JPH11215734A - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却ファン交換の際、保守バイパス回路を必
要とせずに安全にＵＰＳ無停止交換を実現し、かつ交換
時間の短縮を図り、更に負荷機器あるいはＵＰＳ本体へ
の影響をなくした無停電電源装置を提供すること。 【解決手段】 商用電源２を整流器３及びインバータ回
路４により所定の周波数、電圧の交流電力に変換し負荷
機器６に供給し、商用電源２が異常になった場合には内
臓バッテリ７に蓄えられた直流電力をインバータ回路４
により交流電力に変換し継続して負荷機器６に供給する
無停電電源装置において、整流器３及びインバータ回路
４の半導体素子３Ａ，４Ａを搭載した放熱フィン１２
と、無停電電源装置内部で発生する熱を外部に放出する
冷却ファン９と、この冷却ファン９を搭載し無停電電源
装置本体より分離可能としたファン用補助パネル１４
と、冷却ファン９の駆動電源１０を無停電電源装置内部
の配線に対して着脱可能としたファン用電源コネクタ１
３とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無停電電源装置
（以下、ＵＰＳと言う）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＵＰＳは、コンピュータ等の負荷機器
を、停電を含む商用電源異常から守るために設置される
ため、高度情報化社会を支える装置としての使命は大き
い。すなわち一瞬たりとも停止できない用途で使用され
る場合が多い。

【０００３】一方、ＵＰＳには、バッテリや冷却ファン
等の有寿命部品があり、装置の正常な動作を維持するた
めには、予防保全的も定期的にバッテリやファンの部品
交換（メンテナンス）が必要となる。

【０００４】しかしながら、メンテナンス時とは言えど
も装置を停止することができないため、ＵＰＳにおいて
は、無停止保守が行われる。図１９に、一般的な無停電
電源装置１の回路ブロック図を示す。商用電源２が健全
なときは、電力半導体からなる整流器３により交流電力
を直流電力に変換し、更に電力半導体からなるインバー
タ回路４を介して、直流電力を所定の周波数、電圧の交
流電力に変換し、負荷機器６に出力する。通常の運転中
においては、内部切替スイッチ５はインバータ回路４の
出力側を選択するよう制御される。商用電源２が停電等
異常になった場合には、内蔵バッテリ７に蓄えられた直
流電力をインバータ回路４により交流電源に変換し、継
続して負荷機器６に出力する。また、インバータ回路４
の運転停止の時は、内部切替スイッチ５は、内部バイパ
ス回路８側を選択し、商用電源２を直接負荷機器６に接
続するよう制御される。

【０００５】また、通常の運転時は、整流器３やインバ
ータ回路４の電力半導体等の損失による発熱を抑制する
ため、冷却ファン９を設け、強制空冷する。尚、停電中
も冷却が必要なため、冷却ファン駆動電源１０は、同図
の如く、無停電電源装置１の出力側とする場合が多い。
また、この冷却ファン９を直流のファンとし、バッテリ
を含む直流電源側から取る例もある。

【０００６】ところで、ＵＰＳの中で、有寿命部品のバ
ッテリ７については、回路構成上、インバータ回路４等
の電力変換器部分とは、比較的分離し易く、場合によっ
ては、運転を継続しながらのバッテリ交換（保守）を実
現しているものもある。一方の有寿命部品である冷却フ
ァン９については、回路構成上、変換器と密接な関係に
あり、分離が困難である。つまりＵＰＳを運転したまま
冷却ファン９を交換（保守）しようとすると、（１）冷
却ファンを外す過程及び外した後に充電露出部があり危
険である、（２）ファンの羽が回転しているため危険で
ある、（３）変換器が常に動作しているため、ファンを
外した状態では、装置内部の排熱ができない、（４）安
全に作業を実施しようとすると、時間がかかる等の問題
点があり、交換（保守）作業に困難を伴うものである。

【０００７】そこで、従来では図２０の如く、ＵＰＳ１
本体の外側に、開閉スイッチＳＷ１、２、３からなる保
守バイパス回路１１を設けている。通常は、ＳＷ３を
「開」、ＳＷ１、２を共に「閉」の状態で使用する。一
方、保守時には、通常の状態から、まずＳＷ３を「閉」
とした後、ＳＷ２、１の順番でそれぞれ「閉」から
「開」の状態にする。この状態では、負荷機器６には、
保守バイパス回路１１のスイッチＳＷ３を介して、商用
電源２を直接給電でき、また、ＵＰＳ１本体は、完全に
無通電状態にできるため、安全に保守することができ
る。尚、保守完了時には、先程とは逆の手順で通常の状
態に復帰させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
システムでは、冷却ファン９の交換時の無停止保守の
際、ＵＰＳ１本体以外に、高価な保守バイパス回路１１
を必要とし、かつ装置全体も大型化するため、設置スペ
ース上の問題があった。また、保守バイパス回路１１の
操作を伴うため、冷却ファン９の交換に余分な時間がか
かるばかりでなく、交換中は、商用電源２がそのまま負
荷に接続されているため、万が一の商用電源異常が、負
荷機器６に悪影響を及ぼす危険があった。更に、前述の
如く、保守バイパス回路１１のスイッチＳＷ１，ＳＷ
２，ＳＷ３の開閉操作には、一定の手順が必要であり、
その操作を誤ると、負荷機器６への電源遮断や、場合に
よっては、ＵＰＳ１本体破損の原因となることがありえ
た。

