TWI493833B - Instantaneous voltage reduction protection device - Google Patents

Description

瞬時電壓降低保護裝置

本發明涉及在從商用交流電源向負載提供的交流電力的電壓暫時降低的情況下，或者在暫時發生了停電的情況下，作為商用交流電源的替代來向負載提供交流電力的瞬時電壓降低保護裝置。

一直以來，在從商用交流電源向負載提供的交流電力的電壓短時間降低的情況下或短時間斷路的情況下，用於取代其來向負載提供交流電力的瞬時電壓降低保護裝置被廣泛利用(例如參照專利文獻1～3等)。

圖4是現有的瞬時電壓降低保護裝置的概略示意圖。該裝置的輸入端11與商用交流電源1連接，輸出端12與負載2連接。該裝置包括：切換部13，其並聯連接3種開關，即電磁繼電器14、雙向閘流體(thyristor)15、及FET開關16；電解電容器17，其蓄積電壓降低保護用的直流電力；逆變器(Inverter)18，其能夠進行交流-直流、直流-交流雙向的電力轉換；濾波器19，其對由該逆變器18所產生的高頻的矩形波構成的類比正弦波交流輸出進行濾波；補充電力部20，其主要用於補償由於電解電容器17的自然放電而導致的電壓降低；輸入電壓檢測部21，其檢測輸入交流電壓(例如100V)；補充電力驅動部22，其對補充電力部20進行驅動；逆變器驅動部23，其對逆變器18進行驅動；切換驅動部24，其對切換部13中的各開關的接通/斷開進行切換；以及控制部25，其基於由輸入電壓檢測部21得到的電壓值，按照規定的算法，分別控制補充電力驅動部22、逆變器驅動部23、切換驅動部24。雖然未圖示，但是逆變器18具備將功率FET等半導體開關元件連接成橋狀的電路。此外，補充電力部20包括：向一次側線圈提供輸入交流電力的變壓器、和與該變壓器的二次側線圈連接的整流電路等。

該瞬時電壓降低保護裝置的基本工作如下；控制部25持績監視由輸入電壓檢測部21得到的電壓值，在該電壓值處於正常的範圍內的情況下，使切換部13中的至少一個開關接通，將從商用交流電源1提供的交流電力原樣從輸出端12輸出，並提供給負載2。此外，控制部25經由逆變器驅動部23使逆變器18進行交流-直流轉換(在圖4中將從右方輸入的交流電力轉換為直流電力並向左方輸出)工作，或者經由補充電力驅動部22使補充電力部20工作，從而對電解電容器17充電至大致充滿。

另外，關於切換部13中的各開關的分別使用，由於不是本申請的主要內容，所以省略說明(詳細情況參照專利文獻2)。此外，關於對電解電容器17進行充電時的逆變器18和補充電力部20的分別使用，由於也不是本申請的主要內容，所以省略說明(詳細情況參照專利文獻1)。

如果來自商用交流電源1的交流電壓降低、或者發生短時間停電，從而由輸入電壓檢測部21得到的電壓值脫離正常的範圍，則控制部25判斷為電壓值異常降低，並經由切換驅動部24使切換部13的所有開關斷開，從而將輸出端12從輸入端11切斷，並且經由逆變器驅動部23使逆變器18執行直流-交流轉換(在圖4中將從左方輸入的直流電力轉換為交流電力並向右方輸出)工作。由此，將蓄積在電解電容器17中的直流電力轉換為交流電力，取代來自商用交流電源1的輸入交流電力，從輸出端12向負載2提供替代交流電力。此時，從輸出端12輸出的交流電壓的電壓值，透過為了驅動逆變器18中的各開關元件而從控制部25向逆變器驅動部23提供的PWM控制信號的脈波寬度來進行調整。

如果將一般的設備或裝置假想為負載2，則大多數情況下，額定輸入電壓的容許變動下限為-10%左右。因此，在現有的瞬時電壓降低保護裝置中，典型的情況是按照如下模式規定了裝置規格，即，在來自商用交流電源1的輸入交流電壓比額定輸入電壓(例如100V)降低10%以上時，開始電壓保護工作(即，替代交流電力的提供)，該電壓保護並能夠持續1秒左右期間。在通常發生的電壓瞬時降低時，電壓在1秒以內恢復，並且在發生了1次電壓瞬時降低後，在電解電容器17的蓄積直流電力充分恢復之前，再次發生電壓瞬時降低的情況較為稀少。因此，至少在日本國內的使用中，大多數情況下，按照上述這樣的裝置規格不會發生問題。

