JP3885230B2

JP3885230B2 - 電力変換装置

Info

Publication number: JP3885230B2
Application number: JP2002224029A
Authority: JP
Inventors: 康夫長澤
Original assignee: デンセイ・ラムダ株式会社
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP2004064979A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、様々な給電体系や停電バックアップに対応した電力変換装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、交流入力電圧を所望の直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換装置や、直流入力電圧を所望の直流電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータは、スイッチング電源装置として市場に普及し、直流入力電圧を所望の交流電圧に変換して出力するＤＣ／ＡＣ変換装置は、インバータとして市場に普及し、さらに交流入力電圧を所望の交流電圧に変換して出力するＡＣ／ＡＣ変換装置にバッテリーを付加して、交流入力電圧の停電時に直流出力電圧のバックアップを行うものは、無停電電源装置（ＵＰＳ）として市場に普及し、それぞれが分類されていた。そしてユーザは、用途別にこれらの装置の何れかを選択して使いこなしてきた。
【０００３】
一方、電力の自由化に伴って、自家発電が可能な新たな給電体系に変化しつつある。その結果、従来からの送電線による交流給電以外に、直流給電としての需要も高まっており、給電体系に依存しない交流および直流の何れにも対応できる電力変換装置が必要になっている。しかし現状では、出力する給電体系の違いに応じて、全く異なる製品カテゴリであるスイッチング電源装置，インバータ，無停電電源装置のいずれかを用意しなければならず、ユーザのニーズに適した電力変換装置を提供することができなかった。
【０００４】
そうした現状を、より具体的に説明する。図４および図５は、従来の停電バックアップ機能を有する電力変換装置の構成をブロック図として示したものである。図４は、ユーザが使用する装置（以下、単にユーザ装置という）１１１が交流入力機器である場合、図５は、ユーザ装置１１２が例えば直流４８Ｖを入力とする通信交換機などの直流入力機器である場合の構成図である。
【０００５】
図４において、ユーザ装置１１１は例えば交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部１２１と、直流電圧を所望の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換部１２２からなるスイッチング電源装置１３１の出力端子に、直流動作の負荷となる電子回路１３２を接続して構成される。またこの場合は、ユーザ装置１１１に所望の交流電圧を供給する電力変換装置として、無停電電源装置１０１が用いられる。この無停電電源装置１０１は、入力端子１０２からの交流入力電圧を直流電圧に変換してバッテリ１０５を充電させる充電器としてのＡＣ／ＤＣ変換部１０３と、バッテリ１０５からの直流電圧を交流電圧に変換して出力するＤＣ／ＡＣ変換部１０４と、切換手段であるスイッチ１０６とを備え、入力端子１０２からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであれば、スイッチ１０６の接点を入力端子１０２側に切換えて、交流入力電圧をそのままユーザ装置１１１に供給すると共に、ＡＣ／ＤＣ変換部１０３を介してバッテリ１０５を充電する。一方、交流入力電圧が例えば停電などで所定の電圧レベルを下回ると、スイッチ１０６の接点をＤＣ／ＡＣ変換部１０４側に切換え、バッテリ１０５からの直流電圧をＤＣ／ＡＣ変換部１０４にて変換した交流電圧を、ユーザ装置１１１に供給するようになっている。
【０００６】
