JPH07336915A - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
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- JPH07336915A JPH07336915A JP6142534A JP14253494A JPH07336915A JP H07336915 A JPH07336915 A JP H07336915A JP 6142534 A JP6142534 A JP 6142534A JP 14253494 A JP14253494 A JP 14253494A JP H07336915 A JPH07336915 A JP H07336915A
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- capacitor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力利用効率の高い電気二重層コンデンサを
備えた無停電電源装置を提供する。 【構成】 直流電源部Ｖ１と、常態において同直流電源
部により充電される電気二重層コンデンサＣ１とを備
え、電気二重層コンデンサＣ１に昇圧型スイッチング・
コンバータＳＡを接続し、停電時に電気二重層コンデン
サＣ１を電源としてスイッチング・コンバータＳＡを起
動させ、その出力電圧を負荷に供給する。
備えた無停電電源装置を提供する。 【構成】 直流電源部Ｖ１と、常態において同直流電源
部により充電される電気二重層コンデンサＣ１とを備
え、電気二重層コンデンサＣ１に昇圧型スイッチング・
コンバータＳＡを接続し、停電時に電気二重層コンデン
サＣ１を電源としてスイッチング・コンバータＳＡを起
動させ、その出力電圧を負荷に供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無停電電源装置に関し、
さらに詳しく言えば、電気二重層コンデンサを充電電源
とし、パーソナルコンピュータなどの小型電気機器に好
適な無停電電源装置に関するものである。
さらに詳しく言えば、電気二重層コンデンサを充電電源
とし、パーソナルコンピュータなどの小型電気機器に好
適な無停電電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】停電、ことにごく短い時間だけ電気が切
れる「瞬断」と呼ばれる停電現象は、特にコンピュータ
社会に大きな影響をもたらす。これを防ぐため、各種の
無停電電源が実用化されている。その一例として、ディ
ーゼル発電機をはじめとし、二次電池群にインバータや
コンバータを組み合わせたものなど各種の容量や方式の
ものが提案されているが、ここで対象とするパーソナル
コンピュータなどの小型電気機器においては、搭載し得
る寸法上の制約から、そのほとんどが二次電池を利用し
ている。
れる「瞬断」と呼ばれる停電現象は、特にコンピュータ
社会に大きな影響をもたらす。これを防ぐため、各種の
無停電電源が実用化されている。その一例として、ディ
ーゼル発電機をはじめとし、二次電池群にインバータや
コンバータを組み合わせたものなど各種の容量や方式の
ものが提案されているが、ここで対象とするパーソナル
コンピュータなどの小型電気機器においては、搭載し得
る寸法上の制約から、そのほとんどが二次電池を利用し
ている。
【０００３】しかしながら、二次電池を利用する場合、
例えば長寿命を維持するには８〜１５時間程度の充電時
間を必要とし、また、そのサイクル寿命にしても３００
〜５００回程度が限度とされている。さらに、急速な放
電は電池の寿命と蓄電容量に悪影響をおよぼすため、余
裕を持った蓄電容量を確保する必要があり、また、適当
な時間的間隔をおいての保守や電池の交換をしない限
り、動作の信頼性が維持できないなどの欠点を含んでい
る。
例えば長寿命を維持するには８〜１５時間程度の充電時
間を必要とし、また、そのサイクル寿命にしても３００
〜５００回程度が限度とされている。さらに、急速な放
電は電池の寿命と蓄電容量に悪影響をおよぼすため、余
裕を持った蓄電容量を確保する必要があり、また、適当
