JP2003274575A - 無停電電源装置 - Google Patents

無停電電源装置

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JP2003274575A
JP2003274575A JP2002074467A JP2002074467A JP2003274575A JP 2003274575 A JP2003274575 A JP 2003274575A JP 2002074467 A JP2002074467 A JP 2002074467A JP 2002074467 A JP2002074467 A JP 2002074467A JP 2003274575 A JP2003274575 A JP 2003274575A
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Masaaki Ueno
雅章 上野
Juichi Maeba
重一 前場
Tomokatsu Kojima
知克 小島
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Hitachi Computer Peripherals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 AC/DC変換部及び入力電源側の電源容量
を増加させることなく、負荷装置の突入電流及び起動電
流に対応することができる無停電電源装置の提供。 【解決手段】 交流電源200から入力電力が供給され、
所定の出力電力を負荷装置300に供給する無停電電源装
置100において、入力した交流電流Iinを直流電流に変
換するAC/DC変換部1と、この直流電流を交流電流
に変換するインバータ部4と、バッテリ部8と、前記入力
電力の入力電流Iinの電流値を検出する入力電流検出部
3と、この入力電流検出部3により検出した電流値に基づ
いてAC/DC変換部3の電流値及び電圧値を制御する
電圧/電流制御部2とを設け、入力電流検出部3が負荷
装置の所定の出力電流値を越えたことを検出した場合、
制御部2がAC/DC変換部1の電流値を負荷装置の所定
の出力電流値に制限することにより、突入及び起動電流
による超過電力をバッテリ部8から供給するもの。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、電源投入時の投入電流
及び起動時の起動電流が発生する負荷装置に電力を供給
し、且つ一定時間の無停電保持機能を持つ無停電電源装
置に係り、特に無停電部の容量を抑えることができる無
停電電源装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に近年の無停電電源装置は、電力を
供給する負荷装置に対して十分な電源容量を必要とし、
特に負荷装置が磁気記憶装置等の場合は、停電時にデー
タの保存が完了してから装置を停止するための無停電機
能を必要としている。 【0003】例えば、負荷装置が複数の磁気ディスク装
置から構成されるディスクアレイの場合、磁気ディスク
装置の電源投入時には個々の磁気ディスク装置の定常状
態の電流を大きく上回る突入及び起動電流が発生し、更
に個々の磁気ディスク装置起動時には前記突入電流を更
に上回る突入電流が発生し、このディスクアレイに接続
される無停電電源装置は、これら突入電流に対応可能な
十分な電源容量が必要であった。 【0004】また磁気ディスク装置は、データの書き込
み中に電源がダウンした場合、書込中のデータが消失し
たり、磁気ヘッドが所定の退避位置に戻れずに結果的に
磁気ディスクの破損を招く可能性があるため、停電が発
生した場合であっても一定の時間は電源を保持し、デー
タの書き込み及び磁気ヘッドの退避を行う必要があり、
このために無停電電源装置は無停電機能が必要とされて
いる。 【0005】この従来技術による無停電電源装置を図3
及び4を参照して説明する。図3は従来技術による無停
電電源装置を説明するための図、図4は該無停電電源装
置の電圧及び電流の変位を示す波形図である。 【0006】図3に示す無停電電源装置100は、交流
電源200から電圧Vin及び電流Iinの電力が供給さ
れ、所定電圧Vout及び直流電流Ioutの電力を負荷装置
300に供給するものであって、入力した交流電流を直
流に変換するAC/DC変換部1と、この変換後の電圧
を昇圧する昇圧回路9と、前記直流電流を交流電流に変
換するインバータ4部と、後述するバイパス回路への切
替を行う切替回路11と、前記交流電源200から入力
した電源を切替回路11に供給するバイパス回路に設け
られたバイパススイッチ10と、一定時間の無停電を維
持するために電力を蓄積するバッテリ部8及び充放電回
路7と、前記切替回路11の出力電流値を検出する出力
電流検出部6と、該出力電流検出部6によって検出した
電流値に応じて、前記インバータ4部のインバータ制御
並びに切替回路11及びバイパススイッチ10を制御す
る制御部6とを備える。 【0007】このように構成された無停電電源装置10
0は、通常の動作においては交流電源200から入力し
た電源を、AC/DC変換部1により直流に変換し、こ
の直流電流を昇圧回路9によって昇圧し、インバータ部
4により交流電流に変換し、切替回路11を介して所定
