JPS5956830A - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、商用交流電力を受電して直流電力を出力する
直流電源回路と電池から成る無停電電源装置に関するも
のであシ、更に詳しくは、前記電池として一次電池と二
次電池の何れでも使用可能にした無停電電源装置の改良
に関するものである。

さて、小容量の無停電電源の構成としては、商用交流１
ｕ力を受電して、直流電力を出力する雉源装置の出力側
に、蓄１Ｅ池を並列接続し、通常は蓄電池を充電しでお
き、開用交流が停電時のみ蓄電池から負荷に給電すると
いうのが一般的な構成であり、蓄電池は停電時の出力保
持時間に応じて電池容量が決められている。したがって
、電池による出力保持時間を超える長時間の停電が発生
した場合や電池寿命が尽きる場合など、緊急に代替の電
池を用意しなげればならない場合が考えられる。

しかし、二次電池はコスト高や需要があまり多くないこ
となどのため、それ程普及しておらず、また自己放電も
多いことから長期保存にも適さない。

このように無停電電源装置用電池の取替え用として、常
時満充電の二次電池が準備されているのを期待するには
問題があった。

そこで緊急に代替の電池を必要とする場合、比較的普及
しており、かつ安価で自己放電の少ない乾電池等の一次
電池を選択的に使用可能とすることによって対処する方
法が考えられる。

ところで、このような無停電電源装置内には、二次電池
の寿命を延ばすため、二次電池放電時に二次電池が過放
電になる前に電池放電を停止し、電池とりかえを促す手
段が必要である。また、−次電池は再使用しないため、
過放電まで使用してもよいが、重圧低下が進行すると、
負荷側の誤動作をまねく恐れがあるため、やはシミ池放
電を停止し、電池とりかえを促す手段が必要である。電
池とシかえを促す手段としては、尚該電池の出方電圧が
成る限度以下に低下したことを検出してそのことを表示
する手段を用いればよい。しかし−次電池と二次電池で
は、上述のような事情によって、その出力電圧の低下の
限度電圧が異なるので、限度電圧検出のための基準電圧
を変える必要がある。

上述のような技術的要求、すなわち直流電源回路と併用
する電池として、二次電池だけでなく一次電池をも選択
的に使用可能であシ、しかも、二次電池を使用した場合
と一次電池を使用した場合とで、出力電圧低下と判定す
る限度電圧を異ならせ、それぞれに電圧低下の検出、表
示をなしうるという、かかる技術的要求を満足する無停
電電源装置として、すでに本発明者等が提案し、特願昭
５７−５９５３９号として出願済みの従来の無停電電源
装置の構成を第１図にブロック図で示す。

同図において、１は交流入力を整流し、所定の直流出力
を負荷に供給するだめの直流電源回路（整流装置）であ
る。該直流電源回路１の出力端子に並列に、整流素子５
と電池２人の直列回路が接続されている。また、整流素
子５に並列にスイッチ素子１４Ａが接続されるとともに
、負荷装置３内には無停電電源装置の出力電圧低下検出
回路２Ｃが接続されている。さらに、図示せざる電池収
納部には、収納された電池２人が一次電池であるか二次
電池であるかを機械的に識別する手段２Ｂを設けている
。

本構成において、図示せざる収納部に収納された電池２
人が一次電池であるときは、識別手段２Ｂより信号を送
出しスイッチ素子１４Ａを非導通とし、電池２人への直
流電源回路１による充電電流を阻止するとともに、出力
電圧低下検出回路２Ｃへも信号を送出し、出力電圧低下
と判断する基準電圧値を二次電池の場合に比べ低い値に
設定するか、もしくは低下検出動作を行わないよう制御
する。収納された電池２人が二次電池であるときは、そ
のことを識別する手段２Ｂからの信号により、スイッチ
素子１４Ａを導通とし、電池２人に対する直流電源回路
１からの浮動充電を可能にするとともに、出力電圧低下
検出回路２Ｃにおいて、二次電池に見合った電圧低下の
検出を行い、二次電池の過放電を防止するため、出力電
圧低下時は負荷装置３を不動作とする。

このような従来の無停電電源装置においては、電池収納
部に収納された電池が一次電池であるか二次電池である
かを識別して出力するための機械的接点を必要とするた
め、電池収納部の構造が複雑化し、コストアップ、信頼
性低下につながるという欠点を有していた。

