JP4592714B2

JP4592714B2 - Uninterruptible power system

Info

Publication number: JP4592714B2
Application number: JP2007033581A
Authority: JP
Inventors: 貴英石川; 幸治稲吉; 善博畠山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2027-02-14
Also published as: JP2008199819A

Description

この発明は、常時は商用電源から負荷に交流電力を給電すると共に、前記交流電力を直流電力に変換してバッテリーを充電し、前記商用電源の停電時は前記バッテリーの直流電力を交流電力に変換して前記負荷に給電する無停電電源装置に関するものである。 The present invention constantly supplies AC power from a commercial power source to a load, converts the AC power into DC power and charges the battery, and converts the DC power of the battery into AC power when the commercial power source fails. And an uninterruptible power supply for supplying power to the load.

従来の無停電電源装置は、商用電源と負荷との間に挿入している直送スイッチの負荷側に、バッテリーからの直流電力を所望電圧の直流電力に変換するチョッパーと、チョッパーから出力された直流電力をインバータに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、このＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータの直流電力を交流電力に変換して負荷に給電するインバータとを備え、常時（停電していない正常時、以下、同じ）は直送スイッチを閉路して商用電源から負荷へ電力を供給し、商用電源の停電時には直送スイッチを開路してバッテリーの直流電力を前記チョッパー、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びインバータによって交流電力に変換して負荷に供給するようにしている。（例えば、特許文献１参照）。 A conventional uninterruptible power supply has a chopper for converting DC power from a battery to DC power of a desired voltage on the load side of a direct transmission switch inserted between a commercial power supply and a load, and a DC output from the chopper. A DC / DC converter that supplies power to the inverter, a control circuit that controls the DC / DC converter, and an inverter that converts the DC power of the DC / DC converter into AC power and supplies the load to the load at all times (power failure When normal operation is not performed, the same applies to the following), and the direct power switch is closed to supply power from the commercial power source to the load. When the commercial power source fails, the direct power switch is opened and the DC power of the battery is supplied to the chopper and DC / DC converter. And it is made to convert into alternating current power with an inverter, and to supply to load. (For example, refer to Patent Document 1).

特開２００６−１０９６２７号公報JP 2006-109627 A

従来の無停電電源装置は以上のように構成され、バッテリーの電力により制御回路を動作させているので、バッテリーが取り外された場合やバッテリー端子電圧が低い場合などの異常時には装置を起動できないという問題点があった。 The conventional uninterruptible power supply is configured as described above, and the control circuit is operated by the power of the battery, so that the device cannot be started in the event of an abnormality such as when the battery is removed or the battery terminal voltage is low. There was a point.

この発明は、上述のような問題点を解消するためになされたもので、バッテリーが取り外された場合や、バッテリー端子電圧が所定の電圧より低い場合などの異常時においても、確実に起動させることができる無停電電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be reliably started even when an abnormality occurs such as when the battery is removed or when the battery terminal voltage is lower than a predetermined voltage. It aims at providing the uninterruptible power supply which can do.

この発明に係る無停電電源装置は、常時は商用電源から負荷に交流電力を給電すると共に、前記交流電力を直流電力に変換してバッテリーを充電し、前記商用電源の停電時は前記バッテリーの直流電力を交流電力に変換して前記負荷に給電するようにした無停電電源装置において、前記商用電源と負荷との間に直列接続され、前記商用電源側に接続された常閉の第１開閉器と前記負荷側に接続された常開の第２開閉器と、停電時に前記第１開閉器を開路させた後、前記バッテリーの直流電力を交流電力に変換する電力変換装置とを備え、前記電力変換装置は、常時は直流電圧を所定の直流電圧に降圧して前記バッテリーを充電し、停電時は前記バッテリーの直流電圧を昇圧させて出力する第１電力変換器と、常時は前記商用電源の交流電圧を前記第１開閉器を経て入力し、直流電圧に変換して前記第１電力変換器に供給し、停電時は前記第１電力変換器の直流電圧出力を所定の交流電圧に変換して前記第２開閉器を経て前記負荷に給電する第２電力変換器と、前記第１または第２電力変換器からの直流電圧によって動作し、前記第１及び第２電力変換器と第１及び第２開閉器を制御する制御回路と、前記バッテリー又は前記第１電力変換器の直流電圧を動作源とし、常時の操作時に前記制御回路を動作させて前記第２開閉器を閉路し、停電時の操作時に前記制御回路を動作させて前記第１開閉器を開路する起動手段とを備えたものである。 The uninterruptible power supply according to the present invention supplies AC power from a commercial power source to a load at all times, converts the AC power into DC power, and charges the battery. In an uninterruptible power supply that converts power into AC power and supplies power to the load, a normally closed first switch connected in series between the commercial power source and the load and connected to the commercial power source side And a normally open second switch connected to the load side, and a power conversion device that converts the DC power of the battery into AC power after opening the first switch in the event of a power failure. The converter includes a first power converter that normally steps down a DC voltage to a predetermined DC voltage to charge the battery, and boosts and outputs the DC voltage of the battery during a power failure. AC voltage It is input via the first switch, converted to a DC voltage and supplied to the first power converter, and in the event of a power failure, the DC voltage output of the first power converter is converted to a predetermined AC voltage to convert the first voltage A second power converter for supplying power to the load via two switches, and a DC voltage from the first or second power converter, and the first and second power converters and the first and second switches A control circuit for controlling the device and a DC voltage of the battery or the first power converter as an operation source, the control circuit is operated during normal operation to close the second switch, and during operation during a power failure And an activating means for operating the control circuit to open the first switch .

