(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用系統電力源から交流電力を入力し負荷設備に直流電力を出力する整流器ユニットを備え、また、前記商用系統電力源からの電力供給の停止時に前記負荷設備に直流電力を供給する蓄電池が接続される直流電源装置であって、
前記整流器ユニットの出力電圧を、前記負荷設備が動作可能な範囲内で予め決められた電圧となるよう定電圧制御する出力電圧制御部と、
前記整流器ユニットから前記蓄電池に流れる充電電流を、所定の大きさとなるよう定電流制御する充電電流制御部と、
を備え、
前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御部により前記蓄電池へ定電流充電を行う、
ことを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
前記整流器ユニットから出力される直流電圧を検出する出力電圧検出回路と、
前記整流器ユニットから前記蓄電池に流れる充電電流を検出する充電電流検出回路と、
前記出力電圧検出回路により検出された直流電圧により生成される信号を所定の基準信号と比較することにより前記整流器ユニットの出力電圧を定電圧制御する出力電圧制御部と、
前記充電電流検出回路により検出された充電電流により生成される信号を所定の基準信号と比較することにより、前記整流器ユニットから前記蓄電池に流れる充電電流を定電流制御する充電電流制御部と、
を備え、
前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御部により前記蓄電池へ定電流充電を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記蓄電池の充電電圧が所定の電圧以上に上昇した場合に、
前記充電電流制御部による定電流制御動作を休止させるとともに、前記出力電圧制御部による定電圧制御動作を開始させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直流電源装置。
【請求項４】
商用系統電力源から交流電力を入力し負荷設備に直流電力を出力する並列に接続された複数の整流器ユニットを備え、また、前記商用系統電力源からの電力供給の停止時に前記負荷設備に直流電力を供給する蓄電池が接続される直流電源装置であって、
前記各整流器ユニットごとに設けられ当該整流器ユニットの出力電圧を前記負荷設備が動作可能な範囲内でめ決められた電圧に定電圧制御する出力電圧制御部と、
前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池に流れる充電電流を、所定の大きさとなるよう定電流制御する充電電流制御部と、
を備え、
前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記各整流器ユニット内の出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御部により、前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池へ定電流充電を行わせる、
ことを特徴とする直流電源装置。
【請求項５】
前記各整流器ユニットごとに設けられ当該整流器ユニットの出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、
前記直流電源装置から前記蓄電池に流れる充電電流を検出する充電電流検出回路と、
前記各整流器ユニットごとに設けられ、当該整流器ユニットに対応する前記出力電圧検出回路により検出された直流電圧により生成される信号を所定の基準信号と比較することにより、当該整流器ユニットの出力電圧を定電圧制御する出力電圧制御部と、
前記充電電流検出回路により検出された充電電流により生成される信号を所定の基準信号と比較することにより、前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池に流れる充電電流を定電流制御する充電電流制御部と、
を備え、
前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記各整流器ユニット内の出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御部により、前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池へ定電流充電を行わせる、
ことを特徴とする請求項４に記載の直流電源装置。
【請求項６】
前記蓄電池の充電電圧が所定の電圧以上に上昇した場合に、
前記充電電流制御部による定電流制御動作を休止させるとともに、前記各整流器ユニット内の出力電圧制御部による定電圧制御動作を開始させる、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の直流電源装置。
【請求項７】
商用系統電力源から交流電力を入力し負荷設備に直流電力を出力する整流器ユニットを備え、また、前記商用系統電力源からの電力供給の停止時に前記負荷設備に直流電力を供給する蓄電池が接続される直流電源装置の制御方法であって、
前記整流器ユニットの出力電圧を、前記負荷設備が動作可能な範囲内で予め決められた電圧となるよう定電圧制御する出力電圧制御手順と、
前記整流器ユニットから前記蓄電池に流れる充電電流が、所定の大きさとなるよう定電流制御する充電電流制御手順と、
を含み、
前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記出力電圧制御手順による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御手順により前記蓄電池へ定電流充電を行う、
ことを特徴とする直流電源装置の制御方法。
【請求項８】
商用系統電力源から交流電力を入力し負荷設備に直流電力を出力する並列に接続された複数の整流器ユニットを備え、また、前記商用系統電力源からの電力供給の停止時に前記負荷設備に直流電力を供給する蓄電池が接続される直流電源装置の制御方法であって、
前記各整流器ユニットのそれぞれにおいて自身の出力電圧を、前記負荷設備が動作可能な範囲内で予め決められた電圧となるよう定電圧制御する出力電圧制御手順と、
前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池に流れる充電電流が、所定の大きさとなるよう定電流制御する充電電流制御手順と、
を含み、
前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記各整流器ユニットにおける前記出力電圧制御手順による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御手順により前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池へ定電流充電を行わせる、
ことを特徴とする直流電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ビルやデータセンタなどで用いられる直流電源装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ビルやデータセンタなどで用いられる通信設備やデータ処理蓄積設備は一般的に高い信頼性が要求されるので、これらの負荷設備に直流電力を供給する直流電源装置については、バックアップ電源として蓄電池を用意し、直流電源装置の故障時、または、その入力とする商用系統電力源の異常時にも電力供給を継続できる電力供給方法が用いられる。
【０００３】
