(57)【要約】【課題】電力損失が少なく、蓄電池の電池残量が容易に確認できる電源装置を提供する。【解決手段】直流電源１、充電器２、蓄電池４、インバータユニット３１、インバータユニット３１から離れた場所に電力を供給するための電力線１１、および電力出力部７１を具備し、直流電源１からの直流電力を充電器２および蓄電池４を介してインバータユニット３１に入力し、インバータユニット３１で変換された交流電力を電力線１１および電力出力部７１を介して負荷に供給する電源装置において、蓄電池４の出力電圧から蓄電池４の電池残量を検知する電池残量検知手段９から出力される蓄電池４の電池残量に応じた信号によって蓄電池４の電池残量を報知する電池残量報知手段１２を電力出力部７１に設ける。【選択図】      図１
2004187343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電力を充電器を介して蓄積する蓄電池と、該蓄電池より出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、該インバータの出力端に一端が接続され、該インバータから離れた場所へ前記交流電力を供給する電力線と、該電力線の他端に接続された電力出力部と、を備えた電源装置において、
前記蓄電池の出力電圧に基づいて該蓄電池の電池残量を検知し、該蓄電池の電池残量に応じた信号を出力する電池残量検知手段を設け、前記信号に応じて前記蓄電池の電池残量を報知する電池残量報知手段を前記電力出力部に設けたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
直流電源からの直流電力を充電器を介して蓄積する蓄電池と、該蓄電池より出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、該インバータの出力端に一端が接続され、該インバータから離れた場所へ前記交流電力を供給する電力線と、該電力線の他端に接続された電力出力部と、を備えた電源装置において、
前記蓄電池の出力電圧に基づいて該蓄電池の電池残量を検知し、該蓄電池の電池残量に応じた信号を出力する電池残量検知手段と、前記信号に応じて前記インバータの出力電圧にＤＣオフセットを付加するＤＣオフセット付加手段を設け、前記インバータの出力電圧から前記ＤＣオフセットを検出および除去するＤＣオフセット検出・除去手段と、該ＤＣオフセット検出・除去手段によって検出された前記ＤＣオフセットに応じて前記蓄電池の電池残量を報知する電池残量報知手段とを前記電力出力部に設けたことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
前記電池残量報知手段は、表示灯であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電池残量報知手段は、前記電池残量検知手段の出力信号に応じて発光色が変わる表示灯であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電池残量報知手段は、前記ＤＣオフセット検出・除去手段によって検出された前記ＤＣオフセットに応じて発光色が変わる表示灯であることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項６】
前記電力線は、前記インバータを直視することができない場所に前記交流電力を供給する電力線であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電力を負荷に供給する電源装置に関するものであり、特に、直流電源からの直流電力を蓄電池を介してインバータに供給し、このインバータによって変換された交流電力を負荷に供給する電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、太陽電池、風力発電機等の自然エネルギーを利用した発電装置から得られた電力を商用交流電力に変換して負荷に供給する電源装置は、前記発電装置の出力が常に一定ではないため、この出力を直流電力に変換して一旦蓄電池に蓄積し、この蓄積された直流電力をインバータで商用交流電力に変換する方式を用いている。
【０００３】
一般に、このような電源装置に用いられる蓄電池は鉛蓄電池であるが、鉛蓄電池は過放電をさせると寿命が短くなるので、深い放電が可能なものでも残量が総容量の２０％程度より少なくなったときは、放電を停止させる方が良い。即ち、電源装置から負荷への電源供給を停止させる方が良いが、予告なしに負荷への電源供給を停止させると、不都合が生じることがある。例えば、電源装置から供給される商用交流電力によって照明を点灯している場合、予告なしに照明が消えると危険なこともある。そのため、電源装置からの電源供給を停止させる前に予告を行ったり、蓄電池の残量を常に表示したりする報知手段が必要となる。
【０００４】
図６は、従来の電源装置の電気的構成を示すブロック図である。図６において、１は太陽電池、風力発電機等の自然エネルギーを利用した発電装置から得た電力を直流化して供給する直流電源を示す。２は直流電力で蓄電池を充電する充電器を示し、４は直流電源１からの直流電力を充電器２を介して蓄積する蓄電池を示す。
【０００５】
