JPH0662527A - 蓄電池を使用した電力供給装置 - Google Patents

蓄電池を使用した電力供給装置

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JPH0662527A
JPH0662527A JP4225067A JP22506792A JPH0662527A JP H0662527 A JPH0662527 A JP H0662527A JP 4225067 A JP4225067 A JP 4225067A JP 22506792 A JP22506792 A JP 22506792A JP H0662527 A JPH0662527 A JP H0662527A
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JP
Japan
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storage battery
voltage
discharge
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current
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JP4225067A
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English (en)
Inventor
Shinji Aso
真司 麻生
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Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄電池を使用して電力を供給する装置におい
て、蓄電池の放電終止を適切に検出する。 【構成】 蓄電池5にコンバータ6を介してインバータ
7を接続して商用電源の停電時にインバータ7から電力
を供給する。蓄電池5の電圧を検出するための回路16
と放電電流を検出するための回路17とを設ける。比較
器18は電流検出信号を参照電圧として蓄電池検出電圧
が参照電圧以下になった時に放電終止を示す信号を発生
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータシステムに
使用する無停電電源装置等の蓄電池(バッテリ)を使用
した電力供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無停電電源装置は商用電源をインバータ
電源装置でバックアップするように構成されている。イ
ンバータ電源装置は、蓄電池と、この充電回路と、蓄電
池に接続されたコンバータと、コンバータに接続された
インバータとで構成されている。ところで、蓄電池を過
放電状態にすれば、寿命の低下等を招く。このため、蓄
電池の電圧を検出し、この電圧が所定値以下になった時
に放電終止を示す信号を発生させて蓄電池の放電を停止
させる方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の放電終
止決定方法では、蓄電池電圧が所定値まで低下したか否
かによって決定されていたので、蓄電池に電力供給能力
が残っているにも拘らず放電終止になることがあった。
即ち、蓄電池の理論的な放電終止電圧は、図3に示すよ
うに放電電流の大小によって変化し、放電電流が大きい
時には放電終止電圧を低くすることができ、放電電流が
小さい時には放電終止電圧が高くなる。従って、放電電
流が小さいことを想定して放電終止検出レベルを高く設
定すれば、放電電流が大きい時には蓄電池の電力供給能
力が余り過ぎている状態で放電終止が検出される。逆に
放電電流が大きいことを想定して放電終止検出レベルを
低く設定すれば、放電電流が小さい時には過放電状態に
入った後に放電終止が検出される恐れがある。
【0004】そこで、本発明の目的は理想的に蓄電池の
放電終止を決定することができる電力供給装置を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、蓄電池と、前記蓄電池と負荷との間に接続
され、前記蓄電池の直流電圧を交流電圧又はレベルの異
なる直流電圧に変換する電力変換回路と、前記蓄電池の
電圧又はこれに対応する電圧を検出する電圧検出回路
と、前記蓄電池の放電電流又はこれに対応した電流を検
出する電流検出回路と、前記電圧検出回路から得られた
電圧検出信号と前記電流検出回路から得られた電流検出
信号とに基づいて蓄電池放電終止を決定するものであ
り、前記放電電流が第1のレベルであることを前記電流
検出信号が示している時には、前記電圧検出信号が前記
蓄電池の電圧が第1のレベルであることを示す値になっ
た時に蓄電池放電終止を示す信号を発生し、前記放電電
流が前記第1のレベルよりも高い第2のレベルであるこ
とを前記電流検出信号が示している時には、前記電圧検
出信号が前記蓄電池の電圧が前記第1のレベルよりも低
い第2のレベルであることを示す値になった時に蓄電池
放電終止を示す信号を発生するように構成された蓄電池
放電終止決定回路と、前記蓄電池放電終止決定回路から
得られた前記蓄電池放電終止を示す信号に応答して前記
蓄電池から前記負荷への電力供給を停止するか又は蓄電
池放電終止を報知する手段とを備えた電力供給装置に係
わるものである。
【0006】
【発明の作用及び効果】本発明においては、蓄電池の電
圧検出信号のみで放電終止が決定されずに、放電電流と
蓄電池電圧との組み合せで放電終止が決定される。放電
電流が比較的低い第1のレベルの時には蓄電池電圧が比
