KR20230109682A - 무정전 전원 장치 - Google Patents

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KR20230109682A
KR20230109682A KR1020237020182A KR20237020182A KR20230109682A KR 20230109682 A KR20230109682 A KR 20230109682A KR 1020237020182 A KR1020237020182 A KR 1020237020182A KR 20237020182 A KR20237020182 A KR 20237020182A KR 20230109682 A KR20230109682 A KR 20230109682A
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도시키 나카모리
요우스케 하야시
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도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

메인 컨트롤러(22)는, 제 1 프로그래머블 디바이스(40)와, 디바이스(42)와, 제 1 셀렉터(44)를 포함한다. 각 컨트롤러(66)는, 제 2 프로그래머블 디바이스(50)와, 제 2 셀렉터(52)를 포함한다. 제 2 프로그래머블 디바이스(50)는, 메모리(502)와, 프로세서(500)를 포함한다. 제 1 셀렉터(44)는, 무정전 전원 장치의 운전 때에는 제 1 프로그래머블 디바이스(40)를 시리얼 통신선(15)에 접속하고, 디바이스(42)가 업데이트 처리의 실행 지시를 접수한 것에 따라, 디바이스(42)를 시리얼 통신선에 접속한다. 제 2 셀렉터(52)는, 무정전 전원 장치의 운전 때에는 프로세서(500)를 시리얼 통신선(15)에 접속하고, 무정전 전원 장치의 운전 중에 프로세서(500)가 제 1 프로그래머블 디바이스(40)로부터 실행 지시를 수신한 것에 따라, 메모리(502)를 시리얼 통신선(15)에 접속한다.

Description

무정전 전원 장치
본 개시는, 무정전 전원 장치에 관한 것이다.
일본 특허 공개 2018-182872호 공보(특허문헌 1)에는, 슬레이브 제어 장치를 갖는 복수의 전원 장치와, 복수의 전원 장치의 각각의 슬레이브 제어 회로에 지령을 주는 마스터 제어 장치를 구비하는 전원 시스템이 개시되어 있다. 그 전원 시스템에 있어서, 각 슬레이브 제어 장치는, 프로그래머블 디바이스에 의해 구성되어 있고, 마스터 제어 장치에 접속되는 고속 시리얼 통신부를 포함하고 있다. 각 슬레이브 제어 장치는, 고속 시리얼 통신부를 통해서, 마스터 제어 장치로부터 지령 값 등을 수신함과 아울러, 전원 장치의 운전 상태를 마스터 제어 장치에 송신한다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 2018-182872호 공보
상기 전원 시스템에서는, 마스터 제어 장치와 복수의 슬레이브 제어 장치의 사이의 데이터의 주고받음에 시리얼 통신을 채용하는 것에 의해, 마스터 제어 장치와 복수의 슬레이브 제어 장치의 사이에 접속되는 배선의 수를 적게 할 수 있다.
그렇지만, 각 슬레이브 제어 장치의 프로그래머블 디바이스에 인스톨된 소프트웨어(프로그램)를 업데이트하는 경우에는, 각 슬레이브 제어 장치에 프로그래밍용의 케이블을 통해서 컴퓨터를 접속하고, 그 컴퓨터로부터 프로그래머블 디바이스에 업데이트용 데이터를 다운로드하는 것이 필요하게 된다.
그 때문에, 규모가 크고 복잡한 구조를 갖는 전원 장치에 있어서는, 업데이트 처리를 실행하기 쉬운 것을 고려하여, 프로그래머블 디바이스가 탑재되는 제어 기판의 배치를 설계할 필요가 발생한다. 또한, 무정전 전원 장치에 탑재되는 전원 장치의 수가 늘어남에 따라서, 업데이트 처리에 많은 시간 및 노력이 필요한 것이 염려된다.
그러므로, 본 개시의 주된 목적은, 간소한 구성으로, 프로그램의 업데이트를 효율적으로 실행하는 것이 가능한 무정전 전원 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 한 측면에 따른 무정전 전원 장치는, 복수의 모듈과, 메인 컨트롤러와, 복수의 컨트롤러와, 시리얼 통신선을 구비한다. 메인 컨트롤러는, 제 1 프로그래머블 디바이스를 포함하고, 복수의 모듈을 제어한다. 복수의 컨트롤러는, 각각이 제 2 프로그래머블 디바이스를 포함하고, 메인 컨트롤러와의 통신에 의해 복수의 모듈을 각각 구동한다. 시리얼 통신선은, 메인 컨트롤러와 복수의 컨트롤러를 통신 접속한다. 메인 컨트롤러는, 디바이스와, 제 1 셀렉터를 더 포함한다. 디바이스는, 제 1 프로그래머블 디바이스 및 제 2 프로그래머블 디바이스의 각각의 업데이트 처리를 실행한다. 제 1 셀렉터는, 제 1 프로그래머블 디바이스 및 디바이스 중 어느 하나를 시리얼 통신선에 접속한다. 제 2 프로그래머블 디바이스는, 프로그램을 기억하는 메모리와, 메모리에 기억된 프로그램을 실행하는 것에 의해, 대응하는 모듈을 구동하는 프로세서를 포함한다. 복수의 컨트롤러의 각각은, 제 2 셀렉터를 더 포함한다. 제 2 셀렉터는, 프로세서 및 메모리 중 어느 하나를 시리얼 통신선에 접속한다. 제 1 셀렉터는, 무정전 전원 장치의 운전 때에는 제 1 프로그래머블 디바이스를 시리얼 통신선에 접속한다. 제 1 셀렉터는, 디바이스가 업데이트 처리의 실행 지시를 접수한 것에 따라, 디바이스를 시리얼 통신선에 접속한다. 제 2 셀렉터는, 무정전 전원 장치의 운전 때에는 프로세서를 시리얼 통신선에 접속한다. 제 2 셀렉터는, 무정전 전원 장치의 운전 중에 프로세서가 제 1 프로그래머블 디바이스로부터 실행 지시를 수신한 것에 따라, 메모리를 시리얼 통신선에 접속한다.
본 개시에 따르면, 간소한 구성으로, 프로그램의 업데이트를 효율적으로 실행하는 것이 가능한 무정전 전원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시의 형태 1에 따른 무정전 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.
도 2는 메인 컨트롤러 및 게이트 드라이버의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 통상 통신 모드에 있어서의 쌍방향 통신을 설명하는 도면이다.
도 4는 업데이트 모드에 있어서의 쌍방향 통신을 설명하는 도면이다.
도 5는 메인 컨트롤러 및 게이트 드라이버의 프로그래머블 디바이스를 업데이트하는 처리의 수순을 설명하는 플로차트이다.
도 6은 실시의 형태 2에 따른 무정전 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 바이패스 모듈 및 파워 모듈의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.
도 8은 메인 컨트롤러 및 컨트롤러의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 통상 통신 모드에 있어서의 쌍방향 통신을 설명하는 도면이다.
도 10은 업데이트 모드에 있어서의 쌍방향 통신을 설명하는 도면이다.
이하에, 본 개시의 실시의 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 이하에서는 도면 중의 동일한 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명은 원칙적으로 반복하지 않는 것으로 한다.
[실시의 형태 1]
도 1은 실시의 형태 1에 따른 무정전 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 실시의 형태 1에 따른 무정전 전원 장치(100)는, 상용 교류 전원(30)으로부터 공급되는 삼상 교류 전력을 직류 전력으로 일단 변환하고, 그 직류 전력을 삼상 교류 전력으로 변환하여 부하(31)에 공급하는 것이다. 도 1에서는, 도면 및 설명을 간단하게 하기 위해, 삼상(U상, V상, W상) 중 하나의 상(예컨대 U상)에 대응하는 부분의 회로만이 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 무정전 전원 장치(100)는, 교류 입력 단자 T11, 배터리 단자 T12, 교류 출력 단자 T13, 및 바이패스 입력 단자 T14를 구비한다. 교류 입력 단자 T11은, 상용 교류 전원(30)으로부터 상용 주파수의 교류 전력을 받는다. 바이패스 입력 단자 T14는, 바이패스 교류 전원(33)으로부터 상용 주파수의 교류 전력을 받는다. 바이패스 교류 전원(33)은, 상용 교류 전원이더라도 좋고, 발전기이더라도 상관없다.
배터리 단자 T12는, 배터리(32)에 접속된다. 배터리(32)는, 직류 전력을 저장한다. 배터리(32)는 "전력 저장 장치"의 하나의 실시예에 대응한다. 배터리(32) 대신에 콘덴서가 접속되어 있더라도 상관없다. 교류 출력 단자 T13은, 부하(31)에 접속된다. 부하(31)는, 교류 전력에 의해 구동된다.
무정전 전원 장치(100)는, 전자 접촉기 S1, S2, S3, S4, 전류 검출기(12, 13), 콘덴서(1, 5, 10), 리액터(2, 9), 컨버터(4), 쌍방향 초퍼(7), 인버터(8), 반도체 스위치(20), 검출기(60, 62, 64), 게이트 드라이버(66, 68, 70), 스위치 인터페이스(I/F)(72), 조작부(24), 및 메인 컨트롤러(22)를 더 구비한다.
전자 접촉기 S1, S2, S3, S4, 전류 검출기(12, 13), 콘덴서(1, 5, 10), 리액터(2, 9), 컨버터(4), 쌍방향 초퍼(7), 인버터(8), 및 반도체 스위치(20)의 각각은 "모듈"의 하나의 실시예에 대응한다. 검출기(60, 62, 64), 게이트 드라이버(66, 68, 70), 및 스위치 I/F(72)의 각각은 "컨트롤러"의 하나의 실시예에 대응한다.
전자 접촉기 S2의 제 1 단자는 교류 입력 단자 T11에 접속되고, 전자 접촉기 S2의 제 2 단자(노드 N1)는 리액터(2)의 제 1 단자에 접속된다. 리액터(2)의 제 2 단자는 컨버터(4)의 교류 단자(4a)에 접속된다. 콘덴서(1)는, 노드 N1과 중성점 NP의 사이에 접속된다. 중성점 NP는, 예컨대 접지 전압을 받는다. 전자 접촉기 S1은, 무정전 전원 장치(100)의 사용 때에 온이 되고, 예컨대 무정전 전원 장치(100)의 메인터넌스 때에 오프가 된다.
노드 N1에 나타나는 교류 입력 전압 Vi의 순시값은, 검출기(60)에 의해 검출된다. 전류 검출기(12)는, 노드 N1에 흐르는 교류 입력 전류 Ii를 검출하고, 그 검출 값을 나타내는 신호 Iif를 검출기(60)에 출력한다. 검출기(60)는, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 접속된다. 통신선(15)은, 시리얼 통신으로 쌍방향으로 데이터를 전송하도록 구성되어 있다. 통신선(15)은 "시리얼 통신선"의 하나의 실시예에 대응한다. 검출기(60)는, 교류 입력 전압 Vi의 순시값의 검출 값을 나타내는 신호 및 교류 입력 전류 Ii의 검출 값을 나타내는 신호 Iif를, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 준다.
콘덴서(1) 및 리액터(2)는, 교류 필터(3)를 구성하고, 상용 주파수의 교류 전력을 통과시킴과 아울러, 컨버터(4)에서 발생하는 스위칭 주파수의 전류가 상용 교류 전원(30)으로 통과하는 것을 방지한다.
