JP2004064979A

JP2004064979A - Power converter

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Publication number: JP2004064979A
Application number: JP2002224029A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nagasawa; 長澤　康夫
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP3885230B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a power converting function fit for needs of a user from a common device. <P>SOLUTION: This power converter is equipped with a power converting module 35 consisting of an AC/AC module 33 which receives AC voltage and outputs AC voltage, an AC/DC module 31 which receives input of AC voltage and outputs DC voltage, a DC/AC module 32 which inputs DC voltage and outputs AC voltage, and a DC/DC module 34 which receives DC voltage and outputs DC voltage. Each of modules 31-34 constituting this power converting module 35 is optionally selected and a module mount 2 is set into the main body 1 of the device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、様々な給電体系や停電バックアップに対応した電力変換装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、交流入力電圧を所望の直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換装置や、直流入力電圧を所望の直流電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータは、スイッチング電源装置として市場に普及し、直流入力電圧を所望の交流電圧に変換して出力するＤＣ／ＡＣ変換装置は、インバータとして市場に普及し、さらに交流入力電圧を所望の交流電圧に変換して出力するＡＣ／ＡＣ変換装置にバッテリーを付加して、交流入力電圧の停電時に直流出力電圧のバックアップを行うものは、無停電電源装置（ＵＰＳ）として市場に普及し、それぞれが分類されていた。そしてユーザは、用途別にこれらの装置の何れかを選択して使いこなしてきた。
【０００３】
一方、電力の自由化に伴って、自家発電が可能な新たな給電体系に変化しつつある。その結果、従来からの送電線による交流給電以外に、直流給電としての需要も高まっており、給電体系に依存しない交流および直流の何れにも対応できる電力変換装置が必要になっている。しかし現状では、出力する給電体系の違いに応じて、全く異なる製品カテゴリであるスイッチング電源装置，インバータ，無停電電源装置のいずれかを用意しなければならず、ユーザのニーズに適した電力変換装置を提供することができなかった。
【０００４】
そうした現状を、より具体的に説明する。図４および図５は、従来の停電バックアップ機能を有する電力変換装置の構成をブロック図として示したものである。図４は、ユーザが使用する装置（以下、単にユーザ装置という）１１１が交流入力機器である場合、図５は、ユーザ装置１１２が例えば直流４８Ｖを入力とする通信交換機などの直流入力機器である場合の構成図である。
【０００５】
図４において、ユーザ装置１１１は例えば交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部１２１と、直流電圧を所望の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換部１２２からなるスイッチング電源装置１３１の出力端子に、直流動作の負荷となる電子回路１３２を接続して構成される。またこの場合は、ユーザ装置１１１に所望の交流電圧を供給する電力変換装置として、無停電電源装置１０１が用いられる。この無停電電源装置１０１は、入力端子１０２からの交流入力電圧を直流電圧に変換してバッテリ１０５を充電させる充電器としてのＡＣ／ＤＣ変換部１０３と、バッテリ１０５からの直流電圧を交流電圧に変換して出力するＤＣ／ＡＣ変換部１０４と、切換手段であるスイッチ１０６とを備え、入力端子１０２からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであれば、スイッチ１０６の接点を入力端子１０２側に切換えて、交流入力電圧をそのままユーザ装置１１１に供給すると共に、ＡＣ／ＤＣ変換部１０３を介してバッテリ１０５を充電する。一方、交流入力電圧が例えば停電などで所定の電圧レベルを下回ると、スイッチ１０６の接点をＤＣ／ＡＣ変換部１０４側に切換え、バッテリ１０５からの直流電圧をＤＣ／ＡＣ変換部１０４にて変換した交流電圧を、ユーザ装置１１１に供給するようになっている。
【０００６】
これに対して図５におけるユーザ装置１１２は、負荷が同様に直流動作の電子回路１３２である場合、電子回路１３２とＤＣ／ＤＣ変換部１２２とにより構成される。またこの場合は、ユーザ装置１１２に所望の交流電圧を供給する電力変換装置として、バッテリ１０５を外付けした一乃至複数のスイッチング装置１４１が用いられる。各スイッチング電源装置１４１は、入力端子１０２からの交流入力電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部１４２と、このＡＣ／ＤＣ変換部１４２からの直流電圧を所望の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換部１４３とを備えて構成される。そして、入力端子１０２からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであれば、ＤＣ／ＤＣ変換部１４３からの直流電圧をユーザ装置１１２に供給すると共に、この直流電圧を利用してバッテリ１０５を充電する。一方、交流入力電圧が例えば停電などで低下し、ＤＣ／ＤＣ変換部１４３からの直流電圧がバッテリ１０５の充電電圧を下回ると、バッテリ１０５からの直流電圧がユーザ装置１１２に供給される。
【０００７】
図４および図５の構成図から明らかなように、交流給電の電力変換装置は、電子回路１３２に至るまでの電力変換部が直流給電の電力変換装置よりも多く、その分だけ変換効率が悪い。したがって、省エネルギーの観点からすれば、直流給電の電力変換装置の方が有利であり、そのため交流給電から直流給電の電力変換装置への移行が進みつつある。しかし前述のように、交流給電と直流給電の両方に対応した電力変換装置は存在せず、直流給電体系に依存しないフレキシブルな電力変換装置が要求されていた。
【０００８】
本発明は、上記の課題に着目して成されたものであって、その目的は、ユーザのニーズに適した電力変換機能を、共通する装置により提供できる電力変換装置を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の電力変換装置では、給電体系が直流および交流のいずれであっても、それに見合う電力変換モジュールを任意に選択して装置本体のモジュール装着部に組み込んでおけば、用途別にわざわざ装置を用意しなくても、単独の装置本体から所望の電圧を一乃至複数取り出すことが可能となる。
【００１０】
本発明の請求項２の電力変換装置では、バッテリモジュールを装置本体に組み込んでおけば、停電時においてもバッテリの容量が許す限り、電力変換モジュールから所望の電圧を出力させ続けることができる。また容量の異なる複数のバッテリモジュールを用意し、その中から所望のバッテリモジュールを選択させるようにすれば、バックアップ時間を任意に設定できる。
【００１１】
本発明の請求項３の電力変換装置では、バッテリモジュールを電力変換モジュールのどの回路に接続するかが、電力変換モジュールを構成する各モジュールに応じて任意に設定できるようになる。したがって、各モジュールの特性に応じた好ましいバッテリモジュールの接続が実現できる。
【００１２】
本発明の請求項４の電力変換装置では、例えば、ＡＣ／ＡＣモジュールやＤＣ／ＡＣモジュールのような出力が交流である場合は、バッテリモジュールからの直流電圧を交流に変換する必要があることから、一次側の交流入力電圧を整流する整流回路や、高調波規制対策用の昇圧コンバータの後にバッテリモジュールを接続するのが好ましい。一方、ＡＣ／ＤＣモジュールやＤＣ／ＤＣモジュールのような出力が直流である場合は、同様にバッテリモジュールを一次側に接続することができるが、そうするとモジュール内の電力変換部の損失があって効率の低下を招くため、二次側の直流出力部にバッテリモジュールを接続するのが好ましい。
