(57)【要約】【課題】  商用電源２から交流電力を供給され、ＡＣ−ＤＣコンバータ１で整流された直流電力をエネルギー源とする電気装置のバッテリボックスを改良して、小形軽量のバッテリ部によって、長時間の停電に耐えてメモリバックアップを可能ならしめる。【解決手段】  バッテリボックス制御回路を、必要最低限動作回路７ａとバッテリボックス一般制御回路７ｂとに区分し、メモリバックアップ用電源回路１０によって上記必要最低限動作回路７ａを制御するとともに、バッテリボックス回路用電源回路９によってバッテリボックス一般制御回路７ｂを制御する。商用電源２が停電すると、開閉スイッチ１１を開き、バッテリボックス一般制御回路７ｂの動作を休止させてバッテリ部１６の放電を抑制し、必要最低限動作回路７ａの動作を確保する。【選択図】   図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源（２）から交流電力を供給され、ＡＣ−ＤＣコンバータ（１）で整流された直流電力をエネルギー源とする電気装置であって、
バッテリと、これに付属する諸種の電気回路とから成るバッテリボックスを備えた電気装置におけるバックアップ所要電力を軽減して、小形軽量のバッテリで長時間のバックアップを可能ならしめる方法において、
バッテリボックス内の動作を制御する制御回路（７）を思考的に分類して、停電時にバックアップ動作や必要な外部信号とのアクセスをするのに最低限動作させておくべき必要最低限動作回路（７ａ）と、停電していない通常の状態でのバッテリボックスの充電動作やバッテリボックス内の全ての動作を制御するバッテリボックス一般制御回路（７ｂ）とに区分するとともに、 
バッテリボックス制御回路（７）に対して電力を供給する回路としてメモリバックアップ用電源回路（１０）と、バッテリボックス回路用電源回路（９）とを区分して設ける。  前記の商用電源が停電したとき、充放電回路（６）を介して供給されるバッテリ部（１６）に蓄積したエネルギーが負荷の電力源となるが、前記メモリバックアップ用電源回路（１０）によって必要最低限動作回路のバックアップ電源を確保するとともに、
前記バッテリボックス回路用電源回路（９）によってバッテリボックス一般制御回路（７ｂ）への電源供給を継続し、かつ、停電状態が所定時間を経過すると、上記バッテリボックス回路用電源回路（９）の動作を停止させることにより、内蔵しているバッテリの電力消費を抑制して、放電時間を延長させることを特徴とする、バックアップ時消費電力節減方法。
【請求項２】
前記バッテリボックス回路用電源回路（９）に作動電源を供給している回路中に、予め
「電気信号によって制御される開閉スイッチ（１１）」を介挿接続しておくとともに、
前記 メモリバックアップ用電源回路（１０）に、「入力電圧の状態を検知する機構」を設けておいて、
当該バッテリボックスが正常な直流入力電圧を得たとき、該メモリバックアップ用電源回路（１０）から出力する信号（１３）によって前記開閉スイッチ（１１）を閉じさせ、
かつ、  前記バッテリボックス制御回路（７）に、予めタイマー機構を設けておいて、
停電状態が所定時間に達したとき、或いは装置から停電認識の指令があった場合に該バッテリボックス制御回路から出力する信号（１２）によって前記開閉スイッチ（１１）を開かせることを特徴とする、請求項１に記載したバックアップ時消費電力節減方法。
【請求項３】
商用電源（２）から交流電力を供給され、ＡＣ−ＤＣコンバータ（１）で整流された直流電力をエネルギー源とし、    
バッテリと、これに付属する諸種の電気回路とから成るバッテリボックスを備えた電気装置において、
前記バッテリボックスの制御回路（７）が、必要最低限の部分を制御する必要最低限動作回路（７ａ）と、その他の部分を制御するバッテリボックス一般制御回路（７ｂ）とに区分されていて、
上記必要最低限動作回路に電力を供給するメモリバックアップ用電源回路（１０）、および前記バッテリボックス一般制御回路に電力を供給するバッテリボックス回路用電源回路（９）が設けられていることを特徴とする、バックアップ時消費電力節減装置。
【請求項４】
