JP2001008462A - Uninterruptible power supply - Google Patents

Uninterruptible power supply

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JP2001008462A
JP2001008462A JP11170190A JP17019099A JP2001008462A JP 2001008462 A JP2001008462 A JP 2001008462A JP 11170190 A JP11170190 A JP 11170190A JP 17019099 A JP17019099 A JP 17019099A JP 2001008462 A JP2001008462 A JP 2001008462A
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Japan
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inverter
power supply
output
voltage
circuit
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Tsukasa Nishimura
司 西村
Toshiyuki Nagahama
利幸 長浜
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Japan Storage Battery Co Ltd
GS EE Co Ltd
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Japan Storage Battery Co Ltd
GS EE Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect an external load from a rush current at start and supply power to a capacitive external load of high power factor. SOLUTION: At start up, a power supply device 10 connects an inverter 18 among the inverter 18 and a bypass circuit 11 to an external load, and further causes soft start of the inverter to take place, so as to have the effective value of the output voltage elevated gradually by a control circuit 19. With this constitution, an external load is protected from a large rush current. Furthermore, as an AC voltage outputted from the inverter 18 has a trapezoidal waveform, even if a capacitive external load is connected, a reactive current is suppressed and a power factor can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、外部交流電源の停
電時にも蓄電池を電源としたインバータにより外部負荷
に連続給電可能な無停電電源装置の改良に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an uninterruptible power supply capable of continuously supplying power to an external load by an inverter using a storage battery even when an external AC power supply fails.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の無停電電源装置として、
図6に示した特開平6−105483号公報に掲載され
たものが知られている。同図において、無停電電源装置
は、整流器1、蓄電池2、インバータ3、スイッチ4、
バイパス回路5を備えてなり、無停電電源装置の入力端
子6には商用電源が接続される一方、出力端子7には外
部負荷が接続される。無停電電源装置の起動時には、切
替スイッチ4がバイパス回路5を外部負荷に接続し、商
用電源から出力された交流電圧が直接外部負荷に与えら
れる。そして、インバータ3が正常に立上がりかつ商用
電源と同期状態となってから、スイッチ4が作動して、
バイパス回路5と外部負荷とが切り離されかつインバー
タ3と外部負荷とが接続されて、インバータ3から外部
負荷に電力が供給される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of uninterruptible power supply,
The one disclosed in JP-A-6-105483 shown in FIG. 6 is known. In the figure, an uninterruptible power supply includes a rectifier 1, a storage battery 2, an inverter 3, a switch 4,
A commercial power supply is connected to an input terminal 6 of the uninterruptible power supply, and an external load is connected to an output terminal 7 of the uninterruptible power supply. When the uninterruptible power supply is started, the changeover switch 4 connects the bypass circuit 5 to an external load, and the AC voltage output from the commercial power supply is directly applied to the external load. Then, after the inverter 3 normally starts up and is synchronized with the commercial power supply, the switch 4 is operated,
The bypass circuit 5 is disconnected from the external load and the inverter 3 is connected to the external load, so that the inverter 3 supplies power to the external load.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の無停電電源装置では、起動時にバイパス回路5
から外部負荷に大きな突入電流が与えられ得るという問
題があった。また、これとは別の問題として、インバー
タは、出力電圧の波形を正弦波に近づけることを技術課
題として開発されてきたが、容量性の負荷を接続する
と、無効電流が多く流れて力率が低下するという問題が
ある。
However, in the above-described conventional uninterruptible power supply, the bypass circuit 5 is activated at the time of startup.
Therefore, there is a problem that a large inrush current can be given to the external load from the external device. As another problem, inverters have been developed with the technical task of making the output voltage waveform closer to a sine wave, but when a capacitive load is connected, a large amount of reactive current flows and the power factor decreases. There is a problem of lowering.

【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その第1の目的は、起動時に外部負荷に突入電流が
流れ込むことを防ぐことが可能な無停電電源装置を提供
することであり、第2の目的は、容量性の外部負荷に、
高力率で電力を供給可能な無停電電源装置を提供するこ
とである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply capable of preventing an inrush current from flowing into an external load at startup. The second purpose is to provide a capacitive external load,
An object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply capable of supplying power at a high power factor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る無
停電電源装置は、外部交流電源に連なる整流器及び/又
は蓄電池から電力を受けて交流電圧を出力するインバー
タを備えた無停電電源装置において、外部負荷への電力
供給開始時には、インバータから給電すると共に、その
出力電圧の実効値を徐々に上昇させてソフトスタートを
行わせるインバータ制御手段とを備えたところに特徴を
有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an uninterruptible power supply having a rectifier connected to an external AC power supply and / or an inverter receiving power from a storage battery and outputting an AC voltage. And an inverter control means for supplying power from the inverter at the start of power supply to the external load and gradually increasing the effective value of the output voltage to perform a soft start.

