JP2996199B2 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JP2996199B2
JP2996199B2 JP9062451A JP6245197A JP2996199B2 JP 2996199 B2 JP2996199 B2 JP 2996199B2 JP 9062451 A JP9062451 A JP 9062451A JP 6245197 A JP6245197 A JP 6245197A JP 2996199 B2 JP2996199 B2 JP 2996199B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、交流電源に基づいて互
いに直列に接続された第1及び第2のコンデンサを充電
することができるスイッチング電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply capable of charging first and second capacitors connected in series with each other based on an AC power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】コンピュ
ータ、医療機器、情報通信機器等のための無停電電源装
置として図1及び図2に示す装置が知られている。図1
に示す装置においては、第1及び第2のコンデンサC1
、C2 の直列回路と第1及び第2のインバータ用スイ
ッチQ1、Q2 の直列回路とが並列に接続され、第1及
び第2のコンデンサC1 、C2 の相互接続点と第1及び
第2のインバータ用スイッチQ1 、Q2 の相互接続点と
の間にリアクトル(チョークコイル)Lf2とコンデンサ
Cf2とから成るフィルタLPF2 を介して交流負荷1が
接続されている。商用交流電源に基づいて第1及び第2
のコンデンサC1 、C2 及びこれに並列に接続された第
1及び第2の蓄電池B1 、B2 を充電し且つ負荷1に電
力を供給するために、図1の回路では交流電源2とコン
デンサC1 、C2 との間に入力フィルタLPF1 とチョ
ークコイルから成る昇圧用リアクトルL1 と第1及び第
2の昇圧用スイッチSa 、Sb と第1及び第2のダイオ
ードDa 、Db が設けられている。なお、入力フィルタ
LPF1 は比較的小さいインダクタンス値のリアクトル
Lf1と小容量の高周波コンデンサCf1とから成る。
2. Description of the Related Art The apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is known as an uninterruptible power supply for a computer, medical equipment, information communication equipment and the like. FIG.
In the device shown in FIG. 1, the first and second capacitors C1
, C2 and the series circuit of the first and second inverter switches Q1, Q2 are connected in parallel, and the interconnection point of the first and second capacitors C1, C2 is connected to the first and second inverters. An AC load 1 is connected to the interconnection point of the switches Q1 and Q2 via a filter LPF2 including a reactor (choke coil) Lf2 and a capacitor Cf2. First and second based on commercial AC power
In order to charge the capacitors C1 and C2 and the first and second storage batteries B1 and B2 connected in parallel with the capacitors C1 and C2 and supply power to the load 1, the circuit of FIG. Are provided with an input filter LPF1, a boost reactor L1 comprising a choke coil, first and second boost switches Sa and Sb, and first and second diodes Da and Db. The input filter LPF1 comprises a reactor Lf1 having a relatively small inductance value and a high-frequency capacitor Cf1 having a small capacitance.

【0003】図1の装置で交流電源2の電圧Vs の正の
半サイクルの期間には、第2の昇圧用スイッチSb がオ
ン・オフ制御され、第1の昇圧用スイッチSa はオフに
保たれる。この結果、第2の昇圧用スイッチSb のオン
期間には2−Lf1−L1 −Sb −C2 の閉回路に電流が
流れ、昇圧用リアクトルL1 にエネルギーが蓄積され
る。この後の第2の昇圧用スイッチSb のオフ期間には
2−Lf1−L1 −Da −C1 及びB1 の閉回路に電流が
流れ、電源2の電圧と昇圧用リアクトルL1 の電圧との
和でコンデンサC1 及び蓄電池B1 が昇圧充電される。
電源2の電圧Vsの負の半サイクルの期間には第1の昇
圧用スイッチSa がオン・オフ制御され、第2の昇圧用
スイッチSb はオフに保たれる。第1の昇圧用スイッチ
Sa のオン期間には、2−C1 −Sa −L1 −Lf1の閉
回路に電流が流れ、リアクトルL1にエネルギーが蓄積
される。この後の第1の昇圧用スイッチSa のオフ期間
には、L1 −Lf1−2−C2 及びB2 −Db の閉回路に
電流が流れ、電源2の電圧Vs とリアクトルL1 の電圧
との和でコンデンサC2 及び蓄電池B2 が昇圧充電され
る。第1及び第2のインバータ用スイッチQ1 、Q2 は
交互にオン・オフ制御され、C1 −Q1 −Lf2−1の閉
回路とC2 −1−Lf2−Q2 の閉回路とに交互に電流が
流れる。
In the apparatus shown in FIG. 1, during the positive half cycle of the voltage Vs of the AC power supply 2, the second boosting switch Sb is on / off controlled, and the first boosting switch Sa is kept off. It is. As a result, a current flows through the closed circuit of 2-Lf1-L1-Sb-C2 during the ON period of the second boosting switch Sb, and energy is accumulated in the boosting reactor L1. Thereafter, during the OFF period of the second boosting switch Sb, a current flows through the closed circuit of 2-Lf1-L1-Da-C1 and B1, and the capacitor is formed by the sum of the voltage of the power supply 2 and the voltage of the boosting reactor L1. C1 and storage battery B1 are boosted and charged.
During the negative half cycle of the voltage Vs of the power supply 2, the first boosting switch Sa is controlled to be turned on and off, and the second boosting switch Sb is kept off. During the ON period of the first boosting switch Sa, current flows through the closed circuit of 2-C1-Sa-L1-Lf1, and energy is accumulated in the reactor L1. Thereafter, during the off period of the first boosting switch Sa, a current flows through the closed circuit of L1-Lf1-2-C2 and B2-Db, and the capacitor is formed by the sum of the voltage Vs of the power supply 2 and the voltage of the reactor L1. C2 and storage battery B2 are boosted and charged. The first and second inverter switches Q1 and Q2 are alternately turned on and off, and current flows alternately through a closed circuit of C1-Q1-Lf2-1 and a closed circuit of C2-1-Lf2-Q2.

【0004】図1の装置においては、第1及び第2の昇
圧用スイッチSa 、Sb の直列回路が第1及び第2のコ
ンデンサC1 、C2 の直列回路及び第1及び第2の蓄電
池B1 、B2 の直列回路に対して直接に並列接続されて
いるので、第1及び第2の昇圧用スイッチSa 、Sb と
しての半導体スイッチ(トランジスタ)がストレージ作
用等で同時にオンになると短絡回路が形成され、過大な
電流が流れるおそれがある。また、蓄電池B1 、B2 は
コンデンサC1 、C2 と同一の電圧に充電されるので、
コンデンサC1 、C2 を比較的高い電圧に充電する場合
には、蓄電池B1 、B2 を高耐圧しなければならず、コ
スト高になった。
In the apparatus shown in FIG. 1, a series circuit of first and second boosting switches Sa and Sb is composed of a series circuit of first and second capacitors C1 and C2 and first and second storage batteries B1 and B2. When the semiconductor switches (transistors) as the first and second boosting switches Sa and Sb are simultaneously turned on due to a storage operation or the like, a short circuit is formed, A large current may flow. Since the storage batteries B1 and B2 are charged to the same voltage as the capacitors C1 and C2,
When the capacitors C1 and C2 are charged to a relatively high voltage, the storage batteries B1 and B2 must have a high withstand voltage, which increases the cost.

