JP4223423B2

JP4223423B2 - 無停電電源装置、加入者側装置および通信システム

Info

Publication number: JP4223423B2
Application number: JP2004071305A
Authority: JP
Inventors: 進一諏訪
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2024-03-12
Also published as: JP2005261133A

Description

この発明は、通信機器等に用いられ、商用電源のバックアップを行うバッテリを備えた無停電電源装置、加入者側装置および通信システムに関するものである。

従来の無停電電源装置としては、商用電源を直流電圧に変換する交流／直流変換部分と、その交流／直流変換部分により変換された直流電圧を所定の直流電圧に変換して負荷に供給する直流／直流変換部分と、その直流／直流変換部分により変換された直流電圧を取り付け取り外し自在なバックアップ用バッテリに供給し充電する充電回路と、その充電回路の出力電圧を検出し、その検出電圧が所定の閾値以上の場合にバックアップ用バッテリの未接続状態であると判定する電圧検出回路とを備えたものがある。
このバックアップ用バッテリの未接続状態の確認方法は、バックアップ用バッテリが接続されている場合には、商用電源の投入時にそのバックアップ用バッテリに電流が流れ、充電回路の出力電圧に電圧降下が発生することから、電圧検出回路による検出電圧が所定の閾値未満の場合にバックアップ用バッテリの接続状態であると判定するものである。また、バックアップ用バッテリが接続されていない場合には、商用電源の投入時であっても充電回路の出力電圧に電圧降下が発生しないことから、電圧検出回路による検出電圧が所定の閾値以上の場合にバックアップ用バッテリの未接続状態であると判定するものである（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１４１３０号公報

従来の無停電電源装置は以上のように構成されているので、電源投入時のみバックアップ用バッテリの未接続状態を確認可能なものである。
従って、電源投入時にバックアップ用バッテリの接続状態を確認できても、通常運転中に保守点検等でバックアップ用バッテリを交換した場合には、その接続状態を確認することはできず、未接続状態になっていた場合には商用電源に停電が発生してもその商用電源のバックアップを行うことができないなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、通常運転中においても蓄電手段の接続状態を確認可能な無停電電源装置、加入者側装置および通信システムを得ることを目的とする。

この発明に係る無停電電源装置は、充電手段の蓄電手段への出力部の電圧を検出する電圧監視手段と、直流電圧変換手段への電源電圧の投入を検出し、その投入検出時に、充電手段から蓄電手段への充電を停止させると共に、直流電圧変換手段への電源電圧の給電が継続的される通常運転中に、充電手段から上記蓄電手段への充電を間欠的に停止させ、それら充電停止時に電圧監視手段によって検出される電圧が予め設定された閾値以下の場合に蓄電手段の未接続状態であると判定する制御手段とを備えたものである。

この発明によれば、電源投入時のみならず通常運転中においても蓄電手段の接続状態を確認することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による光ファイバ通信システムを示すブロック図であり、この発明の無停電電源装置の適用例を示したものである。
図において、宅内装置（加入者側装置）１は、光ファイバ（通信経路）５を通じて局側装置４に対して通信する通信部（通信手段、負荷）２と、その通信部２に所定の直流電圧を供給する電源部３とから構成されるものである。交流／直流変換部６は、商用電源ＡＣを直流電圧に変換して電源部３に供給するものである。また、バッテリ（蓄電手段）７は、電源部３に取り付け取り外し自在にされ、商用電源ＡＣの停電時にその電源の代わりに通信部２への電源を供給するものである。
この宅内装置１は、バッテリ７の未接続状態でも商用電源ＡＣが供給されていれば動作可能であり、また、バッテリ７が電源部３に未接続である場合には、その未接続状態を電源部３が検出し、通信部２から光ファイバ５を通じて局側装置４に対して未接続警報を通信するものである。

