JPH0686557A - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
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- JPH0686557A JPH0686557A JP4255488A JP25548892A JPH0686557A JP H0686557 A JPH0686557 A JP H0686557A JP 4255488 A JP4255488 A JP 4255488A JP 25548892 A JP25548892 A JP 25548892A JP H0686557 A JPH0686557 A JP H0686557A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 アクティブフィルタ機能を入力変換部に設け
ることによって、商用負荷に電力を供給する交流電源が
作動中も、あるいは停電中も商用負荷に電力を供給する
ことができるとともに、商用負荷で生ずる高調波電流を
交流電源側に流出するのを抑制する。 【構成】 入力変換部ＡＤと、入力変換部の出力側に接
続されている電気エネルギー源Ｂと、直流を交流に変換
するインバータあるいは直流を直流に変換するＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを出力変換部ＤＡとして備えた装置におい
て、入力変換部の受電端にコンデンサを配置するととも
に、商用負荷２に流れる電流からえられる信号と、入力
変換部に与えられる電圧からえられる信号とが与えられ
る制御回路ＡＤＣによって、入力側はアクティブフィル
タ装置として、出力側はインバータあるいは整流装置と
して作用し、交流電源１の停電中はエネルギー源Ｂから
商用負荷２に交流あるいは直流の電力を供給する無停電
電源装置。
ることによって、商用負荷に電力を供給する交流電源が
作動中も、あるいは停電中も商用負荷に電力を供給する
ことができるとともに、商用負荷で生ずる高調波電流を
交流電源側に流出するのを抑制する。 【構成】 入力変換部ＡＤと、入力変換部の出力側に接
続されている電気エネルギー源Ｂと、直流を交流に変換
するインバータあるいは直流を直流に変換するＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを出力変換部ＤＡとして備えた装置におい
て、入力変換部の受電端にコンデンサを配置するととも
に、商用負荷２に流れる電流からえられる信号と、入力
変換部に与えられる電圧からえられる信号とが与えられ
る制御回路ＡＤＣによって、入力側はアクティブフィル
タ装置として、出力側はインバータあるいは整流装置と
して作用し、交流電源１の停電中はエネルギー源Ｂから
商用負荷２に交流あるいは直流の電力を供給する無停電
電源装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブフィルタの機
能を持った無停電電源装置（以下、ＵＰＳと呼ぶ）およ
び整流装置の構成に関するものである。
能を持った無停電電源装置（以下、ＵＰＳと呼ぶ）およ
び整流装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】商用交流電源に接続して使われる電気機
器、例えば、コンピュータや家電のエアコン，テレビ等
は力率が低く、また、流れる電流は歪んでいて高調波成
分を多量に含む。これは電子機器の受電部に非線形特性
をもつ整流回路が置かれているためである。この歪波電
流が商用交流電力系統に流れると、正弦波電圧を歪ませ
てしまい、系統に接続されている進相コンデンサ，リレ
ー等に誤動作，故障をもたらす。これらの高調波電流公
害を減らすために負荷で生じる高調波電流を規制しよう
という動きがある。商用電力系統側に高調波電流が流れ
るのを抑制する手段としては現在２通りの方法がある。
１つは、高調波電流を発生する負荷と並列にアクティブ
フィルタを設けて、このフィルタに負荷で発生した高調
波電流をバイパスさせる方法である。バイパス効果が十
分であれば負荷で発生した高調波電流は全てアクティブ
フィルタに流れることになり、電力系統側に流れる高調
波電流はゼロとなる。他の方法は、電子機器の受電部に
ある整流回路に高調波電流を生じさせないような高調波
電流抑制機能、つまり基本波電流のみを流させる機能を
もたせることである。新規に電子装置を導入する場合に
は後者の方法が融通性があってよいが、既設の電子装置
には前者のアクティブフィルタを付加する方法をとらざ
るをえない。アクティブフィルタとしての単一の機能を
もった装置はすでに導入されている。一方、アクティブ
フィルタ装置に近い構成をもつ装置に交流電圧出力のＵ
ＰＳや直流電圧出力の整流装置がある。しかしこれらの
装置はアクティブフィルタの機能を活かしていないのが
現状である。
器、例えば、コンピュータや家電のエアコン，テレビ等
は力率が低く、また、流れる電流は歪んでいて高調波成
分を多量に含む。これは電子機器の受電部に非線形特性
をもつ整流回路が置かれているためである。この歪波電
流が商用交流電力系統に流れると、正弦波電圧を歪ませ
てしまい、系統に接続されている進相コンデンサ，リレ
ー等に誤動作，故障をもたらす。これらの高調波電流公
害を減らすために負荷で生じる高調波電流を規制しよう
という動きがある。商用電力系統側に高調波電流が流れ
るのを抑制する手段としては現在２通りの方法がある。
１つは、高調波電流を発生する負荷と並列にアクティブ
フィルタを設けて、このフィルタに負荷で発生した高調
波電流をバイパスさせる方法である。バイパス効果が十
分であれば負荷で発生した高調波電流は全てアクティブ
フィルタに流れることになり、電力系統側に流れる高調
波電流はゼロとなる。他の方法は、電子機器の受電部に
ある整流回路に高調波電流を生じさせないような高調波
電流抑制機能、つまり基本波電流のみを流させる機能を
もたせることである。新規に電子装置を導入する場合に
は後者の方法が融通性があってよいが、既設の電子装置
には前者のアクティブフィルタを付加する方法をとらざ
るをえない。アクティブフィルタとしての単一の機能を
もった装置はすでに導入されている。一方、アクティブ
フィルタ装置に近い構成をもつ装置に交流電圧出力のＵ
ＰＳや直流電圧出力の整流装置がある。しかしこれらの
装置はアクティブフィルタの機能を活かしていないのが
現状である。
【０００３】図７にアクティブフィルタの１例を示す。
