JP2001016802A - 無停電電源のバッテリ電源のテスト - Google Patents

無停電電源のバッテリ電源のテスト

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JP2001016802A JP2000137891A JP2000137891A JP2001016802A JP 2001016802 A JP2001016802 A JP 2001016802A JP 2000137891 A JP2000137891 A JP 2000137891A JP 2000137891 A JP2000137891 A JP 2000137891A JP 2001016802 A JP2001016802 A JP 2001016802A
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エイチ． ボブリー ハワード
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】無停電電源システム（ＵＰＳ）のバッテリ電源
のバッテリを安全にテストする方法および装置を提供す
る。 【解決手段】ＵＰＳ１０は電力線１２，１４により交流
電源に接続された整流器１６を含む。整流器１６は、出
力線１５，１７上に、調整された直流電圧出力を有す
る。出力線１５，１７は、バッテリー電源２０およびイ
ンバータ２２の入力に接続されており、インバータ２２
は、出力接続線２４，２６により交流負荷パワーを供給
する。整流器１６の出力電圧は、接続線１９ａ，１９ｂ
により電圧制御回路１８に接続される。電圧制御回路１
８により整流器電圧をバッテリ２０の通常の放電電圧よ
りも低い点に調整すると電源はバッテリ２０に切りかわ
る。放電が進行し、バッテリ放電停止電圧に達する以前
に調整された低い点で整流器１６に切替えられる構成に
より、無停電バッテリテストが遂行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、負荷、特に広帯域通信システム
の重大な要素である負荷に電力を供給する無停電電源シ
ステム（ＵＰＳ）内のバッテリ電源の動作状態をテスト
する方法および装置に関する。ＵＰＳは、バッテリ電源
に優先して負荷に電力を供給する、少なくとももう１つ
の電源を有する。
【０００２】（発明の背景）メインまたは動作電源が停
電した際、負荷に真に無停電の電力を供給する無停電電
源システムは、絶対必要な負荷、すなわち、電力が中断
または妨害されることなく連続的に供給されることが重
大な負荷に負荷パワーを供給するためにしばしば用いら
れる。このタイプのＵＰＳは、広帯域通信システム、例
えばデータの伝送を含むテレコミュニケーションおよび
ＣＡＴＶシステムなどにおいて広く用いられている。こ
のタイプのＵＰＳは、別の電源が停電した際に代替電源
がシステムに接続すなわち切り換えられなければならな
い予備システムと区別するために、しばしば「真正」Ｕ
ＰＳシステムと呼ばれる。代替電源をシステムに切り換
える必要がある場合、停電を検出し代替電源をシステム
に切り換えるために要する時間の間、負荷への電力フロ
ーが妨害または中断される。
【０００３】真正ＵＰＳシステムは、いくつかの異なる
トポロジーに基づき得る。当該分野において周知である
従来のデュアル変換トポロジーにおいて、インバータ
は、直流電力を交流電力に変換し、交流電力を連続的に
負荷に供給する。このタイプのシステムは最も頻繁に
は、概して交流ユーティリティ電力線である第１の電源
を有する。第１の電源は、整流されて直流電源を供給す
る。この直流電源が、インバータによって必要とされる
直流電力を提供する。交流電力用の整流器はさらに、イ
ンバータ用のバックアップ直流電力を供給するバッテリ
電源のバッテリに対する充電を維持する。交流電源が停
電すると、インバータは、インバータ用の第２の、また
は代替の電源として作用するバッテリ電源によって、中
断することなく直流電力の供給を受け続ける。交流電源
が回復すると、整流器はインバータに再び電力を供給
し、同時にバッテリを再充電する。電力が常に交流電源
またはバッテリ電源のいずれかから供給されるため、イ
ンバータの交流出力の妨害も中断も起こらない。通常の
動作において、両方の電源が使用可能な場合、第１の電
源が代替電源よりも優先される。これは、第１の電源の
直流電源が代替電源の有効電圧よりも高い有効電圧を有
するという事実のためである。両方の電源が使用可能で
はあるが、第１の電源が停電するまで、全電力は第１の
電源により供給される。
【０００４】１９９８年５月１１日付けで出願された
（本発明の発明者である）Ｈｏｗａｒｄ Ｈ． Ｂｏｂ
ｒｙによる米国特許出願第０９／０７５，７５９号は、
複数のインバータの使用により改善された効率を提供す
る代替真正ＵＰＳトポロジーを記載している。従来のデ
ュアル変換トポロジーの場合、電源の優先順位は相対的
電圧レベルにより決定されるが、Ｂｏｂｒｙによるトポ
ロジーの場合、優先順位は直流電圧ではなく交流電圧の
有効な大きさの関係により決定される。この明細書にお
いて、電源の「有効電圧」とは、その大きさがＵＰＳの
インバータに電力を供給する優先レベルを決定する交流
または直流電圧を意味する。
【０００５】状態が悪化し得るバッテリ電源またはいず
れかのバックアップ電源を有するすべてのＵＰＳにおけ
る適用において、バッテリを定期的にテストすることに
より、第１の電源（概して、交流電力線から給電される
整流器）が停電した際にバッテリ電源またはバックアッ
プ電源が信頼性のある電源として機能できることを確か
めることが望ましい。このテストは典型的には、第１の
電源をＵＰＳの入力から切り離すことにより、例えば、
交流電力線をユーティリティ電源から切り離すことによ
り行われる。そうすると、ＵＰＳは、実際の停電時と同
様にバッテリ電源により動作する。この手順によって、
バッテリ電源の、電力を供給する性能をテストするため
に、人工的停電が生成される。このテスト方法はバッテ
リの評価を可能にするという点で有効である一方、負荷
への給電を中断するという実質的な危険を伴う。緩い接
続、腐食した接続、開放された接続、または機能を停止
した若しくは機能を停止しつつあるバッテリセルなどの
バッテリに関する多くの問題は、バッテリが必要な電力
を供給することを妨げ得る。すなわち、給電が中断され
ないということを確かめるためにバッテリをテストする
行為そのものが、実際には、動作バックアップ電源がな
い状態では給電を中断するという結果になり得る。
【０００６】本発明の目的は、ＵＰＳの代替バッテリ電
源のバッテリを安全にテストする方法およびそのための
装置を提供することである。この方法および装置は、バ
ッテリ電源が別の電源が停電した場合と同様に電力を供
給することを要求され、他の電源がバックアップとして
維持され、これにより、バッテリが突然かつ完全に停電
した場合でさえも、バッテリが機能しなくなることにか
かわらず、切り換えなどによって起こる負荷パワーの中
断がないようにする。
【０００７】（発明の要旨）本発明は以下を提供する。
【０００８】１．バッテリ電源を含む複数の使用可能な
動作電源のうちの１つから負荷に電力を供給する無停電
電源システムを動作させる方法であって、該電源は異な
る大きさの通常有効動作電圧を有し、該システムからの
電力は他のいずれの降下する第１の有効電圧よりも高い
有効動作電圧を有する該電源により供給され、該有効電
圧は負荷パワーを供給する該各電源の優先順位を規定す
る第１の関係を有し、該バッテリ電源は少なくとも１つ
の他の電源よりも順位が低い、方法であって、該順位が
より低い該バッテリ電源の状態をテストする方法が、少
なくとも１つの動作電源の通常有効電圧を第１のレベル
から第２のレベルに切り換える工程であって、その間
に、該バッテリ電源と少なくとも１つの他の電源が、該
バッテリ電源の有効動作電圧を他のいずれの電源の有効
動作電圧よりも高くするように動作し、それによって該
バッテリ電源をテスト期間中に負荷パワーを供給する主
要電源にする、工程と、該第２のレベルに変更された有
効電圧の各々を該第１のレベルに切り換えて該バッテリ
テストを終了させる工程と、を含む方法。
【０００９】２．前記第１の順位において相対的に高い
有効動作電圧の各々が、テスト中の前記バッテリ電源の
有効動作電圧よりも低い動作電圧に切り換えられる、項
目１に記載の方法。
【００１０】３．少なくとも２つの動作電源が、前記第
１の順位において前記バッテリの有効動作電圧よりも高
い有効動作電圧を有し、該バッテリの有効動作電圧より
も低いレベルに切り換えられる、項目２に記載の方法。
【００１１】４．前記バッテリ電源の動作有効電圧が、
他の動作電源の通常動作有効電圧よりも高いレベルまで
上昇する、項目１に記載の方法。
【００１２】５．それぞれの交流電源からの電力を整流
することにより確立される各直流電源が、該電源の整流
された直流電圧を調整して、該直流電源のための有効電
圧レベルを確立し、前記バッテリ電源のテストを開始す
る際に、該電圧レベルを該調整された直流電力が調整さ
れるレベルに切り換えて、テスト期間中に該バッテリ電
源用の動作有効電圧より低い有効電圧レベルを供給して
前記バッテリ用のバックアップ電力を提供する工程を含
む、項目４に記載の方法。
【００１３】６．前記システム内の、テストすべき前記
バッテリ電源以外の各電源の直流電圧を調整する工程を
含み、有効電圧の関係を変更してテスト期間を開始する
工程が、該バッテリ以外の前記直流電源の各々の調整を
変更して、該調整された直流電源の各々を動作可能に維
持しながら、該電源の有効電圧を該バッテリ電源用の動
作有効電圧よりも低いレベルまで調整する工程を含む、
項目３に記載の方法。
【００１４】７．前記有効電圧の関係を変更してテスト
期間を開始する工程が、前記テストすべきバッテリ電源
の有効電圧を通常の動作有効電圧よりも高いレベルまで
昇圧する工程を含む、項目１に記載の方法。
【００１５】８．前記バッテリ用の有効電圧の昇圧が、
各電源について通常の動作有効電圧よりも高い電圧レベ
ルまで行われる、項目７に記載の方法。
【００１６】９．前記バッテリテスト期間中に前記バッ
テリ電源の性能をモニタする工程を含む、項目１に記載
の方法。
【００１７】１０．前記バッテリが負荷パワーを供給す
る機能を停止すると、前記バッテリテスト期間が自動的
に終了する、項目９に記載の方法。
【００１８】１１．前記バッテリテストが、所定の期間
に亘って行われる、項目９に記載の方法。
【００１９】１２．複数の電源のうちの１つからの負荷
に無停電電力を連続的に供給する出力ターミナルを有す
る無停電電源システムであって、バッテリ電源と少なく
とも１つの他の電源を含み、該電源が異なる大きさの有
効電圧を有し、該有効電圧の大きさが、負荷に電源を供
給する各順位を決定する、有効電圧間の第１の関係を確
立し、他のいずれの電圧よりも高い有効電圧を有する電
源が優先性を有して負荷パワーを供給し、該バッテリ電
源は該順位においては低く、該システムは、該電源のう
ちの少なくとも１つの出力優先順位を変更して該バッテ
リ電源のテストを実行する電圧制御回路を含み、該電圧
制御回路が、該バッテリ用の有効電圧の大きさが該電源
のうちの少なくとも１つの別の電源よりも小さい、有効
電圧間の該第１の関係を確立する第１の設定と、該バッ
テリ電源の有効電圧の大きさが他のいずれの有効電圧よ
りも大きい、有効電圧間の第２の関係を確立する第２の
設定とを有し、該電圧制御回路が、該第１の設定と該第
