JPH05300754A - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
- Publication number
- JPH05300754A JPH05300754A JP4119875A JP11987592A JPH05300754A JP H05300754 A JPH05300754 A JP H05300754A JP 4119875 A JP4119875 A JP 4119875A JP 11987592 A JP11987592 A JP 11987592A JP H05300754 A JPH05300754 A JP H05300754A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パワートランス無しで、波形歪の少ない無瞬
断式無停電電源装置を提供することを目的とする。 【構成】 商用電源電圧の全波整流回路１と、その全波
整流電圧を入力とする２個の直列接続された半導体スイ
ッチング素子２ａ、２ｂ；２ｃ、２ｄが並列に接続され
ると共に、直列接続点間に負荷が接続されたブリッジ回
路２と、商用電源電圧に同期して発振する発振回路３
と、その発振出力を制御入力とし、バッテリ電圧を予備
電源用全波整流波形電圧に変換してブリッジ回路２に供
給する電圧制御回路４と、発振出力に応答して、対向す
る半導体スイッチング素子対２ａ、２ｂ；２ｃ、２ｄを
商用電源の半周期ごとに交互にオン制御するスイッチン
グ制御回路５とを備えている。電圧制御回路４は、ブリ
ッジ回路２の入力電圧を負帰還させて、全波整流電圧よ
りも僅かに低い一定の全波整流波形電圧を出力させる電
圧制御部を有する。
断式無停電電源装置を提供することを目的とする。 【構成】 商用電源電圧の全波整流回路１と、その全波
整流電圧を入力とする２個の直列接続された半導体スイ
ッチング素子２ａ、２ｂ；２ｃ、２ｄが並列に接続され
ると共に、直列接続点間に負荷が接続されたブリッジ回
路２と、商用電源電圧に同期して発振する発振回路３
と、その発振出力を制御入力とし、バッテリ電圧を予備
電源用全波整流波形電圧に変換してブリッジ回路２に供
給する電圧制御回路４と、発振出力に応答して、対向す
る半導体スイッチング素子対２ａ、２ｂ；２ｃ、２ｄを
商用電源の半周期ごとに交互にオン制御するスイッチン
グ制御回路５とを備えている。電圧制御回路４は、ブリ
ッジ回路２の入力電圧を負帰還させて、全波整流電圧よ
りも僅かに低い一定の全波整流波形電圧を出力させる電
圧制御部を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、商用電源が停電する
と、即座に予備電源電圧に切換える無瞬断式の無停電電
源装置に関するものである。
と、即座に予備電源電圧に切換える無瞬断式の無停電電
源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置では、バッテリの直流電圧
を交流電圧に変換するのにトランスを使用するか又はＤ
Ｃ／ＤＣコンバータで昇圧して作った矩形波出力になっ
ており、したがって構造的に嵩ばることにより、重量も
大きく、コスト的にも相応して高くなったり、また出力
波形の高調波を多く含む歪で負荷に悪影響を与える欠点
があった。
を交流電圧に変換するのにトランスを使用するか又はＤ
Ｃ／ＤＣコンバータで昇圧して作った矩形波出力になっ
ており、したがって構造的に嵩ばることにより、重量も
大きく、コスト的にも相応して高くなったり、また出力
波形の高調波を多く含む歪で負荷に悪影響を与える欠点
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、こような点
に鑑みて、パワートランス無しで、波形歪の少ない無瞬
断式無停電電源装置を提供することを目的とする。
に鑑みて、パワートランス無しで、波形歪の少ない無瞬
