(57)【要約】【課題】停電した場合にも、負荷機器を継続的に運転できるようにすること。【解決手段】無停電電源装置１は、交流電源２００の電力を直流電力に変換する既存電源装置１００と、負荷機器３００，４００との間に介挿される。そして、交流電源２００の電力を直流電力に変換して充電を行う充電手段としてのバッテリ２０と、既存電源装置１００からの直流電圧を負荷機器３００，４００に直流のまま、または交流に変換して印加するための第１のスイッチング手段ＦＥＴ１と、充電手段（バッテリ２０）に充電された直流電圧を負荷機器３００，４００に直流のまま、または交流に変換して印加するための第２のスイッチング手段ＦＥＴ２と、充電手段２０の充電を行う第３のスイッチング手段ＦＥＴ３と、既存電源装置１００からの直流電圧と、充電手段２０に充電された直流電圧を監視し、所定の判定条件に基づいて、第１から第３のスイッチング手段ＦＥＴ１〜３の切り替えを制御する制御手段としてのマイコン１１と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の電力を直流電力に変換する既存電源装置と、負荷機器との間に介挿される無停電電源装置において、
前記交流電源の電力を直流電力に変換して充電を行う充電手段と、
前記既存電源装置からの直流電圧を前記負荷機器に直流のまま、または交流に変換して印加するための第１のスイッチング手段と、
前記充電手段に充電された直流電圧を前記負荷機器に直流のまま、または交流に変換して印加するための第２のスイッチング手段と、
前記充電手段の充電を行う第３のスイッチング手段と、
前記既存電源装置からの直流電圧と、前記充電手段に充電された直流電圧を監視し、所定の判定条件に基づいて、前記第１から前記第３のスイッチング手段の切り替えを制御する制御手段と
を備えることを特徴とする無停電電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記既存電源装置からの直流電圧が第１の値以上と判定した場合、前記第１のスイッチング手段をオンに切り替え、前記第２のスイッチング手段をオフに切り替え、前記第３のスイッチング手段をオンに切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記充電手段に充電された直流電圧が、満充電の第２の値以上になったと判定した場合、前記第３のスイッチング手段をオンからオフに切り替える
ことを特徴とする請求項２に記載の無停電電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記既存電源装置からの直流電圧が第１の値より小さいと判定した場合、前記第１のスイッチング手段をオフに切り替え、前記第２のスイッチング手段をオンに切り替え、前記第３のスイッチング手段をオフに切り替える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記充電手段に充電された直流電圧が前記第１の値より小さいと判定した場合、前記第２のスイッチング手段をオンからオフに切り替える
ことを特徴とする請求項４に記載の無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置に関し、特に、長時間停電した場合にも、バッテリに蓄えられた直流電圧を負荷機器へ直流のまま、または交流に変換して供給することで、負荷機器を継続的に運転することができるようにした無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の駐車場システムの構成例を示す図である。
【０００３】
図８において、既存電源装置１００は、ＡＣ（Alternating Current：交流）電源２００から供給される１００Ｖの交流電圧を２４Ｖの直流（ＤＣ：Direct Current）電圧に変換し、負荷３００に印加する。負荷３００は、ロック板システムや駐輪システム等のパーキング機器であり、既存電源装置１００から印加される２４Ｖの直流電圧で駆動する。
【０００４】
ところで、既存電源装置１００は、標準１２Ｖのバッテリを２個搭載することで、無停電電源装置としての機能も果たす。既存電源装置１００は、商用交流電源（ＡＣ電源２００）から印加される交流電圧を直流電圧に変換し、変換により得た直流電圧をもってバッテリを充電する。そして、停電などの事情によって商用交流電源からの電力の供給が滞ると、バッテリに充電された直流電圧を負荷３００へ印加する。
【０００５】
このような無停電電源装置に関する技術が、たとえば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０４６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されているように、従来、無停電電源装置を用いて、瞬時の停電や短時間の停電に対する対策が行われている。しかしながら、大震災が発生した場合には、長時間の停電が懸念され、様々な支障を来すことになる。
