JP2007014141A - 無停電電源装置、入力電力監視方法、記録媒体、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】入力電力の異常を、入力電源の状態に応じて、適切に検出することができるようにする。
【解決手段】
CPU１２２は、ユーザにより設定された入力電圧範囲を示す情報を操作部１２３から取得する。CPU１２２は、電力検出回路１３１から供給される入力電力データ、および、ユーザにより設定された入力電圧範囲に基づいて、交流電源１０１から供給される入力電力の異常を検出し、交流電源の異常を検出した場合、UPS１０３にバックアップ運転を実行させる。本発明は、UPSに適用できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、無停電電源装置、入力電力監視方法、記録媒体、および、プログラムに関し、特に、入力電力の異常を適切に検出することができるようにした無停電電源装置、入力電力監視方法、記録媒体、および、プログラムに関する。

近年、コンピュータなどの情報処理装置の普及が進み、その重要性は年々増している。しかしながら、情報処理装置が消費する電力は、商用交流電源から直接供給されることが多く、このため、商用交流電源に異常が発生すると（例えば、瞬間的な電圧の低下（瞬断）や突然の停電等が発生すると）、その時点で情報処理装置が処理していた情報が破損したり損失してしまう他、情報処理装置自身（例えば、内蔵するハードディスク等）が故障してしまう、といった不具合が発生することが多々ある。

そこで、近年、このような不具合の発生を回避するために、無停電電源装置（UPS：Uninterruptible Power Supply）の普及が進んでいる。UPSは、商用交流電源が正常である場合、商用交流電源からの電力を情報処理装置などの負荷機器に供給し、商用交流電源が異常である場合、その出力を切替えて、内蔵するバッテリからの電力を負荷機器に供給することができる。これにより、UPSが接続された負荷機器は、商用交流電源に異常が発生しても、UPS内のバッテリから供給される電力を使用することができるので、処理をそのまま続行することが可能になる。

なお、以下、UPSが商用交流電源など外部から供給される電力を負荷機器に供給することを商用給電とも称し、UPSが内蔵するバッテリからの電力を負荷機器に供給することをバックアップ給電とも称する。また、以下、UPSが商用給電していることを通常運転とも称し、UPSがバックアップ給電していることをバックアップ運転とも称する。さらに、以下、バックアップ運転（バックアップ給電）を行う時間をバックアップ時間とも称する。また、以下、商用交流電源など外部からUPSに供給される（入力される）電力を入力電力と称し、入力電力の電圧および電流を、それぞれ入力電圧および入力電流と称する。また、以下、UPSから負荷機器に供給する（出力する）電力を出力電力と称し、出力電力の電圧および電流を、それぞれ出力電圧および出力電流と称する。

ところで、UPSは入力電力の異常（例えば、商用交流電源の異常）を検出するために入力電力を監視する。そこで、商用交流電源の異常を精確に検出するために、入力電圧の波形が正弦波に近い場合とピーク付近がカットされた波形の場合とで、入力電圧の異常を検出するために比較する電圧の波形の形状を切替えることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１４９６８５号公報

ところで、特許文献１に記載の発明では、入力電圧の実効値の許容範囲（以下、入力電圧範囲とも称する）が所定の値に固定されているため、例えば、入力電圧範囲を100V±20V（80V乃至120V）とした場合、図１に示されるように、UPSに入力される実効電圧が120V付近で変動するとき、停電が発生した期間T4に加えて、入力実効電圧が120Vを超えた期間T1乃至T3においても、UPSによりバックアップ運転が行われる。

一方、UPSに用いられるバッテリは、充放電の回数が多いほど、また、１回当たりの放電の深さが深いほど（放電量が多いほど）、劣化が早まり、寿命が短くなる。そのため、バッテリの寿命の観点からすれば、バックアップ運転の回数をできる限り少なくすることが望ましい。

また、図１に示されるようにバックアップ運転が頻繁に行われると、停電が発生した場合に、バッテリが十分に充電されておらず、バックアップ給電することができる時間（以下、バックアップ可能時間と称する）が短くなる可能性がある。

従って、もし、UPSに接続される負荷機器の入力実効電圧の許容範囲がUPSの入力電圧範囲より広い場合、期間T1乃至T3において、バックアップ運転をせずに商用運転のままとすることが望ましい。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、無停電電源装置（UPS）の入力電力の異常を、入力電源の状態に応じて、適切に検出することができるようにするものである。また、本発明は、無停電電源装置がバックアップ運転を行った原因を容易に解析できるようにするものである。

本発明の一側面の無停電電源装置は、外部から供給される入力電力の異常が検出された場合、バッテリによる負荷機器へのバックアップ給電を行う無停電電源装置であって、入力電力に関するデータの記憶手段への記憶を制御する記憶制御手段と、入力電力の異常を検出するためのパラメータを取得する取得手段と、パラメータに基づいて、入力電力の異常を検出する検出手段とを含む。

本発明の一側面の無停電電源装置においては、入力電力に関するデータの記憶手段への記憶が制御され、入力電力の異常を検出するためのパラメータが取得され、パラメータに基づいて、入力電力の異常が検出される。