図２はこの発明の実施の形態１による無停電電源装置を示すブロック図であり、図１に示した電源部３およびバッテリ７からなるものである。
電源部３において、直流／直流変換部（直流電圧変換手段）１１は、絶縁型のスイッチング方式のＤＣ／ＤＣコンバータにより構成され、交流／直流変換部６から供給される−４８Ｖｄｃの直流電圧を、例えば１７Ｖｄｃ等の直流電圧に変換するものである。ダイオード１２は、直流／直流変換部１１の出力側に接続され、商用電源ＡＣの停電時にバッテリ７から通信部２に電源を供給することになるが、その電流の逆流を防止するものである。また、直流／直流変換部１３は、絶縁型のスイッチング方式のＤＣ／ＤＣコンバータにより構成され、直流／直流変換部１１からダイオード１２を介して供給される直流電圧を、例えば３．３Ｖｄｃ、５Ｖｄｃ、３０Ｖｄｃ等の直流電圧に変換して通信部２に供給するものである。
充電回路部（充電手段）１４は、絶縁型の３端子レギュレータにより構成され、直流／直流変換部１１から供給される直流電圧を、接続されたバッテリ７に例えば１３．５Ｖｄｃの定電圧で充電するものである。なお、この充電回路部１４は、フォトカプラの入力により３端子レギュレータをオンオフ制御することにより充電および充電停止を制御可能に構成されたものである。電圧監視回路部（電圧監視手段）１５は、電源電圧監視用ＩＣにより構成され、充電回路部１４およびバッテリ７間の電圧を検出するものである。より具体的には、充電回路部１４の出力部の電圧を検出するものである。

制御部（制御手段）１６は、直流／直流変換部１３の出力電圧５Ｖｄｃを使用したプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）を用いて商用電源ＡＣの投入を認識し、商用電源ＡＣの投入時に、充電回路部１４からバッテリ７への充電を停止させると共にその充電停止時に電圧監視回路部１５による検出電圧が閾値Ｖｔｈ以下の場合にバッテリ７の未接続状態であると判定し、また、商用電源ＡＣからの給電が継続される通常運転中に、充電回路部１４からバッテリ７への充電を周期的に停止させると共にその充電停止時に電圧監視回路部１５による検出電圧が閾値Ｖｔｈ以下の場合にバッテリ７の未接続状態であると判定するものである。なお、この未接続状態の判定は、通信部２に伝送され、通信部２から光ファイバ５を通じて局側装置４に対して未接続警報として通信されるものである。
ダイオード１７は、バッテリ７および直流／直流変換部１３の入力間に接続され、電流の逆流を防止するものである。
なお、この実施の形態１では、図２に示すように、バッテリ７を、電源部３に対して外出しに設置するように構成したものである。

次に動作について説明する。
図３はこの発明の実施の形態１による無停電電源装置の動作を示すフローチャート、図４はこの発明の実施の形態１による無停電電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
図１から図３において、商用電源ＡＣが交流／直流変換部６を通じて電源部３に投入された場合（ステップＳＴ１）、直流／直流変換部１１、ダイオード１２、直流／直流変換部１３を通じて通信部２に所定の直流電圧が供給され、通信部２は動作可能になる。制御部１６では、直流／直流変換部１３の出力電圧５Ｖｄｃを使用したＰＬＤを用いてその電源投入を認識し、一旦、バッテリ７の未接続状態であると初期設定する（ステップＳＴ２）。さらに、充電回路部１４のフォトカプラをオフに制御し、充電回路部１４からバッテリ７への充電を停止させる（ステップＳＴ３）と共に、その充電停止時に電圧監視回路部１５によって検出される電圧を入力し（ステップＳＴ４）、その検出電圧と予め設定された閾値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳＴ５）。この検出電圧が閾値Ｖｔｈ以下の場合にバッテリ７の未接続状態であると判定する。
これは、電源投入時においては、バッテリ７に前回の通常運転時における充電電圧が残っており、電源部３にバッテリ７が接続状態であるならば、閾値Ｖｔｈ以上の充電電圧が検出されるからである。また、新たなバッテリ７を接続してから電源投入する場合においても、通常、新たなバッテリ７を十分に充電された状態にしてから接続されることから、電源部３に新たなバッテリ７が接続状態であるならば、閾値Ｖｔｈ以上の充電電圧が検出される。
この未接続状態の判定は、通信部２に伝送され、通信部２から光ファイバ５を通じて局側装置４に対して未接続警報として通信される。

