JP2013042637A - Power supply unit and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無停電電源装置などの電源装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a power supply device such as an uninterruptible power supply device and a control method thereof.
図7は従来の無停電電源装置の回路構成図である。この無停電電源装置2は、交流の商用電源1から電圧及び電流が供給され、所定の交流電圧及び交流電流を負荷3に供給する。無停電電源装置2は、入力した交流を直流に変換するAC−DC変換器21、直流を交流に変換するDC−AC変換器22、スイッチ23,27,29,30、電流検出器24,25、商用電源1が停電等した場合の電力供給源となる二次電池26、制御器28を備えている。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a conventional uninterruptible power supply. The
電流検出器24は、AC−DC変換器21への入力電流Iinを検出して、制御器28に出力する。AC−DC変換器21の出力端子とDC−AC変換器22の入力端子との接続点とグランドとの間には、電流検出器25とスイッチ27と二次電池26との直列回路が接続される。電流検出器25は、二次電池26に流れる電流Ibattを検出して、制御器28に出力する。
The
制御器28は、無停電電源装置2に入力される入力電圧Vinと入力電流IinとAC−DC変換器21の直流出力電圧Vdcとに基づき、AC−DC変換器21を制御する。
The
制御器28は、電流検出器25で検出された二次電池26への充電電流が設定値を超えた場合には、入力電力を制限することにより充電電流を制限して、二次電池26を保護している。また、制御器28は、AC−DC変換器21を保護するために、入力電力又は入力電流が設定値を超えると、図8に示すように入力電力を制限するので、負荷3が要求する電力の不足分は、二次電池26から供給される。
When the charging current to the
なお、図7に示す従来の無停電電源装置に関連する技術として、例えば、特許文献1に記載された技術が知られている。 As a technique related to the conventional uninterruptible power supply shown in FIG. 7, for example, a technique described in Patent Document 1 is known.
しかしながら、商用電源1に、無停電電源装置2と消費電力が変動するその他の機器とが並列に接続されることもある。この場合には、無停電電源装置2が電力を消費するとともに、その他の機器でも電力を消費するので、総合消費電力(総合入力電力)が商用電源1の定格電源容量を超えることがあった。このため、商用電源1からの電源供給電力の総量を所定値に抑えることが望まれていた。
However, the commercial power supply 1 may be connected in parallel with the
本発明の課題は、商用電源からの電源供給電力の総量を商用電源の目標電源供給電力以内に抑えることができる電源装置及びその制御方法を提供することにある。 The subject of this invention is providing the power supply device which can suppress the total amount of the power supply power from a commercial power supply within the target power supply power of a commercial power supply, and its control method.
上記課題を解決するために、本発明の電源装置は、商用電源に無停電電源装置及び1以上の他の機器が接続される電源装置であって、前記無停電電源装置は、前記1以上の他の機器と前記無停電電源装置との総合入力電力が前記商用電源の目標電源供給電力を超えないように、前記無停電電源装置の入力電力を入力電力制限値により制限する制御器を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power supply device of the present invention is a power supply device in which an uninterruptible power supply device and one or more other devices are connected to a commercial power supply, and the uninterruptible power supply device includes the one or more power supply devices. A controller is provided that limits the input power of the uninterruptible power supply by an input power limit value so that the total input power of other equipment and the uninterruptible power supply does not exceed the target power supply power of the commercial power supply. It is characterized by.
また、本発明の電源装置の制御方法は、商用電源に無停電電源装置及び1以上の他の機器が接続される電源装置の制御方法であって、前記無停電電源装置は、前記1以上の他の機器と前記無停電電源装置との総合入力電力が前記商用電源の目標電源供給電力を超えないように、前記無停電電源装置の入力電力を入力電力制限値により制限することを特徴とする。 The control method for a power supply device according to the present invention is a control method for a power supply device in which an uninterruptible power supply device and one or more other devices are connected to a commercial power supply, and the uninterruptible power supply device includes the one or more The input power of the uninterruptible power supply is limited by the input power limit value so that the total input power of the other equipment and the uninterruptible power supply does not exceed the target power supply power of the commercial power supply. .
本発明によれば、無停電電源装置の制御器は、1以上の他の機器と無停電電源装置との総合入力電力が商用電源の目標電源供給電力を超えないように、無停電電源装置の入力電力を入力電力制限値により制限するので、商用電源からの電源供給電力の総量を商用電源の目標電源供給電力以内に抑えることができる。 According to the present invention, the controller of the uninterruptible power supply is configured so that the total input power of one or more other devices and the uninterruptible power supply does not exceed the target power supply power of the commercial power supply. Since the input power is limited by the input power limit value, the total amount of power supply power from the commercial power supply can be suppressed within the target power supply power of the commercial power supply.
