JPH05137278A - 電力供給システム - Google Patents

電力供給システム

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JPH05137278A
JPH05137278A JP10527492A JP10527492A JPH05137278A JP H05137278 A JPH05137278 A JP H05137278A JP 10527492 A JP10527492 A JP 10527492A JP 10527492 A JP10527492 A JP 10527492A JP H05137278 A JPH05137278 A JP H05137278A
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JP
Japan
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battery
backup
load network
input
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP10527492A
Other languages
English (en)
Inventor
Conrad Orta
オータ コンラツド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
American Telephone and Telegraph Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by American Telephone and Telegraph Co Inc filed Critical American Telephone and Telegraph Co Inc
Publication of JPH05137278A publication Critical patent/JPH05137278A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads

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  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池再接続回路の使用により、予備電池の交
換に伴う端子の切り替えを自動的に行う。 【構成】 予備電池が低電圧状態に応じて負荷から切断
された後、電池再接続回路が、新しく挿入された電池を
負荷に接続する動作を行う。電池の再接続にあたり、電
池は、その動作性を試験するための時間の間、システム
に自動的に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電池予備回路を有する
電源回路、特に、電池の交換および電池予備回路によっ
て電力供給される回路部品の試験に関する。
【0002】
【従来の技術】現在の電子システムにおいて、主電源の
欠損によるサービスの損失を防ぐための安全措置とし
て、しばしば電池バックアップシステムを使用する。効
果的な保護を提供するために、必要なバックアップ電力
を受容可能な時間間隔の間、供給することが可能な、完
全に充電された電池の使用が要求される。
【0003】しかしいくつかの例において、電力損持続
時間は予備電池電力の時限能力を越え、さらにサービス
または試験システムの動作能力をを提供するために、放
電した電池を交換することが望ましい。この追加要求
は、電池バックアップシステムが、電池に充電する能力
と、たとえ連続的に主電力の供給が途絶えても交換電池
を試験するために少なくとも瞬間的にシステムを起動さ
せる能力とを有することを要求する。
【0004】このような試験要求は、通信システムにお
いて、電池予備電力の能力を越える延長時間における主
電力の欠損の間に、通信システムの動作性を決定する必
要がある場合に生じる。
【0005】電池予備電力を有するシステムの多くは、
電池があるしきい値電圧レベルまで放電した後、電池を
セル反転のような永続的な損傷から保護するために、主
電力の延長欠損期間のある点において電池を切断するた
めの回路部品を含む。このようなシステム装置における
放電した電池の新しい電池への交換、および主電力の回
復前のシステムの動作性の試験は、通常、短時間の間、
電池端子を活性な回路部品へ切り替えることを必要とす
る。
【0006】この試験はしばしば、システムへの主電力
の回復前に行われる。これはしばしば手動切り替え装置
によって行われる。このような装置は、作業者が回路プ
ロセスを理解していることのみならず、容易にアクセス
可能な手動スイッチと関連する回路部品を必要とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】もし適当にエルゴノミ
ックに設計されるならば、このような手動切り替え装置
は、回路自身の立体的な要求に関して、有効でない。必
要とされる手動切り替え能力の提供が、回路部品自身の
立体的に効果的なパッケージングを非常に困難にしてい
る。従って、電池端子の回路部品への手動切り替えを必
要としない電池の交換が可能な、電池再接続方法が必要
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の原理による電池
再接続方法は、電池端子の回路部品内外への手動切り替
えを必要とせずに、電力予備システムにおける電池交換
を可能にする。放電した電池を新しい電池に交換する間
に、通常手動で行われる機能を行うために、電池再接続
回路が提供される。これらの機能は、新しく挿入された
電池から電力供給される回路部品の動作能力の検査も含
む。
【0009】電池再接続回路は、使用されていた電池が
低電圧状態に応じて負荷から切断された後、新しく挿入
された電池電圧源を負荷に接続する動作を行う。電池が
回路から切断されると直ちに、再接続回路はリセットさ
れる。新しい完全に充電された電池の接続にあたって、
電池は、その動作能力を試験するための少なくとも短時
