JP2001190035A - 通信システムのための複数出力無停電電源装置 - Google Patents

通信システムのための複数出力無停電電源装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信システムのためのUPSシステムを提供す
る。 【解決手段】 UPSシステムは、プライマリー及びスタ
ンバイのACパワー信号を生成する入力段を含む。プライ
マリー及びスタンバイのACパワー信号は、出力DCパワー
信号を得るために絶縁変圧器及び出力整流器を通過す
る。複数の出力インバータは、出力DCパワー信号から複
数の出力ACパワー信号を生成するために使用される。１
つ又はそれ以上の出力DCパワー信号を通信システムの１
つ又はそれ以上の負荷に接続するために、スイッチ回路
が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信システムのた
めの電源装置(power supply)に関し、より詳しくは、商
用(utility)パワーソース又はバッテリからACパワー信
号を生成し、及び、複数の出力ターミナルを通じて、同
軸ケーブルベースの通信システム又はハイブリッド・フ
ァイバー／同軸通信システムへACパワー信号を供給する
ように構成された無停電電源装置(uninterruptible pow
er supply, UPS)システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン、電話通信、及びデータ信
号を分配するための通信システムは、テレビジョン及び
／又は通信信号（以後、まとめてデータ信号と称する）
を運ぶ同軸ケーブルをしばしば含む。同軸ケーブルは、
データ信号に加えて、データ信号がネットワークを通じ
て伝播する際の信号劣化を防止するためにデータ信号を
増幅する、通信ラインを延長する増幅器(line extendin
g amplifier)にパワーを供給するため、及び／又は顧客
の構内に位置するネットワークインターフェースユニッ
トにパワーを供給するための低い周波数のACパワー信号
も運ぶ。同軸ケーブルから構成される通信システムは、
同軸ネットワーク(coaxial network)と呼ぶことにす
る。
【０００３】多くの現代の通信システムは、同軸ケーブ
ルとオプティックケーブル(optic cable)の両方を含
む。ファイバーオプティックケーブルは、ケーブルのヘ
ッドエンドから、データ信号が既存の同軸ケーブルを通
じての伝達のために適したフォーマットに変換される種
々のポイントに、ネットワークを通じてデータ信号を分
配する。ファイバーオプティックのフォーマットから同
軸のフォーマットへデータ信号を変換する際に使用され
る装置は、ここでは、ファイバーオプティックケーブル
サポート装置(fiber optic cable support equipment)
と呼ぶことにする。同軸ケーブル及びファイバーオプテ
ィックケーブルサポート装置は、動作のために適切なAC
パワー信号を必要とする。ファイバーオプティック及び
同軸の両方のケーブルから構成される通信システムは、
ここでは、ハイブリッドファイバー−同軸(fiber-coax,
HFC)ネットワークと呼ぶことにする。
【０００４】同軸及びHFCネットワークによって使用さ
れるACパワー信号は、普通、通信システムを通じて分配
される電源装置によって提供される。これらの普通の電
源装置は、商用パワーソースからそれらのパワーを生成
する。そのような電源装置は、ここでは、無停電電源装
置(uninterruptible power supply)又はUPSと呼ぶこと
にする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】同軸又はHFCネットワ
ークの信頼性は、大部分が、ネットワークの種々の構成
部品によって使用されるACパワー信号の信頼によって決
まっている；そのようなネットワークは、テレビジョン
信号に加えて、通信信号の伝達のために修正されるの
で、ネットワークの故障に対する耐性は減少する。この
ように、そのようなネットワークで使用されるUPSの信
頼性は、重要な考慮の対象である。
【０００６】商用パワー信号はすべて、ネットワークに
よって使用されるACパワー信号を得るためにUPSを通過
させられるため、UPSがACパワー信号を生成する効率も
重要である。ネットワークの構成部品の適切な動作、及
びこれによってネットワークによって運ばれるデータ信
号の信頼性のある分配を確実にするために、UPSは多く
の性能基準も満たさなくてはならない。
【０００７】更に、多くのUPSは、典型的な同軸又はHFC