一方、電源投入時の検出電圧が閾値Ｖｔｈを超える場合にバッテリ７の接続状態であると判定する（ステップＳＴ６）。これにより、制御部１６は、充電回路部１４のフォトカプラをオンに制御し、充電回路部１４からバッテリ７への充電を行う。
ここで、商用電源ＡＣからの給電が継続される通常運転中では、制御部１６による充電回路部１４のフォトカプラのオンおよびオフの制御により、充電回路部１４からバッテリ７への充電を周期的に停止させ（ステップＳＴ７）、その充電停止時に電圧監視回路部１５によって検出される電圧を入力し、その検出電圧と予め設定された閾値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳＴ８）。上記同様、検出電圧が閾値Ｖｔｈ以下の場合にバッテリ７の未接続状態であると判定し（ステップＳＴ２）、この未接続状態の判定は、通信部２に伝送され、通信部２から光ファイバ５を通じて局側装置４に対して未接続警報として通信される。
一方、通常運転中の検出電圧が閾値Ｖｔｈを超える場合にバッテリ７の接続状態であると判定する。
図４はその時の充電回路部１４の出力電圧と、充電回路部１４の出力部の電圧とを示したものである。電圧監視回路部１５では、充電回路部１４からバッテリ７への充電停止時に、充電回路部１４の出力部の電圧を監視していることから、充電回路部１４から出力される充電電圧を検出することなく、バッテリ７の充電電圧を監視することができ、閾値Ｖｔｈ以下であるか否かによりバッテリ７の未接続状態または接続状態を判定することができる。

なお、図２において、商用電源ＡＣの停電時には、直流／直流変換部１１の出力電圧はほぼ零になるが、電源部３にバッテリ７が接続状態であるならば、バッテリ７の電源がダイオード１７を介して直流／直流変換部１３に供給され、直流／直流変換部１３ではその電源を所定の直流電圧に変換して通信部２に供給することができ、商用電源ＡＣのバックアップを行うことができる。この時、ダイオード１２は、バッテリ７からダイオード１７および充電回路部１４を介してバッテリ７に戻る閉回路が形成されるのを防止する。

以上のように、この実施の形態１によれば、商用電源ＡＣの投入時に、充電回路部１４からバッテリ７への充電を停止させると共にその充電停止時に電圧監視回路部１５による検出電圧が閾値Ｖｔｈ以下の場合にバッテリ７の未接続状態であると判定し、また、商用電源ＡＣからの給電が継続される通常運転中に、充電回路部１４からバッテリ７への充電を周期的に停止させると共にその充電停止時に電圧監視回路部１５による検出電圧が閾値Ｖｔｈ以下の場合にバッテリ７の未接続状態であると判定することにより、電源投入時のみならず通常運転中に保守点検等でバッテリ７を交換した場合においてもバッテリ７の接続状態を確認することができる。
また、バッテリ７が電源部３に未接続状態である場合には、その未接続状態を未接続警報として、通信部２から光ファイバ５を通じて局側装置４に対して通信することができる宅内装置１および光ファイバ通信システムが得られる。
さらに、バッテリ７を、電源部３に外出しに設置するように構成したことにより、バッテリ７の交換等の保守管理を容易にすることができる。また、電源部３の入力としては、直流／直流変換部１１の−４８Ｖｄｃ入力となるので、電話局に設置する場合に有効に設置することができる。

なお、上記実施の形態１では、商用電源ＡＣからの給電が継続される通常運転中に、充電回路部１４からバッテリ７への充電を周期的に停止させたが、停止に周期性を持たせることなく、単に間欠的に停止させるようにしても良い。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による無停電電源装置を示すブロック図であり、電源部３に、商用電源ＡＣを直流電圧に変換して直流／直流変換部１１に供給する交流／直流変換部（交流直流電圧変換手段）６を取り込んだものである。その他の構成については図２と同等である。
このように、交流／直流変換部６を、電源部３の内部に取り込むように構成したことにより、交流／直流変換部６を含めた全体の構成を小型化することができる。また、電源部３の入力としては、商用電源ＡＣを用いることができ、汎用性を高めることができる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による無停電電源装置を示すブロック図であり、電源部３に、さらにバッテリ７を取り込んだものである。その他の構成については図５と同等である。
このように、交流／直流変換部６およびバッテリ７を、電源部３の内部に取り込むように構成したことにより、交流／直流変換部６およびバッテリ７を含めた全体の構成を小型化することができる。また、電源部３の入力としては、商用電源ＡＣを用いることができ、汎用性を高めることができる。