【００１３】
このように、選択した電力変換モジュールによって、バッテリモジュールを電力変換モジュールの一次側または二次側のいずれかに接続できるようにすれば、効率の低下を招くことなく好ましいバッテリモジュールの接続が実現できる。
【００１４】
本発明の請求項５の電力変換装置では、バッテリモジュールを直列接続して装置本体に組み込めるので、接続数に応じてバッテリ電圧を任意に設定できる。特に、ＡＣ／ＡＣモジュールやＤＣ／ＡＣモジュールのような出力が交流である場合は、一次側の交流入力電圧を整流する整流回路や、高調波規制対策用の昇圧コンバータの後にバッテリモジュールが接続され、バッテリ電圧が高電圧となるため、複数のバッテリモジュールを直列に積み上げて対応するのに都合がよい。
【００１５】
本発明の請求項６の電力変換装置では、バッテリモジュールを直列接続して装置本体に組み込めるので、特に、ＡＣ／ＤＣモジュールやＤＣ／ＤＣモジュールのような出力が直流である場合は、二次側の直流出力部にバッテリモジュールを接続するのが好ましいが、バッテリモジュールの容量を増やすために、複数のバッテリモジュールを並列接続して対応するのに都合がよい。
【００１６】
本発明の請求項７の電力変換装置では、バッテリモジュールとして鉛電池，ニッケル水素電池，リチウムイオン電池などの二次電池の他に、燃料電池や太陽電池を利用することができる。
【００１７】
本発明の請求項８の電力変換装置では、制御モジュールを付加することで、装置本体に組み込んだ電力変換モジュールの監視制御を行なうことができる。なお制御モジュールは装置本体の外部システムとして設けてもよく、その場合は例えは制御モジュールのソフトウェアによりネットワーク上で電力変換モジュールの制御を行なってもよい。
【００１８】
本発明の請求項９の電力変換装置では、電力変換モジュールを構成する各モジュールを複数個並列接続できるため、電力容量の増減に対応することができる。また信頼性を高める場合は、モジュールを余分に並列接続すれば、モジュールの冗長運転が可能になる。
【００１９】
【発明の実施形態】
以下、本発明における好ましい実施態様について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、前記図４および図５と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため省略する。
【００２０】
図１は、装置の全体構成を示すもので、ここでは前述のように、交流入力機器のユーザ装置１１１と、直流入力機器のユーザ装置１１２への給電を行なうことを考慮している。これらのユーザ装置１１１，１１２に対し、本実施例では共通する電力変換装置から給電を行なうように構成している。
【００２１】
本実施例における電力変換装置は、図２に示すような複数のモジュールユニット２１を、ユーザの必要に応じて一乃至複数個選択し、その選択したモジュールユニット２１を、共通する一つの装置本体１のモジュール装着部２に組み込んで構成される。電力変換装置の筐体である装置本体１内には、後述する各モジュール３１〜３４，３６，３７間を接続するための配電モジュール（図示せず）が設けられる。ここで予め用意されるモジュールユニット２１は、交流電圧を入力し直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣモジュール３１，直流電圧を入力し交流電圧を出力するＤＣ／ＡＣモジュール３２，交流電圧を入力し交流電圧を出力するＡＣ／ＡＣモジュール３３，および直流電圧を入力し直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣモジュール３４からなる電力変換モジュール３５と、電力変換モジュール３５に対して瞬時停電を含めた停電バックアップ機能を持たせるためのバッテリモジュール３６と、電力変換モジュールを監視制御する制御モジュールとしてのコントロールモジュール３７とにより構成される。そして各モジュール３１〜３７は、いずれも独立したパッケージとして、それぞれ単独に用意されている。
【００２２】
モジュールユニット２１の中で、電力変換モジュール３５を構成する少なくとも一つのモジュール３１〜３４は、装置本体１のモジュール装着部２に装着しなければならないが、それを除けば、モジュールユニット２１を構成する各モジュール３１〜３４，３６，３７を任意に選択して、モジュール装着部２に組み込むことができる。
【００２３】
また、各モジュール３１〜３４，３６，３７は、仕様の異なる複数種類のものを予め用意してもよい。例えば、電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４は、入力電力（電圧および電流）や出力電力の異なる種類のものを用意する。またバッテリモジュール３６に関しても、バックアップ源となるバッテリ３８の容量が違うものを何種類か用意する。さらに、ここでのコントロールモジュール３７は、電力変換モジュール３５の給電情報や、各部の電圧監視情報や、バッテリ３８の電圧（バッテリ電圧）の診断や、これらの電圧の異常時にアラーム出力を行なう入出力アラームなどの機能を備えているが、これらの機能を全て若しくは一部備えた複数種のコントロールモジュール３７を用意してもよい。
【００２４】
図１は、２つの入力系統である交流入力電圧および直流入力電圧から、２つの給電系統である直流出力電圧と交流電圧を取り出すと共に、各給電系統に対して停電バックアップ機能を持たせた装置の構成を示している。ちなみに、これは一例に過ぎず、ユーザの要求に基づき組み込まれるモジュールユニット２１も適宜変更される。
【００２５】
図１では、ユーザ装置１１２に所望の直流電圧を供給するために、入力端子５１からの交流入力電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣモジュール３１と、このＡＣ／ＤＣモジュール３１からの直流電圧を所望の直流電圧に変換して給電するＤＣ／ＤＣモジュール３４がそれぞれ組み込まれる。このＡＣ／ＤＣモジュール３１とＤＣ／ＤＣモジュール３４との組み合わせは、いわゆるスイッチング電源装置６１の機能として設けられる。図１に示すように、ユーザ装置１１２の消費電力に見合うスイッチング電源装置６１の構成を、複数並列に接続してもよい。こうすれば、給電する直流電圧は一定であるが、スイッチング電源装置６１の数に応じて給電容量を増減させることができる。
【００２６】
また、スイッチング電源装置６１の出力側すなわちＤＣ／ＤＣモジュール３４の二次側には、前記バッテリモジュール３６が接続される。そして、入力端子５１からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであって、ＤＣ／ＤＣモジュール３４の直流出力電圧が、その出力側に接続するバッテリモジュール３６のバッテリ電圧よりも高ければ、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からの直流出力電圧をユーザ装置１１２に供給すると共に、この直流出力電圧を利用してバッテリーモジュール３６のバッテリ３８を充電する。一方、交流入力電圧が例えば停電などで低下し、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からの直流出力電圧がバッテリモジュール３６のバッテリ電圧を下回ると、バッテリ３８からの直流電圧がユーザ装置１１２に供給される。
【００２７】
これとは別のユーザ装置１１２への給電部として、入力端子５２からの直流入力電圧を所望の直流電圧に変換して給電する単独のＤＣ／ＤＣモジュール３４を組み込んでもよい。このＤＣ／ＤＣモジュール３４の一次側にはバッテリモジュール３６が接続され、入力端子５２からの直流入力電圧がバッテリモジュール３６のバッテリ電圧よりも高ければ、この直流入力電圧によりバッテリモジュール３６のバッテリ３８を充電すると共に、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からユーザ装置１１２に所望の直流電圧を供給する。一方、停電などが原因で、入力端子５２からの直流入力電圧がバッテリ電圧よりも低くなると、今度はバッテリ３８からの直流電圧がＤＣ／ＤＣモジュール３４に印加され、バッテリ３８の容量が許す限り、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からユーザ装置１１２に所望の直流電圧が供給される。
【００２８】
これとは別に、ユーザ装置１１１に所望の交流電圧を供給するために、入力端子５１からの交流入力電圧を直流電圧に変換する充電器としてのＡＣ／ＤＣモジュール３１と、このＡＣ／ＤＣモジュール３１からの直流電圧を充電するバッテリ３８を備えたバッテリモジュール３６と、ＡＣ／ＤＣモジュール３１若しくはバッテリモジュール３６からの直流電圧を交流電圧に変換して出力するＤＣ／ＡＣモジュール３２がそれぞれ組み込まれる。このＡＣ／ＤＣモジュール３１と、バッテリモジュール３６と、ＤＣ／ＡＣモジュール３２は、いわゆる無停電電源装置（ＵＰＳ）７１の機能として設けられる。図１では単独の無停電電源装置７１が組み込まれているが、ユーザ装置１１１の消費電力に見合う数の無停電電源装置７１を、複数並列に接続してもよい。