この発明の無停電電源装置は上記のように構成されており、停電時における起動の際に操作され、第１電力変換器を動作させると共に、第１電力変換器の直流出力によって制御回路を起動させ、起動指令を発する起動手段を備えているので、バッテリーの正常時はバッテリーを電源として制御回路と起動手段が動作する結果、無停電電源装置を確実に起動させることができる。また、バッテリーが取り外された場合またはバッテリーが劣化した場合などの異常時においては、商用電源から第１開閉器を介して第２電力変換器から、制御回路と起動手段に電源が供給され、無停電電源装置を起動させることができる。 The uninterruptible power supply device of the present invention is configured as described above, and is operated at the time of start-up in the event of a power failure to operate the first power converter and start the control circuit by the DC output of the first power converter. Since the activation means for issuing the activation command is provided, when the battery is normal, the control circuit and the activation means operate with the battery as a power source, so that the uninterruptible power supply can be reliably activated. Also, in the event of an abnormality such as when the battery is removed or the battery has deteriorated, power is supplied from the commercial power supply to the control circuit and the starting means from the second power converter via the first switch. The power failure power supply can be activated.

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１による無停電電源装置の構成を示すブロック図、図２及び図３は、図１における第１電力変換器、第２電力変換器の詳細構成を示す回路図、図４及び図５は、実施の形態１の動作を説明するためのフローチャートである。 Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a configuration of an uninterruptible power supply according to Embodiment 1, and FIGS. 2 and 3 are circuit diagrams showing detailed configurations of a first power converter and a second power converter in FIG. 4 and 5 are flowcharts for explaining the operation of the first embodiment.

図１において、無停電電源装置１００は、入力端子６が商用電源１に接続され、出力端子７は負荷２へ接続されている。入力端子６と出力端子７との間には直列接続された２個の開閉器が接続され、入力端子６側に第１開閉器３が、出力端子７側に第２開閉器４が接続されている。第１開閉器３は常時閉路している常閉形であり、後述の制御回路５ｄから制御信号が入力された時に開路する(一般的にb接点仕様と呼ばれる)ようにされている。 In FIG. 1, an uninterruptible power supply 100 has an input terminal 6 connected to a commercial power source 1 and an output terminal 7 connected to a load 2. Two switches connected in series are connected between the input terminal 6 and the output terminal 7, the first switch 3 is connected to the input terminal 6 side, and the second switch 4 is connected to the output terminal 7 side. ing. The first switch 3 is a normally closed type that is normally closed, and is opened when a control signal is input from a control circuit 5d to be described later (generally referred to as a b contact specification).

また、商用電源１の停電時においても負荷２に電力を継続して供給するために、商用電源１と並列に電力変換装置５が設けられている。この電力変換装置５は直流電力を充放電するバッテリー５ａと、商用電源１の停電時にバッテリー５ａの直流電圧(例えば２４Ｖ)を所定の直流電圧(例えば１００Ｖ)に昇圧し、常時は後述の第２電力変換器５ｃから出力された直流電圧(例えば１００Ｖ)を所定の直流電圧(例えば２４Ｖ)に降圧しバッテリー５ａを充電する第１電力変換器５ｂと、商用電源１の停電時に第１電力変換器５ｂの直流電圧を交流電圧に変換して第２開閉器４を介して負荷７に給電し、常時は商用電源１の交流電圧を直流電圧に変換して第１電力変換器５ｂに供給する第２電力変換器５ｃと、第１または第２電力変換器の直流出力を受けて動作し、第１電力変換器５bや第２電力変換器５ｃを制御すると共に、第１開閉器３の開閉及び第２開閉器４の開閉を制御する制御回路５ｄと、起動時にバッテリー５ａまたは第１電力変換器５ｂから電源の供給を受けて制御回路５ｄに起動処理を行わせる起動手段５ｅとで構成されている。 In addition, a power converter 5 is provided in parallel with the commercial power source 1 in order to continuously supply power to the load 2 even during a power failure of the commercial power source 1. This power converter 5 boosts the DC voltage (for example, 24V) of the battery 5a to a predetermined DC voltage (for example, 100V) at the time of a power failure of the commercial power source 1 and the battery 5a that charges and discharges DC power. A first power converter 5b that charges the battery 5a by stepping down a DC voltage (for example, 100V) output from the power converter 5c to a predetermined DC voltage (for example, 24V), and a first power converter at the time of a power failure of the commercial power source 1. A DC voltage of 5b is converted into an AC voltage and supplied to the load 7 through the second switch 4, and the AC voltage of the commercial power source 1 is normally converted into a DC voltage and supplied to the first power converter 5b. 2 The power converter 5c and the DC power output of the first or second power converter are operated to control the first power converter 5b and the second power converter 5c, and to open and close the first switch 3 and Control for controlling opening and closing of the second switch 4 And road 5d, is composed of a battery 5a or starting unit 5e for starting processing to perform the first power converter 5b to the control circuit 5d receives a supply of power at startup.