また、直流電源装置は、通常は複数台の整流器ユニットを負荷に対して並列に接続して構成され、かつ、負荷設備が必要とする負荷電流に対して1台ないし複数台の余分の整流器ユニットを信頼性を維持するために接続して運転されることがある（例えば、特許文献1を参照）。この場合、各整流器ユニットは、負荷設備への負荷電流、並列に接続しているそれぞれ整流器ユニットで均一に分担して供給することが多い。例えば、負荷設備に流れる負荷電流が１００Ａ（アンペア）とし、並列に５台の整流器ユニットが設けられている場合は、それぞれの整流器ユニットが２０Ａずつ負荷電流を供給する。
【０００４】
図１は、蓄電池を有する直流電源装置の構成を示す図である。図１において、商用系統電力源１００は電力会社の配電系統から供給される電力源である。直流電源装置１は、交流電力（例えば、３相交流）を受電し、直流電力に変換して出力する電力変換器である。負荷設備２００は直流電力で動作する電気機器や電子機器である。蓄電池３は、二次電池など電力蓄積要素である。上記構成により、商用系統電力源１００からの電源供給が停止され、直流電源装置１が停止した場合に、蓄電池３から負荷設備２００に直流電力を供給することにより、直流電源装置１を無停電電源化し、電源装置としての信頼性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１８９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電源装置が図１に示すようなシステム構成で蓄電池３を充電する場合、直流電源装置１の出力電力容量と負荷設備２００の入力電力の関係から、蓄電池３の充電電流が決定される。例えば、大容量の直流電源装置１の配下の負荷設備２００が、極めて小さい入力電力であった場合、直流電源装置１の出力電力は、ほとんどが、蓄電池３の充電に費やされる。その結果、その各々の蓄電池が寿命維持の観点で定めている充電電流値の限度値、例えば０．１ＣＡを超えた電流で充電することになり、蓄電池を劣化（寿命の短縮）させることになる。なお、前記０．１ＣＡのＣＡとは蓄電池の放電レートを示す単位であり、０．１ＣＡは１０時間率放電の放電電流と同じ値であることを示す。
【０００７】
すなわち、蓄電池３が許容する放電電流値および充電電流値にはそれぞれ制限があり、放電電流値および充電電流値は、一般的に放電電流値の方が充電電流値よりも大きい。例えば、制御弁式鉛蓄電池の場合、放電電流値は３ＣＡ、充電電流値は０．１ＣＡと、充電電流値に対して、放電電流値が３０倍大きい場合がある。
【０００８】
このため、図２に示すように、専用の充電器３００とダイオード（ダイオード整流器）Ｄｔを使用したシステム構成が用いられている。充電器３００は、蓄電池３を充電するための専用の直流電源装置であり、ダイオードＤｔは、アノード側からカソード側のみ電力を通過させる素子であり、停電等の商用系統電力源（交流電源）１００の不具合により直流電源装置１が停止した場合に、このダイオードＤｔを通して、蓄電池３から負荷設備２００に電力を供給するように構成されている。
【０００９】
しかしながら、図２に示すシステム構成においては、充電器３００は、通常時（蓄電池浮動充電時）に出力電力が微小であることが一般的であるが、電力変換器を軽負荷で運転させておくことは、経済性や損失低減の観点から好ましくない。すなわち、蓄電池３が浮動充電状態となると、充電器３００がほとんど出力しない無負荷運転に近い状態となり、設備の利用率が悪く、また充電器運転に伴う固定損が発生する状態が、長時間継続する。また、もしも、充電器３００から常時、負荷設備２００へ給電しようとすると、ダイオードＤｔによる順方向電圧降下に通過電流を乗じた値の電力損失が、常時発生するという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、交流電力を直流電力に変換する整流器ユニットと蓄電池で構成される直流電源装置において、充電により蓄電池の寿命が短縮することを抑制し（信頼性向上）、また、専用の充電器を不要とすることによる経済性の向上、および電力損失の低減を図ることができる、直流電源装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の直流電源装置は、商用系統電力源から交流電力を入力し負荷設備に直流電力を出力する整流器ユニットを備え、また、前記商用系統電力源からの電力供給の停止時に前記負荷設備に直流電力を供給する蓄電池が接続される直流電源装置であって、前記整流器ユニットの出力電圧を、前記負荷設備が動作可能な範囲内で予め決められた電圧となるよう定電圧制御する出力電圧制御部と、前記整流器ユニットから前記蓄電池に流れる充電電流を、所定の大きさとなるよう定電流制御する充電電流制御部と、を備え、前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御部により前記蓄電池へ定電流充電を行う、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の直流電源装置は、前記整流器ユニットから出力される直流電圧を検出する出力電圧検出回路と、前記整流器ユニットから前記蓄電池に流れる充電電流を検出する充電電流検出回路と、前記出力電圧検出回路により検出された直流電圧により生成される信号を所定の基準信号と比較することにより前記整流器ユニットの出力電圧を定電圧制御する出力電圧制御部と、前記充電電流検出回路により検出された充電電流により生成される信号を所定の基準信号と比較することにより、前記整流器ユニットから前記蓄電池に流れる充電電流を定電流制御する充電電流制御部と、を備え、前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御部により前記蓄電池へ定電流充電を行う、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の直流電源装置は、前記蓄電池の充電電圧が所定の電圧以上に上昇した場合に、前記充電電流制御部による定電流制御動作を休止させるとともに、前記出力電圧制御部による定電圧制御動作を開始させる、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の直流電源装置は、商用系統電力源から交流電力を入力し負荷設備に直流電力を出力する並列に接続された複数の整流器ユニットを備え、また、前記商用系統電力源からの電力供給の停止時に前記負荷設備に直流電力を供給する蓄電池が接続される直流電源装置であって、前記各整流器ユニットごとに設けられ当該整流器ユニットの出力電圧を前記負荷設備が動作可能な範囲内でめ決められた電圧に定電圧制御する出力電圧制御部と、前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池に流れる充電電流を、所定の大きさとなるよう定電流制御する充電電流制御部と、を備え、前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記各整流器ユニット内の出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御部により、前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池へ定電流充電を行わせる、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の直流電源装置は、前記各整流器ユニットごとに設けられ当該整流器ユニットの出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、前記直流電源装置から前記蓄電池に流れる充電電流を検出する充電電流検出回路と、前記各整流器ユニットごとに設けられ、当該整流器ユニットに対応する前記出力電圧検出回路により検出された直流電圧により生成される信号を所定の基準信号と比較