特許 6242008 無停電電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242008

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】無停電電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/06 20060101AFI20171127BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20171127BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   H02J9/06 110

   H02J7/00 302C

   H02J7/00 B

   H01M10/44 P

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-130334(P2014-130334)

(22)【出願日】2014年6月25日

(65)【公開番号】特開2016-10250(P2016-10250A)

(43)【公開日】2016年1月18日

【審査請求日】2017年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237721

【氏名又は名称】ＦＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】坂本 仁一

(72)【発明者】

【氏名】椛澤 孝

【審査官】 田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１３０１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−５６０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９６０５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ９／００−１１／００

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０２Ｊ ７／００− ７／１２

７／３４− ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部電源から負荷装置へ電力を供給する電源ラインに並列に接続される入出力端子と、
定格電圧が前記外部電源の電圧と同じ電圧である第１電池パック及び第２電池パックを含む電池ユニットと、
前記外部電源の電圧を前記第１電池パック及び前記第２電池パックの充電電圧まで昇圧して前記電池ユニットを充電する充電回路と、
前記外部電源の停電時に、前記入出力端子を通じて前記電池ユニットから前記負荷装置へ放電する放電回路と、
前記充電回路及び放電回路を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第１電池パックの充電中、及び前記第１電池パックを満充電状態まで充電した後に前記第１電池パックの電圧が前記負荷装置の上限電圧以下に低下するまでの間、前記第１電池パックの放電を禁止して前記第２電池パックの放電を許可し、
前記第２電池パックの充電中、及び前記第２電池パックを満充電状態まで充電した後に前記第２電池パックの電圧が前記負荷装置の上限電圧以下に低下するまでの間、前記第２電池パックの放電を禁止して前記第１電池パックの放電を許可する、無停電電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載の無停電電源装置において、前記制御装置は、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの電圧がいずれも前記負荷装置の下限電圧より低いことを条件として、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの電圧が前記負荷装置の上限電圧になるまで、前記第１電池パック及び前記第２電池パックを同時に充電するとともに、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの放電を許可する、無停電電源装置。

【請求項3】

請求項２に記載の無停電電源装置において、前記放電回路は、前記電池ユニットから前記入出力端子への放電経路に設けられ、前記電池ユニットの電圧を降圧する半導体素子と、前記半導体素子をバイパスするバイパス回路と、を含む、無停電電源装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の無停電電源装置において、前記制御装置は、停電時に前記第１電池パックの放電が許可されている場合には、前記第１電池パックの電圧が前記負荷装置の下限電圧より低下したことを条件として前記第２電池パックの放電を許可し、
停電時に前記第２電池パックの放電が許可されている場合には、前記第２電池パックの電圧が前記負荷装置の下限電圧より低下したことを条件として前記第１電池パックの放電を許可する、無停電電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無停電電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

無停電電源装置は、停電等によって外部電源から負荷装置へ電力が供給されない状態になったときに、負荷装置の動作を継続するために、予め充電した二次電池から負荷装置へ電力を供給する電源装置である。無停電電源装置の二次電池は、通常時に外部電源の電力で充電されるのが一般的である。無停電電源装置に用いられる二次電池の一例として、例えばニッケル水素二次電池等のアルカリ二次電池が公知である。

【0003】

アルカリ二次電池は、その性質上、定格電圧よりも高い電圧で充電を行う必要がある。しかし一般的に無停電電源装置において、アルカリ二次電池の定格電圧は、外部電源の電圧と同じである。そのため、そのままでは外部電源の電力でアルカリ二次電池を満充電状態まで充電することができない。

【0004】

例えば外部電源の電圧より低い定格電圧の二次電池を用いれば、外部電源の電力で二次電池を満充電状態まで充電することができる。そして停電時には、例えばＤＣ／ＤＣコンバータで二次電池の電圧を外部電源の電圧と同じ電圧まで昇圧することによって、二次電池の電力で負荷装置を動作させることができる。しかしこの場合、停電時に二次電池の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータを設けることによって、無停電電源装置の大型化やコスト増といった課題が生ずる。