図２は、図１に示された第１電力変換器５ｂの詳細構成を示す回路図である。この図に示されるように、第１電力変換器５ｂはリアクトル３０及びＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ３１、３２と、これらのスイッチにそれぞれ逆並列接続されたダイオード３３、３４とで構成されており、入力端子に接続されたバッテリー５ａの電圧はこの回路によって昇圧されて出力端子から出力される。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the first power converter 5b shown in FIG. As shown in this figure, the first power converter 5b includes a reactor 30, a switch 31, 32 such as a MOSFET, and diodes 33, 34 connected in antiparallel to these switches, respectively. The voltage of the battery 5a connected to is boosted by this circuit and output from the output terminal.

また、図３は、図１に示された第２電力変換器５ｃの詳細構成を示す回路図である。この図に示されるように、第２電力変換器５ｃは単相ブリッジ接続された例えばＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ２０乃至２３と、各スイッチに逆並列接続された寄生ダイオード２４乃至２７から構成されており、常時は負荷側から入力される商用電源１の交流電力を交流−直流変換して直流電力を第１変換器側に出力し、商用電源１の停電時には第１変換器側から入力される直流電力を直流−交流変換して負荷側に交流電力を出力するように電力変換動作を行うようにされている。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the second power converter 5c shown in FIG. As shown in this figure, the second power converter 5c is composed of switches 20 to 23 such as MOSFETs connected in a single-phase bridge, and parasitic diodes 24 to 27 connected in antiparallel to each switch. Normally, AC power of the commercial power source 1 input from the load side is AC-DC converted and DC power is output to the first converter side, and DC power input from the first converter side at the time of a power failure of the commercial power source 1 The power conversion operation is performed so as to convert AC to DC and output AC power to the load side.

次に、実施の形態１による無停電電源装置１００の動作について図４及び図５のフローチャートを用いて説明する。
先ず、図４のフローチャートを用いて常時の動作について説明する。
ステップＳ１０１で商用電源1に無停電電源装置１００の入力端子６を接続する。これによって常閉の第1開閉器３を介して第２電力変換器５ｃへ交流電力が供給され、ステップＳ１０２で交流電力が第２電力変換器５ｃによって直流電力に変換され、制御回路５ｄに供給される。 Next, the operation of uninterruptible power supply 100 according to Embodiment 1 will be described using the flowcharts of FIGS. 4 and 5.
First, the normal operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S101, the input terminal 6 of the uninterruptible power supply 100 is connected to the commercial power source 1. As a result, AC power is supplied to the second power converter 5c via the normally closed first switch 3, and the AC power is converted to DC power by the second power converter 5c in step S102 and supplied to the control circuit 5d. Is done.

この結果、ステップＳ１０３で制御回路５ｄが動作する。制御回路５ｄはステップＳ１０４で第２電力変換器５ｃから出力された直流電圧を制御する一方、第１電力変換器５ｂを動作させ、第１電力変換器５ｂの直流電圧を所定の電圧に降圧してバッテリー５ａの充電を行う。その後、ステップＳ１０５で起動手段５ｅの操作を確認する。起動手段の起動スイッチを押してスイッチ入力を与えるとステップＳ１０６で制御回路５ｄにより第２開閉器４が閉じられ、ステップＳ１０７で負荷２へ電力が供給される。 As a result, the control circuit 5d operates in step S103. The control circuit 5d controls the DC voltage output from the second power converter 5c in step S104, while operating the first power converter 5b to step down the DC voltage of the first power converter 5b to a predetermined voltage. To charge the battery 5a. Thereafter, the operation of the activation means 5e is confirmed in step S105. When the start switch of the starting means is pressed to give a switch input, the second switch 4 is closed by the control circuit 5d in step S106, and power is supplied to the load 2 in step S107.

次に、図５のフローチャートを用いて商用電源１が停電した場合の動作について説明する。無停電電源装置の起動後に商用電源１が停電した場合は、制御回路５ｄが第１開閉器３を開いた後、第１電力変換器５ｂがバッテリー５ａの電圧を所定の電圧に昇圧し、この電圧を第２電力変換器５ｃが直流−交流変換によって交流電力に変換し、第２開閉器４を経て負荷２に給電する。 Next, the operation when the commercial power supply 1 fails will be described using the flowchart of FIG. When the commercial power supply 1 fails after the uninterruptible power supply is activated, the control circuit 5d opens the first switch 3 and then the first power converter 5b boosts the voltage of the battery 5a to a predetermined voltage. The second power converter 5 c converts the voltage into AC power by DC-AC conversion, and feeds the voltage to the load 2 through the second switch 4.