但是，在現有的瞬時電壓降低保護裝置中有如下問題。

即，如上所述，雖然在日本國內，商用交流電源的電壓的穩定性相當高，但是在一些國家中，來自商用交流電源的交流電壓的變動(波動)在日常中頻繁的發生。此外，即使在同一國家中，由於地區/地域的不同，常常會發生來自商用交流電源的交流電壓的穩定性較差的情況。在這樣的國家和地域中，在使用了上述瞬時電壓降低保護裝置的情況下，輸入交流電壓比額定輸入電壓低-10%的情況以較高的頻率發生，每當此時便會執行利用了蓄積在電解電容器中的直流電力的電壓保護(替代交流電力的輸出)。由此，以較高的頻率使電解電容器反覆的滿充電-急速放電，如此使電解電容器本身的壽命會變短。這樣的事態除了導致裝置的可靠性的降低，還會由於必需頻繁更換電解電容器而增大運轉成本。

此外，顯然，在不是由於瞬時電壓降低、而是由於日常的電壓變動而釋放出了蓄積在電解電容器中的直流電力之後，如果在充電完成之前再次發生伴隨電壓變動的電壓降低或實際的瞬時電壓降低，則不能在由裝置規格規定的時間(例如1秒)內進行電壓保護，從而負載的運轉有可能停止。為了避免這樣的事態，必需增大預先搭載的電解電容器的容量，並延長能進行電壓保護的時間。但是，這樣的大容量電解電容器的使用會導致裝置的成本大幅上升。

專利文獻1：JP特開2008-54468號公報

專利文獻2：JP特開2008-54483號公報

專利文獻3：JP特開2009-112128號公報

本發明為了解決上述課題而作，其目的在於提供一種瞬時電壓降低保護裝置，即使在來自商用交流電源的交流電壓的變動較大的場所(國家、地域等)，也能夠減少電解電容器等蓄電部的充放電頻率，由此能夠在提升裝置的可靠性的同時，抑制運轉成本以及裝置本身的成本。

為了解決上述課題，本發明之一種瞬時電壓降低保護裝置，其係具有用於在從商用交流電源提供交流電力時蓄積基於該交流電力的直流電力的蓄電單元，在從上述商用交流電源提供給負載的交流電壓暫時降低時，取代商用交流電源，並利用蓄積在上述蓄電單元中的直流電力向負載提供交流電力。

該瞬時電壓降低保護裝置包括：一充電單元，其利用從商用交流電源提供的交流電力對上述蓄電單元進行充電；一替代電力提供單元，其利用蓄積在上述蓄電單元中的直流電力生成用於取代輸入交流電力的替代交流電力；一電壓補償單元，其在對輸入交流電力進行整流後，進行直流-交流轉換，產生與該輸入交流電壓同步的交流電壓，並將其加至該輸入交流電壓；一輸入電壓判定單元，其檢測輸入交流電壓，並判定該輸入交流電壓是否低於比額定輸入電壓低的第一判定電壓、以及是否低於比該第一判定電壓低的第二判定電壓；以及一控制單元，其對上述替代電力提供單元及上述電壓補償單元進行控制，以使得在透過上述輸入電壓判定單元判定為輸入交流電壓為第一判定電壓以上時，向負載輸出輸入交流電壓，在判定為上述輸入交流電壓比第一判定電壓低且為第二判定電壓以上時，使上述電壓補償單元工作，向負載輸出透過該電壓補償單元對輸入交流電壓補償了電壓後的交流電力，在判定為上述輸入交流電壓比第二判定電壓低時，使上述替代電力提供單元工作，向負載輸出替代交流電力。

另外，於此說明中，所謂額定輸入電壓係為使本裝置正常工作而規定的輸入交流電壓的標準值，通常是容許變動範圍的中心值。一般，在日本國內是100V或200V，而在日本國外是110V、220V、240V等。

具體來說，上述充電單元及上述替代電力提供單元可以構成為使用了雙向逆變器，該雙向逆變器將上述輸入交流電力轉換為直流電力，並對上述蓄電單元進行充電，並且將從該蓄電單元釋放出的直流電力轉換為交流電力。