【０００８】
たとえば、大震災発生後に長時間停電になった場合には、駐車場システムがシステムダウンしてしまい、駐車場から車を出庫することができなくなるという課題が生じた。この課題は、停電時に、直流機器や交流機器を動作できない、ということに起因する。
【０００９】
本発明の目的は、停電した場合に、バッテリに蓄えられた直流電圧を直流負荷機器へ供給したり、その直流電圧を交流電圧に変換し交流負荷機器へ供給したりすることで、負荷機器を継続的に運転することができるようにした無停電電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面は、交流電源の電力を直流電力に変換する既存電源装置と、負荷機器との間に介挿される無停電電源装置において、交流電源の電力を直流電力に変換して充電を行う充電手段と、既存電源装置からの直流電圧を負荷機器に直流のまま、または交流に変換して印加するための第１のスイッチング手段と、充電手段に充電された直流電圧を負荷機器に直流のまま、または交流に変換して印加するための第２のスイッチング手段と、充電手段の充電を行う第３のスイッチング手段と、既存電源装置からの直流電圧と、充電手段に充電された直流電圧を監視し、所定の判定条件に基づいて、第１から第３のスイッチング手段の切り替えを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
以上のように、既存のバッテリと追加のバッテリの直流電圧を監視し、電源供給を効率良く切り替えることで、電源供給が途絶えることがなくなり、長時間停電が発生した場合にも、負荷機器の運転を継続することが可能となる。
【００１２】
制御手段は、既存電源装置からの直流電圧が第１の値以上と判定した場合、第１のスイッチング手段をオンに切り替え、第２のスイッチング手段をオフに切り替え、第３のスイッチング手段をオンに切り替える。これにより、既存のバッテリからの電源供給を行いつつ、追加のバッテリの充電を行うことができる。
【００１３】
制御手段は、充電手段に充電された直流電圧が、満充電の第２の値以上になったと判定した場合、第３のスイッチング手段をオンからオフに切り替える。これにより、満充電になった追加のバッテリの充電を止め、既存のバッテリからの電源供給のみを行うことができる。
【００１４】
制御手段は、既存電源装置からの直流電圧が第１の値より小さいと判定した場合、第１のスイッチング手段をオフに切り替え、第２のスイッチング手段をオンに切り替え、第３のスイッチング手段をオフに切り替える。これにより、停電により既存のバッテリからの電源供給がなくなり、追加のバッテリからの電源供給に切り替ることができる。
【００１５】
制御手段は、充電手段に充電された直流電圧が第１の値より小さいと判定した場合、第２のスイッチング手段をオンからオフに切り替える。これにより、既存のバッテリからの電源供給も追加のバッテリからの電源供給もなくなり、これ以上運転を継続することができないため、全てオフにする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、長時間停電した場合にも、バッテリに蓄えられた直流電圧を直流のまま、または交流に変換して負荷機器へ供給することで、負荷機器を継続的に運転することができるようにした無停電電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る無停電電源装置を利用した駐車場システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す無停電電源装置の内部のハードウエア構成例を示す図である。
【図３】図２に示す無停電電源装置の内部のＦＥＴ１〜ＦＥＴ３の各ゲートに印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御するための判定条件を説明するための図である。
【図４】図２に示す無停電電源装置の内部のＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２とのスイッチング処理について説明するフローチャートである。
【図５】バッテリ残容量の性能評価例を示す図である。
【図６】バッテリ残容量の他の性能評価例を示す図である。
【図７】本発明を適用した駐車場システムの変形例を示すブロック図である。
【図８】従来の駐車場システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［本発明の駐車場システムの構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る無停電電源装置を利用した駐車場システムの構成例を示すブロック図である。この駐車場システムにおいては、既存電源装置１００、負荷３００の間に、無停電電源装置１が介挿されることで構成される。本実施の形態では、負荷機器となる負荷３００としてパーキング機器を例に説明するが、これに限らず、直流電圧で駆動する他の機器でも勿論良い。また、負荷３００としては、ロック板を駆動する直流モータやその他の直流負荷機器を採用することができる。
