JPH02131334A - Uninterruptible power source equipment - Google Patents

Uninterruptible power source equipment

Info

Publication number
JPH02131334A
JPH02131334A JP63280141A JP28014188A JPH02131334A JP H02131334 A JPH02131334 A JP H02131334A JP 63280141 A JP63280141 A JP 63280141A JP 28014188 A JP28014188 A JP 28014188A JP H02131334 A JPH02131334 A JP H02131334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
power
high frequency
circuit
mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63280141A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2761538B2 (en
Inventor
Seiichi Muroyama
室山 誠一
Chuichi Aoki
忠一 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP63280141A priority Critical patent/JP2761538B2/en
Publication of JPH02131334A publication Critical patent/JPH02131334A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2761538B2 publication Critical patent/JP2761538B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To reduce the size and the weight of an uninterruptible power source equipment by connecting an AC power source through a switchgear with a load and with an inverter provided with a battery and normally operating the inverter in charger mode while an inverter mode upon occurrence af power interruption. CONSTITUTION:An AC power source 1 is connected through a switchgear 2 with a load 7 and with the AC output side of an inverter 50. The inverter 50 has DC input side connected with a battery 4, and the operating mode thereof is switched between charger mode and inverter mode through a control circuit 56 from the output of a power interruption detecting circuit 8. The switchgear 2 is normally turned ON to feed AC voltage to the load 7 and the inverter 50 thus charging the battery 4. Upon detection of power interruption, the switchgear 2 is turned OFF and the inverter 50 is brought into inverter mode through a connecting circuit 56 to produce AC power which is fed to the load 7. Circuits 51-56 constituting the inverter 50, as well as high frequency transformer 53, are formed of high frequency parts. By such arrangement, a small, light and safety uninterrubtible power source equipment can be constituted.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、通信装置や電子計算機に無停電の交流電力
を供給するための無停電電源装置に関し、特にインバー
タを充電器としても動作させ、装置の小形・軽量化、経
済化を図った無停電電源装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" The present invention relates to an uninterruptible power supply device for supplying uninterrupted AC power to communication devices and computers, and in particular to an uninterruptible power supply device that allows an inverter to also operate as a charger. This article relates to an uninterruptible power supply that is smaller, lighter, and more economical.

「従来の技術」 従来、この種の無停電電源装置としては、第1図に示す
方式が促案されている(特公昭49−41734)。
``Prior Art'' Conventionally, as this type of uninterruptible power supply, the system shown in FIG. 1 has been proposed (Japanese Patent Publication No. 49-41734).

この図において商用電源などの交流電源は開閉器2を介
して負荷7に接続され、充電可能な蓄電池4にインバー
タ5が接続され、インバータ5は開閉器3を介して負荷
に接続され、開閉器3と並列にリアクタンス回路6が接
続される。開閉器2は交流電源1が正常時はオン、停電
時はオフとなり、開閉器3は開閉器2とは逆に動作する
。すなわち開閉器3は交流電源Iの正常時はオフであり
、停電時はオンとなる。リアクタンス回B6はりアクト
ル、コンデンサ又はリアクトルとコンデンサを主体に構
成される。
In this figure, an AC power source such as a commercial power source is connected to a load 7 via a switch 2, an inverter 5 is connected to a rechargeable storage battery 4, an inverter 5 is connected to the load via a switch 3, and a switch A reactance circuit 6 is connected in parallel with 3. The switch 2 is turned on when the AC power supply 1 is normal, and turned off during a power outage, and the switch 3 operates in the opposite direction to the switch 2. That is, the switch 3 is off when the AC power supply I is normal, and is turned on during a power outage. The reactance circuit B6 is mainly composed of an actor, a capacitor, or a reactor and a capacitor.

この回路では、交流電源Iの正常時には開閉器2はオン
であり、負荷7には交流電力が直送される。一方、イン
パータ5は、蓄電池4の電力を受電し、交流電源Iの電
圧と同期した交流電圧を出力し、その出力側はりアクタ
ンス回路6を介して交流電源工と接続されている。この
時、開閉器3はオフである。ここで、インバータ5の出
力の位相を交流電源Iより、遅らせることにより、交流
電源1よりインバータ5へ電力が流入し、インバータ5
は充電器として動作し、蓄電池4を充電する。
In this circuit, when the AC power supply I is normal, the switch 2 is on, and AC power is directly sent to the load 7. On the other hand, the imperter 5 receives power from the storage battery 4, outputs an AC voltage synchronized with the voltage of the AC power source I, and is connected to an AC power source via an actance circuit 6 on its output side. At this time, the switch 3 is off. Here, by delaying the phase of the output of the inverter 5 from the AC power supply I, power flows from the AC power supply 1 to the inverter 5, and the inverter 5
operates as a charger and charges the storage battery 4.

交流電源lが停電すると、開閉器2をオフし、開閉器3
をオンすることにより、インバータ5の交流出力を負何
7へ給電する. 一般に、2つの交流電源の出方側を接続し、相互間に電
圧差、又は位相差を与えると、その差分に応じて、一方
の電源から他方の電源へ電流が流れる。すなわち、検流
が発住する。
When AC power supply 1 has a power outage, switch 2 is turned off and switch 3 is turned off.
By turning on the AC output of the inverter 5, the AC output of the inverter 5 is fed to the negative electrode 7. Generally, when the output sides of two AC power supplies are connected and a voltage difference or phase difference is given between them, current flows from one power supply to the other power supply in accordance with the difference. In other words, a galvanic current occurs.

