JP3763387B2 - 直流無停電電源の制御方法及び装置 - Google Patents
直流無停電電源の制御方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電池が過放電状態においてもＤＣ−ＤＣコンバータが停止と再起動を繰返さない直流無停電電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、たとえば特許第２５３５２２２号に開示されているものがある。
このＤＣ−ＤＣコンバータ回路構成図の概要を図５に示す。
【０００３】
交流電力を直流電力に変換する整流器１１の出力端子１２，１３間に負荷１５が接続され、一方の出力端子１２に蓄電池１４の一端が接続され、蓄電池１４の両端にＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力側が接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力側の一端は蓄電池１４の他端に接続され、出力側の他端は整流器１１の他方の出力端子１３に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力側の両端間にバイパスダイオード１６が接続され、バイパスダイオード１６は蓄電池１４に対して順方向とされ、蓄電池１４の両端に、交流電力を整流して蓄電池１４を充電する充電器１９が接続される。
【０００４】
商用電源と整流器１１が正常である場合は、整流器１１は負荷に直流電力を供給する。また、充電器１９は蓄電池１４を充電する。この状態ではＤＣ−ＤＣコンバータ１７は動作していない。
【０００５】
この状態で商用電源が停電し整流器１１と充電器１９が停止し、整流器１１と充電器１９の出力がなくなると、蓄電池１４が直ちにバイパスダイオード１６を通して放電し、無瞬断で負荷１５に直流電力を供給する。蓄電池１４の電圧は放電とともに低下していく。蓄電池１４の電圧からバイパスダイオード１６の電圧降下を差し引いた電圧が、負荷１５が必要とする電圧以下になる前にＤＣ−ＤＣコンバータ１７を動作させる。
【０００６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１７が動作を始めると、バイパスダイオード１６は逆バイアスとなり、蓄電池１４はＤＣ−ＤＣコンバータ１７を通して負荷１５に直流電力を供給する。負荷１５の電圧は蓄電池１４の電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧の和になる。即ち蓄電池１４の電圧低下分をΔＶとし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧をΔＶとすれば負荷１５の電圧は一定になる。従って蓄電池１４の電圧が負荷１５の許容下限値以下になった場合でも、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧が加算されるので負荷１５は正常に動作を続けることが可能となる。
【０００７】
商用電源が回復し整流器１１の出力が正常になり、蓄電池１４が充電器１９により充電されてその電圧が設定電圧以上、例えば約４３Ｖ以上になった場合にＤＣ−ＤＣコンバータ１７の動作を停止させれば良い。
【０００８】
なお、上記従来例には開示されていないが、負荷１５とＤＣ−ＤＣコンバータ１７にはそれぞれ運転制御を正常に行うための入力許容下限電圧Ｖａ、Ｖｂが設けられ、入力下限電圧より低下すると入力電圧監視回路によりそれぞれの運転を遮断する機能を有しており、負荷１５の入力許容下限電圧ＶａはＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂよりも高い電圧に設定するのが一般的である。
【０００９】
負荷１５とＤＣ−ＤＣコンバータ１７は入力許容下限電圧Ｖａ、Ｖｂよりもそれぞれ高い入力復帰電圧Ｖａ’、Ｖｂ’を超えた電圧が検出されるとそれぞれの入力電圧監視回路によりそれぞれ運転を再開する。
【００１０】
これらＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂ、入力復帰電圧Ｖｂ’を与えるのは、図４で示す回路であり、図中のＡ、Ｂ、Ｃの接続点はそれぞれ図５のＡ、Ｂ、Ｃの各端子に接続されている。
【００１１】
図４で示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧端であるＢとＣには直列に抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２が接続され、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との接続点はコンパレータＩＣ１に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧が入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）より低下すると、抵抗器１にかかる電圧が入力許容下限基準電圧源Ｅ１よりも低下し一端子Ａへ遮断信号が送出され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を停止する。この端子Ａへの遮断信号は継続して送出され続ける。
【００１２】
蓄電池１４の電圧が上昇すると、抵抗器Ｒ１にかかる電圧が、コンパレータＩＣ１に接続された抵抗器Ｒ３などで作られるヒステリシスで決まる電圧、つまりＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧が入力復帰電圧Ｖｂ’（例えば約３３Ｖ）まで上昇すると、遮断信号の送出のラッチが解除され一端子Ａへの遮断信号がなくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を再開する。
【００１３】
また、商用電源の停電が長期化して蓄電池過放電状態に至ると、蓄電池１４の電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧の和である負荷１５の入力電圧が負荷１５が必要とする電圧以下に低下し、定電力負荷である負荷１５の電流つまりＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流が過電流となる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を継続しながら垂下機能により出力電圧を低下させて自身を保護する機能を有しており、負荷１５が遮断されないときは最終的には、負荷１５の入力電圧は蓄電池１４の電圧にほぼ等しくなるまで低下する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、停電の長期化などにより蓄電池が過放電状態または負荷の入力電圧が下限許容電圧値Ｖａ以下に低下した場合においては、ＤＣ−ＤＣコンバータと負荷が交互に運転と停止を繰返し、負荷に悪影響を与える問題がある。
【００１５】
第一の事例として、複数の並列のＤＣ−ＤＣコンバータに各々備えられた入力電圧監視回路２１が特性のバラツキにより働くものと働かないものとがある場合を図５を用いて説明する。
蓄電池１４の放電状態が長期化し、蓄電池１４の電圧が並列運転中のＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１の入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）まで低下すると、複数のＤＣ−ＤＣコンバータ１７で構成された回路の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７に各々備えられた入力電圧監視回路２１の特性のバラツキにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が垂下動作と運転再開を繰返す不具合が生じる場合がある。
【００１６】
この現象について詳述する。
