JPH08154345A - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
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- JPH08154345A JPH08154345A JP6294741A JP29474194A JPH08154345A JP H08154345 A JPH08154345 A JP H08154345A JP 6294741 A JP6294741 A JP 6294741A JP 29474194 A JP29474194 A JP 29474194A JP H08154345 A JPH08154345 A JP H08154345A
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- battery
- power supply
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- power
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリチェックを正確且つ容易に行なえる
ようにする。 【構成】 通常時には、コンバータ回路2は交流電源1
からの交流電力を直流電力に変換し、インバータ回路9
はこの直流電力を交流電力に再変換して負荷10に出力
している。バッテリ8は、このコンバータ回路2からの
直流電力により充電される。バッテリチェックを行なう
場合、バッテリチェック起動制御回路14がバッテリチ
ェック要求信号13A又は13Bを入力し、バッテリチ
ェック制御信号15を出力する。これにより、バッテリ
放電制御回路16は、バッテリ8の放電電流が一定とな
るように、コンバータ回路2を制御する。このとき、負
荷容量が小さく負荷側に電力を供給できないような場合
は、コンバータ回路2に回生動作を行なわせ、交流電源
1側に電力を供給するようにする。このように、一定電
流で放電したときのバッテリ電圧Vbの変化に基いて、
バッテリチェック回路17はバッテリ8の正常又は異常
を判別する。
ようにする。 【構成】 通常時には、コンバータ回路2は交流電源1
からの交流電力を直流電力に変換し、インバータ回路9
はこの直流電力を交流電力に再変換して負荷10に出力
している。バッテリ8は、このコンバータ回路2からの
直流電力により充電される。バッテリチェックを行なう
場合、バッテリチェック起動制御回路14がバッテリチ
ェック要求信号13A又は13Bを入力し、バッテリチ
ェック制御信号15を出力する。これにより、バッテリ
放電制御回路16は、バッテリ8の放電電流が一定とな
るように、コンバータ回路2を制御する。このとき、負
荷容量が小さく負荷側に電力を供給できないような場合
は、コンバータ回路2に回生動作を行なわせ、交流電源
1側に電力を供給するようにする。このように、一定電
流で放電したときのバッテリ電圧Vbの変化に基いて、
バッテリチェック回路17はバッテリ8の正常又は異常
を判別する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータシステム
等に用いられる無停電電源装置(以下、適宜UPSと略
す。)に関するものである。
等に用いられる無停電電源装置(以下、適宜UPSと略
す。)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンピュータシステムでは、電源の停電
のような事故は、たとえ瞬間的なものであっても許され
ないため、UPSを設置して通常の電源をバックアップ
する構成となっている。UPSは、通常の電源からの電
力供給が停止した場合に、直ちにバッテリからの電力を
供給するものであるが、この電力供給を確実に行うため
には、バッテリを常に正常状態に保っておく必要があ
る。
のような事故は、たとえ瞬間的なものであっても許され
ないため、UPSを設置して通常の電源をバックアップ
する構成となっている。UPSは、通常の電源からの電
力供給が停止した場合に、直ちにバッテリからの電力を
供給するものであるが、この電力供給を確実に行うため
には、バッテリを常に正常状態に保っておく必要があ
る。
【0003】そこで、UPSのメインテナンスとして、
バッテリの寿命が尽きた状態その他の異常状態をチェッ
クすることが重要となる。以下、このバッテリチェック
の技術につき説明する。
バッテリの寿命が尽きた状態その他の異常状態をチェッ
クすることが重要となる。以下、このバッテリチェック
の技術につき説明する。
【0004】バッテリ容量を決める基本要素として、起
電力と内部インピーダンスがあるが、これらはバッテリ
の物理的変化及び化学的変化に伴なって経時的に変化す
る。UPSに内蔵されるバッテリが寿命であるか又は異
常であるかを判別する際、バッテリの性質上、バッテリ
の端子電圧、つまり起電力の測定のみでは多くの場合無
意味となる。
電力と内部インピーダンスがあるが、これらはバッテリ
の物理的変化及び化学的変化に伴なって経時的に変化す
る。UPSに内蔵されるバッテリが寿命であるか又は異
常であるかを判別する際、バッテリの性質上、バッテリ
の端子電圧、つまり起電力の測定のみでは多くの場合無
意味となる。
【0005】すなわち、バッテリの端子電圧が異常にな
るのは、例えば、バッテリの寿命末期において正極板と
負極板とが短絡してしまうことなどが挙げられるが、こ
れはバッテリが完全に不良になった場合であり、たと
え、バッテリ不良が検出できたとしても、この時は既に
バッテリとして機能することができず、UPSとしての
基本機能である万が一の停電の際のバッテリバックアッ
プ動作ができない場合が多い。従って、バッテリの寿命
あるいは異常を判別するには、バッテリの起電力と内部
インピーダンスを総合的にとらえて判断する必要があ
る。その判別を一番確実に行う方法は、実際にバッテリ
を放電させてみることである。つまり、UPSとしてバ
ッテリの寿命あるいは異常を判別するには、実際に停電
