JP3716863B2 - 無停電電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は商用交流電力を側路する回路を有し、常時は商用交流電力を整流し、その整流出力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給し、停電時には蓄電池よりの直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する常時運転インバータ給電形の無停電電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無停電電源装置としては、商用交流電力を受電中は商用交流電力を整流して一旦直流電力に変換し、その直流をインバータで再び交流電力に変換して負荷へ供給する、常時インバータ給電方式と、商用交流電力受電中は商用交流電力を側路を、通じて負荷へ直接供給し、停電時のみ蓄電池よりの直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する待機インバータ運転方式とがある。
【０００３】
常時インバータ給電方式は停電時には、蓄電池をインバータへ接続する操作だけであり、高速度に蓄電池の直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給することができるため、高速停電検出機能を必要としない。また、工場など大きな馬力のモータなど大電力負荷が存在し、その大電力負荷のオンオフにより商用交流電圧が不安定になるような地域において、その商用交流電力を電子計算機などの電源電力として供給する場合に、常時インバータ給電方式の無停電電源装置を用いて商用電源電力を供給すると、停電があっても動作させることができるのみならず、インバータを動作させて給電するため、インバータの出力電圧が一定になるような制御も行われ、従って商用交流電圧の変動が大きくても、これが抑圧され、安定した電圧の交流電力が供給され、例えば商用交流電圧が±１５％程度変動しても±３％程度の変動にすることができ、電子計算機などを安定に動作させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
常時インバータ給電方式は、上述したように停電時にも交流電力を供給でき、しかも、商用交流電圧の変動にかかわらず、常に安定な電圧で交流電圧を供給できるが、商用交流電力を整流した後インバータで交流電力に変換しているため、整流器と、インバータとでそれぞれ電力損失が生じている。整流器、インバータの何れも、非常に高い効率でもそれぞれ９０％程であり、その場合の全体の効率は、８１％（＝９０×９０）であり、常時２０％程度の電力損失が生じているという問題がある。
【０００５】
従って、オフィス街など、商用交流電圧の変動が比較的少い環境においては、まれに発生する停電に対応するために、常時インバータ給電方式の無停電電源装置を用いずに、商用交流電力受電中の電力損失の少ない待機インバータ運転方式の無停電電源装置を用いることが考えられる。しかし一般の利用者が利用する商用交流電圧をいちいち測定して、常時インバータ給電方式のものとするか、待機インバータ運転方式のものにするかの機種を決定することは実際には困難であり、待機インバータ運転方式で良い商用交流電力環境においても常時インバータ給電方式のものが用いられる傾向にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、常時運転インバータ給電モードから、待機インバータ運転モードにすることができるようにされ、また商用交流電圧が検出され、その検出商用交流電圧が設定電圧範囲内にあるか否かの判定がなされ、設定電圧範囲内にあると判定された状態が所定時間継続すると、これが検出され、請求項１の発明ではその検出出力で、常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに切替えられ、請求項２の発明では所定時間継続したことが検出されると、常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに切替えることを視覚的又は聴覚的に促する。
【０００７】
【実施例】
図１にこの発明の実施例を示す。入力端子１１は商用電源１２に接続されるものであり、この入力端子１１は整流器１３の入力側、充電器１４の入力側、側路１５の一端、制御部１６に接続され、整流器１３の出力側はインバータ１７の入力側に接続され、インバータ１７の出力側はスイッチ１８を通じて出力端子１９に接続され、側路１５の他端はスイッチ２１を通じて出力端子１９に接続される。出力端子１９は負荷２２が接続されるものである。充電器１４の出力は蓄電池２３に接続されると共にスイッチ２４を通じてインバータ１７の入力側に接続される。
【０００８】