【0006】請求項2の発明は、請求項1記載のものに
おいて、インバータ制御手段は、インバータの出力電圧
波形を、台形波形とするところに特徴を有する。
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the inverter control means changes the output voltage waveform of the inverter to a trapezoidal waveform.

【0007】請求項3の発明に係る無停電電源装置は、
外部交流電源に連なる整流器及び/又は蓄電池から電力
を受けて交流電圧を出力するインバータを備えた無停電
電源装置において、インバータから出力される交流電圧
波形を台形波形にする台形波生成手段を備えたところに
特徴を有する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an uninterruptible power supply.
An uninterruptible power supply including an inverter that receives power from a rectifier connected to an external AC power supply and / or outputs an AC voltage by receiving power from a storage battery, includes trapezoidal wave generation means for converting the AC voltage waveform output from the inverter into a trapezoidal waveform. However, it has features.

【0008】請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれ
かに記載のものにおいて、外部交流電源から受けた交流
電圧を直接又は変圧して出力するバイパス回路と、イン
バータの動作に異常が生じた場合にインバータからの給
電を遮断し、バイパス回路から給電するように出力を切
り替える切り替え手段とを備えたところに特徴を有す
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided a bypass circuit for directly or transforming and outputting an AC voltage received from an external AC power supply, and an abnormality in the operation of the inverter. Switching means for switching the output so that the power supply from the inverter is cut off and power supply from the bypass circuit is provided when the power supply occurs.

【発明の作用及び効果】請求項1の無停電電源装置は、
起動時には、インバータ及びバイパス回路のうちインバ
ータから外部負荷に給電し、かつ、そのインバータをイ
ンバータ制御手段によって出力電圧の実効値が徐々に上
昇するようにいわゆるソフトスタートさせているから、
外部負荷に突入電流が流れることを防止できる。
The uninterruptible power supply of claim 1 is
At the time of startup, since the inverter and the bypass circuit supply power to the external load from the inverter, and the inverter is so-called soft-started by the inverter control means so that the effective value of the output voltage gradually increases.
Inrush current can be prevented from flowing to the external load.

【0009】請求項2及び請求項3の構成によれば、イ
ンバータから出力させる交流電圧波形を台形波にしたか
ら、容量性の負荷が接続されても、無効電流を抑えて力
率を改善することができる。また、この無停電電源装置
は、CATV用伝送路上の増幅器用の無停電電源供給器
として特に好ましく、さらには、増幅器が容量性負荷で
ある場合に特に好ましく、無停電電源の間隔を長くする
場合に適している。
According to the second and third aspects of the present invention, since the AC voltage waveform output from the inverter is trapezoidal, even if a capacitive load is connected, the reactive current is suppressed and the power factor is improved. be able to. This uninterruptible power supply is particularly preferable as an uninterruptible power supply for an amplifier on a CATV transmission line, and is particularly preferable when the amplifier is a capacitive load. Suitable for.

【0010】請求項4の構成によれば、インバータが故
障したような場合等でも、バイパス回路から給電が行わ
れるため、電源としての信頼性を向上させることができ
る。また、バイパス回路を設ける場合には、バイパス回
路からの出力とインバータからの出力との位相が常に揃
うようにするのが好ましい。そのようにすれば、切り替
え時に位相ずれが生じなくなり、切り替え時に改めて位
相を揃える必要がなくなる。さらに、バイパス回路から
の出力とインバータからの出力との位相が常に揃うよう
にするには、インバータ出力の位相を外部交流電源の位
相に揃えると共に、バイパス回路出力の位相を、例えば
外部交流電源から受けた交流電圧を直接又は変圧して出
力することで、外部交流電源の位相に揃えればよい。
According to the configuration of claim 4, power is supplied from the bypass circuit even when the inverter is out of order, so that the reliability as a power supply can be improved. When a bypass circuit is provided, it is preferable that the output from the bypass circuit and the output from the inverter always have the same phase. By doing so, a phase shift does not occur at the time of switching, and there is no need to align the phases again at the time of switching. Furthermore, to ensure that the phase of the output from the bypass circuit and the phase of the output from the inverter are always aligned, the phase of the inverter output is aligned with the phase of the external AC power source, and the phase of the bypass circuit output is, for example, The received AC voltage may be directly or transformed and output to make the phase of the external AC power supply uniform.

