JPH09205740A - 無停電電源装置の起動方法 - Google Patents
無停電電源装置の起動方法Info
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- JPH09205740A JPH09205740A JP8009886A JP988696A JPH09205740A JP H09205740 A JPH09205740 A JP H09205740A JP 8009886 A JP8009886 A JP 8009886A JP 988696 A JP988696 A JP 988696A JP H09205740 A JPH09205740 A JP H09205740A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インラッシュ電流を良好に抑制しつつ、より
高速に起動することの可能な無停電電源装置の起動方法
を提供すること。 【解決手段】 まず交流電源（２）により充電抵抗器
（５２）および未起動状態のコンバータ（３）を介して
直流コンデンサ（７）を充電し、次いで充電抵抗器（５
２）を介挿したままコンバータ（３）を起動して直流コ
ンデンサ（７）を定格電圧にまで充電し、次に充電抵抗
器（５２）を短絡する。
高速に起動することの可能な無停電電源装置の起動方法
を提供すること。 【解決手段】 まず交流電源（２）により充電抵抗器
（５２）および未起動状態のコンバータ（３）を介して
直流コンデンサ（７）を充電し、次いで充電抵抗器（５
２）を介挿したままコンバータ（３）を起動して直流コ
ンデンサ（７）を定格電圧にまで充電し、次に充電抵抗
器（５２）を短絡する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばコンピュ
ータシステムに用いられる無停電電源装置の起動方法に
関するものであり、より詳細には、常時は交流電源か
ら、直流出力側に直流コンデンサを接続した自励式電圧
型ＰＷＭ制御コンバータを介して直流電力を得、交流電
源の停電時は交流電源に代えて蓄電池から直流電力を得
る無停電電源装置の起動方法に関するものである。
ータシステムに用いられる無停電電源装置の起動方法に
関するものであり、より詳細には、常時は交流電源か
ら、直流出力側に直流コンデンサを接続した自励式電圧
型ＰＷＭ制御コンバータを介して直流電力を得、交流電
源の停電時は交流電源に代えて蓄電池から直流電力を得
る無停電電源装置の起動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来からの無停電電源装置（以
下、「ＵＰＳ」ともいう）の回路構成を示すブロック図
である。このＵＰＳ１は、基本的には交流電源２（一般
的には商用電源）および自励式電圧型ＰＷＭ制御コンバ
ータ３を介して得られた直流、または内蔵の蓄電池４か
ら直接得られた直流を所定周波数・所定電圧の交流に変
換し出力する装置である。コンバータ３の各アームは整
流器極性で配置されるダイオードとそれに逆並列に接続
されるスイッチング素子、たとえばＭＯＳ型電界効果ト
ランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）とからなり、常時すなわち
非停電時は交流電源２から主スイッチ５０および入力フ
ィルタ６を介して入力された交流電圧を整流し、それを
直流コンデンサ７を介して平滑し電力変換器８に入力す
る。主スイッチ５０には充電用スイッチ５１および充電
抵抗器５２の直列回路が並列に接続されている。入力フ
ィルタ６はフィルタリアクトル６１、フィルタコンデン
サ６２およびフィルタリアクトル６３によって構成され
た、いわゆるＴ型フィルタである。電力変換器８の内部
構成については後述する。蓄電池４には直流スイッチ９
が直列に接続されている。
下、「ＵＰＳ」ともいう）の回路構成を示すブロック図
である。このＵＰＳ１は、基本的には交流電源２（一般
的には商用電源）および自励式電圧型ＰＷＭ制御コンバ
ータ３を介して得られた直流、または内蔵の蓄電池４か
ら直接得られた直流を所定周波数・所定電圧の交流に変
換し出力する装置である。コンバータ３の各アームは整
流器極性で配置されるダイオードとそれに逆並列に接続
されるスイッチング素子、たとえばＭＯＳ型電界効果ト
ランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）とからなり、常時すなわち
非停電時は交流電源２から主スイッチ５０および入力フ
ィルタ６を介して入力された交流電圧を整流し、それを
直流コンデンサ７を介して平滑し電力変換器８に入力す
る。主スイッチ５０には充電用スイッチ５１および充電
抵抗器５２の直列回路が並列に接続されている。入力フ