従って、入力電源の状態に応じて、入力電力の異常を検出するためのパラメータを調整することができ、入力電力の異常を適切に検出することができる。これにより、バッテリの放電回数を抑え、バッテリの寿命の短縮を防止することができる。また、入力電力の状態の解析を容易に行うことができる。

この記憶制御手段、取得手段、および、検出手段は、例えば、CPUにより構成される。入力電力に関するデータは、例えば、入力電力の電圧または電流の瞬時値を含む。パラメータは、例えば、入力電圧の許容範囲、最大入力許容電圧、最大入力許容電流など入力電力の異常を検出するためのパラメータである。記憶手段は、例えば、フラッシュメモリ、EEPROM（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、HDD（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体により構成される。また、記憶手段は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディアにより構成することもできる。

この無停電電源装置においては、データは、入力電力の実効電圧を含み、パラメータは、入力電力の実効電圧の範囲を含み、検出手段は、入力電力の実効電圧が前記範囲内であるか否かに基づいて、入力電力の異常を検出するようにすることができる。

これにより、無停電電源装置の入力電圧の異常を検出するためのパラメータを簡単かつ適切に設定することができる。

この無停電電源装置は、データに基づいて、パラメータを設定する設定手段をさらに設けることができる。

これにより、無停電電源装置の入力電力の異常を検出するためのパラメータを、入力電力の状態に応じて、簡単かつ適切に設定することができる。

この無停電電源装置においては、設定手段は、データに基づいて、入力電力の実効電圧の平均値を算出し、所定の複数の実効電圧の範囲の中から、中央値が平均値に最も近い実効電圧の範囲をパラメータとして設定し、検出手段は、入力電力の実効電圧が、設定手段により設定された実効電圧の範囲内であるか否かに基づいて、入力電力の異常を検出するようにすることができる。

これにより、入力電力の異常を検出するためのパラメータを、入力電力の状態に応じて迅速に適切な値に設定することができる。

この無停電電源装置は、データを表示する表示手段をさらに設けることができる。

これにより、入力電力の状態を視覚的に確認することができ、入力電力の状態の解析を容易に行うことができる。

この無停電電源装置においては、記憶制御手段は、入力電力の異常が発生した場合、入力電力に関するデータを記憶手段に記憶させるように制御するようにすることができる。

これにより、記憶手段の容量を効率的に使用できるとともに、異常時の入力電力に関するデータを迅速に確認することができる。

本発明の一側面の入力電力監視方法、プログラム、または、記録媒体に記録されているプログラムは、入力電力に関するデータの記憶手段への記憶を制御する記憶制御ステップと、入力電力の異常を検出するためのパラメータを取得する取得ステップと、パラメータに基づいて、入力電力の異常を検出する検出ステップとを含む。

本発明の一側面の入力電力監視方法、プログラム、または、記録媒体に記録されているプログラムにおいては、入力電力に関するデータの記憶手段への記憶が制御され、入力電力の異常を検出するためのパラメータが取得され、パラメータに基づいて、入力電力の異常が検出される。

従って、入力電源の状態に応じて、入力電力の異常を検出するためのパラメータを調整することができ、入力電力の異常を適切に検出することができる。これにより、バッテリの放電回数を抑え、バッテリの寿命の短縮を防止することができる。また、入力電力の状態の解析を容易に行うことができる。

この記憶制御ステップは、例えば、入力電力に関するデータの記憶手段への記憶を制御するCPUによる記憶制御ステップにより構成され、取得ステップは、例えば、入力電力の異常を検出するためのパラメータを取得するCPUによる取得ステップにより構成され、検出ステップは、例えば、パラメータに基づいて、入力電力の異常を検出するCPUによる検出ステップにより構成される。

入力電力に関するデータは、例えば、入力電力の電圧または電流の瞬時値を含む。パラメータは、例えば、入力電圧の許容範囲、最大入力許容電圧、最大入力許容電流など入力電力の異常を検出するためのパラメータである。記憶手段は、例えば、フラッシュメモリ、EEPROM（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、HDD（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体により構成される。また、記憶手段は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディアにより構成することもできる。

以上のように、本発明の一側面によれば、無停電電源装置に供給される入力電力の異常を検出することができる。また、本発明の一側面によれば、無停電電源装置の入力電力の異常を、入力電源の状態に応じて、適切に検出することができる。さらに、本発明の一側面によれば、入力電力の状態の解析を容易に行うことができる。

以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図２は、本発明を適用したUPS１０３の一実施の形態を示すブロック図である。UPS１０３は、電力供給部１２１、CPU（Central Processing Unit）１２２、操作部１２３、記憶部１２４、RAM（Random Access Memory）１２５、内部電源生成回路１２６、表示部１２７、および、外部インタフェース（I/F）１２８を含むように構成される。

