(57)【要約】【課題】電池の直流電力を、インバータを用いずに、経済的に安価な方法により交流負荷に供給することができる技術を提供する。【解決手段】補助電源装置は、商用電源の電源線と負荷との間に直列に接続されたバッテリにより、バッテリの直流電力を商用電源の交流電力に直接重畳する。交流電力に重畳する直流電力の正負は、商用電源の電圧位相に応じて切り替える。【選択図】図１
2015122833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
商用電源から供給される交流電力に前記バッテリの直流電力を重畳する電力重畳手段と、
前記商用電源の電圧位相に応じて、前記交流電力に重畳する前記バッテリの直流電力の正負を切り替える位相切替手段と、
を備えることを特徴とする補助電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の補助電源装置であって、
前記交流電力の電圧値を検出する電圧検出手段と、
検出した電圧値に基づいて、前記交流電力をそのまま出力するか前記電力重畳手段によって前記バッテリの直流電力が重畳された交流電力を出力するかを切り替える出力切替手段と、
をさらに備えることを特徴とする補助電源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の補助電源装置であって、
前記商用電源の電圧位相を検出し、前記電圧位相がゼロクロスするタイミングに応じて前記位相切替手段を制御する位相切替制御手段をさらに備える、
ことを特徴とする補助電源装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の補助電源装置であって、
前記商用電源の電力を利用して前記バッテリを充電する充電器をさらに備え、
前記商用電源の電圧値が所定の電圧値以上であれば前記バッテリを充電する、
ことを特徴とする補助電源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の補助電源装置であって、
前記バッテリの出力電力を入力電力とする電圧可変型のＤＣ/ＤＣコンバータをさらに備え、
前記位相切替手段は、前記商用電源の電圧位相に応じて、前記交流電力に重畳する前記ＤＣ/ＤＣコンバータから出力される直流電力の正負を切り替え、
前記ＤＣ/ＤＣコンバータは、前記交流電力の電圧値に基づいて前記商用電源の交流電力に重畳する電圧値を調整することで、直流電力が重畳された交流電力を一定値に制御する、
ことを特徴とする補助電源装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を利用した補助電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源の電圧低下により、電気機器が正常に動作できないことがある。このような場合に、二次電池を利用して低下した電圧を補填し、また商用電源の容量が十分に確保されている間に二次電池の電圧低下を補充して商用電源の不足時に備えることができる補助電源装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６６１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の二次電池を利用した補助電源装置は、この二次電池の直流電力を交流電力に変換してから交流負荷に供給するため、ＤＣ/ＡＣ変換のためのインバータを搭載する必要があり、価格的に高額となる。
【０００５】
本発明は、商用電源の低下時に、電池の直流電力を、インバータを用いずに経済的に安価な方法により交流負荷に供給することができ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】
【０００６】
本発明による補助電源装置は、商用電源の電源線と負荷との間に直列に接続されたバッテリにより、バッテリの直流電力を商用電源の交流電力に直接重畳する。交流電力に重畳する直流電力の正負は、商用電源の電圧位相に応じて切り替える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、商用電源の位相に応じて、商用電源の交流電力にバッテリの直流電力またはバッテリの反転した直流電力をそれぞれ重畳するので、バッテリの直流電圧を交流電圧に変換することを要さずに交流負荷に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態における補助電源装置の回路構成を示す図である。
