JP2021151069A - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインから分岐された制御電源ラインを介して、コンバータ部、インバータ部及び蓄電部からの電力の出力を制御する制御部に対する電力の供給が行われている状態において、直流中間ラインの電圧が上昇することに起因して、インバータ部からの出力が停止されることを抑制する無停電電源装置を提供する。【解決手段】無停電電源装置１００は、コンバータ部１１と、インバータ部１２と、蓄電部１３と、電圧安定化コンデンサ２と、制御電源ライン１に接続され、制御電源ラインを介して制御部に対する電力の供給が行われている状態において、制御電源ラインの電流または電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ラインに流れる突入電流を抑制する突入電流抑制回路４と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、無停電電源装置に関し、特に、突入電流を抑制する無停電電源装置に関する。

従来、突入電流を抑制する無停電電源装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の無停電電源装置は、コンバータ部と、インバータ部と、直流中間コンデンサと、バッテリとを備える。コンバータ部は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ部は、コンバータ部からの直流電圧を交流電圧に変換し、負荷に供給する。直流中間コンデンサは、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間回路に含まれており、直流中間回路の直流電圧を平滑化する。そして、バッテリは、交流電源の異常時に負荷への電力を供給する。

ここで、直流中間コンデンサに電荷が充電されていない状態において装置を起動してコンバータ部から直流電圧を出力した場合、直流中間コンデンサに突入電流（定常電流値を超えた電流）が流れる。そこで、上記特許文献１に記載の無停電電源装置は、無停電電源装置の起動時において、直流中間回路の直流中間コンデンサを充電する初期充電回路を備える。初期充電回路は、起動時において、コンバータ部から直流電圧の出力を行う前に、直流中間コンデンサを初期充電する。上記特許文献１に記載の無停電電源装置では、起動時において、直流中間コンデンサが充電された状態で、コンバータ部からの直流電力が出力されるため、直流中間コンデンサに突入電流が流れることが抑制される。

特開２０１９−１２９６７５号公報

ここで、上記特許文献１には明記されていないが、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部からの電力の出力を制御する制御部を動作させるために、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ライン（直流中間回路）から分岐された制御電源ラインを介して、コンバータ部または蓄電部（バッテリ）からの直流電力を、制御部に供給することが考えられる。その場合には、上記特許文献１に記載の無停電電源装置のように、起動時における制御電源ラインの突入電流を抑制するために、コンバータ部からの直流電力を出力する前に、制御電源ラインに接続されている電圧を安定化させるための電圧安定化コンデンサを初期充電回路によって初期充電することが考えられる。

しかしながら、上記特許文献１には明記されていないが、交流電力を負荷に供給している場合における負荷側からの逆電流などに起因して、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインの電圧が上昇する場合がある。その場合、直流中間ラインから分岐された制御電源ラインの電圧も同様に上昇するため、制御電源ラインに接続されている電圧安定化コンデンサに電荷が流れ込み制御電源ラインに過大な電流（突入電流）が流れる。上記特許文献１に記載の無停電電源装置では、起動時において、コンデンサを初期充電することによって、起動時におけるコンデンサの突入電流を抑制するように構成されている一方、装置の動作中に電圧が上昇した場合に発生する突入電流を抑制するようには構成されていない。そのため、制御電源ラインを介して制御部に電力を供給している状態における電圧の上昇に起因して制御電源ラインに突入電流が発生した場合には、制御電源ラインに備えられた過電流保護機能などの動作による導通の遮断、または、定格容量を超える電流に起因して、制御部の動作が停止することにより、インバータ部の電力変換動作の制御が停止されインバータ部からの負荷への電力の供給が停止されることが考えられる。そのため、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインから分岐された制御電源ラインを介して、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部からの電力の出力を制御する制御部に対する電力の供給が行われている状態において、直流中間ラインの電圧が上昇することに起因して、インバータ部からの出力が停止されることを抑制することが可能な無停電電源装置が望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインから分岐された制御電源ラインを介して、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部からの電力の出力を制御する制御部に対する電力の供給が行われている状態において、直流中間ラインの電圧が上昇することに起因して、インバータ部からの出力が停止されることを抑制することが可能な無停電電源装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による無停電電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、コンバータ部からの直流電力を交流電力に変換し、負荷に供給するインバータ部と、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインに接続され、交流電源の異常時に負荷への電力の供給を行う蓄電部と、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部からの電力の出力を制御する制御部と、コンバータ部または蓄電部からの電力を制御部に供給するために直流中間ラインから分岐された制御電源ラインに接続され、電圧を安定化する電圧安定化コンデンサと、制御電源ラインに接続され、制御電源ラインを介して制御部に対する電力の供給が行われている状態において、制御電源ラインの電流または電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ラインに流れる突入電流を抑制する突入電流抑制回路と、を備える。なお、「突入電流」は、装置の起動時（電源投入時）に一時的に流れる大電流のみならず、装置の動作中に流れる定常状態よりも大きな電流を意味する。

この発明の一の局面による無停電電源装置では、上記のように、コンバータ部または蓄電部からの電力を制御部に供給するためにコンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインから分岐された制御電源ラインに接続され、制御電源ラインを介して制御部に対する電力の供給が行われている状態において、制御電源ラインの電流または電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ラインに流れる突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備える。これにより、制御電源ラインに接続された突入電流抑制回路によって突入電流が抑制されるため、制御電源ラインを介して、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部からの電力の出力を制御する制御部に対する電力の供給が行われている状態においても、制御電源ラインに過大電流が流れることを抑制することができる。そのため、制御電源ラインを介して制御部に対する電力の供給が行われている状態において、直流中間ラインの電圧が上昇することに起因して制御電源ラインの電圧が上昇した場合にも、制御電源ラインの導通が遮断されることなく、装置の出力動作を継続することができる。その結果、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインから分岐された制御電源ラインを介して、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部からの電力の出力を制御する制御部に対する電力の供給が行われている状態において、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインの電圧が上昇することに起因して、インバータ部からの出力が停止されることを抑制することができる。

上記一の局面による無停電電源装置において、好ましくは、突入電流抑制回路は、制御電源ラインに接続された抵抗器を含み、制御電源ラインの電流または電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ラインに流れる突入電流が抵抗器を介して流れることによって、制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成されている。このように構成すれば、制御電源ラインに接続された電圧安定化コンデンサに流れ込もうとする電流を抵抗器によって制限することができる。その結果、直流中間ラインの電圧の上昇に起因して制御電源ラインにおいて電圧が上昇した場合にも、電圧安定化コンデンサに突入電流が流れることを効果的に抑制することができる。

この場合、好ましくは、突入電流抑制回路は、制御電源ラインの電流または電圧を検出する検出器と、検出器からの検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、制御電源ラインに流れる突入電流が抵抗器を介して流れるようにスイッチング動作を行うスイッチング素子とをさらに含む。このように構成すれば、検出器によって検出された検出値に基づいてスイッチング素子のスイッチング動作を切り替えることによって、抵抗器を介して電流が流れるように回路を繋ぎ変えることができる。そのため、検出器によって制御電源ラインに突入電流が発生したことを検知した場合に、スイッチング素子のオンオフを切り替えることによって、突入電流を容易に抑制することができる。

