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JP2005045950A - Charger, non-interruptible power supply device, and deterioration determination method for battery - Google Patents

Charger, non-interruptible power supply device, and deterioration determination method for battery Download PDF

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JP2005045950A
JP2005045950A JP2003278948A JP2003278948A JP2005045950A JP 2005045950 A JP2005045950 A JP 2005045950A JP 2003278948 A JP2003278948 A JP 2003278948A JP 2003278948 A JP2003278948 A JP 2003278948A JP 2005045950 A JP2005045950 A JP 2005045950A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To determine the deterioration of a battery without causing the discharge of the battery. <P>SOLUTION: A prescribed waiting time is made to elapse after charging the battery 14 with a constant current. A deterioration determination part 76 determines the deterioration of the battery 14 on the basis of a storage voltage of the battery 14 during the lapse of the prescribed waiting time. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、バッテリを充電する充電装置、無停電電源装置およびバッテリの劣化判定方法に関する。   The present invention relates to a charging device for charging a battery, an uninterruptible power supply, and a battery deterioration determination method.

特許文献1には、無停電電源装置が開示されている。この従来の無停電電源装置は、バッテリと、電圧監視部と、制御部と、を有する。そして、この従来の無停電電源装置では、無停電電源装置に負荷装置を付加した状態でバッテリの放電時のバッテリ電圧を連続測定し、制御部が放電カーブをもとにバッテリの劣化を判断している。   Patent Document 1 discloses an uninterruptible power supply. This conventional uninterruptible power supply includes a battery, a voltage monitoring unit, and a control unit. In this conventional uninterruptible power supply, the battery voltage during battery discharge is continuously measured with the load device added to the uninterruptible power supply, and the controller determines the deterioration of the battery based on the discharge curve. ing.

特開平6−98471号公報(発明の実施の形態、図6、図7、図8)JP-A-6-98471 (Embodiment of the Invention, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8)

従来の無停電電源装置は、以上のように、バッテリ電圧の放電カーブと、バッテリの劣化状態との間に一定の相関関係を認め、バッテリの放電カーブを測定し、この測定した放電カーブと劣化したバッテリの放電カーブとを比較することで、バッテリの劣化状態を判定している。   As described above, the conventional uninterruptible power supply recognizes a certain correlation between the discharge curve of the battery voltage and the deterioration state of the battery, measures the discharge curve of the battery, and determines the measured discharge curve and deterioration. The deterioration state of the battery is determined by comparing the discharge curve of the battery.

しかしながら、従来の無停電電源装置では、バッテリを放電させないと、劣化を判定することができない。また、従来の無停電電源装置では、そのバッテリ劣化判定時のバッテリ放電のために、一定の放電特性を有する負荷が必要となってしまう。   However, in the conventional uninterruptible power supply, deterioration cannot be determined unless the battery is discharged. Moreover, in the conventional uninterruptible power supply, the load which has a fixed discharge characteristic will be needed for the battery discharge at the time of the battery deterioration determination.

なお、無停電電源装置以外に用いられるバッテリであっても、そのバッテリの劣化を判定するためには、バッテリを放電している。また、そのバッテリ劣化判定用のバッテリ放電のために、測定する放電特性に応じた負荷が必要となってしまう。   In addition, even if it is a battery used other than an uninterruptible power supply, in order to determine the deterioration of the battery, the battery is discharged. In addition, a load corresponding to the discharge characteristics to be measured is required for the battery discharge for determining the battery deterioration.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、バッテリを放電させることなくバッテリの劣化判定を行うことができる充電装置、無停電電源装置およびバッテリの劣化判定方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain a battery charger, an uninterruptible power supply, and a battery deterioration determination method that can perform battery deterioration determination without discharging the battery. .

本発明に係る充電装置は、バッテリを充電する充電装置であって、バッテリの蓄電電圧を検出する検出器と、バッテリを定電流充電する定電流充電手段と、バッテリを定電圧充電する定電圧充電手段と、バッテリの蓄電電圧に基づいてバッテリの劣化を判定する劣化判定手段と、定電流充電手段によりバッテリを定電流充電させその後所定の待ち時間が経過したときに、劣化判定手段によりバッテリの劣化判定を行わせ、さらに、定電圧充電手段によりバッテリを定電圧充電させる制御手段と、を有するものである。   A charging device according to the present invention is a charging device for charging a battery, a detector for detecting a storage voltage of the battery, constant current charging means for charging the battery at a constant current, and constant voltage charging for charging the battery at a constant voltage. A deterioration determining means for determining deterioration of the battery based on the storage voltage of the battery, and when the battery has been subjected to constant current charging by the constant current charging means and then a predetermined waiting time has elapsed, the deterioration determining means Control means for making a determination and further charging the battery at a constant voltage by the constant voltage charging means.

この構成を採用すれば、バッテリを定電流充電してから定電圧充電するまでの間に所定の待ち時間を設け、その所定の待ち時間が経過した後のバッテリの蓄電電圧に基づいて、バッテリの劣化判定を行う。したがって、バッテリを放電させることなくバッテリの劣化判定を行うことができる。   If this configuration is adopted, a predetermined waiting time is provided between the constant current charging of the battery and the constant voltage charging, and based on the stored voltage of the battery after the predetermined waiting time has elapsed, Perform deterioration judgment. Therefore, battery deterioration can be determined without discharging the battery.

本発明に係る無停電電源装置は、第一の電圧が印加される入力端子と、第一の電圧を第二の電圧へ変換する第一の変換回路と、第二の電圧を第三の電圧へ変換する第二の変換回路と、第三の電圧を出力する出力端子と、バッテリと、バッテリの蓄電電圧を検出する検出器と、第二の電圧から定電流充電用の充電電圧を生成する定電流充電手段と、第二の電圧から定電圧充電用の充電電圧を生成する定電圧充電手段と、バッテリの蓄電電圧に基づいてバッテリの劣化を判定する劣化判定手段と、定電流充電手段により所定の充電電圧でバッテリを定電流充電させその後所定の待ち時間が経過した後に、劣化判定手段によりバッテリの劣化判定を行わせ、さらに、定電圧充電用の充電電圧でバッテリを充電する制御手段と、を有するものである。   An uninterruptible power supply according to the present invention includes an input terminal to which a first voltage is applied, a first conversion circuit that converts the first voltage into a second voltage, and a second voltage that is converted into a third voltage. A second conversion circuit for converting to a voltage, an output terminal for outputting a third voltage, a battery, a detector for detecting a storage voltage of the battery, and a charging voltage for constant current charging from the second voltage A constant current charging means; a constant voltage charging means for generating a charging voltage for constant voltage charging from the second voltage; a deterioration determining means for determining battery deterioration based on a battery storage voltage; and a constant current charging means. Control means for charging the battery at a constant charging voltage at a predetermined charging voltage and then determining whether the battery has deteriorated by a deterioration determining means after a predetermined waiting time has elapsed, and charging the battery with a charging voltage for constant voltage charging; , Has.

この構成を採用すれば、バッテリを定電流充電してから定電圧充電するまでの間に所定の待ち時間を設け、その所定の待ち時間が経過した後のバッテリの蓄電電圧に基づいて、バッテリの劣化判定を行う。したがって、バッテリを放電させることなくバッテリの劣化判定を行うことができる。   If this configuration is adopted, a predetermined waiting time is provided between the constant current charging of the battery and the constant voltage charging, and based on the stored voltage of the battery after the predetermined waiting time has elapsed, Perform deterioration judgment. Therefore, battery deterioration can be determined without discharging the battery.