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態を
図1〜図5を参照しながら説明する。本実施形態の無停
電電源装置10(以下、適宜、「電源装置10」とい
う)に備えた電力ラインL1(図1の太線参照)は、入
力側でバイパス回路11と交流生成回路12とに分岐さ
れている。電力ラインL1の入力端子15には、本発明
の外部交流電源としての商用電源(図示せず)が接続さ
れ、これがバイパス回路11と交流生成回路12との分
岐部分に設けた図示しない変圧用コイルにより、AC1
00Vから例えば60Vに降圧されて両回路11,12
に与えられており、バイパス回路11は、この交流電力
をそのまま出力する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. A power line L1 (see a bold line in FIG. 1) provided in an uninterruptible power supply 10 (hereinafter, appropriately referred to as “power supply 10”) of the present embodiment is branched into a bypass circuit 11 and an AC generation circuit 12 on the input side. Have been. A commercial power supply (not shown) as an external AC power supply of the present invention is connected to the input terminal 15 of the power line L1. This is a transformer coil (not shown) provided at a branch portion between the bypass circuit 11 and the AC generation circuit 12. As a result, AC1
The voltage is reduced from 00 V to, for example, 60 V, and both circuits 11, 12
, And the bypass circuit 11 outputs the AC power as it is.

【0011】一方、交流生成回路12は、整流器16と
インバータ18と蓄電池17とを備え、インバータ18
が、整流器16と蓄電池17の少なくとも一方から直流
電力を受けて、これを交流電力に変換して出力する。
On the other hand, the AC generation circuit 12 includes a rectifier 16, an inverter 18, and a storage battery 17, and the inverter 18
Receives DC power from at least one of the rectifier 16 and the storage battery 17, converts the DC power into AC power, and outputs the AC power.

【0012】電源装置10の電力ラインL1の出力側に
は、上記インバータ18の出力とバイパス回路11の出
力とを電源装置10の出力端子14に選択的に接続する
出力切替スイッチ13が設けられている。この出力切替
スイッチ13は、常には、インバータ18を出力端子1
4に接続する一方、後述するようにインバータ18に異
常が検出されたときに、バイパス回路11を出力端子1
4に接続する。
An output switch 13 for selectively connecting the output of the inverter 18 and the output of the bypass circuit 11 to the output terminal 14 of the power supply 10 is provided on the output side of the power line L1 of the power supply 10. I have. The output changeover switch 13 always connects the inverter 18 to the output terminal 1.
4 when the inverter 18 detects an abnormality as described later, the bypass circuit 11 is connected to the output terminal 1.
Connect to 4.

【0013】出力切替スイッチ13とインバータ18と
は、共に電源装置10に備えた制御回路19によって制
御される。制御回路19は、図2に示すように、PWM
信号生成回路22に、三角波生成回路23と基準波生成
回路21とを連ねて備える。
The output changeover switch 13 and the inverter 18 are both controlled by a control circuit 19 provided in the power supply 10. As shown in FIG. 2, the control circuit 19
The signal generation circuit 22 includes a triangular wave generation circuit 23 and a reference wave generation circuit 21 in series.

【0014】基準波生成回路21は、図3に詳細が示さ
れており、反転増幅器30を構成するオペアンプ30A
のマイナス入力に、計8個の抵抗31を並列接続すると
共に、これら抵抗31をマルチプレクサ32に接続し
て、抵抗31群のいずれかに選択的にバイアス電圧VC1
が印加される構成としてある。抵抗31群は、例えば、
同図において下から3つ目までの各抵抗31の抵抗値は
下から順に大きくなるように異ならせてあり、残りの5
つの各抵抗31は抵抗値を全て同じにしてある。また、
反転増幅器30の後段には、反転スイッチ回路33が備
えられ、さらにその後段には図示しない平滑用のコンデ
ンサが備えられている。そして、マルチプレクサ32
は、CPU24から与えられた同期パルスをカウントす
るカウント回路34からの計数信号にに基づき抵抗31
群のいずれかを有効化する。
The reference wave generation circuit 21 is shown in detail in FIG.
A total of eight resistors 31 are connected in parallel to the minus input of the resistor 31. These resistors 31 are connected to a multiplexer 32 to selectively apply a bias voltage VC1 to one of the resistors 31 group.
Is applied. The group of resistors 31 is, for example,
In the figure, the resistance values of the third to third resistors 31 from the bottom are different so as to increase in order from the bottom, and the remaining 5
Each of the three resistors 31 has the same resistance value. Also,
An inverting switch circuit 33 is provided at a stage subsequent to the inverting amplifier 30, and a smoothing capacitor (not shown) is provided at a subsequent stage. And the multiplexer 32
Is a resistor 31 based on a count signal from a count circuit 34 for counting the synchronization pulse given from the CPU 24.
Activate one of the groups.