これに対して図５におけるユーザ装置１１２は、負荷が同様に直流動作の電子回路１３２である場合、電子回路１３２とＤＣ／ＤＣ変換部１２２とにより構成される。またこの場合は、ユーザ装置１１２に所望の交流電圧を供給する電力変換装置として、バッテリ１０５を外付けした一乃至複数のスイッチング装置１４１が用いられる。各スイッチング電源装置１４１は、入力端子１０２からの交流入力電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部１４２と、このＡＣ／ＤＣ変換部１４２からの直流電圧を所望の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換部１４３とを備えて構成される。そして、入力端子１０２からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであれば、ＤＣ／ＤＣ変換部１４３からの直流電圧をユーザ装置１１２に供給すると共に、この直流電圧を利用してバッテリ１０５を充電する。一方、交流入力電圧が例えば停電などで低下し、ＤＣ／ＤＣ変換部１４３からの直流電圧がバッテリ１０５の充電電圧を下回ると、バッテリ１０５からの直流電圧がユーザ装置１１２に供給される。
【０００７】
図４および図５の構成図から明らかなように、交流給電の電力変換装置は、電子回路１３２に至るまでの電力変換部が直流給電の電力変換装置よりも多く、その分だけ変換効率が悪い。したがって、省エネルギーの観点からすれば、直流給電の電力変換装置の方が有利であり、そのため交流給電から直流給電の電力変換装置への移行が進みつつある。しかし前述のように、交流給電と直流給電の両方に対応した電力変換装置は存在せず、直流給電体系に依存しないフレキシブルな電力変換装置が要求されていた。
【０００８】
本発明は、上記の課題に着目して成されたものであって、その目的は、ユーザのニーズに適した電力変換機能を、共通する装置により提供できる電力変換装置を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の電力変換装置では、給電体系が直流および交流のいずれであっても、それに見合う電力変換モジュールを任意に選択して装置本体のモジュール装着部に組み込んでおけば、用途別にわざわざ装置を用意しなくても、単独の装置本体から所望の電圧を一乃至複数取り出すことが可能となる。
【００１０】
本発明の請求項２の電力変換装置では、バッテリモジュールを装置本体に組み込んでおけば、停電時においてもバッテリの容量が許す限り、電力変換モジュールから所望の電圧を出力させ続けることができる。また容量の異なる複数のバッテリモジュールを用意し、その中から所望のバッテリモジュールを選択させるようにすれば、バックアップ時間を任意に設定できる。
【００１１】
本発明の請求項３の電力変換装置では、バッテリモジュールを電力変換モジュールのどの回路に接続するかが、電力変換モジュールを構成する各モジュールに応じて任意に設定できるようになる。したがって、各モジュールの特性に応じた好ましいバッテリモジュールの接続が実現できる。
【００１２】
本発明の請求項４の電力変換装置では、例えば、ＡＣ／ＡＣモジュールやＤＣ／ＡＣモジュールのような出力が交流である場合は、バッテリモジュールからの直流電圧を交流に変換する必要があることから、一次側の交流入力電圧を整流する整流回路や、高調波規制対策用の昇圧コンバータの後にバッテリモジュールを接続するのが好ましい。一方、ＡＣ／ＤＣモジュールやＤＣ／ＤＣモジュールのような出力が直流である場合は、同様にバッテリモジュールを一次側に接続することができるが、そうするとモジュール内の電力変換部の損失があって効率の低下を招くため、二次側の直流出力部にバッテリモジュールを接続するのが好ましい。
【００１３】
このように、選択した電力変換モジュールによって、バッテリモジュールを電力変換モジュールの一次側または二次側のいずれかに接続できるようにすれば、効率の低下を招くことなく好ましいバッテリモジュールの接続が実現できる。
【００１４】
本発明の請求項５の電力変換装置では、バッテリモジュールを直列接続して装置本体に組み込めるので、接続数に応じてバッテリ電圧を任意に設定できる。特に、ＡＣ／ＡＣモジュールやＤＣ／ＡＣモジュールのような出力が交流である場合は、一次側の交流入力電圧を整流する整流回路や、高調波規制対策用の昇圧コンバータの後にバッテリモジュールが接続され、バッテリ電圧が高電圧となるため、複数のバッテリモジュールを直列に積み上げて対応するのに都合がよい。
【００１５】
本発明の請求項６の電力変換装置では、バッテリモジュールを直列接続して装置本体に組み込めるので、特に、ＡＣ／ＤＣモジュールやＤＣ／ＤＣモジュールのような出力が直流である場合は、二次側の直流出力部にバッテリモジュールを接続するのが好ましいが、バッテリモジュールの容量を増やすために、複数のバッテリモジュールを並列接続して対応するのに都合がよい。
【００１６】
本発明の請求項７の電力変換装置では、バッテリモジュールとして鉛電池，ニッケル水素電池，リチウムイオン電池などの二次電池の他に、燃料電池や太陽電池を利用することができる。
【００１７】