２の設定との間の該電圧制御回路を変更する切り換えを
含む、無停電電源システム。
【００２０】１３．前記制御回路の前記第１の設定が、
前記バッテリ電源の有効電圧よりも高い有効電圧を有す
る各電源の電圧を制御し、前記第２の設定が、該各電源
の有効電圧を、該バッテリ電源の有効電圧よりも小さい
大きさに変更する、項目１２に記載の無停電電源。
【００２１】１４．前記電圧制御回路が、前記バッテリ
電源の有効電圧を制御し、該電圧制御回路の前記第２の
設定が、該バッテリ電源の有効電圧を、他のいずれの電
源の有効電圧よりも高い電圧まで上昇させる、項目１２
に記載の無停電電源。
【００２２】１５．前記バッテリ電源以外の各電源が、
交流から直流への整流器を含み、前記システムが、該シ
ステムの該電源からの直流電力を負荷用の交流電力に変
換するインバータ回路を含む、項目１２に記載の無停電
電源システム。
【００２３】１６．前記電圧制御回路が、各整流器から
の有効電圧を制御し、該電圧制御回路の前記第１の設定
が、前記バッテリ電源の有効電圧よりも高い、各整流器
の有効電圧を確立し、前記第２の設定が、各整流器の有
効電圧を、該バッテリ電源の有効電圧よりも低い有効電
圧に変更する、項目１５に記載の無停電電源。
【００２４】１７．前記電圧制御回路が、前記バッテリ
電源からの有効電圧を制御し、該電圧制御回路の前記第
１の設定が、各整流器電源の有効電圧よりも低い、該バ
ッテリ電源用の有効電圧を確立し、前記第２の設定が、
該バッテリ電源の有効電圧を他のいずれの電源の有効電
圧よりも高い有効電圧に変更する、項目１５に記載の無
停電電源。
【００２５】１８．１つの整流器電源と前記バッテリ電
源とを有し、前記インバータ回路が、該バッテリ電源と
該整流器電源とに共通の入力を有するインバータを含
む、項目１５に記載の無停電電源。
【００２６】１９．前記インバータ回路が、前記バッテ
リ電源と第１の電源とに共通の入力を有するインバータ
を含み、該インバータ用の該入力における有効電圧のう
ちの高い方が他のいずれかの電源からの電力を逆バイア
スする、項目１５に記載の無停電電源。
【００２７】２０．前記インバータ回路が、各電源用の
別個のインバータと変圧手段とを含み、該変圧手段が、
各インバータ用の１次巻線を含み、各１次巻線が対応す
るインバータの出力に接続されており、該変圧手段が複
数の該１次巻線に共通の２次巻線を有することにより該
電源の各々のための有効電圧を確立し、他のいずれの電
源よりも高い有効電圧であって、対応する１次巻線およ
びインバータを介して該他の電源の各々からの電力を逆
バイアスする、該共通２次巻線上の有効電圧を有する電
源から負荷パワーが供給される、項目１５に記載の無停
電電源。
【００２８】２１．前記電圧制御回路が、該各整流器の
出力を調整して、それにより、各整流器の有効電圧が前
記バッテリ電源の有効電圧よりも高い、有効電圧間の前
記第１の関係を提供し、前記切り換えに応答して、各整
流器の出力を調整して、それにより、各整流器の有効電
圧が該バッテリの有効電圧よりも低い、前記第２の関係
を提供する、項目２０に記載の無停電電源システム。
【００２９】２２．前記電圧制御回路が、前記バッテリ
の出力を制御するように接続され、かつ、前記切り換え
がその第２の設定に切り換えられたことに応答して、該
バッテリの出力を各整流器電源の有効電圧よりも高い有
効電圧に変換して該第２の関係を確立するように接続さ
れている、項目２０に記載の無停電電源システム。
【００３０】２３．前記バッテリよりも高い有効電圧を
有する各電源が、交流電力を整流してテストすべき前記
バッテリ電源の有効電圧よりも高い有効電圧を有する直
流電源を供給することにより確立された直流電源であ
り、有効電圧間の関係を切り換えて前記テスト期間を開
始する工程が、各整流器出力の電圧を通常の動作電圧か
らより低いレベルまで変更することを含む、項目２に記
載の方法。
【００３１】本発明はＵＰＳシステムの電力の代替のバ
ックアップすなわち２次電源の動作状態を決定するテス
トであって、別の電源が１次または通常の電源として機
能するテストを提供する。ＵＰＳの電源は、ＵＰＳから
の負荷パワーを供給する優先順位を有し、他の電源が電
力を供給しないときには少なくとも１つの２次または代
替の電源が電力を供給する。それぞれの電源の優先順位
は、電源のそれぞれの有効電圧の関係によって決定され
る。各電源は、電源用の有効動作電圧が他のいずれの有
効電圧よりも高いときに負荷用の電力を供給する。
【００３２】本発明によると、動作状態が決定されるべ
きバックアップ電源（通常はバッテリ電源）が、電源用
の優先順位を変更してテストすべき電源を優先順位の１
位にすることによってテストされる。本発明の好適な実
施形態において、これは、電源の有効電圧の関係を変更
してバッテリ電源またはテストすべき他の電源を優先順
位の１位にすることによって行われる。これは、テスト
すべき電源の有効電圧を上昇させること、テストすべき
電源よりも優先順位の高い各電源の有効電圧を降下させ
ること、または両方の組み合わせによってなされ得る。
【００３３】優先順位が変更されて、バッテリ電源また
はテストすべき他の電源が優先順位の１位になると、バ
ッテリは即刻、ＵＰＳからの負荷パワーを供給する機能
を果たす。しかし、少なくとも１つの他の電源（通常は
通常優先順位が１位である電源）がバックアップ電源と
してまだ使用可能であり、バッテリ電源またはテスト中
の他の電源が上記機能を停止した場合、即刻かつ連続的
にＵＰＳの負荷パワーを供給する。このようにして、電
源のテストは実際の動作条件で、テスト中の電源が何ら
かの形で機能を停止した場合に通常優先順位が１位の電
源の停電がなかったかのように、中断も妨害もなく行わ
れる。
【００３４】ＵＰＳが２つ以上の動作電源を有する場
合、バッテリ電源以外の電源の有効電圧の関係は好適に
は、互いに維持される。
【００３５】本発明の好適な実施形態の一局面は、優先
順位の高い直流電源を利用する。この場合、負荷用の電
力を供給する直流電源が、交流電力線からの電力を整流
することによって得られる。このとき、整流器出力は、
２つの有効電圧間で調整または制御される。２つの有効
電圧の一方は、通常動作用の電源の優先順位を確立し、
他方は、バッテリ電源の有効電圧よりも低い電源の有効
電圧を確立する。これは、バッテリ電源の動作状態をテ
ストするためであり、通常は優先順位の高い電源が、テ
スト中のバッテリ電源用の動作バックアップとして維持
される。
【００３６】好適な実施形態において、ＵＰＳの直流電
源は、負荷に交流電力を供給するインバータに接続され
ている。非バッテリ直流電源は、インバータ用の整流さ
れた交流電源を提供し、それぞれの電源の優先順位を決
定する有効電圧を確立する、整流器を有する。本発明の
好適な実施形態においては、整流器電源の有効電圧、お
よびその優先順位は、整流器出力の第１の部分を用いて
整流器からの電圧を調整し、それにより電源の通常の動
作優先順位を確立する第１の有効電圧を提供すること、
および出力電圧の別の部分を用いて整流器出力電圧を調
整し、それにより電源の優先順位を変更する第２の有効
電圧を提供することによって変更される。上記実施形態
において、誤差増幅器は、電源の直流出力に接続された
分圧回路に接続された第１の入力を有し、出力電圧のう
ちの第１の入力上の部分の電圧レベルを、増幅器への第
２の入力上の基準電圧と比較するように動作する。バッ
テリテスト期間中に１つの電圧から別の電圧への整流器
出力を変更するために、スイッチング回路が設けられて
いる。スイッチング回路は、整流器の出力電圧のうち誤
差回路の第１の入力に現れる部分を変更することによっ
て、バッテリテスト期間を開始および終了するように動
作可能である。このことは、関係する電源用の整流器の
出力電圧を変更する。整流器出力の電圧を、バッテリ電
源の電圧に対して低下させることによりテスト期間を開
始するために、出力電圧の一部分を上昇させて、テスト
期間中、整流器からの電圧出力がバッテリ電源の電圧出
力よりも小さくなるようにする。テスト期間の終了時に
は、スイッチング回路がリセットされて直流電源用の通
常の有効電圧を確立する。整流器出力を変更するため、
または優先順位のより高い電源用の電圧設定を制御する
ために、公知のまたは調整可能な電圧制御または調整回
路が、図示されたものに置換され得ることが理解され
る。
【００３７】バッテリ電源のテストはさらに、バッテリ
の電圧を昇圧して他のいずれの電源よりも高い有効電圧
を有するようにすること、または有効バッテリ電圧の昇
圧と１以上の他の電源の有効電圧の低下との組み合わせ
によっても行われ得る。
【００３８】本発明のこれらおよび他の局面および利点
は、本発明を実施するためのベストモードの好適な実施
形態に関する以下の記載から当業者には明らかである。
以下の記載は、本明細書に開示された主題の記載の一部
分を形成する添付の図面を含む。
【００３９】（発明の詳細な説明）図１を参照すると、
本発明が、デュアル変換（交流から直流へ、さらに交流
への変換）無停電電力システム（ＵＰＳ）用の従来のタ
イプの構成に適用された状態で示されている。本明細書
中において、本発明は特定のＵＰＳトポロジーおよび構
成に関して記載および説明されているが、当業者は、本
発明が多くの異なるＵＰＳトポロジーで実施され得るこ
とを理解する。多くの異なるＵＰＳトポロジーは、本明
細書中に示されている上述のＢｏｂｒｙによる特許出願
において開示されているトポロジーを含む。
【００４０】図１の実施形態において、ＵＰＳ１０は、
交流電源、典型的にはユーティリティからの電力線であ
る電力線１２、１４、に接続された整流器１６を含む。
整流器１６は、交流線１２、１４からの交流電力を整流
して、直流電源を確立する。整流器１６は、出力線１
５、１７上に、調整された直流電圧出力を有する。出力
線１５、１７は、インバータ２２の入力に接続されてお
り、インバータ２２は、直流電力を変換して無停電電力
システム用の出力接続線２４、２６に交流負荷パワーを
供給する。インバータ２２用の接続線２４、２６からの
交流電力出力は、負荷（図示せず）に接続されている。
【００４１】動作時には、整流器１６は、ＵＰＳシステ
ムの第１の直流電源を構成し、実際には、従来の整流回
路であり得る。従来の整流回路は、無停電電力供給の当
業者に理解されるように、スイッチモード電源、位相制
御整流器、制御強共振整流器、力率制御昇圧回路、また
は出力電圧が変更または調整され得る他の整流器などで
ある。
【００４２】図１の実施形態において、整流器１６の出
力電圧は、電圧制御回路１８により制御される。電圧制
御回路１８は、回路１８を整流器出力線１５および１７
に接続する接続線１９ａ、１９ｂを有する。整流器１６
は、インバータ２２に電力を供給する直流電源を構成し
ているだけでなく、バッテリ電源２０のバッテリを充電
する電力を供給もする。バッテリ電源２０はさらに、整
流器の出力線１５、１７に接続されている。第１の電源
である整流器１６が電源として機能しない場合、バッテ
リ電源がインバータ２２に直流電力を供給する第２の直
流電源として機能する。
【００４３】直流を交流に変換するために用いられるイ
ンバータは、当業者に周知であり、様々なタイプのイン
バータが電源の直流電力を交流に変換するために用いら
れ得る。様々なタイプのインバータは、図５においてよ
り詳細に示されているインバータを含む。
【００４４】電圧制御回路１８は、整流器１６の出力
を、バッテリ電源よりも高い所定の電圧に維持し、これ
により、バッテリに優先してインバータに電力を供給
