JPH02269426A - 直流無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は直流無停電電源装置にかかり、詳しくは、交流
電源に接続される交流／直流変換回路として高力率コン
バータを用い、かつ交流電源の停電時に負荷に給電する
蓄電池を備えた直流無停電電源装置に関する。

（従来の技術） 従来のこの種の直流無停電電源装置の構成を第３図に示
す、同図において、１は交流電源、２は交流リアクトル
、３はＰＷＭＩＩ流器、４はコンデンサであり、交流リ
アクトル２、ＰＷＭ整流器３及びコンデンサ４によって
高力率コンバータが構成されている。また、コンデンサ
４の一端には、放電ダイオード５と、充電ダイオード７
及び直流変流器８の直列回路との逆並列回路を介して蓄
電池６が接続されている。なお、図示例では交流電源１
の１相分を示しであるが、実際には三相分の交流／直流
変換が行われる。

このような構成において、交流電源１が健全なときには
、ＰＷＭ整流器３を交流リアクトル２の電流が力率１の
正弦波となるようにＰＷＭ制御しながら、直流出力側に
接続されたコンデンサ４の電圧を一定に制御して負荷（
図示せず）に直流電力が供給される。すなわち、ＰＷＭ
整流器３がオンすると交流リアクトル２にエネルギーが
蓄積され。

オフするとこのエネルギーがコンデンサ４に放出される
動作を高周波で行わせることにより、交流リアクトル２
の電流を正弦波にさせつつ、コンデンサ４の電圧を一定
に制御している。

この時、蓄電池６は充電ダイオード７及び直流変流器８
を介して充電される。そして、直流変流器８は蓄電池６
の充電電流を検出し、この電流値を所定値以下に制限す
るために設けられている。

一方、交流電源１に停電が発生すると、蓄電池６から放
電ダイオード５を介して負荷に直流電力が供給されるた
め、電源装置としての無停電化が達成されることになる
。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の電源装置においては、交流電源１が停電
したときに蓄電池６から放電ダイオード５を介して直流
出力を得ているため、蓄電池６の電圧変動がそのまま直
流出力電圧の変動となり、その変動幅が大きくなるとい
う欠点があった。例えば、蓄電池６として鉛蓄電池を使
用した場合、充電状態（均等電圧）が２．３Ｖ／セル、
放電末期の状態（放電終止電圧）が１．６Ｖ／セルとい
うように電圧の変動幅が大きい、このため、電源装置の
直流出力端子に直接接続できる負荷が限定されることに
なり、負荷に制限を設けない一般的な使い方では、変動
幅を小さく抑えるために、直流出力端子にシリコンドロ
ッパやチョッパを接続しており、これによって電源装置
が大形で高価格となる問題があった。

また、この電源装置とインバータとを組み合わせた交流
無停電電源装置（ＵＰＳ）では、直流出力端子に接続さ
れるインバータとして広範囲の直流入力電圧変動に耐え
るものを使用する必要が生じ、やはり装置全体が大形化
して高価格になる問題があった。

本発明は上記問題点を解決するために提案されたもので
、その目的とするところは、交流電源の停電時において
直流出力電圧の変動がなく、しかも小形かつ低価格な直
流無停電電源装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、交流電源の停電時
に、スイッチ等からなる直流電力供給手段により蓄電池
から高力率コンバータへ直流電力を供給し、高力率コン
バータを昇圧チョッパとして動作させることを特徴とす
る。

（作用） 本発明によれば、交流電源の停電時に、蓄電池から高力
率コンバータへ直流電力を供給して高力率コンバータを
昇圧チミッパとして動作させることにより、蓄電池電圧
が低下しても電源装置の直流出力電圧を一定に制御する
ことができる。

また、交流電源が復電した時には交流入力電流が力率１
の正弦波となるように高力率コンバータを制御し、同時
に直流出力電圧を定電圧制御する。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示すもので、第３図と同
一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、以
下、異なる部分を中心に説明する。

第１図において、交流電源１と交流リアクトル２との間
には第１のスイッチ９が接続され、このスイッチ９及び
交流リアクトル２の接続点と、放電ダイオード５のアノ
ードとの間には直流電力供給手段としての第２のスイッ
チ１０が接続されている。また、放電ダイオード５の両
端には、充電ダイオ、−ドア及び直流変流器８に加えて
第３のスイッチ１１が直列に接続されており、これらの
充電ダイオード７、直流変流器８及びスイッチ１１によ
って蓄電池６の充電回路が構成されている。