３は直流電力を商用交流電力に変換するインバータユニットであり、蓄電池４からの直流電圧を所定の電圧値に昇圧する昇圧回路８と、昇圧回路８で昇圧された直流電力を所定の周波数の商用交流電力に変換するインバータ６と、蓄電池４の出力電圧に基づいて蓄電池４の電池残量を検知し、この蓄電池４の電池残量に応じた信号を出力する電池残量検知手段９と、電池残量検知手段９の出力信号に基づいて蓄電池４の電池残量を報知する報知手段１２とを備えている。
【０００６】
一般的に、蓄電池の残量が少なくなると蓄電池の出力電圧が低下するので、蓄電池の出力電圧をモニタすることによって、蓄電池の電池残量を検知することができる。従って、電池残量検知手段９によって蓄電池４の出力電圧をモニタし、この出力電圧が所定値（例えば、蓄電池４の電池残量が総容量の２０％のときの蓄電池４の出力電圧値）より高いか低いかによって、蓄電池４の電池残量が所定量（例えば、蓄電池４の総容量の２０％）より多いか少ないかを検知できる。そして、蓄電池４の電池残量と所定量（例えば、蓄電池４の総容量の２０％）との比較結果を出力する電池残量検知手段９の出力信号に基づいた報知手段１２の報知によって、ユーザは蓄電池４の電池残量を知ることができる。
【０００７】
１１はインバータユニット３に一端が接続され、インバータユニット３から出力される商用交流電力を、インバータユニット３から離れた場所に供給するための電力線を示す。５は電力線１１の他端が接続された電力出力部を示し、電力出力部７を介してユーザの使用する負荷（図示せず）に前記商用交流電力が供給される。
【０００８】
図７は、従来の電源装置の他の形態の電気的構成を示すブロック図である。説明の便宜上、図６と同一の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。図７に示す電源装置において、図６に示す電源装置と相違する点は、直流電源１からの直流電力で蓄電池４を充電するための充電器２０が電池残量検知手段９と電池残量報知手段１２を有している点である。即ち、図６に示す電源装置において、インバータユニット３の内部にあった電池残量検知手段９と電池残量報知手段１２が、図７に示す電源装置においては、充電器２０の内部に有る点である。蓄電池の入力端子と出力端子は同一なので、充電器２０側においても蓄電池４の出力電圧のモニタは可能であり、図７に示すように電源装置が構成される場合もある。
【０００９】
また、携帯用電気ひげそり器等に組み込まれた電源装置のように、電源装置全体を一体型の構成とした電源装置もある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６０−５５８２８号公報  （第３−５頁、第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、太陽電池、風力発電機等の自然エネルギーを利用した発電装置は屋外に設置され、ユーザが使用する負荷が接続される電力出力部は屋内に設置されるため、特許文献１に示す従来の電源装置のように、電源装置全体を一体型の構成にすることは困難である。
【００１２】
また、図６および図７に示す従来の電源装置の場合であれば、直流電源１が屋外にあり、電力出力部７が屋内にあるので、電源装置内の直流電源１と充電器２または充電器２０との間に接続されている電力線、充電器２または充電器２０と蓄電池４との間に接続されている電力線、蓄電池４とインバータユニット３またはインバータユニット３０との間に接続されている電力線、インバータユニット３またはインバータユニット３０と電力出力部７との間に接続されている電力線１１のうちのいずれかの電力線を延長する必要がある。
【００１３】
電力損失は電流の２乗に比例するので、上述した電力線のインピーダンスがどれも同じであるとすると、電圧が高く、電流が少ない区間であるインバータユニット３またはインバータユニット３０と電力出力部７との間に接続されている電力線１１を延長することが、電力損失を最も少なくする。即ち、直流電源１、充電器２または充電器２０、蓄電池４、およびインバータユニット３またはインバータユニット３０を屋外に設置し、インバータユニット３またはインバータユニット３０から屋内に設置された電力出力部７までの電力線１１を延長した構成の電源装置にすると、電力損失が少ない電源装置が実現できる。
【００１４】
しかしながら、充電器２または充電器２０、およびインバータユニット３およびインバータユニット３０を屋外に設置すると、図６および図７に示す電源装置の場合、報知手段１２が屋外に設置されることになり、ユーザは負荷を使用する際に、蓄電池４の過放電を防止するために行う電池残量の確認作業を屋外に出て行わなければならなくなるという問題があった。
【００１５】
これに対し、電池残量の確認作業を容易に行えるように、直流電源１を屋外に設置し、充電器２または充電器２０、蓄電池４、インバータユニット３またはインバータユニット３０、電力線１１、および電力出力部７を屋内に設置すると、直流電源１と充電器２または充電器２０との間に接続されている電力線が延長されることになり、この区間は電圧が低く、電流が多い区間であるので、上述した電力線１１を延長する場合に比して、電力損失が増えるという問題があった。また、蓄電池４を屋内に設置すると、蓄電池４から発生する水素ガスが漏れた場合に引火する危険があるため、別途換気手段を設ける必要性が生じるという問題もあった。
【００１６】