以下、本発明の実施の形態の無停電電源装置を含む電源装置及びその制御方法を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a power supply apparatus including an uninterruptible power supply apparatus according to an embodiment of the present invention and a control method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1の無停電電源装置を含む電源装置の回路構成図である。図1に示す電源装置は、商用電源1に無停電電源装置2aと消費電力が変動するその他機器4a,4b(1以上の他の機器に対応)とが並列に接続されている。
1 is a circuit configuration diagram of a power supply apparatus including an uninterruptible power supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the power supply device shown in FIG. 1, an
商用電源1からの電源供給電力の総量を所定値(商用電源1の目標電源供給電力以内)に抑えることを目的に、無停電電源装置2aは、その他機器4a,4bと無停電電源装置2aとの総合入力電力が目標電源供給電力を超えないように、無停電電源装置2aの入力電力を入力電力制限値により制限する制御器28aを備える。
For the purpose of suppressing the total amount of power supply power from the commercial power supply 1 to a predetermined value (within the target power supply power of the commercial power supply 1), the
なお、目標電源供給電力は商用電源1の定格電源容量とは限らず、電源事情により可変とする場合もある。 The target power supply power is not limited to the rated power capacity of the commercial power supply 1 and may be variable depending on the power supply situation.
図1において、商用電源1の出力端と無停電電源装置2a及びその他機器4a,4bの入力端との間には電流検出器5が接続される。電流検出器5は、商用電源1の出力端に流れるその他機器4a,4bの電流と無停電電源装置2aに流れ込む電流との総合電流Isを検出して制御器28aに出力する。
In FIG. 1, a current detector 5 is connected between the output end of the commercial power source 1 and the input ends of the
制御器28aは、電流検出器5からの総合電流Isと商用電源1の出力端の電圧Vsとに基づき電源供給電力の総量(総合入力電力)を算出し、電流検出器24で検出された電流Iinと無停電電源装置2aの入力端の電圧Vinとに基づき無停電電源装置2aの入力電力を算出し、電源供給電力の総量と無停電電源装置2aの入力電力と商用電源1の目標電源供給電力とに基づき無停電電源装置2aの入力電力制限値を設定する。具体的には、無停電電源装置2aの入力電力制限値は、目標電源供給電力−(電源供給電力の総量−無停電電源装置の入力電力)により求められる。
The
制御器28aは、無停電電源装置2aの入力電力制限値を制御することにより、無停電電源装置2aの入力電力を制限し、商用電源1には目標電源供給電力範囲内で最大限の電力を供給させつつ、負荷3への電力供給不足分を二次電池26から補う。
The
また、制御器28aは、目標電源供給電力がその他機器4a,4bを含めた総合入力電力から二次電池26の充電電力を差し引いた電力を超える場合には、余剰電力で二次電池26を充電させる。その他機器4a,4bを含めた総合入力電力から二次電池26の充電電力を差し引いた電力を目標電源供給電力から差し引いた電力が余剰電力となる。
In addition, when the target power supply power exceeds the power obtained by subtracting the charging power of the
ここで、その他機器4a,4bを含めた総合入力電力とは、その他機器4a,4bの消費電力の総和、無停電電源装置2aの負荷3の消費電力、二次電池26の充電電力、無停電電源装置2aの電力損失の合計電力である。即ち、その他機器4a,4b及び無停電電源装置2aに入力される入力電力の合計である。
Here, the total input power including the
図2は、本発明の実施例1の無停電電源装置を含む電源装置の説明図である。なお、AC−DC変換器21、DC−AC変換器22の電力損失は無視してある。図2において、目標電源供給電力を時間軸方向の中央付近で変化させている。斜線部分が無停電電源装置2a以外の機器の消費電力の合計である。図2では、本発明を理解し易いようにその他機器4a,4bの入力電力の合計は、目標電源供給電力線をゼロレベルとして、消費電力が大きいと負方向に広がるように表示している。斜線部分の境界線と入力電力保護制限値との小さい方が本発明の入力電力制限値となる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a power supply apparatus including the uninterruptible power supply apparatus according to the first embodiment of the present invention. Note that power loss of the AC-
図3は、本発明の実施例1の無停電電源装置にその他の機器を含めた総合入力電力が目標電源供給電力以下である場合の電力フローを示す図である。目標電源供給電力が、その他機器4a,4bの入力電力と無停電電源装置2aの入力電力との総合入力電力を超えている場合には、図2からもわかるように、無停電電源装置2aの入力電力(UPS入力電力)は、入力電力制限値(点線部分)よりも小さい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a power flow when the total input power including other devices in the uninterruptible power supply according to the first embodiment of the present invention is equal to or less than the target power supply power. When the target power supply power exceeds the total input power of the input power of the
この場合には、商用電源1からその他機器4a,4bに電力が供給されるとともに、無停電電源装置2aに入力された入力電力は、負荷3に負荷電力として供給され、入力電力P3から負荷電力P4を差し引いた余剰電力により二次電池26が充電される。
In this case, power is supplied from the commercial power supply 1 to the
図4は、本発明の実施例1の無停電電源装置にその他の機器4a,4bを含めた総合入力電力が目標電源供給電力を超える場合の電力フローを示す図である。その他の機器4a,4bを含めた総合入力電力が目標電源供給電力を超える場合には、図2からもわかるように、無停電電源装置2aの入力電力制限値により無停電電源装置2aの入力電力が制限される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a power flow when the total input power including the
商用電源1の供給する電力が目標電源供給電力以内になるように、無停電電源装置2aが入力する入力電力を入力電力制限値により制限して、負荷3の電力から制限された入力電力を差し引いた電力、即ち負荷3への供給不足分の電力を二次電池26から供給している。
