(57)【要約】【課題】蓄電池の過放電を確実に防止し、かつ、再起動にも支障を生じない電源システムを提供する。【解決手段】第１電源からＤＣバスに給電する第１電源系統Ｐ１、及び、蓄電池６である第２電源とＤＣバスとを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８を介して互いに接続する第２電源系統Ｐ２を含む電源装置Ｐと、蓄電池６と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８との間に設けられ、蓄電池６の残量が所定のレベルまで低下した場合には当該電路ＬＰ２を開くことにより蓄電池６の放電を全停止の状態とする過放電保護回路７と、ＤＣバスの電圧を過放電保護回路７に提供するＤＣ給電路と、ＤＣバスの電圧に基づいて制御電源電圧を生成する電源装置Ｐの制御電源回路１０と、制御電源電圧の供給を受けて動作し、制御電源電圧が失われた状態から復活した場合には、過放電保護回路７に対して電路ＬＰ２を閉じる信号を送る制御部１１とを備えている。【選択図】図１
2015033234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源からコンバータを介してＤＣバスに給電する第１電源系統、及び、蓄電池である第２電源と前記ＤＣバスとを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して互いに接続する第２電源系統を含む、電源装置と、
前記蓄電池と前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられ、前記蓄電池の残量監視機能及び電路を開閉するスイッチ機能を有し、前記蓄電池の残量が所定のレベルまで低下した場合には当該電路を開くことにより前記蓄電池の放電を全停止の状態とする過放電保護回路と、
前記ＤＣバスの電圧を前記過放電保護回路に提供するＤＣ給電路と、
前記ＤＣバスの電圧に基づいて制御電源電圧を生成する、前記電源装置の制御電源回路と、
前記制御電源電圧の供給を受けて動作し、前記制御電源電圧が失われた状態から復活した場合には、前記過放電保護回路に対して前記電路を閉じる信号を送る制御部と
を備えている電源システム。
【請求項２】
前記第１電源系統の前記コンバータは、スイッチング動作をしない場合でも、入力された電圧に基づいて電圧を出力する回路構成である請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記過放電保護回路は、前記電源装置とは別に、前記蓄電池の電圧に基づいて制御電源電圧を生成する第２の制御電源回路と、前記スイッチ機能を実現するスイッチ回路とを備え、
前記スイッチ回路は、手動操作している間だけ前記電路を閉路する第１スイッチと、当該閉路により前記第２の制御電源回路により制御電源電圧を得て継続的に前記電路を閉路する第２スイッチとを含む請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第１電源は、自然エネルギーを利用した電源である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項５】
商用交流電源からコンバータを介して前記ＤＣバスに給電する電源系統を含む請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池を含む複数の電源から共通のＤＣバスに出力する回路構成を有する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、無停電電源装置は、商用交流電源を直流に変換した出力と、蓄電池の出力とを共通のＤＣバスに出力し、ＤＣバスからインバータを介して負荷に交流電力を供給することができるよう構成されている（例えば、特許文献１参照。）。商用電源の停電時には、蓄電池から負荷に電力を供給することができるが、その時間は限られる。
【０００３】
長時間にわたって蓄電池が放電し続けると、電池が過放電の状態となって、劣化する。一旦劣化すると、充電しても、もはや使用不能となることが多い。そこで、例えば比較的高価なリチウムイオン電池の蓄電池には、過放電の状態になる前に、負荷への給電を停止する監視装置が付属的に設けられている。負荷への給電を停止することにより、過放電は基本的には防止されるはずである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８３７８８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、無停電電源装置は、半導体スイッチ等の、制御電源を要する電子デバイスを搭載しており、その制御電源電圧が必要である。無停電電源装置は、負荷への給電をしない状態であっても、内部の制御電源電圧は生きており、待機状態にある。