【００２９】
そして、入力端子５１からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであって、ＡＣ／ＤＣモジュール３１の直流出力電圧が、その出力側に接続するバッテリモジュール３６のバッテリ電圧よりも高ければ、この直流出力電圧を利用してバッテリーモジュール３６のバッテリ３８を充電すると共に、ＡＣ／ＤＣモジュール３１の直流出力電圧をＤＣ／ＡＣモジュール３２に印加して、ユーザ装置１１２に所望の交流電圧を供給する。一方、交流入力電圧が例えば停電などで低下し、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からの直流出力電圧がバッテリモジュール３６のバッテリ電圧を下回ると、バッテリ３８からの直流電圧がＤＣ／ＡＣモジュール３２に印加され、ここで変換した交流電圧がユーザ装置１１２に供給される。
【００３０】
これとは別のユーザ装置１１１への給電部として、入力端子５２からの直流入力電圧を所望の直流電圧に変換して給電する単独のＤＣ／ＡＣモジュール３２を組み込んでもよい。このＤＣ／ＡＣモジュール３２は、インバータ８１としての機能を有するもので、ＤＣ／ＤＣモジュール３４ＤＣ／ＡＣモジュール３２の一次側には、前記ＤＣ／ＤＣモジュール３４と共通のバッテリモジュール３６が接続される。このように、バッテリモジュール３６は、異なる種類のモジュール３１〜３４に共通して、モジュール３１〜３４の一次側若しくは二次側に接続してもよい。
【００３１】
そして、入力端子５２からの直流入力電圧がバッテリモジュール３６のバッテリ電圧よりも高ければ、この直流入力電圧によりバッテリモジュール３６のバッテリ３８を充電すると共に、ＤＣ／ＡＣモジュール３２からユーザ装置１１１に所望の交流電圧が供給される。一方、停電などが原因で、入力端子５２からの直流入力電圧がバッテリ電圧よりも低くなると、今度はバッテリモジュール３６からの直流電圧がＤＣ／ＡＣモジュール３２に印加され、バッテリ３８の容量が許す限り、ＤＣ／ＡＣモジュール３２からユーザ装置１１１に所望の交流電圧が供給される。
【００３２】
図３は、モジュールユニット２１の機能を基に再構築した装置の概略構成図である。ここでは、ＡＣ／ＤＣモジュール３１，ＤＣ／ＡＣモジュール３２，ＡＣ／ＡＣモジュール３３，およびＤＣ／ＤＣモジュール３４のそれぞれが１個ずつ選択され、装置本体１のモジュール装着部２に組み込まれている。またモジュール装着部２には、他にバッテリモジュール３６がモジュール３１〜３４に共通して接続されると共に、バッテリモジュール３６を含む各モジュール３１〜３４，３６を監視制御するコントロールモジュール３７が組み込まれている。
【００３３】
前記バッテリモジュール３６は、モジュール装着部２に組み込まれる電力変換モジュール３５の種類によって、自由に接続点を設定できるようにする。そのために、例えば電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４の一次側と二次側に、それぞれバッテリモジュール３６との接続部を設けるのが好ましい。さもなければ、装置本体１内の例えば入力端子５１，５２などに、バッテリモジュール３６との接続部を設けてもよい。接続部は、例えばピンとソケットとの結合や、端子台を介したねじ止め接続など、種々の接続形態を採用できる。さらにバッテリモジュール３６をモジュール装着部２に複数並列接続し増設することで、バックアップ時間を任意に設定できるようにするのが好ましい。
【００３４】
以上のように本実施例によれば、交流電圧を入力し交流電圧を出力するＡＣ／ＡＣモジュール３３と、交流電圧を入力し直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣモジュール３１と、直流電圧を入力し交流電圧を出力するＤＣ／ＡＣモジュール３２と、直流電圧を入力し直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣモジュール３４とからなる電力変換モジュール３５を備え、この電力変換モジュール３５を構成する各々のモジュール３１〜３４を任意に選択し組み込み可能とするモジュール装着部２を装置本体１に設けている。
【００３５】
このようにすれば、ユーザ装置１１１，１２２に供給しようとする給電体系が直流および交流のいずれであっても、それに見合う電力変換モジュール３５を任意に選択して装置本体１のモジュール装着部２に組み込んでおけば、用途別にわざわざ装置を用意しなくても、単独の装置本体１からユーザ装置１１１，１２２に対して所望の電圧を一乃至複数取り出すことが可能となる。したがって、ユーザのニーズに適した電力変換機能を、共通する装置本体１から提供できる。
【００３６】
また本実施例では、電力変換モジュール３５の停電バックアップを行なうバッテリモジュール３６を備え、このバッテリモジュール３６も装置本体１に組み込み可能に設けられている。
【００３７】
この場合、バッテリモジュール３６を装置本体１に組み込んでおけば、停電時においてもバッテリ３８の容量が許す限り、電力変換モジュール３５から所望の電圧を出力させ続けることができる。また容量の異なる複数のバッテリモジュール３６を用意し、その中から所望のバッテリモジュール３６を選択させるようにすれば、バックアップ時間を任意に設定できる。さらに、本実施例ではバックアップモジュール１も電力変換モジュール３５と同様にモジュール装着部２に装着できるようになっており、電力変換モジュール３５との形状の統一化を図ることができる。
【００３８】
また本実施例では、電力変換モジュール３５に対するバッテリモジュール３６の接続を任意に設定できる接続部を備えている。
【００３９】
このようにすると、バッテリモジュール３６を電力変換モジュール３５のどの回路に接続するかが、装置本体１に組み込まれた電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４に応じて任意に設定できるようになる。したがって、各モジュール３１〜３４の特性に応じた好ましいバッテリモジュール３６の接続が実現できる。
【００４０】
特のこの場合は、接続部を電力変換モジュール３５の各モジュール３１〜３４の一次側と二次側にそれぞれ設けるのが好ましい。
【００４１】
例えば、ＡＣ／ＡＣモジュール３３やＤＣ／ＡＣモジュール３２のような出力が交流である場合は、バッテリモジュール３６からの直流電圧を交流に変換する必要があることから、モジュール３２，３３内のトランスにより絶縁された一次側の例えば交流入力電圧を整流する整流回路や、高調波規制対策用の昇圧コンバータの後に、バッテリモジュール３６を接続するのが好ましい。一方、ＡＣ／ＤＣモジュール３１やＤＣ／ＤＣモジュール３４のような出力が直流である場合は、同様にバッテリモジュール３６を一次側に接続することができるが、そうするとモジュール３１，３４内の電力変換部の損失があって効率の低下を招くため、二次側の直流出力部にバッテリモジュール３６を接続するのが好ましい。
【００４２】
このように、直流および交流のいずれにも柔軟に対応して給電できる本装置においては、バッテリモジュール３６が電力変換モジュール３５の一次側にも二次側にも任意にできるようにすることが必要不可欠である。
【００４３】
その点、本実施例では、選択した電力変換モジュール３５によって、バッテリモジュール３６を電力変換モジュール３５の一次側または二次側のいずれかに接続できるようにすれば、効率の低下を招くことなく好ましいバッテリモジュール３６の接続が実現できる。
【００４４】
また本実施例におけるバッテリモジュール３６は、装置本体１に直列接続可能に組み込めることを特徴としている。
【００４５】
この場合、バッテリモジュール３６を直列接続して装置本体１に組み込めるので、接続数に応じてバッテリ電圧を任意に設定できる。特に、ＡＣ／ＡＣモジュール３３やＤＣ／ＡＣモジュール３７のような出力が交流である場合は、モジュール３２，３３内の一次側の交流入力電圧を整流する整流回路や、高調波規制対策用の昇圧コンバータの後にバッテリモジュール３６が接続され、バッテリ電圧が高電圧（例えばＡＣ１００Ｖの商用交流電圧が入力される場合は、約２００〜４００Ｖになる）となるため、複数のバッテリモジュール３６を直列に積み上げて対応するのに都合がよい。
【００４６】
さらに、バッテリモジュール３６が装置本体１に並列接続可能に組み込めるようにしてもよい。
【００４７】
この場合、バッテリモジュール３６を直列接続して装置本体１に組み込めるので、接続数に応じてバッテリ３８のバックアップ時間を任意に設定できる。特に、ＡＣ／ＤＣモジュール３１やＤＣ／ＤＣモジュール３４のような出力が直流である場合は、二次側の直流出力部にバッテリモジュール３６を接続するのが好ましいが、バッテリモジュール３６の容量を増やすために、複数のバッテリモジュール３６を並列接続して対応するのに都合がよい。
【００４８】
なお、バッテリモジュール３６は二次電池，燃料電池，太陽電池のいずれにも適用できるのが好ましい。こうすれば、バッテリモジュール３６として鉛電池，ニッケル水素電池，リチウムイオン電池などの二次電池の他に、燃料電池や太陽電池を利用することができる。
【００４９】
また本実施例では、電力変換モジュール３５やバッテリモジュール３６を監視制御する制御モジュールとしてのコントロールモジュール３７を備えている。
【００５０】
