JP3497673B2 - 無停電電源装置横流電流防止回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】無停電電源装置の横流電流防
止回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３に従来の技術の一例を示す。無停電
電源装置に必要なバッテリは本事例とは直接関係無いの
で図３には前記バッテリを省略した。交流入力電源１を
受電し、前記交流入力電源１を直接負荷１９に送る直送
回路２０と、前記交流入力電源１の電圧を直流電圧に変
換する正弦波コンバータ５と、前記直流電圧を平滑する
コンデンサ６、７と、前記直流電圧を交流に再び変換す
るインバータ８と、前記直送回路２０と前記インバータ
８の出力を切り替える出力切替スイッチ３２と前記出力
切替スイッチ３２の直送回路２０側の接点と並列接続さ
れた半導体スイッチ３３と、前記交流入力電源１の電圧
を検出する入力電圧検出器１６と、前記交流入力電源１
の電圧信号を受けて前記インバータ８を制御するインバ
ータ制御器３１と、前記インバータ制御器３１の指令を
受けて前記インバータ８をドライブするインバータドラ
イバ１４と、前記正弦波コンバータ５を制御する正弦波
コンバータ制御器３０と、前記正弦波コンバータ制御器
３０の指令を受けて前記正弦波コンバータ５をドライブ
する正弦波コンバータドライバ１３と、前記出力切替ス
イッチ３２と前記半導体スイッチ３３を制御する制御器
３５と、を具備する無停電電源装置である。 【０００３】図４に従来の技術の無停電電源装置の起動
時の動作シーケンスを示す。図４（ａ）と（ｂ）に示す
ように起動スイッチ２がオフの状態からオンすると、前
記直送回路２０を通じて交流入力電源は負荷１９に直接
印加される。すなわち無停電電源装置の出力には交流入
力電源１の電圧が出力される。 【０００４】入力電圧検出器１６によって交流入力電源
１の電圧を検出して前記交流入力電源１の電圧に同期し
た信号を出力してインバータ制御器３１に入力する。交
流入力電源１の電圧信号を受けたインバータ制御器３１
はインバータドライバー１４に信号を送る。図４（ｃ）
に示すように図４（ａ）に示す起動スイッチ２がオンし
た後ソフトスタートで上昇して前記交流入力電源１の電
圧に同期した信号により、前記交流入力電源１の電圧に
同期した同周波数と制御器３５によって設定された実効
値の電圧がインバータ８に出力される。インバータ８の
出力はリアクトル９とコンデンサ１０で構成するフィル
タでノイズを除去され無停電電源装置の出力となる。図
４（ｃ）に示すインバータ８出力が設定値に達成した後
制御器３５によって半導体スイッチ３３がオンされると
同時に出力切替スイッチ３２のコイルにもオン信号を送
る。オン信号を受けた出力切替スイッチ３２は図４
（ｆ）に示すシーケンスで半導体スイッチ３３に対して
ｔ１の期間の遅れで動作を開始し、常閉の直送回路２０
側の常閉接点がインバータ８側にが切り替わる。期間ｔ
２は出力切替スイッチ３２の切り替え時の未接触期間で
ある。図４（ｆ）に示す出力切替スイッチ３２が直送回
路２０側からインバータ８側に切り替わったｔ３期間後
に半導体スイッチ３３を制御器３５の指令によってオフ
する。半導体スイッチ３３がオフした後はインバータ８
の出力が無停電電源の出力として負荷１９に印加され
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】図４に示すｔ３期間に
は出力切替スイッチ３２はインバータ８側に切り替わ
り、半導体スイッチ３３は直送回路２０側にオンしてい
る状態にある。すなわち、ｔ３期間ではインバータ８と
直送回路２０の出力が突き合わせになり、インバータ８
と直送回路２０の両出力は短絡になる。図４（ｂ）に示
すようにｔ３期間で無停電電源装置出力が同図（ｃ）に
示す電圧より高い場合には直送回路２０から半導体スイ
ッチ３３と切替スイッチ３２を通ってインバータ８側に
電流がながれる。一方、図４（ｂ）に示す電圧が同
（ｃ）に示す電圧より低い場合にはインバータ８から切
替スイッチ３２を通って半導体スイッチ３３を通過して
直送回路２０へ横流電流が流れる。 【０００６】 【課題を解決するための手段】交流入力電源を受電し、
前記交流入力電源を直接負荷に送る直送回路と、前記交
流入力電源の電圧を直流電圧に変換する正弦波コンバー
タと、前記直流電圧を平滑するコンデンサと、前記直流
電圧を交流に再び変換するインバータと、前記直送回路
と前記インバータの出力を切り替える出力切替スイッチ
と前記出力切替スイッチの常閉接点と並列接続された半
導体スイッチと、前記交流入力電源の電圧を検出する入
力電圧検出器と、前記交流入力電源の電圧の電圧信号を
受けて前記インバータを制御するインバータ制御器と、
前記インバータ制御器の指令を受けて前記インバータを
ドライブするインバータドライバと、前記正弦波コンバ
