JP2001346340A - Ac power supply - Google Patents

Ac power supply

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JP2001346340A
JP2001346340A JP2000163400A JP2000163400A JP2001346340A JP 2001346340 A JP2001346340 A JP 2001346340A JP 2000163400 A JP2000163400 A JP 2000163400A JP 2000163400 A JP2000163400 A JP 2000163400A JP 2001346340 A JP2001346340 A JP 2001346340A
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JP
Japan
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power supply
inverter
current
load
switch
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Application number
JP2000163400A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Teraoka
賢二 寺岡
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Sanken Electric Co Ltd
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Sanken Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of the cost increase of the device caused by the requirement of a plurality of current detectors when an interruptible power supply is constituted of a commercial power supply and an inverter. SOLUTION: An AC power supply 1 is connected to a load 3 via a first switch 4. An inverter 2 is connected to the load 3 via a second switch 6. The power supplying line 20 of the AC power supply 1 and the power supplying line 21 of the inverter 2 are magnetically connected to a common core 15. The synthesized current output of the two lines 20, 21 is obtained from the current detecting winding 16 of the core 15. The output of the current detector 11 is inputted into a comparator 23 to compare with an overcurrent reference voltage Vr1, controlling the inverter 2 to an 'OFF' state if the detected current is judged to be an overcurrent.

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、商用交流電源とイ
ンバータとによって負荷に電力を供給するための交流電
力供給装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC power supply device for supplying power to a load using a commercial AC power supply and an inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の無停電電源装置(UPS)は、図
1に示すように対の交流電源端子1a、1bに接続され
た商用交流電源1とDC−AC変換器即ちインバータ2
とによって共通の負荷3に電力を供給するように構成さ
れている。更に詳細には、対の交流電源端子1a、1b
は第1のスイッチ4とヒューズ5とを介して負荷3に接
続されている。インバータ2の対の出力端子2a、2b
は第2のスイッチ6を介して負荷3に接続されている。
第1のスイッチ4は第1、第2、第3及び第4の接点a
1 、a2 、a3 、a4 と第1及び第2の可動接触子b1
、b2 とを有する。第2のスイッチ6は第5、第6、
第7及び第8の接点a5 、a6 、a7 、a8と第3及び
第4の可動接触子b3 、b4 とを有する。第1及び第2
のスイッチ4、6は互いに反対に動作する。即ち、第1
のスイッチ4の第1及び第2の可動接触子b1 、b2 が
第1〜第4の接点a1 〜a4 に接触している時には、第
2のスイッチ6の第3及び第4の可動接触子b3 、b4
が第5〜第8の接点a5 〜a8から離間する。第1及び
第2のスイッチ4、6はスイッチ制御回路7で制御され
る。図1の場合には、スイッチ制御回路7が交流電源1
の停電を検出した時に第1のスイッチ4がオフになり、
第2のスイッチ6がオンになる。また、交流電源1が正
常に戻った時に第2のスイッチ6がオフになり、第1の
スイッチ4がオンになる。なお、常時は第2のスイッチ
6をオン状態とし、インバ−タ2の故障時に第1のスイ
ッチ4をオンにすることもできる。
2. Description of the Related Art A conventional uninterruptible power supply (UPS) comprises a commercial AC power supply 1 connected to a pair of AC power supply terminals 1a and 1b and a DC-AC converter or inverter 2 as shown in FIG.
Thus, power is supplied to the common load 3. More specifically, a pair of AC power supply terminals 1a, 1b
Is connected to the load 3 via the first switch 4 and the fuse 5. A pair of output terminals 2a and 2b of the inverter 2
Is connected to the load 3 via the second switch 6.
The first switch 4 has first, second, third and fourth contacts a.
1, a2, a3, a4 and the first and second movable contacts b1
, B2. The second switch 6 is the fifth, sixth,
It has seventh and eighth contacts a5, a6, a7, a8 and third and fourth movable contacts b3, b4. First and second
Switches 4 and 6 operate in opposite directions. That is, the first
When the first and second movable contacts b1 and b2 of the switch 4 are in contact with the first to fourth contacts a1 to a4, the third and fourth movable contacts b3 of the second switch 6 , B4
Are separated from the fifth to eighth contacts a5 to a8. The first and second switches 4 and 6 are controlled by a switch control circuit 7. In the case of FIG. 1, the switch control circuit 7
The first switch 4 is turned off when the power outage is detected,
The second switch 6 is turned on. When the AC power supply 1 returns to normal, the second switch 6 is turned off and the first switch 4 is turned on. It should be noted that the second switch 6 can be always turned on and the first switch 4 can be turned on when the inverter 2 fails.