ネットワークの全体に亘って分配される。これらのUPS
を購入し維持する費用は、このようにネットワークを動
作させるコストのかなりの部分を占めている。
【０００８】このように、改善された信頼性及び効率及
び許容できる性能を有するが、ネットワークの動作コス
トを望ましいレベルに維持する、同軸及びHFCのネット
ワークのためのUPSの必要性が存在する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、高周波の(hig
h frequency)プライマリー及びスタンバイのACパワー信
号を生成する入力段と；プライマリー及びスタンバイの
ACパワー信号と動作的に接続される絶縁変圧器(isolati
on transformer)と；プライマリー及びスタンバイのAC
パワー信号に基いて出力DCパワー信号を生成するための
出力整流器(output rectifier)と；出力インバータのそ
れぞれが出力DCパワー信号に基いてACパワー信号を生成
する、そのような複数の出力インバータと：を有する無
停電電源装置として実施することができる。
【００１０】本発明を実施するUPSシステムは、出力イ
ンバータと、１つ又はそれ以上の通信システムの負荷と
の間に配置されるスイッチアレイ、及び１つ又はそれ以
上の出力ACパワー信号を１つ又はそれ以上の通信システ
ムの負荷に接続するためのスイッチ制御ソフトウェアを
更に含むことができる。
【００１１】好適には、しかし必ずしも必要ではない
が、入力段は、商用パワー信号から、力率が調整された
(power factor corrected)入力DCパワー信号を生成する
ための入力整流器と；入力DCパワー信号からプライマリ
ーACパワー信号を生成する入力インバータと；バッテリ
からスタンバイACパワー信号を生成するバッテリインバ
ータと：を有する。入力段は、入力DCパワー信号に基い
てバッテリを充電するためのバッテリチャージャーを更
に有することができる。
【００１２】本発明に従って構成されるUPSは、システ
ムの信頼性を増大させるために冗長性をもって設計され
る。しかし、本発明のUPSは、特定の構成部品において
のみ冗長性を有しており、それによってネットワークの
動作コストを望ましいレベルに維持する。本システム
は、効率的にかつ許容できる性能のパラメータ内で動作
するように設計することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の基本的な概念は、多くの
形態の内のいずれか１つで具体化することができる。こ
の実施形態は、本発明の範囲を示すが、本発明が使用さ
れるすべてのシナリオの完全な説明を意図していないと
いうことの理解のもとに、本発明の典型的な実施形態を
以下に説明する。更に、以下に説明する典型的な実施形
態のすべての構成部品が、より基本的な形態で本発明を
実施するために必要なわけではない。
【００１４】ここで図１を参照すると、そこに符号２０
で示されるのは、本発明の原理に従ってそれを具体化す
るように構成されたUPSシステム２２を使用する通信シ
ステムの非常に概略的なブロック図である。通信システ
ム２０は、商用パワーソース２４で動作し、ACパワーで
動作する複数の負荷２６及び２８を含む。典型的なシス
テム２０は、ケーブルテレビジョンシステムのような普
通の同軸ケーブルベースのシステムでもよく、あるいは
ハイブリッドファイバー同軸システムでもよい。どちら
の場合でも、システムの特定の構成部品は、適切な動作
のためにACパワー信号を必要とする。
【００１５】UPSシステム２２は、ブロック２４によっ
て示されるように商用パワーに接続され、複数の出力AC
パワー信号３０及び３２を生成する。符号３０で示され
る第１のACパワー出力信号は、符号２６で示されるHFC/
CATV負荷に接続される一方、符号３２で示される第２の
ACパワー出力信号は、符号２８で示される第２のHFC/CA
TV負荷に接続される。以下に説明されるように、UPSシ
ステム２２は、商用パワー２４が途絶している場合でさ
え、これらの出力ACパワー信号３０及び３２を生成す
る。
【００１６】ここで図２を参照すると、上述のUPSシス
テム２２のブロック図がそこに示される。このシステム
２２は、絶縁変圧器５０を含む。UPSシステム２０は、
変圧器５０の一方の側に入力段５２を、変圧器５０の他
の一方の側に出力段５４を含む。
【００１７】入力段５２は、一般的には従来のものであ
り、本発明の完全な理解のために必要なものを超えるほ
ど詳細には、ここでは説明しない。特に、商用パワー
は、ターミナル５６で受信され、力率が調整されたイン
バータ回路５８及びキャパシタ６０によってACからDCに
