JPH0352525A - 直流給電回路 - 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】 〔概　要〕 交流入力を直流に変換する交流／直流コンバータと交流
入力停電時のバックアップ用のバッテリーからなる直流
無瞬断・無停電給電システムに関し、 シリコンドロッパ等の負荷電圧補償手段による電力損失
や発熱の増大を防止することを目的とし、交流入力を直
流に変換する交流／直流コンバータと、交流入力停電時
のバックアップ用バッテリーと、シリコンドロッパ等の
負荷電圧補償手段と、該負荷電圧補償手段を短絡する磁
気コンタクターと、制御回路に補助電源を供給する補助
電源供給回路とからなる直流給電回路において、バック
アップ用バッテリーを充電するブースターチャージャと
、交流入力電源の有無を監視する停電監視回路と、該停
電監視回路の起動により前記負荷電圧補償手段を起動す
る第ｌの制御回路と、該停電監視回路の起動より一定時
間後に前記磁気コンタクターを起動するための第２の制
御回路とを設け、 前記交流／直流コンバータの出力を常時負荷給電に使用
すると共に、交流入力電源停電時にブースターチャージ
ャにより充電されているバックアップ用バッテリー電圧
を負荷給電に使用するように構戒する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、交流入力を直流に変換する交流／直流コンバ
ータと交流入力停電時のバックアップ用のバッテリーか
らなる直流無瞬断・無停電給電システムにおける直流給
電回路に関する。

直流給電回路は交流電源１００ｖまたは２００Ｖを直流
４８Ｖまたは２４Ｖに変換して、通信機用や非常用の電
源として使用されている。通信機用や非常用の電源装置
はバッテリーバックアップを持った浮動充電器等で入力
の交流電力を直流電力に変換し、バッテリーを充電しな
がら負荷へ電力を供給する浮動充電方式が採用されてい
る． 近年、負荷装置の半導体素子化が進み、これに伴い負荷
装置を駆動する電源はより電圧精度の高い品質が要求さ
れるようになってきた。

〔従来の技術〕

従来の直流給電回路の回路構成図を第４図に示す。図に
おいて、１１は交流／直流コンバータ、ｌ２はバックア
ップ用バッテリー、１３は負荷電圧補償手段、ｌ４は磁
気コンタクター、１５は補助電源供給回路、１６は出力
電圧制御回路を示す。

交流入力電圧１００ｖまたは２００Ｖが交流／直流コン
バータ１１に人力され、直流電圧５４Ｖに変換されてバ
ックアップ用バッテリー１２を充電すると共に、シリコ
ンドロッパ一等よりなる負荷電圧補償手段１３で６Ｖを
降下して出力電圧４８Ｖを負荷に供給する。

バックアップ用バッテリー１２は直流電圧５４Ｖにより
常時充電されている。

停電等により交流入力電圧が止まると交流／直流コンバ
ータ１１からの直流供給が停止し、バックアッフ゜用バ
ッテリー１２からの直流電圧供給に切り替わる。負荷電
圧補償千段ｌ３でドロップした出力電圧は出力電圧制御
回路１６により、補助電源供給回路１５により得られる
基準電圧と比較され、バックアップ用バッテリー１２の
放電により出力電圧が基準電圧より低くなった時、磁気
コンタクターｌ４を動作させ、その動作接点により負荷
電圧補償手段１３を短絡して出力電圧を昇圧して調整す
る。

交流停電が回復すれば交流／直流コンバータｌ１からの
直流供給に戻り、バックアップ用バッテリー１２を再び
充電開始し、負荷供給電圧と基準電圧とを出力電圧制御
回路１６により比較し、基準電圧より高くなった時磁気
コンタクタ−１４を復旧させ負荷電圧補償手段ｌ３を出
力回路に挿入して、出力電圧を降圧させて負荷に供給す
る。

以上の従来の直流給電回路の出力電圧推移波形を第５図
示す。図において、■′はバッテリーの充電電圧、■゜
は出力電圧、■゛は出力電圧変動許容範囲の上限値、■
゛は下限値を示す。