電力供給部１２１の入力側には、ブレーカ１０２を介して、交流電源１０１が接続され、出力側には、コンピュータなどの情報処理装置などにより構成される負荷機器１０４が接続されている。電力供給部１２１は、ブレーカ１０２がオンされ、入力電源である交流電源１０１が正常で、交流電源１０１から供給される入力電力が正常である場合、すなわち、入力電力の各種のパラメータ（例えば、電圧値、電流値など）がUPS１０３の許容範囲内である場合、交流電源１０１からの入力電力を負荷機器１０４に供給する。これに対して、交流電源１０１に停電などの異常が発生したり、ブレーカ１０２がオフされたりして、入力電力に異常が発生した場合、すなわち、入力電力の各種のパラメータがUPS１０３の許容範囲外となった場合、電力供給部１２１は、内蔵するバッテリ１３５からの電力を負荷機器１０４に供給する。

なお、電力供給部１２１の電力供給方式（すなわち、その構成）は、図２の例では、説明の簡略上、いわゆる常時商用給電方式とされているが、図２の例に限定されず、いわゆるラインインタラクティブ方式や、いわゆる常時インバータ方式といった様々な方式を適用することが可能である。また、負荷機器１０４に正弦波により近い波形の電圧を印加できるよう、図示はしないが、フィルタ部等の、他の構成要素が設けられることもある。

電力供給部１２１は、電力検出回路１３１、スイッチ１３２、ライン１３３、充電回路１３４、バッテリ１３５、DC/DCコンバータ１３６、インバータ１３７、スイッチ１３８、および、スイッチ１３９を含むように構成される。

電力検出回路１３１は、例えば、検出抵抗等で構成され、入力電力の状態（例えば、電圧および電流の瞬時値など）を検出し、その検出結果を示すデータ（以下、入力電力データと称する）をCPU１２２に供給する。

スイッチ１３２は、例えば、リレーやコンタクタなどにより構成される。スイッチ１３２は、入力電圧が所定の範囲内である場合、自動的にオンし、入力電圧が所定の範囲外である場合、自動的にオフする。また、スイッチ１３２は、例えば、UPS１０３に故障が発生したり、入力電力に異常が発生した場合、CPU１２２の制御の基に、強制的にオフされる。

ライン１３３は、交流電源１０１からの電力を伝播するラインである。すなわち、後述するように、入力電力が正常である場合（すなわち、通常の場合）、CPU１２２の制御の基に、スイッチ１３８の入力がライン１３３側に切替えられ、交流電源１０１からの電力が、ライン１３３、スイッチ１３８、および、スイッチ１３９を介して、負荷機器１０４に供給される。

充電回路１３４は、バッテリ１３５の充電器である。充電回路１３４は、CPU１２２の制御の基に、交流電源１０１から印加される交流の入力電圧を、所定のレベルの直流電圧に変換して、バッテリ１３５に印加し、バッテリ１３５に充電電流を供給する。

バッテリ１３５は、入力電力に異常が発生した場合、負荷機器１０４に電力を供給する予備電源（バックアップ電源）である。

DC/DCコンバータ１３６は、CPU１２２の制御の基に、バッテリ１３５の直流電圧を、所定の直流電圧に変換し、インバータ１３７に印加する。

インバータ１３７は、CPU１２２の制御の基に、DC/DCコンバータ１３６により印加される直流電圧を、交流電源１０１と同一の周波数、かつほぼ同一のレベルの交流電圧に変換し、スイッチ１３８、および、スイッチ１３９を介して、負荷機器１０４に交流電圧を印加する（電力を供給する）。

スイッチ１３８は、上述したように、CPU１２２の制御の基に、その入力が切替えられる。すなわち、CPU１２２は、UPS１０３が稼動状態であって、かつ、入力電力に異常が発生している場合、スイッチ１３８の入力をインバータ１３７側に切替え、それ以外の場合、スイッチ１３８の入力をライン１３３側にする。

スイッチ１３９は、CPU１２２の制御の基に、その状態が切替えられる。すなわち、CPU１２２は、UPS１０３が稼動状態の場合、スイッチ１３９をオンにし、それ以外の場合、スイッチ１３９をオフにする。

CPU１２２は、電力検出回路１３１から供給される入力電力データ、および、操作部１２３を操作することによりユーザにより入力される各種の指令を示す情報に基づいて、UPS１０３の各部の動作を制御する。

操作部１２３は、例えば、スイッチやボタンなどにより構成され、ユーザがUPS１０３に各種の指令を入力するときに操作される。

記憶部１２４は、例えば、フラッシュメモリ、EEPROM（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、HDD（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体により構成される。記憶部１２４は、電力検出回路１３１から供給される入力電力データなどを記憶する。

内部電源生成回路１２６は、スイッチ１３８から出力される電力（UPS１０３の出力電力）、または、バッテリ１３５からの電力の供給を受け、CPU１２２を動作させるための電力を生成し、生成した電力をCPU１２２に供給する。

表示部１２７は、例えば、LCD（Liquid Crystal Display）などにより構成され、UPS１０３の状態、入力電力に関するデータなどを表示する。

外部インタフェース１２８は、コンピュータなどの外部の機器と通信を行う。外部インタフェース１２８は、CPU１２２から供給される情報やコマンドを外部に出力し、外部から送信されてくる情報やコマンドをCPU１２２に供給する。