ィルタ６はフィルタリアクトル６１、フィルタコンデン
サ６２およびフィルタリアクトル６３によって構成され
た、いわゆるＴ型フィルタである。電力変換器８の内部
構成については後述する。蓄電池４には直流スイッチ９
が直列に接続されている。
【０００３】コンバータ３および電力変換器９はそれぞ
れの制御装置によって制御されるが、ここでは図示が省
略されている。主スイッチ５０、充電用スイッチ５１お
よび直流スイッチ９の開閉、並びにコンバータ３の起動
を制御するために起動時シーケンス制御装置１０が設け
られている。この制御装置１０は、起動スイッチ１１と
２組の遅延タイマ１２，１３を備えており、主スイッチ
５０および直流スイッチ９が開路し、電力変換器８がオ
フとされた状態で、起動スイッチ１１を閉路することに
より、まず充電用スイッチ５１を投入し、その後所定の
遅れ時間ｔd1をもって主スイッチ５０に閉路指令を出
し、さらにその後、遅れ時間ｔd2をもってコンバータ３
に起動指令を出す。
れの制御装置によって制御されるが、ここでは図示が省
略されている。主スイッチ５０、充電用スイッチ５１お
よび直流スイッチ９の開閉、並びにコンバータ３の起動
を制御するために起動時シーケンス制御装置１０が設け
られている。この制御装置１０は、起動スイッチ１１と
２組の遅延タイマ１２，１３を備えており、主スイッチ
５０および直流スイッチ９が開路し、電力変換器８がオ
フとされた状態で、起動スイッチ１１を閉路することに
より、まず充電用スイッチ５１を投入し、その後所定の
遅れ時間ｔd1をもって主スイッチ５０に閉路指令を出
し、さらにその後、遅れ時間ｔd2をもってコンバータ３
に起動指令を出す。
【０００４】図９の装置においては、交流電源２の正常
時は、直流スイッチ９は開路され、主スイッチ５０が閉
路されており、電圧Ｅa1の交流電源２から主スイッチ５
０および入力フィルタ６を介して入力された交流電圧Ｅ
a2をコンバータ３により直流電圧に変換し、それを直流
コンデンサ７によって平滑し、さらに、その平滑された
電圧Ｅdcの直流を電力変換器８によって電圧Ｅa3の交流
に変換し、図示していない負荷に供給する。交流電源２
の停電時は、コンデンサ７の充電電圧Ｅdcによって瞬時
停電を回避しつつ、直流スイッチ９を閉路して電力変換
器９への入力電圧を確保する。なお、ここでは交流負荷
を想定し、得られた直流電力を電力変換器９により交流
電力に再変換して出力するものを示したが、場合によっ
ては得られた直流電力をそのまま直流負荷に供給するこ
とも有り得る。
時は、直流スイッチ９は開路され、主スイッチ５０が閉
路されており、電圧Ｅa1の交流電源２から主スイッチ５
０および入力フィルタ６を介して入力された交流電圧Ｅ
a2をコンバータ３により直流電圧に変換し、それを直流
コンデンサ７によって平滑し、さらに、その平滑された
電圧Ｅdcの直流を電力変換器８によって電圧Ｅa3の交流
に変換し、図示していない負荷に供給する。交流電源２
の停電時は、コンデンサ７の充電電圧Ｅdcによって瞬時
停電を回避しつつ、直流スイッチ９を閉路して電力変換
器９への入力電圧を確保する。なお、ここでは交流負荷
を想定し、得られた直流電力を電力変換器９により交流
電力に再変換して出力するものを示したが、場合によっ
ては得られた直流電力をそのまま直流負荷に供給するこ
とも有り得る。
【０００５】本発明は、以上の構成を有するＵＰＳ１に
おいて、直流コンデンサ７が充電されていない状態での
装置の起動に関するものである。
おいて、直流コンデンサ７が充電されていない状態での
装置の起動に関するものである。
【０００６】図１０は、図９における電力変換器８の内
部構成を示すブロック図である。図示のごとく、電力変
換器８は、入力された直流を交流に変換するインバータ
回路８０のほかに、その出力側に接続された出力側第１
段フィルタリアクトル８１、出力側第１段フィルタコン
デンサ８２、出力トランス８３、および出力側第２段フ
ィルタコンデンサ８４を含んでいる。
部構成を示すブロック図である。図示のごとく、電力変
換器８は、入力された直流を交流に変換するインバータ
回路８０のほかに、その出力側に接続された出力側第１
段フィルタリアクトル８１、出力側第１段フィルタコン
デンサ８２、出力トランス８３、および出力側第２段フ
ィルタコンデンサ８４を含んでいる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】無停電電源装置１で
は、主スイッチ５０の投入時に直流コンデンサ７に充電
電荷がないと、コンバータ３内の半導体素子（ダイオー
ド）を通して交流入力端子間をほぼ短絡する状態にな
り、過大な電流（インラッシュ電流）が流れてコンバー
タ３内の半導体素子が破壊する等の故障を生じるおそれ
がある。そこで、ＵＰＳ１の起動時には直流コンデンサ