この場合、好ましくは、抵抗器は、制御電源ラインに直列に接続されているスイッチング素子と互いに並列して制御電源ラインに接続されており、スイッチング素子は、検出器からの検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、制御電源ラインに流れる突入電流が並列に接続された抵抗器を介して流れるように、スイッチングをオフにするスイッチング動作を行うように構成されている。このように構成すれば、スイッチング動作によってスイッチング素子のスイッチングをオフにすることによって、スイッチング素子と並列に接続された抵抗器を介して電流が流れるようになる。そのため、抵抗器によって、制御電源ラインに接続された電圧安定化コンデンサに流れ込む電流が制限されるため、制御電源ラインに過大電流が流れることを抑制することができる。

この場合、好ましくは、突入電流抑制回路は、カソード側が制御電源ラインの正側に接続され、アノード側が前記制御電源ラインの負側に接続され、電圧安定化コンデンサと互いに並列に接続されたツェナーダイオードをさらに含み、ツェナーダイオードは、スイッチング素子によるスイッチング動作によって制御電源ラインに流れる電流が抵抗器を介して流れている場合に、制御電源ラインにおける電圧値が所定の値よりも大きくならないよう抑制するように構成されている。ここで、ツェナーダイオードは、カソード側からアノード側に印加される電圧が一定の電圧（降伏電圧）となるように、カソード側からアノード側に電流を流すように構成されている。そのため、本発明のように、ツェナーダイオードを、カソード側を制御電源ラインの正側に接続し、アノード側を制御電源ラインの負側に接続し、電圧安定化コンデンサと互いに並列に接続するように構成すれば、ツェナーダイオードに一定の電圧（降伏電圧）よりも大きい電圧が印加された場合に、抵抗器によって流れる電流を制限しながら、ツェナーダイオードを介して負側に電流を流すことができる。そのため、制御電源ラインの電圧が上昇した場合にツェナーダイオードを介して負側に電流を流すことができるため、制御電源ラインの電圧が一定の電圧よりも大きくなることを抑制することができる。その結果、制御電源ラインに接続されている電圧安定化コンデンサに流れる電流が一定の値よりも大きくなることをより効果的に抑制することができる。

上記突入電流抑制回路が検出器とスイッチング素子とを含む無停電電源装置において、好ましくは、抵抗器とスイッチング素子とは、直列に接続された状態で、一端が制御電源ラインの正側に接続され、他端が制御電源ラインの負側に接続され、電圧安定化コンデンサと互いに並列に接続されており、スイッチング素子は、検出器からの検出値が所定の値よりも大きい場合に、制御電源ラインに流れる突入電流が直列に接続された抵抗器を介して流れるように、スイッチングをオンにするスイッチング動作を行うように構成されている。このように構成すれば、スイッチング素子のスイッチングをオンにすることによって、抵抗器を介して制御電源ラインに流れる電流を負側に流すことができるため、電圧安定化コンデンサに流れ込む電流の量が大きくなることを抑制することができる。そのため、直流中間ラインの電圧の上昇に起因して制御電源ラインの電圧が上昇した場合においても、電圧安定化コンデンサに流れる電流の量を抑制することによって、制御電源ラインに突入電流が流れることを抑制することができる。

上記一の局面による無停電電源装置において、好ましくは、突入電流抑制回路は、制御電源ラインに流れる電流を検出する検出器と、制御電源ラインに直列に接続され、ゲート端子に印加される電圧に応じてソース端子とドレイン端子との間に流れる電流を制御可能な電界効果トランジスタとを含み、検出器によって検出された制御電源ラインの電流が所定のしきい値よりも大きい場合に、電界効果トランジスタのゲート端子に印加される電圧を調整することによって制御電源ラインに流れる電流を調整するように構成されている。このように構成すれば、電界効果トランジスタに流れる電流を制御することによって、制御電源ラインに流れる電流を調整（制限）することができるので、制御電源ラインに定格容量を超える大きな電流が流れることを抑制することができる。そのため、電界効果トランジスタのゲート端子に印加される電圧を調整することによって、制御電源ラインの突入電流を容易に抑制することができる。

上記一の局面による無停電電源装置において、好ましくは、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部の各々を含む互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールをさらに備え、突入電流抑制回路は、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている。ここで、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールを用いて電力変換動作を行う場合に、複数の電力変換モジュールから出力される交流電力の電圧の大きさまたは位相が異なることに起因して、横流（循環電流）が発生する場合がある。すなわち、一の電力変換モジュールの出力側から、他の電力変換モジュールから出力された電力が流れ込む場合がある。この場合、他の電力変換モジュールから出力された電力が流れ込んだ一の電力変換モジュールにおいて、直流中間ラインにおける電圧が上昇する。そして、直流中間ラインの電圧の上昇に起因して制御電源ラインの電圧が上昇する。この点を考慮して、本発明のように、突入電流抑制回路を、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成すれば、一の電力変換モジュールにおいて、直流中間ラインにおける電圧が上昇することによって制御電源ラインの電圧が上昇した場合にも、制御電源ラインに突入電流が発生することを抑制することができる。そのため、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールを用いて電力変換動作を行う場合にも、制御電源ラインを介して、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部からの電力の出力を制御する制御部に対する電力の供給が行われている状態において、直流中間ラインの電圧の上昇に起因して、インバータ部からの出力が停止することを抑制することができる。

この場合、好ましくは、突入電流抑制回路は、複数の電力変換モジュールの各々において、蓄電部からの直流電力を負荷に供給している場合に、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている。ここで、コンバータ部の電力変換動作を停止させて蓄電部から直流電力を出力させている状態において、他の電力変換モジュールのインバータ部から逆電流が流れ込んだ場合には、電力の逃げ場がない閉塞した電気回路に逆電流が流れ込むことによって直流中間ラインの電圧が上昇する。そのため、コンバータ部の電力変換動作を停止させて蓄電部から直流電力を出力させている場合に、直流中間ラインの電圧の上昇に起因して制御電源ラインの電圧が上昇するため、制御電源ラインに突入電流が発生する。そこで、上記のように、突入電流抑制回路を、蓄電部からの直流電力を負荷に供給している場合に突入電流を抑制するように構成すれば、コンバータ部の電力変換動作を停止させて蓄電部から直流電力を出力させている状態において、閉塞した電気回路の電圧が上昇した場合にも、制御電源ラインにおける突入電流を効果的に抑制することができる。

上記一の局面による無停電電源装置において、好ましくは、突入電流抑制回路は、起動時において、コンバータ部からの直流電力に起因する突入電流を抑制するように構成されている。このように構成すれば、制御電源ラインを介して制御部に対する電力の供給が行われている状態に加えて、起動時においても、突入電流を抑制することができる。そのため、起動時における突入電流を抑制するための回路を別個に設ける場合と比べて、回路構成が複雑化することを抑制することができる。

上記一の局面による無停電電源装置において、好ましくは、制御電源ラインに接続され、所定の電流値より大きな電流が流れた場合に溶断するヒューズをさらに備え、突入電流抑制回路は、ヒューズを流れる電流が所定の電流値より小さくなるように制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成されている。ここで、制御電源ラインに所定の電流値より大きい電流が流れた場合、制御電源ラインに接続されたヒューズが溶断することが考えられる。その場合、溶断したヒューズを交換しない限り、制御電源ラインの導通が遮断されたままとなる。この点を考慮して、上記のように、突入電流抑制回路を、ヒューズを流れる電流が所定の電流値より小さくなるように制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成すれば、直流中間ラインの電圧の上昇に起因して制御電源ラインの電圧が上昇した場合にも、ヒューズが溶断することを回避することができる。その結果、制御電源ラインに接続されたヒューズの溶断を回避することができるので、溶断したヒューズの交換に要する手間の増大を抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、コンバータ部とインバータ部との間に設けられた直流中間ラインから分岐された制御電源ラインを介して、コンバータ部、インバータ部、および、蓄電部からの電力の出力を制御する制御部に対する電力の供給が行われている状態において、直流中間ラインの電圧が上昇することに起因して、インバータ部からの出力が停止されることを抑制することができる。