な時間的間隔をおいての保守や電池の交換をしない限
り、動作の信頼性が維持できないなどの欠点を含んでい
る。
【０００４】これに対して、電気二重層コンデンサを蓄
電電源としたものは、サイクル寿命、充電時間、急速放
電のいずれについても、従来の二次電池では考えられな
かった特性、例えば数万回以上のサイクル寿命、１〜３
０分間程度の充電時間、コンデンサの仕様にもよるが数
秒間程度で安全に全電気容量を放電し得る放電特性を備
えたものが製作可能である。
電電源としたものは、サイクル寿命、充電時間、急速放
電のいずれについても、従来の二次電池では考えられな
かった特性、例えば数万回以上のサイクル寿命、１〜３
０分間程度の充電時間、コンデンサの仕様にもよるが数
秒間程度で安全に全電気容量を放電し得る放電特性を備
えたものが製作可能である。
【０００５】すでに実用化されている例として、パーソ
ナルコンピュータなどの集積回路メモリーのバックアッ
プ用電源について説明する。最近では、メモリーのバッ
クアップ用電源のほとんどは、５Ｖもしくは３．５Ｖの
単一電源となっている。したがって、正常時はその５Ｖ
の電源から電気をもらってコンデンサを充電し、そのコ
ンデンサで５Ｖの電源が停電したときのバックアップを
行なうようにしている。これは実用上、ほとんどコンデ
ンサを直流電源に並列に入れておくだけで済むから、そ
の構成は簡単である。
ナルコンピュータなどの集積回路メモリーのバックアッ
プ用電源について説明する。最近では、メモリーのバッ
クアップ用電源のほとんどは、５Ｖもしくは３．５Ｖの
単一電源となっている。したがって、正常時はその５Ｖ
の電源から電気をもらってコンデンサを充電し、そのコ
ンデンサで５Ｖの電源が停電したときのバックアップを
行なうようにしている。これは実用上、ほとんどコンデ
ンサを直流電源に並列に入れておくだけで済むから、そ
の構成は簡単である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】コンピュータが動作し
ていない停止状態におけるメモリーのバックアップの際
はその消費電力が少なく、たかだか数ｍＡ、１０ｍＷ程
度であるため、上記のような簡単な構成で済ませられ
る。
ていない停止状態におけるメモリーのバックアップの際
はその消費電力が少なく、たかだか数ｍＡ、１０ｍＷ程
度であるため、上記のような簡単な構成で済ませられ
る。
【０００７】しかしながら、コンピュータ全体の、しか
も動作している状態で必要な電力をこの方式でまかなう
とすると、コンデンサの電圧を５Ｖから３．５Ｖまで利
用するとして、電力利用効率は（１−３．５２／５
２＝）５１％に過ぎないため、静電容量の大きなコンデ
ンサが必要になる。
も動作している状態で必要な電力をこの方式でまかなう
とすると、コンデンサの電圧を５Ｖから３．５Ｖまで利
用するとして、電力利用効率は（１−３．５２／５
２＝）５１％に過ぎないため、静電容量の大きなコンデ
ンサが必要になる。
【０００８】使い方によってはこれでも良い場合もある
が、その際注意すべき点は、回路に安易にダイオードを
入れないことである。すなわち、例えば５Ｖの電源電圧
に対して、順方向電圧で０．５〜１Ｖの電圧降下が生ず
るショットキ・ダイオードを用いても少なくとも０．５
Ｖ程度の電圧降下は避けられず、この部分で致命的な電
力利用効率の低下をもたらすことになる。
が、その際注意すべき点は、回路に安易にダイオードを
入れないことである。すなわち、例えば５Ｖの電源電圧
に対して、順方向電圧で０．５〜１Ｖの電圧降下が生ず
るショットキ・ダイオードを用いても少なくとも０．５
Ｖ程度の電圧降下は避けられず、この部分で致命的な電
力利用効率の低下をもたらすことになる。
【０００９】図３（ａ）（ｂ）にコンデンサＣ１で負荷
としてのメモリＲＬ１を直接的にバックアップする従来
の回路例が示されている。同図（ａ）の回路において
は、コンデンサＣ１に対して充電の際の電流制限抵抗Ｒ
１のほかに、直流電源Ｖ１の停電時にコンデンサＣ１よ
り同直流電源Ｖ１に対して逆電流が流れないようにする
ためのダイオードＤ１が直列に接続され、また、同図
（ｂ）の回路においては、さらに抵抗Ｒ１に対してダイ