変換される。このように、入力DCパワー信号は、入力DC
バス６２に形成される。典型的なUPSシステム２２で
は、４４０ボルトのDCがバス６２に生成される。
【００１８】バス６２に接続されるのは、入力DCパワー
信号をプライマリーACパワー信号に変換する全波ブリッ
ジ(full bridge)インバータ６２である。入力DCバス６
２に接続されるのは、入力DCパワー信号を使用してバッ
テリ６８を充電するバッテリチャージャー６６である。
バッテリ６８に接続されるのは、バッテリ６８中に蓄積
されたエネルギーをスタンバイACパワー信号に変換する
バッテリインバータ７０である。
【００１９】変圧器５０は、第１の入力巻線７２、第２
の入力巻線７４、及び出力巻線７６を含む。全波ブリッ
ジインバータ６４によって生成されたプライマリーACパ
ワー信号は、第１の入力巻線７２にかけられ、一方、バ
ッテリインバータ７０によって生成されたスタンバイAC
パワー信号は、第２の入力巻線７４にかけられる。
【００２０】出力巻線７６は、センタータップ７８を有
する。出力巻線７６の両端間に接続されるのは、出力整
流器８０である。出力整流器８０は、一般的には従来の
ものであり、出力DCパワー信号を生成する。特に、出力
DCパワー信号は、出力巻線７６のセンタータップ７８を
中心とする正と負のDC信号によって形成される。典型的
な整流器８０では、DC信号は６０ボルトDC信号である
が、他のDC信号を異なる環境で使用することができる。
【００２１】出力DCパワー信号は、図２に示されるイン
バータ８２及び８４のような複数の出力インバータにか
けられる。出力インバータ８２及び８４は、フィルタ回
路(filtering circuit)８６及び８８とともに、それぞ
れターミナル９０，９２と９４，９６の両端間にかかる
第１及び第２の商用周波数(utility-frequency)のACパ
ワー出力信号V1及びV2を生成する。
【００２２】UPSシステム２２は、第１、第２、及び第
３のスイッチ１２０、１２２、及び１２４を更に含む；
これらのスイッチ１２０〜１２４は、システム２２がイ
ンバータ８２と８４の内のどちらがターミナル９０、９
２と９４、９６の両端間にかかる電圧を生成するかを決
定することを可能にするスイッチアレイ１２６を形成す
る。第１及び第２のスイッチ１２０及び１２２は、出力
インバータ８２及び８４と、それらの関連する負荷２６
及び２８の間にそれぞれ接続される。第３のスイッチ１
２４は、プライマリースイッチ１２０と１２２の間でそ
れらの負荷側に接続されるセカンダリースイッチ(secon
dary switch)である。
【００２３】USPシステム２２は、異なる形態で使用す
ることができる。第１の形態では、ターミナル９０、９
２は、上述の第１の負荷２６に接続され、またターミナ
ル９４及び９６は上述の第２の負荷２８に接続される。
通常状態では、第１の負荷２６にパワーを供給する出力
ACパワー信号は、第１の出力インバータ８２によって生
成され、また第２の負荷２８にパワーを供給する第２の
ACパワー信号は、第２の出力インバータ８４によって生
成される。この形態では、第１及び第２の（プライマリ
ーの）スイッチ１２０及び１２２は閉じており、第３の
（セカンダリーの）スイッチ１２４は開いている。
【００２４】しかし、出力インバータ８２及び８４のい
ずれかが故障したなら、スイッチ１２０、１２２、及び
１２４は、システム２２から故障したインバータを取り
除くために効果的に動作することができる。例えば、第
１の出力インバータ８２が故障したなら、第１のプライ
マリースイッチ１２０が開き、また第３の（セカンダリ
ーの）スイッチ１２４が閉じるであろう。この点で、第
２の出力インバータ８４は、第１のAC出力電圧V1及び第
２のAC出力電圧V2の両方を生成する。
【００２５】他の形態では、UPSシステム２２は、２つ
の出力ターミナル対９０、９２と９４、９６の内の１つ
の両端間のみに負荷が接続された状態で動作することが
できる。この形態では、スイッチ１２０〜１２４は、イ
ンバータ８２及び８４の内の１つが同時に使用されるよ
うに配置され、もしインバータが故障すると、スイッチ
１２０〜１２４は、インバータ８２及び８４の内の他の
ものがACパワー出力信号を供給するように形態を変更さ
れる。
【００２６】図３に示されるのは、出力インバータ８２
及び８４の動作の詳細を示すブロック図である。典型的
なUPSシステム２２では、これらのインバータ８２及び
８４は同一である；図３に示される構成部品は、インバ
ータ８２及び８４のそれぞれについて同じである。
【００２７】ここで図３を詳細に参照すると、その中に
符号１５０で示されるのは、第１、第２、及び第３の入
