JPH08182221A - 無停電電源装置 - Google Patents

無停電電源装置

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JPH08182221A
JPH08182221A JP6334829A JP33482994A JPH08182221A JP H08182221 A JPH08182221 A JP H08182221A JP 6334829 A JP6334829 A JP 6334829A JP 33482994 A JP33482994 A JP 33482994A JP H08182221 A JPH08182221 A JP H08182221A
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JP
Japan
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input
power supply
voltage
overvoltage
converter
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JP6334829A
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English (en)
Inventor
Yoshio Yamamoto
良男 山本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】商用入力電源異常検出を簡素化し、入力過電圧
検出後の入力電圧の正常復帰を自動的に切り替えるよう
にする。 【構成】商用入力電源異常検出抵抗器R1,R2を整流
スタックRC1の直後に接続して、入力電圧を監視し、
ダイオードD2を平滑コンデンサCの前段に接続して回
り込み誤動作を防止し、電源異常検出抵抗器R1,R2
と平滑コンデンサCの間にパワーMOS−FET Qを
接続し、入力過電圧異常時にUPSより入力過電圧切断
信号をパワーMOS−FETのゲートへ送出し、入力電
源ラインを切り離し、入力電源が正常復帰すると自動的
にパワーMOS−FET QをONして電源ラインを接
続する。また、POW−ON/OFF信号送出スイッチ
SW2を付加して無停電電源装置のON/OFF制御を
スムーズに行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、商用入力電源異常時に
バックアップ電源として蓄電池によって負荷側に電力を
供給する無停電電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の無停電電源装置は、図3に示すよ
うに、商用入力電源Viは入力スイッチSW1aをON
するとヒューズF1及びリレー接点RL1を通り、整流
スタックRC1にて整流され、チョークコイルL、コン
デンサCにて平滑され、DC/DCコンバータへ入力さ
れ動作を開始する。入力電源Viの監視は、商用トラン
スTにて低圧に電圧変換され、整流スタックRC2によ
り直流電圧にしてUPSの1,2番端子へ入力され、図
4(UPSの構成を示すブロック図)のように、入力過
電圧検出回路101、入力停電・不足電圧検出回路10
2で行う。バッテリパック104は、入力スイッチSW
1aと連動するバッテリスイッチSWbのONとUPS
制御回路109のバッテリ回路投入信号によるリレー接
点RL2のONによりバッテリパック104の充電を開
始する。又、UPS制御回路109のUPS−ON信号
により、絶縁型ステップアップ回路106は動作を開始
し、入力電圧異常に備える。ステップアップ回路106
は、DC/DCコンバータの入力電圧に合せるためにバ
ッテリ電圧を昇圧する昇圧回路である。またUPS制御
回路109はUPSの動作を制御する回路で、たとえ
ば、CPUやメモリ、各種ドライバ回路等により構成さ
れている。
【0003】仮に入力電源Viに異常が発生した場合、
図5の無停電源装置の動作タイムチャートのように、入
力瞬断が発生するとUPSの入力停電・不足電圧検出回
路102が動作し、入力停電・不足電圧検出信号をUP
S制御回路109へ送り、UPS制御回路109からは
DC/DCコンバータに対しUPS制御信号が出力され
てバッテリバックアップに切替わったことを知らせる。
絶縁型ステップアップ回路106は、バッテリパック1