オードＤ２を並列に接続し、コンデンサＣ１の放電電流
を抵抗Ｒ１をバイパスさせて負荷に供給するようにして
いる。
としてのメモリＲＬ１を直接的にバックアップする従来
の回路例が示されている。同図（ａ）の回路において
は、コンデンサＣ１に対して充電の際の電流制限抵抗Ｒ
１のほかに、直流電源Ｖ１の停電時にコンデンサＣ１よ
り同直流電源Ｖ１に対して逆電流が流れないようにする
ためのダイオードＤ１が直列に接続され、また、同図
（ｂ）の回路においては、さらに抵抗Ｒ１に対してダイ
オードＤ２を並列に接続し、コンデンサＣ１の放電電流
を抵抗Ｒ１をバイパスさせて負荷に供給するようにして
いる。
【００１０】実際の回路においては、このようにコンデ
ンサＣ１に対して抵抗Ｒ１およびダイオードＤ１、Ｄ２
が接続され、これらの回路素子での損失を考慮すると、
上記した電力利用率５１％を得ることは困難である。
ンサＣ１に対して抵抗Ｒ１およびダイオードＤ１、Ｄ２
が接続され、これらの回路素子での損失を考慮すると、
上記した電力利用率５１％を得ることは困難である。
【００１１】ここで、ダイオードの順方向の電圧降下が
０．５Ｖであるとして、予めコンデンサを定格の５Ｖよ
りも０．５Ｖ高く充電しておくことが可能であれば、そ
の損失分を補うことは可能である。
０．５Ｖであるとして、予めコンデンサを定格の５Ｖよ
りも０．５Ｖ高く充電しておくことが可能であれば、そ
の損失分を補うことは可能である。
【００１２】しかしながら、この場合には、コンデンサ
Ｃ１に加わる浮動充電時の電圧は、出力電圧よりダイオ
ードの順方向電圧分だけ常に高くなるため、コンデンサ
の耐電圧に注意が必要となる。
Ｃ１に加わる浮動充電時の電圧は、出力電圧よりダイオ
ードの順方向電圧分だけ常に高くなるため、コンデンサ
の耐電圧に注意が必要となる。
【００１３】なお、ダイオードに代えてＭＯＳＦＥＴに
よるスイッチを用いることにより、上記のようなコンデ
ンサへの負担を増すことなく、その部分での損失をほぼ
ゼロに抑えることは可能であるが、他方において、ＭＯ
ＳＦＥＴを制御する回路や駆動回路が必要とされ、回路
構成が複雑になることは否めないばかりか、この場合に
おいてもコンデンサの電圧を５Ｖから３．５Ｖまで利用
するとして、電力利用率を５１％以上とすることはでき
ない。
よるスイッチを用いることにより、上記のようなコンデ
ンサへの負担を増すことなく、その部分での損失をほぼ
ゼロに抑えることは可能であるが、他方において、ＭＯ
ＳＦＥＴを制御する回路や駆動回路が必要とされ、回路
構成が複雑になることは否めないばかりか、この場合に
おいてもコンデンサの電圧を５Ｖから３．５Ｖまで利用
するとして、電力利用率を５１％以上とすることはでき
ない。
【００１４】本発明は上記した課題を解決すめためにな
されたもので、その目的は、電気二重層コンデンサを備
え、その電力利用率のきわめて高い無停電電源装置を提
供することにある。
されたもので、その目的は、電気二重層コンデンサを備
え、その電力利用率のきわめて高い無停電電源装置を提
供することにある。
【００１５】また、本発明の他の目的は、パーソナルコ
ンピュータや常夜灯もしくは交通標識灯などの小型電気
機器に好適な無停電電源装置を提供することにある。
ンピュータや常夜灯もしくは交通標識灯などの小型電気
機器に好適な無停電電源装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、直流電源部と、常態において同直流電源
部により充電される電気二重層コンデンサとを備えてな
る無停電電源装置において、上記電気二重層コンデンサ
に昇圧型スイッチング・コンバータを接続し、上記直流
電源部の出力電圧がその正常値よりもわずかに低い設定
値を下回った時点で、上記電気二重層コンデンサを電源
として上記スイッチング・コンバータを起動させ、同ス
イッチング・コンバータの出力電圧を上記設定値よりや
や低く制御し、その出力電圧を上記直流電源部に接続さ
れている所定の負荷に供給するようにしたことを特徴と
している。
め、本発明は、直流電源部と、常態において同直流電源
部により充電される電気二重層コンデンサとを備えてな
る無停電電源装置において、上記電気二重層コンデンサ