本発明に係る無停電電源装置は、上述した発明の構成に加えて、劣化判定手段が、所定の待ち時間が経過した後のバッテリの開放電圧が、劣化済みバッテリを定電流充電により所定の充電電圧まで充電した後に所定の待ち時間が経過したときのその劣化済みバッテリの開放電圧以下である場合には、バッテリが劣化していると判定するものである。   In the uninterruptible power supply according to the present invention, in addition to the configuration of the above-described invention, the deterioration determination means is configured such that the open voltage of the battery after a predetermined waiting time has elapsed When the predetermined waiting time has elapsed after charging up to the voltage, the battery is determined to be deteriorated if it is equal to or lower than the open voltage of the deteriorated battery.

この構成を採用すれば、実際に劣化させたバッテリの開放電圧に基づく判定電圧を閾値電圧に使用しているので、バッテリの劣化を正確に判定することができる。   If this configuration is adopted, since the determination voltage based on the actually opened battery open voltage is used as the threshold voltage, it is possible to accurately determine the deterioration of the battery.

本発明に係る無停電電源装置は、上述した発明のそれぞれの構成に加えて、制御手段が、周期的に充電を行うものである。   In the uninterruptible power supply according to the present invention, in addition to the respective configurations of the above-described invention, the control means periodically charges.

この構成を採用すれば、制御手段は周期的に充電を行うので、装置の連続運転時にバッテリの経時劣化を、劣化時に自動的に検出することができる。   If this configuration is adopted, the control means periodically charges, so that it is possible to automatically detect deterioration of the battery over time during continuous operation of the apparatus.

本発明に係るバッテリの劣化判定方法は、バッテリを定電流充電するステップと、定電流充電の完了後に所定の時間だけ待つステップと、待ち時間の経過後のバッテリの蓄電電圧と所定の基準電圧とを比較して、バッテリが劣化しているか否かを判定するステップと、を有するものである。   A battery deterioration determination method according to the present invention includes a step of charging a battery at a constant current, a step of waiting for a predetermined time after completion of constant current charging, a battery storage voltage and a predetermined reference voltage after elapse of the waiting time. And determining whether or not the battery has deteriorated.

この方法を採用すれば、バッテリを定電流充電し且つ所定の待ち時間が経過した後のバッテリの蓄電電圧に基づいて、バッテリの劣化判定を行う。したがって、バッテリを放電させることなくバッテリの劣化判定を行うことができる。   If this method is adopted, the battery deterioration is determined based on the stored voltage of the battery after the battery is charged with a constant current and a predetermined waiting time elapses. Therefore, battery deterioration can be determined without discharging the battery.

本発明では、バッテリを放電させることなくバッテリの劣化を判定することができる。   In the present invention, it is possible to determine battery deterioration without discharging the battery.

以下、本発明を実施するための最良の形態に係る充電装置、無停電電源装置およびバッテリの劣化判定方法を、図面に基づいて説明する。なお、充電装置は、無停電電源装置の一部として説明する。また、バッテリの劣化判定方法は、無停電電源装置の動作の一部として説明する。     Hereinafter, a charging device, an uninterruptible power supply, and a battery deterioration determination method according to the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The charging device will be described as a part of the uninterruptible power supply. The battery deterioration determination method will be described as part of the operation of the uninterruptible power supply.

図1は、本発明の実施の形態に係る無停電電源装置1を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an uninterruptible power supply 1 according to an embodiment of the present invention.

この実施の形態に係る無停電電源装置1は、一対の入力端子2,3を有する。一対の入力端子2,3には、商用交流電源などの交流電源装置4が接続されている。商用交流電源は、たとえば50Hzや60Hzなどの所定の周波数で振幅が約140Vの交流電圧を有する交流電力を出力する。一対の入力端子2,3には、この交流電圧を有する交流電力が、第一の電圧としての入力電圧として供給される。   The uninterruptible power supply 1 according to this embodiment has a pair of input terminals 2 and 3. An AC power supply device 4 such as a commercial AC power supply is connected to the pair of input terminals 2 and 3. The commercial AC power supply outputs AC power having an AC voltage with an amplitude of about 140 V at a predetermined frequency such as 50 Hz or 60 Hz. AC power having this AC voltage is supplied to the pair of input terminals 2 and 3 as an input voltage as the first voltage.

一対の入力端子2,3は、第一の変換回路としてのレクチュファイヤ回路8に接続されている。レクチュファイヤ回路8は、図示外のトランジスタを有し、交流電圧を直流電圧に変換する。レクチュファイヤ回路8は、一対のレール配線9,10に接続されている。一対のレール配線9,10の間には、レールコンデンサ11が接続されている。   The pair of input terminals 2 and 3 are connected to a rectifier circuit 8 as a first conversion circuit. The rectifier circuit 8 has a transistor (not shown) and converts an AC voltage into a DC voltage. The rectifier circuit 8 is connected to a pair of rail wires 9 and 10. A rail capacitor 11 is connected between the pair of rail wirings 9 and 10.

一対のレール配線9,10は、第二の変換回路としてのインバータ回路12に接続されている。インバータ回路12は、図示外のトランジスタを有し、直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ回路12は、一対の出力端子5,6に接続されている。一対の出力端子5,6には、コンピュータなどの負荷機器7が接続されている。   The pair of rail wirings 9 and 10 are connected to an inverter circuit 12 as a second conversion circuit. The inverter circuit 12 has a transistor (not shown) and converts a DC voltage into an AC voltage. The inverter circuit 12 is connected to a pair of output terminals 5 and 6. A load device 7 such as a computer is connected to the pair of output terminals 5 and 6.

また、一対のレール配線9,10は、定電流充電手段および定電圧充電手段としての充電回路13に接続されている。図2は、図1中の充電制御部32、充電回路13およびその周辺部分を示す回路図である。   The pair of rail wires 9 and 10 are connected to a charging circuit 13 as a constant current charging unit and a constant voltage charging unit. FIG. 2 is a circuit diagram showing the charging control unit 32, the charging circuit 13 and the peripheral portion in FIG.

図2において、充電回路13は、充電トランス51と、充電トランジスタ52と、第一充電ダイオード53と、充電コンデンサ54と、第二充電ダイオード55と、を有する。充電トランス51の一次側コイルの一端は、一対のレール配線9,10の中のプラス側のレール配線9に接続されている。一次側コイルの他端は、充電トランジスタ52のコレクタに接続されている。充電トランジスタ52のエミッタは、一対のレール配線9,10の中のマイナス側のレール配線10に接続されている。第一充電ダイオード53のカソードは、プラス側のレール配線9に接続されている。第一充電ダイオード53のアノードは、充電トランジスタ52のコレクタに接続されている。充電トランス51の二次側コイルの一端は、第二充電ダイオード55のアノードに接続されている。充電コンデンサ54は、第二充電ダイオード55のカソードと、二次側コイルの他端との間に接続されている。また、この充電コンデンサ54と並列に、バッテリ14が接続されている。   In FIG. 2, the charging circuit 13 includes a charging transformer 51, a charging transistor 52, a first charging diode 53, a charging capacitor 54, and a second charging diode 55. One end of the primary coil of the charging transformer 51 is connected to the plus-side rail wiring 9 in the pair of rail wirings 9 and 10. The other end of the primary coil is connected to the collector of the charging transistor 52. The emitter of the charging transistor 52 is connected to the negative rail wiring 10 in the pair of rail wirings 9 and 10. The cathode of the first charging diode 53 is connected to the plus-side rail wiring 9. The anode of the first charging diode 53 is connected to the collector of the charging transistor 52. One end of the secondary coil of the charging transformer 51 is connected to the anode of the second charging diode 55. The charging capacitor 54 is connected between the cathode of the second charging diode 55 and the other end of the secondary coil. Further, the battery 14 is connected in parallel with the charging capacitor 54.