図において、１は商用の交流電源（単相電源を例に示す
が三相電源でも同じである）、２は商用負荷、３は電流
トランス、ＣＯＮＴは制御装置を示す。ＬINは入力リア
クタ、Ｓ1 〜Ｓ4 は半導体スイッチ、Ｃはコンデンサを
示す。電流トランスＣＴ３は商用負荷２で流れる電流ｉ
L をセンシングして信号ＳＧX を得る。破線のアクティ
ブフィルタの構成は半導体スイッチ素子、例えばトラン
ジスタ（Ｑ1 〜Ｑ4 ）とダイオード（Ｄ1 〜Ｄ4 ）を逆
並列に接続したスイッチ（Ｓ1 〜Ｓ4 ）をもって構成し
たブリッジ回路と入力リアクタＬIN，直流のコンデンサ
Ｃからなる。４は電流トランスＣＴでアクティブフィル
タの入力電流ｉF をセンシングして信号ＳＧ1 を得る。
ＣＯＮＴはスイッチＳ1 〜Ｓ4 をオン・オフ制御する信
号を発生する制御装置である。商用負荷２は、一般に基
本波力率が低く、また高調波電流成分も含むので電流は
正弦波形がくずれて歪波形となる。
図において、１は商用の交流電源（単相電源を例に示す
が三相電源でも同じである）、２は商用負荷、３は電流
トランス、ＣＯＮＴは制御装置を示す。ＬINは入力リア
クタ、Ｓ1 〜Ｓ4 は半導体スイッチ、Ｃはコンデンサを
示す。電流トランスＣＴ３は商用負荷２で流れる電流ｉ
L をセンシングして信号ＳＧX を得る。破線のアクティ
ブフィルタの構成は半導体スイッチ素子、例えばトラン
ジスタ（Ｑ1 〜Ｑ4 ）とダイオード（Ｄ1 〜Ｄ4 ）を逆
並列に接続したスイッチ（Ｓ1 〜Ｓ4 ）をもって構成し
たブリッジ回路と入力リアクタＬIN，直流のコンデンサ
Ｃからなる。４は電流トランスＣＴでアクティブフィル
タの入力電流ｉF をセンシングして信号ＳＧ1 を得る。
ＣＯＮＴはスイッチＳ1 〜Ｓ4 をオン・オフ制御する信
号を発生する制御装置である。商用負荷２は、一般に基
本波力率が低く、また高調波電流成分も含むので電流は
正弦波形がくずれて歪波形となる。
【０００４】図８は各電流の波形を示すもので、（ａ）
はｉL 、（ｂ）はｉR 、（ｃ）はｉS を示す。商用負荷
２（一般の整流器負荷の例を示す）に流れる電流ｉL は
パルス状をなしている高調波電流成分を多量に含み、総
合力率も低い。この電流ｉL は交流電源１の電圧と同相
の基本波電流ｉL1と高調波電流成分ｉR とに分離でき
る。ｉFはアクティブフィルタの入力電流波形である。
ｉS は交流電源１の出力電流である。交流電源１からは
商用負荷の電流のうち基本波電流分ｉL1のみを流し、す
なわち、ｉS ＝ｉL1とし、残りの高調波電流分ｉR をア
クティブフィルタに流す。すなわち、ｉF ＝−ｉR とな
るように制御する。これがアクティブフィルタの機能で
ある。
はｉL 、（ｂ）はｉR 、（ｃ）はｉS を示す。商用負荷
２（一般の整流器負荷の例を示す）に流れる電流ｉL は
パルス状をなしている高調波電流成分を多量に含み、総
合力率も低い。この電流ｉL は交流電源１の電圧と同相
の基本波電流ｉL1と高調波電流成分ｉR とに分離でき
る。ｉFはアクティブフィルタの入力電流波形である。
ｉS は交流電源１の出力電流である。交流電源１からは
商用負荷の電流のうち基本波電流分ｉL1のみを流し、す
なわち、ｉS ＝ｉL1とし、残りの高調波電流分ｉR をア
クティブフィルタに流す。すなわち、ｉF ＝−ｉR とな
るように制御する。これがアクティブフィルタの機能で
ある。
【０００５】図９は交流の無停電電源装置（ＵＰＳ）の
従来例である。なお、例を単相回路にとっているが、三
相回路も同様に使われている。ＵＰＳは入力変換部Ａ
Ｄ、バッテリーＢ（ここでは、エネルギー変換器として
鉛−酸バッテリーを例にとって説明する）、交流の出力
変換部（以下、インバータという）ＤＡからなる。ＡＤ
Ｃ，ＤＡＣはそれぞれ入力変換部および出力変換部の制
御装置である。入力変換部ＡＤは交流直流変換を行うい
わゆる整流装置で、図７のアクティブフィルタの構成と
同じである。新たに加わっているのはＰＴINでこれは交
流電源の電圧をセンシングするトランスである。出力変
換部ＤＡは直流交流変換を行ういわゆるインバータであ
る。トランジスタとダイオードとを逆並列に接続したス
イッチＳ5 〜Ｓ8 で構成したブリッジ回路、リアクタＬ
ACとコンデンサＣACからなる交流フィルタ、出力トラン
スＴからなる。ＰＴOUT は出力電圧をセンシングするト
ランスである。
従来例である。なお、例を単相回路にとっているが、三
相回路も同様に使われている。ＵＰＳは入力変換部Ａ
Ｄ、バッテリーＢ（ここでは、エネルギー変換器として
鉛−酸バッテリーを例にとって説明する）、交流の出力
変換部（以下、インバータという）ＤＡからなる。ＡＤ
Ｃ，ＤＡＣはそれぞれ入力変換部および出力変換部の制
御装置である。入力変換部ＡＤは交流直流変換を行うい
わゆる整流装置で、図７のアクティブフィルタの構成と
同じである。新たに加わっているのはＰＴINでこれは交
流電源の電圧をセンシングするトランスである。出力変
換部ＤＡは直流交流変換を行ういわゆるインバータであ
る。トランジスタとダイオードとを逆並列に接続したス
イッチＳ5 〜Ｓ8 で構成したブリッジ回路、リアクタＬ
ACとコンデンサＣACからなる交流フィルタ、出力トラン
スＴからなる。ＰＴOUT は出力電圧をセンシングするト
ランスである。
【０００６】次に動作を説明する。スイッチＳ1 〜Ｓ4
からなるブリッジ回路は交流電源の電圧を整流してコン
デンサＣ，バッテリーＢを充電するとともにインバータ
ＤＡに給電する。単に整流するだけであればスイッチＳ
1 〜Ｓ4 はダイオードだけで機能が果たせる。ダイオー
ドと逆並列に接続されているトランジスタは入力の電流
の波形を制御するために設けている。その目的とすると
ころは、装置の入力電流を交流電源の電圧と同相の正弦
波形とすることによって力率を１とし、また高調波の発
生を抑えることにある。交流電源側からみるとＵＰＳは
等価的に純抵抗と同じになり理想的な負荷になる。
からなるブリッジ回路は交流電源の電圧を整流してコン
デンサＣ，バッテリーＢを充電するとともにインバータ
ＤＡに給電する。単に整流するだけであればスイッチＳ
1 〜Ｓ4 はダイオードだけで機能が果たせる。ダイオー
ドと逆並列に接続されているトランジスタは入力の電流
の波形を制御するために設けている。その目的とすると
ころは、装置の入力電流を交流電源の電圧と同相の正弦
波形とすることによって力率を１とし、また高調波の発
生を抑えることにある。交流電源側からみるとＵＰＳは
等価的に純抵抗と同じになり理想的な負荷になる。
【０００７】電流波形制御の機構を次に説明する。例え