に昇圧型スイッチング・コンバータを接続し、上記直流
電源部の出力電圧がその正常値よりもわずかに低い設定
値を下回った時点で、上記電気二重層コンデンサを電源
として上記スイッチング・コンバータを起動させ、同ス
イッチング・コンバータの出力電圧を上記設定値よりや
や低く制御し、その出力電圧を上記直流電源部に接続さ
れている所定の負荷に供給するようにしたことを特徴と
している。
【００１７】この無停電電源装置は、動作中のパーソナ
ルコンピュータのバックアップ電源として好適である。
また、上記直流電源部に太陽電池を用いることにより、
常夜灯や夜間表示用交通標識灯の電源としても好適であ
る。
ルコンピュータのバックアップ電源として好適である。
また、上記直流電源部に太陽電池を用いることにより、
常夜灯や夜間表示用交通標識灯の電源としても好適であ
る。
【００１８】
【作用】スイッチング・コンバータを用いることによ
り、電気二重層コンデンサの電力を例えば定格電圧の５
Ｖからその１／４である１．２５Ｖまで利用し得たとす
ると、電力利用率は９３．７５％となり、それにスイッ
チング・コンバータの効率（例えば９０％）を乗じて
も、８４．４％の電力利用率が得られる。これは従来の
電力利用率５１％に対して１．６５倍にあたり、相対的
に言えば、その分コンデンサの小形化が図れることにな
る。
り、電気二重層コンデンサの電力を例えば定格電圧の５
Ｖからその１／４である１．２５Ｖまで利用し得たとす
ると、電力利用率は９３．７５％となり、それにスイッ
チング・コンバータの効率（例えば９０％）を乗じて
も、８４．４％の電力利用率が得られる。これは従来の
電力利用率５１％に対して１．６５倍にあたり、相対的
に言えば、その分コンデンサの小形化が図れることにな
る。
【００１９】
【実施例】以下、図１を参照しながら、本発明の実施例
について説明する。この無停電電源装置は、先に説明し
た図３（ａ）の回路構成と同じく、直流電源部Ｖ１と、
常態において同直流電源部Ｖ１より充電されるコンデン
サＣ１とを備え、それらの間には充電に用いる電流制限
用抵抗Ｒ１と、電気二重層コンデンサＣ１から直流電源
部Ｖ１側に流れる電流を阻止するダイオードＤ１とが直
列に接続されている。
について説明する。この無停電電源装置は、先に説明し
た図３（ａ）の回路構成と同じく、直流電源部Ｖ１と、
常態において同直流電源部Ｖ１より充電されるコンデン
サＣ１とを備え、それらの間には充電に用いる電流制限
用抵抗Ｒ１と、電気二重層コンデンサＣ１から直流電源
部Ｖ１側に流れる電流を阻止するダイオードＤ１とが直
列に接続されている。
【００２０】この場合、コンデンサＣ１は電気二重層コ
ンデンサからなり、その放電回路側にはスイッチング・
コンバータＳＡが接続されている。この実施例におい
て、スイッチング・コンバータＳＡはスイッチング素子
Ｓ１、チョークコイルＬ１およびフライホイールダイオ
ードＤ３からなる昇圧チョッパー型のものが用いられて
いる。
ンデンサからなり、その放電回路側にはスイッチング・
コンバータＳＡが接続されている。この実施例におい
て、スイッチング・コンバータＳＡはスイッチング素子
Ｓ１、チョークコイルＬ１およびフライホイールダイオ
ードＤ３からなる昇圧チョッパー型のものが用いられて
いる。
【００２１】また、この実施例では、直流電源部Ｖ１の
定格出力電圧は５Ｖで、スイッチング・コンバータＳＡ
の始動条件は４．７Ｖに設定されているとともに、同ス
イッチング・コンバータＳＡの出力電圧はそれよりも低
い４．５Ｖに設定されている。
定格出力電圧は５Ｖで、スイッチング・コンバータＳＡ
の始動条件は４．７Ｖに設定されているとともに、同ス
イッチング・コンバータＳＡの出力電圧はそれよりも低
い４．５Ｖに設定されている。
【００２２】停電の発生により直流電源部Ｖ１の電圧が
低下し、図示しないセンサにてその電圧低下が検出され
ると、スイッチング素子Ｓ１のオンオフにより、電気二
重層コンデンサＣ１からの電流がチョークコイルＬ１を
流れ、ダイオードＤ３を介して＋側の出力端子ＯＵＴ１
に４．５Ｖに定電圧化された出力電圧として現れる。
低下し、図示しないセンサにてその電圧低下が検出され