このようにコントロールモジュール３７を付加することで、装置本体１に組み込んだ電力変換モジュール３５やバッテリモジュール３６の監視制御を行なうことができる。なおコントロールモジュール３７は装置本体１の外部システムとして設けてもよく、その場合は例えはコントロールモジュール３７のソフトウェアによりネットワーク上で電力変換モジュール３５やバッテリモジュール３６の制御を行なってもよい。
【００５１】
さらに本実施例では、電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４が、装置本体１に並列接続可能に組み込めるようになっている。
【００５２】
この場合、電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４を、装置本体１のモジュール装着部２にて複数個並列接続できるため、電力容量の増減に対応することができる。また信頼性を高める場合は、モジュール３１〜３４を余分に並列接続すれば、このモジュール３１〜３４の冗長運転が可能になる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の請求項１の電力変換装置は、ユーザのニーズに適した電力変換機能を、共通する装置すなわち装置本体から提供できる。
【００５５】
本発明の請求項２の電力変換装置は、停電時においても所望の電圧を出力させ続けることができる。
【００５６】
本発明の請求項３の電力変換装置は、電力変換モジュールを構成する各モジュールの特性に応じた好ましいバッテリモジュールの接続が実現できる。
【００５７】
本発明の請求項４の電力変換装置は、効率の低下を招くことなく好ましいバッテリモジュールの接続が実現できる。
【００５８】
本発明の請求項５の電力変換装置は、バッテリモジュールの接続数に応じてバッテリ電圧を任意に設定できるとともに、とりわけバッテリ電圧が高電圧となる場合に都合よく対応できる。
【００５９】
本発明の請求項６の電力変換装置は、バッテリモジュールの接続数に応じてバッテリのバックアップ時間を任意に設定できると共に、バッテリ容量を増やすのに都合よく対応できる。
【００６０】
本発明の請求項７の電力変換装置は、バッテリモジュールとして二次電池の他に、燃料電池や太陽電池を利用することができる。
【００６１】
本発明の請求項８の電力変換装置は、装置本体に組み込んだ電力変換モジュールの監視制御を行なうことができる。
【００６２】
本発明の請求項９の電力変換装置は、電力容量の増減に対応することができると共に、電力変換モジュールの冗長運転にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す電力変換装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す装置本体に組み込まれるモジュールのブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施例を示すモジュールを組み込んだ状態の概略説明図である。
【図４】従来例における電力変換装置の構成をブロック図で示したもので、ユーザ装置が交流入力機器である場合の構成を示している。
【図５】従来例における電力変換装置の構成をブロック図で示したもので、ユーザ装置が直流入力機器である場合の構成を示している。
【符号の説明】
１　装置本体
２　モジュール装着部
３１　ＡＣ／ＤＣモジュール
３２　ＤＣ／ＡＣモジュール
３３　ＡＣ／ＡＣモジュール
３４　ＤＣ／ＤＣモジュール
３５　電力変換モジュール
３６　バッテリモジュール
３７　コントロールモジュール（制御モジュール）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power conversion device that supports various power supply systems and power failure backup.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art Conventionally, an AC / DC converter that converts an AC input voltage into a desired DC voltage and outputs the same, and a DC / DC converter that converts a DC input voltage into a desired DC voltage and outputs the same, are widely used in the market as switching power supply devices. A DC / AC converter that converts a DC input voltage into a desired AC voltage and outputs the AC voltage is widely used as an inverter in the market, and further converts an AC input voltage into a desired AC voltage and outputs the AC voltage. Those that add a battery to back up the DC output voltage in the event of an AC input voltage outage have become widespread in the market as uninterruptible power supplies (UPS) and have been classified accordingly. The user has selected and used one of these devices for each application.
[0003]
On the other hand, with the liberalization of electric power, it is changing to a new power supply system capable of in-house power generation. As a result, in addition to the conventional AC power supply using a transmission line, demand for DC power supply is increasing, and a power conversion device that can handle both AC and DC power independent of a power supply system is needed. At present, however, it is necessary to prepare switching power supply units, inverters, and uninterruptible power supply units, which are completely different product categories, according to the difference in the power supply system to be output. Could not be provided.
[0004]
This situation is explained more specifically. FIG. 4 and FIG. 5 are block diagrams showing the configuration of a conventional power converter having a power failure backup function. FIG. 4 shows a case where a device 111 used by a user (hereinafter simply referred to as a user device) is an AC input device, and FIG. 5 shows a case where the user device 112 is a DC input device such as a communication switch which inputs DC 48 V, for example. It is a block diagram in the case.
[0005]