ば、交流電源１の極性が図９のときにスイッチＳ2 のト
ランジスタをオンさせると、交流電源１の電圧の全てが
Ｓ2のトランジスタ、Ｓ4 のダイオードのつくるループ
でリアクタＬINに印加され、これに流れる電流によって
電磁エネルギーが蓄えられる。次にスイッチＳ2 のトラ
ンジスタをオフさせると、リアクタＬINの電流はスイッ
チＳ1 ，Ｓ4 のダイオードを通して流れコンデンサＣ側
にエネルギーが放出される。このエネルギー放出時の交
流電源１とリアクタＬINの電圧は図示の極性となり、両
者の和の電圧でコンデンサＣが充電される。従って、コ
ンデンサＣの電圧は交流電源１の電圧のピーク値以上の
レベルにまで充電される。（スイッチＳ1 〜Ｓ4 がダイ
オードのみで構成されている場合にはコンデンサＣの電
圧は交流電源１のピーク値以上には高くならない）。リ
アクタＬINに流れる電流の大きさ（従って、蓄えられる
電磁エネルギーの大きさ）は各スイッチを構成するトラ
ンジスタのオン・オフの時間比を変えることによって調
整できるので、この機構を使ってリアクタＬINに流れる
電流の波形を正弦波状にする。
ば、交流電源１の極性が図９のときにスイッチＳ2 のト
ランジスタをオンさせると、交流電源１の電圧の全てが
Ｓ2のトランジスタ、Ｓ4 のダイオードのつくるループ
でリアクタＬINに印加され、これに流れる電流によって
電磁エネルギーが蓄えられる。次にスイッチＳ2 のトラ
ンジスタをオフさせると、リアクタＬINの電流はスイッ
チＳ1 ，Ｓ4 のダイオードを通して流れコンデンサＣ側
にエネルギーが放出される。このエネルギー放出時の交
流電源１とリアクタＬINの電圧は図示の極性となり、両
者の和の電圧でコンデンサＣが充電される。従って、コ
ンデンサＣの電圧は交流電源１の電圧のピーク値以上の
レベルにまで充電される。（スイッチＳ1 〜Ｓ4 がダイ
オードのみで構成されている場合にはコンデンサＣの電
圧は交流電源１のピーク値以上には高くならない）。リ
アクタＬINに流れる電流の大きさ（従って、蓄えられる
電磁エネルギーの大きさ）は各スイッチを構成するトラ
ンジスタのオン・オフの時間比を変えることによって調
整できるので、この機構を使ってリアクタＬINに流れる
電流の波形を正弦波状にする。
【０００８】制御装置ＡＤＣはトランスＰＴINからの正
弦波電圧信号ＳＧE を基にして正弦波の基準信号をつく
り、電流トランスＣＴから得た入力電流信号ＳＧI を基
準信号に追従するように、つまり電流が正弦波形になる
ようにスイッチＳ1 〜Ｓ4 を制御する。なおコンデンサ
Ｃの電圧ＥＣをフィードバックしてＥＣを一定に保つよ
うに振幅を制御した基準信号をつくる。インバータＤＡ
では、ブリッジ回路を構成するスイッチ（Ｓ5 〜Ｓ8 ）
のスイッチング動作によって交流電圧を得、さらに
ＬAC，ＣACによって構成した交流フィルタで電圧波形を
正弦波に整形して変換負荷４ＡＣに給電する。交流電源
１が停電した場合にはバッテリーＢの放電電力をインバ
ータＤＡで変換して変換負荷４ＡＣに給電する。したが
って変換負荷４ＡＣは無停電で給電を受けることとな
る。変換装置ＤＡＣはインバータＤＡのスイッチＳ5 〜
Ｓ8 を制御する信号を得る制御装置で、インバータの出
力電圧をトランスＰＴOUT を介して信号ＳＧOUT として
取り出し、これを基に変換負荷４ＡＣへの給電電圧が一
定になるように制御信号を発生する。
弦波電圧信号ＳＧE を基にして正弦波の基準信号をつく
り、電流トランスＣＴから得た入力電流信号ＳＧI を基
準信号に追従するように、つまり電流が正弦波形になる
ようにスイッチＳ1 〜Ｓ4 を制御する。なおコンデンサ
Ｃの電圧ＥＣをフィードバックしてＥＣを一定に保つよ
うに振幅を制御した基準信号をつくる。インバータＤＡ
では、ブリッジ回路を構成するスイッチ（Ｓ5 〜Ｓ8 ）
のスイッチング動作によって交流電圧を得、さらに
ＬAC，ＣACによって構成した交流フィルタで電圧波形を
正弦波に整形して変換負荷４ＡＣに給電する。交流電源
１が停電した場合にはバッテリーＢの放電電力をインバ
ータＤＡで変換して変換負荷４ＡＣに給電する。したが
って変換負荷４ＡＣは無停電で給電を受けることとな
る。変換装置ＤＡＣはインバータＤＡのスイッチＳ5 〜
Ｓ8 を制御する信号を得る制御装置で、インバータの出
力電圧をトランスＰＴOUT を介して信号ＳＧOUT として
取り出し、これを基に変換負荷４ＡＣへの給電電圧が一
定になるように制御信号を発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】最近のＵＰＳや整流装
置は入力電流波形を正弦波化する電流制御の機能を備え
ているが、この機能を十分に活用しているとはいえな
い。また、交流電源が停電している期間のＵＰＳや整流
装置はそれぞれのバッテリーＢと出力側が稼働している
のみで入力変換部は休業状態にある。本発明の目的は、
ＵＰＳや整流装置の備える入力電流制御の機能をアクテ
ィブフィルタとして活用し、他の商用負荷で発生する高
調波電流を商用交流電源側に流れないようにバイパスさ
せる。また、入力変換部を交流電源の停電時にも活用
し、ＵＰＳや整流装置の給電能力を増す。すなわち、本
来の負荷である変換負荷に給電すると同時にＵＰＳや整
流装置の入力変換部をインバータとして活用して商用負
荷へも給電することにある。
置は入力電流波形を正弦波化する電流制御の機能を備え
ているが、この機能を十分に活用しているとはいえな
い。また、交流電源が停電している期間のＵＰＳや整流
装置はそれぞれのバッテリーＢと出力側が稼働している
のみで入力変換部は休業状態にある。本発明の目的は、
ＵＰＳや整流装置の備える入力電流制御の機能をアクテ
ィブフィルタとして活用し、他の商用負荷で発生する高
調波電流を商用交流電源側に流れないようにバイパスさ
せる。また、入力変換部を交流電源の停電時にも活用
し、ＵＰＳや整流装置の給電能力を増す。すなわち、本
来の負荷である変換負荷に給電すると同時にＵＰＳや整
流装置の入力変換部をインバータとして活用して商用負
荷へも給電することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は商用負荷に給電している交流電源に接続さ
れ、半導体スイッチよりなるブリッジ回路とフィルタを
備え交流を直流に変換する入力変換部と、前記入力変換
部の出力側に接続されている電気エネルギー源と、前記
電気エネルギー源に接続され、直流を交流に変換するイ
ンバータあるいは直流を直流に変換するＤＣ−ＤＣコン
バータを出力変換部として備えた装置において、前記入