【図２】図２は、第２の実施形態における補助電源装置の回路構成を示す図である。
【図３】図３は、第３の実施形態における補助電源装置の回路構成を示す図である。
【図４】図４は、第４の実施形態における補助電源装置の回路構成を示す図である。
【図５】図５は、第５の実施形態における補助電源装置の回路構成を示す図である。
【図６】図６は、製品例１を表す図である。
【図７】図７は、製品例２を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
〈第1の実施形態〉
図１は本発明の一つの実施の形態の回路構成を示している。同図に示すように、本実施形態における補助電源装置は、バッテリ部２と、位相切替部３と、出力切替スイッチ４と、位相切替制御部５と、出力切替制御部６と、充電器７を備える。
【００１１】
バッテリ部２は、電池２ａと電池２ｂとを直列接続して構成され、例えばそれぞれ１２Ｖの完全密封式鉛電池を搭載する。そして、電池２ａは、正極側は商用電源１の否接地側に接続され、負極側は後述する電子スイッチ３ａを介して後述するブースト電源出力線８と直列に接続される。電池２ｂは、正極側は電子スイッチ３ｂを介してブースト電源出力線８と直列に接続され、負極側は商用電源１の否接地側に接続される。
【００１２】
位相切替部３は、二つの電子スイッチ３ａ,３ｂを有する。電子スイッチ３ａは、電池２ａの負極側とブースト電源出力線８とを接続/切断する。電子スイッチ３ｂは、電池２ｂの正極側とブースト電源出力線８とを接続/切断する。それぞれのスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態は、後述する位相切替制御部５からの信号に基づいて決定される。
【００１３】
出力切替スイッチ４は、後述する出力切替制御部６からの信号に基づいて、負荷９側への電源供給ラインを、商用電源１の否接地側に接続するか、ブースト電源出力線８に接続するかを切り替える。
【００１４】
位相切替制御部５は、商用電源１の交流の位相を検出する。そして、検出した位相が正側であるか負側であるかの情報等に基づいて、位相切替部３のスイッチ３ａ、３ｂのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する。
【００１５】
出力切替制御部６は、商用電源１の否接地側の電圧を監視して、電圧が所定の電圧値以下であれば、出力切替スイッチ４をブースト電源出力線８に切り替える。電圧が所定の電圧値以下でなければ、出力切替スイッチ４を商用電源１の否接地側ラインに切り替える。なお、当該所定の電圧値は任意に設定できる。
【００１６】
充電器７は、商用電源１の電圧が規定値以上の場合に、商用電源１の電圧を利用して電池２ａ、２ｂを充電する。
【００１７】
ブースト電源出力線８は、位相切替部３のそれぞれのスイッチ３ａ、３ｂと出力切替スイッチ４との間を接続するための線である。
【００１８】
負荷９は、交流電源により動作する１または複数の電気機器である。本発明が工事現場で使用される場合であれば、例えば工作機械等の電気工具を表す。
【００１９】
次に、上記構成の補助電源装置の動作について説明する。
【００２０】
第一の実施形態に係る補助電源装置には、コンセントから、電源ケーブルを介してＡＣ１００Ｖの商用電源が入力される。出力切替制御部６は、入力された交流電源を監視し、所定の電圧値（本実施例においては９０Ｖとする）以上の電圧を確認できている場合は、出力切替スイッチ４の負荷９側への接続を商用電源１の否接地側ラインとする。すなわち、入力された商用電源１は、そのまま負荷９側へと出力される。
【００２１】
ここで、例えば、負荷９が電力を多用した場合におこる電圧降下や、コンセントから補助電源装置まで、もしくは補助電源装置から接続した電子機器までの距離がある場合に、コンセントや電源ケーブルの抵抗成分に起因する電圧降下や、負荷９としてコンプレッサー等の電気機器を使用した場合に、電気機器の起動時に大電流が流れることにより電圧降下が起こる場合がある。また、一般的な家庭の定格電流は１５Ａであり、それ以上の電流を消費した場合はブレーカーが落ちてしまうことがある。
【００２２】
[電源電圧が所定の電圧値より低い場合]