【０００９】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、冷
却ファン交換の際、保守バイパス回路を必要とせずに安
全にＵＰＳ無停止交換を実現し、かつ交換時間の短縮を
図り、更に負荷機器あるいはＵＰＳ本体への影響をなく
した無停電電源装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の無停電電
源装置は、商用電源を整流器及びインバータ回路により
所定の周波数、電圧の交流電力に変換し負荷機器に供給
し、商用電源が異常になった場合には内臓バッテリに蓄
えられた直流電力をインバータ回路により交流電力に変
換し継続して負荷機器に供給する無停電電源装置におい
て、整流器及びインバータ回路の半導体素子を搭載した
放熱フィンと、無停電電源装置内部で発生する熱を外部
に放出する冷却ファンと、この冷却ファンを搭載し無停
電電源装置本体より分離可能としたファン用補助パネル
と、冷却ファンの駆動電源を無停電電源装置内部の配線
に対して着脱可能としたファン用電源コネクタとを設け
たことを特徴とするものである。

【００１１】上記手段によれば、冷却ファン交換時に
は、冷却ファンが固定されているファン用補助パネルを
無停電電源装置本体より外し、かつファン用電源給電コ
ネクタを外すことで簡単に、短時間で、かつ安全に冷却
ファン自体を取り外すことができる。また、予め交換用
の新品冷却ファンを交換用の別な補助パネルに固定し、
冷却ファン電源のコネクタ配線を完了させて用意してお
けば、迅速に復旧作業を完了させることができる。

【００１２】請求項２記載の無停電電源装置は、ファン
用電源コネクタの電源側の給電用コネクタを無停電電源
装置に固定したことを特徴とするものである。上記手段
によれば、ファン用電源コネクタの電源側の給電用コネ
クタが無停電電源装置の本体フレ−ムに固定されている
ので、冷却ファン側の受電用コネクタの脱着が容易であ
る。

【００１３】請求項３記載の無停電電源装置は、ファン
用電源コネクタの冷却ファン側の受電用コネクタをファ
ン用補助パネルに固定したことを特徴とするものであ
る。上記手段によれば、ファン用電源コネクタの冷却フ
ァン側の受電用コネクタがファン用補助パネルに固定さ
れているので、冷却ファン側の受電用コネクタの脱着が
容易である。

【００１４】請求項４記載の無停電電源装置は、ファン
用電源コネクタの電源側の給電用コネクタを無停電電源
装置に固定し、ファン用電源コネクタの冷却ファン側の
受電用コネクタをファン用補助パネルに固定し、ファン
用補助パネルに無停電電源装置へ取り付ける際の位置合
わせ用のガイド機構を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１５】上記手段によれば、冷却ファン交換時に
は、冷却ファンが固定されているファン用補助パネルを
無停電電源装置本体より外すことで、自動的に冷却ファ
ン電源給電コネクタが外れる。さらに、ファン用補助パ
ネルの取付けに際し、ガイド機構により確実に所定の位
置決めが可能となる。予め交換用の新品冷却ファンを交
換用の別な補助パネルに固定し、冷却ファン電源のコネ
クタ配線を完了させて用意しておけば、迅速に復旧作業
を完了させることができる。

【００１６】請求項５記載の無停電電源装置は、ファン
用補助パネルにハンドルを設けることを特徴とするもの
である。上記手段によれば、冷却ファン交換時の作業を
より安全に、かつ容易にできる。

【００１７】請求項６記載の無停電電源装置は、商用電
源を整流器及びインバータ回路により所定の周波数、電
圧の交流電力に変換し負荷機器に供給し、商用電源が異
常になった場合には内臓バッテリに蓄えられた直流電力
をインバータ回路により交流電力に変換し継続して負荷
機器に供給する無停電電源装置において、整流器及びイ
ンバータ回路の半導体素子を搭載した放熱フィンと、無
停電電源装置内部で発生する熱を外部に放出する第１の
冷却ファンと、この第１の冷却ファンを搭載し無停電電
源装置本体より分離可能とした第１のファン用補助パネ
ルと、第２の冷却ファンを搭載可能な第２のファン用補
助パネルと、第１の冷却ファンの駆動電源を無停電電源
装置内部の配線に対して着脱可能とした第１のファン用
電源コネクタと、第２のファン用補助パネルに搭載され
る第２の冷却ファンの駆動電源を無停電電源装置内部の
配線に対して着脱可能とした第２のファン用電源コネク
タとを設けたことを特徴とするものである。

【００１８】上記手段によれば、第１の冷却ファン交換
の際、交換しようとする第１の冷却ファンを取り外す前
に、別の場所に、第２の冷却ファンを取り付け、その
後、第１の冷却ファンを外せば、通風を全く絶やすこと
なく、交換作業ができる。この場合、新たに付けた第２
の冷却ファンを交換用のファンとし、そのまま交換作業
を完了することもできるし、また、仮付けのファンとし
て、再度正規のファンと交換することもできる。

【００１９】請求項７記載の無停電電源装置は、商用電
源を整流器及びインバータ回路により所定の周波数、電
圧の交流電力に変換し負荷機器に供給し、商用電源が異
常になった場合には内臓バッテリに蓄えられた直流電力
をインバータ回路により交流電力に変換し継続して負荷
機器に供給する無停電電源装置において、商用電源を負
荷機器に直接供給する内部バイパス回路と、インバ−タ
回路の出力と内部バイパス回路の出力のいずれかを選択
して負荷機器に接続する内部切替スイッチと、整流器及
びインバータ回路の半導体素子を搭載した放熱フィン
と、無停電電源装置内部で発生する熱を外部に放出する
冷却ファンと、この冷却ファンを搭載し無停電電源装置
本体より分離可能としたファン用補助パネルと、冷却フ
ァンの駆動電源を無停電電源装置内部の配線に対して着
脱可能としたファン用電源コネクタと、冷却ファンの交
換時の交換開始・終了信号、ファン用電源コネクタが断
線した際に出力される断線検出信号、負荷機器に供給さ
れる負荷電流信号の少なくとも一つの信号に基づいて内
部切替スイッチの切替制御を行う切替制御回路とを設け
たことを特徴とするものである。