力変換部の受電端にコンデンサを配置するとともに、前
記商用負荷に流れる電流からえられる信号と、前記入力
変換部に与えられる電圧からえられる信号とが与えられ
る制御回路によって、入力側はアクティブフィルタ装置
として、出力側はインバータあるいは整流装置として作
用し、前記交流電源の停電中は前記エネルギー源から前
記商用負荷に交流あるいは直流の電力を供給することを
特徴とする無停電電源装置を発明の要旨とするものであ
る。
め、本発明は商用負荷に給電している交流電源に接続さ
れ、半導体スイッチよりなるブリッジ回路とフィルタを
備え交流を直流に変換する入力変換部と、前記入力変換
部の出力側に接続されている電気エネルギー源と、前記
電気エネルギー源に接続され、直流を交流に変換するイ
ンバータあるいは直流を直流に変換するＤＣ−ＤＣコン
バータを出力変換部として備えた装置において、前記入
力変換部の受電端にコンデンサを配置するとともに、前
記商用負荷に流れる電流からえられる信号と、前記入力
変換部に与えられる電圧からえられる信号とが与えられ
る制御回路によって、入力側はアクティブフィルタ装置
として、出力側はインバータあるいは整流装置として作
用し、前記交流電源の停電中は前記エネルギー源から前
記商用負荷に交流あるいは直流の電力を供給することを
特徴とする無停電電源装置を発明の要旨とするものであ
る。
【００１１】
【作用】本発明においてはアクティブフィルタ機能を入
力変換部に設けることによって、商用負荷に電力を供給
する交流電源が作動中も、あるいは停電中も商用負荷に
電力を供給することができるとともに、商用負荷で生ず
る高調波電流を交流電源側に流出するのを抑制すること
ができる。図７と図９の入力変換部ＡＤについて比較し
てみると構成が異なるのは電流トランス３とトランスＰ
ＴINの有無だけである。従って、図９に電流トランス３
を付加し、制御装置をそれなりにアレンジすればＵＰＳ
の入力変換部ＡＤをアクティブフィルタとしても活用で
きる。また、図９の回路構成について入力変換部ＡＤと
出力変換部（インバータ）ＤＡを比較してみると構成が
異なるのはフィルタのコンデンサＣACの有無だけである
（トランスＴの存在は本質的ではない）。制御装置は入
力変換部用のＡＤＣが電流を制御の対象としているのに
対してインバータ用のＤＡＣは電圧を対象にしている。
従って、入力変換部にフィルタ用のコンデンサＣINを挿
入し、制御装置に電圧制御用の機能を加えれば入力変換
部ＡＤをインバータとしても使える。ＵＰＳが備えてい
るエネルギー変換器が十分に大きければ、例えば、バッ
テリーＢに代えて燃料電池のようなエネルギー源を備え
ていれば、交流電源１で停電している期間に、交流電源
から給電を受けていた負荷にもＵＰＳから入力系統を通
じて長時間の給電が出来る。また、ＵＰＳのエネルギー
源が太陽電池であれば、昼間の太陽電池からのエネルギ
ーが十分に得られる間にはこのエネルギーを変換して変
換負荷に給電するとともに交流電源（商用電力系統）側
へ電力をおくり、夜間、太陽電池からのエネルギーがな
い間にＵＰＳは商用電力系統から受電した電力を再変換
して変換負荷に給電することもできる。
力変換部に設けることによって、商用負荷に電力を供給
する交流電源が作動中も、あるいは停電中も商用負荷に
電力を供給することができるとともに、商用負荷で生ず
る高調波電流を交流電源側に流出するのを抑制すること
ができる。図７と図９の入力変換部ＡＤについて比較し
てみると構成が異なるのは電流トランス３とトランスＰ
ＴINの有無だけである。従って、図９に電流トランス３
を付加し、制御装置をそれなりにアレンジすればＵＰＳ
の入力変換部ＡＤをアクティブフィルタとしても活用で
きる。また、図９の回路構成について入力変換部ＡＤと
出力変換部（インバータ）ＤＡを比較してみると構成が
異なるのはフィルタのコンデンサＣACの有無だけである
（トランスＴの存在は本質的ではない）。制御装置は入
力変換部用のＡＤＣが電流を制御の対象としているのに
対してインバータ用のＤＡＣは電圧を対象にしている。
従って、入力変換部にフィルタ用のコンデンサＣINを挿
入し、制御装置に電圧制御用の機能を加えれば入力変換
部ＡＤをインバータとしても使える。ＵＰＳが備えてい
るエネルギー変換器が十分に大きければ、例えば、バッ
テリーＢに代えて燃料電池のようなエネルギー源を備え
ていれば、交流電源１で停電している期間に、交流電源
から給電を受けていた負荷にもＵＰＳから入力系統を通
じて長時間の給電が出来る。また、ＵＰＳのエネルギー
源が太陽電池であれば、昼間の太陽電池からのエネルギ
ーが十分に得られる間にはこのエネルギーを変換して変
換負荷に給電するとともに交流電源（商用電力系統）側
へ電力をおくり、夜間、太陽電池からのエネルギーがな
い間にＵＰＳは商用電力系統から受電した電力を再変換
して変換負荷に給電することもできる。
【００１２】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
に第１の実施例であるＵＰＳ（一点鎖線で示すブロッ
ク）を示す。１は交流電源、２は商用負荷、３は電流ト
ランス、ＡＤは入力変換部で、ＬINはリアクタ、ＰＴIN
はトランス、Ｓ1 〜Ｓ4 はスイッチ、ＡＤＣは入力変換
部の制御装置、Ｂはバッテリー、ＤＡはインバータ、Ｓ
5 〜Ｓ8 はスイッチ、ＬAC，ＣACはフィルタ、Ｔはトラ
ンス、４ＡＣは変換負荷、ＤＡＣはインバータＤＡの制
御装置、ＰＴOUT はトランスを示す。１０は交流電源用
スイッチを示す。ＵＰＳは本来の目的である変換負荷４
ＡＣへ無停電で給電するとともに、交流電源１の給電中
は商用負荷２のアクティブフィルタとして動作させて交
流電源１に流れる高調波電流を抑制し、つまり商用負荷
２で発生した高調波電流をＵＰＳ側へバイパスさせ、ま
た、停電中は、スイッチ１０を開いて交流電源を切り離
して商用負荷２へのインバータとして動作させて定電圧
で交流電力を給電する。図１のＵＰＳでは入力側にフィ
ルタ用コンデンサＣINを付加して図９の従来例のＵＰＳ
と同じ構成にしている。また、商用負荷２に流れる電流
をセンシングする電流トランス３を設けている。エネル
ギー変換器としてバッテリーを例にとって説明するがバ
ッテリーに限らず直流電源になるものであればよい。例
えば、エネルギー変換器である太陽電池や燃料電池など
は長時間の給電ができるので好ましい。図２は電流制御
と電圧制御を使い分ける制御装置ＡＤＣの構成例であ
る。（ＩＣ）部が電流制御用、（ＶＣ）部が電圧制御用
の部分である。また図３（ａ）〜（ｅ）は電流制御の基
