WO2023170898A1 - 無停電電源装置 - Google Patents

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WO2023170898A1
WO2023170898A1 PCT/JP2022/010763 JP2022010763W WO2023170898A1 WO 2023170898 A1 WO2023170898 A1 WO 2023170898A1 JP 2022010763 W JP2022010763 W JP 2022010763W WO 2023170898 A1 WO2023170898 A1 WO 2023170898A1
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WO
WIPO (PCT)
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power supply
uninterruptible power
communication
control circuit
ups module
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/010763
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English (en)
French (fr)
Inventor
亮五 今西
涼 村田
Original Assignee
東芝三菱電機産業システム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems

Definitions

  • the present disclosure relates to an uninterruptible power supply, and particularly relates to an uninterruptible power supply including a plurality of uninterruptible power supply modules connected in parallel to a load.
  • Patent Document 1 discloses an inverter system that operates multiple inverters in parallel and synchronously.
  • the plurality of inverters include one master inverter and a plurality of slave inverters.
  • One master inverter and a plurality of slave inverters are connected in a daisy chain and perform master-slave type serial communication via a loop route.
  • the data frame transmitted from the master inverter via the daisy chain connection includes current command values for all slave inverters.
  • a configuration has been proposed that employs a modular uninterruptible power supply that provides redundancy on a module-by-module basis for small to medium capacity uninterruptible power supplies.
  • a modular uninterruptible power supply has a plurality of uninterruptible power supply modules connected in parallel to a load. When N uninterruptible power supply modules are required to supply power to a load, the power quality can be improved by mounting (N+1) uninterruptible power supply modules to provide redundancy.
  • the modular uninterruptible power supply has a hot swap function.
  • Hot swapping refers to the ability to repair a failed uninterruptible power supply module or replace it with a new uninterruptible power supply module while other uninterruptible power supply modules are operating while the uninterruptible power supply is in operation. means. Therefore, a failed uninterruptible power supply module can be repaired or replaced while the uninterruptible power supply continues to operate the load.
  • a plurality of uninterruptible power supply modules are required to output alternating currents whose phases and amplitudes are equal to each other. This is because if variations occur in the output currents of the plurality of uninterruptible power supply modules, a phenomenon in which power flows between the plurality of uninterruptible power supply modules (cross current) may occur.
  • cross current In order to operate a plurality of uninterruptible power supply modules in parallel and synchronously, it is necessary to increase the communication speed when exchanging data between the plurality of uninterruptible power supply modules.
  • Patent Document 1 describes that high-speed serial communication is employed for exchanging data between a plurality of daisy chain-connected inverters.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and the purpose is to provide an uninterruptible power supply equipped with a plurality of uninterruptible power supply modules connected in parallel while maintaining hot swap functionality.
  • the objective is to realize high-speed communication between multiple uninterruptible power supply modules.
  • An uninterruptible power supply includes a plurality of uninterruptible power supply modules connected in parallel to a load, a first communication line that connects the plurality of uninterruptible power supply modules for communication, and a plurality of uninterruptible power supply modules. and a second communication line that communicates and connects the power supply modules during a power outage.
  • Each uninterruptible power supply module includes a power converter that generates current to be supplied to the load, a current detector that detects the output current of the power converter, and controls the power converter so that the output current matches the current command value. and a control circuit.
  • the first communication line connects the plurality of control circuits in a daisy chain.
  • the second communication line connects the plurality of control circuits in a daisy chain.
  • the direction of data transmission on the second communication line is opposite to the direction of data transmission on the first communication line.
  • Each uninterruptible power supply module further includes a first communication terminal and a second communication terminal.
  • the first communication terminal is connected to a first communication line, and receives the detection value of the current detector of each other uninterruptible power supply module via the first communication line, and also receives the detection value of the current detector of the own current detector. The detected value is sent to the control circuit of each other uninterruptible power supply module.
  • the second communication terminal is connected to a second communication line, and receives the detection value of the current detector of each other uninterruptible power supply module via the second communication line, and also receives the detection value of the current detector of the own current detector.
  • the detected value is sent to the control circuit of each other uninterruptible power supply module.
  • Each control circuit based on the detected value of its own current detector and the detected value of the current detector of each other uninterruptible power supply module received by at least one of the first communication terminal and the second communication terminal. , generates a current command value.
  • an uninterruptible power supply device including a plurality of uninterruptible power supply modules connected in parallel, it is possible to realize high-speed communication between the plurality of uninterruptible power supply modules while maintaining a hot swap function.
  • FIG. 1 is a circuit block diagram showing the configuration of an uninterruptible power supply according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating communication connections in the uninterruptible power supply.
  • FIG. 2 is a circuit block diagram showing the configuration of a UPS module.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining data exchange between UPS modules.
  • 4 is a block diagram showing a portion of the control circuit shown in FIG. 3.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining communication connections between other UPS modules when one UPS module fails.
  • 3 is a timing chart for explaining the operation of the control circuit of the UPS module U2.
  • 3 is a timing chart for explaining the operation of the control circuit of the UPS module U4.
  • FIG. 1 is a circuit block diagram showing the configuration of an uninterruptible power supply according to an embodiment of the present disclosure.