さらに、図1に示すように、バッテリ14は、放電回路15に接続されている。放電回路15は、図示外のトランジスタを有する。放電回路15は、一対のレール配線9,10に接続されている。   Further, as shown in FIG. 1, the battery 14 is connected to the discharge circuit 15. The discharge circuit 15 has a transistor (not shown). The discharge circuit 15 is connected to a pair of rail wirings 9 and 10.

また、この実施の形態に係る無停電電源装置1は、入力電圧検出器21と、検出器としての蓄電電圧検出器22と、を有する。入力電圧検出器21は、他方の入力端子3の電圧レベルを基準として一方の入力端子2の電圧を検出し、その検出電圧の大きさに応じたレベルの電圧を検出入力電圧として出力する。蓄電電圧検出器22は、バッテリ14の蓄電電圧を検出し、その検出電圧の大きさに応じたレベルの電圧を検出蓄電電圧として出力する。   The uninterruptible power supply 1 according to this embodiment includes an input voltage detector 21 and a storage voltage detector 22 as a detector. The input voltage detector 21 detects the voltage at one input terminal 2 with reference to the voltage level at the other input terminal 3, and outputs a voltage having a level corresponding to the magnitude of the detected voltage as a detected input voltage. The stored voltage detector 22 detects the stored voltage of the battery 14 and outputs a voltage at a level corresponding to the detected voltage as a detected stored voltage.

これら入力電圧検出器21および蓄電電圧検出器22は、DSP(Digital Signal Processor:デジタル信号処理装置)23に接続されている。DSP23は、マイクロプロセッサの一種であり、デジタル信号処理によって各種の制御信号を生成するものである。   The input voltage detector 21 and the storage voltage detector 22 are connected to a DSP (Digital Signal Processor) 23. The DSP 23 is a kind of microprocessor, and generates various control signals by digital signal processing.

また、DSP23には、ランプ41と、通信インタフェース部42とが接続されている。通信インタフェース部42は、DSP23から入力されるデータを、たとえば、無停電電源装置1で給電している負荷機器7としてのコンピュータなどの所定の送信先へ送信する。   The DSP 23 is connected to a lamp 41 and a communication interface unit 42. The communication interface unit 42 transmits data input from the DSP 23 to a predetermined transmission destination such as a computer as the load device 7 that is fed by the uninterruptible power supply 1.

DSP23は、検出入力電圧を周期的にサンプリングして検出入力電圧のデジタル値を生成する第一ADコンバータ24と、検出蓄電電圧を周期的にサンプリングして検出蓄電電圧のデジタル値を生成する第二ADコンバータ25と、を有する。   The DSP 23 periodically samples the detected input voltage to generate a digital value of the detected input voltage, and the second AD 23 periodically samples the detected stored voltage to generate a digital value of the detected stored voltage And an AD converter 25.

また、このDSP23は、レクチュファイヤ制御部31と、充電制御部32と、放電制御部33と、インバータ制御部34と、モード制御部35と、タイマ36と、を有する。レクチュファイヤ制御部31、充電制御部32、放電制御部33、インバータ制御部34およびモード制御部35は、DSP23内の図示外のマイクロプロセッサが、図示外のメモリに記憶されている制御プログラムを実行することで実現されている。   The DSP 23 includes a rectifier control unit 31, a charge control unit 32, a discharge control unit 33, an inverter control unit 34, a mode control unit 35, and a timer 36. The rectifier control unit 31, the charge control unit 32, the discharge control unit 33, the inverter control unit 34, and the mode control unit 35 are configured so that a microprocessor (not shown) in the DSP 23 stores a control program stored in a memory (not shown). It is realized by executing.

レクチュファイヤ制御部31は、レクチュファイヤ回路8のトランジスタヘ、そのトランジスタをオン状態とオフ状態との間でスイッチング動作させるゲート信号を出力する。   The rectifier control unit 31 outputs to the transistor of the rectifier circuit 8 a gate signal for switching the transistor between an on state and an off state.

充電制御部32は、図2に示すように、定電圧目標レジスタ61と、定電圧減算器62と、固定誤差電圧レジスタ63と、セレクタ64と、指令値演算部65と、三角波データ発生器66と、比較器67と、定電流目標電圧レジスタ71と、定電流減算器72と、制御手段としての切替制御部73と、判定電圧レジスタ74と、判定電圧減算器75と、劣化判定手段としての劣化判定部76と、を有する。   As shown in FIG. 2, the charging control unit 32 includes a constant voltage target register 61, a constant voltage subtractor 62, a fixed error voltage register 63, a selector 64, a command value calculation unit 65, and a triangular wave data generator 66. A comparator 67, a constant current target voltage register 71, a constant current subtractor 72, a switching control unit 73 as a control means, a determination voltage register 74, a determination voltage subtractor 75, and a deterioration determination means. A deterioration determination unit 76.

固定誤差電圧レジスタ63には、定電流充電する際に使用される固定値の誤差電圧が固定誤差電圧として記憶されている。   The fixed error voltage register 63 stores a fixed value error voltage used for constant current charging as a fixed error voltage.

定電圧目標レジスタ61には、バッテリ14を定電圧充電する場合の目標電圧である定電圧充電電圧が記憶されている。定電圧減算器62は、定電圧目標レジスタ61に記憶されている定電圧充電電圧から、第二ADコンバータ25から出力される検出蓄電電圧を減算する。   The constant voltage target register 61 stores a constant voltage charging voltage that is a target voltage when the battery 14 is charged at a constant voltage. The constant voltage subtracter 62 subtracts the detected storage voltage output from the second AD converter 25 from the constant voltage charging voltage stored in the constant voltage target register 61.

セレクタ64は、固定誤差電圧レジスタ63と、定電圧減算器62の出力値との中の一方を誤差電圧として選択する。指令値演算部65は、セレクタ64により選択された誤差電圧に基づいて、一次IIR(Infinite−duration Impulse Response)フィルタ演算処理などによって、バッテリ14を充電するための指令値を演算する。なお、指令値演算部65は、誤差電圧が大きいほど小さい値を出力し、誤差電圧が小さいほど大きい値を出力する。   The selector 64 selects one of the fixed error voltage register 63 and the output value of the constant voltage subtracter 62 as the error voltage. The command value calculation unit 65 calculates a command value for charging the battery 14 based on an error voltage selected by the selector 64 by a primary IIR (Infinite-Duration Impulse Response) filter calculation process or the like. The command value calculator 65 outputs a smaller value as the error voltage is larger, and outputs a larger value as the error voltage is smaller.