蓄電池１４の電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂまで低下すると、複数の入力電圧監視回路２１の特性のバラツキにより1台または複数台のＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１がまず働き、そのＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を遮断する。これにより、残りの運転中のＤＣ−ＤＣコンバータ１７は停止したＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流分も担うようになるため出力過電流となり、垂下機能が働いて出力電圧を低下させる。これにより、負荷１５の入力電圧はほぼ蓄電池１４の電圧まで低下してしまい、負荷１５に入力される電圧は負荷１５の入力下限電圧Ｖａよりも低くなるので運転を遮断する。
【００１７】
これに伴い、負荷１５に負荷電流が流れなくなるため、それまで出力過電流防止の垂下動作を行っていたＤＣ−ＤＣコンバータ１７は図３の定格電流値Ｋを超えた垂下領域のある動作点Ｚを脱して無負荷時の点Ｙに至るため、出力電圧が回復する。この動作により、再び負荷１５の入力復帰電圧Ｖａ’値を超えた電圧が負荷１５へ入力されるため負荷１５は運転を再開する。
【００１８】
しかし、負荷電流が流れると、前記出力電圧を回復したＤＣ−ＤＣコンバータ１７は再び出力過電流となり、垂下動作により出力電圧を低下させるため、負荷１５に入力される電圧は入力許容下限電圧Ｖａよりも低くなり、したがって負荷１５は運転を再び遮断する。このような状態が繰返し継続される。
【００１９】
第二の事例として、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１が一斉に働いた場合を図５で説明する。
蓄電池１４の放電状態が長期化し、蓄電池１４の電圧が1台または複数台並列運転中のＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１の入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）まで低下すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１が働き運転を遮断する。すると、負荷１５の入力電圧はほぼ蓄電池１４の電圧まで低下してしまい、負荷１５は入力許容下限電圧（例えば約３５Ｖ）以下となり運転を停止する。
【００２０】
ところが、負荷１５の運転が遮断されると無負荷となるため、蓄電池１４自身の電圧ドロップがゼロとなり蓄電池１４の電圧が急上昇し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１の入力復帰電圧Ｖｂ’の設定値（例えば約３３Ｖ）まで上昇すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を再開する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧が回復し、負荷１５の電圧が入力復帰電圧Ｖａ’を超えた電圧値となり、負荷１５は運転を再開する。
【００２１】
しかし、再び負荷電流が流れると蓄電池１４の電圧は先程の入力許容下限電圧Ｖｂの設定値（例えば約３１Ｖ）まで急速に低下するため、再びＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１の入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）以下となり運転を遮断する。このような状態が繰返し継続される。
【００２２】
いずれの事例であれ、負荷１５は電話交換機や伝送装置などの重要通信機器に接続されており、負荷１５の運転と停止の繰返しはそれらの装置に故障や不具合を発生させる恐れが有るので、このような不安定な動作をなくすことを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、交流電力を直流電力に変換し、その出力側の両端が負荷の両端に接続される整流器と、その整流器の一方の出力端子にこれと同極性の一端が接続された蓄電池と、その蓄電池の両端に入力側の両端が接続され、出力側の一端が上記蓄電池の他端に接続され、出力側の他端が上記整流器の他方の出力端子に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、それらＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の両端間にその出力に対し逆方向になるように接続され、上記蓄電池に対して順方向になるように接続されたバイパスダイオードと、上記蓄電池の両端に出力側が接続された充電器と、負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータそれぞれの入力許容下限電圧よりもそれぞれの入力電圧が低下するときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断し、かつ上記それぞれの入力許容下限電圧よりも高く設定されているそれぞれの入力復帰電圧よりもそれぞれの前記入力電圧が高くなるときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を再開させる入力電圧監視回路と、を具備する直流無停電電源装置において、商用電源の停電時に、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧と上記蓄電池の電圧とを加えた電圧（上記負荷の電圧）が、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの上記入力許容下限電圧よりも高く設定されている出力遮断電圧以下に低下するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータは運転を遮断し、停電の回復に伴って負荷電圧が上記出力遮断電圧よりも大きな起動判定電圧以上に回復するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータが再起動することを特徴とする直流無停電電源の制御方法を提案する。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返す不具合をなくすことができる。
【００２４】
第二の発明は、交流電力を直流電力に変換し、その出力側の両端が負荷の両端に接続される整流器と、その整流器の一方の出力端子にこれと同極性の一端が接続された蓄電池と、その蓄電池の両端に入力側の両端が接続され、出力側の一端が上記蓄電池の他端に互いに逆極性で接続され、出力側の他端が上記整流器の他方の出力端子に互いに同極性で接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、そのＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の両端側にその出力に対し逆方向になるように接続され、上記蓄電池に対して順方向になるように接続されたバイパスダイオードと、上記蓄電池の両端に出力側が接続された充電器と、負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータそれぞれの入力許容下限電圧よりもそれぞれの入力電圧が低下するときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断し、かつ上記それぞれの入力許容下限電圧よりも高く設定されているそれぞれの入力復帰電圧よりもそれぞれの前記入力電圧が高くなるときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を再開させる入力電圧監視回路と、を具備する直流無停電電源装置において、商用電源の停電時に、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧と上記蓄電池の電圧とを加えた電圧（上記負荷の電圧）が出力遮断電圧以下に低下するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断すると共に、停電の回復に伴って負荷電圧が上記出力遮断電圧値よりも大きな起動判定電圧以上に回復するまでは上記遮断を継続する遮断・起動判定回路を備えていることを特徴とする直流無停電電源装置を提案する。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返す不具合をなくすことができる。