較的高い第1のレベルになった時に放電終止を示す信号
を発生させ、放電電流が比較的高い第2のレベルの時に
は蓄電池電圧が比較的低い第2のレベルになった時に放
電終止を示す信号を発生させる。これにより、理論的な
放電終止に近い放電終止を決定又は検出することがで
き、蓄電池の電力を有効に使用することが可能になる。
【0007】
【実施例】次に、図1〜図3を参照して本発明の実施例
に係わる無停電電源装置を説明する。図1において、商
用交流電源端子1は第1のスイッチ2を介してコンピュ
ータ等の負荷3に接続されている。商用電源の停電に備
えて設けられた電力供給装置は、充電回路4と、鉛蓄電
池5と、コンバータ6と、インバータ7とから成り、第
2のスイッチ8を介して負荷3に選択的に接続される。
なお、第1及び第2のスイッチ2、8は半導体スイッチ
によって構成されている。
【0008】充電回路4は整流回路から成り、電源端子
1と蓄電池5との間に接続されている。
【0009】蓄電池5に接続された電力変換回路として
のコンバータ6は、周知の昇圧型であって、リアクトル
9と、スイッチング素子10と、ダイオード11と、コ
ンデンサ12とから成り、FETからなるスイッチング
素子10のオン・オフによって蓄電池5の電圧よりも高
い電圧をコンデンサ12に得るように構成されている。
なお、スイッチング素子10に直流に電流検出用抵抗1
3が接続されている。
【0010】コンバータ6と第2のスイッチ8との間に
接続されたDC−AC電力変換回路としてのインバータ
7はコンバータ6から得られた直流を交流に変換して負
荷3に供給する回路である。
【0011】制御回路14はコンバータ6、インバータ
7、第1及び第2のスイッチ2、8に接続されており、
コンバータ6のスイッチング素子10をオン・オフ制御
する信号、インバータ7のスイッチング素子(図示せ
ず)をオン・オフ制御する信号、第1及び第2のスイッ
チ2、8をオン・オフ制御する信号を周知の方法で発生
する。
【0012】本発明に従う蓄電池放電終止決定回路15
は、電圧検出回路16と、電流検出回路17と、比較器
18とから成る。電圧検出回路16は蓄電池5に接続さ
れており、蓄電池5の電圧を分圧した蓄電池電圧検出信
号を発生する。電流検出回路17は蓄電池5の放電電流
に対応する電流をスイッチング素子10の電流に基づい
て検出する回路であり、電流検出用抵抗13の一端に接
続され、ここに得られた電圧を平滑して放電電流検出信
号を出力する。
【0013】比較器18は、電圧検出回路16と電流検
出回路17とに接続され、電流検出信号を参照信号とし
て電圧検出信号がこれよりも高いか否かを示す2値出力
を発生する電圧コンパレータから成る。比較器18の出
力端子は制御回路14と報知器19とに接続されてい
る。電圧検出信号が参照信号以下になったことを示す信
号からなる放電終止信号が比較器18から発生すると、
制御回路14はスイッチング素子10をオフ制御し、且
つインバータ7のスイッチング素子をオフ制御して、コ
ンバータ6及びインバータ7を停止させ、蓄電池5の放
電を停止させる。これと共に、報知器19のブザー及び
発光素子を動作させ、蓄電池放電終止を使用者に知らせ
る。
【0014】図2は図1の放電終止決定回路15を詳し
く示す。電圧検出回路16は蓄電池5に接続される端子
20とグランドとの間に分圧抵抗21、22を接続する
ことによって構成され、この分圧点が比較器18の一方
の入力端子に接続されている。
【0015】電流検出回路17は、電流検出抵抗13に
接続される端子23とグランドとの間に接続された抵抗
24とコンデンサ25とから成る平滑回路26を有す
る。平滑回路26には、オペアンプ27と、抵抗28、
29と、コンデンサ30と、ツエナーダイオード31と
から成る増幅回路32が接続されている。オペアンプ2
7の出力端子には、反転増幅回路33が接続されてい
る。この反転増幅回路33は、オペアンプ34と、抵抗
35、36、37、38と、コンデンサ39とから成
る。反転増幅器33と比較器18の他方の入力端子との
間にはレベル調整回路40が接続されている。このレベ
ル調整回路40は、抵抗41、42、43と、4個の温
度補償用ダイオード44と、ツエナーダイオード45と
から成る。
【0016】図3は蓄電池5の放電時間と端子電圧との
関係を6種類の放電電流について示す。即ち、図3は
2.2Ahの容量を有する12ボルトの蓄電池5の放電
特性を示し、実線で示す特性線A1 、A2 、A3 、A4
、A5 、A6 は、放電電流が0.11A、0.22
A、0.55A、2.2A、4.4A、6.6Aの時の
時間と共に変化する端子電圧を示す。なお、横軸は対数
目盛になっている。図3の特性線A1 〜A6 の点E1 、
E2 、E3 、E4 、E5 、E6 は理論的又は実際の放電
終止電圧及び時間を示す。また、V1 、V2 、V3 、V
4 、V5 、V6 は本実施例に従って設定された放電終止
電圧及び時間を示す。V1 〜V6 は検出誤差又は蓄電池
特性のバラツキに基づく過放電を防ぐためにE1 〜E6
よりも少し高い電圧レベルにそれぞれ設定されている。
【0017】従来の電圧に基づく放電終止検出は放電電
流の変化を考慮しないで例えば10.5Vのような1つ
の参照レベルを使用し、蓄電池電圧がこの1つの参照電
圧(10.5V)以下か否かを判定した。この場合、放
電電流が低い特性線A1 、A2 、A3 においてはさほど
問題がないが、特性線A4 、A5 、A6 においては、蓄
電池5の電力供給能力が少し残っている状態で放電が停
止され、負荷に対する給電が停止する。コンピュータシ
ステムにおける停電時のバックアップは僅かな時間でも
重要である。
