专利名称：电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源装置，更具体地说是涉及能够从不断电电源装置(UPS)和便携式电源等的内置蓄电池对负荷供电的电源装置。
现有技术中，作为一个电源装置的不断电电源装置，各装置上可备用的功率容量是决定了的。因此，用户要预先调查使用的(需要备用的)OA设备的容量，决定具有所需额定值的不断电电源装置，再进行使用。而在户外等无法从商用电源直接得到供电的场所中使用电气设备(负荷)时，就要预先对内置的蓄电池充电，在使用时由该蓄电池对负荷进行供电。这样的便携式电源也同样需要根据所使用的负荷决定预定的额定值·容量。
但是，在上述现有的电源装置中存在下述的问题。因在决定了所需的不断电电源装置并开始使用后OA设备的增加和改型等要增加必要的容量作为备用，或者开始计算错了但已处于使用中的不断电电源装置而不能相适应时，就必须再购入更大容量的不断电电源装置。为了解决上述问题，就要使用具有容量裕度的大电源装置。因此，不仅每种情况都是不经济的，而且由于电源装置因容量变大而大型化，则使用不必要的过大容量的电源装置还会引起系统整体的大型化。
而且，如果考虑到实际上的产品，各电源装置的容量设定是分段地多档备用的，由于种类数量的限制，容量的增加程度变大，故使用超出需要的大容量电源装置是不可避免的。
另外，一旦在电源装置的一部分中发生故障等，即使蓄电池的剩余容量可以备用也不能给负荷供电，而如果发生了与备用有关的故障，就会产生不可预料的破坏，从而引起负荷故障和系统错误等。
鉴于上述背景，本发明的目的是提供一种电源装置，这种电源装置能够设定为适合于所使用的负荷的充分必要的功率容量，即使对应于其后的电气设备的增设和系统改型而增大负荷容量，也能相应地比较简单地增加功率容量，而且，即使装置的一部分中发生故障，也能尽可能地减少由停止供电所引起的危险，并能够对负荷进行稳定的供电。
为了实现上述目的，本发明的电源装置由下列各部分构成电源单元蓄电池；对上述蓄电池进行充电的充电装置；使积蓄在上述蓄电池中的电荷放电而给预定的负荷供电的功率输出装置；控制上述装置的工作的控制装置；能够把上述充电装置同外部电源相连接以便至少给上述蓄电池充电的用于供电的输入端子；同该输入端子相连接并形成在同上述输入端子相对的侧面上的输出端子；至少同上述控制装置相连接、同时设在相对的两个侧面上用于接收和发送预定信号的上游连接端子和下游连接端子。而且，通过把设在相应的电源单元上的输出端子同设在相同结构的其它电源单元上的输入端子相连接，同时，把设在上述电源单元上的下游连接端子同设在相同结构的其它电源单元上的上游连接端子相连接，就能把多个上述电源单元并联连接。因而，能够由一个或多个电源单元向预定的负荷供电。
本发明的电源装置具有用单独的电源单元作为电源装置的功能，而且，也能把多个单元并联连接起来作为电源装置使用，此时的容量为各电源单元具有的容量之总和。即，在单独使用时，能够对小容量负荷供电，通过按预定数量进行组合就可适合于大容量负荷。而且，对应于其后的电气设备的增设和系统改型而增大负荷容量的情况下，就可以仅仅增加数量与负荷容量的增加程度相对应的电源单元。由此，就能简单地没有浪费地确保足以满足需要的电源容量。
图1是表示本发明涉及的电源装置的一个实施例的透视图；图2是表示用于判定单独工作还是组合工作的电路的结构图；图3是用于对转换同步控制的动作进行说明的说明图；图4是表示负荷和根据容量的输出电压的特性的图；图5是表示放电电压与输出电压关系的特性图；图6是表示剩余能力与输出电压关系的特性图7是表示放电电压和剩余能力与输出电压的特性图；图8是表示过负荷控制的图；图9是用于实施连接台数限制机构的图；图10表示通过至少分出蓄电池并由多个单元构成电源单元的一个例子；图11表示通过至少分出蓄电池并由多个单元构成电源单元的一个例子；图12表示通过至少分出蓄电池并由多个单元构成电源单元的一个例子。
下面参照附图来详细描述本发明涉及的电源装置的最佳实施例。图1表示本发明的第一实施例。该例中的不断电电装置1由单个的电源单元2构成，或者通过图示那样并联连接多个电源单元2构成。
