JPH09121472A - 交流電源装置 - Google Patents

交流電源装置

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JPH09121472A
JPH09121472A JP7303760A JP30376095A JPH09121472A JP H09121472 A JPH09121472 A JP H09121472A JP 7303760 A JP7303760 A JP 7303760A JP 30376095 A JP30376095 A JP 30376095A JP H09121472 A JPH09121472 A JP H09121472A
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ripple
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ripple current
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Toshio Yamamoto
利男 山本
Yukio Tada
幸生 多田
Katsuhisa Michinaga
勝久 道永
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  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流電源装置に用いる蓄電池は経年劣化する
ので常に劣化状況の監視が必要である。蓄電池の劣化状
況を把握する方法として内部抵抗を測定する方法がある
が、測定装置はその構成が複雑になり、寸法、重量、価
格などの面で不利であった。また、従来装置では、信頼
性の面でも問題があった。 【解決手段】 蓄電池のリップル電圧とリップル電流を
測定し、この測定したリップル電圧値をリップル電流値
により徐算して、蓄電池の内部インピーダンスを導出
し、導出した内部インピーダンスから、蓄電池の状態を
監視して劣化状況を把握するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流回路に蓄電池
を備えた交流電源装置の信頼性向上に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術について、図面を参照して説
明する。
【０００３】図２は従来の交流電源装置の構成を示すブ
ロック図である。この図において、１は入力端子、２は
整流器、３はインバータ、４は出力端子であり、１１は
コンデンサ、１２は蓄電池である。
【０００４】入力端子１は交流電源装置に交流電力を入
力するためのものであり、出力端子４は交流電源装置か
ら交流電力を出力するためのものである。一般に、入力
端子１には商用電源系統が接続され、出力端子４には負
荷が接続される。また、整流器２は交流電力を入力して
直流電力を出力するものであり、インバータ３は直流電
力を入力して交流電力を出力するものである。整流器２
の交流入力側は入力端子１に、直流出力側はインバータ
３の直流入力側に接続され、さらにインバータ３の交流
出力側は出力端子４に接続される。また、コンデンサ１
１及び蓄電池１２はいずれもインバータ３の直流入力側
に並列に接続される。
【０００５】交流電源装置の動作は以下のとおりであ
る。入力端子１に接続された商用電源系統が健全なとき
は、整流器２が商用電源系統から交流電力の供給を受け
て動作し、インバータ３に直流電力を供給するととも
に、蓄電池１２の充電を行う。インバータ３は整流器２
から供給された直流電力を負荷に最適な交流電力に変換
し、出力端子４を介して負荷に供給する。蓄電池１２が
既に満充電されている場合は、整流器２は蓄電池１２の
自己放電分を補うような微小な充電を行う。
【０００６】商用電源系統が停電したときは、整流器２
が動作できなくなって停止するので、代わりに蓄電池１
２が放電を行ってインバータ３に直流電力を供給する。
一般に、蓄電池１２は整流器２が停止すると直ちに放電
を開始するので、インバータ３は負荷に交流電力を瞬断
することなく連続的に供給することができる。商用電源
系統が復電したときは、整流器２は動作を再開してイン
バータ３に直流電力を供給するとともに、蓄電池１２を
回復充電する。
【０００７】一般に、インバータ３には半導体素子を応
用した静止型インバータが用いられ、その半導体素子が
高速にスイッチング動作を行うことによって直流電力を
交流電力に変換している。その際、インバータ３の出力
電流に比例した大きさのリップル電流が、インバータ３
の直流入力側に流れる。コンデンサ１１はこのリップル
