(57)【要約】【課題】出力電圧レベルが調整可能なインテリジェント無停電電源充電装置およびインテリジェント無停電電源充電装置の制御方法を提供する。【解決手段】インテリジェント無停電電源充電装置１００であって、無停電電源モジュール２０と、充電モジュール４０と、出力ポート６０とを備えており、無停電電源モジュール２０は、第１充電電源Ｐｃ１を提供し、充電モジュール４０は、第１充電電源Ｐｃ１を第２充電電源Ｐｃ２に変換し、出力ポート６０を介して第２充電電源Ｐｃ２を出力し、電子装置２００が出力ポート６０に接続されると、充電モジュール４０は、電子装置２００から出力された識別信号Ｓｉを受信し、当該識別信号Ｓｉに基づいて第２充電電源Ｐｃ２の電圧レベルを調整する。【選択図】図１
2018174694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インテリジェント無停電電源充電装置であって、
無停電電源モジュールと、
前記無停電電源モジュールに接続される充電モジュールと、
前記充電モジュールに接続される出力ポートとを備え、
前記無停電電源モジュールは、第１充電電源を提供し、
前記充電モジュールは、前記第１充電電源を第２充電電源に変換し、前記出力ポートを介して前記第２充電電源を出力し、
電子装置が前記出力ポートに接続されると、前記充電モジュールは、前記電子装置から出力された識別信号を受信し、当該識別信号に基づいて前記第２充電電源の電圧レベルを調整することを特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置。
【請求項２】
請求項１記載のインテリジェント無停電電源充電装置において、
前記無停電電源モジュールは、第１電源を取り込むと共に、当該第１電源で第１経路を介して蓄電ユニットを充電し、前記無停電電源モジュールへ前記第１電源を供給していない場合、前記蓄電ユニットが第２経路を介して第２電源を出力することによって、前記無停電電源モジュールが前記第２電源を出力することを特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置。
【請求項３】
請求項２記載のインテリジェント無停電電源充電装置において、
前記第１経路はＡＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該ＡＣ／ＤＣ変換ユニットは、前記第１電源を前記蓄電ユニットへの第１直流電源に変換し、前記充電モジュールは、前記第１電源の供給源から前記ＡＣ／ＤＣ変換ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、外部から入力された前記第１電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールに出力し、あるいは、当該充電モジュールは、前記ＡＣ／ＤＣ変換ユニットから前記蓄電ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記ＡＣ／ＤＣ変換ユニットによって提供された前記第１直流電源または前記蓄電ユニットによって提供された前記第１直流電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールに出力し、
前記第２経路はＤＣ／ＡＣ変換ユニットを備え、当該ＤＣ／ＡＣ変換ユニットは、前記蓄電ユニットから出力された第２直流電源を取り込んで、当該第２直流電源を前記第２電源に変換し、前記充電モジュールは、前記蓄電ユニットから前記ＤＣ／ＡＣ変換ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記蓄電ユニットによって提供された前記第２直流電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールに出力し、あるいは、前記充電モジュールは、前記ＤＣ／ＡＣ変換ユニットから前記第２電源の供給側部分までの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、外部から入力された前記第１電源または前記ＤＣ／ＡＣ変換ユニットによって提供された前記第２電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力することを特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置。
【請求項４】
請求項１記載のインテリジェント無停電電源充電装置において、
前記無停電電源モジュールは第１電源を取り込んで、第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニットによって当該第１電源を第２電源に変換すると共に、前記第１電源で第１経路を介して蓄電ユニットを充電し、前記無停電電源モジュールへ前記第１電源を供給していない場合、前記蓄電ユニットが第２経路を介して前記第２電源を出力することによって、前記無停電電源モジュールが前記第２電源を出力することを特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置。
【請求項５】
請求項４記載のインテリジェント無停電電源充電装置において、
前記第１経路は第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットは前記第１電源を前記蓄電ユニットへの第１直流電源に変換し、前記充電モジュールは、前記第１電源の供給源から前記第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、外部から入力された前記第１電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールに出力し、あるいは、前記充電モジュールは、前記第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットから前記蓄電ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットによって提供された前記第１直流電源または前記蓄電ユニットによって提供された前記第１直流電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力し、
前記第２経路はＤＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該ＤＣ／ＤＣ変換ユニットは、前記蓄電ユニットから出力された第２直流電源を取り込んで、当該第２直流電源を前記第２電源に変換し、前記充電モジュールは、前記蓄電ユニットから前記ＤＣ／ＤＣ変換ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記蓄電ユニットによって提供された前記第２直流電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールに出力し、あるいは、前記充電モジュールは、前記ＤＣ／ＤＣ変換ユニットから前記第２電源の供給側部分までの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニットによって提供された前記第２電源または前記ＤＣ／ＤＣ変換ユニットによって提供された前記第２電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力することを特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置。
【請求項６】
請求項１記載のインテリジェント無停電電源充電装置において、
前記充電モジュールは、さらに、
前記無停電電源モジュールと前記出力ポートとの間に接続された変換ユニットと、前記変換ユニットと前記出力ポートとの間に接続された検出ユニットと、前記変換ユニットと前記検出ユニットとの間に接続され、または前記検出ユニットの中に統合された保護ユニットとを備え、
前記電子装置が前記出力ポートに接続されると、前記検出ユニットは、前記電子装置から出力された前記識別信号を受信し、当該識別信号に基づいて第１制御信号を前記変換ユニットに出力し、前記変換ユニットは、前記第１充電電源を取り込むと共に、前記第１制御信号を受信し、さらに、前記第１充電電源を前記第２充電電源に変換し、前記第１制御信号に応じて前記第２充電電源の電圧レベルを調整し、前記保護ユニットが前記変換ユニットに異常が発生したことを検出した場合、前記保護ユニットは、前記検出ユニットに保護信号を出力し、かつ、前記検出ユニットは、前記変換ユニットに第２制御信号を出力して、前記第２充電電源を出力しないように前記変換ユニットを制御することを特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置。
【請求項７】
請求項６記載のインテリジェント無停電電源充電装置において、
前記保護ユニットは、前記変換ユニットの電圧、電流または温度状態を検出するための過電圧検出回路、過電流検出回路、短絡検出回路または過温度検出回路のうちの少なくとも１つを備え、前記保護ユニットが前記変換ユニットに過電圧、過電流、短絡または過温度が発生したことを検出した場合、前記保護ユニットは、前記保護信号を前記検出ユニットに出力し、前記変換ユニットは一次側と二次側とを有する隔離式コンバータであり、前記保護ユニットが前記隔離式コンバータの前記一次側に接続され、あるいは、前記保護ユニットが前記隔離式コンバータの前記二次側に接続されていることを特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置。