【0005】図2の別の従来の装置は蓄電池Bを低耐圧
化したものであり、蓄電池Bが第1及び第2のコンデン
サC1 、C2 の直列回路に対して双方向チョッパ回路3
を介して接続されている点を除いて図1と同一に構成さ
れている。双方向チョッパ回路3は、2つのスイッチS
c 、Sd と2つのダイオードDc 、Dd と1つのリアク
トルL2 とから成る。スイッチSc は交流電源2から電
圧Vs が発生している期間にオン・オフ制御され、スイ
ッチSd は交流電源2が停電の期間にオン・オフ制御さ
れる。
Another conventional device shown in FIG. 2 is one in which the storage battery B has a reduced withstand voltage. The storage battery B is a bidirectional chopper circuit 3 connected to a series circuit of first and second capacitors C1 and C2.
The configuration is the same as that of FIG. The bidirectional chopper circuit 3 includes two switches S
c, Sd, two diodes Dc, Dd and one reactor L2. The switch Sc is on / off controlled during the period when the voltage Vs is generated from the AC power supply 2, and the switch Sd is on / off controlled during the period when the AC power supply 2 is out of power.

【0006】交流電源電圧Vs が発生している期間にお
いてスイッチSc がオンになると、C2 −C1 −Sc −
L2 −Bの閉回路又は2−Lf1−L1 −Da −Sc −L
2 −B−C2 の閉回路で電流が流れ、蓄電池Bが降圧充
電される。この後のスイッチSc のオフ期間にはL2 −
B−Dd の閉回路でリアクトルL2 のエネルギーの放出
が行われる。交流電源2が停電した時にはスイッチSd
がオン・オフ制御される。スイッチSd がオンの期間に
はB−L2 −Sb の閉回路に電流が流れ、リアクトルL
2 にエネルギーが蓄積される。この後のスイッチSd の
オフ期間にはB−L2 −Dc −C1 −C2 の閉回路に電
流が流れ、蓄電池Bの電圧とリアクトルL2 の電圧との
和の電圧でコンデンサC1 、C2 が充電される。
When the switch Sc is turned on while the AC power supply voltage Vs is being generated, C2 -C1 -Sc-
L2-B closed circuit or 2-Lf1-L1-Da-Sc-L
A current flows in a closed circuit of 2-BC2, and the storage battery B is stepped down and charged. During the off period of the switch Sc thereafter, L2-
The energy of the reactor L2 is released in the closed circuit of B-Dd. When the AC power supply 2 fails, the switch Sd
Is controlled on / off. While the switch Sd is on, a current flows through the closed circuit of BL-Sb and the reactor L
2 stores energy. After that, during the OFF period of the switch Sd, a current flows through a closed circuit of B-L2-Dc-C1-C2, and the capacitors C1, C2 are charged with the sum of the voltage of the storage battery B and the voltage of the reactor L2. .

【0007】図2の従来の装置は、蓄電池Bを降圧充電
するので、蓄電池Bとして低耐圧のものを使用すること
ができるという長所を有する反面、図1の装置に比べて
スイッチの数が多くなるためにコスト高になるという欠
点を有する。また、図2の装置においても図1と同様に
スイッチSa 、Sb が同時にオンになり、短絡電流が流
れるおそれがある。
The conventional device of FIG. 2 has the advantage that the storage battery B can be used with a low withstand voltage because the storage battery B is stepped down and charged, but the number of switches is larger than that of the device of FIG. Therefore, there is a disadvantage that the cost increases. Also in the device of FIG. 2, there is a possibility that the switches Sa and Sb are turned on at the same time as in FIG. 1 and a short-circuit current flows.

【0008】そこで、本願の第1の目的は、スイッチに
よる短絡回路の形成を防ぐことができるスイッチング電
源装置を提供することにある。本願の第2の目的は、蓄
電池を低耐圧化することができる回路を少ないスイッチ
で構成することにある。本願の第3の目的は、波形改善
及び力率改善を容易且つ確実に達成することができるス
イッチング電源装置を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present application is to provide a switching power supply device that can prevent the formation of a short circuit by a switch. A second object of the present invention is to configure a circuit capable of lowering the withstand voltage of a storage battery with a small number of switches. A third object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of easily and reliably achieving improvement in waveform and power factor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るための発明は、交流電源の一端に接続されたリアクト
ルと、第1、第2、第3及び第4のダイオ−ドの全波整
流型ブリッジ回路であって、前記第1及び第2のダイオ
−ドの相互接続点が前記リアクトルの出力側端子に接続
され、前記第3及び第4のダイオ−ドの相互接続点が前
記交流電源の他端に接続されたダイオ−ドブリッジ回路
と、前記ダイオ−ドブリッジ回路の前記第1及び第3の
ダイオ−ドの相互接続点と前記第2及び第4のダイオ−
ドの相互接続点との間に接続された昇圧用スイッチと、
第1及び第2のコンデンサの直列回路と、前記リアクト
ルの出力側端子と前記直列回路の一端との間に接続され
た第5のダイオ−ドと、前記直列回路の他端と前記第1
及び第3のダイオ−ドの相互接続点との間に接続された
第6のダイオ−ドと、前記第1及び第2のコンデンサの
相互接続点と前記交流電源の他端とを電気的に接続する
手段と、前記交流電源の電圧の周期よりも十分に短い周
期で前記昇圧用スイッチをオン・オフ制御するスイッチ
制御回路とを備えたスイッチング電源装置に係わるもの
である。また、上記第1及び第2の目的を達成するため
に、請求項2に示すように蓄電池を接続し、第1及び第
2の電源切換用スイッチを設けることができる。また、
請求項3及び4に示すように蓄電池の充電回路を設ける
ことが望ましい。また、請求項5に示すように第1及び
第2のコンデンサの出力側にインバータ用スイッチを接
続することができる。また、上記第1、第2及び第3の
目的を達成するために請求項6に示すようにスイッチ制
御回路を形成すること及び請求項7に示すように入力フ
ィルタを設けることが望ましい。
The present invention for achieving the first object is based on a reactor connected to one end of an AC power supply and a first, second, third and fourth diode. A wave rectifying bridge circuit, wherein an interconnection point of the first and second diodes is connected to an output terminal of the reactor, and an interconnection point of the third and fourth diodes is the A diode bridge circuit connected to the other end of the AC power source; an interconnection point between the first and third diodes of the diode bridge circuit; and a second and fourth diode.
A boost switch connected between the nodes
A series circuit of first and second capacitors; a fifth diode connected between an output terminal of the reactor and one end of the series circuit;
And a sixth diode connected between the first and second capacitors and the other end of the AC power supply. The present invention relates to a switching power supply device comprising: a connection unit; and a switch control circuit that controls on / off of the boosting switch at a cycle sufficiently shorter than a cycle of a voltage of the AC power supply. Further, in order to achieve the first and second objects, a storage battery may be connected as described in claim 2, and first and second power supply switches may be provided. Also,
It is desirable to provide a charging circuit for the storage battery as described in claims 3 and 4. Further, an inverter switch can be connected to the output side of the first and second capacitors. In order to achieve the first, second and third objects, it is desirable to form a switch control circuit as described in claim 6 and to provide an input filter as described in claim 7.

【0010】[0010]

【発明の作用及び効果】請求項1の発明によれば昇圧用
スイッチを1個設けるのみであるから従来装置のように
2つのスイッチが同時にオン状態になって短絡回路が形
成されるような問題が生じない。従って、昇圧用スイッ
チの過電流を防ぐことができる。請求項2の発明によれ
ば蓄電池に伴なって無停電電源装置を提供することがで
きる。請求項3の発明によれば蓄電池の電圧低下を補う
ことができる。請求項4の発明によれば、蓄電池の降圧
充電を簡単な回路で達成することができる。請求項5の
発明によれば交流出力電圧を容易に得ることができる。
請求項6の発明によれば力率改善及び波形改善を良好に
達成できる。請求項7の発明によれば、入力電流の波形
の高周波成分を除去することができる。
According to the first aspect of the present invention, since only one boosting switch is provided, there is a problem that two switches are simultaneously turned on and a short circuit is formed as in the conventional device. Does not occur. Therefore, overcurrent of the boosting switch can be prevented. According to the invention of claim 2, an uninterruptible power supply can be provided along with the storage battery. According to the third aspect of the invention, it is possible to compensate for the voltage drop of the storage battery. According to the invention of claim 4, step-down charging of the storage battery can be achieved with a simple circuit. According to the invention of claim 5, an AC output voltage can be easily obtained.
According to the invention of claim 6, power factor improvement and waveform improvement can be favorably achieved. According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to remove the high frequency component of the waveform of the input current.

