JPH07236235A - 直流電源装置 - Google Patents
直流電源装置Info
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- JPH07236235A JPH07236235A JP5151044A JP15104493A JPH07236235A JP H07236235 A JPH07236235 A JP H07236235A JP 5151044 A JP5151044 A JP 5151044A JP 15104493 A JP15104493 A JP 15104493A JP H07236235 A JPH07236235 A JP H07236235A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 経済的で出力電圧特性の優れた直流電源装置
を提供する。 【構成】 常用電源、整流装置、蓄電池および出力電圧
調整装置から基本的に構成され、常用電源の電圧低下も
しくは停電時に、蓄電池により負荷装置へ連続して電力
を供給する直流電源装置において、充放電用の大容量コ
ンデンサと、このコンデンサと直列に接続されたコンデ
ンサ放電用ダイオードと、このダイオードと並列に接続
されたコンデンサ充電電流制限用抵抗とから構成される
瞬時電圧補償装置を、直流電源装置の出力側に負荷装置
と並列に接続した直流電源装置。
を提供する。 【構成】 常用電源、整流装置、蓄電池および出力電圧
調整装置から基本的に構成され、常用電源の電圧低下も
しくは停電時に、蓄電池により負荷装置へ連続して電力
を供給する直流電源装置において、充放電用の大容量コ
ンデンサと、このコンデンサと直列に接続されたコンデ
ンサ放電用ダイオードと、このダイオードと並列に接続
されたコンデンサ充電電流制限用抵抗とから構成される
瞬時電圧補償装置を、直流電源装置の出力側に負荷装置
と並列に接続した直流電源装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は常用電源の電圧低下もし
くは停電時に蓄電池により負荷装置へ連続して電力を供
給する直流電源装置の改良に関するものである。
くは停電時に蓄電池により負荷装置へ連続して電力を供
給する直流電源装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来のこの種直流電源装置の
基本回路図を図６に示す。図において１は商用交流から
なる常用電源、２は交流を直流に変換するためのサイリ
スタ等からなる整流装置、３は蓄電池、４はシリコンド
ロッパー型の出力電圧調整装置、５は負荷装置である。
基本回路図を図６に示す。図において１は商用交流から
なる常用電源、２は交流を直流に変換するためのサイリ
スタ等からなる整流装置、３は蓄電池、４はシリコンド
ロッパー型の出力電圧調整装置、５は負荷装置である。
【０００３】かかる従来装置において、通常は交流入力
電源より整流装置を介して負荷に直流電力を供給すると
ともに、蓄電池は浮動充電されている状態となってい
る。交流入力電源の電圧低下もしくは停電時には蓄電池
が放電運転されて負荷には連続して電力を供給する。こ
の時、直流電源の負荷である遮断器等の投入・遮断があ
ると負荷側で瞬時の大電流が流れ、出力電圧の瞬時低下
（５％から２０％程度，０．１秒程度）現象が発生す
る。
電源より整流装置を介して負荷に直流電力を供給すると
ともに、蓄電池は浮動充電されている状態となってい
る。交流入力電源の電圧低下もしくは停電時には蓄電池
が放電運転されて負荷には連続して電力を供給する。こ
の時、直流電源の負荷である遮断器等の投入・遮断があ
ると負荷側で瞬時の大電流が流れ、出力電圧の瞬時低下
（５％から２０％程度，０．１秒程度）現象が発生す
る。
【０００４】この瞬時電圧低下が直流電源の他の負荷に
悪影響を与えないようにするためには、蓄電池の容量
を、放電率等の係数，定格出力電流，使用時間等によっ
て求められる容量よりも大きくすること（１．２倍から
１．７倍程度）が必要であった。また、常用電源停電の
瞬時には、浮動電圧で充電されていた蓄電池が急に放電
運転されるため、装置の出力電圧が定常値より５％から
１５％程度低下する。
悪影響を与えないようにするためには、蓄電池の容量
を、放電率等の係数，定格出力電流，使用時間等によっ
て求められる容量よりも大きくすること（１．２倍から
１．７倍程度）が必要であった。また、常用電源停電の