本発明は、上述のような従来技術の欠点を除去するため
に万されたものであり、従って本発明の目的は、直流電
源回路と併用する電池として、二次電池だけでなく一次
電池をも選択的に使用可能であυ、しかも二次電池を使
用した場合と一次電池を使用した場合とで、出力電圧低
下と判定する限度電圧を異ならせ、それぞれに電圧低下
の検出、表示をなし５るようにした無停電電源装置であ
って、収納電池が一次電池であるか二次電池であるかを
識別して出力するための機械的接点を必要とせず、従っ
て電池収納部の構造が複雑化せず、コストアップや信頼
性低下を招（ことのないようにした無停電電源装置を提
供することにある。

本願における第１の発明の構成の要点は、無停電電源装
置において、−次電池と二次電池の何れか一方を選択的
に収納可能であり、−次電池を収納したときのプラス極
取出し端子（以下、第１の端子という）と二次電池を収
納したときのプラス極取出し端子（以下、第２の端子と
いう）とが少なくも別個に構成された電池収納部をもち
、前記第１の端子と直流１Ｅ源回路のプラス側出力端子
との間には、−次電池側から直！Ａ電流が流れ出る極性
方向で一方向性素子を接続し、前記第２の端子と直流電
源回路のプラス側出力端子との間は直接接続し、前記直
流電源回路のマイナス側出力端子と戦前記電池収納部に
おけるマイナス梗取出し端子とは直接接続することによ
り、前記収納部に一次電池を収納したときは、直流電源
回路からの出力電流が前記一方向性素子に妨げられて一
次電池に流入しないように、また収納部に二次電池を収
納したときは、直流電源回路からの出力電流が二次電池
に流入して充電するよりにした点にある。

第２の発明の構成の要点は、上記の点のほかに、前記収
納部における第１の端子に一端を接続された第１の電圧
検出素子と第２の端子に一端を接続された第２の電圧検
出素子とを備え、雨検出素子の他端を接続し、該接続点
の電位と基準電位と金比較する手段をもち、前記収納部
に一次電池が収納されたときは、該電池の出力電圧が成
る第１の限度を超えて′低下したとき前記比較手段によ
りそのことを検出上、また収納部に二次電池が収納され
たときは、該電池の出力電圧が成る第２の限度を超えて
低下したときそのことを前記比較手段により検出し、該
検出結果によって出力電圧低下の表示、或いは負荷の切
り離し等をなしうるよ５にした点にある。

次に図を参照して本発明の一実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す回路図である。

同図において、１は直流電源回路（整流装置）、３は負
荷装置、５は整流素子、６，７．１０はそれぞれ定電圧
ダイオード、９は電圧比較器、８　、１１はそれぞれ抵
抗、１２は発光ダイオード、１３はリレーの巻線、１３
Ａは同リレーの接点、１７は二次電池用プンス端子、１
８は同マイナス端子、１９１Ｊ、−次電池用プラス端子
、２ｏは同マイナス端子、２１は二次Ｖｊｔ池３ｏまた
は一次電池４ｏの何れをも、一時には何れか一方ずつ選
択的に収納可能な電池収納部、である。

次に回路動作を説明する。直流電源回路１は、交流入力
を入力端子より受け、整流することにょシ所定の直流電
圧に変換して出方する。電池収納部２１には、二次電池
３ｏまたは一次電池４ｏの何れか一方が選択的に収納さ
れている。そして二次電池３０が収納されているときは
、そのプラス端子は端子１７に、マイナス端子は端子１
８に接続され、−次電池４０が収納されているときは、
そのプラス端子は端子１９に、マイナス端子は端子２０
に接続される。

なお、二次電池３０と一次電池４ｏでは、その形状およ
び端子位置が異なることを利用して、同じ収納部２１に
選択的に収納されたとき、二次電池用プラス端子１７と
一次電池用プラス端子１９が別個に位置するようにする
ことが重要である。

マイナス端子１８と２０は、共通であってよい。

このようにすると、二次電池用プラス端子１７は、直流
電源回路１の直流電圧出力のプラス側に直接接続されて
いるので、直流電源回路１への交流入力が正常なときに
は、二次電池３０は浮動充電され、交流入力の低下時ま
たは停電時には、電池電流を負荷装置３に供給すること
ができる。

収納部２１に一次電池４０が収納されているときは、そ
のプラス端子１９と直流電源回路ｌのプラス側出力との
間には整流素子５が図示の如き極性で接続されているた
めに、−次電池４０から負荷装置３への電流供給は可能
であるが、直流電源回路１からの一次電池４０に対する
充電々流は阻止され、充電された場合に起こシ得る一次
電池４０内でのガス発生、爆発等の危険を防止している
。