三角波データ発生器66は、デジタル値を出力する。このデジタル値は、三角波をサンプリングした場合に得られるサンプリング値と同様に、値が時間の経過にしたがって変化するものである。比較器67は、三角波データ発生器66からの三角波のデジタル値と、指令値演算部65からの指令値とを比較する。そして、比較器67は、指令値よりも三角波のデジタル値が大きい場合には正のパルスを出力する。また、そのパルスのパルス幅は、指令値が小さければ小さいほど、広くなる。   The triangular wave data generator 66 outputs a digital value. This digital value is a value that changes with the passage of time, like a sampling value obtained when a triangular wave is sampled. The comparator 67 compares the digital value of the triangular wave from the triangular wave data generator 66 with the command value from the command value calculation unit 65. The comparator 67 outputs a positive pulse when the digital value of the triangular wave is larger than the command value. Further, the pulse width of the pulse becomes wider as the command value is smaller.

この比較器67は、充電回路13の充電トランジスタ52のゲートに接続されている。充電トランジスタ52は、この比較器67からパルスが出力されているときにオン状態となり、比較器67からパルスが出力されていないときにオフ状態となる。これにより、充電トランジスタ52は、比較器67から出力されるゲート信号で、スイッチング動作する。   The comparator 67 is connected to the gate of the charging transistor 52 of the charging circuit 13. The charging transistor 52 is turned on when a pulse is output from the comparator 67, and is turned off when a pulse is not output from the comparator 67. As a result, the charging transistor 52 performs a switching operation with the gate signal output from the comparator 67.

定電流目標電圧レジスタ71には、バッテリ14を定電流充電する場合の目標電圧である定電流充電電圧が記憶されている。この定電流充電電圧は、たとえば2.35V/Cel程度の電圧に設定され、定電圧充電電圧(2.30V/Cel)よりも高い電圧である。定電流減算器72は、定電流目標電圧レジスタ71に記憶されている定電流充電電圧から、第二ADコンバータ25から出力される検出蓄電電圧を減算する。   The constant current target voltage register 71 stores a constant current charging voltage that is a target voltage when the battery 14 is charged with constant current. This constant current charging voltage is set to a voltage of about 2.35 V / Cel, for example, and is higher than the constant voltage charging voltage (2.30 V / Cel). The constant current subtracter 72 subtracts the detected storage voltage output from the second AD converter 25 from the constant current charging voltage stored in the constant current target voltage register 71.

切替制御部73は、モード制御部35、タイマ36、定電圧減算器62、定電流減算器72に接続されている。そして、これらモード制御部35、タイマ36、定電圧減算器62、定電流減算器72からの入力に基づいて、セレクタ64へ選択信号を出力するとともに、劣化判定部76へ判定指令信号を出力する。   The switching control unit 73 is connected to the mode control unit 35, timer 36, constant voltage subtractor 62, and constant current subtractor 72. Based on the inputs from the mode control unit 35, timer 36, constant voltage subtractor 62, and constant current subtractor 72, a selection signal is output to the selector 64 and a determination command signal is output to the deterioration determination unit 76. .

判定電圧レジスタ74には、バッテリ14の劣化を判定する際の閾値電圧となる判定電圧が記憶されている。この判定電圧は、定電流目標電圧および定電圧目標電圧よりも低い電圧であり、後述するように実際に劣化させたバッテリ14の開放電圧に基づく判定電圧を使用している。判定電圧減算器75は、判定電圧レジスタ74に記憶されている判定電圧から、第二ADコンバータ25から出力される検出蓄電電圧を減算する。   The determination voltage register 74 stores a determination voltage that serves as a threshold voltage when determining deterioration of the battery 14. The determination voltage is a constant current target voltage and a voltage lower than the constant voltage target voltage, and uses a determination voltage based on the open circuit voltage of the battery 14 that has actually deteriorated, as will be described later. The determination voltage subtracter 75 subtracts the detected storage voltage output from the second AD converter 25 from the determination voltage stored in the determination voltage register 74.

劣化判定部76は、判定電圧減算器75の演算結果に基づいて、バッテリ14の劣化状態を判定する。そして、劣化判定部76は、バッテリ14が劣化していると判定したら、ランプ41を点灯させるとともに、通信インタフェース部42へバッテリ14劣化を示すデータを出力する。   The deterioration determination unit 76 determines the deterioration state of the battery 14 based on the calculation result of the determination voltage subtracter 75. When the deterioration determination unit 76 determines that the battery 14 is deteriorated, the deterioration determination unit 76 turns on the lamp 41 and outputs data indicating the deterioration of the battery 14 to the communication interface unit 42.

図1中の放電制御部33は、放電回路15のトランジスタヘ、そのトランジスタをオン状態とオフ状態との間でスイッチング動作させるゲート信号を出力する。   The discharge controller 33 in FIG. 1 outputs to the transistor of the discharge circuit 15 a gate signal for switching the transistor between an on state and an off state.

インバータ制御部34は、インバータ回路12のトランジスタヘ、そのトランジスタをオン状態とオフ状態との間でスイッチング動作させるゲート信号を出力する。また、タイマ36は、時間を計測する。   The inverter control unit 34 outputs to the transistor of the inverter circuit 12 a gate signal that causes the transistor to switch between an on state and an off state. The timer 36 measures time.

モード制御部35は、レクチュファイヤ制御部31、充電制御部32、放電制御部33およびインバータ制御部34それぞれへ起動信号および停止信号を出力する。また、モード制御部35は、ランプ41の点灯消灯を制御し、通信インタフェース部42(通信I/F部)へ所定のデータを出力する。通信インタフェース部42は、入力されたデータを、たとえば負荷機器7としてのコンピュータへ送信する。   The mode control unit 35 outputs a start signal and a stop signal to the rectifier control unit 31, the charge control unit 32, the discharge control unit 33, and the inverter control unit 34, respectively. Further, the mode control unit 35 controls turning on / off of the lamp 41 and outputs predetermined data to the communication interface unit 42 (communication I / F unit). The communication interface unit 42 transmits the input data to, for example, a computer as the load device 7.

次に、このモード制御部35による制御に基づく、無停電電源装置1の動作を説明する。   Next, the operation of the uninterruptible power supply 1 based on the control by the mode control unit 35 will be described.

無停電電源装置1の一対の入力端子2,3には、交流電源装置4が接続される。一対の出力端子5,6には、負荷機器7が接続される。DSP23の中央処理装置が制御プログラムを実行することで、レクチュファイヤ制御部31、充電制御部32、放電制御部33、インバータ制御部34およびモード制御部35が実現される。   An AC power supply device 4 is connected to the pair of input terminals 2 and 3 of the uninterruptible power supply device 1. A load device 7 is connected to the pair of output terminals 5 and 6. When the central processing unit of the DSP 23 executes the control program, the rectifier control unit 31, the charge control unit 32, the discharge control unit 33, the inverter control unit 34, and the mode control unit 35 are realized.

なお、無停電電源装置1の起動時には、モード制御部35は、レクチュファイヤ制御部31、充電制御部32、放電制御部33およびインバータ制御部34へ停止信号を出力する。したがって、レクチュファイヤ制御部31、充電制御部32、放電制御部33およびインバータ制御部34は、停止している。   When the uninterruptible power supply 1 is activated, the mode control unit 35 outputs a stop signal to the rectifier control unit 31, the charge control unit 32, the discharge control unit 33, and the inverter control unit 34. Therefore, the rectifier control unit 31, the charge control unit 32, the discharge control unit 33, and the inverter control unit 34 are stopped.

