CN104753168B - 不间断电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不间断电源装置，在不间断电源部自身发生了异常状态的情况下，也能够正常地向负载侧提供来自输入源的运转电压。设置有不间断电源部(110A)以及切换电路(125)，其中，该不间断电源部(110A)包括：充电电路(120)，其将整流后的输入交流电压进行充电；逆变器(106)，其将该充电得到的电压再变换为交流电压；以及切换电路(103)，其在停电时向负载侧供给再变换得到的交流电压，在正常时向负载侧供给输入交流电压，该切换电路(125)对来自不间断电源部的输出电压和来自与输入源侧连接的异常时旁路路径(110B)的输入交流电压进行切换。根据上述输出电压的检测输出来控制切换电路(125)。

Description

不间断电源装置

技术领域

本发明涉及一种适合应用于如焊接装置等那样需要极力防止在装置运转过程中发生停电事故的装置的不间断电源装置。

背景技术

大多数的装置针对在运转过程中发生的停电事故实施某些对策。在将电子部件等安装到印刷电路板时所使用的焊接装置等中也大多安装有不间断电源装置，来作为停电事故对策。

作为不间断电源装置，已知文献1～3等。专利文献1所公开的不间断电源装置如文献中的图5所示那样连接于交流电源与负载之间。该不间断电源装置具备切换装置14，经由旁路路径15直接供给输入侧的交流电压，并且另一方面，通过变换器12将输入交流电压变换为直流电压后对电容器16进行充电，通过逆变器13将充电得到的电压再变换为交流电压。将再变换得到的该交流电压供给到上述切换装置14。

在向输入侧供给交流电压的情况下，切换到旁路路径15侧，因此输入侧交流电压自身被供给到负载3。在停电时，切换电路进行动作而将充电得到的交流电压供给到负载3。由此，即使发生停电也能够使负载3运转。

在专利文献2所公开的不间断电源装置、特别是图5所公开的不间断电源装置中，也采用了与专利文献1同样的结构。专利文献2中的旁路电路55和切换电路54分别相当于专利文献1的旁路路径15和切换装置14，专利文献2中的电路51相当于专利文献1中的从变换器12到逆变器13的电路系统。

另外，在专利文献3的图1所公开的不间断电源装置中也设置有旁路路径和切换开关，但它们都相当于专利文献1的旁路路径15和切换装置14。

专利文献1：日本特开平9-215345号

专利文献2：日本专利2793264号

专利文献3：WO2008-126820号

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1～3所公开的不间断电源装置均通过在输入交流电压中断时使用预先充电得到的电压，来即使在停电时也能够如同正常时那样供给驱动电压，从而实现不间断供电。因此，每一个系统都设置有在正常时使用的电源路径(与输入交流电压对应的旁路路径)和在停电时使用的电源路径(利用充电得到的电压的路径)。

在该不间断电源装置因某些原因而发生故障、从而发生了尽管正在从输入交流源正常地供给驱动电压但是不能从不间断电源装置输出运转电压的异常状况的情况下，没有任何的应付方法，导致出现与停电状态完全相同的异常状态。

例如如果使用专利文献1进行说明，则该故障能够被认为是以下的情况：在切换装置14不正常地工作而仍然切换到逆变器13侧的状态时，在从变换器12到逆变器13的电路系统中发生异常，无法得到正常的变换电压。在该情况下，尽管没有发生停电，但是会产生无法使负载3运转这样的异常状态。

因此，本发明用于解决这样的现有的问题，提出一种即使在不间断电源装置自身发生了异常状态的情况下也能够将来自输入交流源的驱动电压正常地供电至负载侧的不间断电源装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，在本发明中，不间断电源装置具有不间断电源部，该不间断电源部包括：充电电路，其将输入交流电压整流后进行充电；逆变器，其将该充电得到的电压再变换为交流电压；以及第一切换电路，其在正常时向负载侧供给输入交流电压，在停电时向负载侧供给再变换得到的交流电压，该不间断电源装置设置有：异常时旁路路径，其用于在不间断电源部异常时向负载供给输入交流电压；以及第二切换电路，其对来自不间断电源部的输出电压和来自异常时旁路路径的输入交流电压进行切换，其中，该不间断电源装置根据输出电压的检测输出来控制该第二切换电路。