７のプリチャージが必要になり、このためＵＰＳ１の起
動に時間がかかっていた。
は、主スイッチ５０の投入時に直流コンデンサ７に充電
電荷がないと、コンバータ３内の半導体素子（ダイオー
ド）を通して交流入力端子間をほぼ短絡する状態にな
り、過大な電流（インラッシュ電流）が流れてコンバー
タ３内の半導体素子が破壊する等の故障を生じるおそれ
がある。そこで、ＵＰＳ１の起動時には直流コンデンサ
７のプリチャージが必要になり、このためＵＰＳ１の起
動に時間がかかっていた。
【０００８】図１１に、起動時シーケンス制御装置１０
による従来のプリチャージ方式を用いた場合の、直流コ
ンデンサ７の入力電流Ｉと充電電圧（＝直流電圧Ｅdc）
の時間的推移を示す。当初、直流コンデンサ７の充電電
圧Ｅdcはゼロであるとする。従来のプリチャージ方式で
は、主スイッチ５０および直流スイッチ９が開路し、コ
ンバータ３および電力変換器８がオフの状態で、まず時
点Ｔ0 で充電用スイッチ５１を投入（閉路）し、交流電
源２により充電抵抗器５２、入力フィルタ６およびコン
バータ３（のダイオード）を介して直流コンデンサ７を
充電する。このとき、充電電流通路には充電抵抗５２が
直列に挿入されているので過大充電電流が流れることは
ない。その後、遅れ時間ｔd1が経過して直流コンデンサ
７がある程度充電された時点Ｔ1 で主スイッチ５０を投
入することにより充電抵抗器５２を短絡し、さらに時間
ｔd2が経過した時点Ｔ2 でコンバータ３（のＦＥＴ）を
起動する。
による従来のプリチャージ方式を用いた場合の、直流コ
ンデンサ７の入力電流Ｉと充電電圧（＝直流電圧Ｅdc）
の時間的推移を示す。当初、直流コンデンサ７の充電電
圧Ｅdcはゼロであるとする。従来のプリチャージ方式で
は、主スイッチ５０および直流スイッチ９が開路し、コ
ンバータ３および電力変換器８がオフの状態で、まず時
点Ｔ0 で充電用スイッチ５１を投入（閉路）し、交流電
源２により充電抵抗器５２、入力フィルタ６およびコン
バータ３（のダイオード）を介して直流コンデンサ７を
充電する。このとき、充電電流通路には充電抵抗５２が
直列に挿入されているので過大充電電流が流れることは
ない。その後、遅れ時間ｔd1が経過して直流コンデンサ
７がある程度充電された時点Ｔ1 で主スイッチ５０を投
入することにより充電抵抗器５２を短絡し、さらに時間
ｔd2が経過した時点Ｔ2 でコンバータ３（のＦＥＴ）を
起動する。
【０００９】以上の制御方法によれば、主スイッチ５０
の投入時Ｔ1 には直流コンデンサ７がある程度まで充電
されており、主スイッチ５０の投入によりコンデンサ充
電のために大きなインラッシュ電流が流れることなな
い。しかし、この制御方法の場合、確かにインラッシュ
電流は抑制できるが、装置の起動に時間がかかるという
不都合がある。
の投入時Ｔ1 には直流コンデンサ７がある程度まで充電
されており、主スイッチ５０の投入によりコンデンサ充
電のために大きなインラッシュ電流が流れることなな
い。しかし、この制御方法の場合、確かにインラッシュ
電流は抑制できるが、装置の起動に時間がかかるという
不都合がある。
【００１０】本発明は、インラッシュ電流を良好に抑制
しつつ、より高速に起動することの可能な無停電電源装
置の起動方法を提供することを目的とする。
しつつ、より高速に起動することの可能な無停電電源装
置の起動方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、常時は交流電源から、直流出力
側に直流コンデンサを接続した自励式電圧型ＰＷＭ制御
コンバータを介して直流電力を得、交流電源の停電時は
交流電源に代えて蓄電池から直流電力を得る無停電電源
装置の起動方法において、交流電源により充電抵抗器お
よび未起動状態のコンバータを介して直流コンデンサを
充電する第１のステップと、充電抵抗器を介挿したまま
コンバータを起動して直流コンデンサを定格電圧にまで
充電する第２のステップと、充電抵抗器を短絡する第３
のステップとを含むことを特徴とする。
に、請求項１の発明は、常時は交流電源から、直流出力
側に直流コンデンサを接続した自励式電圧型ＰＷＭ制御
コンバータを介して直流電力を得、交流電源の停電時は
交流電源に代えて蓄電池から直流電力を得る無停電電源
装置の起動方法において、交流電源により充電抵抗器お
よび未起動状態のコンバータを介して直流コンデンサを
充電する第１のステップと、充電抵抗器を介挿したまま
コンバータを起動して直流コンデンサを定格電圧にまで
充電する第２のステップと、充電抵抗器を短絡する第３
のステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】請求項２の発明は、第２のステップにおい
てコンバータによりその入力電圧を交流電源の電圧のほ
ぼ１／２に制御することを特徴とする請求項１記載の起