し、かつ、バッテリ２０のフル充電状態を維持する。整
流器電圧は、異なるタイプのバッテリに順応するよう変
化され得、バッテリ温度またはその他の可変要素に応じ
てさらに調整され得る。しかし、このような調整は、当
該分野において周知であり、本明細書の記載から本発明
を理解および実施するために説明する必要はない。
【００４５】整流器１６の出力電圧がバッテリ２０の開
回路電圧よりも高い何らかの電圧のままである間、バッ
テリは放電しない。第１の直流電源である整流器１６へ
の給電が停止すると、整流器はもはや電力を供給せず、
整流器からバッテリ２０への電圧は降下する。フル充電
されたバッテリが、線１５、１７を介してインバータ２
２に電力を供給する。バッテリが電力を供給している状
態において、バッテリがインバータ２２に電力を供給し
ている間、バッテリ電圧はフル充電電圧から放電電圧に
まで降下する。例えば、バッテリが４８ボルトの開回路
電圧を有する公称４８ボルトのバッテリである場合、整
流器の、電力をインバータに供給してバッテリを充電す
る電圧は、例えば５２ボルトであり得る。第１の直流電
源である整流器が機能を停止すると、バッテリは放電を
開始し、その電圧は、約４５ボルトまで急速に降下す
る。電圧は、最終的にはさらに４２ボルトまで降下し、
このとき、バッテリはほとんど完全に放電している。第
１の直流電源への給電が回復すると、整流器は動作を再
開し、バッテリが再充電されている間、バッテリ電圧を
約５２ボルトまで回復させる。これらの電圧は例示的な
ものであり、バッテリのタイプおよびにサイズ、温度、
ならびにその他の要素により異なることに留意された
い。
【００４６】インバータが第１の電源（整流器１６）と
第２の電源（バッテリ）とのいずれから直流電力を受け
取るのかを決定するために、スイッチングデバイスも論
理回路も不要であることに留意されたい。さらに、通常
に負荷に給電する電源が他のいずれの電源よりも高い電
圧を有しており、負荷パワーを供給するために、それよ
り低い電圧を有する他の電源に自動的に優先することに
留意されたい。他の電源の各々は、その動作電圧が他の
いずれの電源よりも電圧になると、自動的に優先電源に
なり、負荷に対して電力を供給する。通常、バッテリ電
源は、他のいずれの電源よりも低い電圧を有する電源で
ある。すなわち、ＵＰＳ内の第１の電源は、僅か２つの
電源を有しており、バッテリ電源は常に、第１の電源お
よび他のすべてのより高い優先順位の電源が停電した際
に、中断も妨害もなくインバータに電力を供給するため
に即刻かつ自動的に使用可能である。
【００４７】これまで、インバータに電力を供給するバ
ッテリの性能をテストすることは、整流器をディセーブ
ルすることによってのみ可能であった。これは典型的に
は、整流器への給電を除去して、整流器からの給電が停
止した場合にバッテリが電力を供給することができるか
否かを決定することにより行われる。このように、ＵＰ
Ｓシステムの、テストすべきバッテリ電源以外のすべて
の電源からの給電を停止することが通例であった。この
ことは、バッテリがテスト開始時またはテスト期間中に
バックアップ電源なしに機能を停止して、これによりイ
ンバータおよび重大な負荷が電力を失うという危険をも
たらす。
【００４８】本発明は、バッテリに優先する電源を停電
させることによってではなく、電源の優先順位を変更す
ることによって、バッテリ電源のテストを達成する。テ
ストという目的のために、通常は第２の電源であるも
の、すなわち、図１の実施形態のバッテリが、優先され
る電源となり、通常は第１の電源であるもの（交流電力
線からの直流電力）がバッテリが停電した場合の第２の
電源となる。本発明によると、バッテリ電源をテストす
るために、ＵＰＳシステムの電源は両方とも使用可能の
ままであり、テスト中のバッテリの機能停止はインバー
タへの給電の損失という結果にはならない。逆に、整流
器を介した交流電力線からの電力で動作が続行する。
【００４９】この電源の優先順位の変更は、図１の装置
において、以下の様式で達成され得る。電圧制御回路１
８を用いて整流器電圧を、バッテリの通常の放電電圧よ
りも低い点に調整する。この場合、第１の電源用の低い
方の電圧は、インバータの適切な動作を保証するに十分
高いレベルを有する。バッテリに関して上述した例示的
な電圧（フル充電された４８ボルト）および整流器に関
して上述した例示的な電圧（５２ボルト）の場合、テス
ト期間の整流器電圧は、例えば、４３ボルトに設定され
得る。この電圧は、公称４８ボルトのバッテリの開回路
電圧より低く、実際、バッテリが放電期間のほとんどの
間維持される４４〜４５ボルトのレベルより低いが、バ
ッテリの放電が通常終了する４２ボルトのレベルよりも
高い。その結果、バッテリが電力を供給している場合、
バッテリが４２ボルトという放電電圧に達する目前のバ
ッテリ電圧が４３ボルトまで降下するならば、第１の電
圧電源である整流器が、負荷パワーを供給する。従っ
て、整流器出力が４３ボルトまで低下してバッテリテス
ト期間が開始すると、バッテリは自動的にインバータに
電力を供給する。バッテリがこの給電機能を停止した場
合、バッテリが突然かつ完全に機能を停止したとして
も、整流器は使用可能のままであり、スイッチイングま
たは制御回路の動作を必要とすることなく、インバータ
への電力の供給を再開する。このことは、バッテリの機
能停止がインバータへの、従って負荷への電力の供給停
止という結果になるという危険なく、安全なバッテリテ
ストを提供するという目的を達成する。
【００５０】バッテリテストを終了するために、電圧制
御回路１８は、バッテリに対する優先性を確立し、か
つ、バッテリを再充電してＵＰＳシステムを通常動作に
戻す通常の設定にリセットされる。バッテリテストは、
テスト制御回路３０の動作によって開始されかつ終了す
る。
【００５１】電圧制御回路１８用の適切な電圧制御回路
を図２に示す。電圧制御回路は、バッテリテスト期間を
開始するバッテリテスト回路３０を含む。
【００５２】図２の電圧制御回路１８は、接続線１９
ａ、１９ｂによって整流器出力線１５、１７に接続され
ている。電圧制御回路１８は、分圧回路を含む。分圧回
路は、接続線１９ａに接続されており、かつ、抵抗器３
４、３６と直列に接続されている抵抗器３２を含む。抵
抗器３６は、接続線１９ｂに接続されることにより、整
流器１６の出力に接続されている分圧回路３８を提供す
る。
【００５３】図１の電圧調整回路１８は、誤差増幅器４
０を含む従来のタイプのものである。誤差増幅器４０は
整流器１６への出力接続線４２を有し、従来のタイプの
電圧調整回路１８は、従来の様式で、その出力を所定の
電圧に調整する。この所定の電圧は、誤差増幅器の出力
において本質的にゼロ電圧に維持される。誤差増幅器
は、抵抗器３４と抵抗器３６との間で、分圧器３８に接
続されている入力４４を有し、それにより、誤差増幅器
の入力４４において、整流器出力電圧の第１の部分を確
立する。誤差増幅器はさらに、基準電圧回路４８からの
入力４６を有する。基準電圧は、増幅器にバイアスを印
加することによって誤差信号を確立する。誤差信号は、
入力４４上の電圧によってゼロ出力方向に駆動され、入
力４４上の電圧が基準電圧の電圧レベルに近づくにつれ
て、本質的にゼロ出力に近づく。基準電圧が所望の整流
器電圧および入力４４に印加された完全な整流器出力電
圧にプリセットされるのであれば、整流器はその電圧に
調整される。しかし、入力４４用の分圧タップは、電圧
の一部分を分圧器に印加する。入力４４における出力電
圧部分が基準電圧と同一のレベルに近づくと、誤差信号
がゼロに近づく。このことが、整流器１６を、誤差増幅
器用の入力４４における分圧器電圧を本質的に基準電圧
に保持する出力電圧に調整する。与えられた基準に対し
て整流器が調整される電圧は、誤差増幅器の入力４４に
おける分圧器電圧の一部分を変更することにより、上昇
または低下し得る。
【００５４】誤差増幅器はその入力において整流器出力
電圧の一部分を有するため、整流器の出力電圧は、入力
４４における出力電圧の一部分を変更して、整流器を異
なる電圧出力に調整することにより変更され得る。異な
る電圧出力とは、基準電圧回路への入力４４用の分圧器
タップにおける基準電圧を確立する電圧出力である。
【００５５】バッテリ電源用のテスト期間を確立するた
めに、トランジスタ５０が、抵抗器３４に接続され、バ
ッテリテスト回路３０の、通常は開状態にあるスイッチ
３１が閉じられて、バッテリテスト期間を開始する。バ
ッテリテスト期間中、整流器出力は、バッテリ電源の有
効電圧よりも低い有効電圧で動作する。スイッチ３１を
閉じることにより、電流限定抵抗器３９を介してトラン
ジスタ５０の開ベース回路が閉じられる。トランジスタ
は、分圧器３８から抵抗器３４を短絡させて抵抗器３２
および３６のみを残すように動作する。このことは、入
力４４における整流器出力電圧のより大きい部分を確立
し、それにより、整流器出力電圧を、バッテリの有効電
圧より低いレベルまで降下させる。
【００５６】このように、抵抗器３２、３４および３６
の相対的値を適切に選択した場合、スイッチ３１が閉じ
られると、回路は、整流器電圧を、バッテリテスト期間
用に適切なレベルまで降下させる。スイッチが開放され
ると、トランジスタ５０は非導電性となり、整流器出力
電圧は通常の非バッテリテストレベルまで回復する。こ
のテストモードは、デジタルまたはメカニカルタイマ、
マイクロプロセッサ、または、バッテリテストサイクル
を開始および終了するためにスイッチ３１をそれぞれ閉
鎖および開放するという意図された目的を達成する、当
該分野で公知の他のいずれかの制御デバイスを含むテス
ト制御回路によって制御される。テスト制御回路はさら
に、遠隔的にリレー、モデム、または他の適切なデバイ
スを用いることによって動作され得る。
【００５７】整流器用の上述した例示的電圧、すなわ
ち、通常動作用の５２ボルトとバッテリを優先させる４
３ボルトとを用いて、電圧制御回路の動作および抵抗値
の選択を説明すると、４３ボルトにおける動作用出力の
上記一部分はＲｖ／４３である。ここで、Ｒｖは基準電
圧である。基準電圧が３８．５ボルトである場合、整流
器出力の、入力４４上の部分は３８．５／４３、すなわ
ち０．８９５、すなわち約９０％であり、抵抗器３２の
抵抗は、分圧器３８の抵抗の約１０％である。
【００５８】整流器が５２ボルトの電力を供給する通常
動作の場合、出力の上記部分は、３８．５／５２、すな
わち出力電圧の７４％である。従って、分圧ブリッジが
１０００オームであると仮定すると、抵抗器３６は分圧
ブリッジの抵抗のうちの７４０オームを供給し、抵抗器
３２および３４の抵抗は２６０オームを構成する。
【００５９】分圧器内の抵抗器３２および３６のみで行
うバッテリテストの場合、抵抗器３６は分圧器の抵抗の
９０％を構成する。従って、分圧器の、バッテリ動作用
の全抵抗は７４０／０．９、すなわち８２２オームであ
り、抵抗器３２の抵抗は７４０／９、すなわち約８２オ
ームである。しかし、５２ボルトで動作しているとき、
抵抗器３２および抵抗器３４は計２６０オームの抵抗を
有すると決定された。抵抗器３２の抵抗が８２オームで
あると決定されているため、抵抗器３４は１７８オーム
の値を有する。
【００６０】図３の実施形態において、ＵＰＳシステム
は、交流電力線５８、５９から供給された電力を整流す
る整流器５６を含み、その出力を線６０、６２によって
インバータ６４の入力に接続させている。インバータ６
４は、電力を負荷に供給する出力線６６、６７を有す