することにより、当該整流器ユニットの出力電圧を定電圧制御する出力電圧制御部と、前記充電電流検出回路により検出された充電電流により生成される信号を所定の基準信号と比較することにより、前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池に流れる充電電流を定電流制御する充電電流制御部と、を備え、前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記各整流器ユニット内の出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御部により、前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池へ定電流充電を行わせる、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の直流電源装置は、前記蓄電池の充電電圧が所定の電圧以上に上昇した場合に、前記充電電流制御部による定電流制御動作を休止させるとともに、前記各整流器ユニット内の出力電圧制御部による定電圧制御動作を開始させる、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の直流電源装置の制御方法は、商用系統電力源から交流電力を入力し負荷設備に直流電力を出力する整流器ユニットを備え、また、前記商用系統電力源からの電力供給の停止時に前記負荷設備に直流電力を供給する蓄電池が接続される直流電源装置の制御方法であって、前記整流器ユニットの出力電圧を、前記負荷設備が動作可能な範囲内で予め決められた電圧となるよう定電圧制御する出力電圧制御手順と、前記整流器ユニットから前記蓄電池に流れる充電電流が、所定の大きさとなるよう定電流制御する充電電流制御手順と、を含み、前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記出力電圧制御手順による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御手順により前記蓄電池へ定電流充電を行う、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の直流電源装置の制御方法は、商用系統電力源から交流電力を入力し負荷設備に直流電力を出力する並列に接続された複数の整流器ユニットを備え、また、前記商用系統電力源からの電力供給の停止時に前記負荷設備に直流電力を供給する蓄電池が接続される直流電源装置の制御方法であって、前記各整流器ユニットのそれぞれにおいて自身の出力電圧を、前記負荷設備が動作可能な範囲内で予め決められた電圧となるよう定電圧制御する出力電圧制御手順と、前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池に流れる充電電流が、所定の大きさとなるよう定電流制御する充電電流制御手順と、を含み、前記蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、前記各整流器ユニットにおける前記出力電圧制御手順による定電圧制御動作を休止させ、前記充電電流制御手順により前記各整流器ユニットのそれぞれから前記蓄電池へ定電流充電を行わせる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の直流電源装置においては、整流器ユニットの出力電圧を定電圧制御するための出力電圧制御部と、整流器ユニットの出力電流を定電流制御するために充電電流制御部と、を備え、蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、充電電流制御部により蓄電池への定電流充電を行う。
これにより、蓄電池に対して定電流で充電を行うことができるので、充電により蓄電池寿命が短縮されることを抑止できる。また、専用の充電器が不要となり、経済性の向上と、電力損失の低減を図れる。
【００２０】
また、本発明の直流電源装置においては、整流器ユニットの出力電圧を、出力電圧検出回路から出力される電圧信号と基準信号とを比較することにより定電圧制御する出力電圧制御部と、整流器ユニットの出力電流を、充電電流検出回路から出力される電流信号と基準信号とを比較することにより電流制御する充電電流制御部と、を備え、蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、出力電圧制御部による定電圧制御動作を休止させ、充電電流制御部により蓄電池へ定電流充電を行う。
これにより、蓄電池に対して定電流で充電を行うことができるので、充電により蓄電池寿命が短縮されることを抑止できる。また、専用の充電器が不要となり、経済性の向上と、電力損失の低減を図れる。
【００２１】
また、本発明の直流電源装置においては、蓄電池の充電電圧が所定の電圧以上に上昇した場合に、充電電流制御部による電流制御動作を休止するとともに、出力電圧制御部による定電圧制御動作を開始させる。
これにより、蓄電池に対する初期充電の際に定電流充電（ＣＣ充電）を行うことができ、蓄電池がある程度充電され所定の電圧に達した後は、定電圧充電（ＣＶ充電）を行うことができる。
【００２２】
また、本発明の直流電源装置においては、直流電源装置は、並列に接続された複数の整流器ユニットと、各整流器ユニットの出力電圧を定電圧制御する出力電圧制御部と、各整流器ユニットから蓄電池へ流れる出力電流を定電流制御する充電電流制御部と、を備える。そして、蓄電池に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、各整流器ユニットにおける定電圧制御動作を休止させるとともに、各整流器ユニットから蓄電池へ流れる充電電流の定電流制御を行う。
【００２３】
これにより、複数の整流器ユニットを有する直流電源装置において、各整流器ユニットから蓄電池に対して定電流充電を行わせることができるので、充電により蓄電池寿命が短縮されることを抑止できる。また、専用の充電器が不要となり、経済性の向上と、電力損失の低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】蓄電池を有する直流電源装置の構成を示す図である。
【図２】専用の充電器を備える直流電源装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明の直流電源装置における蓄電池への充電電流特性について説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係わる直流電源装置の構成を示す図である。
【図５】出力電圧制御部２３の構成例を示す図である。
【図６】ＰＷＭ制御部２２の構成例を示す図である。
【図７】充電電流制御部２４の構成例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係わる直流電源装置の構成を示す図である。
【図９】第２の実施の形態における充電電流制御部２４Ａの構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係わる直流電源装置の構成を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態における出力電圧制御部２３´および充電電流制御部２４´の構成例を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態における出力電圧制御部２３´の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施の形態における充電電流制御部２４´の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第３の実施の形態における比較部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第４の実施の形態に係わる直流電源装置の構成を示す図である。