間の間、自動的にシステムに接続される。
【0010】
【実施例】図1において、DC電圧/電力が、入力リー
ド線101上の入力DC電圧レベルを出力リード線12
1上のもう一つのDC電圧レベルに変化させるDC/D
C電力変換器102に供給される。リード線121上の
変換器出力は、負荷ネットワーク105に供給される。
負荷ネットワーク105は、予備電力を必要とする通信
システムの一部である。
【0011】このシステムは、それに提供される電池予
備電力の能力を越える過度の事故率にさらされているこ
とが予想される。従って、放電された電池を新しい電池
に交換し、負荷ネットワーク105によって示されるシ
ステムの動作性を主電力の回復前に試験することが必要
である。
【0012】電力変換器102の第二の出力リード線1
24は、充電器104に電圧を印加するために接続され
る。充電器104は、リード線117、スイッチ10
9、およびリード線118を介して電池110に充電電
流を供給するために接続され、主電力が有効である限
り、電池110を完全に充電された状態に保つ。スイッ
チ109は、リード線116を介して電池端子電圧を監
視する電池状態モニタの制御下にある。
【0013】電池110の電圧が電池状態モニタによっ
て設定された受容可能な電圧レベルであるかまたはそれ
以上である限り、スイッチ109は通常閉じた状態にあ
る。リード線116は、スイッチ109によって電池か
ら切断される端子においてスイッチ109に接続される
ため、スイッチ109が開いている場合、電池状態モニ
タ106の回路はさらに電池から電流を流出させない。
【0014】リード線119とスイッチ108は電池1
10を負荷ネットワーク105に接続させる。スイッチ
108は、リード線123を介してリード線101に接
続している主電力モニタ103によって制御される。主
入力電圧/電力が十分である限り、スイッチ108は開
いた位置、すなわち電池が負荷ネットワーク105に接
続されない位置にある。主電力の欠損が検出されると、
主電力モニタ103はスイッチ108を閉じ、電池11
0が負荷105に接続される。
【0015】もし主電圧/電力の欠損が過度の時間持続
すると、電池は、電池自身がセル反転のような永続的な
損傷を受け得る電圧レベルまで放電する。この時点で、
電池状態モニタ106に応じてスイッチ109を開くこ
とによって、電池は負荷から切断される。
【0016】放電した電池が一度除去されると、負荷ネ
ットワーク105の動作性を実証するために、主電力が
回復されていなくても交換電池が負荷に再接続される。
【0017】負荷に新しく取り付けられる電池の再接続
は、電池再接続回路107の動作を通して達成される。
電池再接続回路107は、電池端子111、112に、
それぞれリード線115、119を介して接続される。
電池再接続回路107はリード線115、119を介し
て負荷ネットワーク105に接続される。
【0018】動作において、電池再接続回路107は電
池110を負荷ネットワーク105に、システムの動作
性を試験するために十分長い期間接続させる。主電力源
から電力が供給される通常の動作の間、電池再接続回路
107は不活性状態にある。
【0019】図2において、リード線113および11
4は、電池110の向かい合う端子111および112
に接続され、リード線115は負荷ネットワーク105
に接続される。主電力モニタの一部分に、入力リード線
上の主電力に抵抗器262を通して接続される発光ダイ
オード261が含まれる。主電力が存在する場合は、ダ
イオード261の発光が、ホトトランジスタ201を導
電状態にすることを可能にする。
【0020】トランジスタ201が導電状態である場
合、再接続回路を抵抗器249を介してリード線115
に結合する、FETスイッチ206のゲートソース接合
が短絡され、FETスイッチ206は動作しなくなり、
非導電状態となる。従って、リード線115および11
9から負荷ネットワーク105への抵抗器249を介す
る接続は、完全に不活性となる。
【0021】電池110の完全な放電を起こすために十
分な期間、主電力が欠損すると仮定すると、電池110
は、電池モニタ106がスイッチ109を開くことによ
って、負荷ネットワークから切断される。通常、放電し
た電池の完全に充電された電池への交換は、この接合点
においては負荷ネットワークを活性化しない。しかし再
接続回路107は、たとえ主電力が回復されていない場
合においても、短時間の間、電池を負荷ネットワークに
再接続する。
【0022】主電力が存在せず、電池パッケージが除去
されている場合、再接続回路107内のコンデンサ21
4が放電状態になる。新しい完全に充電された電池が端
子111と112の間に取り付けられると、電圧が抵抗
器250およびFET206のゲートソース接合点に印
加される。(降伏ダイオード222が、ゲートソース接
合を過電圧による損傷から保護する。)
【0023】FET206はその導電性領域に偏り、ゲ
ートソース電圧が持続しきい値以下に降下するまでそこ
に保たれる。この動作しているゲートソース電圧の持続
時間は、抵抗器235、250、251、253、およ
びコンデンサ249を含むRC回路の時定数によって制
御される。
【0024】FET206が最初に動作状態になる時の
初期流入電流は、抵抗器249によって制限される。F
ET206が導電状態である場合、電池110は、リー
ド線113、FET206、リード線115および11
9を介して負荷ネットワーク105に接続される。
【0025】FET206が導電状態にあるとコンデン
サ214が充電され、その蓄積した電圧がゲートソース
接合点を逆に偏らせるために十分になったとき、結局F
ET206を切る。RC回路の時定数は、負荷ネットワ
ーク105の機能性が正確に決定できるように、またF
ETが非導電状態で不活性になる前にスイッチ109を
再び閉じるように選択される。
【0026】いくつかの応用例において、この時間間隔
を、負荷ネットワークの通信システムの初期化が可能な
十分な長さに設定することが望ましい。
【0027】上述のように、主電力欠損が延長された
後、電池110は放電し、スイッチ109が開いて電池
110を完全に切断し、電池をセル反転から保護する。