【００２５】
【発明を実施するための形態及び実施例】
図１に、本発明に係る実施例を示す。
この発明の特徴は、負荷１５に入力される電圧が遮断判定電圧Ｖｏの設定値（例えば約３８Ｖ）以下に低下した場合にはＤＣ−ＤＣコンバータ１７に運転の遮断信号を与える一方で、負荷１５に入力される電圧が起動判定電圧Ｖｏ’の設定値（例えば約４２Ｖ）以上に回復するまではＤＣ−ＤＣコンバータ１７を再起動させないための遮断・起動判定回路２２をＤＣ−ＤＣコンバータ１７に備えることである。
【００２６】
本発明の実施例について詳述する。
交流電力を直流電力に変換する整流器１１の出力端子１２，１３間に負荷１５が接続され、一方の出力端子１２に蓄電池１４の一端が接続され、蓄電池１４の両端に１台又は複数台並列接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力側が接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力側の一端は蓄電池１４の他端に接続され、出力側の他端は整流器１１の他方の出力端子１３に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力側の両端間にバイパスダイオード１６が接続され、バイパスダイオード１６は蓄電池１４に対して順方向とされ、蓄電池１４の両端に、交流電力を整流して蓄電池１４を充電する充電器１９が接続される。
【００２７】
商用電源と整流器１１が正常である場合は、整流器１１は負荷１５に直流電力を供給する。また、充電器１９は蓄電池１４を充電する。この状態ではＤＣ−ＤＣコンバータ１７は動作していない。
【００２８】
この状態で商用電源が停電し整流器１１と充電器１９が停止し、整流器１１と充電器１９の出力がなくなると、蓄電池１４が直ちにバイパスダイオード１６を通して放電し、無瞬断で負荷１５に直流電力を供給する。蓄電池１４の電圧は放電とともに低下していく。蓄電池１４の電圧からバイパスダイオード１６の電圧降下を差し引いた電圧が、負荷１５が必要とする電圧以下になる前にＤＣ−ＤＣコンバータ１７を動作させる。
【００２９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１７が動作を始めると、バイパスダイオード１６は逆バイアスとなり、蓄電池１４はＤＣ−ＤＣコンバータ１７を通して負荷１５に直流電力を供給する。負荷１５の電圧は蓄電池１４の電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧の和になる。即ち蓄電池１４の電圧低下分をΔＶとし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧をΔＶとすれば、負荷１５の電圧は一定になる。従って、蓄電池１４の電圧が負荷１５の許容下限値以下になった場合でも、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧が加算されるので負荷１５は正常に動作を続けることが可能となる。
【００３０】
負荷１５とＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、それぞれの入力電圧が運転制御を正常に行うための入力許容下限電圧Ｖａ、Ｖｂよりも低下するとそれぞれの運転を遮断する入力電圧監視回路を有している。負荷１５の入力許容下限電圧ＶａはＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）より高い電圧値に設定するのが一般的である。
【００３１】
負荷１５とＤＣ−ＤＣコンバータ１７は入力許容下限電圧Ｖａ、Ｖｂよりもそれぞれ高い入力復帰電圧Ｖａ’、Ｖｂ’を超えている状態では、入力電圧監視回路２１によりそれぞれ運転を続ける。
【００３２】
そして、負荷１５の電圧が遮断判定電圧Ｖｏの設定値（例えば約３８Ｖ）以下に低下した場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の駆動・制御回路に運転の遮断信号を与える一方で、停電が回復して負荷１５に入力される電圧が遮断判定電圧Ｖｏより高い起動判定電圧Ｖｏ’の設定値（例えば約４２Ｖ）以上になるまではＤＣ−ＤＣコンバータ１７を再起動させないための遮断・起動判定回路２２が備えられている。
【００３３】
これらＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂ、入力復帰電圧Ｖｂ’、遮断判定電圧Ｖｏ及び起動判定電圧Ｖｏ’を与えるのは、図２で示す回路であり、図中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの接続点はそれぞれ図１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの各端子に接続されている。
【００３４】
図２で示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧端であるＢとＣには直列に抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２が接続され、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との接続点はコンパレータＩＣ１に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧が入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）より低下すると、抵抗器１にかかる電圧が入力許容下限基準電圧源Ｅ１よりも低下し一端子Ａへ遮断信号が送出され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を停止する。この端子Ａへの遮断信号は継続して送出され続ける。
【００３５】
停電の回復によって充電器１９により蓄電池１４が充電され、蓄電池１４の電圧が上昇することにより、抵抗器Ｒ１にかかる電圧がコンパレータＩＣ１に接続された抵抗器Ｒ３などで作られるヒステリシスで決まる電圧、つまりＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧が入力復帰電圧Ｖｂ’（例えば約３３Ｖ）まで上昇すると、入力電圧監視回路２１による遮断信号の送出のラッチが解除され一端子Ａへの遮断信号がなくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を再開する。
【００３６】
また、負荷１５の電圧端であるＤとＥには直列に抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５が接続され、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５との接続点はコンパレータＩＣ２に接続され、負荷１５の電圧が遮断判定電圧Ｖｏ（例えば約３８Ｖ）より低下すると、抵抗器Ｒ４にかかる電圧が遮断判定基準電圧源Ｅ２より低下し、ホトカプラＰＣの出力が導通することにより抵抗器１が短絡され、抵抗器Ｒ１にかかる電圧が入力許容下限基準電圧源Ｅ１より低下し一端子Ａへ遮断信号が送出され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を停止する。この端子Ａへの遮断信号は継続して送出され続ける。
【００３７】
なお、停電が回復して整流器１１が給電を開始することにより負荷１５の電圧が上昇し、抵抗器Ｒ４にかかる電圧が、コンパレータＩＣ２に接続された抵抗器Ｒ６などで作られるヒステリシスで決まる電圧、つまり起動判定電圧Ｖｏ’（例えば約４２Ｖ）に対応する電圧まで上昇すると、遮断・起動判定回路２２による送出信号のラッチが解除され一端子Ａへの遮断信号がなくなる。