【請求項８】
請求項６記載のインテリジェント無停電電源充電装置において、
前記出力ポートは検出ピンを備え、当該検出ピンは前記検出ユニットに接続されて、前記電子装置が前記出力ポートに接続されているか否かを検出し、電子装置が前記出力ポートに接続されている場合、前記検出ピンは、前記出力ポートの接地ピンと接続すると共に接地し、かつ、前記変換ユニットは、前記第２充電電源を前記電子装置に出力し、前記電子装置が前記出力ポートに接続されていない場合、前記検出ピンは前記出力ポートの前記接地ピンと接続せず、しかも、前記変換ユニットは前記第２充電電源を出力しないようになっていることを特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置。
【請求項９】
インテリジェント無停電電源充電装置の制御方法であって、
前記インテリジェント無停電電源充電装置は、無停電電源モジュールと充電モジュールとを備え、当該制御方法は、
前記無停電電源モジュールが第１電源を取り込んで、当該第１電源で第１充電電源を生成するステップＡと、
前記充電モジュールが前記第１充電電源を第２充電電源に変換するステップＢと、
電子装置が前記充電モジュールに接続されていることを検出した場合、前記充電モジュールが前記電子装置の識別信号を受信し、当該識別信号に基づいて前記第２充電電源の電圧レベルを調整するステップＣと、
前記インテリジェント無停電電源充電装置が保護信号に基づいて、前記充電モジュールに異常が発生したか否かを判断し、前記充電モジュールに異常が発生した場合、前記充電モジュールに前記第２充電電源を出力させないステップＤとを含めていること特徴とするインテリジェント無停電電源充電装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項９記載のインテリジェント無停電電源充電装置の制御において、
ステップＢの後は、さらに、前記無停電電源モジュールが前記第１電源を取り込んでいる場合、当該第１電源で前記無停電電源モジュールの蓄電ユニットを充電し、かつ、前記充電モジュールが、前記第１電源または前記蓄電ユニットが生成した前記第１充電電源を取り込んで、前記第２充電電源を前記電子装置へ出力するステップＢ１を含み、
ステップＣは、前記インテリジェント無停電電源充電装置が検出ピンを介して前記電子装置が前記充電モジュールに接続されているか否かを検出し、前記電子装置が前記充電モジュールに接続されている場合、前記充電モジュールが前記第２充電電源を前記電子装置に出力し、前記電子装置が前記充電モジュールに接続されていない場合、前記充電モジュールに前記第２充電電源を出力させないステップＣ１を含めていることを特徴とする請求項９に記載のインテリジェント無停電電源充電装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インテリジェント無停電電源充電技術に関し、特に、出力電圧レベルが調整可能なインテリジェント無停電電源充電装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレットなど様々なモバイル電子機器の普及に伴い、モバイル電子機器の充電需要を如何に満たすかといったことが、この技術分野における重要な研究課題である。様々な充電設備のうち、ＵＳＢをインターフェースとした充電設備の普及率が益々高くなってきている。
【０００３】
しかしながら、従来のＵＳＢをインターフェースとした充電設備（以下、ＵＳＢインターフェース充電設備と称する）は、単一の出力電圧レベルしか提供することができないため、今時の異なるタイプのスマートフォンおよびタブレットにおいて多様化する充電需要に応えることができない。また、従来の無停電システムは、出力電圧可変のＵＳＢインターフェース充電設備が統合および搭載されていないため、このような無停電システムによって変換されて出力された電力で、出力端子に接続されている電子装置を直接充電することができず、使用上不便であるだけでなく、電子装置の充電需要を効果的に満たすこともできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、異なるタイプの電子装置に対応できるように、異なる出力電圧レベルで電子装置を充電することができる充電装置が求められている。
【０００５】
このような状況に鑑み、本発明は、出力電圧レベルが調整可能なインテリジェント無停電電源充電装置およびインテリジェント無停電電源充電装置の制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、インテリジェント無停電電源充電装置を提供する。当該インテリジェント無停電電源充電装置は、無停電電源モジュールと、当該無停電電源モジュールに接続される充電モジュールと、当該充電モジュールに接続される出力ポートとを備え、前記無停電電源モジュールは、第１充電電源を提供し、前記充電モジュールは、前記第１充電電源を第２充電電源に変換し、前記出力ポートを介して前記第２充電電源を出力し、電子装置が前記出力ポートに接続されると、前記充電モジュールは、前記電子装置から出力された識別信号を受信し、当該識別信号に基づいて前記第２充電電源の電圧レベルを調整することを特徴としている。
【０００７】
また、前記無停電電源モジュールは、第１電源を取り込むと共に、当該第１電源で第１経路を介して蓄電ユニットを充電し、前記無停電電源モジュールへ前記第１電源を供給していない場合、前記蓄電ユニットが第２経路を介して第２電源を出力することによって、前記無停電電源モジュールが前記第２電源を出力する構成となっていることが好ましい。
【０００８】
また、前記第１経路はＡＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該ＡＣ／ＤＣ変換ユニットは、前記第１電源を前記蓄電ユニットへの第１直流電源に変換し、前記充電モジュールは、前記第１電源の供給源から前記ＡＣ／ＤＣ変換ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、外部から入力された前記第１電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力する構成となっていることが好ましい。
【０００９】
また、前記第１経路はＡＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該ＡＣ／ＤＣ変換ユニットは、前記第１電源を前記蓄電ユニットへの第１直流電源に変換し、前記充電モジュールは、前記ＡＣ／ＤＣ変換ユニットから前記蓄電ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記ＡＣ／ＤＣ変換ユニットによって提供された前記第１直流電源または前記蓄電ユニットによって提供された前記第１直流電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力する構成となっていることが好ましい。
【００１０】
また、前記第２経路はＤＣ／ＡＣ変換ユニットを備え、当該ＤＣ／ＡＣ変換ユニットは、前記蓄電ユニットから出力された第２直流電源を取り込んで、当該第２直流電源を前記第２電源に変換し、前記充電モジュールは、前記蓄電ユニットから前記ＤＣ／ＡＣ変換ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記蓄電ユニットによって提供された前記第２直流電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力する構成となっていることが好ましい。
【００１１】
また、前記第２経路はＤＣ／ＡＣ変換ユニットを備え、当該ＤＣ／ＡＣ変換ユニットは、前記蓄電ユニットから出力された第２直流電源を取り込んで、当該第２直流電源を前記第２電源に変換し、前記充電モジュールは、前記ＤＣ／ＡＣ変換ユニットから前記第２電源の供給側部分までの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、外部から入力された前記第１電源または前記ＤＣ／ＡＣ変換ユニットによって提供された前記第２電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力する構成となっていることが好ましい。
【００１２】
また、前記無停電電源モジュールは第１電源を取り込んで、第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニットによって前記第１電源を第２電源に変換し、前記第１電源で第１経路を介して蓄電ユニットを充電し、前記無停電電源モジュールへ前記第１電源を供給していない場合、前記蓄電ユニットが第２経路を介して前記第２電源を出力することによって、前記無停電電源モジュールが前記第２電源を出力する構成となっていることが好ましい。
【００１３】