る。整流器５６は好適には，従来の電圧調整整流器であ
るが、図１の整流器に図２の電圧調整誤差増幅器を組み
込んで、整流器の出力を所定の電圧、例えば５２ボルト
に調整する整流器であり得る。図３の実施形態はさら
に、バッテリ電源７０と、バッテリの電圧を昇圧する従
来の変換器７２とを含む。バッテリ電源７０と変換器７
２とは直列接続されている。バッテリは、整流器の出力
線６０、６１を介して、インバータ用の第２の直流電源
として機能する。変換器７２の出力は、インバータ用の
入力線６０に接続され、バッテリ出力７５は、変換器の
入力に接続されている。
【００６１】動作中、整流器５６は、当該分野で周知の
従来の調整された整流器であり、好適には、整流器の出
力を所定の電圧、再び例を挙げると５２ボルトに維持す
るように調整されており、電力を供給するための好適な
電源である。しかし、バッテリテスト期間を開始するた
めにも、バッテリテスト期間中にも、整流器電圧は変更
されない。代わりに、バッテリ７０からの電圧が、バッ
テリを、負荷パワーを供給する優先電源として確立する
有効な電圧まで上昇する。
【００６２】図３に示すように、バッテリ電源の有効な
電圧は、整流器出力線６０、６２に接続されている電圧
制御回路７８によって調整され得る。電圧制御回路７８
は、変換器７２への接続線８２上に出力を有する。バッ
テリ電源の電圧調整がなされない場合、変換器７２は２
つの設定を有する。第１の設定は、バッテリ電力用のパ
スを介して有効にフローを提供し、第２の設定は、バッ
テリ電圧を整流器５６の電圧出力よりも高いレベルまで
昇圧または増加させる。しかし、デュアル変換ＵＰＳト
ポロジーにおいては、インバータの効率および調整を向
上させるために、インバータ６４に、バッテリ電源から
の十分に調整された直流入力電圧を付与することがしば
しば好適である。バッテリから調整された直流を供給す
るために、電圧制御回路７８は、調整された出力電圧を
生成するように変換器を調整し得る。調整された出力電
圧は、当業者に周知であるように、バッテリ電圧よりも
低くても高くてもよい。例えば、従来の昇圧変換器は、
バッテリ電圧よりも高い、調整された出力電圧を生成
し、図３の実施形態において用いられ得る。しかし、本
明細書の記載から当業者に明らかであるように、直流電
圧を増加させ調整する他の従来の公知の回路もまた、調
整変換器として用いられ得る。
【００６３】図３の実施形態の変換器７２を調整する電
圧制御回路７８を、図４により詳細に示す。回路は基本
的には、図２に示すものと同一であり、誤差増幅器８４
を含む。誤差増幅器８４は、変換器への出力接続線８２
と、基準電圧回路８５の出力に接続された入力８３と、
分圧器８８に接続された入力８６とを有する。分圧器
は、整流器５６の出力用の線６０、６２に接続されてい
る。分圧器８８は抵抗器９０を有し、抵抗器９０は、整
流器用の出力線６０に接続されている。抵抗器は、抵抗
器９１および抵抗器９２と直列に接続されている。抵抗
器９２は、整流器出力線６２に接続されている。誤差増
幅器８４への入力８６は、抵抗器９０と抵抗器９１との
間で、分圧器に接続されており、それにより、入力８６
での電圧が、整流器電圧の一部分、すなわわち抵抗器９
１および９２間の電圧部分である電圧レベルを有する。
【００６４】図３および４に示す回路はさらに、テスト
制御回路９３とテスト制御スイッチ９５とを含む。
【００６５】図３および４の実施形態の動作を、図１お
よび３に関する記載におけるように例示的電圧を用い
て、さらに詳細に説明する。整流器５６の出力は５２ボ
ルトであり、フル充電されたバッテリ電源は、４８ボル
トの電圧と４４ボルトの放電電圧とを有し、４２ボルト
で有効に放電されると仮定する。さらに、バッテリ出力
は４８ボルトに調整されることになっており、バッテリ
テストのために、バッテリは、５４ボルトの出力を有
し、それにより、バッテリ電源が、負荷に電力を供給す
る整流器よりも優先されると仮定する。
【００６６】バッテリの電圧を約５４ボルトまで昇圧す
ることによりバッテリ用のテストを開始するために、抵
抗器９１に接続されたトランジスタ９４が導電性にされ
て、それにより抵抗器９１の回りに短絡回路を提供す
る。上記短絡回路によって、分圧器内の電流が、誤差増
幅器への入力８６上で、分圧器の抵抗の一部分を減少さ
せる。これはベース電流が抵抗器８９によって限定され
た状態で、トランジスタ９４のベース回路内のスイッチ
９５を閉じることにより行われる。
【００６７】４８ボルトに調整するとき、例としての基
準電圧が３８．５である場合、電圧の、入力８６におけ
る部分は３８．５／４８、すなわち変換器からインバー
タへの出力電圧の８０％である。この場合、抵抗器９
１、９２が分圧器８８の電圧おび抵抗の８０％を構成
し、抵抗器９０の抵抗がこれら３つの抵抗器すべての抵
抗値合計の２０％を構成する。従って再び、３つの抵抗
器の抵抗の合計が１０００オームであると仮定すると、
抵抗器９０の抵抗は２００オームであり、抵抗器９１お
よび９２は計８００オームの抵抗を有する。
【００６８】僅か２つの抵抗器で５４ボルトに調整する
とき、抵抗器９１が短絡していれば、誤差増幅器８４の
入力８６における電圧は、３８．５／５４、すなわち、
分圧器の電圧の７１％である。従って、抵抗器９２は、
５４ボルトへの調整用の電圧の７１％を構成する。抵抗
器９０は２００オームの抵抗器と決定されており、５４
ボルトに調整するときの抵抗の２９％を構成するため、
抵抗器９２（７１％）は、２００／２９×７１、すなわ
ち４９０オームの抵抗を有し、分圧器電圧の２９％を構
成する。抵抗器９１および９２が４８ボルトに調整する
ために８００オームを構成するため、抵抗器９１は３１
０オームの抵抗を有する。
【００６９】従って、分圧器８８は抵抗器を有し、この
抵抗器は分圧器から除去される。その結果、トランジス
タ９４が導電性になるときに、誤差増幅器入力における
電圧が、図２に示すように上昇するのではなく、低下す
る。この場合、トランジスタがオン状態になると、誤差
増幅器入力８４が、誤差増幅器入力間の差が再びゼロに
近づくまで、変換器２８の出力電圧を増加させることを
命令する。図２の回路の場合同様、テストモードは、ス
イッチ９５を介して手動で制御されてもよいし、そうで
なければ、テスト制御回路９３によって制御される。
【００７０】図５の実施形態は、２つを越える電源と、
上記のＢｏｂｒｙ特許出願に関して述べたように、それ
ぞれの電源によって供給される直流電源の各々のための
インバータとを有する真正ＵＰＳトポロジーである。図
５の実施形態において、ＵＰＳ装置は、２つの独立した
交流電源を有するように示されている。２つの独立した
交流電源は、それぞれ交流電力線１１２、１１４および
１３８、１３９を介してそれぞれの整流器１１６および
１４０に電力を供給する。整流器は、ＵＰＳ用の第１お
よび第２の直流電源を供給する。整流器は、スイッチモ
ード電源、位相制御整流器、制御強共振整流器、力率制
御昇圧回路、または当該分野で公知の他のいずれかの適
切な整流器などの従来の整流回路であり得る。整流器
は、分離手段を組み込んでいる必要はない。なぜなら、
互いの電源間の、および出力からの電源の分離は、記載
するＵＰＳ装置により提供されるからである。
【００７１】図５のＵＰＳはさらに、ＵＰＳ用の第３の
直流電源を構成するバッテリまたはバッテリバンク１６
４を有する。３つの直流電源１１６、１４０、１６４は
それぞれ、別々のインバータＡ、ＢおよびＣの入力に接
続されており、インバータＡ、ＢおよびＣの出力は別々
の変圧器１次巻線１０２、１０４および１０６に接続さ
れている。１次巻線は共通のコア１０７と共通の２次巻
線１０８とを有しており、２次巻線は従来のフィルタ９
６を介して出力ターミナル１０９に接続されている。出
力ターミナル１０９は、ＵＰＳ用の図示しない負荷に接
続されている。
【００７２】ＵＰＳの出力用電圧調整器１００は、出力
ターミナル１０９に接続され、調整器１００の出力は制
御および駆動回路１０１の入力に接続されている。制御
および駆動回路１０１は、インバータを位相同期で動作
させ、電圧調整器１００に応答してインバータの出力電
圧を制御する。
【００７３】第１の電源、すなわち整流器１１６を参照
すると、整流器１１６の直流出力電流は、インバータＡ
へのダイオード１１８を介して通電される。インバータ
Ａは、トランジスタ１２０、１２２、１２４、および１
２６を含む。インバータＡは従来の設計による。インバ
ータＡにおいて、トランジスタ１２０および１２６は導
電性にされてインバータ出力の１／２サイクルを提供
し、トランジスタ１２２および１２４は導電性にされて
別の１／２サイクルを提供する。ダイオード１１８の目
的は、インバータから整流器へのバックワードすなわち
逆方向のフローを妨げることであり、いくつかの整流器
設計では不要であり得る。ダイオード１８は、必要では
ない場合、単に省略され得る。インバータはさらに、ダ
イオード１２８、１２０、１３２および１３４を含み、
これらのダイオードはそれぞれのトランジスタに接続さ
れて、インバータを介した逆方向の電流フロー用のパス
を提供し、それにより４象限すべてにおける動作を可能
とする。その結果、インバータは、周知であり理解され
ているように、反応性負荷に電力を供給し得る。これら
のダイオードは、別々かつ離散した構成部品であっても
よいし、トランジスタ１２０、１２２、１２４および１
２６と一体化していてもよい。
【００７４】インバータＡの出力は、変圧器１次巻線１
０２を駆動する。共通のコアに沿った１次巻線１０２お
よび変圧器２次巻線１０８は、従来どおり間隔をあけた
状態で模式的に示されている。
【００７５】ＵＰＳ用の第２の電源において、整流器回
路１４０の出力は直流電流をダイオード１４４（オプシ
ョン）を介してインバータＢの入力に供給する。インバ
ータＢは、トランジスタ１４６、１４８、１５０および
１５２、ならびにダイオード１５４、１５６、１５８お
よび１６０を含む。これらのトランジスタおよびダイオ
ードは、インバータＡの対応するトランジスタ１２０、
１２２、１２４および１２６ならびに対応するダイオー
ド１２８、１３０、１３２および１３４に関して記載さ
れているように動作する。
【００７６】第２のインバータＢの出力は、別個の１次
巻線１０４を駆動する。１次巻線１０２に関して述べた
ように、変圧器１次巻線１０４は、共通のコア１０７お
よび２次巻線１０８と関連する。
【００７７】バッテリ電源用の第３のインバータ回路Ｃ
は、他のインバータの構成に従い、トランジスタ１７
０、１７２、１７４および１７６ならびにダイオード１
７８、１８０、１８２および１８４を含む。バッテリか
らインバータ回路の入力への接続は、ダイオード１６８
を有するように示されている。このインバータは、共通
のコア１０７および共通の２次巻線１０８に関連する第
３の変圧器１次巻線１０６を駆動する。
【００７８】バッテリ充電回路１６６はダイオード１６
８に接続され、それにより、ＵＰＳが第１または第２の
交流電源のいずれかによって給電されたときに１次巻線
１０６からインバータＣを介してバッテリ充電回路に流
れる電流によって給電される。以下に、より詳細に説明
するように、ＵＰＳが第１または第２のインバータを介
して電力を供給するとき、１次巻線１０６は２次から１
次に変圧された電圧を有する。この電圧は、バッテリか
らの電力フローをバックバイアスする。このバックバイ
アス電圧はさらに、インバータＣを介して動作して、電
力をバッテリ充電回路に供給することによりバッテリを
充電し続ける。バッテリ充電回路へのこの電力供給は、
