JPH0454840A - 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〕 この発明は、無停電にて負荷に交流電力を供給する無停
電電源装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は、例えば文献［パワーエレクトロニクス入門」
第１６５頁（大野編著、オーム社、昭和６３年１月刊）
に記載された従来の無停電電源装置の構成図であり、図
において（１）は三相交流の交流電源、（２１は整流装
置、Ｂ）は整流装置（２）の直流出力端子であり、整流
装置（２）はサイリスタを三相ブリッジ回路に構成して
交流電源（１）の交流を直流に変換して直流出力端子（
３）より出力する。（イ）は蓄電池であり、直流出力端
子（３）に接続されている。（５１は周知のトランジス
タによるインバータであり、直流側が直流出力端子（３
）に接続され直流を交流に変換して負荷（６）に供給す
る。

次に動作について説明する０通常、交流電源（１）から
の交流入力がある場合には、整流装置（２）は交流を直
流に変換し、インバータ（５１に直流電力を供給すると
ともに、蓄電池（イ）を充電する。このとき、整流装置
（２）は図示していない制御回路によってその出力電圧
が制御され、直流出力電圧を蓄電池（イ）の充電開始電
圧から均等充電電圧までの範囲にわたって調整できるよ
うに構成されている。インバータ（５）は、整流装置（
２）の直流出力を受け、これを交流に変換して負荷（６
）に交流電圧を供給する。なお、インバータ（町は図示
しないパルス巾変調（ＰＷＭ）制御装置によってその出
力か一定となるように制御される。

一方、交流電源（１）が停電し、整流装置（２）の交流
入力がなくなった場合、充電された蓄電池（イ）から直
流電力かインバータ（５１に供給され、無瞬断で負荷（
６）に一定の交流電力が供給される。

なお、通常は、交流電源（１）から負荷（６）へ必要な
電力が供給されるが、負荷（６）が増大し交流電源（１
）ノ の供給能力を越える場合や交流電源（１）側の需要電力
調整等のために、−時的に交流電源（１）からの供給電
力、つまり整流装置（２）の交流入力を制限したい場合
、整流装置■の入力を制限し、不足分を蓄電池（２）か
ら供給してインバータ（５１の出力を維持する。このた
めに、整流装置（２）の出力電圧を蓄電池（イ）の電圧
よりも下げる必要があり整流装置（２）のサイリスタの
位相制御が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の無停電電源装置は以上のように構成されているの
で、交流電源（１）の負荷、すなわち整流装Ｎ（２１の
交流入力を制限するとき、整流装置Ｕの出力電圧を下げ
るべく整流装置（２１の位相制御が行なわれるため整流
装置口の交流入力の力率が低下するという問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、入力力率を低下させることなく交流側の入力
を調整でき、かつインバータからは所要の電力を供給で
きる無停電電源装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る無停電電源装置は、直流電圧をこれより
も高い直流電圧に昇圧する昇圧チョッパを設けて、この
昇圧チョッパを介して蓄電池がらインバータへ直流電力
を供給するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、交流側の入力を減少させたい場合
、昇圧チョッパを動作させて電圧を昇圧して蓄電池から
インバータへ所要の電力を供給することにより減少させ
たい電力分を蓄電池に肩代りさせる。従って、整流装置
の出力電圧を下げなくとも交流入力を調整できるので交
流側の入力力率が低下しない。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例を示す構成図である０図
において、（１１）はダイオードで構成された整流装置
、（１２）はトランジスタスイッチであり、トランジス
タスイッチ（１２）はコレクタが整流装置（１１）の直
流出力端子（３）に、エミッタが後述の昇圧チョッパ（
１３）の端子（２０）に接続され、整流装置（１１）の
交流入力がある場合の蓄電池（イ）の充放電モードを決
定し、また降圧チョッパとして動作しく詳細後述）充電
電流を制御する。

（１３）は昇圧チョッパであり、直流リアクトル（１４
）、）ランジスタスイッチ（１５）、ダイオード（１６
）により構成され外部接続用の端子（１７）〜（２０）
を有している。直流リアクトル（１４）は一端が端子（
１７）を介して蓄電池（２）の陽極に、他端が端子（２
０）に接続されている。トランジスタスイッチ（１５）
はエミッタが端子（１８）を介して蓄電池（４）の陰極
に、コレクタが直流リアクトル（１４）の端子（２ｏ）
側に接続されている。ダイオード（１６）は陽極側が直
流リアクトル（１４）の端子（２ｏ）側に、陰極側が端
子（１９）を介して整流・装ｆ（１１）の直流出力端子
（３）に接続されている。

（２１）はダイオードであり、図のようにトランジスタ
スイッチ（１５）と逆並列に接続され、直流リアクトル
（１４）、蓄電池（イ）、ダイオード（２１）により一
方向導通の閉回路を構成する。

（２２）、（２３）はトランジスタスイッチ（１２）、
（１５）のベースに各々接続されたベース駆動回路、（
２４）は電流センサであり、インバータ（５）の入力電
流を検出する。（２５）は負荷検出回路であり、電流セ
ンサ（２４）によって得られた検出結果に基づき負荷の
大きさの判定を行ない信号を発する。（２６）は制御回
路であり、負荷検出回路（２５）からの信号に基づきベ
ース駆動回路（２２）、（２３）を介してトランジスタ
スイッチ（１２）及びトランジスタスイッチ（１５）を
制御する。

