JPH08308133A - 通信機用給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バックアップ用蓄電池を備え、この蓄電池の温
度依存性を補正する通信機用給電装置において、温度検
出器が故障したとき、その警報信号を発生して信頼性を
高める。 【構成】蓄電池５を電源装置３により充電しつつ負荷13
に一定電圧を供給する通信機用給電装置６において、蓄
電池５の温度をサーミスタ４で検出して制御回路２によ
って温度特性を補正する。常温以下の温度では一定電圧
を保ち、常温から環境最高温度までの範囲の温度におい
ては、熱逸走事故を防止するため、負の傾斜の温度特性
にする。サーミスタ４の開放故障と短絡故障の二つのモ
ードを感知して警報回路８を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通信機用給電装置に関す
るものであり、特にバックアップ用の蓄電池温度に応じ
て充電電圧を制御する電源装置を備えた通信機用給電装
置に関する。

【０００２】

【発明の背景】有線電話等の通信機用給電装置は、多く
は局舎に設置した整流電源装置とバックアップ用の蓄電
池とを用いて継続安定した給電を行っている。ところが
近年では通信機器の高度な発展により、通信機用給電装
置は局舎にのみ設置するものでなく、比較的小容量の通
信機用給電装置を多数分散して局舎外に配置する形式が
増えつつある。このような用途の通信機用給電装置は、
ほぼ屋外の環境条件に等しい広い温度範囲で特性を保持
する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで問題となるの
が、蓄電池の温度特性である。一般に蓄電池の端子間電
圧は温度に対してわずかに負の温度係数を有しているた
め、周囲温度が高くなると端子間電圧は減少する。した
がって高温領域でも充電電圧を一定値にしておくと、充
電電流が増加し、この増加した電流によってさらに蓄電
池が温度上昇し、ついには熱逸走を引き起こすことにな
る。本発明は、通信機用給電装置において、蓄電池の熱
逸走を防止するとともに、広い温度範囲で安定した円滑
な給電特性を得ることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、以下の手段を提案するものである。蓄電池を電源装
置で充電しつつ負荷にほぼ一定電圧を供給する通信機用
給電装置において、蓄電池の近傍に配設した温度検出手
段と、この温度検出手段により発生する負温度特性を有
する基準電圧源と、この基準電圧源と前記電源装置の出
力電圧の検出値とを比較する増幅手段とからなる負温度
係数制御手段と、前記電源装置の出力電圧の検出値を比
較して所定電圧を発生する電圧安定化制御手段と、この
電圧安定化制御手段と前記負温度係数制御手段との信号
を合成する信号合成手段と、前記温度検出手段に流れる
電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段に発
生する信号が上限を越えたとき警報信号を発生する上限
逸脱警報手段と、この電流検出手段に発生する信号が下
限を越えたとき警報信号を発生する下限逸脱警報手段
と、これら上限逸脱警報手段と下限逸脱警報手段との警
報信号を合成する警報信号合成手段とを備えることを特
徴とする通信機用給電装置。を提案する。

【０００５】

【実施例】図１により、本発明にかかる通信機用給電装
置の一実施例を説明する。まず構成を説明する。商用交
流電源１は電源装置３の入力端子に接続される。電源装
置３においては、通信機用の標準電圧である直流４８Ｖ
系に変換され出力される。この電源装置３の出力は蓄電
池５に接続され、さらにドロッパ７を介して出力端子
９，11に接続され、負荷13へと送られる。ドロッパ７は
蓄電池５の充電時電圧が所望の電圧値より高いので、そ
の差分を負担減少するための回路である。

【０００６】蓄電池５の側面にはサーミスタ４が配設さ
れて、蓄電池５の温度に対応してサーミスタ４によって
温度検出され、電源装置３の制御回路２に送られる。こ
の電源装置３の動作に異常があると警報回路８が動作し
て、異常を知らせる。

【０００７】制御回路２の機能については、大別して４
通りがある。まず常温領域における定電圧制御機能であ
り、次に高温領域の負温度係数制御機能であり、第３に
これらの合成機能である。第４に異常時の警報信号発生
機能である。以下この４種類の機能別に構成と作用を説
明する。