【００３８】
次に、商用電源の停電が長期化して蓄電池過放電状態に至り、蓄電池１４の電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧の和である負荷１５の電圧が負荷１５が必要とする電圧以下に低下すると、定電力負荷である負荷１５の電流、つまりＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流が過電流となる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は垂下動作により出力電圧を低下させて自身を保護する機能を有しており、負荷１５が遮断されないときは最終的には、負荷１５の電圧は蓄電池１４の電圧にほぼ等しくなるまで低下する。
【００３９】
停電の時間経過と共に、蓄電池１４の出力電圧が低下して、その出力電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧との和の電圧が、遮断・起動判定回路２２の出力遮断電圧Ｖｏ（例えば約３８Ｖ）に達すると、遮断・起動判定回路２２は停止信号を送出し、一台又は複数台並列接続されたすべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を遮断する。
【００４０】
ここで、すべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７がその入力電圧監視回路２１が働いて停止するまでの過程では、前述のように各ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の特性にバラツキがあるため、停止動作に入るのが遅いＤＣ−ＤＣコンバータ１７はいったん垂下領域で動作し、その出力電圧が低下する。そして、この時の負荷１５の電圧は急激にほぼ蓄電池１４（例えば約３１Ｖ）の電圧まで低下する。この電圧はもちろん遮断・起動判定回路２２の遮断判定電圧Ｖｏの設定値（例えば約３８Ｖ）よりもかなり低いので、各ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の特性にバラツキがあってもすべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７の遮断・起動判定回路２２が働いて、すべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を遮断し、停止動作モードにラッチする。
【００４１】
したがって、従来のようにＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返すことはない。
【００４２】
また、負荷１５の運転が遮断されると無負荷となるため、蓄電池自身の電圧ドロップがゼロとなり蓄電池の電圧が数Ｖ急上昇する事例に対しても、すべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７が運転遮断状態にあるので、負荷１５の電圧はほぼ蓄電池１４の電圧（例えば約３１Ｖ）まで低下しており、蓄電池の電圧が数Ｖ上昇しても遮断・起動判定回路２２の起動判定電圧Ｖｏ’の設定値（例えば約４２Ｖ）には達しないためすべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７は停止を継続する。
【００４３】
したがって、この場合も従来のようにＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返すことはない。
【００４４】
なお、上記の実施例では商用電源の停電が長期化して蓄電池が過放電状態に至り、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７が垂下運転となり、出力電圧が規定値以下となる事例を説明したが、蓄電池過放電状態に至らなくとも並列運転中のＤＣ−ＤＣコンバータ１７の何台かが故障等により停止して残りのＤＣ−ＤＣコンバータが垂下運転となる場合も遮断・起動判定回路２２が働き、上記実施例と同様な動作を行うから、従来のようにＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返すことはない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上述べたような特徴を有しており、商用電源の停電や整流器等の故障により蓄電池が過放電状態に至ったときも、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返す不具合は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施例を示す。
【図２】 本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧監視回路、遮断・起動判定回路を示す。
【図３】 ＤＣ−ＤＣコンバータの垂下特性を示す。
【図４】 従来のＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧監視回路を示す。
【図５】 従来の実施例を示す。
【符号の説明】
１１・・・整流器、１２・・・出力端子（＋），１３・・・出力端子（−）、
１４・・・蓄電池、１５・・・負荷、
１６・・・バイパスダイオード、１７−１〜１７−Ｎ（Ｎ：並列台数）・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、１９・・・充電器、２１・・・入力電圧監視回路、
２２・・・遮断・起動判定回路、
Ａ・・・駆動・制御回路への運転遮断信号、Ｂ・・・入力電圧（−）、Ｃ・・・入力電圧（＋）、Ｄ・・・負荷電圧（−）、
Ｅ・・・負荷電圧（＋）、ＰＣ・・・ホトカプラ、Ｄ１〜３・・・ダイオード、Ｅ１・・・入力許容下限基準電圧源、
Ｅ２・・・遮断判定基準電圧源、ＩＣ１，２・・・コンパレータ、
Ｒ１〜６・・・抵抗器
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電池が過放電状態においてもＤＣ−ＤＣコンバータが停止と再起動を繰返さない直流無停電電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、たとえば特許第２５３５２２２号に開示されているものがある。
このＤＣ−ＤＣコンバータ回路構成図の概要を図５に示す。
【０００３】
交流電力を直流電力に変換する整流器１１の出力端子１２，１３間に負荷１５が接続され、一方の出力端子１２に蓄電池１４の一端が接続され、蓄電池１４の両端にＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力側が接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力側の一端は蓄電池１４の他端に接続され、出力側の他端は整流器１１の他方の出力端子１３に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力側の両端間にバイパスダイオード１６が接続され、バイパスダイオード１６は蓄電池１４に対して順方向とされ、蓄電池１４の両端に、交流電力を整流して蓄電池１４を充電する充電器１９が接続される。
【０００４】
商用電源と整流器１１が正常である場合は、整流器１１は負荷に直流電力を供給する。また、充電器１９は蓄電池１４を充電する。この状態ではＤＣ−ＤＣコンバータ１７は動作していない。
【０００５】
この状態で商用電源が停電し整流器１１と充電器１９が停止し、整流器１１と充電器１９の出力がなくなると、蓄電池１４が直ちにバイパスダイオード１６を通して放電し、無瞬断で負荷１５に直流電力を供給する。蓄電池１４の電圧は放電とともに低下していく。蓄電池１４の電圧からバイパスダイオード１６の電圧降下を差し引いた電圧が、負荷１５が必要とする電圧以下になる前にＤＣ−ＤＣコンバータ１７を動作させる。