電流の主たる供給源として備えられている。なお、リッ
プル電流はコンデンサ１１と蓄電池１２とに分流するた
め、蓄電池１２もリップル電流の供給源として機能す
る。
【０００８】周知のとおり、蓄電池は経年劣化によって
実容量が次第に低下し、ついには寿命に達して使用に耐
えなくなる。図２の交流電源装置において、経年劣化に
よって蓄電池１２の実容量が低下すると、商用電源系統
の停電時に負荷への給電ができなくなる場合がある。従
って、装置の信頼性を確保するためには、蓄電池１２の
劣化状況を定期的に把握し、劣化しておれば新品に交換
するということが重要になる。
【０００９】蓄電池の劣化状況を把握する方法としては
様々な方法が提案されているが、有力な方法の一つとし
て蓄電池の内部抵抗又は内部インピーダンスを測定する
という方法がある。一般に、劣化した蓄電池は内部抵抗
及び内部インピーダンスが大きくなるためである。そこ
で、蓄電池の内部インピーダンスを測定する装置がいく
つか提案されている。蓄電池の内部インピーダンスの測
定方法としては、蓄電池を所定の電流で充電又は放電さ
せ、その時の蓄電池の電圧上昇分又は電圧降下分を測定
し、通電電流で除算する方法が広く用いられている。
【００１０】図３は放電方式の蓄電池内部インピーダン
ス測定装置を備えた交流電源装置の構成を示すブロック
図である。この図において、１００は蓄電池内部インピ
ーダンス測定装置であり、１０１は蓄電池放電用の模擬
負荷、１０２は蓄電池電圧測定用の電圧測定手段、１０
３は蓄電池回路開閉用のスイッチ、１０４はバイパス用
のダイオード、１０５は演算制御手段である。蓄電池内
部インピーダンス測定装置１００は、模擬負荷１０１と
電圧測定手段１０２とスイッチ１０３とダイオード１０
４と演算制御手段１０５とから構成される。これら以外
の構成は図２と共通するので、同じ符号を付して説明を
省略する。
【００１１】模擬負荷１０１と電圧測定手段１０２とは
蓄電池１２に並列に接続され、スイッチ１０３は蓄電池
１２に直列に接続される。また、ダイオード１０４はス
イッチ１０３に並列に接続され、その向きは蓄電池１２
の充電電流に対しては非導通だが放電電流に対しては導
通する向きである。演算制御手段１０５は、模擬負荷１
０１、電圧測定手段１０２、スイッチ１０３の動作を制
御し、必要な演算処理を行うものである。なお、蓄電池
１２はスイッチ１０３と直列に接続された上でインバー
タ３の直流入力側に並列に接続される。
【００１２】蓄電池内部インピーダンス測定装置１００
の動作は以下のとおりである。蓄電池１２の内部インピ
ーダンスを測定するときは、スイッチ１０３を開いて蓄
電池１２を整流器２から切り離し、模擬負荷１０１を動
作させて蓄電池１２を放電させ、その時の蓄電池１２の
電圧降下分を電圧測定手段１０２にて測定する。測定し
た電圧降下分を模擬負荷１０１での放電電流で除算すれ
ば、蓄電池１２の内部インピーダンスが求められる。一
方、蓄電池１２の内部インピーダンスを測定しないとき
は、スイッチ１０３を閉じて蓄電池１２を整流器２に接
続する。以上の動作は演算制御手段１０５にて制御され
る。
【００１３】ここで、蓄電池１２の内部インピーダンス
を測定するときにスイッチ１０３を開いて蓄電池１２を
整流器２から切り離すのは、整流器２から模擬負荷１０
１へ電流が流れ込まないようにするためである。また、
ダイオード１０４を備えているのは、スイッチ１０３を
開いているときに商用電源系統が停電しても、蓄電池１
２からの放電を確保するためである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の技術で
は、蓄電池１２の内部インピーダンスを測定するために
蓄電池内部インピーダンス測定装置１００を備えている
ため、交流電源装置の構成が複雑になり、寸法、重量、
価格等の面で不利であった。また、スイッチ１０３が故
障すると蓄電池１２が充電できなくなることがあり、信
頼性の面でも問題点があった。
【００１５】本発明の目的は、蓄電池のリップル電圧及
びリップル電流を測定することにより、簡単な構成で蓄
電池の劣化状況を把握することを可能とした交流電源装
置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明では蓄電池に重畳するリップル電圧を測定す
るリップル電圧測定手段と、蓄電池に流れるリップル電
流を測定するリップル電流測定手段と、リップル電圧測
定手段によって測定した蓄電池のリップル電圧値を、リ
ップル電流測定手段によって測定した蓄電池のリップル
電流値により徐算して、蓄電池の内部インピーダンスを
導出する内部インピーダンス導出手段とを備えることと