【００２０】上記手段によれば、冷却ファンの交換の
際、基本的には、内部バイパス回路を用いて、交換時の
内部発生熱量を押さえるようにするが、負荷電流によっ
ては、インバータ運転のままファン交換を実施する、あ
るいは、負荷電流に依存して、内部バイパス回路への切
り替えを遅延し、極力ファン交換時の負荷に与える影響
を最小にすることができる。

【００２１】請求項８記載の無停電電源装置は、商用電
源を整流器及びインバータ回路により所定の周波数、電
圧の交流電力に変換し負荷機器に供給し、商用電源が異
常になった場合には内臓バッテリに蓄えられた直流電力
を前記インバータ回路により交流電力に変換し継続して
負荷機器に供給する無停電電源装置において、記整流器
及びインバータ回路の半導体素子を搭載した放熱フィン
と、無停電電源装置内部で発生する熱を外部に放出する
冷却ファンと、この冷却ファンを搭載し無停電電源装置
本体より分離可能としたファン用補助パネルと、冷却フ
ァンの駆動電源を無停電電源装置内部の配線に対して着
脱可能としたファン用電源コネクタと、冷却ファンの交
換時の交換開始・終了信号、ファン用電源コネクタが断
線した際に出力される断線検出信号、負荷機器に供給さ
れる負荷電流信号、ファンの回転検出信号の少なくとも
一つの信号に基づいて前記インバ−タ回路のキャリア周
波数を切替えるキャリア制御回路とを設けたことを特徴
とするものである。

【００２２】上記手段によれば、冷却ファンの交換の
際、基本的には、パルス幅制御のキャリア周波数を装置
の特性が許容されるところまで下げて使用することによ
り、電力半導体のスイッチング損失を低減し、交換時の
内部発生熱量を押さえるようにするが、負荷電流によっ
ては、通常の高周波キャリアのままインバータ運転を継
続してファン交換を実施する、あるいは、負荷電流に依
存して、低周波キャリアへの制御の切り替えを遅延し、
極力ファン交換時の負荷に与える影響を最小にすること
ができる。また、ファン異常の際、パルス幅制御のキャ
リア周波数を装置の特性が許容されるところまで下げて
インバータ運転継続して使用することにより、電力半導
体のスイッチング損失を低減し、インバータ運転時の通
常の内部発生熱量を押さえ、極力負荷に与える影響を最
小にすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例を図１
及び図２に基づいて説明する。なお、図１中、図１９、
図２０に記載のものと同一のものには同一符号を付し、
その説明を省略する。

【００２４】図１は、本発明の第１実施例の無停電電源
装置のブロック図である。商用電源２が健全なときは、
電力半導体からなる整流器３により交流電力を直流電力
に変換し、更に電力半導体からなるインバータ回路４を
介して、前記直流電力を所定の周波数、電圧の交流電力
に変換し、負荷機器６に出力する。通常の運転中は、内
部切替スイッチ５を、インバータ回路４の出力側を選択
するよう制御する。商用電源２が停電等異常になった場
合には、内蔵バッテリ７に蓄えられた直流電力をインバ
ータ回路４により交流電源に変換し、継続して負荷機器
６に出力する。また、インバータ回路４の運転停止の時
は、内部切替スイッチ５により、内部バイパス回路８側
を選択し、商用電源２を直接負荷機器６に接続するよう
制御する。

【００２５】そして、整流器３、及びインバータ回路４
の整流素子３Ａ、インバ−タ素子４Ａを放熱フィン１２
の上に配置し、これらの電力半導体素子等の損失を含む
無停電電源装置１内部で発生する熱を装置外部に放出す
る冷却ファン９を設ける。また、冷却ファン駆動電源１
０を、無停電電源装置１の出力から、無停電電源装置内
部の配線より分離可能とするために、ファン用電源コネ
クタ（給電側）１３Ａ、ファン用電源コネクタ（受電
側）１３Ｂを介して接続する。

【００２６】図２は、図１に示される本発明の第１実施
例の無停電電源装置の構造図である。図２は、無停電電
源装置１内部の主な部品の配置関係を示す図であり、電
気的接続のための配線は説明の便宜上省略する。

【００２７】冷却ファン９は無停電電源装置１の本体フ
レームより分離可能なファン用補助パネル１４に固定す
る。冷却ファン９が取り付けられたファン用補助パネル
１４は取り付けネジ１５により無停電電源装置１の本体
フレームに固定される。

【００２８】次に、冷却ファン交換の際の装置無停止交
換の実施について説明する。通常動作時は、装置内部で
回路損失による発熱があるため、冷却ファン９による排
熱が必要となる。従って、通常運転時に、冷却ファン９
を停止させると、内部発熱により、放熱フィン１２等の
温度は、急激に上昇する。しかし、放熱フィン１２に
は、所定の熱容量があり、仮に冷却ファン９を停止させ
ても、冷却フィン１２、つまりその上に取り付けられて
いる電力半導体の素子３Ａ、４Ａの温度が、許容温度限
界を超える迄は、少なくとも数十秒から数分程度ある場
合が、一般的である。故に、冷却ファン交換中のファン
が停止している時間を、１０秒程度の極めて短時間以内
に押さえることができれば、特に装置外部に保守バイパ
ス回路を設けることなく、通常のインバータ運転を継続
しながら、冷却ファン交換が実施できる。その手順とし
て、まず交換用の冷却ファンを、予め交換用の別のファ
ン用補助パネルに固定し、用意しておく。そこで、冷却
ファン交換時には、冷却ファン９が固定されているファ
ン用補助パネル１４を支えながら、取り付けネジ１５を
外す等により、無停電電源装置１の本体フレームより取
り外し可能な状態にする。この状態では、まだ交換しよ
うとする冷却ファン９は回転し、排熱している。次に、
冷却ファン９が固定されている補助パネル１４を本体フ
レームより外すと同時に、冷却ファン９の電源給電コネ
クタ１３Ｂをコネクタ１３Ａより外す。次に、予め用意
してある交換用の新品冷却ファンが付いた補助パネルを
装置本体１に当てて、まず冷却ファン１４の電源給電コ
ネクタ１３Ｂを接続し、ファンの回転を開始させる。次
に、この補助パネル１４を装置本体１に取付けネジ１５
により固定し、交換作業を完了させる。