また、前記第１経路は第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットは、前記第１電源を前記蓄電ユニットへの第１直流電源に変換し、前記充電モジュールは、前記第１電源の供給源から前記第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、外部から入力された前記第１電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力する構成となっていることが好ましい。
【００１４】
また、前記第１経路は第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットは、前記第１電源を前記蓄電ユニットへの第１直流電源に変換し、前記充電モジュールは、前記第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットから前記蓄電ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニットによって提供された前記第１直流電源または前記蓄電ユニットによって提供された前記第１直流電源を前記第１充電電源とし、当該第１充電電源を前記充電モジュールへ出力する構成となっていることが好ましい。
【００１５】
また、前記第２経路はＤＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該ＤＣ／ＤＣ変換ユニットは、前記蓄電ユニットから出力された第２直流電源を取り込んで、当該第２直流電源を前記第２電源に変換し、前記充電モジュールは、前記蓄電ユニットから前記ＤＣ／ＤＣ変換ユニットまでの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記蓄電ユニットによって提供された前記第２直流電源を前記第１充電電源とし、前記第１充電電源を前記充電モジュールへ出力する構成となっていることが好ましい。
【００１６】
また、前記第２経路はＤＣ／ＤＣ変換ユニットを備え、当該ＤＣ／ＤＣ変換ユニットは、前記蓄電ユニットから出力された第２直流電源を取り込んで、当該第２直流電源を前記第２電源に変換し、前記充電モジュールは、前記ＤＣ／ＤＣ変換ユニットから前記第２電源の供給側部分までの経路上に接続され、かつ、前記無停電電源モジュールは、前記第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニットによって提供された前記第２電源または前記ＤＣ／ＤＣ変換ユニットによって提供された前記第２電源を前記第１充電電源とし、前記第１充電電源を前記充電モジュールへ出力する構成となっていることが好ましい。
【００１７】
また、前記充電モジュールは、さらに変換ユニットと検出ユニットとを備えており、前記変換ユニットが前記無停電電源モジュールと前記出力ポートとの間に接続され、前記検出ユニットが前記変換ユニットと前記出力ポートとの間に接続され、電子装置が前記出力ポートに接続されると、前記検出ユニットは、電子装置から出力された識別信号を受信して、当該識別信号に基づいて第１制御信号を前記変換ユニットに出力し、前記変換ユニットは、前記第１充電電源を取り込むと共に前記第１制御信号を受信し、さらに、前記第１充電電源を前記第２充電電源に変換し、前記第１制御信号に応じて前記第２充電電源の電圧レベルを調整する構成となっていることが好ましい。
【００１８】
また、前記充電モジュールはさらに保護ユニットを備えており、当該保護ユニットが前記変換ユニットと前記検出ユニットとの間に接続され、または前記検出ユニットの中に統合され、前記保護ユニットは、前記変換ユニットに異常が発生したことを検出した場合、保護信号を前記検出ユニットに出力し、そして、前記検出ユニットは、第２制御信号を変換ユニットに出力して、前記第２充電電源を出力しないように前記変換ユニットを制御する構成となっていることが好ましい。
【００１９】
また、前記保護ユニットは、前記変換ユニットの電圧、電流または温度状態を検出するための過電圧検出回路、過電流検出回路、短絡検出回路または過温度検出回路のうちの少なくとも１つを備え、前記保護ユニットが前記変換ユニットに過電圧、過電流、短絡または過温度が発生したことを検出した場合、前記保護ユニットは、前記保護信号を前記検出ユニットに出力する構成となっていることが好ましい。
【００２０】
また、前記変換ユニットは隔離式コンバータであって、一次側と二次側とを備えており、前記保護ユニットが前記隔離式コンバータの一次側に接続された構成となっていることが好ましい。
【００２１】
また、前記変換ユニットは隔離式コンバータであって、一次側と二次側とを備えており、前記保護ユニットが前記隔離式コンバータの二次側に接続された構成となっていてもよい。
【００２２】
また、前記出力ポートは検出ピンを備えており、当該検出ピンは前記検出ユニットに接続されて、電子装置が出力ポートに接続されているか否かを検出し、電子装置が前記出力ポートに接続されている場合、前記検出ピンは前記出力ポートの接地ピンと接続すると共に接地し、かつ、前記変換ユニットは、前記第２充電電源を前記電子装置に出力し、前記電子装置が前記出力ポートに接続されていない場合、前記検出ピンが前記出力ポートの接地ピンと接続せず、しかも、前記変換ユニットは前記第２充電電源を出力しない構成となっていることが好ましい。
【００２３】
また、上記目的を達成するため、本発明は、さらに、インテリジェント無停電電源充電装置の制御方法を提供する。当該インテリジェント無停電電源充電装置の制御方法において、インテリジェント無停電電源充電装置は、無停電電源モジュールと充電モジュールとを備えており、当該制御方法は、前記無停電電源モジュールが第１電源を取り込んで、当該第１電源で第１充電電源を生成するステップＡと、前記充電モジュールが前記第１充電電源を第２充電電源に変換するステップＢと、電子装置が充電モジュールに接続されていることを検出した場合、前記充電モジュールが前記電子装置の識別信号を受信し、当該識別信号に基づいて前記第２充電電源の電圧レベルを調整するステップＣと、前記インテリジェント無停電電源充電装置が保護信号に基づいて前記充電モジュールに異常が発生したか否かを判断し、前記充電モジュールに異常が発生した場合、前記充電モジュールに第２充電電源を出力させないステップＤとを含めている。
【００２４】
また、ステップＢの後は、さらに、前記無停電電源モジュールが前記第１電源を取り込んでいる場合、当該第１電源で前記無停電電源モジュールの蓄電ユニットを充電し、かつ、前記充電モジュールが、前記第１電源または前記蓄電ユニットが生成した前記第１充電電源を取り込んで、前記第２充電電源を前記電子装置へ出力するステップＢ１を含んでいることが好ましい。
【００２５】
また、ステップＣは、さらに、前記インテリジェント無停電電源充電装置が検出ピンを介して電子装置が前記充電モジュールに接続されているか否かを検出し、前記電子装置が前記充電モジュールに接続されている場合、前記充電モジュールが前記第２充電電源を前記電子装置へ出力し、前記電子装置が前記充電モジュールに接続されていない場合、前記充電モジュールに前記第２充電電源を出力させないステップＣ１を含んでいることが好ましい。
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の課題を解決するための技術手段およびその効果について、理解しやいように詳細に説明する。但し、以下の説明は、本発明の目的、特徴および作用を明白にするためのものであり、説明の内容および図面に示す内容は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明のインテリジェント無停電電源充電装置の第１の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図２】図２は、本発明のインテリジェント無停電電源充電装置の第２の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図３】図３は、本発明のインテリジェント無停電電源充電装置の第３の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図４】図４は、本発明における無停電電源モジュールの第１の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図５】図５は、本発明における無停電電源モジュールの第２の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図６】図６は、本発明における充電モジュールの第１の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図７】図７は、本発明における充電モジュールの第２の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図８】図８は、本発明における変換ユニットの第１の実施の形態を示す回路概略構成図である。
【図９】図９は、本発明における変換ユニットの第２の実施の形態を示す回路概略構成図である。
【図１０】図１０は、本発明における出力ポートの実施の形態の回路概略構成図である。
【図１１】図１１は、本発明のインテリジェント無停電電源充電装置の制御方法の実施の形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、図面を参照しながら、本発明における各構成の実施の形態について詳細に説明する。