力ターミナル１５２、１５４、及び１５６、及び上述の
第１及び第２の出力ターミナル９０、９４と９２、９６
とを含む、HFスイッチと名づけられたブロックである。
以下に更に詳細に説明するように、HFスイッチブロック
１５０は、パルス幅変調された信号によって開閉される
高周波インバータスイッチ、及び上述のフィルタ回路８
６、８８を含む。図３に示される追加のラインは、制御
及びモニタのラインを示す。
【００２８】特に、センス回路(sense circuit)１５８
は、ターミナル９０、９４と９２、９６に現れるINV-CU
RR信号及びINV-OUT及びINV-BUS-CTR信号に基いてVOUT-S
ENS及びIOUT-SENS信号を生成する。
【００２９】LINE-VOLTAGE-SENS信号だけでなく、VOUT-
SENS及びIOUT-SENS信号も制御回路１６０にかけられ、
また、IOUT-SENS信号は、エラー信号発生回路(error si
gnalgenerator circuit)１６２にもかけられる。制御回
路１６０は、エラー信号発生回路１６２への入力である
INV-CURR-REF信号を生成する。INV-CURR-REF信号は、IO
UT-SENS信号及びLINE-VOLTAGE-SENS信号に基いて生成さ
れる。LINE-VOLTAGE-SENS信号を使用することによっ
て、回路８２及び８４によって生成される出力ACパワー
信号は、商用パワー信号と確実に同位相になる。
【００３０】制御回路１６０は、スタートアップインタ
ーロック回路(start-up interlockcircuit)１６４への
入力である/RESET、INV-CONN、INV-ENABLE、及びINV-RE
ADY信号も生成する。
【００３１】エラー信号発生回路１６２は、高周波スイ
ッチを制御するためのパルス幅変調された(pulse width
modulated, PWM)信号を生成し、これをスイッチイネー
ブル回路(switch enable circuit)１６６に渡す。RESE
T、INV-CONN、INV-ENBLE、及びINV-READY信号に基い
て、スタートアップインターロック回路は、PWM信号の
通過を許可あるいは防止するためにスイッチイネーブル
回路１６６にかけられるS-READY及びS-ENABLEの信号を
生成する。
【００３２】もしPWM信号がスイッチイネーブル回路１
６６を通るなら、INV-TOP及びINV-BOT信号が、それぞ
れ、トップ(top)及びボトム(bottom)駆動(drive)回路１
６８及び１７０にかけられる。INV-TOP-RTN及びINV-BOT
-RTNの経路も、駆動回路１６８及び１７０のそれぞれに
ついて与えられる。
【００３３】駆動回路１６８及び１７０は、以下に更に
詳細に説明するように、インバータスイッチを制御する
ための、高周波スイッチブロック１５０に接続するGATE
-BOT及びGATE-TOP信号を生成する。更に、GATE-TOP-RTN
及びGATE-BOT-RTN信号経路が、上述のGATE-TOP及びGATE
-BOT信号のそれぞれについて与えられる。
【００３４】出力インバータ回路８２及び８４の前述の
基本的な理解を前提に、これらの回路の詳細をこれから
更に詳細に説明していく。
【００３５】最初に図４Ｄを参照すると、その中に符号
２１０で示されるのは、第１及び第２のスイッチ回路２
２０及び２２２を含む高周波インバータ回路である。図
４Ｄには、上述のフィルタ回路８６、８８を形成する出
力インダクタ(output inductor)２２４及び出力キャパ
シタ２２６及び２２８も示される。上述のINV-CURR信号
を生成する電流センス回路２３０が、インダクタ２２４
と直列に接続される。
【００３６】第１のインバータスイッチ回路２２０は、
第１の入力ターミナル１５２とインダクタ２２４の間に
接続される。第２のインダクタスイッチ回路２２２は、
第３の入力ターミナル１５６とインダクタ２２４の間に
接続される。図３を参照して上述した信号も、図４Ｄに
示される。
【００３７】このように、図４Ｄは、インバータスイッ
チ回路２２０及び２２２にかけられるPWM信号に基いてA
Cパワー出力を生成する回路を図解する。
【００３８】ここで図４Ｅを参照すると、その中に上述
のセンス回路１５８の一部が示される。図４Ｅは、上述
の出力ターミナルの両端間の電圧を表わすVOUT-SENS信
号を生成するために、第１及び第２の出力ターミナル９
０、９４と９２、９６の両端間に接続される増幅器２４
０を示す。
【００３９】ここで図４Ａを参照すると、その中に符号
２６０で示されるのは、センス回路１５８の更に他の部