  • the uninterruptible power supply 100 includes N uninterruptible power supply (UPS) modules U1 to UN, N circuit breakers B1, N circuit breakers B2, and N circuit breakers B1.
  • UPS uninterruptible power supply
  • Each UPS module U includes an input terminal T1, a DC terminal T2, and an output terminal T3.
  • the UPS modules U1 to U5 may be collectively referred to as a UPS module U.
  • Five circuit breakers B1, five circuit breakers B2, and five circuit breakers B3 are provided corresponding to the five UPS modules U1 to U5, respectively.
  • each UPS module U is connected to the commercial AC power supply 71 via the corresponding circuit breaker B1.
  • the commercial AC power supply 71 supplies AC power at a commercial frequency to the uninterruptible power supply 100 .
  • each UPS module U is connected to the battery 72 via the corresponding circuit breaker B2.
  • Battery 72 stores DC power.
  • a capacitor may be connected instead of the battery 72.
  • the output terminal T3 of each UPS module U is connected to the load 73 via a corresponding circuit breaker B3.
  • the load 73 is driven by AC power supplied from the uninterruptible power supply 100.
  • the circuit breakers B1 to B3 corresponding to each UPS module U are turned on when the corresponding UPS module U is used, and turned off when the corresponding UPS module U is electrically disconnected from other UPS modules U. For example, if the UPS module U5 fails, the corresponding circuit breakers B1 to B3 are turned off to electrically disconnect the UPS module U5 from the other UPS modules U1 to U4.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating communication connections in the uninterruptible power supply 100.
  • each UPS module U includes communication terminals Tin1, Tin2, Tout1, and Tout2.
  • Communication terminals Tin1 and Tin2 are input terminals for receiving data transmitted from other UPS modules U.
  • Communication terminals Tout1 and Tout1 are output terminals for transmitting data to other UPS modules U.
  • the communication terminals Tin1 and Tin2 will be referred to as “input terminals Tin1 and Tin2,” and the communication terminals Tout1 and Tout2 will be referred to as “output terminals Tout1 and Tout2.”
  • the input terminal Tin1 of each UPS module U is connected to the output terminal Tout1 of another UPS module U via the communication line L1.
  • An input terminal Tin2 of each UPS module U is connected to an output terminal Tout2 of another UPS module U via a communication line L2.
  • the UPS modules U1 to U5 are connected in a daisy chain by a communication line L1.
  • the communication line L1 forms a "first communication path CH1" between the UPS modules U1 to U5.
  • the communication line L1 corresponds to an example of a "first communication line”.
  • the input terminal Tin1 of the UPS module U2 is connected to the output terminal Tout1 of the UPS module U1 via the communication line L1.
  • Input terminal Tin1 of UPS module U3 is connected to output terminal Tout1 of UPS module U2 via communication line L1.
  • Input terminal Tin1 of UPS module U4 is connected to output terminal Tout1 of UPS module U3 via communication line L1.
  • Input terminal Tin1 of UPS module U5 is connected to output terminal Tout1 of UPS module U4 via communication line L1.
  • Input terminal Tin1 of UPS module U1 is connected to output terminal Tout1 of UPS module U5 via communication line L1.
  • the UPS modules U1 to U5 exchange data using high-speed serial communication of approximately several hundred Mbps.
  • High-speed serial communication follows, for example, standards such as LVDS (Low Voltage Differential Signaling), PCI (Peripheral Component Interconnect) Express, and SATA (Serial Advanced Technology Attachment).
  • the UPS modules U1 to U5 are connected in a daisy chain by a communication line L2.
  • the communication line L2 forms a "second communication path CH1" between the UPS modules U1 to U5.
  • the communication line L2 corresponds to an example of a "second communication line”.
  • the input terminal Tin2 of the UPS module U1 is connected to the output terminal Tout2 of the UPS module U2 via the communication line L2.
  • Input terminal Tin2 of UPS module U2 is connected to output terminal Tout2 of UPS module U3 via communication line L2.
  • Input terminal Tin2 of UPS module U3 is connected to output terminal Tout2 of UPS module U4 via communication line L2.
  • Input terminal Tin2 of UPS module U4 is connected to output terminal Tout2 of UPS module U5 via communication line L2.
  • Input terminal Tin2 of UPS module U5 is connected to output terminal Tout2 of UPS module U1 via communication line L2.
  • the data transmission direction in the second communication path CH2 is opposite to the data transmission direction in the first communication path CH1.
  • the UPS modules U1 to U5 exchange data using high-speed serial communication of approximately several hundred Mbps.
  • the communication paths for exchanging data between the UPS modules U1 to U5 are duplicated.
  • the UPS modules U1 to U5 simultaneously use communication paths CH1 and CH2 to exchange data.
  • FIG. 3 is a circuit block diagram showing the configuration of the UPS module U1.
  • the UPS module U1 includes switches S1 to S3, capacitors 2, 7, 11, reactors 3, 10, converter 5, DC line 6, bidirectional chopper 8, inverter 9, current detector 13, operation 14 and a control circuit 15.
  • the switch S1 and the reactor 3 are connected in series between the input terminal T1 and the AC node of the converter 5.
  • Capacitor 2 is connected to node N1 between switch S1 and reactor 3.
  • the switch S1 is turned on when the UPS module U is in operation, and turned off when the UPS module U is stopped.
