KR102342391B1

KR102342391B1 - 전원 장치

Info

Publication number: KR102342391B1
Application number: KR1020207008224A
Authority: KR
Inventors: 도시히데 나카노; 가즈히로 히나가타
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2021-12-22
Also published as: US20210036698A1; WO2019038830A1; JP6714168B2; US11165419B2; CN110999006A; KR20200043444A; CN110999006B; JPWO2019038830A1

Abstract

전원 장치는, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 온(ON)이 되는 반도체 스위치(1)와, 변압기(10)를 포함하고, 교류 입력 전류(I1)를 검출하는 제 1 전류 검출기(CT1)와, 홀 소자(20)를 포함하고, 교류 출력 전류(I2)를 검출하는 제 2 전류 검출기(CT2)와, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 제 1 및 제 2 전류 검출기(CT1, CT2)의 검출치가 일치하지 않는 경우에 반도체 스위치(1)에 포함되는 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 하나의 사이리스터가 실호했다고 판정하는 고장 검출기(30)를 구비한다.

Description

전원 장치

본 발명은 전원 장치에 관한 것이고, 특히, 한 쌍의 반도체 소자를 포함하는 반도체 스위치를 구비한 전원 장치에 관한 것이다.

예컨대 일본 특허 공개 1998-126980호 공보(특허문헌 1)에는, 상용 교류 전원과 부하의 사이에 역병렬로 접속된 한 쌍의 사이리스터를 포함하고, 상용 교류 전원의 건전(健全) 시에 온(ON)이 되는 반도체 스위치와, 상용 교류 전원의 정전(停電) 시에 교류 전력을 부하에 공급하는 인버터와, 각각 반도체 스위치의 한쪽 단자 및 다른 쪽 단자의 전압을 검출하는 2개의 변압기와, 2개의 변압기의 2차 전압의 편차가 소정 범위로부터 벗어난 경우에, 한 쌍의 사이리스터 중 어느 1개의 사이리스터가 실호(失弧)(misfiring)한 것을 나타내는 고장 검출 신호를 출력하는 고장 검출기를 구비한 무정전 전원 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 1998-126980호 공보

그러나, 특허문헌 1에서는, 사이리스터의 실호를 검출하기 위해 2개의 변압기를 구비하므로, 장치가 대형화된다고 하는 문제가 있었다.

그러므로, 본 발명의 주된 목적은, 소형의 전원 장치를 제공하는 것이다.

본 발명과 관련되는 전원 장치는, 제 1 단자가 제 1 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전력을 받고, 제 2 단자가 부하에 접속되는 반도체 스위치와, 각각이, 반도체 스위치에 흐르는 전류의 순시값(instantaneous value)을 검출하고, 검출치를 나타내는 신호를 출력하는 제 1 및 제 2 전류 검출기를 구비한 것이다. 반도체 스위치는, 제 1 극성의 전류를 흐르게 하는 제 1 반도체 소자와, 제 2 극성의 전류를 흐르게 하는 제 2 반도체 소자를 포함한다. 제 1 전류 검출기는, 그 피검출 전류에 따른 값의 전기 신호를 출력하는 변압기를 포함한다. 제 2 전류 검출기는, 그 피검출 전류에 의해 발생하는 자계를 전기 신호로 변환하는 자전 변환 소자를 포함한다. 이 전원 장치는, 제 1 및 제 2 전류 검출기의 검출치가 일치하지 않는 경우에, 제 1 및 제 2 반도체 소자 중 어느 1개의 반도체 소자에 전류가 흐르지 않는 것을 나타내는 고장 검출 신호를 출력하는 고장 검출기를 더 구비한다.

본 발명과 관련되는 전원 장치에서는, 변압기를 포함하는 제 1 전류 검출기에 의해 반도체 스위치의 전류를 검출함과 아울러, 자전 변환 소자를 포함하는 제 2 전류 검출기에 의해 반도체 스위치의 전류를 검출하고, 제 1 및 제 2 전류 검출기의 검출치가 일치하지 않는 경우에 고장 검출 신호를 출력한다. 따라서, 2개의 변압기를 이용하여 고장 검출 신호를 생성하던 종래에 비하여, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 전류 검출기 CT1의 원리적 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 전류 검출기 CT2의 원리적 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본원 발명의 원리를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 5는 도 1에 나타낸 제어 장치에 포함되는 고장 검출기의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.
도 7은 실시의 형태 2의 변경예를 나타내는 회로 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 순시 전압 저하 보상 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 4에 따른 무정전 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.

[실시의 형태 1]

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 도 1에 있어서, 이 전원 장치는, 교류 라인 L1, L2, 반도체 스위치(1), 조작부(2), 제어 장치(3), 및 통지부(4)를 구비한다.

반도체 스위치(1)의 한쪽 단자는 교류 라인 L1을 통해서 상용 교류 전원(5)에 접속되고, 그 다른 쪽 단자는 교류 라인 L2를 통해서 부하(6)에 접속된다. 반도체 스위치(1)는, 제어 장치(3)에 의해 제어되고, 상용 교류 전원(5)으로부터 공급되는 교류 전압 VI가 정상인 경우(상용 교류 전원(5)의 건전 시)에는 온(ON)이 되고, 상용 교류 전원(5)으로부터 공급되는 교류 전압 VI가 정상이 아닌 경우(상용 교류 전원(5)의 정전 시)에는 오프(OFF)가 된다.

반도체 스위치(1)는, 서로 역병렬로 접속된 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b)를 포함한다. 사이리스터(1a)(제 1 반도체 소자)의 애노드는 반도체 스위치(1)의 한쪽 단자에 접속되고, 그 캐소드는 반도체 스위치(1)의 다른 쪽 단자에 접속된다. 사이리스터(1b)(제 2 반도체 소자)의 애노드 및 캐소드는, 각각 사이리스터(1a)의 캐소드 및 애노드에 접속된다.

상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 양극성인 경우에 사이리스터(1a)의 게이트에 트리거 전류를 흐르게 하면, 사이리스터(1a)가 점호(點弧)(온(ON))한다. 그 후에 교류 전압 VI가 0V가 되면, 사이리스터(1a)가 소호(消弧)(오프(OFF))한다. 교류 전압 VI가 음극성인 경우에 사이리스터(1b)의 게이트에 트리거 전류를 흐르게 하면, 사이리스터(1b)가 점호(온(ON))한다. 그 후에 교류 전압 VI가 0V가 되면, 사이리스터(1b)가 소호(오프(OFF))한다.

교류 전압 VI에 동기하여 사이리스터(1a, 1b)의 게이트에 트리거 전류를 교대로 흐르게 하여, 사이리스터(1a, 1b)를 교대로 점호시키면, 반도체 스위치(1)를 온(ON)으로 하게 할 수 있다. 사이리스터(1a, 1b)의 게이트로의 트리거 전류의 공급을 정지하면, 사이리스터(1a, 1b)가 소호하고, 반도체 스위치(1)가 오프(OFF)가 된다.

상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI의 순시값은, 제어 장치(3)에 의해 검출된다. 교류 전압 VI의 검출치는, 상용 교류 전원(5)의 정전의 발생의 유무를 판별하거나, 사이리스터(1a, 1b)를 제어하기 위해 사용된다. 전류 검출기 CT1은, 교류 라인 L1에 흐르는 교류 입력 전류 I1의 순시값을 검출하고, 그 검출치를 나타내는 신호 I1f를 제어 장치(3)에 준다. 전류 검출기 CT2는, 교류 라인 L2에 흐르는 교류 출력 전류 I2의 순시값을 검출하고, 그 검출치를 나타내는 신호 I2f를 제어 장치(3)에 준다.

조작부(2)는, 전원 장치의 사용자에 의해 조작되는 복수의 버튼, 여러 가지의 정보를 표시하는 화상 표시부 등을 포함한다. 사용자가 조작부(2)를 조작하는 것에 의해, 반도체 스위치(1)를 온(ON) 및 오프(OFF)로 하게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

제어 장치(3)는, 조작부(2)로부터의 신호, 교류 전압 VI, 교류 입력 전류 I1, 교류 출력 전류 I2 등에 근거하여 전원 장치 전체를 제어한다. 즉, 제어 장치(3)는, 조작부(2)로부터 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 하는 것을 지령하는 오프(OFF) 지령 신호가 주어진 경우에는, 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 한다.

또한 제어 장치(3)는, 조작부(2)로부터 반도체 스위치(1)를 온(ON)으로 하게 하는 것을 지령하는 온(ON) 지령 신호가 주어진 경우에는, 교류 전압 VI의 검출치에 근거하여 상용 교류 전원(5)의 정전이 발생했는지 여부를 검출하고, 교류 입력 전압 VI에 동기하여 반도체 스위치(1)를 제어한다.