本発明の請求項８の電力変換装置では、制御モジュールを付加することで、装置本体に組み込んだ電力変換モジュールの監視制御を行なうことができる。なお制御モジュールは装置本体の外部システムとして設けてもよく、その場合は例えは制御モジュールのソフトウェアによりネットワーク上で電力変換モジュールの制御を行なってもよい。
【００１８】
本発明の請求項９の電力変換装置では、電力変換モジュールを構成する各モジュールを複数個並列接続できるため、電力容量の増減に対応することができる。また信頼性を高める場合は、モジュールを余分に並列接続すれば、モジュールの冗長運転が可能になる。
【００１９】
【発明の実施形態】
以下、本発明における好ましい実施態様について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、前記図４および図５と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため省略する。
【００２０】
図１は、装置の全体構成を示すもので、ここでは前述のように、交流入力機器のユーザ装置１１１と、直流入力機器のユーザ装置１１２への給電を行なうことを考慮している。これらのユーザ装置１１１，１１２に対し、本実施例では共通する電力変換装置から給電を行なうように構成している。
【００２１】
本実施例における電力変換装置は、図２に示すような複数のモジュールユニット２１を、ユーザの必要に応じて一乃至複数個選択し、その選択したモジュールユニット２１を、共通する一つの装置本体１のモジュール装着部２に組み込んで構成される。電力変換装置の筐体である装置本体１内には、後述する各モジュール３１〜３４，３６，３７間を接続するための配電モジュール（図示せず）が設けられる。ここで予め用意されるモジュールユニット２１は、交流電圧を入力し直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣモジュール３１，直流電圧を入力し交流電圧を出力するＤＣ／ＡＣモジュール３２，交流電圧を入力し交流電圧を出力するＡＣ／ＡＣモジュール３３，および直流電圧を入力し直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣモジュール３４からなる電力変換モジュール３５と、電力変換モジュール３５に対して瞬時停電を含めた停電バックアップ機能を持たせるためのバッテリモジュール３６と、電力変換モジュールを監視制御する制御モジュールとしてのコントロールモジュール３７とにより構成される。そして各モジュール３１〜３７は、いずれも独立したパッケージとして、それぞれ単独に用意されている。
【００２２】
モジュールユニット２１の中で、電力変換モジュール３５を構成する少なくとも一つのモジュール３１〜３４は、装置本体１のモジュール装着部２に装着しなければならないが、それを除けば、モジュールユニット２１を構成する各モジュール３１〜３４，３６，３７を任意に選択して、モジュール装着部２に組み込むことができる。
【００２３】
また、各モジュール３１〜３４，３６，３７は、仕様の異なる複数種類のものを予め用意してもよい。例えば、電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４は、入力電力（電圧および電流）や出力電力の異なる種類のものを用意する。またバッテリモジュール３６に関しても、バックアップ源となるバッテリ３８の容量が違うものを何種類か用意する。さらに、ここでのコントロールモジュール３７は、電力変換モジュール３５の給電情報や、各部の電圧監視情報や、バッテリ３８の電圧（バッテリ電圧）の診断や、これらの電圧の異常時にアラーム出力を行なう入出力アラームなどの機能を備えているが、これらの機能を全て若しくは一部備えた複数種のコントロールモジュール３７を用意してもよい。
【００２４】
図１は、２つの入力系統である交流入力電圧および直流入力電圧から、２つの給電系統である直流出力電圧と交流電圧を取り出すと共に、各給電系統に対して停電バックアップ機能を持たせた装置の構成を示している。ちなみに、これは一例に過ぎず、ユーザの要求に基づき組み込まれるモジュールユニット２１も適宜変更される。
【００２５】
図１では、ユーザ装置１１２に所望の直流電圧を供給するために、入力端子５１からの交流入力電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣモジュール３１と、このＡＣ／ＤＣモジュール３１からの直流電圧を所望の直流電圧に変換して給電するＤＣ／ＤＣモジュール３４がそれぞれ組み込まれる。このＡＣ／ＤＣモジュール３１とＤＣ／ＤＣモジュール３４との組み合わせは、いわゆるスイッチング電源装置６１の機能として設けられる。図１に示すように、ユーザ装置１１２の消費電力に見合うスイッチング電源装置６１の構成を、複数並列に接続してもよい。こうすれば、給電する直流電圧は一定であるが、スイッチング電源装置６１の数に応じて給電容量を増減させることができる。