を起こすか、あるいは模擬的に停電時と同様な動作をさ
せて、実際にバッテリバックアップ動作をさせ、その時
のバッテリ電圧を監視することが好ましい。
るのは、例えば、バッテリの寿命末期において正極板と
負極板とが短絡してしまうことなどが挙げられるが、こ
れはバッテリが完全に不良になった場合であり、たと
え、バッテリ不良が検出できたとしても、この時は既に
バッテリとして機能することができず、UPSとしての
基本機能である万が一の停電の際のバッテリバックアッ
プ動作ができない場合が多い。従って、バッテリの寿命
あるいは異常を判別するには、バッテリの起電力と内部
インピーダンスを総合的にとらえて判断する必要があ
る。その判別を一番確実に行う方法は、実際にバッテリ
を放電させてみることである。つまり、UPSとしてバ
ッテリの寿命あるいは異常を判別するには、実際に停電
を起こすか、あるいは模擬的に停電時と同様な動作をさ
せて、実際にバッテリバックアップ動作をさせ、その時
のバッテリ電圧を監視することが好ましい。
【0006】ところで、バッテリの端子電圧の変化(経
時的変化も含む。)はバッテリ放電電流に依存する。図
4は、このバッテリ端子電圧の変化状態を放電電流をパ
ラメータとして示したものである。図中、3C,2C,
…,0.05Cが放電電流のレベルを表わしている(C
はバッテリの容量である。)。
時的変化も含む。)はバッテリ放電電流に依存する。図
4は、このバッテリ端子電圧の変化状態を放電電流をパ
ラメータとして示したものである。図中、3C,2C,
…,0.05Cが放電電流のレベルを表わしている(C
はバッテリの容量である。)。
【0007】したがって、バッテリの寿命や異常を正確
に判別するためには、バッテリ放電電流を一定に保って
チェックを行う必要があるが、バッテリ放電電流はUP
Sに接続されている負荷の状態や、制御機器の特性に応
じて変化するため、一般的には、これを一定に保つのは
困難である。ただし、敢えて、バッテリ放電電流を一定
に保つ方法として、模擬負荷をUPSに接続して、バッ
テリチェックを行う方法がある。
に判別するためには、バッテリ放電電流を一定に保って
チェックを行う必要があるが、バッテリ放電電流はUP
Sに接続されている負荷の状態や、制御機器の特性に応
じて変化するため、一般的には、これを一定に保つのは
困難である。ただし、敢えて、バッテリ放電電流を一定
に保つ方法として、模擬負荷をUPSに接続して、バッ
テリチェックを行う方法がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、模擬負荷を接
続する方法の場合、UPSの容量によっては模擬負荷が
大型にならざるを得ず、バッテリチェックの手間がかか
るばかりでなく、コストもかかることになる。
続する方法の場合、UPSの容量によっては模擬負荷が
大型にならざるを得ず、バッテリチェックの手間がかか
るばかりでなく、コストもかかることになる。
【0009】また、負荷を停止させることなくバッテリ
チェックを行なわなければならないことから、チェック
時の模擬負荷接続は活線作業となる。そこで、このよう
な活線作業を避けるため、実用上は、事前に模擬負荷の
接続を施しておくか、当初からUPSに模擬負荷を装備
させておく必要があるが、それでは、手間やコストばか
りでなくスペース的な問題も生じることになる。
チェックを行なわなければならないことから、チェック
時の模擬負荷接続は活線作業となる。そこで、このよう
な活線作業を避けるため、実用上は、事前に模擬負荷の
接続を施しておくか、当初からUPSに模擬負荷を装備
させておく必要があるが、それでは、手間やコストばか
りでなくスペース的な問題も生じることになる。
【0010】模擬負荷接続を行うと、上記のような問題
が生じるため、これに代わるものとして、定期点検にお
いてバッテリをUPSから外し、バッテリ単独で容量チ
ェックを行う方法も考えられる。しかし、この方法も手
間やコストがかかることに変わりはなく、さらに、点検
中の停電発生のリスクを負わなければならないという問
題がある。
が生じるため、これに代わるものとして、定期点検にお
いてバッテリをUPSから外し、バッテリ単独で容量チ
ェックを行う方法も考えられる。しかし、この方法も手
間やコストがかかることに変わりはなく、さらに、点検
中の停電発生のリスクを負わなければならないという問
題がある。
【0011】このようにUPSのバッテリチェックにつ
いては、従来、確立された手法がないため、ケースバイ
ケースで種々の手法が用いられ、場合によってはバッテ
リチェックを行うことなく、一定期間経過毎にバッテリ
を一律に新品と交換することなども行なわれていた。
いては、従来、確立された手法がないため、ケースバイ
ケースで種々の手法が用いられ、場合によってはバッテ
リチェックを行うことなく、一定期間経過毎にバッテリ
を一律に新品と交換することなども行なわれていた。
【0012】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成でありながら、バッテリチェックを
正確且つ容易に行うことが可能な無停電電源装置を提供
することを目的としている。
であり、簡単な構成でありながら、バッテリチェックを
正確且つ容易に行うことが可能な無停電電源装置を提供
することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項1記載の発明は、交流電源に接続
され、この交流電源からの交流入力に基く直流出力、及
び直流入力に基くこの交流電源への交流出力の回生が可
能なコンバータ回路と、前記コンバータ回路からの直流
入力に基いて負荷に対する交流出力を行うインバータ回
路と、前記コンバータ回路からの直流電力により充電さ
れ、前記交流電源の停電時に前記インバータ回路に直流
電力を供給するバッテリと、を備えた無停電電源装置に
おいて、バッテリチェック要求信号を入力し且つ前記バ
ッテリが所定の充電状態以上である場合にバッテリチェ
ック制御信号を出力するバッテリ放電制御回路と、前記
バッテリチェック制御信号の入力に基いて、前記コンバ