準信号をつくるまでの各部の波形を示したものである。
電子スイッチＤＳは交流電源１の給電中はＩＣ側の信号
を通し、また停電中はＶＣ側の信号を通す。
に第１の実施例であるＵＰＳ（一点鎖線で示すブロッ
ク）を示す。１は交流電源、２は商用負荷、３は電流ト
ランス、ＡＤは入力変換部で、ＬINはリアクタ、ＰＴIN
はトランス、Ｓ1 〜Ｓ4 はスイッチ、ＡＤＣは入力変換
部の制御装置、Ｂはバッテリー、ＤＡはインバータ、Ｓ
5 〜Ｓ8 はスイッチ、ＬAC，ＣACはフィルタ、Ｔはトラ
ンス、４ＡＣは変換負荷、ＤＡＣはインバータＤＡの制
御装置、ＰＴOUT はトランスを示す。１０は交流電源用
スイッチを示す。ＵＰＳは本来の目的である変換負荷４
ＡＣへ無停電で給電するとともに、交流電源１の給電中
は商用負荷２のアクティブフィルタとして動作させて交
流電源１に流れる高調波電流を抑制し、つまり商用負荷
２で発生した高調波電流をＵＰＳ側へバイパスさせ、ま
た、停電中は、スイッチ１０を開いて交流電源を切り離
して商用負荷２へのインバータとして動作させて定電圧
で交流電力を給電する。図１のＵＰＳでは入力側にフィ
ルタ用コンデンサＣINを付加して図９の従来例のＵＰＳ
と同じ構成にしている。また、商用負荷２に流れる電流
をセンシングする電流トランス３を設けている。エネル
ギー変換器としてバッテリーを例にとって説明するがバ
ッテリーに限らず直流電源になるものであればよい。例
えば、エネルギー変換器である太陽電池や燃料電池など
は長時間の給電ができるので好ましい。図２は電流制御
と電圧制御を使い分ける制御装置ＡＤＣの構成例であ
る。（ＩＣ）部が電流制御用、（ＶＣ）部が電圧制御用
の部分である。また図３（ａ）〜（ｅ）は電流制御の基
準信号をつくるまでの各部の波形を示したものである。
電子スイッチＤＳは交流電源１の給電中はＩＣ側の信号
を通し、また停電中はＶＣ側の信号を通す。
【００１３】ＵＰＳの機能のうち、まず、アクティブフ
ィルタとしての機能を説明する。交流電源１から商用負
荷２に給電している電流の波形は一般に歪んでいて正弦
波ではない。特に商用負荷２が整流装置である場合には
電流波形はパルス状になり、多くの高調波電流分を含ん
でいる。この商用負荷電流を電流トランス３でセンシン
グした信号をＳＧX とする。信号ＳＧX をバンドパス・
フィルタＢＰＦにかけ基本波成分ＳＧO を取り出す。Ｓ
ＧX からＳＧO を除くと商用負荷２に流れる電流の内の
高調波成分の信号ＳＧH が取り出せる。また、バッテリ
ーＢを充電するために直流電圧ＥC を一定に制御する必
要があるので、ＥC をフィードバックしてこれを基準の
直流電圧ＥREF と誤差増幅器ＡE に入力し、その差に対
応した出力信号ＥR をうる。次に入力側の電圧をＰＴIN
でセンシングした電圧ＳＧE を、正弦波の基準信号とし
て使い、ＳＧE （例えば、１×ｓｉｎωｔ）とＥR を乗
算器Ｍに入力し、振幅がＥR に比例した正弦波信号ＳＧ
F （ＥR ×ｓｉｎωｔ）をうる。高周波分の信号ＳＧH
とバッテリーＢを充電し、インバータＤＡに給電する基
本波分の信号ＳＧF との和ＳＣI （＝ＳＧH ＋ＳＧF ）
を入力変換部ＡＤの電流制御の基準の信号とする。電流
トランス４の電流信号ＳＧI をフィードバックし、これ
を基準信号ＳＣIとともに誤差増幅器ＡI に入力し、そ
の差に対応した出力信号ＳI を得、このＳI と高周波の
三角波電圧信号ＳT とをコンパレータＣＯＭI に入力
し、パルス幅制御信号ＰＷＭI をうる。ＰＷＭI のパタ
ーンは、ＳI が正のときにはＳI ＞ＳT の期間にＥのレ
ベルを、そうでない期間にはゼロレベルとなる。またＳ
I が負であるときにはＳI ＜ＳT の期間に−Ｅ、他の期
間にはゼロとなる。信号ＰＷＭI を電子スイッチＤＳを
通してパルス分配器Ｄに入力する。パルス分配器Ｄで
は、信号ＰＷＭI を基にしてＰＷＭI の正のパルス列と
負のパルス列とに分離し、これを直流的に絶縁できるホ
トカプラーを通してパワーアンプＰ1 〜Ｐ4 に与え、ト
ランジスタＱ1 〜Ｑ4 をオンオフさせる信号を出力す
る。入力変換部ＡＤの出力電流をセンシングした信号Ｓ
ＧI をフィードバックしてＳＧI が基準信号ＳＣI にな
るように追従制御すると、入力変換部ＡＤから流れ出た
電流は商用負荷２に流れる高調波電流と、交流電源１か
ら自らが給電を受ける基本波電流の和になる。従って、
交流電源から流れる電流は商用負荷２に流れる基本波電
流と入力変換部ＡＤに流れる基本波電流になり、高調波
電流分は含まない。商用負荷２が無負荷であれば、信号
ＳＧX がゼロとなり、ＵＰＳの入力変換部ＡＤは自ら必
要とする入力電流を正弦波状にするように制御機能が働
く。
ィルタとしての機能を説明する。交流電源１から商用負
荷２に給電している電流の波形は一般に歪んでいて正弦
波ではない。特に商用負荷２が整流装置である場合には
電流波形はパルス状になり、多くの高調波電流分を含ん
でいる。この商用負荷電流を電流トランス３でセンシン
グした信号をＳＧX とする。信号ＳＧX をバンドパス・
フィルタＢＰＦにかけ基本波成分ＳＧO を取り出す。Ｓ
ＧX からＳＧO を除くと商用負荷２に流れる電流の内の
高調波成分の信号ＳＧH が取り出せる。また、バッテリ
ーＢを充電するために直流電圧ＥC を一定に制御する必
要があるので、ＥC をフィードバックしてこれを基準の
直流電圧ＥREF と誤差増幅器ＡE に入力し、その差に対
応した出力信号ＥR をうる。次に入力側の電圧をＰＴIN
でセンシングした電圧ＳＧE を、正弦波の基準信号とし
て使い、ＳＧE （例えば、１×ｓｉｎωｔ）とＥR を乗
算器Ｍに入力し、振幅がＥR に比例した正弦波信号ＳＧ
F （ＥR ×ｓｉｎωｔ）をうる。高周波分の信号ＳＧH
とバッテリーＢを充電し、インバータＤＡに給電する基
本波分の信号ＳＧF との和ＳＣI （＝ＳＧH ＋ＳＧF ）
を入力変換部ＡＤの電流制御の基準の信号とする。電流
トランス４の電流信号ＳＧI をフィードバックし、これ
を基準信号ＳＣIとともに誤差増幅器ＡI に入力し、そ
の差に対応した出力信号ＳI を得、このＳI と高周波の
三角波電圧信号ＳT とをコンパレータＣＯＭI に入力
し、パルス幅制御信号ＰＷＭI をうる。ＰＷＭI のパタ
ーンは、ＳI が正のときにはＳI ＞ＳT の期間にＥのレ
ベルを、そうでない期間にはゼロレベルとなる。またＳ
I が負であるときにはＳI ＜ＳT の期間に−Ｅ、他の期
間にはゼロとなる。信号ＰＷＭI を電子スイッチＤＳを
通してパルス分配器Ｄに入力する。パルス分配器Ｄで
は、信号ＰＷＭI を基にしてＰＷＭI の正のパルス列と