상용 교류 전원(5)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 건전 시에는, 제어 장치(3)는, 온(ON) 지령 신호에 응답하여 반도체 스위치(1)를 온(ON)으로 하게 한다. 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전력의 공급이 정지된 정전 시에는, 제어 장치(3)는, 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 한다.

또한 제어 장치(3)는, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서, 교류 입력 전류 I1이 상한치를 넘은 경우는, 부하(6)에 과전류가 흘렀다고 판별하여 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 한다. 또한 제어 장치(3)는, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서, 교류 입력 전류 I1이 하한치보다 저하된 경우는, 반도체 스위치(1)에 포함되는 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b)가 양쪽 모두 실호했다고 판별하고, 반도체 스위치(1)의 제어를 정지한다.

또한 제어 장치(3)는, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f(즉 검출치)에 근거하여, 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판별한다. 제어 장치(3)는, 신호 I1f, I2f가 일치하고 있는 경우에는, 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있다고 판별하고, 고장 검출 신호 DT를 비활성화 레벨인 "L" 레벨로 한다. 제어 장치(3)는, 신호 I1f, I2f가 일치하고 있지 않은 경우에는, 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터(1a)(또는 1b)가 실호하고 있다고 판별하고, 고장 검출 신호 DT를 활성화 레벨인 "H" 레벨로 한다.

통지부(4)는, 고장 검출 신호 DT가 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된 경우에는, 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터(1a)(또는 1b)가 실호하고 있는 취지(즉, 어느 한쪽의 사이리스터(1a)(또는 1b)에 전류가 흐르지 않는 취지)를 전원 장치의 사용자에게 통지한다.

다음으로, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f에 근거하여, 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판별하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2는 전류 검출기 CT1의 원리적 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서, 전류 검출기 CT1은, ACCT(AC Current Transformer)이고, 변압기(10) 및 저항 소자(11)를 구비한다. 변압기(10)는, 고리 모양의 철심(10a)과, 철심(10a)에 감긴 1차 권선(10b) 및 2차 권선(10c)을 포함한다. 1차 권선(10b)은 교류 라인 L1의 일부분을 구성하고, 교류 입력 전류 I1이 1차 권선(10b)에 흐른다.

1차 권선(10b)의 감은 수(number of turns) n1과 2차 권선(10c)의 감은 수 n2의 비 n1/n2는 충분히 작은 값으로 설정되어 있고, 2차 권선(10c)에는 1차 권선(10b)에 흐르는 전류 I1의 n1/n2의 전류 I1a=I1×n1/n2가 흐른다. 저항 소자(11)의 저항치를 R로 하면, 저항 소자(11)의 단자 사이에는 교류 입력 전류 I1에 따른 값의 전압 R×I1×n1/n2의 신호 I1f가 나타난다. 이 전류 검출기 CT1에서는, 교류 입력 전류 I1이 정현파 형상의 교류 전류인 경우에는, 신호 I1f의 파형은 교류 입력 전류 I1의 파형과 동일하게 된다.

그러나, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 한쪽의 사이리스터만이 실호한 경우에는, 양극성 또는 음극성의 전류만이 교류 라인 L1, L2에 흐른다. 이 경우, 전류 검출기 CT1에서는, 철심(10a)이 한쪽 방향으로 자화되어 버려, 신호 I1f의 파형은 교류 입력 전류 I1의 파형과 상이한 파형이 되어 버린다. 철심(10a)이 한쪽 방향으로 자화되는 현상은, 편자(偏磁) 현상이라 불린다.

도 3은 전류 검출기 CT2의 원리적 구성을 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, 전류 검출기 CT2는, HCT(Hall Current Transformer)이고, 홀 소자(20), 정전류 소스(21), 및 차동 증폭기(22)를 구비한다.

홀 소자(20)는, 홀 효과를 이용하여 자계의 강도를 전기 신호로 변환하는 자전 변환 소자이다. 홀 소자(20)는, 직사각형의 반도체 칩(20a)과, 반도체 칩(20a)의 서로 대향하는 2개의 단면(端面)에 마련된 한 쌍의 전류 단자(20b, 20c)와, 다른 2개의 단면에 마련된 한 쌍의 전압 단자(20d, 20e)를 포함한다. 교류 라인 L2의 주위에 발생하는 자속이 반도체 칩(20a)의 표면에 수직인 방향(지면에 수직인 방향)으로 주어지도록, 교류 라인 L2의 근방에 홀 소자(20)가 배치된다.

정전류 소스(21)는, 홀 소자(20)의 전류 단자(20b, 20c) 사이에 일정한 제어 전류 Ic를 흐르게 한다. 교류 라인 L2에 교류 출력 전류 I2가 흐르면, 교류 라인 L2의 주위에, 교류 출력 전류 I2의 값에 따른 강도의 자계가 발생한다. 자속 밀도를 B로 하고, 상수를 K로 하면, 홀 소자(20)의 전압 단자(20d, 20e) 사이에는, 자속 밀도 B에 비례하는 전압 VH=K×Ic×B가 출력된다. 차동 증폭기(22)는, 홀 소자(20)의 출력 전압 VH를 증폭하여 신호 I2f를 출력한다.

전류 검출기 CT2의 출력 신호 I2f의 파형은 교류 출력 전류 I2의 파형과 동일하게 된다. 교류 라인 L1, L2에 동일한 값의 교류 전류를 흐르게 한 경우, 2개의 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 레벨이 일치하도록, 홀 소자(20)의 상수 K, 제어 전류 Ic, 차동 증폭기(22)의 증폭률, 변압기(10)의 비 n1/n2, 저항 소자(11)의 저항치 R 등이 설정되어 있다.

따라서, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서 반도체 스위치(1)의 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는 경우에는, 교류 라인 L1, L2에 교류 전류가 흐르고, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 파형은 일치한다. 그러나, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 한쪽의 사이리스터만이 실호한 경우에는, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 파형은 일치하지 않게 된다. 그래서, 본 실시의 형태 1에서는, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f에 근거하여, 반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판정한다.

도 4(A)~도 4(D)는 본원 발명의 원리를 설명하기 위한 타임 차트이다. 특히, 도 4(A)는 교류 입력 전류 I1 및 교류 출력 전류 I2의 파형을 나타내고, 도 4(B)는 전류 검출기 CT2의 출력 신호 I2f의 파형을 나타내고, 도 4(C)는 전류 검출기 CT1의 출력 신호 I1f의 파형을 나타내고, 도 4(D)는 신호 I1f와 신호 I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f를 나타내고 있다.

상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서 반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는 기간(t0~t1)에서는, 교류 전압 VI가 양극성인 기간은 사이리스터(1a)에 전류가 흐르고, 교류 전압 VI가 음극성인 기간은 사이리스터(1b)에 전류가 흐른다. 이 때문에 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 교류 전류 I1, I2는 정현파 형상으로 변화한다.

이 기간(t0~t1)에서는, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 전류 검출기 CT2의 출력 신호 I2f는, 교류 출력 전류 I2와 마찬가지로 정현파 형상으로 변화한다. 또한 전류 검출기 CT1의 철심(10a)에는 양의 방향과 음의 방향의 자속이 교대로 나타나므로, 철심(10a)에 편자 현상은 발생하지 않는다. 이 때문에 도 4(C)에 나타내는 바와 같이, 전류 검출기 CT1의 출력 신호 I1f는, 교류 입력 전류 I1과 마찬가지로 정현파 형상으로 변화한다. 따라서, 도 4(D)에 나타내는 바와 같이, 신호 I1f와 신호 I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f는 0V로 유지된다.

또한 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서 반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b) 중 사이리스터(1a)만이 실호한 기간(t1 이후)에서는, 교류 전압 VI가 양극성인 기간은 반도체 스위치(1)에 전류는 흐르지 않고, 교류 전압 VI가 음극성인 기간은 사이리스터(1b)에 전류가 흐른다. 이 때문에 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 교류 전류 I1, I2의 파형은, 음극성의 반파 정류 파형(정현파 형상의 교류 전류 중 음극성의 전류만을 나타내는 파형)이 된다.

이 기간(t1 이후)에서는, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 전류 검출기 CT2의 출력 신호 I2f의 파형은, 교류 출력 전류 I2와 마찬가지로 음극성의 반파 정류 파형이 된다. 또한 전류 검출기 CT1의 철심(10a)에는 음의 방향의 자속만이 나타나므로, 철심(10a)에 편자 현상이 발생하고, 철심(10a)의 음의 방향의 잔류 자속이 서서히 증대된다. 이 때문에 도 4(C)에 나타내는 바와 같이, 전류 검출기 CT1의 출력 신호 I1f의 파형은, 음극성의 반파 정류 파형에 양의 직류 성분을 더한 파형이 되고, 그 직류 성분은 서서히 증대된다. 따라서, 도 4(D)에 나타내는 바와 같이, 신호 I1f와 신호 I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f는 시각 t1로부터 양의 방향으로 서서히 증대된다. 또, 도 4(C)에 나타내는 전류 검출기 CT1의 출력 신호 I1f의 파형에 있어서, 양극성의 전류와 음극성의 전류가 평형 상태가 되면(t2 이후), 도 4(D)에 나타내는 바와 같이, 신호 I1f와 신호 I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f는 일정하게 된다.