【００２９】本実施例によれば、冷却ファンの交換を、
簡単に、短時間で、かつ安全に実施することができるの
で、特に保守バイパス回路等を設ける必要がなく、ま
た、インバータ運転を継続しながら実施できるので、負
荷及び装置へ悪影響を与えることがない。

【００３０】次に本発明の第２実施例を図３に基づいて
説明する。図３は、本発明の第２実施例の無停電電源装
置の構造図である。図３は、無停電電源装置１内部の主
な部品の配置関係を示す図であり、電気的接続のための
配線は説明の便宜上省略する。

【００３１】図３中、図２に記載のものと同一のものに
は同一符号を付し、その説明を省略する。冷却ファン駆
動用電源１０を供給するコネクタ１３Ａ、１３Ｂについ
て、電源側の給電側ファン用コネクタ１３Ａを無停電電
源装置１の本体フレーム側に固定し、冷却ファン９側の
受電側ファン用コネクタ１３Ｂを給電側ファン用コネク
タ１３Ａに差し込むようにする。つまり、コネクタ１３
Ａを装置本体固定側、コネクタ１３Ｂを補助パネルに接
続された可動側とする。

【００３２】尚、冷却ファン９の交換の実施方法は、図
１の場合と同じである。図１と比べ、冷却ファンのコネ
クタの抜き差しは、装置外部より簡便に行えるため、よ
り短時間で作業できる。また、本ファン用コネクタ１３
Ａ、１３Ｂについて、固定側（補助パネル側）と可動側
（本体フレーム側）を入れ替えてもその効果は、同等で
ある。

【００３３】次に本発明の第３実施例を図４に基づいて
説明する。図４は、本発明の第３実施例の無停電電源装
置の構造図である。図４は、無停電電源装置１内部の主
な部品の配置関係を示す図であり、電気的接続のための
配線は説明の便宜上省略する。

【００３４】図４中、図３に記載のものと同一のものに
は同一符号を付し、その説明を省略する。冷却ファン駆
動用電源１０を供給するコネクタ１３Ａ、１３Ｂについ
て、冷却ファン９側の受電用コネクタ１３Ｂを、冷却フ
ァン９が取り付けられているファン用補助パネル１４側
に固定し、かつ電源側の給電用コネクタ１３Ａを無停電
電源装置１の本体フレーム側に固定し、冷却ファン９が
取り付けられている補助パネル１４及び本体フレーム１
に、補助パネル１４を無停電電源装置の本体フレーム１
へ取り付ける際の位置合わせ用のガイド機構１６を設
け、ガイド機構１６に沿って補助パネル１４を本体フレ
ーム１に取り付けると、給電用コネクタ１３Ａ及び受電
用コネクタ１３Ｂが接続される。尚、ガイド機構１６と
しては、例えば補助パネル側にピンを立て、取り付け目
標になる本体フレーム側の所定の位置に穴を明け、そこ
に差し込むようにすれば、実現できる。そこで、冷却フ
ァン交換時には、冷却ファン９が固定されている補助パ
ネル１４を無停電電源装置本体１より外すことで、自動
的に冷却ファン電源給電コネクタ１３Ａ、１３Ｂが外れ
る。

【００３５】以上により、本実施例によれば、より迅速
にかつ確実に交換作業を完了させることができる。次に
本発明の第４実施例を図５に基づいて説明する。

【００３６】図５は、本発明の第４実施例の無停電電源
装置の構造図である。図５は、無停電電源装置１内部の
主な部品の配置関係を示す図であり、電気的接続のため
の配線は説明の便宜上省略する。

【００３７】図５中、図４に記載のものと同一のものに
は同一符号を付し、その説明を省略する。ファン用補助
パネル１４側に、無停電電源装置の本体フレーム１へ取
り付ける際に支持するハンドル１７を設ける。この場
合、冷却ファン交換時の作業をより安全に、かつ容易に
できる。更に、例えば、冷却ファンが装置背面側に設け
られている場合、装置本体を、背面の壁側に押し込まれ
て設置されても、少なくともこのハンドル１７の突起が
障害となって、完全に装置背面が、据え付け壁面に当た
り、冷却ファンの通風口を塞いでしまうことを防止でき
る利点もある。

【００３８】次に本発明の第５実施例を図６に基づいて
説明する。図６は、本発明の第５実施例の無停電電源装
置の構造図である。図６は、無停電電源装置１内部の主
な部品の配置関係を示す図であり、電気的接続のための
配線は説明の便宜上省略する。

【００３９】図６中、図２に記載のものと同一のものに
は同一符号を付し、その説明を省略する。吸気から排気
に至る所定の通風経路中に、常時使用する冷却ファン９
を設け、かつ冷却ファン９とは別の冷却ファン９Ｘを固
定できるようなファン用補助パネル１４Ｘ及びファン駆
動用の電源コネクタ１３ＡＸ、１３ＢＸを設ける。

【００４０】そこで、冷却ファン交換の際、交換しよう
とする冷却ファン９を取り外す前に、別の場所に、別の
冷却ファン９Ｘを取り付け、その後、冷却ファン９を外
せば、通風を全く絶やすことなく、交換作業ができる。
この場合、新たに付けた冷却ファンを交換用のファンと
し、そのまま交換作業を完了することもできるし、ま
た、仮付けのファンとして、再度正規のファンと交換す
ることもできる。

【００４１】または、吸気から排気に至る所定の通風経
路中に、２個以上の分離可能な複数の冷却ファンを設け
る構造及びファン駆動用の電源コネクタを設ける。そこ
で、冷却ファン交換の際、一つずつ交換することで、通
風を全く絶やすことなく、交換作業ができる。更に、フ
ァンに冗長性を持たすことで、信頼性を向上させること
ができる。