直流給電回路はバッテリーを充電しながら負荷へ直流電
力を供給しなければならないので、バッテリーの放電電
圧より少し高い電圧で充電するため、負荷の許容電圧内
を越えないよう充電電圧から数ボルト低下させてから負
荷へ給電する必要が生ずる． 〔発明が解決しようとする課題〕 従来より、バッテリーの充電電圧から数ボルト低下させ
る方法として、シリコンドロッパー等による負荷電圧補
償手段が用いられており、このドロッパーが出力電圧供
給中常時挿入されているため、このドロッパーにより電
力損失や発熱の増大を招いていた。

本発明では、負荷給電において従来方式では避けること
の出来ないドロッパーの電力損失や発熱を軽減すること
を目的とする。このため、負荷給電は専用の整流器で行
い、更にバッテリーの充電は負荷給電電圧より数ボルト
上昇させるための専用の充電器（ブースターチャージャ
）を使用する．〔課題を解決するための手段〕 本発明の原理構威図を第１図に示す。図において、ｌは
交流入力を直流に変換する交流／直流コンバータ、２は
交流入力停電時のバックアップ用バッテリー、３はシリ
コンドロッパー等の負荷電圧補償手段、４は該負荷電圧
補償手段を短絡する磁気コンタクター、５は制御回路に
補助電源を供給する補助電源供給回路、６はバックアッ
プ用バッテリーを充電するブースターチャージャ、７は
交流入力電源の有無を監視する停電監視回路、８は該停
電監視回路の起動により前記負荷電圧補償手段を起動す
る第１の制御回路、９は該停電監視回路の起動より一定
時間後に前記磁気コンタクタを起動するための第２の制
御回路を示す。

交流／直流コンバータ１の出力を常時負荷給電に使用す
ると共に、交流入力電源停電時にデースターチャージャ
６により充電されているパックアップ用バッテリー２の
電圧を負荷給電に使用するように構威する。本方式は交
流入力が停電して交流／直流コンバータ１とブースター
チャージャ６が出力を停止している時のみバッテリー２
を負荷へ接続する方式である。

〔作用〕

交流入力が正常中は負荷への給電は専用の交流／直流コ
ンバータ１により行い、バッテリー充電は専用のブース
ターチャージャ６により行う。

交流入力が停電すると、停電監視回路７が起動し、第１
の制御回路８を起動して、負荷電圧補償手段３を構戒す
るサイリスタを動作させ、ダイオードによるドロッパー
を通してバッテリー２が負荷給電回路に接続され、バッ
テリー２の放電により直流給電を継続する．同時にブー
スターチャージャ６の運転を停止させる。次に停電監視
回路７の起動により第２の制御回路９が起動し、一定時
間経過後に磁気コンタクタ４を動作させ、負荷電圧補償
手段３のサイリスタとダイオードとをバイパスさせて、
バッテリー２の電圧をそのまま負荷へ供給する。

停電が回復すると停電監視回路７が交流入力を監視して
、前記停電時と逆の動作により磁気コンタクタ４を復旧
させ、バッテリー２と交流／直流コンバータ１とを切り
離すと共に、ブースターチャージャ６と交流／直流コン
バータ１の運転を開始し、バッテリー充電と負荷給電を
再開する。

〔実施例〕

本発明の実施例の回路構成図を第２図に示す。

図において、ｌは交流／直流コンバータ、２はバッテリ
ー、３は負荷電圧補償手段、４は磁気コンタクタ、５は
補助電源供給回路、６はブースターチャージャ、７は停
電監視回路、８は第１の制御回路、９は第２の制御回路
を示す。

負荷電圧補償手段３はダイオードＤ６．Ｄ７とサイリス
タＴＨＩ　とからなり、磁気コンタクタ４はＭＣリレー
と接点肛とからなり、ＩＩＩＣ接点の動作により負荷電
圧補償手段３をバイパスする。補助電源供給回路５はト
ランジスタＴＲＩ　，ツェナーダイオードＤＩ，抵抗Ｒ
ｌ，コンデンサＣＩからなり、第２の制御回路９に１２
Ｖ電圧を供給する。ブースターチャージャ６は６ｖのコ
ンバータで５４Ｖ電圧によりバッテリー２を常時充電す
る。停電監視回路７はホトカプラＰＣＩと抵抗、コンデ
ンサ、整流回路、トランスからなり、交流電圧を直流に
整流して交流入力電圧の有無を監視し、停電時にはホト
カプラＰＣＩが復旧して制御回路を起動する。