【図１６】第４の実施の形態における充電電流制御部２４Ａ´の構成例を示す図である。
【図１７】第４の実施の形態における充電電流制御部２４Ａ´の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】複数の整流器ユニットを有する直流電源装置について補足説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１の実施形態＞
以下、図を用いて本発明の第１の実施形態の直流電源装置の説明を行う。
【００２６】
本発明の直流電源装置の基本的な構成は図１に示す直流電源装置と同様である。本発明の直流電源装置においては、充電電流検出回路４により、蓄電池３の充電電流を計測し、蓄電池３の充電電流が予め設定した値を超えないように直流電源装置１を垂下制御（出力電流―出力電圧特性の垂下制御）する。すなわち、所定の過電流保護設定値による電流制限（カレントリミット）を行う。また、直流電源装置１が複数の整流器ユニットから構成される場合、複数の整流器ユニットを均等に垂下制御させるように構成する。
【００２７】
また、図３は、本発明の直流電源装置における蓄電池への充電電流特性について説明するための図である。図３（Ａ）は、蓄電池に対する「充電電流―電圧特性」を示す図である。図３（Ａ）に示すように、蓄電池を充電する際、充電初期から蓄電池電圧が予め定めた値（Ｖｎｏｍ）に達するまでの間は、定電流充電（ＣＣ充電）を行い、その後、蓄電池が所定の電圧値（Ｖｎｏｍ）以上に充電された後は、予め決められている負荷装置に供給する電圧値が一定となるよう制御する定電圧充電（ＣＶ充電）へと切り替える、いわゆる定電流定電圧充電が行われる。
【００２８】
また、図３（Ｂ）は、本発明の直流電源装置の「電流−電圧特性」を示す図である。図３（Ｂ）に示すように直流電源装置１は、無負荷から過電流保護設定値（Ｉｏｃ）までの間は、定電圧制御（電圧Ｖｎｏｍ一定）とするが、出力電流が所定の値、すなわち過電源保護設定値（Ｉｏｃ）を超える場合に、この過電源保護設定値（Ｉｏｃ）で定電流垂下（電流制限動作により出力電圧を低下）させるように構成されている。
【００２９】
そして、図３（Ａ）において定電流充電（ＣＣ充電）を行う場合は、図３（Ｂ）に示す電流制限作用（定電流垂下特性）を利用して、蓄電池に流す充電電流の電流値の限度値、すなわち予め蓄電池に対応して規格値として決められている電流値となるよう定電流充電を行うようにする。すなわち、過電源保護設定値（Ｉｏｃ）による出力電流の電流制限動作を利用して、蓄電池３に対する定電流充電（ＣＣ充電）を行うように構成される。
【００３０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係わる直流電源装置の構成例を示す図である。図４に示す例は、整流器ユニット２が１台（単数）の場合の例である。なお、図４に示す第１の実施の形態の説明においては、直流電源装置の機能を実現するための制御手段として、オペアンプや比較器（コンパレータ）などを用いたアナログ回路による制御方法について説明する（第２の実施の形態についても同様）。また、後述する第３の実施の形態および第４の実施の形態においては、同様のことをコンピュータシステム（マイクロコンピュータやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等とソフトェアを含む）を用いたデジタル制御により実現する例について説明する。
【００３１】
図４に示すように、本発明の直流電源装置１は、整流器ユニット２と、充電電流検出回路４を有し、整流器ユニット２は、出力電圧検出回路５と、電力変換回路２１と、ＰＷＭ制御部２２と、出力電圧制御部２３と、充電電流制御部２４と、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２とを有している。
【００３２】
整流器ユニット２は、商用系統電力源１００と負荷設備２００との間に設けられ、入力端子が商用系統電力源１００に接続され、出力端子Ｃが負荷設備２００と蓄電池３に接続されている。上記充電電流検出回路４は、出力端子Ｃから蓄電池３に出力される充電電流を検出し、前記充電電流値を電圧信号に変換した電流信号Ｖｉｓを充電電流制御部２へ出力する。
【００３３】
また、出力電圧制御回路２３の入力側には、出力電圧検出回路５が接続され、その出力側はダイオードＤ１のアノード側に接続される。また、充電電流制御部２４の入力側には、充電電流検出回路４が接続され、その出力側がダイオードＤ２のアノード側に接続される。そして、ダイオードＤ１およびＤ２のカソード側が接続点Ｄにおいて共通接続され、この接続点Ｄは、ＰＷＭ制御部２２の入力側の端子Ｅに接続されている。このＰＷＭ制御部２２の出力側は、電力変換回路２１の入力端子Ｂに接続されている。
【００３４】
上記整流器ユニット２内の電力変換回路２１は、入力側が商用系統電力源１００に接続され、出力端子Ａが端子Ｃを通して負荷設備２００および蓄電池３に接続され、また、入力端子ＢにＰＷＭ制御部２２が接続されている。また、電力変換回路２１の出力側には、出力電圧検出回路５が接続されている。
【００３５】
この電力変換回路２１は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などで構成される３相フルブリッジ変換回路（図示せず）により交流電圧を直流電圧に変換するとともに、ＭＯＳＦＥＴなどで構成されるＤＣ−ＤＣ変換部（図示せず）を有しており、この場合、ＰＷＭ制御部２２から出力される駆動パルス（デューティ比が制御されるパルス信号）は、整流器ユニット２から出力する直流電力の電圧レベルを制御するＤＣ−ＤＣ変換部に接続される。すなわち、電力変換回路２１内のＤＣ−ＤＣ変換部は、ＰＷＭ制御部２２が出力する駆動パルスのデューティ比（パルスの１周期における「Ｈ」レベルの期間と「Ｌ」レベルの期間の比）により、入力される直流電圧を、上記デューティ比に対応し、かつ安定した電圧値の直流電力に変換する。
【００３６】
（整流器ユニット２における定電圧制御動作についての説明）
本発明の直流電源装置１は、前述したように、直流出力電圧を一定に制御する出力電圧制御機能と、蓄電池３に定電流充電を行うための電流制御機能と有している。通常状態（蓄電池３に定電流充電を行わない状態）では、直流電源装置１の出力電圧を一定に制御する定電圧制御動作が、出力電圧制御部２３により行われる。
【００３７】
以下、直流出力電圧を一定に制御する定電圧制御動作について説明する。この定電圧制御のために、電力変換回路２１の出力側には、電力変換回路２１から出力される直流出力電圧を検出するための出力電圧検出回路５が接続されている。
【００３８】
図５に出力電圧制御部２３の構成例を示す。図５に示すように、出力電圧制御回路２３は、出力電圧制御用基準電圧発生回路２３ａと、加算器２３ｂと、増幅器２３ｃとで構成される。この加算器２３ｂの一方の入力側（＋側）は、出力電圧制御用基準電圧発生回路２３ａに接続され、基準電圧値Ｖｖｒｅｆ（整流器ユニットの出力電圧を予め設定した電圧値に制御する電圧）が入力される。加算器２３ｂの他方の入力側（−側）は出力電圧検出回路５に接続され、出力電圧検出回路５から信号Ｖｖｓ（電圧フィードバック信号）が入力される。また、加算器２３ｂの出力側には増幅器２３ｃが接続され、増幅器２３ｃの出力側はダイオードＤ１のアノード側に接続される。
【００３９】
上記構成において、加算器２３ｂでは、出力電圧制御用基準電圧発生回路２３ａから出力される基準電圧Ｖｖｒｅｆと、出力電圧検出回路５から出力される信号Ｖｖｓと比較し、その差分の信号（Ｖｖｒｅｆ−Ｖｖｓ）を導出し、この差分の信号（Ｖｖｒｅｆ−Ｖｖｓ）をゲインＫｖを有する増幅器２３ｃにより増幅して出力電圧指令の信号Ｖ２を生成する。この信号Ｖ１はダイオードＤ１を介してＰＷＭ制御部２２に出力される。