【００１９】
既存電源装置１００は、ＡＣ電源２００（商用交流電源）からの交流電圧を直流電圧に変換し、無停電電源装置１に印加する。また既存電源装置１００は、標準１２Ｖ（ボルト）のバッテリを２個搭載しており、変換により得た直流電圧をもって容量２１Ａｈ（アンペア・アワー）に充電する機能を有する。無停電電源装置１は、後述するように、通常運転時、既存電源装置１００から印加される直流電圧をそのまま負荷３００へ印加する。無停電電源装置１と、パーキング用の交流機器であり他の負荷機器となる負荷４００との間には、ＤＣ／ＡＣインバータ５００とＡＣリレー６００とが直列接続されている。ＡＣリレー６００には、ＡＣ電源２００が供給されている。通常運転時と復電時には、ＡＣリレー６００は、ＡＣ電源２００へ接続され、ＡＣ電源２００より、交流機器である負荷４００へ電源が供給される。停電時には、ＡＣリレー６００は、ＤＣ／ＡＣインバータ５００へ接続され、ＤＣ／ＡＣインバータ５００より、交流に変換された電圧が負荷４００へ供給される。
【００２０】
無停電電源装置１は、標準１２Ｖのバッテリを２個、４個、または６個搭載し、ＡＣ電源２００からの交流電圧を直流電圧に変換し、容量２１Ａｈ、４２Ａｈ、または６３Ａｈに充電する。図１の例では、バッテリ２個を搭載しており、容量２１Ａｈに充電する。無停電電源装置１は、電源状態を逐次監視し、適切なタイミングで、既存電源装置１００から印加される直流電圧と、無停電電源装置１内のバッテリに充電された直流電圧との切り替えを行う。たとえば、通常運転時、無停電電源装置１は、既存電源装置１００から印加される２４Ｖの直流電圧をそのまま負荷３００へ印加する。また、通常運転時、ＡＣリレー６００はＡＣ電源２００と接続し、交流機器である負荷４００へ電源を供給する。一方、停電時、無停電電源装置１は、既存電源装置１００から印加される直流電圧が所定の閾値を下回ると、無停電電源装置１内のバッテリに充電された直流電圧に切り替え、バッテリに充電された直流電圧を負荷３００へ印加する。また、停電時、ＡＣリレー６００は、接続先を、ＡＣ電源２００から、ＤＣ／ＡＣインバータ５００へ切り替える。ＤＣ／ＡＣインバータ５００は、無停電電源装置１から供給される直流電圧を交流電圧に変換して、負荷４００へ電源を供給する。
【００２１】
以下、本発明においては、既存電源装置１００内のバッテリを、適宜、ＢＡＴＴ１と称し、無停電電源装置１内のバッテリを、適宜、ＢＡＴＴ２と称する。
【００２２】
負荷３００は、たとえば、ロック板システムや駐輪システム等のパーキング機器であり、無停電電源装置１から印加される２４Ｖの直流電圧で駆動する。この負荷３００としては、具体的には、上述したように、ロック板などを駆動する直流モータが対象となる。ロック板とは、コインパーキングにおける乗り逃げ防止のための装置である。つまり、車両が駐車スペースに入ると車両検知器が作動して数分後にロック板が上昇し、車体がロックされる。そして、精算機で料金が支払われるとロック板が下降する。
【００２３】
図２は、無停電電源装置１の内部のハードウエア構成例を示す図である。
【００２４】
図２に示すように、無停電電源装置１は、制御基板１０、バッテリ２０、ＳＷ（スイッチング）電源３０、ホーロー抵抗４０、および遮断機５０を有する。制御基板１０は、３つのＦＥＴ（Field effect transistor）１〜３、マイコン１１、およびレギュレータ１２を有する。
【００２５】
ＦＥＴ１のソースには、既存電源装置１００（ＢＡＴＴ１）の２４Ｖの直流電圧が印加される。ＦＥＴ３のソースには、ＡＣ電源２００がＳＷ（スイッチング）電源３０によって２６．４Ｖの直流電圧に変換されたものが印加される。ＳＷ電源３０とＦＥＴ３のソースの間には、１Ω／１０ｗのホーロー抵抗３０が介挿される。ホーロー抵抗３０は、電流を規制するためのものである。ＦＥＴ３は、バッテリ２０の充電を制御するためのものであって、パルス的にＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。
【００２６】
バッテリ２０は、ＦＥＴ３に印加された２６．４Ｖの直流電圧により流れたドレイン電流をもって２１Ａｈに充電する。ＦＥＴ２のソースには、バッテリ２０の２４Ｖの直流電圧が印加される。
【００２７】
マイコン１１の一方のＡ／Ｄ端子には、既存電源装置１００（ＢＡＴＴ１）の直流電圧が印加され、他方のＡ／Ｄ端子には、バッテリ２０（ＢＡＴＴ２）の直流電圧が印加される。マイコン１１のＰＩ１端子はＳＷ（スイッチ）１を介してアースに接続され、ＰＩ２端子はＳＷ（スイッチ）２を介してアースに接続されている。ＳＷ１は、ＢＡＴＴ１の検出電圧を調整するものであり、ＳＷ２は、ＢＡＴＴ２の検出電圧を調整するものである。
【００２８】
