JPS636882B2 - - Google Patents
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- JPS636882B2 JPS636882B2 JP12431580A JP12431580A JPS636882B2 JP S636882 B2 JPS636882 B2 JP S636882B2 JP 12431580 A JP12431580 A JP 12431580A JP 12431580 A JP12431580 A JP 12431580A JP S636882 B2 JPS636882 B2 JP S636882B2
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- Japan
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- current
- voltage
- storage battery
- constant
- power supply
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は充電器兼用直流電源の制御装置に関す
る。
る。
無停電電源装置として、蓄電池を充電する機能
を備える交流―直流変換器から構成される直流電
源装置が知られている。このような直流電源装置
は蓄電池を充電しながら負荷に電力を供給し、そ
の際の出力電圧および出力電流は一般に制御装置
により定電圧、定電流に制御される。このような
電源装置に蓄電池および消費電力が一定またはこ
れに近い負荷、例えば直流定電圧電源、定電圧定
周波数インバータなどが接続された場合、蓄電池
の充電電圧は放電終止電圧から均等充電電圧まで
変化し、この変化幅は大きく、負荷電流は蓄電池
電圧の変化に応じて変化し、蓄電池電圧が高いほ
ど低い値となる。また、蓄電池の充電電流は蓄電
池電圧の上昇につれて増大し、そして蓄電池は充
電された状態では抵抗分が極めて小さいという理
由で、蓄電池の充電電流は必要以上に増加し、結
局、蓄電池の寿命を短くするばかりか電源装置の
信頼性を低下させてしまう。
を備える交流―直流変換器から構成される直流電
源装置が知られている。このような直流電源装置
は蓄電池を充電しながら負荷に電力を供給し、そ
の際の出力電圧および出力電流は一般に制御装置
により定電圧、定電流に制御される。このような
電源装置に蓄電池および消費電力が一定またはこ
れに近い負荷、例えば直流定電圧電源、定電圧定
周波数インバータなどが接続された場合、蓄電池
の充電電圧は放電終止電圧から均等充電電圧まで
変化し、この変化幅は大きく、負荷電流は蓄電池
電圧の変化に応じて変化し、蓄電池電圧が高いほ
ど低い値となる。また、蓄電池の充電電流は蓄電
池電圧の上昇につれて増大し、そして蓄電池は充
電された状態では抵抗分が極めて小さいという理
由で、蓄電池の充電電流は必要以上に増加し、結
局、蓄電池の寿命を短くするばかりか電源装置の
信頼性を低下させてしまう。
上記したように蓄電池電圧の上昇につれて負荷
電流が減少することから、この種電源装置では、
一般に電流垂下回路、すなわち蓄電池が均等充電
電圧に達しているときの電流値を蓄電池が放電終
止電圧に達しているときの電流値よりも垂下した
値にする制御を可能ならしめる回路を設けてい
る。電流垂下値は充電電流値と負荷電流最大値と
の和で決定されるが、定電流垂下機能を有する定
電圧電源の場合、負荷電流は蓄電池電圧が上昇す
るにつれて減少し、この減少分は蓄電池に流れて
充電電流を必要以上に増大させてしまい、それ
故、既知の電流垂下回路を用いたとしても蓄電池
に必要以上に大きい充電電流が流れてしまうとい
う問題は解決されない。このため直流電源装置の
出力容量が必要以上に増加し、装置は大型になり
高費用になる。
電流が減少することから、この種電源装置では、
一般に電流垂下回路、すなわち蓄電池が均等充電
電圧に達しているときの電流値を蓄電池が放電終
止電圧に達しているときの電流値よりも垂下した
値にする制御を可能ならしめる回路を設けてい
る。電流垂下値は充電電流値と負荷電流最大値と
の和で決定されるが、定電流垂下機能を有する定
電圧電源の場合、負荷電流は蓄電池電圧が上昇す
るにつれて減少し、この減少分は蓄電池に流れて
充電電流を必要以上に増大させてしまい、それ