【００４０】
図６にＰＷＭ制御部２２の構成例を示す。図６に示すように、このＰＷＭ制御部２２においては、コンパレータ２２ａと、インバータ２２ｂと、ドライブ回路２２ｃと、三角波発生回路２２ｄとで構成される。コンパレータ２２ａの非反転入力端子（＋）に、ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード側が接続されており、このダイオードＤ１を介して信号Ｖ１またはＶ２が入力される。また、反転入力端子（−）には、三角波発生回路２２ｄが接続され、三角波発生回路２２ｄから出力される三角波の信号が入力される。また、コンパレータ２２ａの出力側にはインバータ２２ｂが接続され、インバータ２２ｂの出力側はドライブ回路２２ｃに接続され、ドライブ回路２２ｃは電力変換回路２１に接続されている。
【００４１】
上記ＰＷＭ制御部２２の構成において、コンパレータ２２ａは、定電圧制御状態においては、ダイオードＤ１を通して入力される信号Ｖ１の電圧値と、三角波発生回路２２ｄから出力される三角波の電圧値と比較し、信号Ｖ１を超える三角波の電圧値の時間幅を「Ｌ」レベルとし、信号Ｖ１の電圧値未満の三角波の電圧値の時間幅を「Ｈ」レベルとしたパルスを出力する。このパスルは、コンパレータ２２ａの出力側に接続されたインバータ２２ｂにより、論理反転され、信号Ｖ１を超える三角波の電圧値の時間幅を「Ｈ」レベルとし、信号１の電圧値未満の三角波の電圧値の時間幅を「Ｌ」レベルとしたパルスが、ドライブ回路２２ｃに対して出力される。
【００４２】
ドライブ回路２２ｃは、インバータ２２ｂから入力されるパルス信号から電力変換回路２１内の半導体素子を駆動する駆動パルスを生成し、電力変換回路２１に対して出力する。電力変換回路２１は、入力される駆動パルスのデューティ（時比率）において、「Ｈ」レベルの期間が長くなるほど出力電圧の電圧値を高くすることになる。
【００４３】
すなわち、ＰＷＭ制御部２２は、出力電圧検出回路５の出力する検出電圧信号Ｖｖｓが基準電圧Ｖｖｒｅｆより高くなれば、予め設定された出力電圧の電圧値が出力されているとして、電力変換回路２１に対する駆動パルスの「Ｈ」レベルの期間を短くする。このようにして、通常状態（蓄電池３を定電流充電しない状態）において、電力変換回路２１から出力される電圧が、出力電圧制御部２３により一定に制御される。
【００４４】
なお、定電圧制御状態においては、直流電源装置１から蓄電池３への充電電流が極めて小さいため、図７に示す充電電流制御部２４において、充電電流検出回路４からの出力される電流信号Ｖｉｓの電圧はゼロに極めて近く、結果、充電電流制御部２４の出力はローレベル（例えば基準接地電位）となり、ダイオードＤ２はターンオフする。よって、通常状態において、ＰＷＭ制御部２２が充電電流制御部２４により制御されることはない。
【００４５】
以上説明したように、直流電源装置１から蓄電池３へ供給する充電電流が少ない通常状態においては、出力電圧制御部２３が動作し、充電電流制御部２４は休止し、電力変換回路２１の出力電圧は定電圧制御される（例えば、図３（Ｂ）に示す電圧Ｖｎｏｍに定電圧制御される）。
【００４６】
すなわち、出力電圧制御部２３は、定電圧制御状態において、出力電圧検出回路５からの電圧検出信号Ｖｖｓと、基準電圧信号Ｖｖｒｅｆとを加算器２３ｂにより比較して、その差分信号「Ｖｖｒｅｆ−Ｖｖｓ」を生成し、ゲインＫｖを有する増幅器２３ｃにより、出力電圧指令の信号Ｖ１を生成し、この信号Ｖ１をダイオードＤ１を介して、ＰＷＭ制御部２２に入力する。これにより、電力変換回路２１からの出力電圧を基準電圧信号Ｖｖｒｅｆに応じた値になるように制御する。
【００４７】
（蓄電池３への定電流充電動作の説明）
前述の図３（Ａ）で説明したように、蓄電池３が放電した状態において直流電源装置１を運転する場合には、蓄電池３に対して定電流充電が行われる。このために、蓄電池３への充電電流の値を検出するための充電電流検出回路４が、整流器ユニット２と蓄電池３との間に設けられる。充電電流検出回路４は、整流器ユニット２から蓄電池３に流れる充電電流を検出（計測）するための電流センサであり、例えば、ホール素子を用いてもよいし、シャント抵抗器を用いてもよい。
【００４８】
図７は、充電電流制御部２４の構成例を示す図である。
図７に示すように充電電流制御部２４は、電流制御用基準電圧発生回路２４ａと、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と、比較器（コンパレータ）２４ｂと、増幅器（Ｋｃ）２４ｃとで構成される。
【００４９】
図７に示す充電電流制御部２４において、充電電流検出回路４から出力される電流信号Ｖｉｓの正極（＋）側が、電流制御用基準電圧発生回路２４ａ内の基準電圧値Ｖｉｒｅｆの負極（−）側に接続され、また、この信号Ｖｉｓの正極（＋）側が、比較器２４ｂの非反転入力端子（＋）に接続される。また、基準電圧値Ｖｉｒｅｆの正極（＋）側と、信号Ｖｉｓの負極（−）側との間に抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の直列回路が接続される。また、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の接続点Ｑが比較回路２４ｂの反転入力端子（−）に接続される。この比較回路２４ｂの出力側には増幅器（Ｋｃ）２４ｃが接続され、この増幅器２４ｃの出力側はダイオードＤ２のアノード側に接続されている。
【００５０】
上記構成において、充電電流検出回路４は直流電源装置１から蓄電池３へ流れる充電電流を検出し、電流信号Ｖｉｓとして充電電流制御部２４に出力する。通常時（蓄電池３に定電流充電を行わない状態）は、直流電源装置１から蓄電池３への充電電流が極めて小さいため、充電電流検出回路４からの出力電圧（信号Ｖｉｓ）はゼロに極めて近く、結果、充電電流制御部２４の出力は「Ｌ」レベル（例えば基準接地電位）となり、ダイオードＤ２はターンオフする。よって、ＰＷＭ制御部２２が充電電流制御部２４により制御されることはない。
【００５１】
一方、蓄電池３の充電時には、直流電源装置１から蓄電池３への充電電流が発生する。図７に示す回路において、例えば、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値が同じであるとすると、充電電流検出回路４から出力される電流信号Ｖｉｓの電圧レベルが、予め電流制御用基準電圧発生回路２４ａで設定された基準値（Ｖｉｒｅｆ）に達した場合、比較器２４ｂの出力が「Ｈ」レベル（例えば比較器の電源電圧レベル）となり、比較器２４ｂの出力に増幅器２５ｃの任意のゲイン係数Ｋｃを乗じた値がダイオードＤ２に向けて出力される。この状態では、ダイオードＤ２がターンオン、対してダイオードＤ１がターンオフし、ＰＷＭ制御部２２が充電電流制御部２４により制御される。結果、定電流垂下制御が有効となる。
【００５２】
すなわち、充電電流制御部２４の制御動作により、直流電源装置１から蓄電池３に流れる充電電流は、電流制御用基準電圧発生回路２４ａ内の電流制御用の基準電圧Ｖｉｒｅｆに応じて決まる一定の電流となるように制御される。
【００５３】
