JP2545613B2 - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
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- JP2545613B2 JP2545613B2 JP1238240A JP23824089A JP2545613B2 JP 2545613 B2 JP2545613 B2 JP 2545613B2 JP 1238240 A JP1238240 A JP 1238240A JP 23824089 A JP23824089 A JP 23824089A JP 2545613 B2 JP2545613 B2 JP 2545613B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無停電電源装置に係り、特に、交流電源が異
常状態になっても負荷に交流電力を供給するに好適な無
停電電源装置に関する。
常状態になっても負荷に交流電力を供給するに好適な無
停電電源装置に関する。
従来の無停電電源装置の制御方式としては、雑誌OHM
1986年11月号頁22〜23に記載されているように、整流器
とインバータとの間に蓄電池を配置した連続使用方式の
もの、あるいは蓄電池とインバータとの間に蓄電池を配
置すると共に蓄電池とインバータとを迂回するバイパス
回路を設け、このバイパス回路とインバータ出力とを切
換スイッチを介して負荷に接続する待機方式が知られて
いる。待機方式のものは、三菱電機技報Vol.62 No.6,19
88年頁14に記載されているように、インバータの出力側
が過負荷状態になって過電流が流れた場合には、切換ス
イッチを切換えてインバータと負荷とを切り離し、交流
電源を直接切換スイッチを介して負荷に供給し、過負荷
電流の発生が停止された場合、再び切換スイッチを切換
えてインバータからの電力を負荷に供給する方式が採用
されている。
1986年11月号頁22〜23に記載されているように、整流器
とインバータとの間に蓄電池を配置した連続使用方式の
もの、あるいは蓄電池とインバータとの間に蓄電池を配
置すると共に蓄電池とインバータとを迂回するバイパス
回路を設け、このバイパス回路とインバータ出力とを切
換スイッチを介して負荷に接続する待機方式が知られて
いる。待機方式のものは、三菱電機技報Vol.62 No.6,19
88年頁14に記載されているように、インバータの出力側
が過負荷状態になって過電流が流れた場合には、切換ス
イッチを切換えてインバータと負荷とを切り離し、交流
電源を直接切換スイッチを介して負荷に供給し、過負荷
電流の発生が停止された場合、再び切換スイッチを切換
えてインバータからの電力を負荷に供給する方式が採用
されている。
しかしながら、上記従来技術においては、バイパス回
路に電力を供給する交流電源が停電になったり、あるい
は交流電源の電圧が低下したときについては配慮されて
おらず、インバータの負荷側が過負荷状態になったとき
に、バイパス回路へ電力を供給する交流電源が停電した
り又は交流電源の電圧が低下したときには負荷側の機器
が停電検知などによって停止する恐れがある。また連続
使用方式を適用した電源装置の場合には、過負荷電流が
インバータに流れ、インバータを構成する半導体素子が
劣化する恐れがある。なお、特開昭56-166732号公報に
記載されているように、過負荷時に負荷に対する電源を
インバータ側から商用電源側へ切り替え、このときイン
バータの転流失敗を防止するために、出力パルス幅を零
又は零近傍にして、インバータの出力電圧を零にするこ
とが行われているが、商用電源の停電時に、負荷に対す
る電源をインバータ側から商用電源側へ切り替えたので
は、負荷に電力を供給することができなくなる。
路に電力を供給する交流電源が停電になったり、あるい
は交流電源の電圧が低下したときについては配慮されて
おらず、インバータの負荷側が過負荷状態になったとき
に、バイパス回路へ電力を供給する交流電源が停電した
り又は交流電源の電圧が低下したときには負荷側の機器
が停電検知などによって停止する恐れがある。また連続
使用方式を適用した電源装置の場合には、過負荷電流が
インバータに流れ、インバータを構成する半導体素子が
劣化する恐れがある。なお、特開昭56-166732号公報に
記載されているように、過負荷時に負荷に対する電源を
インバータ側から商用電源側へ切り替え、このときイン
バータの転流失敗を防止するために、出力パルス幅を零
又は零近傍にして、インバータの出力電圧を零にするこ
とが行われているが、商用電源の停電時に、負荷に対す
る電源をインバータ側から商用電源側へ切り替えたので
は、負荷に電力を供給することができなくなる。
本発明の目的は、交流電源の停電時に負荷が過負荷状
態になっても電力変換器の電力を負荷に供給することが
できる無停電電源装置を提供することにある。
態になっても電力変換器の電力を負荷に供給することが
できる無停電電源装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、第１の装置と
して、交流電源が正常状態にあるか否かを検出する電源
状態検出器と、交流電源からの交流電力を直流電力に変
換する整流器と、スイッチング信号を受けて整流器の出
力電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流電力を
電力変換器の入力側へ供給する直流電源と、電力変換器
の出力側が過負荷状態になったことを検出する過負荷検
出器と、電力変換器の出力電圧と目標電圧指令値との偏
差を零に抑制するためのスイッチング信号を電力変換器
に与えて電力変換器の変換出力を調整する変換出力調整
手段と、電源状態検出器の電源異常検出出力の発生を条
件に過負荷検出器の検出出力により前記目標電圧指令値
を低くする指令値制御手段とを有する無停電電源装置を
構成したものである。
して、交流電源が正常状態にあるか否かを検出する電源
状態検出器と、交流電源からの交流電力を直流電力に変
換する整流器と、スイッチング信号を受けて整流器の出