【０００６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１７が動作を始めると、バイパスダイオード１６は逆バイアスとなり、蓄電池１４はＤＣ−ＤＣコンバータ１７を通して負荷１５に直流電力を供給する。負荷１５の電圧は蓄電池１４の電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧の和になる。即ち蓄電池１４の電圧低下分をΔＶとし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧をΔＶとすれば負荷１５の電圧は一定になる。従って蓄電池１４の電圧が負荷１５の許容下限値以下になった場合でも、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧が加算されるので負荷１５は正常に動作を続けることが可能となる。
【０００７】
商用電源が回復し整流器１１の出力が正常になり、蓄電池１４が充電器１９により充電されてその電圧が設定電圧以上、例えば約４３Ｖ以上になった場合にＤＣ−ＤＣコンバータ１７の動作を停止させれば良い。
【０００８】
なお、上記従来例には開示されていないが、負荷１５とＤＣ−ＤＣコンバータ１７にはそれぞれ運転制御を正常に行うための入力許容下限電圧Ｖａ、Ｖｂが設けられ、入力下限電圧より低下すると入力電圧監視回路によりそれぞれの運転を遮断する機能を有しており、負荷１５の入力許容下限電圧ＶａはＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂよりも高い電圧に設定するのが一般的である。
【０００９】
負荷１５とＤＣ−ＤＣコンバータ１７は入力許容下限電圧Ｖａ、Ｖｂよりもそれぞれ高い入力復帰電圧Ｖａ’、Ｖｂ’を超えた電圧が検出されるとそれぞれの入力電圧監視回路によりそれぞれ運転を再開する。
【００１０】
これらＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂ、入力復帰電圧Ｖｂ’を与えるのは、図４で示す回路であり、図中のＡ、Ｂ、Ｃの接続点はそれぞれ図５のＡ、Ｂ、Ｃの各端子に接続されている。
【００１１】
図４で示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧端であるＢとＣには直列に抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２が接続され、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との接続点はコンパレータＩＣ１に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧が入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）より低下すると、抵抗器１にかかる電圧が入力許容下限基準電圧源Ｅ１よりも低下し一端子Ａへ遮断信号が送出され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を停止する。この端子Ａへの遮断信号は継続して送出され続ける。
【００１２】
蓄電池１４の電圧が上昇すると、抵抗器Ｒ１にかかる電圧が、コンパレータＩＣ１に接続された抵抗器Ｒ３などで作られるヒステリシスで決まる電圧、つまりＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧が入力復帰電圧Ｖｂ’（例えば約３３Ｖ）まで上昇すると、遮断信号の送出のラッチが解除され一端子Ａへの遮断信号がなくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を再開する。
【００１３】
また、商用電源の停電が長期化して蓄電池過放電状態に至ると、蓄電池１４の電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧の和である負荷１５の入力電圧が負荷１５が必要とする電圧以下に低下し、定電力負荷である負荷１５の電流つまりＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流が過電流となる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を継続しながら垂下機能により出力電圧を低下させて自身を保護する機能を有しており、負荷１５が遮断されないときは最終的には、負荷１５の入力電圧は蓄電池１４の電圧にほぼ等しくなるまで低下する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、停電の長期化などにより蓄電池が過放電状態または負荷の入力電圧が下限許容電圧値Ｖａ以下に低下した場合においては、ＤＣ−ＤＣコンバータと負荷が交互に運転と停止を繰返し、負荷に悪影響を与える問題がある。
【００１５】
第一の事例として、複数の並列のＤＣ−ＤＣコンバータに各々備えられた入力電圧監視回路２１が特性のバラツキにより働くものと働かないものとがある場合を図５を用いて説明する。
蓄電池１４の放電状態が長期化し、蓄電池１４の電圧が並列運転中のＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１の入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）まで低下すると、複数のＤＣ−ＤＣコンバータ１７で構成された回路の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７に各々備えられた入力電圧監視回路２１の特性のバラツキにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が垂下動作と運転再開を繰返す不具合が生じる場合がある。
【００１６】
この現象について詳述する。
蓄電池１４の電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂまで低下すると、複数の入力電圧監視回路２１の特性のバラツキにより1台または複数台のＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１がまず働き、そのＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を遮断する。これにより、残りの運転中のＤＣ−ＤＣコンバータ１７は停止したＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流分も担うようになるため出力過電流となり、垂下機能が働いて出力電圧を低下させる。これにより、負荷１５の入力電圧はほぼ蓄電池１４の電圧まで低下してしまい、負荷１５に入力される電圧は負荷１５の入力下限電圧Ｖａよりも低くなるので運転を遮断する。
【００１７】
これに伴い、負荷１５に負荷電流が流れなくなるため、それまで出力過電流防止の垂下動作を行っていたＤＣ−ＤＣコンバータ１７は図３の定格電流値Ｋを超えた垂下領域のある動作点Ｚを脱して無負荷時の点Ｙに至るため、出力電圧が回復する。この動作により、再び負荷１５の入力復帰電圧Ｖａ’値を超えた電圧が負荷１５へ入力されるため負荷１５は運転を再開する。
【００１８】
しかし、負荷電流が流れると、前記出力電圧を回復したＤＣ−ＤＣコンバータ１７は再び出力過電流となり、垂下動作により出力電圧を低下させるため、負荷１５に入力される電圧は入力許容下限電圧Ｖａよりも低くなり、したがって負荷１５は運転を再び遮断する。このような状態が繰返し継続される。
【００１９】
第二の事例として、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１が一斉に働いた場合を図５で説明する。
蓄電池１４の放電状態が長期化し、蓄電池１４の電圧が1台または複数台並列運転中のＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１の入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）まで低下すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１が働き運転を遮断する。すると、負荷１５の入力電圧はほぼ蓄電池１４の電圧まで低下してしまい、負荷１５は入力許容下限電圧（例えば約３５Ｖ）以下となり運転を停止する。