【0011】[0011]

【実施例】次に、図3〜図15を参照して本発明の実施
例に係わるスイッチング電源装置から成る無停電電源装
置を説明する。但し、図3において図1及び図2と実質
的に同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略
する。図3の装置においても図1と同様に、負荷1に交
流電力を供給するために第1及び第2のコンデンサC1
、C2 の直列回路と第1及び第2のインバータ用スイ
ッチQ1 、Q2 の直列回路とが並列に接続され、第1及
び第2のコンデンサC1、C2 の相互接続点3と第1及
び第2のインバータ用スイッチQ1 、Q2 の相互接続点
との間に出力高周波フィルタLPF2 を介して交流出力
回路としての負荷1が接続されている。また、入力段に
は交流電源2と入力高周波フィルタLPF1 とが設けら
れている。入力フィルタLPF1 は電源電圧Vs の基本
波(50Hz)を通過させることができるローパスフィル
タであり、出力フィルタLPF2 はインバータの出力電
圧の基本波を通過させることができるローパスフィルタ
である。
Next, an uninterruptible power supply comprising a switching power supply according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, in FIG. 3, substantially the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the apparatus shown in FIG. 3, as in FIG. 1, first and second capacitors C1 and C2 are provided for supplying AC power to the load 1.
, C2 and the series circuit of the first and second inverter switches Q1, Q2 are connected in parallel, and the interconnection point 3 of the first and second capacitors C1, C2 is connected to the first and second A load 1 as an AC output circuit is connected between the inverter switch Q1 and the interconnection point of Q2 via an output high frequency filter LPF2. The input stage is provided with an AC power supply 2 and an input high-frequency filter LPF1. The input filter LPF1 is a low-pass filter that can pass the fundamental wave (50 Hz) of the power supply voltage Vs, and the output filter LPF2 is a low-pass filter that can pass the fundamental wave of the output voltage of the inverter.

【0012】昇圧回路を構成するために昇圧用リアクト
ルL1 とトランジスタから成る昇圧用スイッチS1 と第
1〜第6のダイオ−ドD1 〜D6 が設けられている。ま
た、無停電電源回路を構成するために蓄電池Bと第1及
び第2の電源切換用スイッチSwa、Swbが設けられてい
る。また、蓄電池充電回路を形成するためのチョッパ用
スイッチS2 、リアクトルL2 、ダイオ−ドD7 、D8
が設けられている。
A boosting reactor L1, a boosting switch S1 comprising transistors, and first to sixth diodes D1 to D6 are provided to constitute a boosting circuit. Further, a storage battery B and first and second power supply switching switches Swa and Swb are provided to constitute an uninterruptible power supply circuit. Also, a chopper switch S2 for forming a storage battery charging circuit, a reactor L2, diodes D7 and D8.
Is provided.

【0013】第1の電源切換用スイッチSwaは入力フィ
ルタLPF1 の出力側ラインに直列に接続されている。
第2の電源切換用スイッチSwbは第1の電源切換用スイ
ッチSwaの出力側ラインから分岐されたラインに接続さ
れている。第1及び第2の電源切換用スイッチSwa、S
wbの相互接続点と第1のコンデンサC1 の一端との間の
ラインに昇圧用リアクトルL1 と第5のダイオードD5
とが順次に直列接続されている。蓄電池Bの一端は第2
の電源切換用スイッチSwbを介して昇圧用リアクトルL
1 の入力端に接続され、蓄電池Bの他端は第6のダイオ
ードD6 を介して第1及び第2のコンデンサC1 、C2
の直列回路の他端に接続されている。第1、第2、第3
及び第4のダイオ−ドD1 、D2 、D3 、D4 は全波整
流回路を形成するようにブリッジ接続され、第1及び第
2のダイオ−ドD1 、D2 の相互接続点がリアクトルL
1 の出力側端子に接続され、第3及び第4のダイオ−ド
D3 、D4 の相互接続点が交流電源2の他端(下端)に
接続されている。昇圧用スイッチS1 は第1及び第3の
ダイオ−ドD1 、D3 の相互接続点と第2及び第4のダ
イオ−ドD2 、D4 の相互接続点との間に接続されてい
る。また、蓄電池Bの他端(下端)は第1及び第3のダ
イオ−ドD1 、D3 の相互接続点に接続され、第6のダ
イオ−ドD6 は第1及び第2のコンデンサC1 、C2 の
直列回路の他端(下端)と第1及び第3のダイオ−ドD
1 、D3 の相互接続点との間に接続されている。
The first power switch Swa is connected in series to the output line of the input filter LPF1.
The second power switch SWb is connected to a line branched from the output line of the first power switch SWa. First and second power supply switches Swa, S
The line between the interconnection point of wb and one end of the first capacitor C1 is connected to the step-up reactor L1 and the fifth diode D5.
And are sequentially connected in series. One end of the storage battery B is the second
Reactor L for boosting through power supply switch Swb
1 and the other end of the storage battery B is connected to the first and second capacitors C1, C2 via a sixth diode D6.
Is connected to the other end of the series circuit. First, second, third
And a fourth diode D1, D2, D3, D4 are bridge-connected to form a full-wave rectifier circuit, and an interconnection point of the first and second diodes D1, D2 is a reactor L.
1 and the interconnection point of the third and fourth diodes D3 and D4 is connected to the other end (lower end) of the AC power supply 2. The boosting switch S1 is connected between the interconnection point of the first and third diodes D1 and D3 and the interconnection point of the second and fourth diodes D2 and D4. The other end (lower end) of the storage battery B is connected to the interconnection point of the first and third diodes D1 and D3, and the sixth diode D6 is connected to the first and second capacitors C1 and C2. The other end (lower end) of the series circuit and first and third diodes D
1 and D3.

【0014】蓄電池Bの充電回路を形成するために、第
1及び第2のコンデンサC1 、C2の直列回路の一端と
蓄電池Bの一端との間に逆流阻止用の第7のダイオード
D7とトランジスタから成るチョッパ用スイッチS2 と
平滑用リアクトルL2 とが順次に接続されている。ま
た、平滑用リアクトルL2 と蓄電池Bの直列回路に対し
て並列に転流用即ち平滑用の第8のダイオードD8 が接
続されている。
In order to form a charging circuit for the storage battery B, a seventh diode D7 and a transistor for preventing backflow are connected between one end of a series circuit of the first and second capacitors C1 and C2 and one end of the storage battery B. The switch C2 for chopper and the reactor L2 for smoothing are sequentially connected. Further, an eighth diode D8 for commutation, that is, for smoothing is connected in parallel to the series circuit of the smoothing reactor L2 and the storage battery B.

