JPH1198700A - 鉛バッテリの交換時期認識方式及びそれを用いた無停電 電源装置 - Google Patents
鉛バッテリの交換時期認識方式及びそれを用いた無停電 電源装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】無停電電源装置におけるトリクル充電使用時の
鉛バッテリの寿命認識を、人の介入やマイコン等の複雑
な回路を使用せず、簡単な回路で認識する。 【解決手段】鉛バッテリ２１と同じ温度環境下にある電
解コンデンサ２２と、電解コンデンサ２２に対して、電
解コンデンサ２２の寿命特性が鉛バッテリ２１の寿命特
性とほぼ同じ特性になるようなリップル電流を発生する
リップル発生回路１１と、電解コンデンサ２２の両端の
電圧値と基準電圧値とを比較する比較器１２と、比較器
１２による比較の結果、電解コンデンサ２２の両端の電
圧値が基準電圧値より小さい場合はＯＦＦし、電解コン
デンサ２２の両端の電圧値が基準電圧値以上の場合はＯ
ＮまたはＯＮ／ＯＦＦを繰返すトランジスタ１３と、ト
ランジスタ１３がＯＦＦのときは消灯，ＯＮのときは点
灯，ＯＮ／ＯＦＦ繰返しのときは点滅するＬＥＤ１４と
を有する。
鉛バッテリの寿命認識を、人の介入やマイコン等の複雑
な回路を使用せず、簡単な回路で認識する。 【解決手段】鉛バッテリ２１と同じ温度環境下にある電
解コンデンサ２２と、電解コンデンサ２２に対して、電
解コンデンサ２２の寿命特性が鉛バッテリ２１の寿命特
性とほぼ同じ特性になるようなリップル電流を発生する
リップル発生回路１１と、電解コンデンサ２２の両端の
電圧値と基準電圧値とを比較する比較器１２と、比較器
１２による比較の結果、電解コンデンサ２２の両端の電
圧値が基準電圧値より小さい場合はＯＦＦし、電解コン
デンサ２２の両端の電圧値が基準電圧値以上の場合はＯ
ＮまたはＯＮ／ＯＦＦを繰返すトランジスタ１３と、ト
ランジスタ１３がＯＦＦのときは消灯，ＯＮのときは点
灯，ＯＮ／ＯＦＦ繰返しのときは点滅するＬＥＤ１４と
を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛バッテリの交換
時期認識方式及びそれを用いた無停電電源装置に関し、
特に無停電電源装置におけるトリクル充電時の鉛バッテ
リの寿命を予測し、その交換時期を認識する鉛バッテリ
の交換時期認識方式及びそれを用いた無停電電源装置に
関するものである。
時期認識方式及びそれを用いた無停電電源装置に関し、
特に無停電電源装置におけるトリクル充電時の鉛バッテ
リの寿命を予測し、その交換時期を認識する鉛バッテリ
の交換時期認識方式及びそれを用いた無停電電源装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の無停電電源装置における鉛バッテ
リの交換時期認識は、例えば、仮放電または仮充電を一
定時間行い、その時の電圧変動値から寿命を予測する方
法があり、この仮放電，仮充電や電圧変動値からの寿命
予測を、オペレータが手動により行う場合とコンピュー
タによって行う場合とがある。
リの交換時期認識は、例えば、仮放電または仮充電を一
定時間行い、その時の電圧変動値から寿命を予測する方
法があり、この仮放電，仮充電や電圧変動値からの寿命
予測を、オペレータが手動により行う場合とコンピュー
タによって行う場合とがある。
【０００３】図４は、コンピュータによる従来の鉛バッ
テリの交換時期認識方式を示す回路図である。図４にお
いて、鉛バッテリ２１は、通常充電回路３，放電回路４
を介してインバータ５と接続されて無停電電源装置を構
成している。
テリの交換時期認識方式を示す回路図である。図４にお
いて、鉛バッテリ２１は、通常充電回路３，放電回路４
を介してインバータ５と接続されて無停電電源装置を構
成している。