【0003】ところで、第1及び第2のスイッチ4、6
のオン・オフ状態を瞬時に転換することは困難である。
例えば、第2のスイッチ6をターンオフ制御し、第1の
スイッチ4をターンオン制御した場合、第1のスイッチ
4がオンになった後にも第2のスイッチ6の可動接触子
b3 、b4 と接点a5 〜a8 とがアークによって電気的
に接続された状態に保たれることがある。この様な場合
には、交流電源1から負荷3に電力が供給されると同時
に、交流電源1に対してインバータ2が並列接続された
状態になり、横流が流れる。また、第2のスイッチ6を
ターンオン制御し、第1のスイッチ4をターンオフ制御
した時に、第1のスイッチ4のターンオフがアーク等で
遅れると、インバータ2から負荷3に電力が供給される
と同時にインバータ2から交流電源1側に横流が流れ
る。もし、横流が大きいとインバータ2が破損するおそ
れがある。このため、従来の交流電力供給装置では、図
1に示すように第1、第2及び第3の電流検出器8a、
8b、8cを設けるか、又は第1及び第2の電流検出器
8a、8bを設けるか、又は第2及び第3の電流検出器
8b、8cを設け、第3の電流検出器8cで負荷3に流
れる電流I0 を検出し、第1及び第2の電流検出器8
a、8bで交流電源1の電流I1 及びインバータ2の電
流I2 を検出し、横流等によるインバータ2の過電流を
検知し、過電流時にインバータ2のシャットダウン端子
9に停止指令を与えた。なお、第3の電流検出器8cは
負荷電流I0 が所定値よりも大きくなった時にアラーム
等を発生させるため又は電流制御のために使用される。
By the way, first and second switches 4 and 6
It is difficult to instantaneously change the on / off state of the device.
For example, when the second switch 6 is turned off and the first switch 4 is turned on, even after the first switch 4 is turned on, the movable contacts b3 and b4 of the second switch 6 and the contact a5 are turned on. To a8 may be kept electrically connected by an arc. In such a case, at the same time when power is supplied from the AC power supply 1 to the load 3, the inverter 2 is connected in parallel to the AC power supply 1, and a cross current flows. Further, when the second switch 6 is turned on and the first switch 4 is turned off, if the turn-off of the first switch 4 is delayed by an arc or the like, power is supplied from the inverter 2 to the load 3 at the same time. A cross current flows from the inverter 2 to the AC power supply 1 side. If the cross current is large, the inverter 2 may be damaged. Therefore, in the conventional AC power supply device, as shown in FIG. 1, the first, second, and third current detectors 8a,
8b, 8c, or the first and second current detectors 8a, 8b, or the second and third current detectors 8b, 8c, and the load 3 Current I0 flowing through the first and second current detectors 8 is detected.
The current I1 of the AC power supply 1 and the current I2 of the inverter 2 are detected at a and 8b, and an overcurrent of the inverter 2 due to a cross current or the like is detected, and a stop command is given to the shutdown terminal 9 of the inverter 2 at the time of the overcurrent. The third current detector 8c is used for generating an alarm or the like when the load current I0 becomes larger than a predetermined value or for current control.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図1に示す
ように複数の電流検出器8a、8b、8cを設けると、
各部の状態を確実に検知することができ、インバータ2
の保護等を良好に行うことができるが、必然的に交流電
力供給装置がコスト高になる。
By the way, if a plurality of current detectors 8a, 8b, 8c are provided as shown in FIG.
The state of each part can be reliably detected, and the inverter 2
Can be satisfactorily protected, but inevitably increases the cost of the AC power supply device.

【0005】そこで、本発明は、交流電力供給装置のコ
ストの低減を図ることを目的とする。
[0005] Therefore, an object of the present invention is to reduce the cost of an AC power supply device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、負荷に交流電力を供給
するための交流電源端子と、前記交流電源端子と前記負
荷との間に設けられた第1のスイッチと、前記負荷に電
力を供給するためのインバータと、前記インバータと前
記負荷との間に設けられ且つ前記第1のスイッチのオン
・オフと逆に操作又は制御されるように形成された第2
のスイッチと、前記交流電源端子から前記負荷に電力を
供給するラインに流れる電流と前記インバータから前記
負荷に電力を供給するラインに流れる電流とを一括して
検出するための電流検出器とを備えていることを特徴と
する交流電力供給装置に係わるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems and achieve the above object, the present invention provides an AC power supply terminal for supplying AC power to a load, and an AC power supply terminal between the AC power supply terminal and the load. A first switch provided in the power supply, an inverter for supplying power to the load, and an inverter provided between the inverter and the load and operated or controlled in the reverse of on / off of the first switch. The second formed
And a current detector for collectively detecting a current flowing from the AC power supply terminal to a line for supplying power to the load and a current flowing from the inverter to a line for supplying power to the load. The present invention relates to an AC power supply device characterized in that:

【0007】なお、請求項2に示すように、過電流検出
回路を設け、過電流検出時にインバータを交流電源側か
ら見て開放状態に制御することが望ましい。また、請求
項3に示すように過電流状態を報知する手段を設けるこ
とが望ましい。
It is desirable that an overcurrent detection circuit be provided to control the inverter to be open when the overcurrent is detected, as viewed from the AC power supply side. It is desirable to provide a means for notifying an overcurrent state as described in claim 3.