負のパルス列とに分離し、これを直流的に絶縁できるホ
トカプラーを通してパワーアンプＰ1 〜Ｐ4 に与え、ト
ランジスタＱ1 〜Ｑ4 をオンオフさせる信号を出力す
る。入力変換部ＡＤの出力電流をセンシングした信号Ｓ
ＧI をフィードバックしてＳＧI が基準信号ＳＣI にな
るように追従制御すると、入力変換部ＡＤから流れ出た
電流は商用負荷２に流れる高調波電流と、交流電源１か
ら自らが給電を受ける基本波電流の和になる。従って、
交流電源から流れる電流は商用負荷２に流れる基本波電
流と入力変換部ＡＤに流れる基本波電流になり、高調波
電流分は含まない。商用負荷２が無負荷であれば、信号
ＳＧX がゼロとなり、ＵＰＳの入力変換部ＡＤは自ら必
要とする入力電流を正弦波状にするように制御機能が働
く。
【００１４】基本波分の信号ＳＧF の符号を負にすれば
電流制御の信号ＳＣI ＝ＳＧH −ＳＧF となり、入力変
換部ＡＤの自己の入力電流が負の正弦波電流となる。こ
れは入力変換部ＡＤから出力があることを示す。つまり
入力変換部ＡＤは商用負荷２の高調波電流のみならず、
基本波電流分も出力することになる。バッテリーＢとし
てエネルギー変換器、例えば太陽電池や燃料電池を使え
ば、入力変換部ＡＤを今度はインバータとして使って交
流電力を出力することができる。この出力は商用負荷に
給電されるし、余力があれば商用電力系統（図１では交
流電源として表示）側に送り、系統側にある他の一般の
負荷に給電することもできる。
電流制御の信号ＳＣI ＝ＳＧH −ＳＧF となり、入力変
換部ＡＤの自己の入力電流が負の正弦波電流となる。こ
れは入力変換部ＡＤから出力があることを示す。つまり
入力変換部ＡＤは商用負荷２の高調波電流のみならず、
基本波電流分も出力することになる。バッテリーＢとし
てエネルギー変換器、例えば太陽電池や燃料電池を使え
ば、入力変換部ＡＤを今度はインバータとして使って交
流電力を出力することができる。この出力は商用負荷に
給電されるし、余力があれば商用電力系統（図１では交
流電源として表示）側に送り、系統側にある他の一般の
負荷に給電することもできる。
【００１５】交流電源１が停電している期間には入力変
換部ＡＤを定電圧のインバータとして使う。この場合は
スイッチ１０を開いて交流電源１を切り離しておく。次
にこれを説明する。半導体スイッチＳ1 〜Ｓ4 からなる
ブリッジ回路と、その交流端子Ｘ, Ｙにある交流フィル
タＬIN，ＣINでインバータ（直流から交流に変換）を構
成していて、直流側のバッテリーＢの出力を交流に変換
して入力側の商用負荷側に給電する。
換部ＡＤを定電圧のインバータとして使う。この場合は
スイッチ１０を開いて交流電源１を切り離しておく。次
にこれを説明する。半導体スイッチＳ1 〜Ｓ4 からなる
ブリッジ回路と、その交流端子Ｘ, Ｙにある交流フィル
タＬIN，ＣINでインバータ（直流から交流に変換）を構
成していて、直流側のバッテリーＢの出力を交流に変換
して入力側の商用負荷側に給電する。
【００１６】次に入力変換部ＡＤをインバータとして使
う際の電圧制御を説明する。図２の構成で（ＶＣ）の部
分で電圧制御用の基準信号をつくる。ＰＴINで出力電圧
をセンシングした信号ＳＧE をフィードバックして、こ
れと基準の正弦波電圧信号ＶREF を誤差増幅器ＡV にい
れ、これらの入力に対応した出力信号ＶR をうる。この
誤差対応信号ＶR と三角波信号ＳT をコンパレータＣＯ
ＭV にいれ、その出力信号ＰＷＭV をうる。ＰＷＭV の
パターンは、ＶR の正のときにはＶR ＞ＳT の期間にＥ
のレベルを、そうでない期間にはゼロレベルとなる。ま
たＶR の負であるときにはＶR ＜ＳT の期間に−Ｅ、他
の期間にはゼロとなる。信号ＰＷＭV を電子スイッチＤ
Ｓを通してパルス分配器Ｄに入力する。パルス分配器Ｄ
では、信号ＰＷＭV を基にしてＰＷＭV の正のパルス列
と負のパルス列とに分離し、これを直流的に絶縁できる
ホトカプラーを通してパワーアンプＰ1 〜Ｐ4 に与え、
それぞれトランジスタＱ1 〜Ｑ4 をオンオフさせる信号
を出力する。
う際の電圧制御を説明する。図２の構成で（ＶＣ）の部
分で電圧制御用の基準信号をつくる。ＰＴINで出力電圧
をセンシングした信号ＳＧE をフィードバックして、こ
れと基準の正弦波電圧信号ＶREF を誤差増幅器ＡV にい
れ、これらの入力に対応した出力信号ＶR をうる。この
誤差対応信号ＶR と三角波信号ＳT をコンパレータＣＯ
ＭV にいれ、その出力信号ＰＷＭV をうる。ＰＷＭV の
パターンは、ＶR の正のときにはＶR ＞ＳT の期間にＥ
のレベルを、そうでない期間にはゼロレベルとなる。ま
たＶR の負であるときにはＶR ＜ＳT の期間に−Ｅ、他
の期間にはゼロとなる。信号ＰＷＭV を電子スイッチＤ
Ｓを通してパルス分配器Ｄに入力する。パルス分配器Ｄ
では、信号ＰＷＭV を基にしてＰＷＭV の正のパルス列
と負のパルス列とに分離し、これを直流的に絶縁できる
ホトカプラーを通してパワーアンプＰ1 〜Ｐ4 に与え、
それぞれトランジスタＱ1 〜Ｑ4 をオンオフさせる信号
を出力する。
【００１７】次に図１のインバータＤＡを制御する信号
を発生する制御装置ＤＡＣを説明する。図４は制御装置
ＤＡＣのブロック構成で、図５（ａ）〜（ｅ）は各ブロ
ックの信号の関係を示している。信号ＶREF はインバー
タＤＡの出力電圧のレベルと周波数をきめる正弦波の基
準信号である。Ａは誤差増幅器でＶREF とインバータＤ
Ａの出力電圧に対応した信号ＳＧOUT とを比較して両者
の差に対応した信号ＶR を出力する。ＳＴは高周波の三
角波形電圧信号である。この周波数はインバータＤＡの
スイッチＳ5 〜Ｓ8 のスイッチング周波数を決める。Ｃ
ＯＭはコンパレータで信号ＶR とＳＴを比較してＶR の
絶対値がＳＴの絶対値を越えている期間に信号をだし、
他の期間にはゼロレベルとなるパルス幅制御（以後、Ｐ
ＷＭという）の信号を出す。Ｄはパルスの分配器であ
る。Ｐ5 〜Ｐ8 は分配器Ｄからの信号を増幅してそれぞ
れトランジスタＱ5 〜Ｑ8 に与える制御信号をつくる。
Ｐ5 〜Ｐ8 と分配器Ｄとの間は光信号で伝送するホトカ
プラを使い直流的に絶縁する。ＰＷＭの正のパルスを増
幅してトランジスタＱ5 ，Ｑ8 に与えこれをオンさせ
る。またＰＷＭの負のパルスを増幅してトランジスタＱ
6 ，Ｑ7 に与えてこれをオンさせる。信号ＳＧOUT のレ
ベルが下がればこれを増加するような制御信号をトラン
ジスタＱ5 〜Ｑ8 にだし、またレベルが上がればこれを
減少させるような制御信号をだして、つまりフィードバ