＜インテリジェント無停電電源充電装置の第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態のインテリジェント無停電電源充電装置１００を示す回路ブロック図である。図１に示すように、インテリジェント無停電電源充電装置１００は、無停電電源モジュール２０と、充電モジュール４０と、出力ポート６０とを備えている。無停電電源モジュール２０は第１電源Ｐ１を取り込んで、当該第１電源Ｐ１で第１充電電源Ｐｃ１を生成する。充電モジュール４０は、無停電電源モジュール２０に接続され、第１充電電源Ｐｃ１を取り込んで、当該第１充電電源Ｐｃ１を第２充電電源Ｐｃ２に変換する。出力ポート６０は、充電モジュール４０に接続され、外部の電子装置２００が出力ポート６０に接続されている場合、出力ポート６０を介して第２充電電源Ｐｃ２を電子装置２００に出力する。電子装置２００は、第２充電電源Ｐｃ２を取り込んだら、識別信号Ｓｉを出力し、出力ポート６０を介して当該識別信号Ｓｉを充電モジュール４０に送信する。充電モジュール４０は、識別信号Ｓｉを受信した後、識別信号Ｓｉに基づいて第２充電電源Ｐｃ２の電圧レベルを調整する。具体的に言うと、充電モジュール４０は、複数種類の異なる電圧レベル（例えば、５Ｖ、９Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖが挙げられるが、これに限らない）を出力することができる。充電モジュール４０は、識別信号Ｓｉを受信した後、当該識別信号Ｓｉから電子装置２００が必要とする電圧レベルを把握し、そして、第２充電電源Ｐｃ２の出力電圧を電子装置２００の充電需要に応じた電圧レベルまで調整する（例えば、５Ｖから２０Ｖまで調整することができるが、これに限らない）。なお、本実施の形態において、充電モジュール４０が出力可能な電圧は、上述した５組の異なるレベルの電圧に限らず、電子装置２００へ給電可能な電圧レベルであれば、すべて本実施の形態の範囲内に含まれている。また、本実施の形態において、出力ポート６０は、例えば、ＵＳＢの出力ポートとすることができるが、これに限らない。また、異なる充電インターフェースの電子装置２００に対応できるように、柔軟性および汎用性を実現するためには、異なるタイプの出力ポート６０を用いることが望ましい。
【００２９】
また、 図１に示すように、充電モジュール４０は変換ユニット４２と検出ユニット４４とを備えている。変換ユニット４２は、無停電電源モジュール２０と出力ポート６０との間に接続されて、第１充電電源Ｐｃ１を第２充電電源Ｐｃ２に変換する。検出ユニット４４は、変換ユニット４２と出力ポート６０との間に接続され、識別信号Ｓｉを受信し、第１制御信号Ｓｃ１を変換ユニット４２へ出力する。電子装置２００が出力ポート６０に接続されている場合、変換ユニット４２は出力ポート６０を介して第２充電電源Ｐｃ２を電子装置２００へ出力する。検出ユニット４４は、出力ポート６０を介して識別信号Ｓｉを受信し、当該識別信号Ｓｉに基づいて第１制御信号Ｓｃ１を変換ユニット４２へ出力する。変換ユニット４２は第１制御信号Ｓｃ１を受信した後、当該第１制御信号Ｓｃ１に基づいて第２充電電源Ｐｃ２の電圧レベルを調整する。
【００３０】
また、図１に示すように、充電モジュール４０は保護ユニット４６をさらに備えており、当該保護ユニット４６は、変換ユニット４２と検出ユニット４４との間に接続されている。保護ユニット４６が変換ユニット４２に異常が発生したことを検出した場合、保護ユニット４６は、保護信号Ｓｐを検出ユニット４４に出力し、そして、検出ユニット４４は保護信号Ｓｐに応じて第２制御信号Ｓｃ２を変換ユニット４２に出力し、第２充電電源Ｐｃ２を出力しないように変換ユニット４２を制御することによって、充電モジュール４０が出力ポート６０を介して電子装置２００を充電することを中止させる。
＜インテリジェント無停電電源充電装置の第２の実施の形態＞
図２は、本実施の形態のインテリジェント無停電電源充電装置の回路ブロック図である。図２において、上述した第１の実施の形態と同じ構成要素に対して、図１と同一符号を付ける。本実施の形態のインテリジェント無停電電源充電装置１００’は、次の点について、第１の実施の形態のインテリジェント無停電電源充電装置１００と異なっている。即ち、インテリジェント無停電電源充電装置１００’における保護ユニット４６’が検出ユニット４４’に統合されており、保護ユニット４６’が変換ユニット４２に異常が発生したことを検出した場合、検出ユニット４４’は、第２制御信号Ｓｃ２を変換ユニット４２に出力し、第２充電電源Ｐｃ２を出力しないように変換ユニット４２を制御することによって、充電モジュール４０が出力ポート６０を介して電子装置２００を充電することを中止させる。
＜インテリジェント無停電電源充電装置の第３の実施の形態＞
図３は、本実施の形態のインテリジェント無停電電源充電装置の回路ブロック図である。図３において、上述した第１の実施の形態と同じ構成要素に対して、図１と同一符号を付ける。本実施の形態のインテリジェント無停電電源充電装置１００''は、以下の点について、第１の実施の形態および第２の実施の形態のインテリジェント無停電電源充電装置（１００、１００’）と異なっている。即ち、本実施の形態のインテリジェント無停電電源充電装置１００''における保護ユニット４６''は、変換ユニット４２に接続されており、保護ユニット４６''が変換ユニット４２に異常が発生したことを検出した場合、保護ユニット４６''は、第２制御信号Ｓｃ２を変換ユニット４２に出力して、第２充電電源Ｐｃ２を出力しないように変換ユニット４２を制御することによって、充電モジュール４０が出力ポート６０を介して電子装置２００を充電することを中止させる。保護ユニット（４６、４６’、４６''）の詳細構成、接続位置および保護方法について、後述でさらに説明する。
＜無停電電源モジュールの第１の実施の形態＞
図４は、本実施の形態における無停電電源モジュール２０の回路ブロック図である。次に、図４と図１〜図３を参照しながら説明する。無停電電源モジュール２０は、スイッチングユニット２２と、第１経路２４と、蓄電ユニット２６と、第２経路２８とを備えている。無停電電源モジュール２０が第１電源Ｐ１を取り込んでいる場合、無停電電源モジュール２０は、第１経路２４を介して蓄電ユニット２６を充電すると共に、スイッチングユニット２２が導通して、該無停電電源モジュール２０が第１電源Ｐ１を出力する。無停電電源モジュール２０に第１電源Ｐ１を供給していない場合、スイッチングユニット２２が導通せず、この時、蓄電ユニット２６が第２経路２８を介して第２電源Ｐ２を出力することによって、無停電電源モジュール２０が第２電源Ｐ２を出力する。図１〜図３と図４に示すように、充電モジュール４０を無停電電源モジュール２０に接続することが可能であり、Ａ点からＤ点までの４つの位置のうちの少なくとも１つの位置が充電接続位置とされる。かつ、充電モジュール４０は、第１電源Ｐ１、蓄電ユニット２６、または第２電源Ｐ２によって生成された第１充電電源Ｐｃ１を取り込んで、当該第１充電電源Ｐｃ１を第２充電電源Ｐｃ２に変換して、出力ポート６０を介して第２充電電源Ｐｃ２を電子装置２００へ出力する。
【００３１】
さらに、本実施の形態において、充電モジュール４０を無停電電源モジュール２０におけるＡ点からＤ点の４つの位置のうちの少なくとも１つの位置に接続することが可能であり、または、複数の充電モジュール４０を同一位置に接続することが可能である。インテリジェント無停電電源充電装置１００は複数の充電モジュール４０を用いる場合、無停電電源モジュール２０の１つ以上の充電接続位置を使用することができる（例えば、１つの充電モジュール４０がＡ点に接続され、もう１つの充電モジュール４０がＣ点に接続され、あるいは、複数の充電モジュール４０が共にＡ点に接続される場合があるが、これに限らない）。そうすることによって、充電モジュール４０を、異なるパターンで自在に無停電電源モジュール２０によって提供された異なる充電接続位置に接続することができるため、インテリジェント無停電電源充電装置１００の実用性および適応性が向上される。
【００３２】
なお、本実施の形態において、スイッチングユニット２２は、ダブルブレークスイッチとすることができ、この場合、「導通」または「不導通」との２つ状態とすることしかできない。但し、これに限らず、スイッチングユニット２２はダブルブレークスイッチ以外のものとすることもできる。例えば、スイッチングユニット２２は、２つの入力端子と１つの出力端子とを有する三接点スイッチとし、１つの入力端子から第１電源Ｐ１を取り込み、もう１つの入力端子から第２電源Ｐ２を取り込み、スイッチングユニット２２の出力端子が２つの入力端子のうちの１つを選択して出力するように構成されてもよいが、これに限らない。また、本実施の形態において、蓄電ユニット２６は、拡張式またはプラグイン可能な充電ユニットまたは蓄電装置とすることができ、しかも、蓄電ユニット２６のタイプ（例えば、リチウム電池、鉛蓄電池とすることができるが、これに限らない）は限定されない。つまり、電力を十分に蓄える機能を有する蓄電ユニット２６は、すべて本実施の形態の範囲内にある。
【００３３】