【0005】

このような課題に対し、二次電池の定格電圧を外部電源の電圧と同じ電圧とした上で、充電時に外部電源の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧し、そのＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧で二次電池を充電するバックアップ電源装置が公知である（例えば特許文献１を参照）。このような構成の従来技術によれば、停電時に二次電池の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータが不要になり、それによって無停電電源装置の小型化や低価格化が可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−９５１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら上記の従来技術は、停電時にダイオード又はＦＥＴを通して二次電池から負荷装置へ電力を供給する構成である。つまり当該従来技術は、二次電池から負荷装置へ電力を供給する際に、ダイオード又はＦＥＴにおいて生ずる電圧降下及び電力損失によって二次電池の電力を効率良く利用できないという課題がある。

【0008】

このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、二次電池の電力を効率良く利用することができる無停電電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、外部電源から負荷装置へ電力を供給する電源ラインに並列に接続される入出力端子と、定格電圧が前記外部電源の電圧と同じ電圧である第１電池パック及び第２電池パックを含む電池ユニットと、前記外部電源の電圧を前記第１電池パック及び前記第２電池パックの充電電圧まで昇圧して前記電池ユニットを充電する充電回路と、前記外部電源の停電時に、前記入出力端子を通じて前記電池ユニットから前記負荷装置へ放電する放電回路と、前記充電回路及び放電回路を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１電池パックの充電中、及び前記第１電池パックを満充電状態まで充電した後に前記第１電池パックの電圧が前記負荷装置の上限電圧以下に低下するまでの間、前記第１電池パックの放電を禁止して前記第２電池パックの放電を許可し、前記第２電池パックの充電中、及び前記第２電池パックを満充電状態まで充電した後に前記第２電池パックの電圧が前記負荷装置の上限電圧以下に低下するまでの間、前記第２電池パックの放電を禁止して前記第１電池パックの放電を許可する、無停電電源装置である。

【0010】

充電電圧で充電中のアルカリ二次電池の電圧は、満充電状態に至る手前では定格電圧より高い電圧となる。また満充電状態まで充電したアルカリ二次電池の電圧は、充電直後は充電電圧とほぼ同じ電圧であり、その後、徐々に低下していく。そのため充電中及び満充電状態まで充電した直後のアルカリ二次電池は、負荷装置の上限電圧より高い電圧になっている可能性がある。したがって、そのときに停電が発生してアルカリ二次電池から負荷装置へ電力が供給されると、負荷装置の停止や故障等が生ずる虞がある。

【0011】

本発明の無停電電源装置は、定格電圧が外部電源の電圧と同じ電圧である第１電池パック及び第２電池パックが設けられており、外部電源の電圧を充電電圧まで昇圧して第１電池パック及び第２電池パックを充電する構成となっている。そして第１電池パックの充電中、及び第１電池パックを満充電状態まで充電した後に第１電池パックの電圧が負荷装置の上限電圧以下に低下するまでの間は、第１電池パックの放電を禁止して第２電池パックの放電を許可する。同様に、第２電池パックの充電中、及び第２電池パックを満充電状態まで充電した後に第２電池パックの電圧が負荷装置の上限電圧以下に低下するまでの間は、第２電池パックの放電を禁止して第１電池パックの放電を許可する。

【0012】

このような構成によって停電時には、常に第１電池パック又は第２電池パックのいずれか一方から負荷装置へ電力を供給することができるので、負荷装置の動作を確実に継続させることができる。また停電時に電池ユニットから負荷装置へ電力が供給されるときには、常に電池ユニットの出力電圧は負荷装置の上限電圧以下になっているので、負荷装置の停止や故障等を未然に防止することができる。そして停電時には、電池ユニットから負荷装置へ直接電力を供給することができるので、電池ユニットの電力を効率良く利用することができる。

【0013】

これにより本発明の第１の態様によれば、二次電池の電力を効率良く利用することができる無停電電源装置を提供できるという作用効果が得られる。

【0014】

＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、前記制御装置は、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの電圧がいずれも前記負荷装置の下限電圧より低いことを条件として、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの電圧が前記負荷装置の上限電圧になるまで、前記第１電池パック及び前記第２電池パックを同時に充電するとともに、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの放電を許可する、無停電電源装置である。