力電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流電力を
電力変換器の入力側へ供給する直流電源と、電力変換器
の出力側が過負荷状態になったことを検出する過負荷検
出器と、電力変換器の出力電圧と目標電圧指令値との偏
差を零に抑制するためのスイッチング信号を電力変換器
に与えて電力変換器の変換出力を調整する変換出力調整
手段と、電源状態検出器の電源異常検出出力の発生を条
件に過負荷検出器の検出出力により前記目標電圧指令値
を低くする指令値制御手段とを有する無停電電源装置を
構成したものである。
第２の装置として、交流電源が正常状態にあるか否か
を検出する電源状態検出器と、交流電源からの交流電力
を直流電力に変換する整流器と、スイッチング信号を受
けて整流器の出力電力を交流電力に変換する電力変換器
と、直流電力を電力変換器の入力側へ供給する直流電源
と、電力変換器の出力側が過負荷状態になったことを検
出する過負荷検出器と、電力変換器の出力電圧と目標電
圧指令値との偏差を零に抑制するためのスイッチング信
号を電力変換器に与えて電力変換器の変換出力を調整す
る変換出力調整手段と、電源状態検出器の電源異常検出
出力の発生を条件に過負荷検出器の検出出力により変換
出力調整手段に対してスイッチングの発生を停止させる
スイッチング信号制御手段とを有する無停電電源装置を
構成したものである。
を検出する電源状態検出器と、交流電源からの交流電力
を直流電力に変換する整流器と、スイッチング信号を受
けて整流器の出力電力を交流電力に変換する電力変換器
と、直流電力を電力変換器の入力側へ供給する直流電源
と、電力変換器の出力側が過負荷状態になったことを検
出する過負荷検出器と、電力変換器の出力電圧と目標電
圧指令値との偏差を零に抑制するためのスイッチング信
号を電力変換器に与えて電力変換器の変換出力を調整す
る変換出力調整手段と、電源状態検出器の電源異常検出
出力の発生を条件に過負荷検出器の検出出力により変換
出力調整手段に対してスイッチングの発生を停止させる
スイッチング信号制御手段とを有する無停電電源装置を
構成したものである。
第１又は第２の装置を含む第３の装置として、電力変
換器の出力側と負荷とを結ぶ回路中に挿入され、切換指
令により該回路を開閉する主スイッチと、整流器と電力
変換器及び主スイッチをバイパスして交流電源と負荷と
を結ぶ回路中に挿入され、切換指令により該回路を開閉
する副スイッチと、交流電源状態検出器により交流電源
が正常状態にあることが検出され、かつ過負荷検出器に
より過負荷が検出されたことを条件に主スイッチを開い
て副スイッチを閉じる切換指令を出力し、前記条件が満
たされないときには主スイッチを閉じて副スイッチを開
く切換指令を出力するスイッチ制御手段とを有する無停
電電源装置を構成したものである。
換器の出力側と負荷とを結ぶ回路中に挿入され、切換指
令により該回路を開閉する主スイッチと、整流器と電力
変換器及び主スイッチをバイパスして交流電源と負荷と
を結ぶ回路中に挿入され、切換指令により該回路を開閉
する副スイッチと、交流電源状態検出器により交流電源
が正常状態にあることが検出され、かつ過負荷検出器に
より過負荷が検出されたことを条件に主スイッチを開い
て副スイッチを閉じる切換指令を出力し、前記条件が満
たされないときには主スイッチを閉じて副スイッチを開
く切換指令を出力するスイッチ制御手段とを有する無停
電電源装置を構成したものである。
第４の装置として、交流電源からの交流電力を直流電
力に変換する整流器と、スイッチング信号を受けて整流
器の出力電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流
電力を発生する直流電源と、交流電源からの交流電力を
整流して直流電源を充電する充電器と、交流電源が正常
状態にあるか否かを検出する電源状態検出器と、電源状
態検出器により交流電源の異常が検出されたときに直流
電源の出力電力を電力変換器の入力側に供給する直流電
源制御手段と、電力変換器の出力側が過負荷状態になっ
たことを検出する過負荷検出器と、電力変換器の出力電
圧と目標電圧指令値との偏差を零に抑制するためのスイ
ッチング信号を電力変換器に与えて電力変換器の変換出
力を調整する変換出力調整手段と、電源状態検出器の電
源異常検出出力の発生を条件に過負荷検出器の検出出力
により前記目標電圧指令値を低くする指令値制御手段と
を有する無停電電源装置を構成したものである。
力に変換する整流器と、スイッチング信号を受けて整流
器の出力電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流
電力を発生する直流電源と、交流電源からの交流電力を
整流して直流電源を充電する充電器と、交流電源が正常
状態にあるか否かを検出する電源状態検出器と、電源状
態検出器により交流電源の異常が検出されたときに直流
電源の出力電力を電力変換器の入力側に供給する直流電
源制御手段と、電力変換器の出力側が過負荷状態になっ
たことを検出する過負荷検出器と、電力変換器の出力電
圧と目標電圧指令値との偏差を零に抑制するためのスイ
ッチング信号を電力変換器に与えて電力変換器の変換出
力を調整する変換出力調整手段と、電源状態検出器の電
源異常検出出力の発生を条件に過負荷検出器の検出出力
により前記目標電圧指令値を低くする指令値制御手段と
を有する無停電電源装置を構成したものである。
第５の装置として、交流電源からの交流電力を直流電
力に変換する整流器と、スイッチング信号を受けて整流
器の出力電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流
電力を発生する直流電源と、交流電源からの交流電力を
整流して直流電源を充電する充電器と、交流電源が正常
状態にあるか否かを検出する電源状態検出器と、電源状
態検出器により交流電源の異常が検出されたときに直流
電源の出力電力を電力変換器の入力側に供給する直流電
源制御手段と、電力変換器の出力側が過負荷状態になっ
たことを検出する過負荷検出器と、電力変換器の出力電
圧と目標電圧指令値との偏差を零に抑制するためのスイ
ッチング信号を電力変換器に与えて電力変換器の変換出