【０００４】鉛バッテリ２１の寿命予測を行う場合、マ
イクロコンピュータ７は、仮放電回路６に指示して鉛バ
ッテリ２１をタイマ９で設定した一定時間仮放電させ
る。仮放電させた時の鉛バッテリ２１の放電電圧値と、
サーミスタＴＨにより検出した温度とはＡ／Ｄコンバー
タ８に入力される。マイクロコンピュータ７は、温度で
補正した電圧をある時間間隔で読出して鉛バッテリ２１
の寿命予測を行う。その結果、寿命に達していると判断
したときは、トランジスタ１０を動作させてＬＥＤ１４
を点灯させることにより、バッテリ交換時期を表示す
る。
イクロコンピュータ７は、仮放電回路６に指示して鉛バ
ッテリ２１をタイマ９で設定した一定時間仮放電させ
る。仮放電させた時の鉛バッテリ２１の放電電圧値と、
サーミスタＴＨにより検出した温度とはＡ／Ｄコンバー
タ８に入力される。マイクロコンピュータ７は、温度で
補正した電圧をある時間間隔で読出して鉛バッテリ２１
の寿命予測を行う。その結果、寿命に達していると判断
したときは、トランジスタ１０を動作させてＬＥＤ１４
を点灯させることにより、バッテリ交換時期を表示す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
おいては、鉛バッテリの仮放電を一定時間行い、そのと
きの降下電圧値によって寿命を認識するか、仮放電に移
行する際の電圧変動値および電位変化勾配により寿命を
認識するために、コンピュータのような複雑な回路が必
要になるという問題がある。または、人による手動の操
作,判断が必要になるという問題がある。
おいては、鉛バッテリの仮放電を一定時間行い、そのと
きの降下電圧値によって寿命を認識するか、仮放電に移
行する際の電圧変動値および電位変化勾配により寿命を
認識するために、コンピュータのような複雑な回路が必
要になるという問題がある。または、人による手動の操
作,判断が必要になるという問題がある。
【０００６】本発明は、無停電電源装置におけるトリク
ル充電時の鉛バッテリに関して、人の介入やコンピュー
タ等の複雑な回路を必要とせず、その交換時期の認識が
行える鉛バッテリの交換時期認識方式及びそれを用いた
無停電電源装置を提供することを目的とする。
ル充電時の鉛バッテリに関して、人の介入やコンピュー
タ等の複雑な回路を必要とせず、その交換時期の認識が
行える鉛バッテリの交換時期認識方式及びそれを用いた
無停電電源装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の鉛バッテ
リの交換時期認識方式は、無停電電源装置に使用する鉛
バッテリのトリクル充電寿命による交換時期の認識を行
う鉛バッテリの交換時期認識方式であって、前記鉛バッ
テリと同じ温度環境下にある電解コンデンサの交換時期
の認識を行うことにより、前記鉛バッテリの交換時期の
認識を行うことを特徴とする。
リの交換時期認識方式は、無停電電源装置に使用する鉛
バッテリのトリクル充電寿命による交換時期の認識を行
う鉛バッテリの交換時期認識方式であって、前記鉛バッ
テリと同じ温度環境下にある電解コンデンサの交換時期
の認識を行うことにより、前記鉛バッテリの交換時期の
認識を行うことを特徴とする。
【０００８】本発明の第２の鉛バッテリの交換時期認識
方式は、無停電電源装置に使用する鉛バッテリのトリク
ル充電寿命による交換時期の認識を行う鉛バッテリの交
換時期認識方式であって、前記鉛バッテリと同じ温度環
境下にある電解コンデンサに対して予め設定したリップ
ル電流を流し、前記電解コンデンサの両端の電圧値と基
準電圧値とを比較することによって、前記鉛バッテリの
交換時期の認識を行うことを特徴とする。
方式は、無停電電源装置に使用する鉛バッテリのトリク
ル充電寿命による交換時期の認識を行う鉛バッテリの交
換時期認識方式であって、前記鉛バッテリと同じ温度環