また、図６に示す電源装置において、直流電源１、充電器２、および蓄電池４を屋外に設置し、インバータユニット３、電力線１１、および電力出力部７を屋内に設置すると、電池残量報知手段１２は屋内に有ることになり、ユーザによる蓄電池４の電池残量の確認作業は電池残量報知手段１２が屋外に有る場合に比して容易になるが、蓄電池４とインバータユニット３の間に接続されている電力線が延長されることになり、この区間は電圧が低く、電流が多い区間であるので、上述した電力線１１を延長する場合に比して、電力損失が増えるという問題があった。
【００１７】
また、インバータユニット３と電力出力部７とが共に屋内に有る場合においても、ユーザが負荷を使用する場所である電力出力部７の近辺からインバータ３が直視できるとは限らず、直視できない場合、ユーザは負荷を使用する際に、蓄電池４の電池残量確認のために、電池残量報知手段１２が取り付けられているインバータユニット３が直視できる位置まで移動しなければならないという問題があった。
【００１８】
本発明は、上記の点に鑑み、電力損失が少なく、蓄電池の電池残量が容易に確認できる電源装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、例えば、直流電源、充電器、蓄電池、インバータ、インバータから離れた場所に電力を供給するための電力線、および電力出力部を具備し、前記直流電源からの直流電力を前記充電器および前記蓄電池を介して前記インバータに入力し、該インバータで変換された交流電力を前記電力線および前記電力出力部を介して負荷に供給する電源装置において、前記蓄電池の出力電圧に基づいて前記蓄電池の電池残量を検知する電池残量検知手段から出力される前記蓄電池の電池残量に応じた信号によって、前記蓄電池の電池残量を報知する電池残量報知手段を前記電力出力部に設けたものである。
【００２０】
この発明の電源装置によれば、ユーザが負荷を接続する前記電力出力部に前記電池残量報知手段を設けたので、前記電力出力部以外の電源装置を構成する前記充電器、蓄電池、インバータ等の各部の設置場所に関係することなく、ユーザは前記電力出力部近辺から前記蓄電池の電池残量を知ることができ、負荷を使用する際に前記蓄電池の過放電防止のために行う前記蓄電池の電池残量の確認作業が容易となる。
【００２１】
従って、前記直流電源の設置場所と電力出力部の設置場所との距離が離れている場合に、電源装置の構成を、前記インバータと電力出力部との間の電力線を延長し、送電による電力損失を最も小さくできる電力効率が良い構成にしても、ユーザは前記電力出力部近辺から前記蓄電池の電池残量を知ることができる。
【００２２】
また、例えば、直流電源、充電器、蓄電池、インバータ、インバータから離れた場所に電力を供給するための電力線、および電力出力部を具備し、前記直流電源からの直流電力を前記充電器および前記蓄電池を介して前記インバータに入力し、該インバータで変換された交流電力を、前記電力線および前記電力出力部を介して負荷に供給する電源装置において、前記蓄電池の出力電圧に基づいて前記蓄電池の電池残量を検知する電池残量検知手段から出力される前記蓄電池の電池残量に応じた信号によって、前記インバータの出力電圧にＤＣオフセットを付加するＤＣオフセット付加手段を設け、前記インバータの出力電圧から前記ＤＣオフセットを検出および除去するＤＣオフセット検出・除去手段と、該ＤＣオフセット検出・除去手段によって検出された前記ＤＣオフセットに応じて前記蓄電池の電池残量を報知する電池残量報知手段とを前記電力出力部に設けると良い。
【００２３】
このようにすると、前記電池残量検知手段の出力を前記電池残量報知手段に伝えるための信号線が無くても、前記蓄電池の電池残量の情報を前記電池残量報知手段に伝え、前記蓄電池の電池残量を報知することができる。これにより、前記信号線および前記信号線の配線作業が不要となるので、電源装置の低コスト化が図れる。
【００２４】
また、例えば、前記電池残量報知手段を表示灯とすると、ユーザはこの表示灯の点灯または消灯によって前記蓄電池の電池残量を知ることができ、認知が容易となる。また、表示灯は小型でも視認性が良いので省スペース化が図れ、小型の電力出力部に取り付けるには好適な報知装置である。
【００２５】
また、例えば、前記電池残量報知手段を前記蓄電池の電池残量に応じて発光色が変わる表示灯とすると良い。このようにすると、ユーザは前記蓄電池の電池残量が少なくなったときと、充分に有るときの両方の状態を明確に認識することができる。また、前記蓄電池の電池残量に応じて複数の表示灯を点灯するようにすると、前記蓄電池の電池残量を点灯した表示灯の数で認識することができる。更に、前記複数の表示灯の発光色を変えることによって、前記蓄電池の電池残量の認識性がいっそう高まる。尚、前記表示灯は複数の異なる色の発光が可能な単体の表示灯であっても良いし、異なる発光色の複数の表示灯であっても良い。
【００２６】