マイコン１１は、それぞれのＡ／Ｄ端子に印加されたＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２の電圧を監視し、所定の判定条件に基づいて、ＰＯ１端子からＦＥＴ１のゲートに印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御し、ＰＯ２端子からＦＥＴ２のゲートに印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御し、ＰＯ３端子からＦＥＴ３のゲートに印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御する。すなわち、マイコン１１は、ＦＥＴ１とＦＥＴ２のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、負荷３００に印加するＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２の直流電圧を切り替えるとともに、ＦＥＴ３のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、バッテリ２０の充電を制御する。なお、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３の各ゲートに印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御するための判定条件の詳細は、図３を参照して後述する。
【００２９】
レギュレータ１２は、バッテリ２０（ＢＡＴＴ２）から印加される２４Ｖの入力電圧を５Ｖの出力電圧に変換し、マイコン１１に印加する。バッテリ２０からレギュレータ１２へ印加する電圧は、トグルＳＷ（スイッチ）によりＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。
【００３０】
遮断機５０は、負荷３００がショートする等して誤動作した場合に、電流の流れを遮断するためのものである。
【００３１】
図３は、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３の各ゲートに印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御するための判定条件を説明するための図である。なお、既存電源装置１００（ＢＡＴＴ１）と、バッテリ２０（ＢＡＴＴ２）の充電電圧は、ロータリースイッチ（図示省略）によって、値が可変に設定できる。ＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２は、２４．５Ｖまで設定可能となっており、この２４．５Ｖは、これ以上は放電不可の閾値となっている。また、ＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２は、２６．４Ｖまで上昇可能となっているが、この２６．４Ｖは、充電完了の閾値であり、かつソフトでの固定値となっている。以下では、ＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２は、共に、上述の閾値に設定されている場合について述べるが、設定値が上述した閾値より小さい場合は、判定基準の値も小さくなる。
【００３２】
マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているＢＡＴＴ１の電圧が「ＢＡＴＴ１≧２３．５Ｖ」であると判定した場合（ここで、２３．５Ｖは、第１の値となる。）、つまり、「既存バッテリで駆動中（放電）」の電源状態（図２において、矢印ｉ１で示すようにして直流電流を流してもよい状態）であると判定した場合、「ＦＥＴ１をＯＮ、ＦＥＴ２をＯＦＦ、ＦＥＴ３をＯＮ」するように各ゲートに印加する電圧を制御する。ただし、ＦＥＴ３は、バッテリ２０の状態によって、パルス的にＯＮ／ＯＦＦをマイコン１１によって制御される。この電源状態は、停電もなく通常に稼働している場合である。この結果、矢印ｉ１で示すような電流が流れる。なお、矢印ｉ３で示すような電流は、ＦＥＴ３によって、流れたり、流れなかったりする制御がなされる。
【００３３】
このように、マイコン１１が、既存電源装置１００で通常に稼働している電源状態と判定した場合には、無停電電源装置１内のバッテリ２０を充電させておくことにより、停電時に備えることができる。
【００３４】
またマイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているＢＡＴＴ１の電圧が「ＢＡＴＴ１＜２３．５Ｖ」であると判定した場合、つまり、「追加バッテリで駆動中（放電）」の電源状態（図２において、矢印ｉ２で示すようにして直流電流を流すべき状態）であると判定した場合、「ＦＥＴ１をＯＦＦ、ＦＥＴ２をＯＮ、ＦＥＴ３をＯＦＦ」するように各ゲートに印加する電圧を制御する。この電源状態は、停電が発生している場合である。この結果、矢印ｉ２で示すような電流が流れ、矢印ｉ１、ｉ３で示すような電流はストップされる。