この従来例では、常時、交流電源1とインバータ5の出
力側を接続していることがら、両電源間の位相差や電圧
差により流れる横流を抑制するため、リアクタンス回路
6が必須である。このリアクタンス回路6に使用される
リアクタやコンデンサは商用周波数で動作するように設
計する必要があり、大きさ、重量とも大きくなる。また
、商用電源停電時、インバータ5がら負荷7へ給電する
ため、リアクタンス回路6を短絡するための開閉器3が
必要となる。このように、従来の無停電電源装置では、
装置の大きさ、重量が大きくなったり、経済性が損なわ
れるという問題があった。
In this conventional example, since the output side of the AC power supply 1 and the inverter 5 are always connected, the reactance circuit 6 is essential in order to suppress the cross current flowing due to the phase difference and voltage difference between the two power supplies. The reactor and capacitor used in this reactance circuit 6 must be designed to operate at commercial frequency, which increases both size and weight. Furthermore, in order to supply power from the inverter 5 to the load 7 during a commercial power outage, a switch 3 for short-circuiting the reactance circuit 6 is required. In this way, conventional uninterruptible power supplies
There were problems in that the size and weight of the device increased, and economic efficiency was impaired.

この発明の目的は、これらの問題点を解決した、小形・
軽量で、経済的な無停it源装置を提供することにある
The purpose of this invention is to solve these problems by creating a compact and
The object of the present invention is to provide a lightweight, economical, uninterrupted IT source device.

「課題を解決するだめの手段」 この発明によれば交流電源は開閉器を介して負荷に接続
され、また蓄電池がインバータ回路を介して負荷に接続
され、そのインバータ回路は直流フィルタ部、高周波イ
ンバータ部、高周波トランス、周波数変換部、交流フィ
ルタ部及び制1n回路部で構成され、その制御回路部は
インバータ回路を充電器モード、又はインバータモード
で制御し、その充電器モードでは周波数変換部により交
流電源の交流電力を高周波交流に変換し、高周波トラン
スで絶縁し、高周波インバータ部で直流に変換するよう
にし、インバータモードではit池の直流電力を高周波
インバータ部で高周波交流に変換し、高周波トランスで
絶縁し、周波数変換部で闇波数変換して負荷に給電する
ようにし、停電検出回路で交流電源の有無を検出して、
開閉器を制御するとともに、前記2つの動作モードを切
り替える信号を制御回路部に与える。
"Means for Solving the Problem" According to this invention, an AC power source is connected to a load via a switch, and a storage battery is connected to the load via an inverter circuit, and the inverter circuit is connected to a DC filter section, a high frequency inverter section, and a high frequency inverter section. The control circuit section controls the inverter circuit in charger mode or inverter mode, and in the charger mode, the frequency converter section controls the inverter circuit. The AC power of the power supply is converted to high frequency AC, isolated by a high frequency transformer, and converted to DC by the high frequency inverter.In inverter mode, the DC power of the IT battery is converted to high frequency AC by the high frequency inverter, and the high frequency transformer It is insulated and the frequency converter converts the dark wave number to supply power to the load, and the power failure detection circuit detects the presence or absence of AC power.
A signal for controlling the switch and switching between the two operating modes is given to the control circuit section.

「実施例」 第2図にこの発明の実施例を示す。第2図で、インバー
タ50は、直流フィルタ51、高周波インバータ部52
、高周波トランス53、周波数変換部54、交流フィル
タ55及び制御回路56で構成される。また、停電検出
回路8は交流電源1の停電を検出する.その他の第1図
と同一番号は同一物を示す. 次にこの発明の動作を説明する。交流電源lが正常の場
合、開閉器2がオンし、負荷7へ電力を供給している。
"Embodiment" FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the inverter 50 includes a DC filter 51 and a high frequency inverter section 52.
, a high frequency transformer 53, a frequency converter 54, an AC filter 55, and a control circuit 56. Further, a power outage detection circuit 8 detects a power outage of the AC power supply 1. Other numbers that are the same as those in Figure 1 indicate the same items. Next, the operation of this invention will be explained. When the AC power supply l is normal, the switch 2 is turned on and power is supplied to the load 7.

また、インバータ5oは開閉器2を通して、交流電源1
を入力として、充電器として動作している。すなわち、
交流電力は交流フィルタ55を通して、周波数変換部5
4に入力され、高周波の交流電圧に変換される。この高
周波電圧は高周波トランス53により絶縁され、インバ
ータ部52で整流され、直流電圧となる。この直流電圧
に含まれるリフブル成分は直流フィルタ5lにより、低
減され、蓄電池4を充電する。
In addition, the inverter 5o is connected to the AC power source 1 through the switch 2.
As input, it is working as a charger. That is,
The AC power passes through the AC filter 55 and is then supplied to the frequency converter 5.
4 and is converted into a high frequency AC voltage. This high frequency voltage is insulated by a high frequency transformer 53, rectified by an inverter section 52, and becomes a DC voltage. The riffle component contained in this DC voltage is reduced by the DC filter 5l, and the storage battery 4 is charged.