出力切替制御部６は、入力される商用電源１の交流電源を監視しており、上述した理由等により電源電圧が９０Ｖ以下となった場合は、出力切替スイッチ４の負荷９側への接続を、ブースト電源出力線８に切り替える。
【００２３】
位相切替制御部５は、商用電源１からの交流電圧の位相を検出し、商用電源１からの交流電圧の位相のゼロクロス点を切替点とし、該交流電圧の半サイクル毎に同期して位相切替部３の電子スイッチ３ａと電子スイッチ３ｂのＯＮ/ＯＦＦ状態を交互に切り替える。交流電圧の位相が正側であれば電子スイッチ３ｂのみをＯＮ状態とし、商用電源１の正側電圧に電池２ｂの直流出力電圧を重畳するよう制御する。他方、交流電圧の位相が負側であれば電子スイッチ３ａのみをＯＮ状態とし、商用電源１の負側電圧に電池２ａの直流出力電圧を重畳するよう制御する。
【００２４】
これにより、商用電源１が９０Ｖ以下となった場合は、商用電源１の位相の正負に従い、位相が正側の時は電池２ｂの直流電圧１２Ｖが、位相が負側の時は電池２ａの直流電圧マイナス１２Ｖがそれぞれ印加されるため、インバータを使用することなく負荷９側への電力を補充することができ、接続した電気機器を動作することができる。
【００２５】
なお、バッテリ部２における電池の容量、電圧値、最大放出電流値等を変更することにより、出力切替スイッチ４の切替タイミングにかかる所定の電圧値の変更や、連続使用時間の変更等を簡単に行う事ができる。
【００２６】
商用電源１の電源電圧が規定値以上の時には、充電器７はバッテリ部２を充電することができる。なお、本実施形態における補助電源装置は充電器7を搭載しているが別途用意してもよい。その場合、補助電源装置の更なる小型化、軽量化を図ることが出来る。
【００２７】
また、第１の実施形態に係る位相切替制御部５と出力切替制御部６は別の構成要素として記載したが、それらの機能を有するマイコンを搭載してもよい。
【００２８】
また、本実施形態においては、バッテリ部２に鉛電池を搭載したが、リチウムイオン電池等の他の電池を搭載してもよい。また、例えば、複数の電圧値を出力することができるバッテリを搭載することで、商用電源に重畳する電圧値を選択可能な構成としてもよい。
【００２９】
以上、第１の実施形態における補助電源装置に依れば、電子スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることにより、位相が正側の時は、一方のバッテリの直流電力を商用電源１の交流電力に重畳し、位相が負側の時は、他方のバッテリの反転した直流電力を商用電源１の交流電力に重畳することができる、二つのバッテリと複数の電子スイッチにより構成された回路と、商用電源１の電圧位相を検出し、電圧位相がゼロクロスするタイミングに応じて電子スイッチを制御し、重畳する直流電力の正負を切り替えることができるマイコンとを備える。これにより、インバータを搭載することなく、バッテリの直流電力を商用電源１の交流電力に、交流電源の位相に同期して重畳することができる。
【００３０】
また、第１の実施形態における補助電源装置に依れば、商用電源１の電圧値を検出し、検出した電圧値と、任意に設定した所定の電圧値との大小を比較するマイコンを備える。そして、その比較結果によって、商用電源１の交流電力をそのまま出力するか、バッテリの直流電力を重畳した交流電力を出力するか切り替えることができる。これにより、商用電源１の交流電源の変動にリアルタイムで対応することが可能となる。
【００３１】
さらに、第１の実施形態における補助電源装置に依れば、商用電源１の電力を利用してバッテリを充電する充電器７を備え、商用電源１の電圧値が所定の電圧値以上であればバッテリを充電する。これにより、商用電源１が電力を安定に供給している時は、バッテリへ常時充電することが可能となり、商用電源１の不足時に備えることができる。
【００３２】
〈第２の実施形態〉
図２は本発明の第２の実施形態の回路構成を示している。第１の実施形態との違いは、搭載する電池が一つであることと、電池１２に対応する位相切替部１３の回路構成/動作である。特にこの点について、図２を参照して説明する。
【００３３】