그래서, 본 실시의 형태 1에서는, 신호 I1f와 신호 I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f가 양의 임계치 전압 VTP를 넘은 경우에, 반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b) 중 사이리스터(1a)가 실호했다고 판별한다.

반대로, 사이리스터(1a, 1b) 중 사이리스터(1b)만이 실호한 경우에는, 교류 전류 I1, I2의 파형은, 양극성의 반파 정류 파형(정현파 형상의 교류 전류 중 양극성의 전류만을 나타내는 파형)이 된다. 전류 검출기 CT2의 출력 신호 I2f의 파형은, 교류 출력 전류 I2와 마찬가지로 양극성의 반파 정류 파형이 된다. 전류 검출기 CT1의 출력 신호 I1f의 파형은, 양극성의 반파 정류 파형에 음의 직류 성분을 더한 파형이 되고, 그 직류 성분은 음의 방향으로 서서히 증대된다. 따라서, 신호 I1f와 신호 I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f는 음의 방향으로 서서히 증대된다.

그래서, 본 실시의 형태 1에서는, 신호 I1f와 신호 I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f가 음의 임계치 전압 VTN보다 저하된 경우에, 반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b) 중 사이리스터(1b)가 실호했다고 판별한다.

도 5는 도 1에 나타낸 제어 장치(3)에 포함되는 고장 검출기(30)의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 5에 있어서, 고장 검출기(30)는, 감산기(31), 비교기(32, 33), OR 게이트(34), 및 AND 게이트(35)를 포함한다. 감산기(31)는, 신호 I1f와 신호 I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f를 구한다. 비교기(32)는, 전압 Vs와 양의 임계치 전압 VTP의 높낮이를 비교하고, 비교 결과를 나타내는 신호 φ32를 출력한다. Vs<VTP의 경우에는 신호 φ32는 "L" 레벨이 되고, Vs>VTP의 경우에는 신호 φ32는 "H" 레벨이 된다.

비교기(33)는, 전압 Vs와 음의 임계치 전압 VTN의 높낮이를 비교하고, 비교 결과를 나타내는 신호 φ33을 출력한다. Vs>VTN의 경우에는 신호 φ33은 "L" 레벨이 되고, Vs<VTN의 경우에는 신호 φ33은 "H" 레벨이 된다.

OR 게이트(34)는, 비교기(32)의 출력 신호 φ32와 비교기(33)의 출력 신호 φ33의 논리합 신호 φ34를 출력한다. AND 게이트(35)는, OR 게이트(34)의 출력 신호 φ34와 모드 신호 MD의 논리곱 신호인 고장 검출 신호 DT를 출력한다. 모드 신호 MD는, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 "H" 레벨이 되고, 상용 교류 전원(5)의 정전 시에 "L" 레벨이 되는 신호이다. 따라서, 상용 교류 전원(5)의 정전 시에는, 고장 검출 신호 DT는 비활성화 레벨인 "L" 레벨로 고정된다.

상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서, 반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는 경우에는, 변압기(10)(도 2)의 편자 현상은 발생하지 않고, I1f=I2f가 된다. Vs=0이므로, 비교기(32, 33)의 출력 신호 φ32, φ33은 함께 "L" 레벨이 되고, OR 게이트(34)의 출력 신호 φ34는 "L" 레벨이 되고, 고장 검출 신호 DT는 비활성화 레벨인 "L" 레벨이 된다.

반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b) 중 사이리스터(1a)가 실호한 경우에는, 변압기(10)의 편자 현상이 발생하고, 도 4(B), 도 4(C)에 나타낸 바와 같이, I1f>I2f가 된다. Vs>VTP가 되었을 때, 비교기(32, 33)의 출력 신호 φ32, φ33은 각각 "H" 레벨 및 "L" 레벨이 되고, OR 게이트(34)의 출력 신호 φ34는 "H" 레벨이 된다. 모드 신호 MD는 "H" 레벨이므로, 고장 검출 신호 DT는 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된다.

반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b) 중 사이리스터(1b)가 실호한 경우에는, 변압기(10)의 편자 현상이 발생하고, I1f<I2f가 된다. Vs<VTN이 되었을 때, 비교기(32, 33)의 출력 신호 φ32, φ33은 각각 "L" 레벨 및 "H" 레벨이 되고, OR 게이트(34)의 출력 신호 φ34는 "H" 레벨이 된다. 모드 신호 MD는 "H" 레벨이므로, 고장 검출 신호 DT는 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된다. 고장 검출 신호 DT는, 통지부(4)(도 1)에 주어진다.

통지부(4)는, 고장 검출 신호 DT가 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된 경우에는, 반도체 스위치(1)의 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 것을, 예컨대 소리, 빛, 화상, 문자 등에 의해 전원 장치의 사용자에게 통지한다.

또, 임계치 전압 VTP, VTN을 충분히 작은 값으로 설정한 경우, 고장 검출기(30)는, 전류 검출기 CT1의 출력 신호 I1f(즉 전류 검출기 CT1의 검출치)와 전류 검출기 CT2의 출력 신호 I2f(즉 전류 검출기 CT2의 검출치)가 일치하지 않는 경우에, 반도체 스위치(1)의 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호했다고 판정하게 된다.

다음으로, 이 전원 장치의 동작에 대하여 설명한다. 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서, 전원 장치의 사용자에 의해 조작부(2)가 조작되어 제어 장치(3)에 온(ON) 지령 신호가 주어지면, 제어 장치(3)에 의해 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI에 동기하여 사이리스터(1a, 1b)가 교대로 점호되어, 반도체 스위치(1)가 온(ON)이 된다.

반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는 경우에는, 상용 교류 전원(5)으로부터 반도체 스위치(1)를 거쳐서 부하(6)에 교류 전력이 공급되어, 부하(6)가 운전된다.

반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b) 중 적어도 1개의 사이리스터가 실호한 경우에는, 전류 검출기 CT1에 포함되는 변압기(10)의 철심(10a)(도 2)에 편자 현상이 발생하고, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 차이의 전압 Vs의 절대치가 증대된다(도 4(A)~도 4(D)). Vs>VTP 또는 Vs<VTN이 되면, 고장 검출기(30)(도 5)에 의해 고장 검출 신호 DT가 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된다.

고장 검출 신호 DT가 "H" 레벨이 된 경우에는, 통지부(4)에 의해 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 취지가 전원 장치의 사용자에게 통지된다. 전원 장치의 사용자는, 부하(6)의 운전을 정지시키는 경우에는, 조작부(2)를 조작하여 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 한다. 전원 장치의 사용자는, 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 원인을 조사하고, 예컨대 반도체 스위치(1)가 파손된 것이 판명된 경우에는, 파손된 반도체 스위치(1)를 신품과 교환한다.

사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 경우라도, 부하(6)의 운전에 지장이 없는 경우에는, 전원 장치의 사용자는 그 상태를 유지한다. 전원 장치의 사용자는, 메인터넌스 때에 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 원인을 조사하고, 예컨대 반도체 스위치(1)가 파손된 것이 판명된 경우에는, 파손된 반도체 스위치(1)를 신품과 교환한다. 상용 교류 전원(5)의 정전 시에는, 제어 장치(3)에 의해 반도체 스위치(1)가 오프(OFF)가 되어, 부하(6)의 운전이 정지된다.

이상과 같이, 이 실시의 형태 1에서는, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 차이의 전압 Vs에 근거하여, 반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b)가 실호했는지 여부를 검출한다. 따라서, 2개의 변압기를 이용하여 사이리스터의 실호를 검출하는 종래에 비하여, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

또, 이 실시의 형태 1에서는, 전류 검출기 CT1, CT2는 각각 교류 라인 L1, L2의 전류를 검출했지만, 이것에 한하는 것이 아니고, 전류 검출기 CT1, CT2가 반도체 스위치(1)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다면, 전류 검출기 CT1, CT2가 어디에 설치되어 있더라도 상관없다. 예컨대, 전류 검출기 CT1, CT2가 함께 교류 라인 L1의 전류를 검출하더라도 좋고, 전류 검출기 CT1, CT2가 함께 교류 라인 L2의 전류를 검출하더라도 좋고, 전류 검출기 CT1, CT2가 각각 교류 라인 L2, L1의 전류를 검출하더라도 좋다.

또한, 이 실시의 형태 1에서는, 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 경우에는, 전원 장치의 사용자가 조작부(2)를 조작하여, 그 상태를 유지하거나, 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 했다. 그러나, 고장 검출 신호 DT가 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된 경우에는, 제어 장치(3)에 의해 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 하더라도 좋다.