分である。この回路２６０は、INV-CURR信号及び５ボル
トのオフセットに基いて、IOUT-SENS信号が実際の出力
電流にほぼ対応するようなIOUT-SENS信号を生成するよ
うに構成された増幅器２６２を含む。
【００４０】図４Ａは、上述のエラー信号発生回路１６
２を更に示す。VOUT-SENSE及びIOUT-SENS信号に基い
て、制御回路１６０は、差動増幅器として構成された増
幅器２７０への入力であるINV-CURR-REF信号を生成す
る。差動増幅器２７０は、所望の出力電流を表わすINV-
CURR-REF信号と、実際の出力電流を表わすIOUT-SENS信
号の間の差に基いて、CURRENT ERROR信号を生成する。
このように、CURRENT ERROR信号は、所望の電流と実際
の電流の間の差を表わす。
【００４１】増幅器２７０の出力は、次に信号VCLAMPPO
S及びVCLAMPNEGに接続される、第１及び第２の制限ダイ
オード(limiting diode)２７０及び２７２に接続され
る。VCLAMPPOS及びVCLAMPNEG信号は、インバータ８２、
８４の電圧出力を許容できるパラメータ内に制限するた
めに選択された所定の範囲内にCURRENT ERROR信号が確
実にあるように、あらかじめ設定された電圧レベルであ
る。
【００４２】CURRENT ERROR信号は、CURRENT ERROR信号
を、ランプ信号発生回路(ramp signal generating circ
uit)２８２によって生成されたランプ信号と比較するよ
うに構成された増幅器２８０へ次に入力される。増幅器
２８０の出力は、上述のPWM信号である。PWM信号は、PW
M信号のパルスの幅が、所望の電流と実際の電流の間の
差を除去するように変化させられるようにCURRENT ERRO
R信号に対応する。
【００４３】ここで図４Ｂを参照すると、上述のスイッ
チイネーブル回路１６６がその中に示される。このスイ
ッチイネーブル回路への入力は、上述のPWM信号、S-REA
DY信号、及びS-ENABLE信号である。
【００４４】PWM信号は、直接第１のANDゲート３００
に、及び反転回路３０４を通して第２のANDゲート３０
２にかけられる。その結果は、ANDゲート３００への１
つの入力はPWM信号それ自身であり、第２のANDゲート３
０２への１つの入力はパルス幅変調信号の補数(PWM-NO
T)である。ANDゲート３００及び３０２の他の入力は、S
-READY信号である。このように、PWM信号及びPWM-NOT信
号は、S-READY信号がハイ(high)でなければ、ANDゲート
３００及び３０２を通過しない。
【００４５】PWM信号及びPWM-NOT信号は、次に、PWM信
号とPWM-NOT信号が同時に「オン」すなわち「ハイ」に
ならないようにする遅延回路３０６及び３０８にかけら
れる。インバータスイッチが同時に開いて、第１と第３
の入力ターミナル１５２と１５６の間のショートを確実
に起こさないようにするために、これは重要である。
【００４６】PWM信号及びPWM-NOT信号は、次に、ANDゲ
ート３１０及び３１２にかけられる。これらのANDゲー
ト３１０及び３１２の他の入力は、上述のS-ENABLE信号
である。S-ENABLE信号は、上述のINV-ENABLE信号に基い
て生成される。また、もしINV-ENABLE信号がそれの適切
な状態になければ、PWM及びPWM-NOT信号は、最終のゲー
ト３１０及び３１２を通過しない。
【００４７】図４Ｃを参照すると、S-READY及びS-ENABL
E信号が、上述のINV-CONN、/RESET、及びINV-ENABLE信
号に基いて、バッファ回路３４０及び３４２、及びイン
バータ回路３４４によって生成される。INV-CONN信号
は、インバータがそれの機械的コネクタ中に適切に装着
されているときに生成される。INV-READY信号は、シス
テムが準備できているときに制御回路によって生成され
る。/RESET信号によって、制御回路１６０はインバータ
をリセットすることができる。スタートアップインター
ロック回路１６４は、このように、ハードウェア、及び
インバータの動作のための状況が満たされていないこと
を示すロジック値(logic factor)に基いて、S-READY及
びS-ENABLE信号を生成する。インバータの適切な動作の
ための状況のすべてが満たされるとき、INV-READY信号
は、制御回路１６０に送り返される。
【００４８】PWM及びPWM-NOT信号は、次に、プリドライ
バ回路(predriver circuit)３１４及び３１６を通過す
る。これらのプリドライバ回路は、図３に関して上述し
たINV-TOP、INV-BOT、INV-TOPリターン、及びINV-BOTリ