【0008】[0008]

【発明の効果】各請求項の発明によれば、1つの電流検
出器によって交流電源のみで負荷に電力を供給している
時の第1の電流と、インバータのみで負荷に電流を供給
している第2の電流と、負荷電流と横流との和とを検知
することができ、交流電力供給装置のコストの低減を図
ることができる。また、請求項2の発明によれば、イン
バータの保護を簡単に達成することができる。また、請
求項3の発明によれば、簡単に負荷状態を監視すること
ができる。
According to the invention of each claim, the first current when the power is supplied to the load only by the AC power supply by one current detector, and the current is supplied to the load only by the inverter. The second current and the sum of the load current and the cross current can be detected, and the cost of the AC power supply device can be reduced. According to the invention of claim 2, protection of the inverter can be easily achieved. Further, according to the third aspect of the invention, the load state can be easily monitored.

【0009】[0009]

【実施形態及び実施例】次に、図2〜図4を参照して本
発明の実施形態及び実施例に従う交流電力供給装置を説
明する。但し、図2において図1と実質的に同一の部分
には同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiments and Examples Next, an AC power supply device according to embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS. However, in FIG. 2, substantially the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0010】図2の交流電力供給装置は、図1の回路か
ら第1、第2及び第3の電流検出器8a、8b、8cを
省き、この代りに共通の電流検出器11を設け、また、
第1及び第2の過電流検出回路12、13と報知手段1
4を設け、この他は図1と同一に構成したものである。
The AC power supply device of FIG. 2 omits the first, second and third current detectors 8a, 8b and 8c from the circuit of FIG. 1, and provides a common current detector 11 in place of this. ,
First and second overcurrent detection circuits 12 and 13 and notification means 1
4 and the other components are the same as those shown in FIG.

【0011】本発明に従う電流検出器11は、磁気コア
15と、検出コイル16と、整流器17と、出力抵抗1
8とから成る。交流電源1の対の電力供給ライン19、
20の内の一方のライン20と、インバータ2の対の電
力供給ライン21、22の内の一方のライン21とが磁
気コア15を貫通している。従って、ライン20、21
は1ターンの巻線としてコア15に作用している。勿論
2つの電力供給ライン20、21をコア15に巻装する
ようにしてもよい。なお、交流電源側のライン19、2
0とインバータ側のライン21、22とは互いに接続さ
れ且つ負荷3にもそれぞれ接続されている。
The current detector 11 according to the present invention comprises a magnetic core 15, a detection coil 16, a rectifier 17, and an output resistor 1
8 A pair of power supply lines 19 of the AC power supply 1,
One of the lines 20 and the other of the pair of power supply lines 21 and 22 of the inverter 2 pass through the magnetic core 15. Therefore, lines 20, 21
Acts on the core 15 as a one-turn winding. Of course, two power supply lines 20, 21 may be wound around the core 15. The lines 19, 2 on the AC power supply side
0 and the lines 21 and 22 on the inverter side are connected to each other and also to the load 3.

【0012】整流回路17は4つのダイオードD1 、D
2 、D3 、D4 をブリッジ接続した全波整流回路から成
る。この整流回路17の交流入力端子に電流検出巻線1
6が接続され、直流出力端子に出力抵抗18が接続され
ている。従って、抵抗18には巻線16の電流の絶対値
に対応する電圧Vi が得られる。この電圧Vi を電流検
出値と呼ぶことにする。
The rectifier circuit 17 has four diodes D1, D
2, a full-wave rectifier circuit in which D3 and D4 are bridge-connected. The current detection winding 1 is connected to the AC input terminal of the rectifier circuit 17.
6, and an output resistor 18 is connected to the DC output terminal. Therefore, a voltage Vi corresponding to the absolute value of the current of the winding 16 is obtained in the resistor 18. This voltage Vi is called a current detection value.

【0013】第1の過電流検出回路12は第1の比較器
23と第1の基準電圧源24とから成る。第1の比較器
23の一方の入力端子(負端子)は電流検出器11に接
続され、この他方の入力端子(正端子)は第1の基準電
圧源24に接続され、この出力端子はインバータ2のシ
ャットダウン端子9に接続されている。第1の基準電圧
源24は負荷3に交流電源1又はインバータ2から正常
に電力を供給している時の定格負荷電流に対応する電流
検出値Vi よりも高いレベルの第1の基準電圧Vr1を発
生する。従って、第1の比較器23は、電流検出値Vi
が第1の基準電圧Vr1よりも高くなった時に低レベルの
出力を発生し、これによってインバータ2をシャットダ
ウン状態に制御する。
The first overcurrent detection circuit 12 includes a first comparator 23 and a first reference voltage source 24. One input terminal (negative terminal) of the first comparator 23 is connected to the current detector 11, the other input terminal (positive terminal) is connected to the first reference voltage source 24, and this output terminal is connected to the inverter. 2 is connected to the shutdown terminal 9. The first reference voltage source 24 supplies a first reference voltage Vr1 having a higher level than the current detection value Vi corresponding to the rated load current when the power is normally supplied from the AC power supply 1 or the inverter 2 to the load 3. appear. Therefore, the first comparator 23 detects the current detection value Vi
Generates a low-level output when the voltage becomes higher than the first reference voltage Vr1, thereby controlling the inverter 2 to a shutdown state.