動方法を要旨とするものである。
てコンバータによりその入力電圧を交流電源の電圧のほ
ぼ１／２に制御することを特徴とする請求項１記載の起
動方法を要旨とするものである。
【００１３】請求項３の発明は、第２のステップにおい
てコンバータをその入力電力が最大になるように制御す
ることを特徴とする請求項１記載の起動方法を要旨とす
るものである。
てコンバータをその入力電力が最大になるように制御す
ることを特徴とする請求項１記載の起動方法を要旨とす
るものである。
【００１４】請求項４の発明は、第２のステップにおい
てコンバータを直流コンデンサの入力電力が最大になる
ように制御することを特徴とする請求項１記載の起動方
法を要旨とするものである。
てコンバータを直流コンデンサの入力電力が最大になる
ように制御することを特徴とする請求項１記載の起動方
法を要旨とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
の説明に先立って、本発明の原理について説明する。
の説明に先立って、本発明の原理について説明する。
【００１６】まず、図７に示すように、電圧Ｅo の直流
電源７０に抵抗値Ｒの抵抗器７１およびコンバータ７２
を介してキャパシタンスＣのコンデンサ７３が接続され
た直流回路について考えてみる。コンバータ７２の入力
電圧をＥd 、入力電流をＩとすれば、図７の回路におい
てコンバータ７２に流れ込む電力Ｐ1 は次の（１）式に
より表される。 Ｐ1 ＝Ｅd Ｉ＝Ｅd （Ｅo −Ｅd ）／Ｒ＝（１／Ｒ）
（Ｅo Ｅd −Ｅd 2 ） …（１） これより、電力Ｐ1 は、 ｄＰ1 ／ｄＥd ＝（１／Ｒ）（Ｅo −２Ｅd ）＝０ …（２） すなわち、 Ｅd ＝Ｅo ／２ …（３） のとき最大となることが分かる。
電源７０に抵抗値Ｒの抵抗器７１およびコンバータ７２
を介してキャパシタンスＣのコンデンサ７３が接続され
た直流回路について考えてみる。コンバータ７２の入力
電圧をＥd 、入力電流をＩとすれば、図７の回路におい
てコンバータ７２に流れ込む電力Ｐ1 は次の（１）式に
より表される。 Ｐ1 ＝Ｅd Ｉ＝Ｅd （Ｅo −Ｅd ）／Ｒ＝（１／Ｒ）
（Ｅo Ｅd −Ｅd 2 ） …（１） これより、電力Ｐ1 は、 ｄＰ1 ／ｄＥd ＝（１／Ｒ）（Ｅo −２Ｅd ）＝０ …（２） すなわち、 Ｅd ＝Ｅo ／２ …（３） のとき最大となることが分かる。
【００１７】通常、コンバータ７２の入力電力と出力電
力は、コンバータ内部で発生する損失を無視すれば相等
しいので、この場合、コンデンサ７３を最も早く充電す
ることができることになる。
力は、コンバータ内部で発生する損失を無視すれば相等
しいので、この場合、コンデンサ７３を最も早く充電す
ることができることになる。
【００１８】次に電源が交流の場合を考える。すなわち
図８に示すように、図７の直流電源７０を電圧ｅo の交
流電源７４に置き換えた場合を考える。この場合のコン
バータ入力電圧をｅd 、入力電流をｉとすれば、コンバ
ータ７２に流れ込む電力Ｐ2は直流の場合と同様にし
て、 Ｐ2 ＝ｅd ｉ＝ｅd （ｅo −ｅd ）／Ｒ＝（１／Ｒ）
（ｅo ｅd −ｅd 2 ） …（４） 表され、これより電力Ｐ2 は、 ｅd ＝ｅo ／２ …（５） のとき最大となって、コンデンサ７３を最も早く充電す
ることができる。
図８に示すように、図７の直流電源７０を電圧ｅo の交
流電源７４に置き換えた場合を考える。この場合のコン
バータ入力電圧をｅd 、入力電流をｉとすれば、コンバ
ータ７２に流れ込む電力Ｐ2は直流の場合と同様にし
て、 Ｐ2 ＝ｅd ｉ＝ｅd （ｅo −ｅd ）／Ｒ＝（１／Ｒ）
（ｅo ｅd −ｅd 2 ） …（４） 表され、これより電力Ｐ2 は、 ｅd ＝ｅo ／２ …（５） のとき最大となって、コンデンサ７３を最も早く充電す
ることができる。
【００１９】図１は請求項１の発明を実施する装置の一
形態を示すものである。図１の装置における無停電電源
装置１および電力変換器８の内部構成、並びに起動時シ
ーケンス制御装置１０の内部構成は、すでに述べた図９
のものと変わりがない。ただし、ここでは無停電電源装
置１と起動時シーケンス制御装置１０との相互結線状態
すなわち相互の作用状態が異なるとともに、遅延タイマ
１２および１３の設定時間ｔd1，ｔd2が多少異なり得
る。ここでは、第１の遅延タイマ１２の出力によりコン
バータ３が起動され、第２の遅延タイマ１３の出力によ
り主スイッチ５０が投入される。
形態を示すものである。図１の装置における無停電電源
装置１および電力変換器８の内部構成、並びに起動時シ
ーケンス制御装置１０の内部構成は、すでに述べた図９
のものと変わりがない。ただし、ここでは無停電電源装
置１と起動時シーケンス制御装置１０との相互結線状態
すなわち相互の作用状態が異なるとともに、遅延タイマ
