JP2017085870A - 無停電電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】無停電電源が故障した場合にも給電できる無停電電源システムを提供する。【解決手段】無停電電源システムは、メイン給電ユニット１０、サブ給電ユニット３０及び無停電電源７０を備える。サブ給電ユニット３０は、サブ静止切換スイッチ３３が設置されており、サブ静止切換スイッチ３３の第一入力端子Ａは、無停電電源７０の出力を受け取り、サブ静止切換スイッチ３３の第二入力端子Ｂは、商用電力に接続し、サブ静止切換スイッチ３３の出力端子Ｃと無停電電源７０の出力端子とは、電子装置９０に接続し、無停電電源７０が正常に作動する際、サブ静止切換スイッチ３３は、サブ静止切換スイッチ３３の第一入力端子Ａをサブ静止切換スイッチ３３の出力端子Ｃに接続し、無停電電源７０が不正常に作動する際、サブ静止切換スイッチ３３は、サブ静止切換スイッチ３３の第二入力端子Ｂをサブ静止切換スイッチ３３の出力端子Ｃに接続する。【選択図】図２

Description

本発明は、電源システムに関し、特に無停電電源システムに関するものである。

電子及び通信システムの動作過程中、無停電的に電源を提供することは、電子及び通信システムの正常動作を維持するための基本条件である。しかし、従来の商用電源システムは、配電線の切断及び短絡による事後の影響を受けて、電源が降圧するか、或いは給電が停止する異常状態が発生するので、給電品質に影響を与える。したがって、無停電電源（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ，ＵＰＳ）システムは、ユーザ端末に採用されて、電源異常の問題を解決する。しかし、無停電電源も故障が発生して、電子及び通信システムの動作が中断される恐れがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、無停電電源が故障した場合にも給電できる無停電電源システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の無停電電源システムは、電子装置に給電することに用いられ、メイン給電ユニット、サブ給電ユニット及び無停電電源を備え、メイン給電ユニットは、商用電力を無停電電源及びサブ給電ユニットに給電し、サブ給電ユニットは、サブ静止切換スイッチが設置されており、サブ静止切換スイッチの第一入力端子は、無停電電源の出力を受け取り、サブ静止切換スイッチの第二入力端子は、商用電力に接続し、サブ静止切換スイッチの出力端子と無停電電源の出力端子とは、電子装置に接続し、無停電電源が正常に作動する際、サブ静止切換スイッチは、サブ静止切換スイッチの第一入力端子をサブ静止切換スイッチの出力端子に接続し、無停電電源が不正常に作動する際、サブ静止切換スイッチは、サブ静止切換スイッチの第二入力端子をサブ静止切換スイッチの出力端子に接続する。

本発明の無停電電源システムは、無停電電源が故障した場合にも正常に給電することができる。

本発明に係る無停電電源システムの構造図である。 図１は無停電電源システムの回路図である。 図２は無停電電源システムの給電モジュールの回路図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る無停電電源システムについて詳細に説明する。図１を併せて参照すると、本発明に係る無停電電源システムは、電子装置９０に給電することに用いられる。該無停電電源システムは、メイン給電ユニット１０、サブ給電ユニット３０、発電装置５０及び無停電電源７０を備える。

図２を併せて参照すると、メイン給電ユニット１０は、第一接続箱１１、第一自動切換スイッチ１２、電力計１３及び第一サージ防護装置１４を備える。第一自動切換スイッチ１２は、メイン入力端子Ｍ、サブ入力端子Ｓ及び出力端子Ｏを備える。第一自動切換スイッチ１２において、メイン入力端子Ｍ及びサブ入力端子Ｓがそれぞれ入力する際、出力端子Ｏは、メイン入力端子Ｍに接続する。メイン入力端子Ｍが入力せず、サブ入力端子Ｓだけ入力する際、出力端子Ｏは、サブ入力端子Ｓに接続する。

第一 接続箱１１には、第一空気遮断器１１１及び第二空気遮断器１１２が設けられ、第一空気遮断器１１１は、商用電力と第一自動切換スイッチ１２のメイン入力端子Ｍとを接続させ、第二空気遮断器１１２は、発電装置５０と第一自動切換スイッチ１２のサブ入力端子Ｓとを接続させる。電力計１３は、第一自動切換スイッチ１２の出力端子Ｏに接続して、出力端子Ｏの出力電圧及び出力電流を測量する。第一サージ防護装置１４は、第一自動切換スイッチ１２の出力端子Ｏに接続して、第一自動切換スイッチ１２の出力端子Ｏの出力電圧及び出力電流が突変する際、メイン給電ユニット１０を保護する。