【0014】第2の過電流検出回路13は警報用であっ
て、第2の比較器25と第2の基準電圧源26とから成
る。第2の比較器25の一方の入力端子(正端子)は電
流検出回路11に接続され、この他方の入力端子(負端
子)は第2の基準電圧源26に接続されている。第2の
基準電圧源26は負荷3の定格電流に相当する電流検出
値Vi と第1の基準電圧Vr1との間の値を有する第2の
基準電圧Vr2を発生する。第2の比較器25は、電流検
出器Vi が第2の基準電圧Vr2よりも高くなった時に高
レベル出力即ち警報出力を発生し、これを報知手段14
に送る。報知手段14は例えば過電流報知ブザーから成
り、比較的低い過電流レベル状態が継続的に発生した時
にこれをブザーによって報知する。
The second overcurrent detecting circuit 13 is for alarming purposes and comprises a second comparator 25 and a second reference voltage source 26. One input terminal (positive terminal) of the second comparator 25 is connected to the current detection circuit 11, and the other input terminal (negative terminal) is connected to the second reference voltage source 26. The second reference voltage source 26 generates a second reference voltage Vr2 having a value between the current detection value Vi corresponding to the rated current of the load 3 and the first reference voltage Vr1. The second comparator 25 generates a high-level output, that is, an alarm output when the current detector Vi becomes higher than the second reference voltage Vr2, and notifies the alarm means 14 of the output.
Send to The notification means 14 comprises, for example, an overcurrent notification buzzer, and notifies the buzzer when a relatively low overcurrent level state continuously occurs.

【0015】図3は図2のインバータ2を詳しく示すも
のである。このインバータ2は、蓄電池30と、変換回
路31と、フィルタ32と、制御回路33と、充電回路
34とを有している。蓄電池30は充電回路34によっ
て所定の電圧に充電される。充電回路34は図2に示す
商用交流電源1の電圧を所定の直流電圧に変換して蓄電
池30を充電する。
FIG. 3 shows the inverter 2 of FIG. 2 in detail. The inverter 2 includes a storage battery 30, a conversion circuit 31, a filter 32, a control circuit 33, and a charging circuit. Storage battery 30 is charged to a predetermined voltage by charging circuit 34. The charging circuit 34 converts the voltage of the commercial AC power supply 1 shown in FIG. 2 into a predetermined DC voltage and charges the storage battery 30.

【0016】蓄電池30の対の端子間には、トランジス
タ、FET、IGBT等の半導体スイッチから成る第
1、第2、第3及び第4のスイッチQ1 、Q2 、Q3 、
Q4 がブリッジ接続されている。即ち、第1及び第2の
スイッチQ1 、Q2 の直列回路と第3及び第4のスイッ
チQ3 、Q4 の直列回路とが蓄電池30に並列接続され
ている。第1及び第2のスイッチQ1 、Q2 の相互接続
点P1 と第3及び第4のスイッチQ3 、Q4 の相互接続
点P2 とは高周波成分除去用フィルタ32を介してイン
バータ出力端子2a、2bに接続されている。なお、フ
ィルタ32に出力トランスを含めることもできる。対の
出力端子2a、2b間には商用交流電源1の周波数(例
えば50Hz)と同一の周波数のインバータ出力電圧が発
生する。
Between a pair of terminals of the storage battery 30, first, second, third and fourth switches Q1, Q2, Q3, Q3 comprising semiconductor switches such as transistors, FETs, IGBTs, etc.
Q4 is bridged. That is, a series circuit of the first and second switches Q1, Q2 and a series circuit of the third and fourth switches Q3, Q4 are connected in parallel to the storage battery 30. The interconnection point P1 of the first and second switches Q1, Q2 and the interconnection point P2 of the third and fourth switches Q3, Q4 are connected to the inverter output terminals 2a, 2b via a high frequency component removing filter 32. Have been. Note that the filter 32 may include an output transformer. An inverter output voltage having the same frequency as the frequency (for example, 50 Hz) of the commercial AC power supply 1 is generated between the pair of output terminals 2a and 2b.