컨버터(4)는, 메인 컨트롤러(22)에 의해 제어되고, 상용 교류 전원(30)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 통상시에는, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 직류 라인(6)에 출력한다. 상용 교류 전원(30)으로부터 교류 전력이 정상적으로 공급되지 않게 된 경우(상용 교류 전원(30)의 정전 시)에는, 컨버터(4)의 운전은 정지된다. 컨버터(4)의 출력 전압은, 소망하는 값으로 제어 가능하게 되어 있다.
구체적으로는, 컨버터(4)는, 도시하지 않는 복수의 스위칭 소자를 갖고 있다. 복수의 스위칭 소자에는 게이트 드라이버(GD)(66)가 접속된다. 게이트 드라이버(66)는, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 접속되어 있고, 메인 컨트롤러(22)로부터 주어지는 게이트 신호에 따라서 복수의 스위칭 소자를 구동한다.
콘덴서(5)는, 직류 라인(6)에 접속되고, 직류 라인(6)의 전압을 평활화한다. 직류 라인(6)에 나타나는 직류 전압 VD의 순시값은, 검출기(62)에 의해 검출된다. 직류 라인(6)은 쌍방향 초퍼(7)의 고전압 측 노드에 접속되고, 쌍방향 초퍼(7)의 저전압 측 노드는 전자 접촉기 S2를 거쳐서 배터리 단자 T12에 접속된다.
전자 접촉기 S2는, 무정전 전원 장치(100)의 사용 때는 온이 되고, 예컨대 무정전 전원 장치(100) 및 배터리(32)의 메인터넌스 때에 오프가 된다. 배터리 단자 T12에 나타나는 배터리(32)의 단자간 전압 VB의 순시값은, 검출기(62)에 의해 검출된다. 검출기(62)는, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 접속된다. 검출기(62)는, 직류 전압 VD의 순시값의 검출 값 및 배터리(32)의 단자간 전압 VB의 순시값의 검출 값을 나타내는 신호를, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 준다.
쌍방향 초퍼(7)는, 메인 컨트롤러(22)에 의해 제어되고, 통상시에는, 컨버터(4)에 의해 생성된 직류 전력을 배터리(32)에 저장하고, 상용 교류 전원(30)의 정전 때에는, 배터리(32)의 직류 전력을 직류 라인(6)을 통해서 인버터(8)에 공급한다.
쌍방향 초퍼(7)는, 직류 전력을 배터리(32)에 저장하는 경우에는, 직류 라인(6)의 직류 전압 VD를 강압하여 배터리(32)에 준다. 또한, 쌍방향 초퍼(7)는, 배터리(32)의 직류 전력을 인버터(8)에 공급하는 경우에는, 배터리(32)의 단자간 전압 VB를 승압하여 직류 라인(6)에 출력한다. 직류 라인(6)은, 인버터(8)의 입력 노드에 접속되어 있다.
구체적으로는, 쌍방향 초퍼(7)는, 도시하지 않는 복수의 스위칭 소자를 갖고 있다. 복수의 스위칭 소자에는 게이트 드라이버(GD)(68)가 접속된다. 게이트 드라이버(68)는, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 접속되어 있고, 메인 컨트롤러(22)로부터 주어지는 게이트 신호에 따라서 복수의 스위칭 소자를 구동한다.
인버터(8)는, 메인 컨트롤러(22)에 의해 제어되고, 컨버터(4) 또는 쌍방향 초퍼(7)로부터 직류 라인(6)을 통해서 공급되는 직류 전력을 상용 주파수의 교류 전력으로 변환하여 출력한다. 즉, 인버터(8)는, 통상시에는, 컨버터(4)로부터 직류 라인(6)을 통해서 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 상용 교류 전원(30)의 정전 때에는, 배터리(32)로부터 쌍방향 초퍼(7)를 거쳐서 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다. 인버터(8)의 출력 전압은, 소망하는 값으로 제어 가능하게 되어 있다.
구체적으로는, 인버터(8)는, 도시하지 않는 복수의 스위칭 소자를 갖고 있다. 복수의 스위칭 소자에는 게이트 드라이버(GD)(70)가 접속된다. 게이트 드라이버(70)는, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 접속되어 있고, 메인 컨트롤러(22)로부터 주어지는 게이트 신호에 따라서 복수의 스위칭 소자를 구동한다.
인버터(8)의 교류 단자(8a)는 리액터(9)의 제 1 단자에 접속되고, 리액터(9)의 제 2 단자(노드 N2)는 전자 접촉기 S3의 제 1 단자에 접속되고, 전자 접촉기 S3의 제 2 단자(노드 N3)는 교류 출력 단자 T13에 접속된다. 콘덴서(10)는, 노드 N2와 중성점 NP의 사이에 접속된다. 중성점 NP는, 예컨대 접지 전압을 받는다.
전류 검출기(13)는, 인버터(8)의 출력 전류 Io의 순시값을 검출하고, 그 검출 값을 나타내는 신호 Iof를 검출기(64)에 준다. 노드 N2에 나타나는 교류 출력 전압 Vo의 순시값은, 검출기(64)에 의해 검출된다.
검출기(64)는, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 접속된다. 검출기(64)는, 교류 출력 전압 Vo의 순시값의 검출 값을 나타내는 신호 및 출력 전류 Io의 검출 값을 나타내는 신호 Iof를, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 준다.
리액터(9) 및 콘덴서(10)는, 교류 필터(11)를 구성하고, 인버터(8)에서 생성되는 상용 주파수의 교류 전력을 교류 출력 단자 T13으로 통과시키고, 인버터(8)에서 발생하는 스위칭 주파수의 전류가 교류 출력 단자 T13으로 통과하는 것을 방지한다.
전자 접촉기 S3은, 메인 컨트롤러(22)에 의해 제어되고, 인버터(8)에 의해 생성된 교류 전력을 부하(31)에 공급하는 인버터 급전 모드 때에는 온이 되고, 바이패스 교류 전원(33)으로부터의 교류 전력을 부하(31)에 공급하는 바이패스 급전 모드 때에는 오프가 된다.
반도체 스위치(20)는, 서로 역병렬로 접속된 한 쌍의 사이리스터를 포함하고, 바이패스 입력 단자 T14와 노드 N3의 사이에 접속된다. 전자 접촉기 S4는, 반도체 스위치(20)에 병렬 접속된다. 반도체 스위치(20)는, 메인 컨트롤러(22)에 의해 제어되고, 통상시에는 오프가 되고, 인버터(8)가 고장인 경우에는 순간적으로 온이 되어, 바이패스 교류 전원(33)으로부터의 교류 전력을 부하(31)에 공급한다. 반도체 스위치(20)는, 온이 되고 나서 소정 시간 경과 후에 오프가 된다.
전자 접촉기 S4는, 인버터(8)에 의해 생성된 교류 전력을 부하(31)에 공급하는 인버터 급전 모드 때에는 오프가 되고, 바이패스 교류 전원(33)으로부터의 교류 전력을 부하(31)에 공급하는 바이패스 급전 모드 때에는 온이 된다.
또한, 전자 접촉기 S4는, 인버터(8)가 고장인 경우에 온이 되고, 바이패스 교류 전원(33)으로부터의 교류 전력을 부하(31)에 공급한다. 다시 말해, 인버터(8)가 고장인 경우에는, 반도체 스위치(20)가 순간적으로 소정 시간만큼 온이 됨과 아울러 전자 접촉기 S4가 온이 된다. 이것은, 반도체 스위치(20)가 과열되어 파손되는 것을 방지하기 위해서이다.
구체적으로는, 전자 접촉기 S3, S4 및 반도체 스위치(20)에는 스위치 I/F(72)가 접속된다. 스위치 I/F(72)는, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 접속되어 있다. 스위치 I/F(72)는, 메인 컨트롤러(22)로부터 주어지는 온 지령 또는 오프 지령에 따라서, 전자 접촉기 S3, S4 및 반도체 스위치(20)를 온 또는 오프로 한다.
조작부(24)는, 무정전 전원 장치(100)의 유저에 의해 조작되는 복수의 버튼, 여러 가지 정보를 표시하는 디스플레이 등을 포함한다. 유저가 조작부(24)를 조작하는 것에 의해, 무정전 전원 장치(100)의 전원을 온 및 오프로 하거나, 바이패스 급전 모드 및 인버터 급전 모드 중 어느 한쪽의 모드를 선택하거나 하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한 조작부(24)는, 통신 네트워크 NW에 접속되어 있고, 통신 네트워크 NW를 통해서 무정전 전원 장치(100)의 외부 기기(35)와의 사이에서 데이터를 주고받는 것이 가능하게 되어 있다(도 2 참조). 외부 기기(35)는, 예컨대, PC(Personal Computer) 또는 서버 등을 포함한다. 조작부(24)는, USB 커넥터를 더 갖고 있더라도 좋다. 이 경우, 조작부(24)는, USB 커넥터를 통해서 외부 기기(35)와의 사이에서 데이터를 주고받는다.
유저가 조작부(24)를 직접 조작하는 것에 의해, 또는, 유저가 외부 기기(35)를 이용하여 조작부(24)를 원격 조작하는 것에 의해, 메인 컨트롤러(22), 및 검출기(60, 62, 64), 게이트 드라이버(66, 68, 70) 및 스위치 I/F(72)의 각각에 인스톨된 프로그램의 업데이트를 실행하는 것이 가능하게 되어 있다. 프로그램의 업데이트 처리의 상세에 대해서는 후술한다.
메인 컨트롤러(22)는, 조작부(24)로부터의 신호, 및, 검출기(60, 62, 64)로부터의 신호 등에 기초하여 무정전 전원 장치(100) 전체를 제어한다. 즉, 메인 컨트롤러(22)는, 교류 입력 전압 Vi의 검출 값에 기초하여 정전이 발생하였는지 여부를 검출하고, 교류 입력 전압 Vi의 위상에 동기하여 컨버터(4) 및 인버터(8)를 제어한다.
또한 메인 컨트롤러(22)는, 교류 입력 전압 Vi, 교류 입력 전류 Ii, 및 직류 전압 VD에 기초하여 컨버터(4)를 제어한다. 메인 컨트롤러(22)는, 통상시에는, 직류 전압 VD가 소망하는 목표 전압 VDT가 되도록 컨버터(4)를 제어하고, 상용 교류 전원(30)의 정전 때에는, 컨버터(4)의 운전을 정지시킨다.
또한 메인 컨트롤러(22)는, 직류 전압 VD 및 배터리 전압 VB에 기초하여 쌍방향 초퍼(7)를 제어한다. 메인 컨트롤러(22)는, 통상시에는, 배터리 전압 VB가 소망하는 목표 배터리 전압 VBT가 되도록 쌍방향 초퍼(7)를 제어하고, 상용 교류 전원(30)의 정전 때에는, 직류 전압 VD가 소망하는 목표 전압 VDT가 되도록 쌍방향 초퍼(7)를 제어한다.
또한 메인 컨트롤러(22)는, 교류 출력 전류 Io 및 교류 출력 전압 Vo에 기초하여, 교류 출력 전압 Vo가 소망하는 목표 전압 VoT가 되도록 인버터(8)를 제어한다.
상술한 컨버터(4), 쌍방향 초퍼(7) 및 인버터(8)의 제어는, 메인 컨트롤러(22) 및, 검출기(60, 62, 64), 게이트 드라이버(66, 68, 70) 및 스위치 I/F(72)의 각각이, 미리 인스톨된 프로그램을 실행하고, 통신선(15)을 통해서 데이터를 서로 주고받는 것에 의해 실현된다.
