JP2838455B2 - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
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Description
するもので、特にPWM制御の搬送波をインバータの入
力電圧を入力として作り、インバータの出力電圧が入力
電圧の変動の影響を受けないようにした無停電電源装置
に関する。
示すようなものがあった。図4において、例えば100
Vの交流電源1は、整流器2にて倍電圧整流され、28
0Vでインバータ3に入力する。インバータ3は、この
整流入力を電源とし、内蔵するトランジスタ、MOS−
FET、IGBT等の制御素子を制御し、周波数が50
Hz又は60Hzの交流を出力する。又、リアクトル、
コンデンサを用いて波形補正することもある。このイン
バータ3の出力は、スイッチ回路4を介して負荷6に供
給される。このスイッチ回路4は、通常、閉であり、整
流器2、インバータ3等の故障時に、開とする。この故
障時に交流電源1から負荷6へ電力を供給するための商
用スイッチ回路5が設けられている。この商用スイッチ
回路5は、通常時は、開であり、上記の故障時等に、閉
とする。このように、インバータ3のスイッチ回路4又
は商用スイッチ回路5を介して負荷6に電力を供給す
る。蓄電池7は、交流電源1が停電したときダイオード
9を介してインバータ3の直流電源となる。又、通常
時、蓄電池7は、充電器8を介して180Vに充電され
る。これら、インバータ3、商用スイッチ回路5、イン
バータスイッチ回路4、充電器8を制御するのが制御手
段10である。又、負荷6に供給する電圧を検出する電
圧検出回路11が設けられていて、その出力は、制御手
段10に入力されている。更に、交流電源1とインバー
タ3を同期させるための同期回路12が設けられてい
て、その出力は、制御手段10に入力されている。
図5を参照しながら説明する。図5において、まず、負
荷6への出力電圧V0(t)が電圧検出回路11により検出
され、絶対値変換回路21(具体的には、整流器)に
て、絶対値信号に変換される。この絶対値信号を積分器
22で平均値信号に変換する。一方、直流で出力電圧の
設定信号が入力される設定信号入力端子24が設けられ
ており、この設定信号入力端子24からの設定信号と、
平均値信号とが、誤差増幅器25で比較され、誤差増幅
信号K1が出力される。又、全波信号発生器26が設け
られていて、停電時には内蔵する高周波発振器を分周し
て全波信号を作り、交流電源1が正常時には同期回路1
2の信号により交流電源と位相が同期した全波信号を発
生している。この全波信号発生器26の出力信号|Si
n(wt)|と誤差増幅された誤差増幅信号K1とが掛
け算器27で、掛け算される。この掛け算信号と掛け算
信号より高周波の、後述する搬送波作成回路40により
供給される搬送波VC (t)が比較器28で比較され、
PWMのパルス幅が決定される。そして、ドライブ回路
29で、比較器28の出力信号を受け、インバータ3の
制御素子(3a 〜3d)を駆動する。図3に示すよう
に、搬送波が掛け算信号より高い期間T1にHigh信
号、低い期間T2にLow信号が比較器28から出力さ
れ、ドライブ回路29を介してインバータ3が制御され
る。インバータ3の制御素子3dが出力の半サイクルに
ついてオンし、制御素子3aが上記の信号でオン・オフ
する。インバータ3の入力電圧をEDC、制御素子3aの
オン・オフするデューティサイクルをD(t)とする
と、負荷への出力電圧V0 (t)は、 V0 (t)=EDC・D(t) ・・・・・・・・(1) となる。即ち、出力電圧は、インバータ3の入力電圧に
比例する。
ス電源Bは、掛け算器27、誤差増幅器25、比較器2
8等のバイアス電源と共通にされており、通常5〜15
Vに選定されている。抵抗41、42と演算増幅器43
と抵抗44と増幅用トランジスタ45によって、定電流
回路が構成され、抵抗44を介してコンデンサ49が、
定電流で充電される。スイッチング素子47の入力端子
48に高周波のクロック信号が入力すると、スイッチン
グ素子47は、オンして、コンデンサ49に充電した電
荷は、スイッチング素子47を介して放電する。これに
より鋸歯状の搬送波VC (t)が出力される。尚、46
は保護抵抗である。
インバータ3の入力電圧は、整流器2で倍電圧整流さ
れ、280V(交流電源が100Vのとき)であり、停
電したとき蓄電池7からインバータ3に直流電圧180
Vが供給され、インバータ3の入力電圧は180Vまで
低下する。又、停電から復電すると、インバータ3の入
力電圧は、180Vから280Vまで変動する。そし
て、無停電電源装置は、電源変動をまともに受け、フィ
ードバックの制御系の遅れにより安定するまで時間がか
かるという課題を生じていた。
であり、入力電圧の変動の影響を受けず、応答の速い無
停電電源装置を提供することを目的とする。
流に変換する整流器と、この直流を電源として再度交流
に変換するインバータと、交流入力が停電時に上記イン
バータに直流を入力する蓄電池と、上記インバータをP
WM制御する制御手段とにより構成された無停電電源装
置において、上記PWM制御する制御手段に、上記イン
バータの入力電圧を同じく入力とする積分回路と、クロ
ック信号回路とを備え、上記積分回路と上記クロック回
路とによりPWM制御する搬送波が作られるものであ
る。
し、インバータがこの直流を電源として再度交流に変換
する。又、蓄電池は交流入力が停電時にインバータに直
流を入力する。そして、このインバータをPWM制御す
るのが制御手段であり、この制御手段には、インバータ