04を主電源にDC/DCコンバータに直流電源の供給
を開始する。入力電源Viは、復電すると入力停電・不
足電圧検出信号102を停止させ、UPS制御回路10
9はDC/DCコンバータに対し、UPS制御信号ライ
ンを通して、商用電源供給へ戻ったことを知らせる。バ
ッテリパック104はバッテリ絶縁型充電回路103に
て充電が行われる。
【0004】又、仮に、入力電源Viの急激な過電圧異
常となった場合は、入力過電圧検出回路101が動作
し、UPS制御回路109へ入力過電圧検出信号を送出
し、UPS制御回路109は入力瞬断検知のときと同様
の動作を行い、バッテリパック104を主電源として装
置の動作が行われる。
【0005】又、入力過電圧検知の時は、無停電電源装
置が破壊されるおそれがあるので、UPS制御回路10
9より入力過電圧切断信号(5番端子)を送出し、リレ
ー接点RL1(図3)を開く。尚、過電圧検出後、入力
電源Viが正常に復帰しても、リレー接点RL1は開い
た状態のままであり、UPSはバッテリパック104を
主電源にバッテリ容量のある限り動作し、バッテリー不
足電圧検出回路105が動作するまで働き続ける。バッ
テリ不足電圧を検出するとUPS制御部109へバッテ
リ不足電圧検出信号を送出すると直ぐにDC/DCコン
バータに対し、UPS制御信号ライン(6番端子)を通
し、UPS動作を停止する信号を送り、その後、絶縁型
ステップアップ回路106に対し、UPS−OFF信号
を送出して動作を停止した後、バッテリ回路切断信号に
より、リレー接点RL2を開き、バッテリパックを完全
に開放し、過放電によるバッテリ劣化を保護する。
【0006】尚、DC/DCコンバータの異常による過
電流保護はUPSの出力過電流検出回路107で行い、
UPSの異常による出力過電圧保護はUPSの出力過電
圧検出回路108により行い、UPS制御回路109へ
出力過電圧・過電流検出信号を送出し、絶縁型ステップ
アップ回路106の動作を停止すると共に、バッテリ回
路切断信号をリレー接点RL2へ送り、バッテリパック
104の過放電を防止する為、切り離す回路になってい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の無停電電源装置
においては、入力電圧Viが高すぎると、リレー接点R
L1(図3)が開かれて装置が保護されるが、入力電源
Viが正常に復帰した場合においても、リレー接点RL
1は復帰しないため、バッテリバックアップ状態にあ
り、バッテリエネルギーがなくなるまでその状態が続
く。商用電源へ切り替えるためには、入力スイッチSW
1aを一旦切断し再投入する手間が必要であり、そうす
ると、バッテリパック104は完全に放電している為、
満充電までに時間が掛かり、無停電電源として電源の安
定供給の面から不安があり、改善の必要を強く感じてい
た。
【0008】すなわち、本発明は、過電圧入力で切断さ
れた商用電源からの給電を迅速に復帰できるようにする
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来の装置
においては、整流回路RC1の入力側から商用トランス
T、整流スタックRC2を介して、入力過電圧検出回路
101によって入力電圧Viを監視しており、そのため
リレーRL1が切断されると、上記監視機構が機能しな
くなることに着目し、整流回路RC1の出力側の電圧を
検出して、入力電圧Viを監視するように構成した。
【0010】すなわち、電圧検出手段101によって整
流回路RC1の出力側の電圧を検出し、整流回路RC1
とDC/DCコンバータとをスイッチ手段Qを介して接
続する。制御手段109は、電圧検出手段101によっ
て過電圧が検出されたときはスイッチ手段Qを開き、入
力電圧が正常電圧になったらスイッチ手段を閉じるよう
にスイッチ手段Qを制御する。このスイッチ手段Qとし
て、たとえばMOS−FETを使用する。
【0011】
【作用】電圧検出手段101によって入力過電圧が検出
されると、スイッチ手段Qが開き、DC/DCコンバー
タに過電圧が印加されるのを防止する。入力電源Viが
正常に復帰した場合は、スイッチ手段Qが再び閉じて、
DC/DCコンバータには商用電源から電力が供給され
る。これにより、従来のようにスイッチSW1aを入れ
直すことなく、迅速に電源の切り替えができるようにな
る。
【0012】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例のブロック図である。図2