ータ回路に、前記インバータ回路側への直流出力又は前
記交流電源側への交流出力の回生を行なわせ、これによ
り放電電流が一定値となるように前記バッテリの放電を
制御するバッテリ放電制御回路と、前記バッテリが放電
する際のバッテリ電圧の変化の監視に基いて、前記バッ
テリの正常又は異常を判別するバッテリチェック回路
と、を備えたことを特徴とするものである。
の手段として、請求項1記載の発明は、交流電源に接続
され、この交流電源からの交流入力に基く直流出力、及
び直流入力に基くこの交流電源への交流出力の回生が可
能なコンバータ回路と、前記コンバータ回路からの直流
入力に基いて負荷に対する交流出力を行うインバータ回
路と、前記コンバータ回路からの直流電力により充電さ
れ、前記交流電源の停電時に前記インバータ回路に直流
電力を供給するバッテリと、を備えた無停電電源装置に
おいて、バッテリチェック要求信号を入力し且つ前記バ
ッテリが所定の充電状態以上である場合にバッテリチェ
ック制御信号を出力するバッテリ放電制御回路と、前記
バッテリチェック制御信号の入力に基いて、前記コンバ
ータ回路に、前記インバータ回路側への直流出力又は前
記交流電源側への交流出力の回生を行なわせ、これによ
り放電電流が一定値となるように前記バッテリの放電を
制御するバッテリ放電制御回路と、前記バッテリが放電
する際のバッテリ電圧の変化の監視に基いて、前記バッ
テリの正常又は異常を判別するバッテリチェック回路
と、を備えたことを特徴とするものである。
【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記バッテリチェック回路は、バッテリ放
電開始時点から所定時間経過後のバッテリ電圧低下分が
所定値以上となるか否かを監視することにより、前記判
別を行うものである、ことを特徴とするものである。
明において、前記バッテリチェック回路は、バッテリ放
電開始時点から所定時間経過後のバッテリ電圧低下分が
所定値以上となるか否かを監視することにより、前記判
別を行うものである、ことを特徴とするものである。
【0015】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記バッテリチェック回路は、バッテリ放
電開始後に所定電圧値に低下するまでの時間が所定値以
下となるか否かを監視することにより、前記判別を行う
ものである、ことを特徴とするものである。
明において、前記バッテリチェック回路は、バッテリ放
電開始後に所定電圧値に低下するまでの時間が所定値以
下となるか否かを監視することにより、前記判別を行う
ものである、ことを特徴とするものである。
【0016】請求項4記載の発明は、請求項2又は3記
載の発明において、前記バッテリチェック回路は、バッ
テリ温度を監視し、前記判別の際に用いる前記所定値
を、このバッテリ温度の変化に応じて補正するものであ
る、ことを特徴とする。
載の発明において、前記バッテリチェック回路は、バッ
テリ温度を監視し、前記判別の際に用いる前記所定値
を、このバッテリ温度の変化に応じて補正するものであ
る、ことを特徴とする。
【0017】請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の
いずれかに記載の無停電電源装置において、過去のバッ
テリチェック時のデータを記憶している記憶回路を備え
ており、前記バッテリチェック回路は、前記判別を行う
際に、この記憶回路から読出したデータを参照するもの
である、ことを特徴とする。
いずれかに記載の無停電電源装置において、過去のバッ
テリチェック時のデータを記憶している記憶回路を備え
ており、前記バッテリチェック回路は、前記判別を行う
際に、この記憶回路から読出したデータを参照するもの
である、ことを特徴とする。
【0018】
【作用】請求項1記載の発明において、バッテリチェッ
クが行なわれる場合は、まず、バッテリチェック要求信
号が自動又は手動によりバッテリ放電制御回路に入力さ
れる。バッテリ放電制御回路はこの信号を入力すると、
バッテリが満充電状態のような所定の充電状態以上であ
る場合のみバッテリチッェク制御信号を出力する。バッ
テリが満充電状態にあるか否かは、バッテリ電圧が所定
値以上であり、バッテリ充電電流が所定値より充分小さ
くなっているか否か、あるいは前回停電時のバッテリバ
ックアップ時点から一定時間以上経過したか否か等を調
べることにより容易に判別することができる。
クが行なわれる場合は、まず、バッテリチェック要求信
号が自動又は手動によりバッテリ放電制御回路に入力さ
れる。バッテリ放電制御回路はこの信号を入力すると、
バッテリが満充電状態のような所定の充電状態以上であ
る場合のみバッテリチッェク制御信号を出力する。バッ
テリが満充電状態にあるか否かは、バッテリ電圧が所定
値以上であり、バッテリ充電電流が所定値より充分小さ
くなっているか否か、あるいは前回停電時のバッテリバ
ックアップ時点から一定時間以上経過したか否か等を調
べることにより容易に判別することができる。
【0019】バッテリ放電制御回路は、バッテリチェッ
ク制御信号を入力すると、コンバータ回路を制御して、
放電電流が一定値となるようにバッテリを放電させる。
つまり、負荷容量が充分大きい場合には、バッテリから
の直流電流に加えてコンバータ回路からの直流電力もイ
ンバータ回路に出力するようにし、一方、負荷容量が小
さな場合には、バッテリからの直流電力を交流電力に変
換して交流電源側に回生するようにする。
ク制御信号を入力すると、コンバータ回路を制御して、
放電電流が一定値となるようにバッテリを放電させる。
つまり、負荷容量が充分大きい場合には、バッテリから
の直流電流に加えてコンバータ回路からの直流電力もイ
ンバータ回路に出力するようにし、一方、負荷容量が小
さな場合には、バッテリからの直流電力を交流電力に変
換して交流電源側に回生するようにする。
【0020】従来装置におけるコンバータ回路も、トラ
ンジスタのようなスイッチング素子とダイオードとの組
合わせにより構成されているので回生動作が可能ないわ