【００２０】
ところが、負荷１５の運転が遮断されると無負荷となるため、蓄電池１４自身の電圧ドロップがゼロとなり蓄電池１４の電圧が急上昇し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１の入力復帰電圧Ｖｂ’の設定値（例えば約３３Ｖ）まで上昇すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を再開する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧が回復し、負荷１５の電圧が入力復帰電圧Ｖａ’を超えた電圧値となり、負荷１５は運転を再開する。
【００２１】
しかし、再び負荷電流が流れると蓄電池１４の電圧は先程の入力許容下限電圧Ｖｂの設定値（例えば約３１Ｖ）まで急速に低下するため、再びＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧監視回路２１の入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）以下となり運転を遮断する。このような状態が繰返し継続される。
【００２２】
いずれの事例であれ、負荷１５は電話交換機や伝送装置などの重要通信機器に接続されており、負荷１５の運転と停止の繰返しはそれらの装置に故障や不具合を発生させる恐れが有るので、このような不安定な動作をなくすことを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、交流電力を直流電力に変換し、その出力側の両端が負荷の両端に接続される整流器と、その整流器の一方の出力端子にこれと同極性の一端が接続された蓄電池と、その蓄電池の両端に入力側の両端が接続され、出力側の一端が上記蓄電池の他端に接続され、出力側の他端が上記整流器の他方の出力端子に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、それらＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の両端間にその出力に対し逆方向になるように接続され、上記蓄電池に対して順方向になるように接続されたバイパスダイオードと、上記蓄電池の両端に出力側が接続された充電器と、負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータそれぞれの入力許容下限電圧よりもそれぞれの入力電圧が低下するときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断し、かつ上記それぞれの入力許容下限電圧よりも高く設定されているそれぞれの入力復帰電圧よりもそれぞれの前記入力電圧が高くなるときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を再開させる入力電圧監視回路と、を具備する直流無停電電源装置において、商用電源の停電時に、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧と上記蓄電池の電圧とを加えた電圧（上記負荷の電圧）が、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの上記入力許容下限電圧よりも高く設定されている出力遮断電圧以下に低下するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータは運転を遮断し、停電の回復に伴って負荷電圧が上記出力遮断電圧よりも大きな起動判定電圧以上に回復するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータが再起動することを特徴とする直流無停電電源の制御方法を提案する。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返す不具合をなくすことができる。
【００２４】
第二の発明は、交流電力を直流電力に変換し、その出力側の両端が負荷の両端に接続される整流器と、その整流器の一方の出力端子にこれと同極性の一端が接続された蓄電池と、その蓄電池の両端に入力側の両端が接続され、出力側の一端が上記蓄電池の他端に互いに逆極性で接続され、出力側の他端が上記整流器の他方の出力端子に互いに同極性で接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、そのＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の両端側にその出力に対し逆方向になるように接続され、上記蓄電池に対して順方向になるように接続されたバイパスダイオードと、上記蓄電池の両端に出力側が接続された充電器と、負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータそれぞれの入力許容下限電圧よりもそれぞれの入力電圧が低下するときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断し、かつ上記それぞれの入力許容下限電圧よりも高く設定されているそれぞれの入力復帰電圧よりもそれぞれの前記入力電圧が高くなるときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を再開させる入力電圧監視回路と、を具備する直流無停電電源装置において、商用電源の停電時に、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧と上記蓄電池の電圧とを加えた電圧（上記負荷の電圧）が出力遮断電圧以下に低下するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断すると共に、停電の回復に伴って負荷電圧が上記出力遮断電圧値よりも大きな起動判定電圧以上に回復するまでは上記遮断を継続する遮断・起動判定回路を備えていることを特徴とする直流無停電電源装置を提案する。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返す不具合をなくすことができる。
【００２５】
【発明を実施するための形態及び実施例】
図１に、本発明に係る実施例を示す。
この発明の特徴は、負荷１５に入力される電圧が遮断判定電圧Ｖｏの設定値（例えば約３８Ｖ）以下に低下した場合にはＤＣ−ＤＣコンバータ１７に運転の遮断信号を与える一方で、負荷１５に入力される電圧が起動判定電圧Ｖｏ’の設定値（例えば約４２Ｖ）以上に回復するまではＤＣ−ＤＣコンバータ１７を再起動させないための遮断・起動判定回路２２をＤＣ−ＤＣコンバータ１７に備えることである。
【００２６】
本発明の実施例について詳述する。
交流電力を直流電力に変換する整流器１１の出力端子１２，１３間に負荷１５が接続され、一方の出力端子１２に蓄電池１４の一端が接続され、蓄電池１４の両端に１台又は複数台並列接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力側が接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力側の一端は蓄電池１４の他端に接続され、出力側の他端は整流器１１の他方の出力端子１３に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力側の両端間にバイパスダイオード１６が接続され、バイパスダイオード１６は蓄電池１４に対して順方向とされ、蓄電池１４の両端に、交流電力を整流して蓄電池１４を充電する充電器１９が接続される。
【００２７】
商用電源と整流器１１が正常である場合は、整流器１１は負荷１５に直流電力を供給する。また、充電器１９は蓄電池１４を充電する。この状態ではＤＣ−ＤＣコンバータ１７は動作していない。
【００２８】