【０００８】

【定電圧制御機能】電源装置３の出力端子から引き出し
た一対の線路31,32 から制御回路２自身の動作電源を得
る。またこの一対の線路31,32 は電源装置３の出力電圧
検出線ともなる。線路31,32 には、抵抗器215,216 が接
続され、これらにより分圧された電圧が三端子レギュレ
ータ214 の検出端子に接続される。三端子レギュレータ
214は内部の基準電圧と安定化機能により、その出力端
子が接続される抵抗器213 との接続点ｄに所定の電圧が
発生する。

【０００９】

【負温度係数制御機能】負温度係数制御機能を行うため
には、まず所望の傾斜の負の温度係数をもった基準電圧
を作り、次に出力電圧検出値と比較する演算増幅器に入
力する。

【００１０】負の温度係数をもった基準電圧を作り出す
ために、サーミスタ４の抵抗値は、温度によって大幅に
かつ指数関数的に変化するため、このまま使用しても理
想的な充電電圧制御とはならない。そこでサーミスタ４
に並列に抵抗器203 を接続し、さらに抵抗器202 を直列
に接続した上で抵抗器205 と並列に接続したコンデンサ
206 の回路により、ａ点に必要とする負の温度係数をも
った基準電圧の近似値を作り出す。なお、サーミスタ４
の一端は抵抗器201 を介してコモン線32に接続される
が、この抵抗器201 は比較的小さい抵抗値であり、所期
の温度係数の創出には悪影響を与えない。

【００１１】また出力電圧検出線として、線路31,32 に
は抵抗器217,218 が接続され、これらによりｅ点に分圧
された電圧が抵抗器207 を経てｂ点に検出電圧が発生す
る。

【００１２】ａ点に発生する負の温度係数をもった基準
電圧と、ｂ点に発生する出力電圧検出値とを、それぞれ
演算増幅器200 の＋，−入力端子に接続することによ
り、演算増幅器200 の出力端子には所期の負温度係数制
御機能に対応した電圧を発生する。演算増幅器200 の出
力端子にはダイオード211 と抵抗器213 とフォトカプラ
212 の発光ダイオード部とが直列に接続され、この発光
ダイオード部からは電源装置３に信号を送る。なお、演
算増幅器200 の入出力端子間に接続された抵抗器208,20
9 およびコンデンサ210 は利得と特性を調整するもので
ある。

【００１３】

【合成機能】これら定電圧制御機能と負温度係数制御機
能とは点ｄで合成される。ここで演算増幅器200 の出力
端子に直列接続されるダイオード211 があるため、三端
子レギュレータ214 の定電圧制御機能によって制御電圧
の上限に対応する、点ｄの電圧はクランプされて、図３
に示す特性が得られる。なお、電源装置３には電流制限
機能を備えており、出力の電圧電流特性がいわゆる垂下
特性である。この図３に示す電圧を蓄電池５に印加した
ときに、おおむね蓄電池の充電時電圧に適合するよう設
定されているが、適正電流範囲を越えたときには垂下特
性が作用して、蓄電池５には必要にして適正十分な充電
電流が与えられる。

【００１４】

【警報信号発生機能】サーミスタ４に直列接続される抵
抗器201 の一端ｇには、サーミスタ４に流れ電流に比例
した電圧が発生する。サーミスタ４が正常であるときに
は、ｇ点には所定の範囲の電圧が発生する。もしサーミ
スタ４が断線または抵抗値が極めて高くなったときに
は、ｇ点にはゼロまたは極めて低い電圧が発生する。こ
れを開放故障として、コンパレータ230 で比較する。コ
ンパレータ230 の−入力端子には抵抗器231,232 で分割
した基準電圧があらかじめ与えられている。一方ｇ点の
電圧は抵抗器234 を介してコンパレータ230 の＋端子に
接続されており、ｇ点の電圧がセロまたは極めて低い電
圧になると、コンパレータ230 の出力端子は、コモン線
側にオンとなる。なお、コンパレータ230 の＋入力端子
と出力端子間に接続された抵抗器235 とダイオード236
とは、ヒステリシス特性をもたせるためであり、コンパ
レータ230 の＋入力端子とコモン線32間に接続されたコ
ンデンサ233 は雑音電圧除去のためである。