In FIG. 4, an output terminal of a switching power supply 131 that includes, for example, an AC / DC converter 121 that converts an AC voltage to a DC voltage and a DC / DC converter 122 that converts a DC voltage to a desired DC voltage. And an electronic circuit 132 serving as a DC operation load. In this case, the uninterruptible power supply 101 is used as a power converter that supplies a desired AC voltage to the user device 111. The uninterruptible power supply 101 converts an AC input voltage from an input terminal 102 into a DC voltage and charges the battery 105, and converts the DC voltage from the battery 105 into an AC voltage. A DC / AC conversion unit 104 for converting and outputting a signal; and a switch 106 serving as a switching unit. When the AC input voltage from the input terminal 102 is at a normal voltage level, the contact of the switch 106 is connected to the input terminal 102 side. By switching, the AC input voltage is supplied to the user device 111 as it is, and the battery 105 is charged via the AC / DC converter 103. On the other hand, when the AC input voltage falls below a predetermined voltage level due to, for example, a power failure, the contact of the switch 106 is switched to the DC / AC converter 104 side, and the DC voltage from the battery 105 is converted by the DC / AC converter 104. An AC voltage is supplied to the user device 111.
[0006]
On the other hand, the user device 112 in FIG. 5 includes the electronic circuit 132 and the DC / DC conversion unit 122 when the load is the electronic circuit 132 that operates similarly. Further, in this case, one or a plurality of switching devices 141 to which the battery 105 is externally used are used as power conversion devices for supplying a desired AC voltage to the user device 112. Each switching power supply device 141 includes an AC / DC converter 142 that converts an AC input voltage from the input terminal 102 into a DC voltage, and a DC / DC converter that converts the DC voltage from the AC / DC converter 142 into a desired DC voltage. The DC converter 143 is provided. If the AC input voltage from the input terminal 102 is at a normal voltage level, the DC voltage from the DC / DC converter 143 is supplied to the user device 112 and the battery 105 is charged using the DC voltage. . On the other hand, when the AC input voltage decreases due to, for example, a power failure and the DC voltage from the DC / DC converter 143 falls below the charging voltage of the battery 105, the DC voltage from the battery 105 is supplied to the user device 112.
[0007]
As is clear from the configuration diagrams of FIGS. 4 and 5, the power conversion device of the AC power supply has more power conversion units up to the electronic circuit 132 than the power conversion device of the DC power supply, and the conversion efficiency is correspondingly lower. . Therefore, from the viewpoint of energy saving, the power converter of DC power supply is more advantageous, and for this reason, the transition from AC power supply to DC power supply is increasing. However, as described above, there is no power converter that supports both AC power supply and DC power supply, and a flexible power converter that does not depend on the DC power supply system has been required.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device that can provide a power conversion function suitable for a user's needs with a common device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the power conversion device according to the first aspect of the present invention, regardless of whether the power supply system is DC or AC, if a power conversion module suitable for the power supply system is arbitrarily selected and installed in the module mounting portion of the device main body, the power conversion system can be used for different purposes. It is possible to extract one or more desired voltages from a single device main body without having to prepare the device.
[0010]
In the power conversion device according to the second aspect of the present invention, if the battery module is incorporated in the device main body, a desired voltage can be continuously output from the power conversion module even during a power failure as long as the capacity of the battery permits. If a plurality of battery modules having different capacities are prepared and a desired battery module is selected from the battery modules, the backup time can be set arbitrarily.