位相切替部１３は、二つのスイッチ１３ａ、１３ｂを有する。スイッチ１３ａは、商用電源１の否接地側ラインと、バッテリ部１２の正極側または負極側のいずれか一方との接続/切断を切り替える。スイッチ１３ｂは、ブースト電源出力線８と、バッテリ部１２の正極側または負極側のいずれか一方との接続/切断を切り替える。スイッチ１３ａとスイッチ１３ｂのスイッチ切替タイミングは同期しており、いずれか一方がバッテリ部１２の正極と接続している場合は、他方はバッテリ部１２の負極側と接続される。逆も同様であり、すなわち当該スイッチの接続/切断により、商用電源１の否接地側ラインと、ブースト電源出力線８が短絡する事はない。なお、それぞれのスイッチの接続状態は、後述する位相切替制御部５からの信号に基づいて決定される。
【００３４】
位相切替制御部５は、第1の実施形態と同様に交流電圧の位相を検出し、同様のタイミングで位相切替部１３を制御する。交流電圧の位相が正側であれば、スイッチ１３ａはバッテリ１２の負極側に接続し、スイッチ１３ｂはバッテリ１２の正極側に接続する。交流電圧の位相が負側であれば、スイッチ１３ａはバッテリ１２の正極側に接続し、スイッチ１３ｂはバッテリ１２の負極側に接続する。
【００３５】
これにより、商用電源１が９０Ｖ以下となった場合は、商用電源１の位相の正負に従い、位相切替部１３により決定された経路によって、位相が正側の時は電池１２の直流電圧１２Ｖが、位相が負側の時は電池１２の直流電圧が反転したマイナス１２Ｖが商用電源１の電圧にそれぞれ印加されるため、商用電源１の電圧が低下した場合でも、インバータを使用することなく負荷９側への電力を補充することができ、接続した電気機器を動作することができる。
【００３６】
以上、第２の実施形態における補助電源装置に依れば、電子スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることにより、位相が正側の時は、バッテリの直流電力を商用電源１の交流電力に重畳し、位相が負側の時は、バッテリの反転した直流電力を商用電源１の交流電力に重畳することができる、一つのバッテリと、複数の電子スイッチにより構成された回路を備える。これにより、電池が一つであっても、インバータを搭載することなく、バッテリの直流電力を、商用電源１の交流電力に、交流電源の位相に同期して重畳することができる。
【００３７】
〈第３の実施形態〉
図３は本発明の第３の実施形態の回路構成を示している。第２の実施形態との違いは、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０を搭載している点である。特にこの点について、図３を参照して説明する。
【００３８】
本実施形態では、電池２２と並列に、電圧可変型のＤＣ/ＤＣコンバータ３０が搭載されている。ＤＣ/ＤＣコンバータ３０は、電池２２から出力された直流電源を入力とし、昇圧/降圧した直流電源を負荷９側へ印加することができる。また、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０と出力切替制御部６とは信号線を介して接続されているため、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０は、商用電源１の電圧に基づいて印加する直流電圧値を調整することで、負荷9側へ供給する電源電圧を一定値に制御することが出来る。
【００３９】
位相切替部２３は、第２の実施形態と同様二つのスイッチ２３ａ、２３ｂを有する。スイッチ２３ａは、商用電源１の否接地側ラインと、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０のＶoutピンまたはＧＮＤピンのいずれか一方との接続/切断を切り替える。スイッチ２３ｂは、ブースト電源出力線８と、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０のＶoutピンまたはＧＮＤピンのいずれか一方との接続/切断を切り替える。
【００４０】
位相切替制御部５は、第２の実施形態と同様に交流電圧の位相を検出し、同様のタイミングで位相切替部２３を制御する。交流電圧の位相が正側であれば、スイッチ２３ａはＤＣ/ＤＣコンバータ３０のＧＮＤピンに接続し、スイッチ２３ｂはＤＣ/ＤＣコンバータ３０のＶoutピンに接続する。交流電圧の位相が負側であれば、スイッチ２３ａはＤＣ/ＤＣコンバータ３０のＶoutピンに接続し、スイッチ２３ｂはＤＣ/ＤＣコンバータ３０のＧＮＤピンに接続する。
【００４１】