力を調整する変換出力調整手段と、電源状態検出器の電
源異常検出出力の発生を条件に過負荷検出器の検出出力
により変換出力調整手段に対してスイッチングの発生を
停止させるスイッチング信号制御手段とを有する無停電
電源装置を構成したものである。
力に変換する整流器と、スイッチング信号を受けて整流
器の出力電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流
電力を発生する直流電源と、交流電源からの交流電力を
整流して直流電源を充電する充電器と、交流電源が正常
状態にあるか否かを検出する電源状態検出器と、電源状
態検出器により交流電源の異常が検出されたときに直流
電源の出力電力を電力変換器の入力側に供給する直流電
源制御手段と、電力変換器の出力側が過負荷状態になっ
たことを検出する過負荷検出器と、電力変換器の出力電
圧と目標電圧指令値との偏差を零に抑制するためのスイ
ッチング信号を電力変換器に与えて電力変換器の変換出
力を調整する変換出力調整手段と、電源状態検出器の電
源異常検出出力の発生を条件に過負荷検出器の検出出力
により変換出力調整手段に対してスイッチングの発生を
停止させるスイッチング信号制御手段とを有する無停電
電源装置を構成したものである。
第４又は第５の装置を含む第６の装置として、電力変
換器の出力側と負荷とを結ぶ回路中に挿入され、切換指
令により該回路を開閉する主スイッチと、整流器と電力
変換器及び主スイッチをバイパスして交流電源と負荷と
を結ぶ回路中に挿入され、切換指令により該回路を開閉
する副スイッチと、交流電源状態検出器により交流電源
が正常状態にあることが検出され、かつ過負荷検出器に
より過負荷が検出されたことを条件に主スイッチを開い
て副スイッチを閉じる切換指令を出力し、前記条件が満
たされないときには主スイッチを閉じて副スイッチを開
く切換指令を出力するスイッチ制御手段とを有する無停
電電源装置を構成したものである。
換器の出力側と負荷とを結ぶ回路中に挿入され、切換指
令により該回路を開閉する主スイッチと、整流器と電力
変換器及び主スイッチをバイパスして交流電源と負荷と
を結ぶ回路中に挿入され、切換指令により該回路を開閉
する副スイッチと、交流電源状態検出器により交流電源
が正常状態にあることが検出され、かつ過負荷検出器に
より過負荷が検出されたことを条件に主スイッチを開い
て副スイッチを閉じる切換指令を出力し、前記条件が満
たされないときには主スイッチを閉じて副スイッチを開
く切換指令を出力するスイッチ制御手段とを有する無停
電電源装置を構成したものである。
電力変換器の出力電力を負荷に供給しているときに負
荷が過負荷状態になった場合、目標電圧指令値を低くす
るか又はスイッチング信号の発生を停止させれば、電力
変換器の出力電圧が絞り込まれ、出力電圧のレベルが抑
制された状態で電力変換器の出力電力が負荷に供給され
る。出力電圧が絞り込まれる時間は過電流が流れる数ms
ec以下の短い時間であり、電力変換器出力側の負荷が停
止することはない。
荷が過負荷状態になった場合、目標電圧指令値を低くす
るか又はスイッチング信号の発生を停止させれば、電力
変換器の出力電圧が絞り込まれ、出力電圧のレベルが抑
制された状態で電力変換器の出力電力が負荷に供給され
る。出力電圧が絞り込まれる時間は過電流が流れる数ms
ec以下の短い時間であり、電力変換器出力側の負荷が停
止することはない。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、無停電電源装置は主回路10と制御回
路12から構成されており、各回路が交流電源14と負荷16
との間に挿入されている。主回路10は整流器18、充電器
20、スイッチング素子（サイリスタ）22、バッテリー2
4、PWMインバータ26、電流検出器28、交流スイッチ30,3
2を備えており、整流器18、充電器20、交流スイッチ32
の入力側が交流電源14に接続され、交流スイッチ30,32
の出力側が負荷16に出力されている。整流器18はダイオ
ードなどの整流素子を有し、交流電源14からの交流電力
を整流し、整流した直流電力をPWMインバータ26へ供給
するようになっている。充電器20は交流電源14からの交
流電力を整流し、整流した直流電力をバッテリー24へ供
給してバッテリー24を充電するようになっている。スイ
ッチング素子22は、制御回路12により、交流電源14の停
電又は交流電源14の出力電圧が低下したことが検出され
たときにオンになり、バッテリ24からの直流電力をイン
バータ26へ供給する直流電源制御手段として構成されて
いる。PWMインバータ26はトランジスタなどのスイッチ
ング素子を有し、スイッチング信号を受けて整流器18又
はバッテリー24からの直流電力を交流電力に変換する電
力変換器として構成されてている。電流検出器28はイン
バータ26の出力電流を検出し、検出出力を制御回路12へ
出力するようになっている。この電流検出器28はインバ
ータ26の出力電流からインバータ26出力側が負荷状態に
なったことを検出する負荷検出器として構成されてい
る。交流スイッチ30,32はそれぞれ半導体素子で構成さ
れている。交流スイッチ30は制御回路12からの切換指令
により、インバータ26と負荷16とを結ぶ回路を開閉する
主スイッチとして構成されている。
路12から構成されており、各回路が交流電源14と負荷16
との間に挿入されている。主回路10は整流器18、充電器
20、スイッチング素子（サイリスタ）22、バッテリー2
4、PWMインバータ26、電流検出器28、交流スイッチ30,3
2を備えており、整流器18、充電器20、交流スイッチ32
の入力側が交流電源14に接続され、交流スイッチ30,32
の出力側が負荷16に出力されている。整流器18はダイオ
ードなどの整流素子を有し、交流電源14からの交流電力
を整流し、整流した直流電力をPWMインバータ26へ供給
するようになっている。充電器20は交流電源14からの交
流電力を整流し、整流した直流電力をバッテリー24へ供
給してバッテリー24を充電するようになっている。スイ
ッチング素子22は、制御回路12により、交流電源14の停
電又は交流電源14の出力電圧が低下したことが検出され