【００２６】
また、スイッチング電源装置６１の出力側すなわちＤＣ／ＤＣモジュール３４の二次側には、前記バッテリモジュール３６が接続される。そして、入力端子５１からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであって、ＤＣ／ＤＣモジュール３４の直流出力電圧が、その出力側に接続するバッテリモジュール３６のバッテリ電圧よりも高ければ、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からの直流出力電圧をユーザ装置１１２に供給すると共に、この直流出力電圧を利用してバッテリーモジュール３６のバッテリ３８を充電する。一方、交流入力電圧が例えば停電などで低下し、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からの直流出力電圧がバッテリモジュール３６のバッテリ電圧を下回ると、バッテリ３８からの直流電圧がユーザ装置１１２に供給される。
【００２７】
これとは別のユーザ装置１１２への給電部として、入力端子５２からの直流入力電圧を所望の直流電圧に変換して給電する単独のＤＣ／ＤＣモジュール３４を組み込んでもよい。このＤＣ／ＤＣモジュール３４の一次側にはバッテリモジュール３６が接続され、入力端子５２からの直流入力電圧がバッテリモジュール３６のバッテリ電圧よりも高ければ、この直流入力電圧によりバッテリモジュール３６のバッテリ３８を充電すると共に、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からユーザ装置１１２に所望の直流電圧を供給する。一方、停電などが原因で、入力端子５２からの直流入力電圧がバッテリ電圧よりも低くなると、今度はバッテリ３８からの直流電圧がＤＣ／ＤＣモジュール３４に印加され、バッテリ３８の容量が許す限り、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からユーザ装置１１２に所望の直流電圧が供給される。
【００２８】
これとは別に、ユーザ装置１１１に所望の交流電圧を供給するために、入力端子５１からの交流入力電圧を直流電圧に変換する充電器としてのＡＣ／ＤＣモジュール３１と、このＡＣ／ＤＣモジュール３１からの直流電圧を充電するバッテリ３８を備えたバッテリモジュール３６と、ＡＣ／ＤＣモジュール３１若しくはバッテリモジュール３６からの直流電圧を交流電圧に変換して出力するＤＣ／ＡＣモジュール３２がそれぞれ組み込まれる。このＡＣ／ＤＣモジュール３１と、バッテリモジュール３６と、ＤＣ／ＡＣモジュール３２は、いわゆる無停電電源装置（ＵＰＳ）７１の機能として設けられる。図１では単独の無停電電源装置７１が組み込まれているが、ユーザ装置１１１の消費電力に見合う数の無停電電源装置７１を、複数並列に接続してもよい。
【００２９】
そして、入力端子５１からの交流入力電圧が通常の電圧レベルであって、ＡＣ／ＤＣモジュール３１の直流出力電圧が、その出力側に接続するバッテリモジュール３６のバッテリ電圧よりも高ければ、この直流出力電圧を利用してバッテリーモジュール３６のバッテリ３８を充電すると共に、ＡＣ／ＤＣモジュール３１の直流出力電圧をＤＣ／ＡＣモジュール３２に印加して、ユーザ装置１１２に所望の交流電圧を供給する。一方、交流入力電圧が例えば停電などで低下し、ＤＣ／ＤＣモジュール３４からの直流出力電圧がバッテリモジュール３６のバッテリ電圧を下回ると、バッテリ３８からの直流電圧がＤＣ／ＡＣモジュール３２に印加され、ここで変換した交流電圧がユーザ装置１１２に供給される。
【００３０】
これとは別のユーザ装置１１１への給電部として、入力端子５２からの直流入力電圧を所望の交流電圧に変換して給電する単独のＤＣ／ＡＣモジュール３２を組み込んでもよい。このＤＣ／ＡＣモジュール３２は、インバータ８１としての機能を有するもので、ＤＣ／ＤＣモジュール３４ＤＣ／ＡＣモジュール３２の一次側には、前記ＤＣ／ＤＣモジュール３４と共通のバッテリモジュール３６が接続される。このように、バッテリモジュール３６は、異なる種類のモジュール３１〜３４に共通して、モジュール３１〜３４の一次側若しくは二次側に接続してもよい。
【００３１】