【0018】そこで、本発明に従う装置では、比較器1
8に入力する参照電圧が放電電流値に応じて変えられ、
放電電流が大きくなるに従って下げられている。即ち、
放電電流が第1のレベルの第1の特性線A1 の場合に
は、比較器18に電流検出回路17からV1 に対する第
1のレベルの参照電圧が与えられる。この結果、比較器
18は、第1のレベルの参照電圧が与えられている状態
において電圧検出回路16からV1 に対応する第1のレ
ベルの電圧検出信号が得られた時に放電終止信号を出力
し、コンバータ6及びインバータ7を停止制御し、且つ
報知器19を動作させる。一方、放電電流が第1のレベ
ルよりも高い第2のレベルの第2の特性線A2 の場合に
は、比較器18に電流検出回路17からV2 に対応する
第2のレベルの参照電圧が与えられる。この結果、比較
器18は第2のレベルの参照電圧が与えられている状態
において電圧検出回路16からV2 に対応する第2のレ
ベルの電圧検出信号が得られた時に放電終止信号を出力
し、コンバータ6及びインバータ7を停止制御し、且つ
報知器19を動作させる。なお、V2 における第2の電
圧レベルはV1 に対応する第1の電圧レベルよりも低
い。別の特性線A3 〜A6 においても同様な制御が実行
される。
【0019】上述から明らかなように、図1の方式によ
れば、過放電を確実に防ぎ、且つバックアップ時間を長
くすることができる。
【0020】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 図4に示すように蓄電池5に直列に電流検出抵
抗13aを接続し、この一端を放電終止決定回路15に
接続し、抵抗13aの電圧降下に基づいて放電電流を直
接に検出してもよい。 (2) 図5に示すように4つのスイッチング素子Q1
、Q2 、Q3 、Q4 のブリッジ回路と出力トランスT
rとから成るインバータ7に電流検出抵抗13b、13
cを接続し、スイッチング素子Q1 〜Q4 に流れる電流
を抵抗13b、13cで検出するように構成することが
できる。なお、図1のインバータ7は図5の抵抗13
b、13cを省いた回路に相当する。 (3) 蓄電池5にインバータ7を直接に接続する場合
にも本発明を適用することができる。 (4) コンバータ6は降圧型スイッチングレギュレー
タ、プッシュプル型スイッチングレギュレータ等に構成
することができる。 (5) 蓄電池5の出力ラインにこの放電を停止する専
用のスイッチを設け、これを比較器18の出力で制御す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の無停電電源装置を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の放電終止決定回路を示す回路図である。
【図3】蓄電池の放電時間と端子電圧との関係を複数の
電流別に示す特性図である。
【図4】変形例の無停電電源装置の一部を示すブロック
図である。
【図5】別の変形例の無停電電源装置の一部を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
5 蓄電池 6 コンバータ 15 放電終止決定回路 16 電圧検出回路 17 電流検出回路 18 比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02J 9/06 503 B 4235−5G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄電池と、 前記蓄電池と負荷との間に接続され、前記蓄電池の直流
    電圧を交流電圧又はレベルの異なる直流電圧に変換する
    電力変換回路と、 前記蓄電池の電圧又はこれに対応する電圧を検出する電
    圧検出回路と、 前記蓄電池の放電電流又はこれに対応した電流を検出す
    る電流検出回路と、 前記電圧検出回路から得られた電圧検出信号と前記電流
    検出回路から得られた電流検出信号とに基づいて蓄電池
    放電終止を決定するものであり、前記放電電流が第1の
    レベルであることを前記電流検出信号が示している時に
    は、前記電圧検出信号が前記蓄電池の電圧が第1のレベ
    ルであることを示す値になった時に蓄電池放電終止を示
    す信号を発生し、前記放電電流が前記第1のレベルより
    も高い第2のレベルであることを前記電流検出信号が示
    している時には、前記電圧検出信号が前記蓄電池の電圧
    が前記第1のレベルよりも低い第2のレベルであること
    を示す値になった時に蓄電池放電終止を示す信号を発生
    するように構成された蓄電池放電終止決定回路と、 前記蓄電池放電終止決定回路から得られた前記蓄電池放
    電終止を示す信号に応答して前記蓄電池から前記負荷へ
    の電力供給を停止するか又は蓄電池放電終止を報知する
    手段とを備えた電力供給装置。
JP4225067A 1992-07-31 1992-07-31 蓄電池を使用した電力供給装置 Pending JPH0662527A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08328699A (ja) * 1995-05-30 1996-12-13 Nec Gumma Ltd 電源制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08328699A (ja) * 1995-05-30 1996-12-13 Nec Gumma Ltd 電源制御装置

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