【００４２】次に本発明の第６実施例を図７乃至図１１
に基づいて説明する。図７は、本発明の第６実施例の無
停電電源装置のブロック図である。なお、図７中、図１
記載のものと同一のものには同一符号を付して、その説
明を省略する。

【００４３】切替制御回路２０は、外部からの交換開始
・終了信号３０、断線検出用信号３２、負荷電流信号Ｉ
を入力し、これら信号の状態により内部切替スイッチ５
を開閉制御するインバ−タ・バイパス切替信号３１を出
力する。断線検出信号３２は、給電用コネクタ１３Ａと
１３Ｂが切り離された際に、切替制御回路２０に入力さ
れるものである。

【００４４】図８乃至図１１は、図７記載の切替制御回
路２０のブロック図である。図８は、切替制御回路２０
が、切替信号発生回路２１のみで構成されたものであ
り、冷却ファン９を交換する際に、交換開始・終了信号
３０を外部から入力すると、インバータ・バイパス切替
信号３１を発生する。このインバータ・バイパス切替信
号３１を入力したインバ−タ回路４は一時的に運転を停
止し、また、同信号を入力した内部切替スイッチ５は、
回路を内部バイパス回路８側に切り替える。

【００４５】冷却ファン９の交換が終了すると、交換開
始・終了信号３０が解除されることにより自動的に内部
切替スイッチ５が切り替わり、内部バイパス回路８が無
効となり、インバータ４が運転を開始する。

【００４６】図９は、切替制御回路２０が、切替信号発
生回路２１及びＯＲ回路で構成されたものである。切替
制御回路２０が交換開始・終了信号３０あるいは給電用
コネクタ１３Ａ、１３Ｂの断線検出信号３２を入力した
際に、インバータ・バイパス切替信号３１を発生する。
このインバータ・バイパス切替信号３１を入力したイン
バ−タ回路４は運転を停止し、また、同信号を入力した
内部切替スイッチ５は、回路を内部バイパス回路８側に
切り替える。冷却ファン９の交換が終了し、給電用コネ
クタ１３Ａ、１３Ｂが再び接続されると、自動的に内部
切替スイッチ５が切り替わり、内部バイパス回路８が無
効となり、インバータ４が運転を開始する。

【００４７】図１０は、切替制御回路２０が、切替信号
発生回路２１、交換開始・終了信号３０あるいは給電用
コネクタ１３Ａ，１３Ｂの断線検出信号３２のいずれか
の信号を入力した際に信号を出力するＯＲ回路、負荷電
流Ｉを所定値と比較する比較器、ＯＲ回路の出力信号及
び比較回路の出力信号を入力するＡＮＤ回路で構成され
たものである。比較器は負荷電流がたとえば、所定の負
荷電流Ｉ０より大きいときに信号を出力するように構成
されている。ＡＮＤ回路によりＯＲ回路の出力信号は、
負荷電流Ｉが所定の負荷電流Ｉ０より大きいときにはじ
めて有効になる。

【００４８】したがって、冷却ファン９を交換するため
に給電用コネクタ１３Ａ，１３Ｂの接続を解除すると、
断線検出用信号３２を受けてＯＲ回路が信号を出力する
が、この時に負荷電流Ｉが所定値Ｉ０以下であると、Ａ
ＮＤ回路によりＯＲ回路の出力信号が無効になるので、
インバ−タ・バイパス切替信号３１が切替信号発生回路
２１から出力されず、これによってインバ−タ回路４は
停止されず、内部切替スイッチ５は切替わらない。一
方、断線検出用信号３２を受けてＯＲ回路が信号を出力
した時に負荷電流Ｉが所定値Ｉ０より大きいと、ＡＮＤ
回路によりＯＲ回路の出力信号が有効になるので、イン
バ−タ・バイパス切替信号３１が切替信号発生回路２１
から出力され、これによってインバ−タ回路４は停止さ
れ、内部切替スイッチ５は切替わり、内部バイパス回路
８が有効になる。

【００４９】これにより、負荷電流Ｉが比較的小さいと
きには、たとえ冷却ファン９の交換時でも、インバ−タ
回路４を止めずに、インバ−タ回路４から負荷機器６に
電力を供給し続けた状態で冷却ファン９の交換を行うこ
とができるものである。

【００５０】図１１は、切替制御回路２０が、切替信号
発生回路２１及びタイマ回路Ｔにより構成されたものを
示している。タイマ回路Ｔには、交換開始・終了信号３
０、断線検出用信号３２、負荷電流Ｉを入力する。タイ
マ回路Ｔの設定時間Ｔ０は、負荷電流Ｉの値に約逆比例
した値に設定され、交換開始・終了信号３０あるいは断
線検出用信号３２のいずれかの信号を入力した際に時限
を開始し、そのときの負荷電流Ｉで決められる設定時間
Ｔ０に達すると、遅延信号３３を切替信号発生回路２１
に出力する。遅延信号３３を受けた切替信号発生回路２
１はインバ−タ・バイパス切替信号３１を出力し、イン
バ−タ回路４を停止させ、内部切替スイッチ５を内部バ
イパス回路８側に切替える。

【００５１】したがって、タイマカウント中は、インバ
ータ・バイパス切替信号３１を発生さないよう制御する
ことができる。そこで、冷却ファン９の交換の際、基本
的には、内部バイパス回路８を用いて、交換時の内部発
生熱量を押さえるようにするが、負荷電流によっては、
インバータ運転のままファン交換を実施する、あるい
は、負荷電流に依存して、内部バイパス回路への切り替
えを遅延し、極力ファン交換時の負荷に与える影響を最
小にすることができる。