ック制御してインバータＤＡの出力電圧を一定に維持す
る。
を発生する制御装置ＤＡＣを説明する。図４は制御装置
ＤＡＣのブロック構成で、図５（ａ）〜（ｅ）は各ブロ
ックの信号の関係を示している。信号ＶREF はインバー
タＤＡの出力電圧のレベルと周波数をきめる正弦波の基
準信号である。Ａは誤差増幅器でＶREF とインバータＤ
Ａの出力電圧に対応した信号ＳＧOUT とを比較して両者
の差に対応した信号ＶR を出力する。ＳＴは高周波の三
角波形電圧信号である。この周波数はインバータＤＡの
スイッチＳ5 〜Ｓ8 のスイッチング周波数を決める。Ｃ
ＯＭはコンパレータで信号ＶR とＳＴを比較してＶR の
絶対値がＳＴの絶対値を越えている期間に信号をだし、
他の期間にはゼロレベルとなるパルス幅制御（以後、Ｐ
ＷＭという）の信号を出す。Ｄはパルスの分配器であ
る。Ｐ5 〜Ｐ8 は分配器Ｄからの信号を増幅してそれぞ
れトランジスタＱ5 〜Ｑ8 に与える制御信号をつくる。
Ｐ5 〜Ｐ8 と分配器Ｄとの間は光信号で伝送するホトカ
プラを使い直流的に絶縁する。ＰＷＭの正のパルスを増
幅してトランジスタＱ5 ，Ｑ8 に与えこれをオンさせ
る。またＰＷＭの負のパルスを増幅してトランジスタＱ
6 ，Ｑ7 に与えてこれをオンさせる。信号ＳＧOUT のレ
ベルが下がればこれを増加するような制御信号をトラン
ジスタＱ5 〜Ｑ8 にだし、またレベルが上がればこれを
減少させるような制御信号をだして、つまりフィードバ
ック制御してインバータＤＡの出力電圧を一定に維持す
る。
【００１８】図６に本発明の無停電電源装置の第２の実
施例を示す。図１の実施例におけるインバータＤＡに代
わって直流の出力変換回路ＤＤ（ＤＣ−ＤＣコンバー
タ）を組み合わせると直流電圧出力の装置いわゆる整流
装置になる。交流電力を受電して入力変換部ＡＤでえた
直流電力をＤＤで再変換して変換負荷４ＤＣに直流電力
を給電する。負荷４ＤＣからみると電源は整流装置とい
える。スイッチＳ5 〜Ｓ8 で構成したブリッジ回路の交
流端子Ｘ，ＹにトランスＴの１次巻線を接続して、その
２次巻線の出力電圧をブリッジ整流回路ＱREC で整流
し、さらに平滑フィルタＬDC，ＣDCを通してリップル電
圧の少ない直流電圧を得る。これを直流の変換負荷４Ｄ
Ｃに給電する。なお、スイッチＳ5 〜Ｓ8 の変換周波数
を高周波、例えば２０ｋＨｚ以上に高めれば、トランス
Ｔ，平滑フィルタＬDC，ＣDCを大幅に小形化することが
できるし、また、騒音をなくすことができる。制御装置
ＤＤＣは、出力の直流電圧を一定にするためにトランジ
スタＱ5 〜Ｑ8 のオン・オフ信号を発生させる。これま
での実施例では入力変換部も、出力変換部も共に単相回
路を使って説明してきたが、三相回路も一般に使われて
いるのと同様に扱える。また、半導体スイッチとしてバ
イポーラ・トランジスタを例にあげて説明してきたが他
のパワーＭＯＳ／ＦＥＴ，ＩＧＢＴ（Insulated Gate B
ipolar Transistor ）等の素子も同様に使える。
施例を示す。図１の実施例におけるインバータＤＡに代
わって直流の出力変換回路ＤＤ（ＤＣ−ＤＣコンバー
タ）を組み合わせると直流電圧出力の装置いわゆる整流
装置になる。交流電力を受電して入力変換部ＡＤでえた
直流電力をＤＤで再変換して変換負荷４ＤＣに直流電力
を給電する。負荷４ＤＣからみると電源は整流装置とい
える。スイッチＳ5 〜Ｓ8 で構成したブリッジ回路の交
流端子Ｘ，ＹにトランスＴの１次巻線を接続して、その
２次巻線の出力電圧をブリッジ整流回路ＱREC で整流
し、さらに平滑フィルタＬDC，ＣDCを通してリップル電
圧の少ない直流電圧を得る。これを直流の変換負荷４Ｄ
Ｃに給電する。なお、スイッチＳ5 〜Ｓ8 の変換周波数
を高周波、例えば２０ｋＨｚ以上に高めれば、トランス
Ｔ，平滑フィルタＬDC，ＣDCを大幅に小形化することが
できるし、また、騒音をなくすことができる。制御装置
ＤＤＣは、出力の直流電圧を一定にするためにトランジ
スタＱ5 〜Ｑ8 のオン・オフ信号を発生させる。これま
での実施例では入力変換部も、出力変換部も共に単相回
路を使って説明してきたが、三相回路も一般に使われて
いるのと同様に扱える。また、半導体スイッチとしてバ
イポーラ・トランジスタを例にあげて説明してきたが他
のパワーＭＯＳ／ＦＥＴ，ＩＧＢＴ（Insulated Gate B
ipolar Transistor ）等の素子も同様に使える。
【００１９】
【発明の効果】アクティブフィルタは給電の機能をもつ
装置ではなく、高調波電流公害を抑制するためだけに設
けられる装置であるために、二次的にあるいは補足的に
見られ、設備投資や設置スペース確保の点で優先順位が
低くなりがちである。本発明によって、アクティブフィ
ルタを給電に必要な電力変換装置、例えばインバータ装
置，ＵＰＳ，整流装置などと一体化することができるの
で、アクティブフィルタを単独で設置するよりも負担が
少なくなる。これによって商用電力系統の高調波電流公
害の抑制に取り組み易くなる。交流電源の給電を受けて
これを一旦直流電圧に変換し、再度、交流あるいは直流
に変換して無停電で給電する無停電電源装置において、
交流電源が停電すると、従来の電源では入力の変換部は
機能を停止してしまう。これに対して本発明の電源では
交流電源の停電時には入力変換部ＡＤのインバータとし
て活用し、入力側に接続されている負荷にも給電するこ
とが出来る。（出力側への給電は無瞬断であるが、入力
側の負荷への給電は、交流電源が停電してからこれをス
イッチ２で切り離すまでの僅かな時間だが停電があ
る。）エネルギー源として太陽電池や燃料電池を使うと
長時間の運転が可能であり、本発明の効果はより高くな
る。なお、エネルギー源として太陽電池を使う場合に
は、太陽光が充分にある昼間のエネルギーの余力分を交
流電源側に送ることも可能である等の効果を有する。
装置ではなく、高調波電流公害を抑制するためだけに設
けられる装置であるために、二次的にあるいは補足的に
見られ、設備投資や設置スペース確保の点で優先順位が
低くなりがちである。本発明によって、アクティブフィ
ルタを給電に必要な電力変換装置、例えばインバータ装
置，ＵＰＳ，整流装置などと一体化することができるの
で、アクティブフィルタを単独で設置するよりも負担が
少なくなる。これによって商用電力系統の高調波電流公
害の抑制に取り組み易くなる。交流電源の給電を受けて
これを一旦直流電圧に変換し、再度、交流あるいは直流
に変換して無停電で給電する無停電電源装置において、
交流電源が停電すると、従来の電源では入力の変換部は