また、例えば、前記電力出力部からは前記インバータが直視できない場合に、ユーザは前記電力出力部に設けられた電池残量報知手段の報知によって前記蓄電池の電池残量を知ることができるので、負荷を使用する際に前記蓄電池の過放電防止のために行う前記蓄電池の電池残量の確認作業を容易におこなうことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図６と同一の部分については同一の符号を付している。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電源装置の電気的構成を示すブロック図である。図１において、１は太陽電池、風力発電機等の自然エネルギーを利用した発電装置から得た電力を直流化して供給する直流電源を示す。２は直流電力で蓄電池を充電する充電器を示し、４は直流電源１からの直流電力を充電器２を介して蓄積する蓄電池（例えば、鉛蓄電池）を示す。
【００２９】
３１は直流電力を商用交流電力に変換するインバータユニットであり、蓄電池４からの直流電圧を所定の電圧値に昇圧する昇圧回路８と、昇圧回路８で昇圧された直流電力を所定の周波数の商用交流電力に変換するインバータ６と、蓄電池４の出力電圧から蓄電池４の電池残量を検知し、この蓄電池４の電池残量に応じた信号を出力する電池残量検知手段９とを備えている。
【００３０】
１１はインバータユニット３１に一端が接続され、インバータユニット３１から出力される商用交流電力を、インバータユニット３１から離れた場所に供給するための電力線を示す。５１は電力線１１の他端が接続された電力出力部（例えば、コンセント）を示し、電力出力部７１を介して電気機器等の負荷（図示せず）に前記商用交流電力が供給される。また、電力出力部７１は電池残量検知手段９の出力に基づいて電池残量を報知する電池残量報知手段１２（例えば、表示灯）を有している。尚、電池残量検知手段９と電池残量報知手段１２とが信号線１３で接続され、電池残量検知手段９の出力を電池残量報知手段１２に伝えている。
【００３１】
次に、図１に示す電源装置が蓄電池４の電池残量を報知する動作を説明する。一般的に、蓄電池の残量が少なくなると蓄電池の出力電圧が低下するので、蓄電池の出力電圧をモニタすることによって、蓄電池の電池残量を検知することができる。また、鉛蓄電池の場合、過放電をさせると寿命が短くなるので、深い放電が可能なものでも残量が総容量の２０％程度より少なくなったときは、放電を停止させる方が良い。
【００３２】
そこで、電池残量検知手段９に、蓄電池４の電池残量が総容量の２０％のときの蓄電池４の出力電圧値を予め設定値として記憶させておく。そして、電池残量検知手段９によって、蓄電池４の出力電圧をモニタし、この蓄電池４の出力電圧値と前記設定値（蓄電池４の電池残量が総容量の２０％のときの蓄電池４の出力電圧値）とを比較させることにより、蓄電池４の電池残量が蓄電池４の総容量の２０％より多いか少ないかが検知できる。次に、この比較結果が電気信号に変換されて電池残量検知手段９から出力され、信号線１３を介して電池残量報知手段１２に与えられる。そして、電池残量報知手段１２が前記出力に基づいて報知を行うことによって、ユーザは蓄電池４の電池残量が総容量の２０％より多いか少ないかを知ることができ、負荷を使用をするかどうかの判断ができる。
【００３３】
例えば、電池残量検知手段９は、蓄電池４の出力電圧が前記設定値より高いときに第１の信号を出力し、低いときに第２の信号を出力する。即ち、前記第１の信号は電池残量が総容量の２０％より多いことを意味する信号であり、前記第２の信号は電池残量が総容量の２０％より少ないことを意味する信号である。
【００３４】
そして、この第１の信号または第２の信号が、信号線１３を介して、電力出力部７１に設けられた電池残量報知手段１２を制御する。例えば、電池残量報知手段１２が、緑色の表示灯と赤色の表示灯であるとすると、前記第１の信号によって緑色の表示灯を点灯させ、前記第２の信号によって赤色の表示灯を点灯させる。これにより、ユーザは緑色の表示灯が点灯したときは蓄電池４の電池残量が充分有る状態（電池残量が総容量の２０％より多い状態）であり、赤色の表示灯が点灯したときは蓄電池４の電池残量が残り少ない状態（電池残量が総容量の２０％より少ない状態）であるということを認識することができる。
【００３５】
このようにして、ユーザは蓄電池４の電池残量を認識することができるのであるが、次に、ユーザに蓄電池４の電池残量を認識させるための電池残量報知手段１２を電力出力部７１に設けた効果を以下に説明する。
【００３６】
通常、太陽電池、風力発電機等の自然エネルギーを利用した発電装置は屋外に設置され、ユーザが使用する負荷が接続される電力出力部は屋内に設置される。即ち、図１に示す電源装置において、直流電源１は屋外、電力出力部７１は屋内に設置されている。そして、電力送電時の電力損失をできるだけ少なくするために、電力損失は電流の２乗に比例するので、電圧が高く、電流が少ない区間であるインバータユニット３１と電力出力部７１との間に接続されている電力線１１を延長した構成にすると良い。
【００３７】
また、蓄電池４を屋内に設置すると、蓄電池４から発生する水素ガスが屋内に漏れた場合には引火する危険があるので、蓄電池４は屋外に設置することが好ましい。従って、直流電源１、充電器２、蓄電池４、およびインバータユニット３１を屋外に設置し、屋内に設置された電力出力部７１までの間の電力線１１を延長した構成の電源装置にすると、電力損失が少なく、安全な電源装置となる。
【００３８】