第２の制御回路９はホトカブラＰＣＩ，ＰＣ２，ＰＣ３
とトランジスタＴＲ２．ＴＲ３とタイマーリレーＴＭ等
よりなり、停電時ホトカプラＰＣＩの復旧によりホトカ
ブラＰＣ２，　ＰＣ３が起動し、第１の制御回路８を起
動すると共にブースターチャージャ６を停止させる．第
１の制御回路８ではホトカブラＰＣ２の動作によりサイ
リスタＴｌｌｌが導通し、負荷電圧補償手段３のシリコ
ンドロッパＤ６．Ｄ７とサイリスクＴＨＩとが挿入され
、バッテリー２からの充電電圧５４Ｖを６ｖ降下させて
負荷に４８Ｖ電圧を供給する。

第２の制御回路９ではタイマーリレーＴＭが一定時間後
に動作し、ｔｍ接点により磁気コンタクタＭＣ４を動作
させ、ＩＩＩＣ接点によりサイリスクＴＨＩとドロッパ
−０６．０７をバイパスさせて、バッテリー２の電圧を
そのまま負荷へ供給する。肛接点動作によりサイリスタ
ＴＨＩは無電流になりオフする。

停電が回復すると停電監視回路７のホトカプラＰＣＩが
動作し、停電時と逆の動作進行によりコンタクタＭＣ４
を復旧させ、バッテリー２と交流／直流コンバータｌと
を切り離すと共に、ブースターチャージャ６と交流／直
流コンバータ１の運転を開始し、バッテリー充電と負荷
給電とを再開させる。

本実施例の出力電圧波形推移を第３図に示す．図におい
て、■はバッテリー充電電圧、■は出力電圧、■は出力
電圧変動許容範囲の上限値、■は下限値を示す。バッテ
リー充電電圧のはブースターチャージャ６により出力電
圧より数ボルト高い電圧で充電しており、停電時出力電
圧■は一時低下を開始するが、サイリスタＴＨ１の動作
によりシリコンドロッパＤ６，Ｄ７が出力回路に挿入さ
れて負荷に供給され、一定時間後にＭＣコンタクタ４の
動作によりバイパスルートを作り、バッテリー２の電圧
を直接負荷に供給する。サイリスクＴ｝１１も復旧し、
停電回復時はＭＣコンタクタ４の復旧により交流／直流
コンバータ１からの電圧が負荷に供給され、バッテリー
２もブースターチャージャ６により点線のように充電さ
れる． 〔発明の効果〕 本発明では、従来方式と比較しドロッパー用ダイオード
による消費や発熱を削減できると共に、ドロッパー用ダ
イオードやスイッチ用サイリスタへの電力印加が短時間
のため、放熱フィン等を小さくでき大幅なシステムの小
型化が可能である。

また、バッテリー充電のためのブースターチャージャも
交流／直流コンバータの出力にプーストするため小型化
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、第２図は実施例の回路構
威図、第３図は実施例の出力電圧推移波形図、第４図は
従来例の回路構威図、第５図は従来例の出力電圧推移波
形図を示す． 図において、ｌ，１１は交流／直流コンバータ、２，１
２はバッテリー、３．１３は負荷電圧補償手段、４．１
４は磁気コンタクタ、５．１５は補助電源供給回路、６
はブースターチャージャ、７は交流停電監視回路、８は
第ｌの制御回路、９は第２の制御回路、１６は出力電圧
制御回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流入力を直流に変換する交流／直流コンバータ（１）
   と、交流入力停電時のバックアップ用バッテリー（２）
   と、シリコンドロッパ等の負荷電圧補償手段（３）と、
   該負荷電圧補償手段を短絡する磁気コンタクター（４）
   と、制御回路に補助電源を供給する補助電源供給回路（
   ５）とからなる直流給電回路において、 上記バックアップ用バッテリー（２）を充電するブース
   ターチャージャ（６）と、交流入力電源の有無を監視す
   る停電監視回路（７）と、該停電監視回路の起動により
   前記負荷電圧補償手段（３）を起動する第１の制御回路
   （８）と、該停電監視回路（７）の起動より一定時間後
   に前記磁気コンタクター（４）を起動するための第２の
   制御回路（９）とを設け、前記交流／直流コンバータ（
   １）の出力を常時負荷給電に使用すると共に、交流入力
   電源停電時にブースターチャージャ（６）により充電さ
   れているバックアップ用バッテリー（２）の電圧を負荷
   給電に使用することを特徴とする直流給電回路。