無停電電源装置１００が起動する前に商用電源１が停電していた場合は、ステップＳ２０１でバッテリー５ａの制御回路を含む、起動手段５eの操作を確認する。ステップＳ２０１で起動手段５eのスイッチが押されると、第１電力変換器５ｂを介してバッテリー５ａの電力が制御回路５ｄへ供給され、ステップＳ２０２で制御回路５ｄが動作を開始する。 If the commercial power supply 1 has failed before the uninterruptible power supply 100 is activated, the operation of the activation means 5e including the control circuit for the battery 5a is confirmed in step S201. When the switch of the starting means 5e is pressed in step S201, the power of the battery 5a is supplied to the control circuit 5d via the first power converter 5b, and the control circuit 5d starts operating in step S202.

制御回路５ｄの動作により、ステップＳ２０３で商用電源１との接続を遮断するため、第１開閉器３が開かれる。その後ステップＳ２０４で第１電力変換器５ｂによりバッテリー５ａの直流電圧が所定の電圧に昇圧され、第２電力変換器５ｃへ供給される。
次いで、ステップＳ２０５で第２電力変換器５ｃによる直流―交流変換が行われる。
その後、ステップＳ２０６で制御回路５ｄにより、第２開閉器４が閉じられ、ステップＳ２０７で負荷２へ交流電力が供給される。 By the operation of the control circuit 5d, the first switch 3 is opened in order to cut off the connection with the commercial power source 1 in step S203. Thereafter, in step S204, the first power converter 5b boosts the DC voltage of the battery 5a to a predetermined voltage and supplies it to the second power converter 5c.
Next, in step S205, DC-AC conversion is performed by the second power converter 5c.
Thereafter, the second switch 4 is closed by the control circuit 5d in step S206, and AC power is supplied to the load 2 in step S207.

以上のように、実施の形態１による無停電電源装置１００においては、バッテリー５ａと第１電力変換器５ｂの双方に接続され制御回路５ｄに起動指令を発する起動手段５ｅを設けているため、バッテリー５ａの正常時はバッテリーを電源として制御回路５ｄが動作するため無停電電源装置１００が確実に動作し、バッテリー５ａが取り外された場合またはバッテリーが劣化した場合などの異常時には商用電源１から第１開閉器３と第2電力変換器５ｃ及び第１電力変換器５ｂを介して起動手段５ｅ及び制御回路５ｄに電源が供給され、無停電電源装置１００を起動させることができる。 As described above, in the uninterruptible power supply 100 according to the first embodiment, the starter 5e that is connected to both the battery 5a and the first power converter 5b and issues a start command to the control circuit 5d is provided. Since the control circuit 5d operates with the battery as a power source when the battery 5a is normal, the uninterruptible power supply 100 operates reliably. When an abnormality occurs such as when the battery 5a is removed or the battery deteriorates, the first power supply 1 is switched from the commercial power supply 1. Power is supplied to the starting means 5e and the control circuit 5d via the switch 3, the second power converter 5c, and the first power converter 5b, and the uninterruptible power supply 100 can be started.

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図６は、実施の形態２による無停電電源装置の構成を示すブロック図、図７及び図８は、実施の形態２の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図６において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。 Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the uninterruptible power supply according to the second embodiment, and FIGS. 7 and 8 are flowcharts for explaining the operation of the second embodiment. In FIG. 6, the same or corresponding parts as in FIG.

実施の形態２の無停電電源装置１０１が図１と異なる点は、バッテリー５ａの異常を検出する電圧検出手段５ｇと、電圧検出手段５ｇにより例えばバッテリーの短絡等のバッテリー異常検出時に制御回路５ｄに起動処理をさせるため、制御回路５ｄに直接接続されている別の起動手段５ｆを設けた点である。 The uninterruptible power supply device 101 of the second embodiment is different from that shown in FIG. 1 in that the voltage detection means 5g detects an abnormality of the battery 5a and the control circuit 5d detects a battery abnormality such as a short circuit of the battery by the voltage detection means 5g. In order to perform the activation process, another activation means 5f directly connected to the control circuit 5d is provided.

次に図７のフローチャートを用いて、実施の形態２による無停電電源装置の常時の動作について説明する。
先ず、ステップＳ３０１で商用電源1に無停電電源装置１０１の入力端子６を接続する。これにより第1開閉器３を介して第２電力変換器５ｃへ交流電力が供給され、ステップＳ３０２で第２電力変換器５ｃにより交流−直流変換が行なわれ、直流電力が生成される。 Next, the normal operation of the uninterruptible power supply according to Embodiment 2 will be described using the flowchart of FIG.
First, the input terminal 6 of the uninterruptible power supply 101 is connected to the commercial power source 1 in step S301. As a result, AC power is supplied to the second power converter 5c via the first switch 3, and AC-DC conversion is performed by the second power converter 5c in step S302 to generate DC power.

次に、ステップＳ３０３により第２電力変換器５ｃの直流出力電圧によって制御回路５ｄが動作する。第２電力変換器５ｃから出力された直流電圧を制御する制御回路５ｄはステップＳ３０４で第１電力変換器５ｂを動作させ、直流電圧を降圧してバッテリー５ａの充電を行う。 Next, in step S303, the control circuit 5d is operated by the DC output voltage of the second power converter 5c. In step S304, the control circuit 5d that controls the DC voltage output from the second power converter 5c operates the first power converter 5b to step down the DC voltage and charge the battery 5a.