第１実施形態による無停電電源装置の構成を示す図である。 第１実施形態による無停電電源装置における横流について説明するための図である。 第１実施形態による突入電流抑制回路の構成を説明するための図である。 第２実施形態による突入電流抑制回路の構成を説明するための図である。 第３実施形態による突入電流抑制回路の構成を説明するための図である。 第３実施形態による電界効果トランジスタにおけるオン抵抗とゲート端子に印加される電圧との関係を説明するための図である。 第４実施形態による無停電電源装置の構成を説明するための図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図３を参照して、第１実施形態による無停電電源装置１００の構成について説明する。

（無停電電源装置の構成）
図１に示すように、第１実施形態による無停電電源装置１００は、外部の交流電源１０１からの交流電力を変換して、外部の負荷１０２に出力するように構成されている。また、無停電電源装置１００は、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュール（第１電力変換モジュール１０、第２電力変換モジュール２０、第３電力変換モジュール３０、・・・）を備える。また、無停電電源装置１００は、制御電源ライン１と、電圧安定化コンデンサ２と、ヒューズ３と、突入電流抑制回路４と、制御電源部５と、制御部６とを備える。

（電力変換モジュールについて）
複数の電力変換モジュール（第１電力変換モジュール１０、第２電力変換モジュール２０、第３電力変換モジュール３０、・・・）は、同様の構成を有する。そのため、第１電力変換モジュール１０の構成についてのみ図を用いて説明を行い、その他の電力変換モジュールについては、構成が同様のため説明を省略する。

複数の電力変換モジュールの各々は、コンバータ部１１と、インバータ部１２と、バッテリ１３と、チョッパ部１４と、直流中間ライン１５とを備える。なお、バッテリ１３は、特許請求の範囲における「蓄電部」の一例である。

コンバータ部１１は、交流電源１０１からの交流電力を直流電力に変換する。インバータ部１２は、コンバータ部１１からの直流電力を交流電力に変換し、負荷１０２に供給する。インバータ部１２は、スイッチング動作を行うことによって電力変換を行う複数のスイッチング素子ＳＷ（図２参照）を含む。スイッチング素子ＳＷは、たとえば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を含む。そして、インバータ部１２は、制御部６による制御に基づいてスイッチング素子ＳＷのスイッチング動作を行うことによって、入力された直流電力を交流電力に変換して出力する。

バッテリ１３は、チョッパ部１４を介して直流中間ライン１５に接続されている。バッテリ１３は、交流電源１０１の異常時（停電時）に負荷１０２への電力の供給を行う。具体的には、バッテリ１３からの直流電力がインバータ部１２によって交流電力に変換されて負荷１０２に供給される。チョッパ部１４は、バッテリ１３から出力される直流電力を昇圧する。直流中間ライン１５は、コンバータ部１１によって出力された直流電力と、チョッパ部１４によって出力された直流電力とが流れる導線である。また、直流中間ライン１５は、コンバータ部１１とインバータ部１２との間に設けられている。

また、無停電電源装置１００は、制御部６を備える。制御部６は、無停電電源装置１００の各部の動作を制御する。そして、制御部６は、無停電電源装置１００による電力変換動作を制御する。具体的には、制御部６は、コンバータ部１１、インバータ部１２、および、バッテリ１３からの電力の出力を制御する。また、制御部６は、チョッパ部１４の電力の出力を制御する。そして、制御部６は、複数の電力変換モジュールの各々の電力変換動作を制御する。また、制御部６は、制御電源部５の電力の出力を制御する。制御部６は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびフラッシュメモリを有するマイコン（マイクロコントローラ）を含む。また、制御部６は、無停電電源装置１００による電力変換動作が行われている場合に、コンバータ部１１またはバッテリ１３からの直流電力が供給されることによって動作する。具体的には、制御部６は、制御電源部５によって変換（降圧）されたコンバータ部１１またはバッテリ１３からの直流電力が供給される。

（制御部への電力の供給について）
無停電電源装置１００は、無停電電源装置１００による電力変換動作が行われている場合に、制御部６を動作させるために、直流中間ライン１５から分岐された制御電源ライン１を介して、コンバータ部１１またはバッテリ１３からの直流電力を制御部６に供給するように構成されている。たとえば、無停電電源装置１００は、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールである第１電力変換モジュール１０から、直流中間ライン１５から制御電源ライン１を分岐させて、制御部６を動作させるための電力を供給させる。

制御電源ライン１は、第１電力変換モジュール１０の直流中間ライン１５に接続されている。具体的には、制御電源ライン１は、コンバータ部１１またはバッテリ１３からの直流電力を制御部６に供給するために、直流中間ライン１５から分岐された導線である。すなわち、制御電源ライン１は、直流中間ライン１５と同様に、コンバータ部１１によって出力された直流電力と、チョッパ部１４によって出力された直流電力とが流れる導線である。そして、制御電源ライン１に流れる電力の電圧は、直流中間ライン１５に流れる電力の電圧と等しくなる。

電圧安定化コンデンサ２は、制御電源ライン１に接続されている。電圧安定化コンデンサ２は、制御電源部５に入力される制御電源ライン１の電圧を安定化させる。すなわち、電圧安定化コンデンサ２は、制御電源ライン１の電圧が変化した場合に、充電または放電を行うことによって電圧の変化を減少させる。なお、電圧安定化コンデンサ２は、制御電源部５に含まれるように構成されていてもよい。

ヒューズ３は、制御電源ライン１に接続されている。ヒューズ３は、予め定められた溶断特性に基づいて、所定の電流値（定格電流）より大きな電流が流れた場合に溶断する。ヒューズ３は、回路を構成している電子部品に対して、それぞれの電子部品の定格容量を超える電流が流れないようにするためのものである。

制御電源部５は、制御電源ライン１を介して入力された電力を制御部６に供給する。具体的には、制御電源部５には、コンバータ部１１またはバッテリ１３から出力された直流電力が、直流中間ライン１５から分岐した制御電源ライン１を介して入力される。そして、制御電源部５は、入力された直流電力を変換（降圧）して制御部６に出力する。制御電源部５は、たとえば、降圧チョッパ回路を含む。

（突入電流抑制回路について）
無停電電源装置１００は、突入電流抑制回路４を含む。突入電流抑制回路４は、制御電源ライン１に接続されている。また、突入電流抑制回路４は、制御電源ライン１を介して制御部６に対する電力の供給が行われている状態において、制御電源ライン１の電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制する。

第１実施形態では、突入電流抑制回路４は、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている。また、第１実施形態では、突入電流抑制回路４は、複数の電力変換モジュールの各々において、バッテリ１３からの直流電力を負荷１０２に供給している場合に、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている。