このように実施例1の電源装置によれば、商用電源1に並列にその他機器4a,4bと無停電電源装置2aとが接続されている場合に、無停電電源装置2aの制御器28aは、その他機器4a,4bと無停電電源装置2aとの総合入力電力が商用電源1の目標電源供給電力を超えないように、無停電電源装置2aの入力電力を入力電力制限値により制限するので、商用電源1からの電源供給電力の総量を商用電源1の目標電源供給電力以内に抑えることができる。
The input power input by the
Thus, according to the power supply device of Example 1, when the
図5は、本発明の実施例2の無停電電源装置を含む電源装置の回路構成図である。図5に示す実施例2の電源装置は、その他機器4aに流れる電流を検出する電流検出器6a、その他機器4bに流れる電流を検出する電流検出器6bを備え、制御器28bは、電流検出器6aで検出された電流とその他機器4aの入力電圧Vin1とに基づきその他機器4aの入力電力を算出し、電流検出器6bで検出された電流とその他機器4bの入力電圧Vin2とに基づきその他機器4bの入力電力を算出し、その他機器4a,4bの総合入力電力を算出する。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a power supply device including the uninterruptible power supply device according to the second embodiment of the present invention. 5 includes a
制御器28bは、商用電源1の目標電源供給電力からその他機器4a,4bの総合入力電力を差し引いた差分電力を入力電力制限値として設定する。
The
このような実施例2の電源装置においても、実施例1の電源装置と同様に、無停電電源装置2bの入力電力を入力電力制限値により制限するので、商用電源1からの電源供給電力の総量を商用電源1の目標電源供給電力以内に抑えることができる。
Also in the power supply device of the second embodiment, as in the power supply device of the first embodiment, the input power of the uninterruptible
図6は、本発明の実施例3の無停電電源装置を含む電源装置の回路構成図である。図6に示す実施例3の電源装置は、一次側が商用電源1の出力端とその他機器4a,4bの入力端とに接続され、二次側が無停電電源装置2cの入力端に接続されたトランス7を備えている。制御器28cは、さらに、トランス7の巻数及びレギュレーションに基づき入力電力制限値を設定することを特徴とする。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a power supply device including the uninterruptible power supply device according to the third embodiment of the present invention. The power supply device of Example 3 shown in FIG. 6 is a transformer in which the primary side is connected to the output end of the commercial power supply 1 and the input ends of the
このような実施例3の電源装置においても、トランス7の巻数及びレギュレーションを考慮して、無停電電源装置2cの入力電力を入力電力制限値により制限するので、商用電源1からの電源供給電力の総量を商用電源1の目標電源供給電力以内に抑えることができる。
Also in the power supply device of the third embodiment, the input power of the uninterruptible
本発明は、無停電電源装置等に適用可能である。 The present invention is applicable to an uninterruptible power supply.
1 商用電源
2,2a,2b,2c 無停電電源装置
3 負荷
4a,4b その他機器
5,6a,6b,24,25 電流検出器
7 トランス
21 AC−DC変換器
22 DC−AC変換器
23,27,29,30 スイッチ
26 二次電池
28,28a,28b,28c 制御器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記無停電電源装置は、前記1以上の他の機器と前記無停電電源装置との総合入力電力が前記商用電源の目標電源供給電力を超えないように、前記無停電電源装置の入力電力を入力電力制限値により制限する制御器を備えることを特徴とする電源装置。 An uninterruptible power supply and one or more other devices connected to a commercial power supply,
The uninterruptible power supply inputs the input power of the uninterruptible power supply so that the total input power of the one or more other devices and the uninterruptible power supply does not exceed the target power supply power of the commercial power supply A power supply apparatus comprising a controller that limits power by a power limit value.
前記制御器は、さらに、前記トランスの巻数及びレギュレーションに基づき前記入力電力制限値を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電源装置。 A transformer having a primary side connected to an output end of the commercial power supply and an input end of the one or more other devices and a secondary side connected to an input end of the uninterruptible power supply;
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the controller further sets the input power limit value based on the number of turns and regulation of the transformer.
前記無停電電源装置は、前記1以上の他の機器と前記無停電電源装置との総合入力電力が前記商用電源の目標電源供給電力を超えないように、前記無停電電源装置の入力電力を入力電力制限値により制限することを特徴とする電源装置の制御方法。 A power supply control method in which an uninterruptible power supply and one or more other devices are connected to a commercial power supply,
The uninterruptible power supply inputs the input power of the uninterruptible power supply so that the total input power of the one or more other devices and the uninterruptible power supply does not exceed the target power supply power of the commercial power supply A control method for a power supply device, characterized by being limited by a power limit value.
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