ると、スイッチング素子Ｓ１のオンオフにより、電気二
重層コンデンサＣ１からの電流がチョークコイルＬ１を
流れ、ダイオードＤ３を介して＋側の出力端子ＯＵＴ１
に４．５Ｖに定電圧化された出力電圧として現れる。
【００２３】なお、スイッチング素子Ｓ１の図示しない
駆動回路の電源は、出力端子ＯＵＴ１から得ており、し
たがって、このスイッチング・コンバータＳＡの動作
は、電気二重層コンデンサＣ１の端子電圧がスイッチン
グ素子Ｓ１の図示しない駆動回路を動作させるに十分な
値である限り継続される。また、図示されていないが、
負荷によっては出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に高周波
用のコンデンサが必要となる場合もある。
駆動回路の電源は、出力端子ＯＵＴ１から得ており、し
たがって、このスイッチング・コンバータＳＡの動作
は、電気二重層コンデンサＣ１の端子電圧がスイッチン
グ素子Ｓ１の図示しない駆動回路を動作させるに十分な
値である限り継続される。また、図示されていないが、
負荷によっては出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に高周波
用のコンデンサが必要となる場合もある。
【００２４】また、回路の効率をより高めるには、ダイ
オードＤ１、Ｄ３をＭＯＳＦＥＴなどによる低損失スイ
ッチに置き換えることが好ましく、これによれば、特に
電源電圧が５Ｖ〜３．５Ｖのディジタル回路用などの場
合に大きな効果が得られる。
オードＤ１、Ｄ３をＭＯＳＦＥＴなどによる低損失スイ
ッチに置き換えることが好ましく、これによれば、特に
電源電圧が５Ｖ〜３．５Ｖのディジタル回路用などの場
合に大きな効果が得られる。
【００２５】次に、この実施例に係る図１の回路をアナ
ログ回路シミュレータＳＰＩＣＥ（米国マイクロシム社
製の商品名「ＰＳｐｉｃｅ」）を使用して動作解析した
結果を図２のグラフを参照しながら説明する。なお、リ
アルタイムで解析したのでは、電気二重層コンデンサＣ
１の電力がなくなるまでに、無数のスイッチング周期が
あり、解析時間やデータファイルが非現実的な大きさに
なるため、図２においては時間と電気二重層コンデンサ
Ｃ１の静電容量を１／１０６にスケールダウンし、時間
軸をμｓの単位で表している。
ログ回路シミュレータＳＰＩＣＥ（米国マイクロシム社
製の商品名「ＰＳｐｉｃｅ」）を使用して動作解析した
結果を図２のグラフを参照しながら説明する。なお、リ
アルタイムで解析したのでは、電気二重層コンデンサＣ
１の電力がなくなるまでに、無数のスイッチング周期が
あり、解析時間やデータファイルが非現実的な大きさに
なるため、図２においては時間と電気二重層コンデンサ
Ｃ１の静電容量を１／１０６にスケールダウンし、時間
軸をμｓの単位で表している。
【００２６】図２の上段のグラフ（ａ）において、ＶＡ
が電気二重層コンデンサＣ１の電圧、ＶＢがスイッチン
グ・コンバータＳＡの出力電圧を示している。また、図
２の下段のグラフ（ｂ）において、ＩＬがチョーク・コ
イルＬ１を流れる電流で、ＶＣが同チョークコイルＬ１
の両端の電位差である。
が電気二重層コンデンサＣ１の電圧、ＶＢがスイッチン
グ・コンバータＳＡの出力電圧を示している。また、図
２の下段のグラフ（ｂ）において、ＩＬがチョーク・コ
イルＬ１を流れる電流で、ＶＣが同チョークコイルＬ１
の両端の電位差である。
【００２７】この実施例では、スイッチング・コンバー
タＳＡの駆動回路は、電気二重層コンデンサＣ１の電圧
ＶＡが１．９Ｖ位まで下がった時点で停止しており、そ
の際、スイッチング・コンバータＳＡの出力電圧ＶＢ
は、設定値の４．５Ｖを外れてさらに３．５Ｖを割り込
んでいる。
タＳＡの駆動回路は、電気二重層コンデンサＣ１の電圧
ＶＡが１．９Ｖ位まで下がった時点で停止しており、そ
の際、スイッチング・コンバータＳＡの出力電圧ＶＢ
は、設定値の４．５Ｖを外れてさらに３．５Ｖを割り込
んでいる。
【００２８】しかしながら、電気二重層コンデンサＣ１
自体の電圧ＶＡが約１８μｓ経過時点で３．５Ｖを割り
込んでいるのに対し、スイッチング・コンバータＳＡの
出力電圧ＶＢが３．５Ｖを割り込むのは約８１μｓ経過
