JPH0491634A - 交流無停電電源装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は交流無停電電源装置の改良に関するものである
。

［従来の技術］ 給電の中断が許されない負荷へ交流電力を常時供給する
電源装置として、常時は商用電源から負荷へ直接給電し
、商用電源が停電又は電圧が過大・過小等の異常電圧に
なったとき、蓄電池により駆動される直流−交流変換イ
ンバータから負荷へ給電する装置が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ この種の電源装置において、商用電源電圧とインバータ
出力電圧との間に、両者の切換時に電圧差かあると、負
荷への突入電流が生じてインバータ出力が過電流となる
。これにより、インバータの保護機能である過電流検出
が行われて、インバータ出力が停止され、負荷への給電
が中断されることがある。

本発明の目的は、商用電源とインバータ出力の電圧差を
なくして負荷への給電切換を行うことにより、上記の欠
点を解決した交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］ 上記の目的を達成するために本発明は、常時は商用電源
から負荷に給電すると共に蓄電池の電力により直流−交
流変換インバータを待機運転し、商用電源の異常時に商
用電源に代えて前記インバータから負荷に給電し、商用
電源か正常になると前記インバータに代えて再び商用電
源から負荷に給電するようにした交流無停電電源装置を
対象として下記のように構成した。

即ち、商用電源電力又は前記インバータ６の出力を負荷
に切換え出力する切換スイッチ７と、商用電源電圧の異
常を検出する異常電圧検出回路１０と、前記電源電圧と
前記インバータ６の出力電圧とを比較して検出信号を出
力する商用電圧・インバータ電圧比較回路１３と、商用
電源電圧及び所定の制御電圧を入力とし前記異常電圧検
出回路１０からの検出信号により制御されて前記両入力
電圧の何れかを切換え出力する切換回路１１と、前記切
換回路１１からの出力電圧に応じて前記インバータ６の
出力電圧を制御するインバータ電圧制御回路１２と、前
記異常電圧検出回路１０及び商用電圧・インバータ電圧
比較回路１３からの両検出信号を入力とし該入力信号の
状態に応じて前記切換スイッチ７を切換制御する切換ス
イッチ制御回路１４とを具備する。

そして、常時は前記インバータ６の出力電圧を商用電源
電圧に追従させて待機運転し、商用電圧が異常値になっ
たとき前記両電圧の均等状態下において商用電源給電よ
りインバータ給電に切換えてから、インバータ出力電圧
が定格電圧になるように制御して給電を続け、商用電源
電圧が正常値に戻ると再びインバータ出力電圧を商用電
圧に追従させて、インバータ出力電圧が商用電圧と均等
になった状態でインバータ給電より商用電源給電に切換
えるようにした。

前記切換回路１１に入力する所定の制御電圧は、前記蓄
電池５の電力により駆動される定電圧発生器９の出力す
る規定電圧とするか、又は前記インバータ６の出力電圧
とする。

［作用］ 本発明の交流無停電電源装置においては、常時は前記イ
ンバータ６の出力電圧を商用電源電圧に追従させて待機
運転し、商用電圧が異常値になったとき前記両電圧の均
等状態下において商用電源給電よりインバータ給電に切
換えてから、インバータ出力電圧が定格電圧になるよう
に制御して給電を続け、商用電源電圧が正常値に戻ると
再びインバータ出力電圧を商用電圧に追従させて、イン
バータ出力電圧が商用電圧と均等になった状態でインバ
ータ給電より商用電源給電に切換えるようにしたので、
給電切換時に電圧差がないことにより負荷への突入電流
を生ずることがない。従って、インバータ出力が過電流
となってインバータの機能が停止し給電が中断されるよ
うなことがなく、負荷への良好な無停電給電が安定に行
われる。

前記の切換回路１１に入力する所定の制御電圧としては
、前記蓄電池５の電力により駆動される定電圧発生器９
の出力電圧を用いると、インバータ給電時におけるイン
バータ出力電圧が容易に定格電圧に制御される。