즉, 검출기(60, 62, 64), 게이트 드라이버(66, 68, 70) 및 스위치 I/F(72)의 각각은, 무정전 전원 장치(100) 전체를 제어하는 메인 컨트롤러(22)에 의한 제어 하에, 무정전 전원 장치(100)의 각 모듈의 동작을 제어하는 "컨트롤러"의 하나의 실시예에 대응한다. 본 실시의 형태에서는, 시리얼 통신에 의해, 메인 컨트롤러와 각 컨트롤러의 사이에서 데이터를 주고받는 것이 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 모듈의 수가 늘어나도 메인 컨트롤러(22)에 접속되는 배선의 수의 증가를 억제할 수 있다.
다음으로, 메인 컨트롤러(22), 및, 검출기(60, 62, 64), 게이트 드라이버(66, 68, 70) 및 스위치 I/F(72)의 각각의 구성에 대하여 설명한다. 검출기(60, 62, 64), 게이트 드라이버(66, 68, 70) 및 스위치 I/F(72)는 기본적인 구성이 동일하기 때문에, 이하의 설명에서는, 게이트 드라이버(66)의 구성을 대표적으로 나타낸다.
도 2는 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66)는, 통신선(15)에 의해 쌍방향으로 통신 가능하게 접속되어 있다. 통신선(15)은, 시리얼 통신으로 쌍방향으로 데이터를 전송하도록 구성된다. 통신선(15)은, 메인 컨트롤러(22)로부터 게이트 드라이버(66)에 데이터를 전송하기 위한 통신선(15A)과, 게이트 드라이버(66)로부터 메인 컨트롤러(22)에 데이터를 전송하기 위한 통신선(15B)을 포함한다.
메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66)는, 미리 메모리에 기억된 프로그램을 실행하는 것에 의해, 서로 협동하여 컨버터(4)를 제어한다. 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66)는, 무정전 전원 장치(100)의 운용 중에 쌍방향 통신을 행하는 "통상 통신 모드"와, 각각의 기억 장치에 기억된 프로그램을 업데이트하기 위한 쌍방향 통신을 행하는 "업데이트 모드"의 2가지의 통신 모드를 갖고 있다.
또, 통신 모드는, 통상 통신 모드가 디폴트로 되어 있다. 조작부(24)로부터 업데이트의 실행 지시를 접수한 경우에, 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66)의 각각은, 통신 모드를 통상 통신 모드로부터 업데이트 모드로 천이한다.
메인 컨트롤러(22)는, 프로그래머블 디바이스(40)와, 업데이트용 디바이스(42)와, 셀렉터(44)와, 시리얼 통신 I/F(46)를 포함한다.
프로그래머블 디바이스(40)는, 프로세서(400)와, 메모리(402)와, 입출력(I/O) 회로(404)와, 통신 I/F(406)를 포함한다. 프로세서(400), 메모리(402), I/O 회로(404) 및 통신 I/F(406)는, 도시하지 않는 버스를 경유하여 서로 신호의 수수가 가능하다. 프로그래머블 디바이스(40)는, 프로세서(400)를 포함하는 제어 기판으로서 실현되더라도 좋다. 프로그래머블 디바이스(40)는 "제 1 프로그래머블 디바이스"의 하나의 실시예에 대응한다.
프로세서(400)는, 적어도 1개의 집적 회로에 의해 구성된다. 집적 회로는, 예컨대, 적어도 1개의 CPU(Central Processing Unit), 적어도 1개의 MPU(Micro Processing Unit), 적어도 1개의 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 그들의 조합 등에 의해 구성될 수 있다.
메모리(402)는, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 및 비휘발성 기억 장치를 포함한다. 프로세서(400)는, 각종 프로그램을 실행하는 것에 의해 무정전 전원 장치(100)의 동작을 제어한다. 프로세서(400)는, 비휘발성기억 장치로부터 ROM에 프로그램을 읽는다. RAM은, 워킹 메모리로서 기능하고, 프로그램의 실행에 필요한 각종 데이터를 일시적으로 저장한다. I/O 회로(404)는, 조작부(24) 및 업데이트용 디바이스(42)에 접속되고, 조작부(24) 및 업데이트용 디바이스(42)와의 사이에서 신호의 수수가 가능하다.
통신 I/F(406)는, 통상 통신 모드 때에 게이트 드라이버(66)와의 사이에서 데이터를 주고받기 위한 인터페이스이다.
프로그래머블 디바이스(40)는, 통상 통신 모드 때, 송신 신호 T1을 생성하고, 생성한 송신 신호 T1을 셀렉터(44)의 제 1 입력 단자에 출력한다. 프로그래머블 디바이스(40)는, 패러렐 데이터인 송신 신호 T1을 시리얼 데이터로 변환하는 패러렐/시리얼 변환기를 갖고 있다.
업데이트용 디바이스(이하, 간단히 "디바이스"라고도 칭한다)(42)는, 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66)에 각각 포함되는 프로그래머블 디바이스(40, 50)를 업데이트하기 위해 이용된다. 디바이스(42)는, 조작부(24)로부터의 업데이트 실행 지시를 받아서 동작하고, 프로그래머블 디바이스(40, 50)를 업데이트하는 처리를 실행한다. 디바이스(42)는, 프로그래머블 디바이스(40)와 일체적으로 구성되더라도 좋고, 프로그래머블 디바이스(40)와는 별도로 구성되더라도 좋다. 디바이스(42)는 "디바이스"의 하나의 실시예에 대응한다.
디바이스(42)는, I/O 회로(420)와, 통신 I/F(422)를 포함한다. I/O 회로(420) 및 통신 I/F(422)는, 도시하지 않는 버스를 경유하여 서로 신호의 수수가 가능하다.
I/O 회로(420)는, 프로그래머블 디바이스(40) 및 조작부(24)와 접속되고, 프로그래머블 디바이스(40) 및 조작부(24)와의 사이에서 신호의 수수가 가능하다. 통신 I/F(422)는, 업데이트 모드 때에, 디바이스(42)와 게이트 드라이버(66)의 사이에서 데이터를 주고받기 위한 인터페이스이다.
업데이트 모드 때, 디바이스(42)는, 조작부(24)로부터 I/O 회로(420)를 거쳐서, 업데이트 처리에 필요한 데이터를 접수한다. 디바이스(42)는, 조작부(24)로부터 주어진 데이터를 이용하여, 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트용의 송신 신호 Tu1을 생성하고, 생성한 송신 신호 Tu1을 셀렉터(44)의 제 2 입력 단자에 출력한다. 디바이스(42)는, 패러렐 데이터인 송신 신호 Tu1을 시리얼 데이터로 변환하는 패러렐/시리얼 변환기를 갖고 있다.
또한, 디바이스(42)는, 조작부(24)로부터 I/O 회로(420)를 거쳐서, 업데이트의 실행 지시를 나타내는 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 접수한다. 업데이트 모드 이행 플래그 Fu는, 통상 통신 모드 중에는 오프 상태로 설정되어 있고, 업데이트의 실행 지시에 따라 온 상태로 설정된다.
디바이스(42)는, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu가 온 상태일 때에는, H(논리 하이) 레벨로 활성화된 출력 신호 UO2를 생성하고, 생성한 출력 신호 UO2를 셀렉터(44)에 출력한다. 업데이트 모드 이행 플래그 Fu가 오프 상태일 때에는, 디바이스(42)는, L(논리 로우) 레벨의 출력 신호 UO2를 셀렉터(44)에 출력한다.
셀렉터(44)는, 제 1 입력 단자에 프로그래머블 디바이스(40)로부터 출력되는, 통상 통신용의 송신 신호 T1을 받고, 제 2 입력 단자에 디바이스(42)로부터 출력되는, 업데이트용의 송신 신호 Tu1을 받는다. 셀렉터(44)는, 디바이스(42)로부터 주어지는 출력 신호 UO2에 따라, 2개의 입력 신호 중 어느 한쪽을 선택하여 시리얼 통신 I/F(46) 내의 드라이버(460)에 출력한다. 구체적으로는, 출력 신호 UO2가 L 레벨일 때에는, 셀렉터(44)는, 프로그래머블 디바이스(40)로부터의 송신 신호 T1을 선택하여 드라이버(460)에 출력한다. 한편, 출력 신호 UO2가 H 레벨일 때에는, 셀렉터(44)는, 디바이스(42)로부터의 송신 신호 Tu1을 선택하여 드라이버(460)에 출력한다. 셀렉터(44)는 "제 1 셀렉터"의 하나의 실시예에 대응한다.
시리얼 통신 I/F(46)는, 통신선(15)을 이용한 시리얼 통신에 의해, 메인 컨트롤러(22)와 게이트 드라이버(66)의 사이에서 각종 데이터를 주고받기 위한 통신 인터페이스이다. 시리얼 통신 I/F(46)는, 드라이버(460)와, 리시버(462)를 갖는다.
드라이버(460)에는, 셀렉터(44)로부터 출력되는 송신 신호가 주어진다. 드라이버(460)는, 송신 신호에 따른 데이터를, 통신선(15A)을 통해서 컨트롤러(14)에 송신한다.
리시버(462)는, 통신선(15B)을 통해서 게이트 드라이버(66)로부터 송신된 데이터를 수신하고, 수신 신호로서 프로그래머블 디바이스(40) 또는 디바이스(42)에 출력한다. 통상 통신 모드 때, 리시버(462)는, 게이트 드라이버(66)로부터의 데이터를, 통상 통신용의 수신 신호 R1로서 프로그래머블 디바이스(40)에 출력한다. 업데이트 모드 때, 리시버(462)는, 게이트 드라이버(66)로부터의 데이터를, 업데이트용의 수신 신호 Ru1로서 디바이스(42)에 출력한다.
프로그래머블 디바이스(40)는, 리시버(462)로부터 출력되는 수신 신호 R1을 받고, 그 입력한 수신 신호 R1에 기초하여 소정의 처리를 실행한다. 프로그래머블 디바이스(40)는, 시리얼 데이터인 수신 신호 R1을 패러렐 데이터로 변환하는 시리얼/패러렐 변환기를 갖고 있다.
디바이스(42)는, 리시버(462)로부터 출력되는, 업데이트용의 수신 신호 Ru1을 받고, 그 입력한 수신 신호 Ru1에 기초하여 소정의 처리를 실행한다. 디바이스(42)는, 시리얼 데이터인 수신 신호 Ru1을 패러렐 데이터로 변환하는 시리얼/패러렐 변환기를 갖고 있다.
게이트 드라이버(66)는, 프로그래머블 디바이스(50)와, 셀렉터(52)와, 래치 회로(54)와, 시리얼 통신 I/F(56)를 포함한다.
프로그래머블 디바이스(50)는, 프로세서(500)와, ROM(502)과, RAM(504)과, 버퍼 회로(506)와, 업데이트용의 수신 단자(508)와, 업데이트용의 송신 단자(510)를 포함한다. 이들 컴포넌트는, 도시하지 않는 버스를 경유하여 서로 신호의 수수가 가능하다. 프로그래머블 디바이스(50)는, 프로세서(500)를 포함하는 제어 기판으로서 실현되더라도 좋다. 프로그래머블 디바이스(50)는 "제 2 프로그래머블 디바이스"의 하나의 실시예에 대응한다.
프로세서(500)는, 적어도 1개의 집적 회로에 의해 구성된다. 집적 회로는, 예컨대, 적어도 1개의 CPU, 적어도 1개의 MPU, 적어도 1개의 FPGA 또는 그들의 조합 등에 의해 구성될 수 있다.