【００１５】もし逆にサーミスタ４が短絡または抵抗値
が極めて低くなったときには、ｇ点には平常時より極め
て高い電圧が発生する。これを短絡故障として、コンパ
レータ250 で比較する。コンパレータ250 の＋入力端子
には抵抗器251,252 で分割した基準電圧があらかじめ与
えられている。一方ｇ点の電圧は抵抗器254 を介してコ
ンパレータ250 の−端子に接続されており、ｇ点の電圧
が平常時より極めて高い電圧になると、コンパレータ25
0 の出力端子は、コモン線側にオンとなる。なお、コン
パレータ250 の＋入力端子と出力端子間に接続された抵
抗器255 は、ヒステリシス特性をもたせるためであり、
コンパレータ250 の−入力端子とコモン線32間に接続さ
れたコンデンサ253 は雑音電圧除去のためである。

【００１６】コンパレータ230,250 のいずれの出力端子
がコモン線側にオンとなっても、これらにそれぞれ直列
接続されたダイオード237,256 および抵抗器271 とによ
り、オア論理となり、さらにこの抵抗器271 と直列接続
されたフォトカプラ270 の発光ダイオード部は、警報信
号を発する。この警報信号は、図１に示す警報回路８に
送られて、ランプやブザー等の警報手段を作動させた
り、または電源装置３の中の機能を一部停止させること
ができる。

【００１７】以上述べた図２に示す実施例は、本発明の
一例であって同様の機能を行うために、変形することが
できる。例えばサーミスタ４については、他の種類の温
度検出手段にすることができる。また三端子レギュレー
タ214 については、基準電圧源と演算増幅器との組合せ
とすることができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は以上述べたような特徴を有して
いるので、バックアップ用蓄電池を使用した通信機用給
電装置を構成する際に、蓄電池温度に対応した最適な充
電電圧が設定できるため、理想的な蓄電池使用が可能と
なり、蓄電池の延命と熱逸走の防止の効果を奏する。そ
してこの特性を保つための警報回路を備えているので、
より信頼性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる通信機用給電装置の一実施例を
示す図である。

【図２】本発明にかかる通信機用給電装置における制御
回路の一実施例を示す図である。

【図３】本発明にかかる通信機用給電装置における蓄電
池充電のための電圧と温度の関係の特性図である。

【符号の説明】

１…商用交流電源 ２…制御回路 ３…電源装置
４…サーミスタ ５…蓄電池 ６…通信機用給電装置 ７…ドロッパ
８…警報回路 ９，11…出力端子 13…負荷 200 …演算増幅器 212…フォトカプラ 214 …三
端子レギュレータ 220 …ツェナーダイオード 230,250…コンパレータ 270 …フォトカプラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 ▲昇▼ 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 福田 佳史 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄電池を電源装置で充電しつつ負荷にほぼ
   一定電圧を供給する通信機用給電装置において、 前記蓄電池の近傍に配設した温度検出手段と、この温度
   検出手段により発生する負温度特性を有する基準電圧源
   と、この基準電圧源と前記電源装置の出力電圧の検出値
   とを比較する増幅手段とからなる負温度係数制御手段
   と、 前記電源装置の出力電圧の検出値を比較して所定電圧を
   発生する電圧安定化制御手段と、 この電圧安定化制御手段と前記負温度係数制御手段との
   信号を合成する信号合成手段と、 前記温度検出手段に流れる電流を検出する電流検出手段
   と、 この電流検出手段に発生する信号が上限を越えたとき警
   報信号を発生する上限逸脱警報手段と、 この電流検出手段に発生する信号が下限を越えたとき警
   報信号を発生する下限逸脱警報手段と、 これら上限逸脱警報手段と下限逸脱警報手段との警報信
   号を合成する警報信号合成手段とを備えることを特徴と
   する通信機用給電装置。