【0017】制御回路33は、第1及び第2のスイッチ
Q1 、Q2 を交互にオン・オフすると共に、第3及び第
4のスイッチQ3 、Q4 を交互にオン・オフする周知の
回路であって、基準正弦波電圧発生回路35、鋸波発生
器36、誤差増幅器37、比較器38、制御信号形成回
路39、及びシャットダウンスイッチ40とから成る。
この制御回路33は、シャットダウンスイッチ40を除
いて例えば特願平11−60417号明細書及び図面と
実質的に同一であり、また特開平11−41982号公
報の3相制御回路の一部と実質的に同一であるので、こ
の詳しい説明を省略し、簡単に説明する。図3の基準正
弦波電圧発生回路は図2の交流電源1の電圧に同期して
例えば50Hzの正弦波電圧を発生する。誤差増幅器37
は、インバータ2の出力電圧を一定にするように基準正
弦波電圧の振幅をインバータ出力電圧の検出値で補正す
る。鋸波発生器36は、インバータ2の出力電圧の周波
数よりも十分に高い周波数(例えば20〜100kHz )
で鋸波電圧即ちキャリアを発生する。比較器38は鋸波
電圧発生器36の鋸波電圧と誤差増幅器37の出力正弦
波とを比較してPWMパルスを発生する。ゲート信号形
成回路39は比較器38の出力及びこの位相反転信号に
よって第1〜第4のスイッチQ1 〜Q4 の制御信号Vg
1、Vg2、Vg3、Vg4を図4に概略的に示すように形成
し、第1〜第4のスイッチQ1 〜Q4 の制御端子に供給
する。シャットダウンスイッチ40は、制御信号形成回
路39の電源端子41と制御信号形成回路39との間に
設けられており、シヤットダウン端子9に低レベルの信
号が入力した時にオフになって図4のt1 〜t2 期間に
示すように制御信号Vg1、Vg2、Vg3、Vg4の発生を禁
止する。このt1 〜t2 期間には第1〜第4のスイッチ
Q1 〜Q4 の全部がオフになり、負荷3又は交流電源1
側から見てインバータ2は開放状態となる。なお、シャ
ットダウンスイッチ40に相当するものを各スイッチQ
1 〜Q4 の制御信号ラインに設け、スイッチQ1 〜Q4
をオフにしてもよい。
The control circuit 33 is a known circuit that alternately turns on and off the first and second switches Q1 and Q2 and alternately turns on and off the third and fourth switches Q3 and Q4. , A reference sine wave voltage generating circuit 35, a sawtooth wave generator 36, an error amplifier 37, a comparator 38, a control signal forming circuit 39, and a shutdown switch 40.
The control circuit 33 is substantially the same as, for example, the specification and drawings of Japanese Patent Application No. 11-60417 except for a shutdown switch 40, and is substantially the same as a part of a three-phase control circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-41982. Therefore, the detailed description will be omitted, and will be briefly described. The reference sine wave voltage generating circuit of FIG. 3 generates a sine wave voltage of, for example, 50 Hz in synchronization with the voltage of the AC power supply 1 of FIG. Error amplifier 37
Corrects the amplitude of the reference sine wave voltage with the detected value of the inverter output voltage so that the output voltage of the inverter 2 is kept constant. The sawtooth generator 36 has a frequency (for example, 20 to 100 kHz) sufficiently higher than the frequency of the output voltage of the inverter 2.
Generates a sawtooth wave voltage, that is, a carrier. The comparator 38 generates a PWM pulse by comparing the sawtooth voltage of the sawtooth voltage generator 36 with the output sine wave of the error amplifier 37. The gate signal forming circuit 39 outputs the control signal Vg for the first to fourth switches Q1 to Q4 according to the output of the comparator 38 and the phase inversion signal.
1, Vg2, Vg3 and Vg4 are formed as schematically shown in FIG. 4 and supplied to the control terminals of the first to fourth switches Q1 to Q4. The shutdown switch 40 is provided between the power supply terminal 41 of the control signal forming circuit 39 and the control signal forming circuit 39, and is turned off when a low-level signal is input to the shutdown terminal 9, and is turned off from t1 to t1 in FIG. As shown in the period t2, generation of the control signals Vg1, Vg2, Vg3, Vg4 is prohibited. During the period from t1 to t2, all of the first to fourth switches Q1 to Q4 are turned off, and the load 3 or the AC power supply 1 is turned off.
The inverter 2 is open when viewed from the side. A switch equivalent to the shutdown switch 40 is connected to each switch Q.
1 to Q4 control signal lines, and switches Q1 to Q4
May be turned off.

【0018】[0018]

【電流検出動作】次に、電流検出器11による電流検出
を詳しく説明する。図2の交流電源装置は第1、第2、
第3及び第4のモードをとる可能性がある。
Next, the current detection by the current detector 11 will be described in detail. The AC power supply device of FIG.
There is a possibility of taking third and fourth modes.