時点であり、出力電圧ＶＢの保持時間が著しく伸びてい
ることが観測される。
自体の電圧ＶＡが約１８μｓ経過時点で３．５Ｖを割り
込んでいるのに対し、スイッチング・コンバータＳＡの
出力電圧ＶＢが３．５Ｖを割り込むのは約８１μｓ経過
時点であり、出力電圧ＶＢの保持時間が著しく伸びてい
ることが観測される。
【００２９】なお、このシュミレーションで使用した電
気二重層コンデンサＣ１は１００μＦであるから、スケ
ールダウンした分を換算すると、実際の静電容量は１０
０Ｆで、３Ａの負荷で約８０秒維持できることが分か
る。スイッチング・コンバータＳＡのスイッチング損失
を考慮して、同コンバータＳＡの効率を８０〜９０％と
見なしても上記出力電圧ＶＢの維持時間が６０〜７０秒
程度見込まれることになる。
気二重層コンデンサＣ１は１００μＦであるから、スケ
ールダウンした分を換算すると、実際の静電容量は１０
０Ｆで、３Ａの負荷で約８０秒維持できることが分か
る。スイッチング・コンバータＳＡのスイッチング損失
を考慮して、同コンバータＳＡの効率を８０〜９０％と
見なしても上記出力電圧ＶＢの維持時間が６０〜７０秒
程度見込まれることになる。
【００３０】ここで、定格２．５Ｖ１０Ｆのコンデンサ
を５個並列にしたものを２個直列として、定格５Ｖ２５
Ｆのものを製作し、このコンデンサを５Ａの定電流負荷
に接続したところ、３．５Ｖ以上を１０秒間維持でき
た。その他の定格については、これを基準に比例計算す
れば容易に推定できる。
を５個並列にしたものを２個直列として、定格５Ｖ２５
Ｆのものを製作し、このコンデンサを５Ａの定電流負荷
に接続したところ、３．５Ｖ以上を１０秒間維持でき
た。その他の定格については、これを基準に比例計算す
れば容易に推定できる。
【００３１】したがって、定格５Ｖ１００Ｆのコンデン
サと、上記昇圧チョッパー型のスイッチング・コンバー
タＳＡとの組み合わせにより、動作上５Ｖ２０Ａの電力
を必要とするおよそ総てのパーソナルコンピュータなど
について動作状態のままでの瞬間停電防護が可能とな
る。
サと、上記昇圧チョッパー型のスイッチング・コンバー
タＳＡとの組み合わせにより、動作上５Ｖ２０Ａの電力
を必要とするおよそ総てのパーソナルコンピュータなど
について動作状態のままでの瞬間停電防護が可能とな
る。
【００３２】この無停電電源装置は、特に上述のような
電源瞬断のバックアップ用に限られるものではなく、電
気二重層コンデンサＣ１の静電容量を変えることによ
り、一般の電源装置として利用することができる。例え
ば、直流電源部Ｖ１を太陽電池とし、負荷に電球もしく
は蛍光灯インバータを接続すれば常夜灯とすることがで
き、また、負荷として点滅する発光ダイオードを用いる
ことにより、例えば夜間表示の交通標識灯にも適用する
ことが可能である。
電源瞬断のバックアップ用に限られるものではなく、電
気二重層コンデンサＣ１の静電容量を変えることによ
り、一般の電源装置として利用することができる。例え
ば、直流電源部Ｖ１を太陽電池とし、負荷に電球もしく
は蛍光灯インバータを接続すれば常夜灯とすることがで
き、また、負荷として点滅する発光ダイオードを用いる
ことにより、例えば夜間表示の交通標識灯にも適用する
ことが可能である。
【００３３】いずれにしても、従来使用されている鉛や
ニッケルカドミニウムなどの二次電池に比べて、本発明
の無停電電源装置の優位性は著しく長いサイクル寿命に
ある。すなわち、この種の電源装置のランニングコスト
は、電池の価格をその寿命で割ったものとなるから、毎
日充放電したり、それ以上に頻繁に充放電する用途にお
いては、電池の寿命５００サイクルとコンデンサの１万
サイクルとでは著しい差となる。
ニッケルカドミニウムなどの二次電池に比べて、本発明
の無停電電源装置の優位性は著しく長いサイクル寿命に
ある。すなわち、この種の電源装置のランニングコスト
は、電池の価格をその寿命で割ったものとなるから、毎
日充放電したり、それ以上に頻繁に充放電する用途にお
いては、電池の寿命５００サイクルとコンデンサの１万
サイクルとでは著しい差となる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が奏される。すなわち、直流電源部と、