モード制御部35は、まず、放電制御部33へ起動信号を出力する。これにより、放電制御部33からのゲート信号に基づき放電回路15から、バッテリ14の蓄電電圧に基づく第二の電圧としての放電電圧が出力され、レールコンデンサ11がこの放電電圧に充電される。その結果、一対のレール配線9,10の電位差は、この放電電圧になる。   The mode control unit 35 first outputs an activation signal to the discharge control unit 33. Thus, a discharge voltage as a second voltage based on the stored voltage of the battery 14 is output from the discharge circuit 15 based on the gate signal from the discharge control unit 33, and the rail capacitor 11 is charged to this discharge voltage. As a result, the potential difference between the pair of rail wirings 9 and 10 becomes this discharge voltage.

放電制御部33へ起動信号を出力した後、モード制御部35は、インバータ制御部34へ起動信号を出力する。これにより、インバータ制御部34からのゲート信号に基づきインバータ回路12から、一対のレール配線9,10の電位差の電位差に基づく第三の電圧としての交流電圧が、一対の出力端子5,6に印加される。負荷機器7は、この交流電圧を有する交流電力によって動作する。   After outputting the start signal to the discharge control unit 33, the mode control unit 35 outputs the start signal to the inverter control unit 34. Thus, an AC voltage as a third voltage based on the potential difference between the pair of rail wirings 9 and 10 is applied to the pair of output terminals 5 and 6 from the inverter circuit 12 based on the gate signal from the inverter control unit 34. Is done. The load device 7 operates with AC power having this AC voltage.

インバータ制御部34へ起動信号を出力した後、モード制御部35は、検出入力電圧に基づいて、一対の入力端子2,3の入力電圧の監視を開始する。入力電圧が正常である場合には、モード制御部35は、レクチュファイヤ制御部31へ起動信号を出力する。また、レクチュファイヤ制御部31へ起動信号を出力した後、モード制御部35は、放電制御部33へ停止信号を出力する。これにより、放電制御部33からのゲート信号の出力が停止し、レールコンデンサ11の充電電圧は、放電電圧から、レクチュファイヤ回路8からの直流電圧へと変化する。その結果、無停電電源装置1は、バッテリ14の蓄電電力を交流電力へ変換して負荷機器7へ供給している状態から、交流電源装置4からの交流電力を他の交流電力へ変換して負荷機器7へ供給している状態へ切り替わる。これにより、起動処理が完了する。   After outputting the activation signal to the inverter control unit 34, the mode control unit 35 starts monitoring the input voltages of the pair of input terminals 2 and 3 based on the detected input voltage. When the input voltage is normal, the mode control unit 35 outputs an activation signal to the rectifier control unit 31. In addition, after outputting a start signal to the rectifier control unit 31, the mode control unit 35 outputs a stop signal to the discharge control unit 33. As a result, the output of the gate signal from the discharge control unit 33 stops, and the charging voltage of the rail capacitor 11 changes from the discharging voltage to the DC voltage from the rectifier circuit 8. As a result, the uninterruptible power supply device 1 converts the AC power from the AC power supply device 4 into other AC power from the state in which the stored power of the battery 14 is converted into AC power and supplied to the load device 7. The state is switched to the state of supplying to the load device 7. This completes the activation process.

このような起動処理の後も、モード制御部35は、入力電圧を監視しつづける。そして、たとえば停電などによって入力電圧が正常な状態と判断できなくなると、モード制御部35は、放電制御部33へ起動信号を出力するとともに、レクチュファイヤ制御部31へ停止信号を出力する。これにより、無停電電源装置1は、交流電源装置4からの交流電力を負荷機器7へ供給している状態から、バッテリ14の蓄電電力を負荷機器7へ供給している状態へ切り替わる。   Even after such activation processing, the mode control unit 35 continues to monitor the input voltage. When the input voltage cannot be determined to be normal due to, for example, a power failure, the mode control unit 35 outputs a start signal to the discharge control unit 33 and outputs a stop signal to the rectifier control unit 31. Thereby, the uninterruptible power supply 1 switches from a state in which the AC power from the AC power supply 4 is supplied to the load device 7 to a state in which the stored power of the battery 14 is supplied to the load device 7.

また、入力電圧が正常な状態に戻ると、モード制御部35は、レクチュファイヤ制御部31へ起動信号を出力するとともに、放電制御部33へ停止信号を出力する。これにより、無停電電源装置1は、バッテリ14の蓄電電力を交流電力へ変換して負荷機器7へ供給している状態から、交流電源装置4からの交流電力を交直、直交変換を経て負荷機器7へ供給している状態へ切り替わる。   When the input voltage returns to a normal state, the mode control unit 35 outputs a start signal to the rectifier control unit 31 and outputs a stop signal to the discharge control unit 33. Thereby, the uninterruptible power supply device 1 converts the stored power of the battery 14 into AC power and supplies it to the load device 7, and then loads the AC power from the AC power supply device 4 through AC / DC and orthogonal transformation. 7 is switched to the supply state.

以上のモード制御部35の制御に基づく給電源の切替処理によって、入力電力が異常な状態になったとしても、一対のレール配線9,10の電位差は所望の電位差に維持されつづけるので、インバータ回路12は、安定した交流電力を負荷機器7へ供給し続ける。負荷機器7は、このインバータ回路12から安定した交流電力が供給されつづけるので、動作しつづけることができる。   Even if the input power becomes abnormal due to the switching process of the power supply based on the control of the mode control unit 35 described above, the potential difference between the pair of rail wirings 9 and 10 is maintained at a desired potential difference. 12 continues to supply stable AC power to the load device 7. Since the load device 7 continues to be supplied with stable AC power from the inverter circuit 12, the load device 7 can continue to operate.

また、起動処理が完了すると、モード制御部35は、検出蓄電電圧の監視を開始する。そして、検出蓄電電圧が所定の最低蓄電電圧以下になったら、レクチュファイヤ制御部31へ起動信号を出力していることを確認してから、充電制御部32へ起動信号を出力する。この際、放電制御部33へ起動信号は供給されていない。すなわち、放電回路15は動作せず、バッテリ14は無負荷状態となっている。また、モード制御部35は、起動処理が完了した後、タイマ36の計測時間に基づいて、たとえば30日毎などのように周期的に、充電制御部32へ起動信号を出力する。なお、このタイマ36の計測時間に基づいて充電制御部32へ起動信号を出力する周期は、30日以外の一定の周期であっても、不定期であってもよい。   Further, when the activation process is completed, the mode control unit 35 starts monitoring the detected storage voltage. When the detected storage voltage becomes equal to or lower than the predetermined minimum storage voltage, it is confirmed that the activation signal is output to the rectifier control unit 31, and then the activation signal is output to the charge control unit 32. At this time, the activation signal is not supplied to the discharge controller 33. That is, the discharge circuit 15 does not operate and the battery 14 is in a no-load state. Further, after the start process is completed, the mode control unit 35 outputs a start signal to the charge control unit 32 periodically, for example, every 30 days based on the measurement time of the timer 36. The period for outputting the activation signal to the charging control unit 32 based on the measurement time of the timer 36 may be a constant period other than 30 days or may be irregular.

この充電制御部32への起動信号は、切替制御部73に入力される。図3は、図1中の切替制御部73の充電処理による充電曲線を示す特性図である。図3において、横軸は時間であり、縦軸はバッテリ14の検出蓄電電圧である。また、実線で示す例1の充電曲線は、劣化していないバッテリ14の充電曲線であり、破線で示す例2の充電曲線は、劣化しているバッテリ14の充電曲線である。   The activation signal to the charging control unit 32 is input to the switching control unit 73. FIG. 3 is a characteristic diagram showing a charging curve by the charging process of the switching control unit 73 in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the detected storage voltage of the battery 14. The charging curve of Example 1 indicated by the solid line is a charging curve of the battery 14 that has not deteriorated, and the charging curve of Example 2 indicated by the broken line is a charging curve of the battery 14 that has deteriorated.