故、既知の電流垂下回路を用いたとしても蓄電池
に必要以上に大きい充電電流が流れてしまうとい
う問題は解決されない。このため直流電源装置の
出力容量が必要以上に増加し、装置は大型になり
高費用になる。
本発明は、上記したような従来技術の欠点を除
去することを企図し、また、蓄電池の充電電流は
蓄電池電圧が放電終了電圧から均等充電電圧まで
上昇する期間全体にわたり一定であることが望ま
しいこと（充電電流は容量Ｃ（アンペア時間）に
対して鉛電池では0.1C、アルカリ電池では0.2Cが
推奨されている）を考慮に入れてなされたもので
ある。
去することを企図し、また、蓄電池の充電電流は
蓄電池電圧が放電終了電圧から均等充電電圧まで
上昇する期間全体にわたり一定であることが望ま
しいこと（充電電流は容量Ｃ（アンペア時間）に
対して鉛電池では0.1C、アルカリ電池では0.2Cが
推奨されている）を考慮に入れてなされたもので
ある。
従つて、本発明の目的は、出力容量を小さくで
き、装置の小型化および費用の低減を図ることが
でき、更には、寿命、信頼性を向上させることの
できる充電器兼用直流電源装置の制御装置を提供
することにある。
き、装置の小型化および費用の低減を図ることが
でき、更には、寿命、信頼性を向上させることの
できる充電器兼用直流電源装置の制御装置を提供
することにある。
次に、図面を参照してまず従来のこの種装置の
構成例を説明し、次いで本発明の実施例を説明す
る。
構成例を説明し、次いで本発明の実施例を説明す
る。
第１図は従来の充電器兼用直流電源装置の制御
装置の構成例を示し、第３図は第１図にいくつか
の部分の電流が蓄電池電圧の変化に応じてどのよ
うに変化するかを示す図である。
装置の構成例を示し、第３図は第１図にいくつか
の部分の電流が蓄電池電圧の変化に応じてどのよ
うに変化するかを示す図である。
第１図において、交流電源（図示せず）からの
交流入力電圧は変圧器１で電圧変換され、整流器
２により直流電圧に変換される。この直流電圧は
フイルタコンデンサ３で平滑され、さらに制御弁
４により定電圧制御される。制御弁４の出力には
平滑用リアクトル６およびこの平滑用リアクトル
６に蓄えられたエネルギーを環流するため環流ダ
イオード５が接続されている。平滑用リアクトル
６の出力端側には交流電源停電時用緊急電源とし
ての蓄電池１０、および消費電力が一定またはこ
れに近い負荷１１が接続されている。
交流入力電圧は変圧器１で電圧変換され、整流器
２により直流電圧に変換される。この直流電圧は
フイルタコンデンサ３で平滑され、さらに制御弁
４により定電圧制御される。制御弁４の出力には
平滑用リアクトル６およびこの平滑用リアクトル
６に蓄えられたエネルギーを環流するため環流ダ
イオード５が接続されている。平滑用リアクトル
６の出力端側には交流電源停電時用緊急電源とし
ての蓄電池１０、および消費電力が一定またはこ
れに近い負荷１１が接続されている。
電源装置の直流出力電圧は、電圧検出器８によ
り検出した出力電圧と浮動電圧設定器９ｂまたは
均等電圧設定器９ｃで予め設定される電圧値との
間の偏差により制御信号発生部９ｄを介して制御
弁４を制御することにより、蓄電池１０が充電さ
れてしまうまでは均等電圧設定器９Ｃで設定され
た電圧値に、蓄電池が充電されてしまい均等充電
電圧Eeに達してしまつた後は浮動電圧設定器９
ｂで設定された電圧値に定電圧制御される。ま
た、電源装置の出力電流IOは蓄電池充電電流を
IB、負荷電流をILで表わせば蓄電池が充電された
時点でIO＝IB＋IL＝電流垂下値となり、この時の
電流値は電流検出器７により検出され、この検出
された電流値と垂下電流設定器９ａで予め設定さ
れる電流値との間の偏差により制御部９ｄを介し
て制御弁４を制御することによりその設定電流値
に定電流制御される。
り検出した出力電圧と浮動電圧設定器９ｂまたは
均等電圧設定器９ｃで予め設定される電圧値との
間の偏差により制御信号発生部９ｄを介して制御
弁４を制御することにより、蓄電池１０が充電さ
れてしまうまでは均等電圧設定器９Ｃで設定され
た電圧値に、蓄電池が充電されてしまい均等充電
電圧Eeに達してしまつた後は浮動電圧設定器９
ｂで設定された電圧値に定電圧制御される。ま
た、電源装置の出力電流IOは蓄電池充電電流を
IB、負荷電流をILで表わせば蓄電池が充電された
時点でIO＝IB＋IL＝電流垂下値となり、この時の