１２および１３の設定時間ｔd1，ｔd2が多少異なり得
る。ここでは、第１の遅延タイマ１２の出力によりコン
バータ３が起動され、第２の遅延タイマ１３の出力によ
り主スイッチ５０が投入される。
【００２０】図１の装置における起動時は、主スイッチ
５０および直流スイッチ９が開路されコンバータ３およ
び電力変換器８がオフになっている状態で、図２に示す
ように、まず時点Ｔ0 で起動時シーケンス制御装置１０
の起動スイッチ１１により充電用スイッチ５１を投入
し、充電抵抗器５２を介して直流コンデンサ７を予備充
電する。遅延タイマ１２の設定遅延時間ｔd1の後、時点
Ｔ11でコンバータ３を投入し、直流コンデンサ７が定格
直流電圧Ｖdrに到達した後、コンバータ３から遅延時間
ｔd2経過後の時点Ｔ12で主スイッチ５０を投入する。こ
のようにコンバータ３の起動と主スイッチ５０の投入の
順序を従来の技術とは異ならせることにより、従来と同
じ回路構成でありながら充電時間を短縮し、起動時間を
短縮できるようにしている。図２に示す充電曲線は図１
１に示す従来のプリチャージ方式における充電曲線より
も早く定格直流電圧Ｖdrに到達できるのが特徴である。
５０および直流スイッチ９が開路されコンバータ３およ
び電力変換器８がオフになっている状態で、図２に示す
ように、まず時点Ｔ0 で起動時シーケンス制御装置１０
の起動スイッチ１１により充電用スイッチ５１を投入
し、充電抵抗器５２を介して直流コンデンサ７を予備充
電する。遅延タイマ１２の設定遅延時間ｔd1の後、時点
Ｔ11でコンバータ３を投入し、直流コンデンサ７が定格
直流電圧Ｖdrに到達した後、コンバータ３から遅延時間
ｔd2経過後の時点Ｔ12で主スイッチ５０を投入する。こ
のようにコンバータ３の起動と主スイッチ５０の投入の
順序を従来の技術とは異ならせることにより、従来と同
じ回路構成でありながら充電時間を短縮し、起動時間を
短縮できるようにしている。図２に示す充電曲線は図１
１に示す従来のプリチャージ方式における充電曲線より
も早く定格直流電圧Ｖdrに到達できるのが特徴である。
【００２１】以上述べたように、ＵＰＳ１の起動に際し
て、まず充電抵抗器５２を通して直流回路を充電し、充
電電圧Ｅdcが所定値に達した後も充電抵抗器５２を通し
たままコンバータ３を運転して直流回路を定格直流電圧
Ｖdrまで充電する。こうすることにより、起動時のイン
ラッシュ電流を抑制しつつＵＰＳ１の高速起動を達成す
ることができる。
て、まず充電抵抗器５２を通して直流回路を充電し、充
電電圧Ｅdcが所定値に達した後も充電抵抗器５２を通し
たままコンバータ３を運転して直流回路を定格直流電圧
Ｖdrまで充電する。こうすることにより、起動時のイン
ラッシュ電流を抑制しつつＵＰＳ１の高速起動を達成す
ることができる。
【００２２】図３は請求項２の発明を実施する装置の一
形態を示すものである。この装置は図１の装置に対し、
交流入力電圧Ｅa1（ＵＰＳ１の入力電圧）を検出する電
圧検出器２１と、コンバータ３の入力交流電圧Ｅa2を検
出する電圧検出器２２と、直流電圧Ｅdc（＝直流コンデ
ンサ７の電圧）を検出する電圧検出器２３とを設け、そ
れらの電圧検出値をコンバータ３用の制御回路２４に導
入するものである。制御回路２４は、各電圧検出値に基
づいて、コンバータ３の入力電圧Ｅa2が交流入力電圧Ｅ
a1の１／２なるようにコンバータ３を制御する。
形態を示すものである。この装置は図１の装置に対し、
交流入力電圧Ｅa1（ＵＰＳ１の入力電圧）を検出する電
圧検出器２１と、コンバータ３の入力交流電圧Ｅa2を検
出する電圧検出器２２と、直流電圧Ｅdc（＝直流コンデ
ンサ７の電圧）を検出する電圧検出器２３とを設け、そ
れらの電圧検出値をコンバータ３用の制御回路２４に導
入するものである。制御回路２４は、各電圧検出値に基
づいて、コンバータ３の入力電圧Ｅa2が交流入力電圧Ｅ
a1の１／２なるようにコンバータ３を制御する。
【００２３】以上により、図７，図８を参照し、かつ式
（１）〜（５）を参照して説明したように、インラッシ
ュ電流を抑制しつつ、直流回路の充電時間を短縮し起動
時間を短縮することができる。
（１）〜（５）を参照して説明したように、インラッシ
ュ電流を抑制しつつ、直流回路の充電時間を短縮し起動
時間を短縮することができる。
【００２４】図４は請求項２の発明を実施する装置の他
の形態を示すものである。この装置は図３の装置から電
圧検出器２２を省略したものに相当する。図７および図
８を参照して述べた原理説明では、回路図から分かるよ
うに充電抵抗相当の抵抗７１のほかに多少存在する回路
の損失抵抗や浮遊インピーダンス（浮遊容量および浮遊
インダクタンス）を無視している。そのため、前記の式
（１）〜（５）は厳密には成立せず、Ｅd ＝Ｅo ／２す
なわちＥa2＝Ｅa1／２という関係からわずかにずれてく