断式無停電電源装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、商用電源電圧を入力として全波整流を行
う全波整流回路と、この全波整流回路の全波整流電圧を
入力とする２個の直列接続された半導体スイッチング素
子が並列に接続されると共に、直列接続点間に負荷が接
続されたブリッジ回路と、商用電源電圧に同期して発振
する発振回路と、この発振回路の発振出力を制御入力と
し、バッテリ電圧を予備電源用全波整流波形電圧に変換
してブリッジ回路に供給する電圧制御回路と、発振出力
に応答して、対向する半導体スイッチング素子対を商用
電源の半周期ごとに交互にオン制御するスイッチング制
御回路とを備え、電圧制御回路が、ブリッジ回路の入力
電圧を負帰還させて、全波整流電圧よりも僅かに低い一
定の全波整流波形電圧を出力させる電圧制御部を有する
ことを特徴とする。
成するために、商用電源電圧を入力として全波整流を行
う全波整流回路と、この全波整流回路の全波整流電圧を
入力とする２個の直列接続された半導体スイッチング素
子が並列に接続されると共に、直列接続点間に負荷が接
続されたブリッジ回路と、商用電源電圧に同期して発振
する発振回路と、この発振回路の発振出力を制御入力と
し、バッテリ電圧を予備電源用全波整流波形電圧に変換
してブリッジ回路に供給する電圧制御回路と、発振出力
に応答して、対向する半導体スイッチング素子対を商用
電源の半周期ごとに交互にオン制御するスイッチング制
御回路とを備え、電圧制御回路が、ブリッジ回路の入力
電圧を負帰還させて、全波整流電圧よりも僅かに低い一
定の全波整流波形電圧を出力させる電圧制御部を有する
ことを特徴とする。
【０００５】
【作用】通常状態では、全波整流回路が商用電源電圧を
全波整流し、ブリッジ回路に供給する。スイッチング制
御回路は、商用電源電圧に同期した発振出力に応答し
て、対向する半導体スイッチング素子対を交互にオン制
御することにより、交流電圧を再生して負荷に供給す
る。この状態で、電圧制御回路は、予備電源用全波整流
波形電圧よりも大きな全波整流回路の全波整流電圧がオ
ープンループで電圧制御部に負帰還されることにより、
オフ状態に在る。商用電源電圧が瞬間的に又は連続的に
低下もしくは遮断すると、電圧制御部への負帰還電圧が
低下して制御回路をオン状態にすると共に、その間全波
整流電圧よりも僅かに低い一定の全波整流波形電圧をブ
リッジ回路に供給するように電圧制御する。その際、発
振回路は直前まで同期発振を行っていたために、予備電
源用全波整流波形電圧は直前の商用電源電圧の全波整流
電圧に位相を揃えて連続し、ブリッジ回路から負荷に交
流電圧が連続的に供給される。
全波整流し、ブリッジ回路に供給する。スイッチング制
御回路は、商用電源電圧に同期した発振出力に応答し
て、対向する半導体スイッチング素子対を交互にオン制
御することにより、交流電圧を再生して負荷に供給す
る。この状態で、電圧制御回路は、予備電源用全波整流
波形電圧よりも大きな全波整流回路の全波整流電圧がオ
ープンループで電圧制御部に負帰還されることにより、
オフ状態に在る。商用電源電圧が瞬間的に又は連続的に
低下もしくは遮断すると、電圧制御部への負帰還電圧が
低下して制御回路をオン状態にすると共に、その間全波
整流電圧よりも僅かに低い一定の全波整流波形電圧をブ
リッジ回路に供給するように電圧制御する。その際、発
振回路は直前まで同期発振を行っていたために、予備電
源用全波整流波形電圧は直前の商用電源電圧の全波整流
電圧に位相を揃えて連続し、ブリッジ回路から負荷に交
流電圧が連続的に供給される。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例による無瞬断式無停
電電源装置の回路構成を示す。１は、商用電源を入力と
して全波整流を行う全波整流回路である。２は、全波整
流回路１の全波整流電圧を入力とし、かつ例えば同一極
性方向に２個直列接続されたゲート制御式のトランジス