この状態で商用電源が停電し整流器１１と充電器１９が停止し、整流器１１と充電器１９の出力がなくなると、蓄電池１４が直ちにバイパスダイオード１６を通して放電し、無瞬断で負荷１５に直流電力を供給する。蓄電池１４の電圧は放電とともに低下していく。蓄電池１４の電圧からバイパスダイオード１６の電圧降下を差し引いた電圧が、負荷１５が必要とする電圧以下になる前にＤＣ−ＤＣコンバータ１７を動作させる。
【００２９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１７が動作を始めると、バイパスダイオード１６は逆バイアスとなり、蓄電池１４はＤＣ−ＤＣコンバータ１７を通して負荷１５に直流電力を供給する。負荷１５の電圧は蓄電池１４の電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧の和になる。即ち蓄電池１４の電圧低下分をΔＶとし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧をΔＶとすれば、負荷１５の電圧は一定になる。従って、蓄電池１４の電圧が負荷１５の許容下限値以下になった場合でも、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧が加算されるので負荷１５は正常に動作を続けることが可能となる。
【００３０】
負荷１５とＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、それぞれの入力電圧が運転制御を正常に行うための入力許容下限電圧Ｖａ、Ｖｂよりも低下するとそれぞれの運転を遮断する入力電圧監視回路を有している。負荷１５の入力許容下限電圧ＶａはＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）より高い電圧値に設定するのが一般的である。
【００３１】
負荷１５とＤＣ−ＤＣコンバータ１７は入力許容下限電圧Ｖａ、Ｖｂよりもそれぞれ高い入力復帰電圧Ｖａ’、Ｖｂ’を超えている状態では、入力電圧監視回路２１によりそれぞれ運転を続ける。
【００３２】
そして、負荷１５の電圧が遮断判定電圧Ｖｏの設定値（例えば約３８Ｖ）以下に低下した場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の駆動・制御回路に運転の遮断信号を与える一方で、停電が回復して負荷１５に入力される電圧が遮断判定電圧Ｖｏより高い起動判定電圧Ｖｏ’の設定値（例えば約４２Ｖ）以上になるまではＤＣ−ＤＣコンバータ１７を再起動させないための遮断・起動判定回路２２が備えられている。
【００３３】
これらＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力許容下限電圧Ｖｂ、入力復帰電圧Ｖｂ’、遮断判定電圧Ｖｏ及び起動判定電圧Ｖｏ’を与えるのは、図２で示す回路であり、図中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの接続点はそれぞれ図１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの各端子に接続されている。
【００３４】
図２で示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧端であるＢとＣには直列に抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２が接続され、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との接続点はコンパレータＩＣ１に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧が入力許容下限電圧Ｖｂ（例えば約３１Ｖ）より低下すると、抵抗器１にかかる電圧が入力許容下限基準電圧源Ｅ１よりも低下し一端子Ａへ遮断信号が送出され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を停止する。この端子Ａへの遮断信号は継続して送出され続ける。
【００３５】
停電の回復によって充電器１９により蓄電池１４が充電され、蓄電池１４の電圧が上昇することにより、抵抗器Ｒ１にかかる電圧がコンパレータＩＣ１に接続された抵抗器Ｒ３などで作られるヒステリシスで決まる電圧、つまりＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧が入力復帰電圧Ｖｂ’（例えば約３３Ｖ）まで上昇すると、入力電圧監視回路２１による遮断信号の送出のラッチが解除され一端子Ａへの遮断信号がなくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を再開する。
【００３６】
また、負荷１５の電圧端であるＤとＥには直列に抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５が接続され、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５との接続点はコンパレータＩＣ２に接続され、負荷１５の電圧が遮断判定電圧Ｖｏ（例えば約３８Ｖ）より低下すると、抵抗器Ｒ４にかかる電圧が遮断判定基準電圧源Ｅ２より低下し、ホトカプラＰＣの出力が導通することにより抵抗器１が短絡され、抵抗器Ｒ１にかかる電圧が入力許容下限基準電圧源Ｅ１より低下し一端子Ａへ遮断信号が送出され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を停止する。この端子Ａへの遮断信号は継続して送出され続ける。
【００３７】
なお、停電が回復して整流器１１が給電を開始することにより負荷１５の電圧が上昇し、抵抗器Ｒ４にかかる電圧が、コンパレータＩＣ２に接続された抵抗器Ｒ６などで作られるヒステリシスで決まる電圧、つまり起動判定電圧Ｖｏ’（例えば約４２Ｖ）に対応する電圧まで上昇すると、遮断・起動判定回路２２による送出信号のラッチが解除され一端子Ａへの遮断信号がなくなる。
【００３８】
次に、商用電源の停電が長期化して蓄電池過放電状態に至り、蓄電池１４の電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧の和である負荷１５の電圧が負荷１５が必要とする電圧以下に低下すると、定電力負荷である負荷１５の電流、つまりＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流が過電流となる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は垂下動作により出力電圧を低下させて自身を保護する機能を有しており、負荷１５が遮断されないときは最終的には、負荷１５の電圧は蓄電池１４の電圧にほぼ等しくなるまで低下する。
【００３９】
停電の時間経過と共に、蓄電池１４の出力電圧が低下して、その出力電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電圧との和の電圧が、遮断・起動判定回路２２の出力遮断電圧Ｖｏ（例えば約３８Ｖ）に達すると、遮断・起動判定回路２２は停止信号を送出し、一台又は複数台並列接続されたすべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を遮断する。
【００４０】
ここで、すべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７がその入力電圧監視回路２１が働いて停止するまでの過程では、前述のように各ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の特性にバラツキがあるため、停止動作に入るのが遅いＤＣ−ＤＣコンバータ１７はいったん垂下領域で動作し、その出力電圧が低下する。そして、この時の負荷１５の電圧は急激にほぼ蓄電池１４（例えば約３１Ｖ）の電圧まで低下する。この電圧はもちろん遮断・起動判定回路２２の遮断判定電圧Ｖｏの設定値（例えば約３８Ｖ）よりもかなり低いので、各ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の特性にバラツキがあってもすべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７の遮断・起動判定回路２２が働いて、すべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７は運転を遮断し、停止動作モードにラッチする。