  • the instantaneous value of the AC input voltage VI appearing at the input terminal T1 is detected by the control circuit 15. Based on the instantaneous value of the AC input voltage VI, it is determined whether a power outage has occurred or not.
  • the capacitor 2 and reactor 3 constitute an AC filter 4.
  • the AC filter 4 is a low-pass filter that allows AC power at a commercial frequency to pass from the commercial AC power supply 71 to the converter 5 and prevents signals at a switching frequency generated in the converter 5 from passing to the commercial AC power supply 71. .
  • AC filter 4 converts the voltage pulse train output from the AC node of converter 5 into a sinusoidal AC voltage and outputs it to node N1.
  • the converter 5 is controlled by a control circuit 15. During operation of the UPS module U1, when the commercial AC power supply 71 is healthy, the converter 5 converts the AC power supplied from the commercial AC power supply 71 into DC power and outputs the DC power to the DC line 6. When the commercial AC power supply 71 is out of power while the UPS module U1 is operating, the operation of the converter 5 is stopped.
  • the capacitor 7 is connected to the DC line 6 and smoothes the voltage VD of the DC line 6.
  • the instantaneous value of the DC voltage VD appearing on the DC line 6 is detected by the control circuit 15.
  • the DC line 6 is connected to a high voltage side node of a bidirectional chopper 8, and the low voltage side node of the bidirectional chopper 8 is connected to a DC terminal T2 via a switch S2.
  • the switch S2 is turned on when the UPS module U1 is operating, and is turned off when the UPS module U1 is stopped.
  • the instantaneous value of the inter-terminal voltage (battery voltage) VB of the battery 72 appearing at the DC terminal T2 is detected by the control circuit 15.
  • the bidirectional chopper 8 is controlled by a control circuit 15.
  • the bidirectional chopper 8 stores the DC power supplied from the converter 5 via the DC line 6 in the battery 72.
  • the bidirectional chopper 8 supplies DC power from the battery 72 to the inverter 9 via the DC line 6.
  • the inverter 9 is controlled by the control circuit 15, and when the commercial AC power supply 71 is healthy during operation of the UPS module U1, the inverter 9 converts the DC power supplied from the converter 5 via the DC line 6 into AC power. . When the commercial AC power supply 71 is out of power while the UPS module U1 is operating, the inverter 9 converts the DC power supplied from the battery 72 via the bidirectional chopper 8 into AC power. Converter 5, bidirectional chopper 8, and inverter 9 correspond to one embodiment of a "power converter".
  • the AC node of the inverter 9 is connected to the first terminal of the reactor 10, and the second terminal (node N2) of the reactor 10 is connected to the output terminal T3 via the switch S3.
  • Capacitor 11 is connected to node N2.
  • the reactor 10 and the capacitor 11 constitute an AC filter 12.
  • the AC filter 12 is a low-pass filter that allows the commercial frequency AC power generated by the inverter 9 to pass through the output terminal T3, and prevents the switching frequency signal generated by the inverter 9 from passing through the output terminal T3. do.
  • the AC filter 12 converts the voltage pulse train output from the AC node of the inverter 9 into a sinusoidal AC voltage VO, and outputs the sinusoidal AC voltage VO to the node N2.
  • the switch S3 is turned on by the control circuit 15 when the UPS module U1 is operating, and is turned off when the UPS module U1 is stopped.
  • the instantaneous value of the AC output voltage VO appearing at node N2 is detected by control circuit 15.
  • the current detector 13 detects the instantaneous value of the current (AC output current) Io flowing from the node N2 to the output terminal T3 (i.e., the load 73) via the switch S3, and sends a signal Iof indicating the detected value to the control circuit 15. give.
  • the current detector 13 corresponds to one embodiment of a "current detector".
  • the operation unit 14 includes a plurality of buttons operated by the user of the uninterruptible power supply 100, a display showing various information, and the like. The user can manually operate or stop each UPS module U by operating the operation unit 14.
  • the control circuit 15 controls the corresponding UPS module U1 based on the signal from the operation unit 14, AC input voltage VI, DC voltage VD, battery voltage VB, AC output voltage VO, AC output current Io, etc.
  • control circuit 15 is communicatively connected to each of the other UPS modules U2 to U5 via communication lines L1 and L2, and communicates various data with the control circuit 15 of each of the other UPS modules U2 to U5 via the communication lines L1 and L2. exchange.
  • the control circuit 15 controls the corresponding UPS module U1 based on the data.
  • the control circuit 15 corresponds to one embodiment of a "control circuit".
  • the control circuit 15 can be configured with, for example, a microcomputer.
  • the control circuit 15 includes a processor 40, a memory 42, and a communication IF (interface) 44, and executes control operations described below through software processing in which the processor 40 executes a program stored in the memory 42 in advance. can do.
  • part or all of the control operation may be realized by hardware processing using a built-in dedicated electronic circuit, instead of software processing.
  • the communication IF 44 receives data from the first communication path CH1 through the communication terminals Tin1 and Tout1, and outputs data to the first communication path CH1.
  • the communication IF 44 receives data from the second communication path CH2 through the communication terminals Tin2 and Tout2, and outputs data to the second communication path CH2.
  • the data output from the control circuit 15 through the output terminals Tout1 and Tout2 includes a signal Iof indicating the detected value of the current detector 13 of the UPS module U1.