具体的に言うと、本実施の形態において、無停電電源モジュール２０はＡＣ入力・ＡＣ出力として構成されている。第１経路２４はＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２を備え、第２経路２８はＤＣ／ＡＣ変換ユニット２８２を備え、ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２はＡＣ／ＤＣコンバータである。無停電電源モジュール２０が第１電源Ｐ１を取り込んでいる場合、ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２は、交流の第１電源Ｐ１を第１直流電源Ｐｄ１に変換して蓄電ユニット２６を充電する一方、スイッチングユニット２２が導通することによって、無停電電源モジュール２０が交流の第１電源Ｐ１を出力する。無停電電源モジュール２０に第１電源Ｐ１を供給していない場合、スイッチングユニット２２が導通せず、この時、蓄電ユニット２６は第２直流電源Ｐｄ２をＤＣ／ＡＣ変換ユニット２８２へ出力する。ＤＣ／ＡＣ変換ユニット２８２は、第２直流電源Ｐｄ２を交流の第２電源Ｐ２に変換し、これにより、無停電電源モジュール２０が交流の第２電源Ｐ２を出力する。
【００３４】
さらに、充電モジュール４０がＡ点に接続される場合は、即ち、充電モジュール４０は第１電源Ｐ１の供給源からＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２までの経路上に接続されている。外部から入力された第１電源Ｐ１が存在している場合、無停電電源モジュール２０は、外部から入力された第１電源Ｐ１を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＡ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００３５】
なお、ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２は、両方向のＡＣ／ＤＣコンバータとすることもでき、あるいは、第１経路２４は１組のＤＣ／ＡＣコンバータ（未図示）をさらに備え、かつ、無停電電源モジュール２０は、第１電源Ｐ１の供給源からＡ点までの経路上に接続されたスイッチ（未図示）を備えるように構成してもよい。外部から入力された第１電源Ｐ１が無くなり、または外部から入力された第１電源Ｐ１に異常がある場合、Ａ点に接続されている充電モジュール４０が外部から入力された第１電源Ｐ１に影響されて破損してしまうことを避けるように、外部から入力された第１電源Ｐ１が無くなりまたは外部から入力された第１電源Ｐ１に異常がある場合、無停電電源モジュール２０はスイッチ（未図示）を導通しないように制御することによって、第１電源Ｐ１を取り込まないようにする。この時、無停電電源モジュール２０は、両方向のＡＣ／ＤＣコンバータまたはＤＣ／ＡＣコンバータで第１直流電源Ｐｄ１を第１電源Ｐ１に変換すると共に、ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２から出力された第１電源Ｐ１を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＡ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００３６】
充電モジュール４０がＢ点に接続されている場合は、即ち、充電モジュール４０はＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２から蓄電ユニット２６までの経路上に接続されている。外部から入力された第１電源Ｐ１が存在している場合、無停電電源モジュール２０は、ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２で第１電源Ｐ１を第１直流電源Ｐｄ１に変換し、そして、ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４２から出力された第１直流電源Ｐｄ１を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＢ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。外部から入力された第１電源Ｐ１が無くなった場合、無停電電源モジュール２０は、蓄電ユニット２６から出力された第１直流電源Ｐｄ１を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＢ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００３７】
充電モジュール４０がＣ点に接続されている場合は、即ち、充電モジュール４０は蓄電ユニット２６からＤＣ／ＡＣ変換ユニット２８２までの経路上に接続されている。外部から入力された第１電源Ｐ１が有るか無いかに関わらず、無停電電源モジュール２０は、蓄電ユニット２６から出力された第２直流電源Ｐｄ２を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＣ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００３８】
充電モジュール４０がＤ点に接続されている場合は、即ち、充電モジュール４０はＤＣ／ＡＣ変換ユニット２８２から第２電源Ｐ２の供給側部分までの経路上に接続されている。外部から入力された第１電源Ｐ１が存在している場合、無停電電源モジュール２０は、スイッチングユニット２２を介して外部から入力された第１電源Ｐ１を取り込んで第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＤ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。外部から入力された第１電源Ｐ１が無くなった場合、ＤＣ／ＡＣ変換ユニット２８２は第２直流電源Ｐｄ２を第２電源Ｐ２に変換して第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＤ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００３９】
なお、無停電電源モジュール２０がＡＣ入力・ＡＣ出力となっているため、充電モジュール４０がＡ点またはＤ点に接続されている場合、無停電電源モジュール２０は、交流の第１電源Ｐ１または第２電源Ｐ２を交流の第１充電電源Ｐｃ１とする。そのため、充電モジュール４０の変換ユニット４２には、交流の第１充電電源Ｐｃ１を直流電源に整流してから整流後の直流電源を第２充電電源Ｐｃ２に変換する整流ユニット（未図示）を備える必要がある。充電モジュール４０がＢ点またはＣ点に接続されている場合、充電モジュール４０は、第１直流電源Ｐｄ１または第２直流電源Ｐｄ２を直流の第１充電電源Ｐｃ１とする。そのため、充電モジュール４０の変換ユニット４２は、整流ユニット（未図示）を備える必要がなく、第１充電電源Ｐｃ１を第２充電電源Ｐｃ２に直接変換するようになっている。
＜無停電電源モジュールの第２の実施の形態＞
図５は本実施の形態における無停電電源モジュールの回路ブロック図である。次に、図５と図１〜図３、図４を参照しながら説明する。本実施の形態における無停電電源モジュール２０’は、次の点について、第１の実施の形態における無停電電源モジュール２０と異なっている。即ち、無停電電源モジュール２０’はＡＣ入力・ＤＣ出力となっている。そのため、無停電電源モジュール２０’は、第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２３と、第１経路２４と、蓄電ユニット２６と、第２経路２８’とを備えている。無停電電源モジュール２０’が第１電源Ｐ１を取り込んでいる場合、無停電電源モジュール２０’は、第１経路２４を介して蓄電ユニット２６を充電し、第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２３は、交流の第１電源Ｐ１を直流の第２電源Ｐ２’に変換する。無停電電源モジュール２０’に第１電源Ｐ１を供給していない場合、第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２３が動作せず、この時、蓄電ユニット２６が第２経路２８’を介して第２電源Ｐ２''を出力することによって、無停電電源モジュール２０’が第２電源Ｐ２’または第２電源Ｐ２''を出力する。図１〜図３と図５に示すように、充電モジュール４０を無停電電源モジュール２０’におけるＡ点からＤ点の４つの位置のうちの少なくとも１つの位置（充電接続位置とする）に接続することができる。また、充電モジュール４０は、第１電源Ｐ１または蓄電ユニット２６または第２電源（Ｐ２’、Ｐ２''）によって生成された第１充電電源Ｐｃ１を取り込んで、当該第１充電電源Ｐｃ１を充電モジュール４０へ出力する。
【００４０】