る。この意味において、Ｅa2＝Ｅa1／２に厳密に固執す
る必要性はあまりない、と言えることになる。そこで、
図４の装置においては、コンバータ３の入力交流電圧Ｅ
a2を検出する電圧検出器２２を省略し、予め得られた回
路条件、すなわち回路の損失抵抗や浮遊インピーダンス
を加味し、 Ｅa2＝（１／２±α）Ｅa1 …（６） （ただし、０≦α≦１／２）に従ってコンバータ３を制
御する。
の形態を示すものである。この装置は図３の装置から電
圧検出器２２を省略したものに相当する。図７および図
８を参照して述べた原理説明では、回路図から分かるよ
うに充電抵抗相当の抵抗７１のほかに多少存在する回路
の損失抵抗や浮遊インピーダンス（浮遊容量および浮遊
インダクタンス）を無視している。そのため、前記の式
（１）〜（５）は厳密には成立せず、Ｅd ＝Ｅo ／２す
なわちＥa2＝Ｅa1／２という関係からわずかにずれてく
る。この意味において、Ｅa2＝Ｅa1／２に厳密に固執す
る必要性はあまりない、と言えることになる。そこで、
図４の装置においては、コンバータ３の入力交流電圧Ｅ
a2を検出する電圧検出器２２を省略し、予め得られた回
路条件、すなわち回路の損失抵抗や浮遊インピーダンス
を加味し、 Ｅa2＝（１／２±α）Ｅa1 …（６） （ただし、０≦α≦１／２）に従ってコンバータ３を制
御する。
【００２５】以上の制御方法により、インラッシュ電流
を抑制しつつ、直流回路の充電時間を短縮し起動時間を
短縮することができる。
を抑制しつつ、直流回路の充電時間を短縮し起動時間を
短縮することができる。
【００２６】図５は請求項３の発明を実施する装置の一
形態を示すものである。図５の装置は図３の装置におい
て交流入力電圧Ｅa1を検出する電圧検出器２１を省略
し、新たにコンバータ３の入力電流Ｉaiを検出する電流
検出器２５を設けたものに相当する。制御回路２４は、
電圧検出器２２の電圧検出値Ｅa2と、電流検出器２５の
電流検出値Ｉaiとからコンバータ３への入力電力Ｐai＝
ｋＥa2Ｉai cosθ（ただし、θは電圧Ｅa2と電流Ｉaiと
の間の位相差、ｋは相数によって定まる係数であって、
単相の場合はｋ＝１）を求め、コンバータ３の制御角を
変化させ、コンバータ３への入力電力Ｐaiが最大となる
ように制御する。これにより、さらに充電時間を短縮し
起動時間を短縮することができる。
形態を示すものである。図５の装置は図３の装置におい
て交流入力電圧Ｅa1を検出する電圧検出器２１を省略
し、新たにコンバータ３の入力電流Ｉaiを検出する電流
検出器２５を設けたものに相当する。制御回路２４は、
電圧検出器２２の電圧検出値Ｅa2と、電流検出器２５の
電流検出値Ｉaiとからコンバータ３への入力電力Ｐai＝
ｋＥa2Ｉai cosθ（ただし、θは電圧Ｅa2と電流Ｉaiと
の間の位相差、ｋは相数によって定まる係数であって、
単相の場合はｋ＝１）を求め、コンバータ３の制御角を
変化させ、コンバータ３への入力電力Ｐaiが最大となる
ように制御する。これにより、さらに充電時間を短縮し
起動時間を短縮することができる。
【００２７】図６は請求項４の発明を実施する装置の一
形態を示すものである。図６の装置は図５の装置におけ
る電圧検出器２２と電流検出器２５を除去し、それに代
わり、コンバータ３の出力側に、直流コンデンサ７に流
入する電流Ｉdcを検出する電流検出器２６を設けたもの
である。図６の装置における制御回路２４は、図５の場
合と同様に、電圧検出器２３によって検出された直流電
圧Ｅdcと、電流検出器２６によって検出された電流Ｉdc
とから直流コンデンサ７へ流入する電力Ｐ7 ＝ＥdcＩdc
を求め、これに基づいてコンバータ３をその入力電力が
最大になるように制御する。これにより起動時間を一層
短縮することができる。
形態を示すものである。図６の装置は図５の装置におけ
る電圧検出器２２と電流検出器２５を除去し、それに代
わり、コンバータ３の出力側に、直流コンデンサ７に流
入する電流Ｉdcを検出する電流検出器２６を設けたもの
である。図６の装置における制御回路２４は、図５の場
合と同様に、電圧検出器２３によって検出された直流電
圧Ｅdcと、電流検出器２６によって検出された電流Ｉdc
とから直流コンデンサ７へ流入する電力Ｐ7 ＝ＥdcＩdc
を求め、これに基づいてコンバータ３をその入力電力が
最大になるように制御する。これにより起動時間を一層
短縮することができる。
【００２８】図５および図６を参照して説明した請求項
３および４の発明は、図３，４を参照して説明した請求
項２の発明に比べて次のような特徴がある。すなわち、
請求項２の発明はコンバータ３の入力電圧Ｅa2を交流入
力電圧Ｅa1のほぼ１／２倍にすることによりコンバータ
３への入力電力Ｐaiを最大に近づけようとするものであ
る。しかし、請求項３および４の発明では、最大電力点