  • the data input to the control circuit 15 through the output terminals Tin1 and Tin2 includes a signal Iof indicating the detection value of the current detector 13 of the other UPS modules U2 to U5.
  • Each of the UPS modules U2 to U5 has a similar configuration to the UPS module U1, so the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining data exchange between UPS modules U1 to U5.
  • a communication frame F1 is transmitted to the first communication path CH1.
  • the UPS modules U1 to U5 are sequentially connected in a daisy chain via the communication line L1.
  • the communication frame F1 cyclically circulates through the UPS modules U1 to U5 at a communication cycle synchronized with the control cycle of the control circuit 15.
  • the communication frame F1 corresponds to an example of "first data”.
  • a data area is allocated to each UPS module U in the communication frame F1.
  • the data area of the communication frame F1 is divided into five data areas, and the five data areas are allocated to the UPS modules U1 to U5, respectively.
  • the UPS module U1 receives the communication frame F1 from the UPS module U5 through the input terminal Tin1.
  • the UPS module U1 writes a signal ⁇ Io1 indicating the AC output current Io of the UPS module U1 into a data area assigned to the UPS module U1 within the communication frame F1.
  • the signal ⁇ Io1 is generated based on the output signal Iof of the current detector 13 of the UPS module U1, as will be described later.
  • the UPS module U1 reads signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 indicating the AC output currents Io of the UPS modules U2 to U5 from the data areas assigned to the other UPS modules U2 to U5.
  • the signal ⁇ Io2 is a signal indicating the AC output current Io of the UPS module U2.
  • the signal ⁇ Io3 is a signal indicating the AC output current Io of the UPS module U3.
  • the signal ⁇ Io4 is a signal indicating the AC output current Io of the UPS module U4.
  • the signal ⁇ Io5 is a signal indicating the AC output current Io of the UPS module U5. Signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 are generated based on the output signal Iof of the current detector 13 of the UPS modules U2 to U5, respectively.
  • the UPS module U1 sends the communication frame F1 to the UPS module U2 through the output terminal Tout1.
  • the UPS module U2 when the UPS module U2 receives the communication frame F1 through the input terminal Tin1, the UPS module U2 writes the signal ⁇ Io2 into the data area allocated to the UPS module U2 within the communication frame F1. Further, the UPS module U2 reads signals ⁇ Io1, ⁇ Io3- ⁇ Io5 from data areas allocated to other UPS modules U1, U3-U5. Thereafter, the UPS module U2 sends the communication frame F1 to the UPS module U3 through the output terminal Tout1.
  • each UPS module U writes the signal ⁇ Io indicating the current value of the AC output current Io into the communication frame F1.
  • the communication frame F1 that goes around the first communication path CH1 and returns to each UPS module U includes the value of the latest AC output current Io detected by the current detector 13 of each UPS module U. become. Therefore, each UPS module U can obtain the latest value of the AC output current Io of each other UPS module U by reading the signal ⁇ Io of each other UPS module U from the communication frame F1.
  • a communication frame F2 is transmitted to the second communication path CH2.
  • the UPS modules U1 to U5 are sequentially connected in a daisy chain via the communication line L2.
  • the communication frame F2 cyclically circulates through the UPS modules U1 to U5 at a communication cycle synchronized with the control cycle of the control circuit 15.
  • the direction in which the communication frame F2 is transmitted is opposite to the direction in which the communication frame F1 is transmitted.
  • Communication frame F2 corresponds to an example of "second data".
  • the communication frame F2 has the same configuration as the communication frame F1. That is, the data area of the communication frame F2 is divided into five data areas, and the five data areas are allocated to the UPS modules U1 to U5, respectively.
  • the UPS module U1 upon receiving the communication frame F2 from the UPS module U2 through the input terminal Tin2, the UPS module U1 writes the signal ⁇ Io1 into the data area allocated to the UPS module U1 within the communication frame F2. Further, the UPS module U1 reads signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 from data areas allocated to other UPS modules U2 to U5. Thereafter, the UPS module U1 sends the communication frame F2 to the UPS module U5 through the output terminal Tout2.
  • the UPS module U5 when the UPS module U5 receives the communication frame F2 through the input terminal Tin2, it writes the signal ⁇ Io5 in the data area allocated to the UPS module U5 within the communication frame F2. Further, the UPS module U5 reads signals ⁇ Io1 to ⁇ Io4 from data areas allocated to other UPS modules U1 to U4. Thereafter, the UPS module U5 sends the communication frame F2 to the UPS module U4 through the output terminal Tout2.
  • each UPS module U writes the signal ⁇ Io indicating the current value of the AC output current Io into the communication frame F2. Therefore, the communication frame F2 that goes around the second communication path CH2 and returns to each UPS module U includes the value of the latest AC output current Io detected by the current detector 13 of each UPS module U. Become. Therefore, each UPS module U can obtain the latest value of the AC output current Io of each other UPS module U.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a part of the control circuit 15 shown in FIG. 3.
  • the control circuit 15 includes a transmission section 21, a reception section 22, a failure detection section 23, a load current calculation section 24, a shared current calculation section 25, a power failure detector 30, a control section 32, and a notification section 33. including.