そして、入力端子５２からの直流入力電圧がバッテリモジュール３６のバッテリ電圧よりも高ければ、この直流入力電圧によりバッテリモジュール３６のバッテリ３８を充電すると共に、ＤＣ／ＡＣモジュール３２からユーザ装置１１１に所望の交流電圧が供給される。一方、停電などが原因で、入力端子５２からの直流入力電圧がバッテリ電圧よりも低くなると、今度はバッテリモジュール３６からの直流電圧がＤＣ／ＡＣモジュール３２に印加され、バッテリ３８の容量が許す限り、ＤＣ／ＡＣモジュール３２からユーザ装置１１１に所望の交流電圧が供給される。
【００３２】
図３は、モジュールユニット２１の機能を基に再構築した装置の概略構成図である。ここでは、ＡＣ／ＤＣモジュール３１，ＤＣ／ＡＣモジュール３２，ＡＣ／ＡＣモジュール３３，およびＤＣ／ＤＣモジュール３４のそれぞれが１個ずつ選択され、装置本体１のモジュール装着部２に組み込まれている。またモジュール装着部２には、他にバッテリモジュール３６がモジュール３１〜３４に共通して接続されると共に、バッテリモジュール３６を含む各モジュール３１〜３４，３６を監視制御するコントロールモジュール３７が組み込まれている。
【００３３】
前記バッテリモジュール３６は、モジュール装着部２に組み込まれる電力変換モジュール３５の種類によって、自由に接続点を設定できるようにする。そのために、例えば電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４の一次側と二次側に、それぞれバッテリモジュール３６との接続部を設けるのが好ましい。さもなければ、装置本体１内の例えば入力端子５１，５２などに、バッテリモジュール３６との接続部を設けてもよい。接続部は、例えばピンとソケットとの結合や、端子台を介したねじ止め接続など、種々の接続形態を採用できる。さらにバッテリモジュール３６をモジュール装着部２に複数並列接続し増設することで、バックアップ時間を任意に設定できるようにするのが好ましい。
【００３４】
以上のように本実施例によれば、交流電圧を入力し交流電圧を出力するＡＣ／ＡＣモジュール３３と、交流電圧を入力し直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣモジュール３１と、直流電圧を入力し交流電圧を出力するＤＣ／ＡＣモジュール３２と、直流電圧を入力し直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣモジュール３４とからなる電力変換モジュール３５を備え、この電力変換モジュール３５を構成する各々のモジュール３１〜３４を任意に選択し組み込み可能とするモジュール装着部２を装置本体１に設け、当該モジュール装着部２に組み込まれた電力変換モジュール３５を構成する各々のモジュール３１〜３４の機能に応じて、ユーザ装置１１１，１１２へ直流電圧と交流電圧とを選択的に供給するよう構成している。
【００３５】
このようにすれば、ユーザ装置１１１，１２２に供給しようとする給電体系が直流および交流のいずれであっても、それに見合う電力変換モジュール３５を任意に選択して装置本体１のモジュール装着部２に組み込んでおけば、用途別にわざわざ装置を用意しなくても、単独の装置本体１からユーザ装置１１１，１２２に対して所望の電圧を一乃至複数取り出すことが可能となる。したがって、ユーザのニーズに適した電力変換機能を、共通する装置本体１から提供できる。
【００３６】
また本実施例では、電力変換モジュール３５の停電バックアップを行なうバッテリモジュール３６を備え、このバッテリモジュール３６も装置本体１に組み込み可能に設けられている。
【００３７】
この場合、バッテリモジュール３６を装置本体１に組み込んでおけば、停電時においてもバッテリ３８の容量が許す限り、電力変換モジュール３５から所望の電圧を出力させ続けることができる。また容量の異なる複数のバッテリモジュール３６を用意し、その中から所望のバッテリモジュール３６を選択させるようにすれば、バックアップ時間を任意に設定できる。さらに、本実施例ではバックアップモジュール１も電力変換モジュール３５と同様にモジュール装着部２に装着できるようになっており、電力変換モジュール３５との形状の統一化を図ることができる。
【００３８】
また本実施例では、電力変換モジュール３５に対するバッテリモジュール３６の接続を任意に設定できる接続部を備えている。
【００３９】
このようにすると、バッテリモジュール３６を電力変換モジュール３５のどの回路に接続するかが、装置本体１に組み込まれた電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４に応じて任意に設定できるようになる。したがって、各モジュール３１〜３４の特性に応じた好ましいバッテリモジュール３６の接続が実現できる。
【００４０】
特にこの場合は、接続部を電力変換モジュール３５の各モジュール３１〜３４の一次側と二次側にそれぞれ設けるのが好ましい。