该电源单元2本身即可作为单独的不断电电源装置(普通商用型)使用。即，各电源单元2在略呈长方体状的壳体3的一个侧面上设置作为用于供电的输入端子的AC入口5，如该图(B)所示，在其相对一侧的侧面上设置作为输出端子的AC入口连接端子6。而且，这些AC入口5和AC入口连接端子6在壳体3的内部被联结起来，成为导道状态。
AC入口连接端子6在把多个电源单元2连接起来的情况下同相邻的电源单元2的AC入口5相连接，而且，如该图(A)所示那样，AC输入电缆7被连接在最外侧的电源单元2的AC入口5上。由此，连接起来的多个电源单元2具有共同的电源线，能够由商用电源(外部电源)供电。而且，如果这样把多台电源单元连接起来，由于除了位于最外侧的电源单元2的AC入口5之外，其他入口5同AC入口连接端子6相连接但不露在外边，因而就不会有错误地把AC电缆7连接到多个AC入口上而使它们同时与商用电源相连接的危险。
在连接AC入口5和AC入口连接端子6的电源线L1上，可以通过第一转换开关8同AC输出插座9相连。即，该第一转换开关8，在没有停电等的正常情况下为同电源线L1相连接的状态，AC输出插座9直接从商用电源接受供电。而且，如该图(A)所示那样，上述AC输出插座9以露出的8、11状态配置在壳体3的上表面上。
并且，在上述电源线L1上连接充电器10，通过第二转换开关11就可以把蓄电池12同该充电器10相连接。即，在平常时把两者10、11连接起来而接受来自商用电源的供电给蓄电池充电。一旦发生停电，第二转换开关11转换到增压器13一侧，就可以从蓄电池12向增压器13供电。
该增压器13的输出同逆变器14相连接，并且该逆变器14的输出同上述第一转移开关8相连接，在停电时，该第一转换开关8转换为使逆变器14同AC输出插座9相连接。即，通过上述增压器13、逆变器14等构成功率输出装置。
虽然通过控制部15来监视上述各转换开关8、11的转换处理和增压器13、逆变器14的工作控制以及蓄电池12的的状态等，但由于相关的工作控制是与安装在普通不断电电源上的情况大致相同，则省略其说明。
在该实施例中，由于需要使预定的动作与其他电源单元2的同步，控制部15就同分别形成在壳体3两个侧面上的上游连接端子16、下流连接端子17相联合，能使通过这些连接端子16、17而相邻连接的电源单元2的控制部15相互联动起来。而且，把上游连接端子16配置在设置AC入口5的侧面上。
在壳体3的两个侧面上设置AC输出连接端子18、18，把AC输出插座9同该端子18、18相连接。而且，两个端子18，18分别同设在相邻的电源单元2上的AC输出连接端子18相连接。由此，把设在各电源单元2上的各个AC输出插座9连接起来，不言而喻，其自身的蓄电池12就能接受来自其他电源单元2和蓄电池12的供电。
在控制部15上连接发光元件19，如该图(A)所示那样，该发光元件19，如该图(A)所示那样，该发光元件19配置在壳体3的上表面预定位置上。这样，就能够根据来自控制部15的控制信号通知负荷的状态(是否过负荷)和蓄电池12的状态(判断电池检验(寿命判定)的结果老化明显，或者发生异常的情况等)。
在本实施例中，在未设有上述各端子等的壳体3的另一个侧面的预定位置上形成扣锁突片20和扣锁突起21，在扣锁突片20上形成细长的通孔20a，在如该图(A)所示那样的连接多个电源单元2的情况下，任一个电源单元2的扣锁突片20突出到相邻的电源单元2的侧面上，以同设在此处的扣锁突起21相配合。由此，就防止了因在使用中弄错而使各电源单元2分离开。
下面对本实施例的基本工作原理进行说明。首先，在把一个电源单元2作为单独的不断电电源装置来使用的情况下，把AC输入电缆7连接在电源单元2的AC入口5上，一旦把该AC输入电缆7连接到商用电源上，就向电源线L1供给AC100(V)。这样，在AC输出插座9上，通过直接传输电路(从电源线L1通过第一转换开关8的路径)输出上述AC100(V)。此时，通过充电器10对蓄电池12充电。
一旦在相应的状态下发生停电，通过安装在控制器15内的公知的控制装置而检测该停电状态，切换第一、第二转换开关6、11。由此，由蓄电池12给增压器13供电，在此被升压。该被升压的直流被提供给下一级的逆变器14，在此被变换为交流电，然后通过第一转换开关8提供给AC输出插座9。由此，进行备用处理。