  • the current detector 13 detects the instantaneous value of the AC output current Io flowing through the output terminal T3, and provides the transmitter 21 and the controller 32 with a signal Iof indicating the detected value.
  • the transmitter 21 generates the signal ⁇ Io1 based on the signal Iof given from the current detector 13.
  • the signal ⁇ Io1 is a signal indicating the AC output current Io of the UPS module U1.
  • the transmitter 21 writes the generated signal ⁇ Io1 into the data area allocated to the UPS module U1 in the communication frame F1, and sends the communication frame F1 to the UPS module U2 through the output terminal Tou1. Further, the transmitter 21 writes the generated signal ⁇ Io1 into the data area allocated to the UPS module U1 of the communication frame F2, and sends this communication frame F2 to the UPS module U5 through the output terminal Tout2.
  • the receiving unit 22 Upon receiving the communication frame F1 from the UPS module U5 through the input terminal Tin1, the receiving unit 22 reads out the signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 of the other UPS modules U2 to U5 from the communication frame F1. The receiving section 22 supplies the read signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 to the load current calculating section 24. Further, upon receiving the communication frame F2 from the UPS module U2 through the input terminal Tin2, the receiving unit 22 reads out the signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 of the other UPS modules U2 to U5 from the communication frame F2. The receiving section 22 supplies the read signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 to the load current calculating section 24.
  • the load current calculating unit 24 receives the signal ⁇ Io1 generated by the transmitting unit 21 and the signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 received by the receiving unit 22.
  • the load current calculation unit 24 calculates the current number N of UPS modules U in operation based on the signals ⁇ Io1 to ⁇ Io5. Further, the load current calculation unit 24 adds the AC output currents Io of the UPS modules U1 to U5 indicated by the signals ⁇ Io1 to ⁇ Io5 to obtain the load current IL.
  • the load current calculation unit 24 outputs a signal ⁇ IL indicating the load current IL and a signal ⁇ N indicating the number N of operating UPS modules U.
  • the load current calculation unit 24 receives signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 read from the communication frame F1 that transmits the first communication path CH1 and the communication frame F2 that transmits the second communication path CH2 in each control cycle. Signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 read from are input. The load current calculation unit 24 calculates the load current IL and the number N of operating UPS modules U using the set of signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 whose input timing is earlier among these two sets of signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 for each control cycle. demand.
  • the load current calculation unit 24 may be configured to use these two sets of signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 to determine the load current IL and the number of operating units N for each control cycle. For example, after comparing two sets of signals ⁇ Io2 to ⁇ Io5 and confirming that they match, the load current IL and the number N of operating UPS modules U may be determined.
  • the shared current calculation unit 25 outputs a signal ⁇ Is indicating the shared current Is to the control unit 32.
  • the shared current Is corresponds to a "current command value" indicating a target value of the AC output current Io of the UPS module U1.
  • the failure detection unit 23 detects failures in other UPS modules U by monitoring reception errors in the communication frames F1 and F2 in the reception unit 22. Specifically, the failure detection unit 23 checks whether the communication frame F1 has been received from the UPS module U5 every communication cycle of the first communication path CH1. When reception of the communication frame F1 is interrupted, the failure detection unit 23 determines that the UPS module U5 has failed, and generates a failure detection signal ⁇ D5.
  • the failure detection signal ⁇ D5 is set to the inactivated level "L" when it is determined that the UPS module U5 is not malfunctioning, and is activated when it is determined that the UPS module U5 is malfunctioning. This is a signal that is set to the "H" level.
  • the failure detection unit 23 checks whether the communication frame F2 has been received from the UPS module U2 every communication cycle of the second communication path CH2. When reception of the communication frame F2 is interrupted, the failure detection unit 23 determines that the UPS module U2 has failed, and generates a failure detection signal ⁇ D2.
  • the failure detection signal ⁇ D2 is set to the inactivated "L" level when it is determined that the UPS module U2 is not malfunctioning, and is activated when it is determined that the UPS module U2 is malfunctioning. This is a signal that is set to the "H" level.
  • the failure detection signals ⁇ D2 and ⁇ D5 are given to the transmitter 21 and the receiver 22.
  • the failure detection signal ⁇ D2 is at the “H” level, that is, when the UPS module U2 is out of order, the transmitter 21 disables the output terminal Tout1 to send the communication frame F1 to the UPS module U2. Stop sending.
  • the transmitter 21 disables the output terminal Tout2 to send the communication frame F2 to the UPS module U5. Stop sending.
  • the receiving unit 22 disables the input terminal Tin2 to receive the communication frame F2 from the UPS module U2. Stop receiving.
  • the receiving unit 22 disables the input terminal Tin1 to receive the communication frame F1 from the UPS module U5. Stop receiving.
  • the UPS module U1 uses the input terminal Tin1 and the output terminal Tout2 to exchange data with the other UPS modules U3 to U5.
  • the receiving unit 22 reads out the signals ⁇ Io3 to ⁇ Io5 of the other UPS modules U3 to U5 from the communication frame F1.
  • the transmitter 21 writes the signal ⁇ Io1 into the communication frame F1, and sends the communication frame F1 to the UPS module U5 through the output terminal Tou2.