交流電源lが停電すると、停電検出回路8が信号を発生
し、開閉器2をオフにするとともに、制御回路56の動
作モードをインバータモードに切り替える。インバータ
モードでは、蓄電池4の直流電力が直流フィルタ5lを
通してインバータ部52に入力され、高周波交流電圧に
変換される.この高周波電圧は高周波トランス53によ
り絶縁され、周波数変換部54に入力される。周波数変
換部54では、高周波電圧をそのまま通過させるサブモ
ード、正又は負方向に切り替えるサブモードを別に発生
させたパルス幅変調信号に従って一定周期内で繰り返す
ことにより、低周波交流電圧に周波数変換する。この交
流電圧は、高調波成分を交流フィルタ55により除去さ
れたのち、負荷7へ給電される。
When the AC power source 1 is out of power, the power outage detection circuit 8 generates a signal to turn off the switch 2 and switch the operation mode of the control circuit 56 to inverter mode. In the inverter mode, the DC power of the storage battery 4 is input to the inverter section 52 through the DC filter 5l, and is converted into a high frequency AC voltage. This high frequency voltage is insulated by a high frequency transformer 53 and input to a frequency conversion section 54. The frequency converter 54 converts the frequency into a low-frequency AC voltage by repeating a sub-mode in which the high-frequency voltage is passed as is and a sub-mode in which it is switched in the positive or negative direction within a fixed period according to a separately generated pulse width modulation signal. This AC voltage is supplied to the load 7 after harmonic components are removed by an AC filter 55 .

次に、インバータ5G及び制御回路56の具体例を示し
、充電器モードとインバータモードの動作、及びモード
切替時の動作を詳細に説明する。
Next, a specific example of the inverter 5G and the control circuit 56 will be shown, and operations in charger mode and inverter mode, and operations during mode switching will be described in detail.

第3図にインバータ50の具体回路の一例を示す。高周
波インバータ部52において半導体スイソチSzSzが
直列に接続され、半導体スイッチSff+34が直列に
接続され、これら両直列接続が並列に接続されて、直流
フィルタ51に接続され?.半導体スイッチS + ,
 S zの接続点、S3,S4の接続点は高周波トラン
ス53の一方の巻線に接続される.半導体スイッチS 
+ ”” S 4 とそれぞれ逆並列にダイオードD 
I− D 4が接続される。周波数変換部54において
半導体スイソチS II+ S l■が直列に接続され
、半導体スイッチs13+  SI4が直列に接続され
、これら両直列接続が並列に接続されて、交流フィルタ
55に接続され、半導体スイッチS I I + S 
I 2の接続点と、SIff+Sl4の接続点とが高周
波トランス53の他方の巻線に接続される。半導体スイ
ッチSll〜SI4は、例えば第4図に示すような両方
向に制御が可能なスイソチ素子である.また、第5図に
制御回路の具体的ブロック構成の例を示す。さらに、第
6図には、充電器モードのときの各半導体スイソヂの駆
動波形と主な電圧波形(交流電源の極性が正方向時)の
例、第7図には、インバータモード時の各半導体スイソ
チの駆動波形の例、第8図には、インバータモード時の
主回路の主な部分の電圧波形の例をそれぞれ示す. 交流電源正常時の制御回路の動作を第5図を参照しなが
ら説明すると、停電検出回路8の交流電源正常に対応す
る信号は、NOT回路512をとおして、駆動回路51
4をオフとし、スインチS,〜S4はオフ状態となる。
FIG. 3 shows an example of a specific circuit of the inverter 50. In the high frequency inverter section 52, semiconductor switches SzSz are connected in series, semiconductor switches Sff+34 are connected in series, and both series connections are connected in parallel and connected to the DC filter 51. .. Semiconductor switch S + ,
The connection point of Sz and the connection points of S3 and S4 are connected to one winding of the high frequency transformer 53. semiconductor switch S
+ “” Diode D in antiparallel with S 4 respectively.
ID4 is connected. In the frequency converter 54, the semiconductor switches SII+S1 are connected in series, the semiconductor switches s13+SI4 are connected in series, and these series connections are connected in parallel and connected to the AC filter 55, and the semiconductor switches S13+SI4 are connected in series. I+S
The connection point of I2 and the connection point of SIff+Sl4 are connected to the other winding of the high frequency transformer 53. The semiconductor switches Sll to SI4 are, for example, Swiss elements that can be controlled in both directions as shown in FIG. Further, FIG. 5 shows an example of a specific block configuration of the control circuit. Furthermore, Fig. 6 shows an example of the drive waveform and main voltage waveform (when the polarity of the AC power supply is in the positive direction) of each semiconductor in charger mode, and Fig. 7 shows an example of each semiconductor in inverter mode. Figure 8 shows examples of voltage waveforms for the main parts of the main circuit in inverter mode. The operation of the control circuit when the AC power supply is normal will be explained with reference to FIG.
4 is turned off, and the switches S and S4 are turned off.