前記バッテリボックス回路用電源回路（９）に電力を供給する回路の途中に開閉スイッチ（１１）が介挿接続されているとともに、
前記のバッテリボックス一般制御回路（７ｂ）がタイマ機能を有していて、
前記の商用電源が停電した場合、停電時間が所定の値に達した時、或いは、装置から停電認識の指令があった場合に、該バッテリボックス一般制御回路が前記開閉スイッチに対して、スイッチ開を命じる信号（１２）を発信するようになっており、
かつ、上記の停電が復電した時、上記開閉スイッチに対して、スイッチ閉を命じる信号（１２）を発信するようになっていることを特徴とする、請求項３に記載したバックアップ時消費電力節減装置。
【請求項５】
前記メモリバックアップ用電源回路（１０）は、当該バッテリボックス（１７）に供給される直流電圧が正常であるか否かを検知する機能を備えていて、
当該電気装置が前記商用電源（２）に接続されたり、またはメインスイッチ８が閉じられたりして、正常な電圧が供給され始めたとき、前記開閉スイッチ（１１）に対して、スイッチ閉を命じる信号（１３）を発信するようになっていることを特徴とする、請求項４に記載したバックアップ時消費電力節減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば各種コンピュータなどのように、商用電源から交流電力を供給され、これを整流して使用する電気機器であって、停電に備えたバッテリボックスが設けられている電気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来例の電源装置を説明するための概要的なブロック図である。ＡＣ−ＤＣコンバータ１は、商用電源２から交流電力を供給され、これを整流して直流電力を出力し、通常はディスク等装置全体の電力を給電し，装置が停電を認識してからはメモリ等のように消費電力は僅少であるが継続的に電力を供給しなければならない負荷３に対して給電している。
万一の停電に備えてバッテリボックス５が設けられている。本発明においてバッテリボックスとは、「バッテリ及びこれに付随する各種の回路」をいう。
本図２から容易に理解されるように、万一ＡＣ−ＤＣコンバータ１が破損した場合も、バッテリボックス５にとっては、商用電源２の停電と同様の事態として対処しなければならない。本発明において停電とは、ＡＣ−ＤＣコンバータの故障を含む意である。
【０００３】
バッテリボックス５の設計製作については、両立し難い要請を如何に調整してバランスさせるかが問題である。
例えば、バッテリボックスを含む電気装置の全体を小形軽量，低コストにすることと、停電に対応してバックアップできる時間を長くすることとは両立し難い。
その上、最近バッテリボックスの機能が高級化するに伴って、該バッテリボックスに各種のマイコンやインタフェイスが設けられ、その消費電力が増加する傾向にあることは、問題を一層難しくしている（停電時のバッテリボックス内での電力消費は負荷が増えたことと同様にバックアップ時間を短くしてしまう）。
【特許文献１】特開2000-197347号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、なるべく小形，軽量のバッテリを用いて、なるべく長時間のバックアップを可能ならしめ得る技術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】
【０００５】
請求項１に係る発明方法の構成は、（図１参照）商用電源（２）から交流電力を供給され、ＡＣ−ＤＣコンバータ（１）で整流された直流電力をエネルギー源とする電気装置であって、
バッテリと、これに付属する諸種の電気回路とから成るバッテリボックスを備えた電気装置におけるバックアップ所要電力を軽減して、小形軽量のバッテリで長時間のバックアップを可能ならしめる方法において、
バッテリボックス内の動作を制御するバッテリボックス制御回路（７）を思考的に分類して、停電時にバックアップ動作や必要な外部信号とのアクセスをするのに最低限動作させておくべき必要最低限動作回路（７ａ）と、停電していない通常の状態でのバッテリボックスの充電動作やバッテリボックス内の全ての動作を制御するバッテリボックス一般制御回路（７ｂ）とに区分するとともに、 