常態において同直流電源部により充電される電気二重層
コンデンサとを備えてなる無停電電源装置において、上
記電気二重層コンデンサに昇圧型スイッチング・コンバ
ータを接続し、上記直流電源部の出力電圧がその正常値
よりもわずかに低い設定値を下回った時点で、上記電気
二重層コンデンサを電源として上記スイッチング・コン
バータを起動させ、同スイッチング・コンバータの出力
電圧を上記設定値よりやや低く制御し、その出力電圧を
上記直流電源部に接続されている所定の負荷に供給する
ようにした請求項１に記載の発明によれば、従来の同種
装置に比べてきわめて高い電力利用効率が得られ、相対
的に言えば、その分コンデンサの小形化が図れるため、
各種の電気機器への搭載が可能になる。
次のような効果が奏される。すなわち、直流電源部と、
常態において同直流電源部により充電される電気二重層
コンデンサとを備えてなる無停電電源装置において、上
記電気二重層コンデンサに昇圧型スイッチング・コンバ
ータを接続し、上記直流電源部の出力電圧がその正常値
よりもわずかに低い設定値を下回った時点で、上記電気
二重層コンデンサを電源として上記スイッチング・コン
バータを起動させ、同スイッチング・コンバータの出力
電圧を上記設定値よりやや低く制御し、その出力電圧を
上記直流電源部に接続されている所定の負荷に供給する
ようにした請求項１に記載の発明によれば、従来の同種
装置に比べてきわめて高い電力利用効率が得られ、相対
的に言えば、その分コンデンサの小形化が図れるため、
各種の電気機器への搭載が可能になる。
【００３５】また、請求項２に記載されているように、
本発明による無停電電源装置は、動作上例えば５Ｖ２０
Ａの電力を必要とするおよそ総てのパーソナルコンピュ
ータに適用できる。
本発明による無停電電源装置は、動作上例えば５Ｖ２０
Ａの電力を必要とするおよそ総てのパーソナルコンピュ
ータに適用できる。
【００３６】他方、本発明の無停電電源装置の用途は、
電源瞬断のバックアップ用電源に限られるものでなく、
上記直流電源部を太陽電池とすることにより、請求項３
に記載されている常夜灯としても、また、請求項４に記
載されている夜間表示用の交通標識灯などの電源などに
も適用できる。
電源瞬断のバックアップ用電源に限られるものでなく、
上記直流電源部を太陽電池とすることにより、請求項３
に記載されている常夜灯としても、また、請求項４に記
載されている夜間表示用の交通標識灯などの電源などに
も適用できる。
【図１】本発明による無停電電源装置の一実施例に係る
回路図。
回路図。
【図２】同実施例の動作を説明するための各部における
電圧、電流を示したグラフ。
電圧、電流を示したグラフ。
【図３】従来の無停電電源装置の例を示した回路図。
Ｖ１ 直流電源部 Ｃ１ 電気二重層コンデンサ Ｒ１ 抵抗 Ｄ１，Ｄ３ ダイオード ＳＡ スイッチング・コンバータ Ｓ１ スイッチング素子 Ｌ１ チョークコイル ＯＵＴ１，ＯＵＴ２ 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｇ 9/155
Claims (4)
- 【請求項１】 直流電源部と、常態において同直流電源
部により充電される電気二重層コンデンサとを備えてな
る無停電電源装置において、上記電気二重層コンデンサ
に昇圧型スイッチング・コンバータを接続し、上記直流
電源部の出力電圧がその正常値よりもわずかに低い設定
値を下回った時点で、上記電気二重層コンデンサを電源
として上記スイッチング・コンバータを起動させ、同ス
イッチング・コンバータの出力電圧を上記設定値よりや
や低く制御し、その出力電圧を上記直流電源部に接続さ
れている所定の負荷に供給するようにしたことを特徴と
する無停電電源装置。 - 【請求項２】 上記負荷がパーソナルコンピュータであ
る請求項１に記載の無停電電源装置。 - 【請求項３】 上記直流電源部が太陽電池からなり、上
記負荷が常夜灯である請求項１に記載の無停電電源装
置。 - 【請求項４】 上記直流電源部が太陽電池からなり、上
記負荷が夜間表示用の交通標識灯である請求項１に記載