另一方面，对把多个电源单元连接起来构成不断电电源装置1的情况进行说明。把预定数量(在本实施中各为3个)的电源单元2并排布置，把相邻电源单元2的AC入口5和AC入口连接端子6相互联结，并且把上游连接端子16和下游连接端子17以及AC输出连接端子18相互联结起来，成为图1(A)所示的状态。一旦把AC输入电缆7连接到商用电源上，由于在各电源单元2内的电源线L1上被提供以AC100(V)，就会通过直接传输电路把该AC100(V)提供给设在各电源单元2上的AC输出插座9，就能向负荷供电。
一旦在该状态下发生停电，根据与上述相同的原理，内置在各电源单元2中的蓄电池就会放电，向各AC输出插座9进行供电而成为备用状态。
在本实施例中，因为由AC输出连接端子18连接各AC输出插座9，所以能够从任一个电源单元2的AC输出插座9取出所连接的各蓄电池12的并联连接状态的输出容量。即，假设负荷为1个，就能够由并联连接的3个蓄电池12供电，即使对大容量的负荷也能仅通过增加所连接的电源单元2的数量来简单地解决。当然，对于各AC输出插座9也能够分别连接OA设备等。在此情况下，为了与所连接的OA设备等负荷的总容量相适应，可以连接大于其容量那样的预定数量的电源单元2。这样，如果在构成不断电电源装置之后，即使在OA设备等的所连接的负荷数量增加和所使用的机器的变更中伴随着其本体容量的增大，仅通过增加电源单元2就能适应。
而且，即使在备用处理中多个电源单元中的一部分发生故障，在用剩余的安装在正常工作的电源单元中的蓄电池容量足以供给负荷的容量的情况下，能由该正常工作的电源单元向负荷供电。即，即使一部分发生故障，也不一定会立刻成为不能备用的状态。
另一方面，在上述那样把多个电源单元2连接起来构成不断电电源装置1的情况下，由于安装在多个电源单元2上的各个逆变器14的输出(交流)向各AC输出插座9供电，就需要使向备用的转换定时和输出波形等同步进行。在此，相应的同步处理是通过使各控制部15联动动作进行的。更具体地说，在本实施例中，以任意一个控制部为主要的，而其余的控制部根据来自主要控制部的控制信号(直通状态)使自己的各部分工作。
由此，各控制部进行下述判断是一个电源单元单独地构成不断电电源，还是把多个电源单元连接起来而构成的，如果是单独的，就进行上述独自的控制。另一方面，在判定为多个连接的情况下，则判定自己的控制部是否是主控制部。如果是主控制部，就对自己和其他电源单元的各装置部分直接地或通过其他控制部间接地传送控制指令。在不是主控制部的情况下，根据来自主控制部的指令信号进行预定的处理。而且，在本实施例中，把连接着AC电缆7的电源单元2的控制部作为上述主控制部。
上述各种判定结构，如图2所示那样，在控制部15的内部设置电阻值检测部22，同时在上游连接端子16内的两个插头16a，16a之间连接电阻23(电阻值R)，由上述电阻值检测部22来计量这两个插头16a、16a之间的电阻值。上述两个插头16a、16a同所对应的下游连接端子17的两个插头17a、17a导通。
通过这种结构，在单独工作(未同其他的电源单元连接)的情况下，由电阻值检测部22所检出的电阻值为电阻23的电阻值R；另一方面，在多个电源单元2连接起来的情况下，由于该电阻23只以电源单元2的连接数并联连接，与单独使用时相比所检测出的电阻值不到其二分之一。这样，通过用预定的值(R～R/2之间的任意值)对由电阻值检测部22的检测值进行阈值处理，就能判定出是否是单独工作。
在多个单元连接起来的情况下的主控制部的检测，例如，由于连接AC电缆7的电源单元2其上游连接端子16处于断开状态，所以安装在各电源单元2的控制部15都对这种状态进行判断，在断开状态的情况下确认自己是主控制部，在不是断开状态的情况下，由于不是主控制部，则根据来自主控制部的信号进行工作。对是否为断开状态的判断，例如，把连接端子16的预定的两个插头作为判定插头，在对应于该判定插头的下游连接端子17一侧，就能通过连接使该判定插头导通的规定电阻来简单地进行判定。