した。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明による交流電源装置では、
リップル電圧測定手段が蓄電池に重畳するリップル電圧
を測定し、リップル電流測定手段が蓄電池に流れるリッ
プル電流を測定する。測定された蓄電池のリップル電圧
値とリップル電流値とは内部インピーダンス導出手段に
取り込まれ、内部インピーダンス導出手段はリップル電
圧値をリップル電流値で除算して、蓄電池の内部インピ
ーダンスを導出する。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
【００１９】図１は本発明を実施した交流電源装置の構
成を示すブロック図である。この図において、１３は蓄
電池１２に重畳するリップル電圧を測定するリップル電
圧測定手段、１４は蓄電池１２に流れるリップル電流を
測定するリップル電流測定手段、１５はリップル電圧測
定手段１３によって測定した蓄電池１２のリップル電圧
値を、リップル電流測定手段１４によって測定した蓄電
池１２のリップル電流値により徐算して、蓄電池１２の
内部インピーダンスを導出する内部インピーダンス導出
手段である。これら以外の構成は図２と共通するので、
同じ符号を付して説明を省略する。
【００２０】リップル電圧測定手段１３は蓄電池１２に
重畳するリップル電圧を測定する目的なので蓄電池１２
に並列に接続され、リップル電流測定手段１４は蓄電池
１２に流れるリップル電流を測定する目的なので蓄電池
１２に直列に接続される。リップル電圧測定手段１３に
て測定された蓄電池１２のリップル電圧値と、リップル
電流測定手段１４にて測定された蓄電池１２のリップル
電流値とは、内部インピーダンス導出手段１５に取り込
まれる。内部インピーダンス導出手段１５はリップル電
圧値をリップル電流値で除算して、蓄電池１２の内部イ
ンピーダンスを導出する。
【００２１】交流電源装置ではコンデンサ１１と蓄電池
１２とがインバータ３のリップル電流を供給する。言い
替えれば、インバータ３が直流入力側に発生するリップ
ル電流は、コンデンサ１１と蓄電池１２とに分流する。
従って、コンデンサ１１及び蓄電池１２には各内部イン
ピーダンスと各リップル電流との積で表される各リップ
ル電圧が重畳する。従って、蓄電池１２のリップル電圧
値及びリップル電流値を測定し、リップル電圧値をリッ
プル電流値で除算すれば、蓄電池１２の内部インピーダ
ンスが導出できる。前述したように、一般に蓄電池は経
年劣化すると内部インピーダンスが大きくなるので、こ
の手法により蓄電池１２の内部インピーダンスを導出す
れば、その劣化状況を把握することができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、蓄電池のリップル電圧
及びリップル電流を測定することにより、簡単な構成で
蓄電池の劣化状況を把握することが可能となるので、交
流電源装置の寸法、重量、価格、信頼性等を改善するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した交流電源装置の構成を示すブ
ロック図
【図２】従来の交流電源装置の構成を示すブロック図
【図３】放電方式の蓄電池内部インピーダンス測定装置
を備えた交流電源装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１ 入力端子 ２ 整流器 ３ インバータ ４ 出力端子 １１ コンデンサ １２ 蓄電池 １３ リップル電圧測定手段 １４ リップル電流測定手段 １５ 内部インピーダンス導出手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０２Ｊ 1/02 Ｈ０２Ｊ 1/02 7/00 7/00 Ｙ Ｈ０２Ｍ 1/14 Ｈ０２Ｍ 1/14

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電力を入力して交流電力を出力する
    インバータと、前記インバータの直流入力側に並列に接
    続された蓄電池とを備えた交流電源装置において、前記
    蓄電池に重畳するリップル電圧を測定するリップル電圧
    測定手段と、前記蓄電池に流れるリップル電流を測定す
    るリップル電流測定手段と、前記リップル電圧測定手段
    によって測定した前記蓄電池のリップル電圧値を、前記
    リップル電流測定手段によって測定した前記蓄電池のリ
    ップル電流値により徐算して、前記蓄電池の内部インピ
    ーダンスを導出する内部インピーダンス導出手段とを備
    えることを特徴とする交流電源装置。
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