[실시의 형태 2]

도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이고, 도 1과 대비되는 도면이다. 도 6을 참조하여, 이 전원 장치가 실시의 형태 1의 전원 장치와 상이한 점은, 반도체 스위치(1)가 반도체 스위치(41)로 치환되고, 제어 장치(3)가 제어 장치(42)로 치환되어 있는 점이다.

반도체 스위치(41)는, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) Q1, Q2 및 다이오드 D1, D2를 포함한다. IGBT Q1, Q2의 콜렉터는 서로 접속되고, 그들의 게이트는 제어 장치(42)에 접속되어 있다. IGBT Q1(제 1 반도체 소자)의 이미터는, 교류 라인 L1을 통해서 상용 교류 전원(5)에 접속되어 있다. IGBT Q2(제 2 반도체 소자)의 이미터는, 교류 라인 L2를 통해서 부하(6)에 접속되어 있다.

다이오드 D1의 애노드 및 캐소드는, 각각 IGBT Q1의 이미터 및 콜렉터에 접속되어 있다. 다이오드 D2의 애노드 및 캐소드는, 각각 IGBT Q2의 이미터 및 콜렉터에 접속되어 있다. 즉, 다이오드 D1, D2는, 각각 IGBT Q1, Q2에 역병렬로 접속되어 있다.

제어 장치(42)가 제어 장치(3)(도 1)와 상이한 점은, 교류 전압 VI에 동기하여 사이리스터(1a, 1b)를 점호시키는 대신에, 교류 전압 VI에 동기하여 IGBT Q1, Q2의 각각을 온(ON) 및 오프(OFF)로 하게 하는 점이다.

즉, 제어 장치(42)는, 교류 전압 VI가 양의 전압인 경우는, IGBT Q2의 게이트를 "H" 레벨로 하여 IGBT Q2를 온(ON)으로 하게 한다. 이 경우는, 상용 교류 전원(5)으로부터 다이오드 D1 및 IGBT Q2를 거쳐서 부하(6)에 양의 전류가 흐른다. 또한, 제어 장치(42)는, 교류 전압 VI가 음의 전압인 경우는, IGBT Q1의 게이트를 "H" 레벨로 하여 IGBT Q1을 온(ON)으로 하게 한다. 이 경우는, 상용 교류 전원(5)으로부터 IGBT Q1 및 다이오드 D2를 거쳐서 부하(6)에 음의 전류가 흐른다.

또한 제어 장치(42)는, 고장 검출기(30)(도 5)를 포함하고, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에 있어서, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f(즉 검출치)에 근거하여, IGBT Q1, Q2가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판별한다.

제어 장치(42)는, 신호 I1f, I2f가 일치하고 있는 경우에는, IGBT Q1, Q2가 정상적으로 동작하고 있다고 판별하고, 고장 검출 신호 DT를 비활성화 레벨인 "L" 레벨로 한다. 제어 장치(42)는, 신호 I1f, I2f가 일치하고 있지 않은 경우에는, 한 쌍의 IGBT Q1, Q2 중 어느 한쪽의 IGBT Q1(또는 Q2)에 전류가 흐르지 않는다고 판별하고, 고장 검출 신호 DT를 활성화 레벨인 "H" 레벨로 한다.

통지부(4)는, 고장 검출 신호 DT가 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된 경우에는, 한 쌍의 IGBT Q1, Q2 중 어느 한쪽의 IGBT Q1(또는 Q2)이 온(ON)이 되지 않는 취지(즉, 어느 한쪽의 IGBT Q1(또는 Q2)에 전류가 흐르지 않는 취지)를 전원 장치의 사용자에게 통지한다.

전원 장치의 사용자는, 부하(6)의 운전을 정지시키는 경우에는, 조작부(2)를 조작하여 반도체 스위치(41)를 오프(OFF)로 하게 한다. 전원 장치의 사용자는, IGBT Q1, Q2 중 어느 한쪽의 IGBT가 온(ON)이 되지 않는 원인을 조사하고, 예컨대 반도체 스위치(41)가 파손된 것이 판명된 경우에는, 파손된 반도체 스위치(41)를 신품과 교환한다.

IGBT Q1, Q2 중 어느 한쪽의 IGBT가 온(ON)이 되지 않는 경우라도, 부하(6)의 운전에 지장이 없는 경우에는, 전원 장치의 사용자는 그 상태를 유지한다. 전원 장치의 사용자는, 메인터넌스 때에 IGBT Q1, Q2 중 어느 한쪽의 IGBT가 온(ON)이 되지 않는 원인을 조사하고, 예컨대 반도체 스위치(41)가 파손된 것이 판명된 경우에는, 파손된 반도체 스위치(41)를 신품과 교환한다. 상용 교류 전원(5)의 정전 시에는, 제어 장치(42)에 의해 반도체 스위치(41)가 오프(OFF)가 되어, 부하(6)의 운전이 정지된다.

다른 구성 및 동작은, 실시의 형태 1과 동일하므로, 그 설명은 반복하지 않는다. 이 실시의 형태 2에서도, 실시의 형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 7은 실시의 형태 2의 변경예를 나타내는 회로 블록도이고, 도 6과 대비되는 도면이다. 도 7을 참조하여, 이 전원 장치가 도 6의 전원 장치와 상이한 점은, 반도체 스위치(41)가 반도체 스위치(45)와 치환되어 있는 점이다.

반도체 스위치(45)는, IGBT Q1, Q2 및 다이오드 D1, D2를 포함한다. IGBT Q1, Q2의 이미터는 서로 접속되고, 그들의 게이트는 제어 장치(42)에 접속되어 있다. IGBT Q2의 콜렉터는, 교류 라인 L1을 통해서 상용 교류 전원(5)에 접속되어 있다. IGBT Q1의 이미터는, 교류 라인 L2를 통해서 부하(6)에 접속되어 있다.

제어 장치(42)는, 교류 전압 VI가 양의 전압인 경우는, IGBT Q2의 게이트를 "H" 레벨로 하여 IGBT Q2를 온(ON)으로 하게 한다. 이 경우는, 상용 교류 전원(5)으로부터 IGBT Q2 및 다이오드 D1을 거쳐서 부하(6)에 양의 전류가 흐른다. 또한, 제어 장치(42)는, 교류 전압 VI가 음의 전압인 경우는, IGBT Q1의 게이트를 "H" 레벨로 하여 IGBT Q1을 온(ON)으로 하게 한다. 이 경우는, 상용 교류 전원(5)으로부터 다이오드 D2 및 IGBT Q1을 거쳐서 부하(6)에 음의 전류가 흐른다.

다른 구성 및 동작은, 실시의 형태 2와 동일하므로, 그 설명은 반복하지 않는다. 이 변경예에서도, 실시의 형태 2와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

[실시의 형태 3]

도 8은 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 순시 전압 저하 보상 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이고, 도 1과 대비되는 도면이다. 또, 순시 전압 저하란, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 사고(예컨대 낙뢰)에 의해 단시간(예컨대 1초 미만) 저하되는 것을 말한다. 또한, 정전이란, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI의 공급이 사고(예컨대 낙뢰)에 의해 장시간(예컨대 1초 이상) 정지되는 것을 말한다.

도 8을 참조하여, 이 순시 전압 저하 보상 장치가 도 1의 전원 장치와 상이한 점은, AC/DC 변환기(51) 및 배터리(52)(전력 저장 장치)가 추가되고, 제어 장치(3)가 제어 장치(53)로 치환되어 있는 점이다. AC/DC 변환기(51)의 교류 단자(51a)는 반도체 스위치(1)의 다른 쪽 단자에 접속되고, 그 직류 단자(51b)는 배터리(52)에 접속된다. 배터리(52)는, 직류 전력을 저장한다. 배터리(52) 대신에 콘덴서가 접속되어 있더라도 상관없다.

AC/DC 변환기(51)는, 제어 장치(53)에 의해 제어되어, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 정상인 경우는, 상용 교류 전원(5)으로부터 반도체 스위치(1)를 거쳐서 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리(52)에 저장한다. 이때, AC/DC 변환기(51)는, 배터리(52)의 단자 사이의 전압 VDC가 소정의 목표 직류 전압 VDCT가 되도록, 배터리(52)를 충전한다.

또한 AC/DC 변환기(51)는, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 하한치보다 저하된 경우(순시 전압 저하 시)에는, 배터리(52)의 직류 전력을 상용 주파수의 교류 전력으로 변환하고, 교류 라인 L2를 통해서 부하(6)에 공급한다. 이때, AC/DC 변환기(51)는, 교류 출력 전압 VO가 소정의 목표 교류 전압 VOT가 되도록, 교류 전류 I2를 출력한다.