作为上述各种判定处理，虽然是使用连接端子的预定插头，但也可以在壳体3的预定位置上设置邻近开关(限位开关)等，检测是否在该开关上连接其他的电源单元，除此之外，也能采用其它各种方式。主控制部并不仅限于本实施例这样的内置在AC电缆7所连接的电源单元的情况，也可以是多个连接起来中的任意一个。下面对作为一个像上述那样决定的主控制部15的功能的输出波形的同步和转换定时的控制进行说明。首先，在上述这种实施例中，由于从多个电源单元2的蓄电池12(逆变器14)对一个负荷供电，就必须使各逆变器14的输出波形同步。在该实施例中，在各电源单元2的控制部165内置有正弦波发生器(图中省略)，各逆变器接受该正弦波发生器的输出而把直流变换为交流。并且，根据为使从主控部15送出的过零点相互一致的同步信号(50Hz或60Hz)来驱动该正弦波发生器。由此，各电源单元2的逆变器14根据来自单一控制部(主控制部)15的控制信号同步工作，以进行装置的稳定工作。
通过这种结构，尽管连接数量变多，也不会出现噪声加入或相位偏移等。在连接数量少以及噪声等的影响少的情况下，例如可以从主控制部15对各电源单元并联地供给PWM信号。但是，在这种情况下，伴随着所连接的电源单元个数增多，由于PWM信号的传输距离变长就容易受到噪声和相位偏移的影响。如果使用继电器作为上述第一转换开关8，其转换时间就会以3ms～ms的程度分散。这样，就会产生在某个电源单元2连接到逆变器14一侧的瞬间其他的电源单元2仍是按原样同直接传送电路相连接的状态。这样一来，就会在逆变器14一侧发生电流的反向电流减小，就有发生故障的危险。
在本实施例中，如图3(A)所示，由设在控制部15内的电阻值检测部(与上述图2所示的电阻检测部22不同)检测跨在第一转换开关8两边的逆变器14的输出侧①和AC输出插座9的输入侧②之间的电阻值。这样一来，在两点①、②间短路(闭合)时，电阻值为很小的值，而另一方面，在同直接传送电路相连(没有闭合)时，电阻值为无限大。
在闭合的情况下，对主控制部15送出转换结束信号，在由主控制部15确认了全部电源单元2的第一转换开关8的转换处理结束之后，才把工作开始指令送给各电源单元2的逆变器14。由此，就不会有把工作中的逆变器14同直接传送电路(商用电源侧)连接起来而产生反向电流的危险。
而且，在全部电源单元2中，作为用于探测成为转换结束(闭合)状态的具体电路结构，如图3(B)所示那样，把电阻25(电阻值R)并联地插入上游、下游连接端子16、17中的预定的两个插头16b、17b间，把在探测出闭合状态时亦成为闭合状态的接点26与该电阻25相串联。
通过由主控制部15内的闭合探测部27求出所述连接的并联电阻的电阻值，并判断其是否为预定值就能探测到全部电源单元2都成为闭合状态的情况。即一旦全部电源单元2都成为闭合状态，由于安装在各电源单元中的所有电阻25被并联连接，则所算出的电阻值为R/N。N是连接数。
在本实施例中，由于用于检测上述单独供电或组合供电的电阻23的电阻值与该电阻25的电阻值相等，则电阻值检测部22和闭合探测部27所得到的检测结果为相同的。这样，由闭合探测部27接收来自同一控制部15内的电阻值检测部22的检测结果，在自己的计算结果变为与该值相等时，就可以判定为全部的电源单元都已转换结束(闭合)。由此，由这种电阻值的计算·比较的简单结构，就能进行迅速而且正确的控制。
可是，一旦在所连接的多个电源单元中出现了发生故障的情况，就无法进行上述第一转换开关的转换处理和接点26的闭合动作。在电阻值检测部22中，不管有无故障都是由所连接的个数来决定所测定的电阻值。这样，在其原状下，即使工作正常的全部电源单元都已闭合，在上述装置中，由电阻值检测部22和闭合探测部27所得到的检测结果也不会相等。
在此，虽然省略了图示，但能够通过例如在用于求出有无连接的并联连接数量的电阻23上串联插入在故障时成为断开状态的接点来解决。这样一来，由于安装在发生故障的电源单元中的电阻23从电阻值检测单元22上断开，不论有元故障发生，都能检测出工作正常的全部电源单元转换结束。但是，一旦各电源单元2的输出电压为恒定，则每个电源单元的负荷分配分散，就会出现仅内置在某个电源单元内的蓄电池急剧消耗的情况。在本实施例中，图4表示逆变器14的负荷的输出特性，在各电源单元2间负荷负载率为均等的，各个单元就能以最佳值的状态工作。
