(57)【要約】【課題】二次電池からシステムへ電源供給する際に、消費電力を考慮して効率的な供給を行うことのできる電源制御システムを提供すること。【解決手段】交流電源１を直流化する直流化手段２と、前記直流化手段２から充電の為の電源を供給される二次電池４と、前記直流化手段２から前記二次電池４への電源の供給を制御する第１のスイッチ３と、前記直流化手段２からの電圧を安定化する安定化手段８と、前記二次電池４から前記安定化手段８、あるいは前記システムの負荷へ直接供給する経路と、前記経路からの電源供給を制御する第２のスイッチ５と、前記第１のスイッチ３と第２のスイッチ５を制御する制御部６を備えたもので、二次電池からの電源供給を効率的に行うことが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された交流電源を直流化する直流化手段と、前記直流化手段から充電の為の電源を供給する二次電池と、前記直流化手段から前記二次電池への電源の供給を制御する第１のスイッチと、前記直流化手段からの電圧を安定化してシステムの負荷に電源を供給する安定化手段と、前記二次電池から前記安定化手段、あるいは前記システムの負荷へ直接電源の供給を制御する第２のスイッチと、前記第１のスイッチと第２のスイッチを制御する制御部を備えることを特徴とする電源制御システム。
【請求項２】
制御部は、システムの負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、第１のスイッチにより、前記二次電池への電源供給を制御することを特徴とした請求項１に記載の電源制御システム。
【請求項３】
制御部は、システムの負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、第２のスイッチにより、安定化手段、あるいは前記システムの負荷への電源供給を制御することを特徴とした請求項１に記載の電源制御システム。
【請求項４】
複数のシステム負荷と、二次電池から前記複数のシステム負荷への電源供給を制御する複数の第２のスイッチを有し、制御部は、前記複数のシステム負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、前記複数の第２のスイッチにより、前記複数のシステム負荷への電源供給を行うことを特徴とした請求項１に記載の電源制御システム。
【請求項５】
安定化手段からシステム負荷への電源供給はダイオードを介して行われることを特徴とした請求項１、３、４のいずれか１項に記載の電源制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を有するシステムにおける電源制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の電源制御システムは、直流化手段で交流電源を直流化した後、安定化手段で電圧を必要な電圧に安定化してからシステム負荷へ供給する電源経路と、二次電池からシステム負荷へ供給される電源経路は同じであった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３３５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、交流電源の電圧変動や直流化手段の直流化の方法によっては、システムの負荷変動の影響で、安定化手段に入力される電圧が大きく変動するしまう。従って、システムの負荷変動が大きい場合には、安定化手段の前段に変動を吸収するための負荷を必要としていた。
【０００４】
このような構成を取った場合には、常時この負荷による電力消費が発生するので、二次電池から電源供給する際にもこの負荷による電力消費が余分に必要となり、二次電池の容量を本来必要な容量以上に増やす必要を生じて、二次電池の大型化、コストアップとなっていた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、二次電池からシステムへ電源供給する際に、消費電力を考慮して効率的な供給を行うことのできる電源制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電源制御システムは、入力された交流電源を直流化する直流化手段と、前記直流化手段から充電の為の電源を供給する二次電池と、前記直流化手段から前記二次電池への電源の供給を制御する第１のスイッチと、前記直流化手段からの電圧を安定化してシステムの負荷に電源を供給する安定化手段と、前記二次電池から前記安定化手段、あるいは前記システムの負荷へ直接供給する経路と、前記経路からの電源供給を制御する第２のスイッチと、前記第１のスイッチと第２のスイッチを制御する制御部を備えたのもで、二次電池からシステム負荷へ電源供給する経路を、交流電源からシステム負荷へ供給する経路とは別に設ける、或いは、二次電池からシステム負荷へ供給するための放電スイッチと交流電源から二次電池へ電源を供給する充電スイッチを独立させ、システムへの電源供給をブロックごとに切り替えることで効率的な電源供給が可能となり、従来のように、安定化手段の前段に負荷を設けた場合でも、二次電池からの電源供給経路には負荷が存在しないので二次電池の容量はシステム負荷に応じた容量で済み、二次電池の小型化、コストダウンが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電源制御システムによれば、簡便に二次電池を用いた充放電回路を構成でき、二次電池からシステムへ電源供給する際に、消費電力を考慮して効率的な供給を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、入力された交流電源を直流化する直流化手段と、前記直流化手段から充電の為の電源を供給する二次電池と、前記直流化手段から前記二次電池への電源の供給を制御する第１のスイッチと、前記直流化手段からの電圧を安定化してシステムの負荷に電源を供給する安定化手段と、前記二次電池から前記安定化手段、あるいは前記システムの負荷へ直接電源の供給を制御する第２のスイッチと、前記第１のスイッチと第２のスイッチを制御する制御部を備えることで、二次電池からシステムに電源供給する際に、消費電力を抑えることができ効率的な電源制御が可能である。