インバータまたはそれらの電源を相互接続せず、インバ
ータの分離およびＵＰＳ出力に影響を与えることもな
い。なぜなら、バックバイアス電圧は、本明細書の記載
および図面から当業者が十分理解するように、２次巻線
の出力電圧の変圧によって１次巻線１０６上に確立され
るからである。別の選択肢として、インバータ回路とは
独立して動作する別個のバッテリ充電器が設けられ得る
（図示せず）。
【００７９】３つのインバータ回路はすべて、制御およ
び駆動回路１０１によって、当該分野で周知の様式で互
いに同期して駆動される。従って、各インバータは他の
２つのインバータと同一であって大きさのみが異なる波
形を生成する。インバータの波形は単純な方形波であっ
てもよいし、調整された出力電圧および／または所望の
出力波形を提供するように制御されたパルス幅変調波形
であってもよい。出力ターミナル１０９において生成さ
れる出力波形の形状をさらに制御するために、２次巻線
と出力ターミナル１０９との間にフィルタ回路９６が用
いられ得る。フィルタ回路は、直列インダクタおよび並
列キャパシタを含む単純なＬＣ回路であってもよいし、
特定の適用によって必要とされる、より複雑な回路であ
ってもよい。いくつかの適用の場合、フィルタ回路は省
略され得る。
【００８０】制御および駆動回路１０１は、分離変圧
器、光学カプラ、または当該分野で周知の他の適切な手
段の使用によってインバータおよびＵＰＳ出力から分離
され得る。同様に、ＵＰＳ用の電源の各々から制御およ
び駆動回路１０１に電力を供給するために分離手段が用
いられ得る。従来の慣例と同様、制御および駆動回路に
給電する個々の直流電源（図示せず）を確立するため
に、整流器およびバッテリ１６４用の電力線への接続
（図示せず）が形成される。これらの直流電源の出力に
は周知の様式でＯＲが施され、それにより、ＵＰＳ用の
電源のうちの１以上が使用可能であるときはいつでも、
すなわち電力を供給するように機能するときはいつで
も、制御および駆動回路に供給される。
【００８１】インバータＡ、Ｂ、Ｃは同一の設計を有し
同一の様式で動作するように記載してきたが、トランジ
スタおよびインバータの設計は、印加される電圧におい
て、それぞれのインバータの効率を最大化するように異
なり得る。
【００８２】ＵＰＳの電源用の２次変圧電圧は、ＵＰＳ
からの電力を供給する電源の優先順位を確立するため
の、それぞれの直流電源用の有効電圧を構成する。この
目的のために、それぞれの電源用の１次巻線１０２、１
０４、１０６の変圧比は、互いに異なる大きさであり、
かつ、この実施形態ではＵＰＳ用の所望の出力電圧に近
似する大きさを有する２次有効電圧を提供するような変
圧比である。電圧調整の場合、１以上の電源用の有効電
圧は、例えば、負荷電圧に対する近似値よりも高く、負
荷用の電圧にまで調整され得ることが理解される。
【００８３】有効電圧の相対的な大きさが、それぞれの
直流電源がＵＰＳからの負荷パワーを供給するように動
作する優先順位を決定する。最も好適な直流電源、すな
わち、ＵＰＳからの電力を通常に供給するために選択さ
れる直流電源は、他のいずれの変圧有効電圧よりも大き
い変圧有効電圧を有し、他のすべての直流電源を逆バイ
アスするように動作する。他の直流電源の各々は、有効
電圧が他のいずれの有効電圧よりも高くなったときに、
ＵＰＳを介して負荷に電力を供給するという機能を果た
し、より高い順位の直流電圧がより高い有効電圧を再確
立するまで、負荷パワー用の電力を供給し続け、かつ、
それよりも低い順位の電源を逆バイアスし続ける。
【００８４】上述したように、ＵＰＳ出力は、いつで
も、好適なインバータが使用可能であれば、好適なイン
バータによって正常に給電される。なぜなら、好適なイ
ンバータが他のいずれの直流電源よりも高い有効電圧を
有しているからである。この有効電圧によって、他のす
べての１次巻線は、その電源が整流器であるかバッテリ
であるか、または他のいずれかの直流電源であるかにか
かわらず、電源を逆バイアスし、電源が電流をそれぞれ
対応するインバータに供給することを妨げる。好適な電
源が停電した場合、別のインバータおよびその電源が最
も好適になり、自動的かつ当然に、制御回路の何らの動
作もなく、負荷に対する電力を供給する。この動作は、
ダイオードを用いて、直流電源に共にＯＲを施してイン
バータに電力を供給し、その結果、最も高い電圧を有す
る電源が負荷に電力を供給するが、電源が停電すると次
に高い電圧を有する電源が負荷に電力を供給するように
することに似ている。各電源に対してインバータを用
い、インバータ用の変圧器出力に共にＯＲを有効に施す
ことにより、インバータ用の電源は、互いに、そしてＵ
ＰＳの交流出力から分離される。それにより、例えば、
１つの電源として用いられる高電圧電力線から安全に分
離されている別の電源として低電圧バッテリを用いるこ
とが可能となる。上記より当業者が理解するように、こ
の分離が達成され得るのは、各１次巻線が１つの直流電
源およびその電源用のインバータ専用であり、インバー
タ間を接続する必要がないからである。さらに、１次巻
線が対応する直流電源を逆バイアスするとき、整流器は
１次巻線からのフィードバックをすべて阻止する。
【００８５】図５の実施形態において、変圧比の調整に
よって、電源のいずれの所望の優先順位でも設計によっ
て設定することが可能になる。さらに、比較的好ましく
ない電源よりも低い電圧を有する電源を、最も好適な電
源とすることさえも可能になる。例えば、最も好適な電
源は、より高い電圧を有する第２の交流電力線よりも低
い電圧を有するが、第１の電力線に対する代替としての
み好適である、第１の交流電力線からのものであり得
る。
【００８６】一例として、図５の実施形態における回路
動作の有用な明瞭化を提供する。第１の整流回路１１６
が４００ボルトの調整された直流出力を生成すると仮定
する（整流器は直流電源よりも低いかまたは高い直流電
力を提供し得る）。さらに、ＵＰＳ出力が、同軸ケーブ
ルを介する広帯域通信ネットワークに給電するために要
する出力としては典型的な６０ボルト方形波であると仮
定する。トランジスタ１２０、１２２、１２４および１
２６を含むインバータは、変圧器１次巻線１０２に４０
０ボルトの方形波を供給するが、変圧器２次巻線１０８
に対しては６０ボルトが望ましい。このことは、２次巻
線に対する１次巻線の巻数比を、変圧器式：Ｖp／Ｖs＝
Ｒps1に従って設定することによって達成される。上記
式において、Ｖは電圧であり、下付き文字ｐは１次電圧
を表し、ｓは２次電圧を表し、Ｒは巻数比であり、下付
き文字ｐｓは２次巻線に対する１次巻線の巻数比を表
す。従って、１次電圧が４００ボルトであり２次電圧が
６０ボルトである第１の変圧器のＲpsは、４００／６０
すなわち６６．６／１である。
【００８７】第２の整流回路１４０が３６０ボルトの調
整された直流出力を生成すると仮定する。第２の変圧器
１次巻線１０４と変圧器２次巻線１０８との間の巻数比
は、３６０／６０すなわち６．００／１である。同様
に、バッテリ１６４の公称電圧が４８ボルトであると仮
定すると、第３の変圧器１次巻線１０６から２次巻線に
おいて６０ボルトを確立するための巻数比は、４８／６
０すなわち０．８０／１であり、従って、６０ボルトの
出力が４８ボルトのバッテリから供給され得る。
【００８８】上記計算された巻数比の場合、３つすべて
のインバータ用の２次電圧と変圧器１次巻線とは同一の
２次電圧を有する。従って、いずれかの電圧が他より高
いということはなく、電源の優先順位を規定するために
異なる有効電圧を提供するには、巻数比が調整されなけ
ればならない。仮定したように、第１の整流回路１１６
は第１のインバータに対して４００ボルトの直流電源を
提供する。これは、変圧器１次巻線１０２上で４００ボ
ルトの方形波を生成し、その結果、すべての１次巻線に
対応する２次巻線１０８に６０ボルトの方形波が生成さ
れる。２次巻線１０８上の第１の電源からの２次電圧が
６０ボルトの場合の、２次巻線に対する第２の１次巻線
１０４の巻数比が６／１であるため、インバータＢの１
次巻線１０４における電圧は、上記式によって与えられ
るように、Ｖp（３６０）＝Ｖs（６０）×Ｒps（６／
１）すなわち３６０ボルトである。
【００８９】従って、割り当てられた巻数比の場合、第
１の電源からの２次巻線に対する電圧である６０ボルト
は、１次巻線１０４に対して、整流器１４０と同一の電
圧を提供する。しかし、第１の整流器１１６または第２
の整流回路１４０のいずれかにおける電圧の僅かな差異
が、２つの電源のいずれが負荷に給電するかを決定す
る。しかし、第１の電源が使用可能であるときは、第１
の電源が負荷に電力を供給することが好適である。この
ことは、インバータＢの第２の１次巻線１０４の巻数比
を僅かに調整することにより保証され得る。巻数比を
６．００／１ではなく６．１０／１にすることにより、
１次巻線１０４の電圧を３６０ボルトにするための２次
電圧は、３６０／６．１０すなわち５９ボルトとなる。
これは、第１の電源が電力を供給しているときの２次電
圧である６０ボルトよりも低い。しかし、第１の１次巻
線１０２に対する２次電圧である６０ボルトは、第２の
１次巻線１０４に変圧される。このとき、２次巻線に対
する１次巻線の比は６．１０／１であり、上記式はＶp
＝６０×６．１となる。インバータＢの１次巻線１０４
に、３６６ボルトの電圧が確立される。これは、第２の
整流回路１４０の出力の３６０ボルトのレベルを超え
る。従って、整流器１４０から電流は流れない。必要な
全電力は、所望のように、第１の電源から供給される。
整流器１１６が機能を停止した場合、電力は第２の整流
器１４０から流れる。第２の１次巻線１０４に関する１
次／２次巻数比が６．１０／１であるため、第２の電源
の２次有効電圧は３６０／６．１０すなわち５９ボルト
である。第２の整流器は、その２次巻線の電圧が５９ボ
ルトまたはそれより僅かに低いときに、負荷用の電力を
供給するように動作する。このことは、負荷にとって望
ましい６０ボルトを提供しない。これは後により詳細に
説明する。
【００９０】同様に、第１の１次巻線１０２からの６０
ボルトのレベルは、使用可能であるときは、インバータ
Ｃによって電圧を印加される１次巻線１０６に対する２
次巻線に印加される。仮定したバッテリ電圧が４８ボル
トであり、割り当てられた２次巻線に対する１次巻線の
比が０．８／１であるため、第３の変圧器の２次巻線に
対する６０ボルトは、バッテリ用の１次巻線上の４８ボ
ルトに変圧される。これもまた、バッテリの仮定された
公称電圧と同一である。これもまた、第２の電源の場合
同様、４８ボルトであるバッテリからの電力フローを妨
げるために、僅かに調整されなければならない。２次巻
線に対する１次巻線の巻数比を０．８３／１にすること
により、バッテリからの２次電圧は５７．８ボルトとな
る。これは、インバータＢの１次巻線１０４からの２次
電圧５９ボルトよりも低い。
【００９１】バッテリ電源の１次／２次巻線比が上述し
たものである場合、１次巻線１０２からの２次電圧が６
０ボルトであるとき、バッテリ変圧器１次巻線１０６の
電圧は、４８ボルトのフル充電されたバッテリ電源を逆
バイアスするためには４９．８ボルトである。さらに、
１次巻線１０２からの６０ボルトが停止したために１次
巻線１０４が動作しているとき、バッテリ電源の１次巻
線１０６の電圧は、バッテリ電源からの電力を逆バイア
スするためには約４９ボルトである。バッテリ充電回路
はダイオード１６８とインバータＣとの間に接続され、
それにより、第１または第２の１次巻線１０２または１