なお、本実施の形態において、図４に示した第１の実施の形態と同じように、充電モジュール４０を無停電電源モジュール２０’におけるＡ点からＤ点の４つの位置のうちの少なくとも１つの位置に接続してもよく、あるいは、複数の充電モジュール４０を同一点に接続してもよい。インテリジェント無停電電源充電装置１００が複数の充電モジュール４０を用いる場合、無停電電源モジュール２０’の１つ以上の充電接続位置を使用することができる（例えば、１つの充電モジュール４０がＡ点に接続されると共に、もう１つの充電モジュール４０がＣ点に接続され、あるいは、複数の充電モジュール４０が共にＡ点に接続されるようにしてもよいが、これに限らない）。そうすることによって、充電モジュール４０は、異なるパターンで自在に無停電電源モジュール２０によって提供された異なる充電接続位置に接続されることができるため、インテリジェント無停電電源充電装置１００の実用性および適応性が向上される。また、本実施の形態において、蓄電ユニット２６は、拡張式またはプラグイン可能な充電ユニットあるいは蓄電装置とすることができ、同様に、蓄電ユニット２６のタイプが限定されない。
【００４１】
具体的に言うと、本実施の形態において、無停電電源モジュール２０’はＡＣ入力・ＤＣ出力として構成されている。第１経路２４は第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４４を備え、第２経路２８’はＤＣ／ＤＣ変換ユニット２８４を備えている。無停電電源モジュール２０’が第１電源Ｐ１を取り込んでいる場合、第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４４は、交流の第１電源Ｐ１を第１直流電源Ｐｄ１に変換して蓄電ユニット２６を充電する一方、第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２３は、交流の第１電源Ｐ１を直流の第２電源Ｐ２’に変換し、これにより、無停電電源モジュール２０’が直流の第２電源Ｐ２’を出力する。無停電電源モジュール２０’に第１電源Ｐ１を供給していない場合、第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２３は動作せず、この時、蓄電ユニット２６は第２直流電源Ｐｄ２をＤＣ／ＤＣ変換ユニット２８４へ出力する。ＤＣ／ＤＣ変換ユニット２８４は、第２直流電源Ｐｄ２を直流の第２電源Ｐ２''に変換し、これにより、無停電電源モジュール２０’が直流の第２電源Ｐ２''を出力する。
【００４２】
さらに、充電モジュール４０がＡ点に接続されている場合は、即ち、充電モジュール４０は第１電源Ｐ１の供給源から第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４４までの経路上に接続されている。外部から入力された第１電源Ｐ１が存在している場合、無停電電源モジュール２０’は、外部から入力された第１電源Ｐ１を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＡ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００４３】
なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同じように、第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４４は両方向のＡＣ／ＤＣコンバータとすることもでき、あるいは、第１経路２４は、さらに１組のＤＣ／ＡＣコンバータ（未図示）を備え、かつ、無停電電源モジュール２０’は、第１電源Ｐ１の供給源からＡ点までの経路上に接続されるスイッチ（未図示）を備えている。外部から入力された第１電源Ｐ１がなくなり、あるいは外部から入力された第１電源Ｐ１に異常があった場合、Ａ点に接続されている充電モジュール４０が外部から入力された第１電源Ｐ１に影響されて破損することを避けるために、外部から入力された第１電源Ｐ１がなくなり、または外部から入力された第１電源Ｐ１に異常があった場合、無停電電源モジュール２０’は、スイッチ（未図示）を導通しないように制御することによって、第１電源Ｐ１を取り込まないようにする。この時、無停電電源モジュール２０’は、両方向のＡＣ／ＤＣコンバータまたはＤＣ／ＡＣコンバータによって第１直流電源Ｐｄ１を第１電源Ｐ１に変換すると共に、第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４４から出力された第１電源Ｐ１を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＡ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００４４】
充電モジュール４０がＢ点に接続されている場合は、即ち、充電モジュール４０は、第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４４から蓄電ユニット２６までの経路上に接続されている。外部から入力された第１電源Ｐ１が存在している場合、無停電電源モジュール２０’は、第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４４によって第１電源Ｐ１を第１直流電源Ｐｄ１に変換すると共に、第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２４４から出力された第１直流電源Ｐｄ１を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＢ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。外部から入力された第１電源Ｐ１が無くなった場合、無停電電源モジュール２０’は、蓄電ユニット２６から出力された第１直流電源Ｐｄ１を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＢ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００４５】
充電モジュール４０がＣ点に接続されている場合は、即ち、充電モジュール４０は、蓄電ユニット２６からＤＣ／ＤＣ変換ユニット２８４までの経路上に接続されている。この場合、外部から入力された第１電源Ｐ１が有るか無いかに関わらず、無停電電源モジュール２０’は、蓄電ユニット２６から出力された第２直流電源Ｐｄ２を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＣ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００４６】
充電モジュール４０がＤ点に接続されている場合は、即ち、充電モジュール４０はＤＣ／ＤＣ変換ユニット２８４から第２電源Ｐ２’または第２電源Ｐ２''の供給側部分までの経路上に接続されている。外部から入力された第１電源Ｐ１が存在している場合、第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２３は第１電源Ｐ１を第２電源Ｐ２’に変換する一方、無停電電源モジュール２０’は第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニット２３から出力された第２電源Ｐ２’を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＤ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。外部から入力された第１電源Ｐ１が無くなった場合、ＤＣ／ＤＣ変換ユニット２８４は、第２直流電源Ｐｄ２を第２電源Ｐ２''に変換する一方、無停電電源モジュール２０’は、ＤＣ／ＤＣ変換ユニット２８４から出力された第２電源Ｐ２''を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１をＤ点に接続されている充電モジュール４０へ出力する。
【００４７】
なお、無停電電源モジュール２０’がＡＣ入力・ＤＣ出力となっているため、充電モジュール４０がＡ点に接続されている場合、無停電電源モジュール２０’は、交流の第１電源Ｐ１を交流の第１充電電源Ｐｃ１とする。そのため、充電モジュール４０の変換ユニット４２は、交流の第１充電電源Ｐｃ１を直流電源に整流してから、整流後の直流電源を第２充電電源Ｐｃ２に変換する整流ユニット（未図示）を備える必要がある。充電モジュール４０がＢ点、Ｃ点またはＤ点に接続されている場合、充電モジュール４０は、直流の第１直流電源Ｐｄ１、第２直流電源Ｐｄ２、直流の第２電源Ｐ２’または直流の第２電源Ｐ２''を直流の第１充電電源Ｐｃ１とする。そうすることによって、充電モジュール４０の変換ユニット４２は、整流ユニット（未図示）を備える必要がなく、第１充電電源Ｐｃ１を第２充電電源Ｐｃ２に直接変換するようになっている。
＜充電モジュールの第１の実施の形態＞
図６は本実施の形態における充電モジュールの回路ブロック図である。次に、図６と図１を参照しながら説明する。充電モジュール４０の変換ユニット４２は、隔離式コンバータであって、一次側回路４２２と二次側回路４２４とを備え、隔離トランスＴ１によって一次側回路４２２と二次側回路４２４とを隔離するように構成されている。本実施の形態において、保護ユニット４６は、一次側回路４２２と検出ユニット４４との間に接続されている。保護ユニット４６は、変換ユニット４２の短絡または過温度を検出するための短絡検出回路４６６または過温度検出回路４６８と、変換ユニット４２の過電圧、過電流を検出するための過電圧検出回路４６２、過電流検出回路４６４を備えている。保護ユニット４６が一次側回路４２２から変換ユニット４２に過電圧、過電流、短絡または過温度が発生したことを検出した時に、保護ユニット４６は変換ユニット４２に異常が発生したと判断する。なお、本実施の形態において、変換ユニット４２は、非隔離式コンバータとしてもよい。変換ユニット４２を隔離式コンバータまたは非隔離式コンバータとする場合の詳細構造、接続位置については、後述で説明する。