프로세서(500)는, 각종 프로그램을 실행하는 것에 의해, 컨버터(4)를 구성하는 스위칭 소자를 구동한다. 프로세서(500)는, ROM(502)에 저장되는 프로그램을 RAM(504)에 전개하여 실행한다. ROM(502)에 저장되는 프로그램에는, 프로세서(500)에 의해 실행되는 각종 처리가 기술되어 있다. RAM(504)은, 워킹 메모리로서 기능하고, 프로그램의 실행에 필요한 각종 데이터를 일시적으로 저장한다.
프로그래머블 디바이스(50)는, 통상 통신 모드 때, 통상 통신용의 송신 신호 T2를 생성하고, 생성한 송신 신호 T2를 버퍼 회로(506)에 출력한다. 프로그래머블 디바이스(50)는, 패러렐 데이터인 송신 신호 T2를 시리얼 데이터로 변환하는 패러렐/시리얼 변환기를 갖고 있다.
버퍼 회로(506)는, 송신 버퍼 Bt, 수신 버퍼 Br, 및 출력 버퍼 Bo를 포함한다. 송신 버퍼 Bt는, 셀렉터(52)의 제 1 입력 단자에 접속된다. 송신 버퍼 Bt는, 프로세서(500)로부터 출력되는 송신 신호 T2를 일시적으로 저장한다.
수신 버퍼 Br은, 프로세서(500)에 입력되는, 통상 통신용의 수신 신호 R2를 일시적으로 저장한다. 또, 통상 통신 모드 중에 메인 컨트롤러(22)가 조작부(24)로부터 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 접수한 경우에는, 프로세서(500)는, 수신 버퍼 Br을 거쳐서 메인 컨트롤러(22)로부터 전송되는 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신한다.
프로세서(500)는, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신하면, H 레벨로 활성화된 출력 신호 UO1을 생성하고, 생성한 출력 신호 UO1을 셀렉터(52)에 출력한다. 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신하지 않은 경우에는, 프로세서(500)는, L 레벨의 출력 신호 UO1을 셀렉터(52)에 출력한다. 출력 버퍼 Bo는, 프로세서(500)로부터 출력되는 출력 신호 UO1을 일시적으로 저장한다. 래치 회로(54)는, 출력 버퍼 Bo와 셀렉터(52)의 사이에 마련되고, 출력 버퍼 Bo로부터 출력되는 출력 신호 UO1을 래치한다.
출력 버퍼 Bo는 또한, 출력 신호 UO1을 ROM(502)에 출력한다. ROM(502)은, 출력 버퍼 Bo로부터 주어지는 출력 신호 UO1에 기초하여, 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66) 사이의 통신 모드를 판정한다. 구체적으로는, 출력 신호 UO1이 L 레벨인 경우에는, ROM(502)은, 통신 모드가 통상 통신 모드라고 판정한다. 출력 신호 UO1이 H 레벨인 경우에는, ROM(502)은, 통신 모드가 업데이트 모드라고 판정한다.
수신 단자(508) 및 송신 단자(510)는, ROM(502)에 접속된다. 수신 단자(508) 및 송신 단자(510)는, ROM(502)에 저장되는 프로그램을 업데이트하기 위한 데이터의 수수에 이용된다. 수신 단자(508)는, 시리얼 통신 I/F(56) 내의 리시버(560)에 접속되어 있고, 리시버(560)로부터 출력되는 수신 신호 Ru2를 ROM(502)에 입력한다. 송신 단자(510)는, 셀렉터(52)의 제 2 입력 단자에 접속되어 있고, ROM(502)에 의해 생성된 송신 신호 Tu2를 셀렉터(52)의 제 2 입력 단자에 입력한다.
셀렉터(52)는, 제 1 입력 단자에 프로세서(500)로부터 출력되는, 통상 통신용의 송신 신호 T2를 받고, 제 2 입력 단자에 ROM(502)으로부터 출력되는, 업데이트용의 송신 신호 Tu2를 받는다. 셀렉터(52)는, 프로세서(500)로부터 주어지는 출력 신호 UO1에 따라, 2개의 입력 신호 중 어느 한쪽을 선택하여 시리얼 통신 I/F(56) 내의 드라이버(562)에 출력한다. 출력 신호 UO1이 L 레벨일 때에는, 셀렉터(52)는, 프로세서(500)로부터의 송신 신호 T2를 선택하여 드라이버(562)에 출력한다. 한편, 출력 신호 UO1이 H 레벨일 때에는, 셀렉터(52)는, ROM(502)으로부터의 송신 신호 Tu2를 선택하여 드라이버(562)에 출력한다. 셀렉터(52)는 "제 2 셀렉터"의 하나의 실시예에 대응한다.
시리얼 통신 I/F(56)는, 통신선(15)을 이용한 시리얼 통신에 의해, 게이트 드라이버(66)와 메인 컨트롤러(22)의 사이에서 각종 데이터를 주고받기 위한 통신 인터페이스이다. 시리얼 통신 I/F(56)는, 리시버(560)와, 드라이버(562)를 갖는다.
리시버(560)는, 통신선(15A)을 통해서 메인 컨트롤러(22)로부터 송신된 데이터를 수신하고, 수신 신호로서 프로세서(500) 또는 ROM(502)에 출력한다. 통상 통신 모드 때, 리시버(560)는, 메인 컨트롤러(22)로부터의 데이터를, 통상 통신용의 수신 신호 R2로서 프로세서(500)에 출력한다. 업데이트 모드 때, 리시버(560)는, 메인 컨트롤러(22)로부터의 데이터를, 업데이트용의 수신 신호 Ru2로서 ROM(502)에 출력한다.
프로세서(500)는, 리시버(560)로부터 출력되는 수신 신호 R2를 받고, 그 입력한 수신 신호 R2에 기초하여 소정의 처리를 실행한다. 프로세서(500)는, 시리얼 데이터인 수신 신호 R2를 패러렐 데이터로 변환하는 시리얼/패러렐 변환기를 갖고 있다.
ROM(502)은, 리시버(560)로부터 출력되는 수신 신호 Ru2를 받고, 그 입력한 수신 신호 Ru2에 기초하여 업데이트 처리를 실행한다. ROM(502)은, 시리얼 데이터인 수신 신호 Ru2를 패러렐 데이터로 변환하는 시리얼/패러렐 변환기를 갖고 있다.
드라이버(562)에는, 셀렉터(52)로부터 출력되는 송신 신호가 주어진다. 드라이버(562)는, 송신 신호에 따른 데이터를, 통신선(15B)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 송신한다.
다음으로, 통상 통신 모드 및 업데이트 모드의 각각에 있어서의 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66) 사이의 쌍방향 통신에 대하여 설명한다.
<통상 통신 모드>
도 3은 통상 통신 모드에 있어서의 쌍방향 통신을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 통상 통신 모드 때에는, 메인 컨트롤러(22)의 프로그래머블 디바이스(40)와 게이트 드라이버(66)의 프로그래머블 디바이스(50)(프로세서(500))는, 통신선(15)을 통해서 데이터를 주고받는다.
구체적으로는, 통상 통신 모드 중, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu는 오프 상태로 설정되어 있다. 업데이트 모드 이행 플래그 Fu가 오프 상태일 때에는, 디바이스(42)는, L 레벨의 출력 신호 UO2를 셀렉터(44)에 출력한다.
셀렉터(44)는, 제 1 입력 단자에 프로그래머블 디바이스(40)로부터 출력되는 송신 신호 T1을 받고, 제 2 입력 단자에 디바이스(42)로부터 출력되는 송신 신호 Tu1을 받는다. 출력 신호 UO2가 L 레벨일 때에는, 셀렉터(44)는, 프로그래머블 디바이스(40)로부터의 송신 신호 T1을 선택하여 드라이버(460)에 출력한다. 셀렉터(44)로부터 출력된 송신 신호 T1은, 통신선(15A)을 통해서 게이트 드라이버(66)에 송신된다.
컨트롤러(14)에 있어서, 리시버(560)는, 통신선(15A)을 통해서 송신 신호 T1을 수신한다. 통상 통신 모드 때, 리시버(560)는, 수신한 송신 신호 T1을, 수신 버퍼 Br에 출력한다. 수신 버퍼 Br은, 송신 신호 T1을, 수신 신호 R2로서 프로세서(500)에 출력한다.
프로세서(500)는, L 레벨의 출력 신호 UO1을 셀렉터(44)에 출력한다. 또한 프로세서(500)는, L 레벨의 출력 신호 UO1을 출력 버퍼 Bo를 거쳐서 ROM(502)에 전송한다. ROM(502)은, 출력 버퍼 Bo로부터 주어지는 L 레벨의 출력 신호 UO1에 기초하여, 통신 모드가 통상 통신 모드라고 판정한다.
출력 버퍼 Bo는, 래치 회로(54)를 거쳐서, L 레벨의 출력 신호 UO1을 셀렉터(52)에 준다. 래치 회로(54)는, 출력 신호 UO1을 래치한다.
셀렉터(52)는, 제 1 입력 단자에 프로세서(500)로부터 출력되는 송신 신호 T2를 받고, 제 2 입력 단자에 ROM(502)으로부터 출력되는 송신 신호 Tu2를 받는다. 출력 신호 UO1이 L 레벨일 때에는, 셀렉터(52)는, 프로세서(500)로부터의 송신 신호 T2를 선택하여 드라이버(562)에 출력한다. 셀렉터(52)로부터 출력된 송신 신호 T2는, 통신선(15B)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 송신된다.
메인 컨트롤러(22)에 있어서, 리시버(462)는, 통신선(15B)을 통해서 송신 신호 T2를 수신한다. 통상 통신 모드 때, 리시버(462)는, 수신한 송신 신호 T2를, 프로그래머블 디바이스(40)에 출력한다. 프로그래머블 디바이스(40)는, 송신 신호 T2를, 수신 신호 R1로서 받는다.
도 3에서는, 통상 통신 모드 때에 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66) 사이에 형성되는 통신 경로를 굵은 선으로 나타내고 있다. 통상 통신 모드 때에는, 메인 컨트롤러(22)의 셀렉터(44)는, 프로그래머블 디바이스(40)의 송신 신호 T1을 선택하여 게이트 드라이버(66)에 송신한다. 게이트 드라이버(66)의 셀렉터(52)는, 프로그래머블 디바이스(50)의 송신 신호 T2를 선택하여 메인 컨트롤러(22)에 송신한다. 즉, 프로그래머블 디바이스(40)와 프로그래머블 디바이스(50)의 사이의 통신을 가능하게 하기 위한 통신 경로가 형성된다. 무정전 전원 장치(100)의 운용 중에, 그 통신 경로를 이용하여 프로그래머블 디바이스(40)와 프로그래머블 디바이스(50)의 사이에서 서로 데이터를 주고받는 것에 의해, 컨버터(4)를 제어할 수 있다.
<업데이트 모드>
도 4는 업데이트 모드에 있어서의 쌍방향 통신을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 업데이트 모드 때에는, 메인 컨트롤러(22)의 디바이스(42)와 게이트 드라이버(66)의 ROM(502)은, 통신선(15)을 통해서, 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트를 위한 데이터를 주고받는다.
도 3에 나타낸 통상 통신 모드로부터 도 4에 나타내는 업데이트 모드로의 천이는, 조작부(24)로부터 입력되는 업데이트 모드 이행 플래그 Fu에 따라 실행된다. 구체적으로는, 통상 통신 모드 중, 조작부(24)는, 유저 또는 외부 기기(35)로부터 업데이트의 실행 지시를 접수하면, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 온 상태로 설정한다. 조작부(24)는, 온 상태로 설정된 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 디바이스(42)에 출력한다.