【００５２】次に第７実施例を図１２乃至図１６に基づ
いて説明する。図１２は、本発明の第７実施例の無停電
電源装置のブロック図である。なお、図１２中、図７記
載のものと同一のものには同一符号を付して、説明を省
略する。

【００５３】キャリア制御回路２２は、外部からの交換
開始・終了信号３０、断線検出信号３２、負荷電流信号
Ｉを入力し、これら信号の状態によりインバ−タ回路４
のキャリア周波数を切替える。断線検出信号３２は、給
電用コネクタ１３Ａと１３Ｂが切り離された際に、キャ
リア制御回路２２に入力されるものである。

【００５４】図１３乃至図１６は図１２に記載のキャリ
ア制御回路２２のブロック図を示す。図１０（ａ）は、
キャリア制御回路２２が、キャリア切替回路２３のみで
構成されたものであり、冷却ファン９を交換する際に、
交換開始・終了信号３０を外部から入力すると、キャリ
ア切替信号３４を発生する。一方、インバ−タ回路４
は、電力半導体素子を高周波パルス幅制御で使用し、複
数のキャリア周波数を有し、常時は、通常のキャリア周
波数Ｆｒ１によりパルス幅制御を行っている。キャリア
切替信号３４を入力したインバ−タ回路４は一時的にキ
ャリア周波数Ｆｒ１より低いキャリア周波数Ｆｒ２に切
り替えてパルス幅制御を行う。

【００５５】冷却ファン９の交換が終了すると、交換開
始・終了信号３０が解除されることにより自動的に低周
波キャリア周波数Ｆｒ２から通常の高周波キャリア周波
数Ｆｒ１によるパルス幅制御に切り替える。

【００５６】図１４は、キャリア制御回路２２が、キャ
リア切替回路２３及びＯＲ回路で構成されたものであ
り、交換開始・終了信号３０あるいは給電用コネクタ１
３Ａ、１３Ｂの断線検出用信号３２を入力した際に、キ
ャリア切替信号３４を発生する。このキャリア切替信号
３４を入力したインバ−タ回路４は一時的に低い方のキ
ャリア周波数Ｆｒ２に切り替えてパルス幅制御を行う。

【００５７】冷却ファン９の交換が終了すると、交換開
始・終了信号３０が解除されることにより自動的に低周
波キャリア周波数Ｆｒ２から通常の高周波キャリア周波
数Ｆｒ１によるパルス幅制御に切り替える。

【００５８】図１５は、キャリア制御回路２２が、キャ
リア切替回路２３、交換開始・終了信号３０あるいは給
電用コネクタ１３Ａ，１３Ｂの断線検出信号３２のいず
れかの信号を入力した際に信号を出力するＯＲ回路、負
荷電流Ｉを所定値と比較する比較器、ＯＲ回路の出力信
号及び比較回路の出力信号を入力するＡＮＤ回路で構成
されたものである。比較器は負荷電流がたとえば、所定
の負荷電流Ｉ０より大きいときに信号を出力するように
構成されている。ＡＮＤ回路によりＯＲ回路に出力信号
は、負荷電流Ｉが所定の負荷電流Ｉ０より大きいときに
はじめて有効になる。

【００５９】したがって、冷却ファン９を交換するため
に給電用コネクタ１３Ａ，１３Ｂの接続を解除すると、
断線検出信号３２を受けてＯＲ回路が信号を出力する
が、この時に負荷電流Ｉが所定値Ｉ０以下であると、Ａ
ＮＤ回路によりＯＲ回路の出力信号が無効になるので、
キャリア切替信号３４がキャリア切替回路２３から出力
されず、これによってインバ−タ回路４は通常の高周波
キャリア周波数Ｆｒ１によるパルス幅制御を行ったまま
である。一方、断線検出用信号３２を受けてＯＲ回路が
信号を出力した時に負荷電流Ｉが所定値Ｉ０より大きい
と、ＡＮＤ回路によりＯＲ回路の出力信号が有効になる
ので、キャリア切替信号３４がキャリア切替回路２３か
ら出力され、これによってインバ−タ回路４は一時的に
低い方のキャリア周波数Ｆｒ２に切り替えてパルス幅制
御を行う。

【００６０】これにより、負荷電流Ｉが比較的小さいと
きには、たとえ冷却ファン９の交換時でも、インバ−タ
回路４を通常の高周波キャリア周波数Ｆｒ１によるパル
ス幅制御を行ったままとし、インバ−タ回路４から負荷
機器６に電力を供給するものである。

【００６１】図１６は、キャリア制御回路２２が、キャ
リア切替回路２３及びタイマ回路Ｔにより構成されたも
のを示している。タイマ回路Ｔには、交換開始・終了信
号３０、断線検出用信号３２、負荷電流Ｉを入力する。
タイマ回路Ｔの設定時間Ｔ０は、負荷電流Ｉの値に約逆
比例した値に設定され、交換開始・終了信号３０あるい
は断線検出用信号３２のいずれかの信号を入力した際に
時限を開始し、そのときの負荷電流Ｉで決められる設定
時間Ｔ０に達すると、遅延信号３３をキャリア切替回路
２３に出力する。遅延信号３３を受けたキャリア切替回
路２３はキャリア切替信号３４を出力し、インバ−タ回
路４は一時的に低い方のキャリア周波数Ｆｒ２に切り替
えてパルス幅制御を行う。

【００６２】したがって、タイマカウント中は、キャリ
ア切替信号３４を発生さないよう制御することができ
る。次に第８実施例を図１７、図１８に基づいて説明す
る。図１７は、本発明の第８実施例の無停電電源装置の
ブロック図である。なお、図１７中、図７に記載のもの
と同一のものには同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００６３】図１８は、キャリア制御回路２２が、キャ
リア切替回路２３及びＯＲ回路で構成されたものであ
り、交換開始・終了信号３０あるいは給電用コネクタ１
３Ａ、１３Ｂの断線検出用信号３２あるいはファン回転
検出信号３６を入力した際に、キャリア切替信号３４を
発生する。このキャリア切替信号３４を入力したインバ
−タ回路４は一時的に低い方のキャリア周波数Ｆｒ２に
切り替えてパルス幅制御を行う。