境下にある電解コンデンサに対して予め設定したリップ
ル電流を流し、前記電解コンデンサの両端の電圧値と基
準電圧値とを比較することによって、前記鉛バッテリの
交換時期の認識を行うことを特徴とする。
【０００９】本発明の第３の鉛バッテリの交換時期認識
方式は、無停電電源装置に使用する鉛バッテリのトリク
ル充電寿命による交換時期の認識を行う鉛バッテリの交
換時期認識方式であって、前記鉛バッテリと同じ温度環
境下にある電解コンデンサと、前記電解コンデンサに対
して、前記電解コンデンサの寿命特性が前記鉛バッテリ
の寿命特性とほぼ同じ特性になるようなリップル電流を
発生するリップル発生回路と、前記電解コンデンサの両
端の電圧値と基準電圧値とを比較する比較器と、前記比
較器による比較の結果、前記電解コンデンサの両端の電
圧値が基準電圧値より小さい場合はＯＦＦし、前記電解
コンデンサの両端の電圧値が基準電圧値以上の場合はＯ
ＮまたはＯＮ，ＯＦＦを繰返すトランジスタと、前記ト
ランジスタがＯＦＦのときは消灯、ＯＮのときは点灯、
ＯＮ，ＯＦＦ繰返しのときは点滅するバッテリ交換時期
表示部と、を有することを特徴とする。
方式は、無停電電源装置に使用する鉛バッテリのトリク
ル充電寿命による交換時期の認識を行う鉛バッテリの交
換時期認識方式であって、前記鉛バッテリと同じ温度環
境下にある電解コンデンサと、前記電解コンデンサに対
して、前記電解コンデンサの寿命特性が前記鉛バッテリ
の寿命特性とほぼ同じ特性になるようなリップル電流を
発生するリップル発生回路と、前記電解コンデンサの両
端の電圧値と基準電圧値とを比較する比較器と、前記比
較器による比較の結果、前記電解コンデンサの両端の電
圧値が基準電圧値より小さい場合はＯＦＦし、前記電解
コンデンサの両端の電圧値が基準電圧値以上の場合はＯ
ＮまたはＯＮ，ＯＦＦを繰返すトランジスタと、前記ト
ランジスタがＯＦＦのときは消灯、ＯＮのときは点灯、
ＯＮ，ＯＦＦ繰返しのときは点滅するバッテリ交換時期
表示部と、を有することを特徴とする。
【００１０】本発明の第４の鉛バッテリの交換時期認識
方式は、本発明の第２または第３の鉛バッテリの交換時
期認識方式において、前記基準電圧は、前記電解コンデ
ンサが寿命で交換時期に達したときの前記電解コンデン
サの両端の電圧であることを特徴とする。
方式は、本発明の第２または第３の鉛バッテリの交換時
期認識方式において、前記基準電圧は、前記電解コンデ
ンサが寿命で交換時期に達したときの前記電解コンデン
サの両端の電圧であることを特徴とする。
【００１１】本発明の第５の鉛バッテリの交換時期認識
方式は、本発明の第１〜第４の鉛バッテリの交換時期認
識方式において、前記電解コンデンサと前記鉛バッテリ
とが同じバッテリユニットに格納されることを特徴とす
る。
方式は、本発明の第１〜第４の鉛バッテリの交換時期認
識方式において、前記電解コンデンサと前記鉛バッテリ
とが同じバッテリユニットに格納されることを特徴とす
る。
【００１２】本発明の無停電電源装置は、本発明の第１
〜第５の少なくともいずれかの鉛バッテリの交換時期認
識方式を用いたことを特徴とする。
〜第５の少なくともいずれかの鉛バッテリの交換時期認
識方式を用いたことを特徴とする。
【００１３】なお、以上の手段は、無停電電源装置にお
けるトリクル充電使用時の鉛バッテリの寿命が周囲温度
に依存することに注目し、同じく寿命が周囲温度に依存
する電解コンデンサの特性を利用して、電解コンデンサ
の性能の劣化を認識することで、それを鉛バッテリの寿
命として認識することを特徴としている。
けるトリクル充電使用時の鉛バッテリの寿命が周囲温度
に依存することに注目し、同じく寿命が周囲温度に依存
する電解コンデンサの特性を利用して、電解コンデンサ
の性能の劣化を認識することで、それを鉛バッテリの寿