디바이스(42)는, 조작부(24)로부터 수신한 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 프로그래머블 디바이스(40)에 전송한다. 또한, 디바이스(42)는, 프로그래머블 디바이스(40, 50)의 각각을 업데이트하기 위한 데이터를 조작부(24)로부터 접수한다.
프로그래머블 디바이스(40)는, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신하면, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 포함하는 송신 신호 T1을 생성하여 셀렉터(44)에 출력한다. 통상 통신 모드 중, 셀렉터(44)에는 L 레벨의 출력 신호 UO2가 입력되고 있다. 따라서, 셀렉터(44)는, L 레벨의 출력 신호 UO2에 따라서, 프로그래머블 디바이스(40)로부터의 송신 신호 T1(즉, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu)을 선택하여 드라이버(460)에 출력한다. 셀렉터(44)로부터 출력된 송신 신호 T1은, 통신선(15A)을 통해서 컨트롤러(14)에 송신된다.
디바이스(42)는, 조작부(24)로부터 주어지는, 프로그래머블 디바이스(40)를 업데이트하기 위한 데이터를 프로그래머블 디바이스(40)에 전송한다. 업데이트 모드 중, 프로그래머블 디바이스(40)는, 디바이스(42)로부터 주어지는 업데이트용의 데이터에 따라서, 메모리(402)에 기억된 프로그램을 업데이트한다.
또한, 디바이스(42)는, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 접수한 것에 따라, 출력 신호 UO2를 H 레벨로 활성화하고, 그 출력 신호 UO2를 셀렉터(44)에 출력한다. 또한, 디바이스(42)는, 조작부(24)로부터 주어지는, 프로그래머블 디바이스(50)를 업데이트하기 위한 데이터를 기초로, 업데이트용의 송신 신호 Tu1을 생성한다.
셀렉터(44)는, H 레벨의 출력 신호 UO2가 주어지면, 디바이스(42)로부터의 송신 신호 Tu1을 선택하여 드라이버(460)에 출력한다. 셀렉터(44)로부터 출력된 송신 신호 Tu1은, 통신선(15A)을 통해서 게이트 드라이버(66)에 송신된다.
게이트 드라이버(66)에 있어서, 리시버(560)는, 통상 통신 모드 중에 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 포함하는 송신 신호 T1을 수신하면, 수신한 송신 신호 T1을, 수신 버퍼 Br에 출력한다. 수신 버퍼 Br은, 송신 신호 T1을, 수신 신호 R2로서 프로세서(500)에 출력한다. 수신 신호 R2에는, 온 상태로 설정된 업데이트 모드 이행 플래그 Fu가 포함되어 있다.
프로세서(500)는, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신하면, 출력 신호 UO1을 H 레벨로 활성화하고, 그 출력 신호 UO1을 셀렉터(44)에 출력한다. 또한, 프로세서(500)는, 출력 신호 UO1을 ROM(502)에 전송한다.
또한, 프로세서(500)는, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신한 것에 따라, 버퍼 회로(506)를 무효화한다. 업데이트 모드 중에는 프로세서(500)에 의한 데이터의 주고받음을 정지시키는 것에 의해, 업데이트의 실행 중에 프로세서(500)가 오동작하는 것을 방지할 수 있다.
H 레벨의 출력 신호 UO1은, 출력 버퍼 Bo 및 래치 회로(54)를 경유하여, 셀렉터(52)에 입력된다. 래치 회로(54)는, 이 H 레벨의 출력 신호 UO1을 래치한다. 이것에 따르면, 버퍼 회로(506)가 무효화되어 출력 버퍼 Bo가 출력 신호 UO1을 출력할 수 없는 상태에 있어서도, 셀렉터(52)에 H 레벨의 출력 신호 UO1을 계속 주는 것이 가능하게 된다.
ROM(502)은, 출력 버퍼 Bo로부터 입력된 H 레벨의 출력 신호 UO1에 기초하여, 통상 모드가 업데이트 모드라고 판별한다. 업데이트 모드 중, ROM(502)은, 프로세서(500) 대신에, 메인 컨트롤러(22)(디바이스(42))와의 사이에서 업데이트용의 데이터를 주고받는 것이 가능하게 된다.
셀렉터(52)는, 래치 회로(54)로부터 입력되는 H 레벨의 출력 신호 UO1에 따라, ROM(502)으로부터의 업데이트용의 송신 신호 Tu2를 선택하여 드라이버(562)에 출력한다. 셀렉터(52)로부터 출력된 송신 신호 Tu2는, 통신선(15B)을 통해서 메인 컨트롤러(22)에 송신된다.
메인 컨트롤러(22)에 있어서, 리시버(462)는, 통신선(15B)을 통해서 송신 신호 Tu2를 수신한다. 업데이트 모드 때, 리시버(462)는, 수신한 송신 신호 Tu2를 디바이스(42)에 출력한다. 디바이스(42)는, 송신 신호 Tu2를, 업데이트용의 수신 신호 Ru1로서 받는다.
도 4에서는, 업데이트 모드 때에 메인 컨트롤러(22)와 게이트 드라이버(66)의 사이에 형성되는 통신 경로를 굵은 선으로 나타내고 있다. 업데이트 모드 때에는, 메인 컨트롤러(22)의 셀렉터(44)는, 디바이스(42)의 업데이트용의 송신 신호 Tu1을 선택하여 게이트 드라이버(66)에 송신한다. 게이트 드라이버(66)의 셀렉터(52)는, ROM(502)의 업데이트용의 송신 신호 Tu2를 선택하여 메인 컨트롤러(22)에 송신한다. 즉, 디바이스(42)와 ROM(502)의 사이의 통신을 가능하게 하기 위한 통신 경로가 형성된다. 업데이트 모드 중, 그 통신 경로를 이용하여 디바이스(42)와 ROM(502)의 사이에서 업데이트용의 데이터를 주고받는 것에 의해, 프로그래머블 디바이스(50)를 업데이트할 수 있다.
여기서, 상술한 통상 통신 모드 때의 통신 경로(도 3 참조)와 업데이트 모드 때의 통신 경로(도 4 참조)는, 통신선(15)을 공용하고 있다. 따라서, 통신선의 수를 늘리는 일 없이, 메인 컨트롤러(22)에 의해 게이트 드라이버(66)의 프로그래머블 디바이스(50)를 업데이트할 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 메인 컨트롤러(22)는, 복수의 컨트롤러(검출기(60, 62, 64), 게이트 드라이버(66, 68, 70), 및 스위치 I/F(72))와 통신선(15)에 의해 접속되어 있다. 따라서, 통신선(15)을 이용하여 메인 컨트롤러(22)와 각 컨트롤러의 사이에 업데이트용의 통신 경로를 형성하는 것에 의해, 메인 컨트롤러(22)는, 모든 컨트롤러를 업데이트하는 것이 가능하게 된다.
또, 상술한 바와 같이, 게이트 드라이버(66)에 있어서, 프로그래머블 디바이스(50)는, 메인 컨트롤러(22)로부터 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신하면, 통상 통신 모드 때의 쌍방향 통신에 이용되는 버퍼 회로(506)를 무효화한다. 이것에 의해, 업데이트 모드 중, 프로세서(500)는, 데이터를 주고받을 수 없게 되기 때문에, 셀렉터(52)에 대한 출력 신호 UO1의 출력도 끊어지게 된다. 본 실시의 형태에서는, 프로세서(500)의 출력 신호 UO1을 래치하는 래치 회로(54)를 마련한 것에 의해, 셀렉터(52)에 H 레벨의 출력 신호 UO1을 계속 주는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 업데이트 모드 중, 메인 컨트롤러(22)의 디바이스(42)와 ROM(502)의 사이의 쌍방향 통신을 유지할 수 있고, ROM(502)에 기억되는 프로그램을 업데이트하는 것이 가능하게 된다.
프로그래머블 디바이스(40, 50)의 업데이트가 완료되면, 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66)는, 프로그래머블 디바이스(40, 50)의 초기화 처리를 각각 실행한다. 이 초기화 처리에 의해, 통신 모드는, 업데이트 모드로부터 통상 통신 모드로 천이한다. 구체적으로는, 메인 컨트롤러(22)에 있어서, 디바이스(42)는, L 레벨의 출력 신호 UO2를 셀렉터(44)에 출력한다. 게이트 드라이버(66)에 있어서, 프로세서(500)는, L 레벨의 출력 신호 UO1을 셀렉터(52)에 출력함과 아울러, 버퍼 회로(506)를 사용 가능한 상태로 되돌린다.
도 5는 메인 컨트롤러(22) 및 게이트 드라이버(66)의 프로그래머블 디바이스를 업데이트하는 처리의 수순을 설명하는 플로차트이다. 도면 중, 메인 컨트롤러(22)에 있어서 실행되는 처리를 좌측에 나타내고, 게이트 드라이버(66)에 있어서 실행되는 처리를 우측에 나타낸다.
통상 통신 모드 때, 스텝(이하, 간단히 스텝을 S로 표기한다) 01에 의해, 메인 컨트롤러(22)에 있어서, 디바이스(42)는, 조작부(24)로부터 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신하였는지 여부를 판정한다. 조작부(24)로부터 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신한 경우(S01의 YES 판정 때)에는, 디바이스(42)는, 수신한 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 프로그래머블 디바이스(40)에 전송한다.
S02에 있어서, 프로그래머블 디바이스(40)는, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 포함하는 송신 신호 T1을 생성하여 셀렉터(44)에 출력한다. 이때, 셀렉터(44)는, 디바이스(42)로부터 L 레벨의 출력 신호 UO2를 받고 있기 때문에, 송신 신호 T1(업데이트 모드 이행 플래그 Fu)을 선택하여 통신선(15)을 통해서 게이트 드라이버(66)에 송신한다.
디바이스(42)는, S03에 의해, H 레벨로 활성화된 출력 신호 UO2를 셀렉터(44)에 출력한다. H 레벨의 출력 신호 UO2를 받는 것에 의해, 셀렉터(44)는, 프로그래머블 디바이스(40)의 송신 신호 T1 대신에, 디바이스(42)의 업데이트용의 송신 신호 Tu1을 선택하여 드라이버(460)에 출력하게 된다. 이것에 의해, 통신 모드를 통상 통신 모드로부터 업데이트 모드로 천이시킨다. S03에 따르면, 메인 컨트롤러(22)와 게이트 드라이버(66)의 사이의 통신 경로는, 프로그래머블 디바이스(40)와 게이트 드라이버(66)의 사이의 통신 경로로부터, 디바이스(42)와 게이트 드라이버(66)의 사이의 통신 경로로 하드웨어적으로 전환된다. 그 때문에, 업데이트 모드 중, 프로그래머블 디바이스(40)는, 게이트 드라이버(66)와 데이터를 주고받을 수 없게 된다.
S04에 의해, 프로그래머블 디바이스(40)는, 디바이스(42)로부터 주어지는 업데이트용의 데이터를 이용하여, 메모리(402)에 기억된 프로그램을 업데이트한다. 프로그래머블 디바이스(40)는, 업데이트의 완료 후, 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트가 완료될 때까지, 대기 상태가 된다.
S05에 의해, 디바이스(42)는, 게이트 드라이버(66)와의 사이에서 업데이트용의 데이터를 주고받는 것에 의해, 게이트 드라이버(66)의 프로그래머블 디바이스(50)를 업데이트한다.