【0015】各種の制御を実行するために、昇圧用リア
クトルL1 を通って流れる電流を検出するための電流検
出器5が昇圧用リアクトルL1 の入力段に設けられてい
る。また、出力電圧を検出するために出力フィルタLP
F2 の出力端子にライン6、7が接続されている。ま
た、第1及び第2のコンデンサC1 、C2 の直列回路の
電圧を検出するために第1のコンデンサC1 の上端と第
2のコンデンサC2 の下端とにライン8、9が接続され
ている。また、交流入力電圧を検出するために入力フィ
ルタLPF1 の出力端子にライン10、11が接続され
ている。また、蓄電池Bの電圧を検出するために蓄電池
Bの両端にライン12、13が接続されている。また、
制御可能な電子スイッチ又は電磁スイッチ等から成る第
1及び第2の電源切換用スイッチSwa、Swbの制御端子
にライン14、15が接続されている。なお、第1及び
第2のインバータ用スイッチQ1 、Q2 、昇圧用スイッ
チS1 及びチョッパ用スイッチS2 の制御端子(ベー
ス)に対する接続の図示は省略されている。
In order to execute various controls, a current detector 5 for detecting a current flowing through the boosting reactor L1 is provided at an input stage of the boosting reactor L1. Also, an output filter LP for detecting the output voltage
Lines 6 and 7 are connected to the output terminal of F2. Lines 8 and 9 are connected to the upper end of the first capacitor C1 and the lower end of the second capacitor C2 for detecting the voltage of the series circuit of the first and second capacitors C1 and C2. Lines 10 and 11 are connected to the output terminal of the input filter LPF1 for detecting the AC input voltage. Lines 12 and 13 are connected to both ends of the storage battery B to detect the voltage of the storage battery B. Also,
Lines 14 and 15 are connected to control terminals of first and second power supply switching switches Swa and Swb, which are composed of controllable electronic switches or electromagnetic switches. The connection of the first and second inverter switches Q1, Q2, the boost switch S1, and the chopper switch S2 to the control terminal (base) is omitted.

【0016】図4は図3のスイッチQ1 、Q2 、S1 、
S2 、Swa、Swbを制御するための制御回路を示す。出
力電圧検出回路16はライン6、7によって出力フィル
タLPF2 の出力端子に接続され、出力電圧を検出す
る。電源電圧検出回路17はライン10、11によって
入力フィルタLPF1 の出力端子に接続されており、入
力正弦波電圧を検出する。停電検出回路18は電源電圧
検出回路17に接続されており、電源電圧の有無又は高
低によって電源2の停電を検出し、正常時(非停電時)
に低レベル(第1のレベル)の出力、停電時に高レベル
(第2のレベル)の電圧出力を発生する。基準正弦波電
圧発生器19は、電源電圧検出回路17と停電検出回路
18とに接続され、正常時には電源電圧に同期して基準
正弦波電圧を発生し、停電時には内蔵した正弦波発生手
段によって基準正弦波電圧を発生する。インバータ制御
回路20は、図1のインバータ用スイッチQ1 、Q2 を
制御するための信号を形成する。このインバータ制御回
路20は出力電圧検出回路16及び基準正弦波電圧発生
器19に接続されており、周知の方法によってインバー
タ用スイッチQ1 、Q2 の制御信号を形成する。インバ
ータ制御回路20の出力端子は第1のインバータ用スイ
ッチQ1 の制御端子に接続されると共にNOT回路21
を介して第2のインバータ用スイッチQ2 の制御端子に
接続される。第1及び第2のインバータ用スイッチQ1
の制御信号は図6(F)及び(G)に示されている。
FIG. 4 shows the switches Q1, Q2, S1,.
A control circuit for controlling S2, Swa, and Swb is shown. The output voltage detection circuit 16 is connected to the output terminal of the output filter LPF2 by lines 6 and 7, and detects the output voltage. The power supply voltage detecting circuit 17 is connected to the output terminal of the input filter LPF1 by lines 10 and 11, and detects an input sine wave voltage. The power failure detection circuit 18 is connected to the power supply voltage detection circuit 17 and detects a power failure of the power supply 2 based on the presence or absence or the level of the power supply voltage.
, A low-level (first level) output and a high-level (second level) voltage output during a power failure. The reference sine wave voltage generator 19 is connected to the power supply voltage detection circuit 17 and the power failure detection circuit 18, generates a reference sine wave voltage in synchronization with the power supply voltage in a normal state, and has a built-in sine wave generation means in a power failure. Generates sinusoidal voltage. The inverter control circuit 20 forms a signal for controlling the inverter switches Q1, Q2 of FIG. The inverter control circuit 20 is connected to the output voltage detection circuit 16 and the reference sine wave voltage generator 19, and forms control signals for the inverter switches Q1, Q2 by a known method. The output terminal of the inverter control circuit 20 is connected to the control terminal of the first inverter switch Q1 and the NOT circuit 21
To the control terminal of the second inverter switch Q2. First and second inverter switches Q1
Are shown in FIGS. 6F and 6G.

【0017】図4においてDC電圧検出回路22は、コ
ンデンサC1 、C2 の電圧検出ライン8、9に接続さ
れ、第1及び第2のコンデンサC1 、C2 の電圧の合計
値を示す信号をDC電圧制御器23に送る。DC電圧制
御器23はDC電圧検出値と基準値との誤差信号を形成
して電流制御器25に送る。電流制御器25は、正常時
に電流検出ライン5aから得られた電流検出波形をライ
ン26から供給された基準正弦波に追従させるようなス
イッチ制御パルス(PWMパルス)を形成して昇圧用ス
イッチS1 に送る。また、停電時にはゲインK即ち係数
発生回路27から与えられた直流電圧と電流検出信号と
に基づいてスイッチ制御パルス(PWMパルス)を形成
して昇圧用スイッチS1 に送る。
In FIG. 4, a DC voltage detection circuit 22 is connected to the voltage detection lines 8 and 9 of the capacitors C1 and C2, and performs DC voltage control on a signal indicating the sum of the voltages of the first and second capacitors C1 and C2. To the vessel 23. The DC voltage controller 23 forms an error signal between the DC voltage detection value and the reference value and sends it to the current controller 25. The current controller 25 forms a switch control pulse (PWM pulse) that causes the current detection waveform obtained from the current detection line 5a to follow the reference sine wave supplied from the line 26 in a normal state, and supplies the switch control pulse (PWM pulse) to the boost switch S1. send. In the event of a power failure, a switch control pulse (PWM pulse) is formed based on the gain K, that is, the DC voltage and the current detection signal provided from the coefficient generation circuit 27, and sent to the boosting switch S1.

【0018】制御切換用制御スイッチCSの接点aは電
源電圧検出回路17に接続され、接点bは係数回路27
に接続され、共通出力端子は電流制御器25に接続され
ている。制御切換用制御スイッチCSの制御端子は停電
検出回路18に接続されている。従って、正常時にスイ
ッチCSの接点aがオンになり、停電時に接点bがオン
になる。
The contact a of the control switch CS is connected to the power supply voltage detecting circuit 17 and the contact b is connected to the coefficient circuit 27.
, And the common output terminal is connected to the current controller 25. The control terminal of the control switching control switch CS is connected to the power failure detection circuit 18. Therefore, the contact a of the switch CS is turned on in a normal state, and the contact b is turned on in a power failure.

【0019】停電検出回路18の出力端子はNOT回路
28及びライン14を介して第1の電源切換スイッチS
waの制御端子に接続され、またNOT回路28を介さな
いでライン15によって第2の電源切換スイッチSwbの
制御端子に接続されている。
The output terminal of the power failure detection circuit 18 is connected to a first power supply changeover switch S via a NOT circuit 28 and a line 14.
The control terminal of the second power supply switch Swb is connected to the control terminal of the second power supply switch Swb via the line 15 without passing through the NOT circuit 28.