ターンの信号を生成する。
【００４９】ここで図４Ｆ及び４Ｇを参照すると、それ
ぞれ、トップ及びボトムの駆動回路１６８及び１７０が
その中に示される。INV-TOP及びINV-TOPリターンの信号
は、オプトアイソレータ(opto-isolator)３２０を通し
て、上述の第１のインバータスイッチ２２０を駆動する
ために適合したGATE-TOP信号を生成するドライバ回路３
２２にかけられる。同様に、INV-BOT及びINV-TOP-RTNの
信号は、オプトアイソレータ３２４を通して、第２のイ
ンバータスイッチ２２２を駆動するために適合したGATE
-BOTを生成するドライバ回路３２６にかけられる。
【００５０】上述の制御回路１６０は、上述の機能を実
行するために必要なロジックを含むRAM及びROMの統合さ
れたマイクロプロセッサの形態で実施することができ
る。もちろん、制御回路１６０の機能は、適すれば、別
個の回路で実施することができる。
【００５１】出力インバータ８２及び８４のそれぞれの
ローカルな(local)制御回路１６０に加えて、UPSシステ
ム２２を制御するためにシステム制御回路３９０が提供
される。ローカルの制御回路の機能は、システム制御回
路３９０によって実行することができ、これによって出
力インバータ８２及び８４のそれぞれについてのローカ
ルの制御回路が不要となる。
【００５２】更に、システム制御回路３９０は、上述の
第１、第２、及び第３のスイッチ１２０〜１２６を動作
させる責任を有することになる。システム制御回路３９
０は、技術上周知である、入力段５２に関連するシステ
ム制御、インターフェース、及びタイミング機能も扱う
ことになる。
【００５３】上述のことから、本発明は、上述の形態以
外で具体化することができることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたUPSシステムを使用
することができる典型的な環境を示す、非常に概略的な
ブロック図である。
【図２】図１に示される典型的なUPSシステムの詳細を
示すブロック図である。
【図３】図２のUPSシステムによって使用される出力イ
ンバータ回路のブロック図である。
【図４Ａ】図３のブロック図の詳細を示す回路図であ
る。
【図４Ｂ】図３のブロック図の詳細を示す回路図であ
る。
【図４Ｃ】図３のブロック図の詳細を示す回路図であ
る。
【図４Ｄ】図３のブロック図の詳細を示す回路図であ
る。
【図４Ｅ】図３のブロック図の詳細を示す回路図であ
る。
【図４Ｆ】図３のブロック図の詳細を示す回路図であ
る。
【図４Ｇ】図３のブロック図の詳細を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
２０ UPSシステム２２を使用する通信システム ２２ UPSシステム ２４ 商用パワーソース ２６ 第１のHFC/CATV負荷 ２８ 第２のHFC/CATV負荷 ３０ 出力ACパワー信号１ ３２ 出力ACパワー信号２ ５８ 力率が調整されたインバータ回路 ６４ 全波ブリッジインバータ ６６ バッテリチャージャ ６８ バッテリ ７０ バッテリインバータ ８０ 出力整流器 ８２ 第１の出力インバータ ８４ 第２の出力インバータ １５０ HFスイッチ １５８ センス回路 １６０ 制御回路 １６２ エラー信号発生回路 １６４ スタートアップインターロック回路 １６６ スイッチイネーブル回路 １６８ トップ駆動回路 １７０ ボトム駆動回路 ３９０ システム制御回路
フロントページの続き (72)発明者 プー ハン アメリカ合衆国 ワシントン州 98226 ベリンガム サウス ペブル プレイス 3662 (72)発明者 ラム ヴー アメリカ合衆国 ワシントン州 98226 ベリンガム カンタベリー レーン 3740 −69

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プライマリー及びスタンバイのACパワー
    信号を生成する入力段と；前記プライマリー及びスタン
    バイのACパワー信号に動作的に接続される絶縁変圧器
    と；前記プライマリー及びスタンバイのACパワー信号に
    基いて出力DCパワー信号を生成するため、前記絶縁変圧
    器に動作的に接続される出力整流器と；複数の出力イン
    バータであって、当該出力インバータのそれぞれは、前
    記出力DCパワー信号に基いてACパワー信号を生成する、
    前記複数の出力インバータと；を有することを特徴とす
    る通信システムのためのUPSシステム。
  2. 【請求項２】 前記出力インバータと前記通信システム
