JPS62272831A - 無停電電源装置のバツテリ−保護回路 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の属する技術分野〕 コＩ７）発明は、電源停電時ｌこバッチ１１−テバック
アップするようにしている無停電電源装置のバッテリー
が過放電になるのを防止する無停電電源装置のバッテリ
ー保護回路ｌこ関する。

〔従来技術とその問題点〕

第３図はバックアップ用バッテリーの過放電を防止して
いる無停ｔＭｔ源！＆置装従来例を示すブロック図であ
る。この第３図において、交流電源２からの交流電力を
直流電力に変換する第１電力変換手段としての充電器３
と、この充電器３からの直流電力を交流電力に変換する
第２電力変換手段としてのインバータ４と、これら充電
器３の直流側とインバータ４の直流側とを結合している
直流中間回路に接続されているバッテリー６とで無停電
電源装置を構成している。ここで充電器３はインバータ
４に直流電力を供給するととも１こバッチ１１−６を浮
動充電することで、常にこのバッテリー６を適正な状態
Ｉこ充電しておき、交流電源２の停電に備えている。そ
れ故交流電源２→充電器３→インバータ４→交流負荷５
の経路で交流負荷５に電力が供給されているときｌここ
の交流電源２が停電すれば、バッテリー６→インバータ
４→交流負荷５の経路で電力の供給が継続されるので、
交流負荷５は無停電で運転を継続できる。

バッテリー６の容量には限度があるので、交流電源２の
停電が長時間にわたると、バッテリー６の電圧は次第に
低下して遂には放電終止電圧に到達する。この放電終止
電圧まで電圧低下したバッチ１１−６の使用をさらｌこ
継続すると、いわゆる過放電の状態となり、このバッテ
リー６の寿命を極端に短縮させるばかりでなく、場合に
よっては破損して使用不能ｆこなるおそれがある。そこ
でこのような危険を避けるために、バッテリー電圧がこ
の放電終止電圧付近まで低下したことを図示していない
電圧検出手段により検出すると、制御回路１７からイン
バータ４に指令を与えて交流負荷５への電力供給を零Ｉ
こすることｌこより、バッテリー６が過放電にならない
よう１こ保護している。

しかしながら、交流電源２の停電が復旧すれば直ちに光
′電器３とインバータ４とを経由して交流電源２力１ら
の電力が交流負荷５に供給できるように、またこれと同
時ｌこバッテリー６への充電も再開できるように、これ
ら充電器３とインバータ４とを常に待機状態にしておく
ために、０れらの制御回路１７と制御を源回路１６とに
はバッテリー６から’１１Ｍスイッチ１１と制御電源ス
イッチとしてのトランジスタスイッチ１２とを経由して
、交流負荷５への電力供給を零にした状態においても制
御用電力が供給されるようにしている。

それ故交流電源２の停電がさらに長時間継続すると、制
御電源回路１６に供給している電力のために、バッテリ
ー電圧はさらに低下を続けることになる。そこで交流負
荷５への電力を零にする時点のバッテリー電圧よりも低
い値の電圧、たとえば放電終止電圧を電圧設定器１５に
より設定するとともｌこ、バッテリー電圧監視手段とし
てのコンパレータ１４（こよりバッテリー電圧を常時監
視し、このバッテリー電圧が電圧設定器１５の設定電圧
以下になればベース型動回路１３により直ちにトランジ
スタスイッチ１２をオフさせることにより、当該バッテ
リー６が過放電状９ｉどなるのを防止している。

ところでコンパレータ１４は制御電源回路１６が切離さ
れた状態にあっても、バッテリー６の負荷として接続さ
れたままであって電力を消費している。そのためｉこ当
該コンパレータ１４の消費電力はごく僅かではあるが、
バッテリー６の電圧が既に放電終止電圧まで低下してい
るために容易１こ当該バッテリー６を過放電状ｄ！こし
てしまうという欠点がある。また上述の不都合は交Ｒ１
ＩＬ源２が停電したときばかりではなく、たとえば充電
器３が故障して電力変換動作が行えなくなるような場合
１こも生じる。