瞬時には、浮動電圧で充電されていた蓄電池が急に放電
運転されるため、装置の出力電圧が定常値より５％から
１５％程度低下する。
【０００５】負荷の遮断器等の投入・遮断時に発生する
直流電圧の瞬時低下（５〜２０％程度低下，０．１秒程
度）現象の場合、通常のシリコンドロッパ型の出力電圧
調整装置は制御時間遅れのため対応できず、蓄電池の容
量を大きくするか、トランジスタ型の高速応答型の出力
電圧調整装置を使用する必要があり、高価となる欠点を
有していた。
直流電圧の瞬時低下（５〜２０％程度低下，０．１秒程
度）現象の場合、通常のシリコンドロッパ型の出力電圧
調整装置は制御時間遅れのため対応できず、蓄電池の容
量を大きくするか、トランジスタ型の高速応答型の出力
電圧調整装置を使用する必要があり、高価となる欠点を
有していた。
【０００６】常用電源停電の瞬時の電圧低下対策も上記
と同様であり、装置が高価となる欠点を有していた。こ
れはシリコンドロッパ型の出力電圧調整器は、段階的な
電圧制御であるため、出力電圧の過渡的上昇や低下では
作動しないよう制御応答時間が０．２〜０．５秒程度と
遅いためである。蓄電池の放電電流の過渡変動に対する
電圧変動率は、アルカリ蓄電池の方が鉛蓄電池よりも少
ないがアルカリ蓄電池は高価であり、鉛蓄電池を使用す
る場合、過渡変動に対して特に注意が必要である。
と同様であり、装置が高価となる欠点を有していた。こ
れはシリコンドロッパ型の出力電圧調整器は、段階的な
電圧制御であるため、出力電圧の過渡的上昇や低下では
作動しないよう制御応答時間が０．２〜０．５秒程度と
遅いためである。蓄電池の放電電流の過渡変動に対する
電圧変動率は、アルカリ蓄電池の方が鉛蓄電池よりも少
ないがアルカリ蓄電池は高価であり、鉛蓄電池を使用す
る場合、過渡変動に対して特に注意が必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような直流
電源装置において、充放電用の大容量コンデンサと、こ
のコンデンサと直列に接続されたコンデンサ放電用ダイ
オードと、このダイオードと並列に接続されたコンデン
サ充電電流制限用抵抗とから構成される瞬時電圧補償装
置を、直流電源装置の出力側に負荷装置と並列に接続し
たこと、さらに、コンデンサから設定値以上の放電電流
が流れたとき、これを検出して出力電圧調整装置に出力
電圧上昇の動作を行うようにすることにより、負荷に瞬
時大電流が流れた場合や常用電源の電圧低下あるいは停
電による蓄電池放電運転への切換え瞬時には、応答性の
早いコンデンサから放電用のダイオードを通じて放電さ
れるので、蓄電池による瞬時大電流の分担は軽減され、
結果的には出力電圧の過度的落込みを減少させ、経済的
で出力特性の優れた直流電源装置を提供しようとするも
のである。
電源装置において、充放電用の大容量コンデンサと、こ
のコンデンサと直列に接続されたコンデンサ放電用ダイ
オードと、このダイオードと並列に接続されたコンデン
サ充電電流制限用抵抗とから構成される瞬時電圧補償装
置を、直流電源装置の出力側に負荷装置と並列に接続し
たこと、さらに、コンデンサから設定値以上の放電電流
が流れたとき、これを検出して出力電圧調整装置に出力
電圧上昇の動作を行うようにすることにより、負荷に瞬
時大電流が流れた場合や常用電源の電圧低下あるいは停
電による蓄電池放電運転への切換え瞬時には、応答性の
早いコンデンサから放電用のダイオードを通じて放電さ
れるので、蓄電池による瞬時大電流の分担は軽減され、
結果的には出力電圧の過度的落込みを減少させ、経済的
で出力特性の優れた直流電源装置を提供しようとするも
のである。
【０００８】
【作用】充放電用大容量コンデンサが、負荷に並列に接
続された瞬時電圧補償装置に内蔵されているので、負荷
に瞬時大電流が流れた場合や、負荷電圧の低下が生じ出
力電圧調整装置はまだ動作していない時点で、応答性の
早いこのコンデンサから放電して電流を分担することに
なる。また、通常運転時にもコンデンサの充放電により
出力電圧特性が滑らかとなる等により、安価な鉛蓄電池
が使用可能となり、応答特性の悪いシリコンドロッパ型
の出力電圧調整装置を使用しても、出力電圧特性の優れ
た直流電源装置とすることができる。
続された瞬時電圧補償装置に内蔵されているので、負荷
に瞬時大電流が流れた場合や、負荷電圧の低下が生じ出
力電圧調整装置はまだ動作していない時点で、応答性の
早いこのコンデンサから放電して電流を分担することに
なる。また、通常運転時にもコンデンサの充放電により