[0011]
In the power conversion device according to the third aspect of the present invention, it is possible to arbitrarily set a circuit of the power conversion module to which the battery module is connected, according to each module constituting the power conversion module. Therefore, preferable connection of the battery module according to the characteristics of each module can be realized.
[0012]
In the power converter according to claim 4 of the present invention, for example, when the output of an AC / AC module or a DC / AC module is AC, it is necessary to convert the DC voltage from the battery module to AC. It is preferable to connect a battery module after a rectifier circuit for rectifying the primary-side AC input voltage or a booster converter for harmonic control. On the other hand, when the output of the AC / DC module or the DC / DC module is direct current, the battery module can be connected to the primary side in the same manner. Therefore, it is preferable to connect the battery module to the DC output unit on the secondary side.
[0013]
As described above, if the battery module can be connected to either the primary side or the secondary side of the power conversion module by the selected power conversion module, preferable connection of the battery module can be realized without lowering the efficiency. .
[0014]
In the power converter according to the fifth aspect of the present invention, since the battery modules can be connected in series and incorporated in the device main body, the battery voltage can be arbitrarily set according to the number of connections. In particular, when the output is an alternating current such as an AC / AC module or a DC / AC module, a battery module is connected after a rectifier circuit for rectifying the primary-side AC input voltage or a boost converter for harmonic regulation measures. Since the battery voltage becomes high, it is convenient to stack a plurality of battery modules in series to cope with the problem.
[0015]
In the power converter according to claim 6 of the present invention, since the battery modules can be connected in series and incorporated into the device main body, especially when the output of the AC / DC module or the DC / DC module is DC, the secondary side It is preferable to connect a battery module to the DC output unit, but it is convenient to connect a plurality of battery modules in parallel in order to increase the capacity of the battery module.
[0016]
In the power converter according to claim 7 of the present invention, a fuel cell or a solar cell can be used as a battery module in addition to a secondary battery such as a lead battery, a nickel hydride battery, or a lithium ion battery.
[0017]
In the power conversion device according to the eighth aspect of the present invention, by adding a control module, it is possible to monitor and control the power conversion module incorporated in the device main body. The control module may be provided as an external system of the apparatus main body. In that case, for example, the power conversion module may be controlled on a network by software of the control module.
[0018]
In the power conversion device according to claim 9 of the present invention, a plurality of modules constituting the power conversion module can be connected in parallel, so that it is possible to cope with an increase or a decrease in power capacity. To increase reliability, redundant operation of the modules can be achieved by connecting extra modules in parallel.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description of common parts will be omitted because they are duplicated.
[0020]
FIG. 1 shows the entire configuration of the apparatus. Here, as described above, power supply to the user device 111 of the AC input device and the user device 112 of the DC input device is considered. In this embodiment, power is supplied to these user devices 111 and 112 from a common power converter.
[0021]
In the power converter according to the present embodiment, one or a plurality of module units 21 as shown in FIG. 2 are selected as required by the user, and the selected module units 21 are shared by one device main unit 1. Of the module mounting unit 2 of the first embodiment. A power distribution module (not shown) for connecting modules 31 to 34, 36, and 37, which will be described later, is provided in the device main body 1, which is a housing of the power converter. Here, the module unit 21 prepared in advance includes an AC / DC module 31 that inputs an AC voltage and outputs a DC voltage, a DC / AC module 32 that inputs a DC voltage and outputs an AC voltage, and an AC voltage that receives an AC voltage and outputs an AC voltage. And a DC / DC module 34 for inputting a DC voltage and outputting a DC voltage, and a power failure backup function for the power conversion module 35 including an instantaneous power failure. And a control module 37 as a control module for monitoring and controlling the power conversion module. Each of the modules 31 to 37 is individually prepared as an independent package.
[0022]
At least one of the modules 31 to 34 constituting the power conversion module 35 in the module unit 21 has to be mounted on the module mounting section 2 of the apparatus main body 1, but otherwise forms the module unit 21. Each of the modules 31 to 34, 36, and 37 can be arbitrarily selected and incorporated into the module mounting section 2.
[0023]
In addition, a plurality of types of modules 31 to 34, 36, and 37 having different specifications may be prepared in advance. For example, as the modules 31 to 34 constituting the power conversion module 35, those having different types of input power (voltage and current) and output power are prepared. Also, as for the battery module 36, several types having different capacities of a battery 38 serving as a backup source are prepared. Further, the control module 37 here is an input / output that supplies power supply information of the power conversion module 35, voltage monitoring information of each unit, diagnoses the voltage of the battery 38 (battery voltage), and outputs an alarm when these voltages are abnormal. Although a function such as an alarm is provided, a plurality of types of control modules 37 having all or some of these functions may be prepared.
[0024]
FIG. 1 shows a system in which two power supply systems, a DC output voltage and an AC voltage, are extracted from two input systems, an AC input voltage and a DC input voltage, and each power supply system has a power failure backup function. 1 shows the configuration. Incidentally, this is only an example, and the module unit 21 incorporated based on a user's request may be appropriately changed.
[0025]
In FIG. 1, in order to supply a desired DC voltage to the user device 112, an AC / DC module 31 that converts an AC input voltage from the input terminal 51 into a DC voltage, and a DC voltage from the AC / DC module 31 A DC / DC module 34 that converts the power into a desired DC voltage and feeds the power is incorporated. The combination of the AC / DC module 31 and the DC / DC module 34 is provided as a function of a so-called switching power supply 61. As shown in FIG. 1, a plurality of configurations of the switching power supply 61 corresponding to the power consumption of the user device 112 may be connected in parallel. In this way, the DC voltage to be supplied is constant, but the power supply capacity can be increased or decreased according to the number of switching power supply devices 61.
[0026]
The battery module 36 is connected to the output side of the switching power supply 61, that is, the secondary side of the DC / DC module 34. If the AC input voltage from the input terminal 51 is at a normal voltage level and the DC output voltage of the DC / DC module 34 is higher than the battery voltage of the battery module 36 connected to the output side, the DC / DC The DC output voltage from the module 34 is supplied to the user device 112, and the battery 38 of the battery module 36 is charged using the DC output voltage. On the other hand, when the AC input voltage decreases due to, for example, a power failure and the DC output voltage from the DC / DC module 34 falls below the battery voltage of the battery module 36, the DC voltage from the battery 38 is supplied to the user device 112.