たときにオンになり、バッテリ24からの直流電力をイン
バータ26へ供給する直流電源制御手段として構成されて
いる。PWMインバータ26はトランジスタなどのスイッチ
ング素子を有し、スイッチング信号を受けて整流器18又
はバッテリー24からの直流電力を交流電力に変換する電
力変換器として構成されてている。電流検出器28はイン
バータ26の出力電流を検出し、検出出力を制御回路12へ
出力するようになっている。この電流検出器28はインバ
ータ26の出力電流からインバータ26出力側が負荷状態に
なったことを検出する負荷検出器として構成されてい
る。交流スイッチ30,32はそれぞれ半導体素子で構成さ
れている。交流スイッチ30は制御回路12からの切換指令
により、インバータ26と負荷16とを結ぶ回路を開閉する
主スイッチとして構成されている。
一方、交流スイッチ32は、制御回路12からの切換指令
により、整流器18、インバータ26、交流スイッチ30を迂
回して交流電源14と負荷16とを結ぶ回路を開閉する副ス
イッチとして構成されている。これらのスイッチは、定
常時あるいは停電時に交流スイッチ30が回路を閉じ、交
流スイッチ32が回路を開き、交流電源14が正常状態にあ
り、かつ負荷16が過負荷状態になったときにのみ交流ス
イッチ30が回路を開き、交流スイッチ32が回路を閉じる
ようになっている。
により、整流器18、インバータ26、交流スイッチ30を迂
回して交流電源14と負荷16とを結ぶ回路を開閉する副ス
イッチとして構成されている。これらのスイッチは、定
常時あるいは停電時に交流スイッチ30が回路を閉じ、交
流スイッチ32が回路を開き、交流電源14が正常状態にあ
り、かつ負荷16が過負荷状態になったときにのみ交流ス
イッチ30が回路を開き、交流スイッチ32が回路を閉じる
ようになっている。
制御回路12はバイパス電圧検出回路34、アナログスイ
ッチ36、演算増幅器38、過電流レベル信号発生器40、コ
ンパレータ42、過電流レベル信号発生器44、ANDゲート4
6、切換制御回路48、基準正弦波発生器50、三角波発生
器52、乗算器54、演算増幅器56、コンパレータ58から構
成されており、バイパス電圧検出回路34が交流電源14に
接続され、切換制御回路48が交流スイッチ30,32に接続
され、コンパレータ58がインバータ26に接続されてい
る。
ッチ36、演算増幅器38、過電流レベル信号発生器40、コ
ンパレータ42、過電流レベル信号発生器44、ANDゲート4
6、切換制御回路48、基準正弦波発生器50、三角波発生
器52、乗算器54、演算増幅器56、コンパレータ58から構
成されており、バイパス電圧検出回路34が交流電源14に
接続され、切換制御回路48が交流スイッチ30,32に接続
され、コンパレータ58がインバータ26に接続されてい
る。
バイパス電圧検出回路34は交流電源14からの交流電力
を入力し、交流電源14が正常状態にあるときハイレベル
の信号を出力し、交流電源14が停電になったとき、ある
いは交流電源14の電圧が設定レベル以下になったときに
ローレベルの信号を出力する電源状態検出器として構成
されている。アナログスイッチ36はバイパス電圧検出回
路34からの信号を取り込み、検出回路34の出力レベルが
ハイレベルにあるときには接点ｃと接点ａとを接続し、
検出回路34の出力レベルがローレベルに反転したときに
は接点ｃと接点ｂとを接続するように構成されている。
演算増幅器38は過電流レベル信号とアナログスイッチ36
の出力信号（接地電位又は電流検出器28の出力レベル）
とを比較し、比較結果に応じた直流信号を乗算器54へ出
力するようになっている。乗算器54には、基準正弦波発
生器50からの信号が供給されており、乗算器54からは演
算増幅器38の出力レベルによって振幅が制限された正弦
波が出力されるようになっている。この正弦波は目標電
圧指令値（Vref）として演算増幅器56の非反転入力端子
に供給されている。すなわち、アナログスイッチ36と演
算増幅器38は交流電源14が異常状態になったときに電流
検出器28の出力レベルに応じて目標電圧指令値の振幅を
小さくする指令値制御手段として構成されている。な
お、過電流レベル信号発生器40の出力レベルは、過電流
レベル信号発生器44と同様に、インバータ26のスイッチ
素子に流し得る最大許容電流に対応づけて設定されてお
り、アナログスイッチ36によって接地電位が選択された
ときには、演算増幅器38からは一定電圧の直流信号が出
力され、正弦波は一定振幅の信号に制御される。
を入力し、交流電源14が正常状態にあるときハイレベル
の信号を出力し、交流電源14が停電になったとき、ある
いは交流電源14の電圧が設定レベル以下になったときに
ローレベルの信号を出力する電源状態検出器として構成
されている。アナログスイッチ36はバイパス電圧検出回
路34からの信号を取り込み、検出回路34の出力レベルが
ハイレベルにあるときには接点ｃと接点ａとを接続し、
検出回路34の出力レベルがローレベルに反転したときに
は接点ｃと接点ｂとを接続するように構成されている。
演算増幅器38は過電流レベル信号とアナログスイッチ36
の出力信号（接地電位又は電流検出器28の出力レベル）
とを比較し、比較結果に応じた直流信号を乗算器54へ出
力するようになっている。乗算器54には、基準正弦波発
生器50からの信号が供給されており、乗算器54からは演
算増幅器38の出力レベルによって振幅が制限された正弦
波が出力されるようになっている。この正弦波は目標電
圧指令値（Vref）として演算増幅器56の非反転入力端子
に供給されている。すなわち、アナログスイッチ36と演
算増幅器38は交流電源14が異常状態になったときに電流
検出器28の出力レベルに応じて目標電圧指令値の振幅を
小さくする指令値制御手段として構成されている。な
お、過電流レベル信号発生器40の出力レベルは、過電流
レベル信号発生器44と同様に、インバータ26のスイッチ
素子に流し得る最大許容電流に対応づけて設定されてお
り、アナログスイッチ36によって接地電位が選択された
ときには、演算増幅器38からは一定電圧の直流信号が出
力され、正弦波は一定振幅の信号に制御される。