を追従するように制御するので、効率よく充電でき、充
電時間を最短にすることができる。
３および４の発明は、図３，４を参照して説明した請求
項２の発明に比べて次のような特徴がある。すなわち、
請求項２の発明はコンバータ３の入力電圧Ｅa2を交流入
力電圧Ｅa1のほぼ１／２倍にすることによりコンバータ
３への入力電力Ｐaiを最大に近づけようとするものであ
る。しかし、請求項３および４の発明では、最大電力点
を追従するように制御するので、効率よく充電でき、充
電時間を最短にすることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、充電抵抗
器による予備充電後に充電抵抗器を挿入したままコンバ
ータを起動し、その後に主スイッチを投入して充電抵抗
器を短絡することにより、装置起動時のインラッシュ電
流を抑制しつつ高速起動を達成することができる。
器による予備充電後に充電抵抗器を挿入したままコンバ
ータを起動し、その後に主スイッチを投入して充電抵抗
器を短絡することにより、装置起動時のインラッシュ電
流を抑制しつつ高速起動を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明を実施する装置の一形態を
示す結線図。
示す結線図。
【図２】請求項１記載の発明における直流コンデンサの
充電特性を示す線図。
充電特性を示す線図。
【図３】請求項２記載の発明を実施する装置の一形態を
示す結線図。
示す結線図。
【図４】請求項２記載の発明を実施する装置の他の形態
を示す結線図。
を示す結線図。
【図５】請求項３記載の発明を実施する装置の一形態を
示す結線図。
示す結線図。
【図６】請求項４記載の発明を実施する装置の一形態を
示す結線図。
示す結線図。
【図７】本発明の原理を直流電源の場合について説明す
る説明図。
る説明図。
【図８】本発明の原理を交流電源の場合について説明す
る説明図。
る説明図。
【図９】従来の無停電電源装置の起動方法を実施する装
置の結線図。
置の結線図。
【図１０】図９の装置における電力変換器の内部構成を
示す結線図。
示す結線図。
【図１１】従来の無停電電源装置の起動方法における直
流コンデンサの充電特性を示す線図。
流コンデンサの充電特性を示す線図。
１ 無停電電源装置 ２ 交流電源 ３ コンバータ ４ 蓄電池 ６ 入力フィルタ ７ 直流コンデンサ ８ 電力変換器 ９ 直流スイッチ １０ 起動時シーケンス制御装置 １１ 起動スイッチ １２，１３ 遅延タイマ ２１〜２３ 電圧検出器 ２４ コンバータ制御回路 ２５，２６ 電流検出器 ５０ 主スイッチ ５１ 充電用スイッチ ５２ 充電抵抗器
Claims (4)
- 【請求項１】常時は交流電源から、直流出力側に直流コ
ンデンサを接続した自励式電圧型ＰＷＭ制御コンバータ
を介して直流電力を得、交流電源の停電時は交流電源に
代えて蓄電池から直流電力を得る無停電電源装置の起動
方法において、 交流電源により充電抵抗器および未起動状態のコンバー
タを介して前記直流コンデンサを充電する第１のステッ
プと、 前記充電抵抗器を介挿したまま前記コンバータを起動し
て前記直流コンデンサを定格電圧にまで充電する第２の
ステップと、 前記充電抵抗器を短絡する第３のステップとを含むこと
を特徴とする無停電電源装置の起動方法。 - 【請求項２】前記第２のステップにおいて前記コンバー
タによりその入力電圧を前記交流電源の電圧のほぼ１／
２に制御することを特徴とする請求項１記載の無停電電
源装置の起動方法。 - 【請求項３】前記第２のステップにおいて前記コンバー
タをその入力電力が最大になるように制御することを特
徴とする請求項１記載の無停電電源装置の起動方法。 - 【請求項４】前記第２のステップにおいて前記コンバー
タを前記直流コンデンサの入力電力が最大になるように
制御することを特徴とする請求項１記載の無停電電源装
置の起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009886A JPH09205740A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 無停電電源装置の起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009886A JPH09205740A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 無停電電源装置の起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09205740A true