図２及び図３を併せて参照すると、無停電電源７０は、給電モジュール７１及びバッテリーモジュール７２を備える。給電モジュール７１は、入力端子７１１、出力端子７１２及びバッテリー接続端子７１３を備える。給電モジュール７１の内部には、整流器７１４、直交変換器７１５、静止電力切換スイッチ７１６及び電池７１７が設置されている。電池７１７は、給電モジュール７１の整流器７１４及び直交変換器７１５の正常の動作ために電力を提供する。整流器７１４は、交流電流を直流電流に変換し、直交変換器７１５は、直流電流を安定的な交流電流に出力する。静止電力切換スイッチ７１６は、第一入力端子Ａ、第二入力端子Ｂ及び出力端子Ｃを備える。第一入力端子Ａ及び第二入力端子Ｂがそれぞれ入力する際、出力端子Ｃは、第一入力端子Ａに接続する。第一入力端子Ａが入力せず、第二入力端子Ｂだけ入力する際、出力端子Ｃは、第二入力端子Ｂに接続する。静止電力切換スイッチ７１６の切換時間は、短くて、ほぼ４秒である。

給電モジュール７１の入力端子７１１は、整流器７１４に接続し、整流器７１４は、入力した交流電流を直流電流に切換し、直交変換器７１５は、整流器７１４に接続して、直流電流を安定的な交流電流に切換し、且つ該交流電流を静止電力切換スイッチ７１６の第一入力端子Ａに出力する。静止電力切換スイッチ７１６の第二入力端子Ｂは、直接に給電モジュール７１の入力端子７１１に接続し、静止電力切換スイッチ７１６の出力端子Ｃは、給電モジュール７１の出力端子７１２に接続し、給電モジュール７１のバッテリー接続端子７１３は、整流器７１４をバッテリーモジュール７２に接続させる。したがって、整流器７１４が切換した直流電流をバッテリーモジュール７２に給電して充電する。

給電モジュール７１の内部には、無停電電源点検スイッチ７１９が設けられ、無停電電源点検スイッチ７１９は、常開型スイッチであり、且つ給電モジュール７１の入力端子７１１と出力端子７１２との間に接続する。無停電電源７０を点検する際、無停電電源点検スイッチ７１９をオンして、給電モジュール７１の内部及びバッテリーモジュール７２に対して停電の点検を行う。

図３を併せて参照すると、給電モジュール７１の出力端子７１２は、電子装置９０と接続して、電子装置９０に給電する。本実施形態において、電子装置９０は、サーバキャビネット、サーバ冷却システム、或いは他の電子装置を備える。

給電モジュール７１の出力端子７１２は、サブ給電ユニット３０に接続し、サブ給電ユニット３０は、第二接続箱３１、第二自動切換スイッチ３２及びサブ静止切換スイッチ３３を備える。第二自動切換スイッチ３２の構造は、第一自動切換スイッチ１２の構造と同じであり、サブ静止切換スイッチ３３の構造は、静止電力切換スイッチ７１６の構造と同じである。サブ静止切換スイッチ３３の切換時間は短くて、ほぼ４秒である。

第二接続箱３１には、第三空気遮断器３１１及び第四空気遮断器３１２が設けられる。第三空気遮断器３１１は、発電装置５０を第二自動切換スイッチ３２のサブ入力端子Ｓに接続させ、第二自動切換スイッチ３２のメイン入力端子Ｍは、給電モジュール７１の出力端子７１２に接続し、第二自動切換スイッチ３２の出力端子Ｏは、サブ静止切換スイッチ３３の第一入力端子Ａに接続する。商用電力は、第四空気遮断器３１２によってサブ静止切換スイッチ３３の第二入力端子Ｂに接続し、第二サージ防護装置３４は、サブ静止切換スイッチ３３の出力端子Ｃに接続して、サブ静止切換スイッチ３３の出力電圧或いは出力電流が突変する際、サブ給電ユニット３０を保護する。サブ静止切換スイッチ３３の出力端子Ｃと給電モジュール７１の出力端子７１２とは、電子装置９０と並列に接続して、電子装置９０に給電する。