演算増幅器56は乗算器54の出力信号（目標電圧指令
値）とインバータ26の出力電圧との偏差を零に抑制する
ための信号をコンパレータ58へ出力するようになってい
る。コンパレータ58は演算増幅器56からの信号と三角波
発生器52からの信号（数KHz〜数10KHz）の信号とを比較
し、比較結果に応じたスイッチング信号（PMW信号）を
インバータ26の各スイッチング素子へ出力するようにな
っている。すなわち、演算増幅器56、コンパレータ58、
三角波発生器52がインバータ26の出力電圧を一定電圧及
び一定周波数に制御する変換出力調整手段として構成さ
れている。
値）とインバータ26の出力電圧との偏差を零に抑制する
ための信号をコンパレータ58へ出力するようになってい
る。コンパレータ58は演算増幅器56からの信号と三角波
発生器52からの信号（数KHz〜数10KHz）の信号とを比較
し、比較結果に応じたスイッチング信号（PMW信号）を
インバータ26の各スイッチング素子へ出力するようにな
っている。すなわち、演算増幅器56、コンパレータ58、
三角波発生器52がインバータ26の出力電圧を一定電圧及
び一定周波数に制御する変換出力調整手段として構成さ
れている。
またコンパレータ42は電流検出器28からの信号と過電
流レベル信号発生器44からの信号とを取り込み、電流検
出器28の出力レベルが過電流レベルを越えたときにハイ
レベルの信号を出力し、それ以外のときにはローレベル
の信号を出力するようになっている。ANDゲート46はコ
ンパレータ42の出力信号とバイパス電圧検出回路34の出
力信号とを取り込み、これらの信号に従ったゲート信号
を切換制御回路48へ出力するようになっている。切換制
御回路48は、第２図に示されるように、ANDゲート46の
出力レベルがローレベルにあるとき、交流スイッチ32を
オフに、交流スイッチ30をオンにする切換信号を出力
し、ANDゲート46の出力レベルがハイレベルに反転した
ときには、交流スイッチ32をオンに、交流スイッチ30を
オフにするスイッチ制御手段として構成されている。
流レベル信号発生器44からの信号とを取り込み、電流検
出器28の出力レベルが過電流レベルを越えたときにハイ
レベルの信号を出力し、それ以外のときにはローレベル
の信号を出力するようになっている。ANDゲート46はコ
ンパレータ42の出力信号とバイパス電圧検出回路34の出
力信号とを取り込み、これらの信号に従ったゲート信号
を切換制御回路48へ出力するようになっている。切換制
御回路48は、第２図に示されるように、ANDゲート46の
出力レベルがローレベルにあるとき、交流スイッチ32を
オフに、交流スイッチ30をオンにする切換信号を出力
し、ANDゲート46の出力レベルがハイレベルに反転した
ときには、交流スイッチ32をオンに、交流スイッチ30を
オフにするスイッチ制御手段として構成されている。
以上の構成において、第２図に示すように、交流電源
14及び負荷16が共に正常状態にあるときには、交流スイ
ッチ30が閉じ交流スイッチ32が開かれ、交流電源14から
の交流電力が整流器18で直流電力に変換された後インバ
ータ26で再び交流電力に変換され交流スイッチ30を介し
て負荷16に供給され、インバータ送電が行われる。この
ときインバータ26の出力信号はPWM信号により一定電圧
一定周波数に制御され、バッテリ24は充電器20によって
充電される。このとき負荷16が過負荷状態となってイン
バータ26に過電流が流れ、電流検出器28の出力レベルが
過電流レベルを越えると、コンパレータ42の出力レベル
がローレベルからハイレベルに反転し、ANDゲート46の
レベルがローレベルからハイレベルに反転する。これに
より切換制御回路48から切換信号が出力され、交流スイ
ッチ30が閉の状態から開の状態に切換えられ、交流スイ
ッチ32が開の状態から閉の状態に切換えられる。そして
交流電源14からの交流電力が交流スイッチ32を介して負
荷16に供給され、バイパス送電が行われる。これによ
り、インバータ26の出力電流が低下する。そして、電流
検出器28の出力が過電流レベル以下になると、時間t1に
示すように、コンパレータ42の出力レベルがハイベルか
らローレベルに反転する。
14及び負荷16が共に正常状態にあるときには、交流スイ
ッチ30が閉じ交流スイッチ32が開かれ、交流電源14から
の交流電力が整流器18で直流電力に変換された後インバ
ータ26で再び交流電力に変換され交流スイッチ30を介し
て負荷16に供給され、インバータ送電が行われる。この
ときインバータ26の出力信号はPWM信号により一定電圧
一定周波数に制御され、バッテリ24は充電器20によって
充電される。このとき負荷16が過負荷状態となってイン
バータ26に過電流が流れ、電流検出器28の出力レベルが
過電流レベルを越えると、コンパレータ42の出力レベル
がローレベルからハイレベルに反転し、ANDゲート46の
レベルがローレベルからハイレベルに反転する。これに
より切換制御回路48から切換信号が出力され、交流スイ
ッチ30が閉の状態から開の状態に切換えられ、交流スイ
ッチ32が開の状態から閉の状態に切換えられる。そして
交流電源14からの交流電力が交流スイッチ32を介して負
荷16に供給され、バイパス送電が行われる。これによ
り、インバータ26の出力電流が低下する。そして、電流
検出器28の出力が過電流レベル以下になると、時間t1に
示すように、コンパレータ42の出力レベルがハイベルか
らローレベルに反転する。
次に、交流スイッチ30が閉の状態で、交流スイッチ32
が開の状態にあって、インバータ送電が行われていると
きに、停電などによる交流電源14の異常が検出される
と、アナログスイッチ36が切換えられると共にバッテリ
24からの直流電力がスイッチング素子22を介してインバ
ータ26に供給される。このような運転がおこなわれてい
るときに、第３図に示すように、負荷16が過負荷状態と
なってインバータ26の出力側に過負荷電流が流れ、電流
検出器28の出力レベルが過電流レベルを越えると、演算
増幅器38の出力レベルがハイレベルからローレベルに反
転し、コンパレータ42の出力レベルは、ローレベルから