図３は、所定のプログラムを実行することによりCPU１２２により実現される機能の構成の例を示すブロック図である。CPU１２２がプログラムを実行することにより、入力電力データ記憶部１５１、入力電力監視部１５２、入力電圧範囲設定部１５３、入力電圧範囲取得部１５４、給電制御部１５５、入力電力データ表示制御部１５６、および、入力電力データ出力部１５７を含む機能が実現される。

入力電力データ記憶部１５１は、電力検出回路１３１から供給される、入力電力に関するデータである入力電力データを記憶部１２４またはRAM１２５に記憶させる。

入力電力監視部１５２は、電力検出回路１３１から供給される入力電力データに基づいて、交流電源１０１から供給される入力電力の状態を監視する。例えば、入力電力監視部１５２は、入力電圧範囲設定部１５３または入力電圧範囲取得部１５４から供給される入力電圧範囲を示す情報に基づいて、入力電圧の異常を検出する。また、入力電力監視部１５２は、入力電力の状態を示す情報を給電制御部１５５に供給する。

入力電圧範囲設定部１５３は、図６を参照して後述するように、ユーザが操作部１２３を操作して入力する入力電圧範囲の自動設定の指令を操作部１２３から取得し、記憶部１２４に記憶されている入力電力データに基づいて、入力電圧範囲を設定する。入力電圧範囲設定部１５３は、設定した入力電圧範囲を示す情報を入力電力監視部１５２に供給する。

入力電圧範囲取得部１５４は、ユーザが操作部１２３を操作して入力する、入力電圧範囲の手動設定の指令、または、入力電圧範囲を示す情報を操作部１２３から取得する。入力電圧範囲取得部１５４は、入力電圧範囲を示す情報を入力電力監視部１５２に供給する。また、入力電圧範囲取得部１５４は、入力電力に関するデータの表示を指示する情報を入力電力データ表示制御部１５６に供給する。

給電制御部１５５は、図４を参照して後述するように、入力電力監視部１５２から供給される入力電力の状態を示す情報などに基づいて、負荷機器１０４への給電を制御する。

入力電力データ表示制御部１５６は、ユーザが操作部１２３を操作して、入力電力に関するデータの表示の指令を入力した場合、または、入力電圧範囲取得部１５４から入力電力に関するデータの表示を指示する情報を取得した場合、記憶部１２４に記憶されている入力電力データに基づいて、入力電力に関するデータを表示部１２７に表示させる。

入力電力データ出力部１５７は、電力検出回路１３１から供給される入力電力データを外部インタフェース１２８を介して外部に出力する。

次に、図４乃至図８を参照して、UPS１０３により実行される処理を説明する。

まず、図４のフローチャートを参照して、UPS１０３により実行される給電処理を説明する。なお、この処理は、例えば、ユーザが、ブレーカ１０２をオフの状態からオンにし、交流電源１０１からＵＰＳ１０３への入力電力の供給が開始されるともに、UPS１０３の図示せぬ電源スイッチがオンされたとき開始される。

ステップＳ１において、CPU１２２は、入力電力データの取得を開始する。電力検出回路１３１は、入力電力の状態を検出し、その検出結果を示す入力電力データを入力電力データ記憶部１５１、入力電力監視部１５２、および、入力電力データ出力部１５７に供給する。入力電力データは、例えば、入力電力の電圧および電流の瞬時値を含む。入力電力データ記憶部１５１は、入力電力データのRAM１２５への記憶を開始する。このとき、入力電力データ記憶部１５１は、入力電力データに入力電力データの検出時間を関連づけてRAM１２５に記憶させる。なお、RAM１２５に記憶されている入力電力データは、所定の期間が経過した後、順次消去される。また、入力電力データ出力部１２７は、必要に応じて、外部インタフェース１２８を介して、外部の機器への入力電力データの出力を開始する。

ステップＳ２において、入力電力監視部１５２は、入力実効電圧が入力電圧範囲内であるか否かを判定する。具体的には、入力電力監視部１５２は、電力検出回路１３１から供給される入力電力データに基づいて、入力実効電圧を算出する。入力電力監視部１５２は、算出した入力実効電圧と現在設定されている入力電圧範囲とを比較する。入力実効電圧が入力電圧範囲内であると判定されるまで、ステップＳ２の判定処理が繰り返し実行され、ステップＳ２において、入力実効電圧が入力電圧範囲内であると判定された場合、処理はステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、UPS１０３は、給電を開始する。具体的には、入力電圧が所定の範囲内になることにより、スイッチ１３２がオンし、充電回路１３４に交流電源１０１からの交流の入力電圧が印加される。充電回路１３４は、給電制御部１５５の制御の基に、印加された入力電圧を所定のレベルの直流電圧に変換する。変換された直流電圧はバッテリ１３５に印加され、バッテリ１３５の充電が開始される。給電制御部１５５は、スイッチ１３８の入力をライン１３３側にし、スイッチ１３９をオンにする。これにより、交流電源１０１からの電力が、ブレーカ１０２、電力検出回路１３１、スイッチ１３２、ライン１３３、スイッチ１３８、および、スイッチ１３９を介して、負荷機器１０４に供給される。すなわち、通常運転による商用給電が開始される。