バッテリボックス制御回路（７）に対して電力を供給する回路としてメモリバックアップ用電源回路（１０）と、バッテリボックス回路用電源回路（９）とを区分して設ける。
前記の商用電源が停電したとき、充放電回路（６）を介して供給されるバッテリ部（１６）に蓄積したエネルギーが負荷の電力源となるが、前記メモリバックアップ用電源回路（１０）によって必要最低限動作回路のバックアップ電源を確保するとともに、
前記バッテリボックス回路用電源回路（９）によってバッテリボックス一般制御回路（７ｂ）への電源供給を継続し、
かつ、停電状態が所定時間を経過すると、或いは装置から停電認識の指令があると、上記バッテリボックス回路用電源回路（９）の動作を停止させることにより、内蔵しているバッテリの電力消費を抑制して、放電時間を延長させることを特徴とする。
【０００６】
以上に説明した請求項１の発明方法によると、例えばメモリバックアップなどのようにバックアップ対象の負荷が小さい場合に、必要最小限の動作回路に要する電力を、その他の回路と切り離して常に確保させ、その他の回路を停止し消費電力を抑えることで、比較的に小形軽量のバッテリを用いて長時間の停電に耐えることができる。
これを比喩的に表現すると、停電時間が所定の時間に達すると非常耐乏生活に入り、メモリ保持を確保しつつ、生活の余裕を切り捨てる。
上記のような対応をするので、負荷のバックアップについては、設計的自由度が得られる。すなわち、例えば、
（イ）停電しても暫くの間（例えば１０分間）は通常の動作をバックアップし、バッテリの残容量にてメモリバックアップに専念する。
（ロ）停電したら早急に（例えば1分後）通常の動作のバックアップを切り捨てて、メモリバックアップのみに専念する。この場合は、バッテリ容量を極限的に切り詰めることができる。  
本請求項の発明方法は、明確な方針の下に「バックアップ可能時間とバッテリ容量とのバランス」を図り得る自由度が有る。
【０００７】
請求項２に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、（図１参照）前記バッテリボックス回路用電源回路（９）に作動電源を供給している回路中に、予め「電気信号によって制御される開閉スイッチ（１１）」を介挿接続しておくとともに、
前記 メモリバックアップ用電源回路（１０）に、「入力電圧の状態を検知する機構」を設けておいて、
当該バッテリボックスが正常な直流入力電圧を得たとき、該メモリバックアップ用電源回路（１０）から出力する信号（１３）によって前記開閉スイッチ（１１）を閉じさせ、
かつ、前記バッテリボックス制御回路（７）に、予め、タイマー機構を設けておいて、
停電状態が所定時間に達したとき、或いは装置から停電認識の指令があった時、該バッテリボックス制御回路から出力する信号（１２）によって前記開閉スイッチ（１１）を開かせることを特徴とする。
【０００８】
以上に説明した請求項２の発明方法によると、当該電気装置の運転開始時、及び停電発生時、並びに復電時に、バッテリボックス回路用電源回路の動作を自動的に制御して、前記請求項１に係る発明方法の効果を充分に発揮させることができる。
これにより、使用者が状況に応じて手動操作する必要がなく、人為的な操作ミスによってバッテリの損耗を早めたりする虞れが無い。
その上、バッテリボックス制御回路を調節することによって「停電発生時点からバッテリボックス回路用電源回路作動停止までの時間」を任意に設定することもできる。      
【０００９】
請求項３に係る発明装置の構成は、（図１参照）商用電源（２）から交流電力を供給され、ＡＣ−ＤＣコンバータ（１）で整流された直流電力をエネルギー源とし、    
バッテリと、これに付属する諸種の電気回路とから成るバッテリボックスを備えた電気装置において、
前記バッテリボックスの制御回路（７）が、必要最低限の部分を制御する必要最低限動作回路（７ａ）と、その他の部分を制御するバッテリボックス一般制御回路（７ｂ）とに区分されていて、