機能を停止してしまう。これに対して本発明の電源では
交流電源の停電時には入力変換部ＡＤのインバータとし
て活用し、入力側に接続されている負荷にも給電するこ
とが出来る。（出力側への給電は無瞬断であるが、入力
側の負荷への給電は、交流電源が停電してからこれをス
イッチ２で切り離すまでの僅かな時間だが停電があ
る。）エネルギー源として太陽電池や燃料電池を使うと
長時間の運転が可能であり、本発明の効果はより高くな
る。なお、エネルギー源として太陽電池を使う場合に
は、太陽光が充分にある昼間のエネルギーの余力分を交
流電源側に送ることも可能である等の効果を有する。
【図１】本発明の無停電電源装置の第１の実施例を示
す。
す。
【図２】入力変換部の制御装置の例を示す。
【図３】図２を説明するための（ａ）〜（ｅ）は各部の
波形を示す。
波形を示す。
【図４】出力変換部の制御装置の例を示す。
【図５】図４を説明するための（ａ）〜（ｅ）は各部の
波形を示す。
波形を示す。
【図６】本発明の第２の実施例を示す。
【図７】従来のアクティブフィルタの構成例を示す。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は図７を説明するための各部の
波形を示す。
波形を示す。
【図９】従来の無停電電源装置を示す。
１ 交流電源 ２ 商用負荷 ３ 電流トランス ４ 電流トランス １０ スイッチ Ｓ1 〜Ｓ4 半導体スイッチ Ｄ1 〜Ｄ4 ダイオード ＡＤ 入力変換部 Ｂ バッテリー ＤＡ 交流変換部（インバータ） ＡＤＣ 制御装置 ＤＡＣ 制御装置 ＤＤ 出力変換回路 ＰＴIN トランス Ｔ 出力トランス ＬAC リアクタ ＣAC コンデンサ ＰＴOUT 出力電圧トランス ＢＰＦ バンドパス・フィルタ ４ＡＣ 変換負荷 ＤＡＣ 変換装置 ＤＳ 電子スイッチ Ｐ1 〜Ｐ4 パワーアンプ ＳＧI 入力電流信号 ＳＧX 商用負荷に流れる電流を電流トランスでセンシ
ングしてえられる信号 ＳＧO 基本波成分 ＳＧH 高調波成分の信号 Ａ，ＡV ，ＡI ，ＡE 誤差増幅器 Ｍ 乗算器 ＣＯＭV コンパレータ ＣＯＭ コンパレータ Ｄ パルス分配器 ＥC 直流電圧 ＥREF 基準の直流電圧 ＥR 誤差増幅器よりの出力信号 ＳＧE 入力側の電圧をトランスＰＴINによりセンシン
グしてえられた信号 ＳＧF 乗算器Ｍからの信号 ＳＣI 入力変換部ＡＤの電流制御の基準信号 ＳＧI 電流トランス４からの電流信号 ＳI 誤差増幅器ＡI よりの出力信号 ＳT 三角波電圧信号 ＰＷＭI パルス幅制御信号 ＶREF 基準信号 ＶR 出力信号 ＰＷＭV コンパレータからの出力信号 ＰＷＭ パルス幅制御の信号 ＳＧOUT ＰＴOUT からの信号
ングしてえられる信号 ＳＧO 基本波成分 ＳＧH 高調波成分の信号 Ａ，ＡV ，ＡI ，ＡE 誤差増幅器 Ｍ 乗算器 ＣＯＭV コンパレータ ＣＯＭ コンパレータ Ｄ パルス分配器 ＥC 直流電圧 ＥREF 基準の直流電圧 ＥR 誤差増幅器よりの出力信号 ＳＧE 入力側の電圧をトランスＰＴINによりセンシン
グしてえられた信号 ＳＧF 乗算器Ｍからの信号 ＳＣI 入力変換部ＡＤの電流制御の基準信号 ＳＧI 電流トランス４からの電流信号 ＳI 誤差増幅器ＡI よりの出力信号 ＳT 三角波電圧信号 ＰＷＭI パルス幅制御信号 ＶREF 基準信号 ＶR 出力信号 ＰＷＭV コンパレータからの出力信号 ＰＷＭ パルス幅制御の信号 ＳＧOUT ＰＴOUT からの信号
Claims (3)
- 【請求項１】 商用負荷に給電している交流電源に接続
され、半導体スイッチよりなるブリッジ回路とフィルタ
を備え交流を直流に変換する入力変換部と、前記入力変
換部の出力側に接続されている電気エネルギー源と、前
記電気エネルギー源に接続され、直流を交流に変換する
インバータあるいは直流を直流に変換するＤＣ−ＤＣコ
ンバータを出力変換部として備えた装置において、 前記入力変換部の受電端にコンデンサを配置するととも
に、前記商用負荷に流れる電流からえられる信号と、前
記入力変換部に与えられる電圧からえられる信号とが与
えられる制御回路によって、入力側はアクティブフィル
タ装置として、出力側はインバータあるいは整流装置と
して作用し、前記交流電源の停電中は前記エネルギー源
から前記商用負荷に交流あるいは直流の電力を供給する
ことを特徴とする無停電電源装置。 - 【請求項２】 制御装置は商用負荷に流れる電流を制御
する機能と商用負荷に給電する電圧を定電圧に制御する
機能をもち、交流電源の給電中は電流制御の機能を使
い、また交流電源の停電中は電圧制御の機能を使うこと
を特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。 - 【請求項３】 エネルギー変換器としてバッテリー，太
陽電池、あるいは燃料電池を備えたことを特徴とする請
求項１または２記載の無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255488A JP2673921B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255488A JP2673921B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 無停電電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0686557A true JPH0686557A (ja) | 1994-03-25 |
| JP2673921B2 JP2673921B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=17279457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4255488A Expired - Fee Related JP2673921B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2673921B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006271073A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 無停電電源装置及びその入力電流制御方法 |
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