タである半導体スイッチング素子２ａ〜２ｄの直列回路
２ａ、２ｂ；２ｃ、２ｄが並列接続されたブリッジ回路
である。このブリッジ回路は、直列回路２ａ、２ｂ；２
ｃ、２ｄの両端部に全波整流電圧が供給され、直列接続
点間に負荷Ｌが接続され、対向する素子対２ａ、２ｄ；
２ｂ、２ｃが全波整流電圧の周期（商用電源の半周期）
ごとに交互にオンになることにより、交流電圧に変換す
る。
電電源装置の回路構成を示す。１は、商用電源を入力と
して全波整流を行う全波整流回路である。２は、全波整
流回路１の全波整流電圧を入力とし、かつ例えば同一極
性方向に２個直列接続されたゲート制御式のトランジス
タである半導体スイッチング素子２ａ〜２ｄの直列回路
２ａ、２ｂ；２ｃ、２ｄが並列接続されたブリッジ回路
である。このブリッジ回路は、直列回路２ａ、２ｂ；２
ｃ、２ｄの両端部に全波整流電圧が供給され、直列接続
点間に負荷Ｌが接続され、対向する素子対２ａ、２ｄ；
２ｂ、２ｃが全波整流電圧の周期（商用電源の半周期）
ごとに交互にオンになることにより、交流電圧に変換す
る。
【０００７】３は、商用電源電圧に同期して商用電源周
波数で発振する発振回路である。４は、バッテリ６の出
力電圧を電源電圧とし、かつ発振出力を制御入力として
バッテリ電圧を予備電源用全波整流波形電圧に変換する
電圧制御回路である。５は、発振出力を入力とし、半導
体スイッチング素子対２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃを発振出
力の半周期ごとに交互にオン制御するゲート信号を出力
するスイッチング制御回路である。ダイオードＤ１及び
抵抗Ｒ１は充電回路、ダイオードＤ２、Ｄ３は逆電圧阻
止用ダイオードである。
波数で発振する発振回路である。４は、バッテリ６の出
力電圧を電源電圧とし、かつ発振出力を制御入力として
バッテリ電圧を予備電源用全波整流波形電圧に変換する
電圧制御回路である。５は、発振出力を入力とし、半導
体スイッチング素子対２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃを発振出
力の半周期ごとに交互にオン制御するゲート信号を出力
するスイッチング制御回路である。ダイオードＤ１及び
抵抗Ｒ１は充電回路、ダイオードＤ２、Ｄ３は逆電圧阻
止用ダイオードである。
【０００８】電圧制御回路４は、発振出力を全波整流す
る全波整流回路４ａと、その全波整流波形電圧の振幅を
負帰還制御する振幅制御回路４ｂと、その全波整流波形
電圧をベース入力とし、コレクタがバッテリ６の出力端
子に接続し、エミッタがダイオードＤ３に接続するパワ
ートランジスタ４ｃとより構成されている。このトラン
ジスタは、商用電源の全波整流電圧のピーク電圧１４１
Ｖに対して僅かに低い１３５Ｖ程度の全波整流波形電圧
を出力する。振幅制御回路４ｂは、ブリッジ回路２の入
力電圧を負帰還信号としてパワートランジスタ４ｃの出
力する全波整流波形電圧を電圧制御する。したがって、
このような定電圧発生機能に加えて、通常状態では１４
１Ｖがオープンループで負帰還されることにより、振幅
制御回路４ｂの出力信号の振幅は減少方向に負帰還制御
され、トランジスタ４ｃからの出力は生じず、これによ
り電圧制御回路４をオン・オフする電圧低下の検出機能
も備える。
る全波整流回路４ａと、その全波整流波形電圧の振幅を
負帰還制御する振幅制御回路４ｂと、その全波整流波形
電圧をベース入力とし、コレクタがバッテリ６の出力端
子に接続し、エミッタがダイオードＤ３に接続するパワ
ートランジスタ４ｃとより構成されている。このトラン
ジスタは、商用電源の全波整流電圧のピーク電圧１４１
Ｖに対して僅かに低い１３５Ｖ程度の全波整流波形電圧
を出力する。振幅制御回路４ｂは、ブリッジ回路２の入
力電圧を負帰還信号としてパワートランジスタ４ｃの出
力する全波整流波形電圧を電圧制御する。したがって、
このような定電圧発生機能に加えて、通常状態では１４