従って、商用電源の停電が長期にわたると、制御電源電圧を生成し続けるための電力消費により蓄電池が過放電に至る。
また、無停電電源装置とは別に、商用電源が利用しにくい立地条件での電源システムとしては、太陽光発電のような自然エネルギーを利用した電源と蓄電池とが互いに併用される場合がある。このような場合でも、例えば、徐々に放電が進み過放電に近づいていた蓄電池において、制御電源電圧を生成することが最終的な原因となって過放電に至る場合がある。
【０００６】
一方、蓄電池以外の電源が復活した場合には、電子デバイスを搭載する電源システムの再起動が支障なく行われることも、重要である。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、蓄電池の過放電を確実に防止し、かつ、再起動にも支障を生じない電源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】
【０００７】
本発明の電源システムは、第１電源からコンバータを介してＤＣバスに給電する第１電源系統、及び、蓄電池である第２電源と前記ＤＣバスとを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して互いに接続する第２電源系統を含む、電源装置と、前記蓄電池と前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられ、前記蓄電池の残量監視機能及び電路を開閉するスイッチ機能を有し、前記蓄電池の残量が所定のレベルまで低下した場合には当該電路を開くことにより前記蓄電池の放電を全停止の状態とする過放電保護回路と、前記ＤＣバスの電圧を前記過放電保護回路に提供するＤＣ給電路と、前記ＤＣバスの電圧に基づいて制御電源電圧を生成する、前記電源装置の制御電源回路と、前記制御電源電圧の供給を受けて動作し、前記制御電源電圧が失われた状態から復活した場合には、前記過放電保護回路に対して前記電路を閉じる信号を送る制御部とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、蓄電池の過放電を確実に防止し、かつ、再起動にも支障を生じない電源システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電源システムの一例を示す回路図である。
【図２】図１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータについて、それらの内部回路の一例を示す回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電源システムの一例を示す回路図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る電源システムの一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
【００１１】
（１）この電源システムは、第１電源からコンバータを介してＤＣバスに給電する第１電源系統、及び、蓄電池である第２電源と前記ＤＣバスとを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して互いに接続する第２電源系統を含む、電源装置と、前記蓄電池と前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられ、前記蓄電池の残量監視機能及び電路を開閉するスイッチ機能を有し、前記蓄電池の残量が所定のレベルまで低下した場合には当該電路を開くことにより前記蓄電池の放電を全停止の状態とする過放電保護回路と、前記ＤＣバスの電圧を前記過放電保護回路に提供するＤＣ給電路と、前記ＤＣバスの電圧に基づいて制御電源電圧を生成する、前記電源装置の制御電源回路と、前記制御電源電圧の供給を受けて動作し、前記制御電源電圧が失われた状態から復活した場合には、前記過放電保護回路に対して前記電路を閉じる信号を送る制御部とを備えている。
【００１２】
