JP2002252936A - 無停電電源装置の停電検出回路 - Google Patents

無停電電源装置の停電検出回路

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JP2002252936A
JP2002252936A JP2001048627A JP2001048627A JP2002252936A JP 2002252936 A JP2002252936 A JP 2002252936A JP 2001048627 A JP2001048627 A JP 2001048627A JP 2001048627 A JP2001048627 A JP 2001048627A JP 2002252936 A JP2002252936 A JP 2002252936A
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Isao Amano
功 天野
Yasuhiro Okuma
康浩 大熊
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】交流電源電圧の停電を時間遅れ無しで検出する
ことで、無停電電源装置で運転する負荷の停電を回避す
ることにある。 【解決手段】基準電圧発振器21が発生する交流電源電
圧に同期した正弦波基準電圧と交流電源電圧との差から
得られる電圧補償値の絶対値と補償電圧制限値とをコン
パレータ26で比較して電源の停電を判別する。または
交流電源電圧が規定電圧より過大のときに第1補償電圧
制限値を選択し、電源電圧不足のときに第2補償電圧制
限値を選択する制限値選択回路32を備え、この制限値
選択回路32が選択した補償電圧制限値と前記電圧補償
値絶対値とをコンパレータ26で比較することで、交流
電源の停電を判別する。または、前記コンパレータの出
力側にローパスフィルタを設けてアナログ処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、負荷の電圧を直
列電圧補償変換装置で補償している無停電電源装置の交
流電源の停電を検出する無停電電源装置の停電検出回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は直列電圧補償変換装置で負荷の電
圧を補償している無停電電源装置の一例を示した主回路
接続図である。この図4において、変圧器3の二次巻線
と負荷4との直列回路が、切替スイッチ2を介して商用
交流電源1に接続されている。一方で、第1電力変換器
としての整流器5の直流側には第2電力変換器としての
インバータ6が接続されており、これら整流器5の直流
側とインバータ6の直流側とを結合している直流中間回
路には、平滑コンデンサ7とバッテリー8とが接続され
ており、これら整流器5,インバータ6,平滑コンデン
サ7およびバッテリー8で直列電圧補償変換装置を構成
している。この直列電圧補償変換装置は商用交流電源1
からの交流力電力を入力して、変圧器3の一次巻線へ所
望の電圧と周波数の交流電力を与える。更に、電圧検出
器11で検出された商用交流電源1の電圧は、A/D変
換器12でディジタル量に変換されて制御回路へ送られ
る。制御回路の図示は省略しているが、商用交流電源1
の電圧が変動した場合にその変動分を検出し、負荷4の
電圧が一定するように前記直列電圧補償変換装置を制御
する。
【0003】図5は図4に図示の無停電電源装置へ入力
する交流電源が停電したことを検出する停電検出回路の
従来例を示した回路図であって、図4に図示のA/D変
換器12から入力される商用交流電源1の電圧検出値
を、絶対値演算器15とローパスフィルタ16とにより
直流レベル信号に変換している。コンパレータ17はこ
の直流レベル信号と、予め設定されている基準電圧とを
比較しており、ローパスフィルタ16を介して入力され
る電圧検出値の絶対値がこの基準電圧を下回れば、当該
コンパレータ17は電源が停電したと判断し、切替スイ
ッチ2を作動させて商用交流電源1を切り離すと共に、
バッテリー8からの直流電力をインバータ6で交流電力
に変換し、これを変圧器3を経由して負荷4へ与えるこ
とにより、負荷4は停電すること無く運転を継続でき
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで前述した停電
検出回路にはローパスフィルタ16が挿入されているた
めに、商用交流電源1が実際に停電してからコンパレー
タ17が停電を検出するまでに、時間遅れがある。この
時間遅れのためにバッテリー8が送出するバックアップ
電力に遅れを生じ、この間で負荷4が短時間の停電とな
ってしまう不都合を生じる。
【0005】そこでこの発明の目的は、交流電源電圧の
停電を時間遅れ無しで検出することで、無停電電源装置
で運転する負荷の停電を回避することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明の無停電電源装置の停電検出回路は、交
流電力を直流電力に変換する第1電力変換器と,この直
流電力を交流電力に変換する第2電力変換器と,直流中
間回路に接続したバッテリーとでなる直列電圧補償変換
装置の入力側を商用交流電源に接続してその交流出力側