このような電力損失が少なく、安全な構成の電源装置の場合でも、蓄電池４の電池残量を報知する報知手段１２が屋内に設置された電力出力部７１に設けられているので、ユーザは屋外に出ることなく容易に蓄電池４の電池残量を知ることができる。即ち、ユーザが電気機器を使用する際、その電気機器の電源入力部を電力出力部７１に接続するときに、電池残量報知手段１２の報知によって蓄電池４の電池残量を確認することができる。そして、蓄電池４の電池残量が少ないときは、電気機器の使用を控えるなどして、蓄電池４を過放電させることを防止できる。
【００３９】
また、電気機器の使用開始時に蓄電池４の電池残量が充分にあることを確認して使用を開始しても、使用中に蓄電池４の電池残量が少なくなることもある。このような場合であっても、電池残量報知手段１２が屋内にあるので、蓄電池４の電池残量が少なくなったことに容易に気付くことができ、電気機器の使用を中止するなどして、蓄電池４の過放電を防止できる。
【００４０】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る電源装置の電気的構成を示すブロック図である。図２において、図１に示す構成要素に対応するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
図２に示す電源装置の構成において、図１に示す電源装置の構成と相違する点は、蓄電池４からの直流電力を所定の電圧値および周波数の商用交流電力に変換するインバータユニット３２に、電池残量検知手段９の出力信号に応じてインバータ６の出力交流電圧にＤＣオフセットを付加するＤＣオフセット付加手段７が備えられた点と、電力線１１を介して送電されるインバータユニット３２の出力交流電力を負荷（図示せず）に供給するための電力出力部７２に、ＤＣオフセット付加手段５によって前記交流電力に重畳された前記ＤＣオフセットを検出および除去するＤＣオフセット検出・除去手段１０が備えられた点である。また、電池残量報知手段１２はＤＣオフセット検出・除去手段１０によって制御される。
【００４２】
次に、図２に示す電源装置の動作について、図１に示す電源装置と相違する点を説明する。先ず、電池残量検知手段９によって蓄電池４の電池残量が検知され、蓄電池４の電池残量に応じた信号が出力される。例えば、蓄電池４の電池残量が所定の残量より多い場合は第１の信号が出力され、少ないときは第２の信号が出力される。前記所定の残量を蓄電池４の総容量の２０％とすると、前記第１の信号は電池残量が総容量の２０％より多いことを意味する信号であり、前記第２の信号は電池残量が総容量の２０％より少ないことを意味する信号である。
【００４３】
前記第１の信号がＤＣオフセット付加手段５に与えられたとき、ＤＣオフセット付加手段５はインバータ６の出力交流電圧をそのまま電力線１１に伝える。即ち、インバータユニット３２の出力交流電圧はＤＣオフセットが重畳していない交流電圧となる。
【００４４】
一方、前記第２の信号がＤＣオフセット付加手段５に与えられたとき、ＤＣオフセット付加手段５はインバータ６の出力交流電圧に所定の電圧値のＤＣオフセットを付加する。即ち、インバータユニット３２の出力交流電圧はＤＣオフセットが重畳した交流電圧となる。
【００４５】
次に、インバータユニット３２の出力交流電圧は電力線１１を介して電力出力部７２に設けられたＤＣオフセット検出・除去手段１０に与えられ、ＤＣオフセット検出・除去手段１０は、この出力交流電圧にＤＣオフセットが重畳しているかどうかを検出する。そして、検出結果を電気信号にして電池残量報知手段１２を制御する。例えば、電池残量報知手段１２が、緑色の表示灯と赤色の表示灯であるとすると、ＤＣオフセットが重畳していないことが検出された場合は、緑色の表示灯を点灯させ、ＤＣオフセットが重畳していることが検出された場合は、赤色の表示灯を点灯させる。
【００４６】
これにより、ユーザは緑色の表示灯が点灯したときは蓄電池４の電池残量が充分有る状態（電池残量が総容量の２０％より多い状態）であり、赤色の表示灯が点灯したときは蓄電池４の電池残量が残り少ない状態（電池残量が総容量の２０％より少ない状態）であるということを認識することができる。
【００４７】
また、ＤＣオフセット検出・除去手段は、電力線１１を介してインバータユニット３２から与えられた交流電圧からＤＣオフセットを除去する。これにより、インバータ３２からの商用交流電力が、この商用交流電力の電圧から直流成分が除去されて電力出力部７２から負荷（図示せず）に与えられる。
【００４８】
図２に示す電源装置によれば、インバータユニット３２に設けられた電池残量検知手段９から、インバータユニット３２から離れた場所にある電力出力部７２に設けられた電池残量報知手段１２までの信号線（図１に示す信号線１３に相当する信号線）が無くても、蓄電池４の電池残量を電池残量報知手段１２によって報知することができる。従って、前記信号線および前記信号線の配線作業が不要となるので、蓄電池の電池残量を電力出力部で報知できる電源装置の低コスト化を図れる。
【００４９】
尚、蓄電池の電池残量の情報を伝えるために用いられた前記ＤＣオフセットは、交流電力が負荷に供給される前に除去されるので、このＤＣオフセットによって負荷および負荷を使用するユーザに悪影響を及ぼすことはない。
【００５０】
図３は、本発明の第２実施形態に係る電源装置の具体的回路を説明するための電源装置の電気的構成を示すブロック図である。図３において、図２に示す構成要素に対応するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