は図1のUPSの構成を示すブロック図であり、図5は
無停電電源装置の動作タイムチャートである。各図にお
いて、図3,4と同じ構成部分には同じ参照番号を付し
てある。
【0013】まず始めに入力スイッチSW1aをONす
ると入力電源Viは、スイッチSW1a、ヒューズF
1、ノイズフィルタNF、整流スタックRC1、チョー
クコイルL、ダイオードD2、コンデンサCを通して整
流され、DC/DCコンバータへ整流平滑した直流電圧
Vsが供給される。又、同時にスイッチSW1b(図
2)はスイッチSW1aと連動してONされ、UPS内
部のバッテリパック104を接続する。尚、入力スイッ
チSW1aをONするとUPS制御回路は入力端子8を
介して給電され、動作を開始し、リレー接点RL2は閉
じ、バッテリパック104は、バッテリパック絶縁型充
電回路103にて充電が開始される。
【0014】さらに、スイッチSW2をONすると、U
PS制御回路109へPOW−ON信号が送出され、U
PS制御回路109は直ぐに絶縁型ステップアップ回路
(昇圧回路)106へUPS−ON/OFF信号ライン
を通してON信号を送出し、入力電源異常時にいつでも
出力できるように動作を開始する。又、DC/DCコン
バータはPOW−ON信号を受けると動作を開始し、負
荷に対して直流安定化電源を供給する。
【0015】仮に、入力電源Viに瞬断が発生すると整
流スタックRC1にて整流された電圧は、抵抗器R1,
R2にて分割した電圧をUPSの1,2番端子で受け、
入力停電・不足電圧検出回路102にて検出するとUP
S制御回路109へ入力停電・不足電圧検出信号を送出
し、以下、従来の無停電電源装置と同様に動作し、負荷
に対し電源の安定供給を行う。
【0016】又、入力電源の急激な過電圧異常に対して
は、抵抗器R1,R2の分割電圧により入力過電圧検出
回路101にて検出し、入力電圧が所定値以上であれ
ば、UPS制御回路109に対し入力過電圧検出信号を
送出する。UPS制御回路109は、回路の保護のため
パワーMOS−FET Qのゲートに対し、入力過電圧
切断信号を送出し、パワーMOS−FET QをOFF
する。これにより、絶縁型ステップアップ回路106は
バッテリパック104を主電源としてバッテリバックア
ップを行う。以下、瞬断の時と同様に動作を行う。
【0017】入力電源Viが正常電圧に戻ると、整流し
た電圧は抵抗器R1,R2を通して検出され、入力過電
圧検出回路101は入力過電圧検出信号の送出を停止
し、UPS制御回路109はパワーMOS−FET Q
に対し、入力過電圧切断信号の送出を止め、パワーMO
S−FET QをONし、電源ラインを閉じ商用電源の
供給を行う。
【0018】絶縁型ステップアップ回路(昇圧回路)1
06より出力される電圧Vuは、商用電源Viを整流ス
タックRC1で整流され、チョークコイルL及びコンデ
ンサCで平滑された電圧Vsより低い電圧レベルにし、
ダイオードD1にて、UPS側へ逆流を防止すると共
に、入力電源Viが正常電圧ならば、Viの電力を使用
するようにしている。又、ダイオードD2は瞬断時のU
PSからのバッテリバックアップ中に抵抗器R1,R2
への逆流を防止するもので、入力電圧の異常検出の誤動
作をしないようにするものである。尚、パワーMOS−
FET Qは入力過電圧異常時のみOFFする理由は、
瞬断又は停電時には電子部品は破損することはなく、電
源回路を開く必要はない為である。
【0019】無停電電源装置の動作を停止させるとき
は、スイッチSW2をOFFするとUPS制御回路へP
OW−OFF信号が送出され、絶縁型ステップアップ回
路(昇圧回路)106はUPS−OFF信号を受け動作
を停止する。又、DC/DCコンバータも同時に負荷に
対し直流安定化電源の供給を停止する。
【0020】従来の装置(図3,4)においては、バッ
テリバックアップ中に入力スイッチSW1aをOFF
し、連動するバッテリスイッチSW1bがOFFする
時、スイッチ接点が大電流通電中の切断の為、アーク放
電により接点が劣化し、接点不良の問題があった。しか
し、上記実施例のようにすれば、POW−ON/OFF
信号送出用スイッチSW2を付加し、POW−ON/O
FF信号で無停電電源装置をON/OFFできるように
した為、入力スイッチSW1a及びバッテリスイッチS
W1bの大電流のON/OFFをする必要がなくなり、
無停電電源装置の信頼性を高めることができる。