制御部１６においては入力端子１１より商用交流電圧をトランス２５にて取込まれ、そのトランス２５の出力はＡＤ変換器２６でデジタル信号に変換されてＣＰＵ２７に取込まれる。ＣＰＵ２７はインバータ駆動回路２８を動作させ、インバータ駆動回路２８によりインバータ１７を動作させ、また整流器駆動回路２９を動作させ、整流器駆動回路２９によりアクティブ整流器１３を動作させ、更にスイッチ駆動回路３１を通じてスイッチ１８，２１，２４を各別に制御することができる。
【０００９】
つまり、商用交流電力受電中はスイッチ１８をオンとし、スイッチ２１，２４をオフとし、整流器１３、インバータ１７を動作状態とし、図２Ａの実線に示すように商用交流電力を整流器１３で整流し、その整流出力をインバータ１７で交流電力に変換して負荷２２へ供給し、また充電器１４を通じて蓄電池２３を充電する。この状態で停電になると、これが制御部１６で検出され、制御部１６はスイッチ１８，２４をオンとし、スイッチ２１をオフとし、インバータ１７を動作させ、図２Ｂに実線で示すように蓄電池２３の直流電力をインバータ１７で交流に変換して負荷２２へ供給する。つまり常時運転インバータ給電モードとして動作させることができる。
【００１０】
この発明では待機インバータ運転モードとすることができるようにされる。つまり商用交流電力を受電中はスイッチ２１をオンとし、スイッチ１８，２４をオフとし、図２Ｃに示すように商用交流電力を側路１５を通じて負荷２２へ供給すると共に充電器１４を通じて蓄電池２３を充電する。この状態で停電になると、スイッチ１８，２４をオンとし、スイッチ２１をオフとし、インバータ１７を動作状態とし、図２Ｂに実線で示すように、蓄電池２３の直流電力をインバータ１７で交流電力に変換して負荷２２へ供給する。このようなモードで動作させることができるように、制御部１６内にプログラムを設ける。
【００１１】
請求項１の発明では、この無停電電源装置の使用時に入力された商用交流電圧の状態を監視し、その電圧変動が少ないと判定されると、常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに自動的に切替えられる。
即ち図３に示すように、無停電電源装置の使用を開始すると、先ず常時運転インバータ給電モードで動作され（Ｓ1 ）、入力端子１１からの商用交流電圧をＣＰＵ２７に取込みその電圧Ｖi を検出する（Ｓ2 ）。その検出電圧Ｖi が設定電圧ＶL からＶH までの範囲（例えば規定電圧の±８％の範囲）内にあるか否かの判定がなされる（Ｓ3 ）。Ｖi が設定電圧範囲内にあると判定されるとタイマ３４が起動され（Ｓ4 ）、次にタイマ３４がタイムオーバしたかの判定がなされる（Ｓ5 ）。タイムオーバしていないとステップＳ1 に戻る。ステップＳ3 で検出電圧Ｖi が設定電圧範囲内にないと判定されるとタイマ３４がリセットされてステップＳ5 に移り（Ｓ6 ）、タイムオーバしていないからステップＳ1 に戻る。ステップＳ5 でタイムオーバすると待機インバータ運転モードに切替えられる（Ｓ7 ）。つまり商用交流電圧Ｖi が設定範囲内にある状態がタイマ３４の設定時間、例えば２４時間程度継続すると、この商用交流電力を使用している環境は商用交流電圧が比較的安定な所であると判断されて待機インバータ運転モードに自動的に切替えられる。
【００１２】
請求項２の発明によれば請求項１の発明とほぼ同様であるが、図１に示すように制御部１６に待機インバータ運転モードにすることを促す報知手段として表示灯３５が設けられ、また待機インバータ運転モード設定スイッチ３６が設けられる。図４に、図３と対応する部分に同一符号を付けて示すように、無停電電源装置の使用が開始されると、常時運転インバータ給電モードで動作し、商用交流電圧Ｖi が設定電圧範囲内である状態が所定時間継続すると、つまりステップＳ5 でタイムオーバすると、待機モード適表示灯３５が点灯され、待機インバータ運転モードに切替えることが促されてステップＳ1 に戻る（Ｓ8 ）。使用者はこの表示灯３５の点灯を見て待機インバータ運転モードの方が適切であることを知り、スイッチ３６をオンとすると、制御部１６は常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに切替える。ステップＳ6 でタイマ３４がリセットされると待機モード適表示灯３５を消灯してステップＳ5 に移る（Ｓ9 ）。
【００１３】
待機モード適表示灯３５の代りにブザーの鳴動などにより聴覚的に待機インバータ運転モードに切替えた方がよいことを使用者に報知してもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１の発明によれば、使用者の手をわずらわせることなく、商用交流電圧が比較的安定している場合は自動的に待機インバータ運転モードに切替り、無停電電源装置での電力消費を低減することができる。
請求項２の発明によれば、商用交流電圧が比較的安定していれば待機インバータ運転モードに切替えた方がよいことが自動的に報知される。
【００１５】
しかも商用交流電圧の検出、監視は、装置に内蔵されている停電検出回路の検出部を流用でき、新たに付加する部分はごくわずかで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示すブロック図。