の無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6142534A JPH07336915A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6142534A JPH07336915A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 無停電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07336915A true JPH07336915A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15317598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6142534A Pending JPH07336915A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07336915A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6812591B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-11-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power control device with electric double layer capacitor unit cells |
| EP2276143A2 (en) | 2009-07-13 | 2011-01-19 | Fujitsu Limited | Power supply apparatus and power supply control method |
| JP2012529258A (ja) * | 2009-06-05 | 2012-11-15 | ポリノム・アクチェンゲゼルシャフト | 電源作動式照明器具を非常用照明器具に切換えるための電子回路 |
| KR101353981B1 (ko) * | 2012-06-25 | 2014-01-23 | 공주대학교 산학협력단 | 직류용 무정전 전원 장치 및 그 제어 방법 |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP6142534A patent/JPH07336915A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6812591B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-11-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power control device with electric double layer capacitor unit cells |
| JP2012529258A (ja) * | 2009-06-05 | 2012-11-15 | ポリノム・アクチェンゲゼルシャフト | 電源作動式照明器具を非常用照明器具に切換えるための電子回路 |
| EP2276143A2 (en) | 2009-07-13 | 2011-01-19 | Fujitsu Limited | Power supply apparatus and power supply control method |
| US8484491B2 (en) | 2009-07-13 | 2013-07-09 | Fujitsu Limited | Power supply apparatus and power supply control method |
| KR101353981B1 (ko) * | 2012-06-25 | 2014-01-23 | 공주대학교 산학협력단 | 직류용 무정전 전원 장치 및 그 제어 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030528 |