【0020】充電制御器29は、停電検出回路18に接
続され、またライン12、13によって図1の蓄電池B
の両端に接続され、また図1のチョッパ用スイッチS2
のベースに接続されている。この充電制御器29は電源
正常時に蓄電池Bを一定電圧に充電するように降圧チョ
ッパ用スイッチS2 をオン・オフ制御し、停電時にチョ
ッパ用スイッチS2 をオフにするように構成されてい
る。蓄電池Bは電源正常時にDCリンクコンデンサC1
、C2 の電圧で充電される。
The charge controller 29 is connected to the power failure detection circuit 18 and is connected to the storage battery B of FIG.
Of the chopper switch S2 of FIG.
Connected to the base. The charge controller 29 controls the on / off operation of the step-down chopper switch S2 so as to charge the storage battery B to a constant voltage when the power supply is normal, and turns off the chopper switch S2 during a power failure. The storage battery B is a DC link capacitor C1 when the power supply is normal.
, C2.

【0021】図5は図4のDC電圧制御器23、及び電
流制御器25を詳しく示すものである。DC電圧制御器
23は、基準電圧源30と誤差増幅器31とから成る。
誤差増幅器31の一方の入力端子はDC電圧検出回路2
2に接続され、他方の入力端子は基準電圧源30に接続
されているので、誤差増幅器31からDC電圧Vdcと基
準電圧との差に対応する誤差信号が得られる。
FIG. 5 shows the DC voltage controller 23 and the current controller 25 of FIG. 4 in detail. The DC voltage controller 23 includes a reference voltage source 30 and an error amplifier 31.
One input terminal of the error amplifier 31 is a DC voltage detection circuit 2
2 and the other input terminal is connected to the reference voltage source 30, so that an error signal corresponding to the difference between the DC voltage Vdc and the reference voltage is obtained from the error amplifier 31.

【0022】電流制御器25は乗算器32と電流絶対値
検出回路33と誤差増幅器34と三角波発生器35と電
圧比較器36とから成り、交流電源2を流れる電流を正
弦波に近似させ且つ力率を改善すると共にコンデンサC
1 、C2 の電圧Vdcを一定にするための制御パルスを形
成する回路である。従って、電流制御器25をPWMパ
ルス形成回路と呼ぶこともできる。電源正常時には、乗
算器32の一方の入力端子は正常時にライン26とスイ
ッチCSの接点aを介して図4の電源電圧検出回路17
に接続され、他方の入力端子は電圧制御器23に接続さ
れている。ライン26には電源電圧に同期した基準正弦
波の絶対値が得られ、電圧制御器23からは直流電圧が
発生するので、乗算器32はコンデンサC1 、C2 の電
圧Vdcを定電圧制御するように補正された正弦波の絶対
値を出力する。この乗算器32の出力は電流を制御する
ための電流指令値として使用される。電流絶対値検出回
路33はライン5aを介して図3の電流検出器5に接続
されており、交流入力電流の絶対値を出力する。誤差増
幅器34の一方の入力端子は電流絶対値検出回路33に
接続され、他方の入力端子は電流指令値を与える乗算器
32に接続されているので、誤差増幅器34からは電流
の絶対値と補正された基準正弦波の絶対値(電流指令
値)との差に対応した出力が得られる。即ち、誤差増幅
器34からは入力電流を正弦波に追従させると共に直流
電圧Vdcを一定にするための誤差信号が得られる。三角
波発生回路35は電源2の電圧の周波数(例えば50H
z)よりも十分に高い周波数(例えば20kHz )で三角
波電圧を発生するものである。電圧比較器36の一方の
入力端子は誤差増幅器34に接続され、他方の入力端子
は三角波発生回路35に接続されているので、比較器3
6は三角波と誤差信号との比較出力を発生する。この比
較出力はPWM(パルス幅変調)パルスであって、図3
のスイッチS1 のオン・オフに使用される。なお、停電
時にはライン5a、26に直流の検出信号が入力し、こ
れに基づいてPWMパルスが形成される。
The current controller 25 includes a multiplier 32, a current absolute value detection circuit 33, an error amplifier 34, a triangular wave generator 35, and a voltage comparator 36, and approximates a current flowing through the AC power supply 2 to a sine wave, and Capacitor C
1, a circuit for forming a control pulse for keeping the voltage Vdc of C2 constant. Therefore, the current controller 25 can be called a PWM pulse forming circuit. When the power supply is normal, one input terminal of the multiplier 32 is connected to the power supply voltage detection circuit 17 of FIG.
, And the other input terminal is connected to the voltage controller 23. Since the absolute value of the reference sine wave synchronized with the power supply voltage is obtained on the line 26 and a DC voltage is generated from the voltage controller 23, the multiplier 32 controls the voltage Vdc of the capacitors C1 and C2 at a constant voltage. Outputs the absolute value of the corrected sine wave. The output of the multiplier 32 is used as a current command value for controlling the current. The current absolute value detection circuit 33 is connected to the current detector 5 of FIG. 3 via the line 5a, and outputs an absolute value of the AC input current. One input terminal of the error amplifier 34 is connected to the current absolute value detection circuit 33 and the other input terminal is connected to the multiplier 32 for giving a current command value. An output corresponding to the difference from the absolute value (current command value) of the reference sine wave obtained is obtained. That is, an error signal for causing the input current to follow a sine wave and keeping the DC voltage Vdc constant is obtained from the error amplifier 34. The triangular wave generation circuit 35 operates at the frequency of the voltage of the power supply 2 (for example, 50H
A triangular wave voltage is generated at a frequency (for example, 20 kHz) sufficiently higher than z). One input terminal of the voltage comparator 36 is connected to the error amplifier 34 and the other input terminal is connected to the triangular wave generation circuit 35.
6 generates a comparison output between the triangular wave and the error signal. This comparison output is a PWM (pulse width modulation) pulse, and FIG.
Is used to turn on and off the switch S1. At the time of a power failure, a DC detection signal is input to the lines 5a and 26, and a PWM pulse is formed based on the DC detection signal.

【0023】次に、図6〜図15を参照して図3〜図5
に示した無停電電源装置の動作を説明する。図6は電源
正常時と停電時の各部の動作を示す波形図である。図7
〜図15は図3の回路における各モードの電流経路を示
す。図7〜図15において実質的に動作している回路は
実線で示され、実質的に非動作の回路は破線で示されて
いる。なお、以下の説明において電流経路は参照符号の
みで示す。
Next, referring to FIGS. 6 to 15, FIGS.
The operation of the uninterruptible power supply shown in FIG. FIG. 6 is a waveform diagram showing the operation of each unit when the power supply is normal and during a power failure. FIG.
15 show current paths in each mode in the circuit of FIG. In FIGS. 7 to 15, substantially operating circuits are indicated by solid lines, and substantially inactive circuits are indicated by broken lines. Note that, in the following description, the current paths are indicated only by reference numerals.

【0024】図6のt0 〜t2 区間は電源2の正常時を
示し、t2 〜t3 区間は停電時を示す。正常時には停電
検出回路18の出力が低レベルであり、スイッチCSの
接点aがオンになり、また第1の電源切換スイッチSwa
がオンになる。また、停電時には停電検出回路18の出
力が高レベルになり、スイッチCSの接点bがオンにな
り、また第2の電源切換スイッチSwbがオンになる。
In FIG. 6, a section from t0 to t2 indicates a normal time of the power supply 2, and a section from t2 to t3 indicates a power outage. In a normal state, the output of the power failure detection circuit 18 is at a low level, the contact a of the switch CS is turned on, and the first power switch Swa
Turns on. Further, at the time of a power failure, the output of the power failure detection circuit 18 becomes high level, the contact b of the switch CS is turned on, and the second power switch Swb is turned on.