〔発明の目的〕

この発明は、バックアップ用のバッテリーから無停″＆
電源装置の制御回路への電力供給を１断じてしまうよう
な長時間の電源停電や、第１電力変換手段の故障などの
事故時でも、バッテリーが過放電状態に陥るのを防止で
きる無停電電源装置のバッテリー保護回路を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は、バックアップ用のバッテリーを備えた無停
電電源装置のバッテリー電圧が放電終止電圧付近まで低
下すればこの無停電電源装置の制御回路に供給する制御
電力を遮断させるべくバッテリー電圧を監視・検出する
バッテリー電圧監視手段と、この制御電力供給用の制御
電源スイッチの負荷側ｌこ接続して、制御電力の遮断と
ともに当該バッテリー電圧監視手段への電力供給も同時
に遮断して、バッテリーが過放電状態に陥るのを未然に
防止しようとするものである。しかして前記の制御電源
スイッチには交流電源の電圧が確立してから一定時間の
み閉路し、その後は開路するように動作する第２のスイ
ッチ、あるいは当該無停電電源装置が交流電源からの電
力を受けて運転開始の指令を受けてから一定時間は閉路
してその後は開路するように動作する第２のスイッチを
並列に接続させることにより、バッテリー電圧監視手段
へはこの制御電源スイッチが開路するまでバッテリーか
ら電力が供給できるようＩこしておこうとするものであ
る。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。この
第１図において、第１電力変換手段としての充電器３、
第２電力変換手段としてのインバータ４およびバッテリ
ー６とで無停電電源装置を構成し、交流電源２が停電し
ているか否かには関係なく交流負荷６へは連続して交流
電力が供給できるようになっており、交流電源２の電圧
が確立しているときに、充電器３はインバータ４に電力
を送るとともにバッテリー６を浮動充電して不時の停電
に備えていることは、第３図にて既述の従来例回路と同
じである。また交流電源２が停電しているときにバッテ
リー６の電圧がある穆度まで低下すれば、インバータ４
を制御して交流負荷５への電力を零ｌこすることでバッ
テリー６の電圧低下を抑制することも従来例回路の場合
と同様であるが、これは本発明とは直接の関係はないの
で、図示は省略している。

光電器３とインバータ４とを制御する制御回路１７と、
これに制御用電力を供給する制御電源回路１６へはバッ
テリー６から電源スイッチ１１１！：制御ＩＥ源スイッ
チとしてのトランジスタスイッチ１２とを介して電力が
供給されるのであるが、本発明においては、電源スイッ
チ１１と連動して開閉する電源スイッチ２１が閉路して
から一定時間は閉路し、その後は開路状態となる第２の
トランジスタスイッチ２２を前述のトランジスタスイッ
チ１２に並列に接続するとともに、バッテリー電圧監視
手段おしてのコンパレータ１４に入力されるバッテリー
電圧と、これら並列に接続されている２組のトランジス
タスイッチ１２と２２の負荷側から取入れるように回路
を構成している。

すなわち交流電源２の電圧が確立して、かつ電源スイッ
チ２１が閉路していると、交流電源電圧は整流器２４を
介してタイマ回路２５に与えられ、このタイマ回路２５
の出力信号によりベース駆動回路２３を介して第２トラ
ンジスタスイッチ２２を閉路させるのであるが、一定時
間が経過するとタイマ回路２５の限時動作により、第２
トランジスタスイッチ２２はオフとなる。

しかしながら、轟該第２トランジスタスイッチ２２が閉
路している間にバッテリー電圧がコンパレータ１４に印
加されるので、このバッテリー電圧と電圧設定器１５の
設定値との比較がなされる。