在該構成中，上述電壓補償單元係可包括：一整流單元，其對上述輸入交流電壓進行整流；一輔助逆變器，其區別於上述雙向逆變器，將上述整流單元所產生的直流電力轉換為交流電力；以及一注入變壓器，其將由該輔助逆變器得到的交流電壓加至輸入交流電壓。

此外，作為其他形式，上述電壓補償單元亦可包括：一整流單元，其共用上述雙向逆變器，對上述輸入交流電壓進行整流；一注入變壓器，其將由上述雙向逆變器得到的交流電壓加至輸入交流電壓；以及一切換單元，其在上述整流單元的輸出和上述蓄電單元之間切換上述雙向逆變器中的用於直流-交流轉換的輸入，並且在上述注入變壓器和對負載的輸出側之間切換該雙向逆變器中的直流-交流轉換的輸出。

此外，例如第一判定電壓可以設定為相對於額定輸入電壓低-10%左右的電壓，第二判定電壓可以設定為相對於額定輸入電壓低-15～-30%左右的電壓。即，在額定輸入電壓為100V的情況下，第一判定電壓可以大約為90V，第二判定電壓可以大約為70～85V。

在本發明的瞬時電壓降低保護裝置中，即使在從商用交流電源提供的輸入交流電壓低於第一判定電壓的情況下，只要為第二判定電壓以上，則不使替代電力提供單元工作，不使用蓄積在蓄電單元中的直流電力。此時，僅僅利用輸入交流電力來對電壓不足部分進行補償的電壓補償單元工作，由此，低於第一判定電壓的交流電壓提升。較佳地，可以構成為，按照使上述電壓補償單元所產生的加上補償交流電壓後的交流電壓與第一判定電壓成為相同電位的模式來設定該補償交流電壓。在該構成中，在輸入交流電壓處於第一判定電壓(例如90V)和第二判定電壓(例如70V)的範圍內的情況下，輸出交流電壓維持在第一判定電壓(例如90V)。

此時，雖然輸入電流增加電壓補償單元所工作的部分，但只要商用交流電源有提供該輸入增加部分的提供能力，則能夠無特別時間限制地持續進行不足部分的電壓補償。在不是電力提供側的異常等所導致的瞬時電壓降低，而是原本電壓變動(電壓的波動)較大的情況下，由於電力提供能力本身幾乎沒有問題，所以能夠不受伴隨這樣的電壓變動的電壓降低的影響，對負載持續提供能夠使該負載運轉的程度的電壓。

另一方面，在輸入交流電壓低於第二判定電壓的情況下，實際的瞬時電壓降低的可能性較高，並且，即使假設並非如此，在僅僅使用了輸入交流電力的電壓補償單元所進行的電壓補償中，也存在無法使電壓充分上升的可能性。因此，在該情況下，使替代電力提供單元工作，取代輸入交流電力，向負載提供使用了蓄積在蓄電單元中的直流電力的替代交流電力。這與現有的瞬時電壓降低保護裝置的替代交流電力的提供相同。

根據本發明的瞬時電壓降低保護裝置，在從商用交流電源提供的交流電壓下降至額定輸入電壓的例如70～90%左右的情況下，不進行利用蓄電單元的蓄積電力的瞬時電壓降低保護，而利用異常電壓變動補償功能即可向負載提供能運轉的電力。由此，即使在商用交流電源的電壓變動較大的場所中使用的情況下，也能夠降低用於提供替代交流電力的蓄電單元的放電及其後的滿充電的發生頻率。由此，能夠延長例如電解電容器等、由於充放電的反覆而引起性能劣化這樣的蓄電單元的壽命，能夠提升裝置的可靠性。此外，能夠降低伴隨蓄電單元的劣化的該單元的更換頻率，降低運轉成本。

此外，根據本發明的瞬時電壓降低保護裝置，由於如上所述之用於提供替代交流電力的蓄電單元的放電的頻率降低，所以能夠減少在實際發生了瞬時電壓降低的情況下，蓄電單元充電不充分的狀況。因此，不必為了時常保持過多的直流電力而增加蓄電單元的容量，能夠在使用較小容量的蓄電單元的同時，提供必要充分的電壓保護。由此，能夠降低裝置成本。