出力電圧特性が滑らかとなる等により、安価な鉛蓄電池
が使用可能となり、応答特性の悪いシリコンドロッパ型
の出力電圧調整装置を使用しても、出力電圧特性の優れ
た直流電源装置とすることができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明直流電源装置の一実施例を示す
基本回路図であり、１は商用交流からなる常用電源、２
は交流を直流に変換するためのサイリスタ等からなる整
流装置、３は蓄電池、４はシリコンドロッパー型の出力
電圧調整装置、５は負荷装置である。
基本回路図であり、１は商用交流からなる常用電源、２
は交流を直流に変換するためのサイリスタ等からなる整
流装置、３は蓄電池、４はシリコンドロッパー型の出力
電圧調整装置、５は負荷装置である。
【００１０】以上は従来装置と変わるところがないが、
本発明装置では、出力側に負荷装置と並列に瞬時電圧補
償装置６を接続したことに特徴があり、この瞬時電圧補
償装置６は、充放電用の大容量コンデンサ７と、このコ
ンデンサと直列に接続されたコンデンサ放電用ダイオー
ド８と、このダイオードと並列に接続されたコンデンサ
充電電流制限用抵抗９とから構成されている。10はコン
デンサ放電電流検出器である。
本発明装置では、出力側に負荷装置と並列に瞬時電圧補
償装置６を接続したことに特徴があり、この瞬時電圧補
償装置６は、充放電用の大容量コンデンサ７と、このコ
ンデンサと直列に接続されたコンデンサ放電用ダイオー
ド８と、このダイオードと並列に接続されたコンデンサ
充電電流制限用抵抗９とから構成されている。10はコン
デンサ放電電流検出器である。
【００１１】つぎに、本発明装置の動作を説明する。通
常は交流入力電源より整流装置を介して負荷に直流電力
を供給するとともに、蓄電池は浮動充電されている状態
となっており、コンデンサ７は抵抗９を介して充電され
た状態である。交流入力電源の電圧低下もしくは停電時
には蓄電池が放電運転されて負荷には連続して電力を供
給する。この時、直流電源の負荷である遮断器等の投入
・遮断があると負荷側で瞬時の大電流が流れ、直流電圧
の瞬時低下が発生しようとするが、負荷と並列に瞬時電
圧補償装置６が接続されており、その中のコンデンサの
電荷が瞬時の大電流に素早く応答してダイオード８を通
じて放電されるので、蓄電池による瞬時大電流の分担は
軽減され、出力電圧の過渡的落込みが軽減される。
常は交流入力電源より整流装置を介して負荷に直流電力
を供給するとともに、蓄電池は浮動充電されている状態
となっており、コンデンサ７は抵抗９を介して充電され
た状態である。交流入力電源の電圧低下もしくは停電時
には蓄電池が放電運転されて負荷には連続して電力を供
給する。この時、直流電源の負荷である遮断器等の投入
・遮断があると負荷側で瞬時の大電流が流れ、直流電圧
の瞬時低下が発生しようとするが、負荷と並列に瞬時電
圧補償装置６が接続されており、その中のコンデンサの
電荷が瞬時の大電流に素早く応答してダイオード８を通
じて放電されるので、蓄電池による瞬時大電流の分担は
軽減され、出力電圧の過渡的落込みが軽減される。
【００１２】また、常用電源停電の瞬時には、浮動電圧
で充電されていた蓄電池が急に放電運転されるため、シ
リコンドロッパ型の出力電圧調整装置が作動するまで
（０．２〜０．５秒程度）の間は、装置の出力電圧が定
常値より低下しようとするが、遮断器等の投入・遮断の
場合と同様に、コンデンサの電荷が放電されるので、出
力電圧の過渡的落込みは軽減される。
で充電されていた蓄電池が急に放電運転されるため、シ
リコンドロッパ型の出力電圧調整装置が作動するまで
（０．２〜０．５秒程度）の間は、装置の出力電圧が定
常値より低下しようとするが、遮断器等の投入・遮断の
場合と同様に、コンデンサの電荷が放電されるので、出
力電圧の過渡的落込みは軽減される。
【００１３】さらに、装置の通常運転時の出力電圧特性
もコンデンサの充放電により、滑らかとなり、出力電圧
調整装置の段階的制御と組み合わされ、安定性が向上す
る。
もコンデンサの充放電により、滑らかとなり、出力電圧
調整装置の段階的制御と組み合わされ、安定性が向上す
る。
【００１４】コンデンサ放電電流検出器を設け、コンデ
ンサからの設定値以上の放電電流が流れたとき、これを
検出して出力電圧調整装置を制御するようにすれば、な
お一層出力特性が向上する。
ンサからの設定値以上の放電電流が流れたとき、これを
検出して出力電圧調整装置を制御するようにすれば、な
お一層出力特性が向上する。