  • the UPS module U1 uses the input terminal Tin2 and the output terminal Tout1 to exchange data with the other UPS modules U2 to U4. Specifically, upon receiving the communication frame F2 from the UPS module U2 through the input terminal Tin2, the receiving unit 22 reads out the signals ⁇ Io2 to ⁇ Io4 of the other UPS modules U2 to U4 from the communication frame F2. The transmitter 21 writes the signal ⁇ Io1 into the communication frame F2, and sends the communication frame F2 to the UPS module U2 through the output terminal Tou1.
  • the power outage detector 30 detects whether a power outage has occurred in the commercial AC power supply 71 based on the AC input voltage VI, and outputs a signal ⁇ 30 indicating the detection result. For example, the power outage detector 30 determines that the commercial AC power supply 71 is healthy when the AC input voltage VI is higher than the lower limit value, and determines that the commercial AC power supply 71 is healthy when the AC input voltage VI falls below the lower limit value. It is determined that a power outage of the power supply 71 has occurred.
  • the power outage detection signal ⁇ 30 is set to the inactivation level "L".
  • the power outage detection signal ⁇ 30 is set to the activation level "L”.
  • the control unit 32 operates based on the power failure detection signal ⁇ 30, the AC input voltage VI, the AC output voltage VO, the DC voltage VD, the battery voltage VB, the output signal Iof of the current detector 13, and the output signal ⁇ Is of the shared current calculation unit 25. , controls the switches S1 to S3 of the UPS module U1, the converter 5, the bidirectional chopper 8, and the inverter 9.
  • the UPS module U1 when the UPS module U1 is operating, if the power failure detection signal ⁇ 30 is at the "H" level (when the commercial AC power supply 71 is healthy), the switches S1 to S3 are turned on, and the converter 5 and both switches are turned on. The forward chopper 8 and inverter 9 are operated.
  • switches S1 to S3 When switches S1 to S3 are turned on, AC power is supplied from commercial AC power supply 71 to converter 5 via switch S1 and AC filter 4.
  • a low voltage side node of bidirectional chopper 8 is connected to battery 72 via switch S2.
  • Inverter 9 is connected to load 73 via AC filter 12 and switch S3.
  • the converter 5 converts AC power supplied from the commercial AC power supply 71 via the switch S1 and the AC filter 4 into DC power, and outputs the DC power to the DC line 6.
  • Bidirectional chopper 8 stores DC power supplied from converter 5 via DC line 6 in battery 72 via switch S2.
  • Inverter 9 converts DC power supplied from converter 5 via DC line 6 into AC power, and supplies the AC power to load 73 via AC filter 12 and switch S3.
  • control unit 32 controls the converter 5 so that the DC voltage VD of the DC line 6 becomes the desired target voltage VDT.
  • the control unit 32 controls the bidirectional chopper 8 so that the battery voltage VB becomes a desired target battery voltage VBT.
  • the control unit 32 controls the inverter 9 so that the AC output current Io becomes the shared current Is (current command value).
  • the control unit 32 turns off the switch S1 and stops the operation of the converter 5. Thereby, the commercial AC power supply 71 and the DC line 6 are electrically disconnected.
  • the bidirectional chopper 8 supplies DC power supplied from the battery 72 via the switch S2 to the inverter 9 via the DC line 6.
  • Inverter 9 converts DC power supplied from battery 72 via switch S2, bidirectional chopper 8, and DC line 6 into AC power, and supplies the AC power to load 73 via AC filter 12 and switch S3.
  • control unit 32 controls the bidirectional chopper 8 so that the DC voltage VD of the DC line 6 becomes the desired target voltage VDT.
  • the control unit 32 controls the inverter 9 so that the AC output current Io becomes the shared current Is (current command value).
  • control unit 32 determines that the UPS module U1 has failed, and sets the failure detection signal ⁇ F to "L”. Raise it from level to "H” level. Furthermore, control unit 32 turns off switches S1 to S3, and stops operation of converter 5, bidirectional chopper 8, and inverter 9.
  • the transmitting unit 21 and the receiving unit 22 communicate with other UPS modules U2 to U5 by disabling communication terminals Tin1, Tout1, Tin2, and Tout2 in response to failure detection signal ⁇ F being set to “H” level. stop communication.
  • the notification unit 33 When the failure detection signal ⁇ F is set to the "H" level, the notification unit 33 notifies the user of the uninterruptible power supply 100 that the UPS module U1 is out of order using sound, light, text, etc. .
  • the user turns off the circuit breakers B1 to B3 corresponding to the UPS module U1 to electrically disconnect it from the other UPS modules U2 to U5. This allows the failed UPS module U1 to be repaired or replaced with a new UPS module while operating the other UPS modules U2 to U5. Note that after the user finishes repairing or replacing the UPS module U1, the user turns on the circuit breakers B1 to B3. Thereby, the UPS module U1 is incorporated into the uninterruptible power supply 100 again.
  • each UPS module U uses high-speed serial communication to transmit the signal ⁇ Io indicating the detected value of the AC output current Io by the current detector 13 to each other UPS module U. It is configured to receive a signal ⁇ Io from each UPS module U.
  • the control circuit 15 of each UPS module U can acquire the latest value of the AC output current Io of each other UPS module U in a communication cycle synchronized with its control cycle. . Therefore, the control circuit 15 can accurately determine the load current IL based on the latest acquired value of the AC output current Io for each control cycle. According to this, since the shared current Is of each UPS module U can be accurately determined, it is possible to equalize the AC output current Io of each UPS module U.