說明本發明的瞬時電壓降低保護裝置的一個實施例(以下，稱為“第一實施例”)。圖1是第一實施例的瞬時電壓降低保護裝置的概略模組示意圖。對於，與已經說明的圖4的現有裝置相同的構成元件附與相同的符號，如此明確了對應關係。其中，由於說明繁雜，所以在本實施例的構成及後述的其他實施例的構成中，省略了在圖4中記載的補充電力部20及補充電力驅動部22。因此，在本發明的瞬時電壓降低保護裝置中，為了對電解電容器17進行充電，除逆變器18以外，也可以附加設定補充電力部20。

如圖1所示，在本實施例的瞬時電壓降低保護裝置中，在輸入端11和切換部13之間插入注入變壓器32的二次側線圈，該注入變壓器32的一次側線圈與區別於主逆變器(這裡，為了與後述的“輔助逆變器”相區別，稱為“主逆變器”)18的輔助逆變器30的輸出連接。輔助逆變器30的輸入連接有對來自商用交流電源1的輸入交流電壓進行直流平滑化的整流平滑部31。整流平滑部31包括例如橋接構成的二極體，輔助逆變器30與主逆變器18同樣地包括橋接構成的半導體開關元件等。如果透過輔助逆變器驅動部33驅動輔助逆變器30，則輔助逆變器30將由整流平滑部31輸出的直流電壓轉換為與輸入交流電壓同步的、即頻率相同且相位一致的交流電壓，並經由注入變壓器32將其加至輸入交流電壓。因此，在該情況下，來自輸入端11的輸入交流電壓的振幅在透過注入變壓器32的二次側線圈後的階段，增加透過該二次側線圈而加上的部分。即，為了實現所謂AVR(Automatic Voltage Regulator)功能而利用整流平滑部31、輔助逆變器30、注入變壓器32、及輔助逆變器驅動部33，這些相當於本發明的電壓補償單元。

接受由輸入電壓檢測部21檢測到的電壓值訊息並分別控制主逆變器驅動部23、切換驅動部24、及輔助逆變器驅動部33的控制部40包括輸入電壓判定部41、逆變器控制部42、切換控制部43作為功能模塊。該控制部40以包括例如CPU、ROM、RAM等在內的微型計算機為中心而構成，透過執行預先儲存在ROM中的控制程式來達成上述各功能模塊的功能。在該實施例中，輸入電壓檢測部21及輸入電壓判定部41相當於本發明的輸入電壓判定單元，逆變器控制部42及切換控制部43相當於控制單元。

圖2是本實施例的瞬時電壓降低保護裝置的電壓保護工作的說明圖，(a)是示意性地表示從商用交流電源1輸入至輸入端11的輸入交流電壓的圖，(b)是示意性地表示在本實施例的瞬時電壓降低保護裝置中針對(a)中所示的輸入交流電壓分別從輸出端12輸出的交流電壓的圖，(c)是示意性地表示在例如圖4所示的現有的瞬時電壓降低保護裝置中針對(a)中所示的輸入交流電壓分別從輸出端12輸出的交流電壓的圖。

以下係參照圖2以說明如圖1所示的本實施例的瞬時電壓降低保護裝置的特徵性的電壓保護工作：在控制部40中，輸入電壓判定部41始終監視從輸入電壓檢測部21提供的輸入交流電壓的電壓值訊息，判定該電壓值相對於額定輸入電壓(例如100V、200V、220V、240V等根據規格而不同)是處於90%以上、不足90%且70%以上、或不足70%的哪一個範圍內。即，在該例中，額定輸入電壓的90%的值相當於本發明的第一判定電壓，額定輸入電壓的70%的值相當於本發明的第二判定電壓。如果輸入交流電壓相對於額定輸入電壓為90%以上(如果從額定輸入電壓的電壓降低為10%以內)，則判斷為來自商用交流電源1的交流電力的提供是為正常，切換控制部43經由切換驅動部24將切換部13的至少一個開關(通常為電磁繼電器14)設為導通狀態。此外，將輔助逆變器30設為停止狀態。由此，使從商用交流電源1提供給輸入端11的交流電力直接透過輸出端12並提供給負載2(參照圖2(b)之<A>或<B>)。

雖然對應於輸入交流電壓的變動，提供給負載2的交流電壓最大有可能從額定輸入電壓下降10%，但是，一般作為負載2的各種設備的輸入電壓變動的容許範圍相對於額定輸入電壓為±10%左右，並且實際上進一步考慮餘裕量，大多數情況下容許十幾%的電壓變動。由此，即使如上述這樣從該裝置輸出的交流電壓下降10%左右也不會防礙負載2的運轉。當然，在已知使用輸入電壓變動的容許範圍更小(例如±5%以內)的負載的情況下，變更輸入電壓判定部41的判定基準即可。