これにより、商用電源１が９０Ｖ以下となった場合は、商用電源１の位相の正負に従い、位相切替部２３により決定された経路によって、位相が正側の時はＤＣ/ＤＣコンバータ３０の出力電圧を正方向に重畳し、位相が負側の時はＤＣ/ＤＣコンバータ３０の出力電圧を負方向に重畳する。これにより、商用電源１の電圧が低下した場合でも、インバータを使用することなく負荷９側への電力を補充することができ、接続した電気機器を動作することができる。
【００４２】
以上、第３の実施形態における補助電源装置に依れば、電圧可変型のＤＣ/ＤＣコンバータを更に備える。これにより、負荷９側へ供給する電圧を一定値（例えば１００Ｖ）に安定することができる。
【００４３】
〈第４の実施形態〉
図４は本発明の第４の実施形態の回路構成を示している。第１の実施形態における位相切替部３は電子スイッチにより構成されていたが、本実施形態の位相切替部４０は、サイリスタや、フォトカプラ等のスイッチ素子で構成されている。また、本実施形態の出力切替部４４を構成するトライアック４４ａ、４４b（または双方向サイリスタ）は、第１の実施形態に係る出力切替スイッチ４に相当する。また、第１の実施形態にはあった位相切替制御部５に相当する構成は除外した（理由は後述する）。以下、本実施形態について、図４を参照して説明する。
【００４４】
出力切替部４４は、二つのトライアック４４ａ、４４ｂを有する。トライアック４４ｂは、商用電源１の否接地側ラインに直列に接続されている。また、トライアック４４ｂのゲート端子は出力切替制御部６と信号線を介して接続されている。トライアック４４ａは、ブースト電源出力線８に直列に接続されており、また、ゲート端子は出力切替制御部６と信号線を介して接続されている。それぞれのトライアックのＯＮ/ＯＦＦ状態は、出力切替制御部６からの信号に基づいて制御される。
【００４５】
出力切替制御部６は、商用電源１の否接地側の電圧を監視して、電圧が所定の電圧値以下（本実施形態においては９０Ｖ以下）であれば、トライアック４４ａをＯＮにし、トライアック４４ｂをＯＦＦにする。これにより、ブースト電源出力線８が負荷9側へ導通し、商用電源１の否接地側ラインは遮断される。電圧が所定の電圧値以下でなければ、トライアック４４ｂをＯＮにし、トライアック４４ａをＯＦＦにする。これにより、商用電源１の否接地側ラインが負荷９側へ導通し、ブースト電源出力線８は遮断される。
【００４６】
バッテリ部４２は、電池４２ａと電池４２ｂとを有する。電池４２ａの正極側は後述するサイリスタ４０ａのアノード端子と接続され、電池４２ｂの負極側は後述するサイリスタ４０ｂのカソード端子と接続される。電池４２ａの負極側および電池４２ｂの正極側は、商用電源１の否接地側ラインと接続されている。
【００４７】
位相切替部４０は、商用電源１の交流電圧位相が正側のときに機能する素子として、サイリスタ４０ａとフォトカプラ４０ｃとを有する。サイリスタ４０ａのアノード端子は電池４２ａの正極側と、カソード端子はブースト電源出力線８と、ゲート端子はフォトカプラ４０ｃのエミッタ端子とそれぞれ接続される。また、フォトカプラ４０ｃのコレクタ端子は抵抗等を介して電池４２ａの正極側と、アノード端子は商用電源１の否接地側ラインと、カソード端子は、抵抗等を介して商用電源１の接地側とそれぞれ接続されている。
【００４８】
また、位相切替部４０は、商用電源１の位相が負側のときに機能する素子として、サイリスタ４０ｂとフォトカプラ４０ｄとを有する。サイリスタ４０ｂのアノード端子はブースト電源出力線８と、カソード端子は電池４２ｂの負極側と、ゲート端子はフォトカプラ４０ｄのエミッタ端子とそれぞれ接続される。また、フォトカプラ４０ｄのコレクタ端子は抵抗等を介してブースト電源出力線８と、アノード端子は抵抗等を介して商用電源１の接地側と、カソード端子は商用電源１の否接地側ラインとそれぞれ接続される。以下、位相切替部４０の動作について説明する。
【００４９】