この電池が端子111と112の間に接続される限り、
その電流流出は、電池の損傷を防ぐために最小に減少さ
れなければならない。抵抗器252および253の抵抗
値は、電池の電流負荷を最小にし、従って電池のいかな
る意味を持つ電流流出をも防ぐために、高い抵抗値を有
するように選択される。
【0028】放電した電池の除去にあたり、コンデンサ
214の電圧がFET207のソースーゲート接合に印
加され、それによりFET207を導電に偏らせる。こ
の導電しているFET207はコンデンサ214を急速
に放電させる。ここで再接続回路は、端子111と11
2の間に電池が再挿入されると直ちに動作する状態にあ
る。
【0029】このコンデンサ214の制御された急速な
放電は、電池を交換する作業者が、新しい電池の挿入前
に、再接続回路を動作させるために十分な時間が経過し
たか否かを考慮する必要性を除去する。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
池再接続回路の使用によって、主電力が欠損し、かつ予
備電池が放電によって切断された後、新しい電池への交
換、およびその動作を試験する間の電池端子の切り替え
を自動的に行うことが可能である。従って、手動切り替
えに起因する立体的な問題が除去され、また作業者によ
る新しい電池の挿入作業も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】負荷に電力を供給するための、電池予備電力を
含むシステムを示すブロック図である。
【図2】図1の電力供給システムに含まれる電池再接続
回路の、概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
101 主電力入力リード線 102 電力変換器 103 主電力モニタ 104 充電器 105 負荷ネットワーク 106 電池状態モニタ 107 電池再接続回路 108 スイッチ 109 スイッチ 110 予備電池 111 端子 112 端子 113 リード線 114 リード線 115 リード線 116 リード線 117 リード線 118 リード線 119 リード線 121 リード線 123 リード線 124 リード線 201 ホトトランジスタ 206 FETスイッチ 207 FETスイッチ 214 コンデンサ 222 降伏ダイオード 235 抵抗器 249 抵抗器 250 抵抗器 251 抵抗器 252 抵抗器 253 抵抗器 261 発光ダイオード 262 抵抗器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主電力源を負荷ネットワークに接続する
    ための電源回路部品と、 主電力源の欠損にあたり予備電圧源を受け入れ、それを
    負荷ネットワークに結合させるための予備入力と;予備
    電圧源がしきい値電圧以下まで放電した場合に予備電圧
    源を負荷ネットワークから切断するための切断回路を含
    むバックアップ回路部品と、 予備電圧源の、代わりの予備電圧源への切り替えに応じ
    て、予備入力の負荷ネットワークへの接続を可能にする
    ための回路部品から成り、 予備入力の負荷ネットワークへの接続を可能にするため
    の第一の半導体スイッチと、 主電力源の動作性に応じて第一の半導体スイッチを動作
    不能にし、主電力の欠損に応じて予備入力の電圧を、第
    一の半導体スイッチが導電状態になるように偏らせる、
    第二の半導体スイッチと、 予備入力を負荷ネットワークへ接続させる導電期間の
    後、第一の半導体スイッチを動作不能にするために動作
    するタイミング回路部品を含むことを特徴とする、負荷
    ネットワークへの電力供給システム。
  2. 【請求項2】 抵抗器を通して充電されるように接続さ
    れたコンデンサと、 コンデンサの蓄積された電圧に応じてコンデンサを放電
    させるためにさらに接続された第三の半導体スイッチ
    と、 予備入力における予備電圧に応じて、第三の半導体スイ
    ッチを非導電状態に偏らせるために接続された降伏ダイ
    オードを含むことを特徴とする、請求項1記載の電力供
    給システム。
  3. 【請求項3】 予備入力に接続された予備電圧源の電流
    流出を制限するための、非常に高い入力インピーダンス
    を有する再接続回路を含むことを特徴とする、請求項1
    記載の電力供給システム。
JP10527492A 1991-04-03 1992-04-01 電力供給システム Pending JPH05137278A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/680,177 US5206538A (en) 1991-04-03 1991-04-03 Automatic system battery reconnect circuit responsive to insertion of new battery replacement
US680177 1991-04-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05137278A true JPH05137278A (ja) 1993-06-01

Family

ID=24730022

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JP10527492A Pending JPH05137278A (ja) 1991-04-03 1992-04-01 電力供給システム

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US (1) US5206538A (ja)
EP (1) EP0507495B1 (ja)
JP (1) JPH05137278A (ja)
DE (1) DE69206304T2 (ja)
ES (1) ES2079795T3 (ja)

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