【００３５】
このように、マイコン１１が停電発生と判定した場合には、マイコン１１は、負荷３００に流す電流を、予め満充電されているバッテリ２０からのものに切り替えることができる。ここで、ＦＥＴ３をＯＦＦするのは、停電が止まり、ＡＣ電源２００が復帰した場合の制御のしやすさを考慮したためである。
【００３６】
またマイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２の電圧が「ＢＡＴＴ１≧２３．５ＶかつＢＡＴＴ２≧２３．５Ｖ」であると判定した場合、つまり、「追加バッテリ充電中」の電源状態（図２において、矢印ｉ３で示すようにして直流電流を流し、かつ負荷３００へは既存電源装置１００から電源を供給できる状態）であると判定した場合、「ＦＥＴ１をＯＮ、ＦＥＴ２をＯＦＦ、ＦＥＴ３をＯＮ」するように各ゲートに印加する電圧を制御する。この電源状態は、長時間停電から復帰中である場合である。
【００３７】
このように、マイコン１１が、長時間停電から復帰中であると判定した場合には、既存電源装置１００に切り替えるとともに、少なくなってしまったバッテリ２０の充電を再開する。
【００３８】
またマイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２の電圧が「ＢＡＴＴ１＜２３．５ＶかつＢＡＴＴ２＜２３．５Ｖ」であると判定した場合、つまり、「追加バッテリ容量不足で停止すべき」の電源状態であると判定した場合、「ＦＥＴ１をＯＦＦ、ＦＥＴ２をＯＦＦ、ＦＥＴ３をＯＦＦ」するように各ゲートに印加する電圧を制御する。この電源状態は、長時間停電が発生し、バッテリ２０の電力が低減した場合である。そして、このような電源状態に陥る前に、たとえば、ＢＡＴＴ１，２＜２４Ｖであると判定した時点（復帰が見込めないと判断した時点）で、余力の電源で、負荷３００のロック板を開放し、パーキング利用者を出庫させるようにしてもよい。
【００３９】
このように、長時間停電が発生していると判定された場合には、全てのＦＥＴをＯＦＦすることで、パーキング利用者の利便性も確保することができる。
【００４０】
またマイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２の電圧が「ＢＡＴＴ１≧２３．５ＶかつＢＡＴＴ２≧２６Ｖ」であると判定した場合、つまり、「追加バッテリ満充電で停止すべき」の電源状態であると判定した場合、「ＦＥＴ１をＯＮ、ＦＥＴ２をＯＦＦ、ＦＥＴ３をＯＦＦ」するように各ゲートに印加する電圧を制御する。この電源状態は、長時間停電から復帰し、バッテリ２０の充電が完了した場合である。なお、上述の２６Ｖは、第２の値となる。
【００４１】
このように、長時間停電から復帰し、バッテリ２０の充電も完了したと判定された場合には、バッテリ２０の充電を停止し、かつ、バッテリ２０からの電源供給も停止することで、深充放電を防止することができる。
【００４２】
次に、図４のフローチャートを参照して、無停電電源装置１のマイコン１１が実行する、ＢＡＴＴ１とＢＡＴＴ２とのスイッチング処理について説明する。
【００４３】
通常運転時、マイコン１１は、ステップＳ１において、既存電圧（既存電源装置１００からの直流電圧）を負荷３００に印加させるため、ＦＥＴ１をＯＮし、ステップＳ２において、ＦＥＴ２をＯＦＦする（バッテリ２０をＯＦＦする）。そしてマイコン１１は、ステップＳ３において、充電スイッチとして機能するＦＥＴ３をＯＦＦする。つまり、通常運転時は、過去の充電によって、バッテリ２０が満充電であり、バッテリ２０にそれ以上、電源供給する必要がないため、ＦＥＴ３をＯＦＦする。もし、バッテリ２０が２６Ｖより小さいのであれば、ステップＳ８〜Ｓ１０においてＦＥＴ３をＯＮする。
【００４４】
ステップＳ４において、マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されている既存電源装置１００からの直流電圧ＢＡＴＴ１が２３．５Ｖ以上か否かを判定し、ＢＡＴＴ１が２３．５Ｖ以上と判定した場合、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、マイコン１１は、既存電圧（ＢＡＴＴ１）を負荷３００に印加させるため、ＦＥＴ１のＯＮを継続し、ステップＳ６において、ＦＥＴ２のＯＦＦを継続し（バッテリ２０のＯＦＦを継続し）、ステップＳ７において、ＦＥＴ３のＯＦＦを継続し、またはＦＥＴ３のＯＮを継続する。
【００４５】
ステップＳ８において、マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているバッテリ２０からの直流電圧ＢＡＴＴ２が２６Ｖより小さいか否かを判定し、ＢＡＴＴ２が２６Ｖより小さいと判定した場合、ステップＳ９に進む。ステップＳ９において、マイコン１１は、充電スイッチとして機能するＦＥＴ３がＯＦＦであるか否かを判定し、ＦＥＴ３がＯＦＦであると判定した場合、ステップＳ１０に進み、ＯＮに切り替える。つまり、バッテリ２０の残容量が少なくなっており、充電が必要になったため、ＦＥＴ３をＯＮする。