また、停電検出回路8の信号は切替回路511に入力さ
れ、切替回路511ぱフリノプフロフプ(FF)504
、505の信号が駆動回路513に出力されるように回
路を切り替える.一方、基準発振器502は、同期回路
501により交流電源に同期した信号を発生し、FF5
05に入力するとともに、移相回路503により、位相
のずれた信号を発生させ、FF504に入力する。FF
504の出力信号はFF505の信号とは位相がずれた
信号となり、これらの信号を切替回路511を通して駆
動回路513に入力し、スイノチSLl〜Sl4の駆動
信号(第6図Sll〜S14) を発生する。これらの
駆動信号を受けて、周波数変換部54では、第6図に示
すように、半導体スイッチS I I ” S I 4
により次に示すサイクルによって、交流電圧を高周波交
流?圧v1に変換する。
Further, the signal from the power failure detection circuit 8 is input to the switching circuit 511, and the switching circuit 511
, 505 is output to the drive circuit 513. On the other hand, the reference oscillator 502 generates a signal synchronized with the AC power supply by the synchronization circuit 501, and the FF5
05, a phase shift circuit 503 generates a phase-shifted signal, and the generated signal is input to the FF 504. FF
The output signal of FF 504 is a signal out of phase with the signal of FF 505, and these signals are input to the drive circuit 513 through the switching circuit 511 to generate the drive signals of Suinochi SL1 to SL4 (Sll to S14 in FIG. 6). . In response to these drive signals, the frequency converter 54 converts the semiconductor switch S I I ” S I 4 as shown in FIG.
According to the cycle shown below, alternating current voltage can be converted into high frequency alternating current? Convert to pressure v1.

■スイッチS LI+  S +aをオンさせることに
より、高周波トランス53に正方向の電圧を発生させる
.■スイッチS I l +  S I 3をオンさせ
ることにより、高周波トランス53の励磁電流を還流さ
せる。高周波トランス53に電圧は発生しない。
■By turning on the switch SLI+S+a, a positive voltage is generated in the high frequency transformer 53. (2) By turning on the switches S I l + S I 3, the excitation current of the high frequency transformer 53 is circulated. No voltage is generated in the high frequency transformer 53.

■スイソチS12,SI3をオンさせることにより、高
周波トランス53の負方向の電圧を発生させる。
(2) By turning on the switches S12 and SI3, a voltage in the negative direction of the high frequency transformer 53 is generated.

■スイッチS+■,S14をオンさせることにより、高
周波トランス53の励磁電流を還流させる。高周波トラ
ンス53に電圧は発生しない。
(2) By turning on the switches S+ (2) and S14, the excitation current of the high frequency transformer 53 is circulated. No voltage is generated in the high frequency transformer 53.

こうして得られた高周波交流電圧V,は高周波インバー
タ部52のダイオードD,〜D4により整流されて■2
となり、直流フィルタ51を通すことにより平滑され、
蓄電池4を充電する。
The high frequency AC voltage V, thus obtained, is rectified by the diodes D, ~D4 of the high frequency inverter section 52.
It is smoothed by passing through the DC filter 51,
Charge the storage battery 4.

次に、交流電源1が停電した場合の動作を第5図を参照
しながら説明すると、停電検出回路8の停電検出信号は
、NOT回路512をとおして、駆動回路514がFF
504と505に従ってスイッチSl〜S4のオン信号
を発生するようにし、同時に切替回路511を動作させ
、スイッチ決定論理回路510の出力信号が駆動回路5
13に入力されるようにする。
Next, the operation when the AC power supply 1 experiences a power outage will be explained with reference to FIG.
504 and 505 to generate ON signals for the switches Sl to S4, and at the same time operate the switching circuit 511 so that the output signal of the switch decision logic circuit 510 is output to the drive circuit 5.
13.

一方、同期回路5010入力信号はなくなるから、基準
発振器502は独立した周波数で発振し、移相回路50
3、FF504、505により、交流電源正常時と同じ
ように信号を発生する.これらの信号は、交流電源正常
時とは異なり、駆動回路514を通して、駆動信号St
−Sn(第7図SI”S4)となり、高周波インパータ
部52のスイッチ81〜S4を駆動する。また、基準発
振器502の信号は、PWM信号発生回路506に入力
され、正弦波発生回路507、キャリア三角波発生回路
508が基準発振器502に同期した正弦波及びキャリ
ア三角波を発生し、それらを比較量509で比較するこ
とにより、PWM(パルス幅変調)信号を発生する.こ
のPWM信号と正弦波発生器507の出力をスイッチ決
定論理回路510に入力し、周波数変換部54の各スイ
ッチの駆動タイミングを決定する信号発生する。PwM
信号は“0”レベル又は“1”レベルをとる信号である
から、例えばPWM信号が“0”レベルの時は、正弦発
生器507の信号に関わらず、高周波交流電圧を通過さ
せるサブモードとなるように駆動信号のタイミングを決
定する信号を出力し、PWM信号が“1”レヘルで、正
弦波発生器507の極性が正の時は正方向に整流するサ
ブモード、負の時は負方向に整流するサブモードにそれ
ぞれ駆動信号タイミングを決定する信号を出力する。
On the other hand, since the input signal to the synchronization circuit 5010 disappears, the reference oscillator 502 oscillates at an independent frequency, and the phase shift circuit 5010 oscillates at an independent frequency.
3. The FFs 504 and 505 generate signals in the same way as when the AC power supply is normal. Unlike when the AC power supply is normal, these signals are transmitted through the drive circuit 514 to the drive signal St.
-Sn (SI"S4 in FIG. 7), and drives the switches 81 to S4 of the high frequency inverter section 52. The signal of the reference oscillator 502 is input to the PWM signal generation circuit 506, the sine wave generation circuit 507, the carrier A triangular wave generation circuit 508 generates a sine wave and a carrier triangular wave synchronized with the reference oscillator 502, and compares them with a comparison amount 509 to generate a PWM (pulse width modulation) signal.This PWM signal and the sine wave generator The output of PwM 507 is input to a switch determination logic circuit 510 to generate a signal that determines the driving timing of each switch of the frequency conversion section 54.
Since the signal is a signal that takes the "0" level or the "1" level, for example, when the PWM signal is at the "0" level, the submode is set in which high frequency AC voltage is passed regardless of the signal from the sine generator 507. When the PWM signal is "1" level and the polarity of the sine wave generator 507 is positive, the sub-mode rectifies in the positive direction, and when it is negative, it rectifies in the negative direction. A signal that determines the drive signal timing is output to each submode to be rectified.