제어 장치(53)는, 교류 입력 전압 VI, 교류 입력 전류 I1, 교류 출력 전압 VO, 교류 출력 전류 I2, 배터리(52)의 단자 사이의 전압 VDC에 근거하여, 순시 전압 저하 보상 장치 전체를 제어한다. 제어 장치(53)가 도 1의 제어 장치(3)와 상이한 점은, 교류 입력 전압 VI, 교류 출력 전압 VO, 교류 출력 전류 I2, 배터리(52)의 단자 사이의 전압 VDC에 근거하여, AC/DC 변환기(51)를 제어하는 점이다.

즉, 제어 장치(53)는, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 정상인 경우는, 반도체 스위치(1)를 온(ON)으로 하게 함과 아울러, 배터리(52)의 단자 사이의 전압 VDC가 소정의 목표 직류 전압 VDCT가 되도록, AC/DC 변환기(51)를 제어하여 배터리(52)를 충전시킨다.

또한 제어 장치(53)는, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 하한치보다 저하된 경우(순시 전압 저하 시)에는, 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 함과 아울러, 교류 출력 전압 VO가 소정의 목표 교류 전압 VOT가 되도록, 전류 검출기 CT2의 출력 신호 I2f에 근거하여 AC/DC 변환기(51)의 교류 출력 전류 I2를 제어한다.

또한 제어 장치(53)는, 고장 검출기(30)(도 5)를 포함한다. 순시 전압 저하 보상 장치의 통상 운전 동작 시에 있어서는, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 정상인 경우에는 모드 신호 MD(도 5)는 "H" 레벨이 되고, 순시 전압 저하 시에는 모드 신호 MD는 "L" 레벨이 된다. 또한, 배터리(52)의 사용 개시 시에 배터리(52)의 초기 충전을 행하는 경우에는, 모드 신호 MD는 "L" 레벨이 된다.

모드 신호 MD가 "L" 레벨인 경우는, 고장 검출 신호 DT는 비활성화 레벨인 "L" 레벨로 고정된다. 모드 신호 MD가 "H" 레벨이 되어 있는 기간에 있어서, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f가 정상 범위 VTN~VTP로부터 벗어난 경우에, 고장 검출 신호 DT는 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된다.

즉, 배터리(52)의 사용 개시 시에 배터리(52)의 초기 충전을 행하는 경우(MD=L)에는, 상용 교류 전원(5)으로부터 반도체 스위치(1) 및 AC/DC 변환기(51)를 거쳐서 배터리(52)에 큰 전류가 흐르고, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f가 정상 범위 VTN~VTP로부터 벗어난다. 그러나, 배터리(52)의 초기 충전을 행하는 기간에는, 모드 신호 MD가 "L" 레벨이 되므로, 고장 검출 신호 DT는 비활성화 레벨인 "L" 레벨이 된다.

순시 전압 저하 보상 장치의 통상 운전 동작 시에 있어서, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 정상인 경우(MD=H)에는, 상용 교류 전원(5)으로부터 반도체 스위치(1) 및 AC/DC 변환기(51)를 거쳐서 배터리(52)에 전류가 흐르므로, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f가 발생한다. 그러나, 이때에 배터리(52)에 흐르는 전류는 부하(6)에 흐르는 전류보다 충분히 작으므로, 차이의 전압 Vs는 정상 범위 VTN~VTP 내에 들어가고, 고장 검출 신호 DT는 비활성화 레벨인 "L" 레벨이 된다.

이 경우(MD=H)에 있어서, 반도체 스위치(1)에 포함되는 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 경우에는, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 차이의 전압 Vs=I1f-I2f가 정상 범위 VTN~VTP로부터 벗어나고, 고장 검출 신호 DT는 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된다.

다음으로, 이 순시 전압 저하 보상 장치의 동작에 대하여 설명한다. 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 정상인 경우는, 반도체 스위치(1)가 온(ON)이 되고, 상용 교류 전원(5)으로부터 반도체 스위치(1)를 거쳐서 부하(6)에 교류 전력이 공급되어, 부하(6)가 구동된다. 또한, 상용 교류 전원(5)으로부터 반도체 스위치(1)를 거쳐서 AC/DC 변환기(51)에 교류 전력이 공급되어, 교류 전력이 직류 전력으로 변환되어 배터리(52)에 저장된다.

이 경우에 있어서, 반도체 스위치(1)에 포함되는 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 경우에는, 고장 검출 신호 DT는 활성화 레벨인 "H" 레벨이 되고, 사이리스터가 실호한 취지가 통지부(4)로부터 순시 전압 저하 보상 장치의 사용자에게 통지된다.

상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 하한치보다 저하된 경우에는, 반도체 스위치(1)가 오프(OFF)가 됨과 아울러, 배터리(52)의 직류 전력이 AC/DC 변환기(51)에 의해 상용 주파수의 교류 전력으로 변환되어 부하(6)에 공급되어, 부하(6)의 운전이 계속된다.

상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전압 VI가 정상으로 복귀한 경우에는, 반도체 스위치(1)가 다시 온(ON)이 되어, 상용 교류 전원(5)으로부터 반도체 스위치(1)를 거쳐서 부하(6)에 교류 전력이 공급되고, 부하(6)가 구동된다. 또한, 상용 교류 전원(5)으로부터 반도체 스위치(1)를 거쳐서 AC/DC 변환기(51)에 교류 전력이 공급되고, 교류 전력이 직류 전력으로 변환되어 배터리(52)에 저장된다.

다른 구성 및 동작은, 실시의 형태 1과 동일하므로, 그 설명은 반복하지 않는다. 이 실시의 형태 3에서도, 실시의 형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 편자 현상이 발생하는 전류 검출기 CT1(ACCT)보다 편자 현상이 발생하지 않는 전류 검출기 CT2(HCT) 쪽이 정확하게 전류를 검출할 수 있으므로, 순시 전압 저하 시에 AC/DC 변환기(51)의 교류 출력 전류를 제어하기 위한 전류 검출기로서는 전류 검출기 CT2를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 바람직하게는, 전류 검출기 CT2는 교류 라인 L2의 전류를 검출하기 위해 사용된다.

[실시의 형태 4]

도 9는 본 발명의 실시의 형태 4에 따른 무정전 전원 장치(61)의 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 이 무정전 전원 장치(61)는, 바이패스 교류 전원(7)(제 1 교류 전원)으로부터 삼상 교류 전력이 정상적으로 공급되고 있는 건전 시에는, 바이패스 교류 전원(7)으로부터의 삼상 교류 전력을 반도체 스위치(1)를 거쳐서 부하(6)에 공급하고, 바이패스 교류 전원(7)으로부터의 삼상 교류 전력의 공급이 정지된 정전 시에는, 인버터(70)에 의해 생성된 삼상 교류 전력을 부하(6)에 공급하는 것이다. 도 9에서는, 도면 및 설명의 단순화를 위해, 삼상(U상, V상, W상) 중 하나의 상(예컨대 U상)에 대응하는 부분의 회로만이 나타내어져 있다.

도 9에 있어서, 이 무정전 전원 장치(61)는, 교류 입력 단자 T1, 바이패스 입력 단자 T2, 배터리 단자 T3, 및 교류 출력 단자 T4를 구비한다. 교류 입력 단자 T1은, 상용 교류 전원(5)(제 2 교류 전원)으로부터 상용 주파수의 교류 전력을 받는다. 바이패스 입력 단자 T2는, 바이패스 교류 전원(7)으로부터 상용 주파수의 교류 전력을 받는다. 바이패스 교류 전원(7)은, 상용 교류 전원이더라도 좋고, 자가용(自家用) 발전기이더라도 좋다.

배터리 단자 T3은, 배터리(52)(전력 저장 장치)에 접속된다. 배터리(52)는, 직류 전력을 저장한다. 배터리(52) 대신에 콘덴서가 접속되어 있더라도 상관없다. 교류 출력 단자 T4는, 부하(6)에 접속된다. 부하(6)는, 교류 전력에 의해 구동된다.

이 무정전 전원 장치(61)는, 또한, 전자기 접촉기(62, 68, 74), 전류 검출기(63, 71, CT1, CT2), 콘덴서(64, 69, 73), 리액터(65, 72), 컨버터(66), 쌍방향 초퍼(67), 인버터(70), 반도체 스위치(1), 조작부(75), 제어 장치(76), 및 통지부(4)를 구비한다.

전자기 접촉기(62) 및 리액터(65)는, 교류 입력 단자 T1과 컨버터(66)의 입력 노드의 사이에 직렬 접속된다. 콘덴서(64)는, 전자기 접촉기(62)와 리액터(65)의 사이의 노드 N1에 접속된다. 전자기 접촉기(62)는, 무정전 전원 장치(61)의 사용 시에 온(ON)이 되고, 예컨대 무정전 전원 장치(61)의 메인터넌스 때에 오프(OFF)가 된다.