【００６４】冷却ファン９の交換が終了すると、交換開
始・終了信号３０が解除されることにより自動的に低周
波キャリア周波数Ｆｒ２から通常の高周波キャリア周波
数Ｆｒ１によるパルス幅制御に切り替える。

【００６５】本実施例では、冷却ファン９にファン回転
検出器３５を設け、ファン回転異常時の際にも低い方の
キャリア周波数Ｆｒ２に切り替えてパルス幅制御を行
う。万が一のファン異常の際、パルス幅制御のキャリア
周波数を装置の特性が許容されるところまで下げてイン
バータ運転継続して使用することにより、電力半導体の
スイッチング損失を低減し、インバータ運転時の通常の
内部発生熱量を押さえ、極力負荷及び装置に与える影響
を最小にすることができる。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の無停電電源装置は次の効果を奏する。請求項１記載の
手段によれば、冷却ファン交換時には、冷却ファンが固
定されているファン用補助パネルを無停電電源装置本体
より外し、かつファン用電源給電コネクタを外すことで
簡単に、短時間で、かつ安全に冷却ファン自体を取り外
すことができる。また、予め交換用の新品冷却ファンを
交換用の別な補助パネルに固定し、冷却ファン電源のコ
ネクタ配線を完了させて用意しておけば、迅速に復旧作
業を完了させることができる。

【００６７】請求項２記載の手段によれば、ファン用電
源コネクタの電源側の給電用コネクタが無停電電源装置
の本体フレ−ムに固定されているので、冷却ファン側の
受電用コネクタの脱着が容易である。

【００６８】請求項３記載の手段によれば、ファン用電
源コネクタの冷却ファン側の受電用コネクタがファン用
補助パネルに固定されているので、冷却ファン側の受電
用コネクタの脱着が容易である。

【００６９】請求項４記載の手段によれば、冷却ファン
交換時には、冷却ファンが固定されているファン用補助
パネルを無停電電源装置本体より外すことで、自動的に
冷却ファン電源給電コネクタが外れる。さらに、ファン
用補助パネルの取付けに際し、ガイド機構により確実に
所定の位置決めが可能となる。予め交換用の新品冷却フ
ァンを交換用の別な補助パネルに固定し、冷却ファン電
源のコネクタ配線を完了させて用意しておけば、迅速に
復旧作業を完了させることができる。

【００７０】請求項５記載の手段によれば、冷却ファン
交換時の作業をより安全に、かつ容易にできる。請求項
６記載の手段によれば、第１の冷却ファン交換の際、交
換しようとする第１の冷却ファンを取り外す前に、別の
場所に、第２の冷却ファンを取り付け、その後、第１の
冷却ファンを外せば、通風を全く絶やすことなく、交換
作業ができる。この場合、新たに付けた第２の冷却ファ
ンを交換用のファンとし、そのまま交換作業を完了する
こともできるし、また、仮付けのファンとして、再度正
規のファンと交換することもできる。

【００７１】請求項７記載の手段によれば、冷却ファン
の交換の際、基本的には、内部バイパス回路を用いて、
交換時の内部発生熱量を押さえるようにするが、負荷電
流によっては、インバータ運転のままファン交換を実施
する、あるいは、負荷電流に依存して、内部バイパス回
路への切り替えを遅延し、極力ファン交換時の負荷に与
える影響を最小にすることができる。

【００７２】請求項８記載の手段によれば、冷却ファン
の交換の際、基本的には、パルス幅制御のキャリア周波
数を装置の特性が許容されるところまで下げて使用する
ことにより、電力半導体のスイッチング損失を低減し、
交換時の内部発生熱量を押さえるようにするが、負荷電
流によっては、通常の高周波キャリアのままインバータ
運転を継続してファン交換を実施する、あるいは、負荷
電流に依存して、低周波キャリアへの制御の切り替えを
遅延し、極力ファン交換時の負荷に与える影響を最小に
することができる。また、ファン異常の際、パルス幅制
御のキャリア周波数を装置の特性が許容されるところま
で下げてインバータ運転継続して使用することにより、
電力半導体のスイッチング損失を低減し、インバータ運
転時の通常の内部発生熱量を押さえ、極力負荷に与える
影響を最小にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の無停電電源装置のブロッ
ク図