【０００９】
第２の発明は、請求項１に記載の制御部を、システムの負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、第１のスイッチにより、前記二次電池への電源供給を制御するように構成することにより、システムの消費電力を安定させることと、消費電力を抑えることができる。
【００１０】
第３の発明は、請求項１に記載の制御部を、システムの負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、第２のスイッチにより、安定化手段、あるいは前記システムの負荷への電源供給を制御するように構成したもので、システムに効率的に電源供給することができる。
【００１１】
第４の発明は、複数のシステム負荷と、二次電池から前記複数のシステム負荷への電源供給を制御する複数の第２のスイッチを有し、制御部は、前記複数のシステム負荷の状態、または直流化手段に供給される交流電源の状態、あるいは、二次電池の状態に応じて、前記複数の第２のスイッチにより、前記複数のシステム負荷への電源供給を行うことで、システムのブロックごとに電源供給することができるので、システムに効率的に電源供給することができる。
【００１２】
第５の発明は、請求項１、請求項３、請求項４に記載の電源供給システムにおいて、安定化手段からシステム負荷への電源供給はダイオードを介して行なうようにしたもので、交流電源からシステムへ電源供給を行う場合と、二次電池からシステムへ電源を供給する場合とを完全に分けることができ、システム全体として効率的に電源供給を行うことができる。
【００１３】
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電源制御システムのブロック図を示すものである。
【００１５】
図１において、１は商用電源などの交流電源、２は交流電源１を直流化する直流化手段、４は二次電池であり、充電用スイッチ３を制御部６からの信号により切り替えることで、二次電池４に充電のための電源供給がなされる。７は安定化手段８に供給する電圧変動を押さえるための負荷である。通常、二次電池４は、使用される時間とともに内部抵抗が大きくなっていく。従って、それをふまえた充電が必要である。従って、常に二次電池４の内部抵抗が大きくなることを前提として、供給する電圧を高めにしてある。しかしながら、この電圧を直接安定化手段８に入力すると、システム負荷の変動によっては、安定化手段８が大きく発熱してしまうので前段に負荷７を入れることで安定化手段８の入力電圧を調整している。
【００１６】
５は制御部６からの信号により切り替わる放電用スイッチで、二次電池４から電源の安定化手段８へ電源を供給する。９はシステム負荷である。６の制御部は、直流化手段２後段の電圧監視、二次電池４の電圧監視および温度監視、システム負荷９の負荷変動の監視を行い、充電用スイッチ３と放電用スイッチ５の制御を行う制御部である。
【００１７】
このシステムにおいて、交流電源１などの交流電源と、システム負荷９の状態、二次電池４の電圧、表面温度などに応じて制御部６から充電用スイッチ３を切り替え、二次電池４に電圧を供給して充電を行う。このシステムを用いれば、供給される商用電源などの交流電源あるいは、システムの負荷状態、二次電池の状態に応じて二次電池へ充電できることから、たとえば充電する時間帯をシステムの負荷が少ないときにおこない、システムの負荷が大きくなった場合には充電を中断することが可能となり、システムの負荷を安定させることが可能となり、効率的に電源供給を行うことができ、消費電力も一定させることが出来る。
【００１８】
また、交流電源１の状態に応じて、制御部６からの信号により、充電用スイッチ３がオフしていることを確認し、放電用スイッチ５をオンし、電源の安定化手段８を経由してシステム負荷９へ電源を供給する。商用電源などの交流電源１からシステム負荷９へ電源供給する際には、安定化手段８前段の負荷７を経由するが二次電池４からシステム負荷９へ供給する際は安定化手段８の前段の負荷７を経由せずにシステム負荷９へ電源供給をすることができるため無駄な電力消費がなく効率的に二次電池４から電源をシステム負荷９へ供給できる。
【００１９】
これにより、二次電池４からシステムに電源供給する際には、消費電力を下げることができ効率的に供給することが可能となる。
【００２０】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態における電源制御システムのブロック図を示すものである。
【００２１】
図２において、複数の安定化手段８ａ、８ｂを有し、システムに供給する電圧を複数種類持っている場合である。二次電池４から安定化手段８あるいは、システム負荷９へ供給する経路を複数もち電源供給を切り替える複数の放電用スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃを有している。
【００２２】
このシステムにおいて、システムに外部より入力される交流電源１に電圧低下、あるいは停電といった異常が起きた場合、特定のブロックのみに電源供給を行う。二次電池４から安定化手段８へは、放電用スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃを切り替える。これにより特定のブロックへのみ電源を供給することができる。
【００２３】
たとえば、９Ｖ系に表示用電源、５Ｖ用系にあるセンサ類、３．３Ｖ系にあるセンサ類とマイコンが接続されているシステムにおいて、交流電源１が電圧低下あるいは、停電した場合には、二次電池よりシステムに電源供給を行うとする。この場合、最小限のブロックを動かすには、３．３Ｖ系を作る安定化手段へ電源供給をするように放電用スイッチを切り替える。これにより交流電源１が異常時には特定のブロックへ電源供給を行い、システムの最小限ブロックのみ動かすことが可能となる。
【００２４】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における電源制御システムのブロック図を示すものである。
【００２５】
図３において、二次電池４から安定化手段８ａ、８ｂ、８ｃの前段の負荷７を経由しない経路を複数個有し、制御部６からの信号により、前記経路に電源供給をするための複数の放電用スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃを有している。制御部６からの信号は、前記放電用スイッチへそれぞれ独立の信号を送ることで、複数の放電用スイッチを独立に操作可能とする。
【００２６】
このシステムを用いると、二次電池からシステムへ電源を供給する際には、放電用の経路を切り替える放電用スイッチを複数個もつことから、安定化手段以後のシステムに対し、放電用スイッチを切り替えることで、ブロックごとに電源を供給することができる。これにより効率的にシステムに電源を供給することができ、省電力化がはかれる。なお、負荷７から安定化手段８ａ、８ｂ、８ｃへの電源供給はそれぞれダイオード１０を介して行うことで、二次電池４から安定化手段へ電源を供給する際に必要以外の回路に電源が供給されるのを防止できるようにしている。
【００２７】
次に、実施の形態３の具体的な例として、家庭内や、ビルなどに設置できる緊急通報システムを用いて説明を行う。
【００２８】
図４において、緊急通報システムは、表示ブロック１１、マイク１２、スピーカ１３、各種センサ１４（例えば、熱検知、煙検知、炎検知などの火災検知センサ、赤外線や圧力センサなどの人感センサ、開閉センサなどのセキュリティーセンサ、ヒトの生体情報を検知、管理する健康チェッカーなどのセンサなど）或いは、アクチュエータ１６からなる。そして、各種センサ１４から得た情報を制御部６で処理する。制御部６で処理された情報は、情報の重要度レベルにより、システム内の１１の表示ブロック、１３のスピーカを用いて報知する。あるいは、外部通信ブロック１５を通し外部へ通報される。
【００２９】
このシステムにおいて通常時には、電源は外部の交流電源１より供給されているため、全てのブロックに電源供給がなされている。交流電源１において、停電あるいは電圧降下などの異常が発生した場合、各ブロックへの電源供給は二次電池４より行う。二次電池４より各ブロックへ電源供給する際には、全てのブロックへ電源供給することも可能であるが、システムの重要度に応じて限られたブロックのみに電源供給を行う。例えば、緊急時に外部と通信を行うための機能のみの電源供給するとすれば、マイク１２、スピーカ１３、制御部６、外部通信ブロック１５のみに電源供給を行う。これによりシステム全体として消費電力を抑えることができ、長時間緊急通報システムとしての役割を部分的に果たすことができる。
【００３０】
また、マイク１２、スピーカ１３はシステムに供給される電源が交流電源１から二次電池４へ変わっても、常に使用する状態でなければ、使用時のみに電源供給するために、それぞれのブロックに供給するための放電用スイッチ５を切り替えることも可能である。同様に、各種センサ１４から情報を得る場合でも、情報を得るタイミングに合わせて放電用スイッチ５を切り替えることで電源供給することで効率的に電源供給が可能である。
【００３１】
別の例として、家庭内の複数の機器を集中管理するための端末に、本発明の電源制御システムが組み込まれているとする。集中管理システムの端末からは家庭内の電化製品（たとえば、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、電子レンジ、テレビ、ビデオ、ＤＶＤなどの記録システム、セキュリティーセンサ、給湯器、照明設備、健康チェッカーなど）がコントロールできるとする。このシステムにおいて、入力される交流電源などに電圧低下、停電が発生した場合に、電源制御システム内の二次電池４から操作ブロックへ電源供給を行う。この各ブロックにおいて、それぞれの使用法において任意に重要と思われるブロックに電源供給を行うことが可能とまる。たとえば、重要なセンサ、たとえばセキュリティーセンサが接続されているブロック、あるいは、無線を通し情報を得ている場合は、無線ブロックに電源供給が行われるように制御部６からの信号で放電用スイッチ５を切り替え電源供給することが可能である。この放電用スイッチ５を切り替えることで、消費電力を低減することができ、システム全体として重要な電化製品を長時間コントロールすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかる、電源制御システムは、簡単に二次電池を充放電回路を構成でき、二次電池からシステムへ効率的に電源供給することができるため、バックアップ機能を持つ製品全般に搭載することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１における電源制御システムのブロック図
【図２】本発明の実施例２における電源制御システムのブロック図
【図３】本発明の実施例３における電源制御システムのブロック図
【図４】本発明の実施例３における緊急通報システムの電源制御システムのブロック図
【符号の説明】
【００３４】
１  交流電源
２  直流化手段
３  充電用スイッチ（第１のスイッチ）
４  二次電池
５  放電用スイッチ（第２のスイッチ）
６  制御部
７  負荷
８、８ａ、８ｂ、８ｃ  安定化手段
９、９ａ、９ｂ、９ｃ  システム負荷
１０  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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