【図２】Ａは常時運転インバータ給電モードにおける商用交流電力受電中の給電状態を示す図、Ｂは停電中の給電状態を示す図、Ｃは待機インバータ運転モードにおける商用交流電力受電中の給電状態を示す図である。
【図３】請求項１の発明の要部の動作を示す流れ図。
【図４】請求項２の発明の要部の動作を示す流れ図。
【産業上の利用分野】
この発明は商用交流電力を側路する回路を有し、常時は商用交流電力を整流し、その整流出力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給し、停電時には蓄電池よりの直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する常時運転インバータ給電形の無停電電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無停電電源装置としては、商用交流電力を受電中は商用交流電力を整流して一旦直流電力に変換し、その直流をインバータで再び交流電力に変換して負荷へ供給する、常時インバータ給電方式と、商用交流電力受電中は商用交流電力を側路を、通じて負荷へ直接供給し、停電時のみ蓄電池よりの直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する待機インバータ運転方式とがある。
【０００３】
常時インバータ給電方式は停電時には、蓄電池をインバータへ接続する操作だけであり、高速度に蓄電池の直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給することができるため、高速停電検出機能を必要としない。また、工場など大きな馬力のモータなど大電力負荷が存在し、その大電力負荷のオンオフにより商用交流電圧が不安定になるような地域において、その商用交流電力を電子計算機などの電源電力として供給する場合に、常時インバータ給電方式の無停電電源装置を用いて商用電源電力を供給すると、停電があっても動作させることができるのみならず、インバータを動作させて給電するため、インバータの出力電圧が一定になるような制御も行われ、従って商用交流電圧の変動が大きくても、これが抑圧され、安定した電圧の交流電力が供給され、例えば商用交流電圧が±１５％程度変動しても±３％程度の変動にすることができ、電子計算機などを安定に動作させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
常時インバータ給電方式は、上述したように停電時にも交流電力を供給でき、しかも、商用交流電圧の変動にかかわらず、常に安定な電圧で交流電圧を供給できるが、商用交流電力を整流した後インバータで交流電力に変換しているため、整流器と、インバータとでそれぞれ電力損失が生じている。整流器、インバータの何れも、非常に高い効率でもそれぞれ９０％程であり、その場合の全体の効率は、８１％（＝９０×９０）であり、常時２０％程度の電力損失が生じているという問題がある。
【０００５】
従って、オフィス街など、商用交流電圧の変動が比較的少い環境においては、まれに発生する停電に対応するために、常時インバータ給電方式の無停電電源装置を用いずに、商用交流電力受電中の電力損失の少ない待機インバータ運転方式の無停電電源装置を用いることが考えられる。しかし一般の利用者が利用する商用交流電圧をいちいち測定して、常時インバータ給電方式のものとするか、待機インバータ運転方式のものにするかの機種を決定することは実際には困難であり、待機インバータ運転方式で良い商用交流電力環境においても常時インバータ給電方式のものが用いられる傾向にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、常時運転インバータ給電モードから、待機インバータ運転モードにすることができるようにされ、また商用交流電圧が検出され、その検出商用交流電圧が設定電圧範囲内にあるか否かの判定がなされ、設定電圧範囲内にあると判定された状態が所定時間継続すると、これが検出され、請求項１の発明ではその検出出力で、常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに切替えられ、請求項２の発明では所定時間継続したことが検出されると、常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに切替えることを視覚的又は聴覚的に促する。
【０００７】
【実施例】
図１にこの発明の実施例を示す。入力端子１１は商用電源１２に接続されるものであり、この入力端子１１は整流器１３の入力側、充電器１４の入力側、側路１５の一端、制御部１６に接続され、整流器１３の出力側はインバータ１７の入力側に接続され、インバータ１７の出力側はスイッチ１８を通じて出力端子１９に接続され、側路１５の他端はスイッチ２１を通じて出力端子１９に接続される。出力端子１９は負荷２２が接続されるものである。充電器１４の出力は蓄電池２３に接続されると共にスイッチ２４を通じてインバータ１７の入力側に接続される。
【０００８】