[0027]
A separate DC / DC module 34 that converts a DC input voltage from the input terminal 52 into a desired DC voltage and feeds power may be incorporated as a power supply unit for another user device 112. The battery module 36 is connected to the primary side of the DC / DC module 34. If the DC input voltage from the input terminal 52 is higher than the battery voltage of the battery module 36, the battery 38 of the battery module 36 is While charging, a desired DC voltage is supplied from the DC / DC module 34 to the user device 112. On the other hand, when the DC input voltage from the input terminal 52 becomes lower than the battery voltage due to a power failure or the like, the DC voltage from the battery 38 is applied to the DC / DC module 34 this time, and as long as the capacity of the battery 38 permits. A desired DC voltage is supplied from the DC / DC module 34 to the user device 112.
[0028]
Separately, an AC / DC module 31 as a charger for converting an AC input voltage from the input terminal 51 to a DC voltage in order to supply a desired AC voltage to the user device 111, and the AC / DC module 31 And a DC / AC module 32 that converts the DC voltage from the AC / DC module 31 or the battery module 36 into an AC voltage and outputs the AC voltage. The AC / DC module 31, the battery module 36, and the DC / AC module 32 are provided as functions of a so-called uninterruptible power supply (UPS) 71. Although a single uninterruptible power supply device 71 is incorporated in FIG. 1, a plurality of uninterruptible power supply devices 71 corresponding to the power consumption of the user device 111 may be connected in parallel.
[0029]
If the AC input voltage from the input terminal 51 is at a normal voltage level and the DC output voltage of the AC / DC module 31 is higher than the battery voltage of the battery module 36 connected to the output side, this DC output The battery 38 of the battery module 36 is charged using the voltage, and the DC output voltage of the AC / DC module 31 is applied to the DC / AC module 32 to supply a desired AC voltage to the user device 112. On the other hand, when the AC input voltage decreases due to, for example, a power failure and the DC output voltage from the DC / DC module 34 falls below the battery voltage of the battery module 36, the DC voltage from the battery 38 is applied to the DC / AC module 32, The AC voltage converted here is supplied to the user device 112.
[0030]
A separate DC / AC module 32 for converting a DC input voltage from the input terminal 52 to a desired DC voltage and supplying power to the user device 111 may be incorporated as another power supply unit for the user device 111. The DC / AC module 32 has a function as an inverter 81, and a battery module 36 common to the DC / DC module 34 is connected to a primary side of the DC / DC module 32. As described above, the battery module 36 may be connected to the primary side or the secondary side of the modules 31 to 34 in common with the different types of modules 31 to 34.
[0031]
If the DC input voltage from the input terminal 52 is higher than the battery voltage of the battery module 36, the battery 38 of the battery module 36 is charged by the DC input voltage, and a desired signal is transmitted from the DC / AC module 32 to the user device 111. An AC voltage is supplied. On the other hand, when the DC input voltage from the input terminal 52 becomes lower than the battery voltage due to a power failure or the like, the DC voltage from the battery module 36 is applied to the DC / AC module 32, and as long as the capacity of the battery 38 permits. , A desired AC voltage is supplied from the DC / AC module 32 to the user device 111.
[0032]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an apparatus reconstructed based on the functions of the module unit 21. Here, one of each of the AC / DC module 31, the DC / AC module 32, the AC / AC module 33, and the DC / DC module 34 is selected and incorporated in the module mounting section 2 of the apparatus main body 1. In addition, a battery module 36 is commonly connected to the modules 31 to 34, and a control module 37 for monitoring and controlling the modules 31 to 34 and 36 including the battery module 36 is incorporated in the module mounting unit 2. I have.
[0033]
The connection point of the battery module 36 can be freely set according to the type of the power conversion module 35 incorporated in the module mounting section 2. For this purpose, for example, it is preferable to provide a connection portion with the battery module 36 on each of the primary side and the secondary side of each of the modules 31 to 34 constituting the power conversion module 35. Otherwise, a connection portion with the battery module 36 may be provided in, for example, the input terminals 51 and 52 in the apparatus main body 1. The connection portion can adopt various connection forms such as a connection between a pin and a socket or a screw connection via a terminal block. Furthermore, it is preferable that the backup time can be arbitrarily set by connecting a plurality of battery modules 36 in parallel to the module mounting section 2 and adding them.
[0034]
As described above, according to the present embodiment, the AC / AC module 33 that inputs an AC voltage and outputs an AC voltage, the AC / DC module 31 that receives an AC voltage and outputs a DC voltage, and the input of a DC voltage The power conversion module 35 includes a DC / AC module 32 that outputs an AC voltage and a DC / DC module 34 that inputs a DC voltage and outputs a DC voltage. The module main body 1 is provided with a module mounting section 2 which can be arbitrarily selected and incorporated.
[0035]
In this way, regardless of whether the power supply system to be supplied to the user devices 111 and 122 is direct current or alternating current, the power conversion module 35 corresponding to the power supply system is arbitrarily selected and the power conversion module 35 is selected in the module mounting section 2 of the device main body 1. By incorporating them, one or more desired voltages can be extracted from the single device main body 1 to the user devices 111 and 122 without preparing a device for each application. Therefore, a power conversion function suitable for the needs of the user can be provided from the common device main body 1.
[0036]
Further, in this embodiment, a battery module 36 for performing a power failure backup of the power conversion module 35 is provided, and this battery module 36 is also provided so as to be incorporated in the apparatus main body 1.
[0037]
In this case, if the battery module 36 is incorporated in the apparatus main body 1, a desired voltage can be continuously output from the power conversion module 35 even during a power failure as long as the capacity of the battery 38 permits. If a plurality of battery modules 36 having different capacities are prepared and a desired battery module 36 is selected from the prepared battery modules 36, the backup time can be set arbitrarily. Further, in the present embodiment, the backup module 1 can be mounted on the module mounting section 2 similarly to the power conversion module 35, so that the shape of the power conversion module 35 can be unified.
[0038]
Further, in this embodiment, a connection unit that can arbitrarily set the connection of the battery module 36 to the power conversion module 35 is provided.
[0039]
With this configuration, the circuit of the power conversion module 35 to which the battery module 36 is connected can be arbitrarily set according to each of the modules 31 to 34 constituting the power conversion module 35 incorporated in the apparatus main body 1. Become. Therefore, a preferable connection of the battery module 36 according to the characteristics of the modules 31 to 34 can be realized.
[0040]
In particular, in this case, it is preferable to provide connection portions on the primary side and the secondary side of each of the modules 31 to 34 of the power conversion module 35, respectively.