ステップＳ４において、入力電圧範囲設定部１５３は、入力電圧範囲の自動設定が指令されたか否かを判定する。ユーザが、操作部１２３を操作して、入力電圧範囲の自動設定の指令を入力し、入力電圧範囲の自動設定を指令する情報が操作部１２３から入力電圧範囲設定部１５３に供給された場合、入力電圧範囲設定部１５３は、入力電圧範囲の自動設定が指令されたと判定し、処理はステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、入力電圧判定設定部１５３は、入力電圧範囲自動設定処理を行う。入力電圧範囲自動設定処理の詳細は、図６を参照して後述するが、この処理により、入力電圧データに基づいて入力電圧範囲が設定され、設定された入力電圧範囲を示す情報が、入力電力監視部１５２に供給される。その後、処理はステップＳ９に進む。

ステップＳ４において、入力電圧範囲の自動設定が指令されていないと判定された場合、処理はステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、入力電圧範囲取得部１５４は、入力電圧範囲の手動設定が指令されたか否かを判定する。ユーザが、操作部１２３を操作して、入力電圧範囲の手動設定の指令を入力し、入力電圧範囲の手動設定を指令する情報が操作部１２３から入力電圧範囲取得部１５４に供給された場合、入力電圧範囲取得部１５４は、入力電圧範囲の手動設定が指令されたと判定し、処理はステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、入力電力データ表示制御部１５６は、入力電力に関するデータを表示させる。具体的には、入力電圧範囲取得部１５４は、入力電力に関するデータの表示を指示する情報を入力電力データ表示制御部１５６に供給する。入力電力データ表示制御部１５６は、記憶部１２４から入力電力データを読み出し、入力電力データに基づいて、入力電力に関するデータを表示部１２７に表示させる。

図５は、このとき表示部１２７に表示されるデータの例を示している。図５に示される例では、入力電力の電圧および電流の瞬時値を時系列にプロットすることにより、入力電圧の波形２０１および入力電力の波形２０２が表示されている。なお、図５に示されるグラフの横軸は時間を示し、縦軸は電圧および電流を示している。例えば、ユーザは、操作部１２３を操作して、画面を横方向にスクロールさせることにより、任意の時間の入力電圧および入力電流の波形を表示させることができる。これにより、ユーザは、UPS１０３以外の装置を用いずに、入力電力データに関するデータを簡単に確認することができる。

なお、例えば、入力電圧および入力電流の瞬時値を表形式で時系列に並べて表示させるようにしてもよい。また、例えば、入力電圧および入力電流の実効値、最大値、平均値などをグラフまたは表などの形式で表示部１２７に表示させるようにしてもよい。

ステップＳ８において、入力電圧範囲取得部１５４は、入力電圧範囲を取得する。具体的には、ユーザは、表示部１２７に表示されている入力電力に関するデータに基づいて、操作部１２３を操作して、入力電圧範囲を設定する。これにより、ユーザは、入力電力データに関するデータを確認しながら、UPS１０３への入力実効電圧の状態に応じて、交流電源１０１からの入力電圧が印加される機器（例えば、スイッチ１３２、１３８および１３９、充電回路１３４、内部電源生成回路１２６、負荷機器１０４など）の入力実効電圧の許容範囲内で、適切な入力電圧範囲を簡単に設定することができる。

操作部１２３は、ユーザにより設定された入力電圧範囲を示す情報を入力電圧範囲取得部１５４に供給する。入力電圧範囲取得部１５４は、入力電圧範囲を示す情報を入力電力監視部１５２に供給する。これ以降、自動設定または手動設定により入力電圧範囲が新たに設定されるまで（変更されるまで）、ステップＳ８において設定された入力電圧範囲に基づいて、入力電力の異常が検出される。

ステップＳ６において、入力電圧範囲の手動設定が指令されていないと判定された場合、ステップＳ７およびＳ８の処理はスキップされ、処理はステップＳ９に進む。

ステップＳ９において、上述したステップＳ２の処理と同様に、入力実効電圧が入力電圧範囲内であるか否かが判定される。入力実効電圧が入力電圧範囲内であると判定された場合、処理はステップＳ４に戻り、上述したステップＳ４乃至Ｓ９の処理が繰り返し実行される。この間、UPS１０３による商用給電が継続される。

ステップＳ９において、入力実効電圧が入力電圧範囲内でないと判定された場合、処理はステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、UPS１０３は、バックアップ運転を開始する。具体的には、入力電力監視部１５２は、入力電力の異常が発生したことを通知する情報を給電制御部１５５に供給する。給電制御部１５５は、DC/DCコンバータ１３６およびインバータ１３７の駆動を開始するとともに、スイッチ１３８の入力をインバータ１３７側に切替える。DC/DCコンバータ１３６は、給電制御部１５５の制御の基に、バッテリ１３５により印加される直流電圧を、所定の直流電圧に変換し、インバータ１３７に印加する。インバータ１３７は、給電制御部１５５の制御の基に、DC/DCコンバータ１３６により印加される直流電圧を、交流電源１０１と同一の周波数、かつほぼ同一のレベルの交流電圧に変換し、スイッチ１３８、および、スイッチ１３９を介して、負荷機器１０４に交流電圧を印加する。すなわち、バックアップ運転によるバックアップ給電が開始される。