上記（１）のように構成された電源システムでは、例えば、第１電源の出力が得られず、蓄電池からＤＣバスに給電している場合において、蓄電池の残量が所定のレベルまで低下した場合に、過放電保護回路は、蓄電池の放電を全停止の状態とする。これにより、蓄電池の全負荷（ＤＣバス及び制御電源回路への給電）を遮断するので、蓄電池の過放電を防止することができる。また、この結果、ＤＣバスへの給電のみならず、制御電源電圧も失われる。制御電源電圧は、電源システム内で必要であり、制御電源電圧が無い状態では、当該電源システムは動作しない。しかし、第１電源の出力が再び得られるようになれば、ＤＣバスの電圧が復活し、制御電源回路が制御電源電圧を出力するので、当該電源システムは動作可能となる。また、ＤＣバスの電圧はＤＣ給電線を介して過放電保護回路にも提供され、制御部が信号を送って過放電保護回路の電路を閉じることにより、蓄電池の充電が可能となる。
このようにして蓄電池の過放電を確実に防止し、かつ、再起動にも支障を生じない電源システムを提供することができる。
【００１３】
（２）また、（１）の電源システムにおいて、前記第１電源系統の前記コンバータは、スイッチング動作をしない場合でも、入力された電圧に基づいて電圧を出力する回路構成であることが好ましい。
この場合、第１電源の出力が再び得られるようになった直後の電圧が、コンバータを通過してＤＣバスへ供給される。従って、制御電源電圧を立ち上げることができる。
【００１４】
（３）また、（１）又は（２）の電源システムにおいて、前記過放電保護回路は、前記電源装置とは別に、前記蓄電池の電圧に基づいて制御電源電圧を生成する第２の制御電源回路と、前記スイッチ機能を実現するスイッチ回路とを備え、前記スイッチ回路は、手動操作している間だけ前記電路を閉路する第１スイッチと、当該閉路により前記第２の制御電源回路により制御電源電圧を得て継続的に前記電路を閉路する第２スイッチとを含むものであってもよい。
この場合、第１スイッチを閉じることによって制御電源電圧が立ち上がれば、第１スイッチを開いても第２スイッチにより電路は継続的に閉路される。例えば蓄電池を交換（若しくは設置）した直後で、かつ、第１電源の出力が得られない場合でも、スイッチ回路は手動操作を受け付けることにより電路を閉じ、制御電源回路が制御電源電圧を出力するので、当該電源システムは動作可能となる。
【００１５】
（４）また、（１）〜（３）のいずれかの電源システムにおいて、前記第１電源は、自然エネルギーを利用した電源であってもよい。
この場合、例えば太陽光発電や風力発電を利用することで、当該電源システムは、商用電源の供給が困難な場所でも使用でき、かつ、蓄電池の過放電を防止することができることにより電池交換の手間とコストが大幅に節約される。
【００１６】
（５）また、（１）〜（３）のいずれかの電源システムにおいて、商用交流電源からコンバータを介して前記ＤＣバスに給電する電源系統を含むこともできる。
この場合、当該電源システムは、一般家庭等の需要家における自立電源システムとすることができるほか、時間帯別電気料金を有効利用した電源システムとすることができる。
【００１７】
［実施形態の詳細］
《電源システムの第１実施形態》
図１は、本発明の第１実施形態に係る電源システム１００の一例を示す回路図である。負荷５への給電を行う電源システム１００は、主要な構成要素として、電源装置Ｐ、過放電保護回路７、ＤＣ給電路Ｌｄｃ、制御電源回路１０及び制御部１１を備えている。
電源装置Ｐとは、第１電源としての発電装置１からＤＣ／ＤＣコンバータ２を介してＤＣバスＢｄｃに給電する第１電源系統Ｐ１、及び、第２電源としての蓄電池６とＤＣバスＢｄｃとを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８を介して互いに接続する第２電源系統Ｐ２を含むものである。
【００１８】
詳細には、図１において、発電装置１は、例えば太陽光発電装置、風力発電装置等の自然エネルギーを利用した電源である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、発電装置１の出力を電圧変換してＤＣバスＢｄｃに出力する。ＤＣバスＢｄｃに出力された電圧は、平滑コンデンサ３によって平滑され、インバータ４に入力される。インバータ４は、直流電圧を交流電圧に変換し、負荷５に供給する。
【００１９】
蓄電池６は、例えば、リチウムイオン電池である。蓄電池６の出力は、過放電保護回路７を介して、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８に提供される。この双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、蓄電池６の出力を電圧変換してＤＣバスＢｄｃに出力することと、逆に、ＤＣバスＢｄｃの電圧を電圧変換して蓄電池６を充電することが可能である。また、ＤＣバスＢｄｃには、逆流阻止用のダイオード９を介して、制御電源回路１０が接続されている。制御部１１は、制御電源回路１０から制御電源電圧の供給を受けて動作する。制御電源回路１０に供給される電圧は、渡り線のＤＣ給電路Ｌｄｃを介して、過放電保護回路７内の制御電源回路７４にも供給される。