その他の構成については第２図に示された従来の装置と
同様であるので相当するものに同一符号を付して説明を
省略する。

次に動作について説明する０通常運転中は、制御回路（
２６）からベース駆動回路（２２）、（２３）への指令
によってトランジスタスイッチ（１２）は導通状態に、
トランジスタスイッチ（１５）は非導通状態にされてお
り、交流電源（１）から整流装置（１１）を介して得ら
れた直流出力はインバータ（（へ）に供給されるととも
に、トランジスタスイッチ（１２）、直流リアクトル（
１４）を介して蓄電池（イ）にも供給され、蓄電池（２
）が充電される。なお、蓄電池（イ）の充電電流を制限
する必要がある場合は、トランジスタスイッチ（１２）
を開閉して、トランジスタスイッチ（１２）、直流リア
クトル（１４）、ダイオード（２１）を周知の降圧チョ
ッパとして動作させる。

一方、交流電源（１）の停電時には、トランジスタスイ
ッチ（１２）、トランジスタスイッチ（１５）は上記通
常運転中と同様、各々導通、非導通状態の１１であり、
蓄電池（２）からダイオード（１６）、インバータ（５
）を介して負荷（６）に電力が供給される。

また、電流センサ（２４）はインバータ（５）の入力電
流を常時検出し、検出結果を負荷検出回路（２５）へ与
える。負荷検出回路（２５）は、予め定められた基準値
を有しており、電流センサ（２４）の検出結果か基準値
以下ならは信号を発しない。一方、電流センサ（２４）
の検出結果が基準値を越えた場合、すなわち、負荷（６
）の大きさが所定の値を越えた場合、上記基準値との偏
差信号を出力する。

制御回路（２６）は、負荷検出回路（２５）からの信号
がないときは上述の通常の動作を行ない、負荷検出回路
（２５）からの偏差信号が入力された場合は、まずベー
ス駆動回路（２２）に開指令を与えトランジスタスイッ
チ（１２）を非導通状態にする。このとき、それまで流
れていた蓄電池（イ）への充電電流が切られるため、直
流リアクトル（１４）に流れていた電流は蓄電池（イ）
、ダイオード（２１）を通って還流する。

上記のようにトランジスタスイッチ（１２）を非導通状
態にした後、制御回路（２６）は後述する偏差信号の大
きさに応じて決められた開閉時間比でベース駆動回路（
２３）に開閉指令を与え、トランジスタスイッチ（１５
）を開閉して昇圧チョッパ（１３）を動作させる。すな
わち、トランジスタスイッチ（１２）を非導通状態にし
た後、トランジスタスイッチ（１５）を導通（閉）させ
ると蓄電池（イ）からの放電電流が直流リアクトル（１
４）、トランジスタスイッチ（１５）で構成される閉回
路を流れ、直流リアクトル（１４）を励磁し、直流リア
クトル（１４）に電磁エネルギが蓄積される。続いて、
制御回路（２６）からの指令によってトランジスタスイ
ッチ（１５）が非導通（開）状態にされると、直流リア
クトル（１４）に逆起電力が生じ、昇圧チョッパ（１３
）の端子（２０）、（１９）の電位が整流装置（１１）
の直流出力端子（３）の電位よりも高くなり、直流リア
クトル（１４）に蓄積されたエネルギがダイオード（１
６）を通してインバータ（５）に供給され、負荷（６）
の大きさが所定値を越えた分、すなわち負荷が超過した
分の電力を蓄電池（２）から供給する。なお、制御回路
（２６）は負荷検出回路（２５）からの偏差信号の大き
さに応じてトランジスタスイッチ（１５）の開閉時間比
を制御し、蓄電池（イ）から所要の電力を供給し、整流
装置（１１）の入力を制限しつつ負荷（６）の要求する
電力の供給を可能とする。また、負荷が超過しなくとも
、整流装置（１１）の入力を制限したい場合は負荷検出
回路（２５）は別の基準値を用いて偏差信号を発し、同
様に蓄電池（４）から所要の電力を供給する。

なお、蓄電池（２）の電圧が放電終止電圧近傍のレベル
にある場合は、蓄電池（イ）からの供給余力がないので
、ベース駆動回路（２３）にチョッパ動作指令を与えず
昇圧チョッパ（１３）を動作させないようにしている。

なお、この一実施例においては、整流装置（１１）から
トランジスタスイッチ（１２）を介して蓄電池（イ）に
充電を行ない、トランジスタスイッチ（１２）、直流リ
アクトル（１４）による降圧チョッパと昇圧チョッパ（
１３）とにおいて直流リアクトル（１４）を兼用してい
るか、蓄電池（２）の充電回路を整流装置（１１）とは
別に設けても良いし、整流装置（１１）はダイオードに
て構成する代りにサイリスタにより構成しても良い。

また、トランジスタスイッチ＜１２＞、）ランジスタス
イッチ（１５）等は他の開閉手段を用いても同様の効果
を有する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、昇圧チョッパを介して
蓄電池からインバータへ電力を供給できるようにしたの
で、入力力率を低下させることなく交流入力の調整を可
能とならしめ、かつインバータからは所要の電力を供給
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は従
来の無停電電源装置を示す構成図である。 図において、（１）は交流電源、（２）は蓄電池、（５
１はインバータ、（１１）は整流装置、（１３）は昇圧
チョッパである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流を直流に変換する整流装置と蓄電池の双方から給電
   しうるようにされ直流を交流に変換して出力するインバ
   ータを備えた無停電電源装置において、上記蓄電池の電
   圧をこれより高い直流電圧に昇圧する昇圧チョッパを設
   け、この昇圧チョッパを介して上記蓄電池から上記イン
   バータへ給電しうるようにしたことを特徴とする無停電
   電源装置。