しかして電圧設定器１５はバッテリー６の放電終止電圧
付近の値に設定されているので、通常はバッテリー電圧
の方がこの設定電圧よりも高く、従ってベース駆動回路
１３の信号によりトランジスタスイッチ１２も閉路して
制御電源回路１６に制御電力を送り、制御回路１７を作
動させることにより無停電電源装置は運転状態となる。

この状態で笛２トランジスタスイッチ２２はタイマ回路
２５の働きによりオフとなるが、トランジスタスイッチ
１２はコンパレータ１４により自己保持された次回をつ
づけ、バッテリー６から制＃Ｊ電力の供給を継続する。

上述の状報で端停＃を電源装置が運転中に交流電源２が
停′αすると、あるいは光電器３が故障してこの光電器
３を介してインバータ４への電力供給が断になると、バ
ッテリー６からの電力がインバータ４を経て交流負荷５
に供給されるとともに、第２トランジスタスイッチ２２
は既Ｊｃ開路状態ｌζあってもトランジスタスイッチ１
２が閉路状態をｔ＃待しているので別個′亀源回路１６
とコンパレータ１４へはバッテリー６からのは力供給が
継続され、当該無停電電源装置は正常な運転を継続でき
る。

交流電源２の停電中にあるいは充電器３の故障中に運転
を継続することによりバッテリー電圧が低下して、電圧
設定器１５が定めている放電終止電圧よりも低い値にな
れば、コンパレータ１４がこれを検出してベース駆動回
路１３に指令を与えることにより、トランジスタスイッ
チ１２は開路して制御電源回路１６への電力供給を遮断
するので、当該無停電電源装置はその運転を停止するが
、トランジスタスイッチ１２の開路によりコンパレータ
１４への電力供給も遮断されるので、バッチ１ｊ−６は
これ以上放電することがなく、従って過電流状態Ｉこ陥
るおそれもない。

交流電源２の停電が復旧すれば、整流器２４（！：ベー
ス駆動回路２３を介して与えられる信号により第２トラ
ンジスタスイッチ２２がタイマ回路２５の作用により一
定時間だけ自動的に閉路するので、無停電電源装置はそ
の間に運転を再開できるし、バッテリー６への充電も開
始されるのは勿論である。また充電器３が故障の場合は
、故障復旧後に電源スイッチ２１を開閉操作することで
運転再開が可能となる。

第２図は本発明の第２の実施例を示すブロック図である
が、この第２図における交流電源２、第１を力変換手段
としての充電器３、第２電力変換手段としてのインバー
タ４、交流負荷５、バッチ＋１　５、制御電源スイッチ
としてのトランジスタスイッチ１２、ペース駆動回路１
３、バッチ１１−電圧監視手段としてのコンパレータ１
４、電圧設定器１５、制御電源回路１６および制御回路
１７の名称・用途・機能は第１図に示す実施例回路に記
載しているのと同じであるから、これらの説明は省略す
る。

第２図に示す第２の実施例回路では、交流電源２と充電
器３との間に直列１こ電源スイッチ３１を挿入し、常時
開なるこの電源スイッチ３１の補助接点３１人をトラン
ジスタスイッチ１２とバッチ１１−６との間に直列に挿
入する。さらｌこ電源スイッチ３１の負荷側にタイマ３
２とリレー３３とを接続し、タイマ３２のオフディレー
接点３２Ｂでリレー３３を動作させ、さらに第２スイッ
チとしてのリレー３３の常時開なる接点３３人をトラン
ジスタスイッチ１２に並列に接続する。このような回路
構成により、交流電源２の電圧が確立している状態で電
源スイッチ３１を投入することにより無停電電源装置に
運転開始を指令すると、リレー接点３３Ａはタイマ３２
で定めている期間のみオンとなってバッテリー６からの
電力を制御電源回路１６とコンパレータ１４とに与える
ので、このコンパレータ１４によりトランジスタスイッ
チ１２が閉路してその状態を自己保持するのは第１図に
示す実施例回路と同じである。