在輸入交流電壓為正常範圍的情況下，在控制部40中，逆變器控制部42透過未圖示的充電電壓檢測部對電解電容器17的充電電壓進行監視，在該充電電壓比規定電壓低的情況下，為了對電解電容器17進行急速充電，而經由主逆變器驅動部23使主逆變器18工作，將輸入交流電力轉換為直流電力，來對電解電容器17進行充電。另外，在電解電容器17的充電電壓的降低為自然放電導致的程度較小的降低的情況下，可以不進行基於主逆變器18的交流-直流轉換工作的急速充電，而由未圖示的補充電力部進行比較緩慢的充電。透過這樣的充電，在正常提供輸入交流電力的情況下，電解電容器17維持大致充滿電的狀態。

如果輸入交流電壓下降至相對於額定輸入電壓不足90%，並透過輸入電壓判定部41判定為處於不足90%且為70%以上的範圍內，則逆變器控制部42經由輔助逆變器驅動部33使輔助逆變器30工作。另外，切換部13維持導通狀態。此時，逆變器控制部42從輸入電壓檢測部21接受輸入交流電壓的電壓值訊息，計算與預先設定的目標交流電壓之間的差電壓，並將控制信號輸出至輔助逆變器驅動部33，以使得生成與該差電壓相當的補償電壓。在該例子中，目標交流電壓與本發明的第一判定電壓相同，被設定為額定輸入電壓的90%的值。由此，在輔助逆變器30中，生成與實際的輸入交流電壓和額定輸入電壓的90%的電壓之間的差電壓相對應的交流電力，該交流電力經由注入變壓器32被加至輸入交流電力。因此，在輸入交流電壓處於不足額定輸入電壓的90%且為70%以上的範圍內的情況下，距離該90%的不足部分作為補償電壓透過注入變壓器32被加上，從輸出端12向負載2輸出的交流電壓維持在額定輸入電壓的90%(參照圖2(b)之<C>)。

另外，雖然在由輔助逆變器30進行直流-交流轉換時，從商用交流電源1提供那麼多的輸入電流，但是只要商用交流電源1具有該提供能力則完全沒有問題，基本上沒有時間限制，能夠補償上述那樣的不足部分的電壓。此時，不使用蓄積在電解電容器17中的直流電力，就能夠對負載2提供使該負載2足夠運轉的交流電力。

如果輸入交流電壓相對於額定輸入電壓下降至不足70%，則在控制部40中，切換控制部43經由切換驅動部24使切換部13的開關全部斷開，從輸入端11即從商用交流電源1切斷輸出端12。在大致同時，逆變器控制部42為了使用保持在電解電容器17中的直流電力來生成為上述目標交流電壓的替代交流電力，而經由主逆變器驅動部23使主逆變器18進行直流-交流轉換工作。由此，取代輸入交流電力，從由電解電容器17、主逆變器18、濾波器19、及主逆變器驅動部23構成的本發明的替代電力提供單元經由輸出端12向負載2提供替代交流電力。因此，向負載2輸出的交流電壓維持在例如額定輸入電壓的90%(參照圖2(b)之<D>)。但是，此時，由於消耗了蓄積在電解電容器17中的直流電力，所以持續向負載2提供相當於該直流電力量的時間的交流電力。

如果如上述那樣，輸入交流電壓從相對於額定輸入電壓下降至不足70%的狀態恢復到該電壓為70%以上或90%以上，則切換部13的開關被導通，如上述那樣，在輸入交流電力上加上補償電力後得到的交流電力或僅輸入交流電力被提供給負載2。

如圖2(c)所示，在現有的瞬時電壓降低保護裝置中，如果輸入交流電壓相對於額定輸入電壓下降至不足90%，則立即實施使用保持在電解電容器17中的直流電力的替代交流電力。由此，例如，在輸入交流電壓的變動(波動)較大(±10%以上)的情況下，會頻繁的進行電解電容器17的放電/充電。此外，如果由於輸入交流電壓的變動而在電解電容器17的蓄積電力減少或恰成為零後(即將充電前)發生電壓瞬時降低，則不能進行電壓保護，如此負載2的運轉很快就會停止。