【0015】上記CPU24には、商用電源の出力とイ
ンバータ18の出力とが、フェイズコンパレータ25
A,25Bを通してパルス信号として入力されている。
また、上記インバータ18の出力電圧は、ノッチフィル
ター27を通して誤差増幅回路26に取り込まれてい
る。誤差増幅回路26は、図4の下段に示されており、
取り込んだインバータ18の出力電圧と基準電圧Vrfと
の誤差電圧を反転増幅して、前記基準波生成回路21の
バイアス電圧VC1として出力している。
The output of the commercial power supply and the output of the inverter 18 are supplied to the CPU 24 by a phase comparator 25.
A and 25B are input as pulse signals.
The output voltage of the inverter 18 is taken into the error amplifier circuit 26 through the notch filter 27. The error amplification circuit 26 is shown in the lower part of FIG.
An error voltage between the taken-in output voltage of the inverter 18 and the reference voltage Vrf is inverted and amplified, and output as a bias voltage VC1 of the reference wave generation circuit 21.

【0016】さて、上記誤差増幅回路26の出力側に
は、ソフトスタート回路28が接続されている。ソフト
スタート回路28は、図4の上段に示されており、CP
U24からの信号に基づいて作動するCR積分回路35
の出力をオペアンプ37で非反転増幅している。オペア
ンプ37の出力側には、ダイオードD1のカソードが接
続され、そのダイオードD1のアノードは誤差増幅回路
26の出力に接続されている。
A soft start circuit 28 is connected to the output side of the error amplification circuit 26. The soft start circuit 28 is shown in the upper part of FIG.
CR integrating circuit 35 that operates based on a signal from U24
Is non-inverted amplified by an operational amplifier 37. The output side of the operational amplifier 37 is connected to the cathode of a diode D1, and the anode of the diode D1 is connected to the output of the error amplifier circuit 26.

【0017】また、制御回路19には、インバータ18
の出力と前記PWM信号生成回路22の出力とを取り込
んでインバータ18の異常を検出するインバータ異常検
出回路40が設けられている。インバータ異常検出回路
40は、インバータ18の異常を検出したときには、前
記出力切替スイッチ13を駆動させる。
The control circuit 19 includes an inverter 18
And an output of the PWM signal generation circuit 22 to detect an abnormality of the inverter 18. The inverter abnormality detection circuit 40 drives the output switch 13 when detecting an abnormality of the inverter 18.

【0018】以下、上記構成からなる電源装置10の動
作について説明する。電源装置10の出力端子14に
は、外部負荷として例えばCATV(ケーブルテレビ)
用のケーブルに沿って所定の間隔に配置された中継増幅
器が接続される。この中継増幅器は、例えばAC60V
入力のスイッチング電源を備え、電源側からみて容量性
負荷となる。また、ここで、電源装置10の出力切替ス
イッチ13は、インバータ18の出力を電源装置10の
出力端子14に接続している。
The operation of the power supply device 10 having the above configuration will be described below. For example, a CATV (cable television) is connected to an output terminal 14 of the power supply device 10 as an external load.
Relay amplifiers arranged at predetermined intervals along a cable for connection. This relay amplifier is, for example, AC60V
It has an input switching power supply and becomes a capacitive load when viewed from the power supply side. The output switch 13 of the power supply 10 connects the output of the inverter 18 to the output terminal 14 of the power supply 10.

【0019】電源装置10の起動スイッチをオンする
と、制御回路19と整流器16とが立ち上がる。次い
で、制御回路19が、以下のように動作してインバータ
18を立ち上げる。即ち、制御回路19では、CPU2
4から基準波生成回路21に設けたカウンタ回路34に
同期パルスが送られ、同回路34からの例えば3ビット
の計数信号に基づき、マルチプレクサ32が、図3の下
側のから各抵抗31に順次にバイアス電圧VC1を印加す
るように切り替えを行い、上まで行くと今度は下に向か
って順次に切り替えを行う。ここで、同図の下から3つ
目まで各抵抗31の抵抗値は下から順に大きくなるよう
に異ならせてあり、それ以外の各抵抗31は、同じ抵抗
値となっているから、これら各抵抗31が並列接続され
た反転増幅器30の増幅率は、「段階的に大きくな
り」、「一定期間同じ大きさに保持され」、「段階的に
小さくなる」という順序で変化させられる。そして、こ
れがインバータ18が出力すべき交流の半周期毎に繰り
返される。これにより、反転増幅器30から斜辺が段階
状となった複数の台形を連ねたような波形となる脈流電
圧が出力される。また、カウンタ回路34からはインバ
ータ18が出力すべき交流の半周期毎に、反転スイッチ
回路33に信号が送られて、上記した複数の台形を1つ
おきに反転させ、さらに、これを図示しないコンデンサ
で平滑処理する。これにより、基準波生成回路21か
ら、図5に示すような、ゼロクロス位相の前後で傾斜状
に変化し、それ以外の位相では平坦となる台形の交流電
圧が基準波としてPWM信号生成回路22に出力され
る。
When the start switch of the power supply 10 is turned on, the control circuit 19 and the rectifier 16 start up. Next, the control circuit 19 starts up the inverter 18 by operating as follows. That is, in the control circuit 19, the CPU 2
4, a synchronization pulse is sent to a counter circuit 34 provided in the reference wave generation circuit 21. Based on a 3-bit count signal from the circuit 34, the multiplexer 32 sequentially transmits the respective resistors 31 from the lower side of FIG. The switching is performed so that the bias voltage VC1 is applied to the first line. Here, the resistance values of the respective resistors 31 are different so as to increase in order from the bottom to the third from the bottom in the same figure, and the other resistors 31 have the same resistance value. The amplification factor of the inverting amplifier 30 to which the resistor 31 is connected in parallel is changed in the order of “increases in steps”, “maintains the same magnitude for a certain period”, and “decreases in steps”. This is repeated every half cycle of the AC to be output by the inverter 18. As a result, a pulsating voltage having a waveform like a series of a plurality of trapezoids each having a stepwise hypotenuse is output from the inverting amplifier 30. Further, a signal is sent from the counter circuit 34 to the inverting switch circuit 33 every half cycle of the alternating current to be output from the inverter 18, and the above-mentioned plural trapezoids are inverted every other one. Smooth with a capacitor. As a result, the trapezoidal AC voltage that changes in an inclined manner before and after the zero-cross phase as shown in FIG. Is output.