切替制御部73は、充電開始(時刻T0)とともに、セレクタ64へ固定誤差電圧レジスタ63を選択させるための選択信号を出力する。したがって、指令値演算部65は、固定誤差電圧に基づく指令値を演算し、比較器67は、三角波のデジタル値と、この指令値とを比較して、充電トランジスタ52へゲート信号としてのパルスを出力する。充電トランジスタ52がこのゲート信号でスイッチング動作することで、充電トランス51の一次側コイルには電圧が発生する。一次側コイルには、それと並列に第一充電ダイオード53が接続されているので、一次側コイルには、その他端よりも一端の電位が高くなるプラスの電圧(図2において上向きの電圧)のみが発生する。この一次側コイルに励起されたプラスの電圧により、充電トランス51の二次側コイルにもプラスの電圧が発生する。この二次側コイルに励起されるプラスの電圧は、第二充電ダイオード55および充電コンデンサ54により整流されて、バッテリに印加される。この整流された電圧で、バッテリ14が充電される。   The switching control unit 73 outputs a selection signal for causing the selector 64 to select the fixed error voltage register 63 together with the start of charging (time T0). Accordingly, the command value calculation unit 65 calculates a command value based on the fixed error voltage, and the comparator 67 compares the triangular wave digital value with this command value, and outputs a pulse as a gate signal to the charging transistor 52. Output. The charging transistor 52 performs a switching operation with this gate signal, whereby a voltage is generated in the primary coil of the charging transformer 51. Since the first charging diode 53 is connected in parallel with the primary side coil, only the positive voltage (the upward voltage in FIG. 2) at which the potential at one end is higher than the other end is applied to the primary side coil. appear. Due to the positive voltage excited in the primary side coil, a positive voltage is also generated in the secondary side coil of the charging transformer 51. The positive voltage excited in the secondary coil is rectified by the second charging diode 55 and the charging capacitor 54 and applied to the battery. The battery 14 is charged with this rectified voltage.

セレクタ64へ固定誤差電圧レジスタ63を選択させるための選択信号を出力した後、切替制御部73は、定電流減算器72の演算結果を監視する。定電流減算器72は、定電流充電電圧から検出蓄電電圧を減算する。切替制御部73は、この定電流減算器72の演算結果が0以下になったら、セレクタ64による固定誤差電圧レジスタ63の選択を終了させる(時刻T1)。これにより、バッテリ14は、固定誤差電圧に基づいて一定の電力で、定電流充電電圧まで充電される。つまり、バッテリ14は、定電流充電電圧まで定電流充電される。   After outputting a selection signal for selecting the fixed error voltage register 63 to the selector 64, the switching control unit 73 monitors the calculation result of the constant current subtracter 72. The constant current subtracter 72 subtracts the detected storage voltage from the constant current charging voltage. When the calculation result of the constant current subtractor 72 becomes 0 or less, the switching control unit 73 ends the selection of the fixed error voltage register 63 by the selector 64 (time T1). Thereby, the battery 14 is charged to a constant current charging voltage with a constant power based on the fixed error voltage. That is, the battery 14 is charged with a constant current up to a constant current charging voltage.

切替制御部73は、セレクタ64による固定誤差電圧レジスタ63の選択を終了させたタイミングからの経過時間をタイマ36の出力値に基づき監視する。この際、切替制御部73は、セレクタ64からの出力を停止させ、充電回路13の動作を停止させる。つまり、バッテリ14は、開放状態となる。そして、この時間が、たとえば3分間などの所定の待ち時間を超えると(時刻T2)、切替制御部73は、劣化判定部76へ判定指令信号を出力する。   The switching control unit 73 monitors the elapsed time from the timing when the selection of the fixed error voltage register 63 by the selector 64 is ended based on the output value of the timer 36. At this time, the switching control unit 73 stops the output from the selector 64 and stops the operation of the charging circuit 13. That is, the battery 14 is in an open state. When this time exceeds a predetermined waiting time such as 3 minutes (time T <b> 2), switching control unit 73 outputs a determination command signal to deterioration determination unit 76.

劣化判定部76には、劣化判定の基準となる判定電圧から検出蓄電電圧を減算した判定電圧減算器75の演算結果が入力されている。劣化判定部76は、判定指令信号が入力されると、そのタイミングにおける判定電圧減算器75の演算結果に基づいて、バッテリ14の劣化状態を判定する。   The deterioration determination unit 76 receives a calculation result of a determination voltage subtracter 75 obtained by subtracting the detected storage voltage from a determination voltage serving as a reference for deterioration determination. When the determination command signal is input, the deterioration determination unit 76 determines the deterioration state of the battery 14 based on the calculation result of the determination voltage subtracter 75 at that timing.

先の待ち時間(時刻T1〜時刻T2)の間に、定電流充電によって定電流充電電圧まで充電されたバッテリ14の蓄電電圧は、低下する。図3の例1の充電曲線と例2の充電曲線とに示すように、バッテリ14が劣化しているほど、バッテリ14の蓄電電圧は、この間に大きく低下する。   During the previous waiting time (time T1 to time T2), the storage voltage of the battery 14 charged to a constant current charging voltage by constant current charging decreases. As shown in the charging curve of Example 1 and the charging curve of Example 2 in FIG. 3, as the battery 14 deteriorates, the stored voltage of the battery 14 greatly decreases during this period.

そして、劣化判定部76は、判定指令信号が入力されたタイミングでの判定電圧減算器75の演算結果が0以下である場合には、バッテリ14が劣化していると判定し、ランプ41を点灯させるとともに、通信インタフェース部42へバッテリ14の劣化を示すデータを出力する。通信インタフェース部42は、このデータを所定の送信先(たとえば、コンピュータなどの負荷機器7)へ送信する。なお、判定電圧減算器75の演算結果が0よりも大きい場合には、劣化判定部76は、ランプ41を消灯状態に維持する。   Then, the deterioration determination unit 76 determines that the battery 14 is deteriorated when the calculation result of the determination voltage subtracter 75 at the timing when the determination command signal is input is 0 or less, and turns on the lamp 41. In addition, data indicating deterioration of the battery 14 is output to the communication interface unit 42. The communication interface unit 42 transmits this data to a predetermined transmission destination (for example, a load device 7 such as a computer). When the calculation result of the determination voltage subtracter 75 is greater than 0, the deterioration determination unit 76 maintains the lamp 41 in the off state.

したがって、図3の例1の充電曲線に示すように、劣化していないバッテリ14では、判定指令信号が入力されたタイミングでの判定電圧減算器75の演算結果が0よりも大きくなるので、ランプ41は点灯しないとともに、通信インタフェース部42が劣化を通知するデータを送信しない。   Therefore, as shown in the charging curve of Example 1 of FIG. 3, in the battery 14 which has not deteriorated, the calculation result of the determination voltage subtracter 75 at the timing when the determination command signal is input becomes larger than 0. 41 does not light up, and the communication interface unit 42 does not transmit data notifying the deterioration.