の入力電圧を同じく入力とする積分回路と、クロック信
号回路とが備えられ、この積分回路とクロック回路とに
よりPWM制御する搬送波が作られる。
する。図2は、本発明の一実施例のブロック図である。
図2において、インバータ3の入力電圧が制御手段10
に入力されている。このインバータ3の入力電圧を制御
手段10に入力している点が、従来と異なり、それによ
って制御手段10の内部の搬送波作成回路30も異な
る。その他の構成は、同一である。
御するブロック図を示し、搬送波作成回路30の構成が
異なる以外、従来のものと同様に構成されている。同等
部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
31)とコンデンサ32(C32)の積分回路50を有
し、この搬送波作成回路30にはインバータ3の入力電
圧が供給されている。この積分回路50に並列に、抵抗
33とスイッチング素子34のクロック回路51が設け
られ、スイッチング素子34には、入力端子35からク
ロック信号が入力するようになっている。
力電圧を受け、積分回路50の抵抗31(R31)を介
してコンデンサ32(C32)を充電し、このコンデン
サ32と並列のクロック回路51のスイッチング素子3
4の入力端子35にクロック信号を入力させ、スイッチ
ング素子34をオンさせ、充電電荷を放電し、搬送波を
得ている。このコンデンサ32の充電電圧Vc ( t)
は、入力電圧EDC、C32、R31の積分回路で、 Vc ( t)=EDC(1−e-t/(c32R31) )・・・・・(2) となる。Vc ( t)のピーク値を従来の図5と同じピー
ク値(約6V)に、コンデンサ32を図5のコンデンサ
49と同じ値、クロック周波数も同じとして設計する
と、理想的に、定電流でコンデンサ32を充電したとき
のコンデンサ32のピーク値と、インバータ3の入力電
圧で積分回路50のコンデンサ32の充電を行ったとき
のピーク値との誤差は−1.1%となる。この程度の値
では、精度上問題はほとんどない。
t)と掛け算器27の出力信号K1・|Sin(wt)
|により決定されるデューティサイクルD(t)は、 D(t)=K1・|Sin(wt)|/VC (t)・・・(3) となる。(放電時間を0とする)式(1)、(2)、
(3)により、負荷6への出力電圧V0 (t)は、 V0(t)=EDC・K1・|Sin(wt)|/( EDC( 1−e-t/(c32R31) )) =K1・|Sin(wt)|/(1−e-t/(c32R31) ) となる。
3の入力電圧の影響を受けないことになる。従って、交
流電源が正常時から停電に、又、停電から復電になって
も出力電圧はインバータ3の変動している入力電圧の影
響を受けない。又、分母のe-t/(c32R31) は高周波のク
ロック時間で規制されるため出力電圧V0 (t)の変化
は小さく、短時間で収束する。
力として積分することにより搬送波を作成するので、出
力電圧は入力電圧の変動の影響を受けず、安定するまで
の応答が速いという効果を奏する。
ある。
ロック図である。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 交流入力を直流に変換する整流器と、こ
の直流を電源として再度交流に変換するインバータと、
交流入力が停電時に上記インバータに直流を入力する蓄
電池と、上記インバータをPWM制御する制御手段とに
より構成された無停電電源装置において、上記PWM制
御する制御手段に、上記インバータの入力電圧を同じく
入力とする積分回路と、クロック信号回路とを備え、上
記積分回路と上記クロック回路とによりPWM制御する
搬送波が作られることを特徴とする無停電電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4073448A JP2838455B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4073448A JP2838455B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 無停電電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05236757A JPH05236757A (ja) | 1993-09-10 |
JP2838455B2 true JP2838455B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=13518520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4073448A Expired - Fee Related JP2838455B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2838455B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6431199B2 (ja) * | 2015-07-24 | 2018-11-28 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP4073448A patent/JP2838455B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05236757A (ja) | 1993-09-10 |
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