これらの信号は切替回路511をとおして駆動回路51
3に入力され、駆動信号S.〜s,4(第7図Sll〜
S14) となる。
These signals are sent to the drive circuit 51 through the switching circuit 511.
3, and the drive signal S.3 is input to S.3. ~s, 4 (Fig. 7 Sll~
S14) becomes.

以上の信号群31〜S4 、Sl1〜314を受け、イ
ンバータ50では、第7図に示すような次の動作を行う
。高周波インバータ部52では次のようなサイクルによ
りトランス53の1次側に高周波交流電圧■,を発生さ
せる。
In response to the above signal groups 31-S4 and Sl1-314, the inverter 50 performs the following operation as shown in FIG. The high frequency inverter section 52 generates a high frequency AC voltage (2) on the primary side of the transformer 53 through the following cycle.

■スイッチSI と84をオンさせることにより、高周
波トランス53に正方向の電圧を発生させる。
(2) By turning on switches SI and 84, a positive voltage is generated in the high frequency transformer 53.

■スイソチSt,Saをオンさせることにより、高周波
トランス53の励磁電流を還流させる。高周波トランス
53に電圧は発生しない。
(2) By turning on the switches St and Sa, the excitation current of the high frequency transformer 53 is circulated. No voltage is generated in the high frequency transformer 53.

■スイッチSt,Ssをオンさせることにより、高周波
トランス53に負方向の電圧を発生させる.■スイソチ
Sz.Saをオンさせることにより、高周波トランス5
3の励磁電流を還流させる。高周波トランス53に電圧
は発生しない.発生した高周波交流電圧■3は高周波ト
ランス53を介して周波数変換部54に人力される.周
波数変換部54は、高周波交流電圧をそのまま通過させ
るサブモード、正方向に同期整流するサブモード、及び
負方向に同期整流するサブモードの3つのサブモードで
動作する. 高周波交流電圧V,を正方向に同期整流させるサブモー
ドでは、周波数変換部54の半導体スイソチを次のよう
に動作させる。
(2) By turning on the switches St and Ss, a negative voltage is generated in the high frequency transformer 53. ■Suisochi Sz. By turning on Sa, the high frequency transformer 5
The excitation current of No. 3 is circulated. No voltage is generated in the high frequency transformer 53. The generated high frequency alternating current voltage (3) is manually input to the frequency converter 54 via the high frequency transformer 53. The frequency converter 54 operates in three sub-modes: a sub-mode in which the high-frequency AC voltage is passed through as is, a sub-mode in which synchronous rectification is performed in the positive direction, and a sub-mode in which synchronous rectification is performed in the negative direction. In the sub-mode in which the high-frequency AC voltage V is synchronously rectified in the positive direction, the semiconductor switch of the frequency converter 54 is operated as follows.

■高周波インバータ部52の出力が正方向であるから、
スイソチS I I +  S + 4をオンさせて、
正方向に整流する。
■Since the output of the high frequency inverter section 52 is in the positive direction,
Turn on Swissochi S I I + S + 4,
Rectify in the positive direction.

■、■高周波インバータ部52の出力が零電圧?あるか
ら、スイッチSI,,Sl4またはS Il+ 3 +
■をオンさせて、出力電流を還流させる。
■、■ Is the output of the high frequency inverter section 52 zero voltage? Since there is a switch SI,, SI4 or SIl+ 3 +
Turn on ■ to circulate the output current.

■高周波インバータ部52の出力が負方向であるから、
スイッチS1■+  S+3をオンさせて、正方向に同
期整流する。
■Since the output of the high frequency inverter section 52 is in the negative direction,
Switches S1■+S+3 are turned on to perform synchronous rectification in the positive direction.

また、そのまま通過させるサブモードでは、■、■高周
波インバータ部52の出力が正方向または負方向の電圧
であるから、スイソチS314またはSL!,Sl:l
をオンさせて高周波交流電圧をそのまま通過させる。
In addition, in the sub-mode where the signal is passed through as it is, (1), (2) the output of the high frequency inverter section 52 is a voltage in the positive direction or in the negative direction, so the Swiss S314 or SL! , Sl:l
is turned on and the high frequency AC voltage is passed through as is.

■、■高周波インバータ部52の出力が零電圧であるか
ら、スイッチSIff+SI4またはS++,S+■を
オンさせて、出力電流を還流させる。
(2) Since the output of the high frequency inverter section 52 is zero voltage, the switch SIff+SI4 or S++, S+ (2) is turned on to circulate the output current.

さらに、負方向に同期整流するサブモードでは、■高周
波インバータ部52の出力が正方向であるから、スイッ
チS1■,S1,をオンさせて負方向に整流する。
Furthermore, in the sub-mode in which synchronous rectification is performed in the negative direction, (1) the output of the high frequency inverter section 52 is in the positive direction, so the switches S1 (2), S1, are turned on to perform rectification in the negative direction.

■、■高周波インバータ部52の出力が零電圧であるか
ら、スイッチSlff+S+4またはSII+S+1を
オンさせて、出力電流を還流する。
(2) Since the output of the high frequency inverter section 52 is zero voltage, the switch Slff+S+4 or SII+S+1 is turned on to circulate the output current.