ゆる可逆コンバータ回路である。しかし、従来装置にお
けるコンバータ回路がスイッチング素子を用いているの
は出力波形の歪みを除去するためであり、回生動作を行
なわせるためではない。本発明は、無停電電源装置のコ
ンバータ回路について、従来全く使用されることのなか
った回生機能に着目し、バッテリの放電電流を一定に制
御するようにしたものである。
ンジスタのようなスイッチング素子とダイオードとの組
合わせにより構成されているので回生動作が可能ないわ
ゆる可逆コンバータ回路である。しかし、従来装置にお
けるコンバータ回路がスイッチング素子を用いているの
は出力波形の歪みを除去するためであり、回生動作を行
なわせるためではない。本発明は、無停電電源装置のコ
ンバータ回路について、従来全く使用されることのなか
った回生機能に着目し、バッテリの放電電流を一定に制
御するようにしたものである。
【0021】このように、バッテリ放電制御回路によ
り、放電電流が一定になった状態でバッテリの放電が行
なわれると、バッテリチェック回路は、このときのバッ
テリ電圧の変化の監視に基いてバッテリの正常又は異常
を判別する。
り、放電電流が一定になった状態でバッテリの放電が行
なわれると、バッテリチェック回路は、このときのバッ
テリ電圧の変化の監視に基いてバッテリの正常又は異常
を判別する。
【0022】請求項2及び3記載の発明は、上記のバッ
テリチェック回路の判別の仕方を具体的に特定したもの
であるが、いずれの発明でも同様の効果を得ることがで
きる。
テリチェック回路の判別の仕方を具体的に特定したもの
であるが、いずれの発明でも同様の効果を得ることがで
きる。
【0023】請求項4記載の発明は、バッテリ温度に応
じて、バッテリチェック回路の判別の基礎となる所定値
を補正するようにしたものである。これによれば、バッ
テリ温度の変化にかかわらず、常に正確な判別が可能と
なる。
じて、バッテリチェック回路の判別の基礎となる所定値
を補正するようにしたものである。これによれば、バッ
テリ温度の変化にかかわらず、常に正確な判別が可能と
なる。
【0024】請求項5記載の発明は、過去のデータを蓄
積した記憶回路を設けたものである。これによれば、過
去のデータを加味することにより、より正確な判別を行
うことができる。また、必要に応じて過去のデータを取
り出すようにすれば、正常と判別した場合であっても、
バッテリの寿命が尽きる時期を予想することができ、そ
の他の特性についても分析することができるようにな
る。
積した記憶回路を設けたものである。これによれば、過
去のデータを加味することにより、より正確な判別を行
うことができる。また、必要に応じて過去のデータを取
り出すようにすれば、正常と判別した場合であっても、
バッテリの寿命が尽きる時期を予想することができ、そ
の他の特性についても分析することができるようにな
る。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図3に基き
説明する。図1は本実施例の構成図である。この図にお
いて、交流電源1にコンバータ回路2が接続されてお
り、このコンバータ回路2は、フルブリッジ状に接続さ
れたトランジスタ(IGBT)3及びダイオード4によ
り構成されている。そして、交流電源1とコンバータ回
路2との間には、電圧検出器5、リアクトル6、及び電
流検出器7が接続されている。
説明する。図1は本実施例の構成図である。この図にお
いて、交流電源1にコンバータ回路2が接続されてお
り、このコンバータ回路2は、フルブリッジ状に接続さ
れたトランジスタ(IGBT)3及びダイオード4によ
り構成されている。そして、交流電源1とコンバータ回
路2との間には、電圧検出器5、リアクトル6、及び電
流検出器7が接続されている。
【0026】コンバータ回路2の出力側には、バッテリ
8及びインバータ回路9が接続されている。インバータ
回路9は、通常時はコンバータ回路2からの直流電力を
交流電力に変換して、これをコンピュータ等の負荷10
に出力するようになっているが、交流電源1の停電時に
は、バッテリ8からの直流電力を交流電力に変換し、こ
れを負荷10に出力するようになっている。なお、11
及び12は、バッテリ電圧及びバッテリ電流を検出する
電圧検出器及び電流検出器である。
8及びインバータ回路9が接続されている。インバータ
回路9は、通常時はコンバータ回路2からの直流電力を
交流電力に変換して、これをコンピュータ等の負荷10
に出力するようになっているが、交流電源1の停電時に
は、バッテリ8からの直流電力を交流電力に変換し、こ
れを負荷10に出力するようになっている。なお、11
及び12は、バッテリ電圧及びバッテリ電流を検出する
電圧検出器及び電流検出器である。
【0027】バッテリチェック起動制御回路14は、バ
ッテリチェック要求信号13A、13Bの入力に基いて
バッテリチェック制御信号15をバッテリ放電制御回路
16に出力するようになっている。信号13Aは、予め
設定されている長時間タイマー(図示せず)からの信号
であり、信号13Bは係員が手動操作したスイッチ(図
示せず)からの信号である。
ッテリチェック要求信号13A、13Bの入力に基いて
バッテリチェック制御信号15をバッテリ放電制御回路
16に出力するようになっている。信号13Aは、予め
設定されている長時間タイマー(図示せず)からの信号
であり、信号13Bは係員が手動操作したスイッチ(図
示せず)からの信号である。
【0028】バッテリ放電制御回路16は電圧検出器
5,11及び電流検出器6,12からの検出信号を入力
しており、バッテリチェック制御信号を入力すると、バ
ッテリ8の放電電流が一定となるようにコンバータ回路
2を制御する。
5,11及び電流検出器6,12からの検出信号を入力
しており、バッテリチェック制御信号を入力すると、バ
ッテリ8の放電電流が一定となるようにコンバータ回路
2を制御する。
【0029】バッテリチェック回路17は、バッテリ放
電制御回路16がバッテリ8に対する放電電流一定制御
を行なっているときのバッテリ電圧値Vbを、このバッ