【0019】第1のモードは、第1のスイッチ4がオ
ン、第2のスイッチ6がオフであって、交流電源1によ
って負荷3に電力が供給されるモードである。この第1
のモードの期間には、負荷電流I0と同一の交流電源1
の電流I1 が電流検出器11で検出され、電流検出値V
i は次式に示す値になる。 Vi =KI1=KI0 (Kは定数)
The first mode is a mode in which the first switch 4 is turned on and the second switch 6 is turned off, and power is supplied to the load 3 by the AC power supply 1. This first
In the mode period, the AC power source 1 which is the same as the load current I0
Current I1 is detected by the current detector 11 and the current detection value V
i is the value shown in the following equation. Vi = KI1 = KI0 (K is a constant)

【0020】第2のモードは、第1のスイッチ4をオン
からオフに転換制御すると同時に第2のスイッチ6をオ
フからオンに転換制御した時、又は第2のスイッチ6を
オンからオフに転換制御すると同時に第1のスイッチ4
をオフからオンに転換制御した時に、交流電源1が電源
となって負荷3及びインバータ2に電流が流れるモード
である。この場合には交流電源1とライン19と負荷3
とライン20とから成る回路に負荷電流I0 が流れると
同時に、交流電源1とライン19とライン21とインバ
ータ2とライン22とライン20とから成る回路に横流
In が流れる。コア15には、ライン20を流れる電流
I0 +In に比例した磁束とライン21に流れる電流I
n に比例した磁束との和が生じ、次式に示す電流検出値
Vi が得られる。 Vi =K(Io +2In ) この第2のモード時の電流検出値Vi は通常の負荷電流
I0 よりも大きい。この電流検出値Vi が第1の基準電
圧源24の電圧Vr1よりも高くなると、比較器23の出
力が低レベルになり、インバータ2の制御信号が図4の
t1 〜t2 に示すようにシャットダウンされる。これに
より、インバータ2が開放状態となり、横流成分2In
が無くなる。t2 で過電流状態が解消すると、再び制御
信号が有効になり、例えば第2及び第3のスイッチQ2
、Q3 がオンになる。しかし、まだ第1のスイッチ4
又は第2のスイッチ6のアーク等による導通状態が解消
されず、第1及び第2のスイッチ2、4の両方がオン状
態にあると、再び横流が発生し、比較器23の出力が低
レベルとなり、t3 時点から再びインバータ2がシャッ
トダウン制御される。図4のt1 〜t2 、t3 〜t4 、
t5 〜t6 、t7 以後に示すようにインバータ2のシャ
ットダウン動作が繰返しは最大でも交流電源1の電圧の
半サイクルである。即ち、交流電源1の電流がゼロにな
ると、第1のスイッチ4又は第2のスイッチ6のアーク
は消滅する。従って、その後は正常動作に移行する。
The second mode is when the first switch 4 is controlled to change from on to off and at the same time when the second switch 6 is controlled to change from off to on, or when the second switch 6 is changed from on to off. First switch 4 while controlling
Is a mode in which the AC power supply 1 serves as a power supply and a current flows through the load 3 and the inverter 2 when the power supply is switched from off to on. In this case, the AC power supply 1, the line 19 and the load 3
At the same time as the load current I0 flows through the circuit composed of the AC power supply 1, the line 19, the line 21, the inverter 2, the line 22, and the line 20, the cross current In flows through the circuit composed of the AC power supply 1, the line 19, the line 21, and the line 22. The magnetic flux proportional to the current I0 + In flowing through the line 20 and the current I flowing through the line 21
A sum with a magnetic flux proportional to n is generated, and a current detection value Vi represented by the following equation is obtained. Vi = K (Io + 2In) The detected current value Vi in the second mode is larger than the normal load current I0. When the current detection value Vi becomes higher than the voltage Vr1 of the first reference voltage source 24, the output of the comparator 23 goes low, and the control signal of the inverter 2 is shut down as shown at t1 to t2 in FIG. You. As a result, the inverter 2 is opened, and the cross current component 2In
Disappears. When the overcurrent condition is removed at t2, the control signal becomes valid again, for example, the second and third switches Q2
, Q3 are turned on. But still the first switch 4
Alternatively, if the conduction state of the second switch 6 due to an arc or the like is not resolved and both the first and second switches 2 and 4 are in the on state, a cross current occurs again, and the output of the comparator 23 becomes low. And the inverter 2 is again shut down from time t3. 4, t1 to t2, t3 to t4,
As shown after t5 to t6 and t7, the repetition of the shutdown operation of the inverter 2 is at most a half cycle of the voltage of the AC power supply 1. That is, when the current of the AC power supply 1 becomes zero, the arc of the first switch 4 or the second switch 6 is extinguished. Therefore, the operation shifts to a normal operation thereafter.

【0021】第3のモードは、第1のスイッチ4がオ
フ、第2のスイッチ6がオンであって、インバータ2の
電流I2が負荷3に供給されるモードである。この第3
のモード時の電流検出器11から得られる電流検出値V
i は次式で示すことができる。 Vi =KI2=KI0
The third mode is a mode in which the first switch 4 is off and the second switch 6 is on, and the current I 2 of the inverter 2 is supplied to the load 3. This third
Current detection value V obtained from current detector 11 in the mode of
i can be expressed by the following equation. Vi = KI2 = KI0