■高周波インバータ部52の出力が負方向であるから、
スイッチS II+  3 14をオンさせて、負方向
に整流する。
■Since the output of the high frequency inverter section 52 is in the negative direction,
The switch S II+ 3 14 is turned on to perform rectification in the negative direction.

これら3つのサブモードを、PWM信号発生回路506
の出力及び正弦波発生器507の出力信号に従って繰り
返すことにより、例えば第8図に示すように、高周波イ
ンバータ部52の出力V3はパルス幅変調された電圧波
形■4になり、交流フィルタ55を通すことにより正弦
波交流電圧■,となる。正弦波発生器507の出力レベ
ルを調整することによりインバータ50の出力レベルを
調整することができる。
These three submodes are controlled by the PWM signal generation circuit 506.
By repeating the process according to the output of V3 and the output signal of the sine wave generator 507, the output V3 of the high frequency inverter section 52 becomes a pulse width modulated voltage waveform (4) as shown in FIG. 8, and is passed through the AC filter 55. This results in a sinusoidal AC voltage. By adjusting the output level of sine wave generator 507, the output level of inverter 50 can be adjusted.

充電器モードとインバータモードの切替は、前述したよ
うに、停電検出回路8の信号により行われる。すなわち
、交流電源1が停電すると、第5図において、停電検出
回路8が信号を発生し、駆動回路514に信号を与え、
高周波インバータ部52のスイソチ駆動信号S,〜S4
をオフするとともに、切替回路511によりスイッチ3
11〜seaの駆動シーケンスを、第6図から、第7図
のシーケンスに切り替える。この切替えは、第6図及び
第7図から明らかなように、高周波インバータ部52及
び周波数変換部54の動作周波数の1サイクル内に完了
するから、インバーク50の出力は交流電aXの停電と
ほぼ同時に発生し、負荷7には無瞬断で電力を供給でき
る。
Switching between the charger mode and the inverter mode is performed by a signal from the power failure detection circuit 8, as described above. That is, when the AC power supply 1 has a power outage, the power outage detection circuit 8 generates a signal and gives the signal to the drive circuit 514 in FIG.
Swiss drive signal S, ~S4 of high frequency inverter section 52
At the same time, the switching circuit 511 turns off the switch 3.
The drive sequence of 11 to sea is switched from FIG. 6 to the sequence of FIG. 7. As is clear from FIGS. 6 and 7, this switching is completed within one cycle of the operating frequency of the high-frequency inverter section 52 and the frequency converter section 54, so the output of the inverter 50 changes almost simultaneously with the power outage of the AC power aX. It is possible to supply power to the load 7 without momentary interruption.

また、交流電源1が回復した時も、やはり、停電検出回
路8が信号を発生し、同期回路501により、基準発振
器502、従ってインバータ50の出力を交流電源1に
同期する様に制御し、その後、第2図における開閉器2
をオンとするとともに、インバータ50の制御信号を第
7図のシーケンスから第6図のシーケンスに切り替える
。この時の切替も、周波数変換部54の動作周波数の1
サイクル内に完了する。従って、負荷7には無瞬断で電
力を供給できるとともに、蓄電池4の充電を即時に開始
でき、充電時間の短縮を図ることができる。
Also, when the AC power supply 1 is restored, the power failure detection circuit 8 still generates a signal, and the synchronization circuit 501 controls the output of the reference oscillator 502 and therefore the inverter 50 to be synchronized with the AC power supply 1. , switch 2 in Fig. 2
is turned on, and the control signal of the inverter 50 is switched from the sequence shown in FIG. 7 to the sequence shown in FIG. 6. The switching at this time is also 1 of the operating frequency of the frequency converter 54.
Complete within the cycle. Therefore, power can be supplied to the load 7 without momentary interruption, and charging of the storage battery 4 can be started immediately, thereby shortening the charging time.