发明的效果

根据本发明的结构，设置双重的旁路路径，使得在即使是未停电时也不能从不间断电源部输出输出电压(输入交流电压或将充电得到的电压进行再变换而得到的交流电压)时切换电路能够切换到与输入交流源侧连接的异常时旁路路径侧，由此即使在不间断电源部自身发生了异常状态的情况下，也能够经由异常时旁路路径正常地向负载侧供给来自输入交流源的驱动电压(输入交流电压)。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的不间断电源装置的一个例子的主要部分结构图。

图2是表示本发明所涉及的不间断电源装置的异常时的状态的结构图。

图3是在不间断电源装置正常和异常时、交流源停电时的继电器的状态转移图。

附图标记说明

150：负载；110：不间断电源装置；110A：不间断电源部；110B：异常时旁路路径；102：正常时旁路路径；103、125、130：切换电路；103A、125A、130A：第一～第三切换开关；103B、125B、130B：第一～第三继电器电路；La～Lc：第一～第三继电器；106：逆变器；107：切换开关；120：充电电路；108、121：反向阻断用二极管；140：控制电路；142：显示部。

具体实施方式

[实施例]

接着，参照附图说明本发明所涉及的不间断电源装置的一个例子。在图1中，不间断电源装置110连接于输入交流源(交流电源)100与负载(焊接装置等)150之间。作为输入交流源100，示例AC200V。不间断电源装置110如图示那样由不间断电源部110A和与输入交流源侧连接的异常时旁路路径110B构成。从不间断电源部110A的结构来进行说明。

不间断电源部110A具有连接输入交流源100的一对输入端子a、b以及连接负载150的一对输出端子c、d。经由电源开关(power switch)101供给的输入交流电压在被噪声滤波器(NF)104去除了混入输入交流电压的噪声成分后，经过输入端子a(分支点p)经由正常时旁路路径102被供给到第一切换电路103。

在本例子中，使用继电器开关作为第一切换电路103。继电器开关由第一继电器电路103B和第一切换开关103A构成，将输入交流电压供给到第一切换开关103A的触点e侧。第一继电器电路103B由于供给到端子a(分支点p)、b的输入交流电压而工作，在第一继电器电路103B工作的期间切换到触点e侧(图1虚线图示)，但当没有输入交流电压时切换到触点f侧，如图1实线图示的那样自动恢复。

另一方面，经由噪声滤波器104和输入端子a的输入交流电压也供给到充电系统。在本例子中，通过变换器(整流电路105)整流，整流得到的直流电压在被逆变器106再变换为交流电压后，被供给到上述第一切换开关103A中的另一个触点f侧。在输入交流源100停电时使用再变换得到的交流电压，在后面说明其详情。

将整流得到的直流电压经由第一反向阻断用二极管108供给到充电电路120来进行充电。充电电路120如公知的那样由充电用的二极管和电容器构成，对该电容器充电直到成为规定的直流值为止。

充电得到的电压在输入交流源100停电时被用作其代替用，经由第二反向阻断用二极管121被供给到逆变器106，被变换为具有与输入交流电压相同的频率和电压值的交流电压。

由于存在第一切换电路103，因此作为来自不间断电源部110A的第一切换电路103(第一切换开关103A)的输出电压(来自输出端子c的输出电压)，能够得到经由正常时旁路路径102的输入交流电压或者将充电得到的电压进行再变换而得到的交流电压。

作为切换开关107，例如能够使用与电源开关(power switch)101的接通/断开联动地进行接通/断开的机械式的联动开关。

接着，说明设置于不间断电源装置110的异常时旁路路径110B。该异常时旁路路径110B具备设置在输出端子c侧的第二切换电路125以及设置在输入交流电压路径侧的第三切换电路130。

在本例子中，作为第二切换电路125和第三切换电路130，都使用继电器开关。因而，第二切换电路125与上述同样地由切换开关(第二切换开关)125A和第二继电器电路125B构成，第三切换电路130也由第三切换开关130A和对其进行切换控制的第三继电器电路130B构成。第三切换开关130A如图示那样使用一电路一触点式的开闭开关。

第二继电器电路125B作为检测输出端子c、d的输出电压的检测单元而发挥功能，根据有无输出电压来控制第二继电器电路125B的施压状态。

在该异常时旁路路径110B中，向第三切换开关130A供给经由电源开关101和噪声滤波器104的输入交流电压，并且第三继电器电路130B自身也由于该输入交流电压而进行工作。