なお、第３図と同様に、交流リアクトル２、ＰＷＭ整流
器３及びコンデンサ４によって高力率コンバータが構成
されている。

このような構成において、交流電源１が健全なときには
スイッチ９をオン、スイッチ１０をオフ、スイッチ１１
をオンにすることにより第３図と等価な回路構成になる
。従って、この状態でＰＷＭ整流器３を交流リアクトル
２の電流が力率１の正弦波となるように動作させ、同時
にコンデンサ４の電圧が蓄電池６を充電するために必要
な、電圧になるように定電圧制御を行う。

また、交流電源１が停電したときは、スイッチ９をオフ
、スイッチ１０をオン、スイッチ１１をオフにして蓄電
池６の直流電力を高力率コンバータに供給し、ＰＷＭ整
流器３を昇圧チョッパとして動作させることにより、蓄
電池６の電圧が低下してもＰＷＭ整流器３の出力電圧す
なわちコンデンサ４の電圧を蓄電池６の電圧よりも高め
、電源装置の直流出力電圧を一定にするべく制御を行う
。

次に、第２同は本発明の第２実施例を示しており、この
実施例は交流電源１′が単相の場合のものである。この
ように単相交流電源を入力とする場合、高力率コンバー
タは第２図に示すように整流器１２．直流リアクトル１
３．昇圧チョッパ１４及びコンデンサ４から構成されて
おり、他の構成については第１実施例と同様である。こ
のため、第１実施例に比べると第１のスイッチ９を省略
することができる。なお、蓄電池６から直流電力を高力
率コンバータへ供給する第２のスイッチ１０の一端は、
整流器１２の直流出力側に接続されている。

この実施例においては、交流電源１の健全時にスイッチ
１０をオフ、スイッチ１１をオンとすることによりコン
デンサ４の定電圧制御が行われ、また。

停電時にはスイッチ１０をオン、スイッチ１１をオフと
することにより、蓄電池６の電圧が低下しても昇圧チョ
ッパ１４によって直流出力電圧が一定に維持されること
になる。

なお、図示されていないが１本発明は直流出力端子に負
荷としてのインバータを接続し、このインバータにより
直流／交流変換を行って最終的な負荷に交流電力を供給
する交流無停電電源装置にも勿論適用することができる
。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、交流電源の停電時に
、蓄電池電圧を昇圧チョッパとしての高力率コンバータ
により昇圧して直流出力を得るようにしているため、従
来の電源装置に比べて直流出力電圧の変動幅を小さく抑
えることができる。

例えば、蓄電池として鉛蓄電池を使用した場合、従来で
は前述の如＜１．６Ｖ／セル（放電時）から２゜３Ｖ／
セル（充電時）の範囲で変動していたが１本発明では蓄
電池を放電終止電圧（１，６Ｖ／セル）まで放電させた
ときでも充電状態の電圧は２Ｖ／セルとなるため、変動
範囲は２Ｖ／セル（復電時短時間）から２．’３Ｖ／セ
ル（充電時）となる。

このように本発明では、直流出力電圧の変動範囲を小さ
く抑えられるため、 ■従来のようにシリコンドロッパやチョッパを用いる必
要がなくなり、電源装置を小形、低価格にすることがで
き。

■直流出力端子にインバータを接続して構成される交流
無停電電源装置にあっては、インバータの直流入力電圧
の変動が小さくなるため、インバータとして小形、低価
格なものを使用することができる、 等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す回路図、第２図は本
発明の第２実施例を示す回路図、第３図は従来技術を示
す回路図である。 １．１′・・・交流電源 ３・・・ＰＷＭ整流器 ５・・・放電ダイオード ７・・・充電ダイオード ９〜１１・・・スイッチ １３・・・直流リアクトル ２・・・交流リアクトル ４・・・コンデンサ ６・・・蓄電池 ８・・・直流変流器 １２・・・整流器 １４・・・昇圧チョッパ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電源に接続され、かつ、スイッチング動作により交
   流入力電流を高力率の正弦波としつつ交流電力を直流電
   力に変換して負荷に給電する高力率コンバータと、 このコンバータの直流出力側に接続されて平常時充電さ
   れ、前記交流電源の停電時に負荷に給電する蓄電池とを
   備えた直流無停電電源装置において、 前記交流電源の停電時に、前記蓄電池から前記コンバー
   タに直流電力を供給する直流電力供給手段を設け、前記
   停電時に前記コンバータを昇圧チョッパとして動作させ
   ることを特徴とする直流無停電電源装置。