第9図に、第3図のインバータ50の充電器モードの制
御波形の第二の具体例を示す。なお、第?図の制御波形
は、第6図の第一の具体例の制御波形と同一で、制御対
象のスイッチ素子だけがことなる。従って、第9図の波
形を出力する制御回路は第5図の回路がそのまま適用で
きるので、第9図の制御波形を発生させるための制御回
路の構成と動作の説明は省略する。次に、第3図と第9
図により、この具体例の動作を説明する.この具体例で
は、インパータ50の充電器モードでは、インバータ5
0を昇圧形の動作をさせている点に特徴がある。すなわ
ち、スイッチS.とS1■を同時にオンさせて、交流フ
ィルタのりアクタにエネルギーを蓄え(■)、次いで、
スイソチSI!をオフし、S+aをオンすることにより
、交流電源1の電圧に交流フィルタ55のリアクトルの
電圧を重畳させて高周波トランス53に印加する(■)
。次に、スイッチS.をオフし、S13をオンすること
により、再び、交流フィルタ55のリアクトルにエネル
ギーを蓄え(■)、さらにスイッチSl4をオフし、S
1■をオンすることにより、前とは逆極性の電圧を高周
波トランス53に印加する(■)。このような動作を繰
り返すことにより、高周波トランス53に印加される電
圧は、交流電圧より電圧値の高い交流電圧■1となり、
この電圧■1は、高周波インバータ部52のダイオード
D1〜D4により整流され、直流電圧となり、直流フィ
ルタ51を通して蓄電池を充電する。インバータモード
のときの動作は、第7図及び第8図に示す第1の具体例
と同じであるから省略する。また、インバータモードと
充電器モードの切替は第1の具体例と同じく、高周波イ
ンバータ部52及び周波数変換部54の動作周波数の1
サイクル内に完了するので、出力の無瞬断化が可能であ
る。この具体例では、交流電源1より高い電圧Vl、従
って、高い直流電圧が得られるので、蓄電池電圧が高い
場合にも充電を行うことができ、さらに、蓄電池4の充
電を効率的に行なえる特徴がある。
FIG. 9 shows a second specific example of the control waveform of the charger mode of the inverter 50 shown in FIG. 3. By the way, number one? The control waveform shown in the figure is the same as the control waveform of the first specific example shown in FIG. 6, and only the switch element to be controlled is different. Therefore, since the circuit shown in FIG. 5 can be applied as is to the control circuit that outputs the waveform shown in FIG. 9, a description of the configuration and operation of the control circuit for generating the control waveform shown in FIG. 9 will be omitted. Next, Figures 3 and 9
The operation of this specific example will be explained using the diagram. In this specific example, in the charger mode of the inverter 50, the inverter 5
The feature is that 0 operates as a boost type. That is, switch S. and S1■ are turned on at the same time, energy is stored in the AC filter actor (■), and then,
Suisochi SI! By turning off S+a and turning on S+a, the voltage of the reactor of the AC filter 55 is superimposed on the voltage of the AC power supply 1 and applied to the high frequency transformer 53 (■)
. Next, switch S. By turning off the switch Sl4 and turning on S13, energy is stored in the reactor of the AC filter 55 again (■), and further, by turning off the switch Sl4, the switch S13 is turned on.
By turning on 1■, a voltage of opposite polarity to the previous one is applied to the high frequency transformer 53 (■). By repeating this operation, the voltage applied to the high frequency transformer 53 becomes an AC voltage (1) which has a higher voltage value than the AC voltage.
This voltage (1) is rectified by the diodes D1 to D4 of the high frequency inverter section 52, becomes a DC voltage, and charges the storage battery through the DC filter 51. The operation in the inverter mode is the same as that in the first specific example shown in FIGS. 7 and 8, so a description thereof will be omitted. Further, the switching between the inverter mode and the charger mode is the same as in the first specific example.
Since the process is completed within a cycle, it is possible to achieve output without interruption. In this specific example, since a voltage Vl higher than that of the AC power source 1, and therefore a high DC voltage, can be obtained, charging can be performed even when the storage battery voltage is high, and furthermore, the storage battery 4 can be charged efficiently. There is.

