(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
局舎内に設けた無線装置と、
該無線装置を駆動する前記局舎内に設けた直流電源装置と、
該直流電源装置に駆動電圧を供給する商用電源と、
該商用電源により駆動され、前記局舎内の温度を制御する空調装置とを備えた移動無線基地局において、
前記直流電源装置の出力側に接続され、前記商用電源が供給されているときに充電される小型バッテリーと、前記商用電源が停電をしたときに働くエンジン、発電体および整流器を有する小型交流発電機とを備え、
停電時に前記小型交流発電機が動作開始するまでの期間、前記無線装置に直流電源を供給できる容量まで小型化した小型バッテリーから直流電源を供給し、
前記小型交流発電機のエンジンが動作開始した後は、発電体で発電され整流器で整流した直流電源を前記小型バッテリーで平滑化して前記無線装置に供給することを特徴とする移動無線基地局の無停電装置。
【請求項２】
局舎内に設けた無線装置と、
該無線装置を駆動する前記局舎内に設けた直流電源装置と、
該直流電源装置に駆動電圧を供給する商用電源と、
該商用電源により駆動され、前記局舎内の温度を制御する空調装置とを備えた移動無線基地局において、
前記直流電源装置の出力側に接続され、前記商用電源が供給されているときに充電される小型バッテリーと、前記商用電源が停電をしたときに働くエンジン、発電体および整流器を有する小型交流発電機とを備え、
停電時に前記小型バッテリーは前記小型交流発電機が動作開始するまでの期間、前記無線装置にのみに直流電源を供給できる容量まで小型化し、該直流電源を無線装置に供給し、
前記空調機には前記エンジンが動作開始した後は、発電体で発電された交流電源を供給すると共に整流器で整流した直流電源を前記無線装置に供給することを特徴とする移動無線基地局の無停電装置。
【請求項３】
前記空調装置は前記商用電源から前記交流電源に切替スイッチで切り換えられた後に、運転再開指令を与えて再起動することを特徴とする請求項２記載の移動無線基地の無停電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動無線基地局の無停電装置に関し、特に基地局内に設置する大容量バッテリーを小型化した移動無線基地局の無停電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信システムでは例えば、中国地方で各社毎に５００〜６００局の移動無線基地局を設けて通信エリアを確保している。
【０００３】
図４に従来の移動無線基地局の構成を示す。１は局舎、２はアンテナ、３は無線装置、４は直流電源装置、５は大容量バッテリー、６はエアコン、７は商用電源から供給される三相または単相の２００Ｖ交流電源である。無線基地局と移動局との通信は、アンテナ２を用いて無線装置３が行う。交流電源７は商用電源を直接あるいは変圧して直流電源装置４およびエアコン６に供給されている。また直流電源装置４から停電時のための予備電源となる大容量バッテリー５に充電をされる。エアコン６は局舎１内の温度および湿度を規定値内に維持するためのものである。
【０００４】
図５に従来の移動無線基地局の動作フローを示す。動作がスタートすると交流電源７から商用電源が入力される。この商用電源が立ち上がると、エアコン６は運転を開始し、直流電源装置４も運転を開始する。直流電源装置４から直流電源が無線装置３に供給され、無線装置３が稼働する。ここで、大容量バッテリー５は充電されているかどうかのチェックをされ、充電が必要な場合は直流電源装置４から所定時間大容量バッテリー５の充電を行う。大容量バッテリー５が十分に充電されている場合は充電を行わない。ここまでの動作フローが正常動作でのものである。
【０００５】
このような移動無線基地局では商用電源が停電すると、停電の検出がなされて停電の場合の動作フローに入る。停電になると、エアコン６は運転を停止し、直流電源装置４も運転を停止する。これに伴い、直流電源装置４から大容量バッテリー５に切り換えて無線装置３に直流電源を供給する。停電時には、大容量バッテリー５から供給される直流電源によって無線装置３は約３時間から４時間稼働できる。しかし、大容量バッテリー５の容量が不足して電圧が低下すると、無線装置３の稼働が停止して移動無線基地局としての働きを停止する。