    の１つ又はそれ以上の負荷の間に配置されたスイッチア
    レイと；１つ又はそれ以上の前記出力ACパワー信号を、
    前記通信システムの１つ又はそれ以上の負荷に接続する
    ために前記スイッチを制御するスイッチ制御手段と；を
    更に有することを特徴とする請求項１に記載のUPSシス
    テム。
  3. 【請求項３】 前記入力段は、 商用パワー信号から入力DCパワー信号を生成するための
    入力整流器と；前記入力DCパワー信号から前記プライマ
    リーACパワー信号を生成する入力インバータと；バッテ
    リから前記スタンバイACパワー信号を生成するバッテリ
    インバータと；を有することを特徴とする請求項１に記
    載のUPSシステム。
  4. 【請求項４】 前記入力DCパワー信号に基いて前記バッ
    テリをじゅうでんするためのバッテリチャージャを更に
    含むことを特徴とする請求項３に記載のUPSシステム。
  5. 【請求項５】 複数の負荷を含む通信システムのための
    UPSシステムであって、 プライマリー及びスタンバイのACパワー信号を生成する
    入力段と；前記プライマリー及びスタンバイACパワー信
    号を受け取るように動作的に接続された絶縁変圧器と；
    前記プライマリー及びスタンバイのACパワー信号に基い
    て出力DCパワー信号を生成するため、前記絶縁変圧器に
    動作的に接続された出力整流器と；複数の出力インバー
    タであって、当該出力インバータのそれぞれは、前記通
    信システムの負荷の１つに接続され、及び、前記出力DC
    パワー信号に基いて、それに接続された前記負荷のため
    にACパワー信号を生成する、前記複数の出力インバータ
    と；を有することを特徴とする通信システムのためのUP
    Sシステム。
  6. 【請求項６】 前記出力インバータのそれぞれと、それ
    に関連する前記負荷との間に配置されるプライマリース
    イッチ、及び前記出力インバータに関連する前記負荷の
    内の２つの間に配置される少なくとも１つのセカンダリ
    ースイッチを有するスイッチアレイと；１つ又はそれ以
    上の前記出力ACパワー信号を、前記通信システムの１つ
    又はそれ以上の負荷に接続するために前記スイッチを制
    御するためのスイッチ制御手段と；を更に有することを
    特徴とする請求項５に記載のUPSシステム。
  7. 【請求項７】 前記入力段は、 商用パワー信号から入力DCパワー信号を生成するための
    入力整流器と；前記入力DCパワー信号から前記プライマ
    リーACパワー信号を生成する入力インバータと；バッテ
    リから前記スタンバイACパワー信号を生成するバッテリ
    インバータと；を有することを特徴とする請求項５に記
    載のUPSシステム。
  8. 【請求項８】 前記入力DCパワー信号に基いて前記バッ
    テリを充電するためのバッテリチャージャを更に有する
    ことを特徴とする請求項７に記載のUPSシステム。
  9. 【請求項９】 プライマリー及びスタンバイのACパワー
    信号を生成するステップと；前記プライマリー及びスタ
    ンバイのACパワー信号を絶縁変圧器を通過させるステッ
    プと；前記プライマリー及びスタンバイのACパワー信号
    に基いて出力DCパワー信号を生成するステップと；複数
    の出力インバータであって、当該出力インバータのそれ
    ぞれは、前記出力DCパワー信号に基いてACパワー信号を
    生成する、前記複数の出力インバータを提供するステッ
    プと；を有することを特徴とするACパワーを通信システ
    ムに供給する方法。
  10. 【請求項１０】 前記出力インバータと、前記通信シス
    テムの１つ又はそれ以上の負荷との間にスイッチアレイ
    を配置するステップと；１つ又はそれ以上の前記出力AC
    パワー信号を、前記通信システムの１つ又はそれ以上の
    負荷に接続するために前記スイッチを制御するステップ
    と；を更に有することを特徴とする請求項９に記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記プライマリー及びスタンバイのAC
    パワー信号を生成するステップは、 商用パワー信号から入力DCパワー信号を生成するステッ
    プと；前記入力DCパワー信号から前記プライマリーACパ
    ワー信号を生成するステップと；バッテリから前記スタ
    ンバイACパワー信号を生成するステップと；を有するこ