【0020】PWM信号生成回路22は、前記基準波と
三角波生成回路23から出力された例えば20KHzの
三角波とから、通常の技術として知られているようにパ
ルス幅変調したドライブ信号を生成し、このドライブ信
号に基づいてインバータ18の主回路に備えたスイッチ
群がオンオフされる。これにより、インバータ18は、
PWM制御され、基準波に対応したPWM波を出力す
る。ここで、このPWM波の実効値は基準波の波高に対
応しており、この基準波の波高は、基準波生成回路21
に印加されるバイアス電圧VC1に対応している。
The PWM signal generation circuit 22 generates a drive signal that has been subjected to pulse width modulation as known in the art from the reference wave and the triangular wave of, for example, 20 KHz output from the triangular wave generation circuit 23. The switches provided in the main circuit of the inverter 18 are turned on and off based on the drive signal. Thus, the inverter 18
PWM control is performed, and a PWM wave corresponding to the reference wave is output. Here, the effective value of the PWM wave corresponds to the wave height of the reference wave.
Corresponds to the bias voltage V C1 applied to the

【0021】さて、本実施形態では、基準波生成回路2
1のバイアス電圧VC1の入力ラインには、図2及び図4
に示すように、ソフトスタート回路28と誤差増幅回路
26と出力ラインを共通に接続されており、以下に詳説
するように、電源装置10の起動時には基準波生成回路
21のバイアス電圧VC1が徐々に昇圧され、定常運転と
なってからは、インバータ18の出力電圧(これに対応
する検出電圧)が基準電圧Vrfと一致するようにバイア
ス電圧VC1がフィードバック制御される。
In this embodiment, the reference wave generation circuit 2
2 and FIG. 4 are connected to the input line of the bias voltage VC1 of FIG.
As shown in FIG. 2, the soft start circuit 28, the error amplification circuit 26, and the output line are connected in common, and as described in detail below, when the power supply 10 starts, the bias voltage VC1 of the reference wave generation circuit 21 gradually increases. After the voltage is boosted and the operation becomes steady, the bias voltage VC1 is feedback-controlled so that the output voltage of the inverter 18 (the detected voltage corresponding thereto) matches the reference voltage Vrf.

【0022】以下、これを電源装置10の起動時から順
に説明する。まず、電源装置10の起動直後には、ソフ
トスタート回路28に設けたトランジスタ36はCPU
24からの信号を受けてオンしている。従って、ソフト
スタート回路28のオペアンプ37の非反転入力端子に
は、電源電圧VCCを抵抗R1,R2で分圧した値が印加
されている。
Hereinafter, this will be described in order from the start of the power supply device 10. First, immediately after the power supply device 10 is started, the transistor 36 provided in the soft start circuit 28
It is turned on in response to a signal from 24. Therefore, a value obtained by dividing the power supply voltage VCC by the resistors R1 and R2 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 37 of the soft start circuit 28.