【０００６】
そこで、無線装置３の稼働を継続するにはエンジン発電機を局舎１まで運ぶ必要があり、山間部の局舎１では無停電運転に困難を来していた。従って、接続中に通信が突然に切断される。また停電と同時にエアコン６は運転を停止して、局舎１内の温度および湿度を規定値内に維持できなくなり、大容量バッテリー５の容量不足を加速させたり、安定した移動無線基地局の稼働に悪影響を与えている。
【０００７】
また移動無線基地局を無停電で運転を行いたい場合には、大型のエンジン発電機を設け、商用電源が停電すると直ちにエンジン発電機から直流電源装置に駆動電源を供給する方法もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したエンジン発電機を設置して停電時の駆動電源として用いる方法では、エンジン発電機固有の特性で余裕度を見て商用電源時の２から３倍の発電出力容量が求められ、極めて大型のエンジン発電機が必要となり、このために局舎自体が大きくなる。また、エンジン発電機と商用電源との切換には大容量のスイッチが必要であり、このためにコストアップの要因となる。
【０００９】
また、図４に示した移動無線基地局では高価な大容量バッテリー５を必要とし、一局舎の費用が平均１億円程度要し、いかに安価に局舎を数多く増やして通信エリアを拡大することと相反する結果となってしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した種々の問題点に鑑みて為され、本発明では、無線装置と、該無線装置を駆動する直流電源装置と、該直流電源装置に駆動電圧を供給する商用電源と、該商用電源により駆動され、局舎内の温度を制御する空調装置とを備えた移動無線基地局において、前記直流電源装置に接続され、前記商用電源が供給されているときに充電をされる小型バッテリーと、前記商用電源が停電をしたときにエンジンで働く小型交流発電機とを備え、停電時に前記小型交流発電機を動作させて、整流した直流電源を直接前記無線装置に供給を行うことを特徴としており、小型バッテリーと小型交流発電機との組み合わせで極めて小型の移動無線基地局の無停電装置を実現しています。
【００１１】
また、本発明では、小型バッテリーは小型交流発電機が動作するまでの期間前記無線装置に直流電源を直接供給することに特徴があり、極めて小型バッテリーで電源の切換を実現する移動無線基地局の無停電装置を提供しています。
【００１２】
更に本発明では、整流した直流電源は小型バッテリーで平滑化して前記無線装置に供給することに特徴を有し、小型バッテリーを平滑用のコンデンサとして兼用した移動無線基地局の無停電装置を提供しています。
【００１３】
更に、本発明では、小型交流発電機から供給する交流電源により空調装置を駆動することに特徴を有し、小型交流発電機は最低限空調装置を駆動できる容量まで小さくした移動無線基地局の無停電装置を提供しています。
【００１４】
更に、本発明では、空調装置は商用電源から前記交流電源に切替スイッチで切り換えられた後に、運転再開指令を与えて再起動することに特徴を有し、商用電源の停電後に空調装置の再起動を可能にした移動無線基地局の無停電装置を提供しています。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。
【００１６】
図１に本発明の移動無線基地局の構成を示す。１１は局舎、１２はアンテナ、１３は無線装置、１４は直流電源装置、１５は小容量バッテリー、１６は空調装置、１７は商用電源から供給される三相または単相の２００Ｖ交流電源、１８は小型の交流発電機、１９は切替スイッチである。
【００１７】
本発明の特徴は停電時の予備電源として用いるバッテリーに小容量バッテリー１５を用い、同時に停電時に発電を行うエンジンで働く小型の交流発電機１８を備えた点にある。
【００１８】
商用電源から供給される三相または単相の２００Ｖ交流電源１７で通電される場合は、商用電源１７から直流電源装置１４と切替スイッチ１９を介して空調装置１６にそれぞれ交流電源が供給される。従って、無線装置１３には直流電源装置１４から２０〜５０ボルトの直流電源が供給され、アンテナ１２および無線装置１３を動作させて、無線基地局と移動局との通信が行われる。また、空調装置１６は局舎１１内の温度および湿度を規定値内に維持するためのものである。