ここで、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールを用いて電力変換動作を行う場合に、複数の電力変換モジュールの各々に含まれるインバータ部１２から出力される交流電力の電圧の大きさまたは位相が異なることに起因して、横流（循環電流）が発生する場合がある。たとえば、図２に示すように、第２電力変換モジュール２０からの交流電力が、第１電力変換モジュール１０に流れ込む場合がある。そして、流れ込んだ電力（逆電流）に起因して第１電力変換モジュール１０の直流中間ライン１５の電圧が上昇する。たとえば、停電時などの交流電源１０１の異常時に、コンバータ部１１からの電力の出力を停止させてバッテリ１３から負荷１０２への電力の供給を行う場合には、直流中間ライン１５が閉塞した回路の状態になっており、電力の逃げ場がない閉塞した電気回路に逆電流が流れ込むことによって直流中間ライン１５の電圧が上昇する。そして、直流中間ライン１５の電圧が上昇することによって、直流中間ライン１５から分岐された制御電源ライン１の電圧が上昇する。

突入電流抑制回路４は、インバータ部１２から負荷１０２に対する電力の供給が行われている状態において、他の電力変換モジュールから流れ込んできた逆電流によって、直流中間ライン１５の電圧が上昇することにより制御電源ライン１の電圧が上昇した場合に、制御電源ライン１に接続された電圧安定化コンデンサ２に電荷が流れ込むことに起因して制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制する。

また、第１実施形態では、突入電流抑制回路４は、ヒューズ３を流れる電流が所定の電流値（定格電流）より小さくなるように制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制するように構成されている。すなわち、突入電流抑制回路４は、ヒューズ３に定められた溶断特性に基づいて、ヒューズ３の定格電流を超える電流が流れないようにしきい値が設定されている。したがって、突入電流抑制回路４は、制御電源ライン１の電圧が上昇した場合においても、ヒューズ３が溶断しないように制御電源ライン１に流れる電流を抑制する。

（突入電流抑制回路の具体的な構成について）
第１実施形態では、図３に示すように、突入電流抑制回路４は、制御電源ライン１に接続された抵抗器４１を含む。突入電流抑制回路４は、制御電源ライン１の電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流が抵抗器４１を介して流れることによって、制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制するように構成されている。また、突入電流抑制回路４は、制御電源ライン１の電圧を検出する電圧検出器４２と、電圧検出器４２からの検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流が抵抗器４１を介して流れるようにスイッチング動作を行うスイッチング素子４３とを含む。なお、電圧検出器４２は、特許請求の範囲の「検出器」の一例である。

具体的には、第１実施形態では、抵抗器４１は、制御電源ライン１に直列に接続されているスイッチング素子４３と互いに並列して制御電源ライン１に接続されており、スイッチング素子４３は、電圧検出器４２からの検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流が並列に接続された抵抗器４１を介して流れるように、スイッチングをオフにするスイッチング動作を行うように構成されている。

スイッチング素子４３は、たとえば、電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）を含む。スイッチング素子４３は、ゲート端子に印加される電圧に基づいて、ソース端子とドレイン端子との間に流れる電流を制御する。具体的には、スイッチング素子４３は、ゲート端子に印加されている電圧が、ゲートしきい値電圧よりも大きい場合には、ソース端子とドレイン端子との間の抵抗値が小さくなる（スイッチングがオンになる）。そして、スイッチング素子４３は、ゲート端子に印加されている電圧がゲートしきい値電圧以下の場合には、ソース端子とドレイン端子との間の抵抗値が非常に大きくなり、ソース端子とドレイン端子との間の導通が遮断された状態となる（スイッチングがオフになる）。

電圧検出器４２は、たとえば、比較器（コンパレータ）を含み、所定のしきい値として予め定められた電圧値と、制御電源ライン１の電圧値とを比較する。そして、電圧検出器４２は、所定のしきい値よりも大きい電圧を検出した場合に、スイッチング素子４３のゲート端子に対して、スイッチングをオフにするための信号を出力する。すなわち、スイッチング素子４３は、電圧検出器４２によって検出された制御電源ライン１の電圧値が所定のしきい値よりも大きい場合に、電圧検出器４２から出力される信号に基づいてスイッチングをオフにする。

所定のしきい値は、通常時にコンバータ部１１またはバッテリ１３（チョッパ部１４）から出力される直流電力の電圧に基づいて定められる。すなわち、所定のしきい値は、制御電源ライン１（直流中間ライン１５）の通常動作時における電圧に比べて、意図しない大きさの電圧が制御電源ライン１に発生していることを検出するように設定される。たとえば、制御部６によるコンバータ部１１またはチョッパ部１４に対する電圧指令値（出力させる電力の電圧を指令するための値）に比べて１２０％の大きさの電圧値が、所定のしきい値として設定される。

突入電流抑制回路４は、電圧検出器４２によって検出された電圧が所定のしきい値以下の場合には、制御電源ライン１の電圧は正常であるとして、図３の点線の矢印ａに示すように、スイッチング素子４３に電流が流れるように、スイッチング素子４３のスイッチングをオンにする。また、突入電流抑制回路４は、電圧検出器４２によって検出された電圧が所定のしきい値よりも大きい場合には、制御電源ライン１の電圧は正常よりも大きい（突入電流が発生する）として、図３の一点鎖線の矢印ｂに示すように、抵抗器４１を介して電流が流れるように、スイッチング素子４３のスイッチングをオフにする。

また、第１実施形態では、突入電流抑制回路４は、カソード側が制御電源ライン１の正側に接続され、アノード側が制御電源ライン１の負側に接続され、電圧安定化コンデンサ２と互いに並列に接続されたツェナーダイオード４４を含む。ツェナーダイオード４４は、スイッチング素子４３によるスイッチング動作によって制御電源ライン１に流れる電流が抵抗器４１を介して流れている場合に、制御電源ライン１における電圧値が所定の値よりも大きくならないよう抑制するように構成されている。

ツェナーダイオード４４は、カソード側からアノード側に印加される電圧が一定の電圧（降伏電圧）となるように、カソード側からアノード側に電流を流すように構成されている。すなわち、制御電源ライン１の電圧が上昇した場合に、図３の一点鎖線の矢印ｂに示すように、カソード側からアノード側に電流を流すことによって、制御電源ライン１の電圧が、一定の値よりも大きくならないようにする。また、制御電源ライン１の電圧が所定のしきい値以下の場合には、図３の点線の矢印ａに示すように、ツェナーダイオード４４には電流が流れない。

突入電流抑制回路４は、電圧検出器４２によって検出される制御電源ライン１の電圧の値が、所定のしきい値より大きい場合には、スイッチング素子４３のスイッチングをオフにすることによって、抵抗器４１を介して電流が流れるようにするとともに、ツェナーダイオード４４によって、制御電源ライン１の電圧が一定の値よりも大きくならないように構成されている。そして、制御電源ライン１の電圧が所定のしきい値以下の場合には、スイッチング素子４３のスイッチングをオンにして、スイッチング素子４３を介して電流が流れるように構成されている。