【００４６】
ステップＳ９において、マイコン１１は、ＦＥＴ３がＯＦＦではない、つまりＯＮであると判定した場合、ステップＳ１０の処理をスキップし、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１において、マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されている既存電源装置１００からの直流電圧ＢＡＴＴ１が２３．５Ｖ以上か否かを判定し、ＢＡＴＴ１が２３．５Ｖ以上と判定した場合、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、マイコン１１は、バッテリ２０の充電が所定時間経過したか否かを判定し、バッテリ２０の充電が所定時間経過していないと判定した場合、ステップＳ１１に戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
【００４７】
ステップＳ１２において、マイコン１１は、バッテリ２０の充電が所定時間経過したと判定した場合、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているバッテリ２０からの直流電圧ＢＡＴＴ２が２６Ｖ以上か否かを判定し、ＢＡＴＴ２が２６Ｖより小さいと判定した場合、ステップＳ９に戻り、上述した処理を繰り返し実行する。つまり、バッテリ２０が満充電ではないため、バッテリ２０への充電が継続される。
【００４８】
ステップＳ１３において、マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているバッテリ２０からの直流電圧ＢＡＴＴ２が２６Ｖ以上と判定した場合、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、マイコン１１は、充電スイッチとして機能するＦＥＴ３をＯＦＦする。つまり、バッテリ２０が満充電になったため、ＦＥＴ３をＯＦＦする。
【００４９】
ステップＳ１１において、マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されている既存電源装置１００からの直流電圧ＢＡＴＴ１が２３．５Ｖより小さいと判定した場合、ステップＳ１５に進む。またステップＳ４において、マイコン１１は、ＢＡＴＴ１が２３．５Ｖより小さいと判定した場合もステップＳ１５に進む。
【００５０】
ステップＳ１５において、マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているバッテリ２０からの直流電圧ＢＡＴＴ２が２３．５Ｖ以上か否かを判定し、ＢＡＴＴ２が２３．５Ｖ以上と判定した場合、ステップＳ１６に進み、ＦＥＴ２をＯＮする。つまり、停電により既存のＢＡＴＴ１からの電源供給がなくなり、バッテリ２０からの電源供給に切り替えるため、ＦＥＴ２をＯＮする。
【００５１】
ステップＳ１５において、マイコン１１は、Ａ／Ｄ端子に印加されているバッテリ２０からの直流電圧ＢＡＴＴ２が２３．５Ｖより小さいと判定した場合、ステップＳ１９に進み、ＦＥＴ２をＯＦＦする。つまり、停電により既存のＢＡＴＴ１からの電源供給がなくなり、かつ、ＢＡＴＴ２（バッテリ２０）の残容量も減り、これ以上運転を継続することができないため、ＦＥＴ２はＯＮからＯＦＦに切り替わる。
【００５２】
ステップＳ１７において、マイコン１１は、ＢＡＴＴ１からの電源供給がなくなったため、ＦＥＴ１をＯＦＦする。そしてマイコン１１は、ステップＳ１８において、停電によりＡＣ電源２００からの電源供給もないと判断し、ＦＥＴ３をＯＦＦし、バッテリ２０の充電を止める。
【００５３】
ステップＳ８において、マイコン１１は、ＢＡＴＴ２が２６Ｖ以上と判定した場合、または、ステップＳ１４、Ｓ１８の処理の後、ステップＳ４に戻り、上述した処理を繰り返し実行する。ステップＳ１４、Ｓ１８の処理の後でのステップＳ４の判定処理は、停電から復帰し、既存電源装置１００からの直流電圧ＢＡＴＴ１が２３．５Ｖ以上となったか否かを監視するものである。
【００５４】
以上のように、既存のＢＡＴＴ１の直流電圧とＢＡＴＴ２の直流電圧を監視し、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３のＯＮ／ＯＦＦを効率良く切り替えることで、電源供給が途絶えることがなくなり、長時間停電が発生した場合にも、負荷３００の運転を継続することが可能となる。なお、遮断機５０を通過した直流電圧は、負荷３００に供給されると共に、ＤＣ／ＡＣインバータ５００で交流に変換され、ＡＣリレー６００を介して負荷４００に供給される。
【００５５】
［本発明の実施の形態に係る無停電電源装置を適用した場合の性能評価］
図５は、本出願人が提供するパーキング機器のロック板システムを用いてバッテリ残容量を計測した場合の性能評価例を示す図である。