テリ放電制御回路16から入力し、電圧値Vbの変化を
監視することによりバッテリ8の正常又は異常を判別す
るようになっている。
電制御回路16がバッテリ8に対する放電電流一定制御
を行なっているときのバッテリ電圧値Vbを、このバッ
テリ放電制御回路16から入力し、電圧値Vbの変化を
監視することによりバッテリ8の正常又は異常を判別す
るようになっている。
【0030】次に、以上のように構成される本実施例の
動作につき説明する。通常時は、交流電源1からの入力
電流I1が力率1の正弦波状の電流波形となるようにコ
ンバータ回路2が動作して、交流電力を直流電力に変換
し、バッテリ8の充電、及び所定の電圧・周波数の交流
の変換を行うインバータ回路9のための直流電力を発生
させる。インバータ回路9では、入力した直流電力を所
定の電圧・周波数の交流電力に変換し、負荷10(コン
ピュータ)に安定した交流電力を供給する。また、停電
時には、バッテリ8に蓄えられた直流電力を受けて、イ
ンバータ回路9によりバッテリの直流電力を所定の電圧
・周波数の交流電力に変換し、負荷10への安定した交
流電力の供給を継続する。
動作につき説明する。通常時は、交流電源1からの入力
電流I1が力率1の正弦波状の電流波形となるようにコ
ンバータ回路2が動作して、交流電力を直流電力に変換
し、バッテリ8の充電、及び所定の電圧・周波数の交流
の変換を行うインバータ回路9のための直流電力を発生
させる。インバータ回路9では、入力した直流電力を所
定の電圧・周波数の交流電力に変換し、負荷10(コン
ピュータ)に安定した交流電力を供給する。また、停電
時には、バッテリ8に蓄えられた直流電力を受けて、イ
ンバータ回路9によりバッテリの直流電力を所定の電圧
・周波数の交流電力に変換し、負荷10への安定した交
流電力の供給を継続する。
【0031】バッテリチェックが行なわれる場合は、予
め設定された長時間タイマーなどにより発生するバッテ
リチェック要求信号13A、あるいは定期点検時等にお
ける係員の操作に基くバッテリチェック要求信号13B
がバッテリチェック起動制御回路14に入力される。
め設定された長時間タイマーなどにより発生するバッテ
リチェック要求信号13A、あるいは定期点検時等にお
ける係員の操作に基くバッテリチェック要求信号13B
がバッテリチェック起動制御回路14に入力される。
【0032】バッテリチェック起動制御回路14では、
バッテリチェック要求信号13A又は13Bを受けて、
バッテリ8が満充電状態にあると判断した場合に、双方
向性(可逆性)のコンバータ回路2を制御するバッテリ
放電制御回路16にバッテリチェック制御信号15を出
力し、コンバータ回路2の動作モードを通常モードから
バッテリチェックモードに変更させる。
バッテリチェック要求信号13A又は13Bを受けて、
バッテリ8が満充電状態にあると判断した場合に、双方
向性(可逆性)のコンバータ回路2を制御するバッテリ
放電制御回路16にバッテリチェック制御信号15を出
力し、コンバータ回路2の動作モードを通常モードから
バッテリチェックモードに変更させる。
【0033】なお、バッテリ8が満充電状態にあるかど
うかは、停電は基本的には希なケースであるため、前回
の停電バッテリバックアップより一定時間以上経過し
た、あるいはバッテリ電圧が所定以上あり且つバッテリ
充電電流が所定の値よりも充分小さくなった等の情報に
より容易に判断することができる。もしバッテリ8が満
充電状態でないと判断された場合は、バッテリチェック
要求信号13A又は13Bを受け付けたときに、必要に
応じ外部へアラーム等を出しながら、バッテリ8が満充
電になるまで待機するか、所定の時間待機するか、ある
いは、その回のバッテリチェック要求そのものをキャン
セルするようにすれば良い。
うかは、停電は基本的には希なケースであるため、前回
の停電バッテリバックアップより一定時間以上経過し
た、あるいはバッテリ電圧が所定以上あり且つバッテリ
充電電流が所定の値よりも充分小さくなった等の情報に
より容易に判断することができる。もしバッテリ8が満
充電状態でないと判断された場合は、バッテリチェック
要求信号13A又は13Bを受け付けたときに、必要に
応じ外部へアラーム等を出しながら、バッテリ8が満充
電になるまで待機するか、所定の時間待機するか、ある
いは、その回のバッテリチェック要求そのものをキャン
セルするようにすれば良い。
【0034】さて、バッテリチェック制御信号15を受
けたバッテリ放電制御回路16では、前述の如く双方向
性のコンバータ回路2の動作モードを通常モードからバ
ッテリチェックモードに変える。通常は、入力電流I1
が力率1の正弦波状の電流波形となるように制御し、交
流電圧を所定の直流電力に変換させ、これをバッテリ8
及びインバータ回路9に出力させているが、本モードで
は、バッテリの放電電流が所定の値(Ibr)となるよ
うにコンバータ回路2を動作させる。
けたバッテリ放電制御回路16では、前述の如く双方向
性のコンバータ回路2の動作モードを通常モードからバ
ッテリチェックモードに変える。通常は、入力電流I1
が力率1の正弦波状の電流波形となるように制御し、交
流電圧を所定の直流電力に変換させ、これをバッテリ8
及びインバータ回路9に出力させているが、本モードで
は、バッテリの放電電流が所定の値(Ibr)となるよ
うにコンバータ回路2を動作させる。
【0035】例えば、仮にバッテリチェック時のバッテ
リ放電電流の設定値(Ibr)が負荷10の装置定格の
50%に相当する電流(Ib(50%))に設定されて
いる場合を考えてみる。負荷10の容量が、100%
(装置定格)の場合、装置効率を無視して考えると、通
常は双方向性のコンバータ回路2は、交流電源1から、
これと同相の100%の交流電流I1(100%)を引
き出して直流電力に変換し、インバータ回路9を介して
100%負荷給電を行っている。なお、バッテリ3は満
充電状態であるため、バッテリ充電電力については無視
して考える。
リ放電電流の設定値(Ibr)が負荷10の装置定格の
50%に相当する電流(Ib(50%))に設定されて