S06에 있어서, 디바이스(42)는, 프로그래머블 디바이스(40, 50)의 업데이트가 완료되었는지 여부를 판정한다. S06에서는, 디바이스(42)는, 프로그래머블 디바이스(40)로부터의 신호에 기초하여, 프로그래머블 디바이스(40)의 업데이트가 완료되었는지 여부를 판정한다. 또한, 디바이스(42)는, 게이트 드라이버(66)로부터 송신되는 신호에 기초하여, 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트가 완료되었는지 여부를 판정한다. 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트가 완료되지 않은 경우(S06의 NO 판정 때)에는, 디바이스(42)는, S05의 처리를 계속한다.
프로그래머블 디바이스(40, 50)의 업데이트가 완료되었다고 판정된 경우(S06의 YES 판정 때)에는, S07에 의해, 프로그래머블 디바이스(40)는 메인 컨트롤러(22)를 초기화한다. 초기화된 것에 의해, S08에 있어서, 디바이스(42)는, L 레벨로 비활성화된 출력 신호 UO2를 셀렉터(44)에 출력한다. L 레벨의 출력 신호 UO2를 받는 것에 의해, 셀렉터(44)는, 프로그래머블 디바이스(40)의 송신 신호 T1을 선택하여 드라이버(460)에 출력하게 된다. 이것에 의해, 통신 모드를 업데이트 모드로부터 통상 통신 모드로 천이시킨다. S08에 따르면, 메인 컨트롤러(22)와 게이트 드라이버(66)의 사이의 통신 경로는, 디바이스(42)와 게이트 드라이버(66)의 사이의 통신 경로로부터, 프로그래머블 디바이스(40)와 게이트 드라이버(66)의 사이의 통신 경로로 하드웨어적으로 전환된다. 따라서, 프로그래머블 디바이스(40)는, 업데이트된 프로그램에 따라서 게이트 드라이버(66)와 데이터를 주고받게 된다.
게이트 드라이버(66)에 있어서는, 통상 통신 모드 때, S11에 의해, 프로그래머블 디바이스(50)는, 메인 컨트롤러(22)로부터 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신하였는지 여부를 판정한다. 메인 컨트롤러(22)로부터 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신한 경우(S11의 YES 판정 때)에는, 프로그래머블 디바이스(50)는, S12에 있어서, H 레벨로 활성화된 출력 신호 UO1을 셀렉터(52)에 출력한다.
H 레벨의 출력 신호 UO1을 받는 것에 의해, 셀렉터(52)는, 프로세서(500)의 송신 신호 T2 대신에, ROM(502)으로부터 출력되는 업데이트용의 출력 신호 Tu2를 선택하여 드라이버(562)에 출력하게 된다. 이것에 의해, 메인 컨트롤러(22)와 게이트 드라이버(66)의 사이의 통신 경로는, 프로그래머블 디바이스(40)와 프로세서(500)의 사이의 통신 경로로부터, 디바이스(42)와 ROM(502)의 사이의 통신 경로로 하드웨어적으로 전환된다.
또한, 프로그래머블 디바이스(50)는, S13에 의해, 버퍼 회로(506)를 무효화한다. 이것에 의해, 통신 모드를 통상 통신 모드로부터 업데이트 모드로 천이시킨다. 업데이트 모드 중, 프로그래머블 디바이스(50)는, 프로그래머블 디바이스(40)와 데이터를 주고받을 수 없게 된다.
S14에서는, ROM(502)과 디바이스(42)의 사이에서, 통신선(15)을 통해서 업데이트용의 데이터를 주고받는 것에 의해, ROM(502)에 기억된 프로그램의 업데이트가 실행된다. S16에 있어서, 디바이스(42)는, 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트가 완료되었는지 여부를 판정한다. S16에서는, 프로그래머블 디바이스(50)는, ROM(502)으로부터의 신호에 기초하여, 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트가 완료되었는지 여부를 판정한다. 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트가 완료되지 않은 경우(S16의 NO 판정 때)에는, 프로그래머블 디바이스(50)는, S14, S15의 처리를 계속한다.
프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트가 완료되었다고 판정된 경우(S16의 YES 판정 때)에는, S17에 의해, 프로그래머블 디바이스(50)는 게이트 드라이버(66)를 초기화한다. 초기화된 것에 의해, S18에 있어서, 프로그래머블 디바이스(50)는, L 레벨로 비활성화된 출력 신호 UO1을 셀렉터(52)에 출력한다. L 레벨의 출력 신호 UO1을 받는 것에 의해, 셀렉터(52)는, 프로세서(500)의 송신 신호 T2를 선택하여 드라이버(562)에 출력하게 된다.
S18에 따르면, 메인 컨트롤러(22)와 게이트 드라이버(66)의 사이의 통신 경로는, 디바이스(42)와 ROM(502)의 사이의 통신 경로로부터, 프로그래머블 디바이스(40)와 프로세서(500)의 사이의 통신 경로로 하드웨어적으로 전환된다. 따라서, 프로그래머블 디바이스(50)는, 업데이트된 프로그램에 따라서 메인 컨트롤러(22)의 프로그래머블 디바이스(40)와 데이터를 주고받게 된다.
또한, 프로그래머블 디바이스(50)는, S19에 의해, 버퍼 회로(506)를 유효화한다. 이것에 의해, 통신 모드를 업데이트 모드로부터 통상 통신 모드로 천이시킨다. 프로그래머블 디바이스(50)는, 프로그래머블 디바이스(40)와의 데이터의 주고받음이 가능한 상태로 되돌아간다.
<작용 효과>
이상 설명한 바와 같이, 실시의 형태 1에 따른 무정전 전원 장치(100)에 따르면, 메인 컨트롤러(22) 및 복수의 컨트롤러(예컨대, 게이트 드라이버(66))가 시리얼 통신선(통신선(15))으로 서로 통신 가능하게 접속되어 있는 구성에 있어서, 메인 컨트롤러(22)는, 그 시리얼 통신선을 이용하여 각 컨트롤러에 인스톨된 프로그램을 업데이트할 수 있다. 이것에 따르면, 각 컨트롤러에 프로그래밍용의 케이블을 통해서 컴퓨터를 접속하는 것이 불필요하게 된다. 따라서, 간소한 구성으로, 모든 컨트롤러를 효율적으로 업데이트하는 것이 가능하게 된다.
또한, 조작부(24)를 외부 기기(35)와 통신 가능하게 접속하고, 메인 컨트롤러(22)가 조작부(24)로부터 업데이트용의 데이터를 받아서 각 컨트롤러에 송신하는 구성으로 한 것에 의해, 유저는 외부 기기(35)를 이용하여 원격으로 각 컨트롤러를 업데이트하는 것도 가능하게 된다.
[실시의 형태 2]
도 6은 실시의 형태 2에 따른 무정전 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.
도 6을 참조하면, 실시의 형태 2에 따른 무정전 전원 장치(110)는, 바이패스 모듈 B0과, 복수의 파워 모듈 P1~Pn(n은 2 이상의 정수)과, 배터리(32)와, 통신선(15)을 구비한다. 바이패스 모듈 B0 및 파워 모듈 P1~Pn은, 통신선(15)에 의해 서로 접속되어 있다. 통신선(15)은, 시리얼 통신으로 쌍방향으로 데이터를 전송하도록 구성되어 있다.
바이패스 모듈 B0은, 교류 입력 단자 T21과, 교류 출력 단자 T22와, 교류 입력 단자 T21과 교류 출력 단자 T22의 사이에 접속되는 스위치(도시하지 않음)를 갖는다.
파워 모듈 P1~Pn의 각각은, 컨버터 및 인버터를 갖는 전력 변환 모듈이다. 이하의 설명에서는, 파워 모듈 P1~Pn을 포괄적으로 "파워 모듈 P"라고 칭하는 경우가 있다. 파워 모듈 P는, 교류 입력 단자 T11과, 배터리 단자 T12와, 교류 출력 단자 T13을 갖는다.
바이패스 모듈 B0의 교류 입력 단자 T21 및 각 파워 모듈 P의 교류 입력 단자 T11은 모두 상용 교류 전원(30)에 접속된다. 교류 입력 단자 T21 및 각 교류 입력 단자 T11은, 상용 교류 전원(30)으로부터 공급되는 상용 주파수의 교류 전압 Vi를 받는다.
각 파워 모듈 P의 배터리 단자 T12는 모두 배터리(32)에 접속된다. 배터리(32)는 직류 전력을 저장한다. 배터리(32) 대신에 콘덴서가 접속되어 있더라도 좋다.
바이패스 모듈 B0의 교류 출력 단자 T22 및 각 파워 모듈 P의 교류 출력 단자 T13은 모두 부하(31)에 접속된다. 즉, 바이패스 모듈 B0 및 파워 모듈 P1~Pn은, 상용 교류 전원(30)과 부하(31)의 사이에 서로 병렬로 접속되어 있다. 부하(31)는, 바이패스 모듈 B0 또는 파워 모듈 P로부터 공급되는 교류 전력에 의해 구동된다.
이와 같은 무정전 전원 장치는 "모듈형 무정전 전원 장치"라고 칭하여진다. 모듈형 무정전 전원 장치는, 무정전 전원 장치의 용량에 따른 대수의 파워 모듈의 병렬 회로를 내부에 구축하고 있다. 무정전 전원 장치에 의한 전원 공급에 N대의 파워 모듈이 필요한 경우, (N+1)대의 파워 모듈을 배치하여, 다중화를 도모하는 것에 의해, 전원 품질을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 단일 무정전 전원 장치에 있어서 모듈 단위로 다중화를 도모하는 방식은 "핫 스왑 방식"이라고도 칭하여진다. 핫 스왑 방식이란, 무정전 전원 장치의 운용 중에 파워 모듈을 정지하고, 그 파워 모듈을 제거 및 삽입 가능한 구조를 의미한다. 이것에 따르면, 파워 모듈의 고장이나 점검 때에 무정전 전원 장치에 의한 급전을 계속한 상태에서 파워 모듈 P를 교환할 수 있다.
무정전 전원 장치(110)는, 인버터 급전 모드와, 바이패스 급전 모드를 갖는다. 인버터 급전 모드는, 파워 모듈 P로부터 부하(31)에 교류 전력이 공급되는 모드이다. 인버터 급전 모드에서는, 상용 교류 전원(30)으로부터 공급되는 교류 전력이 파워 모듈 P의 컨버터에 의해 직류 전력으로 변환되고, 그 직류 전력이 인버터에 의해 교류 전력으로 변환되어 부하(31)에 공급된다. 바이패스 급전 모드는, 상용 교류 전원(30)으로부터 바이패스 모듈 B0을 거쳐서 부하(31)에 교류 전력이 공급되는 모드이다. 바이패스 급전 모드에서는, 상용 교류 전원(30)으로부터 공급되는 교류 전력이, 파워 모듈 P를 통과하지 않고서 부하(31)에 공급된다.