このよう力回路構成をとることにより、収納部２１にお
ける一次電池、二次電池の識別出力用の機械的接点が不
要となり、簡単な構成で信頼性が高く、安価な無停電電
源装置を提供できるとい５利点が生まれる。

さらに、電源装置内において、二次電池３０の過放電防
止および一次電池４０使用時の電池電圧低下による負荷
装Ｒ３の誤動作を防止するために、二次電池３０が用い
られているときは、その電池電圧が成る第１の限度電圧
以下に低下したことを検出し、−次電池４ｏが用いられ
ているときは、その電池電圧が、前記第１の限度電圧と
は異なる第２の限度電圧以下に低下したことを検出し、
そしてそのことを表示し、或いは負荷装置を切シ離すこ
とが必要になるが、そのための回路構成および動作を次
に説明する。

ｍ２図において、−次電池４ｏのプラス端子１９には第
１の定電圧ダイオード７０カソードを、また二次電池３
０のプラス端子１７には第２の定電圧ダイオード６のカ
ソードをそれぞれ接続し、両ダイオードのアノード側を
共通接続し、接続点を電圧比較器９の一方の入力端子に
接続し、抵抗器８と定電圧ダイオード１０によシ作成さ
れる基準電圧を電圧比較器９の他方の入力端子に接続す
る。

定電圧ダイオード６と７のそれぞれの定電圧特性は、二
次電池３０および一次電池４０のそれぞれ、検出したい
出力電圧低下の限度電圧に応じて選択しておく。

このように構成しておけば、二次電池３０の出力電圧が
成る第１の限度電圧以下に低下したとき、電圧比較器９
の出力がそれまでの値から変化し、それにより発光ダイ
オード１２が点灯して二次電圧３０の出力電圧低下を表
示し、またリレー巻線１３を付勢することによ多接点１
３Ａを開いて負荷装置３を切り離す。同様に、−次電池
４０の出力電圧が、前記第１の限度電圧とは異なる第２
の限度電圧以下に低下したときも、電圧比較器９の出力
が変化し、ダイオード１２による点灯表示、接点１３Ａ
の開動作を行なうことができる。

このように、１個の電圧比較器で、−次電池と二次電池
のそれぞれ異なる限度電圧以下の出力電圧低下を検出可
能な検出回路を構成でき、それによυ電池電圧低下を検
出した場合、電源装置の出力側に直列に接続した接点を
開放することによ多負荷への電力供給を断として負荷の
誤動作等を防止することができる。また電池電圧低下表
示回路に表示することにより、電池のとシかえを使用者
に促すことができ、簡単な構成で信頼性が高く、安価な
無停電電源装置を得ることができる。

第３Ａ図印は１Ｆ、油収納部２１に一次電池４０が収納
された状態を示す底面図、第３Ａ図（ロ）は同断面図で
ある。これらの図において、１９がプラス端子、２０が
マイナス端子である。

第３Ｂ図（イ）は、その同じ電池収納部２１に二次電池
３０が収納された状態を示す上面図、第３Ｂ図（ロ）は
同断面図である。これらの図において、１７がプラス端
子、１８がマイナス端子、である。

第３Ａ図と第３Ｂ図を対比して見ることにより、二次電
池用プラス端子１７と一次電池用プラス端子１９を、同
一の電池収納部２１において、異なった場所に別個に構
成できることが理解できるであろう。