［第１実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、コンバータ部１１またはバッテリ１３（蓄電部）からの電力を制御部６に供給するためにコンバータ部１１とインバータ部１２との間に設けられた直流中間ライン１５から分岐された制御電源ライン１に接続され、制御電源ライン１を介して制御部６に対する電力の供給が行われている状態において、制御電源ライン１の電流または電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制する突入電流抑制回路４を備える。これにより、制御電源ライン１に接続された突入電流抑制回路４によって突入電流が抑制されるため、制御電源ライン１を介して、コンバータ部１１、インバータ部１２、および、バッテリ１３からの電力の出力を制御する制御部６に対する電力の供給が行われている状態においても、制御電源ライン１に過大電流が流れることを抑制することができる。そのため、制御電源ライン１を介して制御部６に対する電力の供給が行われている状態において、直流中間ライン１５の電圧が上昇することに起因して制御電源ライン１の電圧が上昇した場合にも、制御電源ライン１の導通が遮断されることなく、装置の出力動作を継続することができる。その結果、コンバータ部１１とインバータ部１２との間に設けられた直流中間ライン１５から分岐された制御電源ライン１を介して、コンバータ部１１、インバータ部１２、および、バッテリ１３からの電力の出力を制御する制御部６に対する電力の供給が行われている状態において、コンバータ部１１とインバータ部１２との間に設けられた直流中間ライン１５の電圧が上昇することに起因して、インバータ部１２からの出力が停止されることを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、突入電流抑制回路４は、制御電源ライン１に接続された抵抗器４１を含み、制御電源ライン１の電流または電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流が抵抗器４１を介して流れることによって、制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制するように構成されている。このように構成すれば、制御電源ライン１に接続された電圧安定化コンデンサ２に流れ込もうとする電流を抵抗器４１によって制限することができる。その結果、直流中間ライン１５の電圧の上昇に起因して制御電源ライン１において電圧が上昇した場合にも、電圧安定化コンデンサ２に突入電流が流れることを効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、突入電流抑制回路４は、制御電源ライン１の電圧を検出する電圧検出器４２（検出器）と、電圧検出器４２からの検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流が抵抗器４１を介して流れるようにスイッチング動作を行うスイッチング素子４３とをさらに含む。このように構成すれば、電圧検出器４２によって検出された検出値に基づいてスイッチング素子４３のスイッチング動作を切り替えることによって、抵抗器４１を介して電流が流れるように回路を繋ぎ変えることができる。そのため、電圧検出器４２によって制御電源ライン１に突入電流が発生したことを検知した場合に、スイッチング素子４３のオンオフを切り替えることによって、突入電流を容易に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、抵抗器４１は、制御電源ライン１に直列に接続されているスイッチング素子４３と互いに並列して制御電源ライン１に接続されており、スイッチング素子４３は、電圧検出器４２（検出器）からの検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流が並列に接続された抵抗器４１を介して流れるように、スイッチングをオフにするスイッチング動作を行うように構成されている。このように構成すれば、スイッチング動作によってスイッチング素子４３のスイッチングをオフにすることによって、スイッチング素子４３と並列に接続された抵抗器４１を介して電流が流れるようになる。そのため、抵抗器４１によって、制御電源ライン１に接続された電圧安定化コンデンサ２に流れ込む電流が制限されるため、制御電源ライン１に過大電流が流れることを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、突入電流抑制回路４は、カソード側が制御電源ライン１の正側に接続され、アノード側が制御電源ライン１の負側に接続され、電圧安定化コンデンサ２と互いに並列に接続されたツェナーダイオード４４をさらに含み、ツェナーダイオード４４は、スイッチング素子４３によるスイッチング動作によって制御電源ライン１に流れる電流が抵抗器４１を介して流れている場合に、制御電源ライン１における電圧値が所定の値よりも大きくならないよう抑制するように構成されている。ここで、ツェナーダイオード４４は、カソード側からアノード側に印加される電圧が一定の電圧（降伏電圧）となるように、カソード側からアノード側に電流を流すように構成されている。そのため、第１実施形態のように、ツェナーダイオード４４を、カソード側を制御電源ライン１の正側に接続し、アノード側を制御電源ライン１の負側に接続し、電圧安定化コンデンサ２と互いに並列に接続するように構成すれば、ツェナーダイオード４４に一定の電圧（降伏電圧）よりも大きい電圧が印加された場合に、抵抗器４１によって流れる電流を制限しながら、ツェナーダイオード４４を介して負側に電流を流すことができる。そのため、制御電源ライン１の電圧が上昇した場合にツェナーダイオード４４を介して負側に電流を流すことができるため、制御電源ライン１の電圧が一定の電圧よりも大きくなることを抑制することができる。その結果、制御電源ライン１に接続されている電圧安定化コンデンサ２に流れる電流が一定の値よりも大きくなることをより効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、コンバータ部１１、インバータ部１２、および、バッテリ１３（蓄電部）の各々を含む互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールをさらに備え、突入電流抑制回路４は、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている。ここで、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュール（第１電力変換モジュール１０、第２電力変換モジュール２０、第３電力変換モジュール３０・・・）を用いて電力変換動作を行う場合に、複数の電力変換モジュールから出力される交流電力の電圧の大きさまたは位相が異なることに起因して、横流（循環電流）が発生する場合がある。すなわち、一の電力変換モジュールの出力側から、他の電力変換モジュールから出力された電力が流れ込む場合がある。この場合、他の電力変換モジュールから出力された電力が流れ込んだ一の電力変換モジュールにおいて、直流中間ライン１５における電圧が上昇する。そして、直流中間ライン１５の電圧の上昇に起因して制御電源ライン１の電圧が上昇する。この点を考慮して、第１実施形態のように、突入電流抑制回路４を、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成すれば、一の電力変換モジュールにおいて、直流中間ライン１５における電圧が上昇することによって制御電源ライン１の電圧が上昇した場合にも、制御電源ライン１に突入電流が発生することを抑制することができる。そのため、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールを用いて電力変換動作を行う場合にも、制御電源ライン１を介して、コンバータ部１１、インバータ部１２、および、バッテリ１３からの電力の出力を制御する制御部６に対する電力の供給が行われている状態において、直流中間ライン１５の電圧の上昇に起因して、インバータ部１２からの出力が停止することを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、突入電流抑制回路４は、複数の電力変換モジュールの各々において、バッテリ１３（蓄電部）からの直流電力を負荷１０２に供給している場合に、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている。ここで、コンバータ部１１の電力変換動作を停止させてバッテリ１３から直流電力を出力させている場合において、他の電力変換モジュールのインバータ部１２から逆電流が流れ込んだ場合には、電力の逃げ場がない閉塞した電気回路に逆電流が流れ込むことによって直流中間ライン１５の電圧が上昇する。そのため、コンバータ部１１の電力変換動作を停止させてバッテリ１３から直流電力を出力させている場合に、直流中間ライン１５の電圧の上昇に起因して制御電源ライン１の電圧が上昇するため、制御電源ライン１に突入電流が発生する。そこで、上記のように、突入電流抑制回路４を、バッテリ１３からの直流電力を負荷１０２に供給している場合に突入電流を抑制するように構成すれば、コンバータ部１１の電力変換動作を停止させてバッテリ１３から直流電力を出力させている状態において、閉塞した電気回路の電圧が上昇した場合にも、制御電源ライン１における、突入電流を効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御電源ライン１に接続され、所定の電流値より大きな電流が流れた場合に溶断するヒューズ３をさらに備え、突入電流抑制回路４は、ヒューズ３を流れる電流が所定の電流値より小さくなるように制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制するように構成されている。ここで、制御電源ライン１に所定の電流値より大きい電流が流れた場合、制御電源ライン１に接続されたヒューズ３が溶断することが考えられる。その場合、溶断したヒューズ３を交換しない限り、制御電源ライン１の導通が遮断されたままとなる。この点を考慮して、上記のように、突入電流抑制回路４を、ヒューズ３を流れる電流が所定の電流値より小さくなるように制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制するように構成すれば、直流中間ライン１５の電圧の上昇に起因して制御電源ライン１の電圧が上昇した場合にも、ヒューズ３が溶断することを回避することができる。その結果、制御電源ライン１に接続されたヒューズ３の溶断を回避することができるので、溶断したヒューズ３の交換に要する手間の増大を抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、図４を参照して、第２実施形態による無停電電源装置２００の構成について説明する。制御電源ライン１に直列に接続されているスイッチング素子４３をオフにすることによって、スイッチング素子４３と並列に接続された抵抗器４１を介して突入電流が流れるように構成した第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、スイッチング素子２４３をオンにすることによって、スイッチング素子２４３と直列に接続した抵抗器２４１を介して突入電流が流れるように構成する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。