０４のいずれかが第２の電圧を供給するように動作して
いるときに充電回路が電圧を印加されてバッテリを充電
するようになっていることに留意されたい。
【００９２】従って、図５のＵＰＳは、仮定された電圧
および巻数比の場合、電源に依存して、５７．８ボルト
（バッテリ）から６０ボルト（第１の１次巻線）まで変
化する出力電圧を有する。これは多くの適用にとっては
満足のいくものであり得るが、電圧調整器１００は、よ
りよく調整された出力電圧を提供する。上述したよう
に、バッテリは、２次巻線に対する１次巻線の巻数比を
決定する際に、これまで仮定してきたように、４８ボル
トという一定の電圧で動作する。バッテリ電圧は実際、
典型的には、フル充電の約４８ボルトからフル放電され
たときの約４２ボルトまで変化する。仮定された巻数比
で、４２ボルトの放電されたバッテリから動作すると
き、２次電圧は約５０ボルトである。従って、ＵＰＳの
出力電圧は、いずれの電源が用いられているかというこ
とと、バッテリの状態とに依存して、５０ボルトから約
５０ボルトまで変化する。
【００９３】電源およびバッテリの充電状態にかかわら
ず一定である調整された出力が、電圧調整器１００から
提供される。電圧調整器１００は、パルス幅変調を利用
する。電圧調整器１００は、周知の様式でパルス幅変調
を用いて、ＵＰＳの出力電圧をモニタし、当業者には十
分理解されるように一定の十分調整された出力電圧を維
持するようにインバータのデューティサイクルを制御す
る。
【００９４】図６は、パルス幅変調の使用によるインバ
ータの電圧波形を示す。従来どうり、波形の各１／２サ
イクルは、交互に変化する１／２サイクルの正または負
のいずれかの単一のパルスを含み得る。インバータの瞬
間電圧は、パルス幅を変更することによって制御され、
それによって、インバータの各１／２サイクル中の瞬間
電圧は、図６に示すように、正、負、またはゼロであ
る。
【００９５】図６を参照すると、図示する電圧波形１８
８は、ＵＰＳが与えられた実施例では例えば４２ボルト
の低電圧のバッテリで動作しているときに、変圧器２次
巻線１０６に現れる。図６の波形１８９は、ＵＰＳが第
２の電源である整流器１４０により動作しているときに
変圧器２次巻線に現れる典型的な電圧波形であり、波形
１９０は、ＵＰＳが第１の電源である整流器１１６によ
り動作しているときに変圧器２次巻線に現れる典型的な
電圧波形である。図２に示す３つの電圧波形は形状が異
なるが、ターミナル１０９において一定の電圧出力を維
持するようにパルス幅を調整するために電圧調整回路１
００が用いられる。このような調整回路は周知であり、
当業者にはさらなる説明は不要である。フィルタ回路９
６は、出力電圧波形が方形波、正弦波形、または特定の
適用で望まれ得る他の波形に近似していることを保証す
るように機能する。
【００９６】パルス幅変調による所望の調整は、周知で
あるように、１／２サイクルごとに複数のパルスの幅を
変化させることによっても達成され得ることが当業者に
よって理解される。
【００９７】図５の実施形態においてバッテリ電源の状
態をテストするために、電圧制御回路１９１は、各々が
図２に示すような２つの制御回路を有し得、それによっ
て、整流器１１６、１４０の各々に別々の電圧制御を提
供する。電圧制御回路１９１は、整流器１１６の出力に
接続された入力１９２、１９３および整流器１４０の出
力に接続された入力１９４、１９５を有する。これらの
入力はそれぞれ、図２の回路に示すように、各整流器用
の分圧器に接続されており、それによって、それぞれの
整流器の部分電圧が確立される。上記部分電圧は選択的
にそれぞれの誤差増幅器に印加される。上記誤差増幅器
は、それぞれの整流器の出力を、整流器用の通常の出力
電圧またはバッテリテスト電圧のいずれかに調整する。
誤差増幅器の各々は、図２に示すように、それぞれの基
準電圧と分圧器とを有する。各々の整流器用の分圧器
は、３つの抵抗器と、分圧器の中央の抵抗器を短絡によ
り除去する、それぞれに対応するトランジスタとを利用
する。各トランジスタは、通常は開位置で動作するベー
ス回路内にテスト制御回路を有し、テスト制御回路はそ
れぞれのトランジスタのベース回路を閉位置にして分圧
器から対応する抵抗器を短絡させてバッテリテスト期間
を開始させる。本質的には、電圧制御回路は単に、異な
る電圧を有する整流器の各々について図２の回路を複製
しているにすぎない。電圧制御回路の上述の構成部品ま
たは要素は図５には示されていないが、図５は、整流器
１１６および１４０用の電圧制御回路に接続されたバッ
テリテスト制御回路３０’を含む。バッテリテスト制御
回路３０’は、電圧制御回路内に、図２のテスト制御回
路のスイッチ３１に対応する、整流器１１６および１４
０用のバッテリテストスイッチ３１’および３１”を含
む。バッテリテストスイッチ３１’および３１”はそれ
ぞれ、整流器の出力電圧の一部分を変更し、対応する整
流器の出力を調整して、バッテリ電源をテストする目的
で有効電圧を変更するために用いられる。
【００９８】図５の回路によると、バッテリテストは、
テストスイッチ３１’および３１”の両方の作動によっ
て開始される。これは、整流器１１６および１４０の両
方の出力を低下させ、バッテリが負荷に給電することを
可能にする。テストスイッチ３１’が作動しさえすれ
ば、整流器１１６の出力のみが低下し、整流器１４０は
負荷に給電し、従って、整流器１４０の、電力を供給す
る性能は安全にテストされ得ることに留意されたい。整
流器１１６の出力はバッテリのレベルよりも低くまで低
下し、そのため、整流器１４０の機能停止は、バッテリ
によって負荷に給電されるという結果になる。バッテリ
がその後機能を停止した場合でも、ＵＰＳにはまだ整流
器１１６からの電力が供給される。
【００９９】図１〜図５の実施形態に関する上記説明に
基づくと、図５の交流電源の有効電圧を低下させる代わ
りに、バッテリ電源の電圧が図３および図４の実施形態
に記載の様式で昇圧されて、バッテリ電源をバッテリテ
スト用の優先電源として確立し得ることが、当業者には
明らかである。図３および図４の実施形態に関する本明
細書の教示に従って図５のバッテリ電源の有効電圧を昇
圧して、バッテリの有効電圧を第１の交流電源の通常の
有効電圧よりも高くすることにより、交流電源は動作可
能のままになり、その有効電圧は変更する必要がない。
【０１００】図５の実施形態は、整流器電源のうちの１
つを用いないか１つを完全に排除することによって、２
つだけの電源で動作し得る。その場合、ＵＰＳは２つの
電源、すなわち１つの整流器電源と１つのバッテリ電源
とを有する。
【０１０１】通常動作とバッテリテストモードとを切り
換えるための、本明細書に記載し図面に示したそれぞれ
の切り換えスイッチは、ＵＰＳの他の電圧制御回路から
離して設けられてもよいし、ＵＰＳから遠方に設けられ
てもよいし、ＵＰＳ用の実際の回路から離れた所望の位
置にある従来のリレーまたは他の電子スイッチを用いて
外部位置から遠隔操作されてもよい。さらに、システム
は、ＵＰＳの位置でコンピュータ制御されてもよいし、
与えられた領域の中央制御のように、ＵＰＳ位置の、ま
たはＵＰＳ位置から離れたモデムおよび／または他のギ
アを用いて遠方のコンピュータによって制御されてもよ
い。
【０１０２】図７は、本発明によるテストを示すフロー
チャートである。シーケンスが開始すると、電源、例え
ば、電源１１４、１４０の相対的電圧レベル（２００）
をシフトさせて、テストすべき電源が優先され従って負
荷に給電するようにする。これは、図３および図４に示
すようにテストすべき電源の相対的電圧を上昇させる
か、または図１、図２および図５を参照して本明細書に
上述したように、より高い優先順位の電源の相対的電圧
を下降させることによって達成され得る。テストの開始
は、電圧制御の調整によって手動で、本明細書に記載し
たように相対的電圧レベルを適切にシフトさせるテスト
スイッチの動作により手動で、または、例えば定期的に
生成され得るコンピュータ生成コマンドに応答して、ま
たは温度または以前の動作履歴などの何らかのプログラ
ムまたは状態に応答して自動的に、達成され得る。テス
ト中の電源の状態は、２０１でモニタされる。このモニ
タリングプロセスは、図１および図２のバッテリテスト
回路にターミナル３０ａ、３０ｂで接続されたボルトメ
ータの観察によって手動で達成され得る。または電圧レ
ベルの変更が、当該分野で周知の適切な電圧検出回路に
よって自動的に感知され得る。２０２において、テスト
中の電源の状態が評価されて、電源が停電したか否かが
決定される。この決定は、電源の状態を公知の標準と比
較することにより、例えば、電源の出力電圧を基準電圧
と比較することにより自動的に達成され得る。または上
記決定は、テストオペレータの判定により手動でなされ
得る。最も典型的には、電子比較回路が、電源の電圧を
基準と比較し、その電圧が基準電圧よりも低くなったと
きに電源が停電したと決定する。これは、専用の比較器
または計算を用いることにより達成され得る。専用の比
較器も計算も両方とも周知である。
【０１０３】２０２で電源が停電したと決定されると、
２０３で、テストが失敗したという表示がなされる。こ
れは、テストオペレータによって記録された手動の表示
であり得るが、より普通であるのは、アラーム、信号、
光、または電子回路によって作動されるレポートであ
る。テストが完了すると、電源の相対的電圧レベルが２
０６で通常レベルに回復し、テストシーケンスは終了す
る。
【０１０４】２０２に戻って、テスト中の電源が停電し
ていないと仮定すると、２０４で、テストが所望の期間
行われたか否かに関する決定がなされる。この決定は、
テストの開始からの経過時間を所望のテスト期間と比較
する電子タイミング回路によって行われ得るか、または
クロックまたは何らかの他の時間基準を参照してテスト
オペレータによって手動で行われ得る。テストが所望の
期間行われていない場合、テスト中の電源の状態が２０
１で再びモニタされ、２０２で評価される。ステップ２
０１、２０２および２０４を含む制御ループは、テスト
中の電源が停電するまで、またはテストが所望の期間に
亘って行われるまで、反復される。
【０１０５】テスト中の電源が停電しておらず所望のテ
スト期間が経過したと仮定すると、テストが成功したと
いう表示が２０５でなされる。ステップ２０３に関して
上述したように、この表示は、電子信号、光、またはテ
ストシーケンスと関連したコンピュータによって生成さ
れたレポートという形態を取り得る。または単に人間の
テストオペレータの観察であり得る。テストが完了する
と、電源の相対的電圧レベルは２０６で通常のレベルに
回復し、テストシーケンスは終了する。
【０１０６】図１および図２に示すターミナル３０ａ、
３０ｂに関連して、テスト期間中のバッテリの動作をモ
ニタするためにボルトメータを用いることを述べたが、
ターミナルはアラーム回路、または警告信号を供給する
ために用いられ得ること、およびバッテリテスト回路
は、コンピュータまたは他のギアがターミナル３０ａ、
３０ｂへの接続からバッテリの性能をモニタする間に、
コンピュータまたは他のギアからスイッチ３１を遠隔操
作するための他の入力または出力回路を有し得ることが
理解される。本発明の上記の説明において、電源が異な
る大きさを有する電圧を有しており、それによって電源
がＵＰＳシステム用の負荷パワーを供給する順位を決定
することが記載されている。特許請求の範囲において図
５に示すような電源の優先順位を決定する、異なる大き