以上説明したように、本発明によれば、直流電源回路と
併用する電池として、二次電池だけでなく一次電池をも
選択的に使用可能とし、し力・も二次電池を使用した場
合と一次電池を使用した場合とで、出力電圧低下と判定
する限度電圧を異ならせ、それぞれに電圧低下の検出、
表示をなしうるよ５にした無停電電源装置を、収納電池
が一次電池であるか二次電池であるかの識別出力発生の
だめの機緘的接点を電池収納部において必要としないの
で、電池収納部の構造を複雑化することなしに、従って
コストアップや信頼性低下を招くことなしに、提供でき
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の無停電電源装置の構成を示すブロック図
、第２図は本発明の一実施例を示す回路図、第３Ａ図（
イ）は電池収納部に一次電池が収納された状態を示す底
面図、第３Ａ図（ロ）は同断面図、第３Ｂ図（イ）は同
じ電池収納部に二次電池が収納された状態を示す上面図
、第３Ｂ図（ロ）は同断面図、である。 符号説明 １・・・・・・直流電源回路（整流装置）、２　Ａ−−
−−−−電池、２Ｂ・・・・・・装着した電池２人が一
次電池であるか二次電池であるかの識別手段、２Ｃ・・
・・・・無停電電源装置の出力電圧低下検出回路、３・
・・・・・負荷装置、５・・・・・・整流素子、１４Ａ
・・・・・・スイッチ素子、６．７，１０・・・・・・
定電圧ダイオード、９・・・・・・電圧比較器、８，１
１・・・・・・抵抗、１２・・・・・・発光ダイオード
、１３・・・・・・リレーの巻線、１３Ａ・・・・・・
リレーの接点、１７・・・・・・二次電池用プラス端子
、１８・・・・・・同マイナス端子、１９・・・・・・
−次電池用プラス端子、２０・・・・・・同マイナス端
子、２１．・・・・・・電池収納部、３０・・・・・・
二次電池、４０・・・・・・−次電池代理人　弁理士　
並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　消 第　１　図 第３Ａ図 第３８図 第１頁の続き ＠出　願　人　サンケン電気株式会社 新座市東北二丁目３６番２７号 ０出　願　人　松下電器産業株式会社 門真市太字門真１００６番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）−次電池と二次電池の何れか一方を選択的に収納可
   能であり、−次電池を収納したときのプラス極取出し端
   子（以下、第１の端子とい５）と二次電池を収納したと
   きのプラス極取出し端子（以下、第２の端子という）と
   が少なくも別個に構成された電池収納部と、商用交流電
   力を受電して直流電力を出力する直流電源回路とを具備
   すると共に、前記第１の端子と前記直流電源回路のプラ
   ス側出力端子との間には、−次電池側から直流電流が流
   れ出る極性方向で一方向性素子を接続し、前記第２の端
   子と前記直流電源回路のプラス側出力端子との間は直接
   接続し、前記直流電源回路のマイナス側出力端子と前記
   電池収納部におけるマイナス極取出し端子とは直接接続
   して成シ、前記収納部に一次電池を収納したときは、直
   流電源回路からの出力電流が前記一方向性素子に妨げら
   れて一次電池に流入しないように、また収納部に二次電
   池を収納したときは、直流電源回路からの出力電流が二
   次電池に流入して浮動充電するようにし、直流電源回路
   に給電する商用交流電源が停電したときには、前記収納
   部に収納された電池から負荷へ給電するようにしたこと
   を％微とする無停電電源装置。 ２）−次電池と二次電池の何れか一方を選択的に収納可
   能であり、−次電池を収納したときのプラス極取出し端
   子（以下、第１の端子という）と二次電池を収納したと
   きのプラス極取出し端子（以下、第２の端子という）と
   が少なくも別個に構成された電池収納部と、商用交流電
   力を受電して直流電力を出力する直流電源回路とを具備
   すると共に、前記第１の端子と前記直流電源回路のプラ
   ス側出力端子との間には、−次電池側から直流電流が流
   れ出る極性方向で一方向性素子を接続し、前記第２の端
   子と前記直流電源回路のプラス側出力端子との間は直接
   接続し、前記直流電源回路のマイナス側出力端子と前記
   電池収納部におけるマイナス極取出し端子とは直接接続
   して成り、前記収納部に一次電池を収納したときは、直
   流電源回路からの出力１ｂ７流が前記一方向性素子に妨
   げられて一次電池に流入しないように、また収納部に二
   次電池を収納したときは、直流電源回路がらの出力電流
   が二次電池に流入して浮動充電するように腰直流電源回
   路に給電する商用交流電源が停電したときには、前記収
   納部に収納された電池から負荷へ給電するようにした無
   停電電源装置においで、前記収納部における第１の端子
   に一端を接続された第１の電圧検出不予と第２の端子に
   一端を接続されブこ第２の電圧検出不予とを備え、雨検
   出素子の他端を接続し、該接続点の電位と基準電位とを
   比較する手段をもち、前記収納部に一次電池が収納され
   たときは、該電池の出方電圧が成る第１の限度を超えて
   低下したとき前記比較手段にょシそのことを検出し、ま
   た収納部に二次電池が収納されたときは、該電池の出力
   電圧が成る第２の限度を超えて低下したときそのことを
   前記比較手段により検出し、該横用結果によって出方電
   圧低下の表示、或いは負荷の切シ離し等をなしうるよ５
   にしたことを特徴とする無停電電源装置。