【0023】一方、電源装置10の起動直後はインバー
タ18は動作していないから、誤差増幅回路26の出力
は最大値に向かおうとする。ところが、上記ソフトスタ
ート回路28のオペアンプ37の出力レベルはその最大
値よりも低くなるように抵抗R1,R2等が設定されて
いるから、ダイオードD1が順バイアス状態となってオ
ンし、誤差増幅回路26の出力電圧はソフトスタート回
路28のオペアンプ37の出力電圧にほぼ等しくなるよ
うに抑えられる。したがって、基準波生成回路21に
は、ソフトスタート回路28の抵抗R1,R2で決まる
初期電圧がバイアス電圧VC1として与えられている。
On the other hand, since the inverter 18 is not operating immediately after the power supply device 10 is started, the output of the error amplifier circuit 26 tends to reach the maximum value. However, since the resistors R1, R2 and the like are set so that the output level of the operational amplifier 37 of the soft start circuit 28 becomes lower than the maximum value, the diode D1 is turned on in a forward bias state, and the error amplifier circuit is turned on. The output voltage of the soft start circuit is suppressed to be substantially equal to the output voltage of the operational amplifier 37 of the soft start circuit. Therefore, the initial voltage determined by the resistors R1 and R2 of the soft start circuit 28 is given to the reference wave generation circuit 21 as the bias voltage VC1.

【0024】この後、負荷への電力供給開始操作がされ
たとする。すると、CPU24から同期パルスが出力さ
れてPWM信号の生成が開始されてインバータ18が動
作を始めるとともに、CPU24からの信号によってト
ランジスタ36がオフされる。この時点で、基準波生成
回路21に与えられているバイアス電圧VC1は初期電圧
であって低いから、PWM信号発生回路22に与えられ
る基準波としては、例えば図5の波形図aに示すような
波高値が低い台形波となっており、したがってインバー
タ18が出力する交流電圧の実効値は低いものとなる。
Thereafter, it is assumed that a power supply start operation to the load is performed. Then, a synchronization pulse is output from the CPU 24 to start generation of the PWM signal, the inverter 18 starts operating, and the transistor 36 is turned off by the signal from the CPU 24. At this point, since the bias voltage VC1 applied to the reference wave generation circuit 21 is an initial voltage and low, the reference wave applied to the PWM signal generation circuit 22 is, for example, as shown in the waveform diagram a of FIG. The trapezoidal wave has a low peak value, and thus the effective value of the AC voltage output from the inverter 18 is low.

【0025】また、トランジスタ36がオンした後は、
コンデンサC1が電源電圧VCCに向かって充電されて端
子電圧を上昇させることになるから、ソフトスタート回
路28のオペアンプ37の出力電圧も徐々に上昇する。
このため、基準波生成回路21に与えられるバイアス電
圧VC1も徐々に上昇し、これにより、基準波生成回路2
1から出力される基準波の波高値も徐々に高くなってイ
ンバータ18の出力電圧の実効値が徐々に上昇する。
After the transistor 36 is turned on,
Since the capacitor C1 is charged toward the power supply voltage VCC to increase the terminal voltage, the output voltage of the operational amplifier 37 of the soft start circuit 28 also gradually increases.
For this reason, the bias voltage VC1 applied to the reference wave generation circuit 21 also gradually increases.
The peak value of the reference wave output from 1 also gradually increases, and the effective value of the output voltage of the inverter 18 gradually increases.

【0026】ソフトスタート回路28のオペアンプ37
の出力電圧がさらに上昇して、ある値を越えると、ダイ
オードD1が逆バイアス状態となってオフする。この状
態では、誤差増幅回路26の出力電圧が、そのままバイ
アス電圧VC1として基準波生成回路21に与えられ、イ
ンバータ18のソフトスタートが完了して定常運転とな
る。
The operational amplifier 37 of the soft start circuit 28
When the output voltage further rises and exceeds a certain value, the diode D1 enters a reverse bias state and turns off. In this state, the output voltage of the error amplifying circuit 26 is directly supplied to the reference wave generating circuit 21 as the bias voltage VC1, and the soft start of the inverter 18 is completed, and the steady operation is performed.

【0027】定常運転になると、前述したように、イン
バータ18の出力電圧と基準電圧Vrfとの誤差に基づい
て、バイアス電圧VC1がフィードバック制御される。具
体的には、例えばインバータ18の出力電圧の実効が目
標の値より低下したときには、これが誤差増幅回路26
で反転増幅されて、バイアス電圧VC1が引き上げられ、
インバータ18の出力電圧の実効値が目標の値まで上昇
される。
In the steady operation, as described above, the bias voltage VC1 is feedback-controlled based on the error between the output voltage of the inverter 18 and the reference voltage Vrf. Specifically, for example, when the effective output voltage of the inverter 18 falls below a target value, this is
, And the bias voltage VC1 is raised.
The effective value of the output voltage of inverter 18 is raised to a target value.