  • each UPS module U can accurately determine the load current IL, it is not necessary to install a current detector to detect the instantaneous value of the load current IL. Further, it is not necessary to install a signal line for transmitting a signal indicating the detected value of the current detector to the control circuit 15 of each UPS module U.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining communication connections between other UPS modules when one UPS module fails.
  • FIG. 6 assumes that the UPS module U3 has failed.
  • the control unit 32 determines that the UPS module U3 has failed. .
  • Control unit 32 turns off switches S1 to S3 of UPS module U3, and stops operation of converter 5, bidirectional chopper 8, and inverter 9.
  • the notification unit 33 notifies the user that the UPS module U3 is out of order.
  • the transmitter 21 and the receiver 22 of the UPS module U3 disable the communication terminals Tin1, Tout1, Tin2, and Tout2 in response to the failure detection signal ⁇ F being set to the "H" level, thereby communicating with other UPS modules. Stop communication with U1, U2, U4, and U5.
  • the transmission of the communication frame F1 from the UPS module U3 to the UPS module U4 is interrupted on the first communication path CH1.
  • transmission of the communication frame F2 from the UPS module U3 to the UPS module U2 is interrupted.
  • the failure detection unit 23 checks whether the communication frame F1 from the UPS module U3 has been received every communication cycle of the first communication path CH1. When reception of the communication frame F1 is interrupted, the failure detection unit 23 determines that the UPS module U3 has failed, and generates a failure detection signal ⁇ D3.
  • the failure detection signal ⁇ D3 is set to the inactivated "L" level when it is determined that the UPS module U3 is not malfunctioning, and is activated when it is determined that the UPS module U3 is malfunctioning. This is a signal that is set to the "H" level.
  • the transmitter 21 of the UPS module U4 disables the output terminal Tout2 to stop transmitting the communication frame F2 to the UPS module U3.
  • the receiving unit 22 disables the input terminal Tin1 to stop receiving the communication frame F1 from the UPS module U3.
  • the UPS module U4 uses the input terminal Tin2 and the output terminal Tout1 to exchange data with the other UPS modules U1, U2, and U5.
  • the receiving unit 22 reads out the signals ⁇ Io1, ⁇ Io2, and ⁇ Io5 of the other UPS modules U1, U2, and U5 from the communication frame F2.
  • the transmitter 21 writes the signal ⁇ Io4 into the communication frame F2, and sends the communication frame F2 to the UPS module U5 through the output terminal Tou1.
  • the failure detection unit 23 checks whether the communication frame F2 from the UPS module U3 has been received every communication cycle of the second communication path CH2. When reception of the communication frame F2 is interrupted, the failure detection unit 23 determines that the UPS module U3 has failed, and generates a failure detection signal ⁇ D3.
  • the transmitter 21 of the UPS module U2 disables the output terminal Tout1 to stop transmitting the communication frame F1 to the UPS module U3.
  • the receiving unit 22 disables the input terminal Tin2 to stop receiving the communication frame F2 from the UPS module U3.
  • the UPS module U2 uses the input terminal Tin1 and the output terminal Tout2 to exchange data with the other UPS modules U1, U4, and U5.
  • the receiving unit 22 reads out the signals ⁇ Io1, ⁇ Io4, and ⁇ Io5 of the other UPS modules U1, U4, and U5 from the communication frame F1.
  • the transmitter 21 writes the signal ⁇ Io2 into the communication frame F1, and sends the communication frame F1 to the UPS module U1 through the output terminal Tou2.
  • each of the UPS modules U2 and U4 connected to the UPS module U3 cuts off the communication connection with the UPS module U3, and also disconnects one of the communication paths CH1 and CH2.
  • a communication frame received from one communication path is transmitted to the other communication path.
  • FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the control circuit 15 of the UPS module U2.
  • FIG. 7 shows the timing of inputting data to the input terminal Tin1, the timing of outputting data from the output terminal Tout1, the timing of inputting data to the input terminal Tin2, and the timing of outputting data to the output terminal Tout2. There is.
  • data is exchanged with respect to the communication frame F1 transmitted through the first communication path CH1 through the communication terminals Tin1 and Tout1 in each communication cycle.
  • the communication cycle is synchronized with the control cycle Ta of the control circuit 15.
  • the control circuit 15 Upon receiving the communication frame F1 from the UPS module U1 through the input terminal Tin1 at time t0, the control circuit 15 reads out the signals ⁇ Io1, ⁇ Io3 to ⁇ Io5 from the communication frame F1 during a certain period of time Tb, and sends the signal ⁇ Io2 to the communication frame F1. write to.
  • the control circuit 15 transmits the communication frame F1 to the UPS module U3 through the output terminal Tout1.
  • control circuit 15 In parallel to the data transfer at the communication terminals Tin1 and Tout1, data is transferred to and from the communication frame F2 that transmits the second communication path CH2 every communication cycle through the communication terminals Tin2 and Tout2.
  • the control circuit 15 Upon receiving the communication frame F2 from the UPS module U3 through the input terminal Tin2 at time t1, the control circuit 15 reads out the signals ⁇ Io1, ⁇ Io3 to ⁇ Io5 from the communication frame F2 during a certain period of time Tb, and also transfers the signal ⁇ Io2 to the communication frame F2. write to. Control circuit 15 transmits communication frame F2 to UPS module U1 through output terminal Tout2.