以上、本発明の第１の実施の形態について説明したが、図４に示す本発明の直流電源装置１は、商用系統電力源１００から交流電力を入力し負荷設備２００に直流電力を出力する整流器ユニット２を備え、また、商用系統電力源１００からの電力供給の停止時に負荷設備２００に直流電力を供給する蓄電池３が接続される直流電源装置１であって、整流器ユニット２から出力される直流電圧を検出する出力電圧検出回路５と、直流電源装置１から蓄電池３に流れる充電電流を検出する充電電流検出回路４と、出力電圧検出回路５により検出された直流電圧により生成される信号Ｖｖｓを所定の基準信号Ｖｖｒｅｆと比較することにより整流器ユニット２の出力電圧を定電圧制御する出力電圧制御部２３と、充電電流検出回路４により検出された充電電流により生成される信号Ｖｉｓを所定の基準信号Ｖｉｒｅｆと比較することにより、整流器ユニット２から蓄電池３に流れる充電電流を定電流制御する充電電流制御部２４と、を備え、蓄電池３に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、出力電圧制御部２３による定電圧制御動作を休止させ、充電電流制御部２４により蓄電池３へ定電流充電を行う、ように構成される。
これにより、蓄電池に対して定電流で充電を行うことができるので、充電により蓄電池寿命が短縮されることを抑止できる。また、専用の充電器が不要となり、経済性の向上と、電力損失の低減を図れる。
【００５４】
＜第２の実施の形態＞
上述した第１の実施の形態においては、直流電源装置１内の整流器ユニット２が１台の場合について説明したが、本発明の第２の実施の形態として、直流電源装置１が複数台の整流器ユニットから構成される例について説明する。
【００５５】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係わる直流電源装置の構成を示す図である。図８に示す例では、任意のｎ個の整流器ユニット２−１〜２−ｎを並列に接続した構成例を示している。
【００５６】
図８に示す各整流器ユニット２−１〜２−ｎが、図４に示す整流器ユニット２と比較して構成上異なるのは、各整流器ユニット２−１〜２−ｎにおいて充電電流制御部２４Ａ用の抵抗２７−１〜２７−ｎが追加された点が異なり、また、充電電流制御部２４Ａが、各整流器ユニット２−１〜２−ｎで共通に使用される点が異なる。その他の構成は図４に示す整流器ユニット２と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号（但し整流器ユニット２−１〜２−ｎの識別符号が付加される）を付し、重複する説明は省略する。
【００５７】
図８において、整流器ユニット２−１〜整流器ユニット２−ｎの各々は、商用系統電力源１００と負荷設備２００（及び蓄電池３）との間に並列に設けられ、それぞれの入力が商用系統電力源１００に接続され、またそれぞれの出力端子Ｃ−１、Ｃ−ｎが接続点Ｈにおいて共通に接続されている。
【００５８】
充電電流検出回路４は、上記接続点Ｈと蓄電池３との間に設けられている。充電電流検出回路４では、蓄電池３に流れる充電電流を測定し、測定した充電電流の信号Ｖｉｓを充電電流制御部２４Ａに出力する。
【００５９】
図９に、充電電流制御部２４Ａの構成を示す。図９に示す充電電流制御部２４Ａが、図７に示す第１の実施の形態における充電電流制御部２４と構成上異なるのは、図７に示す充電電流制御部２４に、図９に示す抵抗挿入力端子（１）および（１）´と、分圧回路用の抵抗（Ｒ）２４ｄが新たに追加された点が異なる。また、増幅器２４ｃから出力される信号Ｖ２が、各整流器ユニット２−１〜２−ｎ内のダイオードＤ２−１〜Ｄ２−ｎに共通に供給される点が異なる（図８参照）。他の構成は図７に示す充電電流制御部２４と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６０】
図９に示す充電電流制御部２４Ａにおいて、抵抗挿入力端子（１）は、コンパレータ２４ｂの出力側に接続され、抵抗挿入力端子（１）´は抵抗（Ｒ）２４ｄの一端に接続されると共に、増幅器２４ｃの入力側に接続される。また、抵抗（Ｒ）２４ｄの他端は接地電位に接続される。
【００６１】
上記充電電流制御部２４Ａの構成において、抵抗２７−１は、整流器ユニット２―１に設けられた抵抗器であり、抵抗２７−ｎは、整流器ユニット２―ｎ内に設けられた抵抗器である。この抵抗２７−１〜２７−ｎは、充電電流制御部２４Ａ内の抵抗挿入力端子（１），（１）´に対して並列に接続される。
【００６２】
この抵抗２７−１〜２７−ｎの接続状態が変化することにより、充電電流制御部２４Ａ内の抵抗挿入力端子（１），（１）´における合成抵抗値が変化する。例えば、整流器ユニットが整流器ユニット２−１，２−２の２台の場合、この整流器ユニット２−１，２−２に内蔵される抵抗２７−１，２７−２の抵抗値をＲ´とすると、整流器ユニットが1台の場合は抵抗値Ｒ´、整流器ユニットが２台の場合は、抵抗値Ｒ´／２と変化する。
【００６３】
ここで、比較器（コンパレータ）２５ｂの出力電圧をＶｉｎとすれば、増幅器２５ｃの出力信号Ｖ２の電圧は、整流器ユニットが１台の場合は、
Ｖ２＝Ｖｉｎ×（Ｒ／Ｒ´）×Ｋｃ、となり、
【００６４】
整流器ユニットが２台の場合は、
Ｖ２＝Ｖｉｎ×（２Ｒ／Ｒ´）×Ｋｃ、となる。
【００６５】
このように、合成抵抗Ｒ´および抵抗（Ｒ）２４ｄの比を変化することで、信号Ｖｉｎの信号レベルを変更することができる。図９に示す例では、整流器ユニットが２台の場合、整流器ユニットが１台の場合の２倍の信号レベルとなる。充電電流制御部２４Ａは、当該信号に増幅器２５ｃにより任意の係数Ｋｃを乗じた信号Ｖ２が各整流器ユニット（２−１、２−２）に出力される。
【００６６】
結果、２台の整流器ユニットには、整流器ユニットを１台とした場合の１／２の電流値で垂下制御すべく信号が充電電流制御回路２４Ａから２台の整流器ユニット（２−１、２−２）に出力され、それによって２台の整流器ユニット（２−１、２−２）は、整流器ユニットを１台とした場合の１／２の電流値で垂下制御される。
【００６７】
以上、本発明の第２の実施の形態について説明したが、図８に示す直流電源装置１は、商用系統電力源１００から交流電力を入力し負荷設備２００に直流電力を出力する並列に接続された複数の整流器ユニット２−１〜２−ｎを備え、また、商用系統電力源１００からの電力供給の停止時に負荷設備２００に直流電力を供給する蓄電池３が接続される直流電源装置１であって、各整流器ユニット２−１〜２−ｎごとに設けられ当該整流器ユニットの出力電圧を検出する出力電圧検出回路５−１〜５−ｎと、直流電源装置１から蓄電池３に流れる充電電流を検出する充電電流検出回路４と、各整流器ユニット２−１〜２−ｎごとに設けられ、当該整流器ユニットに対応する出力電圧検出回路により検出された直流電圧により生成される信号Ｖｖｓを所定の基準信号Ｖｖｒｅｆと比較することにより当該整流器ユニットの出力電圧を定電圧制御する出力電圧制御部２３−１〜２３−ｎと、充電電流検出回路４により検出された充電電流により生成される信号Ｖｉｓを所定の基準信号Ｖｉｒｅｆと比較することにより、各整流器ユニット２−１〜２−ｎのそれぞれから蓄電池３に流れる充電電流を定電流制御する充電電流制御部２４Ａと、を備え、蓄電池３に所定の大きさの充電電流を流して充電を行う際に、各整流器ユニット２−１〜２−ｎ内の出力電圧制御部２３−１〜２３−ｎによる定電圧制御動作を休止させ、充電電流制御部２４Ａにより、各整流器ユニット２−１〜２−ｎのそれぞれから蓄電池３へ定電流充電を行う。
これにより、複数の整流器ユニットを有する直流電源装置において、各整流器ユニットから蓄電池に対して定電流充電を行わせることができるので、充電により蓄電池寿命が短縮されることを抑止できる。また、専用の充電器が不要となり、経済性の向上と、電力損失の低減を図れる。
【００６８】
＜第３の実施の形態＞
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係わる直流電源装置の構成を示す図である。
図１０に示す第３の実施の形態に係わる直流電源装置１は、直流電源装置内の整流器ユニット２が１つ（単数）の場合で例である。図１０に示す直流電源装置が、図４に示す第１の実施の形態の直流電源装置とが構成上異なるのは、図４に示すダイオードＤ１，Ｄ２の代わりに比較部２５を設け、さらに、充電電圧制御部２３´、充電電流制御部２４´、および比較部２５における処理を、マイクロコンピュータやＤＳＰ等（それらにおける処理の過程を記述したソフトウェアを含む）により実現する点が異なる。すなわち、充電電圧制御部２３´、充電電流制御部２４´、および比較部２５における処理をデジタル制御で実現する場合の例である。