その後、ステップＳ３０５で電圧検出手段５ｇにより、第１電力変換器５ｂの出力側バッテリー端電圧を検出し、ステップＳ３０６で検出したバッテリー端電圧が所定の電圧以上かどうかを確認する。所定の電圧以上の場合には、ステップＳ３０７で起動手段５ｅのスイッチ操作を確認する。起動手段のスイッチが押された場合にはステップＳ３１０で制御回路５ｄを経て第２開閉器４を閉じ、ステップＳ３１１で負荷２へ電力を供給する。 Thereafter, in step S305, the voltage detection means 5g detects the output side battery end voltage of the first power converter 5b, and confirms whether the battery end voltage detected in step S306 is equal to or higher than a predetermined voltage. If the voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, the switch operation of the activation means 5e is confirmed in step S307. When the switch of the starting means is pressed, the second switch 4 is closed via the control circuit 5d in step S310, and power is supplied to the load 2 in step S311.

ステップＳ３０６で検出したバッテリー５ａの端電圧が所定の電圧以下の場合には、バッテリーが短絡故障している可能性があるため、ステップＳ３０８でバッテリーへの充電動作を停止し、起動手段５ｅが使用できないので、ステップＳ３０９で制御回路５ｄに直接接続されている別の起動手段５ｆのスイッチ入力を操作し、ステップＳ３１０で制御回路５ｄを経て第２開閉器４を閉じ、ステップＳ３１１で負荷２へ電力を供給する。 If the end voltage of the battery 5a detected in step S306 is equal to or lower than the predetermined voltage, there is a possibility that the battery is short-circuited. Therefore, in step S308, the charging operation to the battery is stopped and the starter 5e is used. Since it is not possible, the switch input of another starting means 5f directly connected to the control circuit 5d is operated in step S309, the second switch 4 is closed via the control circuit 5d in step S310, and power is supplied to the load 2 in step S311. Supply.

制御回路５ｄは、上述したステップＳ３０６以降の動作後に商用電源１が停電した場合には、第１開閉器３を開くと共に、バッテリー５ａの直流電圧を第１電力変換器５ｂにて昇圧し、第２電力変換器５ｃにて直流―交流変換を行い、負荷２へ電力供給を行う。 The control circuit 5d opens the first switch 3 and boosts the DC voltage of the battery 5a with the first power converter 5b when the commercial power supply 1 fails after the operation after step S306 described above. 2 DC-AC conversion is performed by the power converter 5 c to supply power to the load 2.

次に、無停電電源装置１０１が起動する前に商用電源１が停電していた場合におけるバッテリー５ａからの起動について図８のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ４０１でバッテリー５ａの制御回路を含む、起動手段５eの操作を確認する。ステップＳ４０１で起動手段５eのスイッチが押されると、第１電力変換器５ｂを介してバッテリー５ａの直流電力が制御回路５ｄへ供給され、ステップＳ４０２で制御回路５ｄが動作を開始する。 Next, starting from the battery 5a when the commercial power source 1 has a power failure before the uninterruptible power supply 101 is started will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S401, the operation of the starting means 5e including the control circuit for the battery 5a is confirmed. When the switch of the starting means 5e is pressed in step S401, the DC power of the battery 5a is supplied to the control circuit 5d via the first power converter 5b, and the control circuit 5d starts operation in step S402.

制御回路５ｄの動作により、ステップＳ４０３で商用電源１との接続を遮断するため、第１開閉器３が開かれる。その後、ステップＳ４０４で第１電力変換器５ｂによりバッテリー５ａの直流電圧が所定の電圧に昇圧され、第２電力変換器５ｃへ供給される。
次いで、ステップＳ４０５で第２電力変換器５ｃによる直流―交流変換が行われる。
その後、ステップＳ４０６で制御回路５ｄにより、第２開閉器４が閉じられ、ステップＳ４０７で負荷２へ交流電力が供給される。 By the operation of the control circuit 5d, the first switch 3 is opened in order to cut off the connection with the commercial power source 1 in step S403. Thereafter, in step S404, the first power converter 5b boosts the DC voltage of the battery 5a to a predetermined voltage and supplies it to the second power converter 5c.
Next, in step S405, DC-AC conversion is performed by the second power converter 5c.
Thereafter, the second switch 4 is closed by the control circuit 5d in step S406, and AC power is supplied to the load 2 in step S407.