即，某个电源单元2随着所承担的负荷容量的增加而降低输出电压。而且，一旦成为规定值以上(105％以上)的负荷负载，为了对过负荷进行保护，就要与现有技术一样停止输出。该输出电压的控制是通过各控制部15检测自己负载的负荷容量并调整逆变器14的输出和由增压器13所产生的升压比来进行。作为这样的输出电压的特性，由于作为负荷的各OA设备等允许AC100V±10％的输入，从而没有问题。
通过这种结构，现在负荷负载小的电源单元2通过使其输出电压升高(增大电流值)而对于其他电源单元2成为优越地位，由此提高负荷负载。反应，现在负荷负载大的电源单元2通过降低其输出电压(减小电流值)而减小负荷负载率。由此，在装置整体中的各电源单元2的负荷负载根据其能力很好地进行平衡分配，以简单地进行电流均分。由于各电源单元内的控制部15根据自己的工作状况来进行相应的控制，就不需要同其他单元相互的调整·控制。一旦把多个电源单元连接起来，伴随着电流均分和蓄电池能力的分散各电源单元放电终止时间就可能有较大差异。这样一来，如果要在各电源单元上均等地分担负荷，其结果，随着接近放电终止时刻而使相对于该单元具有的现有容量的负载率变大，从而加速放电，在短时间内就成为放电终止状态。
在本实施例中，如图5(A)所表示出的逆变器14的输出电压的特性，在蓄电池的剩余量为充足的期间，输出电压为105V(100％的能力)，随着接近放电终止状态使输出电压降低。作为具体的结构，如该图(B)所示那样，由蓄电池电压探测部30检测蓄电池12的端电压，把该检测电压送入后一级的阈值处理部31，判断检测电压是否在阈值(对应于100％的输出电压(105V)的电压)以上。然后，把该判定结果送入下一级的逆变器输出电压控制部32，在蓄电池电压到达阈值后输出其原值；在成为阈值以上的情况下，以反比例输出。由此，一旦蓄电池电压下降，输出电压就成为其原值；另一方面，在阈值以上的情况下，按反比例仅抑制蓄电池电压高的逆变器的输出电压，其结果，最终的逆变器14的输出为恒定。虽然在本实施例中是限制逆变器的输出，但如果改变增压器的升压比也能得到同样的效果。
由此，随着接近放电终止状态，由于负荷分担减轻了，就减少了每单位时间的放电量，就能延长到达放电终止状态的时间。其结果，就能均等地使用各电源单元2，使各蓄电池的放电终止时刻大致为同一时刻，而充分地利用各电源单元的能力。而且，由于各电源单元2探测自己的蓄电池状态等而自动地调整负荷分担，就不需要与其他电源单元之间进行调整·控制负荷分担。
对于蓄电池的老化程度的分散也产生与上述相同的情况。即，即使为满充电的状态，在同新的产品一起长时间使用而发生老化的情况下，能够备用的时间也是不相同的。随着在使用了一定时间后增加了负荷容量而新补加电源单元2，在这种情况下，各蓄电池的老化程度(剩余能力)大不相同。这样一来，不断电电源装置整体的备用能力就由电老化的电源单元所限制。
在此，对应于蓄电池12的剩余能力，图6表示出输出电压的特性。即，剩余能力越大输出电压越高，如果剩余能力降低则输出电压也降低从而负荷负载变轻，以抑制放电量。所谓剩余能力，用于表示老化的程度，是指对应于新的蓄电池在充满电时的可备用时间的现有蓄电池在满充电时的可备用时间。该剩余能力，通过安装在各电源单元2中的蓄电池检验功能(用于通知蓄电池的交换时间)预先对各电源单元进行检测，并保持该值。
作为用于实施这种功能的装置，虽然省略了具体的图示，但有对应于剩余能力的输出电压图表等，从现在的剩余能力检测必需的输出电压，可以把逆变器的输出电压调整为该检测出的输出电压。
最好，通过把对这种剩余能力的输出电压的调整同根据蓄电池的输出电压而进行的输出电压的调整两者组合起来进行，在这种情况下，如图7所示，把输出电压成为恒定的阈值作为由剩余能力所决定的输出电压(由图6所示的特征所决定)，在蓄电池电压降低到低于该阈值时，输出电压也随之降低。作为用于得到该特性的电路结构，在图5(B)所示的方框图中，可以改变作为阈值处理部中的比较基准的阈值，通过根据所检测出的剩余能力而进行变更，就能简单地适用。上述蓄电池检测是强制性地产生模拟停电而成为备用状态(使转换开关8，11转换)，从此时的蓄电池电压下降状态进行判定，在判定结束后恢复到正常状态(来自直接传送电路的供电)。