노드 N1에 나타나는 교류 입력 전압 Vi의 순시값은, 제어 장치(76)에 의해 검출된다. 교류 입력 전압 Vi의 순시값에 근거하여, 상용 교류 전원(5)의 정전의 발생의 유무 등이 판별된다. 전류 검출기(63)는, 노드 N1에 흐르는 교류 입력 전류 Ii를 검출하고, 그 검출치를 나타내는 신호 Iif를 제어 장치(76)에 준다.

콘덴서(64) 및 리액터(65)는, 저역 통과 필터를 구성하고, 상용 교류 전원(5)으로부터 컨버터(66)로 상용 주파수의 교류 전력을 통과시키고, 컨버터(66)에서 발생하는 스위칭 주파수의 신호가 상용 교류 전원(5)으로 통과하는 것을 방지한다.

컨버터(66)는, 제어 장치(76)에 의해 제어되고, 상용 교류 전원(5)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 건전 시에는, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 직류 라인 DL1에 출력한다. 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전력의 공급이 정지된 정전 시에는, 컨버터(66)의 운전은 정지된다. 컨버터(66)의 출력 전압은, 소망하는 값으로 제어 가능하게 되어 있다. 콘덴서(64), 리액터(65), 및 컨버터(66)는 순(順) 변환기를 구성한다.

콘덴서(69)는, 직류 라인 DL1에 접속되고, 직류 라인 DL1의 전압을 평활화한다. 직류 라인 DL1에 나타나는 직류 전압 VDC의 순시값은, 제어 장치(76)에 의해 검출된다. 직류 라인 DL1은 쌍방향 초퍼(67)의 고전압측 노드에 접속되고, 쌍방향 초퍼(67)의 저전압측 노드는 전자기 접촉기(68)를 거쳐서 배터리 단자 T3에 접속된다.

전자기 접촉기(68)는, 무정전 전원 장치(61)의 사용 시에는 온(ON)이 되고, 예컨대 무정전 전원 장치(61) 및 배터리(52)의 메인터넌스 때에 오프(OFF)가 된다. 배터리 단자 T3에 나타나는 배터리(52)의 단자 사이의 전압 VB의 순시값은, 제어 장치(76)에 의해 검출된다.

쌍방향 초퍼(67)는, 제어 장치(76)에 의해 제어되고, 상용 교류 전원(5)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 건전 시에는, 컨버터(66)에 의해 생성된 직류 전력을 배터리(52)에 저장하고, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전력의 공급이 정지된 정전 시에는, 배터리(52)의 직류 전력을 직류 라인 DL1을 통해서 인버터(70)에 공급한다.

쌍방향 초퍼(67)는, 직류 전력을 배터리(52)에 저장하는 경우는, 직류 라인 DL1의 직류 전압 VDC를 강압하여 배터리(52)에 준다. 또한, 쌍방향 초퍼(67)는, 배터리(52)의 직류 전력을 인버터(70)에 공급하는 경우는, 배터리(52)의 단자 사이의 전압 VB를 승압하여 직류 라인 DL1에 출력한다. 직류 라인 DL1은, 인버터(70)의 입력 노드에 접속되어 있다.

인버터(70)는, 제어 장치(76)에 의해 제어되고, 컨버터(66) 또는 쌍방향 초퍼(67)로부터 직류 라인 DL1을 통해서 공급되는 직류 전력을 상용 주파수의 교류 전력으로 변환하여 출력한다. 즉, 인버터(70)는, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에는 컨버터(66)로부터 직류 라인 DL1을 통해서 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 상용 교류 전원(5)의 정전 시에는 배터리(52)로부터 쌍방향 초퍼(67)를 거쳐서 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다. 인버터(70)의 출력 전압은, 소망하는 값으로 제어 가능하게 되어 있다.

인버터(70)의 출력 노드는 리액터(72)의 한쪽 단자에 접속되고, 리액터(72)의 다른 쪽 단자(노드 N2)는 전자기 접촉기(74)의 한쪽 단자에 접속되고, 전자기 접촉기(74)의 다른 쪽 단자(노드 N3)는 교류 라인 L2(제 2 교류 라인)를 통해서 교류 출력 단자 T4에 접속된다. 콘덴서(73)는, 노드 N2에 접속된다.

전류 검출기(71)는, 인버터(70)의 출력 전류 Io의 순시값을 검출하고, 그 검출치를 나타내는 신호 Iof를 제어 장치(76)에 준다. 노드 N2에 나타나는 교류 출력 전압 Vo의 순시값은, 제어 장치(76)에 의해 검출된다.

리액터(72) 및 콘덴서(73)는, 저역 통과 필터를 구성하고, 인버터(70)에서 생성된 상용 주파수의 교류 전력을 교류 출력 단자 T4로 통과시키고, 인버터(70)에서 발생하는 스위칭 주파수의 신호가 교류 출력 단자 T4로 통과하는 것을 방지한다. 인버터(70), 리액터(72), 및 콘덴서(73)는 역(逆) 변환기를 구성한다.

전자기 접촉기(74)는, 제어 장치(76)에 의해 제어되고, 인버터(70)에 의해 생성된 교류 전력을 부하(6)에 공급하는 인버터 급전 모드 시에는 온(ON)이 되고, 바이패스 교류 전원(7)으로부터의 교류 전력을 부하(6)에 공급하는 바이패스 급전 모드 시에는 오프(OFF)가 된다.

전류 검출기 CT2(제 2 전류 검출기)는, 교류 라인 L2에 흐르는 부하 전류 I2의 순시값을 검출하고, 그 검출치를 나타내는 신호 I2f를 제어 장치(76)에 준다. 노드 N3에 나타나는 교류 출력 전압 VL의 순시값은, 제어 장치(76)에 의해 검출된다.

반도체 스위치(1)의 한쪽 단자는 바이패스 입력 단자 T2에 접속되고, 그 다른 쪽 단자는 교류 라인 L1(제 1 교류 라인)을 통해서 노드 N3에 접속된다. 반도체 스위치(1)는, 제어 장치(76)에 의해 제어되고, 바이패스 교류 전원(7)으로부터의 교류 전력을 부하(6)에 공급하는 바이패스 급전 모드 시에는 온(ON)이 되고, 인버터(70)에 의해 생성된 교류 전력을 부하(6)에 공급하는 인버터 급전 모드 시에는 오프(OFF)가 된다.

반도체 스위치(1)는, 서로 역병렬로 접속된 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b)를 포함한다. 사이리스터(1a)의 애노드는 반도체 스위치(1)의 한쪽 단자에 접속되고, 그 캐소드는 반도체 스위치(1)의 다른 쪽 단자에 접속된다. 사이리스터(1b)의 애노드 및 캐소드는, 각각 사이리스터(1a)의 캐소드 및 애노드에 접속된다.

바이패스 입력 단자 T2에 나타나는 바이패스 교류 전압 VI가 양극성인 경우에 사이리스터(1a)의 게이트에 트리거 전류를 흐르게 하면, 사이리스터(1a)가 점호(온(ON))한다. 그 후에 바이패스 교류 전압 VI가 0V가 되면, 사이리스터(1a)가 소호(오프(OFF))한다. 바이패스 교류 전압 VI가 음극성인 경우에 사이리스터(1b)의 게이트에 트리거 전류를 흐르게 하면, 사이리스터(1b)가 점호(온(ON))한다. 그 후에 바이패스 교류 전압 VI가 0V가 되면, 사이리스터(1b)가 소호(오프(OFF))한다.

바이패스 교류 전압 VI에 동기하여 사이리스터(1a, 1b)의 게이트에 트리거 전류를 교대로 흐르게 하여, 사이리스터(1a, 1b)를 교대로 점호시키면, 반도체 스위치(1)를 온(ON)으로 하게 할 수 있다. 사이리스터(1a, 1b)의 게이트로의 트리거 전류의 공급을 정지하면, 사이리스터(1a, 1b)가 소호하고, 반도체 스위치(1)가 오프(OFF)가 된다.

바이패스 입력 단자 T2에 나타나는 바이패스 교류 전압 VI의 순시값은, 제어 장치(76)에 의해 검출된다. 바이패스 교류 전압 VI의 검출치는, 바이패스 교류 전원(7)의 정전의 발생의 유무를 판별하거나, 사이리스터(1a, 1b)를 제어하거나, 인버터(70)를 제어하기 위해 사용된다. 전류 검출기 CT1은, 교류 라인 L1에 흐르는 바이패스 교류 전류 I1의 순시값을 검출하고, 그 검출치를 나타내는 신호 I1f를 제어 장치(76)에 준다.

조작부(75)는, 무정전 전원 장치(61)의 사용자에 의해 조작되는 복수의 버튼, 여러 가지의 정보를 표시하는 화상 표시부 등을 포함한다. 사용자가 조작부(75)를 조작하는 것에 의해, 무정전 전원 장치(61)의 전원을 온(ON) 및 오프(OFF)로 하거나, 바이패스 급전 모드 및 인버터 급전 모드 중 어느 한쪽의 급전 모드를 선택하거나, 자동 운전 모드 및 수동 운전 모드 중 어느 한쪽의 운전 모드를 선택하는 것이 가능하게 되어 있다.