図３に示す電源装置の構成において、図２に示す電源装置の構成と相違する点は、インバータユニット３３に、蓄電池４からの直流電力を所定の電圧値および周波数の商用交流電力に変換するとともに、電池残量検知手段９の出力信号に応じて前記商用交流電力の電圧にＤＣオフセットを付加する昇圧・インバータ回路１４が備えられた点である。換言すれば、図２に示すインバータユニット３２に備えられた昇圧回路８、インバータ６、およびＤＣオフセット付加手段５の機能を合わせ持つ回路として、図３に示すインバータユニット３３に昇圧・インバータ回路１４を設けた点である。
【００５２】
図４は、図３に示す昇圧・インバータ回路１４の具体的回路を示す回路ブロック図である。図４において、４５ａと４５ｂは図３に示す蓄電池４からの直流電圧が入力される昇圧・インバータ回路１４の入力端子である。４１〜４４はＮチャンネル型のＦＥＴであり、この４個のＦＥＴが以下のような接続でＨ型ブリッジ回路の形のスイッチング回路を構成する。
【００５３】
ＦＥＴ４１のドレインが入力端子４５ａに接続され、ＦＥＴ４１のソースがＦＥＴ４３のドレインに接続され、ＦＥＴ４３のソースが入力端子４５ｂに接続されている。また、ＦＥＴ４２のドレインが入力端子４５ａに接続され、ＦＥＴ４２のソースがＦＥＴ４４のドレインに接続され、ＦＥＴ４４のソースが入力端子４５ｂに接続されている。更に、ＦＥＴ４１のドレイン、ソース間に保護用のダイオード４１ａが図示のように接続されており、同様に、ＦＥＴ４２のドレイン、ソース間にダイオード４２ａ、ＦＥＴ４３のドレイン、ソース間にダイオード４３ａ、ＦＥＴ４４のドレイン、ソース間にダイオード４４ａがそれぞれ図示のように接続されている。
【００５４】
ＦＥＴ４１のソースとＦＥＴ４２のソース間にトランス４０の１次巻線４０ａが接続されている。トランス４０の２次巻線４０ｂの両端は、出力端子４６ａ、４６ｂに接続されている。出力端子４６ａ、４６ｂは、図３に示す電力線１１が接続され、電力出力部７２に商用交流電力を供給するための昇圧・インバータ回路１４の出力端子である。また、４０ｃは２次巻線４０ｂのセンタータップである。
【００５５】
次に、図４に示す回路の動作を説明する。ＦＥＴ４１、ＦＥＴ４２、ＦＥＴ４３、ＦＥＴ４４の各ゲートには、図３に示すインバータユニット３の図示しない制御器からの制御信号が与えられ、この制御信号によって、ＦＥＴ４１とＦＥＴ４４がオン、ＦＥＴ４２とＦＥＴ４３がオフする第１の期間とＦＥＴ４１とＦＥＴ４４がオフ、ＦＥＴ４２とＦＥＴ４３がオンする第２の期間とが交互に繰り返される。
【００５６】
このスイッチング動作により、入力端子４５ａ、４５ｂ間に与えられた図３に示す蓄電池４からの直流電圧が極性を交互に変えてトランス４０の１次巻線４０ａに印加される。そして、トランス４０の２次巻線４０ｂの両端、即ち、出力端子４６ａ、４６ｂ間には、センタータップ４０ｃに与えられた基準電圧Ｖ０を中心にした交流電圧が誘起される。
【００５７】
尚、この交流電圧の周波数は上述のＦＥＴ４１〜４４のスイッチング周期によって定まり、電圧値はトランス４０の１次巻線４０ａと２次巻線４０ｂの巻線比によって定まる。この交流電圧の電圧値と周波数を商用電圧および商用周波数にすれば、商用交流電力となる。このようにして、図４に示す回路で蓄電池４の直流電力が商用交流電力へ変換される。
【００５８】
また、この商用交流電圧に図３に示す蓄電池４の電池残量に応じたＤＣオフセットを付加するには、前記基準電圧Ｖ０に所定の直流電圧Ｖ１を加えれば良い。ＤＣオフセットが付加された基準電圧をＶＤとすると、ＶＤ＝Ｖ０＋Ｖ１の関係になる。
【００５９】
従って、例えば、図３に示す蓄電池４の電池残量が所定の残量（例えば、蓄電池４の総容量の２０％）より多い場合は、電池残量検知手段９から第１の信号が出力され、少ないときは第２の信号が出力されるとすると、インバータユニット３３の図示しない制御器は、前記第１の信号が与えられたときに基準電圧をＶ０とし、前記第２の信号が与えられたときに基準電圧をＶＤとするように制御する。このようにして、図３に示すインバータユニット３３の出力交流電圧に、蓄電池４の電池残量に応じてＤＣオフセットが付加される。
【００６０】
図５は、図３に示すＤＣオフセット検出・除去手段１０と電池残量報知手段１２の具体的回路を示す回路ブロック図である。図５において、５１ａおよび５１ｂは図３に示す電力線１１が接続され、インバータユニット３３からの商用交流電力が入力されるＤＣオフセット検出・除去手段１０の入力端子である。入力端子５１ａ、５１ｂ間にトランス５０の１次巻線５０ａが接続されている。
【００６１】
５２ａおよび５２ｂはＤＣオフセット検出・除去手段の出力端子であるとともに、図３に示す電源装置の出力端子であり、この出力端子から商用交流電力が電気機器等の負荷（図示せず）に供給される。出力端子５２ａ、５２ｂ間にトランス５０の２次巻線５０ｂが接続されている。また、５０ｃは２次巻線５０ｂのセンタータップである。尚、トランス５０の１次巻線５０ａと２次巻線５０ｂとの間は絶縁されており、電圧変換比は１：１である。
【００６２】
出力端子５２ａに抵抗５３の一端が接続され、抵抗５３の他端がＬＥＤ５５のアノードに接続されている。そして、ＬＥＤ５５のカソードがＰチャンネル型のＦＥＴ５７のソースに接続され、ＦＥＴ５７のドレインがグランドに接地されている。また、出力端子５２ａに抵抗５４の一端が接続され、抵抗５４の他端がＬＥＤ５６のアノードに接続されている。そして、ＬＥＤ５６のカソードがＮチャンネル型のＦＥＴ５８のドレインに接続され、ＦＥＴ５８のソースがグランドに接地されている。