＜充電モジュールの第２の実施の形態＞
図７は本実施の形態における充電モジュールの回路ブロック図である。次に、図７と図１を参照しながら説明する。本実施の形態における充電モジュール４０’は、以下の点について第１の実施の形態における充電モジュール４０と異なっている。即ち、保護ユニット４６は、二次側回路４２４と検出ユニット４４との間に接続され、二次側回路４２４で変換ユニット４２に過電圧、過電流、短絡または過温度が発生したことを検出した場合、変換ユニット４２に異常が発生したと判断する。図６、図７に示すように、保護ユニット４６は、変換ユニット４２に異常が発生したと判断された場合、保護信号Ｓｐを検出ユニット４４へ出力する。検出ユニット４４は、保護信号Ｓｐを受信した後、第２制御信号Ｓｃ２を出力して、第２充電電源Ｐｃ２を出力しないように変換ユニット４２を制御することによって、出力ポート６０の出力端子に接続されている電子装置２００を保護する。
【００４８】
なお、本実施の形態において、保護ユニット４６が変換ユニット４２の過電圧、過電流、短絡または過温度を検出する例を挙げているが、本発明は、これに限定されない。例えば、保護ユニット４６は、さらに、変換ユニット４２の低電圧を検出するための低電圧検出回路（未図示）を備えるように構成されてもよい。つまり、変換ユニット４２に異常が発生したことを検出し判定することができる保護回路であれば、すべて本実施の形態の範囲に含まれている。また、図６と図７に示した実施の形態は、主に図１に示すインテリジェント無停電電源充電装置１００の第１の実施の形態に適用した場合の例として説明したが、図６と図７に示す実施の形態は、同様に、図２の第２の実施の形態、または図３の第３の実施の形態に適用することができる。図２に示す第２の実施の形態または図３に示す第３の実施の形態に適用する場合の接続関係および制御方法については、図２、図３、図６、図７を参照することで理解できるため、ここでは重ねて説明しない。
＜変換ユニットの第１の実施の形態＞
図８は、本実施の形態における変換ユニットの回路概略構成図である。次に、図８と、図１〜図３、図６、図７を参照しながら説明する。本実施の形態において、主に図３に示した回路構成において、図６に示した保護ユニット４６が一次側回路４２２の部位に接続された例について説明する。図８に示すように、充電モジュール４０Ａにおける変換ユニット４２は隔離式コンバータであり、一次側回路４２２と、二次側回路４２４と、制御ユニット４２６とを備えている。変換ユニット４２の一次側回路４２２は、第１整流ユニット４２２０と切替スイッチＱとを備えている。第１整流ユニット４２２０は、隔離トランスＴ１の一次側に接続されて、第１充電電源Ｐｃ１を取り込んで、当該第１充電電源Ｐｃ１を整流電圧Ｖｂに変換する。切替スイッチＱは、隔離トランスＴ１の一次側および制御ユニット４２６に接続され、しかも、制御ユニット４２６は、駆動信号ＰＷＭを出力して、切替スイッチＱの導通または不導通を制御する。変換ユニット４２の二次側回路４２４は第２整流ユニット４２４０を備え、第２整流ユニット４２４０は、隔離トランスＴ１の二次側および出力ポート６０に接続されている。整流電圧Ｖｂは、隔離トランスＴ１を介して、電磁カップリングによって第２整流ユニット４２４０に印加され、そして、第２整流ユニット４２４０で整流されてから、第２充電電源Ｐｃ２として出力ポート６０へ出力する。具体的に言うと、駆動信号ＰＷＭがパルス幅変調信号である場合、制御ユニット４２６は、調整パルス幅変調信号のデューティサイクルを介して切替スイッチＱの切替周期を制御することができる。こうすれば、制御ユニット４２６は、隔離トランスＴ１の二次側の第２整流ユニット４２４０から出力される第２充電電源Ｐｃ２を間接的に制御することによって、第２充電電源Ｐｃ２の電圧レベルが駆動信号ＰＷＭのデューティサイクルに合わせるようにすることができる。なお、本実施の形態において、切替スイッチＱはＭＯＳＦＥＴであるが、これに限らない。つまり、切替スイッチＱは、同じ機能を有するＢＪＴなどの素子で代えることもできる。
【００４９】
図８に示すように、検出ユニット４４は、制御ユニット４２６と出力ポート６０との間に接続されている。検出ユニット４４は、出力ポート６０の識別信号Ｓｉを受信し、当該識別信号Ｓｉに基づいて第１制御信号Ｓｃ１を制御ユニット４２６へ出力する。制御ユニット４２６は、第１制御信号Ｓｃ１に応じて駆動信号ＰＷＭを調整することによって、第２整流ユニット４２４０から出力される第２充電電源Ｐｃ２を調整する。保護ユニット４６は、一次側回路４２２と制御ユニット４２６との間に接続されて、一次側回路４２２を介して変換ユニット４２の過電圧、過電流、短絡または過温度を検出する。保護ユニット４６は、一次側回路４２２を介して変換ユニット４２に過電圧、過電流、短絡または過温度が発生したことを検出した場合、第２制御信号Ｓｃ２を制御ユニット４２６へ出力する。制御ユニット４２６は、第２制御信号Ｓｃ２を受信した後、切替スイッチＱへの駆動信号ＰＷＭの出力を停止することによって、変換ユニット４２の電源変換操作を停止させる。なお、変換ユニット４２が図４のＢ点およびＣ点に接続され、あるいは図５のＢ点、Ｃ点およびＤ点に接続されている場合、第１充電電源Ｐｃ１が直流電源であるため、変換ユニット４２は、交流電源を直流電源に整流するための第１整流ユニット４２２０を備える必要がない。
＜変換ユニットの第２の実施の形態＞
図９は本実施の形態における変換ユニットの回路概略構成図である。次に、図９および図１〜図３、図６、図７を参照しながら説明する。本実施の形態は、主に、図３に示す回路構成を用いた例を説明する。図９に示すように、充電モジュール４０Ｂの変換ユニット４２’は非隔離式コンバータであって、第１整流ユニット４２２０と、制御ユニット４２６’と、変換回路４２８とを備えている。第１整流ユニット４２２０は、第１充電電源Ｐｃ１を取り込んで、当該第１充電電源Ｐｃ１を整流電圧Ｖｂに変換する。変換回路４２８は、第１整流ユニット４２２０、出力ポート６０および制御ユニット４２６’に接続されている。変換回路４２８は、整流電圧Ｖｂが印加されて、当該整流電圧Ｖｂを第２充電電源Ｐｃ２に変換すると共に、制御ユニット４２６’から出力された駆動信号ＰＷＭ’に基づいて第２充電電源Ｐｃ２の電圧レベルを調整する。具体的に言うと、駆動信号ＰＷＭ’がパルス幅変調信号である場合、制御ユニット４２６’は、パルス幅変調信号のデューティサイクルを調整することによって変換回路４２８を制御することができる。そうすると、制御ユニット４２６’は、第２充電電源Ｐｃ２の電圧レベルが駆動信号ＰＷＭ’のデューティサイクルに対応するように、第２充電電源Ｐｃ２を間接的に制御することができる。
【００５０】
また、図９に示すように、検出ユニット４４は、制御ユニット４２６’と出力ポート６０との間に接続されている。検出ユニット４４は、出力ポート６０の識別信号Ｓｉを受信し、識別信号Ｓｉに基づいて第１制御信号Ｓｃ１を制御ユニット４２６’に出力する。制御ユニット４２６’は、第１制御信号Ｓｃ１に応じて駆動信号ＰＷＭ’を調整することによって、変換回路４２８から出力される第２充電電源Ｐｃ２を調整する。保護ユニット４６は、変換回路４２８と制御ユニット４２６’との間に接続され、変換回路４２８の過電圧、過電流、短絡または過温度を検出するものである。保護ユニット４６は、変換回路４２８に過電圧、過電流、短絡または過温度が発生したことを検出した場合、第２制御信号Ｓｃ２を制御ユニット４２６’に出力する。制御ユニット４２６’は、第２制御信号Ｓｃ２を受信した後、変換回路４２８への駆動信号ＰＷＭ’の出力を停止することによって、変換ユニット４２’による電源変換操作を停止させる。なお、変換ユニット４２’が図４のＢ点およびＣ点に、または図５のＢ点、Ｃ点およびＤ点に接続されている場合、第１充電電源Ｐｃ１が直流電源であるため、変換ユニット４２’は、交流電源を直流電源に整流するための第１整流ユニット４２２０を備える必要がない。
＜出力ポートの実施の形態＞
図１０は本実施の形態における出力ポートの回路概略構成図である。次に、図１０および図１〜図３を参照しながら説明する。出力ポート６０は、電源ピン６２と、接地ピン６４と、識別ピン６６と、検出ピン６８とを備えている。電源ピン６２と接地ピン６４は変換ユニット４２に接続されており、電源ピン６２は第２充電電源Ｐｃ２を出力する。識別ピン６６と検出ピン６８は検出ユニット４４に接続されており、識別ピン６６は識別信号Ｓｉを受信する。検出ピン６８は、電子装置２００が出力ポート６０に接続されているか否かを検出するためのものであり、電子装置２００が出力ポート６０に接続されている場合、検出ピン６８が出力ポート６０の接地ピン６４と接続することによって、検出ピン６８と接地ピン６４とが同時に接地する。検出ピン６８と接地ピン６４とが同時に接地している場合、検出ピン６８は起動信号Ｓｅを検出ユニット４４に出力することによって、変換ユニット４２が第２充電電源Ｐｃ２を電子装置２００に供給するように、検出ユニット４４に変換ユニット４２を制御させる。
【００５１】