無停電電源システムが作動する際、商用電力が正常に給電する状況下で、商用電力は、メイン給電ユニット１０の第一接続箱１１及び第一自動切換スイッチ１２によって、無停電電源７０の給電モジュール７１の入力端子７１１に給電する。整流器７１４は、商用電力を直流電流に切換して、バッテリーモジュール７２に充電する。直交変換器７１５は、直流電流を安定的な交流電流に切換し、出力端子７１２は、安定的な交流電流を電子装置９０及びサブ給電ユニット３０に提供する。サブ給電ユニット３０の第二自動切換スイッチ３２及びサブ静止切換スイッチ３３は、出力端子７１２が出力した電力を給電モジュール７１と並列に接続している電子装置９０に給電する。

商用電力が停電した状況下で、無停電電源７０のバッテリーモジュール７２は、給電モジュール７１に給電し、給電モジュール７１の出力端子７１２は、バッテリーモジュール７２の電力を電子装置９０に給電し、且つバッテリーモジュール７２が提供した電力を同時にサブ給電ユニット３０にも給電する。サブ給電ユニット３０の第二自動切換スイッチ３２及びサブ静止切換スイッチ３３は、出力端子７１２が出力した電力を給電モジュール７１の出力端子７１２と並列に接続している電子装置９０に給電するため、電子装置９０が中断することを防止する。しかし、バッテリーモジュール７２のエネルギー貯蔵が限られているため、商用電力が停電した後、発電装置５０が作動し、発電装置５０が発電した電力をメイン給電ユニット１０の第一接続箱１１及び第一自動切換スイッチ１２によって無停電電源７０の給電モジュール７１の入力端子７１１に給電する。この際、無停電電源７０のバッテリーモジュール７２は、給電を中止し、且つ充電を始める。無停電電源７０の給電モジュール７１は、発電装置５０が発電した電力を安定的に処理した後、出力端子７１２によって電子装置９０に給電し、且つサブ給電ユニット３０にも給電する。サブ給電ユニット３０は、給電モジュール７１の出力端子７１２と共に電子装置９０と並列に接続し、且つ電子装置９０に給電する。

商用電力が正常に作動する状況下で、無停電電源７０が故障した場合、商用電力が給電モジュール７１の給電モジュール７１によって電子装置９０に給電することができない。この際、サブ給電ユニット３０のサブ静止切換スイッチ３３の第二入力端子Ｂは、サブ給電ユニット３０のサブ静止切換スイッチ３３の出力端子Ｃに接続して、商用電力をサブ給電ユニット３０のサブ静止切換スイッチ３３によって電子装置９０に給電する。しかし、商用電力は、通常不安定なので、無停電電源システムは、無停電電源７０が故障によって正常に作動できないことを検出した後、素早く発電装置５０を作動させる。発電装置５０が発電した電力をサブ給電ユニット３０の第二自動切換スイッチ３２及びサブ静止切換スイッチ３３によって、電子装置９０に給電する。

本発明の無停電電源システムにおいて、無停電電源７０が故障した際、サブ給電ユニット３０のサブ静止切換スイッチ３３は、短時間内に商用電力を直接に電子装置９０に給電して、無停電電源７０の原因で電子装置９０の作動が中止することを防止する。

１０ メイン給電ユニット
１１ 第一接続箱
１１１ 第一空気遮断器
１１２ 第二空気遮断器
１２ 第一自動切換スイッチ
１３ 電力計
１４ 第一サージ防護装置
３０ サブ給電ユニット
３１ 第二接続箱
３１１ 第三空気遮断器
３１２ 第四空気遮断器
３２ 第二自動切換スイッチ
３３ サブ静止切換スイッチ
３４ 第二サージ防護装置
５０ 発電装置
７０ 無停電電源
７１ 給電モジュール
７２ バッテリーモジュール
７１１ 入力端子
７１２ 出力端子
７１３ バッテリー接続端子
７１４ 整流器
７１５ 直交変換器
７１６ 静止電力切換スイッチ
７１７ 電池
７１９ 無停電電源点検スイッチ
９０ 電子装置
Ａ 第一入力端子
Ｂ 第二入力端子
Ｃ 出力端子
Ｍ メイン入力端子
Ｓ サブ入力端子
Ｏ 出力端子