도 7은 도 6에 나타낸 바이패스 모듈 B0 및 파워 모듈 P의 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 무정전 전원 장치(110)는, 상용 교류 전원(30)으로부터의 삼상 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 그 직류 전력을 삼상 교류 전력으로 변환하여 부하(31)에 공급한다. 도 7에서는, 도면 및 설명을 간단하게 하기 위해, 삼상(U상, V상, W상) 중 하나의 상에 대응하는 부분의 회로만이 도시되어 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 바이패스 모듈 B0은, 반도체 스위치(20)와, 메인 컨트롤러(80)와, 조작부(24)를 포함한다. 반도체 스위치(20)는, 교류 입력 단자 T21과 교류 출력 단자 T22의 사이에 접속된다. 반도체 스위치(20)는, 예컨대, 역병렬로 접속된 한 쌍의 사이리스터를 갖는 사이리스터 스위치이다. 반도체 스위치(20)는, 메인 컨트롤러(80)에 의해 제어된다. 반도체 스위치(20)는, 인버터 급전 모드 때에 오프가 되고, 바이패스 급전 모드 때에 온이 된다.
조작부(24)는, 무정전 전원 장치(110)의 유저에 의해 조작되는 복수의 버튼, 여러 가지 정보를 표시하는 디스플레이 등을 포함한다. 유저가 조작부(24)를 조작하는 것에 의해, 무정전 전원 장치(110)의 전원을 온 및 오프로 하거나, 바이패스 급전 모드 및 인버터 급전 모드 중 어느 한쪽의 모드를 선택하거나 하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한 조작부(24)는, 통신 네트워크 NW에 접속되어 있고, 통신 네트워크 NW를 통해서 무정전 전원 장치(110)의 외부 기기(35)와의 사이에서 데이터를 주고받는 것이 가능하게 되어 있다(도 8 참조). 외부 기기(35)는, 예컨대, PC 또는 서버 등을 포함한다. 조작부(24)는, USB 커넥터를 더 갖고 있더라도 좋다. 이 경우, 조작부(24)는, USB 커넥터를 통해서 외부 기기(35)와의 사이에서 데이터를 주고받는다.
실시의 형태 1에 따른 무정전 전원 장치(100)(도 1 참조)와 마찬가지로, 무정전 전원 장치(110)에 있어서도, 유저가 조작부(24)를 직접 조작하는 것에 의해, 또는, 유저가 외부 기기(35)를 이용하여 조작부(24)를 원격 조작하는 것에 의해, 메인 컨트롤러(80) 및 파워 모듈 P의 컨트롤러(82)의 각각에 인스톨된 프로그램의 업데이트를 실행하는 것이 가능하게 되어 있다.
파워 모듈 P는, 전자 접촉기 S1~S3, 콘덴서(1, 5, 10), 리액터(2, 9), 컨버터(4), 직류 라인(6), 쌍방향 초퍼(7), 인버터(8), 전류 검출기(13), 및 컨트롤러(82)를 구비한다.
전자 접촉기 S1 및 리액터(2)는, 교류 입력 단자 T11과 컨버터(4)의 입력 노드의 사이에 직렬 접속된다. 콘덴서(1)는, 전자 접촉기 S1과 리액터(2)의 사이의 노드 N1에 접속된다. 전자 접촉기 S1은, 대응하는 파워 모듈 P가 운전 상태가 된 경우에 온이 되고, 대응하는 파워 모듈 P가 정지 상태가 된 경우에 오프가 된다. 노드 N1에 나타나는 교류 입력 전압 Vi의 순시값은, 컨트롤러(82)에 의해 검출된다. 교류 입력 전압 Vi의 순시값에 기초하여, 정전의 발생의 유무 등이 판별된다.
콘덴서(1) 및 리액터(2)는, 교류 필터(3)를 구성한다. 교류 필터(3)는, 저역 통과 필터이고, 상용 교류 전원(30)으로부터 컨버터(4)에 상용 주파수의 교류 전력을 통과시키고, 컨버터(4)에서 발생하는 스위칭 주파수의 신호가 상용 교류 전원(30)으로 통과하는 것을 방지한다.
컨버터(4)는, 컨트롤러(82)에 의해 제어되고, 상용 교류 전원(30)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 통상시에는, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 직류 라인(6)에 출력한다. 상용 교류 전원(30)의 정전 때에는, 컨버터(4)의 운전은 정지된다.
콘덴서(5)는, 직류 라인(6)에 접속되고, 직류 라인(6)의 전압을 평활화한다. 직류 라인(6)에 나타나는 직류 전압 VD의 순시값은, 컨트롤러(82)에 의해 검출된다. 직류 라인(6)은 쌍방향 초퍼(7)의 고전압 측 노드에 접속되고, 쌍방향 초퍼(7)의 저전압 측 노드는 전자 접촉기 S2를 거쳐서 배터리 단자 T12에 접속된다.
전자 접촉기 S2는, 대응하는 파워 모듈 P의 사용 때는 온이 되고, 대응하는 파워 모듈 P 및 대응하는 배터리(32)의 메인터넌스 때에 오프가 된다. 배터리 단자 T12에 나타나는 배터리(32)의 단자간 전압 VB의 순시값은, 컨트롤러(82)에 의해 검출된다.
쌍방향 초퍼(7)는, 컨트롤러(82)에 의해 제어되고, 통상시에는, 컨버터(4)에 의해 생성된 직류 전력을 배터리(32)에 저장하고, 상용 교류 전원(30)의 정전 때는, 배터리(32)의 직류 전력을, 직류 라인(6)을 통해서 인버터(8)에 공급한다.
쌍방향 초퍼(7)는, 직류 전력을 배터리(32)에 저장하는 경우는, 직류 라인(6)의 직류 전압 VD를 강압하여 배터리(32)에 준다. 또한, 쌍방향 초퍼(7)는, 배터리(32)의 직류 전력을 인버터(8)에 공급하는 경우는, 배터리(32)의 단자간 전압 VB를 승압하여 직류 라인(6)에 출력한다. 직류 라인(6)은, 인버터(8)의 입력 노드에 접속되어 있다.
인버터(8)의 출력 노드는 리액터(9)의 제 1 단자에 접속되고, 리액터(9)의 제 2 단자(노드 N2)는 전자 접촉기 S3을 거쳐서 교류 출력 단자 T13에 접속된다. 콘덴서(10)는, 노드 N2에 접속된다. 노드 N2에 나타나는 교류 출력 전압 Vo의 순시값은, 컨트롤러(82)에 의해 검출된다. 전류 검출기(13)는, 노드 N2로부터 전자 접촉기 S3을 거쳐서 교류 출력 단자 T13(즉 부하(31))에 흐르는 전류 Io의 순시값을 검출하고, 그 검출 값을 나타내는 신호 Iof를 컨트롤러(82)에 준다.
리액터(9) 및 콘덴서(10)는, 교류 필터(11)를 구성한다. 교류 필터(11)는, 저역 통과 필터이고, 인버터(8)에서 생성된 상용 주파수의 교류 전력을 교류 출력 단자 T13으로 통과시키고, 인버터(8)에서 발생하는 스위칭 주파수의 신호가 교류 출력 단자 T13으로 통과하는 것을 방지한다. 전자 접촉기 S3은, 컨트롤러(82)에 의해 제어되고, 대응하는 파워 모듈 P가 운전 상태가 된 경우에 온이 되고, 대응하는 파워 모듈 P가 정지 상태가 된 경우에 오프가 된다.
컨트롤러(82)는, 교류 입력 전압 Vi, 직류 전압 VD, 배터리(32)의 단자간 전압 VB, 교류 출력 전류 Io, 및 교류 출력 전압 Vo 등에 기초하여, 대응하는 파워 모듈 P 전체를 제어한다. 즉, 컨트롤러(82)는, 교류 입력 전압 Vi의 검출 값에 기초하여 정전이 발생하였는지 여부를 검출하고, 교류 입력 전압 Vi의 위상에 동기하여 컨버터(4) 및 인버터(8)를 제어한다.
또한, 컨트롤러(82)는, 통상시에는, 직류 전압 VD가 소망하는 목표 전압 VDT가 되도록 컨버터(4)를 제어하고, 상용 교류 전원(30)의 정전 때는, 컨버터(4)의 운전을 정지시킨다.
또한, 컨트롤러(82)는, 통상시에는, 배터리(32)의 단자간 전압 VB가 소망하는 목표 배터리 전압 VBT가 되도록 쌍방향 초퍼(7)를 제어하고, 상용 교류 전원(30)의 정전 때는, 직류 전압 VD가 소망하는 목표 전압 VDT가 되도록 쌍방향 초퍼(7)를 제어한다.
또한, 컨트롤러(82)는, 메인 컨트롤러(80) 및 다른 파워 모듈 P의 컨트롤러(82)와 통신선(15)에 의해 서로 접속되고, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(80) 및 다른 컨트롤러(82)와 정보의 수수를 행한다. 메인 컨트롤러(80)와 각 컨트롤러(82)의 사이의 통신 방식으로서, 시리얼 통신 방식이 적용된다. 컨트롤러(82)는, 복수의 파워 모듈 P의 분담 전류가 같아지도록, 컨버터(4) 및 인버터(8)를 제어한다.
메인 컨트롤러(80)는, 복수의 파워 모듈 P로부터의 신호 등에 기초하여, 무정전 전원 장치(110) 전체를 제어한다. 각 컨트롤러(82)는, 메인 컨트롤러(80)로부터 주어지는 제어 지령에 따라서, 대응하는 파워 모듈 P를 제어한다.
구체적으로는, 메인 컨트롤러(80)는, 복수의 전류 검출기(13)의 출력 신호 Iof에 기초하여, 복수의 파워 모듈 P의 출력 전류 Io의 합의 전류, 즉 부하 전류 IL을 구하고, 그 부하 전류 IL을 공급하기 위해 필요한 파워 모듈 P의 적정 운전 대수를 구한다. 또한, 메인 컨트롤러(80)는, 구한 적정 운전 대수와 현재의 운전 대수를 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여, 각 파워 모듈 P를 운전 상태로 할지 정지 상태로 할지를 판별한다. 메인 컨트롤러(80)는, 판별 결과를 나타내는 신호를, 통신선(15)을 통해서 각 컨트롤러(82)에 대하여 송신한다.
컨트롤러(82)는, 대응하는 파워 모듈 P를 정지 상태로 하는 경우에는, 대응하는 전자 접촉기 S1, S3을 오프로 함과 아울러, 대응하는 컨버터(4), 쌍방향 초퍼(7) 및 인버터(8)의 운전을 정지시킨다. 또한 컨트롤러(82)는, 대응하는 파워 모듈 P를 운전 상태로 하는 경우에는, 대응하는 전자 접촉기 S1, S3을 온 상태로 유지함과 아울러, 대응하는 컨버터(4), 쌍방향 초퍼(7) 및 인버터(8)의 운전을 계속시킨다.
도 8은 메인 컨트롤러(80) 및 컨트롤러(82)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 메인 컨트롤러(80) 및 복수의 컨트롤러(82)는, 통신선(15)에 의해 쌍방향으로 통신 가능하게 접속되어 있다. 통신선(15)은, 시리얼 통신으로 쌍방향으로 데이터를 전송하도록 구성된다. 도 8의 예에서는, 메인 컨트롤러(80) 및 복수의 컨트롤러(82)는, 데이지 체인으로 접속되어 있다. 또, 메인 컨트롤러(80) 및 복수의 컨트롤러(82)의 접속 형태는 데이지 체인으로 한정되지 않는다.
메인 컨트롤러(80)는, 도 2에 나타낸 메인 컨트롤러(22)와 기본적 구성이 동일하다. 즉, 메인 컨트롤러(80)는, 프로그래머블 디바이스(40), 디바이스(42), 셀렉터(44), 및 통신 I/F(44)를 포함한다.
복수의 컨트롤러(82)의 각각은, 도 2에 나타낸 게이트 드라이버(66)와 기본적 구성이 동일하다. 즉, 컨트롤러(82)는, 프로그래머블 디바이스(50), 셀렉터(52), 래치 회로(54), 및 통신 I/F(56)를 포함한다.