制御部１６においては入力端子１１より商用交流電圧をトランス２５にて取込まれ、そのトランス２５の出力はＡＤ変換器２６でデジタル信号に変換されてＣＰＵ２７に取込まれる。ＣＰＵ２７はインバータ駆動回路２８を動作させ、インバータ駆動回路２８によりインバータ１７を動作させ、また整流器駆動回路２９を動作させ、整流器駆動回路２９によりアクティブ整流器１３を動作させ、更にスイッチ駆動回路３１を通じてスイッチ１８，２１，２４を各別に制御することができる。
【０００９】
つまり、商用交流電力受電中はスイッチ１８をオンとし、スイッチ２１，２４をオフとし、整流器１３、インバータ１７を動作状態とし、図２Ａの実線に示すように商用交流電力を整流器１３で整流し、その整流出力をインバータ１７で交流電力に変換して負荷２２へ供給し、また充電器１４を通じて蓄電池２３を充電する。この状態で停電になると、これが制御部１６で検出され、制御部１６はスイッチ１８，２４をオンとし、スイッチ２１をオフとし、インバータ１７を動作させ、図２Ｂに実線で示すように蓄電池２３の直流電力をインバータ１７で交流に変換して負荷２２へ供給する。つまり常時運転インバータ給電モードとして動作させることができる。
【００１０】
この発明では待機インバータ運転モードとすることができるようにされる。つまり商用交流電力を受電中はスイッチ２１をオンとし、スイッチ１８，２４をオフとし、図２Ｃに示すように商用交流電力を側路１５を通じて負荷２２へ供給すると共に充電器１４を通じて蓄電池２３を充電する。この状態で停電になると、スイッチ１８，２４をオンとし、スイッチ２１をオフとし、インバータ１７を動作状態とし、図２Ｂに実線で示すように、蓄電池２３の直流電力をインバータ１７で交流電力に変換して負荷２２へ供給する。このようなモードで動作させることができるように、制御部１６内にプログラムを設ける。
【００１１】
請求項１の発明では、この無停電電源装置の使用時に入力された商用交流電圧の状態を監視し、その電圧変動が少ないと判定されると、常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに自動的に切替えられる。
即ち図３に示すように、無停電電源装置の使用を開始すると、先ず常時運転インバータ給電モードで動作され（Ｓ1 ）、入力端子１１からの商用交流電圧をＣＰＵ２７に取込みその電圧Ｖi を検出する（Ｓ2 ）。その検出電圧Ｖi が設定電圧ＶL からＶH までの範囲（例えば規定電圧の±８％の範囲）内にあるか否かの判定がなされる（Ｓ3 ）。Ｖi が設定電圧範囲内にあると判定されるとタイマ３４が起動され（Ｓ4 ）、次にタイマ３４がタイムオーバしたかの判定がなされる（Ｓ5 ）。タイムオーバしていないとステップＳ1 に戻る。ステップＳ3 で検出電圧Ｖi が設定電圧範囲内にないと判定されるとタイマ３４がリセットされてステップＳ5 に移り（Ｓ6 ）、タイムオーバしていないからステップＳ1 に戻る。ステップＳ5 でタイムオーバすると待機インバータ運転モードに切替えられる（Ｓ7 ）。つまり商用交流電圧Ｖi が設定範囲内にある状態がタイマ３４の設定時間、例えば２４時間程度継続すると、この商用交流電力を使用している環境は商用交流電圧が比較的安定な所であると判断されて待機インバータ運転モードに自動的に切替えられる。
【００１２】
請求項２の発明によれば請求項１の発明とほぼ同様であるが、図１に示すように制御部１６に待機インバータ運転モードにすることを促す報知手段として表示灯３５が設けられ、また待機インバータ運転モード設定スイッチ３６が設けられる。図４に、図３と対応する部分に同一符号を付けて示すように、無停電電源装置の使用が開始されると、常時運転インバータ給電モードで動作し、商用交流電圧Ｖi が設定電圧範囲内である状態が所定時間継続すると、つまりステップＳ5 でタイムオーバすると、待機モード適表示灯３５が点灯され、待機インバータ運転モードに切替えることが促されてステップＳ1 に戻る（Ｓ8 ）。使用者はこの表示灯３５の点灯を見て待機インバータ運転モードの方が適切であることを知り、スイッチ３６をオンとすると、制御部１６は常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに切替える。ステップＳ6 でタイマ３４がリセットされると待機モード適表示灯３５を消灯してステップＳ5 に移る（Ｓ9 ）。
【００１３】
待機モード適表示灯３５の代りにブザーの鳴動などにより聴覚的に待機インバータ運転モードに切替えた方がよいことを使用者に報知してもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１の発明によれば、使用者の手をわずらわせることなく、商用交流電圧が比較的安定している場合は自動的に待機インバータ運転モードに切替り、無停電電源装置での電力消費を低減することができる。
請求項２の発明によれば、商用交流電圧が比較的安定していれば待機インバータ運転モードに切替えた方がよいことが自動的に報知される。
【００１５】
しかも商用交流電圧の検出、監視は、装置に内蔵されている停電検出回路の検出部を流用でき、新たに付加する部分はごくわずかで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示すブロック図。