【００４１】
例えば、ＡＣ／ＡＣモジュール３３やＤＣ／ＡＣモジュール３２のような出力が交流である場合は、バッテリモジュール３６からの直流電圧を交流に変換する必要があることから、モジュール３２，３３内のトランスにより絶縁された一次側の例えば交流入力電圧を整流する整流回路や、高調波規制対策用の昇圧コンバータの後に、バッテリモジュール３６を接続するのが好ましい。一方、ＡＣ／ＤＣモジュール３１やＤＣ／ＤＣモジュール３４のような出力が直流である場合は、同様にバッテリモジュール３６を一次側に接続することができるが、そうするとモジュール３１，３４内の電力変換部の損失があって効率の低下を招くため、二次側の直流出力部にバッテリモジュール３６を接続するのが好ましい。
【００４２】
このように、直流および交流のいずれにも柔軟に対応して給電できる本装置においては、バッテリモジュール３６が電力変換モジュール３５の一次側にも二次側にも任意にできるようにすることが必要不可欠である。
【００４３】
その点、本実施例では、選択した電力変換モジュール３５によって、バッテリモジュール３６を電力変換モジュール３５の一次側または二次側のいずれかに接続できるようにすれば、効率の低下を招くことなく好ましいバッテリモジュール３６の接続が実現できる。
【００４４】
また本実施例におけるバッテリモジュール３６は、装置本体１に直列接続可能に組み込めることを特徴としている。
【００４５】
この場合、バッテリモジュール３６を直列接続して装置本体１に組み込めるので、接続数に応じてバッテリ電圧を任意に設定できる。特に、ＡＣ／ＡＣモジュール３３やＤＣ／ＡＣモジュール３７のような出力が交流である場合は、モジュール３２，３３内の一次側の交流入力電圧を整流する整流回路や、高調波規制対策用の昇圧コンバータの後にバッテリモジュール３６が接続され、バッテリ電圧が高電圧（例えばＡＣ１００Ｖの商用交流電圧が入力される場合は、約２００〜４００Ｖになる）となるため、複数のバッテリモジュール３６を直列に積み上げて対応するのに都合がよい。
【００４６】
さらに、バッテリモジュール３６が装置本体１に並列接続可能に組み込めるようにしてもよい。
【００４７】
この場合、バッテリモジュール３６を直列接続して装置本体１に組み込めるので、接続数に応じてバッテリ３８のバックアップ時間を任意に設定できる。特に、ＡＣ／ＤＣモジュール３１やＤＣ／ＤＣモジュール３４のような出力が直流である場合は、二次側の直流出力部にバッテリモジュール３６を接続するのが好ましいが、バッテリモジュール３６の容量を増やすために、複数のバッテリモジュール３６を並列接続して対応するのに都合がよい。
【００４８】
なお、バッテリモジュール３６は二次電池，燃料電池，太陽電池のいずれにも適用できるのが好ましい。こうすれば、バッテリモジュール３６として鉛電池，ニッケル水素電池，リチウムイオン電池などの二次電池の他に、燃料電池や太陽電池を利用することができる。
【００４９】
また本実施例では、電力変換モジュール３５やバッテリモジュール３６を監視制御する制御モジュールとしてのコントロールモジュール３７を備えている。
【００５０】
このようにコントロールモジュール３７を付加することで、装置本体１に組み込んだ電力変換モジュール３５やバッテリモジュール３６の監視制御を行なうことができる。なおコントロールモジュール３７は装置本体１の外部システムとして設けてもよく、その場合は例えはコントロールモジュール３７のソフトウェアによりネットワーク上で電力変換モジュール３５やバッテリモジュール３６の制御を行なってもよい。
【００５１】
さらに本実施例では、電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４が、装置本体１に並列接続可能に組み込めるようになっている。
【００５２】
この場合、電力変換モジュール３５を構成する各モジュール３１〜３４を、装置本体１のモジュール装着部２にて複数個並列接続できるため、電力容量の増減に対応することができる。また信頼性を高める場合は、モジュール３１〜３４を余分に並列接続すれば、このモジュール３１〜３４の冗長運転が可能になる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の請求項１の電力変換装置は、ユーザのニーズに適した電力変換機能を、共通する装置すなわち装置本体から提供できる。
【００５５】
本発明の請求項２の電力変換装置は、停電時においても所望の電圧を出力させ続けることができる。
【００５６】
本発明の請求項３の電力変換装置は、電力変換モジュールを構成する各モジュールの特性に応じた好ましいバッテリモジュールの接続が実現できる。