を変圧器の一次巻線に接続し、該変圧器の二次巻線と負
荷との直列回路を前記商用交流電源に接続して無停電電
源装置を構成し、前記商用交流電源電圧に同期した正弦
波形の基準電圧を発生する基準電圧発振器と、この正弦
波基準電圧と商用交流電源電圧との差から電圧補償値を
求め、この電圧補償値の絶対値と別途に定める補償電圧
制限値とをコンパレータで比較することで、交流電源の
停電を判別する。
【0007】または、前記商用交流電源電圧に同期した
正弦波形の基準電圧を発生する基準電圧発振器と、この
正弦波基準電圧と商用交流電源電圧との差から電圧補償
値を求める。一方で前記商用交流電源電圧が規定電圧よ
り過大か不足かを電源電圧過不足判断回路で判別し、電
源電圧過大のときに第1補償電圧制限値を選択し、電源
電圧不足のときに第2補償電圧制限値を選択する制限値
選択回路を備え、この制限値選択回路が選択した補償電
圧制限値と前記電圧補償値絶対値とをコンパレータで比
較することで、交流電源の停電を判別する。
【0008】または、前記コンパレータの出力側にロー
パスフィルタを設けてアナログ処理を行う。または、前
記コンパレータによる停電の判別を各サンプリング毎に
行い、停電の判定が複数回連続したときに前記商用交流
電源が停電と判定する。または、前記コンパレータによ
る停電の判別を各サンプリング毎に行い、過去複数回の
判別で停電の判定が所定の比率を越えたときに、前記商
用交流電源が停電と判定する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施例である
停電検出回路を表した回路図である。この停電検出回路
へ入力する入力電圧検出値は、図4で既述の主回路接続
図に図示しているA/D変換器12から得られる。この
入力電圧検出値をPLL回路(フェイズロックドループ
回路)22と正弦波発振器23とでなる基準電圧発振器
21へ入力させることで、入力電圧に同期した正弦波形
の基準電圧信号が得られる。加算器24ではこの基準電
圧信号瞬時値と入力電圧検出値瞬時値との差である電圧
補償値を演算し、その演算結果を絶対値演算器25を経
てコンパレータ26へ入力させる。一方で電源が停電で
あるか否かを判定する補償電圧制限値を別途に定めてお
き、この補償電圧制限値もコンパレータ26へ入力させ
る。
【0010】コンパレータ26は、入力するこれら2つ
の値を比較し、電圧補償値絶対値が補償電圧制限値を下
回れば停電判定信号を出力して、負荷4への電力供給源
を商用交流電源1からバッテリー8へ切り替える。図2
は本発明の第2実施例である停電検出回路を表した回路
図であるが、この図2に図示の基準電圧発振器21,P
LL回路22,正弦波発振器23,加算器24,絶対値
演算器25およびコンパレータ26と、入力電圧検出値
の名称・用途・機能は、図1で既述の第1実施例の場合
と同じであるから、同じ部分の説明は省略する。
【0011】この第2実施例では、商用交流電源1の電
圧が通常の値よりも過大になっている場合と、不足電圧
である場合とで、異なった補償電圧制限値を設定する。
すなわち入力電圧過不足判断回路31へ入力電圧検出値
を入力させてその値が通常値よりも過大のときは、コン
パレータ26へは第1補償電圧制限値が入力されるよう
に、制限値選択回路32を作動させる。また入力電圧検
出値が通常値よりも不足のときは、制限値選択回路32
が第2補償電圧制限値を選択するように、入力電圧過不
足判断回路31が指令を発する。コンパレータ26は、
選択されたいずれかの補償電圧制限値と、絶対値演算器
25から得られる電圧補償値絶対値との比較を行って、
停電判別信号を出力する。
【0012】図3は本発明の第3実施例である停電検出
回路を表した回路図であって、停電検出をアナログ量で
行う場合である。この図3に図示のコンパレータ26へ
は、図1または図2で既述の実施例と同様に、電圧補償
値絶対値と補償電圧制限値とが入力されることと、この
両入力の大小関係を比較した結果の二値信号が当該コン
パレータ26から出力されることも、図1または図2で
既述の実施例の場合と同じである。
【0013】本発明では、コンパレータ26の出力側に
フィルタ用抵抗41とフィルタ用コンデンサ42でなる
ローパスフィルタが設置されており、このローパスフィ
ルタを介してアナログ量の停電判定信号が得られる。ロ
ーパスフィルタの次段にはA/D変換器44を設置して
ディジタル量の停電判定信号に変換している。
【0014】
【発明の効果】従来の無停電電源装置での電源電圧の検
出回路にはローパスフィルタを使用して直流レベル信号
に変換していたために、電源が停電した場合にこのロー
パスフィルタが原因で停電検出が遅れ、バッテリーのバ
ックアップが間に合わなくて負荷が停電する不具合を生
じることがあった。これに対して、本発明では時間遅れ
の原因となるローパスフィルタを排除しており、停電を
高速で検出することができるので、交流電源か停電して
もバックアップ電源が直ちに作動するから、負荷は停電
せずに運転を継続できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である停電検出回路を表し
た回路図
【図2】本発明の第2実施例である停電検出回路を表し
た回路図