いる場合を考えてみる。負荷10の容量が、100%
(装置定格)の場合、装置効率を無視して考えると、通
常は双方向性のコンバータ回路2は、交流電源1から、
これと同相の100%の交流電流I1(100%)を引
き出して直流電力に変換し、インバータ回路9を介して
100%負荷給電を行っている。なお、バッテリ3は満
充電状態であるため、バッテリ充電電力については無視
して考える。
【0036】この時バッテリチェックを行うと、バッテ
リ8からは負荷容量100%の内50%に相当する電力
を供給することになるため、交流電源1からはその差分
の50%に相当する電流(I1(50%))をコンバー
タ回路2を介して引き出せばよいことになる。つまり、
コンバータ回路2に与える電流基準I1rを通常の約半
分とすればよい。以上を式で表現すると、 通常時:負荷容量(100%)=I1(100%) チェック時:負荷容量(100%)=I1(50%)+
Ib(50%) となる。
リ8からは負荷容量100%の内50%に相当する電力
を供給することになるため、交流電源1からはその差分
の50%に相当する電流(I1(50%))をコンバー
タ回路2を介して引き出せばよいことになる。つまり、
コンバータ回路2に与える電流基準I1rを通常の約半
分とすればよい。以上を式で表現すると、 通常時:負荷容量(100%)=I1(100%) チェック時:負荷容量(100%)=I1(50%)+
Ib(50%) となる。
【0037】一方、負荷10の容量が小さい場合、例え
ば、無負荷(0%)の場合を考える。同様に、装置効率
を無視して考えると、通常は双方向性のコンバータ回路
2は、交流電源1より最低のほぼ0%の交流電流(I1
(0%))を引き出して直流電力に変換し、インバータ
回路9に電力を供給している。この時、バッテリ8は満
充電状態であるため、バッテリ充電電力については、同
様に無視して考える。
ば、無負荷(0%)の場合を考える。同様に、装置効率
を無視して考えると、通常は双方向性のコンバータ回路
2は、交流電源1より最低のほぼ0%の交流電流(I1
(0%))を引き出して直流電力に変換し、インバータ
回路9に電力を供給している。この時、バッテリ8は満
充電状態であるため、バッテリ充電電力については、同
様に無視して考える。
【0038】この時バッテリチェックを行うと、バッテ
リ8からは負荷容量によらず50%に相当する電力(I
b(50%))を供給することになるため、交流電源1
へその差分の50%に相当する電流(I1(50%))
をコンバータ回路2を介して電力回生すればよいことに
なる。つまり、コンバータ回路2に与える電流基準をI
1rとして、通常とは逆位相の約50%に相当する電流
基準とすればよい。以上を式で表現すると、 通常時:負荷容量(0%)=I1(0%) チェック時:負荷容量(0%)=−I1(50%)+I
b(50%) となる。(I1に付されたマイナス符号は電源回生を意
味する。) いずれにしても、本発明では、バッテリチェック時に、
負荷の状態(容量)に関係することなくバッテリの放電
電流Ibを所定の値に保つことができる。
リ8からは負荷容量によらず50%に相当する電力(I
b(50%))を供給することになるため、交流電源1
へその差分の50%に相当する電流(I1(50%))
をコンバータ回路2を介して電力回生すればよいことに
なる。つまり、コンバータ回路2に与える電流基準をI
1rとして、通常とは逆位相の約50%に相当する電流
基準とすればよい。以上を式で表現すると、 通常時:負荷容量(0%)=I1(0%) チェック時:負荷容量(0%)=−I1(50%)+I
b(50%) となる。(I1に付されたマイナス符号は電源回生を意
味する。) いずれにしても、本発明では、バッテリチェック時に、
負荷の状態(容量)に関係することなくバッテリの放電
電流Ibを所定の値に保つことができる。
【0039】本機能(バッテリチェック機能)をUPS
に追加するにあたっては、入力電流正弦波制御機能は本
来的に持っているものであるため、コンバータ回路2に
ついてはIGBT等の自己消弧型の素子をフルブリッジ
状に構成するだけで何等特殊な付属回路を構成する必要
はない。また、検出器についても、入力電流検出器7、
バッテリ電圧検出器11及びバッテリ電流検出器12を
もともと備えている場合が多い。したがって、これらの
回路や機器をそのまま流用することができ、制御回路の
みを追加するだけで済むため、価格的にも高価なものと
なることはない。
に追加するにあたっては、入力電流正弦波制御機能は本
来的に持っているものであるため、コンバータ回路2に
ついてはIGBT等の自己消弧型の素子をフルブリッジ
状に構成するだけで何等特殊な付属回路を構成する必要
はない。また、検出器についても、入力電流検出器7、
バッテリ電圧検出器11及びバッテリ電流検出器12を
もともと備えている場合が多い。したがって、これらの
回路や機器をそのまま流用することができ、制御回路の
みを追加するだけで済むため、価格的にも高価なものと
なることはない。
【0040】以上述べた如く、バッテリチェック時のバ
ッテリ放電電流を負荷の状態によらず常に所定の値に保
つことができるため、バッテリチェック時のバッテリ電
圧の変化について条件をそろえることができる。したが
って、例えば、事前に決めてあるバッテリ電圧の許容値
内かどうかをバッテリチェック回路17で判定すること
により、バッテリ8の寿命あるいは異常を容易かつ正確
に判別できる。
ッテリ放電電流を負荷の状態によらず常に所定の値に保
つことができるため、バッテリチェック時のバッテリ電
圧の変化について条件をそろえることができる。したが
って、例えば、事前に決めてあるバッテリ電圧の許容値
内かどうかをバッテリチェック回路17で判定すること
により、バッテリ8の寿命あるいは異常を容易かつ正確
に判別できる。
【0041】なお、回路構成上明らかなように、万が
一、バッテリチェック中に停電が発生しても、その時は
直ちにコンバータ回路2の運転を停止させてバッテリ放
電電流一定制御を中止し、通常のバッテリバックアップ
動作に移行させれば良い。