【００５６】
この性能評価例では、各バッテリを用いて、５車室のロック板システム、１０車室のロック板システム、２０車室のロック板システムをそれぞれ３時間使用した後のバッテリ残容量を示している。ここで、車室とは、１台の車が駐車するスペースを言い、ロック板は、１車室につき、１個配置される。５車室は、５台のロック板が配置されることを示し、１０車室は、１０台のロック板が配置されることを示す。また、バッテリ残容量は、次式（１）を用いて算出している。
バッテリ容量÷待機消費電流＝使用可能時間
１００−（使用時間÷使用可能時間×１００）＝バッテリ残容量（％）・・・（１）
【００５７】
たとえば、バッテリ容量が２１Ａｈ、待機消費電流が１Ａ、使用時間が３時間（＝３ｈ）の場合、上記式（１）を用いて、８５．７％の算出結果を得ることができる。
２１Ａｈ÷１Ａ＝２１ｈ
１００−（３ｈ÷２１ｈ×１００）＝８５．７％
【００５８】
図５に示すように、バッテリ２０が標準１２Ｖのバッテリを２個搭載しており、そのバッテリ２０を用いて５車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、８５．７％、１０車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、７８．５％、２０車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、６４．３％である。
【００５９】
また、バッテリ２０が標準１２Ｖのバッテリを４個搭載しており、そのバッテリ２０を用いて５車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、９２．８％、１０車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、８９．２％、２０車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、８２．１％である。
【００６０】
また、バッテリ２０が標準１２Ｖのバッテリを６個搭載しており、そのバッテリ２０を用いて５車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、９５．２％、１０車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、９２．８％、２０車室のロック板システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、８８．１％である。
【００６１】
図６は、本出願人が提供する駐輪システムを用いてバッテリ残容量を計測した場合の性能評価例を示す図である。駐輪システムとは、自転車を駐車しておくシステムのことである。
【００６２】
この性能評価例では、各バッテリを用いて、５０台の駐輪システム、１００台の駐輪システム、２００台の駐輪システムをそれぞれ３時間使用した後のバッテリ残容量を示している。バッテリ残容量は、上記式（１）を用いて算出している。
【００６３】
たとえば、バッテリ容量が２１Ａｈ、待機消費電流が２．５Ａ、使用時間が３時間（＝３ｈ）の場合、上記式（１）を用いて、６４．３％の算出結果を得ることができる。
２１Ａｈ÷２．５Ａ＝８．４ｈ
１００−（３ｈ÷８．４ｈ×１００）＝６４．３％
【００６４】
図６に示すように、バッテリ２０が標準１２Ｖのバッテリを２個搭載しており、そのバッテリ２０を用いて５０台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、６４．３％、１００台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、３６．１％、２００台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、２１．５％である。
【００６５】
また、バッテリ２０が標準１２Ｖのバッテリを４個搭載しており、そのバッテリ２０を用いて５０台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、８２．１％、１００台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、６７．７％、２００台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、３９．４％である。
【００６６】
また、バッテリ２０が標準１２Ｖのバッテリを６個搭載しており、そのバッテリ２０を用いて５０台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、８８．１％、１００台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、７８．６％、２００台の駐輪システムを３時間使用した後のバッテリ残容量は、５９．５％である。