命として認識することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施の形態を示す回路
図であり、無停電電源装置におけるトリクル充電使用時
の鉛バッテリの寿命を認識する部分が、バッテリ交換時
期認識回路１と表示されている部分である。鉛バッテリ
２１は、通常充電回路３，放電回路４を介してインバー
タ５と接続されて無停電電源装置を構成している。
図であり、無停電電源装置におけるトリクル充電使用時
の鉛バッテリの寿命を認識する部分が、バッテリ交換時
期認識回路１と表示されている部分である。鉛バッテリ
２１は、通常充電回路３，放電回路４を介してインバー
タ５と接続されて無停電電源装置を構成している。
【００１６】バッテリ交換時期認識回路１は、電解コン
デンサ２２と、電解コンデンサ２２に対して常時リップ
ル電流を発生するリップル発生回路１１と、電解コンデ
ンサ２２の両端の電圧値と基準電圧値とを比較する比較
器１２と、トランジスタ１３と、鉛バッテリ２１の交換
時期を表示するＬＥＤ１４とから構成される。比較器１
２に入力される基準電圧は、電解コンデンサ２２が寿命
で交換時期に達したときの電解コンデンサ２２の両端の
電圧である。
デンサ２２と、電解コンデンサ２２に対して常時リップ
ル電流を発生するリップル発生回路１１と、電解コンデ
ンサ２２の両端の電圧値と基準電圧値とを比較する比較
器１２と、トランジスタ１３と、鉛バッテリ２１の交換
時期を表示するＬＥＤ１４とから構成される。比較器１
２に入力される基準電圧は、電解コンデンサ２２が寿命
で交換時期に達したときの電解コンデンサ２２の両端の
電圧である。
【００１７】また、鉛バッテリ２１と電解コンデンサ２
２とは、バッテリユニット２に格納されている。
２とは、バッテリユニット２に格納されている。
【００１８】図２は、トリクル充電時の鉛バッテリの温
度と寿命の関係を示すグラフであり、鉛バッテリ２１の
寿命は、実際の使用環境である１０℃〜６０℃の温度範
囲においては次のような計算式でほぼ表すことができ
る。
度と寿命の関係を示すグラフであり、鉛バッテリ２１の
寿命は、実際の使用環境である１０℃〜６０℃の温度範
囲においては次のような計算式でほぼ表すことができ
る。
【００１９】Ｌ=Ｌ60×２(60-T0)/10・・・式１ （Ｌ＝周囲温度Ｔ0℃における寿命，Ｌ60＝周囲温度６
０℃における寿命，Ｔ0＝周囲温度） また、電解コンデンサ２２の推定寿命は、次のような計
算式で表すことができる。
０℃における寿命，Ｔ0＝周囲温度） また、電解コンデンサ２２の推定寿命は、次のような計
算式で表すことができる。
【００２０】 Ｌ=Ｌｍ×２(Tm-T0)/10×２γ・ {1-(In/Im)2} （Ｌ＝周囲温度Ｔ0℃における寿命，Ｌｍ＝周囲温度Ｔm
℃／リップル電流Ｉmにおける寿命，Ｔ0＝周囲温度，Ｔ
m＝使用最高温度，γ＝定数，Ｉn＝実際のリップル電
流，Ｉm＝Ｔmにおける最大許容リップル電流） ここで周囲温度６０℃／リップル電流Ｉmの寿命をＬ60
とすれば、６０℃以下での電解コンデンサ２２の推定寿
命式は、 Ｌ=Ｌ60×２(60-T0)/10×２γ・ {1-(In/Im)2} となり、また、２γ・ {1-(In/Im)2}のＩn以外は選定する
電解コンデンサによるので定数と考えて仮にｋとする
と、電解コンデンサ２２の推定寿命は、 Ｌ=Ｌ60×２(60-T0)/10×ｋＩn・・・式２ となる。
℃／リップル電流Ｉmにおける寿命，Ｔ0＝周囲温度，Ｔ
m＝使用最高温度，γ＝定数，Ｉn＝実際のリップル電
流，Ｉm＝Ｔmにおける最大許容リップル電流） ここで周囲温度６０℃／リップル電流Ｉmの寿命をＬ60
とすれば、６０℃以下での電解コンデンサ２２の推定寿
命式は、 Ｌ=Ｌ60×２(60-T0)/10×２γ・ {1-(In/Im)2} となり、また、２γ・ {1-(In/Im)2}のＩn以外は選定する