１Ｖがオープンループで負帰還されることにより、振幅
制御回路４ｂの出力信号の振幅は減少方向に負帰還制御
され、トランジスタ４ｃからの出力は生じず、これによ
り電圧制御回路４をオン・オフする電圧低下の検出機能
も備える。
【０００９】このように構成された無瞬断式無停電電源
装置の動作は、次の通りである。通常状態では、商用電
源が全波整流回路１で一旦全波整流電圧（図３Ｂ）に変
換され、ブリッジ回路２においてゲート信号の入力によ
り、半導体スイッチング素子２ａ、２ｄがオンとなって
商用電源の正の半周期の半波整流電圧を負荷Ｌに出力
し、次のゲート信号の発生時には、スイッチング素子２
ｂ、２ｃがオンとなって、負の半周期の半波整流電圧を
出力し、負荷Ｌに商用電源に相応する交流電圧（図３
Ａ）が印加される。
装置の動作は、次の通りである。通常状態では、商用電
源が全波整流回路１で一旦全波整流電圧（図３Ｂ）に変
換され、ブリッジ回路２においてゲート信号の入力によ
り、半導体スイッチング素子２ａ、２ｄがオンとなって
商用電源の正の半周期の半波整流電圧を負荷Ｌに出力
し、次のゲート信号の発生時には、スイッチング素子２
ｂ、２ｃがオンとなって、負の半周期の半波整流電圧を
出力し、負荷Ｌに商用電源に相応する交流電圧（図３
Ａ）が印加される。
【００１０】商用電源電圧が瞬間的に又は連続的に遮断
もしくは低下すると、負帰還電圧が直ちに低下すること
により振幅制御回路４ｂは全波整流波形電圧の出力を開
始し、かつその電圧波形の位相は直前まで同期発振をし
ていた発振出力の位相と揃うことにより、同一位相の全
波整流波形電圧をトランジスタ４ｃから出力させる。以
後、その出力が負帰還されるために正規の出力電圧を安
定化させる負帰還制御を行い、一定レベルの全波整流波
形電圧をブリッジ回路２に出力する。これにより、予備
電源電圧と直前の商用電源電圧との位相差による異常波
形電圧の印加が回避され、連続的に交流電源電圧が負荷
Ｌに供給される。商用電源電圧が再度供給されると、ダ
イオードＤ２を通してより高い電圧が負帰還され、その
トランジスタ出力が急減して、予備電源電圧の出力は停
止する。
もしくは低下すると、負帰還電圧が直ちに低下すること
により振幅制御回路４ｂは全波整流波形電圧の出力を開
始し、かつその電圧波形の位相は直前まで同期発振をし
ていた発振出力の位相と揃うことにより、同一位相の全
波整流波形電圧をトランジスタ４ｃから出力させる。以
後、その出力が負帰還されるために正規の出力電圧を安
定化させる負帰還制御を行い、一定レベルの全波整流波
形電圧をブリッジ回路２に出力する。これにより、予備
電源電圧と直前の商用電源電圧との位相差による異常波
形電圧の印加が回避され、連続的に交流電源電圧が負荷
Ｌに供給される。商用電源電圧が再度供給されると、ダ
イオードＤ２を通してより高い電圧が負帰還され、その
トランジスタ出力が急減して、予備電源電圧の出力は停
止する。
【００１１】図２は本発明の別の実施例による発振回路
及び電圧制御回路の構成を示すもので、残りの部分は前
述の実施例と同一とする。即ち、三角波発振回路１０
は、商用電源を入力として、その２倍の周波数で三角波
（図３Ｃ）を発生する。電圧制御回路は、バッテリ６に
接続した半導体スイッチング素子１１と、入力する三角
波をＬＯＧ増幅して全波整流波形電圧に変換するＬＯＧ
アンプ１２と、その全波整流波形電圧をパルス幅可変の
パルス列に変調するパルス幅変調回路１３と、パルス中
断時にチャージ電圧を放電するチョークコイルＬ１１、
その放電電圧が逆極性になるのを拘束するダイオードＤ
１１及びハイパス用のコンデンサＣ１１よりなるフライ
ホイール回路１４とを備えている。
及び電圧制御回路の構成を示すもので、残りの部分は前
述の実施例と同一とする。即ち、三角波発振回路１０
は、商用電源を入力として、その２倍の周波数で三角波
（図３Ｃ）を発生する。電圧制御回路は、バッテリ６に