一、バッテリチェック中に停電が発生しても、その時は
直ちにコンバータ回路2の運転を停止させてバッテリ放
電電流一定制御を中止し、通常のバッテリバックアップ
動作に移行させれば良い。
【0042】次に、バッテリチェック回路17における
判別動作につき説明する。まず、第1の判別方法とし
て、図2に示すように、一定時間TO内でのバッテリ電
圧変化△Vbの大きさによりバッテリ8の寿命あるいは
異常を判定する方法がある。この場合、予めバッテリ放
電電流におけるTOと寿命あるいは異常時の△Vbの限
界値とを決めておき、△Vbが限界値を超えた時に、バ
ッテリ寿命あるいは異常と判断する。この時、必要に応
じ、外部にバッテリ交換の必要性について、アラーム等
を発生させるようにしてもよい。
判別動作につき説明する。まず、第1の判別方法とし
て、図2に示すように、一定時間TO内でのバッテリ電
圧変化△Vbの大きさによりバッテリ8の寿命あるいは
異常を判定する方法がある。この場合、予めバッテリ放
電電流におけるTOと寿命あるいは異常時の△Vbの限
界値とを決めておき、△Vbが限界値を超えた時に、バ
ッテリ寿命あるいは異常と判断する。この時、必要に応
じ、外部にバッテリ交換の必要性について、アラーム等
を発生させるようにしてもよい。
【0043】なお、バッテリ放電開始時は、バッテリ電
圧Vbの変化が比較的緩やかであるため、TOを短くし
た場合には、Vbを比較的精度良く取り込む必要があ
る。
圧Vbの変化が比較的緩やかであるため、TOを短くし
た場合には、Vbを比較的精度良く取り込む必要があ
る。
【0044】また、第2の判別方法として、図3に示す
ように、バッテリの電圧が所定の電圧Vb1に到達する
までの時間T1によりバッテリ8の寿命あるいは異常を
判定する方法がある。この場合、予めバッテリ放電電流
におけるVb1と寿命あるいは異常時のT1の限界値を
決めておき、T1が限界値を超えた時に、バッテリ寿命
あるいは異常と判断する。
ように、バッテリの電圧が所定の電圧Vb1に到達する
までの時間T1によりバッテリ8の寿命あるいは異常を
判定する方法がある。この場合、予めバッテリ放電電流
におけるVb1と寿命あるいは異常時のT1の限界値を
決めておき、T1が限界値を超えた時に、バッテリ寿命
あるいは異常と判断する。
【0045】ところで、バッテリの寿命あるいは異常
は、バッテリの温度によっても変化する。したがって、
バッテリの温度、あるいはバッテリ近傍の温度を測定す
るか、あるいは、バッテリチェック時に、どのくらいの
温度でバッテリを使用していたかを入力し、予め実験等
により得られた温度とバッテリ電圧の変化量をもとにし
て、実際に得られたバッテリ電圧の変化量に温度による
補正をかければ、バッテリチェック回路17はより確実
な判別を行うことができる。
は、バッテリの温度によっても変化する。したがって、
バッテリの温度、あるいはバッテリ近傍の温度を測定す
るか、あるいは、バッテリチェック時に、どのくらいの
温度でバッテリを使用していたかを入力し、予め実験等
により得られた温度とバッテリ電圧の変化量をもとにし
て、実際に得られたバッテリ電圧の変化量に温度による
補正をかければ、バッテリチェック回路17はより確実
な判別を行うことができる。
【0046】以上説明したバッテリチェック方法は、実
際にバッテリチェックを行った時のバッテリ電圧の変化
によるものであるが、記憶回路を設けて過去のバッテリ
チェック時のバッテリ電圧の変化による情報(△Vb、
T1など)を記憶させておくこともできる。これによれ
ば、今回実施したバッテリ電圧の変化量の時間的な傾向
を知ることにより、バッテリの寿命あるいは異常を判定
できるばかりでなく、バッテリ寿命あるいは異常の予
測、例えば、一年後の次回定期検査時までバッテリがも
つかどうかなどの予測を、かなり確実に判断することが
できる。
際にバッテリチェックを行った時のバッテリ電圧の変化
によるものであるが、記憶回路を設けて過去のバッテリ
チェック時のバッテリ電圧の変化による情報(△Vb、
T1など)を記憶させておくこともできる。これによれ
ば、今回実施したバッテリ電圧の変化量の時間的な傾向
を知ることにより、バッテリの寿命あるいは異常を判定
できるばかりでなく、バッテリ寿命あるいは異常の予
測、例えば、一年後の次回定期検査時までバッテリがも
つかどうかなどの予測を、かなり確実に判断することが
できる。
【0047】上述したように、本実施例では次のような
効果を奏することが明らかである。 バッテリの放電電流を所定の値に保ちながらバッテ
リ電圧を監視する機能を有するため、UPSに内蔵され
たバッテリの寿命あるいは異常を正確に判断することが
できる。 バッテリが完全に不良となる前にバッテリの寿命あ
るいは異常が判定できる。 通常の定期点検あるいは任意に行う点検などで、容
易にバッテリチェックが行える。 負荷を停止する事なくバッテリチェックが行える。 バッテリチェック内に万が一停電が発生しても継続
して負荷のバッテリバックアップに移行できる。 バッテリチェック機能の付加を安価に行うことがで
きる。
効果を奏することが明らかである。 バッテリの放電電流を所定の値に保ちながらバッテ
リ電圧を監視する機能を有するため、UPSに内蔵され
たバッテリの寿命あるいは異常を正確に判断することが
できる。 バッテリが完全に不良となる前にバッテリの寿命あ
るいは異常が判定できる。 通常の定期点検あるいは任意に行う点検などで、容
易にバッテリチェックが行える。 負荷を停止する事なくバッテリチェックが行える。 バッテリチェック内に万が一停電が発生しても継続
して負荷のバッテリバックアップに移行できる。 バッテリチェック機能の付加を安価に行うことがで
きる。
【0048】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、コンバ
ータ回路の双方向性を利用してバッテリの放電電流を一
定に制御し、そのときのバッテリ電圧の変化に基いてバ
ッテリの正常又は異常を判別する構成としたので、バッ
テリチェックを容易且つ正確に行うことが可能になる。