【図２】本発明の第１実施例の無停電電源装置の構造図

【図３】本発明の第２実施例の無停電電源装置の構造図

【図４】本発明の第３実施例の無停電電源装置の構造図

【図５】本発明の第４実施例の無停電電源装置の構造図

【図６】本発明の第５実施例の無停電電源装置の構造図

【図７】本発明の第６実施例の無停電電源装置のブロッ
ク図

【図８】本発明の第６実施例の無停電電源装置における
切替制御回路のブロック図

【図９】本発明の第６実施例の無停電電源装置における
切替制御回路のブロック図

【図１０】本発明の第６実施例の無停電電源装置におけ
る切替制御回路のブロック図

【図１１】本発明の第６実施例の無停電電源装置におけ
る切替制御回路のブロック図

【図１２】本発明の第７実施例の無停電電源装置のブロ
ック図

【図１３】本発明の第７実施例の無停電電源装置におけ
るキャリア制御回路のブロック図

【図１４】本発明の第７実施例の無停電電源装置におけ
るキャリア制御回路のブロック図

【図１５】本発明の第７実施例の無停電電源装置におけ
るキャリア制御回路のブロック図

【図１６】本発明の第７実施例の無停電電源装置におけ
るキャリア制御回路のブロック図

【図１７】本発明の第８実施例の無停電電源装置のブロ
ック図

【図１８】本発明の第８実施例の無停電電源装置におけ
るキャリア制御回路のブロック図

【図１９】従来の無停電電源装置のブロック図

【図２０】従来の無停電電源装置のブロック図

【符号の説明】

１は無停電電源装置、２は商用電源、３は整流器、４は
インバータ回路、５は内部切替スイッチ、６は負荷機
器、７は内蔵バッテリ、８は内部バイパス回路、９は冷
却ファン、１０は冷却ファン駆動電源、１２は放熱フィ
ン、１３Ａ，３Ｂはファン用電源コネクタ、１４はファ
ン用補助パネルを示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用電源を整流器及びインバータ回路によ
   り所定の周波数、電圧の交流電力に変換し負荷機器に供
   給し、前記商用電源が異常になった場合には内臓バッテ
   リに蓄えられた直流電力を前記インバータ回路により交
   流電力に変換し継続して前記負荷機器に供給する無停電
   電源装置において、 前記整流器及びインバータ回路の半導体素子を搭載した
   放熱フィンと、前記無停電電源装置内部で発生する熱を
   外部に放出する冷却ファンと、この冷却ファンを搭載し
   前記無停電電源装置本体より分離可能としたファン用補
   助パネルと、前記冷却ファンの駆動電源を前記無停電電
   源装置内部の配線に対して着脱可能としたファン用電源
   コネクタ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】前記ファン用電源コネクタの電源側の給電
   用コネクタを前記無停電電源装置に固定したことを特徴
   とする請求項１記載の無停電電源装置。
3. 【請求項３】前記ファン用電源コネクタの冷却ファン側
   の受電用コネクタを前記ファン用補助パネルに固定した
   ことを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
4. 【請求項４】前記ファン用電源コネクタの電源側の給電
   用コネクタを前記無停電電源装置に固定し、 前記ファ
   ン用電源コネクタの冷却ファン側の受電用コネクタを前
   記ファン用補助パネルに固定し、前記ファン用補助パネ
   ルに無停電電源装置へ取り付ける際の位置合わせ用のガ
   イド機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の無停
   電電源装置。
5. 【請求項５】前記ファン用補助パネルにハンドルを設け
   ることを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
6. 【請求項６】商用電源を整流器及びインバータ回路によ
   り所定の周波数、電圧の交流電力に変換し負荷機器に供
   給し、前記商用電源が異常になった場合には内臓バッテ
   リに蓄えられた直流電力を前記インバータ回路により交
   流電力に変換し継続して前記負荷機器に供給する無停電
   電源装置において、 前記整流器及びインバータ回路の半導体素子を搭載した
   放熱フィンと、前記無停電電源装置内部で発生する熱を
   外部に放出する第１の冷却ファンと、この第１の冷却フ
   ァンを搭載し前記無停電電源装置本体より分離可能とし
   た第１のファン用補助パネルと、第２の冷却ファンを搭
   載可能な第２のファン用補助パネルと、前記第１の冷却
   ファンの駆動電源を前記無停電電源装置内部の配線に対
   して着脱可能とした第１のファン用電源コネクタと、前
   記第２のファン用補助パネルに搭載される第２の冷却フ
   ァンの駆動電源を前記無停電電源装置内部の配線に対し
   て着脱可能とした第２のファン用電源コネクタとを設け
   たことを特徴とする無停電電源装置。
7. 【請求項７】商用電源を整流器及びインバータ回路によ
   り所定の周波数、電圧の交流電力に変換し負荷機器に供
   給し、前記商用電源が異常になった場合には内臓バッテ
   リに蓄えられた直流電力を前記インバータ回路により交
   流電力に変換し継続して前記負荷機器に供給する無停電
   電源装置において、 前記商用電源を前記負荷機器に直接供給する内部バイパ
   ス回路と、前記インバ−タ回路の出力と前記内部バイパ
   ス回路の出力のいずれかを選択して前記負荷機器に接続
   する内部切替スイッチと、 前記整流器及びインバータ回路の半導体素子を搭載した
   放熱フィンと、前記無停電電源装置内部で発生する熱を
   外部に放出する冷却ファンと、この冷却ファンを搭載し
   前記無停電電源装置本体より分離可能としたファン用補
   助パネルと、前記冷却ファンの駆動電源を前記無停電電
   源装置内部の配線に対して着脱可能としたファン用電源
   コネクタと、 前記冷却ファンの交換時の交換開始・終了信号、前記フ
   ァン用電源コネクタが断線した際に出力される断線検出
   信号、前記負荷機器に供給される負荷電流信号の少なく
   とも一つの信号に基づいて前記内部切替スイッチの切替
   制御を行う切替制御回路とを設けたことを特徴とする無
   停電電源装置。
8. 【請求項８】商用電源を整流器及びインバータ回路によ
   り所定の周波数、電圧の交流電力に変換し負荷機器に供
   給し、前記商用電源が異常になった場合には内臓バッテ
   リに蓄えられた直流電力を前記インバータ回路により交
   流電力に変換し継続して前記負荷機器に供給する無停電
   電源装置において、 前記整流器及びインバータ回路の半導体素子を搭載した
   放熱フィンと、前記無停電電源装置内部で発生する熱を
   外部に放出する冷却ファンと、この冷却ファンを搭載し
   前記無停電電源装置本体より分離可能としたファン用補
   助パネルと、前記冷却ファンの駆動電源を前記無停電電
   源装置内部の配線に対して着脱可能としたファン用電源
   コネクタと、 前記冷却ファンの交換時の交換開始・終了信号、前記フ
   ァン用電源コネクタが断線した際に出力される断線検出
   信号、前記負荷機器に供給される負荷電流信号、前記フ
   ァンの回転検出信号の少なくとも一つの信号に基づいて
   前記インバ−タ回路のキャリア周波数を切替えるキャリ
   ア制御回路とを設けたことを特徴とする無停電電源装
   置。