接続した半導体スイッチング素子１１と、入力する三角
波をＬＯＧ増幅して全波整流波形電圧に変換するＬＯＧ
アンプ１２と、その全波整流波形電圧をパルス幅可変の
パルス列に変調するパルス幅変調回路１３と、パルス中
断時にチャージ電圧を放電するチョークコイルＬ１１、
その放電電圧が逆極性になるのを拘束するダイオードＤ
１１及びハイパス用のコンデンサＣ１１よりなるフライ
ホイール回路１４とを備えている。
【００１２】このパルス幅変調回路１３は、例えば市販
ＩＣＴＬ４９４を用いることができ、被変調信号端子に
全波整流波形電圧を供給し、その負帰還端子にブリッジ
回路２の入力電圧を供給する。負帰還による電圧制御部
は、同様に商用電源電圧の瞬断時でもパルス幅変調され
たパルス列を直ちに発生するスイッチング作用を果た
す。その際、位相ずれ無く入力する全波整流波形電圧の
振幅変化に相応したパルス幅変調信号を出力し、半導体
スイッチング素子１１をオン・オフ制御する。そのパル
ス状スイッチング出力は、フライホイール回路１４によ
りパルス幅の狭い出力に対しては小振幅、広い出力に対
しては大振幅の全波整流波形電圧に変換される。これに
より、バッテリ電圧のオン・オフ制御で全波整流波形電
圧を出力でき、電力利用率を向上させ得る。
ＩＣＴＬ４９４を用いることができ、被変調信号端子に
全波整流波形電圧を供給し、その負帰還端子にブリッジ
回路２の入力電圧を供給する。負帰還による電圧制御部
は、同様に商用電源電圧の瞬断時でもパルス幅変調され
たパルス列を直ちに発生するスイッチング作用を果た
す。その際、位相ずれ無く入力する全波整流波形電圧の
振幅変化に相応したパルス幅変調信号を出力し、半導体
スイッチング素子１１をオン・オフ制御する。そのパル
ス状スイッチング出力は、フライホイール回路１４によ
りパルス幅の狭い出力に対しては小振幅、広い出力に対
しては大振幅の全波整流波形電圧に変換される。これに
より、バッテリ電圧のオン・オフ制御で全波整流波形電
圧を出力でき、電力利用率を向上させ得る。
【００１３】尚、この別の実施例において、パルス幅変
調回路１３に代えて定電圧制御機能を有するパルス数変
調回路を用いることも可能であり、パルス密度に相応し
て変化する平滑電圧を出力して同様に全波整流波形電圧
を発生できる。三角波発振回路１０を敢えて用いなくて
も図１の発振回路３を同様に用いて全波整流することが
できる。フライホイール回路１４は、前述の回路に限ら
ず、同様にチョークコイル、ダイオード及びコンデンサ
を用いた他の回路形式のものも周知である。予備電源電
圧を商用電源と同一電圧値にするには、電圧制御回路の
出力波形を完全な全波整流波形電圧、即ち正弦波にする
ことなく、ピークを潰し、下部を膨らませるように制御
することにより、出力波形を大きく歪ませることなく、
ブリッジ回路の出力電圧の実効値を同一にすることもで
きる。
調回路１３に代えて定電圧制御機能を有するパルス数変
調回路を用いることも可能であり、パルス密度に相応し
て変化する平滑電圧を出力して同様に全波整流波形電圧
を発生できる。三角波発振回路１０を敢えて用いなくて
も図１の発振回路３を同様に用いて全波整流することが
できる。フライホイール回路１４は、前述の回路に限ら
ず、同様にチョークコイル、ダイオード及びコンデンサ
を用いた他の回路形式のものも周知である。予備電源電
圧を商用電源と同一電圧値にするには、電圧制御回路の
出力波形を完全な全波整流波形電圧、即ち正弦波にする
ことなく、ピークを潰し、下部を膨らませるように制御
することにより、出力波形を大きく歪ませることなく、
ブリッジ回路の出力電圧の実効値を同一にすることもで
きる。
【００１４】
【発明の効果】以上、本発明によれば、予備電源で全波
整流波形電圧を発生させ、半導体スイッチング素子の同
一極性方向のブリッジ回路で交流電圧を再生することに
より、トランスを用いる必要がなくなる。商用電源に同
期した発振出力で予備電源で全波整流波形電圧を発生さ