【図3】本発明の第3実施例である停電検出回路を表し
た回路図
【図4】直列電圧補償変換装置で負荷の電圧を補償して
いる無停電電源装置の一例を示した主回路接続図
【図5】図4に図示の無停電電源装置へ入力する交流電
源が停電したことを検出する停電検出回路の従来例を示
した回路図
【符号の説明】 1 商用交流電源 2 切替スイッチ 3 変圧器 4 負荷 5 第1電力変換器としての整流器 6 第2電力変換器としてのインバータ 7 平滑コンデンサ 8 バッテリー 11 電圧検出器 12,44 A/D変換器 15,25 絶対値演算器 16 ローパスフィルタ 17,26 コンパレータ 21 基準電圧発振器 22 PLL回路 23 正弦波発振器 24 加算器 31 入力電圧過不足判断回路 32 制限値選択回路 41 フィルタ用抵抗 42 フィルタ用コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G035 AA13 AB07 AC16 AD10 AD13 AD23 AD51 AD55 AD56 AD58 AD65 5G004 AA01 AB02 BA06 DC03 5G015 GA05 HA16 JA21 JA32 JA52

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電力を直流電力に変換する第1電力変
    換器と,この直流電力を所望の電圧と周波数の交流電力
    に変換する第2電力変換器と,これら第1電力変換器と
    第2電力変換器との結合点に接続したバッテリーとでな
    る直列電圧補償変換装置の入力側を商用交流電源に接続
    してその交流出力側を変圧器の一次巻線に接続し、該変
    圧器の二次巻線と負荷との直列回路を前記商用交流電源
    に接続し、前記負荷の電圧を所望値に維持するための電
    圧補償値を求め、この電圧補償値で前記直列電圧補償変
    換装置を制御している無停電電源装置において、 前記商用交流電源の電圧に同期した正弦波形の基準電圧
    を発生する基準電圧発振器と、この正弦波基準電圧と商
    用交流電源電圧との差から前記電圧補償値を演算する加
    算器と、この電圧補償値の絶対値を演算する絶対値演算
    器と、別途に定める補償電圧制限値と前記電圧補償値絶
    対値との比較で前記商用交流電源の停電を判別するコン
    パレータとを備えることを特徴とする無停電電源装置の
    停電検出回路。
  2. 【請求項2】交流電力を直流電力に変換する第1電力変
    換器と,この直流電力を所望の電圧と周波数の交流電力
    に変換する第2電力変換器と,これら第1電力変換器と
    第2電力変換器との結合点に接続したバッテリーとでな
    る直列電圧補償変換装置の入力側を商用交流電源に接続
    してその交流出力側を変圧器の一次巻線に接続し、該変
    圧器の二次巻線と負荷との直列回路を前記商用交流電源
    に接続し、前記負荷の電圧を所望値に維持するための電
    圧補償値を求め、この電圧補償値で前記直列電圧補償変
    換装置を制御している無停電電源装置において、 前記商用交流電源電圧に同期した正弦波形の基準電圧を
    発生する基準電圧発振器と、この正弦波基準電圧と商用
    交流電源電圧との差から前記電圧補償値を演算する加算
    器と、この電圧補償値の絶対値を演算する絶対値演算器
    と、前記商用交流電源電圧が規定電圧より過大か不足か
    を判別する電源電圧過不足判断回路と、電源電圧過大の
    ときに第1補償電圧制限値を選択し、電源電圧不足のと
    きに第2補償電圧制限値を選択する制限値選択回路と、
    この制限値選択回路が選択した補償電圧制限値と前記電
    圧補償値絶対値とを比較して、前記商用交流電源の停電
    を判別するコンパレータとを備えることを特徴とする無
    停電電源装置の停電検出回路。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の無停電電
    源装置の停電検出回路において、 前記コンパレータの出力側にローパスフィルタを設けて
    アナログ処理を行うことを特徴とする無停電電源装置の
    停電検出回路。
  4. 【請求項4】請求項1または請求項2に記載の無停電電
    源装置の停電検出回路において、 前記コンパレータによる停電の判別を各サンプリング毎
    に行い、停電の判定が複数回連続すれば前記商用交流電
    源に停電発生と判定することを特徴とする無停電電源装
    置の停電検出回路。
  5. 【請求項5】請求項1または請求項2に記載の無停電電
    源装置の停電検出回路において、 前記コンパレータによる停電の判別を各サンプリング毎
    に行い、過去複数回の判別における停電の判定比率が所
    定値を越えたときに、前記商用交流電源に停電発生と判
    定することを特徴とする無停電電源装置の停電検出回
    路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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