電流値は電流検出器７により検出され、この検出
された電流値と垂下電流設定器９ａで予め設定さ
れる電流値との間の偏差により制御部９ｄを介し
て制御弁４を制御することによりその設定電流値
に定電流制御される。
この定電流制御の場合、蓄電池電圧の上昇につ
れて、負荷電流ILは蓄電池が放電終止電圧Efにあ
るときの電流値IL1から蓄電池が均等充電電圧Ee
になつた時の電流値IL2に減少するにも拘らず、
出力電流IOは一定であるため、充電電流IBは蓄電
池放電終止電圧時の値IB1から蓄電池均等充電電
圧時の値IB2へと増加する結果となる。蓄電池は
充電された状態では抵抗分が極めて小さいので、
この蓄電池電流の増加分は相当に大きく、この結
果蓄電池には必要以上の充電電流が流れ、寿命、
信頼性の点で悪影響を及ぼすばかりか、直流電源
装置としても出力容量が必要以上に増し、装置は
大型になり高費用になる。なお、第１図において
二点鎖線で囲んだ部分は上記の説明から明らかな
ように電圧・電流制御装置を構成するのでこれを
参照番号９で示し、一点鎖線で囲んだ部分は交流
―直流変換器形の直流電源装置を構成するのでこ
れを参照番号１２で示してある。
れて、負荷電流ILは蓄電池が放電終止電圧Efにあ
るときの電流値IL1から蓄電池が均等充電電圧Ee
になつた時の電流値IL2に減少するにも拘らず、
出力電流IOは一定であるため、充電電流IBは蓄電
池放電終止電圧時の値IB1から蓄電池均等充電電
圧時の値IB2へと増加する結果となる。蓄電池は
充電された状態では抵抗分が極めて小さいので、
この蓄電池電流の増加分は相当に大きく、この結
果蓄電池には必要以上の充電電流が流れ、寿命、
信頼性の点で悪影響を及ぼすばかりか、直流電源
装置としても出力容量が必要以上に増し、装置は
大型になり高費用になる。なお、第１図において
二点鎖線で囲んだ部分は上記の説明から明らかな
ように電圧・電流制御装置を構成するのでこれを
参照番号９で示し、一点鎖線で囲んだ部分は交流
―直流変換器形の直流電源装置を構成するのでこ
れを参照番号１２で示してある。
第２図は本発明の一実施例を示し、第４図は第
２図のいくつかの部分の電流が蓄電池電圧の変化
に応じてどのように変化するかを示す図である。
２図のいくつかの部分の電流が蓄電池電圧の変化
に応じてどのように変化するかを示す図である。
第２図に示す構成は垂下電流補設定器９ｅが追
加されている点で第１図に示した構成と相違して
いる。この垂下電流補設定器９ｅは電圧検出器８
の出力に比例した可変信号を定電流制御ループを
構成する制御増幅器の−側入力端子に与える。一
方垂下電流補設定器９ａからの一定設定信号は制
御増幅器の＋側入力端子に与えられている。した
がつて、両設定器９ａ，９ｃの信号の合成により
与えられる電流制限値は直流電源装置の出力電圧
が高いほど小さくなる。なお、第２図中、第１図
に既に示されたものと対応する構成要素には第１
図で用いたのと同じ参照番号が付されている。
加されている点で第１図に示した構成と相違して
いる。この垂下電流補設定器９ｅは電圧検出器８
の出力に比例した可変信号を定電流制御ループを
構成する制御増幅器の−側入力端子に与える。一
方垂下電流補設定器９ａからの一定設定信号は制
御増幅器の＋側入力端子に与えられている。した
がつて、両設定器９ａ，９ｃの信号の合成により
与えられる電流制限値は直流電源装置の出力電圧
が高いほど小さくなる。なお、第２図中、第１図
に既に示されたものと対応する構成要素には第１
図で用いたのと同じ参照番号が付されている。
第４図に示されているように、出力電流IOの制
御は電流検出器７の検出値に対して加算される量
が蓄電池電圧の上昇による負荷電流の減少分と等
しくなるように行なわれる。蓄電池の充電電流IB
は推奨値IB1と一致するように選ばれる。
御は電流検出器７の検出値に対して加算される量
が蓄電池電圧の上昇による負荷電流の減少分と等
しくなるように行なわれる。蓄電池の充電電流IB
は推奨値IB1と一致するように選ばれる。
第３図に示すように、従来の装置では、蓄電池
電圧の上昇につれ充電電流がIB1からIB2へと増加
し均等充電電圧の点での直流電源装置の出力容量
はIO1×ECとなり、充電電流が増えた分だけ装置
容量は必要以上の容量のものとなるのに対し、本
発明では、第４図に示すように、負荷電流の減少
分IL1−IL2だけ電流垂下値を減少させているため