【0022】第4のモードは第1及び第2のスイッチ
4、6の切換え時にインバータ2が電源となって負荷3
及び交流電源1に電流が流れるモードである。この第4
のモード時には、インバータ2とライン21と負荷3と
ライン22とから成る回路で負荷電流I0 が流れると共
に、インバータ2とライン21とライン19と交流電源
1とライン20とライン22とから成る回路で横流In
が流れる。従って、第4のモード時の電流検出値Vi を
次式で示すことができる。 Vi =K(I0 +2In ) この電流検出値Vi は第2のモード時と同様に定格負荷
電流よりも大きくなるので、横流In のレベルが大きい
時には第1の比較器23の出力が低レベルとなり、イン
バータ2がシャットダウンされる。
In the fourth mode, when the first and second switches 4 and 6 are switched, the inverter 2 serves as a power supply and the load 3
And a mode in which current flows through the AC power supply 1. This fourth
In the first mode, a load current I0 flows through a circuit including the inverter 2, the line 21, the load 3, and the line 22, and a circuit including the inverter 2, the line 21, the line 19, the AC power supply 1, the line 20, and the line 22. Cross current In
Flows. Therefore, the current detection value Vi in the fourth mode can be expressed by the following equation. Vi = K (I0 + 2In) Since the detected current value Vi is larger than the rated load current as in the second mode, when the level of the cross current In is large, the output of the first comparator 23 becomes low, Inverter 2 is shut down.

【0023】図2の回路では、第1〜第4のモードのい
ずれにおいても少なくとも負荷電流I0 は検出されてい
る。従って、インバータ2から負荷3に電力を供給して
いる時に、負荷3の短絡等によって負荷電流I0 が大き
くなると、第1の過電流検出器12の出力が低レベルに
なり、インバータ2がオフ制御される。また、交流電源
1から負荷3に電力を供給している時に、負荷3の短絡
等で負荷電流I0 が大きくなると、回路遮断手段として
のヒューズ5が溶断し、電力供給が停止する。なお、交
流電源1の電力容量はインバータ2の電力容量よりも十
分に大きいので、交流電源1はヒューズ5によって十分
に保護される。
In the circuit of FIG. 2, at least the load current I0 is detected in any of the first to fourth modes. Accordingly, if the load current I0 increases due to short-circuiting of the load 3 while power is being supplied from the inverter 2 to the load 3, the output of the first overcurrent detector 12 becomes low, and the inverter 2 is turned off. Is done. If the load current I0 increases due to short-circuiting of the load 3 while power is being supplied from the AC power supply 1 to the load 3, the fuse 5 as a circuit interrupting means is blown and the power supply is stopped. Since the power capacity of AC power supply 1 is sufficiently larger than the power capacity of inverter 2, AC power supply 1 is sufficiently protected by fuse 5.

【0024】第2の過電流検出回路13は、電流検出値
Vi が第1の基準電圧Vr1よりも低い第2の基準電圧V
r2を越えた時に警報出力を発生し、これを報知手段14
に送る。これにより、過負荷状態であることを使用者に
知らせることができる。
The second overcurrent detection circuit 13 generates a second reference voltage Vc whose current detection value Vi is lower than the first reference voltage Vr1.
When r2 is exceeded, an alarm output is generated, and this is
Send to Thus, it is possible to notify the user of the overload state.

【0025】上述から明らかなように、本実施例のUP
S形式の交流電力供給装置によれば、1つの電流検出器
11によって負荷3の電流I0 が過大になったこと、及
び横流が過大であることの両方を検出することができ
る。従って、従来よりも電流検出器の数を減らして交流
電力供給装置のコストの低減を図ることができる。ま
た、本実施例では、過電流時にインバータ2の制御信号
Vg1〜Vg4を停止してインバータ2を開放状態にしてい
るので、インバータ2の保護を迅速且つ簡単に達成する
ことができ、更に正常運転への復帰を迅速に行うことが
できる。また、1つの電流検出器11の出力に基づいて
警報信号を形成しているので、この信号の形成を簡単に
行うことができる。
As is apparent from the above, the UP of this embodiment
According to the S-type AC power supply device, one current detector 11 can detect both that the current I0 of the load 3 is excessive and that the cross current is excessive. Therefore, it is possible to reduce the number of current detectors and reduce the cost of the AC power supply device. Further, in this embodiment, when the overcurrent occurs, the control signals Vg1 to Vg4 of the inverter 2 are stopped and the inverter 2 is opened, so that the protection of the inverter 2 can be achieved quickly and easily, and the normal operation can be achieved. Can be returned quickly. Further, since the alarm signal is formed based on the output of one current detector 11, the signal can be easily formed.