【００１５】コンデンサ容量１．３２Ｆ、定常負荷電圧
１０２．５Ｖの本発明直流電源装置を用い、定常負荷と
して２０Ａ供給している状態で、６０Ａ，６０ｍｓおよ
び１００Ａ，６０ｍｓの瞬時負荷を追加した場合のコン
デンサ分担電流や負荷電圧降下等の試験結果を表１に示
す。
１０２．５Ｖの本発明直流電源装置を用い、定常負荷と
して２０Ａ供給している状態で、６０Ａ，６０ｍｓおよ
び１００Ａ，６０ｍｓの瞬時負荷を追加した場合のコン
デンサ分担電流や負荷電圧降下等の試験結果を表１に示
す。
【００１６】
【表１】
【００１７】図２は瞬時負荷６０Ａの場合の蓄電池およ
びコンデンサ電流の推移を示した図であり、図３は瞬時
負荷１００Ａの場合の蓄電池およびコンデンサ電流の推
移を示した図である。
びコンデンサ電流の推移を示した図であり、図３は瞬時
負荷１００Ａの場合の蓄電池およびコンデンサ電流の推
移を示した図である。
【００１８】また、図４は瞬時負荷６０Ａの場合の負荷
電圧の推移を比較した図であり、図５は瞬時負荷１００
Ａの場合の負荷電圧の推移を比較した図である。図４お
よび図５においていずれも、実線Ａはコンデンサがある
場合、鎖線Ｂはコンデンサがない場合をそれぞれ示す。
電圧の推移を比較した図であり、図５は瞬時負荷１００
Ａの場合の負荷電圧の推移を比較した図である。図４お
よび図５においていずれも、実線Ａはコンデンサがある
場合、鎖線Ｂはコンデンサがない場合をそれぞれ示す。
【００１９】本発明装置では瞬時負荷電流６０Ａの場合
に４．８Ｖ、８０Ａの場合に７．２Ｖの電圧補償が可能
であった。また、本実施例においては総負荷電流の最大
約３０％をコンデンサに分担させることができた。
に４．８Ｖ、８０Ａの場合に７．２Ｖの電圧補償が可能
であった。また、本実施例においては総負荷電流の最大
約３０％をコンデンサに分担させることができた。
【００２０】なお、コンデンサ容量は負荷が許容し得る
電圧変動度合いや使用条件等を考慮して選定すればよ
い。
電圧変動度合いや使用条件等を考慮して選定すればよ
い。
【００２１】以上の実施例ではコンデンサ充電電流制限
用抵抗として通常の抵抗を用いた例を示したが、非線形
抵抗素子を用いれば、万一、コンデンサが短絡故障して
も直流電源装置に与える影響が軽微におさえられる利点
がある。
用抵抗として通常の抵抗を用いた例を示したが、非線形
抵抗素子を用いれば、万一、コンデンサが短絡故障して
も直流電源装置に与える影響が軽微におさえられる利点
がある。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明装置では出
力側に負荷装置と並列に、充放電用大容量コンデンサを
内蔵した瞬時電圧補償装置を設けることにより、負荷に
瞬時大電流が流れた場合や出力電圧調整装置が動作する
までの間に、応答性の早いコンデンサから放電して電流
を分担するので、安価な鉛蓄電池やシリコンドロッパ型
の出力電圧調整装置が使用でき、さらに、通常運転時に
もコンデンサの充放電により出力電圧特性が滑らかとな
る等、経済的で出力電圧特性の優れた直流電源装置が得
られる。
力側に負荷装置と並列に、充放電用大容量コンデンサを
内蔵した瞬時電圧補償装置を設けることにより、負荷に
瞬時大電流が流れた場合や出力電圧調整装置が動作する
までの間に、応答性の早いコンデンサから放電して電流
を分担するので、安価な鉛蓄電池やシリコンドロッパ型
の出力電圧調整装置が使用でき、さらに、通常運転時に
もコンデンサの充放電により出力電圧特性が滑らかとな
る等、経済的で出力電圧特性の優れた直流電源装置が得
られる。
【図１】本発明直流電源装置の一実施例を示す基本回路
図
図
【図２】蓄電池およびコンデンサ電流の推移を示した図
【図３】蓄電池およびコンデンサ電流の推移を示した図
【図４】負荷電圧の推移を比較した図
【図５】負荷電圧の推移を比較した図
【図６】従来の直流電源装置を示す基本回路図
１ 常用電源 ２ 整流装置 ３ 蓄電池 ４ 出力電圧調整装置 ５ 負荷装置（定常） ５′負荷装置（瞬時大電流） ６ 瞬時電圧補償装置 ７ コンデンサ ８ コンデンサ放電用ダイオード ９ コンデンサ充電電流制限用抵抗 10 コンデンサ放電電流検出器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１２月８日
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】追加
【補正内容】
【図４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】追加