出力切替制御部６が商用電源１の電圧が９０Ｖ以下となったことを検出すると、出力切替制御部６からトライアック４４ａのゲート端子へと信号が入力されることにより、トライアック４４ａがＯＮし、ブースト電源出力線８が負荷9側へ導通する。そして、商用電源１の電圧位相が正側にふれると、フォトカプラ４０ｃが発光し、フォトカプラ４０ｃのコレクタ‐エミッタ間が導通する。それにより、サイリスタ４０ａはゲート端子に電流が供給され、ＯＮする。これにより、商用電源１の否接地側ラインとブースト電源出力線８間に直列に接続された電池４２ａの直流出力電圧が、商用電源１の正側電圧に重畳される。その後、交流電源の位相がゼロクロス点と略一致すると、フォトカプラ４０ｃおよびサイリスタ４０ａはＯＦＦする。他方、交流電源の位相が負側にふれると、フォトカプラ４０ｄが発光し、フォトカプラ４０ｄのコレクタ‐エミッタ間が導通することで、サイリスタ４０ｂがＯＮする。これにより、ブースト電源出力線８と商用電源１の否接地側ライン間に直列に接続された電池４２ｂの直流出力電圧を反転させた電圧が商用電源１の負側電圧に重畳される。その後、交流電源の位相がゼロクロス点と略一致すると、フォトカプラ４０ｄおよびサイリスタ４０ｂはＯＦＦする。以後、交流電源の位相が正側/負側にふれると、上述した交流電源の位相が正側/負側時の挙動を繰り返す。したがって、第１の実施形態における位相切替制御部５相当の構成を有さずとも、商用電源１の交流電圧の位相に同期して、ブースト電源出力線８を介して出力される電源電圧の正負を切り替えることができる。
【００５０】
なお、位相切替部は、例えばトランジスタやＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の他のスイッチ素子や、例えばＳＳＲ（ソリッドステートリレー）等の他の制御部品により構成してもよい。
【００５１】
これにより、商用電源１が９０Ｖ以下となった場合は、商用電源１の位相の正負に従い、正側の時は電池４２ａの直流電圧が、負側の時は電池４２ｂの反転した直流電圧がそれぞれ印加されるため、インバータを使用することなく負荷９側への電力を補充することができ、接続した電気機器を動作することが出来る。
【００５２】
以上、第４の実施形態によれば、位相が正側の時は一方のバッテリの直流電力を商用電源１の交流電力に重畳し、位相が負側の時は他方のバッテリの反転した直流電力を商用電源１の交流電力に重畳することができる、二つのバッテリと、複数のフォトカプラおよびサイリスタにより構成された回路を備える。これにより、インバータを搭載することなく、また、第１から第３の実施形態のように、交流電源の位相を検出し、電子スイッチの切り替えを制御する構成を別途要さずに、バッテリの直流電力を、商用電源１の交流電力に、交流電源の位相に同期して重畳することができる。  
【００５３】
〈第５の実施形態〉
図５は本発明の第５の実施形態の回路構成を示している。本実施形態は、第４の実施形態と比べて、電池を一つしか搭載していない点と、位相切替制御部５を有している点において違う。この違いに伴い、位相切替部５０の構成/動作が異なる。特にこの点について、以下、図５を参照して説明する。
【００５４】
位相切替部５０は、四つのサイリスタ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを有する。それぞれのサイリスタのゲート端子は、位相切替制御部５と信号線を介して接続されている。サイリスタ５０ａは、アノード端子がバッテリ５２の正極側と接続され、カソード端子は商用電源１の否接地側ラインに接続される。サイリスタ５０ｂは、アノード端子がバッテリ５２の正極側に接続され、カソード端子はブースト電源出力線８に接続される。サイリスタ５０ｃは、アノード端子がブースト電源出力線８に接続され、カソード端子はバッテリ５２の負極側に接続される。サイリスタ５０ｄは、アノード端子が商用電源１の否接地側ラインに接続され、カソード端子はバッテリ５２の負極側に接続される。それぞれのサイリスタのＯＮ/ＯＦＦ状態は、位相切替制御部５からの信号に基づいて制御される。
【００５５】
位相切替制御部５は、第１から第３の実施形態と同様に交流電圧の位相を検出し、同様のタイミングで位相切替部５０を制御する。交流電圧の位相が正側であれば、位相切替制御部５は、サイリスタ５０ｂと５０ｄをＯＮにし、サイリスタ５０ａと５０ｃをＯＦＦにする。交流電圧の位相が負側であれば、位相切替制御部５は、サイリスタ５０ａと５０ｃをＯＮにし、サイリスタ５０ｂと５０ｄをＯＦＦにする。
【００５６】
これにより、商用電源１が９０Ｖ以下となった場合は、商用電源１の位相の正負に従い、位相切替部５０により決定された経路によって、位相が正側の時はバッテリ部５２の直流電圧が、位相が負側の時はバッテリ部５２の反転した直流電圧がそれぞれ印加される。これにより、商用電源１の電圧が低下した場合でも、インバータを使用することなく負荷９側への電力を補充することができ、接続した電気機器を動作させることができる。