【図２】Ａは常時運転インバータ給電モードにおける商用交流電力受電中の給電状態を示す図、Ｂは停電中の給電状態を示す図、Ｃは待機インバータ運転モードにおける商用交流電力受電中の給電状態を示す図である。
【図３】請求項１の発明の要部の動作を示す流れ図。
【図４】請求項２の発明の要部の動作を示す流れ図。
Claims (2)
- 商用交流電力を受電中は商用交流電力を整流した直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給し、停電になると蓄電池の直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する常時運転インバータ給電モードにする手段と、
商用交流電力を受電中は側路を通じて商用交流電力を負荷へ供給し、停電になると蓄電池の直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する待機インバータ運転モードにする手段と、
商用交流電圧を検出する手段と、
その検出した商用交流電圧が設定電圧範囲内にあるか否かを判定する手段と、
上記設定電圧範囲内にあると判定された状態が所定時間継続すると、これを検出する手段と、
その検出出力により常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに切替える手段と、
を設けたことを特徴とする無停電電源装置。 - 商用交流電力を受電中は商用交流電力を整流した直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給し、停電になると蓄電池の直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する常時運転インバータ給電モードにする手段と、
商用交流電力を受電中は側路を通じて商用交流電力を負荷へ供給し、停電になると蓄電池の直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する待機インバータ運転モードにする手段と、
商用交流電圧を検出する手段と、
その検出した商用交流電圧が設定電圧範囲内にあるか否かを判定する手段と、
上記設定電圧範囲内にあると判定された状態が所定時間継続すると、これを検出する手段と、
その検出出力により、常時運転インバータ給電モードから待機インバータ運転モードに切替えることを促する手段と、
を設けた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 |
|---|---|---|---|
| JP14478093A JP3716863B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14478093A JP3716863B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 無停電電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077872A JPH077872A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3716863B2 true JP3716863B2 (ja) | 2005-11-16 |
Family
ID=15370269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14478093A Expired - Fee Related JP3716863B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3716863B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| KR20010001587A (ko) * | 1999-06-07 | 2001-01-05 | 유완식 | 비상전원 공급장치 |
| JP6167350B2 (ja) * | 2012-01-27 | 2017-07-26 | エリーパワー株式会社 | 電源装置、電源装置の制御方法およびプログラム |
| CN103701200A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-02 | 施耐德万高（天津）电气设备有限公司 | 一种自动转换开关电器的电源选择模块 |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP14478093A patent/JP3716863B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH077872A (ja) | 1995-01-10 |
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