【００６９】
その他の構成は、図４に示す直流電源装置と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００７０】
以下、図１０に示す第３の実施の形態において、図４に示す第１の実施の形態と異なる部分、すなわち、充電電圧制御部２３´、充電電流制御部２４´、および比較部２５について、その構成と動作について説明する。
【００７１】
図１１（Ａ）に第３の実施の形態における出力電圧制御回路２３´の構成を示す。また、図１１（Ｂ）に第３の実施の形態における充電電流制御部２４´の構成を示す。
【００７２】
（出力電圧制御部２３´についての説明）
図１１（Ａ）に示すように、出力電圧制御部２３´は、記憶部３１と誤差演算部３２とで構成される。誤差演算部３２は、入力側に記憶部３１と出力電圧検出回路５とが接続され、また、出力側には比較部２５が接続される。なお、誤差演算部３２は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）を有しており、このＡ／Ｄ変換器により、出力電圧検出回路５から出力される検出電圧の信号Ｖｖｓをデジタル信号（出力電圧計測値）として取り込む。また、比較部２５は、デジタル信号をアナロ信号に変換するＤ／Ａ変換器（図示せず）を有しており、このＤ／Ａ変換器により、比較部２５において処理された信号をアナログ信号に変換してＰＷＭ制御部２２に出力する。
【００７３】
上記構成において、誤差演算部３２は、出力電圧検出回路５で検出された電圧信号Ｖｖｓと記憶部３１から読みだした基準電圧値Ｖｖｒｅｆの差（Ｖｖｓ−Ｖｖｒｅｆ）を導き、この差分に任意の係数Ｋ１を乗ずることで定電圧制御のための電圧指令信号Ｖ１を生成し、比較部２５に出力する。
【００７４】
図１２は、出力電圧制御部２３´における処理の流れを示すフローチャートである。以下、図１１を参照して、出力電圧制御部２３´における処理の流れについて説明する。誤差演算部３２では、最初に、記憶部３１から基準電圧値Ｖｖｒｅｆを読み出し（ステップＳ１１）。また、記憶部３１から係数Ｋ１を読み出す（ステップＳ１２）。次に、誤差演算部３２では、出力電圧検出回路５から出力される電圧信号Ｖｖｓを読み込み（ステップＳ１３）、信号Ｖｖｓと基準電圧値Ｖｖｒｅｆの差（Ｖｖｓ−Ｖｖｒｅｆ）を導き、この差分に任意の係数Ｋ１を乗ずることで定電圧運転のための電圧指令信号Ｖ１を生成し（ステップＳ１４）、比較部２５に出力する（ステップＳ１５）。
【００７５】
（充電電流制御部２４´についての説明）
次に、充電電流制御部２４´の構成と動作について説明する。
図１１（Ｂ）に示すように、充電電流制御部２４´は、記憶部４１と誤差演算部４２とで構成される。誤差演算部４２は、入力側が記憶部４１と充電電流検出回路４に接続され、出力側が比較部２５と接続される。なお、誤差演算部４２は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）を有しており、このＡ／Ｄ変換器により、充電電流検出回路４から出力される電流信号Ｖｉｓをデジタル信号（充電電流計測値）として取り込む。
【００７６】
上記構成において、充電電流制御部２４´内の誤差演算部４２は、充電電流検出回路４から出力される電流信号Ｖｉｓと記憶部４１から読み出した基準電圧値Ｖｉｒｅｆを比較し、「Ｖｉｓ≧Ｖｉｒｅｆ」の場合、予め設定した任意の係数Ｋ２により決定される電流垂下制御のための信号Ｖ２を生成して比較部２５に出力する。
【００７７】
そして、図１０に示す比較部２５において、「Ｖ１≧Ｖ２」の場合に信号Ｖ１を、「Ｖ１＜Ｖ２」の場合に信号Ｖ２をＰＷＭ制御部２２に出力する。ＰＷＭ制御部２２は、比較部２５から出力された信号と、三角波発生回路２２ｄにより発生される信号を比較し、電力変換回路２１を駆動するためのＰＷＭ信号を生成する。
【００７８】
図１３は、充電電流制御部２４´における処理の流れを示すフローチャートである。以下、図１３を参照して、その処理の流れについて説明する。充電電流制御部２４´において、最初に、誤差演算部４２は、記憶部４１から充電電流の基準信号となる基準電圧値Ｖｉｒｅｆを読み出し（ステップＳ２１）、誤差演算部４２は、記憶部４１から係数Ｋ２を読み出す（ステップＳ２２）。
【００７９】
次に、誤差演算部４２では、充電電流検出回路４から出力される電流信号Ｖｉｓを読み込み（ステップＳ２３）、電流信号Ｖｉｓと基準電圧値Ｖｉｒｅｆとを比較する（ステップＳ２４）。
【００８０】
そして、「Ｖｉｓ≧Ｖｉｒｅｆ」の場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、予め設定した任意の係数Ｋ２により決定される電流垂下制御のための信号Ｖ２を生成する（ステップＳ２５）。一方、「Ｖｉｓ＜Ｖｉｒｅｆ」の場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、信号Ｖ２（Ｖ２＝０）を生成する（ステップＳ２６）。そして、誤差演算部４２において生成した信号Ｖ２を比較部２５に出力する（ステップＳ２７）。
【００８１】
また、図１４は、比較部２５における処理の流れを示すフローチャートである。
図１４に示すフローチャートを参照して、比較部２５では、出力電圧制御部２３´から入力される信号Ｖ１を読込み（ステップＳ３１）、また、充電電流制御部２４´から入力される信号Ｖ２を読込む（ステップＳ３２）。
【００８２】
続いて、比較部２５では、信号Ｖ１と信号Ｖ２の電圧値の大小関係を比較する（ステップＳ３３）。そして、「Ｖ１≧Ｖ２」の場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、信号Ｖ１をＰＷＭ制御部２２に出力する（ステップＳ３４）。一方、「Ｖ１＜Ｖ２」の場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、信号Ｖ２をＰＷＭ制御部２２に出力する（ステップＳ３５）。
【００８３】
このように、比較部２５では、出力電圧制御部２３´から入力される信号Ｖ１と、充電電流制御部２４´から入力される信号Ｖ２とを比較し、ＰＷＭ制御部２２に対して信号Ｖ１または信号Ｖ２を出力する。これにより、蓄電池３への充電電流が少ない状態においては信号Ｖ１をＰＷＭ制御部２２に出力し、整流器ユニット２を定電圧制御することができる。また、蓄電池３への定電流充電を行う場合は、ＰＷＭ制御部２２に対して信号Ｖ２を出力して、整流器ユニット２を定電流制御することができる。
【００８４】
なお、上述の説明では、ＰＷＭ制御部２２における処理は、アナログ信号により行われることを前提にして説明したが、勿論、ＰＷＭ制御部２２における処理もデジタル制御により行うこともできる。
【００８５】
＜第４の実施の形態＞
図１５は、本発明の第４の実施の形態に係わる直流電源装置の構成を示す図である。
図１５に示す第４の実施の形態に係わる直流電源装置は、図１０に示す第３の実施の形態の直流電源装置に対応するものであり、直流電源装置内の整流器ユニットが複数（任意のｎ台）の場合で例であり、かつ出力電圧制御部２３´−１〜２３´−ｎ、充電電流制御部２４Ａ´、および比較部２５−１〜２５−ｎにおける処理をデジタル制御で行う場合の例である。
【００８６】
図１５に示す第４の実施の形態において、各整流器ユニット２−１〜２−ｎが、図１０に示す整流器ユニット２と比較して構成上異なるのは、各整流器ユニット２−１〜２−ｎにおいてアクティブ信号送出部２８−１〜２８−ｎが追加された点が異なり、また、充電電流制御部２４Ａ´が、各整流器ユニット２−１〜２−ｎで共通に使用される点が異なる。その他の構成は図１０に示す整流器ユニット２と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号（但し整流器ユニット２−１〜２−ｎに応じた識別符号が付加される）を付している。