ステップＳ１１において、入力電力データ記憶部１５１は、入力電力データの保存を開始する。具体的には、入力電力データ記憶部１５１は、入力電力の異常が発生した時間より所定の時間だけ前から現在までのRAM１２５に記憶されている入力電力データを、記憶部１２４に記憶させる。また、入力電力データ記憶部１５１は、RAM１２５に加えて、入力電力データの記憶部１２４への記憶を開始させる。

ステップＳ１２において、上述したステップＳ２の処理と同様に、入力実効電圧が入力電圧範囲内であるか否かが判定される。入力実効電圧が入力電圧範囲内でないと判定された場合、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、給電制御部１５５は、バッテリ１３５の容量がなくなったか否かを判定する。給電制御部１５５は、バッテリ１３５の電圧を検出し、バッテリ１３５の電圧が所定のレベル以上である場合、バッテリ１３５の容量がなくなっていないと判定し、処理はステップＳ１２に戻る。

その後、ステップＳ１２において、入力実効電圧が入力電圧範囲内であると判定されるか、ステップＳ１３において、バッテリ１３５の容量がなくなったと判定されるまで、ステップＳ１２およびＳ１３の判定処理が繰り返し実行される。この間、UPS１０３によるバックアップ給電が継続される。

ステップＳ１３において、バッテリ１３５の容量がなくなったと判定された場合、すなわち、バッテリ１３５の電圧が所定のレベルを下回った場合、処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、UPS１０３は給電を停止する。具体的には、給電制御部１５５は、スイッチ１３９をオフにし、スイッチ１３８の入力をライン１３３側に切替え、DC/DCコンバータ１３６およびインバータ１３７の駆動を停止し、UPS１０３から負荷機器１０４への給電を停止する。

ステップＳ１５において、入力電力データ記憶部１５１は、入力電力データの保存を停止する。具体的には、入力電力データ記憶部１５１は、入力電力データの記憶部１２４への記憶を停止させる。

その後、処理はステップＳ２に戻り、上述したステップＳ２以降の処理が実行される。すなわち、入力実効電圧が入力電圧範囲内に回復した場合、UPS１０３から負荷機器１０４への給電が再開される。

ステップＳ１２において、入力実効電圧が入力電圧範囲内であると判定された場合、すなわち、入力実効電圧が入力電圧範囲内に回復した場合、処理はステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、UPS１０３は、バックアップ運転を停止し、通常運転を再開する。具体的には、入力電力監視部１５２は、入力実効電圧が入力電圧範囲内に回復したことを示す情報を給電制御部１５５に供給する。給電制御部１５５は、スイッチ１３８の入力をライン１３３側にし、DC/DCコンバータ１３６およびインバータ１３７の駆動を停止する。これにより、通常運転による商用給電が再開される。

ステップＳ１７において、ステップＳ１５と同様の処理により、入力電力データの保存が停止される。これにより、入力電力の異常が発生した時間より所定の時間だけ前から入力電力が正常に戻るまでの期間の入力電力データのみが記憶部１２４に記憶される。従って、記憶部１２４の容量を効率的に使用できるとともに、異常時の入力電力データを迅速に確認することができる。

その後、処理は、ステップＳ４に戻り、上述したステップＳ４以降の処理が実行される。

次に、図６のフローチャートを参照して、図４のステップＳ５の入力電圧範囲自動設定処理の詳細を説明する。なお、以下、入力電圧範囲は、図７に示される所定の設定範囲１乃至５の中から選択されることにより設定されるものとする。設定範囲１乃至５はそれぞれの範囲のセンタ値（中央値）を中心とする±20Vの範囲とされ、具体的には、設定範囲１は90V±20V（70V乃至110V）、設定範囲２は100V±20V（80V乃至120V）、設定範囲３は110V±20V（90V乃至130V）、設定範囲４は115V±20V（95V乃至135V）、および、設定範囲５は120V±20V（100V乃至140V）とされる。

ステップＳ２１において、入力電圧範囲設定部１５３は、入力実効電圧を算出する。具体的には、入力電圧範囲設定部１５３は、記憶部１２４から入力電力データを読み出す。入力電圧範囲設定部１５３は、直前の半周期分の入力電圧の瞬時値に基づいて、入力電圧の実効値を算出する。

ステップＳ２２において、入力電圧範囲設定部１５３は、所定の個数（例えば、10000個）の入力実効電圧を算出したか否かを判定する。所定の個数の入力実効電圧を算出していないと判定された場合、処理はステップＳ２１に戻り、直前に入力実効電圧を算出した半周期のさらに１つ前の半周期分の入力電圧の瞬時値に基づいて、入力電圧の実効値を算出する。その後、ステップＳ２２において、所定の個数の入力実効電圧を算出したと判定されるまで、ステップＳ２１およびＳ２２の処理が繰り返し実行される。すなわち、所定の個数の入力実効電圧、すなわち、直前の所定の期間内の入力実効電圧が算出される。