【0021】以上のような無停電電源装置において、入
力過電圧検出後の入力電圧Viの正常復帰に際し、自動
的に商用電源に切り替わるようにした為、バッテリが無
くなれば、人手で商用電源に切り替える必要もなく、負
荷に対し電源の安定供給が確保できる。
【0022】図5(c)はその様子を示したもので、従
来の装置においては、リレーRL1は入力電圧Viが復
帰した時点(図のAで示す)でも「開」のままであるが
(破線で示す)、本発明によれば、図5(c)に示すよ
うに、パワーMOS−FETQは「閉」となり(鎖線で
示す)、図5(b)に示すように、商用電源からの電圧
Vsが供給される。
【0023】また、上記実施例では整流後の電圧を抵抗
器R1,R2にて電圧を検出するようにした為、従来の
商用トランスT及び整流スタックRC2が不要となり、
無停電電源装置を安価で小型・軽量に作ることができ
る。特に、小型情報端末装置用の無停電電源装置として
は従来より小型化の要求が強いが、上記構成によりこの
要求を満足させることができる。
【0024】上記実施例ではスイッチ手段としてパワー
MOS−FETを使用したが、それに限らず、他のスイ
ッチ手段たとえばリレー等を使用してもよい。実施例の
ようにMOS−FETを使用すれば、スイッチング時の
音を抑えることができるという利点がある。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
整流回路とDC/DCコンバータとをスイッチ手段を介
して接続し、整流回路の出力側の電圧を検出してスイッ
チ手段のON/OFFを制御したので、過電圧入力で切
断された商用電源からの給電を即時に復帰させることが
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】図1中のUPSの構成を示すブロック図であ
る。
【図3】従来の無停電電源装置の構成を示すブロック図
である。
【図4】図3中のUPSの構成を示すブロック図であ
る。
【図5】実施例の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
Vi 入力電源 SW1a,SW1b,SW2 スイッチ F1,F2 ヒューズ RL1,RL2 リレー接点 NF ノイズフィルター RC1,RC2 整流スタック T 商用トランス L チョークコイル R1,R2 抵抗器 D1,D2,D3 ダイオード Q パワーMOS−FET

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流を直流に変換する整流回路と、前記
    整流回路の出力側に接続され負荷に安定化電源を供給す
    るDC/DCコンバータと、前記DC/DCコンバータ
    の入力側に接続され、前記整流回路から前記DC/DC
    コンバータへの給電が停止したとき前記DC/DCコン
    バータに電力を供給する蓄電池とを備えた無停電電源装
    置において、 前記整流回路の出力電圧を検出する電圧検出手段と、 前記整流回路と前記DC/DCコンバータとを接続する
    スイッチ手段と、 前記電圧検出手段による検出電圧が過電圧のときは前記
    スイッチ手段を開き、正常電圧のときは前記スイッチ手
    段を閉じるスイッチ制御手段と、 を設けたことを特徴とする無停電電源装置。
  2. 【請求項2】 前記整流回路の出力電圧を分圧する抵抗
    器を設け、前記電圧検出手段は、前記抵抗器により分圧
    された電圧により検出を行い、前記抵抗器と前記蓄電池
    の出力側との間に逆流防止ダイオードを接続し、前記ス
    イッチ手段としてMOS−FETを使用した請求項1に
    記載の無停電電源装置。
  3. 【請求項3】 前記DC/DCコンバータと前記蓄電池
    とは昇圧回路を介して接続されるとともに、前記DC/
    DCコンバータおよび前記昇圧回路の動作を停止させる
    ためのON/OFFスイッチと、前記ON/OFFスイ
    ッチからの信号に応じて前記DC/DCコンバータおよ
    び昇圧回路の動作を停止させる制御手段を設けた請求項
    1まはた2に記載の無停電電源装置。
JP6334829A 1994-12-20 1994-12-20 無停電電源装置 Pending JPH08182221A (ja)

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