この状態で交流電源２が停電し、あるいは充電器３が故
障しても、バッテリー６の電圧が電圧設定器１５で定め
る値に到達するまではトランジスタスイッチ１２が閉路
状態にあって電力の供給を継続し、さらにバッテリー電
圧が低下すればコンパレータ１４が動作してトランジス
タスイッチ１２を開路させることによりバッテリー６が
過放電状態になるのを阻止する。なお停電あるいは充電
器３の故障が復旧すれば、当該無停電電源装置は極めて
容易に再始動できるのも第１図の実施例回路の場合と同
じであることは勿論である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、交流電源の電圧確立後一定時間、あ
るいは無停電電［装置の運転開始後一定時間は閉路し、
その後は開路状態となる第２のスイッチを制御電源スイ
ッチに並列接続し、バッテリーの１ら供給される無停電
電源装置制御用の電力と、バッテリー電圧監視手段への
電力とを上記の並列接続された２組のスイッチの負荷側
から取入れるようｌこ回路構成することにより、バッテ
リー電圧が放電終止電圧付近まで低下して危険な状態に
なれば、バッテリーからの電力供給を完全１こ遮断して
過放電状態に陥る危険を回避するとともに、停電が復旧
すれば直ちに、あるいは故障が復旧すれば容易に運転再
開できるようにしている。このような動作に必要な追加
部品は第２スイッチなどごく僅かであって、その費用も
僅かであるにも拘わらずバッテリーが過放電してその寿
命を短縮させ、あるいは破損するのを未然に防止できる
効果を発揮する。また停電や故障が従来よりも長時間に
わたってもバッテリーを破損させるおそれがない効果も
合わせて有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示すブロック図であリ、第２
図は本発明の第２の実施例を示すブロック図である。第
３図はバックアップ用バッテリーの過放電を防止してい
る無停電電源装置の従来例ヲ示すブロック図である。 ２・・・交流電源、３・・・第１電力変換手段としての
充電器、４・・・＄２電力変換手段としてのインバータ
、５・・・交流負荷、６・・・バッテリ、１１．２１゜
３１・・電源スイッチ、１２・・・制御電源スイッチと
してのトランジスタスイッチ、１３．２３・・・ペース
駆動回路、１４・・・バッテリー電圧監視手段としての
コンパレータ、１５・・・電圧設定器、１６・・・制御
電源回路、１７・・・制御回路、２２・・・第２トラン
ジスタスイッチ、２４・・・整流器、２５・・・タイマ
回路、３１人・・・電源スイッチ補助接点、３２・・・
タイマ、３２Ｂ・・・タイマ接点、３３・・・リレー、
３３人・・・第２スイッチとしてのリレー接点。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）交流電源に接続されて直流を出力する第１の電力変
   換手段と、この直流をふたたび交流に変換する第２の電
   力変換手段と、これら両電力変換手段の直流側同士を結
   合している回路に接続されたバッテリーとで無停電電源
   装置を構成し、前記バッテリーに接続されてその電圧を
   常時監視するバッテリー電圧監視手段と、このバッテリ
   ーから前記第１あるいは第２電力変換手段の制御回路へ
   の制御電力を開閉する制御電源スイッチと、バッテリー
   電圧が所定値以下になればこの制御電源スイッチを開路
   させる手段とを備えている無停電電源装置のバッテリー
   保護回路において、前記制御電源スイッチに並列接続さ
   れる第２のスイッチと、前記交流電源の電圧確立後から
   、あるいは当該無停電電源装置の運転開始指令発令後か
   ら一定時間の経過をカウントする限時手段と、この一定
   時間経過後に前記第２スイッチを開路させる手段とを備
   え、前記バッテリー電圧監視手段を並列接続されている
   前記両スイッチの負荷側に接続することを特徴とする無
   停電電源装置のバッテリー保護回路。