ハイレベルに反転する。これにより乗算器54の出力信号
である目標電圧指令値の振幅が演算増幅器38の出力信号
によって低振幅に制限され、インバータ26の出力電圧が
絞り込まれる。この結果、インバータ26の出力電流の急
激な上昇が抑制される。またこのときANDゲート46の出
力レベルはローレベルに維持されているため、交流スイ
ッチ30は閉の状態に維持されている。すなわち、インバ
ータ送電が行われているときに、交流電源14が停電にな
り、かつ過電流が発生したときにはインバータ26の出力
電圧が絞り込まれるため、交流スイッチ32を介して負荷
16へ交流電力を供給する代わりに、インバータ26の出力
電力を交流スイッチ30を介して負荷16に供給することが
できる。
が開の状態にあって、インバータ送電が行われていると
きに、停電などによる交流電源14の異常が検出される
と、アナログスイッチ36が切換えられると共にバッテリ
24からの直流電力がスイッチング素子22を介してインバ
ータ26に供給される。このような運転がおこなわれてい
るときに、第３図に示すように、負荷16が過負荷状態と
なってインバータ26の出力側に過負荷電流が流れ、電流
検出器28の出力レベルが過電流レベルを越えると、演算
増幅器38の出力レベルがハイレベルからローレベルに反
転し、コンパレータ42の出力レベルは、ローレベルから
ハイレベルに反転する。これにより乗算器54の出力信号
である目標電圧指令値の振幅が演算増幅器38の出力信号
によって低振幅に制限され、インバータ26の出力電圧が
絞り込まれる。この結果、インバータ26の出力電流の急
激な上昇が抑制される。またこのときANDゲート46の出
力レベルはローレベルに維持されているため、交流スイ
ッチ30は閉の状態に維持されている。すなわち、インバ
ータ送電が行われているときに、交流電源14が停電にな
り、かつ過電流が発生したときにはインバータ26の出力
電圧が絞り込まれるため、交流スイッチ32を介して負荷
16へ交流電力を供給する代わりに、インバータ26の出力
電力を交流スイッチ30を介して負荷16に供給することが
できる。
次に、本発明の他の実施例を第４図に基づいて説明す
る。
る。
本実施例は、第１図に示すアナログスイッチ36、乗算
器54、演算増幅器38に代って、ORゲート60,コンパレー
タ39を設け、かつコンパレータ58の出力側に接続される
ゲート信号分配器62の出力側にANDゲート64,66,68,70を
設け、ORゲート60からの信号によりPWM信号を制御する
ようにしたものであり、他の構成は第１図のものと同様
であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの
説明を省略する。
器54、演算増幅器38に代って、ORゲート60,コンパレー
タ39を設け、かつコンパレータ58の出力側に接続される
ゲート信号分配器62の出力側にANDゲート64,66,68,70を
設け、ORゲート60からの信号によりPWM信号を制御する
ようにしたものであり、他の構成は第１図のものと同様
であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの
説明を省略する。
ORゲート60は交流電源14又は負荷16が正常状態にある
ときにはハイレベルの信号を出力し、交流電源14が停電
などによって異常になり、さらに負荷16が過負荷状態と
なって過電流が過電流レベルを越えたときにローレベル
の信号をANDゲート64,66,68,70へ出力するようになって
いる。ANDゲート64〜70はインバータ26のスイッチング
素子に接続されていると共にゲート信号分配器62からの
PWM信号を入力しており、ORゲート60からローレベルの
信号が出力されたときにはPWM信号の出力が停止され
る。すなわち、過電流信号発生器40、コンパレータ39、
ORゲート60、ANDゲート64〜70はスイッチング信号制御
手段として構成されている。
ときにはハイレベルの信号を出力し、交流電源14が停電
などによって異常になり、さらに負荷16が過負荷状態と
なって過電流が過電流レベルを越えたときにローレベル
の信号をANDゲート64,66,68,70へ出力するようになって
いる。ANDゲート64〜70はインバータ26のスイッチング
素子に接続されていると共にゲート信号分配器62からの
PWM信号を入力しており、ORゲート60からローレベルの
信号が出力されたときにはPWM信号の出力が停止され
る。すなわち、過電流信号発生器40、コンパレータ39、
ORゲート60、ANDゲート64〜70はスイッチング信号制御
手段として構成されている。
以上の構成において、交流スイッチ30が閉の状態で、
交流スイッチ32が開の状態であるときに交流電源14が異
常になるとバイパス電圧検出回路34の出力レベルがハイ
レベルからローレベルに反転し、バッテリ24の直流電力
がスイッチング素子22を介してインバータ26に供給され
る。これにより、電源14の異常時にもバッテリ24からの
直流電力を基にインバータ26から負荷16に交流電力が供
給される。このような状態にあるときに、負荷16が過負
荷状態となってインバータ26に過電流が流れ、この電流
が過負荷レベルを越えると、第５図に示されるように、
ORゲート60の出力レベルがローレベルとなり、インバー
タ26へのPWM信号の供給が停止される。この結果インバ
ータ26の出力電圧が絞り込まれ、インバータ26の電流が
許容電流レベル以下に抑制される。このときANDゲート4
6の出力レベルはローレベルにあるため、交流スイッチ3
0は閉の状態に維持されている。このため、交流電源14
の停電時に、交流スイッチ32を介して負荷16に交流電力
を供給できない場合に負荷16が過負荷状態となっても、
インバータ26の出力電圧を一時絞り込むことによってイ
ンバータ26からの交流電力を交流スイッチ30を介して負
荷16へ供給することができる。また過負荷電流の流れる
時間が短ければ、インバータ26の出力電圧が低下する時
間も短かくなり、より安定した状態でインバータ26から
の交流電力を負荷16へ供給することができる。
交流スイッチ32が開の状態であるときに交流電源14が異