このように、この発明による無停電電源装置では、イン
バータ50は高周波で動作し、動作周波数の1サイクル
内にインバータモードと充電器モードを切り替えるので
出力の無瞬断化ができるとともに、低周波で動作する部
品を使用していないので装置の小形・軽量化が達成でき
る。さらに、インバータ50の入出力間は、高周波トラ
ンス53により絶縁されているので、交流電1!A1の
一線が接地されている電路においても、蓄電池4を接地
することができ、特に高電圧の蓄電池4を使用する場合
、人体保安上、装置の安全性を極めて高くすることがで
きる。
As described above, in the uninterruptible power supply according to the present invention, the inverter 50 operates at a high frequency and switches between the inverter mode and the charger mode within one cycle of the operating frequency, so that the output can be uninterrupted, and it can also operate at low frequencies. Since no moving parts are used, the device can be made smaller and lighter. Furthermore, since the input and output of the inverter 50 are insulated by the high frequency transformer 53, the AC current 1! The storage battery 4 can be grounded even in the electrical circuit where the line A1 is grounded, and especially when a high voltage storage battery 4 is used, the safety of the device can be extremely high in terms of human body safety.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、高周波で動作
し、入出力間を絶縁したインバータを使用して無停電電
源装置を構成し、低周波で動作する部品を一切用いない
ので、出力が無瞬断で、人体保安上安全で、しかも小形
・軽量、経済的な無停電電源装貢を提供できる。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, an uninterruptible power supply is configured using an inverter that operates at high frequency and has input and output isolated, and does not use any parts that operate at low frequency. Since there is no output, it is possible to provide a small, lightweight, and economical uninterruptible power supply device that is safe for human health because the output is uninterrupted.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の無停電電源装置を示す構成図、第2図は
この発明の無停電電源装置の実施例を示すブロック図、
第3図はインバータ回路の具体例を示す接続図、第4図
は両方向のスイッチの具体例を示す図、第5図は制12
′11回路の具体例を示すブロック図、第6図は第3図
のインバータ回路の充電器モード時の各半導体スイッチ
の駆動波形と主要部の電圧波形図、第7図は第3図のイ
ンバータ回路のインバータモード時の3つのサブモード
における各半導体スイソチの駆動波形と主要部の電圧波
形図、第8図は第3図のインバータ回路のインバータモ
ード時の主要部の電圧波形図、第9図は充電器モード時
の各半導体スイッチの駆動波形の第二の具体例と主要部
の電圧波形図である。 特許出願人日本電信電話株式会社
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional uninterruptible power supply, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the uninterruptible power supply of the present invention.
Fig. 3 is a connection diagram showing a specific example of an inverter circuit, Fig. 4 is a diagram showing a specific example of a bidirectional switch, and Fig. 5 is a connection diagram showing a specific example of an inverter circuit.
'11 A block diagram showing a specific example of the circuit. Figure 6 is a diagram of the drive waveforms of each semiconductor switch and voltage waveforms of the main parts of the inverter circuit of Figure 3 in charger mode. Figure 7 is a diagram of the inverter circuit of Figure 3. Figure 8 is a voltage waveform diagram of the main parts of the inverter circuit in the inverter mode of Figure 3. 2 is a second specific example of drive waveforms of each semiconductor switch in charger mode and voltage waveform diagrams of main parts. Patent applicant Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)交流電源と負荷とを接続する開閉器と、蓄電池と
、その蓄電池を入力側とし、前記開閉器の負荷側に出力
端子を接続したインバータ回路と、停電検出回路とを備
え、 前記インバータ回路は直流フィルタ部、高周波インバー
タ部、高周波トランス、周波数変換部、交流フィルタ部
、及び制御回路部で構成され、前記制御回路部は、前記
インバータ回路を充電器モード、またはインバータモー
ドで制御し、前記充電器モードでは、前記周波数変換部
により前記交流電源の交流電力を高周波交流に変換し、
前記高周波トランスで絶縁し、前記高周波インバータ部
で直流に変換するようにし、 前記インバータモードでは、前記蓄電池の直流電力を前
記高周波インバータ部で高周波交流に変換し、前記高周
波トランスで絶縁し、前記周波数変換部で周波数変換し
、前記負荷に給電するようにし、 前記停電検出回路は前記交流電源の有無を検出して、前
記開閉器を制御するとともに、前記2つの動作モードを
切り替える信号を、前記制御回路部に与えることを特徴
とする無停電電源装置。
(1) A switch for connecting an AC power supply and a load, a storage battery, an inverter circuit having the storage battery as an input side and an output terminal connected to the load side of the switch, and a power failure detection circuit, The circuit includes a DC filter section, a high frequency inverter section, a high frequency transformer, a frequency conversion section, an AC filter section, and a control circuit section, the control circuit section controlling the inverter circuit in a charger mode or an inverter mode, In the charger mode, the frequency converter converts AC power of the AC power source into high frequency AC,
The high-frequency transformer insulates the battery, and the high-frequency inverter section converts the DC power into direct current; The converter converts the frequency and supplies power to the load, and the power outage detection circuit detects the presence or absence of the AC power supply and controls the switch, and transmits a signal for switching between the two operation modes to the control circuit. An uninterruptible power supply device characterized by supplying power to a circuit section.
JP63280141A 1988-11-04 1988-11-04 Uninterruptible power system Expired - Fee Related JP2761538B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63280141A JP2761538B2 (en) 1988-11-04 1988-11-04 Uninterruptible power system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63280141A JP2761538B2 (en) 1988-11-04 1988-11-04 Uninterruptible power system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02131334A true JPH02131334A (en) 1990-05-21
JP2761538B2 JP2761538B2 (en) 1998-06-04

Family

ID=17620907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63280141A Expired - Fee Related JP2761538B2 (en) 1988-11-04 1988-11-04 Uninterruptible power system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2761538B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200603A (en) * 2009-01-20 2010-09-09 Semikron Elektronik Gmbh & Co Kg Charger and operating method therefor
JP2013247841A (en) * 2012-05-29 2013-12-09 Mitsubishi Electric Corp Power source switching apparatus, dwelling, and power source switching method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200603A (en) * 2009-01-20 2010-09-09 Semikron Elektronik Gmbh & Co Kg Charger and operating method therefor
JP2013247841A (en) * 2012-05-29 2013-12-09 Mitsubishi Electric Corp Power source switching apparatus, dwelling, and power source switching method
JP2015202050A (en) * 2012-05-29 2015-11-12 三菱電機株式会社 Power source switching device and power source switching system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2761538B2 (en) 1998-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7733670B2 (en) Bidirectional active power conditioner with DC/AC inverter in low-frequency switching
US5198970A (en) A.C. power supply apparatus
CA2314782C (en) Multi-mode power converters incorporating balancer circuits and methods of operation thereof
EP2896109B1 (en) Uninterruptible power supply system with fast transfer for undervoltage source line failures
JP6191830B2 (en) Power conversion system
JP2009124836A (en) Controller of uninterrupted power supply system
GB2287843A (en) Off-Line Uninterruptible Power Supply
JPH02266868A (en) Power source device control method
US20220376548A1 (en) Online interactive uninterruptible power supply and method for control thereof
US6960901B2 (en) Bi-directional DC/DC power converter having a neutral terminal
JP2008283729A (en) Uninterruptible power supply unit
JPH02131334A (en) Uninterruptible power source equipment
JPH04304160A (en) Dc power supply with battery backup function
KR910008549B1 (en) A.c. power supply
JP2568271B2 (en) DC uninterruptible power supply
KR100740764B1 (en) Line change type un-interruptible power hybrid inverter system having a booster function and a parallel converter function
JPS6035892B2 (en) power converter
JP2618931B2 (en) Power converter
CN100376075C (en) Bidirection DC/DC converter with neutral point
GB2242082A (en) "An uninterruptible power supply"
JPH0628927Y2 (en) Standby uninterruptible power supply
JP2956372B2 (en) Uninterruptible power system
RU2079202C1 (en) Device for uninterrupted alternating current power supply using intermediate high-frequency conversion
JPH0747963Y2 (en) Standby uninterruptible power supply
JPH02100116A (en) Power unit without power failure

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees