JP2561673Y2 - 交流無停電電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、交流無停電電源装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、交流無停電電源装置は、例えば図
３のように構成されていた。同図の１は商用電源につな
がる交流入力端、２は商用電源につながる交流電力入力
端、３は交流入力を整流する整流回路、４はこの整流回
路の出力により浮動充電される蓄電池である。５は商用
電源非停電時には整流回路３からの直流電力を交流電力
に変換し、商用電源停電時には蓄電池４からの直流電力
を交流電力に出力するインバータ、６は前記の交流入力
端１につながる交流バイパス回路、７はインバータ５と
バイパス回路６の交流電力を切換えて負荷１２へ出力す
る給電回路切換スイッチ回路である。給電回路切換スイ
ッチ回路７は、常時はインバータ給電を選択し切換信号
に応じてインバータ５からのインバータ給電をバイパス
回路６からのバイパス回路給電に切換え且つ解除信号に
応じてバイパス回路給電からインバータ給電に切換え
る。８は変流器であり、９はこの変流器からの出力によ
り出力過電流を検出して切換スイッチ回路７に切換信号
を出力し、出力過電流状態が定常状態に復帰すると前記
解除信号を出力する出力過電流検出回路である。

【０００３】図３の電源装置は、常時はインバータ５よ
り給電回路切換スイッチ回路７を通して負荷１２へ交流
電力を供給していて、負荷１２の投入時や急激な変動等
でインバータ５の出力に出力過電流が生じた場合には、
出力過電流検出回路９からの切換信号により切換スイッ
チ回路７を切換制御して、バイパス回路６より交流電力
を負荷１２へ供給する。そして、出力過電流が定常値以
下に復旧したことを出力過電流検出回路９が検出して該
回路９から解除信号が出力されると、切換スイッチ回路
７が自動復帰して元のインバータ給電に復旧する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】上記従来の交流無停電
電源装置では、出力過電流が定常状態に復旧してバイパ
ス回路６からインバータ５へ給電回路が切換えられた時
に、図４に示すようにバイパス・ピーク電圧Ｅb よりも
インバータ・ピーク電圧Ｅi が大きいと負荷１２へ突入
電流Ｉm が流れる。この突入電流Ｉm が過電流基準値よ
り大きくて出力過電流として検出されると、出力過電流
検出回路９からの切換信号により給電回路切換スイッチ
回路７が切換動作を行いバイパス回路６からのバイパス
回路給電に切換わる。バイパス回路給電ではすでに負荷
電流が過電流検出値以下になっているため、出力過電流
検出回路９は再度解除信号を給電回路切換スイッチ回路
７に出力し、またインバータ給電が開始される。もしイ
ンバータ給電が再開された時点において発生する突入電
流が過電流基準値より小さければインバータ給電が継続
されることになり、突入電流が過電流基準値より大きけ
れば再度上記と同じ給電回路の切換が繰り返されること
になる。このような給電の切換が繰り返されると、給電
回路切換スイッチ回路７を構成する半導体素子やマグネ
ットスイッチ回路等の寿命低下が生じ、また、切換の繰
り返し動作時にインバータ出力とバイパス回路出力が非
同期となった場合、負荷１２への給電が瞬断されるとい
う問題があった。

【０００５】本考案の目的は、バイパス回路よりインバ
ータへ給電回路を切換えるときに両者の出力間に電圧差
があっても、給電回路切換スイッチ回路が切換動作を反
復することなく負荷への給電を安定に行うとともに、切
換スイッチ回路の長寿命化を図ることができる交流無停
電電源装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本考案の交流無停電電源装置は、図１に示したよ
うに、商用電源からの交流電力を整流する整流回路３
と、該整流回路３の出力で充電される蓄電池４と、整流
回路３または蓄電池４の直流出力を交流出力に変換して
出力するインバータ５と、商用電源からの交流電力を給
電するバイパス回路６と、常時はインバータ給電を選択
し切換信号に応じてインバータ５からのインバータ給電
をバイパス回路６からのバイパス回路給電に切換え且つ
解除信号に応じてバイパス回路給電からインバータ給電
に切換える給電回路切換スイッチ回路７と、出力過電流
を検出すると給電回路切換スイッチ回路７に切換信号を
出力し出力過電流状態が定常状態に復帰すると解除信号
を出力する出力過電流検出回路９とを備えてなる交流無
停電電源装置を改良の対象として、バイパス回路給電か
らインバータ給電に切換わる際に出力過電流検出回路９
から出力される切換信号の給電回路切換スイッチ回路７
への入力を阻止する信号供給阻止回路１０と、インバー
タ給電中のインバータ５の出力電圧を検出し電圧降下量
が所定値以上になると切換信号を給電回路切換スイッチ
回路７に出力するインバータ出力電圧検出回路１１とを
具備することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本考案の交流無停電電源装置においては、信号
供給阻止回路１０を設けているため、給電回路切換スイ
ッチ回路７がバイパス回路給電よりインバータ給電に自
動復帰した時に、インバータ５の出力とバイパス回路６
の出力との電圧差で大きな突入電流が発生して出力過電
流検出回路９から切換信号が出力された場合でも、給電
回路切換スイッチ回路７が切換動作を行うことはない。
これにより、給電回路切換スイッチ回路７の反復切換動
作が抑止され、負荷への給電が安定・良好に行われると
ともに、給電回路切換スイッチ回路７の長寿命化が図ら
れる。また、インバータ出力電圧検出回路１１は、信号
供給阻止回路１０が動作している期間に本当の出力過電
流が発生した場合に対応するために、インバータの出力
電圧を監視する。出力過電流が発生した場合にはインバ
ータの出力電圧は大きく低下するため、インバータ出力
電圧検出回路１１がインバータの出力電圧の大きな低下
を検出したときには、信号供給阻止回路１０とは無関係
に切換信号を出力してインバータ給電をバイパス回路給
電に切換える。よって信号供給阻止回路１０を設けて
も、負荷への出力過電流に支障なく対応して給電回路が
切換えられる。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照して説明
する。図１はその実施例を示すもので、図３の装置と同
一部分には同符号を付して説明を簡略にする。出力過電
流検出回路９は図１の出力過電流検出回路と同様に変流
器８からの出力により負荷への出力電流を検出して所定
の過電流基準値と比較し、出力電流が過電流基準値より
も大きい場合に切換スイッチ回路７を切換制御する切換
信号を出力し、出力電流が過電流基準値より小さくなる
と解除信号を出力する。１０はこの出力過電流検出回路
９の出力端と給電回路切換スイッチ回路７の制御入力端
との間に接続された信号供給阻止回路である。この信号
供給阻止回路１０は、給電回路切換スイッチ回路７が給
電をバイパス回路給電からインバータ給電に切換える際
にだけ、出力過電流検出回路９から出力される切換信号
が給電回路切換スイッチ回路７に入力されるのを阻止す
る。信号供給阻止回路１０は、インバータ給電に切換わ
った後は、出力過電流検出回路９から出力される切換信
号が給電回路切換スイッチ回路７に入力されるのを阻止
することはない。

【０００９】図２は、出力過電流検出回路９と信号供給
阻止回路１０の具体的な構造の一例を示している。図２
において、９１は変流器８の出力を全波整流する整流
器、９２は過電流基準値に相当する基準電圧信号を発生
する基準電圧信号発生器、９３は比較器である。信号供
給阻止回路１０は、タイマ駆動回路１０１と、タイマ回
路１０２と、反転回路１０３と、アンド回路１０４と出
力端子１０５とから構成される。タイマ駆動回路１０１
は、バイパス回路給電からインバータ給電に切換わる際
に比較器９３（アンド回路１０４）から出力される解除
信号（インバータ給電への切換信号）が出力されると、
タイマ回路１０２に起動信号を出力する。タイマ回路１
０２は、起動信号により起動されると信号を出力すると
ともに予め設定したタイマ時間の計数を開始する。そし
てタイマ時限の計数を完了すると、信号の出力を停止す
る。このタイマ時限は、突入電流が発生する期間よりも
長く設定されており、例えば交流出力の１サイクル程度
の時間である。バイパス回路給電からインバータ給電に
切換わる際には、変流器８の出力が低下して、比較器９
３から解除信号（例えば０）が出力される。解除信号
（０）が出る前は、タイマ回路１０２は作動していない
ためアンド回路１０４のアンド条件は成立せず、アンド
回路１０４からは解除信号と同じ信号（Ｏ）が出力され
る。この信号（０）を受けて、給電回路切換スイッチ回
路７はバイパス回路給電からインバータ給電への切換動
作を行う。タイマ駆動回路１０１は、アンド回路１０４
の出力が変化（１から０へ変化）したことを検出する
と、タイマ１０２に起動信号を出力する。そしてタイマ
１０２は時限の計数を開始し、反転回路１０３の出力が
変化する（１から０の変化）。その結果、もしこの時点
で大きな突入電流が発生して、比較器９３の出力が変化
（０から１への変化）しても、アンド回路１０４のアン
ド条件は成立しない。したがってアンド回路１０４の出
力は変化せず（０のまま）、結果として切換信号は出力
されない。タイマ回路１０２のタイマ時限の計数が完了
すると、反転回路１０３の出力が変化（０から１へ）す
る。したがってタイマ時限が終了した後は、出力過電流
検出回路９から切換信号（１）が出力されると、アンド
回路１０４のアンド条件が成立して出力端子１０５から
切換信号（１）が出力される。よってこの回路によれ
ば、バイパス回路給電からインバータ給電への切換が行
なわれる場合だけ、所定時間切換信号の供給が阻止され
る。

【００１０】１１はインバータ５の出力電圧を所定の基
準電圧（過電流が発生したときの電圧低下を考慮して定
められる基準電圧）と比較し、出力電圧が基準電圧より
も低い場合に切換信号を出力して、切換スイッチ回路７
をインバータ５側からバイパス回路６側へ切換制御する
インバータ出力電圧検出回路である。このインバータ出
力電圧検出回路１１は、例えば、インバータ５の出力電
圧を全波整流する整流器と、インバータ５の出力と同期
した基準正弦波を出力する基準正弦波電圧発生回路と、
該基準正弦波電圧発生回路からの基準正弦波電圧を全波
整流する整流器と、前記両整流器の出力電圧波形を比較
する比較器とから構成される。インバータ出力電圧検出
回路１１はインバータ５の出力電圧と基準電圧との差
（電圧降下量）が所定値以上になると、過電流が流れた
と判断する。１３…は負荷１２に加えて増設される他の
負荷である。

【００１１】次に、本実施例の動作を説明する。図１の
電源装置は常時はインバータ５の出力を負荷１２へ給電
している。負荷の投入時や負荷の急激な変動・増加等で
インバータ５の出力に出力過電流が生じた場合には、出
力過電流検出回路９がこれを検出して切換信号を出力す
る。前述の通り、インバータ給電を行っている際には、
信号供給阻止回路１０は信号供給阻止動作を行なわない
ため、出力過電流検出回路９からの切換信号は切換スイ
ッチ回路７に入力され、バイパス回路６より負荷へ給電
が行なわれる。そして、過電流が定常値以下に復旧した
ことを出力過電流検出回路９が検出すると解除信号が出
力され、これにより切換スイッチ回路７が自動復帰して
インバータ給電に切換わるとともに、信号供給阻止回路
１０が動作して所定の短時間（数秒間）だけ出力過電流
検出回路９から出力される切換信号のが切換スイッチ回
路７への供給が阻止される。切換スイッチ回路７の復帰
切換時に、図４に示すように、バイパス・ピーク電圧Ｅ
b よりもインバータ・ピーク電圧Ｅi が若干大きくて負
荷へ一時的な突入過電流Ｉm が流れても、過電流検出回
路９の検出出力（切換信号）が切換スイッチ回路７に入
力されないので、切換スイッチ回路７がバイパス回路６
側へ再切換されるのが防止される。

【００１２】次に、インバータ出力電圧検出回路１１の
作用を説明する。前述したように、信号供給阻止回路１
０が作動して切換信号の供給が阻止されている間に、た
またま他の負荷１３が投入されるようなことがあると、
突入電流等のインバータ出力過電流が生ずる。この過電
流が大きいとインバータ５の出力電圧が低下する。そこ
で、インバータ出力電圧検出回路１１がこの出力電圧の
低下を検出して、電圧低下が一定値以上大きくなった場
合、切換信号を出力して切換スイッチ回路７を切換制御
することにより、再度、インバータ給電よりバイパス回
路給電に切換える。これにより、信号供給阻止回路１０
が作動している場合でも、負荷の変動や増加によるイン
バータ出力過電流に対応できる。

【００１３】

【考案の効果】以上述べたように、本考案によれば、信
号供給阻止回路を設けているため、給電回路切換スイッ
チ回路がバイパス回路給電よりインバータ給電に自動復
帰した時に、インバータの出力とバイパス回路の出力と
の電圧差で大きな突入電流が発生して出力過電流検出回
路から切換信号が出力された場合でも、給電回路切換ス
イッチ回路が切換動作を行うことはなく、給電回路切換
スイッチ回路の反復切換動作が抑止され、負荷への給電
が安定・良好に行われるとともに、給電回路切換スイッ
チ回路７の長寿命化が図られる利点がある。また、イン
バータ出力電圧検出回路は、信号供給阻止回路が動作し
ている期間に出力過電流が発生した場合に、信号供給阻
止回路とは無関係に切換信号を出力してインバータ給電
をバイパス回路給電に切換えるため、信号供給阻止回路
を設けても、負荷への出力過電流に支障なく対応して給
電回路を切換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示すブロック図である。

【図２】本考案における出力過電流検出回路及び信号供
給阻止回路の構成例を示す回路図である。

【図３】従来の交流無停電電源装置の例を示すブロック
図である。

【図４】上記電源装置の動作を説明する波形図である。

【符号の説明】

３…整流回路、４…蓄電池、５…インバータ、６…バイ
パス回路、７…給電回路切換スイッチ回路、９…出力過
電流検出回路、１０…信号供給阻止回路、１１…インバ
ータ出力電圧検出回路、１２，１３…負荷。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源からの交流電力を整流する整流
   回路と、該整流回路の出力で充電される蓄電池と、前記
   整流回路または蓄電池の直流出力を交流出力に変換して
   出力するインバータと、商用電源からの交流電力を給電
   するバイパス回路と、常時はインバータ給電を選択し切
   換信号に応じて前記インバータからのインバータ給電を
   バイパス回路からのバイパス回路給電に切換え且つ解除
   信号に応じてバイパス回路給電からインバータ給電に切
   換える給電回路切換スイッチ回路と、出力過電流を検出
   すると前記給電回路切換スイッチ回路に前記切換信号を
   出力し出力過電流状態が定常状態に復帰すると前記解除
   信号を出力する出力過電流検出回路とを備えてなる交流
   無停電電源装置において、 前記バイパス回路給電から前記インバータ給電に切換わ
   る際に前記出力過電流検出回路から出力される前記切換
   信号の前記給電回路切換スイッチ回路への供給を阻止す
   る信号供給阻止回路と、 前記インバータ給電中の前記インバータの出力電圧を検
   出し電圧降下量が所定値以上になると前記切換信号を前
   記給電回路切換スイッチ回路に出力するインバータ出力
   電圧検出回路とを具備することを特徴とする交流無停電
   電源装置。