【００２０】
制御電源回路１０は、ＤＣバスＢｄｃの電圧から制御電源電圧（Ｖｃｃ）を生成する回路であり、入力電圧は広範囲に入力可能である。出力電圧は、供給先に必要な電圧であり、それぞれ基本的には一定値である。制御電源電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２、インバータ４、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８、及び、制御部１１に供給される。
【００２１】
過放電保護回路７は、第２電源系統Ｐ２の電路を開閉するスイッチ機能と、蓄電池６の残量監視機能とを備えている。スイッチ機能は、スイッチ回路７０によって実現されている。スイッチ回路７０は、手動操作している間だけ電路ＬＰ２を閉路する第１スイッチ７１（起動スイッチ）と、当該閉路により制御電源電圧を得て継続的に電路ＬＰ２を閉路する第２スイッチ７２とを含み、両スイッチ７１，７２は互いに並列に接続されている。第１スイッチ７１は、例えば押しボタンスイッチである。第２スイッチ７２は、例えばリレーであり、接点７２ｃと、励磁コイル７２ｓとを有する。励磁コイル７２ｓは、半導体スイッチ７３を直列に介して、制御電源回路７４の出力線Ｌ１，Ｌ２に接続されている。制御電源回路７４には、電路ＬＰ２の電圧が、逆流阻止用のダイオード７５を介して入力される。
【００２２】
また、電池残量監視装置７６は、電路ＬＰ２の電圧あるいは、充放電電流の積算から、蓄電池６の残量（ＳＯＣ：State of Charge）を検知する。半導体スイッチ７３は、この電池残量監視装置７６によってオン又はオフに制御される。例えば、検知した残量が所定のレベルまで低下した場合、電池残量監視装置７６は半導体スイッチ７３をオフにする。また、電池残量監視装置７６は、制御電源回路７４から制御電源電圧の供給を受けている。
なお、上記の過放電保護回路７の内部回路構成は一例に過ぎず、その他、種々の回路構成があり得る。
【００２３】
図２は、図１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８について、それらの内部回路の一例を示す回路図（複線図）である。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、インダクタ２１と、ダイオード２２と、半導体のスイッチング素子２３と、スイッチング素子２３のオン／オフ制御を行う制御部２４とを有し、昇圧チョッパを構成している。発電装置１が太陽光発電装置である場合は、制御部２４は、スイッチング素子２３のオン／オフをＰＷＭ制御してＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を行うことができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧は平滑コンデンサ３によって平滑され、ＤＣバスＢｄｃの２線間に、直流電圧を供給する。
【００２４】
一方、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、インダクタ８１と、半導体のスイッチング素子８２，８３と、スイッチング素子８２，８３のオン／オフ制御を行う制御部８４とを有し、昇降圧チョッパを構成している。例えば、ＤＣバスＢｄｃの２線間に印加される直流電圧を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８で降圧して蓄電池６の充電を行うことができる。また、逆に、蓄電池６の直流電圧を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８で昇圧して、ＤＣバスＢｄｃの２線間に直流電圧を供給することができる。すなわち、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、蓄電池６からＤＣバスＢｄｃの方向には昇圧、その逆の方向には降圧の機能を発揮することができる。
【００２５】
制御部８４は、昇圧時には例えばスイッチング素子８３をオフとして、スイッチング素子８２をＰＷＭ制御することにより、昇圧された直流電圧を、スイッチング素子８３の内蔵ダイオード８３ｄを介してＤＣバスＢｄｃの２線間に供給する。また、制御部８４は、降圧時にはスイッチング素子８２をオフとして、スイッチング素子８３をＰＷＭ制御することにより、降圧された充電用の直流電圧を、蓄電池６に供給する。
なお、制御部２４，８４は、１つの制御部にまとめることも可能であり、さらに、図１の制御部１１と一体化することも可能である。
【００２６】
次に、以上のように構成された電源システム１００の動作について説明する。
電源システム１００を含む、図１の回路を構成した初期の始動時において、発電装置１の出力が得られない状態であるとすると、十分な残量が蓄電池６にあっても、スイッチ回路７０が電路ＬＰ２を遮断しており、制御電源電圧が生成されない状態である。従って、動作するに当たって制御電源電圧を必要とするＤＣ／ＤＣコンバータ２、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８、制御部１１、電池残量監視装置７６、スイッチ回路７０は、自らは起動できない。
【００２７】
そこで、図１において、操作者が第１スイッチ７１をオンにする。これにより、蓄電池６から第１スイッチ７１、ダイオード７５を介して、制御電源回路７４に蓄電池６の電圧が入力される。電圧入力により制御電源回路７４が起動すると、電池残量監視装置７６に制御電源電圧が与えられ、電池残量監視装置７６は、半導体スイッチ７３をオンにする。これにより、第２スイッチ７２の励磁コイル７２ｓに電流が流れ、接点７２ｃが閉路して、以後、第１スイッチ７１を開いても、スイッチ回路７０は継続的に閉じている状態となる。
【００２８】
また、ダイオード７５からＤＣ給電路Ｌｄｃを介して、制御電源回路１０にも電圧が供給される。これにより、制御電源回路１０は制御電源電圧の生成を開始し、制御部１１が起動する。
こうして、電源システム１００内の、制御電源電圧を必要とする全ての機器に、制御電源電圧が供給される。
【００２９】
電源システム１００内に制御電源電圧が行き渡ると、需要に応じて、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８が動作して蓄電池６からＤＣバスＢｄｃに電圧が供給される。また、ＤＣバスＢｄｃからインバータ４を介して交流に変換された出力が、負荷５に供給される。
なお、例えば蓄電池６を、十分に充電されたものに交換した直後で、発電装置１の出力が得られない状態である場合でも、同様に、第１スイッチ７１の手動操作により電路ＬＰ２を閉じ、制御電源回路１０及び７４が制御電源電圧を出力するので、電源システム１００は動作可能となる。
【００３０】
その後、発電装置１から出力が得られる状態になれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２が動作して発電装置１からＤＣバスＢｄｃに電圧が供給される。また、ＤＣバスＢｄｃからインバータ４を介して交流に変換された出力が、負荷５に供給される。
【００３１】
発電装置１の出力に基づく電力の供給力が負荷に要する電力を上回るときは、ＤＣバスＢｄｃの電圧を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８で変換して蓄電池６を充電することができる。逆に、発電装置１の出力に基づく電力の供給力が負荷に要する電力を下回るときは、蓄電池６の電圧を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８で変換してＤＣバスＢｄｃに送り込むことにより不足分を補填することができる。
通常は、このように、蓄電池６と発電装置１とを併用又は単独使用して、負荷５に対して必要な給電を行いつつ、蓄電池６の充電が行われる。
【００３２】
一方、発電装置１の出力が得られない状態で、蓄電池６の残量が所定のレベル（過放電にまでは至らない低レベル）にまで低下すると、電池残量監視装置７６は、半導体スイッチ７３をオフにする。これにより接点７２ｃは開き、蓄電池６の放電は全停止の状態となる。すなわち、ＤＣバスＢｄｃへの給電停止のみならず、制御電源回路１０及び７４への給電も停止する。これにより、蓄電池６の過放電を確実に防止することができる。
【００３３】
このようにして、蓄電池６の全負荷（ＤＣバスＢｄｃへの電源提供及び制御電源回路１０及び７４への給電）を遮断するので、蓄電池６の過放電を防止することができる。但し、この結果として、ＤＣバスＢｄｃへの給電のみならず、制御電源電圧も失われる。制御電源電圧は、各ＤＣ／ＤＣコンバータ２，８、インバータ４、電池残量監視装置７６、制御部１１に必要であり、制御電源電圧が無い状態では、電源システム１００は動作しない。
【００３４】