ステップＳ２２において、所定の個数の入力実効電圧が算出されたと判定された場合、処理はステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３において、入力電圧範囲設定部１５３は、入力実効電圧の平均値を算出する。ステップＳ２２において算出した入力実効電圧の個数をｎ個、入力実効電圧をVrms_i（i＝1，2，・・・n）とした場合、入力実効電圧の平均値Vrms_aveは以下の式（１）により算出される。

これにより、ステップＳ１およびＳ２の処理で入力実効電圧を算出した期間において、入力実効電圧は、平均値Vrms_aveを中心に変動していたことが検出される。

ステップＳ２４において、入力電圧範囲設定部１５３は、各設定範囲のセンタ値と入力実効電圧の平均値との差分の絶対値を算出する。

ステップＳ２５において、入力電圧範囲設定部１５３は、センタ値が入力実効電圧の平均値に最も近い設定範囲、すなわち、入力実効電圧の平均値との差分の絶対値が最も小さいセンタ値を持つ設定範囲を検出する。

ステップＳ２６において、入力電圧範囲設定部１５３は、入力電圧範囲を設定し、入力電圧自動範囲設定処理は終了する。具体的には、入力電圧範囲設定部１５３は、ステップＳ２５において検出したセンタ値が入力実効電圧の平均値に最も近い設定範囲を入力電圧設定範囲に設定し、設定した入力電圧設定範囲を示す情報を入力電力監視部１５２に供給する。これ以降、自動設定または手動設定により入力電圧範囲が新たに設定されるまで（変更されるまで）、ステップＳ２６において設定された入力電圧範囲に基づいて、入力電力の異常が検出される。

このようにして、適切な入力電圧範囲を自動的に設定することができる。

なお、図７に示される例では、各設定範囲の幅を一定にするようにしたが、各設定範囲の幅を各設定範囲で異なるようにしてもよい。例えば、入力電圧の変動幅に応じて、入力電圧範囲の幅を変更することにより、適切に入力電圧の異常を検出できるようにすることができる。

また、入力電圧範囲を複数の設定範囲から選択するのではなく、例えば、入力実効電圧の平均値Vrms_aveを中心とする所定の範囲を入力電圧範囲とするなど、入力実効電圧の平均値Vrms_aveなどに基づいて入力電圧範囲を設定するようにしてもよい。

さらに、交流電源１０１からの入力電圧が印加される機器の入力実効電圧の許容範囲を予め入力しておき、その許容範囲内で入力電圧範囲を選択または設定できるようにしてもよい。

以上のようにして、入力電力の状態に応じて、入力電力の異常を検出するためのパラメータである入力電圧範囲を簡単かつ適切に調整（設定）することができる。例えば、図９に示されるように、図１と同じ入力実効電圧の波形に対して、入力電圧範囲を120±20V（100V乃至140V）に設定することにより、停電が発生した期間T11のみバックアップ運転が行われるようになり、バッテリの放電回数を抑え、バッテリの寿命の短縮を防止することができる。

また、入力電力に関するデータが自動的に蓄積されるため、電源の品質を解析する電源品質アナライザなどの装置を設けることなく、入力電力の状態の解析を容易に行うことができる。従って、例えば、UPSがバックアップ運転を行った原因の解析も容易に行うことができる。

以上のように、外部から供給される入力電力の異常が検出された場合、バッテリによる負荷機器へのバックアップ給電を行う無停電電源装置において、入力電力に関するデータの記憶手段への記憶を制御し、入力電力の異常を検出するためのパラメータを取得し、パラメータに基づいて、入力電力の異常を検出する場合には、無停電電源装置に供給される入力電力の異常を検出することができる。また、無停電電源装置の入力電力の異常を、入力電源の状態に応じて、適切に検出することができる。さらに、入力電力の状態の解析を容易に行うことができる。

なお、以上の説明では、入力電圧範囲を設定する例について示したが、入力電圧の異常を検出するための他のパラメータ、例えば、最大入力許容電圧、最大入力許容電流なども、同様の方法により自動または手動で設定することできる。

また、記憶部１２４を磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディアにより構成するようにして、記憶部１２４に記憶されている入力電力データを他の情報処理装置で解析できるようにしてもよい。

さらに、記憶部１２４に記憶されている入力電力データを、外部インタフェース１２８を介して、外部に出力させることも可能である。

また、以上の説明では、入力電力の異常時のみ入力電力データを記憶部１２４に保存する例について示したが、ユーザが操作部１２３を操作して指示することにより、任意の時間に入力電力データを記憶部１２４に保存させるようにすることも可能である。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。

図９は、汎用のパーソナルコンピュータ９００の内部の構成例を示す図である。CPU（Central Processing Unit）９０１は、ROM（Read Only Memory）９０２に記憶されているプログラム、または記録部９０８からRAM（Random Access Memory）９０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM９０３にはまた、CPU９０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。