【0028】一方、インバータ18の出力は、フェイズ
コンパレータ25Bを通してパルス信号としてCPU2
4に取り込まれる。CPU24は、やはりフェイズコン
パレータ25Aを通してパルス信号として取り込んだ商
用電源の出力と、前記インバータの出力とに位相差が生
じないように、前記基準波生成回路21のマルチプレク
サ32に同期パルスを出力する。これにより、商用電源
と同期した基準波が基準波生成回路21から出力され
て、インバータ18の出力電圧が商用電源電圧と同位相
となる。
On the other hand, the output of the inverter 18 is passed as a pulse signal to the CPU 2 through a phase comparator 25B.
4 The CPU 24 outputs a synchronizing pulse to the multiplexer 32 of the reference wave generation circuit 21 so that a phase difference does not occur between the output of the inverter and the output of the commercial power supply, which is also captured as a pulse signal through the phase comparator 25A. As a result, the reference wave synchronized with the commercial power supply is output from the reference wave generation circuit 21, and the output voltage of the inverter 18 has the same phase as the commercial power supply voltage.

【0029】ところで、本実施形態の電源装置10は、
通常は、整流器16からの電力で蓄電池17を充電しつ
つ、インバータ18を運転して負荷であるCATV用の
中継増幅器に電力を供給する。ここで、本実施形態で
は、上記したようにインバータ18から出力させる交流
電圧波形が台形波となるように制御しているから、負荷
が容量性であるという事情があっても、無効電流を抑え
て力率を改善することができる。
Incidentally, the power supply device 10 of the present embodiment is
Normally, the inverter 18 is operated to supply power to the CATV relay amplifier, which is a load, while charging the storage battery 17 with the power from the rectifier 16. Here, in the present embodiment, since the AC voltage waveform output from the inverter 18 is controlled to be a trapezoidal wave as described above, the reactive current is suppressed even if the load is capacitive. Power factor can be improved.

【0030】インバータ18に異常が発生した場合、制
御回路19に備えたインバータ異常検出回路40がイン
バータ18の出力電圧の変化から異常を検出し、出力切
替スイッチ13を駆動させて、インバータ18を中継増
幅器から切り離し、かつ、バイパス回路11を中継増幅
器に接続する。このとき、インバータ18は商用電源に
同期させてあるから、突入電流が流れ込むことなく切り
替え動作が行われる。
When an abnormality occurs in the inverter 18, an inverter abnormality detection circuit 40 provided in the control circuit 19 detects the abnormality from a change in the output voltage of the inverter 18, drives the output changeover switch 13, and relays the inverter 18. Disconnect from the amplifier and connect the bypass circuit 11 to the relay amplifier. At this time, since the inverter 18 is synchronized with the commercial power supply, the switching operation is performed without inrush current flowing.

【0031】このように本実施形態の電源装置10で
は、起動時には、インバータ18及びバイパス回路11
のうちインバータ18を外部負荷(CATV用の中継増
幅器)に接続し、かつ、インバータ18を制御回路19
によって出力電圧の実効値が徐々に上昇するようにいわ
ゆるソフトスタートされるから、大きな突入電流が流れ
ることを防止できる。しかも、インバータ18から出力
させる交流電圧を台形波としたから、CATVの中継増
幅器のような容量性の負荷を接続した場合でも、無効電
流を抑えることができ、交流電圧を正弦波にして電力供
給するものに比べて力率を改善できる。
As described above, in the power supply device 10 of the present embodiment, the inverter 18 and the bypass circuit 11
Among them, the inverter 18 is connected to an external load (a relay amplifier for CATV), and the inverter 18 is connected to the control circuit 19.
As a result, a so-called soft start is performed so that the effective value of the output voltage gradually increases, so that a large inrush current can be prevented from flowing. Moreover, since the AC voltage output from the inverter 18 is a trapezoidal wave, the reactive current can be suppressed even when a capacitive load such as a CATV relay amplifier is connected, and the AC voltage is supplied as a sine wave. Power factor can be improved as compared to

【0032】<他の実施形態>本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
In addition to the following, various changes can be made without departing from the scope of the invention.

【0033】(1)前記実施形態の基準波生成回路21
では、マルチプレクサ32のスイッチ動作で台形波を生
成していたが、例えば、まず正弦波を生成して、そのピ
ーク部分をツェナダイオードを用いたリミッタ回路でカ
ットすることで、ピーク部分が平坦となった台形波を生
成してもよい。
(1) Reference Wave Generation Circuit 21 of the Above Embodiment
In the above, the trapezoidal wave was generated by the switching operation of the multiplexer 32. For example, first, a sine wave was generated, and the peak portion was cut by a limiter circuit using a zener diode, so that the peak portion became flat. A trapezoidal wave may be generated.