[0041]
For example, when the output of the AC / AC module 33 or the DC / AC module 32 is an alternating current, the DC voltage from the battery module 36 needs to be converted to an alternating current. It is preferable to connect the battery module 36 after an insulated primary side rectifier circuit for rectifying, for example, an AC input voltage or a boost converter for harmonic countermeasures. On the other hand, when the output from the AC / DC module 31 or the DC / DC module 34 is DC, the battery module 36 can be connected to the primary side in the same manner. Therefore, it is preferable to connect the battery module 36 to the DC output unit on the secondary side since there is a loss of power and the efficiency is reduced.
[0042]
As described above, in the present apparatus which can flexibly supply power to both DC and AC, it is necessary that the battery module 36 can be arbitrarily provided on the primary side and the secondary side of the power conversion module 35. It is essential.
[0043]
In this regard, in this embodiment, it is preferable that the battery module 36 can be connected to either the primary side or the secondary side of the power conversion module 35 by the selected power conversion module 35 without lowering the efficiency. The connection of the battery module 36 can be realized.
[0044]
Further, the battery module 36 in the present embodiment is characterized in that it can be incorporated in the apparatus main body 1 so as to be connectable in series.
[0045]
In this case, since the battery modules 36 can be connected in series and incorporated into the apparatus main body 1, the battery voltage can be arbitrarily set according to the number of connections. In particular, when the output of the AC / AC module 33 or the DC / AC module 37 is AC, a rectifier circuit for rectifying the AC input voltage on the primary side in the modules 32, 33 or a booster for harmonic regulation measures The battery module 36 is connected after the converter, and the battery voltage becomes a high voltage (for example, when a commercial AC voltage of AC 100 V is input, the voltage becomes about 200 to 400 V). It is convenient to respond.
[0046]
Further, the battery module 36 may be incorporated in the apparatus main body 1 so as to be connectable in parallel.
[0047]
In this case, since the battery modules 36 can be connected in series and incorporated into the apparatus main body 1, the backup time of the battery 38 can be arbitrarily set according to the number of connections. In particular, when the output from the AC / DC module 31 or the DC / DC module 34 is direct current, it is preferable to connect the battery module 36 to the secondary-side DC output unit, but the capacity of the battery module 36 is increased. Therefore, it is convenient to connect a plurality of battery modules 36 in parallel.
[0048]
The battery module 36 is preferably applicable to any of a secondary battery, a fuel cell, and a solar cell. In this case, a fuel cell or a solar cell can be used as the battery module 36 in addition to a secondary battery such as a lead battery, a nickel hydride battery, or a lithium ion battery.
[0049]
In this embodiment, a control module 37 as a control module for monitoring and controlling the power conversion module 35 and the battery module 36 is provided.
[0050]
By thus adding the control module 37, it is possible to monitor and control the power conversion module 35 and the battery module 36 incorporated in the apparatus main body 1. Note that the control module 37 may be provided as an external system of the apparatus main body 1. In that case, for example, the software of the control module 37 may control the power conversion module 35 and the battery module 36 over a network.
[0051]
Further, in the present embodiment, each of the modules 31 to 34 constituting the power conversion module 35 can be incorporated in the apparatus main body 1 so as to be connectable in parallel.
[0052]
In this case, since each of the modules 31 to 34 constituting the power conversion module 35 can be connected in parallel at the module mounting section 2 of the apparatus main body 1, it is possible to cope with an increase or decrease in power capacity. In order to enhance the reliability, redundant operation of the modules 31 to 34 becomes possible by connecting extra modules 31 to 34 in parallel.
[0053]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
[0054]
【The invention's effect】
The power conversion device according to the first aspect of the present invention can provide a power conversion function suitable for the needs of the user from a common device, that is, the device main body.
[0055]
The power converter according to claim 2 of the present invention can continue to output a desired voltage even during a power failure.
[0056]
According to the power conversion device of the third aspect of the present invention, it is possible to realize a preferable connection of a battery module according to the characteristics of each module constituting the power conversion module.
[0057]
According to the power converter of the fourth aspect of the present invention, preferable connection of the battery module can be realized without lowering the efficiency.
[0058]
The power converter according to claim 5 of the present invention can arbitrarily set the battery voltage in accordance with the number of connected battery modules, and can particularly conveniently cope with a case where the battery voltage becomes high.
[0059]
The power converter according to claim 6 of the present invention can arbitrarily set the backup time of the battery according to the number of connected battery modules, and can conveniently cope with increasing the battery capacity.
[0060]
The power converter according to claim 7 of the present invention can use a fuel cell or a solar cell in addition to the secondary battery as the battery module.
[0061]
The power conversion device according to claim 8 of the present invention can monitor and control the power conversion module incorporated in the device main body.
[0062]
The power converter according to the ninth aspect of the present invention can cope with the increase and decrease of the power capacity, and can also cope with the redundant operation of the power conversion module.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a power converter showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a module incorporated in an apparatus main body according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a state where a module according to an embodiment of the present invention is incorporated.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a power conversion device in a conventional example, and shows a configuration in a case where a user device is an AC input device.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a power conversion device in a conventional example, and shows a configuration when a user device is a DC input device.
[Explanation of symbols]
1 Device body
2 Module mounting part
31 AC / DC module
32 DC / AC module
33 AC / AC module
34 DC / DC module
35 Power Conversion Module
36 Battery module
37 Control Module (Control Module)

Claims

An AC / AC module that receives an AC voltage and outputs an AC voltage, an AC / DC module that receives an AC voltage and outputs a DC voltage, a DC / AC module that receives a DC voltage and outputs an AC voltage, and a DC voltage And a DC / DC module for inputting a DC voltage and outputting a DC voltage.
A power conversion device characterized in that a module mounting portion for arbitrarily selecting and incorporating each of the power conversion modules is provided in the device main body.

The power conversion device according to claim 1, further comprising a battery module that performs a power failure backup of the power conversion module, wherein the battery module can also be incorporated in the device main body.

The power conversion device according to claim 2, further comprising a connection unit that can arbitrarily set connection of the battery module to the power conversion module.

The power converter according to claim 3, wherein the connection unit is provided on each of a primary side and a secondary side of the power conversion module.

The power converter according to any one of claims 2 to 4, wherein the battery module is incorporated in the device main body so as to be connectable in series.

The power converter according to any one of claims 2 to 4, wherein the battery module is incorporated in the device main body so as to be connectable in parallel.

The power converter according to any one of claims 2 to 6, wherein the battery module is applicable to any of a secondary battery, a fuel cell, and a solar cell.

The power conversion device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a control module that monitors and controls the power conversion module.

The power converter according to any one of claims 1 to 8, wherein each module constituting the power conversion module can be incorporated in the device main body so as to be connectable in parallel.