제어 장치(76)는, 조작부(75)로부터의 신호, 교류 입력 전압 Vi, 교류 입력 전류 Ii, 직류 전압 VDC, 배터리 전압 VB, 교류 출력 전류 Io, 교류 출력 전압 Vo, 교류 출력 전압 VL, 부하 전류 I2, 바이패스 교류 전압 VI, 바이패스 교류 전류 I1 등에 근거하여 무정전 전원 장치(61) 전체를 제어한다.

즉, 제어 장치(76)는, 교류 입력 전압 Vi의 검출치에 근거하여 상용 교류 전원(5)의 정전이 발생했는지 여부를 검출하고, 교류 입력 전압 Vi, 교류 입력 전류 Ii, 및 직류 전압 VDC에 근거하여 컨버터(66)를 제어한다.

상용 교류 전원(5)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 건전 시에는, 제어 장치(76)는, 직류 전압 VDC가 소망하는 목표 전압 VDCT가 되도록 컨버터(66)를 제어한다. 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전력의 공급이 정지된 정전 시에는, 제어 장치(76)는 컨버터(66)의 운전을 정지시킨다.

또한 제어 장치(76)는, 상용 교류 전원(5)의 건전 시에는, 배터리 전압 VB가 소망하는 목표 배터리 전압 VBT가 되도록 쌍방향 초퍼(67)를 제어하고, 상용 교류 전원(5)의 정전 시에는, 직류 전압 VDC가 소망하는 목표 직류 전압 VDCT가 되도록 쌍방향 초퍼(67)를 제어한다.

또한 제어 장치(76)는, 바이패스 교류 전압 VI의 검출치에 근거하여 바이패스 교류 전원(7)의 정전이 발생했는지 여부를 검출한다. 바이패스 교류 전원(7)의 건전 시에는, 제어 장치(76)는, 바이패스 교류 전원(7)으로부터의 교류 전력을 부하(6)에 공급하는 바이패스 급전 모드를 선택하여 실행한다. 바이패스 교류 전원(7)의 정전 시에는, 제어 장치(76)는, 인버터(70)로부터의 교류 전력을 부하(6)에 공급하는 인버터 급전 모드를 선택하여 실행한다.

바이패스 급전 모드 시에는, 제어 장치(76)는, 전자기 접촉기(74)를 오프(OFF)로 하게 함과 아울러, 바이패스 교류 전압 VI에 동기하여 사이리스터(1a, 1b)를 교대로 점호시켜 반도체 스위치(1)를 온(ON)으로 하게 한다. 이것에 의해, 바이패스 교류 전원(7)으로부터 반도체 스위치(1) 및 교류 라인 L1, L2를 거쳐서 부하(6)에 부하 전류 I2가 공급되어, 부하(6)가 구동된다.

또한 제어 장치(76)는, 바이패스 교류 전압 VI, 교류 출력 전압 Vo, 및 교류 출력 전류 Io에 근거하여, 교류 출력 전압 Vo의 위상이 바이패스 교류 전압 VI의 위상과 일치하고, 또한 교류 출력 전압 Vo가 소망하는 목표 교류 전압 VoT가 되도록 인버터(70)를 제어한다. 인버터(70)는 대기 상태가 된다.

인버터 급전 모드 시에는, 제어 장치(76)는, 전자기 접촉기(74)를 온(ON)으로 하게 함과 아울러, 사이리스터(1a, 1b)의 점호를 중지하여 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 한다. 또한 제어 장치(76)는, 바이패스 교류 전압 VI, 교류 출력 전압 VL, 및 부하 전류 I2에 근거하여, 교류 출력 전압 VL의 위상이 바이패스 교류 전압 VI의 위상과 일치하고, 또한 교류 출력 전압 VL이 소망하는 목표 교류 전압 VLT가 되도록 인버터(70)를 제어한다. 이것에 의해, 인버터(70)로부터 리액터(72), 전자기 접촉기(74), 및 교류 라인 L2를 거쳐서 부하(6)에 부하 전류 I2가 공급되어, 부하(6)가 구동된다.

또한 제어 장치(76)는, 바이패스 급전 모드 시에 있어서, 바이패스 교류 전류 I1이 상한치를 넘은 경우는, 부하(6)에 과전류가 흘렀다고 판별하여 반도체 스위치(1)를 오프(OFF)로 하게 한다. 또한 제어 장치(76)는, 바이패스 급전 모드 시에 있어서, 바이패스 교류 전류 I1이 하한치보다 저하된 경우는, 반도체 스위치(1)에 포함되는 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b)가 양쪽 모두 실호했다고 판별하고, 바이패스 급전 모드의 실행을 정지하고 인버터 급전 모드를 실행한다.

또한 제어 장치(76)는, 바이패스 급전 모드 시에 있어서, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f(즉 검출치)에 근거하여, 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판별한다. 제어 장치(76)는, 신호 I1f, I2f가 일치하고 있는 경우에는, 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있다고 판별하고, 신호 I1f, I2f가 일치하고 있지 않은 경우에는, 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터(1a)(또는 1b)가 실호하고 있다고 판별한다.

전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f에 근거하여, 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판별하는 방법에 대해서는, 실시의 형태 1(도 2~도 5)에서 설명한 대로이다. 제어 장치(76)는, 고장 검출기(30)(도 5)를 내장하고 있고, 사이리스터(1a, 1b)가 정상적으로 동작하고 있는 경우는 고장 검출 신호 DT를 비활성화 레벨인 "L" 레벨로 하고, 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터(1a)(또는 1b)가 실호하고 있는 경우는 고장 검출 신호 DT를 활성화 레벨인 "H" 레벨로 한다. 모드 신호 MD(도 5)는, 바이패스 급전 모드 시에 "H" 레벨이 되고, 인버터 급전 모드 시에 "L" 레벨이 된다.

통지부(4)는, 고장 검출 신호 DT가 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된 경우에는, 반도체 스위치(1)의 한 쌍의 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 취지를, 예컨대 소리, 빛, 화상, 문자 등에 의해 무정전 전원 장치(61)의 사용자에게 통지한다.

다음으로, 이 무정전 전원 장치(61)의 동작에 대하여 설명한다. 바이패스 교류 전원(7)의 건전 시에는, 바이패스 급전 모드가 실행되어, 반도체 스위치(1)가 온(ON)이 됨과 아울러 전자기 접촉기(74)가 오프(OFF)가 된다. 바이패스 교류 전원(7)으로부터 반도체 스위치(1) 및 교류 라인 L1, L2를 거쳐서 부하(6)에 교류 전력이 공급되어, 부하(6)가 운전된다.

바이패스 급전 모드에서는, 인버터(70)는 대기 상태가 된다. 상용 교류 전원(5)의 건전 시에는, 상용 교류 전원(5)으로부터의 교류 전력이 컨버터(66)에 의해 직류 전력으로 변환되고, 그 직류 전력이 쌍방향 초퍼(67)에 의해 배터리(52)에 저장됨과 아울러, 인버터(70)에 의해 교류 전력으로 변환된다. 상용 교류 전원(5)의 정전 시에는, 배터리(52)의 직류 전력이 쌍방향 초퍼(67)를 거쳐서 인버터(70)에 공급되고, 인버터(70)에 의해 교류 전력으로 변환된다.

바이패스 교류 전원(7)의 정전 시에는, 바이패스 급전 모드로부터 인버터 급전 모드로 전환되고, 반도체 스위치(1)가 오프(OFF)가 됨과 아울러 전자기 접촉기(74)가 온(ON)이 되고, 인버터(70)로부터 리액터(72), 전자기 접촉기(74), 및 교류 라인 L2를 거쳐서 부하(6)에 교류 전력이 공급되어, 부하(6)의 운전이 계속된다.

바이패스 급전 모드 시에 있어서, 반도체 스위치(1)의 사이리스터(1a, 1b) 중 적어도 1개의 사이리스터가 실호한 경우에는, 전류 검출기 CT1에 포함되는 변압기(10)의 철심(10a)(도 2)에 편자 현상이 발생하고, 전류 검출기 CT1, CT2의 출력 신호 I1f, I2f의 차이의 전압 Vs의 절대치가 증대된다(도 4(A)~도 4(D)). Vs>VTP 또는 Vs<VTN이 되면, 고장 검출기(30)(도 5)에 의해 고장 검출 신호 DT가 활성화 레벨인 "H" 레벨이 된다.