（第２実施形態による無停電電源装置の構成）
第２実施形態による無停電電源装置２００は、第１実施形態による無停電電源装置１００と同様に、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールを備える。第１実施形態と同様に、無停電電源装置２００に備えられた複数の電力変換モジュールは、同様の構成を有する。

図４に示すように、無停電電源装置２００は、突入電流抑制回路２０４を備える。突入電流抑制回路２０４は、第１実施形態による突入電流抑制回路４と同様に、制御電源ライン１に接続されている。そして、突入電流抑制回路２０４は、制御電源ライン１を介して制御部６に対する電力の供給が行われている状態において、制御電源ライン１の電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制するように構成されている。

突入電流抑制回路２０４は、抵抗器２４１と、電圧検出器２４２と、スイッチング素子２４３とを含む。電圧検出器２４２は、第１実施形態による電圧検出器４２と同様に、制御電源ライン１の電圧を検出する。そして、第２実施形態では、抵抗器２４１とスイッチング素子２４３とは、直列に接続された状態で、一端が制御電源ライン１の正側に接続され、他端が制御電源ライン１の負側に接続され、電圧安定化コンデンサ２と互いに並列に接続されている。そして、スイッチング素子２４３は、電圧検出器２４２からの検出値が所定の値よりも大きい場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流が直列に接続された抵抗器２４１を介して流れるように、スイッチングをオンにするスイッチング動作を行うように構成されている。なお、電圧検出器２４２は、特許請求の範囲における「検出器」の一例である。

第１実施形態によるスイッチング素子４３と同様に、スイッチング素子２４３は、たとえば、ゲート端子に印加される電圧に基づいて、ソース端子とドレイン端子との間に流れる電流を制御する電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）を含む。また、電圧検出器２４２は、制御電源ライン１において、所定のしきい値よりも大きい電圧を検出した場合に、スイッチング素子２４３のゲート端子に対して、スイッチングをオンにするための信号を出力する。すなわち、スイッチング素子２４３は、電圧検出器２４２によって検出された制御電源ライン１の電圧値が所定のしきい値よりも大きい場合に、電圧検出器２４２から出力される信号に基づいてスイッチングをオンにする。

突入電流抑制回路２０４は、電圧検出器２４２によって検出された電圧が、所定のしきい値以下の場合には、制御電源ライン１の電圧は正常であるとして、図４の点線の矢印ｃに示すように、スイッチング素子２４３および抵抗器２４１を介して電流が流れないように、スイッチング素子２４３のスイッチングをオフにする。また、突入電流抑制回路２０４は、電圧検出器２４２によって検出された電圧が所定のしきい値よりも大きい場合には、制御電源ライン１の電圧は正常よりも大きい（突入電流が発生する）として、図４の一点鎖線の矢印ｄに示すように、抵抗器２４１を介して電流が流れるように、スイッチング素子２４３のスイッチングをオンにする。また、第２実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、抵抗器２４１とスイッチング素子２４３とは、直列に接続された状態で、一端が制御電源ライン１の正側に接続され、他端が制御電源ライン１の負側に接続され、電圧安定化コンデンサ２と互いに並列に接続されており、スイッチング素子２４３は、電圧検出器２４２（検出器）からの検出値が所定の値よりも大きい場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流が直列に接続された抵抗器２４１を介して流れるように、スイッチングをオンにするスイッチング動作を行うように構成されている。このように構成すれば、スイッチング素子２４３のスイッチングをオンにすることによって、抵抗器２４１を介して制御電源ライン１に流れる電流を負側に流すことができるため、電圧安定化コンデンサ２に流れ込む電流の量が大きくなることを抑制することができる。そのため、直流中間ライン１５の電圧の上昇に起因して制御電源ライン１の電圧が上昇した場合においても、電圧安定化コンデンサ２に流れる電流の量を抑制することによって、制御電源ライン１に突入電流が流れることを抑制することができる。また、第２実施形態によるその他の効果は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、図５および図６を参照して、第３実施形態による無停電電源装置３００の構成について説明する。電圧検出器４２からの検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、抵抗器４１を介して電流が流れるように、スイッチングをオフにするスイッチング動作を行うように構成した第１実施形態とは異なり、第３実施形態では、電流検出器３４２からの検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、電界効果トランジスタ３４３に流れる電流を制御することによって、制御電源ライン１に流れる電流を調整するように構成する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。

（第３実施形態による無停電電源装置の構成）
第３実施形態による無停電電源装置３００は、第１実施形態による無停電電源装置１００と同様に、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールを備える。第１実施形態と同様に、無停電電源装置３００に備えられた複数の電力変換モジュールは、同様の構成を有する。

図５に示すように、無停電電源装置３００は、突入電流抑制回路３０４を備える。突入電流抑制回路３０４は、第１実施形態による突入電流抑制回路４と同様に、制御電源ライン１に接続されている。そして、第３実施形態では、突入電流抑制回路３０４は、制御電源ライン１を介して制御部６に対する電力の供給が行われている状態において、制御電源ライン１の電流が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制するように構成されている。

第３実施形態では、突入電流抑制回路３０４は、制御電源ライン１に流れる電流を検出する電流検出器３４２を含む。また、突入電流抑制回路３０４は、制御電源ライン１に直列に接続され、ゲート端子に印加される電圧に応じてソース端子とドレイン端子との間に流れる電流を制御可能な電界効果トランジスタ３４３とを含む。そして、突入電流抑制回路３０４は、電流検出器３４２によって検出された制御電源ライン１の電流が所定のしきい値よりも大きい場合に、電界効果トランジスタ３４３のゲート端子に印加される電圧を調整することによって制御電源ライン１に流れる電流を調整するように構成されている。なお、電流検出器３４２は、特許請求の範囲の「検出器」の一例である。

図６に示すように、第３実施形態による電界効果トランジスタ３４３は、ゲート端子に印加されている電圧が、ゲートしきい値電圧以下の場合には、ソース端子とドレイン端子との間の抵抗値が非常に大きくなり、ソース端子とドレイン端子との間に電流が流れないように構成されている。そして、電界効果トランジスタ３４３は、ゲート端子に印加される電圧が、ゲートしきい値電圧よりも大きい場合には、印加される電圧の大きさに応じて、ソース端子とドレイン端子との間の抵抗値（オン抵抗）が減少するように構成されている。すなわち、ゲート端子に印加される電圧の大きさに応じて、ソース端子とドレイン端子との間の抵抗値が減少する。

電流検出器３４２は、検出された制御電源ライン１の電流の電流値に基づいて、電界効果トランジスタ３４３のゲート端子に印加する電圧を調整するように構成されている。電流検出器３４２は、検出された電流の検出値が所定のしきい値よりも大きい場合に、電界効果トランジスタ３４３のゲート端子に印加する電圧を減少させることによって、電界効果トランジスタ３４３のソース端子とドレイン端子との間に流れる電流を制限する。