この発明の実施の形態１による光ファイバ通信システムを示すブロック図である。この発明の実施の形態１による無停電電源装置を示すブロック図である。この発明の実施の形態１による無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１による無停電電源装置の動作を示すタイミングチャートである。この発明の実施の形態２による無停電電源装置を示すブロック図である。この発明の実施の形態３による無停電電源装置を示すブロック図である。

符号の説明

１宅内装置（加入者側装置）、２通信部（通信手段、負荷）、３電源部、４局側装置、５光ファイバ（通信経路）、６交流／直流変換部（交流直流電圧変換手段）、７バッテリ（蓄電手段）、１１直流／直流変換部（直流電圧変換手段）、１２，１７ダイオード、１３直流／直流変換部、１４充電回路部（充電手段）、１５電圧監視回路部（電圧監視手段）、１６制御部（制御手段）。

Claims

電源電圧を変圧して所定の直流電圧を負荷に供給する直流電圧変換手段と、
取り付け取り外し自在にされ、電源停電時にその電源の代わりに上記負荷への電源を供給する蓄電手段と、
上記直流電圧変換手段から発生される直流電圧を上記蓄電手段に供給する充電手段と、
上記充電手段の上記蓄電手段への出力部の電圧を検出する電圧監視手段と、
上記直流電圧変換手段への電源電圧の投入を検出し、その投入検出時に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を停止させると共に、上記直流電圧変換手段への電源電圧の給電が継続的される通常運転中に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を間欠的に停止させ、それら充電停止時に上記電圧監視手段によって検出される電圧が予め設定された閾値以下の場合に上記蓄電手段の未接続状態であると判定する制御手段とを備えた無停電電源装置。
蓄電手段は、当該無停電電源装置に外出しに設置されることを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
交流の商用電源を直流電圧に変換して直流電圧変換手段に供給する交流直流電圧変換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
交流の商用電源を直流電圧に変換して直流電圧変換手段に供給する交流直流電圧変換手段を備え、
蓄電手段は、当該無停電電源装置の内部に取り込むように設置されることを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
通信手段に所定の直流電圧を供給する無停電電源装置を備え、
上記無停電電源装置は、
電源電圧を変圧して所定の直流電圧を上記通信手段に供給する直流電圧変換手段と、
取り付け取り外し自在にされ、電源停電時にその電源の代わりに上記通信手段への電源を供給する蓄電手段と、
上記直流電圧変換手段から発生される直流電圧を上記蓄電手段に供給する充電手段と、
上記充電手段の上記蓄電手段への出力部の電圧を検出する電圧監視手段と、
上記直流電圧変換手段への電源電圧の投入を検出し、その投入検出時に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を停止させると共に、上記直流電圧変換手段への電源電圧の給電が継続的される通常運転中に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を間欠的に停止させ、それら充電停止時に上記電圧監視手段によって検出される電圧が予め設定された閾値以下の場合に上記蓄電手段の未接続状態であると判定する制御手段とを備え、
上記通信手段は、上記制御手段が上記蓄電手段の未接続状態であると判定した場合に、外部に未接続警報を通信することを特徴とする加入者側装置。
通信経路を通じて局側装置に対して通信する加入者側装置を備え、
上記加入者側装置は、通信手段に所定の直流電圧を供給する無停電電源装置を備え、
上記無停電電源装置は、
電源電圧を変圧して所定の直流電圧を上記通信手段に供給する直流電圧変換手段と、
取り付け取り外し自在にされ、電源停電時にその電源の代わりに上記通信手段への電源を供給する蓄電手段と、
上記直流電圧変換手段から発生される直流電圧を上記蓄電手段に供給する充電手段と、
上記充電手段の上記蓄電手段への出力部の電圧を検出する電圧監視手段と、
上記直流電圧変換手段への電源電圧の投入を検出し、その投入検出時に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を停止させると共に、上記直流電圧変換手段への電源電圧の給電が継続的される通常運転中に、上記充電手段から上記蓄電手段への充電を間欠的に停止させ、それら充電停止時に上記電圧監視手段によって検出される電圧が予め設定された閾値以下の場合に上記蓄電手段の未接続状態であると判定する制御手段とを備え、
上記加入者側装置の上記通信手段は、上記制御手段が上記蓄電手段の未接続状態であると判定した場合に、上記局側装置に上記通信経路を通じて未接続警報を通信することを特徴とする通信システム。