ータ回路の双方向性を利用してバッテリの放電電流を一
定に制御し、そのときのバッテリ電圧の変化に基いてバ
ッテリの正常又は異常を判別する構成としたので、バッ
テリチェックを容易且つ正確に行うことが可能になる。
【図1】本発明の実施例の構成図。
【図2】図1におけるバッテリチェック回路の動作を説
明するための特性図。
明するための特性図。
【図3】図1におけるバッテリチェック回路の動作を説
明するための特性図。
明するための特性図。
【図4】バッテリ電流をパラメータとするバッテリ電圧
の変化状態を示す特性図。
の変化状態を示す特性図。
1 交流電源 2 コンバータ回路 8 バッテリ 9 インバータ回路 10 負荷 13A,13B バッテリチェック要求信号 14 バッテリチェック起動制御回路 15 バッテリチェック制御信号 16 バッテリ放電制御回路 17 バッテリチェック回路
Claims (5)
- 【請求項1】交流電源に接続され、この交流電源からの
交流入力に基く直流出力、及び直流入力に基くこの交流
電源への交流出力の回生が可能なコンバータ回路と、 前記コンバータ回路からの直流入力に基いて負荷に対す
る交流出力を行うインバータ回路と、 前記コンバータ回路からの直流電力により充電され、前
記交流電源の停電時に前記インバータ回路に直流電力を
供給するバッテリと、 を備えた無停電電源装置において、 バッテリチェック要求信号を入力し且つ前記バッテリが
所定の充電状態以上である場合にバッテリチェック制御
信号を出力するバッテリ放電制御回路と、 前記バッテリチェック制御信号の入力に基いて、前記コ
ンバータ回路に、前記インバータ回路側への直流出力又
は前記交流電源側への交流出力の回生を行なわせ、これ
により放電電流が一定値となるように前記バッテリの放
電を制御するバッテリ放電制御回路と、 前記バッテリが放電する際のバッテリ電圧の変化の監視
に基いて、前記バッテリの正常又は異常を判別するバッ
テリチェック回路と、 を備えたことを特徴とする無停電電源装置。 - 【請求項2】請求項1記載の無停電電源装置において、 前記バッテリチェック回路は、バッテリ放電開始時点か
ら所定時間経過後のバッテリ電圧低下分が所定値以上と
なるか否かを監視することにより、前記判別を行うもの
である、 ことを特徴とする無停電電源装置。 - 【請求項3】請求項1記載の無停電電源装置において、 前記バッテリチェック回路は、バッテリ放電開始後に所
定電圧値に低下するまでの時間が所定値以下となるか否
かを監視することにより、前記判別を行うものである、 ことを特徴とする無停電電源装置。 - 【請求項4】請求項2又は3記載の無停電電源装置にお
いて、 前記バッテリチェック回路は、バッテリ温度を監視し、
前記判別の際に用いる前記所定値を、このバッテリ温度
の変化に応じて補正するものである、 ことを特徴とする無停電電源装置。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載の無停電
電源装置において、 過去のバッテリチェック時のデータを記憶している記憶
回路を備えており、 前記バッテリチェック回路は、前記判別を行う際に、こ
の記憶回路から読出したデータを参照するものである、 ことを特徴とする無停電電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6294741A JPH08154345A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6294741A JPH08154345A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 無停電電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08154345A true JPH08154345A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17811714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6294741A Pending JPH08154345A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08154345A (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002084682A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-22 | Fuji Electric Co Ltd | 無停電電源装置および無停電電源装置検査方法 |
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JP2009044902A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Origin Electric Co Ltd | 蓄電池の特性測定装置、直流電力供給システム及び蓄電池の特性測定方法 |
US7868569B2 (en) | 2008-02-28 | 2011-01-11 | Fanuc Ltd | Motor driving apparatus |
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JP2020118651A (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の評価方法、二次電池の評価装置および電源システム |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP6294741A patent/JPH08154345A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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