ここで、発電装置１の出力が再び得られるようになれば、発電装置１からＤＣ／ＤＣコンバータ２、ＤＣバスＢｄｃ、ダイオード９を介して、制御電源回路１０及び７４に電圧が供給される。なお、このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２はまだ、スイッチング動作しないが、図２におけるインダクタ２１及びダイオード２２を介して通電が可能である。言い換えれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、スイッチング動作をしない場合でも、入力された電圧に基づいて電圧を出力する回路構成である。従って、発電装置１の出力が再び得られるようになった直後の電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を通過してＤＣバスＢｄｃへ供給される。
【００３５】
こうして、電圧が与えられた制御電源回路１０及び７４は、制御電源電圧を立ち上げる。制御電源電圧が出力されると、図１において、制御部１１は、半導体スイッチ７３をオンにする信号を出力する。これにより、接点７２ｃが閉じて、蓄電池６の充電が可能となる。なお、蓄電池６の残量が所定のレベルまで低下しているときは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、ＤＣバスＢｄｃの電圧により蓄電池６を充電するように動作する。
【００３６】
このようにして蓄電池６の過放電を確実に防止し、かつ、再起動にも支障を生じない電源システム１００を提供することができる。
また、このような電源システム１００は、第１電源の発電装置１として例えば太陽光発電や風力発電を利用することにより、商用電源の供給が困難な場所（例えば山の上、離島など。）でも使用でき、かつ、蓄電池６の過放電を抑制することができる。蓄電池６の過放電を抑制することができれば、かかる場所に赴いて電池交換を行う手間とコストが大幅に節約されるという実用上の大きな利点がある。
【００３７】
《電源システムの第２実施形態》
図３は、本発明の第２実施形態に係る電源システム１００の一例を示す回路図である。図１との違いは、蓄電池６に付随して、蓄電池６の状態を監視する監視装置としてのＢＭＳ（Battery Management System）１２が設けられている点であり、その他は、図１（第１実施形態）と同様である。ＢＭＳ１２は、蓄電池６の残量に相当するＳＯＣ（State of Charge）を検知するほか、蓄電池６のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、電圧降下（立ち下がり）、充電／放電の識別、温度を検知する。
【００３８】
ＢＭＳ１２には、制御電源回路７４から制御電源電圧が、出力線Ｌ１，Ｌ２により供給される。また、ＢＭＳ１２は、半導体スイッチ７３をオン／オフする駆動信号を出力することができる。例えば、ＢＭＳ１２は、蓄電池６の残量等から過放電や過充電を防止する必要があると検知すると、半導体スイッチ７３をオフにして、接点７２ｃを開くことができる。なお、このようなＢＭＳ１２が設けられている場合は、ＢＭＳ１２が、電池残量監視装置７６の機能を担うことができるので、電池残量監視装置７６を省略してもよい。
第２実施形態におけるＢＭＳ１２は、過放電保護回路７の一部であるとも言える。
【００３９】
例えば、発電装置１の出力が得られない状態で、蓄電池６の残量が所定のレベル（過放電にまでは至らない低レベル）にまで低下すると、ＢＭＳ１２は、半導体スイッチ７３をオフにする。これにより接点７２ｃは開き、蓄電池６の放電は全停止の状態となる。すなわち、ＤＣバスＢｄｃへの給電停止のみならず、制御電源回路１０及び７４への給電も停止する。これにより、蓄電池６の過放電を確実に防止することができる。
【００４０】
発電装置１の出力が再び得られるようになれば、発電装置１からＤＣ／ＤＣコンバータ２、ダイオード９を介して、制御電源回路１０及び７４に電圧が供給される。
こうして、電圧が与えられた制御電源回路１０及び７４は、制御電源電圧を出力する。
制御電源電圧が出力されると、制御部１１及びＢＭＳ１２は、半導体スイッチ７３をオンにする信号を出力する。これにより、接点７２ｃが閉じて、蓄電池６の充電が可能となる。なお、蓄電池６の残量が所定のレベルまで低下しているときは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、ＤＣバスＢｄｃの電圧により蓄電池６を充電するように動作する。
【００４１】
このようにして、第１実施形態と同様に、蓄電池６の過放電を確実に防止し、かつ、再起動にも支障を生じない電源システム１００を提供することができる。また、ＢＭＳ１２がある場合は、これに、電池残量監視装置７６の役割をさせることができる。
【００４２】
《電源システムの第３実施形態》