【補正内容】
【図５】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】追加
【補正内容】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 康二 東京都世田谷区新町２−28−２−202 (72)発明者 小柳 寛隆 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 太田 広 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 常用電源、整流装置、蓄電池および出力
電圧調整装置から基本的に構成され、常用電源の電圧低
下もしくは停電時に、蓄電池により負荷装置へ連続して
電力を供給する直流電源装置において、充放電用の大容
量コンデンサと、このコンデンサと直列に接続されたコ
ンデンサ放電用ダイオードと、このダイオードと並列に
接続されたコンデンサ充電電流制限用抵抗とから構成さ
れる瞬時電圧補償装置を、上記直流電源装置の出力側に
負荷装置と並列に接続したことを特徴とする直流電源装
置。 - 【請求項２】 コンデンサから設定値以上の放電電流が
流れたとき、この値を検出して出力電圧調整装置に出力
電圧上昇の動作を行うようにしてなることを特徴とする
請求項１に記載の直流電源装置。 - 【請求項３】 コンデンサ充電電流制限用抵抗として非
線形抵抗素子を用いたことを特徴とする請求項１または
２に記載の直流電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151044A JPH07236235A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 直流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151044A JPH07236235A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 直流電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07236235A true JPH07236235A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=15510077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5151044A Pending JPH07236235A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 直流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07236235A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016135080A (ja) * | 2015-01-22 | 2016-07-25 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 電子機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6261136B2 (ja) * | 1978-07-26 | 1987-12-19 | Fuji Photo Film Co Ltd |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP5151044A patent/JPH07236235A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6261136B2 (ja) * | 1978-07-26 | 1987-12-19 | Fuji Photo Film Co Ltd |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016135080A (ja) * | 2015-01-22 | 2016-07-25 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 電子機器 |
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