【0025】[0025]

【正常時動作モード】正常時動作モードは、図7に示す
第1モードと、図8に示す第2モードと、図9に示す第
3モードと、図10に示す第4モードとを有する。正常
時第1モードにおいては、図7に示すようにスイッチS
1 がオンになり、2−Lf1−Swa−L1 −D2 −S1 −
D3 の閉回路に電流が流れ、昇圧用リアクトルL1 にエ
ネルギーが蓄積される。正常時第2モードにおいては、
スイッチS1 がオフになるので、図8に示す2−Lf1−
Swa−L1 −D5 −C1 の閉回路が形成され、電源2と
リアクトルL1の蓄積エネルギーの放出とによって第1
のコンデンサC1 が昇圧充電される。正常時第3及び第
4モードは、図6のt1 〜t2 に示す電源電圧Vs の負
の半サイクルの期間に生じる。正常時第3モードにおい
てスイッチS1 がオンになると図9に示すように2−D
4 −S1 −D1 −L1 −Swa−Lf1の閉回路が形成さ
れ、昇圧用リアクトルL1 に第1モードと逆向きにエネ
ルギーが蓄積される。正常時第4モードにおいてはスイ
ッチS1 がオフになり、図10に示すように2−C2 −
D6 −D1 −L1 −Swa−Lf1の閉回路が形成され、電
源2と昇圧用リアクトルL1 のエネルギーの放出とによ
って第2のコンデンサC2 の充電電流が流れ、第2のコ
ンデンサC2 が昇圧充電される。昇圧用スイッチS1 は
電流制御器25で作成されたPWMパルスで制御される
ので、電源2の電流は電源電圧Vs と実質的に同相の正
弦波となり、力率がほぼ1になる。また、第1及び第2
のコンデンサC1 、C2 の電圧Vdcがほぼ一定に制御さ
れる。
[Normal Operation Mode] The normal operation mode has a first mode shown in FIG. 7, a second mode shown in FIG. 8, a third mode shown in FIG. 9, and a fourth mode shown in FIG. In the normal first mode, as shown in FIG.
1 is turned on, and 2-Lf1-Swa-L1-D2-S1-
A current flows through the closed circuit of D3, and energy is accumulated in the boosting reactor L1. In the normal second mode,
Since the switch S1 is turned off, 2-Lf1-
A closed circuit of Swa-L1 -D5 -C1 is formed, and the first power supply 2 and the discharge of the energy stored in the reactor L1 cause the first circuit.
Of the capacitor C1 is boosted and charged. The normal third and fourth modes occur during the negative half cycle of the power supply voltage Vs shown at t1 to t2 in FIG. When the switch S1 is turned on in the normal mode in the third mode, the 2-D switch is turned on as shown in FIG.
A closed circuit of 4-S1-D1-L1-Swa-Lf1 is formed, and energy is stored in the boosting reactor L1 in a direction opposite to the first mode. In the normal mode, the switch S1 is turned off in the fourth mode, and as shown in FIG.
A closed circuit of D6 -D1 -L1 -Swa-Lf1 is formed, and the discharging current of the power supply 2 and the boosting reactor L1 causes the charging current of the second capacitor C2 to flow, whereby the second capacitor C2 is boosted and charged. . Since the boosting switch S1 is controlled by the PWM pulse generated by the current controller 25, the current of the power supply 2 becomes a sine wave substantially in phase with the power supply voltage Vs, and the power factor becomes almost 1. In addition, the first and second
The voltage Vdc of the capacitors C1 and C2 is controlled to be substantially constant.

【0026】[0026]

【停電時モード】停電検出回路18で停電が検出される
と、図6(B)(C)に示すように第1の電源切換スイ
ッチSwaはオフ、第2の電源切換スイッチSwbはオンに
なる。また、図4のスイッチCSの接点bがオンにな
る。従って、蓄電池Bが昇圧回路を介して第1及び第2
のコンデンサC1 、C2 に接続され、また電流制御器2
5にはスイッチCSの接点bを介して係数回路27の一
定係数(一定電圧値)Kが入力する。このため図5の乗
算器32の出力及び電流絶対値検出回路33の出力は平
坦な電圧信号となる。
[Power failure mode] When a power failure is detected by the power failure detection circuit 18, the first power switch Swa is turned off and the second power switch Swb is turned on, as shown in FIGS. 6B and 6C. . Further, the contact b of the switch CS in FIG. 4 is turned on. Therefore, the storage battery B is connected to the first and second batteries via the booster circuit.
Connected to the capacitors C1 and C2 of the
5, a constant coefficient (constant voltage value) K of the coefficient circuit 27 is input through the contact b of the switch CS. Therefore, the output of the multiplier 32 and the output of the current absolute value detection circuit 33 in FIG. 5 become flat voltage signals.

【0027】停電時には、図6(D)のt2 〜t3区間か
ら明らかなようにスイッチS1 がオンになる第1モード
と、スイッチS1 がオフになる第2モードとがある。停
電時第1モードにおいてはスイッチS1 オンになるの
で、図11に示すようにB−Swb−L1 −D2 −S1 の
閉回路が形成され、昇圧用リアクトルL1 にエネルギー
が蓄積される。停電時第1モードに続いて停電時第2モ
ードとなると、スイッチS1 がオフになるため図12に
示すようにB−Swb−L1 −D5 −C1 −C2 −D6 の
閉回路が形成され、蓄電池Bと昇圧用リアクトルL1 の
エネルギーの放出に基づいて第1及び第2のコンデンサ
C1 、C2 が充電され、この電圧が上昇する。停電時に
おける昇圧用スイッチS1 オン・オフは力率改善に関係
ないので、図6(D)のt2 〜t3 区間に示すようにほ
ぼ等しい幅のパルスが配列されたPWMパルスが得られ
る。
At the time of a power failure, there are a first mode in which the switch S1 is turned on and a second mode in which the switch S1 is turned off, as is apparent from the section from t2 to t3 in FIG. Since the switch S1 is turned on in the first mode at the time of the power failure, a closed circuit of B-Swb-L1-D2-S1 is formed as shown in FIG. 11, and energy is accumulated in the boosting reactor L1. In the second mode at the time of the power failure following the first mode at the time of the power failure, the switch S1 is turned off, so that a closed circuit of B-Swb-L1-D5-C1-C2-D6 is formed as shown in FIG. The first and second capacitors C1 and C2 are charged based on the release of energy from B and the boosting reactor L1, and this voltage rises. Since the on / off operation of the step-up switch S1 at the time of the power failure is not related to the improvement of the power factor, a PWM pulse in which pulses of substantially equal width are arranged as shown in the section from t2 to t3 in FIG.

【0028】上述のように停電時においても、蓄電池B
の電圧をリアクトルL1 を使用して昇圧し且つ一定直流
電圧Vdcを得るので、正常時と同様に第1及び第2のコ
ンデンサC1 、C2 に基づいて第1及び第2のインバー
タ用スイッチQ1 、Q2 を含むインバータ回路を駆動
し、負荷1に対する電力供給を継続することができる。
バックアップ用蓄電池Bの電圧は正常時の昇圧回路を兼
用して昇圧され、第1及び第2のコンデンサC1 、C2
に供給される。従って、比較的低コストの耐圧の低い蓄
電池Bを使用して比較的高い直流電圧Vdcを容易に得る
ことができる。ハーフブリッジインバータ回路を構成す
る第1及び第2のインバータ用スイッチQ1 、Q2 のオ
ン・オフは図6(F)(G)に示すような周知のPWM
パルスによって行う。
As described above, even during a power failure, the storage battery B
Is boosted using the reactor L1 and a constant DC voltage Vdc is obtained, so that the first and second inverter switches Q1, Q2 are switched on the basis of the first and second capacitors C1, C2 in the same manner as in the normal state. And the power supply to the load 1 can be continued.
The voltage of the backup storage battery B is boosted by also using the booster circuit in the normal state, and the first and second capacitors C1 and C2 are boosted.
Supplied to Therefore, a relatively high DC voltage Vdc can be easily obtained by using a relatively low-cost storage battery B having a low withstand voltage. The on / off of the first and second inverter switches Q1, Q2 constituting the half-bridge inverter circuit is determined by a well-known PWM as shown in FIGS.
Performed by pulse.