また、上記所定の制御電圧としてインバータ６の出力電
圧を用いると、出力帰還制御作用の利用により簡単な手
段でインバータ出力電圧が定格電圧に制御される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。第１図において、１は商用電源入力端、２．３はそれ
ぞれ１次側が該入力端１に接続された変成器、４は変成
器３の２次側に接続された整流器、５はこの整流器出力
により浮動充電される蓄電池である。６はこの蓄電池の
電力に駆動されて交流電力を出力する直流−交流変換イ
ンバータ、７はこのインバータの出力と変成器２がらの
商用電源電力とを切換出力して負荷への交流出力端８へ
供給する２組のサイリスタ交流スイッチで構成されてい
るような切換スイッチである。９は蓄電池５の電力に駆
動されて、商用電源の定格電圧に準する定電圧を発生す
る定電圧発生器、１０は商用電源電圧が変動して定格値
よりも過大または過小になったことを検出する異常電圧
検出回路である。１１はＩＮＨ回路とＡＮＤ回路からな
る切換回路で、この回路は異常電圧検出回路１０の出力
により制御されて、商用電源電圧又は定電圧発生器９の
出力電圧を切換出力する。１２はこの切換出力により制
御されて、インバータ６の出力電圧を制御するインバー
タ電圧制御回路である。１３は商用電源電圧とインバー
タ出力電圧の比較回路、１４はこの比較回路からの出力
と異常電圧検出回路１０の出力とにより制御されて、切
換スイッチ７を切換制御する切換スイッチ制御回路であ
る。

次に、第１図の装置の動作を説明する。通常の商用電源
電圧が正常の範囲にある場合は、商用電源電力が切換ス
イッチ７を経て交流出力端８がら負荷に供給される。

他方、インバータ６は、商用電源電力の整流出力により
浮動充電される蓄電池５の電力に駆動されて交流出力を
生じ、無負荷待機状態をとる。定電圧発生器９は、蓄電
池５の電圧に駆動されて商用電源定格電圧に準する定電
圧を発生する。異常電圧検出回路１０は、商用電源電圧
が正常な場合は検出出力はＯであるが、異常な場合には
論理値１の検出信号ａを出力する。そして、切換回路１
１は、この検出出力がＯの場合にはＩＮＨ回路を通して
商用電源電圧を出力し、検出信号ａが出力された場合に
はＡＮＤ回路を通して定電圧発生器９の発生定電圧を出
力する。インバータ電圧制御回路１２は、切換回路１１
から入力される制御電圧に応じてインバータ６の動作を
制御して、インバータ６の出力電圧を制御電圧に追随さ
せる。他方、商用電圧・インバータ電圧比較回路１３は
、両入力電圧を比較して、両電圧か均等又は略均等の場
合に検出信号すを出力し、その他の場合は信号すは０で
ある。切換スイッチ制御回路１４は、前述の検出信号ａ
か０で検出信号すが入力される場合は切換制御信号Ａを
出力し、両検出信号ａ。

ｂが入力される場合は切換制御信号Ｂを出力して、切換
スイッチ７を制御する。切換スイッチ７は、制御信号Ａ
の入力により商用電源電力を交流出力端８に供給し、制
御信号Ｂの入力によりインバータ６の出力を交流出力端
８に供給するようにする。

以上述べたところにより、商用電源電圧が正常範囲にあ
るうちは、商用電源電力が切換スイッチ７を経て交流出
力端８から負荷に供給され、インバータ６の出力電圧は
商用電源電圧と均等になっている。

今、商用電源電圧が定格値よりも過大又は過小の異常電
圧になると、検出信号ａが出力される。

またこの時点では、それまでインバータ６の出力電圧が
商用電源電圧に追従していたので、検出信号すも出力さ
れていて、切換スイッチ制御回路１４から制御信号Ｂが
出力される。これにより、切換スイッチ７が切換えられ
てインバータ６の出力が交流出力端８から負荷に供給さ
れるようになる。

この電源切換時に、負荷に供給される電源電圧に変動が
ないので、負荷への突入電流を生ずることがなく、イン
バータ出力は安定であり、負荷への良好な給電が安定に
続行される。