ータを制御する正弦波コンバータ制御器と、前記正弦波
コンバータ制御器の指令を受けて前記正弦波コンバータ
をドライブする正弦波コンバータドライバと、前記出力
切替スイッチと前記半導体スイッチを制御する制御器
と、を具備する無停電電源装置において、前記インバー
タドライバの指令信号を前記正弦波コンバータ制御器と
前記インバータ制御器に切り替えるスイッチを具備する
無停電電源装置横流電流防止回路である。すなわち、無
停電電源装置の起動時には前記正弦波コンバータ制御器
で前記正弦波コンバータ及び前記インバータを同時に制
御する事で前記インバータの出力には前記正弦波コンバ
ータの入力と同等の電圧を発生することができる。前記
正弦波コンバータの入力は前記交流入力電源の電圧に等
しいので前記インバータ出力にも前記交流入力電源に等
しい電圧が発生する。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１と２を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１に本発明の実施の形態のブロッ
ク回路図を示す。交流入力電源１を受電し、前記交流入
力電源１を直接負荷１９に送る直送回路２０と、前記交
流入力電源１の電圧を直流電圧に変換する正弦波コンバ
ータ５と、前記直流電圧を平滑するコンデンサ６、７
と、前記直流電圧を交流に再び変換するインバータ８
と、前記直送回路２０と前記インバータ８の出力を切り
替える出力切替スイッチ１１と、前記出力切替スイッチ
１１の常閉接点と並列接続された半導体スイッチ１２
と、前記交流入力電源１の電圧を検出する入力電圧検出
器１６と、前記交流入力電源１の電圧の電圧信号を受け
て前記インバータ８を制御するインバータ制御器１８
と、前記インバータ制御器１８の指令を受けて前記イン
バータ８をドライブするインバータドライバ１４と、前
記正弦波コンバータ５を制御する正弦波コンバータ制御
器１７と、前記正弦波コンバータ制御器１７の指令を受
けて前記正弦波コンバータ５をドライブする正弦波コン
バータドライバ１３と、前記出力切替スイッチ１１と前
記半導体スイッチ１２を制御する制御器２１と、前記イ
ンバータドライバ１４の指令信号を前記正弦波コンバー
タ制御器１７とインバータ制御器１８に切り替えるスイ
ッチ１５と、を具備する無停電電源装置横流電流防止回
路である。すなわち、無停電電源装置の起動時には前記
正弦波コンバータ制御器１７で前記正弦波コンバータ５
及び前記インバータ８を制御する事で前記インバータ８
の出力には前記正弦波コンバータ５の入力と同等の電圧
を発生することができる。 【０００８】起動スイッチ２が閉路の状態ではリアクト
ル４とコンデンサ３で構成するフィルタによる電圧降下
を無視すれば交流入力電源１の電圧は正弦波コンバータ
５の電圧に等しい。なお、スイッチ１５が正弦波コンバ
ータ制御器側になっている場合、インバータ８には正弦
波コンバータ５と同じ制御信号を正弦波コンバータ制御
器１７が入力しているのでインバータ８は正弦波コンバ
ータ５ど同じ動作をして、インバータ８の出力にはコン
バータ５の入力と同じ電圧が発生する。このインバータ
８の出力電圧はリアクトル９とコンデンサ１０で構成す
るフィルタでノイズを除去され、無停電電源装置の出力
となる。図２のｔ１からｔ３の期間では上記説明の通り
交流入力電源１の電圧は前記リアクトル９とコンデンサ
１０で構成するフィルタの電圧降下を無視すればインバ
ータ８の出力と同じになるので前記交流入力電源１の電
圧はインバータ８の出力電圧に等しい。 【０００９】図２に本発明の実施の形態についての無停
電電源装置の起動時のシーケンスを示す。図２（ａ）と
（ｂ）に示すように起動スイッチ２がオフの状態からオ
ンになると、前記直送回路２０を通じて交流入力電源１
の電圧は負荷１９に直接印加される。すなわち無停電電
源装置の出力には交流入力電源１の電圧Ｖｏ１に等しい
電圧が出力される。前記起動スイッチ２がオフからオン
になる時点では図２に示すようにスイッチ１５は正弦波
コンバータ制御器側に設定されている。図２（ａ）に示
す起動スイッチ２がオンした後に正弦波コンバータ制御
器１７の指令により正弦波コンバータドライバ１３が動
作して正弦波コンバータ１３が起動する。スイッチ１５
が正弦波コンバータ制御器１７側に設定されているので
正弦波コンバータ制御器１７の指令によりインバータド
ライバ１４が動作して前記正弦波コンバータ５の起動と
同時に図２（ｃ）に示すシーケンスのようにインバータ
８も起動する。正弦波コンバータ制御器１７で正弦波コ
ンバータドライバ１３及びインバータドライバ１４に同
時に指令を送り、正弦波コンバータ５及びインバータ８
を同じ動作をさせることで正弦波コンバータ５の入力側
とインバータ８の出力側に等しい電圧を発生する。すな
わち図２（ｃ）に示すｔ１、ｔ２、ｔ３の期間では無停