在本实施例中，以预定的定时(一个月一次的程序)自动进行上述蓄电池检验，具体地是，首先，根据来自主控制器15的控制信号(触发信号)把各电源单元2的控制部15转换到备用状态，以进行老化程度(剩余能力)的判定。如果结束了判定，就对主控制部15传送判定结束信号。但是，如果判定已经结束但还没有进行恢复处理(来自直接传送电路的供电)，则仍在原状态下等待。在从全部的电源单元2接受了判定结束信号之后，从主控制部15对各控制部15发送恢复信号(触发信号)。由各电源单元2的控制部15根据该恢复信号把各转换开关6、11转换(恢复)到原来的直接传送电路一侧，返回到正常的来自商用电源的供电。
这样，一边在各控制部15之间进行通信一边进行蓄电池检验和开关的转换处理，因此，就不会使来自蓄电池的供电和来自商用电源的供电相混合。在如上述那样的各电源单元2的上表面上具有设置了发光元件19的显示部，由控制部15控制其发光元件19的点亮和熄灭。即，由电流互感器等检测基本上在直接传送电路中流通的电流，当该测定电流为预定值以上时，点亮过负荷发光元件19。由来自安装在各电源单元2上的控制部的指示使该元件发光的控制动作，因此，在使一个电源单元2单独动作时，进行通常的过负荷检测，在过负荷时点亮作为预定显示装置的发光元件19，而且，在多个单元连接起来时，如果进行这种控制，由于连线路径长度的差异而使各电源单元2中流过的电流值不相同，就会有发生这种情况的危险在某个电源单元上点亮了过负荷发光元件19而在其他的电源单元上都没有点亮，即，如果把例如负荷连接在设在主电源单元2上的AC输出插座9上，由于离主要电源单元2越远连线通路迂回越长，因而所测定的电流值越低。
为此，在本实施例中，如图8所示，在电源线L1上安装电流互感器CL，主控制部15接受来自作为过负荷检测装置的自身的电流互感器CL的测定值，判断是否超过了装置整体的允许功率，在超过的情况下，通过控制部15点亮全部电源单元2的发光元件。由此，使各单元的显示状态取得一致。
由于各电源单元2的容量是已知的，把根据上述电阻值探测部22的输出所求出的连接个数乘以该值，由此就能简单地求出整体的允许功率。而且，由主控制部15进行这种整体允许容量的计算。
如果允许无限地连接电源单元，而超过AC入口5的电流容量的限制，就有不能确保稳定工作的危险。在本实施例中，为了保证所使用的AC入口5的额定值和稳定工作，如图9所示，对于用于检查的电源35把接点36、第一电阻37(电阻值R1)、第二电阻38(电阻值R)串联连接起来而构成闭合回路。把由上述电源35、接点36所组成的串联电路的两端连接到上游连接端子16的两个插头16C上，另一方面，把第二电阻38的两端连接在下游连接端子17的两个插头17c之间。用控制部15内的作为限制台数判定装置的电压检测部39就能在第二电阻38的两端检测该电压。把电压检测部39的输出送入连接限制判定部40，由该连接限制判定部40判定自己的电源单元是否可以连接。在根据该判定结果而不能连接(超过限制台数)的情况下，不工作，同时，点亮用于表示FAIL的发光元件19来显示连接过多这一状况。
即，仅闭合主控制部15内的接点36，在该状态下，各电源检测部39测定第二电阻38的两端电压，这样一来，如果电源35的电压为E而适当设定R1、R2，则主测定电压为E/2，第二台的测定电压为E/4，第3台的测定电压为E/8，第4台的测定电压为E/16……。
因此，例如，如果使连接允许台数为3台，由连接限制判定部40判断所提供的测定电压是否为E/8以下，一旦超过该值就可判断为超过限制台数。
在第一电阻37上并联设置接点(常开接点)，同时，在第二电阻38上串联设置接点(常闭接点)，在故障时切换上述各接点也行。如果为这种结构，由于能把发生故障的电源单元内的电阻从上述电路中除去，所以能够按预定数量选择工作正常的电源单元，除此之外的单元均不工作。图10表示可以连接用于延长备用时间的增设蓄电池的实施例。即，如该图所示那样，把蓄电池连接端子42连接到电源单元2’上。通过这种结构，一旦把多个电源单元2’连接起来，各蓄电池12通过蓄电池连接端子42直接并联连接。而且，如果在电源单元2’上附设并连接增设蓄电池单元(图中省略)，则由于该增设蓄电池单元在壳体侧面预定位置上具有上述蓄电池连接端子42，同时，连接了该端子42中所内置的蓄电池，结果，电源单元2’内的蓄电池12和增设蓄电池单元内的蓄电池形成并联连接，故仅增加增设蓄电池单元的蓄电池数量就可增大容量，从而延长备用时间。另外，在图10中仅记载了与本实施例相关的某些内容，其他部分与图1等所示的上述各实施例、变形例的情况相同。图11表示另一个实施例。在该实施例中，与上述各实施例不同，把蓄电池作为外加单元，在图示的例子中，把蓄电池单元51连接在电路本体单元50的下表面上。而且在连接该蓄电池单元51的状态下形成图2所示的电路。由此，容易进行伴随着蓄电池老化的更换处理。