相對於此，在本實施例的瞬時電壓降低保護裝置中，即使有輸入交流電壓的變動，也幾乎不使用電解電容器17的蓄積電力。由此，不進行電解電容器17的頻繁放電/充電，因此，能夠延長電解電容器17的壽命。此外，在瞬時電壓降低時，不能進行電壓保護的危險也較低。並且，由於電解電容器17的容量可以較小，所以裝置成本也能夠降低。

下面，說明本發明的其他實施例(以下，稱為“第二實施例”)。圖3是該第二實施例的瞬時電壓降低保護裝置的概略模組示意圖。對於，與已經說明的圖1、圖4所示的裝置相同的構成元件附與相同的符號，明確了對應關係。

在上述第一實施例中，區別於主逆變器地設定了輔助逆變器。但是在該第二實施例的瞬時電壓降低保護裝置中，兼用輔助逆變器和主逆變器，透過對該逆變器的輸入輸出線的切換和控制的切換，來進行與第一實施例相同的電壓保護。

即，在兼具第一實施例的輔助逆變器30和主逆變器18的功能的逆變器18和注入變壓器32的一次側線圈之間插入一第一開關34，在該逆變器18和濾波器19之間插入一第二開關35。該第一、第二開關34、35透過第二切換驅動部37控制以在一方接通時另一方斷開。第一、第二開關34、35可以使用IGBT等半導體開關元件。

在輸入交流電壓相對於額定輸入電壓處於90%以上的範圍的情況下(圖2<A>或<B>)，控制部40經由第二切換驅動部37使第一開關34斷開，並使第二開關35接通。並且，逆變器控制部42係按照需要(具體來說，在電解電容器17的充電電壓較大地降低時)來控制該逆變器18的工作，以使得對透過接通狀態的第二開關35向逆變器18提供的主交流電力進行交流-直流轉換，並對電解電容器17進行充電。此外，在輸入交流電壓相對於額定輸入電壓處於不足90%且為70%以上的範圍內的情況下(圖2<C>)，控制部40經由第二切換驅動部37使第二開關35斷開，使第一開關34接通。並且，逆變器控制部42控制該逆變器18的工作，以使得對從整流平滑部31提供給逆變器18的來源於輸入交流電力的直流電力進行直流-交流轉換。從逆變器18輸出的補償電力經由接通狀態的第一開關34被提供給注入變壓器32的一次側線圈，並透過注入變壓器32加在輸入交流電力上。

在輸入交流電壓相對於額定輸入電壓為不足70%的情況下(圖2之<D>)，控制部40經由第二切換驅動部37使第一開關34斷開，並使第二開關35接通。並且，逆變器控制部42控制逆變器18的工作，以使得對蓄積在電解電容器17中的直流電力進行直流-交流轉換。透過該工作，從逆變器18輸出的替代交流電力經由第二開關35從輸出端12提供給負載2。

透過以上的控制，在該第二實施例的瞬時電壓降低保護裝置中也與第一實施例同樣地，能夠根據交流輸入電壓的降低程度，不使用電解電容器17的蓄積電力或者使用該蓄積電力，來向負載2提供交流電力。具體來說，即使輸入交流電壓相對於額定輸入電壓低於90%，但只要為70%以上，則不需使用電解電容器17的蓄積電力，就能夠無時間限制地向負載2提供額定輸入電壓的90%的交流電壓。

另外，上述實施例是本發明的一例，顯然，在本發明的主旨的範圍內進行適當變形、修正、追加也包含在本申請專利範圍的範圍中。例如，在上述實施例中列舉出的90%、70%這樣的數值即第一判定電壓及第二判定電壓的值僅僅是一例，當然可以按照考慮了使用環境和目的等的裝置規格進行適當變更。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1．．．商用交流電源

11．．．輸入端

12．．．輸出端

13．．．切換部

14．．．電磁繼電器

15．．．雙向閘流體

16．．．FET開關

17．．．電解電容器

18．．．逆變器(主逆變器)

19．．．濾波器

2．．．負載

20．．．補充電力部

21．．．輸入電壓檢測部

22．．．補充電力驅動部

23．．．逆變器驅動部(主逆變器驅動部)