電電源装置の出力電圧Ｖｏ１はインバータ８の出力電圧
Ｖｉ１と同周波数で同電圧が発生される。 【００１０】図２（ｃ）に示すインバータ８の出力のソ
フトスタート期間ｔ０は正弦波コンバータ制御器１７で
設定され、前記ソフトスタート期間ｔ０はＶｉ１とＶｏ
１が等しくなるように十分時間をとる。Ｖｉ１と無停電
源装置の出力Ｖｏ１が等しくなった後、制御器２１の指
令により半導体スイッチ１２及び出力切替スイッチ１１
にオン信号を送る。半導体スイッチ１２は前記制御器２
１の信号によりオンし、直送回路２０と負荷１９が接続
されて、前記半導体スイッチ１２と出力切替スイッチ１
１が並列接続になり、交流入力電源１の電力を負荷１９
に供給する。出力切替スイッチ１１は半導体スイッチ１
２より図２に示すｔ１の期間分遅れて切替動作を開始
し、ｔ２の期間では出力切替スイッチ１１の接点は未接
続になり、ｔ３の期間には前記出力切替スイッチ１１の
接点はインバータ８側に切り替わる。このｔ３の期間に
はインバータ８の出力と直送回路２０が並列接続された
状態で負荷１９に電力を供給する。図２（ｄ）と（ｇ）
に示す半導体スイッチ１２のシーケンスとスイッチ１５
のシーケンスのようにｔ３期間の終わりに半導体スイッ
チ１２をオフに切り替えると同時にスイッチ１５により
インバータドライバ１４の信号を正弦波コンバータ制御
器１７側からインバータ制御器１８側に切り替える。前
記スイッチ１５をインバータ制御器１８側に切り替える
ことでインバータドライバ１４によりインバータ８はイ
ンバータ動作して負荷１９に電力を供給する。インバー
タ８が電力を負荷に供給を開始した後、図２に示すイン
バータ８の出力をソフトスタートで設定定格出力Ｖｉ２
まで変化させる。インバータ８の出力がＶｉ２まで変化
すると無停電電源装置の出力がＶｉ２に等しいＶｏ２電
圧が出力される。 【００１１】 【発明の効果】無停電電源装置の起動期間ｔ０からｔ３
には正弦波コンバータ制御器１７の指令により正弦波コ
ンバータドライバ１３とインバータドライバ１４を動作
させてそれぞれ正弦波コンバータ５とインバータ８をド
ライブすることで、出力切替スイッチ１１を直送回路２
０側からインバータ８側に切り替えた時のインバータ８
から直送回路２０または直送回路２０からインバータ８
の横流電流を防止する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態の回路図である。 【図２】本発明の実施の形態の回路のシーケンス図であ
る。 【図３】従来技術の一例の回路図である。 【図４】従来技術の一例のシーケンス図である。 【符号の説明】 １ 交流入力電源 ２ 起動スイッチ ３ 入力コンデンサ ４ 入力リアクトル ５ 正弦波コンバータ ６、７ 平滑コンデンサ ８ インバータ ９ 出力リアクトル １０ 出力コンデンサ １１、３２ 出力切替スイッチ １２、３３ 半導体スイッチ １３ 正弦波コンバータドライバ １４ インバータドライバ １５ スイッチ １６ 入力電圧検出器 １７ 正弦波コンバータ制御器 １８ インバータ制御器 １９ 負荷 ２１、３５ 制御器 ２０ 直送回路 ３０ 正弦波コンバータ制御器 ３１ インバータ制御器

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 交流入力電源を受電し、前記交流入力電
   源を直接負荷に送る直送回路と、前記交流入力電源を直
   流電圧に変換する正弦波コンバータと、前記直流電圧を
   平滑するコンデンサと、前記直流電圧を交流に再び変換
   するインバータと、前記直送回路と前記インバータの出
   力を切り替える出力切替スイッチと、前記出力切替スイ
   ッチの前記直送回路側の接点と並列接続された半導体ス
   イッチと、前記交流入力電源の電圧を検出し、前記交流
   入力電源の電圧と同期した電圧信号を出力する入力電圧
   検出器と、前記入力電源検出器の電圧信号を受けて前記
   インバータを制御するインバータ制御器と、前記インバ
   ータ制御器の指令を受けて前記インバータをドライブす
   るインバータドライバと、前記正弦波コンバータを制御
   する正弦波コンバータ制御器と、前記正弦波コンバータ
   制御器の指令を受けて前記正弦波コンバータをドライブ
   する正弦波コンバータドライバと、前記出力切替スイッ
   チと前記半導体スイッチを制御する制御器と、を具備す
   る無停電電源装置において、前記出力切替スイッチと前
   記半導体スイッチを制御する制御器の指令を受けて、前
   記出力切替スイッチが前記直送回路側から前記インバー
   タ側に切り替わった後、前記インバータドライバが受け
   る指令信号を前記正弦波コンバータ制御器からの信号か
   ら、前記インバータ制御器からの信号に切り替えるスイ
   ッチを具備することを特徴とする無停電電源装置横流電
   流防止回路。