JPH09205740A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11732638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8009886A Pending JPH09205740A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 無停電電源装置の起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09205740A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000354985A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Denso Corp | 移動ロボット |
| JP2006280129A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | 電源制御装置および電源制御装置の制御方法 |
| US7345857B2 (en) * | 2003-02-10 | 2008-03-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power supply with surge voltage control functions |
| CN102198900A (zh) * | 2010-03-23 | 2011-09-28 | 上海三菱电梯有限公司 | 能量回馈电梯后备电源运行控制系统 |
| US20120319483A1 (en) * | 2011-06-20 | 2012-12-20 | Scruggs Michael K | Apparatus for bi-directional power switching in low voltage vehicle power distribution systems |
| JP2018170868A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 愛知電機株式会社 | インバータの直流側コンデンサの初期充電方法 |
| CN109247034A (zh) * | 2016-05-19 | 2019-01-18 | 三菱电机株式会社 | 系统互连用电力变换系统 |
| WO2021009848A1 (ja) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換システム |
| CN113206538A (zh) * | 2020-02-03 | 2021-08-03 | 茂达电子股份有限公司 | 具电源管理机制的断电预防系统及方法 |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP8009886A patent/JPH09205740A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2021009848A1 (ja) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換システム |
| CN112840550A (zh) * | 2019-07-16 | 2021-05-25 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 电力变换系统 |
| JPWO2021009848A1 (ja) * | 2019-07-16 | 2021-09-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換システム |
| EP4002671A4 (en) * | 2019-07-16 | 2023-01-18 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | POWER CONVERTER SYSTEM |
| US11863063B2 (en) | 2019-07-16 | 2024-01-02 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power conversion system that performs initial charging of a direct-current capacitor from an alternate-current power supply |
| CN113206538A (zh) * | 2020-02-03 | 2021-08-03 | 茂达电子股份有限公司 | 具电源管理机制的断电预防系统及方法 |
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