【００５７】
以上、第５の実施形態における補助電源装置に依れば、位相が正側の時はバッテリの直流電力を商用電源１の交流電力に重畳し、位相が負側の時はバッテリの反転した直流電力を商用電源１の交流電力に重畳することができる、一つのバッテリと、複数のサイリスタにより構成された回路を備える。これにより、電池が一つであっても、インバータを搭載することなく、バッテリの直流電力を商用電源１の交流電力に、交流電源の位相に同期して重畳することができる。
【００５８】
以下、本発明を搭載した製品例を、図面等を参照して説明する。
【００５９】
《製品例１》
図６は、筐体６１に、電池６２や、上述した構成を備える制御基板６３、充電器６７等を内蔵したモデルである。また、ＡＣ１００Ｖは電源ケーブル６５から入力される。補助電源装置の出力は、筐体６１の側面や図示しない上面に設置した１または複数のコンセント６４から供給する。なお、内蔵する電池の容量を変更することによって製品の仕様を簡単に変更し得る。例えば、２０Ａｈのバッテリを４つ搭載することで２５６Ｗ供給可能なモデルや、４０Ａｈのバッテリを４つ搭載することで５１２Ｗ供給可能なモデル等である。なお、本製品に搭載するバッテリは、商用電源の電圧降下による電力の不足分を補充することが目的である為、必要に応じた最低限のバッテリ容量を選択すればよい。したがって、従来のようなインバータを搭載した電源装置に比べて、可搬性が高く、小型で、軽量な補助電源装置を提供することができる。
【００６０】
《製品例２》
図７は、本発明に係る補助電源装置をコードリール７０に組み込んだモデルである。例えば、上述した製品例１のような筐体７１をコードリール７０の下側に搭載する。なお、製品案1のように筐体側面には電源供給用のコンセントは設けず、コードリール７０が従来備えるコンセント７４と共有してもよい。これにより、本発明に係る補助電源機能付きのコードリールを提供し得る。本モデルに依れば、コードリール７０が本来有する延長機能に加えて補助電源機能も有するので、コードリールだけを持ち運ぶことで、接続した電気工具へ安定した電源を供給することが出来る。また、延長したことによって増加した電源ケーブルの抵抗成分に起因する電圧降下に対しても対応することができる。
【００６１】
《製品例３》
また、本発明に係る補助電源装置をコードリールに内蔵してもよい。その際は、例えば、電池をコードリール内部の円周に沿って配置し、円の中心に対して対称に配置する等して重量バランスを考慮し得る。また、バッテリを常には搭載せず、例えば着脱可能なカートリッジタイプのバッテリを用いて、補助電源機能を使用したい時だけバッテリを装着可能な構成としてもよい。本製品案によれば、製品例２に比べて、見た目もよりシンプルで、コンパクトな補助電源機能付きコードリールを提供することができる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態、製品例に限定されることはない。例えば、上述した第１から第５の実施形態においては備えていた出力切替制御部や出力切替スイッチを備えずに、常にバッテリの直流電力を重畳した交流電力を出力するようにしてもよいし、商用電源１の交流電力をそのまま出力するか、バッテリの直流電力を重畳した交流電力を出力するかを手動により切り替え可能な構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…商用電源
２、４２…バッテリ部
２ａ、２ｂ、１２、２２、４２ａ、４２ｂ、５２…電池（バッテリ）
３、１３、２３、４０、５０…位相切替部（位相切替手段）
３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ…電子スイッチ
４…出力切替スイッチ（出力切替手段）
５…位相切替制御部（位相切替制御手段）
６…出力切替制御部（電圧検出手段）
７…充電器
９…負荷
３０…ＤＣ/ＤＣコンバータ
４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ…サイリスタ
４４…出力切替部（出力切替手段）
４４ａ、４４ｂ、５４ａ、５４ｂ…トライアック
【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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