電子装置２００が出力ポート６０に接続されていない場合、検出ピン６８はフローティング状態になって、接地ピン６４に接続されない。検出ピン６８がフローティング状態になっている場合、検出ピン６８は、起動信号Ｓｅを検出ユニット４４に出力せず、かつ、検出ユニット４４は、第２充電電源Ｐｃ２を出力しないように変換ユニット４２を制御することによって、電源の無駄消費を避ける。なお、本実施の形態において、変換ユニット４２の動作において、検出ピン６８のみで電子装置２００が接続されているか否かを判断することに限らない。例えば、変換ユニット４２の動作は、電子装置２００から受信した識別信号Ｓｉによって制御されてもよいが、これに限らない。
【００５２】
以上、図１〜図１０について、それぞれ説明したが、本発明において、図１〜図１０にそれぞれ示した例は、互いに組み合わせすることが可能である。例えば、図１に示した構成に対して、図５、図６、図８および図１０のそれぞれに示した構成要素を適用することによって、インテリジェント無停電電源充電装置１００を構成することができる。但し、これに限らない。組み合わせて適用する場合の接続関係に関しては、図１〜図１０を参照することで理解できるため、ここでは重ねて説明しない。
＜インテリジェント無停電電源充電装置の制御方法の実施の形態＞
図１１は、本発明のインテリジェント無停電電源充電装置１００の制御方法の実施の形態を示すフロチャートである。次に、図１１および図１〜図１０を参照しながら説明する。インテリジェント無停電電源充電装置１００は、無停電電源モジュール（２０、２０’）と充電モジュール４０とを備えており、その制御方法は、まず、無停電電源モジュール（２０、２０’）が第１電源Ｐ１を取り込んで、当該第１電源Ｐ１で第１充電電源Ｐｃ１を生成するステップＳ２００を含む。具体的に言うと、無停電電源モジュール（２０、２０’）は、第１電源Ｐ１を取り込んで当該第１電源Ｐ１を蓄電ユニット２６への第１直流電源Ｐｄ１に変換すると共に、蓄電ユニット２６から出力された第２直流電源Ｐｄ２を第２電源（Ｐ２、Ｐ２''）に変換する。無停電電源モジュール（２０、２０’）は、充電モジュール４０が接続されている位置（Ａ点乃至Ｄ点）に応じて、第１電源Ｐ１、第１直流電源Ｐｄ１、第２直流電源Ｐｄ２または第２電源（Ｐ２、Ｐ２’、Ｐ２''）を第１充電電源Ｐｃ１とし、当該第１充電電源Ｐｃ１を対応の充電接続位置にある充電モジュール４０へ出力する。また、インテリジェント無停電電源充電装置１００の制御方法は、充電モジュール４０が第１充電電源Ｐｃ１を第２充電電源Ｐｃ２に変換するステップＳ４００を含めている。即ち、充電モジュール４０が第１充電電源Ｐｃ１を取り込むと、充電モジュール４０の変換ユニット４２は第１充電電源Ｐｃ１を第２充電電源Ｐｃ２に変換して、出力ポート６０を介して出力する。
【００５３】
さらに、インテリジェント無停電電源充電装置１００の制御方法は、充電モジュール４０が識別信号Ｓｉを受信し、当該識別信号Ｓｉに基づいて第２充電電源Ｐｃ２の電圧レベルを調整するステップＳ６００を含めている。即ち、インテリジェント無停電電源充電装置１００は、検出ピン６８を介して電子装置２００が充電モジュール４０に接続されているか否かを検出し、電子装置２００が充電モジュール４０に接続されている場合、充電モジュール４０は、第２充電電源Ｐｃ２を電子装置２００に出力する。電子装置２００が充電モジュール４０に接続されていない場合、充電モジュール４０は第２充電電源Ｐｃ２を出力しない。電子装置２００が充電モジュール４０の出力ポート６０に接続されている場合、第２充電電源Ｐｃ２は、出力ポート６０を介して電子装置２００に出力され、電子装置２００は識別信号Ｓｉを充電モジュール４０の検出ユニット４４に出力する。検出ユニット４４が識別信号Ｓｉを受信した後、第１制御信号Ｓｃ１を出力して第２充電電源Ｐｃ２の電圧レベルを調整する。さらに、インテリジェント無停電電源充電装置１００の制御方法は、充電モジュール４０に異常が発生した場合、充電モジュール４０が第２充電電源Ｐｃ２を出力しないステップＳ８００を含めている。即ち、保護ユニット４６は、変換ユニット４２に過電圧、過電流、短絡または過温度が発生したことを検出した場合、変換ユニット４２に異常が発生したと判断し、保護信号Ｓｐを検出ユニット４４に出力し、検出ユニット４４は保護信号Ｓｐを受信した後、第２制御信号Ｓｃ２を出力して、第２充電電源Ｐｃ２を出力しないように変換ユニット４２を制御することによって、出力ポート６０の出力端子に接続されている電子装置２００を保護する。
【００５４】
本発明のインテリジェント無停電電源充電装置またはその制御方法によれば、次の効果を得ることができる。
【００５５】
１、インテリジェント無停電電源充電装置は、無停電電源モジュールを備えているため、商業電源の給電の有無に関わらず、出力端子に接続されている電子装置を持続的に充電することができる。
【００５６】
２、インテリジェント無停電電源充電装置は、識別信号を介して第２充電電源の電圧レベルを調整することができるため、電子装置へ動作に必要な異なる電圧レベルを提供することができる；
３、インテリジェント無停電電源充電装置は、検出ピンによって電子装置が充電モジュールに接続されているか否かを検出することができるため、電子装置が充電モジュールに接続されていないことを検出した場合、電子装置への充電を中止することができる。その結果、電源の無駄消費を避けることができる。
【００５７】
４、無停電電源モジュールによって提供された異なる充電接続位置に、充電モジュールを自在に組み合わせて接続することができるため、インテリジェント無停電電源充電装置の実用性および適応性が向上されている。
【００５８】
５、充電モジュールにおける保護ユニットが変換ユニットの一次側または二次側に接続されるため、回路基板において保護ユニットを自在に配置することができる。
【００５９】
６、充電モジュールにおける変換ユニットを隔離式または非隔離式コンバータとすることができるため、使用者による電源隔離または非隔離の応用ニーズに応じて、隔離式または非隔離式コンバータを適切に選んで変換ユニットとすることができる。
【００６０】
７、出力ポートは、ＵＳＢの出力ポートに限らず、その他の異なるタイプの出力ポートとすることができ、そうすることによって、異なる充電インターフェースを有する電子装置にさらに柔軟的かつ汎用的に適用することができる。
【００６１】
上述した各実施の形態は、本発明を実施するための好ましい実施の形態の例として挙げられたものであり、本発明を限定するものではない。したがって、本発明に関する上記説明の内容および図面と同等のいかなる構造変化、改良なども本発明の範囲に含まれていることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００６２】
１００、１００’、１００''  インテリジェント無停電電源充電装置
２０、２０’      無停電電源モジュール
２２              スイッチングユニット
２３              第１ＡＣ／ＤＣ変換ユニット
２４              第１経路
２４２            ＡＣ／ＤＣ変換ユニット
２４４            第２ＡＣ／ＤＣ変換ユニット
２６              蓄電ユニット
２８、２８’      第２経路
２８２            ＤＣ／ＡＣ変換ユニット
２８４            ＤＣ／ＤＣ変換ユニット
４０、４０’、４０Ａ、４０Ｂ  充電モジュール
４２、４２’      変換ユニット
４２２            一次側回路
４２２０          第１整流ユニット
Ｑ                切替スイッチ
４２４            二次側回路
４２４０          第２整流ユニット
４２６、４２６’  制御ユニット
４２８            変換回路
Ｔ１              隔離トランス
４４、４４’      検出ユニット
４６、４６’、４６''  保護ユニット
４６２            過電圧検出回路
４６４            過電流検出回路
４６６            短絡検出回路
４６８            過温度検出回路
６０              出力ポート
６２              電源ピン
６４              接地ピン
６６              識別ピン
６８              検出ピン
２００            電子装置
Ｐ１              第１電源
Ｐ２、Ｐ２’、Ｐ２''  第２電源
Ｐｃ１            第１充電電源
Ｐｃ２            第２充電電源
Ｐｄ１            第１直流電源
Ｐｄ２            第２直流電源
Ｖｂ              整流電圧
Ｓｉ              識別信号
Ｓｃ１            第１制御信号
Ｓｃ２            第２制御信号
Ｓｐ              保護信号
ＰＷＭ、ＰＷＭ’  駆動信号
Ｓｅ              起動信号
Ａ−Ｄ            充電接続位置
【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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