【0026】[0026]

【変形例】本発明は上記実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 第1及び第2のスイッチ4、6を対の電力ライ
ンの一方のみをオン・オフする片側形式のスイッチにす
ることができる。 (2) 第1及び第2のスイッチ4、6をトランジス
タ、サイリスタ等の制御可能な半導体スイッチにするこ
とができる。また、第1及び第2のスイッチ6を手動操
作することもできる。 (3) インバータ2をハーフブリッジ形インバータに
変形することができる。 (4) 電流検出器11をCTで形成する代わりにホー
ル素子等で形成することができる。ホ−ル素子で形成す
る時には1つのホ−ル素子にライン20、21の磁束を
作用させる。 (5) 第1の比較器23の低レベル出力によってイン
バータ2を連続的にオフ制御するように構成することが
できる。即ち図4のt1 以後を連続的にオフ状態にする
ことができる。 (6) 実施例ではインバータ2が常に運転状態にある
が、インバータ2から負荷3に電力を供給する時にのみ
運転状態にすることができる。 (7) 実施例では、常時は第1のスイッチ4がオン、
第2のスイッチ6がオフであるが、逆に常時は第2のス
イッチ6をオンにし、インバ−タ2の異常時に第1のス
イッチ4をオンにすることができる。 (8) 電流検出器11の出力によって、負荷電流又は
電圧を一定に保つようにインバ−タ2の制御信号Vg1〜
Vg4のパルス幅制御を行うこともできる。 (9) 電流検出器11に整流器17を用いたが、過電
流検出回路12にウインドウコンパレ−タを用いること
により、整流器17を省略することができる。
[Modifications] The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The first and second switches 4, 6 can be single-sided switches that turn on / off only one of the pair of power lines. (2) The first and second switches 4 and 6 can be controllable semiconductor switches such as transistors and thyristors. Further, the first and second switches 6 can be manually operated. (3) The inverter 2 can be modified to a half-bridge type inverter. (4) Instead of forming the current detector 11 by CT, it can be formed by a Hall element or the like. When forming with a ball element, the magnetic flux of lines 20 and 21 is applied to one ball element. (5) The inverter 2 can be continuously turned off by the low-level output of the first comparator 23. That is, it can be continuously turned off after t1 in FIG. (6) In the embodiment, the inverter 2 is always in the operating state, but can be brought into the operating state only when the inverter 2 supplies power to the load 3. (7) In the embodiment, the first switch 4 is always on,
Although the second switch 6 is off, the second switch 6 can be normally turned on and the first switch 4 can be turned on when the inverter 2 is abnormal. (8) The control signals Vg1 to Vg1 of the inverter 2 are controlled so as to keep the load current or the voltage constant by the output of the current detector 11.
Vg4 pulse width control can also be performed. (9) Although the rectifier 17 is used for the current detector 11, the rectifier 17 can be omitted by using a window comparator for the overcurrent detection circuit 12.

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

【図1】従来の交流電力供給装置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional AC power supply device.

【図2】本発明の実施例の交流電力供給装置を示す回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an AC power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2のインバータを詳しく示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the inverter of FIG. 2 in detail.

【図4】インバータのスイッチの制御信号を示す波形図
である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a control signal of a switch of the inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 インバータ 4、6 第1及び第2のスイッチ 11 電流検出器 12 過電流検出回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Inverter 4, 6 1st and 2nd switch 11 Current detector 12 Overcurrent detection circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負荷に交流電力を供給するための交流電
源端子と、 前記交流電源端子と前記負荷との間に設けられた第1の
スイッチと、 前記負荷に電力を供給するためのインバータと、 前記インバータと前記負荷との間に設けられ且つ前記第
1のスイッチのオン・オフと逆に操作又は制御されるよ
うに形成された第2のスイッチと、 前記交流電源端子から前記負荷に電力を供給するライン
に流れる電流と前記インバータから前記負荷に電力を供
給するラインに流れる電流とを一括して検出するための
電流検出器とを備えていることを特徴とする交流電力供
給装置。
An AC power supply terminal for supplying AC power to a load; a first switch provided between the AC power supply terminal and the load; and an inverter for supplying power to the load. A second switch provided between the inverter and the load and configured to be operated or controlled in a manner opposite to the on / off state of the first switch; and power from the AC power supply terminal to the load. An AC power supply device, comprising: a current detector for detecting a current flowing in a line for supplying power to the line and a current flowing in a line for supplying power from the inverter to the load at a time.
【請求項2】 更に、前記電流検出器に接続された過電
流検出回路と、 前記過電流検出回路から得られた過電流を示す信号に応
答して前記インバータを交流電源側から見て開放状態に
制御する手段とを有していることを特徴とする請求項1
記載の交流電力供給装置。
2. An overcurrent detection circuit connected to the current detector, wherein the inverter is open when viewed from an AC power supply in response to a signal indicating an overcurrent obtained from the overcurrent detection circuit. 2. A control means for controlling the distance between the first and second parts.
An AC power supply as described.
【請求項3】 更に、前記電流検出器に接続された警報
用過電流検出回路と、 前記警報用過電流検出回路から得られた過電流を示す信
号に応答して過電流状態を報知する手段とを備えている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の交流電力供給装
置。
3. An alarm overcurrent detection circuit connected to the current detector, and means for notifying an overcurrent state in response to an overcurrent signal obtained from the alarm overcurrent detection circuit. The AC power supply device according to claim 1 or 2, further comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018003376A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Protection circuit and wiring device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018003376A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Protection circuit and wiring device
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