常になるとバイパス電圧検出回路34の出力レベルがハイ
レベルからローレベルに反転し、バッテリ24の直流電力
がスイッチング素子22を介してインバータ26に供給され
る。これにより、電源14の異常時にもバッテリ24からの
直流電力を基にインバータ26から負荷16に交流電力が供
給される。このような状態にあるときに、負荷16が過負
荷状態となってインバータ26に過電流が流れ、この電流
が過負荷レベルを越えると、第５図に示されるように、
ORゲート60の出力レベルがローレベルとなり、インバー
タ26へのPWM信号の供給が停止される。この結果インバ
ータ26の出力電圧が絞り込まれ、インバータ26の電流が
許容電流レベル以下に抑制される。このときANDゲート4
6の出力レベルはローレベルにあるため、交流スイッチ3
0は閉の状態に維持されている。このため、交流電源14
の停電時に、交流スイッチ32を介して負荷16に交流電力
を供給できない場合に負荷16が過負荷状態となっても、
インバータ26の出力電圧を一時絞り込むことによってイ
ンバータ26からの交流電力を交流スイッチ30を介して負
荷16へ供給することができる。また過負荷電流の流れる
時間が短ければ、インバータ26の出力電圧が低下する時
間も短かくなり、より安定した状態でインバータ26から
の交流電力を負荷16へ供給することができる。
また前記各実施例においては、交流スイッチ30,32を
有するものについて述べたが、交流スイッチ30,32と同
じ機能を有するスイッチがない電源装置に本発明を適用
することも可能である。また直流電源としてはバッテリ
24の他に内燃機関などによって駆動される直流電源を用
いることも可能である。さらに直流電源を充電するため
の充電器を有しない電源装置にも本発明を適用すること
は可能である。
有するものについて述べたが、交流スイッチ30,32と同
じ機能を有するスイッチがない電源装置に本発明を適用
することも可能である。また直流電源としてはバッテリ
24の他に内燃機関などによって駆動される直流電源を用
いることも可能である。さらに直流電源を充電するため
の充電器を有しない電源装置にも本発明を適用すること
は可能である。
以上説明したように、本発明によれば、交流電源の停
電時に、負荷が過負荷状態になったときには、電力変換
器の変換出力を絞り込むようにしたため、負荷が過負荷
状態になっても電力変換器の出力電流を許容電流以下に
抑制することができると共に、電力変換器の出力電力を
負荷に供給し続けることができ、電力変換器の信頼性の
向上および電力供給の継続化に寄与することができる。
電時に、負荷が過負荷状態になったときには、電力変換
器の変換出力を絞り込むようにしたため、負荷が過負荷
状態になっても電力変換器の出力電流を許容電流以下に
抑制することができると共に、電力変換器の出力電力を
負荷に供給し続けることができ、電力変換器の信頼性の
向上および電力供給の継続化に寄与することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
交流スイッチの動作を説明するための図、第３図は第１
図に示す装置の作用を説明するための波形図、第４図は
本発明の他の実施例を示す全体構成図、第５図は第４図
に示す装置の作用を説明するための波形図である。 10……主回路、12……制御回路、14……交流電源、16…
…負荷、18……整流器、20……充電器、22……スイッチ
ング素子、24……バッテリ、26……PWMインバータ、28
……電流検出器、30,32……交流スイッチ、34……バイ
パス電圧検出回路、36……アナログスイッチ、38,56…
…演算増幅器、40,44……過電流レベル信号発生器、39,
42,58……コンパレータ、46……ANDゲート、48……切換
制御回路、50……基準正弦波発生器、52……三角波発生
器、54……乗算器。
交流スイッチの動作を説明するための図、第３図は第１
図に示す装置の作用を説明するための波形図、第４図は
本発明の他の実施例を示す全体構成図、第５図は第４図
に示す装置の作用を説明するための波形図である。 10……主回路、12……制御回路、14……交流電源、16…
…負荷、18……整流器、20……充電器、22……スイッチ
ング素子、24……バッテリ、26……PWMインバータ、28
……電流検出器、30,32……交流スイッチ、34……バイ
パス電圧検出回路、36……アナログスイッチ、38,56…
…演算増幅器、40,44……過電流レベル信号発生器、39,
42,58……コンパレータ、46……ANDゲート、48……切換
制御回路、50……基準正弦波発生器、52……三角波発生
器、54……乗算器。
Claims (6)
- 【請求項１】交流電源が正常状態にあるか否かを検出す
る電源状態検出器と、交流電源からの交流電力を直流電
力に変換する整流器と、スイッチング信号を受けて整流
器の出力電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流
電力を電力変換器の入力側へ供給する直流電源と、電力
変換器の出力側が過負荷状態になったことを検出する過
負荷検出器と、電力変換器の出力電圧と目標電圧指令値
との偏差を零に抑制するためのスイッチング信号を電力
変換器に与えて電力変換器の変換出力を調整する変換出
力調整手段と、電源状態検出器の電源異常検出出力の発
生を条件に過負荷検出器の検出出力により前記目標電圧
指令値を低くする指令値制御手段とを有する無停電電源
装置。 - 【請求項２】交流電源が正常状態にあるか否かを検出す
る電源状態検出器と、交流電源からの交流電力を直流電
力に変換する整流器と、スイッチング信号を受けて整流
器の出力電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流
電力を電力変換器の入力側へ供給する直流電源と、電力
変換器の出力側が過負荷状態になったことを検出する過
負荷検出器と、電力変換器の出力電圧と目標電圧指令値
との偏差を零に抑制するためのスイッチング信号を電力
変換器に与えて電力変換器の変換出力を調整する変換出
力調整手段と、電源状態検出器の電源異常検出出力の発
生を条件に過負荷検出器の検出出力により変換出力調整