図４は、本発明の第３実施形態に係る電源システム１００の一例を示す回路図である。図において、図１との違いは、いわば第３電源として商用電源１３及び、ＡＣ／ＤＣコンバータ（例えばダイオードブリッジを含んで構成されるもの）１４を使用している点であり、その他は図１と同様である。
すなわち、第３電源としての商用電源１３は、第３のコンバータとしてのＡＣ／ＤＣコンバータ１４を介して、ＤＣバスＢｄｃに電圧を出力する。ＤＣバスＢｄｃに出力された電圧は、平滑コンデンサ３によって平滑され、インバータ４に入力される。インバータ４は、直流電圧を交流電圧に変換し、負荷５に供給する。
【００４３】
例えば、商用電源１３が停電し、しかも、発電装置１の出力が得られない状態で、蓄電池６の残量が所定のレベル（過放電にまでは至らない低レベル）にまで低下すると、電池残量監視装置７６は、半導体スイッチ７３をオフにする。これにより接点７２ｃは開き、蓄電池６の放電は全停止の状態となる。すなわち、ＤＣバスＢｄｃへの給電停止のみならず、制御電源回路１０及び７４への給電も停止する。これにより、蓄電池６の過放電を確実に防止することができる。
【００４４】
発電装置１の出力が再び得られるようになるか、又は、商用電源１３が回復すれば、ＤＣバスＢｄｃの電圧が復活するので、ダイオード９を介して、制御電源回路１０及び７４に電圧が供給される。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４は、スイッチングによる同期整流を行わないダイオードブリッジであれば、制御電源電圧が無くてもＤＣバスＢｄｃに電圧を供給することができる。
【００４５】
こうして、電圧が与えられた制御電源回路１０及び７４は、制御電源電圧を出力する。
制御電源電圧が出力されると、制御部１１は、半導体スイッチ７３をオンにする信号を出力する。これにより、接点７２ｃが閉じて、蓄電池６の充電が可能となる。なお、蓄電池６の残量が所定のレベルまで低下しているときは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、ＤＣバスＢｄｃの電圧により蓄電池６を充電するように動作する。
【００４６】
このようにして、第１，第２実施形態と同様に、蓄電池６の過放電を確実に防止し、かつ、再起動にも支障を生じない電源システム１００を提供することができる。
また、このような第３実施形態の電源システム１００は、一般家庭等の需要家における自立電源システムとして好適であるほか、時間帯別電気料金を有効利用した電源システムとすることもでき、かつ、蓄電池６の過放電を防止することができる。
【００４７】
《その他》
なお、図４において、発電装置１の電源系統を省略する構成も可能である。その場合は、商用電源１３が「第３電源」ではなく、「第１電源」に置き換わることになる。
また、上記各実施形態では、蓄電池６としてリチウムイオン電池を使用したが、これは一例に過ぎず、その他、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、溶融塩電池等、種々の二次電池が使用可能である。
【００４８】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１  発電装置
２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３  平滑コンデンサ
４  インバータ
５  負荷
６  蓄電池
７  過放電保護回路
８  双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
９  ダイオード
１０  制御電源回路
１１  制御部
１２  ＢＭＳ
１３  商用電源
１４  ＡＣ／ＤＣコンバータ
２１  インダクタ
２２  ダイオード
２３  スイッチング素子
２４  制御部
７０  スイッチ回路
７１  第１スイッチ
７２  第２スイッチ
７２ｃ  接点
７２ｓ  励磁コイル
７３  半導体スイッチ
７４  制御電源回路
７５  ダイオード
７６  電池残量監視装置
８１  インダクタ
８２，８３  スイッチング素子
８３ｄ  内蔵ダイオード
８４  制御部
１００  電源システム
Ｂｄｃ  ＤＣバス
Ｌ１，Ｌ２  出力線
ＬＰ２  電路
Ｐ  電源装置
Ｐ１  第１電源系統
Ｐ２  第２電源系統
【図１】
2015033234.tif 000003
【図２】
2015033234.tif 000004
【図３】
2015033234.tif 000005
【図４】
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