチ回路
   （８）の導通角を最大導通角から最小導通角へ連続的に
   制御する導通角制御手段（１１）と、上記平滑コンデン
   サ（３）の端子電圧を監視する電圧監視手段（１２）と
   を有する制御部（９）とを設け、切り換えスイッチ（２
   ）がバッテリ（５）側に切り換えられた状態において、
   導通角可変スイッチ回路（８）の導通角を最大導通角か
   ら最小導通角に連続的に減少せしめ、その間平滑コンデ
   ンサ（３）の端子電圧を監視して、平滑コンデンサ（３
   ）の端子電圧が予め設定した基準値より下がった場合に
   は、バッテリ（５）に故障があるものと判定することを
   特徴とする電源回路におけるバッテリテスト方法。
2. （２）平滑コンデンサ（３）と負荷（４）の間にスイッ
   チインタレギュレータが接続されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の電源回路におけるバッテリテスト方
   法。
3. （３）バッテリ故障があると判定された場合には、切り
   換えスイッチ（２）を制御して平滑コンデンサ（３）を
   整流回路（１）側に切り換えることを特徴とする請求項
   １に記載の電源回路におけるバッテリテスト方法。