実施の形態１による無停電電源装置では、バッテリー５ａが短絡故障している場合、起動手段５ｅはバッテリー５ａに直接接続されているため、第1電力変換器５ｂにより起動手段５ｅに電源供給することができず、無停電電源装置を起動することができないという問題点があったが、実施の形態２による無停電電源装置は上述のように構成されているため、商用電源1から無停電電源装置１０１に電力供給されている場合には、起動手段５ｅのスイッチを押すことにより起動が可能であり、また、バッテリーが短絡故障している場合には電圧検出手段５ｇでバッテリー５ａの電圧を計測して異常を検知し、充電を停止すると共に制御回路５ｄに直接接続された別の起動手段５ｆのスイッチを操作することにより起動が可能となり、負荷２へ電力供給することができる。 In the uninterruptible power supply according to the first embodiment, when the battery 5a is short-circuited, the starter 5e is directly connected to the battery 5a, and therefore the first power converter 5b supplies power to the starter 5e. However, since the uninterruptible power supply according to the second embodiment is configured as described above, the uninterruptible power supply can be changed from the commercial power supply 1 to the uninterruptible power supply. When power is supplied to 101, activation is possible by pressing the switch of the activation means 5e. When the battery is short-circuited, the voltage of the battery 5a is measured by the voltage detection means 5g. When an abnormality is detected, charging is stopped, and a switch of another starter 5f directly connected to the control circuit 5d is operated, start-up is possible, and power is supplied to the load 2. It can be supplied.

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図９は、実施の形態３による無停電電源装置の構成を示すブロック図、図１０及び図１１は、実施の形態３の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図９において、図６と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。 Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the uninterruptible power supply according to the third embodiment, and FIGS. 10 and 11 are flowcharts for explaining the operation of the third embodiment. In FIG. 9, the same or corresponding parts as in FIG.

実施の形態３の無停電電源装置１０２が図６と異なる点は、第１電力変換器５ｂと第２電力変換器５ｃとの間の２本の電路のそれぞれに直列に挿入され制御回路５ｄで開閉制御される常開の第３開閉器８ａ、８ｂと、この第３開閉器８ａ、８ｂに並列接続され、起動手段５ｅの操作で開閉制御される常開の第４開閉器９ａ、９ｂとを設けた点である。 The uninterruptible power supply 102 of Embodiment 3 is different from FIG. 6 in that the control circuit 5d is inserted in series in each of the two electric circuits between the first power converter 5b and the second power converter 5c. Normally-open third switches 8a and 8b that are controlled to open and close, and parallel-open fourth switches 9a and 9b that are connected in parallel to the third switches 8a and 8b and controlled to open and close by the operation of the starting means 5e. This is the point.

次に、図１０のフローチャートを用いて商用電源投入時の無停電電源装置１０２の起動動作について説明する。
先ず、ステップＳ５０１で無停電電源装置１０２の入力端子６を商用電源1に接続する。これにより商用電源１は第1開閉器３を介して第２電力変換器５ｃへ接続され、ステップＳ５０２で第２電力変換器５ｃにより交流−直流変換が行なわれ直流電圧が生成される。 Next, the starting operation of the uninterruptible power supply 102 when the commercial power is turned on will be described using the flowchart of FIG.
First, in step S501, the input terminal 6 of the uninterruptible power supply 102 is connected to the commercial power source 1. Thereby, the commercial power source 1 is connected to the second power converter 5c via the first switch 3, and in step S502, AC-DC conversion is performed by the second power converter 5c to generate a DC voltage.

次に、ステップＳ５０３により第２電力変換器５ｃの直流出力電圧によって制御回路５ｄが動作する。制御回路５ｄの動作により、ステップＳ５０４で第３開閉器８ａ、８ｂが閉路され、第１電力変換器５ｂに第２電力変換器５ｃの直流出力が与えられる。 Next, in step S503, the control circuit 5d is operated by the DC output voltage of the second power converter 5c. By the operation of the control circuit 5d, the third switches 8a and 8b are closed in step S504, and the DC output of the second power converter 5c is given to the first power converter 5b.

これによりステップＳ５０５で第1電力変換器５ｂによる直流−直流変換が行なわれて降圧され、バッテリー５ａが充電される。次いで、ステップＳ５０６で電圧検出手段５ｇにより、第１電力変換器５ｂの出力側バッテリー端電圧を検出し、ステップＳ５０７で検出したバッテリー端電圧が所定の電圧以上かどうかを確認する。所定の電圧以上の場合にはステップＳ５０８で起動手段５ｅのスイッチ操作を確認する。起動スイッチ５ｅが押された場合にはステップＳ５１１で制御回路５ｄを経て第２開閉器４を閉じ、負荷２へ電力を供給する。 Thus, in step S505, DC-DC conversion is performed by the first power converter 5b, the voltage is stepped down, and the battery 5a is charged. Next, in step S506, the voltage detection means 5g detects the output side battery end voltage of the first power converter 5b, and confirms whether the battery end voltage detected in step S507 is equal to or higher than a predetermined voltage. If the voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, the switch operation of the activation means 5e is confirmed in step S508. When the start switch 5e is pressed, the second switch 4 is closed via the control circuit 5d in step S511, and power is supplied to the load 2.