【００１９】
小容量バッテリー１５は従来の大容量バッテリーに比べて１／４〜１／６程度の電流容量（例えば、５０Ａｈ）に設計され、通常は直流電源装置１４から充電をされている。また小型の交流発電機１８は従来の大型エンジン交流発電機に比べて１／４程度の出力容量に設計されている。この両者を小型化することで、局舎１１をできるだけ小さくすることができる。
【００２０】
図２に小型の交流発電機１８のブロック図を示す。この小型の交流発電機１８はエンジン２１を備え、エンジン２１と発電体２２を接続して交流電源を発生させる構成を有している。また、この交流電源は整流器２３により直流電源に変換をしているので、直流発電兼用交流発電機と呼ぶことができる。この小型の交流発電機１８は小容量であるので、燃料タンク次第では連続して３日間位の長時間の発電を行える利点があり、長期間の移動無線基地局の無停電装置として稼働できる。
【００２１】
このような移動無線基地局では商用電源１７が停電すると、まず小容量バッテリー１５から直接無線装置１３に直流電源が供給される。小容量バッテリー１５は約１０分間程度の直流電源を無線装置１３供給できる能力で十分である。
【００２２】
一方、商用電源１７が停電すると、商用電源１７からの交流電圧が立ち下がるので、これを停電検知部２０で検知してこの停電検知信号で交流発電機１８のエンジンが始動し、発電を開始する。小型の交流発電機１８のエンジン２１は始動後数秒で安定した交流電源を供給する。従って、小容量バッテリー１５の直流電圧が低下する前に、小型の交流発電機１８からの交流電源を整流して得た直流電源を無線装置１３に直接供給する。また、小型の交流発電機１８からの直流電源は小容量バッテリー１５とも接続され、この直流電源の平滑化を小容量バッテリー１５を用いて行っている。このために平滑用のコンデンサ等が不要となり、局舎１１の低価格化に寄与できる。
【００２３】
また、本発明では小型の交流発電機１８から発生される交流電源は切替スイッチ１９を介して空調装置１６に供給できる様に接続される。即ち、商用電源からの交流電源１７が供給されている場合、空調装置１６には商用電源１７が切替スイッチ１９を介して供給されている。次に商用電源が停電した場合は、空調装置１６は運転を停止するが、直ちに商用電源の停電を検知して小型の交流発電機１８のエンジン２１が始動し交流電源を発電する。この交流電源はエンジンが始動後の正常運転に移行すると、切替スイッチ１９を発電機側に切換え、同時に空調装置１６に運転再開指令を発生して空調装置１６を運転する。更に、商用電源が停電から復帰すると、空調装置１６の運転を停止して再び切替スイッチ１９を商用電源側に切り換える。その後空調装置１６に運転再開指令を発生させ、商用電源からの交流電源１７により空調装置１６の運転を開始し、小型の交流発電機１８のエンジンを停止する。
【００２４】
従って、本発明に依れば無線装置１３へ供給する直流電源が極めて小さく、空調装置１６を駆動できる発電容量を含めても交流発電機１８が小型化できる。
【００２５】
図３に本発明の移動無線基地局の動作フローを示す。動作がスタートすると商用電源１７から交流電源が入力される。この商用電源１７が立ち上がると、空調装置１６は運転を開始し、直流電源装置１４も運転を開始する。直流電源装置１４から直流電源が無線装置１３に供給され、無線装置１３が稼働する。ここで、小容量バッテリー１５は充電されているかどうかのチェックをされ、充電が必要な場合は直流電源装置１４から所定時間小容量バッテリー１５の充電を行う。小容量バッテリー１５が十分に充電されている場合は充電を行わない。ここまでの動作フローが正常動作でのものである。
【００２６】
このような移動無線基地局では商用電源が停電すると、停電検知部２０で停電の検出がなされて停電の場合の動作フローに入る。
【００２７】
停電になると、空調装置１６は運転を停止し、直流電源装置１４も運転を停止する。これにより、小容量バッテリー１５から無線装置１３に直流電源を供給することとなる。この間に交流発電機１８のエンジン２１が始動し、交流電源を発電する。この交流電源は整流器２３で直流電源に整流されて直ちに無線装置１３に供給され、無線装置１３は動作を継続する。また切替スイッチ１９も交流発電機１８側に切り換えられ、空調装置１６へ交流電源が供給され、運転再開指令を受けて空調装置１６も 運転を再開する。