24．．．切換驅動部

25．．．控制部

30．．．輔助逆變器

31．．．整流平滑部

32．．．注入變壓器

33．．．輔助逆變器驅動部

34．．．第一開關

35．．．第二開關

37．．．第二切換驅動部

40．．．控制部

41．．．輸入電壓判定部

42．．．逆變器控制部

43．．．切換控制部

圖1是作為本發明一個實施例的瞬時電壓降低保護裝置的概略模組示意圖。

圖2是本實施例的瞬時電壓降低保護裝置的電壓保護工作的說明圖。

圖3是作為本發明的其他實施例的瞬時電壓降低保護裝置的概略模組示意圖。

圖4是現有的瞬時電壓降低保護裝置的一個實施例的概略模組示意圖。

1．．．商用交流電源

11．．．輸入端

12．．．輸出端

13．．．切換部

14．．．電磁繼電器

15．．．雙向閘流體

16．．．FET開關

17．．．電解電容器

18．．．逆變器(主逆變器)

19．．．濾波器

2．．．負載

21．．．輸入電壓檢測部

23．．．逆變器驅動部(主逆變器驅24切換驅動部動部)

30．．．輔助逆變器

31．．．整流平滑部

32．．．注入變壓器

33．．．輔助逆變器驅動部

40．．．控制部

41．．．輸入電壓判定部

42．．．逆變器控制部

43．．．切換控制部

Claims (5)

1. 一種瞬時電壓降低保護裝置，其具有用於在從一商用交流電源提供交流電力時蓄積並基於該交流電力的直流電力的一蓄電單元，在從該商用交流電源提供給一負載的交流電壓暫時降低時，取代該商用交流電源而利用蓄積在該蓄電單元中的直流電力向該負載提供交流電力，該瞬時電壓降低保護裝置包括：一充電單元，其利用從該商用交流電源提供的該交流電力對該蓄電單元進行充電；一替代電力提供單元，其利用蓄積在該蓄電單元中的直流電力並生成用於取代輸入該交流電力的一替代交流電力；一電壓補償單元，其在對輸入該交流電力進行整流後，進行直流-交流轉換，產生一與該輸入交流電壓同步的交流電壓，並將其加至該輸入交流電壓；一輸入電壓判定單元，其檢測該輸入交流電壓，並判定該輸入交流電壓是否低於比一額定輸入電壓低的一第一判定電壓、以及是否低於比該第一判定電壓低的一第二判定電壓；以及一控制單元，其對該替代電力提供單元及該電壓補償單元進行控制，以使得在透過該輸入電壓判定單元判定為該輸入交流電壓為該第一判定電壓以上時，向該負載輸出該輸入交流電壓，在判定為該輸入交流電壓比該第一判定電壓低且為該第二判定電壓以上時，使該電壓補償單元工作，向該負載輸出透過該電壓補償單元對該輸入交流電壓補償了電壓後的交流電力，在判定為該輸入交流電壓比該第二判定電壓低時，使該替代電力提供單元工作，向該負載輸出替代交流電力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之瞬時電壓降低保護裝置，其中，該充電單元及該替代電力提供單元係使用一雙向逆變器，該雙向逆變器將該輸入交流電力轉換為一直流電力，並對該蓄電單元進行充電，並且將從該蓄電單元釋放出的直流電力轉換為交流電力。
3. 如申請專利範圍第1項所述之瞬時電壓降低保護裝置，其中，該電壓補償單元包括：一整流單元，其對該輸入交流電壓進行整流；一輔助逆變器，其區別於該雙向逆變器將該整流單元所產生的直流電力轉換為交流電力；以及一注入變壓器，其將由該輔助逆變器得到的交流電壓加至輸入交流電壓。
4. 如申請專利範圍第1項所述之瞬時電壓降低保護裝置，其中，該電壓補償單元包括：一整流單元，其共用該雙向逆變器，對該輸入交流電壓進行整流；一注入變壓器，其將由該雙向逆變器得到的交流電壓加至輸入交流電壓；以及一切換單元，其在該整流單元的輸出和該蓄電單元之間切換該雙向逆變器中的用於直流-交流轉換的輸入，並且在該注入變壓器和對負載的輸出側之間切換該雙向逆變器中的直流-交流轉換的輸出。
5. 如申請專利範圍第1至第4項中任一項所述之瞬時電壓降低保護裝置，其中，按照使該電壓補償單元所產生的加上補償交流電壓後的交流電壓與該第一判定電壓成為相同電位的模式設定該補償交流電壓。