ステップＳ５０７で検出したバッテリー端電圧が所定の電圧未満の場合には、バッテリーが短絡故障している可能性があるため、ステップＳ５０９で充電動作を停止し、起動手段５ｅが使用できないので、ステップＳ５１０で制御回路５ｄに直接接続されている別の起動手段５ｆのスイッチ操作を行い、ステップＳ５１１で制御回路５ｄを経て第２開閉器４を閉じ、負荷２へ電力を供給する。 If the battery end voltage detected in step S507 is less than the predetermined voltage, there is a possibility that the battery is short-circuited. Therefore, the charging operation is stopped in step S509, and the starting means 5e cannot be used. In step S511, the second switch 4 is closed via the control circuit 5d, and the load 2 is supplied with power.

次に、無停電電源装置１０２が起動する前に商用電源１が停電していた場合におけるバッテリー５ａからの起動について図１１のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ６０１でバッテリー５ａの制御回路を含む、起動手段５eの操作を確認する。ステップＳ６０１で起動手段５eのスイッチが押されると、ステップＳ６０２で第４開閉器９a、９ｂが閉路され、第１電力変換器５ｂを介してバッテリー電圧が制御回路５ｄへ供給され、ステップＳ６０３で制御回路５ｄが動作を開始する。 Next, starting from the battery 5a when the commercial power source 1 has failed before the uninterruptible power supply 102 is activated will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S601, the operation of the starting means 5e including the control circuit for the battery 5a is confirmed. When the switch of the starting means 5e is pressed in step S601, the fourth switches 9a and 9b are closed in step S602, and the battery voltage is supplied to the control circuit 5d via the first power converter 5b, and the control is performed in step S603. The circuit 5d starts operation.

制御回路５ｄの動作により、ステップＳ６０４で商用電源１との接続を遮断するため、第１開閉器３が開路される。その後、制御回路５ｄにより、第３開閉器８ａ、８ｂが閉路し、ステップＳ６０５で第１電力変換器５ｂによりバッテリー電圧が所定の電圧に昇圧され、第２電力変換器５ｃへ供給される。次いで、ステップＳ６０６で第２電力変換器５ｃによる直流―交流変換が行われる。その後、ステップＳ６０７で制御回路５ｄにより第２開閉器４が閉路され、負荷２へ電力が供給される。 By the operation of the control circuit 5d, the first switch 3 is opened in order to cut off the connection with the commercial power source 1 in step S604. Thereafter, the third switches 8a and 8b are closed by the control circuit 5d, and the battery voltage is boosted to a predetermined voltage by the first power converter 5b in step S605 and supplied to the second power converter 5c. Next, in step S606, DC-AC conversion is performed by the second power converter 5c. Thereafter, in step S607, the second switch 4 is closed by the control circuit 5d, and power is supplied to the load 2.

以上のように、実施の形態３による無停電電源装置によれば、実施の形態２の効果に加えて第３開閉器８ａ、８ｂ、第４開閉器９ａ、９ｂにてバッテリー側と商用電源側の絶縁が可能となり、バッテリー交換等の保守作業を安全に行うことができる。
なお、以上の説明では、第３開閉器８a、８ｂ、第４開閉器９a、９ｂを第１電力変換器５ｂと第２電力変換器５ｃの間に挿入したが、起動スイッチ５ｅと第１電力変換器５ｂとの間に挿入しても良い。このような接続とすれば、バッテリーが故障した時にも端子電圧を検出し、バッテリーを第１の電力変換器から切り離して安全に起動することが可能となる。 As described above, according to the uninterruptible power supply according to the third embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, the third switch 8a, 8b and the fourth switch 9a, 9b are connected to the battery side and the commercial power supply side. Insulation can be performed, and maintenance work such as battery replacement can be performed safely.
In the above description, the third switches 8a and 8b and the fourth switches 9a and 9b are inserted between the first power converter 5b and the second power converter 5c, but the start switch 5e and the first power You may insert between converter 5b. With such a connection, it is possible to detect the terminal voltage even when the battery fails, and to safely start the battery by disconnecting the battery from the first power converter.

また、上述の第３、第４開閉器は、実施の形態１及び２に適用しても同様の効果を期待することができる。 In addition, even if the third and fourth switches described above are applied to the first and second embodiments, the same effect can be expected.

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。図１２は、実施の形態４による無停電電源装置の構成を示すブロック図である。この図において、図６と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。 Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the uninterruptible power supply according to the fourth embodiment. In this figure, the same or corresponding parts as in FIG.

実施の形態４の無停電電源装置１０３が図６と異なる点は、第１開閉器３と並列に、開路時の動作が第１開閉器３より速い常開の並列開閉器１０を設け、並列開閉器１０を制御回路５ｄからの制御信号によって閉路する(一般的にａ接点仕様と呼ばれる)ようにした点である。 The uninterruptible power supply 103 according to the fourth embodiment is different from that of FIG. 6 in that a normally open parallel switch 10 is provided in parallel with the first switch 3 and the operation at the time of opening the circuit is faster than the first switch 3. The switch 10 is closed by a control signal from the control circuit 5d (generally referred to as a contact specification).