電解コンデンサによるので定数と考えて仮にｋとする
と、電解コンデンサ２２の推定寿命は、 Ｌ=Ｌ60×２(60-T0)/10×ｋＩn・・・式２ となる。
【００２１】よって、式１と式２を比較すれば、周囲温
度環境が同じ条件であるため、実際のリップル電流Ｉn
を調節することによって、電解コンデンサ２２の推定寿
命特性を鉛バッテリ２１の推定寿命特性に合わせられる
ことになる。
度環境が同じ条件であるため、実際のリップル電流Ｉn
を調節することによって、電解コンデンサ２２の推定寿
命特性を鉛バッテリ２１の推定寿命特性に合わせられる
ことになる。
【００２２】次に、以上の説明を前提として、本発明の
一実施の形態の動作について図１および図３を用いて詳
細に説明する。図３は、電解コンデンサの寿命と比較器
の入出力との関係を示すグラフである。
一実施の形態の動作について図１および図３を用いて詳
細に説明する。図３は、電解コンデンサの寿命と比較器
の入出力との関係を示すグラフである。
【００２３】図１に示すように、バッテリ交換時期認識
回路１には、電解コンデンサ２２の推定寿命特性が鉛バ
ッテリ２１の寿命特性とほぼ同じ特性になるような大き
さのリップル電流を発生するリップル発生回路１１を設
けている。
回路１には、電解コンデンサ２２の推定寿命特性が鉛バ
ッテリ２１の寿命特性とほぼ同じ特性になるような大き
さのリップル電流を発生するリップル発生回路１１を設
けている。
【００２４】リップル発生回路１１は、電解コンデンサ
２２に対してリップル電流を常時流している。電解コン
デンサ２２の両端の電圧は、電解コンデンサ２２がまだ
寿命に達していない場合にはリップルが平滑されるた
め、比較器１２の＋側入力は図３（１）に示すように基
準電圧以下となる。この場合には、比較器１２の出力は
ＬＯＷであるので、トランジスタ１３はＯＦＦとなり、
バッテリ交換時期表示を行うＬＥＤ１４は消灯のままと
なる。
２２に対してリップル電流を常時流している。電解コン
デンサ２２の両端の電圧は、電解コンデンサ２２がまだ
寿命に達していない場合にはリップルが平滑されるた
め、比較器１２の＋側入力は図３（１）に示すように基
準電圧以下となる。この場合には、比較器１２の出力は
ＬＯＷであるので、トランジスタ１３はＯＦＦとなり、
バッテリ交換時期表示を行うＬＥＤ１４は消灯のままと
なる。
【００２５】電解コンデンサ２２が寿命に達すると、比
較器１２の＋側に図３（２）に示すような基準電圧以上
の電圧が印可されることになるため、トランジスタ１３
はＯＮ／ＯＦＦを繰返し、バッテリ交換時期表示を行う
ＬＥＤ１４は点滅する。
較器１２の＋側に図３（２）に示すような基準電圧以上
の電圧が印可されることになるため、トランジスタ１３
はＯＮ／ＯＦＦを繰返し、バッテリ交換時期表示を行う
ＬＥＤ１４は点滅する。
【００２６】なお、以上の説明においては、鉛バッテリ
２１と電解コンデンサ２２とが同じバッテリユニット２
に格納されているとしたが、設置される場所の温度条件
が同じであれば別々にしてもよい。
２１と電解コンデンサ２２とが同じバッテリユニット２
に格納されているとしたが、設置される場所の温度条件
が同じであれば別々にしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】上述したように、本発明は、電解コンデ
ンサの寿命特性を利用してリップル電圧の比較により鉛
バッテリの寿命を認識するようにしたため、人の介入や
コンピュータのような複雑な回路が不要になり、簡単な
回路で自動的に鉛バッテリの交換時期を知ることができ
るという効果を有する。
ンサの寿命特性を利用してリップル電圧の比較により鉛
バッテリの寿命を認識するようにしたため、人の介入や
コンピュータのような複雑な回路が不要になり、簡単な