【００５７】
本発明の請求項４の電力変換装置は、効率の低下を招くことなく好ましいバッテリモジュールの接続が実現できる。
【００５８】
本発明の請求項５の電力変換装置は、バッテリモジュールの接続数に応じてバッテリ電圧を任意に設定できるとともに、とりわけバッテリ電圧が高電圧となる場合に都合よく対応できる。
【００５９】
本発明の請求項６の電力変換装置は、バッテリモジュールの接続数に応じてバッテリのバックアップ時間を任意に設定できると共に、バッテリ容量を増やすのに都合よく対応できる。
【００６０】
本発明の請求項７の電力変換装置は、バッテリモジュールとして二次電池の他に、燃料電池や太陽電池を利用することができる。
【００６１】
本発明の請求項８の電力変換装置は、装置本体に組み込んだ電力変換モジュールの監視制御を行なうことができる。
【００６２】
本発明の請求項９の電力変換装置は、電力容量の増減に対応することができると共に、電力変換モジュールの冗長運転にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す電力変換装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す装置本体に組み込まれるモジュールのブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施例を示すモジュールを組み込んだ状態の概略説明図である。
【図４】従来例における電力変換装置の構成をブロック図で示したもので、ユーザ装置が交流入力機器である場合の構成を示している。
【図５】従来例における電力変換装置の構成をブロック図で示したもので、ユーザ装置が直流入力機器である場合の構成を示している。
【符号の説明】
１装置本体
２モジュール装着部
３１ＡＣ／ＤＣモジュール
３２ＤＣ／ＡＣモジュール
３３ＡＣ／ＡＣモジュール
３４ＤＣ／ＤＣモジュール
３５電力変換モジュール
３６バッテリモジュール
３７コントロールモジュール（制御モジュール）
１１１，１１２ユーザ装置

Claims

交流電圧を入力し交流電圧を出力するＡＣ／ＡＣモジュールと、交流電圧を入力し直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣモジュールと、直流電圧を入力し交流電圧を出力するＤＣ／ＡＣモジュールと、直流電圧を入力し直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣモジュールとからなる電力変換モジュールを備え、
前記電力変換モジュールの各々を任意に選択し組み込み可能とするモジュール装着部を装置本体に設け、当該モジュール装着部に組み込まれた各電力変換モジュールの機能に応じて、ユーザ装置へ直流電圧と交流電圧とを選択的に供給するよう構成したことを特徴とする電力変換装置。
前記電力変換モジュールの停電バックアップを行なうバッテリモジュールを備え、このバッテリモジュールも前記装置本体に組み込み可能であることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
前記電力変換モジュールに対する前記バッテリモジュールの接続を任意に設定できる接続部を備えたことを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。
前記接続部を前記電力変換モジュールの一次側と二次側にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項３記載の電力変換装置。
前記バッテリモジュールは前記装置本体に直列接続可能に組み込めることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の電力変換装置。
前記バッテリモジュールは前記装置本体に並列接続可能に組み込めることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の電力変換装置。
前記バッテリモジュールは二次電池，燃料電池，太陽電池のいずれにも適用できることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の電力変換装置。
前記電力変換モジュールを監視制御する制御モジュールを備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の電力変換装置。
前記電力変換モジュールを構成する各モジュールが、前記装置本体に並列接続可能に組み込めることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の電力変換装置。