【００８７】
アクティブ信号送出部２８−１〜２８−ｎは、各整流器ユニット２―１〜２―ｎのそれぞれに搭載されるものであり、その出力側が充電電流制御部２４´の入力端子（１）〜（ｎ）にそれぞれ接続されている。このアクティブ信号送出部２８−１〜２８−ｎは、予め設定した２つの異なるレベル（Ｈ（ハイ）レベル）とＬ（ロウ）レベル）の信号を送出するように構成されている。または、２つの異なる状態（スイッチの回路と閉路）の信号を出力するように構成される。
【００８８】
図１５に示す第４の実施の形態では、アクティブ信号送出部２８−１〜２８−ｎが予め設定した２つの異なるレベル（ＨレベルとＬレベル）の信号を送出するものとして説明する。整流器ユニット２−１〜２−ｎは、自機が運転中に運転中信号（たとえば、Ｈレベル）を送出する。
【００８９】
図１６は、第４の実施の形態における充電電流制御部２４Ａ´の構成を示す図である。
図１６に示すように、充電電流制御部２４Ａ´において、誤差演算部４２´は、入力側が記憶部４１と、各整流器ユニット２―１〜２−ｎのアクティブ信号送出部２８−１〜２８−ｎと、充電電流検出回路４とに接続され、また、出力側が比較部２５−１〜２５−ｎと接続される。また、誤差演算部４２´は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）を有しており、このＡ／Ｄ変換器により、充電電流検出回路４から出力される電流信号Ｖｉｓをデジタル信号（充電電流計測値）として取り込む。
【００９０】
上記構成において、誤差演算部４２´は、アクティブ信号送出部２８−１〜２８−ｎから入力端子（１）〜（ｎ）に印加されるアクティブ信号Ａ１〜Ａｎの内のＨレベルの信号の数の和をＮＲＦ−Ｕとしてカウントする。ここでは、整流器ユニット２−１〜２−ｎのうちＮ台が稼動しているものとする。
【００９１】
誤差演算部４２´は、充電電流検出回路４から出力される電流信号Ｖｉｓ（電流計測値）が予め記憶部４１から読み出された値Ｖｉｒｅｆ値に達した場合、また基準電圧値Ｖｉｒｅｆを超えた場合、係数ＫｃをＮＲＦ−Ｕ（＝Ｎ）で除した値を示す信号Ｖ２を各整流器ユニット２−１〜２−ｎのうちの該当（稼動）するＮ台に出力する。結果、Ｎ台の整流器ユニットには、整流器ユニットを１台とした場合の１／Ｎの電流値で垂下制御すべく信号が入力され、それによってＮ台の整流器ユニットは、整流器ユニットを１台とした場合の１／Ｎの電流値で垂下制御される。
【００９２】
また、図１７は、第４の実施の形態における充電電流制御部２４Ａ´における処理の流れを示す図であり、上述した充電電流制御部２４Ａ´における処理をフローチャートで示したものである。
【００９３】
図１７を参照して、充電電流制御部２４Ａ´の誤差演算部４２は、最初に記憶部４１から基準電圧値Ｖｉｒｅｆを読み出す（ステップＳ４１）。続いて、誤差演算部４２´は、記憶部４１から係数Ｋ２を読み出す（ステップＳ４２）。
【００９４】
次に、誤差演算部４２´では、アクティブ信号送出部２８−１〜２８−ｎから出力されるアクティブ信号Ａ１〜Ａｎを読み込む（ステップＳ４３）。そして、アクティブ信号Ａ１〜Ａｎの内のＨレベルの信号の数の和をＮＲＦ−Ｕとしてカウントする（ステップＳ４４）。
【００９５】
続いて、誤差演算部４２´では、充電電流検出回路４から充電電流検出値の信号Ｖｉｓを読み込み（ステップＳ４５）、充電電流計測値（信号Ｖｉｓ）と基準電圧値Ｖｉｒｅｆとを比較する（ステップＳ４６）。
【００９６】
そして、「Ｖｉｓ≧Ｖｉｒｅｆ」の場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、予め設定した任意の係数Ｋ２をＮＲＦ−Ｕで除した値を示す信号Ｖ２を生成する。一方、「Ｖｉｓ＜Ｖｉｒｅｆ」の場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）、信号Ｖ２（Ｖ２＝０）を生成する（ステップＳ４８）。そして、信号Ｖ２を比較部２５−１〜２５−ｎに出力する（ステップＳ４９）。この比較部２５−１〜２５−ｎにおける処理は、図１４に示すフローチャートにおける処理と同様であり、重複する説明は省略する。
【００９７】
なお、直流電源装置１が複数台の整流器ユニット２−１〜２−ｎで構成される場合に、稼動する整流器ユニットを選択して稼動させる場合の例について補足して説明しておく。
【００９８】
図１８に示すように、並列に接続された複数の整流器ユニット２−１〜２−ｎを有する直流電源装置１において、各整流器ユニット２−１〜２−ｎと商用系統電力源（交流電源）１００との間に開閉器（遮断器）６−１〜６−ｎを配置し、コントローラ７により開閉器６−１〜６−ｎの開閉状態を選択し、負荷に対する直流電力の供給に応じて稼動させる整流器ユニット２−１〜２−ｎの台数を制御し、高電力変換効率で整流器ユニットを運転して電力損失の低減を図ることがある。
【００９９】
この場合においても、前述した本発明の直流電源装置における蓄電池３に対して定電流充電を行う技術的な思想を適用することが可能である。この場合は、蓄電池３に対する充電中は台数制御を行わずに、その時点で稼動している整流器ユニット２−１〜２−ｎにより蓄電池３に対する充電電流の制御を行うようにする。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、図１０に示す第３の実施の形態の直流電源装置１、および図１５に示す第４の実施の形態の直流電源装置１内には、前述のように、マイクロコンピュータやＤＳＰ等を用いたコンピュータシステムを有している。そして、充電電圧制御部２３´，２３´−１〜２３´−ｎ、充電電流制御部２４´，２４Ａ´、比較部２５、およびその他の所望の処理部（例えば、ＰＷＭ制御部２２）については、専用のハードウェアで実現されるものであってもよく、また各処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【０１０１】
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【０１０２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の直流電源装置は、上述の図示例にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・直流電源装置、２，２−１，２−ｎ・・・整流器ユニット、３・・・蓄電池、４・・・充電電流検出回路、５，５−１，５−ｎ・・・充電電圧検出回路、２１，２１−１，２１−ｎ・・・電力変換回路、２２，２２−１，２２−ｎ・・ＰＷＭ制御部、２２ａ・・・比較器（コンパレータ）、２２ｂ・・・インバータ、２２ｃ・・・ドライブ回路、２２ｄ・・・三角波発生回路、２３，２３−１，２３−ｎ、２３´、２３´−１，２３´−ｎ・・・出力電圧制御部、２３ａ・・・出力電圧制御用基準電圧発生回路、２３ｂ・・・加算器、２３ｃ・・・増幅器、２４，２４´，２４Ａ，２４Ａ´・・・充電電流制御部、２４ａ・・・電流制御用基準電圧発生回路、２４ｂ・・・比較器（コンパレータ）、２４ｃ・・・増幅器、２４ｄ・・・抵抗（Ｒ）、２５・・・比較部、２７−１，２７−２・・・抵抗、１００・・・商用系統電力源（交流電源）、２００・・・負荷設備、３００・・・充電器、Ｄ１，Ｄ１−１，Ｄ１−ｎ，Ｄ２，Ｄ２−１，Ｄ２−ｎ，Ｄｔ・・・ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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