上記必要最低限動作回路に電力を供給するメモリバックアップ用電源回路（１０）、および前記バッテリボックス一般制御回路に電力を供給するバッテリボックス回路用電源回路（９）が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
以上に説明した請求項３の発明装置によると、例えばメモリバックアップなどのようにバックアップ対象の負荷が小さい場合に、必要最小限の動作回路に要する電力を、その他の回路と切り離して、常に確保させ、その他の回路を停止し消費電力を抑えることで、比較的に小形軽量のバッテリを用いて長時間の停電に耐えることができる。
これを比喩的に表現すると、停電時間が所定の時間に達すると非常耐乏生活に入り、メモリ保持を確保しつつ、生活の余裕を切り捨てる。
上記のような対応をするので、負荷のバックアップについては、設計的自由度が大きい。
すなわち、例えば、（イ）停電しても暫くの間（例えば１０分間）は通常の動作をバックアップし、バッテリの残容量にてメモリバックアップに専念する。（ロ）停電したら早急に（例えば１分後）通常動作の回路のバックアップを切り捨てて、メモリバックアップのみに集中することもできる。この場合は、バッテリ容量を極限的に切り詰めることができる。            
本請求項の発明装置は、明確な方針の下に「バックアップ可能時間とバッテリ容量とのバランス」を図り得るという設計的自由度が有る。                    
【００１１】
請求項４に係る発明装置の構成は、前記請求項４の発明装置の構成要件に加えて、（図１参照）前記バッテリボックス回路用電源回路（９）に電力を供給する回路の途中に開閉スイッチ（１１）が介挿接続されているとともに、
前記のバッテリボックス一般制御回路（７ｂ）がタイマ機能を有していて、
前記の商用電源が停電した場合、停電時間が所定の値に達した時、或いは装置から停電認識の指令があった時、該バッテリボックス一般制御回路が前記開閉スイッチに対して、スイッチ開を命じる信号（１２）を発信するようになっており、
かつ、上記の停電が復電した時、上記開閉スイッチに対して、スイッチ閉を命じる信号（１２）を発信するようになっていることを特徴とする。
【００１２】
以上に説明した請求項４の発明装置によると、当該電気装置の電源供給が停電した時、
自動的に所要回路のバックアップが行なわれ、かつ、復電した時、自動的に通常の動作状態に復元することができる。
このため、電気装置の使用者が手動操作する必要が無くて便利であるのみでなく、人為的な操作ミスによって電気装置構成部材の損傷を招いたり、バッテリの損耗を早めたりする虞れが無い。
【００１３】
請求項５に係る発明装置の構成は、前記請求項４の発明装置の構成要件に加えて、（図１参照）前記メモリバックアップ用電源回路（１０）は、当該バッテリボックス（１７）に供給される直流電圧が正常であるか否かを検知する機能を備えていて、
当該電気装置が前記商用電源（２）に接続されたり、またはメインスイッチ８が閉じられたりして、正常な電圧が供給され始めたとき、前記開閉スイッチ（１１）に対して、スイッチ閉を命じる信号（１３）を発信するようになっていることを特徴とする。
【００１４】
以上に説明した請求項５の発明装置によると、当該電気装置の使用開始および使用停止に際して、バックアップ機構が自動的に作動を開始したり停止したりする。このため、電気装置の使用者が手動操作する必要が無くて便利であるのみでなく、人為的な操作ミスによって電気装置構成部材の損傷を招いたり、バッテリの損耗を早めたりする虞れが無い。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明方法によると、例えばメモリバックアップなどのようにバックアップ対象の負荷が小さい場合に、必要最小限の動作回路に要する電力を、その他の回路と切り離して、常に確保し、
その他の回路を停止し消費電力を抑えることで、比較的に小形軽量のバッテリを用いて長時間の停電に耐えることができる。
これを比喩的に表現すると、停電時間が所定の時間に達すると非常耐乏生活に入り、メモリ保持を確保しつつ、生活の余裕を切り捨てる。
上記のような対応をするので、負荷のバックアップについては、設計的自由度が得られる。すなわち、例えば、