回路で自動的に鉛バッテリの交換時期を知ることができ
るという効果を有する。
【図１】本発明の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】トリクル充電時の鉛バッテリの温度と寿命の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図３】電解コンデンサの寿命と比較器の入出力との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図４】従来の技術を示す回路図である。
１ バッテリ交換時期認識回路 １１ リップル発生回路 １２ 比較器 １３ トランジスタ １４ ＬＥＤ ２ バッテリユニット ２１ 鉛バッテリ ２２ 電解コンデンサ ３ 充電回路 ４ 放電回路 ５ インバータ
Claims (6)
- 【請求項１】 無停電電源装置に使用する鉛バッテリの
トリクル充電寿命による交換時期の認識を行う鉛バッテ
リの交換時期認識方式であって、前記鉛バッテリと同じ
温度環境下にある電解コンデンサの交換時期の認識を行
うことにより、前記鉛バッテリの交換時期の認識を行う
ことを特徴とする鉛バッテリの交換時期認識方式。 - 【請求項２】 無停電電源装置に使用する鉛バッテリの
トリクル充電寿命による交換時期の認識を行う鉛バッテ
リの交換時期認識方式であって、前記鉛バッテリと同じ
温度環境下にある電解コンデンサに対して予め設定した
リップル電流を流し、前記電解コンデンサの両端の電圧
値と基準電圧値とを比較することによって、前記鉛バッ
テリの交換時期の認識を行うことを特徴とする鉛バッテ
リの交換時期認識方式。 - 【請求項３】 無停電電源装置に使用する鉛バッテリの
トリクル充電寿命による交換時期の認識を行う鉛バッテ
リの交換時期認識方式であって、 前記鉛バッテリと同じ温度環境下にある電解コンデンサ
と、 前記電解コンデンサに対して、前記電解コンデンサの寿
命特性が前記鉛バッテリの寿命特性とほぼ同じ特性にな
るようなリップル電流を発生するリップル発生回路と、 前記電解コンデンサの両端の電圧値と基準電圧値とを比
較する比較器と、 前記比較器による比較の結果、前記電解コンデンサの両
端の電圧値が基準電圧値より小さい場合はＯＦＦし、前
記電解コンデンサの両端の電圧値が基準電圧値以上の場
合はＯＮまたはＯＮ，ＯＦＦを繰返すトランジスタと、 前記トランジスタがＯＦＦのときは消灯、ＯＮのときは
点灯、ＯＮ，ＯＦＦ繰返しのときは点滅するバッテリ交
換時期表示部と、 を有することを特徴とする鉛バッテリの交換時期認識方
式。 - 【請求項４】 前記基準電圧は、前記電解コンデンサが
寿命で交換時期に達したときの前記電解コンデンサの両
端の電圧であることを特徴とする請求項２または３記載
の鉛バッテリの交換時期認識方式。 - 【請求項５】 前記電解コンデンサと前記鉛バッテリと
が同じバッテリユニットに格納されることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項記載の鉛バッテリの交換時
期認識方式。 - 【請求項６】 請求項１〜５の少なくともいずれか１項
記載の鉛バッテリの交換時期認識方式を用いたことを特
徴とする無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25074797A JP3179385B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 鉛バッテリの交換時期認識方式及びそれを用いた無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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