充電電流IBは一定となり、また直流電源装置の出
力容量もIO2×Eeとなり、従来方式にくらべて
（IL1−IL2）×Ee分だけ小さな容量のもので済む。
なお、明らかなように、第４図でIL1−IL2＝IO1−
IO2である。
電圧の上昇につれ充電電流がIB1からIB2へと増加
し均等充電電圧の点での直流電源装置の出力容量
はIO1×ECとなり、充電電流が増えた分だけ装置
容量は必要以上の容量のものとなるのに対し、本
発明では、第４図に示すように、負荷電流の減少
分IL1−IL2だけ電流垂下値を減少させているため
充電電流IBは一定となり、また直流電源装置の出
力容量もIO2×Eeとなり、従来方式にくらべて
（IL1−IL2）×Ee分だけ小さな容量のもので済む。
なお、明らかなように、第４図でIL1−IL2＝IO1−
IO2である。
直流出力電流の設定の仕方について説明すれ
ば、従来の方式の場合は出力電流IO＝IO1となるよ
うに垂下電流設定器９ａにより設定するが、本発
明の方式の場合は、蓄電池電圧がEfの時IO＝IO1、
蓄電池電圧がEeの時IO＝IO2となるように設定器
９ａおよび補設定器９ｅを調整する。このときの
検出量と設定器９ａおよび補設定器９ｅの設定量
との関係は次のようになる。
ば、従来の方式の場合は出力電流IO＝IO1となるよ
うに垂下電流設定器９ａにより設定するが、本発
明の方式の場合は、蓄電池電圧がEfの時IO＝IO1、
蓄電池電圧がEeの時IO＝IO2となるように設定器
９ａおよび補設定器９ｅを調整する。このときの
検出量と設定器９ａおよび補設定器９ｅの設定量
との関係は次のようになる。
出力電流がIO1のときの検出量をlO1蓄電池電圧
がEeのときの補設定器９ｅによる補設定量をe1、
設定器９ａによる設定量をa1とすると、電圧Efの
点に換算した補設定量はe1×Ef／Eeであり、また、 電流IO2の点に換算した検出量はlO1×IO2／IO1なので、 lO1＋Ef／Ee×e1＝a1（Ａ点における関係式） IO2／IO1×lp1＋e1＝a1（Ｂ点における関係式） となる。
がEeのときの補設定器９ｅによる補設定量をe1、
設定器９ａによる設定量をa1とすると、電圧Efの
点に換算した補設定量はe1×Ef／Eeであり、また、 電流IO2の点に換算した検出量はlO1×IO2／IO1なので、 lO1＋Ef／Ee×e1＝a1（Ａ点における関係式） IO2／IO1×lp1＋e1＝a1（Ｂ点における関係式） となる。
以上第２図に示す実施例では制御弁を用いるチ
ヨツパ方式の直流電源装置を示したが、本発明は
直流―直流変換器からなる直流電源装置に対して
も適用可能なものである。
ヨツパ方式の直流電源装置を示したが、本発明は
直流―直流変換器からなる直流電源装置に対して
も適用可能なものである。
以上説明したように、本発明によれば、電流垂
下特性カーブを出力電圧追従形としたため、蓄電
池充電電流が一定となり、また装置出力容量も減
少し、小型化、費用低減が可能となる。特に、第
４図の実施例では電流検出回路に出力電圧を補正
量として加えているため回路構成が簡単となる利
点も得られる。
下特性カーブを出力電圧追従形としたため、蓄電
池充電電流が一定となり、また装置出力容量も減
少し、小型化、費用低減が可能となる。特に、第
４図の実施例では電流検出回路に出力電圧を補正
量として加えているため回路構成が簡単となる利
点も得られる。
第１図は従来の充電器兼用電源装置の制御装置
の構成例を示す図、第２図は本発明の一実施例を
示す図、第３図は第１図のいくつかの部分の電流
が蓄電池電圧の変化に応じてどのように変化する
かを示す図、第４図は第２図のいくつかの部分の
電流が蓄電池電圧の変化に応じてどのように変化
するかを示す図である。 ２：整流器、４：制御弁、７：電流検出器、
８：電圧検出器、９：電圧・電流制御装置、９
ａ：垂下電流設定器、９ｂ：浮動電圧設定器、９
ｃ：均等電圧設定器、９ｄ：制御信号発生部、１
０：蓄電池、１１：負荷、１２：直流電源装置。
の構成例を示す図、第２図は本発明の一実施例を
示す図、第３図は第１図のいくつかの部分の電流
が蓄電池電圧の変化に応じてどのように変化する
かを示す図、第４図は第２図のいくつかの部分の
電流が蓄電池電圧の変化に応じてどのように変化
するかを示す図である。 ２：整流器、４：制御弁、７：電流検出器、
８：電圧検出器、９：電圧・電流制御装置、９
ａ：垂下電流設定器、９ｂ：浮動電圧設定器、９