手段に対してスイッチングの発生を停止させるスイッチ
ング信号制御手段とを有する無停電電源装置。 - 【請求項３】電力変換器の出力側と負荷とを結ぶ回路中
に挿入され、切換指令により該回路を開閉する主スイッ
チと、整流器と電力変換器及び主スイッチをバイパスし
て交流電源と負荷とを結ぶ回路中に挿入され、切換指令
により該回路を開閉する副スイッチと、交流電源状態検
出器により交流電源が正常状態にあることが検出され、
かつ過負荷検出器により過負荷が検出されたことを条件
に主スイッチを開いて副スイッチを閉じる切換指令を出
力し、前記条件が満たされないときには主スイッチを閉
じて副スイッチを開く切換指令を出力するスイッチ制御
手段と、を有する請求項１又は２記載の無停電電源装
置。 - 【請求項４】交流電源からの交流電力を直流電力に変換
する整流器と、スイッチング信号を受けて整流器の出力
電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流電力を発
生する直流電源と、交流電源からの交流電力を整流して
直流電源を充電する充電器と、交流電源が正常状態にあ
るか否かを検出する電源状態検出器と、電源状態検出器
により交流電源の異常が検出されたときに直流電源の出
力電力を電力変換器の入力側に供給する直流電源制御手
段と、電力変換器の出力側が過負荷状態になったことを
検出する過負荷検出器と、電力変換器の出力電圧と目標
電圧指令値との偏差を零に抑制するためのスイッチング
信号を電力変換器に与えて電力変換器の変換出力を調整
する変換出力調整手段と、電源状態検出器の電源異常検
出出力の発生を条件に過負荷検出器の検出出力により前
記目標電圧指令値を低くする指令値制御手段とを有する
無停電電源装置。 - 【請求項５】交流電源からの交流電力を直流電力に変換
する整流器と、スイッチング信号を受けて整流器の出力
電力を交流電力に変換する電力変換器と、直流電力を発
生する直流電源と、交流電源からの交流電力を整流して
直流電源を充電する充電器と、交流電源が正常状態にあ
るか否かを検出する電源状態検出器と、電源状態検出器
により交流電源の異常が検出されたときに直流電源の出
力電力を電力変換器の入力側に供給する直流電源制御手
段と、電力変換器の出力側が過負荷状態になったことを
検出する過負荷検出器と、電力変換器の出力電圧と目標
電圧指令値との偏差を零に抑制するためのスイッチング
信号を電力変換器に与えて電力変換器の変換出力を調整
する変換出力調整手段と、電源状態検出器の電源異常検
出出力の発生を条件に過負荷検出器の検出出力により変
換出力調整手段に対してスイッチングの発生を停止させ
るスイッチング信号制御手段とを有する無停電電源装
置。 - 【請求項６】電力変換器の出力側と負荷とを結ぶ回路中
に挿入され、切換指令により該回路を開閉する主スイッ
チと、整流器と電力変換器及び主スイッチをバイパスし
て交流電源と負荷とを結ぶ回路中に挿入され、切換指令
により該回路を開閉する副スイッチと、交流電源状態検
出器により交流電源が正常状態にあることが検出され、
かつ過負荷検出器により過負荷が検出されたことを条件
に主スイッチを開いて副スイッチを閉じる切換指令を出
力し、前記条件が満たされないときには主スイッチを閉
じて副スイッチを開く切換指令を出力するスイッチ制御
手段とを有する請求項４又は５記載の無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1238240A JP2545613B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1238240A JP2545613B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 無停電電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03103045A JPH03103045A (ja) | 1991-04-30 |
| JP2545613B2 true JP2545613B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=17027230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1238240A Expired - Lifetime JP2545613B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545613B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4769587B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2011-09-07 | 東芝キヤリア株式会社 | インバータ装置 |
| US20160006283A1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | Dake Liu | Portable charging device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56166732A (en) * | 1980-05-23 | 1981-12-22 | Sanken Electric Co Ltd | Switching method between inverter and commercial power soruce |
| JPH0336209Y2 (ja) * | 1986-12-19 | 1991-07-31 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP1238240A patent/JP2545613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03103045A (ja) | 1991-04-30 |
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