【００６７】
一般に、バッテリの寿命を考慮し、残容量を８０％以上にすることが推奨されている。従って、図５および図６に示した性能評価から以下のようにすることが好ましい。
【００６８】
１．本出願人が提供しているパーキング機器の既存電源装置１００は、図５、図６の標準仕様に示されているとおり、既に１２Ｖのバッテリが２個搭載されているため、ロック板システムでは、少なくとも１２Ｖのバッテリを２個搭載することで、１２Ｖのバッテリが４個の増設仕様となり、２０車室までは、３時間程度の停電時にも通常運転することが可能である。既存電源装置１００に、バッテリが搭載されていないときは、２０車室まで３時間の通常運転を確保するためには、１２Ｖのバッテリを４個増設するのが好ましい。
【００６９】
２．５０台の駐輪システムでは、少なくとも１２Ｖのバッテリを２個、追加搭載することで、１００台の駐輪システムでは、１２Ｖのバッテリを４個、追加搭載することで、さらに、２００台の駐輪システムでは、１２Ｖのバッテリを６個、追加搭載することで、それぞれ、３時間程度の停電時にも通常運転することが可能である。
【００７０】
［発明の実施の形態における効果］
１．既存のＢＡＴＴ１の直流電圧と追加のＢＡＴＴ２の直流電圧を監視し、所定の条件に基づいて効率良く切り替えることで、電源供給が途絶えることがなくなり、長時間停電が発生した場合にも、負荷３００の運転を継続することが可能となる。すなわち停電時も、停電からの復帰時も、負荷３００を安定して運転することができる。
２．既存電源装置１００と負荷機器３００の間に、無停電電源装置１を介挿するだけで、バッテリを追加することができるので、大容量の充電が可能となる。
【００７１】
［変形例］
図７は、無停電電源装置１を複数用いた場合の駐車場システムの構成例を示すブロック図である。図７に示すように、無停電電源装置１−１は、既存電源装置１００から印加される直流電圧を無停電電源装置１−２に印加する。無停電電源装置１−２は、電源状態を逐次監視し、適切なタイミングで、無停電電源装置１−１を介して既存電源装置１００から印加される直流電圧とバッテリに充電された直流電圧の切り替えを行う。図７の例では、２つの無停電電源装置１−１，１−２を設けたが、これに限らず、複数設けることも勿論可能である。このように、無停電電源装置１は、数珠つなぎに接続（増設）することが可能であり、大容量の充電（蓄電）が可能となる。
【００７２】
この発明は、上記実施の形態や変形例に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせたりすることにより種々の発明を形成できる。たとえば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。たとえば、図１に示す構成から、交流機器である負荷４００と、ＤＣ／ＡＣインバータ５００と、ＡＣリレー６００とを削除したものとしたり、図１に示す構成から、負荷３００を削除したものとしたりしてもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００７３】
また、既存電源装置１００を無くし、無停電電源装置１を既存電源装置１００と置き換えてもよい。その場合、無停電電源装置１の内部に、既存電源装置１００（ＢＡＴＴ１）に相当する部材を有するようにするのが好ましい。また、無停電電源装置１は、各車室や駐輪を制御する精算機の内部またはその周辺に配置するのが好ましい。また、図３や図４において、ＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２の電圧の判定の際、以上や未満を示す「≧」「＜」を使用したが、以上や未満や超えるや以下や等しいを示す「≧」「＜」「＞」「≦」「＝」を、判断時に、その判断が重ならないように、適宜採用してもよい。また、上述の実施の形態では、閾値として、２３．５Ｖなどを採用したが、２３．５Ｖを２２Ｖに、２６Ｖを２５Ｖにそれぞれ変更するなど、他の閾値としてもよい。
【００７４】
また、負荷３００としては、ロック板を駆動するＤＣモータ以外に、精算機、満空灯などの機器が該当し、これらのＤＣ駆動の機器のいずれか１つまたは複数を採用してもよい。また、負荷４００としては、駐車場のゲートを駆動する交流モータなどが上げられるが、負荷３００も負荷４００も、共に、駐車場以外であれば、種々の直流モータ、交流モータ、直流機器、交流機器が上げられる。
【符号の説明】
【００７５】
１  無停電電源装置
１１  マイコン（制御手段）
２０  バッテリ（充電手段）
１００  既存電源装置
３００  負荷（負荷機器）
４００  負荷（負荷機器）
ＦＥＴ１  第１のスイッチング手段
ＦＥＴ２  第２のスイッチング手段
ＦＥＴ３  第３のスイッチング手段
【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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