【００４１】
したがって、従来のようにＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返すことはない。
【００４２】
また、負荷１５の運転が遮断されると無負荷となるため、蓄電池自身の電圧ドロップがゼロとなり蓄電池の電圧が数Ｖ急上昇する事例に対しても、すべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７が運転遮断状態にあるので、負荷１５の電圧はほぼ蓄電池１４の電圧（例えば約３１Ｖ）まで低下しており、蓄電池の電圧が数Ｖ上昇しても遮断・起動判定回路２２の起動判定電圧Ｖｏ’の設定値（例えば約４２Ｖ）には達しないためすべてのＤＣ−ＤＣコンバータ１７は停止を継続する。
【００４３】
したがって、この場合も従来のようにＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返すことはない。
【００４４】
なお、上記の実施例では商用電源の停電が長期化して蓄電池が過放電状態に至り、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７が垂下運転となり、出力電圧が規定値以下となる事例を説明したが、蓄電池過放電状態に至らなくとも並列運転中のＤＣ−ＤＣコンバータ１７の何台かが故障等により停止して残りのＤＣ−ＤＣコンバータが垂下運転となる場合も遮断・起動判定回路２２が働き、上記実施例と同様な動作を行うから、従来のようにＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返すことはない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上述べたような特徴を有しており、商用電源の停電や整流器等の故障により蓄電池が過放電状態に至ったときも、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と負荷１５が停止と運転再開を繰返す不具合は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施例を示す。
【図２】 本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧監視回路、遮断・起動判定回路を示す。
【図３】 ＤＣ−ＤＣコンバータの垂下特性を示す。
【図４】 従来のＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧監視回路を示す。
【図５】 従来の実施例を示す。
【符号の説明】
１１・・・整流器、１２・・・出力端子（＋），１３・・・出力端子（−）、
１４・・・蓄電池、１５・・・負荷、
１６・・・バイパスダイオード、１７−１〜１７−Ｎ（Ｎ：並列台数）・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、１９・・・充電器、２１・・・入力電圧監視回路、
２２・・・遮断・起動判定回路、
Ａ・・・駆動・制御回路への運転遮断信号、Ｂ・・・入力電圧（−）、Ｃ・・・入力電圧（＋）、Ｄ・・・負荷電圧（−）、
Ｅ・・・負荷電圧（＋）、ＰＣ・・・ホトカプラ、Ｄ１〜３・・・ダイオード、Ｅ１・・・入力許容下限基準電圧源、
Ｅ２・・・遮断判定基準電圧源、ＩＣ１，２・・・コンパレータ、
Ｒ１〜６・・・抵抗器
Claims (2)
- 交流電力を直流電力に変換し、その出力側の両端が負荷の両端に接続される整流器と、その整流器の一方の出力端子にこれと同極性の一端が接続された蓄電池と、その蓄電池の両端に入力側の両端が接続され、出力側の一端が上記蓄電池の他端に接続され、出力側の他端が上記整流器の他方の出力端子に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、それらＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の両端間にその出力に対し逆方向になるように接続され、上記蓄電池に対して順方向になるように接続されたバイパスダイオードと、上記蓄電池の両端に出力側が接続された充電器と、負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータそれぞれの入力許容下限電圧よりもそれぞれの入力電圧が低下するときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断し、かつ上記それぞれの入力許容下限電圧よりも高く設定されているそれぞれの入力復帰電圧よりもそれぞれの前記入力電圧が高くなるときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を再開させる入力電圧監視回路と、を具備する直流無停電電源装置において、
商用電源の停電時に、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧と上記蓄電池の電圧とを加えた電圧（上記負荷の電圧）が、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの上記入力許容下限電圧よりも高く設定されている出力遮断電圧以下に低下するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータは運転を遮断し、停電の回復に伴って負荷電圧が上記出力遮断電圧よりも大きな起動判定電圧以上に回復するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータが再起動することを特徴とする直流無停電電源の制御方法。 - 交流電力を直流電力に変換し、その出力側の両端が負荷の両端に接続される整流器と、その整流器の一方の出力端子にこれと同極性の一端が接続された蓄電池と、その蓄電池の両端に入力側の両端が接続され、出力側の一端が上記蓄電池の他端に互いに逆極性で接続され、出力側の他端が上記整流器の他方の出力端子に互いに同極性で接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、そのＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の両端側にその出力に対し逆方向になるように接続され、上記蓄電池に対して順方向になるように接続されたバイパスダイオードと、上記蓄電池の両端に出力側が接続された充電器と、負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータそれぞれの入力許容下限電圧よりもそれぞれの入力電圧が低下するときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断し、かつ上記それぞれの入力許容下限電圧よりも高く設定されているそれぞれの入力復帰電圧よりもそれぞれの前記入力電圧が高くなるときに上記負荷と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を再開させる入力電圧監視回路と、を具備する直流無停電電源装置において、
商用電源の停電時に、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧と上記蓄電池の電圧とを加えた電圧（上記負荷の電圧）が出力遮断電圧以下に低下するときに、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転を遮断すると共に、停電の回復に伴って負荷電圧が上記出力遮断電圧値よりも大きな起動判定電圧以上に回復するまでは上記遮断を継続する遮断・起動判定回路を備えていることを特徴とする直流無停電電源装置。
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