さの電圧に関して「有効」という用語が用いられると
き、電圧は必ずしも電源の出力電圧である必要はなく、
電源由来の電圧であって、他のいずれの電源よりも高い
電圧を有する電源から負荷を供給する共通回路に印加さ
れる電圧であり得ることが理解される。さらに、電源の
有効電圧を変更するために、トランジスタスイッチを有
する分圧器が好適な実施形態で開示されているが、電源
用の２つの有効電圧間の切り換えは、例えば、２つの固
定されたプリセットされた位置間、例えば、２つの固定
されたストップ間で電位差計を手動で作動することによ
って達成され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるバッテリテスト性能
を有する、従来のデュアル変換無停電電源の模式図であ
る。
【図２】図１の実施形態において使用可能な電圧制御回
路の模式図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるバッテリテスト性
能を有する、従来のデュアル変換無停電電源の模式図で
ある。
【図４】図３の実施形態において用いられるような電圧
制御回路の模式図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態によるバッテリテ
スト性能を有する、Ｂｏｂｒｙによる無停電電源の模式
図である。
【図６】図５に示すインバータ用の出力波形図である。
【図７】本発明によるバッテリテスト方法のフローチャ
ートである。
フロントページの続き (71)出願人 500213845 580 Ｔｅｒｎｅｓ Ａｖｅｎｕｅ， Ｅ ｌｙｒｉａ， Ｏｈｉｏ 44035， Ｕｎ ｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒ ｉｃａ

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリ電源を含む複数の使用可能な動
    作電源のうちの１つから負荷に電力を供給する無停電電
    源システムを動作させる方法であって、該電源は異なる
    大きさの通常有効動作電圧を有し、該システムからの電
    力は他のいずれの降下する第１の有効電圧よりも高い有
    効動作電圧を有する該電源により供給され、該有効電圧
    は負荷パワーを供給する該各電源の優先順位を規定する
    第１の関係を有し、該バッテリ電源は少なくとも１つの
    他の電源よりも順位が低い、方法であって、該順位がよ
    り低い該バッテリ電源の状態をテストする方法が、 少なくとも１つの動作電源の通常有効電圧を第１のレベ
    ルから第２のレベルに切り換える工程であって、その間
    に、該バッテリ電源と少なくとも１つの他の電源が、該
    バッテリ電源の有効動作電圧を他のいずれの電源の有効
    動作電圧よりも高くするように動作し、それによって該
    バッテリ電源をテスト期間中に負荷パワーを供給する主
    要電源にする、工程と、 該第２のレベルに変更された有効電圧の各々を該第１の
    レベルに切り換えて該バッテリテストを終了させる工程
    と、 を含む方法。
  2. 【請求項２】 前記第１の順位において相対的に高い有
    効動作電圧の各々が、テスト中の前記バッテリ電源の有
    効動作電圧よりも低い動作電圧に切り換えられる、請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 少なくとも２つの動作電源が、前記第１
    の順位において前記バッテリの有効動作電圧よりも高い
    有効動作電圧を有し、該バッテリの有効動作電圧よりも
    低いレベルに切り換えられる、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記バッテリ電源の動作有効電圧が、他
    の動作電源の通常動作有効電圧よりも高いレベルまで上
    昇する、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 それぞれの交流電源からの電力を整流す
    ることにより確立される各直流電源が、該電源の整流さ
    れた直流電圧を調整して、該直流電源のための有効電圧
    レベルを確立し、前記バッテリ電源のテストを開始する
    際に、該電圧レベルを該調整された直流電力が調整され
    るレベルに切り換えて、テスト期間中に該バッテリ電源
    用の動作有効電圧より低い有効電圧レベルを供給して前
    記バッテリ用のバックアップ電力を提供する工程を含
    む、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記システム内の、テストすべき前記バ
    ッテリ電源以外の各電源の直流電圧を調整する工程を含
    み、有効電圧の関係を変更してテスト期間を開始する工
    程が、該バッテリ以外の前記直流電源の各々の調整を変
    更して、該調整された直流電源の各々を動作可能に維持
    しながら、該電源の有効電圧を該バッテリ電源用の動作
    有効電圧よりも低いレベルまで調整する工程を含む、請
    求項３に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記有効電圧の関係を変更してテスト期
    間を開始する工程が、前記テストすべきバッテリ電源の
    有効電圧を通常の動作有効電圧よりも高いレベルまで昇
    圧する工程を含む、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記バッテリ用の有効電圧の昇圧が、各
    電源について通常の動作有効電圧よりも高い電圧レベル
    まで行われる、請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記バッテリテスト期間中に前記バッテ
    リ電源の性能をモニタする工程を含む、請求項１に記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 前記バッテリが負荷パワーを供給する
    機能を停止すると、前記バッテリテスト期間が自動的に
    終了する、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記バッテリテストが、所定の期間に
    亘って行われる、請求項９に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 複数の電源のうちの１つからの負荷に
    無停電電力を連続的に供給する出力ターミナルを有する
    無停電電源システムであって、バッテリ電源と少なくと
    も１つの他の電源を含み、該電源が異なる大きさの有効
    電圧を有し、該有効電圧の大きさが、負荷に電源を供給
    する各順位を決定する、有効電圧間の第１の関係を確立
    し、他のいずれの電圧よりも高い有効電圧を有する電源
    が優先性を有して負荷パワーを供給し、該バッテリ電源
    は該順位においては低く、該システムは、該電源のうち
    の少なくとも１つの出力優先順位を変更して該バッテリ
    電源のテストを実行する電圧制御回路を含み、該電圧制
    御回路が、該バッテリ用の有効電圧の大きさが該電源の
    うちの少なくとも１つの別の電源よりも小さい、有効電
    圧間の該第１の関係を確立する第１の設定と、該バッテ
    リ電源の有効電圧の大きさが他のいずれの有効電圧より
    も大きい、有効電圧間の第２の関係を確立する第２の設
    定とを有し、該電圧制御回路が、該第１の設定と該第２
    の設定との間の該電圧制御回路を変更する切り換えを含
    む、無停電電源システム。
  13. 【請求項１３】 前記制御回路の前記第１の設定が、前
    記バッテリ電源の有効電圧よりも高い有効電圧を有する
    各電源の電圧を制御し、前記第２の設定が、該各電源の
    有効電圧を、該バッテリ電源の有効電圧よりも小さい大
    きさに変更する、請求項１２に記載の無停電電源。
  14. 【請求項１４】 前記電圧制御回路が、前記バッテリ電
    源の有効電圧を制御し、該電圧制御回路の前記第２の設
    定が、該バッテリ電源の有効電圧を、他のいずれの電源
    の有効電圧よりも高い電圧まで上昇させる、請求項１２
    に記載の無停電電源。
  15. 【請求項１５】 前記バッテリ電源以外の各電源が、交
    流から直流への整流器を含み、前記システムが、該シス
    テムの該電源からの直流電力を負荷用の交流電力に変換
    するインバータ回路を含む、請求項１２に記載の無停電
    電源システム。
  16. 【請求項１６】 前記電圧制御回路が、各整流器からの
    有効電圧を制御し、該電圧制御回路の前記第１の設定
    が、前記バッテリ電源の有効電圧よりも高い、各整流器
    の有効電圧を確立し、前記第２の設定が、各整流器の有
    効電圧を、該バッテリ電源の有効電圧よりも低い有効電
    圧に変更する、請求項１５に記載の無停電電源。
  17. 【請求項１７】 前記電圧制御回路が、前記バッテリ電
    源からの有効電圧を制御し、該電圧制御回路の前記第１
    の設定が、各整流器電源の有効電圧よりも低い、該バッ
    テリ電源用の有効電圧を確立し、前記第２の設定が、該
    バッテリ電源の有効電圧を他のいずれの電源の有効電圧
    よりも高い有効電圧に変更する、請求項１５に記載の無
    停電電源。
  18. 【請求項１８】 １つの整流器電源と前記バッテリ電源
    とを有し、前記インバータ回路が、該バッテリ電源と該
    整流器電源とに共通の入力を有するインバータを含む、
    請求項１５に記載の無停電電源。
  19. 【請求項１９】 前記インバータ回路が、前記バッテリ
    電源と第１の電源とに共通の入力を有するインバータを
    含み、該インバータ用の該入力における有効電圧のうち
    の高い方が他のいずれかの電源からの電力を逆バイアス
    する、請求項１５に記載の無停電電源。
  20. 【請求項２０】 前記インバータ回路が、各電源用の別
    個のインバータと変圧手段とを含み、該変圧手段が、各
    インバータ用の１次巻線を含み、各１次巻線が対応する
    インバータの出力に接続されており、該変圧手段が複数
    の該１次巻線に共通の２次巻線を有することにより該電
    源の各々のための有効電圧を確立し、他のいずれの電源
    よりも高い有効電圧であって、対応する１次巻線および
    インバータを介して該他の電源の各々からの電力を逆バ
    イアスする、該共通２次巻線上の有効電圧を有する電源
    から負荷パワーが供給される、請求項１５に記載の無停
    電電源。
  21. 【請求項２１】 前記電圧制御回路が、該各整流器の出
    力を調整して、それにより、各整流器の有効電圧が前記
    バッテリ電源の有効電圧よりも高い、有効電圧間の前記
    第１の関係を提供し、前記切り換えに応答して、各整流
    器の出力を調整して、それにより、各整流器の有効電圧
    が該バッテリの有効電圧よりも低い、前記第２の関係を
    提供する、請求項２０に記載の無停電電源システム。
  22. 【請求項２２】 前記電圧制御回路が、前記バッテリの
    出力を制御するように接続され、かつ、前記切り換えが