在本实施例中，为了防止忘记装上蓄电池单元51，在未装上蓄电池单元51时，就不能同其他电源单元(电路本体单元50)相连接。
即，如该图所示，在电路本体单元的连接侧的两个侧面相对位置上分别设置扣锁突起53和扣锁孔54，在把相邻的电路本体单元50彼此连接起来时，一方的扣锁突起53插入到另一方的扣锁孔54中。
在设有扣锁孔54的侧面的壳体内，可摆动地设置大致呈扇型的活门55。在该活门55的预定位置上设有与上述扣锁孔54形状大致相同的通孔56，一旦旋转活门55到达预定位置，扣锁孔54同道孔56相对准而使其开口，而在其他位置(电路本体单元50单独放置时的位置)上由活门55堵塞住扣锁孔54。
另外，在蓄电池组件51的上表面预定位置上设有推压突起58，一旦把蓄电池组件装到电路本体单元50上，该推压突起进入电路本体单元50内，碰到上述活门55并推向上方。由此进行调整，在活门55摆动后，扣锁孔54同通孔56对准而开。
由此，除非连接上蓄电池单元51，电路本体单元50就不能机械连接，就能确实地防止在未连接蓄电池单元51的状态下转换为备用处理时，因容量不是在短时间内就成为不能备用状态。
图12表示另一个实施例，在该实施例中，进一步扩展了上述的第3实施例，准备了安装控制部的控制单元60、包括逆变器和增压器以及充电器等的电路和AC输出插座的逆变器单元61、内置了蓄电池的蓄电池单元62这三种部分，通过分别准备需要的个数并将它们连接起来，就能构成电源单元以及不断电电源装置。虽然省略了具体的图示，但各单元仍是与上述各实施例一样通过设在各单元侧面上的连接端子而连接起来的，并进行供电和控制指令等的通信。图中的标号64是AC电缆。
即，在上述各实施例中，虽然把控制部设在了各电源单元内，但由于除主控制部之外的其他控制部基本上都为直通状态，则如果连接数量变多，就造成了浪费。然而，在本实施例中，能够适当选择所需要的单元，没有不需要的部件，就能构成由适合于使用环境的各种结构所组成的不断电电源装置。
虽然在上述各实施例中对各种不断电电源进行了说明，但本发明不限于此，也能适用于装载了便携式电源等的蓄电池的各种电源装置。
如上述那样，在本发明所涉及的电源装置中，能够用单独的电源单元对小容量负荷供电，而且，能够通过将预定数量的单元组合来适应大容量负荷。即，能够将其设定为适应于所用负荷的足以满足需要的功率容量。而且，即使对应于其后电气设备的增添和系统改型而导致负荷容量增大，也能够通过增设电源单元来比较简单地增加功率容量，而且，即使装置的一部分发生故障，也能在剩余的电源单元的总容量在负荷容量以上时继续以原状态供电。在适应调整输出电压·电流时，也能对负荷稳定供电。在多个单元连接起来的情况下，当其中的某个电源单元发生故障时，虽然把该故障电源单元取出来进行修理，但在此时，如果剩余的电源单元的总容量在负荷容量以上，仍能在其原来状态下作为电源装置使用。即，在进行修理的同时，不用预备代用品也能使用。
权利要求
1.电源装置，其特征在于其中的电源单元由下列部分构成蓄电池；充电装置，用于对上述蓄电池充电；功率输出装置，用于使蓄积在上述蓄电池中的电荷放电并给预定的负荷供电；控制装置，用于进行上述充电装置和上述功率输出装置的控制；输入端子，能够把上述充电装置和外部电源连接起来；以及输出端子，连接在上述输入端子上，所述电源装置可把设在上述电源单元上的输出端子同设在相同结构的另一个电源单元上的输入端子连接起来，可由一个或多个电源单元对预定负荷供电。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于上述电源单元还具有与上述控制装置相连接并发送和接收预定信号的连接端子，通过把设在上述电源单元上的连接端子同设在相同结构的另一个电源单元上的连接端子相连接，该电源装置可在不同的电源单元之间进行上述预定信号的发送和接收。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，上述控制装置进行如下控制在自己的负荷负载大时，减小由上述功率输出装置所产生的输出电压；而在上述负荷负载小时，增大上述输出电压。