せるために、位相ずれを生じることなく、連続した正弦
波形の予備交流電圧が発生される。予備電源の切換作動
が電圧制御回路の帰還信号を利用して行われ、瞬時の応
答が簡単に行われる。
整流波形電圧を発生させ、半導体スイッチング素子の同
一極性方向のブリッジ回路で交流電圧を再生することに
より、トランスを用いる必要がなくなる。商用電源に同
期した発振出力で予備電源で全波整流波形電圧を発生さ
せるために、位相ずれを生じることなく、連続した正弦
波形の予備交流電圧が発生される。予備電源の切換作動
が電圧制御回路の帰還信号を利用して行われ、瞬時の応
答が簡単に行われる。
【図１】本発明の一実施例による無停電電源装置の回路
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】同装置の電圧制御回路の別の構成を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の動作を説明する波形図である。
２ａ〜２ｄ 半導体スイッチング素子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (1)
- 【請求項１】 商用電源電圧を入力として全波整流を行
う全波整流回路と、 この全波整流回路の全波整流電圧を入力とする２個の直
列接続された半導体スイッチング素子が並列に接続され
ると共に、前記直列接続点間に負荷が接続されたブリッ
ジ回路と、前記商用電源電圧に同期して発振する発振回
路と、この発振回路の発振出力を制御入力とし、バッテ
リ電圧を予備電源用全波整流波形電圧に変換して前記ブ
リッジ回路に供給する電圧制御回路と、前記発振出力に
応答して、対向する前記半導体スイッチング素子対を商
用電源の半周期ごとに交互にオン制御するスイッチング
制御回路とを備え、 前記電圧制御回路が、前記ブリッジ回路の入力電圧を負
帰還させて、前記全波整流電圧よりも僅かに低い一定の
前記全波整流波形電圧を出力させる電圧制御部を有する
ことを特徴とする無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119875A JPH05300754A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119875A JPH05300754A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 無停電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05300754A true JPH05300754A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14772411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4119875A Pending JPH05300754A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05300754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010078864A (ko) * | 2001-05-02 | 2001-08-22 | 원병희 | 트렌스포머 없이 사용하는 초절전 전력변환장치 |
-
1992
- 1992-04-15 JP JP4119875A patent/JPH05300754A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010078864A (ko) * | 2001-05-02 | 2001-08-22 | 원병희 | 트렌스포머 없이 사용하는 초절전 전력변환장치 |
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