逆に、図3の例2の充電曲線に示すように、劣化しているバッテリ14では、判定指令信号が入力されたタイミングでの判定電圧減算器75の演算結果が0以下になるので、ランプ41が点灯するとともに、通信インタフェース部42が劣化を通知するデータを送信する。   On the contrary, as shown in the charging curve of Example 2 in FIG. 3, in the deteriorated battery 14, the calculation result of the determination voltage subtracter 75 at the timing when the determination command signal is input becomes 0 or less. 41 is turned on, and the communication interface unit 42 transmits data for notifying deterioration.

劣化判定部76へ判定指令信号を出力した後、切替制御部73は、セレクタ64へ定電圧減算器62の出力値を選択させるための選択信号を出力する。したがって、指令値演算部65は、その時点毎のバッテリ14の蓄電電圧に応じた指令値を演算し、比較器67は、三角波のデジタル値とこの指令値とを比較して、充電トランジスタ52へゲート信号としてのパルスを出力する。充電トランジスタ52がこのゲート信号でスイッチング動作することで、充電トランス51に励起される電圧でバッテリ14が充電される。   After outputting the determination command signal to the deterioration determination unit 76, the switching control unit 73 outputs a selection signal for causing the selector 64 to select the output value of the constant voltage subtractor 62. Therefore, the command value calculation unit 65 calculates a command value corresponding to the stored voltage of the battery 14 at each time point, and the comparator 67 compares the digital value of the triangular wave with this command value, and sends it to the charging transistor 52. A pulse as a gate signal is output. When the charging transistor 52 performs a switching operation with this gate signal, the battery 14 is charged with a voltage excited by the charging transformer 51.

セレクタ64へ定電圧減算器62の出力値を選択させるための選択信号を出力した後、切替制御部73は、定電圧減算器62の演算結果を監視する。定電圧算器は、定電圧充電電圧から検出蓄電電圧を減算する。切替制御部73は、この定電圧減算器62の演算結果が0以下になったら、セレクタ64による定電圧減算器62の出力値の選択を終了させる。これにより、バッテリ14は、定電圧充電電圧に対する検出蓄電電圧の誤差電圧に応じた電力で、定電圧充電電圧まで充電される。つまり、バッテリ14は、定電圧充電電圧まで定電圧充電される。   After outputting the selection signal for selecting the output value of the constant voltage subtractor 62 to the selector 64, the switching control unit 73 monitors the calculation result of the constant voltage subtractor 62. The constant voltage calculator subtracts the detected storage voltage from the constant voltage charging voltage. When the operation result of the constant voltage subtractor 62 becomes 0 or less, the switching control unit 73 ends the selection of the output value of the constant voltage subtractor 62 by the selector 64. As a result, the battery 14 is charged up to the constant voltage charge voltage with electric power corresponding to the error voltage of the detected storage voltage with respect to the constant voltage charge voltage. That is, the battery 14 is charged at a constant voltage up to a constant voltage charging voltage.

以上の充電制御部32によるバッテリ14の充電処理によって、バッテリ14の蓄電電圧は、最低蓄電電圧よりも高い定電圧充電電圧に維持される。したがって、バッテリ14の蓄電電圧を定電圧充電電圧に維持しつつ、入力電力が異常な状態になったときには、このバッテリ14に蓄積されている電力を負荷機器7へ供給することができる。   By the charging process of the battery 14 by the charge control unit 32 described above, the stored voltage of the battery 14 is maintained at a constant voltage charge voltage higher than the minimum stored voltage. Therefore, the electric power stored in the battery 14 can be supplied to the load device 7 when the input electric power becomes abnormal while maintaining the stored voltage of the battery 14 at a constant voltage charging voltage.

また、充電制御部32は、定電流充電の後に所定の時間を待って、且つ、定電圧充電を開始する前に、バッテリ14の開放電圧に基づいてバッテリ14の劣化状態を判定し、交換が必要なほどに劣化している場合にはランプ41を点灯するとともに通信インタフェース部42からこの旨を通知するので、ユーザは、劣化したバッテリ14を交換することができる。   In addition, the charging control unit 32 waits for a predetermined time after the constant current charging and determines the deterioration state of the battery 14 based on the open voltage of the battery 14 before starting the constant voltage charging. When the battery is deteriorated as much as necessary, the lamp 41 is turned on and the communication interface unit 42 notifies this fact, so that the user can replace the deteriorated battery 14.

なお、バッテリ14の劣化を判定するための閾値として用いる判定電圧は、たとえば、無停電電源装置1で使用するバッテリ14と同じ規格のバッテリ14を強制的に劣化させ、この劣化させたバッテリ14を同様に定電流充電し、さらに、その定電流充電の所定の待ち時間の後の開放電圧を使用すればよい。なお、バッテリ14を強制的に劣化させるためには、バッテリ14を繰り返し充放電させればよい。   The determination voltage used as a threshold value for determining the deterioration of the battery 14 is, for example, forcibly deteriorating the battery 14 having the same standard as that of the battery 14 used in the uninterruptible power supply device 1, and Similarly, constant current charging may be performed, and furthermore, an open circuit voltage after a predetermined waiting time for the constant current charging may be used. In order to forcibly deteriorate the battery 14, the battery 14 may be repeatedly charged and discharged.

また、この判定電圧と待ち時間とは、バッテリ14単体では決まらず、無停電電源装置1の仕様などが変わってくれば異なる値になってくる。すなわち、この判定電圧と待ち時間とは、無停電電源装置1に使用しているバッテリ14の種類や個数などに応じても異なってくる。したがって、上記実施の形態で定電流充電後の所定の待ち時間を3分としているが、この待ち時間の値は、無停電電源装置1の仕様などに応じて異なる値になる。   In addition, the determination voltage and the waiting time are not determined for the battery 14 alone, but become different values as the specifications of the uninterruptible power supply 1 change. That is, the determination voltage and the waiting time differ depending on the type and number of the batteries 14 used in the uninterruptible power supply 1. Therefore, although the predetermined waiting time after constant current charging is set to 3 minutes in the above embodiment, the value of this waiting time varies depending on the specifications of the uninterruptible power supply 1 and the like.

以上のように、この実施の形態では、バッテリ14を定電流充電してから定電圧充電するまでの間に所定の待ち時間を設け、その所定の待ち時間が経過したときのバッテリ14の蓄電電圧に基づいて、バッテリ14の劣化判定を行う。したがって、バッテリ14を放電させることなくバッテリ14の劣化を判定することができる。   As described above, in this embodiment, a predetermined waiting time is provided between the constant current charging of the battery 14 and the constant voltage charging, and the storage voltage of the battery 14 when the predetermined waiting time elapses. Based on the above, the deterioration of the battery 14 is determined. Therefore, it is possible to determine the deterioration of the battery 14 without discharging the battery 14.

また、このバッテリ14の劣化判定に使用する判定電圧には、実際に劣化させたバッテリ14の開放電圧に基づく判定電圧を使用している。したがって、バッテリ14の劣化を正確に判定することができる。   Further, as the determination voltage used for determining the deterioration of the battery 14, a determination voltage based on the actually opened open voltage of the battery 14 is used. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the battery 14.

さらに、この実施の形態では、モード制御部35からの起動信号が周期的に入力されるので、無停電電源装置1の運転時にバッテリ14の経時劣化を、劣化時に自動的に検出することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the activation signal from the mode control unit 35 is periodically input, it is possible to automatically detect deterioration with time of the battery 14 during operation of the uninterruptible power supply 1. .

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. Is possible.

上述の実施の形態では、判定電圧レジスタ74に、実際に劣化させたバッテリ14の開放電圧を記憶させ、判定電圧減算器75が、判定電圧レジスタ74に記憶されている判定電圧から検出蓄電電圧を減算し、劣化判定部76が、判定電圧減算器75の演算結果が0以下になると、劣化と判定している。この他にもたとえば、判定電圧レジスタ74に、劣化したバッテリ14での開放電圧の定電流目標充電に対する差分電圧を記憶させ、判定電圧減算器75が、この差分電圧から定電流減算器72の出力値を減算し、劣化判定部76が、判定電圧減算器75の演算結果が0以下になると、劣化と判定するようにしてもよい。   In the embodiment described above, the determination voltage register 74 stores the actually opened battery open-circuit voltage, and the determination voltage subtractor 75 calculates the detected storage voltage from the determination voltage stored in the determination voltage register 74. Subtraction is performed, and the deterioration determination unit 76 determines that the deterioration has occurred when the calculation result of the determination voltage subtractor 75 becomes 0 or less. In addition to this, for example, the determination voltage register 74 stores a differential voltage with respect to the constant current target charge of the open circuit voltage in the deteriorated battery 14, and the determination voltage subtractor 75 outputs the output of the constant current subtractor 72 from this differential voltage. The value may be subtracted, and the deterioration determination unit 76 may determine that the deterioration has occurred when the calculation result of the determination voltage subtractor 75 becomes 0 or less.

なお、このような無停電電源装置などに使用されているバッテリ14としては、たとえば、陰極吸収式シール型鉛蓄電池、シール鉛蓄電池などがある。また、バッテリにはその他にも、たとえば、ニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などがある。   Examples of the battery 14 used in such an uninterruptible power supply device include a cathode absorption type sealed lead acid battery and a sealed lead acid battery. Other batteries include, for example, a nickel cadmium battery, a nickel metal hydride battery, and a lithium ion battery.

図1は、本発明の実施の形態に係る無停電電源装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1中の充電制御部、充電回路およびその周辺部分を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the charge control unit, the charging circuit, and the peripheral portions thereof in FIG. 図3は、図1中の切替制御部の充電処理による充電曲線を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a charging curve by the charging process of the switching control unit in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 無停電電源装置
2 一方の入力端子(入力端子)
3 他方の入力端子(入力端子)
5,6 一対の出力端子(出力端子)
8 レクチュファイヤ回路(第一の変換回路)
12 インバータ回路(第二の変換回路)
13 充電回路(定電流充電手段、定電圧充電手段)
14 バッテリ
22 蓄電電圧検出器(検出器)
36 タイマ
73 切替制御部(制御手段)
76 劣化判定部(劣化判定手段)
1 Uninterruptible power supply 2 One input terminal (input terminal)
3 The other input terminal (input terminal)
5,6 A pair of output terminals (output terminals)
8 Rectifier circuit (first conversion circuit)
12 Inverter circuit (second conversion circuit)
13 Charging circuit (constant current charging means, constant voltage charging means)
14 Battery 22 Storage voltage detector (detector)
36 timer 73 switching control unit (control means)
76 Degradation determination unit (degradation determination means)

Claims (5)

バッテリを充電する充電装置であって、
上記バッテリの蓄電電圧を検出する検出器と、
上記バッテリを定電流充電する定電流充電手段と、
上記バッテリを定電圧充電する定電圧充電手段と、
上記バッテリの蓄電電圧に基づいて上記バッテリの劣化を判定する劣化判定手段と、
上記定電流充電手段により上記バッテリを定電流充電させその後所定の待ち時間が経過したときに、上記劣化判定手段により上記バッテリの劣化判定を行わせ、さらに、上記定電圧充電手段により上記バッテリを定電圧充電させる制御手段と、を有することを特徴とする充電装置。
A charging device for charging a battery,
A detector for detecting the storage voltage of the battery;
Constant current charging means for charging the battery with constant current;
Constant voltage charging means for charging the battery at a constant voltage;
Deterioration determining means for determining deterioration of the battery based on the storage voltage of the battery;
When the battery is charged with a constant current by the constant current charging means and then a predetermined waiting time elapses, the deterioration determining means performs a deterioration determination of the battery, and the constant voltage charging means determines the battery. And a control means for charging the voltage.
第一の電圧が印加される入力端子と、
上記第一の電圧を第二の電圧へ変換する第一の変換回路と、
上記第二の電圧を第三の電圧へ変換する第二の変換回路と、
上記第三の電圧を出力する出力端子と、
バッテリと、
上記バッテリの蓄電電圧を検出する検出器と、
上記第二の電圧から定電流充電用の充電電圧を生成する定電流充電手段と、
上記第二の電圧から定電圧充電用の充電電圧を生成する定電圧充電手段と、
上記バッテリの蓄電電圧に基づいて上記バッテリの劣化を判定する劣化判定手段と、
上記定電流充電手段により所定の充電電圧で上記バッテリを定電流充電させその後所定の待ち時間が経過した後に、上記劣化判定手段により上記バッテリの劣化判定を行わせ、さらに、上記定電圧充電用の充電電圧で上記バッテリを充電する制御手段と、を有することを特徴とする無停電電源装置。
An input terminal to which a first voltage is applied;
A first conversion circuit for converting the first voltage into a second voltage;
A second conversion circuit for converting the second voltage into a third voltage;
An output terminal for outputting the third voltage;
Battery,
A detector for detecting the storage voltage of the battery;
Constant current charging means for generating a charging voltage for constant current charging from the second voltage;
Constant voltage charging means for generating a charging voltage for constant voltage charging from the second voltage;
Deterioration determining means for determining deterioration of the battery based on the storage voltage of the battery;
The battery is constant-current charged at a predetermined charging voltage by the constant-current charging means, and then a deterioration determination of the battery is performed by the deterioration determining means after a predetermined waiting time has elapsed. And an uninterruptible power supply comprising a control means for charging the battery with a charging voltage.
前記劣化判定手段は、前記所定の待ち時間が経過した後の前記バッテリの開放電圧が、劣化済みバッテリを定電流充電により前記所定の充電電圧まで充電した後に前記所定の待ち時間が経過したときのその劣化済みバッテリの開放電圧以下である場合には、バッテリが劣化していると判定することを特徴とする請求項2記載の無停電電源装置。   When the predetermined waiting time has elapsed after the open circuit voltage of the battery after the predetermined waiting time has elapsed, the deteriorated battery is charged to the predetermined charging voltage by constant current charging. The uninterruptible power supply according to claim 2, wherein the battery is determined to be deteriorated when it is equal to or lower than the open circuit voltage of the deteriorated battery. 前記制御手段は、周期的に充電を行うことをことを特徴とする請求項2記載の無停電電源装置。   The uninterruptible power supply according to claim 2, wherein the control means performs charging periodically. バッテリを定電流充電するステップと、
上記定電流充電の完了後に所定の時間だけ待つステップと、
上記待ち時間の経過後のバッテリの蓄電電圧と所定の基準電圧とを比較して、バッテリが劣化しているか否かを判定するステップと、を有することを特徴とするバッテリの劣化判定方法。
Charging the battery with constant current; and
Waiting for a predetermined time after completion of the constant current charging;
Comparing the stored voltage of the battery after the elapse of the waiting time with a predetermined reference voltage, and determining whether or not the battery has deteriorated.
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