Claims (9)

1. 電子装置に給電することに用いられ、メイン給電ユニット、サブ給電ユニット及び無停電電源を備え、前記メイン給電ユニットは、商用電力を前記無停電電源及び前記サブ給電ユニットに給電する無停電電源システムにおいて、
   前記サブ給電ユニットには、サブ静止切換スイッチが設置されており、前記サブ静止切換スイッチの第一入力端子は、前記無停電電源の出力を受け取り、前記サブ静止切換スイッチの第二入力端子は、前記商用電力に接続し、前記サブ静止切換スイッチの出力端子と前記無停電電源の出力端子とは、前記電子装置に接続し、前記無停電電源が正常に作動する際、前記サブ静止切換スイッチは、前記サブ静止切換スイッチの第一入力端子を前記サブ静止切換スイッチの出力端子に接続し、前記無停電電源が不正常に作動する際、前記サブ静止切換スイッチは、前記サブ静止切換スイッチの第二入力端子を前記サブ静止切換スイッチの出力端子に接続することを特徴とする無停電電源システム。
2. 前記メイン給電ユニットは、第一自動切換スイッチを備え、前記第一自動切換スイッチは、前記商用電力に接続するメイン入力端子、発電装置に接続するサブ入力端子、及び前記無停電電源に接続する出力端子を備え、前記メイン入力端子及び前記サブ入力端子がそれぞれ入力する際、前記出力端子は、前記メイン入力端子に接続し、前記メイン入力端子が入力せず、前記サブ入力端子だけ入力する際、前記出力端子は、前記サブ入力端子に接続することを特徴とする請求項１に記載の無停電電源システム。
3. 前記メイン給電ユニットは、第一サージ防護装置を備え、前記第一サージ防護装置は、前記第一自動切換スイッチの出力端子に接続して、前記第一自動切換スイッチの出力端子の出力電圧及び出力電流が突変する際、前記メイン給電ユニットを保護することを特徴とする請求項２に記載の無停電電源システム。
4. 前記メイン給電ユニットは、電力計を備え、前記電力計は、前記第一自動切換スイッチの出力端子に接続して、前記第一自動切換スイッチの出力端子の出力電圧及び出力電流を測量することを特徴とする請求項２に記載の無停電電源システム。
5. 前記無停電電源は、給電モジュールを備え、前記給電モジュールの内部には、整流器及び直交変換器が設置されており、前記整流器は、前記商用電力を直流電流に変換し、前記直交変換器は、直流電流を安定的な交流電流に出力することを特徴とする請求項１に記載の無停電電源システム。
6. 前記無停電電源は、バッテリーモジュールを備え、前記整流器が切換した直流電流を前記バッテリーモジュールに給電して充電し、前記商用電力が停電した場合、前記バッテリーモジュールが給電することを特徴とする請求項５に記載の無停電電源システム。
7. 前記給電モジュールは、電池を備え、前記電池は、前記整流器及び前記直交変換器に電力を提供することを特徴とする請求項５に記載の無停電電源システム。
8. 前記サブ給電ユニットは、第二自動切換スイッチを備え、前記第二自動切換スイッチは、前記無停電電源に接続するメイン入力端子、発電装置に接続するサブ入力端子、及び前記サブ静止切換スイッチの第一入力端子に接続する出力端子を備え、前記メイン入力端子及び前記サブ入力端子がそれぞれ入力する際、前記第二自動切換スイッチの出力端子は、前記メイン入力端子に接続し、前記メイン入力端子が入力せず、前記サブ入力端子だけ入力する際、前記第二自動切換スイッチの出力端子は、前記サブ入力端子に接続することを特徴とする請求項１に記載の無停電電源システム。
9. 前記サブ給電ユニットは、第二サージ防護装置を備え、前記第二サージ防護装置は、前記サブ静止切換スイッチの出力端子に接続して、前記サブ静止切換スイッチの出力端子の出力電圧或いは出力電流が突変する際、前記サブ給電ユニットを保護することを特徴とする請求項８に記載の無停電電源システム。