메인 컨트롤러(80) 및 각 컨트롤러(82)는, 미리 메모리에 기억된 프로그램을 실행하는 것에 의해, 서로 협동하여 대응하는 파워 모듈 P를 제어한다. 메인 컨트롤러(80) 및 각 컨트롤러(82)는, 무정전 전원 장치(110)의 운용 중에 쌍방향 통신을 행하는 "통상 통신 모드"와, 각각의 메모리에 기억된 프로그램을 업데이트하기 위한 쌍방향 통신을 행하는 "업데이트 모드"의 2개의 통신 모드를 갖고 있다. 통신 모드는, 통상 통신 모드가 디폴트로 되어 있다. 조작부(24)로부터 업데이트의 실행 지시를 접수한 경우에, 메인 컨트롤러(80) 및 각 컨트롤러(82)는, 통신 모드를 통상 통신 모드로부터 업데이트 모드로 천이한다.
실시의 형태 2에 있어서도, 상술한 실시의 형태 1과 마찬가지로, 통상 통신 모드 때에 사용되는 통신선(15)을 이용하여 메인 컨트롤러(80)와 각 컨트롤러(82)의 사이에서 업데이트용의 데이터를 주고받는 것에 의해, 메인 컨트롤러(80)의 프로그래머블 디바이스(40) 및 각 컨트롤러(82)의 프로그래머블 디바이스(50)를 업데이트할 수 있다.
도 9는 통상 통신 모드에 있어서의 쌍방향 통신을 설명하는 도면이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 통상 통신 모드 때, 메인 컨트롤러(80)의 셀렉터(44)는, 프로그래머블 디바이스(40)로부터 출력되는, 통상 통신용의 송신 신호 T1을 선택하여 통신선(15)을 통해서 각 컨트롤러(82)에 송신한다. 각 컨트롤러(82)의 셀렉터(52)는, 프로그래머블 디바이스(50)로부터 출력되는, 통상 통신용의 송신 신호 T2를 선택하여 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(80)에 송신한다. 즉, 프로그래머블 디바이스(40)와 프로그래머블 디바이스(50)의 사이의 통신을 가능하게 하기 위한 통신 경로가 형성된다. 무정전 전원 장치(110)의 운용 중, 그 통신 경로를 이용하여 프로그래머블 디바이스(40)와 프로그래머블 디바이스(50)의 사이에서 서로 데이터를 주고받는 것에 의해, 각 파워 모듈 P를 제어할 수 있다.
도 10은 업데이트 모드에 있어서의 쌍방향 통신을 설명하는 도면이다. 업데이트 모드 때에는, 메인 컨트롤러(80)의 디바이스(42)와 컨트롤러(82)의 프로그래머블 디바이스(50)의 ROM(도시하지 않음)은, 통신선(15)을 통해서, 프로그래머블 디바이스(50)의 업데이트를 위한 데이터를 주고받는다. 또, 통상 통신 모드로부터 업데이트 모드로의 천이는, 조작부(24)로부터 메인 컨트롤러(80)에 입력되는 업데이트 모드 이행 플래그 Fu에 따라 실행된다.
실시의 형태 1에서 설명한 바와 같이, 메인 컨트롤러(80)에서는, 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신한 경우에는, 셀렉터(44)는, 디바이스(42)로부터 출력되는 업데이트용의 송신 신호 Tu1을 선택하고, 통신선(15)을 통해서 각 컨트롤러(82)에 송신한다. 각 컨트롤러(82)에서는, 통상 통신 모드 중에 프로그래머블 디바이스(50)가 업데이트 모드 이행 플래그 Fu를 수신한 경우에는, 셀렉터(52)는, 프로그래머블 디바이스(50)로부터 출력되는 업데이트용의 송신 신호 Tu2를 선택하고, 통신선(15)을 통해서 메인 컨트롤러(80)에 송신한다.
또, 업데이트 모드 중, 프로그래머블 디바이스(50)는, 통상 통신용의 버퍼 회로(506)를 무효화한다. 셀렉터(52)에 입력되는 H 레벨의 출력 신호 UO1은 래치 회로(54)에 의해 래치된다.
즉, 디바이스(42)와 프로그래머블 디바이스(50)의 사이의 통신을 가능하게 하기 위한 통신 경로가 형성된다. 그 통신 경로를 이용하여 디바이스(42)와 프로그래머블 디바이스(50)의 사이에서 서로 업데이트용의 데이터를 주고받는 것에 의해, 각 프로그래머블 디바이스(50)를 업데이트할 수 있다.
<작용 효과>
이상 설명한 바와 같이, 실시의 형태 2에 따른 모듈형 무정전 전원 장치(110)에 있어서도, 상술한 실시의 형태 1에 따른 무정전 전원 장치(100)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 메인 컨트롤러(80)는, 시리얼 통신선(통신선(15))을 이용하여 각 컨트롤러(82)에 인스톨된 프로그램을 업데이트할 수 있다. 이것에 따르면, 각 컨트롤러(82)에 프로그래밍용의 케이블을 통해서 컴퓨터를 접속하는 것이 불필요하게 된다. 따라서, 간소한 구성으로, 메인 컨트롤러(80)에 접속되는 모든 컨트롤러(82)를 효율적으로 업데이트하는 것이 가능하게 된다.
또한, 조작부(24)를 외부 기기(35)와 통신 가능하게 접속하고, 메인 컨트롤러(80)가 조작부로부터 업데이트용의 데이터를 받아서 각 컨트롤러(82)에 송신하는 구성으로 한 것에 의해, 유저는 외부 기기(35)를 이용하여 원격으로 각 컨트롤러(82)를 업데이트하는 것도 가능하게 된다.
이번 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 청구의 범위에 의해 나타내어지고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1, 5, 10: 콘덴서, 2, 9: 리액터, 3, 11: 교류 필터, 4: 컨버터, 6: 직류 라인, 7: 쌍방향 초퍼, 8: 인버터, 12, 13: 전류 검출기, 14, 82: 컨트롤러, 22, 80: 메인 컨트롤러, 15: 통신선, 20: 반도체 스위치, 24: 조작부, 30: 상용 교류 전원, 31: 부하, 32: 배터리, 33: 바이패스 교류 전원, 35: 외부 기기, 40, 50: 프로그래머블 디바이스, 42: 디바이스, 44, 52: 셀렉터, 46, 56: 시리얼 통신 I/F, 54: 래치 회로, 60, 62, 64: 검출기, 66, 68, 70: 게이트 드라이버, 72: 스위치 I/F, 100, 110: 무정전 전원 장치, 400, 500: 프로세서, 402: 메모리, 460, 562: 드라이버, 406, 422: 통신 I/F, 404, 420: I/O 회로, 462, 560: 리시버, 502: ROM, 504: RAM, 506: 버퍼 회로, Br: 수신 버퍼, Bo: 출력 버퍼, Bt: 송신 버퍼, B0: 바이패스 모듈, P1~Pn: 파워 모듈, S1~S4: 전자 접촉기, Fu: 업데이트 모드 이행 플래그, T11, T21: 교류 입력 단자, T12: 배터리 단자, T13, T22: 교류 출력 단자, NW: 통신 네트워크

Claims (7)

  1. 무정전 전원 장치로서,
    복수의 모듈과,
    제 1 프로그래머블 디바이스를 포함하고, 상기 복수의 모듈을 제어하는 메인 컨트롤러와,
    각각이 제 2 프로그래머블 디바이스를 포함하고, 상기 메인 컨트롤러와의 통신에 의해 상기 복수의 모듈을 각각 구동하는 복수의 컨트롤러와,
    상기 메인 컨트롤러와 상기 복수의 컨트롤러를 통신 접속하는 시리얼 통신선
    을 구비하고,
    상기 메인 컨트롤러는,
    상기 제 1 프로그래머블 디바이스 및 상기 제 2 프로그래머블 디바이스의 각각의 업데이트 처리를 실행하는 디바이스와,
    상기 제 1 프로그래머블 디바이스 및 상기 디바이스 중 어느 하나를 상기 시리얼 통신선에 접속하기 위한 제 1 셀렉터
    를 더 포함하고,
    상기 제 2 프로그래머블 디바이스는,
    프로그램을 기억하는 메모리와,
    상기 메모리에 기억된 상기 프로그램을 실행하는 것에 의해, 대응하는 모듈을 구동하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 복수의 컨트롤러의 각각은, 상기 프로세서 및 상기 메모리 중 어느 하나를 상기 시리얼 통신선에 접속하기 위한 제 2 셀렉터를 더 포함하고,
    상기 제 1 셀렉터는, 상기 무정전 전원 장치의 운전 때에는 상기 제 1 프로그래머블 디바이스를 상기 시리얼 통신선에 접속하고, 상기 디바이스가 상기 업데이트 처리의 실행 지시를 접수한 것에 따라, 상기 디바이스를 상기 시리얼 통신선에 접속하고,
    상기 제 2 셀렉터는, 상기 무정전 전원 장치의 운전 때에는 상기 프로세서를 상기 시리얼 통신선에 접속하고, 상기 무정전 전원 장치의 운전 중에 상기 프로세서가 상기 제 1 프로그래머블 디바이스로부터 상기 실행 지시를 수신한 것에 따라, 상기 메모리를 상기 시리얼 통신선에 접속하는
    무정전 전원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 상기 실행 지시를 접수한 것에 따라, 상기 디바이스의 선택 지시를 상기 제 1 셀렉터에 출력함과 아울러, 상기 제 2 프로그래머블 디바이스를 업데이트하기 위한 업데이트용 데이터를 상기 제 1 셀렉터에 출력하고,
    상기 메모리는, 상기 시리얼 통신선을 통해서 상기 업데이트용 데이터를 취득하여 상기 프로그램을 업데이트함과 아울러, 그 업데이트에 의해 생성된 데이터를 상기 제 2 셀렉터에 출력하는
    무정전 전원 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 프로그래머블 디바이스는, 상기 프로세서에 입출력되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 버퍼 회로를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 실행 지시를 수신한 것에 따라, 상기 메모리의 선택 지시를 상기 버퍼 회로를 거쳐서 상기 제 2 셀렉터에 출력함과 아울러, 상기 버퍼 회로를 무효화하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 선택 지시를 래치하기 위한 래치 회로를 더 포함하는
    무정전 전원 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 상기 실행 지시를 접수한 것에 따라, 상기 제 1 프로그래머블 디바이스의 상기 업데이트 처리를 더 실행하는 무정전 전원 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈은,
    교류 전원으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터와,
    상기 컨버터 또는 전력 저장 장치로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터와,
    상기 컨버터에 의해 생성되는 직류 전력의 일부를 상기 전력 저장 장치에 저장하는 충전 동작과, 상기 전력 저장 장치의 직류 전력을 상기 인버터에 공급하는 방전 동작을 선택적으로 실행하는 쌍방향 초퍼
    를 포함하고,
    상기 복수의 컨트롤러는, 상기 컨버터, 상기 인버터 및 상기 쌍방향 초퍼를 각각 구동하는 복수의 게이트 드라이버를 포함하는
    무정전 전원 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈은, 부하에 대하여 병렬로 접속되는 복수의 전력 변환 모듈을 포함하는 무정전 전원 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러 및 상기 복수의 컨트롤러는, 상기 시리얼 통신선에 의해 데이지 체인 접속을 형성하는 무정전 전원 장치.
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