の電圧Vout及び直流電流Ioutを負荷装置300に供給
し、図4上段に示す如く、入力電圧Vinの立ち上がりに
応じて出力電圧Voutが徐々に立ち上がり、入力電源2
00が停電した場合は前記バッテリ部8からの電力供給
により一定時間電源を維持した後に電力供給を停止する
様に動作する。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】この様に構成された従
来の無停電電源装置100は、負荷装置30が、図4の
電流Ioutに示す如く、電源投入時定常電流を越える電
源投入時の突入電流aが発生し、更に負荷装置300の
起動時に起動電流bが発生する特性を持っているため、
前記突入電流a及び起動電流bに対応するためにAC/
DC変換部100,昇圧回路9,インバータ4及び切替
回路11においても前記突入電流a及び起動電流bに対
応可能な大容量の仕様、具体的には定常時の2倍程度の
容量が必要であった。更に、入力電源200側において
も前記突入電流及び起動電流を供給するための大容量の
ものが必要であった。 【0009】この大容量に対処するため、従来の無停電
電源装置100は、前記バイパス回路を設け、出力電流
Ioutが所定電流値を超えたことを電流検出部6で検出
した場合、制御部5が、インバータ4の動作を停止する
と共に、バイパススイッチ10をオン(閉)にすること
によって、バイパス電流Ibを流してAC/DC変換部
100,昇圧回路9,インバータ4を大容量化しない構
成も提案されているが、入力電源200にはやはり大容
量のものが必要であった。 【0010】また大容量に対処するため、ディスクアレ
イを構成する磁気ディスク装置個々の起動タイミングを
ずらすことにより起動電流を抑える構成も考えられるも
のの、ディスクアレイとしての準備完了状態(READY状
態)になる迄の時間が冗長になると言う不具合もあっ
た。また、この構成においても突入及び起動電流自体は
発生するため前述の対処をしない場合に比べて定常時の
1.5倍程度の大容量化は必要であった。 【0011】本発明の目的は、前述の従来技術による不
具合を除去することであり、AC/DC変換部及び入力
電源側の電源容量を増加させることなく、負荷装置の突
入電流及び起動電流に対応することができる無停電電源
装置を提供することである。 【0012】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、交流電源から入力電力が供給され、所定の出
力電力を負荷装置に供給する無停電電源装置であって、
前記入力電力の交流電流を直流電流に変換するAC/D
C変換部と、前記直流電流を交流電流に変換するインバ
ータ部と、電力を蓄積したバッテリ部と、前記交流電源
からの入力電力の入力電流の電流値を検出する入力電流
検出部と、該入力電流検出部により検出した電流値に基
づいて前記AC/DC変換部の電流値を制御する制御部
とを備え、前記入力電流検出部が負荷装置の所定の電流
値を越えたことを検出した場合、前記制御部がAC/D
C変換部の電流値を負荷装置の所定の電流値に制限する
ことを特徴とする。 【0013】 【発明実施の形態】以下、本発明の一実施形態による無
停電電源装置を図面を参照して詳細に説明する。図1は
本実施形態による無停電電源装置の主な回路構成を示す
図、図2は図1に示した電源装置における電流及び電圧
波形を説明するための図である。 【0014】図1に示す本実施形態による無停電電源装
置100は、交流電源200から電圧Vin及び電流Iin
の電流が供給され、所定電圧Vout及び直流電流Ioutを
負荷装置300に供給するものであって、入力した交流
電流を直流に変換するAC/DC変換部1と、この変換
後の電圧を昇圧する昇圧回路9と、前記直流電流を交流
電流に変換するインバータ4部と、前記入力電流Iinの
電流値を検出する入力電流検出部3と、該入力電流検出
部3による検出値に応じてAC/DC変換部の電流値及
び電圧値を制御する電圧/電流制御部2と一定時間の無
停電を維持するために電力を蓄積するバッテリ部8及び
充放電回路7とを備える。 【0015】このように構成された無停電電源装置10
0は、通常の動作においては交流電源200から入力し
た電力を、AC/DC変換部1により直流に変換し、こ
の直流電流を昇圧回路9によって昇圧し、インバータ部
4により交流電流に変換し、所定の電圧Vout及び直流
電流Ioutを負荷装置300に供給する様に動作し、図
2上段に示す如く、入力電圧Vinの立ち上がりに応じて
出力電圧Voutを徐々に立ち上がらせ、入力電源200
が停電した場合は前記バッテリ部8からの電力供給によ
り一定時間電源を維持した後に電力供給を停止する様に
動作する。 【0016】本実施形態における負荷装置30は、前述
の従来技術と同様であり、図2の電流Ioutに示す如
く、電源投入時定常電流を越える電源投入時の突入電流
aが発生し、更に負荷装置300の起動時に起動電流b
が発生する特性を持つ。 【0017】さて、本実施形態による無停電電源装置1
00は、電源200を投入したとき、図2の電流Iout
の如く突入電流aにより電流値が所定の電流値(例えば
負荷電源の定常駆動状態における電流値乃至これを少し
越える電流値)を超え、これに応じて入力電流Iinも上
昇し始めたことを入力電流検出部3が検出すると、この