作为第三切换开关130A的输出的输入交流电压也供给到第二切换开关125A的另一个触点h，作为此处设置的第二继电器电路125B的驱动源，利用在触点g侧、即不间断电源部110A的输出端子c、e得到的输出电压。第二继电器电路125B作为检测在输出端子c、d得到的输出电压的检测单元而发挥功能。

在第二继电器电路125B处于工作状态时，即在正在输出输出电压的状态下，第二切换开关125A切换到触点g侧(图1虚线图示)。另一方面，第三切换开关130A与电源开关101联动地切换。在接通电源开关101时，对第三继电器电路130B施压，第三切换开关130A成为接通状态(虚线图示的状态)。

在上述结构中，供给到第一继电器电路103B和第三继电器电路130B的输入交流电压(端子b’和a’)和在第二继电器电路125B得到的输出电压(端子c’)还被供给到控制电路140。

控制电路140控制不间断电源部110A整体，而该控制电路140还与显示部142连接，根据输入交流源等的状态控制其显示状态。将在后面说明详情。

作为在第一切换电路103中使用的第一继电器电路103B的驱动源，利用在分支点p得到的输入交流源，但也能够利用电源开关101的输出交流电压自身(点q)，因此在该情况下，也向控制电路140供给在点q得到的输入交流电压。以下，参照图1说明这样构成的不间断电源装置110的动作。

(电源断开时的动作)

图1示出电源开关(power switch)101的断开状态。电源开关101仍然断开，因此联动的切换开关107也为断开(图1实线图示)。

由于没有接通电源，因此第一继电器La～第三继电器Lc都为断开(消压)状态，因此不向负载150供给驱动电压。

(正常时的动作说明)

使用图1进行说明。当接通电源开关101时，切换开关107也变成接通(图1虚线图示)，并且开始向不间断电源装置110供电，将输入交流电压经由噪声滤波器(NF)104分别施加到正常时旁路路径102和变换器105。这时，经由电源开关101还向第一继电器电路103B施加输入交流电压，因此通过向该第一继电器电路103B通电，第一切换开关103A切换到触点e侧(图1虚线图示)。通过该切换，向不间断电源部110A的输出端子c、d输出输入交流电压自身。

还将在输出端子c、d得到的输入交流电压经由切换开关107通电至第二继电器电路125B，因此第二切换开关125A切换到触点g侧(图1虚线图示)，因此向负载150供给规定的输入交流电压，能够使负载150正常地运转。

此外，通过接通电源开关101使得第三继电器电路130B也被通电，因此第三切换开关130A如虚线图示的那样切换，但第二切换开关125A切换到触点g侧(虚线图示侧)，因此不会经由第三切换开关130A向负载150供给输入交流电压。

在该正常状态时，经由噪声滤波器104向变换器105供给输入交流电压，因此在该变换器105的作用下将输入交流电压变换为规定的直流电压。该变换直流电压既经由后级的逆变器106被供给到第一切换开关103A，并且还经由第一反向阻断用二极管108被供给到充电电路120。充电电路120以满足负载150所需要的充电容量的方式选定充电常数等。

将充电电路120的输出经由第二反向阻断用二极管121供给到逆变器106，再变换为规定的交流电压。规定的交流电压是指负载150所要求的输入频率和电压值，根据来自上述控制电路140的信号设定该输入频率和电压值。

(停电时的动作)

在由于某些原因而发生了停电时，来自输入交流源100的输入交流电压中断，因此流过正常时旁路路径102的输入交流电压成为零，并且对第一继电器电路103B的通电停止，因此第一切换开关103A自动地切换到触点f侧(图1实线图示)。其结果，在输出端子c、d维持规定的输出电压(充电电压)，因此向负载150供电的供电系统自动地切换到充电电路系统，即使在停电时也能够向负载150供给规定的输出电压。

即使在停电时，电源开关101和与电源开关101联动的切换开关107也仍然保持接通状态，因此，在停电复原时，自动地切换到上述通常的动作模式。

此外，在将本发明应用于焊接装置的情况下，在充电电路的容量是小容量时，能够适当地进行以下等设定：执行控制使得在将供电系统切换到充电电路120的系统时，不向需要大容量的加热器供电，而只向用于将位于装置内的加工中途的工件排出到装置外的输送系统供电。