【0029】[0029]

【充電モード】電源正常時にバックアップ用蓄電池Bの
電圧を一定に保つための充電回路は、降圧チョッパ用ス
イッチS2 のオン・オフによって行う。図4の充電制御
器29は、停電検出回路18が停電を検出していないこ
とに応答して、ライン12、13で検出した蓄電池電圧
Vb を一定値に制御するための制御信号を作り、これに
よってチョッパ用スイッチS2 を図6(E)に示すよう
にオン・オフ制御する。なお、充電制御器29は、周知
の技術によって構成することが可能であり、例えば、蓄
電池電圧と基準電圧とが入力する誤差増幅器と、三角波
発生回路と、三角波発生回路の三角波と誤差増幅器の出
力とを比較するコンパレータとで形成し、コンパレータ
から得られたPWMパルスをチョッパ用スイッチS2 の
制御端子に送る。
[Charging Mode] The charging circuit for keeping the voltage of the backup storage battery B constant when the power supply is normal is performed by turning on / off the step-down chopper switch S2. In response to the power failure detection circuit 18 not detecting a power failure, the charge controller 29 of FIG. 4 generates a control signal for controlling the storage battery voltage Vb detected on the lines 12 and 13 to a constant value. Thus, the on / off control of the chopper switch S2 is performed as shown in FIG. The charge controller 29 can be configured by a known technique, for example, an error amplifier to which a storage battery voltage and a reference voltage are input, a triangular wave generating circuit, and a triangular wave of the triangular wave generating circuit and an output of the error amplifier. And the PWM pulse obtained from the comparator is sent to the control terminal of the chopper switch S2.

【0030】蓄電池Bは第1、第2及び第3モードによ
って充電される。充電時第1モード時には図13に示す
ようにチョッパ用スイッチS2 がオンになり、C1 −D
7 −S2 −L2 −B−D3 の閉回路が形成され、リアク
トルL2 を介して蓄電池Bが降圧充電される。充電時第
2モードは図14に示すように交流電圧Vs の負の半波
の期間に生じる。この第2のモ−ド時には、C1 −D7
−S2 −L2 −B−D1 −L1 −Swa−Lf1−2 の閉
回路が形成され、蓄電池Bは降圧充電される。充電時第
3モードは、図15に示すようにチョッパ用スイッチS
2 のオフ期間に生じる。この時には、充電時第1又は第
2モードでリアクトルL2 に蓄積されたエネルギーがL
2 −B−D8 の閉回路で放出され、これによる蓄電池B
の充電電流が流れる。
The storage battery B is charged in the first, second and third modes. In the first mode during charging, the chopper switch S2 is turned on as shown in FIG.
A closed circuit of 7-S2-L2-BD3 is formed, and the storage battery B is stepped down and charged via the reactor L2. The second mode during charging occurs during the period of the negative half-wave of the AC voltage Vs as shown in FIG. In the second mode, C1 -D7
A closed circuit of -S2-L2-B-D1-L1-Swa-Lf1-2 is formed, and the storage battery B is charged down. In the third mode at the time of charging, as shown in FIG.
2 occurs during the off period. At this time, the energy stored in reactor L2 in the first or second mode during charging is L
2-B-D8 is discharged in a closed circuit, and the storage battery B
Charging current flows.

【0031】以上説明したように本実施例は次の効果を
有する。 (イ) 昇圧用スイッチS1 を電源正常時における第1
及び第2のコンデンサC1 、C2 の昇圧充電に使用する
と共に停電時における蓄電池Bによる第1及び第2のコ
ンデンサC1 、C2 の昇圧充電にも使用し、更に力率改
善に使用するので、少ないスイッチによって正常時動
作、停電時動作、及び力率改善が可能になる。 (ロ) 蓄電池Bは降圧充電されるので、蓄電池Bを低
コストの低耐圧蓄電池とすることができる。 (ハ) 図1及び図2に示す従来回路の直列接続された
第1、及び第2のスイッチSa 、Sb に相当するものが
無いので、両方が同時にオン状態になって短絡回路を形
成するような問題が生じない。従って信頼性が向上す
る。
As described above, this embodiment has the following effects. (B) The boost switch S1 is set to the first
And used for boosting charging of the first and second capacitors C1 and C2 by the storage battery B in the event of a power outage, and used for boosting the power of the first and second capacitors C1 and C2 during a power outage. This enables normal operation, power failure operation, and power factor improvement. (B) Since the storage battery B is step-down charged, the storage battery B can be a low-cost low-voltage storage battery. (C) Since there is no equivalent to the first and second switches Sa and Sb connected in series in the conventional circuit shown in FIGS. 1 and 2, both are turned on at the same time to form a short circuit. Problem does not occur. Therefore, the reliability is improved.

【0032】[0032]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) スイッチS1 、S2 、Q1 、Q2 を電界効果ト
ランジスタ(FET)等の半導体スイッチとすることが
できる。 (2) スイッチSwa、Swb、CSを半導体スイッチ等
の電子スイッチに置き換えることができる。 (3) 図4及び図5に示す回路の一部又は全部をディ
ジタル回路に置き換えることができる。ディジタル回路
で図4及び図5に示す回路を構成する時にはDSP(デ
ィジタル信号プロセッサ)又はマイコン又はマイクロプ
ロセッサ等を使用する。
[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The switches S1, S2, Q1, and Q2 can be semiconductor switches such as field effect transistors (FETs). (2) The switches Swa, Swb, and CS can be replaced with electronic switches such as semiconductor switches. (3) Part or all of the circuits shown in FIGS. 4 and 5 can be replaced with digital circuits. When the circuits shown in FIGS. 4 and 5 are constituted by digital circuits, a DSP (Digital Signal Processor) or a microcomputer or a microprocessor is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の無停電電源装置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional uninterruptible power supply.

【図2】別の従来の無停電電源装置を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another conventional uninterruptible power supply.

【図3】本発明の実施例の無停電電源装置を制御回路部
を省いて示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention, omitting a control circuit unit.

【図4】図3の無停電電源装置の制御回路部を示すブロ
ック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a control circuit unit of the uninterruptible power supply of FIG. 3;

【図5】図4の一部を詳しく示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a part of FIG. 4 in detail.

【図6】図3の電源電圧と各スイッチの状態を示す波形
図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing a power supply voltage of FIG. 3 and states of respective switches.

【図7】図3の回路の正常時第1モードを示す回路図で
ある。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a normal mode first mode of the circuit of FIG. 3;

【図8】図3の回路の正常時第2モードを示す回路図で
ある。
8 is a circuit diagram showing a normal mode of the circuit of FIG. 3 in a second mode.