検出を電圧/電流制御部2に伝え、これを受けた前記制
御部2が、AC/DC変換部1の電流値を負荷装置30
0の所定の出力電流値に制限する様に動作する。即ち、
電圧/電流制御部2は、電源投入時に電流Ioutが所定
の電流値を超え初めてAC/DC変換部1の出力電流I
1が所定の電流値(負荷装置の定常電流値)を越えたと
き、AC/DC変換部1の出力電流I1が前記所定の電
流値を保つ様に垂下特性動作を行う。 【0018】このAC/DC変換部1が、自己の出力電
流I1を所定の電流値を保つ様に垂下特性動作を行うこ
とにより、負荷装置300側では突入電流aを必要とす
るため、バッテリ部5から所定の電流値を超える分(図
2の符号c)の電力を電流I 2(図2)として吸い出す
様に動作し、次いで負荷装置300が起動して負荷装置
300側で突入電流bを必要とすると、バッテリ部5か
ら更に所定の電流値を超える分(図2の符号d)の電力
を電流I2(図2)として吸い出す様に動作する。 【0019】従って本実施形態による無停電電源装置1
00は、突入及び起動電流が発生したことを入力側の検
出部3により測定し、この測定に応じて電圧/電流制御
部2が出力電流値I1を所定の電流値に制限することに
より、バッテリ部8から負荷装置300が必要とする突
入電流及び起動電流を吸い出すことにより、負荷装置3
00に発生する突入及び起動電流値を出力しつつ、AC
/DC変換部1からの出力は所定の電流値を維持するた
め、AC/DC変換部1及びバッテリ部8の電源容量を
増加させることなく、負荷装置300の突入電流及び起
動電流に対応することができる。 【0020】即ち、本実施形態による無停電電源装置1
00は、電源投入及び装置起動時に発生する、所定の電
流値を超える突入電流及び起動電流による超過分の電力
をバッテリ部8から供給するため、大容量のAC/DC
変換部1を必要とせず、安価な構成とするこができる。
更に本無停電電源装置100は、突入電流等による超過
分の電力をバッテリ部8から供給するため、入力側の電
源200も負荷装置が定常駆動時に必要とする所定の電
源容量のものにすることができる。特に入力側の電源容
量を低くすることができる。特に多数の磁気ディスク装
置を含むディスクアレイにおいては、設備の低電力化を
行うことができ、安価にディスクアレイのシステムを構
築することができる。 【0021】 【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、入力電
流検出部が負荷装置の所定の出力電流値を越えたことを
検出した場合、AC/DC変換部の電流値を負荷装置の
所定の出力電流値に制限することによって、バッテリ部
から突入電流等による超過電力を供給することができ、
これによってAC/DC変換部及び入力電源の電源容量
を低くすることができ、システム構成を安価にすること
ができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態による無停電電源装置の主
な回路構成を示す図。 【図2】図1に示した電源装置における電流及び電圧波
形を説明するための波形図。 【図3】従来技術による無停電電源装置を説明するため
の図。 【図4】従来の無停電電源装置の電圧及び電流を説明す
るための波形図。 【符号の説明】 100:無停電電源装置、200:入力電源、300:
負荷装置、1:AC/DC変換部、2:電圧/電流制御
部、3:入力電流検出部、4:インバータ部、8:バッ
テリ部、7:充放電回路、9:昇圧回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 知克 神奈川県足柄上郡中井町グリーンテクなか い 日立コピュータ機器 株式会社内 Fターム(参考) 5G015 FA06 GA04 HA16 JA21 JA35 JA52 KA03

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 交流電源から入力電力が供給され、所定
    の出力電力を負荷装置に供給する無停電電源装置であっ
    て、前記入力電力の交流電流を直流電流に変換するAC
    /DC変換部と、前記直流電流を交流電流に変換するイ
    ンバータ部と、電力を蓄積したバッテリ部と、前記交流
    電源からの入力電力の入力電流の電流値を検出する入力
    電流検出部と、該入力電流検出部により検出した電流値
    に基づいて前記AC/DC変換部の電流値を制御する制
    御部とを備え、前記入力電流検出部が負荷装置の所定の
    電流値を越えたことを検出した場合、前記制御部がAC
    /DC変換部の電流値を負荷装置の所定の電流値に制限
    することを特徴とする無停電電源装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106226708A (zh) * 2015-06-02 2016-12-14 耕源科技股份有限公司 电力输入检测装置
WO2023216566A1 (zh) * 2022-05-10 2023-11-16 华为数字能源技术有限公司 一种配电电路、控制配电电路供电的方法和供电系统

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