【００６３】
また、５９は２個の減算入力端子と１個の減算出力端子を有し、２個の減算入力端子に加わった各電圧に所定の差があるときに、減算出力信号を出力する減算回路である。減算回路５９の減算入力端子の一方が入力端子５１ａに接続され、減算回路５９の減算入力端子の他方が出力端子５２ａに接続されている。そして、減算回路５９の減算出力端子がＦＥＴ５７のゲートとＦＥＴ５８のゲートとに接続されている。
【００６４】
次に、以上の構成による図５に示す回路の動作を説明する。入力端子５１ａ、５１ｂ間、即ち、トランス５０の１次巻線５０ａに図３に示す昇圧・インバータ回路１４からの商用交流電圧が印加されると、トランス５０の２次巻線５０ｂのセンタータップ５０ｃに与えられた基準電圧Ｖ０’を中心にした交流電圧が誘起される。トランス５０の電圧変換比が１：１なので、２次側には１次側と同じ商用交流電圧が誘起される。そして、この２次側に誘起した商用交流電圧が出力端子５２ａ、５２ｂを介して負荷（図示せず）に供給される。
【００６５】
次に、図５に示す回路のＤＣオフセット除去動作を説明する。図５の入力端子５１ａ、５１ｂに与えられる商用交流電圧は、図４に示す出力端子４６ａ、４６ｂからの商用交流電圧であるので、図５の回路のトランス５０の２次巻線５０ｂのセンタータップ５０ｃに与えられた基準電圧Ｖ０’を、図４に示すトランス４０の２次巻線４０ｂのセンタータップ４０ｃに与えられた基準電圧Ｖ０と等しくすることによって、入力端子５１ａ、５１ｂに与えられた商用交流電圧からＤＣオフセットを除去することができる。
【００６６】
次に、図５に示す回路による図３に示す蓄電池４の電池残量を報知する動作を説明する。図５の入力端子５１ａ、５１ｂに与えられる商用交流電圧は、図４に示す出力端子４６ａ、４６ｂからの商用交流電圧である。そして、図４に示す出力端子４６ａ、４６ｂからの商用交流電圧の基準電圧を、図３に示す蓄電池４の電池残量に応じて、Ｖ０としたり所定のＤＣオフセットＶ１をＶ０に加えたＶＤ（ＶＤ＝Ｖ０＋Ｖ１）としたりする図４に示す回路でのＤＣオフセット付加動作は上述の通りである。上述したＤＣオフセット付加動作の説明例と同じく、図３に示す蓄電池４の電池残量が充分に有るときの前記基準電圧をＶ０とし、電池残量が少ないときの前記基準電圧をＶＤとする。
【００６７】
先ず、図３に示す蓄電池４の電池残量が充分にあるとき、図５に示す入力端子５１ａ、５１ｂに入力される商用交流電圧の基準電圧はＶ０である。トランス５０の２次巻線５０ｂのセンタータップ５０ｃの基準電圧Ｖ０’はＤＣオフセット除去のため、上述したようにＶ０’＝Ｖ０である。トランス５０の電圧変換比は１：１であるので、入力端子５１ａの電圧と出力端子５２ａの電圧は等しくなる。従って、減算回路５９の２つの減算入力端子に入力される電圧が等しいので、減算回路５９の出力信号はＬレベル（グランドレベル）となり、この出力信号が各々のゲートに入力されるＦＥＴ５７とＦＥＴ５８は、ＦＥＴ５７がオン、ＦＥＴ５８がオフとなる。
【００６８】
ＦＥＴ５７がオンとなり導通すると、出力端子５２ａとグランド間の電圧を抵抗５３で除した電流値にほぼ近い電流がＬＥＤ５５に流れ、ＬＥＤ５５が点灯する。一方、ＬＥＤ５６はＦＥＴ５８がオフで非導通なので、電流が流れず消灯する。従って、ユーザはＬＥＤ５５が点灯していることで、蓄電池４の電池残量が充分に有ることを認識できる。
【００６９】
次に、図３に示す蓄電池４の電池残量が少ないとき、図５に示す入力端子５１ａ、５１ｂに入力される商用交流電圧の基準電圧はＶＤである。即ち、入力端子５１ａの電圧は、直流電圧ＶＤを中心とした商用交流電圧となる。出力端子５２ａの電圧は基準電圧Ｖ０を中心とした商用交流電圧なので、減算回路５９の２つの減算入力に入力される電圧は、商用交流電圧分は同じであるので、ＶＤ−Ｖ０＝Ｖ１の差があることになる。ここでＶ１は、図３に示す昇圧・インバータ回路１４の出力商用交流電圧に付加された所定の電圧値のＤＣオフセットである。
【００７０】
従って、減算回路５９の２つの減算入力端子に入力される電圧にＶ１の差があるので、減算回路５９の出力信号はＨレベル（ＦＥＴ５７をオフさせ、ＦＥＴ５８をオンさせるのに十分な電圧レベル）となり、ＦＥＴ５７がオフ、ＦＥＴ５８がオンとなる。
【００７１】
ＦＥＴ５８がオンとなり導通すると、出力端子５２ａとグランド間の電圧を抵抗５４で除した電流値にほぼ近い電流がＬＥＤ５６に流れ、ＬＥＤ５６が点灯する。一方、ＬＥＤ５５はＦＥＴ５７がオフで非導通なので、電流が流れず消灯する。従って、ユーザはＬＥＤ５６が点灯していることで、蓄電池４の電池残量が少ないことを認識できる。
【００７２】
このようにして図３に示す蓄電池４の電池残量に応じた電池残量の報知動作が行われる。尚、ＬＥＤ５５とＬＥＤ５６の発光色を変えると、ユーザの認識性がいっそう高まる。例えば、ＬＥＤ５５を緑色、ＬＥＤ５６を赤色にするとユーザの認識性がいっそう高まる。尚、ＬＥＤ等の表示灯は複数の異なる色の発光が可能な単体の表示灯であっても良いし、異なる発光色の複数の表示灯であっても良い。
【００７３】