CPU９０１、ROM９０２、およびRAM９０３は、バス９０４を介して相互に接続されている。このバス９０４にはまた、入出力インタフェース９０５も接続されている。

入出力インタフェース９０５には、ボタン、スイッチ、キーボードあるいはマウスなどで構成される入力部９０６、CRT（Cathode Ray Tube）やLCD（Liquid Crystal Display）などのディスプレイ、並びにスピーカなどで構成される出力部９０７、ハードディスクなどで構成される記録部９０８、およびモデムやターミナルアダプタなどで構成される通信部９０９が接続されている。通信部９０９は、インターネットを含むネットワークを介して通信処理を行う。

入出力インタフェース９０５にはまた、必要に応じてドライブ９１０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア９１１が適宜装着され、そこから読み出されたコンピュータプログラムが、記録部９０８にインストールされる。

コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを記録する記録媒体は、図９に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc-Read Only Memory）、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（MD(Mini-Disc)（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア９１１により構成されるだけでなく、装置本体にあらかじめ組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM９０３または記録部９０８に含まれるハードディスクなどで構成される。

なお、本明細書において、プログラム格納媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

従来のUPSの動作を説明するための入力実効電圧の波形図である。 本発明を適用したUPSの一実施の形態を示すブロック図である。 図２のUPSのCPUにより実現される機能の構成の例を示す図である。 図２のUPSにより実行される給電処理を説明するためのフローチャートである。 入力電力に関するデータの表示例を示す図である。 図２のステップＳ５の入力電圧範囲自動設定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 入力電圧範囲の設定範囲の例を示す図である。 図２のUPSの動作を説明するための入力実効電圧の波形図である。 パーソナルコンピュータの構成の例を示すブロック図である。

符号の説明

１０１ 交流電源
１０２ ブレーカ
１０３ UPS
１０４ 負荷機器
１２１ 電力供給部
１２２ CPU
１２３ 操作部
１２４ 記憶部（記憶手段）
１２５ RAM
１２７ 表示部（表示手段）
１２８ 外部インタフェース
１３１ 電力検出回路
１３２ スイッチ
１３３ ライン
１３４ 充電回路
１３５ バッテリ
１３６ DC/DCコンバータ
１３７ インバータ
１３８，１３９ スイッチ
１５１ 入力電力データ記憶部（記憶制御手段）
１５２ 入力電力監視部（検出手段）
１５３ 入力電圧範囲設定部（設定手段）
１５４ 入力電圧範囲取得部（取得手段）
１５５ 給電制御部
１５６ 入力電力データ表示制御部
１５７ 入力電力データ出力部
９０１ CPU
９０２ ROM
９０３ RAM
９０８ 記録部
９１０ ドライブ
９１１ リムーバブルメディア

Claims (9)

1. 外部から供給される入力電力の異常が検出された場合、バッテリによる負荷機器へのバックアップ給電を行う無停電電源装置において、
   前記入力電力に関するデータの記憶手段への記憶を制御する記憶制御手段と、
   前記入力電力の異常を検出するためのパラメータを取得する取得手段と、
   前記パラメータに基づいて、前記入力電力の異常を検出する検出手段と
   を含む無停電電源装置。
2. 前記データは、前記入力電力の実効電圧を含み、
   前記パラメータは、前記入力電力の実効電圧の範囲を含み、
   前記検出手段は、前記入力電力の実効電圧が前記範囲内であるか否かに基づいて、前記入力電力の異常を検出する
   請求項１に記載の無停電電源装置。
3. 前記データに基づいて、前記パラメータを設定する設定手段を
   さらに含む請求項１に記載の無停電電源装置。
4. 前記設定手段は、前記データに基づいて、前記入力電力の実効電圧の平均値を算出し、所定の複数の実効電圧の範囲の中から、中央値が前記平均値に最も近い前記実効電圧の範囲を前記パラメータとして設定し、
   前記検出手段は、前記入力電力の実効電圧が、前記設定手段により設定された前記実効電圧の範囲内であるか否かに基づいて、前記入力電力の異常を検出する
   請求項３に記載の無停電電源装置。
5. 前記データを表示する表示手段を
   さらに含む請求項１乃至４のいずれかに記載の無停電電源装置。
6. 前記記憶制御手段は、前記入力電力の異常が発生した場合、前記入力電力に関するデータを前記記憶手段に記憶させるように制御する
   請求項１乃至５のいずれかに記載の無停電電源装置。
7. 外部から供給される入力電力の異常が検出された場合、バッテリによる負荷機器へのバックアップ給電を行う無停電電源装置の入力電力監視方法において、
   前記入力電力に関するデータの記憶手段への記憶を制御する記憶制御ステップと、
   前記入力電力の異常を検出するためのパラメータを取得する取得ステップと、
   前記パラメータに基づいて、前記入力電力の異常を検出する検出ステップと
   を含む入力電力監視方法。
8. 外部から供給される入力電力の異常が検出された場合、バッテリによる負荷機器へのバックアップ給電を行う無停電電源装置のコンピュータに、
   前記入力電力に関するデータの記憶手段への記憶を制御する記憶制御ステップと、
   前記入力電力の異常を検出するためのパラメータを取得する取得ステップと、
   前記パラメータに基づいて、前記入力電力の異常を検出する検出ステップと
   を実行させるプログラム。
9. 請求項８に記載のプログラムが記録されている記録媒体。

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