したがって、突入電流抑制回路３０４は、電流検出器３４２によって検出された電流が、所定のしきい値以下の場合には、電流検出器３４２から電界効果トランジスタ３４３のゲート端子に印加する電圧をゲートしきい値電圧より十分に大きくすることによって、電界効果トランジスタ３４３のソース端子とドレイン端子との間に電流が流れるようにする（ソース端子とドレイン端子との間のオン抵抗が小さくなるようにする）。すなわち、突入電流抑制回路３０４は、電流検出器３４２によって検出された電流が、所定のしきい値以下の場合には、制御電源ライン１の電流は正常であるとして、図５の点線の矢印ｅに示すように、電界効果トランジスタ３４３を介して電流が流れるようにする。

そして、突入電流抑制回路３０４は、電流検出器３４２によって検出された電流が、所定のしきい値よりも大きい場合には、電流検出器３４２から電界効果トランジスタ３４３のゲート端子に印加する電圧を、検出された検出値に応じて減少させる。そして、突入電流抑制回路３０４は、図５の一点鎖線の矢印ｆに示すように、電界効果トランジスタ３４３に加えて、抵抗器４１と、ツェナーダイオード４４とを介して電流が流れるようにすることによって、制御電源ライン１に流れる突入電流（電圧安定化コンデンサ２に流れ込む電流）を抑制する。

また、第３実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、突入電流抑制回路３０４は、制御電源ライン１に流れる電流を検出する電流検出器３４２（検出器）と、制御電源ライン１に直列に接続され、ゲート端子に印加される電圧に応じてソース端子とドレイン端子との間に流れる電流を制御可能な電界効果トランジスタ３４３とを含み、電流検出器３４２によって検出された制御電源ライン１の電流が所定のしきい値よりも大きい場合に、電界効果トランジスタ３４３のゲート端子に印加される電圧を調整することによって制御電源ライン１に流れる電流を調整するように構成されている。このように構成すれば、電界効果トランジスタ３４３に流れる電流を制御することによって、制御電源ライン１に流れる電流を調整（制限）することができるので、制御電源ライン１に定格容量を超える大きな電流が流れることを抑制することができる。そのため、電界効果トランジスタ３４３のゲート端子に印加される電圧を調整することによって、制御電源ライン１の突入電流を容易に抑制することができる。また、第３実施形態によるその他の効果は、第１実施形態と同様である。

［第４実施形態］
次に、図７を参照して、第４実施形態による無停電電源装置４００の構成について説明する。制御電源ライン１を介して制御部６に対する電力の供給が行われている状態において突入電流が抑制されるように構成した第１実施形態とは異なり、第４実施形態では、無停電電源装置４００の起動時にも、突入電流が抑制されるように構成する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。

（第４実施形態による無停電電源装置の構成）
図７に示すように、第４実施形態による無停電電源装置４００は、第１実施形態による無停電電源装置１００と同様に、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュール（第１電力変換モジュール１０、第２電力変換モジュール２０、第３電力変換モジュール３０、・・・）を備える。第１実施形態と同様に、無停電電源装置４００に備えられた複数の電力変換モジュールは、同様の構成を有する。

第４実施形態では、無停電電源装置４００は、突入電流抑制回路４０４を備える。突入電流抑制回路４０４は、起動時において、コンバータ部１１からの直流電力に起因する突入電流を抑制するように構成されている。

具体的には、突入電流抑制回路４０４は、第１実施形態における突入電流抑制回路４と同様に、制御電源ライン１を介して制御部６に対する電力の供給が行われている状態において、制御電源ライン１に流れる突入電流を抑制することに加えて、装置の起動時においても、コンバータ部１１からの直流電力に起因する突入電流を抑制するように構成されている。

ここで、装置の起動時には、電圧安定化コンデンサ２に電荷が充電されていない状態でコンバータ部１１から直流電力の出力が開始される。そのため、コンバータ部１１からの直流電力に起因する突入電流を抑制するために、第１実施形態による突入電流抑制回路４における突入電流の抑制と同様に、第４実施形態による突入電流抑制回路４０４は、装置の起動時において、スイッチング素子４３のスイッチングをオフにする。そして、突入電流抑制回路４０４は、装置の起動時において、抵抗器４１を介して電流が流れるようにすることによって、制御電源ライン１の突入電流を抑制するように構成されている。

また、第４実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第４実施形態の効果］
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、上記のように、突入電流抑制回路４０４は、起動時において、コンバータ部１１からの直流電力に起因する突入電流を抑制するように構成されている。このように構成すれば、制御電源ライン１を介して制御部６に対する電力の供給が行われている状態に加えて、起動時においても、突入電流を抑制することができる。そのため、起動時における突入電流を抑制するための回路を別個に設ける場合と比べて、回路構成が複雑化することを抑制することができる。また、第４実施形態によるその他の効果は、第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

また、上記第１、２、および、４実施形態では、突入電流抑制回路は、制御電源ラインの電圧を検出する電圧検出器（検出器）を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、突入電流抑制回路を、制御電源ラインの電流を検出する電流検出器（検出器）を含むようにしてもよい。そして、突入電流抑制回路を、電流検出器からの電流値（検出値）が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成してもよい。

また、上記第３実施形態では、突入電流抑制回路は、制御電源ラインの電流を検出する電流検出器（検出器）を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、突入電流抑制回路を、制御電源ラインの電圧を検出する電圧検出器（検出器）を含むようにしてもよい。そして、突入電流抑制回路を、電圧検出器からの電圧値（検出値）が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、スイッチング素子は電界効果トランジスタを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スイッチング素子を、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を含むように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、突入電流抑制回路は、制御電源ラインに流れる突入電流が抵抗器を介して流れるようにスイッチング動作を行うスイッチング素子を含むように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、突入電流抑制回路を、制御電源ラインに流れる突入電流が抵抗器を介して流れるように接続を切り替えるリレーを含むように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、スイッチング素子は、電圧検出器または電流検出器からの信号によってスイッチング動作を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電圧検出器および電流検出器を、無停電電源装置の各部の動作を制御する制御部に電圧値および電流値を送信するように構成するとともに、スイッチング素子を、制御部からの信号によってスイッチング動作を行うように構成してもよい。

また、上記第１および第４実施形態では、突入電流抑制回路は、カソード側が制御電源ラインの正側に接続され、アノード側が制御電源ラインの負側に接続され、電圧安定化コンデンサと互いに並列に接続されたツェナーダイオードをさらに含み、ツェナーダイオードは、スイッチング素子によるスイッチング動作によって制御電源ラインに流れる電流が抵抗器を介して流れている場合に、制御電源ラインにおける電圧値が所定の値よりも大きくならないよう抑制するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、突入電流抑制回路を、ツェナーダイオードを用いず、三端子レギュレータを用いて制御電源ラインにおける電圧値が所定の値よりも大きくならないよう抑制するように構成してもよい。

また、上記第３実施形態では、突入電流抑制回路は、電界効果トランジスタを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電界効果トランジスタの替わりにバイポーラトランジスタを用いて、制御電源ラインに流れる電流を制御するように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールを備えるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、無停電電源装置を、一の電力変換モジュールを備えるように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールである第１電力変換モジュールに含まれる直流中間ラインから制御電源ラインを分岐させることによって、第１電力変換モジュールに含まれるコンバータ部またはバッテリ（蓄電部）からの電力を制御部に供給するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御電源ラインを、第２電力変換モジュールから分岐させるようにしてもよい。また、制御電源ラインを、複数の電力変換モジュールから分岐させるようにしてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、突入電流抑制回路は、複数の電力変換モジュールの各々において、バッテリ（蓄電部）からの直流電力を負荷に供給している場合に、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コンバータ部からの直流電力を負荷に供給している場合に、複数の電力変換モジュールのうちの一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成してもよい。