無停電電源装置１０３の起動時には、制御回路５ｄの動作により、並列開閉器１０を閉路し、第１開閉器３を開路する。この状態で起動手段５ｅが操作されると制御回路５ｄを経て第２開閉器４が閉路して負荷２に電力が供給される。一方、商用電源１の停電時には、商用電源１との接続をすばやく遮断するため、動作時間が第１開閉器より速い並列開閉器１０を開路し、バッテリー５ａの電圧を第１電力変換器５ｂにて昇圧し、第２電力変換器５ｃにて直流―交流変換を行って負荷２へ給電する。 When the uninterruptible power supply 103 is started, the parallel switch 10 is closed and the first switch 3 is opened by the operation of the control circuit 5d. When the starting means 5e is operated in this state, the second switch 4 is closed via the control circuit 5d and power is supplied to the load 2. On the other hand, at the time of a power failure of the commercial power source 1, in order to quickly disconnect the commercial power source 1, the parallel switch 10 whose operating time is faster than the first switch is opened, and the voltage of the battery 5a is supplied to the first power converter 5b. The second power converter 5c performs DC-AC conversion to supply power to the load 2.

以上のように、実施の形態４による無停電電源装置によれば、開路時の動作が第１開閉器３より速い並列開閉器１０を用いることにより、停電時の切替え時間を速くすることができる。 As described above, according to the uninterruptible power supply according to the fourth embodiment, the switching time at the time of power failure can be shortened by using the parallel switch 10 whose operation at the time of opening the circuit is faster than that of the first switch 3. .

この発明の実施の形態１による無停電電源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply by Embodiment 1 of this invention. 図１における第１電力変換器の詳細構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the 1st power converter in FIG. 図１における第２電力変換器の詳細構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the 2nd power converter in FIG. 実施の形態１の動作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. 実施の形態１の動作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. この発明の実施の形態２による無停電電源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply by Embodiment 2 of this invention. 実施の形態２の動作を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining an operation of the second embodiment. 実施の形態２の動作を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining an operation of the second embodiment. この発明の実施の形態３による無停電電源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply by Embodiment 3 of this invention. 実施の形態３の動作を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for explaining an operation of the third embodiment. 実施の形態３の動作を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for explaining an operation of the third embodiment. この発明の実施の形態４による無停電電源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply by Embodiment 4 of this invention.

Explanation of symbols

１００、１０１、１０２、１０３無停電電源装置、１商用電源、２負荷、
３第１開閉器、４第２開閉器、５電力変換器、５ａバッテリー、
５ｂ第１電力変換器、５ｃ第２電力変換器、５ｄ制御回路、
５ｅ起動スイッチ、５ｆ別の起動スイッチ、５ｇ電圧検出手段、
６入力端子、７出力端子、８ａ、８ｂ第３開閉器、
９ａ、９ｂ第４開閉器、１０並列開閉器。 100, 101, 102, 103 uninterruptible power supply, 1 commercial power supply, 2 load,
3 First switch, 4 Second switch, 5 Power converter, 5a Battery,
5b 1st power converter, 5c 2nd power converter, 5d control circuit,
5e start switch, 5f another start switch, 5g voltage detection means,
6 input terminals, 7 output terminals, 8a, 8b third switch,
9a, 9b 4th switch, 10 parallel switch.

Claims

At the same time, AC power is supplied from a commercial power source to the load, and the battery is charged by converting the AC power to DC power. When the commercial power source fails, the DC power of the battery is converted to AC power and the load In the uninterruptible power supply for supplying power to the power source, the first power switch connected in series between the commercial power source and the load and connected to the commercial power source side and the normally open connected to the load side And a power converter that converts the DC power of the battery into AC power after the first switch is opened during a power failure, and the power converter always supplies a predetermined DC voltage. A first power converter that charges the battery by stepping down to a direct current voltage of the battery, and boosts and outputs the direct current voltage of the battery in the event of a power outage, and normally the alternating current voltage of the commercial power supply passes through the first switch. Input, DC Is converted to a pressure and supplied to the first power converter, and in the event of a power failure, a DC voltage output of the first power converter is converted into a predetermined AC voltage and supplied to the load via the second switch. Two power converters, a control circuit that operates with a DC voltage from the first or second power converter and controls the first and second power converters and the first and second switches , the battery or Using the DC voltage of the first power converter as an operating source, the control circuit is operated during normal operation to close the second switch, and the control circuit is operated during power failure to operate the first switch An uninterruptible power supply comprising an activation means for opening the circuit .

By providing a normally open parallel switch that operates faster than the first switch in parallel with the first switch, and controlling the opening and closing of the parallel switch by the control circuit, the first switch is always in the first state. 2. The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein the parallel switch is closed by opening a switch, and the parallel switch is opened in the event of a power failure.

A normally-open third open / close connected to each of two electric circuits that couple the first power converter and the second power converter or two electric circuits that couple the activation means and the first power converter. vessel and the third is switch connected in parallel, the uninterruptible power supply according to claim 1, characterized in that a normally open fourth switch which is closed during operation of the activation means.

A voltage detecting means connected to the battery for detecting an abnormality of the battery, and another starting means connected to the control circuit and operated when the battery is abnormal to operate the control circuit. The uninterruptible power supply device according to any one of claims 1 to 3 .