【００２８】
停電から復帰すると、スタート時に戻り、前述した正常時の動作フローに移行する。切替スイッチ１９は商用電源１７側に切り換えられ、交流発電機１８のエンジン２１を停止する。
【００２９】
停電から長時間復帰しない場合は、交流発電機１８の燃料の有無を確認しながら、交流発電機１８の燃料分だけ運転を継続し、移動基地局としての働きを継続する。燃料が無くなると、交流発電機１８は燃欠で運転を停止し、交流電源の発電が停止する。この後、小容量バッテリー１５から無線装置１３に容量分、例えば１０分間程度の直流電源の供給が行われるが、小容量バッテリー１５の電圧が低下すると無線装置１３の動作が停止する。
【００３０】
通常、停電は極めて短時間の場合が多く、交流発電機１８が連続３日間程度の燃料を備えていれば、実際に3時間を越える停電が年間２〜３回とすると約１年の無停電運転が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明では、無線装置と、該無線装置を駆動する直流電源装置と、該直流電源装置に駆動電圧を供給する商用電源と、該商用電源により駆動され、局舎内の温度を制御する空調装置とを備えた移動無線基地局において、前記直流電源装置に接続され、前記商用電源が供給されているときに充電をされる小型バッテリーと、前記商用電源が停電をしたときにエンジンで働く小型交流発電機とを備え、停電時に前記小型交流発電機を動作させて、整流した直流電源を直接前記無線装置に供給を行うことを特徴としており、小型バッテリーと小型交流発電機との組み合わせで極めて小型の移動無線基地局の無停電装置を実現しています。
【００３２】
この結果、従来用いた大容量バッテリーを１／４〜１／６程度の小型バッテリーに置き換えられ、バッテリーの価格を大幅に低減でき、３年から５年ごとのバッテリーの交換にも極めて安いメンテナンス費用に低減できる。また、交流発電機は直流電源装置と同等の電源容量となるために極めて小型化が図れる。また、山間部での移動無線基地局の無停電化も可能である。
【００３３】
また、本発明では、小型バッテリーは小型交流発電機が正常動作するまでの期間前記無線装置に直流電源を直接供給することに特徴があり、極めて小型のバッテリーで対応できる利点がある。
【００３４】
更に本発明では、整流した直流電源は小型バッテリーで平滑化して前記無線装置に供給することに特徴を有し、小型バッテリーを平滑用のコンデンサとして兼用できる利点がある。
【００３５】
更に、本発明では、小型交流発電機から供給する交流電源により空調装置を駆動することに特徴を有し、安定した環境での移動無線基地局を稼働できる。
【００３６】
更に、本発明では、空調装置は商用電源から前記交流電源に切替スイッチで切り換えられた後に、運転再開指令を与えて再起動することに特徴を有し、商用電源の停電後に空調装置の再起動を可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の移動無線基地局の無停電装置を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明に用いる小型の交流発電機を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の移動無線基地局の無停電装置を説明するための動作フロー図である。
【図４】従来の移動無線基地局の無停電装置実施例を説明するためのブロック図である。
【図５】従来の移動無線基地局の無停電装置を説明するための動作フロー図である。
【符号の説明】
１１        局舎
１２        アンテナ
１３        無線装置
１４        直流電源装置
１５        小容量バッテリー
１６        空調装置
１７        商用電源から供給される三相または単相の２００Ｖ交流電源
１８        小型の交流発電機
１９        切替スイッチ
２０        停電検出回路
【図１】
0003967613.tif 000002
【図２】
0003967613.tif 000003
【図３】
0003967613.tif 000004
【図４】
0003967613.tif 000005
【図５】
0003967613.tif 000006