【0015】

本発明の第２の態様によれば、第１電池パック及び第２電池パックの電圧がいずれも負荷装置の下限電圧より低い場合には、両方を同時に充電することによって、第１電池パック及び第２電池パックを短時間に効率良く充電することができる。またその間、第１電池パック及び第２電池パックの両方の放電を許可することによって、充電中に停電が発生しても負荷装置へ電力を供給することができる。

【0016】

＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、前述した本発明の第２の態様において、前記放電回路は、前記電池ユニットから前記入出力端子への放電経路に設けられ、前記電池ユニットの電圧を降圧する半導体素子と、前記半導体素子をバイパスするバイパス回路と、を含む、無停電電源装置である。

【0017】

第１電池パック及び第２電池パックに同時に充電するとともに、第１電池パック及び第２電池パックの両方の放電を許可している状態においては、第１電池パック及び第２電池パックの電圧が負荷装置の上限電圧になると、それ以上充電することができなくなる。

【0018】

本発明の第３の態様によれば、電池ユニットから入出力端子への放電経路に半導体素子が設けられているので、第１電池パック及び第２電池パックの電圧が、半導体素子で生ずる電圧降下の分だけ負荷装置の上限電圧より高くなるまで、第１電池パック及び第２電池パックを充電することができる。それによって第１電池パック及び第２電池パックに同時に充電する時間を長くすることができるので、より効率良く第１電池パック及び第２電池パックを充電することができる。また停電時に電池ユニットの電力を負荷装置へ供給する際には、放電経路に設けられた半導体素子をバイパスする。それによって停電時に、半導体素子で生ずる電圧降下及び電力損失によって電池ユニットの電力を効率良く利用できなくなることを回避することができる。

【0019】

＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、前述した本発明の第１〜第３の態様のいずれかにおいて、前記制御装置は、停電時に前記第１電池パックの放電が許可されている場合には、前記第１電池パックの電圧が前記負荷装置の下限電圧より低下したことを条件として前記第２電池パックの放電を許可し、停電時に前記第２電池パックの放電が許可されている場合には、前記第２電池パックの電圧が前記負荷装置の下限電圧より低下したことを条件として前記第１電池パックの放電を許可する、無停電電源装置である。
このように第１電池パック又は第２電池パックのいずれか一方の放電を許可し、その電圧が負荷装置の下限電圧より低下するまで放電した後、他方の放電を許可することによって、第１電池パック又は第２電池パックの継ぎ足し充電の機会を低減することができる。したがって本発明の第４の態様によれば、電池ユニットにおいてメモリー効果による一時的な電圧降下が生ずる虞を低減することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、二次電池の電力を効率良く利用することができる無停電電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る無停電電源装置の構成を図示した回路図。

【図2】本発明に係る無停電電源装置の充放電制御を図示したタイミングチャート。

【図3】本発明に係る無停電電源装置の変形例の構成を図示した回路図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、本発明は、以下説明する実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【0023】

＜無停電電源装置１０の構成＞
本発明に係る無停電電源装置１０の構成について、図１を参照しながら説明する。
図１は、無停電電源装置１０の構成を図示した回路図である。

【0024】

無停電電源装置１０は、停電等によって外部電源２０から負荷装置３０へ電力を供給できない状態になったときに、負荷装置３０の動作を継続するために、負荷装置３０へ電力を供給する電源装置である。
無停電電源装置１０は、入出力端子１１、電池ユニット１２、充放電回路１３、制御装置１４を備える。

【0025】

入出力端子１１は、外部電源２０から負荷装置３０へ電力を供給する電源ライン２１に並列に接続される。ここで外部電源２０は、例えば商用交流電力を電圧Ｖ１の直流電力に変換する電源装置である。また負荷装置３０は、電圧Ｖ１の直流電力で動作する電子機器である。

【0026】

電池ユニット１２は、ニッケル水素二次電池等のアルカリ二次電池を直列乃至並列に接続することによって構成された第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２を含む。第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２は、いずれも外部電源２０の電圧Ｖ１と同じ定格電圧の電池電源である。また電池ユニット１２は、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の電圧及び温度を検出する回路を含む（図示省略）。