他方、前記の検出信号ａが出力されると、切換回路１１
の作用により商用電源電圧に代って定電圧発生器９から
の定電圧がインバータ電圧制御回路１２に加わる。これ
により、前記切換時に正常・異常の臨界値になっていた
インバータ６の出力電圧が前記定電圧部ち商用電源の定
格電圧対応値に復元されるように制御されて、負荷への
良好な給電が行われる。なおこの結果、インバータ出力
電圧が異常状態の商用電源電圧と異なるようになって、
比較回路１３からの検出信号すがＯになるが、切換スイ
ッチ制御回路１４からは依然制御信号Ｂが出力されて、
インバータ６から負荷への給電が続行される。

以上の状態下に、商用電源電圧が正常範囲に復帰すると
、前記の検出信号ａがＯになる。また、検出信号すは、
復帰したときの定格値で復帰して検出信号すが出力され
る場合は、直ちにスイッチ制御回路１４から制御信号Ａ
が出力されて切換スイッチ７が切換えられ、インバータ
６の出力に代って商用電源電力か負荷に供給されるよう
になる。

゛前記の商用電源電圧の復帰の仕方が必ずしも定格値で
なく正常電圧範囲の限界に近い値であった場合は、初め
検出信号すは出力されず、スイッチ制御回路１４からは
依然制御信号Ｂか出力されて切換スイッチ７はそのまま
である。他方、前記検出信号ａが０になったことにより
、切換回路１１が商用電源電圧をインバータ電圧制御回
路１２に入力させる。これにより、インバータ６の出力
電圧は復帰した商用電源電圧に追従するように制御され
て、検出信号すが出力されるようになる。そこで、スイ
ッチ制御回路１４から制御信号Ａか出力されて切換スイ
ッチ７が切換えられ、インバータ出力に代って商用電源
電力が負荷に供給されるようになる。

この切換スイッチ７の復帰切換時においても、負荷への
供給電圧の変動がないので、負荷への突入電流が生ずる
こともなく、負荷への安定な給電が続行される。

次に、本実施例における切換スイッチ制御回路１４の具
体的な構成例を第２図により説明する。

同図に見られるように、制御回路１４はアンド回路ＡＮ
Ｄ、と３つの禁止回路ＩＮＨ，〜ＴＮＨ３及び復帰時遅
価タイムデイレイＴＤＤを図示のように相互接続した論
理回路により構成される。

このスイッチ制御回路１４においては、異常電圧検出回
路１０からの検出信号ａの論理値が「０」で電圧比較回
路１３からの検出信号すの論理値が「１」の場合は、Ｉ
ＮＨ，回路から前述の切換制御信号Ａが出力される。次
に、上記の検出信号ａの論理値が「１」になると、ＡＮ
Ｄ、回路から前述の切換制御信号Ｂが出力される。この
あと上記の検出信号すが「０」になると、ＡＮＤ、回路
に代ってｌＮＨ２回路、ＴＤＤ回路及びｌＮＨ３回路を
通って切換制御信号Ｂが継続出力される。次に、商用電
源電圧か正常範囲に復帰して検出信号ａが「０」になる
と、検出信号すは復帰時の商用電圧に応じて「１」又は
「Ｏ」になる。信号すが「１」になった場合は、直ちに
ＩＮＨ，回路から制御信号Ａが出力され、制御信号Ｂの
出力は停止される。信号ａ、　　ｂが共に「０」の場合
には、ＩＮＨ２回路からの出力はなくなるが、ＴＤＤ回
路が復帰時遅延タイムデイレイ作用をして、制御信号Ｂ
の出力を所定の時間継続させる。その間に、検出信号す
が「０」から「１」に変わって、ｌＮＨ１回路から制御
信号Ａか出力されると共に、前記ＴＤＤ回路の作用によ
る制御信号ＢのｌＮＨ３回路からの出力か終息される。