（イ）停電しても暫くの間（例えば１０分間）は通常の動作をバックアップし、バッテリの残容量にてメモリバックアップに専念する。
（ロ）停電したら早急に（例えば１分後）通常の動作のバックアップを切り捨てて、メモリバックアップのみに専念する。この場合は、バッテリ容量を極限的に切り詰めることができる。  
本請求項の発明方法は、明確な方針の下に「バックアップ可能時間とバッテリ容量とのバランス」を図り得る自由度が有る。
【００１６】
請求項２の発明方法によると、当該電気装置の運転開始時、及び停電発生時、並びに復電時に、バッテリボックス回路用電源回路の動作を自動的に制御して、前記請求項１に係る発明方法の効果を充分に発揮させることができる。
これにより、使用者が状況に応じて手動操作する必要がなく、人為的な操作ミスによってバッテリの損耗を早めたりする虞れが無い。
その上、バッテリボックス制御回路を調節することによって「停電発生時点からバッテリボックス回路用電源回路作動停止までの時間」を任意に設定することもできる。
【００１７】
請求項３の発明装置によると、例えばメモリバックアップなどのようにバックアップ対象の負荷が小さい場合に、必要最小限の動作回路に要する電力を、その他の回路と切り離して常に確保し、その他の回路を停止し消費電力を抑えることで、比較的に小形軽量のバッテリを用いて長時間の停電に耐えることができる。
これを比喩的に表現すると、停電時間が所定の時間に達すると非常耐乏生活に入り、メモリ保持を確保しつつ、生活の余裕を切り捨てる。
上記のような対応をするので、負荷のバックアップについては、設計的自由度が大きい。
すなわち、例えば、（イ）停電しても暫くの間（例えば１０分間）は通常の動作をバックアップし、バッテリの残容量にてメモリバックアップに専念する。
（ロ）停電したら早急に（例えば１分後）通常動作の回路のバックアップを切り捨てて、メモリバックアップのみに集中することもできる。この場合は、バッテリ容量を極限的に切り詰めることができる。            
本請求項の発明装置は、明確な方針の下に「バックアップ可能時間とバッテリ容量とのバランス」を図り得るという設計的自由度が有る。
【００１８】
請求項４の発明装置によると、当該電気装置の電源供給が停電した時、自動的に所要回路のバックアップが行なわれ、かつ、復電した時、自動的に通常の動作状態に復元することができる。
このため、電気装置の使用者が手動操作する必要が無くて便利であるのみでなく、人為的な操作ミスによって電気装置構成部材の損傷を招いたり、バッテリの損耗を早めたりする虞れが無い。
【００１９】
請求項５の発明装置によると、当該電気装置の使用開始および使用停止に際して、バックアップ機構が自動的に作動を開始したり停止したりする。このため、電気装置の使用者が手動操作する必要が無くて便利であるのみでなく、人為的な操作ミスによって電気装置構成部材の損傷を招いたり、バッテリの損耗を早めたりする虞れが無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明装置の１実施形態におけるバッテリボックスのブロック図である。
バッテリボックス１７は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１を介して商用電源２から電力を供給されている。符号８を付して示したのはメインスイッチである。
通常の動作状態（非停電時）においては、ＡＣ−ＤＣコンバータ１から給電された直流電力の１部分を、充放電回路６を経てバッテリ部１６に与えて蓄電しておく。
符号７を付して示したのはバッテリボックス制御回路である。本発明においては、このバッテリボックス制御回路を、必要最低限動作回路７ａと、その他のバッテリボックス一般制御回路７ｂとに区分する。上記必要最低限動作回路とは、停電時にバックアップ動作や必要な外部信号とのアクセスをするのに最低限動作させておくべき回路であり、所要電力は僅少であるが、電力供給が途絶すると放電動作が停止し、メモリデータの損失等の多大の損害を被る。
【００２１】
説明の便宜上、バッテリボックス１７がＡＣ−ＤＣコンバータ１から給電を受け入れている点をＩと名付ける。
メモリバックアップ用電源回路１０は、上記給電点Ｉから直流電力の供給を受けて、必要最低限動作回路７ａに対して、電力を供給する（矢印ａ）。
バッテリボックス回路用電源回路９は、通常時（停電が発生していない時）は該給電点Ｉの電圧がバッテリ電圧よりも高い為、該給電点Ｉから直流電力の供給（１４）を受けて、バッテリボックス一般制御回路７ｂに対して電力を供給する（矢印ｂ）。しかし、停電等の時には該給電点Ｉの電圧はバッテリ電圧よりも低くなる為、バッテリ部１６から直流電力の供給（１５）を受けてバッテリボックス一般制御回路７ｂに電力を供給する。  
【００２２】
前記バッテリボックス回路用電源回路９の電源側に開閉スイッチ１１が介挿接続されている。その理由は次のとおりである。
メモリバックアップ用電源回路１０は、必要最低限動作回路７ａに電力を供給している。これは、先に述べた比喩によると耐乏生活用であるから、そのエネルギー源を断つことは考えていない。
しかし、バッテリボックス回路用電源回路９は、先に述べた比喩によると余裕生活部分であるから、耐乏生活に入れば切り捨てなければならない。
そこで、停電が所定時間以上に続いたとき、或いは装置から停電認識の指令があった時、該バッテリボックス回路用電源回路９の電源を断つために開閉スイッチ１１を設けてある。
【００２３】
前記メモリバックアップ用電源回路１０は、給電点Ｉの電圧が正常であるか否かを検知する機能を有している。
いま、当該電気装置が休止している状態から使用を開始する場合を考えると、メインスイッチ８が閉じられて、給電点Ｉに正常な直流電圧が掛かる。
メモリバックアップ用電源回路１０は、この正常な電圧を検知して自らも必要最低限動作回路７ａ制御の役目を開始するとともに、前記開閉スイッチ１１に信号１３を与えて、これを閉じる。このようにして、メインスイッチ８を閉じるだけで自動的に本発明装置が作動状態になり、手動操作を必要としないので便利であり、操作ミスによってトラブルを生じる虞れがない。
【００２４】
バッテリボックス制御回路７も、前記給電点Ｉの電圧が正常であるか否かを検知する機能を有し、かつタイマ機能を有している。
商用電源２が停電すると、前記給電点Ｉの電圧が正常値でなくなるので、バッテリボックス制御回路７がこれを検知し、所定時間（本実施形態においては１０分）を経過したとき、或いは装置から「停電を認識済みであり、メモリバックアップ動作に切替え可能」との指令が送られてきた場合に信号１２を与えて開閉スイッチ１１を開く。
上記の機能により、停電したとき、最初の１０分間はメモリバックアップ用電源回路１０が必要最低限動作回路７ａを作動させ、
バッテリボックス回路用電源回路９がバッテリボックス一般制御回路７ｂを作動させて、
当該電気装置に電源を供給して通常どおりに動作させる。
停電状態が１０間分続くと、バッテリボックス制御回路７が開閉スイッチ１１を開いて節電（省エネ）状態となり、バッテリ部１６の消費電力を抑制する。
これにより、必要最低限動作回路７ａを動作させるための蓄電エネルギーが節減され、比較的小形軽量のバッテリ部１６によっても長時間のメモリバックアップが確保される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明装置の１実施形態におけるバッテリボックスのブロック図
【図２】従来例の電気装置におけるバッテリボックスを説明するために示した概要的なブロック図
【符号の説明】
【００２６】
１…ＡＣ−ＤＣコンバータ
２…商用電源
３…負荷
５…バッテリボックス
６…充放電回路
７…バッテリボックス制御回路７
７ａ…必要最低限動作回路７
７ｂ…バッテリボックス一般制御回路
８…メインスイッチ
９…バッテリボックス回路用電源回路
１０…メモリバックアップ用電源回路
１１…開閉スイッチ
１２…バッテリボックス制御回路からの信号
１３…メモリバックアップ用電源回路からの信号
１４…給電点からの電源供給
１５…バッテリ部からの電源供給
１６…バッテリ部
Ｉ…給電点 
【図１】
2006074922.tif 000003
【図２】
2006074922.tif 000004