고장 검출 신호 DT가 "H" 레벨이 되고, 또한 인버터(70)가 정상적으로 동작하고 있는 경우에는, 제어 장치(76)에 의해 바이패스 급전 모드로부터 인버터 급전 모드로 전환된다. 고장 검출 신호 DT가 "H" 레벨이 된 경우라도, 인버터(70)가 고장인 경우에는, 제어 장치(76)에 의해 바이패스 급전 모드가 계속된다. 또한 고장 검출 신호 DT가 "H" 레벨이 된 경우에는, 통지부(4)에 의해 사이리스터(1a, 1b) 중 어느 한쪽의 사이리스터가 실호한 취지가 무정전 전원 장치(61)의 사용자에게 통지된다.

이 실시의 형태 4에서도, 실시의 형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 편자 현상이 발생하는 전류 검출기 CT1(ACCT)보다 편자 현상이 발생하지 않는 전류 검출기 CT2(HCT) 쪽이 정확하게 전류를 검출할 수 있으므로, 바이패스 교류 전원(7)의 정전 시에 인버터(70)의 교류 출력 전류를 제어하기 위한 전류 검출기로서는 전류 검출기 CT2를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 바람직하게는, 전류 검출기 CT2는 교류 라인 L2의 전류를 검출하기 위해 사용된다.

이번 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명은 상기한 설명이 아닌 청구의 범위에 의해 나타내어지고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1, 41, 45 : 반도체 스위치
1a, 1b : 사이리스터
2, 75 : 조작부
3, 42, 53, 76 : 제어 장치
4 : 통지부
L1, L2 : 교류 라인
5 : 상용 교류 전원
6 : 부하
7 : 바이패스 교류 전원
10 : 변압기
10a : 철심
10b : 1차 권선
10c : 2차 권선
11 : 저항 소자
20 : 홀 소자
20a : 반도체 칩
20b, 20c : 전류 단자
20d, 20e : 전압 단자
21 : 정전류 소스
22 : 차동 증폭기
30 : 고장 검출기
31 : 감산기
32, 33 : 비교기
34 : OR 게이트
35 : AND 게이트
Q1, Q2 : IGBT
D1, D2 : 다이오드
51 : AC/DC 변환기
52 : 배터리
61 : 무정전 전원 장치
T1 : 교류 입력 단자
T2 : 바이패스 입력 단자
T3 : 배터리 단자
T4 : 교류 출력 단자
62, 68, 74 : 전자기 접촉기
63, 71, CT1, CT2 : 전류 검출기
64, 69, 73 : 콘덴서
65, 72 : 리액터
66 : 컨버터
67 : 쌍방향 초퍼
70 : 인버터
DL1 : 직류 라인

Claims

제 1 단자가 제 1 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전력을 받고, 제 2 단자가 부하에 접속되는 반도체 스위치와,
각각이, 상기 반도체 스위치에 흐르는 전류의 순시값(instantaneous value)을 검출하고, 검출치를 나타내는 신호를 출력하는 제 1 및 제 2 전류 검출기
를 구비하고,
상기 반도체 스위치는, 제 1 극성의 전류를 흐르게 하는 제 1 반도체 소자와, 제 2 극성의 전류를 흐르게 하는 제 2 반도체 소자를 포함하고,
상기 제 1 전류 검출기는, 그 피검출 전류에 따른 값의 전기 신호를 출력하는 변압기를 포함하고,
상기 제 2 전류 검출기는, 그 피검출 전류에 의해 발생하는 자계를 전기 신호로 변환하는 자전 변환 소자를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 전류 검출기의 검출치가 일치하지 않는 경우에, 상기 제 1 및 제 2 반도체 소자 중 어느 1개의 반도체 소자에 전류가 흐르지 않는 것을 나타내는 고장 검출 신호를 출력하는 고장 검출기를 더 구비하는
전원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 반도체 소자는, 각각 제 1 및 제 2 사이리스터를 갖고,
상기 제 1 및 제 2 사이리스터는, 상기 제 1 및 제 2 단자 사이에 서로 역병렬로 접속되어 있는
전원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 반도체 소자는, 각각 제 1 및 제 2 트랜지스터를 갖고,
상기 제 1 및 제 2 트랜지스터의 제 1 전극은 서로 접속되고, 그들의 제 2 전극은 각각 상기 제 1 및 제 2 단자에 접속되고,
상기 반도체 스위치는, 제 1 및 제 2 다이오드를 더 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 다이오드는, 각각 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터에 역병렬로 접속되어 있는
전원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자전 변환 소자는 홀 소자를 갖는 전원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 반도체 소자가 정상적으로 동작하고 있는 경우에는, 상기 제 1 및 제 2 전류 검출기의 검출치는 일치하고,
상기 제 1 및 제 2 반도체 소자 중 어느 1개의 반도체 소자에 전류가 흐르지 않는 경우에는, 편자(偏磁) 현상에 의해 상기 변압기의 출력 신호에 직류 성분이 중첩되고, 상기 제 1 및 제 2 전류 검출기의 검출치는 일치하지 않게 되는
전원 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 고장 검출기는,
상기 제 1 및 제 2 전류 검출기의 검출치의 차이를 구하는 감산기와,
상기 차이가 미리 정해진 범위로부터 벗어난 경우에 상기 고장 검출 신호를 출력하는 신호 발생기
를 포함하는
전원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고장 검출기로부터 상기 고장 검출 신호가 출력된 것에 따라, 상기 제 1 및 제 2 반도체 소자 중 어느 1개의 반도체 소자에 전류가 흐르지 않는 것을 통지하는 통지부를 더 구비하는 전원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반도체 스위치는, 상기 제 1 교류 전원으로부터의 교류 전압이 정상인 제 1 경우에 온(ON)이 되고, 상기 제 1 교류 전원으로부터의 교류 전압이 정상이 아닌 제 2 경우에 오프(OFF)가 되고,
상기 고장 검출기는, 상기 제 1 경우에 있어서 상기 제 1 및 제 2 전류 검출기의 검출치가 일치하지 않을 때에 상기 고장 검출 신호를 출력하고,
상기 전원 장치는, 상기 제 2 경우에, 직류 전원으로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 상기 부하에 공급하는 역(逆) 변환기를 더 구비하는
전원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반도체 스위치는, 상기 제 1 교류 전원으로부터의 교류 전압이 정상인 제 1 경우에 온(ON)이 되고, 상기 제 1 교류 전원으로부터의 교류 전압이 정상이 아닌 제 2 경우에 오프(OFF)가 되고,
상기 고장 검출기는, 상기 제 1 경우에 있어서 상기 제 1 및 제 2 전류 검출기의 검출치가 일치하지 않을 때에 상기 고장 검출 신호를 출력하고,
상기 전원 장치는,
제 2 교류 전원으로부터의 교류 전압이 정상인 제 3 경우에, 상기 제 2 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 순(順) 변환기와,
직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 상기 부하에 공급하는 역 변환기
를 더 구비하고,
상기 제 3 경우는, 상기 순 변환기에 의해 생성된 직류 전력이 상기 역 변환기에 공급됨과 아울러 전력 저장 장치에 저장되고,
상기 제 2 교류 전원으로부터의 교류 전압이 정상이 아닌 제 4 경우는, 상기 전력 저장 장치의 직류 전력이 상기 역 변환기에 공급되는
전원 장치.
제 9 항에 있어서,
한쪽 단자가 상기 역 변환기로부터의 교류 전력을 받고, 상기 제 2 경우에 온(ON)이 되는 전자기 접촉기와,
상기 반도체 스위치의 다른 쪽 단자와 상기 전자기 접촉기의 다른 쪽 단자의 사이에 접속된 제 1 교류 라인과,
상기 전자기 접촉기의 다른 쪽 단자와 상기 부하의 사이에 접속되는 제 2 교류 라인
을 더 구비하고,
상기 제 1 및 제 2 전류 검출기는, 각각 상기 제 1 및 제 2 교류 라인에 흐르는 전류를 검출하는
전원 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 경우에는 상기 반도체 스위치를 온(ON)으로 하게 함과 아울러 상기 전자기 접촉기를 오프(OFF)로 하게 하고, 상기 제 2 경우에는 상기 반도체 스위치를 오프(OFF)로 하게 함과 아울러 상기 전자기 접촉기를 온(ON)으로 하게 하는 제어 장치를 더 구비하는 전원 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어 장치는, 또한, 상기 제 1 경우에 있어서 상기 고장 검출기로부터 상기 고장 검출 신호가 출력된 경우, 상기 역 변환기가 정상일 때는 상기 반도체 스위치를 오프(OFF)로 하게 함과 아울러 상기 전자기 접촉기를 온(ON)으로 하게 하고, 상기 역 변환기가 고장일 때는 상기 반도체 스위치의 온(ON) 상태 및 상기 전자기 접촉기의 오프(OFF) 상태를 유지하는 전원 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 경우에, 상기 제 2 전류 검출기의 검출치에 근거하여 상기 역 변환기를 제어하는 제어 장치를 더 구비하는 전원 장치.