また、上記第４実施形態では、突入電流抑制回路は、起動時において、コンバータ部からの直流電力に起因する突入電流を抑制するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、突入電流抑制回路を、起動時における突入電流を抑制しないようにしてもよい。その場合、突入電流抑制回路とは別個の回路構成を設けることによって、起動時における突入電流を抑制するように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、制御電源ラインに接続され、所定の電流値より大きな電流が流れた場合に溶断するヒューズをさらに備え、突入電流抑制回路は、ヒューズを流れる電流が所定の電流値より小さくなるように制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御電源ラインにヒューズを設けないようにしてもよい。また、ヒューズの替わりにリレーなどの遮断器を設けるようにしてもよい。

また、上記第３実施形態では、突入電流抑制回路は、電界効果トランジスタに加えて、抵抗器と、ツェナーダイオードとを介して電流が流れるようにすることによって、制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、突入電流抑制回路を、電界効果トランジスタによる電流の抑制のみによって、突入電流を抑制するように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、制御部は、コンバータ部またはバッテリ（蓄電部）からの直流電力が、直流中間ラインから分岐された制御電源ラインを介して供給されることによって動作する例を示したが、本発明はこれに限られない。制御部を、電力変換動作を行っていないない場合には、外部の交流電源から供給される電力によって動作するように構成してもよい。また、その場合には、突入電流抑制回路を、外部の交流電源からの電力を制御電源ラインを介して制御部に供給するように構成することによって、外部の商用電源に起因する電圧上昇による突入電流を抑制するように構成してもよい。

１ 制御電源ライン
２ 電圧安定化コンデンサ
３ ヒューズ
４、２０４、３０４、４０４ 突入電流抑制回路
５ 制御電源部
６ 制御部
１１ コンバータ部
１２ インバータ部
１３ バッテリ（蓄電部）
１５ 直流中間ライン
４１、２４１ 抵抗器
４２、２４２ 電圧検出器（検出器）
４３、２４３ スイッチング素子
４４ ツェナーダイオード
１００、２００、３００、４００ 無停電電源装置
１０１ 交流電源
１０２ 負荷
３４２ 電流検出器（検出器）
３４３ 電界効果トランジスタ

Claims (11)

1. 交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、
   前記コンバータ部からの直流電力を交流電力に変換し、負荷に供給するインバータ部と、
   前記コンバータ部と前記インバータ部との間に設けられた直流中間ラインに接続され、前記交流電源の異常時に前記負荷への電力の供給を行う蓄電部と、
   前記コンバータ部、前記インバータ部、および、前記蓄電部からの電力の出力を制御する制御部と、
   前記コンバータ部または前記蓄電部からの電力を前記制御部に供給するために前記直流中間ラインから分岐された制御電源ラインに接続され、電圧を安定化する電圧安定化コンデンサと、
   前記制御電源ラインに接続され、前記制御電源ラインを介して前記制御部に対する電力の供給が行われている状態において、前記制御電源ラインの電流または電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、前記制御電源ラインに流れる突入電流を抑制する突入電流抑制回路と、を備える、無停電電源装置。
2. 前記突入電流抑制回路は、前記制御電源ラインに接続された抵抗器を含み、前記制御電源ラインの電流または電圧が所定のしきい値よりも大きくなった場合に、前記制御電源ラインに流れる突入電流が前記抵抗器を介して流れることによって、前記制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成されている、請求項１に記載の無停電電源装置。
3. 前記突入電流抑制回路は、前記制御電源ラインの電流または電圧を検出する検出器と、前記検出器からの検出値が前記所定のしきい値よりも大きい場合に、前記制御電源ラインに流れる突入電流が前記抵抗器を介して流れるようにスイッチング動作を行うスイッチング素子とをさらに含む、請求項２に記載の無停電電源装置。
4. 前記抵抗器は、前記制御電源ラインに直列に接続されている前記スイッチング素子と互いに並列して前記制御電源ラインに接続されており、
   前記スイッチング素子は、前記検出器からの検出値が前記所定のしきい値よりも大きい場合に、前記制御電源ラインに流れる突入電流が並列に接続された前記抵抗器を介して流れるように、スイッチングをオフにするスイッチング動作を行うように構成されている、請求項３に記載の無停電電源装置。
5. 前記突入電流抑制回路は、カソード側が前記制御電源ラインの正側に接続され、アノード側が前記制御電源ラインの負側に接続され、前記電圧安定化コンデンサと互いに並列に接続されたツェナーダイオードをさらに含み、
   前記ツェナーダイオードは、前記スイッチング素子によるスイッチング動作によって前記制御電源ラインに流れる電流が前記抵抗器を介して流れている場合に、前記制御電源ラインにおける電圧値が所定の値よりも大きくならないよう抑制するように構成されている、請求項４に記載の無停電電源装置。
6. 前記抵抗器と前記スイッチング素子とは、直列に接続された状態で、一端が前記制御電源ラインの正側に接続され、他端が前記制御電源ラインの負側に接続され、前記電圧安定化コンデンサと互いに並列に接続されており、
   前記スイッチング素子は、前記検出器からの検出値が所定の値よりも大きい場合に、前記制御電源ラインに流れる突入電流が直列に接続された前記抵抗器を介して流れるように、スイッチングをオンにするスイッチング動作を行うように構成されている、請求項３に記載の無停電電源装置。
7. 前記突入電流抑制回路は、前記制御電源ラインに流れる電流を検出する検出器と、前記制御電源ラインに直列に接続され、ゲート端子に印加される電圧に応じてソース端子とドレイン端子との間に流れる電流を制御可能な電界効果トランジスタとを含み、
   前記検出器によって検出された前記制御電源ラインの電流が前記所定のしきい値よりも大きい場合に、前記電界効果トランジスタの前記ゲート端子に印加される電圧を調整することによって前記制御電源ラインに流れる電流を調整するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
8. 前記コンバータ部、前記インバータ部、および、前記蓄電部の各々を含む互いに並列に接続された複数の電力変換モジュールをさらに備え、
   前記突入電流抑制回路は、前記複数の電力変換モジュールのうちの一の前記電力変換モジュールに対して、並列に接続された他の前記電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
9. 前記突入電流抑制回路は、前記複数の電力変換モジュールの各々において、前記蓄電部からの直流電力を前記負荷に供給している場合に、前記複数の電力変換モジュールのうちの前記一の電力変換モジュールに対して、並列に接続された前記他の電力変換モジュールから電力が流れ込むことに起因する突入電流を抑制するように構成されている、請求項８に記載の無停電電源装置。
10. 前記突入電流抑制回路は、起動時において、前記コンバータ部からの直流電力に起因する突入電流を抑制するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
11. 前記制御電源ラインに接続され、所定の電流値より大きな電流が流れた場合に溶断するヒューズをさらに備え、
    前記突入電流抑制回路は、前記ヒューズを流れる電流が前記所定の電流値より小さくなるように前記制御電源ラインに流れる突入電流を抑制するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の無停電電源装置。

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