第２図の切換スイッチ制御回路１４は上述のように動作
することにより、第１図の装置における切換スイッチ７
の制御作用を行う。

なお、第１図に示した実施例では、インバータ給電時に
おけるインバータ６の出力電圧を定格電圧に制御するた
めに定電圧発生器９を用いたが、これを用いずにインバ
ータ６の出力電圧を破線１で示したように切換回路１１
に入力させて、該出力電圧によりインバータ電圧制御回
路１２を自動制御することにより、インバータ６の出力
電圧を定格電圧に制御することもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の交流無停電電源装置によれば
、商用電源電圧の正・否状態に応じて負荷への給電を商
用電源給電からインバータ給電に、或いは逆にインバー
タ給電から商用電源給電に切換える何れの切換時におい
ても、インバータの出力電圧を商用電源電圧に追従させ
て両電圧の均等状態において切換えるので、負荷への突
入電流が生ずるのを有効に防止することができる。これ
によりインバータの過電流による機能停止で給電が中断
されたり、負荷装置が損傷されるおそれをなくすことが
できて、負荷への良好な無停電給電を安定に行うことか
できる。

また、請求項２の発明によれば、インバータ給電時にお
けるインバータの出力電圧を容易に定格電圧に制御する
ことができる。

更に、請求項３の発明によれば、簡単な手段でインバー
タの出力電圧を定格電圧に制御し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概要を示すブロック図、第２
図は同実施例における切換スイッチ制御回路の具体的な
構成例を示す回路図である。 ５・・・蓄電池、６・・・直流−交流変換インバータ、
７゜１、切換スイッチ、９用字電圧発生器、１ｏ・・・
異常電圧検出回路、１１・・・切換回路、１２・・・イ
ンバータ電圧制御回路、１３・・・商用電圧・インバー
タ電圧比較回路、１４・・・切換スイッチ制御回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）常時は商用電源から負荷に給電すると共に蓄電池
   の電力により直流−交流変換インバータを待機運転し、
   商用電源の異常時に商用電源に代えて前記インバータか
   ら負荷に給電し、商用電源が正常になると前記インバー
   タに代えて再び商用電源から負荷に給電するようにした
   交流無停電電源装置において、 商用電源電力又は前記インバータ（６）の出力を前記負
   荷に切換え出力する切換スイッチ（７）と、商用電源電
   圧の異常を検出する異常電圧検出回路（１０）と、 商用電源電圧と前記インバータ（６）の出力電圧とを比
   較して検出信号を出力する商用電圧・インバータ電圧比
   較回路（１３）と、 商用電源電圧及び所定の制御電圧を入力とし前記異常電
   圧検出回路（１０）からの検出信号により制御されて前
   記両入力電圧の何れかを切換え出力する切換回路（１１
   ）と、 前記切換回路（１１）からの出力電圧に応じて前記イン
   バータ（６）の出力電圧を制御するインバータ電圧制御
   回路（１２）と、 前記異常電圧検出回路（１０）及び商用電圧・インバー
   タ電圧比較回路（１３）からの両検出信号を入力とし該
   入力信号の状態に応じて前記切換スイッチ（７）を切換
   制御する切換スイッチ制御回路（１４）とを具備して、 常時は前記インバータ（６）の出力電圧を商用電源電圧
   に追従させて待機運転し、商用電圧が異常値になったと
   き前記両電圧の均等状態下において商用電源給電よりイ
   ンバータ給電に切換えてから、インバータ出力電圧が規
   定電圧になるように制御して給電を続け、商用電源電圧
   が正常値に戻ると再びインバータ出力電圧を商用電圧に
   追従させて、インバータ出力電圧が商用電圧と均等にな
   った状態でインバータ給電より商用電源給電に切換える
   ようにしたことを特徴とする交流無停電電源装置。
2. （２）前記切換回路（１１）に入力する所定の制御電圧
   を、前記蓄電池（５）の電力により動作する定電圧発生
   器（９）の出力する規定電圧とした請求項１に記載の交
   流無停電電源装置。
3. （３）前記切換回路（１１）に入力する所定の制御電圧
   を、前記インバータ（６）の出力電圧とした請求項１に
   記載の交流無停電電源装置。