【0027】

「充電回路」及び「放電回路」としての充放電回路１３は、外部電源２０の電圧Ｖ１を第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の充電電圧Ｖ３まで昇圧して電池ユニット１２を充電する。また充放電回路１３は、外部電源２０の停電時に、入出力端子１１を通じて電池ユニット１２から負荷装置３０へ放電する。充放電回路１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１、第１充電スイッチＳＷ１、第１放電スイッチＳＷ２、第２充電スイッチＳＷ３及び第２放電スイッチＳＷ４を含む。

【0028】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、外部電源２０の電圧Ｖ１を第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の充電電圧Ｖ３まで昇圧する電圧変換装置である。より具体的にはＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は、入出力絶縁型の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータである。

【0029】

第１充電スイッチＳＷ１は、第１電池パック１２１の充電をオン／オフするスイッチである。より具体的には第１充電スイッチＳＷ１は、一端側がＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の出力に接続され、他端側が第１電池パック１２１の正極に接続されている。第１電池パック１２１の負極は、グランドに接続されている。第１電池パック１２１は、第１充電スイッチＳＷ１をオンすることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の出力電圧（充電電圧Ｖ３）で充電される。

【0030】

第１放電スイッチＳＷ２は、第１電池パック１２１の放電をオン／オフするスイッチである。より具体的には第１放電スイッチＳＷ２は、一端側が入出力端子１１に接続され、他端側が第１電池パック１２１の正極に接続されている。第１電池パック１２１は、第１放電スイッチＳＷ２をオンすることによって、入出力端子１１を通じて負荷装置３０へ放電可能な状態、つまり放電を許可された状態になる。

【0031】

第２充電スイッチＳＷ３は、第２電池パック１２２の充電をオン／オフするスイッチである。より具体的には第２充電スイッチＳＷ３は、一端側がＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の出力に接続され、他端側が第２電池パック１２２の正極に接続されている。第２電池パック１２２の負極は、グランドに接続されている。第２電池パック１２２は、第２充電スイッチＳＷ３をオンすることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の出力電圧（充電電圧Ｖ３）で充電される。

【0032】

第２放電スイッチＳＷ４は、第２電池パック１２２の放電をオン／オフするスイッチである。より具体的には第２放電スイッチＳＷ４は、一端側が入出力端子１１に接続され、他端側が第２電池パック１２２の正極に接続されている。第２電池パック１２２は、第２放電スイッチＳＷ４をオンすることによって、入出力端子１１を通じて負荷装置３０へ放電可能な状態、つまり放電を許可された状態になる。

【0033】

制御装置１４は、充放電回路１３を制御する公知のマイコン制御装置である。より具体的には制御装置１４は、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１や温度、第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２や温度等に基づいて、第１充電スイッチＳＷ１、第１放電スイッチＳＷ２、第２充電スイッチＳＷ３及び第２放電スイッチＳＷ４のオン／オフ制御を実行する。

【0034】

＜無停電電源装置１０の充放電制御＞
制御装置１４が実行する第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の充放電制御について、図２を参照しながら説明する。
図２は、無停電電源装置１０の充放電制御を図示したタイミングチャートである。図２のタイミングチャートにおいて、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１は実線で、第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２は波線で、それぞれ図示されている。

【0035】

ここでは一実施例として、外部電源２０の電圧Ｖ１、第１電池パック１２１の定格電圧及び第２電池パック１２２の定格電圧は、いずれも５４Ｖとする。またＤＣ／ＤＣコンバータ１３１の出力電圧（充電電圧Ｖ３）は、６０Ｖとする。そして負荷装置３０は、動作電圧が４０Ｖ〜５６Ｖの電子機器であり、その下限電圧を４０Ｖ、上限電圧を５４Ｖに設定する。

【0036】

第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２がいずれも負荷装置３０の下限電圧（４０Ｖ）より低いことを条件として、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が負荷装置３０の上限電圧（５４Ｖ）になるまで、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２を同時に充電するとともに、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の放電を許可する。より具体的には、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が５４Ｖになるまで、第１充電スイッチＳＷ１、第１放電スイッチＳＷ２、第２充電スイッチＳＷ３及び第２放電スイッチＳＷ４を全てオンする。

【0037】

このように第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２がいずれも負荷装置３０の下限電圧より低い場合には、両方を同時に充電することによって、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２を短時間に効率良く充電することができる。またその間、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の両方の放電を許可することによって、充電中に停電が発生しても負荷装置３０へ電力を供給することができる。

【0038】

第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が外部電源２０の電圧Ｖ１と同じ電圧になった時点で、第１電池パック１２１の充電を継続しつつ、第２電池パック１２２の充電を停止する。また第１電池パック１２１の放電を禁止するとともに、第２電池パック１２２の放電は許可したままとする。より具体的には、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が５４Ｖになった時点で（タイミングＴ１）、第１放電スイッチＳＷ２及び第２充電スイッチＳＷ３をオフする。

【0039】

第１電池パック１２１が満充電状態まで充電された時点で、第１電池パック１２１の充電を停止する。より具体的には、第１電池パック１２１が満充電状態まで充電された時点で（タイミングＴ２）、第１充電スイッチＳＷ１をオフする。そして第１電池パック１２１を満充電状態まで充電した後、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１が負荷装置３０の上限電圧（５４Ｖ）以下に低下した時点で、第１電池パック１２１の放電を許可するとともに、第２電池パック１２２の放電を禁止して充電を開始する。より具体的には、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１が５４Ｖ以下に低下した時点で（タイミングＴ３）、第１放電スイッチＳＷ２及び第２充電スイッチＳＷ３をオンするとともに、第２放電スイッチＳＷ４をオフする。

【0040】

つまり制御装置１４は、第１電池パック１２１の充電中、及び第１電池パック１２１を満充電状態まで充電した後に第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１が負荷装置３０の上限電圧以下に低下するまでの間、第１電池パック１２１の放電を禁止（第１放電スイッチＳＷ２をオフ）し、第２電池パック１２２の放電を許可（第２放電スイッチＳＷ４をオン）する。

【0041】

第２電池パック１２２が満充電状態まで充電された時点で、第２電池パック１２２の充電を停止する。より具体的には、第２電池パック１２２が満充電状態まで充電された時点で（タイミングＴ４）、第２充電スイッチＳＷ３をオフする。そして第２電池パック１２２を満充電状態まで充電した後、第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が負荷装置３０の上限電圧（５４Ｖ）以下に低下した時点で、第２電池パック１２２の放電を許可するとともに、第１電池パック１２１の放電を禁止して充電を開始する。より具体的には、第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が５４Ｖ以下に低下した時点で（タイミングＴ５）、第２放電スイッチＳＷ４及び第１充電スイッチＳＷ１をオンするとともに、第１放電スイッチＳＷ２をオフする。

【0042】

つまり制御装置１４は、第２電池パック１２２の充電中、及び第２電池パック１２２を満充電状態まで充電した後に第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が負荷装置３０の上限電圧以下に低下するまでの間、第２電池パック１２２の放電を禁止（第２放電スイッチＳＷ４をオフ）し、第１電池パック１２１の放電を許可（第１放電スイッチＳＷ２をオン）する。

【0043】

このように無停電電源装置１０は、常に第１電池パック１２１又は第２電池パック１２２のいずれか一方が充電され、他方が放電を許可された状態が維持される。つまり無停電電源装置１０は、停電時には、常に第１電池パック１２１又は第２電池パック１２２のいずれか一方から負荷装置３０へ電力を供給することができるので、負荷装置３０の動作を確実に継続させることができる。また停電時に電池ユニット１２から負荷装置３０へ電力が供給されるときには、常に電池ユニット１２の出力電圧（第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１又は第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２）は負荷装置３０の上限電圧以下になっているので、負荷装置３０の停止や故障等を未然に防止することができる。そして停電時には、電池ユニット１２から負荷装置３０へ直接電力を供給することができるので、電池ユニット１２の電力を効率良く利用することができる。

【0044】

このようにして本発明によれば、二次電池の電力を効率良く利用することができる無停電電源装置１０を提供することができる。

【0045】

また本発明の無停電電源装置１０は、停電時に第１電池パック１２１の放電が許可されている場合には、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１が負荷装置３０の下限電圧より低下したことを条件として第２電池パック１２２の放電を許可するのが好ましい。同様に、停電時に第２電池パック１２２の放電が許可されている場合には、第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が負荷装置３０の下限電圧より低下したことを条件として第１電池パック１２１の放電を許可するのが好ましい。これは本発明に必須の構成要素ではないが、このような構成とすることによって、第１電池パック１２１又は第２電池パック１２２の継ぎ足し充電の機会を低減することができるので、電池ユニット１２においてメモリー効果による一時的な電圧降下が生ずる虞を低減することができる。