(异常时的动作)

存在在不间断电源部110A中发生异常状况的情况。参照图2进行说明。该异常状况是指即使没有发生停电也无法从不间断电源部110A得到输出电压的情况。

很少发生这样的状况。例如在第一继电器电路103B发生断线等而第一切换开关103A自动地切换到实线图示状态的状态时，进一步充电电路系统中的第一反向阻断用二极管108切断，从而即使存在输入交流源也停止充电处理。

在这样的情况下，当经过某个时间(推荐时间)时，充电电路120的输出降低，不久负载150陷入运转停止。或者，当反向阻断用二极管121断线时，与断线同时地停止向负载150供电。需要避免这样的异常状况。

在该异常状况下存在输入交流电压，因此第三继电器电路130B维持被施压的状态。因而，如图2那样第三切换开关130A成为接通状态(实线图示)。

另一方面，在反向阻断用二极管108断线了那样的情况下，当充电电路120的输出逐渐降低而输出端子c侧的输出电压成为零时，第二继电器电路125B被消压，第二切换开关125A从触点g侧(图2实线图示)自动恢复为触点h侧(虚线图示)的状态。由该第二切换电路125和第三切换电路130在输入交流源100与负载150之间形成异常时旁路路径110B，向负载150供给驱动电压。

其结果，即使在不间断电源部110A发生了异常的情况下，也能够经由该异常时旁路路径110B向负载150供给与正常状态相同的运转电压。即，能够通过设置双重的旁路路径来避免异常时的事故从而在异常时也进行动作。

对于这样的异常状态，必须提前告知，尽早地使其复原。因此，设置控制电路140和显示部142，在本例子中，监视对第一～第三继电器电路103B、125B以及130B供给电压的电压供给状态，以使控制电路140能够掌握这些第一～第三继电器电路103B、125B以及130B的通电状态。

从图3所示的状态转移图可知，在正常时第一继电器La～第三继电器Lc均为施压状态(接通状态)，在停电时第一继电器La和第三继电器Lc成为消压状态(断开状态)。另外，在尽管正在供给输入交流电压但不能在输出端子c、d得到输出电压时，即在异常状态下反向阻断用二极管108断线时，在存在充电电路120的输出的期间持续对第二继电器Lb施压，但当不存在充电电路120的输出时对第二继电器Lb消压。在上述例子中，尽管正在向第一继电器La供给输入交流电压，但是第一继电器La由于断线等而成为不正常地工作的状态(与断开状态等价)，因此为了方便而将第一继电器La表示为断开状态。

通过像这样监视第一继电器La～第三继电器Lc的通电状态，能够准确地掌握不间断电源装置110的动作状态。

此外，在上述异常状态时，与电源开关101的断开联动地第三切换电路130也断开，从而对负载150通电的通电状态成为断开。该第三切换电路130可以是与切换开关107同样地与电源开关101的接通/断开联动地进行接通/断开的开关结构。根据需要设置第三切换电路130，也能够省略第三切换电路130。

产业上的可利用性

能够应用于需要实现不间断供电的装置(焊接装置等)。

Claims (2)

1.一种不间断电源装置，其特征在于，设置有：

不间断电源部，该不间断电源部包括：充电电路，其将输入交流电压整流后进行充电；逆变器，其将该充电得到的电压再变换为交流电压；以及第一切换电路，其在正常时，不经由上述充电电路而使用正常时旁路路径来向负载侧供给上述输入交流电压，在停电时，将再变换得到的上述交流电压作为输出电压来向负载侧供给；

异常时旁路路径，其用于在上述不间断电源部异常时向负载供给上述输入交流电压；

第二切换电路，其根据来自上述不间断电源部的输出电压的检测输出，自动地对来自上述不间断电源部的输出电压和来自上述异常时旁路路径的上述输入交流电压进行切换；以及

控制电路，其根据针对上述第一切换电路和上述第二切换电路的电压供给状态，来监视上述不间断电源部的异常状态。

2.根据权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

在上述第二切换电路中设置有检测来自上述不间断电源部的输出电压的检测单元，

在没有输出来自上述不间断电源部的输出电压时，上述第二切换电路自动切换到上述异常时旁路路径侧。