また、ＬＥＤ５５またはＬＥＤ５６のいずれか一方のみを有する回路であっても、前記いずれか一方のＬＥＤの点灯または消灯で蓄電池４の電池残量が充分あるか否かの判別は可能である。また、ＬＥＤ等の表示灯は小型でも視認性が良いので省スペース化が図れ、小型の電力出力部に取り付けるには好適な報知装置である。
【００７４】
また、本実施形態の説明は、蓄電池の電池残量が充分あるか否かの２状態を検知し、それを報知する動作について説明したが、蓄電池の電池残量を複数段階で検知し、それを複数のＬＥＤ等の表示灯で報知することも可能である。例えば、蓄電池の電池残量を総容量の１０％ごとに検知し、１０個の表示灯の点灯で報知するようにすると良い。このようにすると、ユーザは蓄電池の電池残量を詳細に知ることができ、負荷の使用の可否を判断することが容易になる。
【００７５】
また、電池残量報知手段としてＬＥＤ等の表示灯ではなく、ブザー等の音声を利用した報知装置を用いても良い。このようにすると、電力出力部が視認性の悪い場所に設けられていても、音声で認識できる。また、ＬＥＤ等の表示灯とブザー等の音声を利用した報知装置とを組み合わせて用いても良い。このようにすると、ユーザの認識性がいっそう高まる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明の電源装置によれば、ユーザが負荷を接続する電力出力部に電池残量報知手段を設けたので、電力出力部以外の電源装置を構成する充電器、蓄電池、インバータ等の各部の設置場所に関係することなく、ユーザは電力出力部近辺から蓄電池の電池残量を知ることができ、負荷を使用する際に蓄電池の過放電防止のために行う蓄電池の電池残量の確認作業が容易となる。
【００７７】
また、直流電源と電力出力部の設置場所の距離が離れている場合に、電源装置を、インバータと電力出力部との間の電力線を延長し、送電による電力損失を最も小さくできる電力効率が良い構成の電源装置としても、ユーザは電力出力部近辺から蓄電池の電池残量を容易に知ることができる。
【００７８】
また、蓄電池の出力電圧に基づいて蓄電池の電池残量を検知する電池残量検知手段から出力される蓄電池の電池残量に応じた信号によって、インバータの出力電圧にＤＣオフセットを付加するＤＣオフセット付加手段を設け、インバータの出力電圧からＤＣオフセットを検出および除去するＤＣオフセット検出・除去手段と、このＤＣオフセット検出・除去手段によって検出されたＤＣオフセットに応じて蓄電池の電池残量を報知する電池残量報知手段とを電力出力部に設けたので、電池残量検知手段の出力を電池残量報知手段に伝えるための信号線が無くても、蓄電池の電池残量の情報を電力出力部に設けた電池残量報知手段に伝え、前記蓄電池の電池残量を報知することができる。これにより、電池残量検知手段の出力を電池残量報知手段に伝えるための信号線およびこの信号線の配線作業が不要となるので、電源装置の低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の第１の実施形態に係る電源装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明の第２の実施形態に係る電源装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】は、本発明の第２実施形態に係る電源装置の具体的回路を説明するための電源装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】は、図３に示す昇圧・インバータ回路の具体的回路を示す回路ブロック図である。
【図５】は、図３に示すＤＣオフセット検出・除去手段と電池残量報知手段の具体的回路を示す回路ブロック図である。
【図６】は、従来の電源装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】は、従来の電源装置の他の形態の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    直流電源
２，２０    充電器
３，３０，３１，３２，３３    インバータユニット
４    蓄電池
５    ＤＣオフセット付加手段
６    インバータ
７，７１，７２    電力出力部
８    昇圧回路
９    電池残量検知手段
１０    ＤＣオフセット検出・除去手段
１１    電力線
１２    電池残量報知手段
１３    信号線
４０，５０    トランス
４０ａ，５０ａ    １次巻線
４０ｂ，５０ｂ    ２次巻線
４０ｃ，５０ｃ    センタータップ
４１，４２，４３，４４，５７，５８    ＦＥＴ
４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ    ダイオード
４５ａ，４５ｂ，５１ａ，５１ｂ    入力端子
４６ａ，４６ｂ，５２ａ，５２ｂ    出力端子
５３，５４    抵抗
５５，５６    ＬＥＤ
５９    減算回路
【図１】
2004187343.tif 000003
【図２】
2004187343.tif 000004
【図３】
2004187343.tif 000005
【図４】
2004187343.tif 000006
【図５】
2004187343.tif 000007
【図６】
2004187343.tif 000008
【図７】
2004187343.tif 000009