    とを特徴とする請求項９に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記入力DCパワー信号に基いて前記バ
    ッテリを充電するステップを更に有することを特徴とす
    る請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 商用パワー信号のソースと少なくとも
    １つの負荷との間に動作的に接続された、通信ネットワ
    ークで使用するための無停電電源信号を生成するための
    システムであって、 前記商用パワー信号のソースに接続された入力ターミナ
    ルと；少なくとも１つの負荷に接続された出力ターミナ
    ルと；第１、第２、及び第３の巻線を含む変圧器と；入
    力DCバスと；出力DCバスと；バッテリと；前記入力ター
    ミナルと前記第１のDCバスとの間に動作的に接続された
    入力整流器であって、当該入力整流器は、前記商用パワ
    ー信号に基いて、前記第１のDCバス上に第１のDCパワー
    信号を生成する、前記入力整流器と；前記第１のDCバス
    と前記バッテリとの間に動作的に接続された、当該バッ
    テリを充電するためのバッテリチャージャと；前記第１
    のDCバスと、前記変圧器の前記第１の巻線との間に動作
    的に接続された、当該第１の巻線の両端間にかかるプラ
    イマリーACパワー信号を生成するための第１のインバー
    タと；前記バッテリと、前記変圧器の前記第２の巻線と
    の間に動作的に接続された、当該第２の巻線の両端間に
    かかるスタンバイACパワー信号を生成するための第２の
    インバータと；前記変圧器の前記第３の巻線と、前記第
    ２のDCバスとの間に動作的に接続された、前記プライマ
    リーACパワー信号及び前記スタンバイACパワー信号の内
    の少なくとも１つに基いて、前記第２のDCバス上に出力
    DCパワー信号を生成するための出力整流器と；前記第２
    のDCバスと前記出力ターミナルとの間に動作的に接続さ
    れた複数の出力インバータであって、それぞれの出力イ
    ンバータは、前記の少なくとも１つの負荷にエネルギー
    を与える出力ACパワー信号を生成する、前記複数の出力
    インバータと；を有することを特徴とするシステム。
  14. 【請求項１４】 前記出力インバータと前記出力ターミ
    ナルとの間に動作的に接続されたスイッチアレイと；前
    記複数の出力インバータの内の選択された１つを前記少
    なくとも１つの負荷に接続するために前記スイッチアレ
    イを制御するための制御回路と；を更に有することを特
    徴とする請求項１３に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 負荷が前記複数の出力インバータのそ
    れぞれに接続されることを特徴とする請求項１３に記載
    のシステム。
  16. 【請求項１６】 負荷が前記複数の出力インバータのそ
    れぞれに接続されることを特徴とする請求項１４に記載
    のシステム。
  17. 【請求項１７】 前記制御回路は、第１の状態では前記
    出力インバータのそれぞれを単一の負荷に接続し、及
    び、第２の状態では複数の負荷を単一の出力インバータ
    に接続するように前記スイッチアレイを制御することを
    特徴とする請求項１６に記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 負荷が前記複数の出力インバータのそ
    れぞれに関連づけられ；前記スイッチアレイは、 負荷の間に動作的に接続されたセカンダリースイッチ、
    及び、前記出力インバータのそれぞれと、それに関連づ
    けられた前記負荷との間に動作的に接続されたプライマ
    リースイッチを含み；前記制御回路は、前記セカンダリ
    ースイッチが開き、かつ、前記プライマリースイッチが
    閉じる第１のモードと、前記セカンダリースイッチが閉
    じ、かつ、前記プライマリースイッチの内の１つが開く
    第２のモードとで動作すること；を特徴とする請求項１
    ４に記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 前記出力インバータのそれぞれと、前
    記少なくとも１つの負荷との間に動作的に接続されたフ
    ィルタ回路を更に有することを特徴とする請求項１３に
    記載のシステム。
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