ｃ：均等電圧設定器、９ｄ：制御信号発生部、１
０：蓄電池、１１：負荷、１２：直流電源装置。
Claims (1)
- １ 消費電力が一定もしくはこれに近い負荷へ電
力を供給すると同時に蓄電地を充電する直流電源
装置の制御のために出力電圧を変更可能な設定値
にしたがつて調節する定電圧制御ループと、出力
電流が電流制限値を上回る際には前記定電圧制御
ループに優先してその出力電流をその電流制限値
に制限するよう作用する定電流制御ループとを備
える制御装置において、定電流制御ループによる
電流制限時にその都度における出力電圧に依存し
て蓄電地の充電電流が変動するのを制御するよう
に、出力電圧の上昇にともなつて前記電流制限値
を自動的に低下させる電流制限値変更手段を定電
流制御ループに設けたことを特徴とする充電器兼
用直流電源装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12431580A JPS5750029A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Control system for direct-current power device serving as charger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12431580A JPS5750029A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Control system for direct-current power device serving as charger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5750029A JPS5750029A (en) | 1982-03-24 |
| JPS636882B2 true JPS636882B2 (ja) | 1988-02-12 |
Family
ID=14882282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12431580A Granted JPS5750029A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Control system for direct-current power device serving as charger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5750029A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0172388U (ja) * | 1987-11-04 | 1989-05-16 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2605153B1 (fr) * | 1986-10-14 | 1993-12-10 | Flonic Sa | Systeme autonome d'alimentation electrique |
| JPH0595638A (ja) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Sanyo Electric Co Ltd | ２次電池の充電回路 |
| JPH07111738A (ja) * | 1993-09-27 | 1995-04-25 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 二次電池用充電器 |
-
1980
- 1980-09-08 JP JP12431580A patent/JPS5750029A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0172388U (ja) * | 1987-11-04 | 1989-05-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5750029A (en) | 1982-03-24 |
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