4.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于把多个连接起来的上述电源单元中的一个单元作为主单元，设在该主单元中的上述控制装置对上述各电源单元的上述功率输出装置提供同步信号；上述各功率输出装置根据上述同步信号输出同步的交流波形。
5.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于上述电源单元具有以上述功率输出装置给上述负荷供电的供电路径和通过上述输入端子把由外部电源所提供的功率供给上述负荷的直接传送路径，并对这些路径进行转换；把多个连接起来的上述电源单元中的一个单元作为主单元；设在该主单元中的上述控制装置，在全部电源单元从上述直接传送路径向上述供电路径的转换处理都已结束时，对上述各电源单元的上述功率输出装置输出工作开始信号。
6.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于上述各控制装置监视自己的蓄电池状态并进行如下控制当能力降低时减小由上述功率输出装置所产生的输出电压。
7.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于上述电源单元具有来自上述功率输出装置的对上述负荷供电的供电路径和通过上述输入端子把由外部电源所提供的功率供给上述负荷的直接传送路径，并对这些路径进行转换；把多个连接起来的上述电源单元中的一个单元作为主单元，设在该主单元中的上述控制装置对各控制装置发送开始检查上述蓄电池的老化状况的检查开始指令；上述各控制装置根据上述检查开始指令在转换到上述供电路径一侧的同时进行预定的老化状况检查；在结束了对全部电源单元的老化状况检查的时候，上述主单元的上述控制装置对上述各电源单元发送转换信号，并进行转换到上述直接传送路径一侧的控制。
8.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于上述电源单元具有检测过负荷状态的过负荷检测装置和根据来自该过负荷检测装置的检测结果进行预定显示的显示装置；把多个连接起来的上述电源单元中在电气路径上离外部电源最近的单元作为主单元，设在该主单元中的上述过负检测装置检测连接起来的全部单元接受的总负荷量，在上述总负荷量为预定值以上时，通过上述各显示装置输出处于过负荷状态的显示。
9.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于在上述电源单元中存储关于可预先连接的台数的信息，并同时设置检测连接台数的台数检测装置；在上述多个单元连接起来的情况下，其连接数量超过上述可连接台数的剩下的电源单元处于不能工作状态。
10.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于上述电源单元至少由另外的单元分开构成标准的或增设的蓄电池，同时，上述电源单元通过把该分开形成的各单元进行适当的电气·机械连接而形成。
全文摘要
一种电源装置，能设定适于所用负荷的足够容量，并能对于其后负荷容量的增大增加功率容量。电源单元2包括充电器10、蓄电池12、增压器13和逆变器14，能把由电源线L1所供给的电源直接供给AC输出插座9或把逆变器的输出供给AC输出插座9。可仅由单个电源单元2供小容量负荷备用。把多个电源单元连接起来，可通过控制部15适当控制工作以稳定地供电。此时的容量为安装在各电源单元中的蓄电池的总和，能作为大容量负荷的备用电源。
文档编号H02M7/493GK1127949SQ9411953
公开日1996年7月31日 申请日期1994年12月20日 优先权日1993年12月24日
发明者藤井裕司, 木曾茂盈 申请人:欧姆龙株式会社