【0034】(2)前記実施形態のPWM信号生成回路
22は、アナログ処理にてインバータ18に与えるドラ
イブ信号を生成していたが、例えば、ROMからデジタ
ルデータを受け取り、これをデジタル処理してドライブ
信号を生成する構成としてもよい。
(2) The PWM signal generation circuit 22 of the above-described embodiment generates a drive signal to be supplied to the inverter 18 by analog processing. For example, the PWM signal generation circuit 22 receives digital data from a ROM, digitally processes the digital data, and performs drive processing. A configuration for generating a signal may be adopted.

【0035】(3)前記実施形態のマルチプレクサ32
に連なる計8個の抵抗31は、互いに抵抗値が異なるも
のとしてもよく、この場合、マルチプレクサ32の切り
替えタイミングの長さを異ならせることで、台形の波形
を生成すればよい。
(3) The multiplexer 32 of the above embodiment
May be different from each other in resistance value. In this case, a trapezoidal waveform may be generated by making the switching timing of the multiplexer 32 different.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る無停電電源装置の全
体構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention.

【図2】無停電電源装置に備えた制御部の構成を示すブ
ロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control unit provided in the uninterruptible power supply.

【図3】基準電圧生成回路の回路図FIG. 3 is a circuit diagram of a reference voltage generation circuit.

【図4】ソフトスタート回路と誤差増幅回路の回路図FIG. 4 is a circuit diagram of a soft start circuit and an error amplifier circuit.

【図5】基準波を示すグラフFIG. 5 is a graph showing a reference wave.

【図6】従来の無停電電源装置の構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional uninterruptible power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…無停電電源装置 11…バイパス回路 13…出力切替スイッチ 16…整流器 17…蓄電池 18…インバータ 19…制御回路(インバータ制御手段) 21…基準波生成回路(台形波生成手段) 28…ソフトスタート回路 24…CPU DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Uninterruptible power supply 11 ... Bypass circuit 13 ... Output changeover switch 16 ... Rectifier 17 ... Storage battery 18 ... Inverter 19 ... Control circuit (Inverter control means) 21 ... Reference wave generation circuit (Trapezoidal wave generation means) 28 ... Soft start circuit 24 ... CPU

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長浜 利幸 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 ジーエス・イーイー株式会社内 Fターム(参考) 5G015 FA02 GA04 GA07 HA04 HA15 JA05 JA23 JA24 JA33 JA34 5H007 AA02 AA17 BB05 CC03 CC09 DA06 DB01 DB12 EA02 EA15 GA02 GA03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyuki Nagahama 1 Kishijoin Nishinosho Inobaba-cho, Minami-ku, Kyoto GS E Co., Ltd. F term (reference) 5G015 FA02 GA04 GA07 HA04 HA15 JA05 JA23 JA24 JA33 JA34 5H007 AA02 AA17 BB05 CC03 CC09 DA06 DB01 DB12 EA02 EA15 GA02 GA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部交流電源に連なる整流器及び/又は
蓄電池から電力を受けて交流電圧を出力するインバータ
を備えた無停電電源装置において、 外部負荷への電力供給開始時には、前記インバータから
給電すると共に、その出力電圧の実効値を徐々に上昇さ
せてソフトスタートを行わせるインバータ制御手段とを
備えたことを特徴とする無停電電源装置。
1. An uninterruptible power supply device comprising an inverter for receiving an electric power from a rectifier and / or a storage battery connected to an external AC power supply and outputting an AC voltage, wherein power is supplied from the inverter when power supply to an external load is started. An inverter control means for gradually increasing the effective value of the output voltage to perform soft start.
【請求項2】 前記インバータ制御手段は、前記インバ
ータの出力電圧波形を、台形波形とすることを特徴とす
る請求項1記載の無停電電源装置。
2. The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein said inverter control means sets the output voltage waveform of said inverter to a trapezoidal waveform.
【請求項3】 外部交流電源に連なる整流器及び/又は
蓄電池から電力を受けて交流電圧を出力するインバータ
を備えた無停電電源装置において、 前記インバータから出力される交流電圧波形を台形波形
にする台形波生成手段を備えたことを特徴とする無停電
電源装置。
3. An uninterruptible power supply device comprising an inverter for receiving an electric power from a rectifier and / or a storage battery connected to an external AC power supply and outputting an AC voltage, wherein the AC voltage waveform output from the inverter is trapezoidal. An uninterruptible power supply device comprising a wave generating means.
【請求項4】 前記外部交流電源から受けた交流電圧を
直接又は変圧して出力するバイパス回路と、前記インバ
ータの動作に異常が生じた場合に前記インバータからの
給電を遮断し、前記バイパス回路から給電するように出
力を切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の無停電電源装置。
4. A bypass circuit for directly or transforming and outputting an AC voltage received from the external AC power supply, and a power supply from the inverter is cut off when an abnormality occurs in the operation of the inverter. The uninterruptible power supply according to any one of claims 1 to 3, further comprising switching means for switching an output so as to supply power.
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