    その第２の設定に切り換えられたことに応答して、該バ
    ッテリの出力を各整流器電源の有効電圧よりも高い有効
    電圧に変換して該第２の関係を確立するように接続され
    ている、請求項２０に記載の無停電電源システム。
  23. 【請求項２３】 前記バッテリよりも高い有効電圧を有
    する各電源が、交流電力を整流してテストすべき前記バ
    ッテリ電源の有効電圧よりも高い有効電圧を有する直流
    電源を供給することにより確立された直流電源であり、
    有効電圧間の関係を切り換えて前記テスト期間を開始す
    る工程が、各整流器出力の電圧を通常の動作電圧からよ
    り低いレベルまで変更することを含む、請求項２に記載
    の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004350426A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Denso Corp 車両用電力供給システム

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6859058B2 (en) * 1999-05-11 2005-02-22 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec Uzw) Method and apparatus for testing electronic devices
US6531885B1 (en) * 1999-05-11 2003-03-11 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (Imec Vzw) Method and apparatus for testing supply connections
JP4413327B2 (ja) * 1999-09-22 2010-02-10 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体デバイス、複数の半導体デバイスを搭載したモジュール、及びそのモジュールを複数搭載したシステム
JP2003319198A (ja) * 2002-04-19 2003-11-07 Orion Denki Kk Ｘ線プロテクタ装置
AU2003249489A1 (en) * 2002-07-23 2004-02-09 South African Micro Electronic Systems (Proprietary) Limited Method and device for voltage measurement of an ac power supply
US6829724B2 (en) * 2002-09-18 2004-12-07 Sun Microsystems, Inc. Method for monitoring the condition of a battery in a high temperature high current environment
US6957355B2 (en) 2002-09-18 2005-10-18 Sun Microsystems, Inc. Method and system for dynamically adjusting storage system write cache based on the backup battery level
US20040156731A1 (en) * 2003-02-06 2004-08-12 Bond James R. Straight-cut motor shaft with pinned eccentric
DE10347182B4 (de) * 2003-10-10 2006-01-12 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Betriebsverfahren und Schaltung eines Uhrbausteins
JP4925588B2 (ja) * 2005-01-25 2012-04-25 富士通株式会社 ディスクアレイ装置
US8754544B2 (en) * 2005-01-27 2014-06-17 General Electric Company Apparatus for synchronizing uninterruptible power supplies
DE102005011519B4 (de) * 2005-03-10 2012-08-30 Secop Gmbh Verfahren zur Steuerung einer Gleichspannungsquelle und Spannungsversorgungsvorrichtung
US7880438B1 (en) * 2006-06-07 2011-02-01 American Power Conversion Corporation UPS battery replacement
US20080052018A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-28 Angstrom Power Inc. Power source tester
CN101354407B (zh) * 2007-07-23 2012-05-30 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电源供应器
CN101452060B (zh) * 2007-11-30 2011-01-12 上海市电力公司 Ups动态测试方法
JP5350734B2 (ja) * 2008-09-30 2013-11-27 Ｎｅｃパーソナルコンピュータ株式会社 二次電池放電回路、二次電池放電方法及び情報処理装置
WO2011046645A1 (en) * 2009-07-10 2011-04-21 Protonex Technology Corporation Power managers, methods for operating a power manager, and methods for operating a power network
US8575899B2 (en) 2009-07-16 2013-11-05 Schumacher Electric Corporation Battery charger with automatic voltage detection
US8850237B2 (en) 2011-09-24 2014-09-30 Eaton Corporation Data processing system power distribution using UPS units selectively coupled to loads by reserve bus based on the load states
DK3069431T3 (da) * 2013-11-14 2019-10-07 Schneider Electric It Corp Styring til en afbrydelsesfri strømforsyning
CN106410933B (zh) * 2015-07-28 2019-04-26 广东爱迪贝克软件科技有限公司 光伏离网逆变器控制方法及控制装置
AT518008B1 (de) * 2015-12-04 2021-11-15 Leco Gmbh Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Verbrauchers
US10468909B2 (en) * 2015-12-15 2019-11-05 Eaton Intelligent Power Limited Data center power systems with dynamic source designation
CN107085190A (zh) * 2017-05-16 2017-08-22 沃太能源南通有限公司 一种并离网切换时间测试装置及方法
JP7024296B2 (ja) * 2017-10-02 2022-02-24 セイコーエプソン株式会社 電源制御回路、携帯型情報処理装置、および電源制御方法
GB201717262D0 (en) * 2017-10-20 2017-12-06 Eltek As Method and system for testing of a rechargeable battery
CN111585555B (zh) * 2020-05-22 2023-11-28 广东电网有限责任公司 防震荡电路、方法和智能终端
US20230076801A1 (en) * 2021-09-07 2023-03-09 Cobham Advanced Electronic Solutions, Inc. Bias circuit
TWI824812B (zh) * 2022-11-07 2023-12-01 泰茂實業股份有限公司 混合供電系統及其延長二次電池供電時間的方法、程式、可讀取媒體
CN118316292B (zh) * 2024-03-27 2024-09-13 青岛艾诺仪器有限公司 一种高压直流源

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4894601A (en) 1988-06-16 1990-01-16 Watkins Harley Jim E Testing and battery exercising method and control for an emergency lighting unit
FR2666658B1 (fr) 1990-09-12 1993-03-12 Accumulateurs Fixes Procede pour tester une batterie d'accumulateurs d'un systeme d'alimentation secouru, et dispositif pour la mise en óoeuvre de ce procede.
JPH04151580A (ja) 1990-10-15 1992-05-25 Fujitsu Ltd 無停電電源装置におけるバッテリテスト方法
US5646509A (en) * 1995-12-01 1997-07-08 International Business Machines Corporation Battery capacity test and electronic system utilizing same
US5994793A (en) * 1998-05-11 1999-11-30 Multipower, Inc. Uninterruptible power supply with plurality of inverters

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004350426A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Denso Corp 車両用電力供給システム

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Publication number Publication date
GB2352568B (en) 2002-08-28
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