【0046】

＜変形例＞
本発明に係る無停電電源装置１０の変形例について、図３を参照しながら説明する。
図３は、無停電電源装置１０の変形例の構成を図示した回路図である。

【0047】

無停電電源装置１０の変形例は、充放電回路１３の構成が異なる以外は、図１に図示した無停電電源装置１０と同じ構成であり、共通する構成要素については、同一の符合を付して詳細な説明を省略する。より具体的には変形例の充放電回路１３は、図１に図示した充放電回路１３に加えて、さらにダイオードＤ１、Ｄ２及びバイパススイッチＳＷ５が設けられている。

【0048】

ダイオードＤ１、Ｄ２は、直列に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、入出力端子１１に接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、第１放電スイッチＳＷ２及び第２放電スイッチＳＷ４を通じて第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の正極に接続されている。つまりダイオードＤ１、Ｄ２は、電池ユニット１２から入出力端子１１への放電経路に設けられており、電池ユニット１２の電圧を降圧する半導体素子である。

【0049】

「バイパス回路」としてのバイパススイッチＳＷ５は、一端がダイオードＤ１のカソードに接続されており、他端がダイオードＤ２のアノードに接続されている。つまりバイパススイッチＳＷ５は、電池ユニット１２から入出力端子１１への放電経路において、ダイオードＤ１、Ｄ２をバイパスするスイッチである。バイパススイッチＳＷ５は、制御装置１４によってオン／オフ制御される。

【0050】

前述したように制御装置１４は、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２がいずれも負荷装置３０の下限電圧（４０Ｖ）より低いことを条件として、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が負荷装置３０の上限電圧（５４Ｖ）になるまで、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２を同時に充電するとともに、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の放電を許可する。図１に図示した充放電回路１３は、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２を同時に充電するとともに、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の放電を許可している状態では、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が負荷装置３０の上限電圧（５４Ｖ）になると、それ以上充電することができなくなる。

【0051】

それに対して変形例の充放電回路１３（図３）は、ダイオードＤ１、Ｄ２で約１Ｖの電圧降下が生ずる。したがってバイパススイッチＳＷ５をオフした状態では、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２を入出力端子１１において約１Ｖ低下させることができる。それによって変形例の充放電回路１３は、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が、ダイオードＤ１、Ｄ２で生ずる電圧降下の分（約１Ｖ）だけ負荷装置３０の上限電圧（５４Ｖ）より高くなるまで、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２を充電することができる。

【0052】

すなわち変形例の充放電回路１３は、第１電池パック１２１の電圧Ｖ２１及び第２電池パック１２２の電圧Ｖ２２が約５５Ｖになるまで、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２の放電を許可している状態で、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２に同時に充電することができる。それによって変形例の充放電回路１３は、第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２に同時に充電する時間を長くすることができるので、より効率良く第１電池パック１２１及び第２電池パック１２２を充電することができる。

【0053】

また制御装置１４は、停電時に電池ユニット１２の電力を負荷装置３０へ供給する際には、バイパススイッチＳＷ５をオンしてダイオードＤ１、Ｄ２をバイパスする。それによって停電時に、ダイオードＤ１、Ｄ２で生ずる電圧降下及び電力損失によって電池ユニット１２の電力を効率良く利用できなくなることを回避することができる。

【符号の説明】

【0054】

１０ 無停電電源装置
１１ 入出力端子
１２ 電池ユニット
１３ 充放電回路
１４ 制御装置
２０ 外部電源
３０ 負荷装置
１２１ 第１電池パック
１２２ 第２電池パック
１３１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
ＳＷ１ 第１充電スイッチ
ＳＷ２ 第１放電スイッチ
ＳＷ３ 第２充電スイッチ
ＳＷ４ 第２放電スイッチ
ＳＷ５ バイパススイッチ

【図1】

【図2】

【図3】