【図9】図3の回路の正常時第3モードを示す回路図で
ある。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a third mode in a normal state of the circuit of FIG. 3;

【図10】図3の回路の正常時第4モードを示す回路図
である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a fourth mode in a normal state of the circuit of FIG. 3;

【図11】図3の回路の停電時第1モードを示す回路図
である。
11 is a circuit diagram showing a first mode at the time of a power failure of the circuit of FIG. 3;

【図12】図3の回路の停電時第2モードを示す回路図
である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a second mode at the time of a power failure of the circuit of FIG. 3;

【図13】図3の回路の充電時第1モードを示す回路図
である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a first mode during charging of the circuit of FIG. 3;

【図14】図3の回路の充電時第2モードを示す回路図
である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a second mode at the time of charging of the circuit of FIG. 3;

【図15】図3の回路の充電時第3モードを示す回路図
である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a third mode at the time of charging of the circuit of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S1 昇圧用スイッチ C1 、C2 第1及び第2のコンデンサ L1 昇圧用リアクトル B 蓄電池 S1 Boosting switch C1, C2 First and second capacitors L1 Boosting reactor B Storage battery

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 3/155 H02J 9/06 504 H02M 7/217 H02M 7/5387 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02M 3/155 H02J 9/06 504 H02M 7/217 H02M 7/5387

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流電源の一端に接続されたリアクトル
と、 第1、第2、第3及び第4のダイオ−ドの全波整流型ブ
リッジ回路であって、前記第1及び第2のダイオ−ドの
相互接続点が前記リアクトルの出力側端子に接続され、
前記第3及び第4のダイオ−ドの相互接続点が前記交流
電源の他端に接続されたダイオ−ドブリッジ回路と、 前記ダイオ−ドブリッジ回路の前記第1及び第3のダイ
オ−ドの相互接続点と前記第2及び第4のダイオ−ドの
相互接続点との間に接続された昇圧用スイッチと、 第1及び第2のコンデンサの直列回路と、 前記リアクトルの出力側端子と前記直列回路の一端との
間に接続された第5のダイオ−ドと、 前記直列回路の他端と前記第1及び第3のダイオ−ドの
相互接続点との間に接続された第6のダイオ−ドと、 前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点と前記交流
電源の他端とを電気的に接続する手段と、 前記交流電源の電圧の周期よりも十分に短い周期で前記
昇圧用スイッチをオン・オフ制御するスイッチ制御回路
とを備えたスイッチング電源装置。
1. A full-wave rectification type bridge circuit comprising a reactor connected to one end of an AC power supply and first, second, third and fourth diodes, wherein the first and second diodes are connected to each other. An interconnect point of the negative electrode is connected to an output terminal of the reactor;
A diode bridge circuit having an interconnection point of the third and fourth diodes connected to the other end of the AC power supply; and interconnection of the first and third diodes of the diode bridge circuit. A step-up switch connected between a point and an interconnection point of the second and fourth diodes; a series circuit of first and second capacitors; an output terminal of the reactor and the series circuit And a sixth diode connected between the other end of the series circuit and the interconnection point of the first and third diodes. Means for electrically connecting an interconnection point between the first and second capacitors and the other end of the AC power supply; and the step-up switch at a cycle sufficiently shorter than the cycle of the voltage of the AC power supply. And a switch control circuit for controlling on / off of the Switching power supply.
【請求項2】 更に、前記交流電源の一端と前記リアク
トルの入力側端子との間に接続された第1の電源切換用
スイッチと、 前記第1の電源切換用スイッチと前記リアクトルとの間
にその一端が接続された第2電源切換用スイッチと、 前記第2の電源切換用スイッチの他端と前記第1及び第
3のダイオードの相互接続点との間に接続された蓄電池
と、 前記交流電源から正常に電圧が発生している時には前記
第1の電源切換用スイッチをオンに制御すると共に前記
第2の電源切換用スイッチをオフに制御し、前記交流電
源の停電時には前記第1の電源切換用スイッチをオフに
制御すると共に前記第2の電源切換用スイッチをオンに
制御する電源切換制御回路とを備えていることを特徴と
する請求項1記載のスイッチング電源装置。
2. A first power supply switch connected between one end of the AC power supply and an input terminal of the reactor, and a first power supply switch between the first power supply switch and the reactor. A second power supply switch connected at one end thereof; a storage battery connected between the other end of the second power supply switch and an interconnection point of the first and third diodes; When a voltage is normally generated from the power supply, the first power supply switch is controlled to be turned on and the second power supply switch is controlled to be turned off. When the AC power supply fails, the first power supply switch is turned off. 2. The switching power supply device according to claim 1, further comprising a power supply switching control circuit that controls a switching switch to be off and controls the second power supply switching switch to be on.
【請求項3】 更に、前記第1及び第2のコンデンサの
いずれか一方又は両方の電圧によって前記蓄電池を充電
する充電回路を有していることを特徴とする請求項2記
載のスイッチング電源装置。
3. The switching power supply device according to claim 2, further comprising a charging circuit that charges the storage battery with a voltage of one or both of the first and second capacitors.
【請求項4】 前記充電回路は、 前記第1及び第2のコンデンサの直列回路の一端に接続
されたチョッパ用スイッチと、 前記チョッパ用スイッチと前記蓄電池の前記第2の電源
切換用スイッチ側の端子との間に接続された平滑用リア
クトルと、 前記平滑用リアクトルと前記蓄電池の直列回路に対して
並列に接続された平滑用ダイオードとから成る降圧充電
回路であることを特徴とする請求項3記載のスイッチン
グ電源装置。
4. The charging circuit includes: a chopper switch connected to one end of a series circuit of the first and second capacitors; and a chopper switch and a second power supply switching switch side of the storage battery. 4. A step-down charging circuit comprising a smoothing reactor connected between terminals and a smoothing diode connected in parallel to a series circuit of the smoothing reactor and the storage battery. A switching power supply as described.
【請求項5】 更に、前記第1及び第2のコンデンサの
直列回路に対して並列に接続された第1及び第2のイン
バータ用スイッチの直列回路と、 前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点と前記第1
及び第2のインバータ用スイッチの相互接続点との間に
接続された交流出力回路とを備えていることを特徴とす
る請求項1又は2又は3又は4記載のスイッチング電源
装置。
5. A series circuit of first and second inverter switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors, and a series circuit of the first and second capacitors. Connection point and the first
5. The switching power supply device according to claim 1, further comprising: an AC output circuit connected between the power supply device and an interconnection point of the second inverter switch. 6.
【請求項6】 前記スイッチ制御回路が、 前記リアクトルを通って流れる電流を検出する電流検出
手段と、 前記交流電源の電圧を検出する電源電圧検出回路と、 前記第1及び第2のコンデンサの直列回路の電圧又はこ
の電圧に対応した値を有する前記直列接続回路の出力側
の電圧を検出する出力電圧検出手段と、 前記電源電圧検出回路から得られた基準波形電圧と前記
出力電圧検出手段から得られた電圧とを乗算する乗算手
段と、 前記電流検出手段から得られた電流検出信号と前記乗算
手段から得られた信号との差に対応する出力を得るため
の誤差信号形成手段と、 前記交流電源の電圧の周期よりも十分に短い周期で三角
波電圧を発生する三角波発生手段と、 前記誤差信号形成手段の出力と前記三角波電圧とを比較
してPWMパルスを形成し、前記昇圧用スイッチに供給
する比較手段とを備えていることを特徴とする請求項1
又は2又は3又は4又は5記載のスイッチング電源装
置。
6. A series connection of the first and second capacitors, wherein the switch control circuit detects a current flowing through the reactor, a power supply voltage detection circuit for detecting a voltage of the AC power supply, Output voltage detecting means for detecting a voltage of the circuit or a voltage on the output side of the series connection circuit having a value corresponding to this voltage; a reference waveform voltage obtained from the power supply voltage detecting circuit; Multiplying means for multiplying the obtained voltage, an error signal forming means for obtaining an output corresponding to a difference between a current detection signal obtained from the current detecting means and a signal obtained from the multiplying means, A triangular wave generating means for generating a triangular wave voltage with a cycle sufficiently shorter than a cycle of the voltage of the power supply; and comparing the output of the error signal forming means with the triangular wave voltage to form a PWM pulse. Claim 1 is characterized in that it comprises a comparison means for supplying to said boost switch
Or the switching power supply device according to 2 or 3 or 4 or 5.
【請求項7】 更に、前記交流電源に接続された入力フ
ィルタを有することを特徴とする請求項1又は2又は3
又は4又は5又は6記載のスイッチング電源装置。
7. An apparatus according to claim 1, further comprising an input filter connected to said AC power supply.
Or the switching power supply according to 4 or 5 or 6.
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