  • the control circuit 15 uses the remaining time excluding time Tb to obtain the shared current Is using the signals ⁇ Io1 to ⁇ Io5, and also controls the inverter so that the AC output current Io becomes the shared current Is.
  • Control 9 In the example of FIG. 7, in each control period Ta, the input timing to the input terminal Tin1 (time t0) is faster than the input timing to the input terminal Tin2 (time t1), so the control circuit 15 controls the shared current Is. In order to find this, the signals ⁇ Io1, ⁇ Io3 to ⁇ Io5 read from the communication frame F1 are used.
  • control circuit 15 is not limited to this, and has a configuration in which the control circuit 15 calculates the shared current Is using the signals ⁇ Io1, ⁇ Io3 to ⁇ Io5 read from the communication frame F1 and the signals ⁇ Io1, ⁇ Io3 to ⁇ Io5 read from the communication frame F2.
  • control circuit 15 uses the output signal ⁇ Iof of the current detector 13 while the inverter 9 is operating to generate the signal ⁇ Io2 to be written in the communication frames F1 and F2 in the next control cycle Ta.
  • the UPS module U3 fails at time t5 during the control cycle Ta from time t4 to t6.
  • the operation of the converter 5, bidirectional chopper 8, and inverter 9 is stopped, and the communication connection with the UPS modules U2 and U4 is severed. Therefore, after time t5, reception of the communication frame F2 at the input terminal Tin2 is interrupted.
  • the control circuit 15 of the UPS module U2 determines that the UPS module U3 has failed. In this case, the control circuit 15 disables the output terminal Tou1 and the input terminal Tin2.
  • the control circuit 15 sends and receives communication frames using the input terminal Tin1 and the output terminal Tout2 in each control period Ta after time t6.
  • the control circuit 15 upon receiving the communication frame F1 from the UPS module U1 through the input terminal Tin1, the control circuit 15 outputs the communication frame F1 to the second communication path CH2 through the output terminal Tout2. Thereby, the communication frame F1 is transmitted to the UPS module U1.
  • the control circuit 15 upon receiving the communication frame F1 from the UPS module U1 through the input terminal Tin1 at time t6, the control circuit 15 reads out the signals ⁇ Io1, ⁇ Io3 to ⁇ Io5 from the communication frame F1 for a certain period of time Tb, and also outputs the signals ⁇ Io1, ⁇ Io3 to ⁇ Io5. Write ⁇ Io2 to communication frame F1.
  • the control circuit 15 transmits this communication frame F1 to the UPS module U1 through the output terminal Tout2.
  • FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the control circuit 15 of the UPS module U4.
  • FIG. 8 shows the timing of inputting data to the input terminal Tin1, the timing of outputting data from the output terminal Tout1, the timing of inputting data to the input terminal Tin2, and the timing of outputting data to the output terminal Tout2. There is.
  • control circuit 15 Upon receiving the communication frame F2 from the UPS module U5 through the input terminal Tin2 at time t0, the control circuit 15 reads signals ⁇ Io1 to ⁇ Io3, ⁇ Io5 from the communication frame F2 during a certain period of time Tb, and also transfers the signal ⁇ Io4 to the communication frame F2. write to. Control circuit 15 transmits communication frame F2 to UPS module U3 through output terminal Tout2.
  • control circuit 15 In parallel with the data transfer at the communication terminals Tin2 and Tout2, data is transferred to and from the communication frame F1 transmitted through the first communication path CH1 every communication cycle through the communication terminals Tin1 and Tout1.
  • the control circuit 15 Upon receiving the communication frame F1 from the UPS module U3 through the input terminal Tin1 at time t1, the control circuit 15 reads signals ⁇ Io1 to ⁇ Io3, ⁇ Io5 from the communication frame F1 for a certain period of time Tb, and also transfers the signal ⁇ Io4 to the communication frame F1. write to. Control circuit 15 transmits communication frame F1 to UPS module U5 through output terminal Tout1.
  • control circuit 15 uses the remaining time excluding time Tb to obtain the shared current Is using the signals ⁇ Io1 to ⁇ Io5, and also controls the inverter so that the AC output current Io becomes the shared current Is.
  • Control 9 In the example of FIG. 8, in each control period Ta, the input timing to the input terminal Tin2 (time t0) is faster than the input timing to the input terminal Tin1 (time t1), so the control circuit 15 controls the shared current Is. In order to find this, the signals ⁇ Io1 to ⁇ Io3 and ⁇ Io5 read from the communication frame F2 are used.
  • control circuit 15 uses the output signal ⁇ Iof of the current detector 13 during operation of the inverter 9 to generate the signal ⁇ Io4 to be written in the communication frames F1 and F2 in the next control cycle Ta.
  • the UPS module U3 fails at time t5 during the control period Ta from time t4 to t6, the communication connection between the UPS module U3 and the UPS modules U2 and U4 is severed. Therefore, after time t5, reception of the communication frame F1 at the input terminal Tin1 is interrupted.
  • the control circuit 15 of the UPS module U4 determines that the UPS module U3 has failed. In this case, the control circuit 15 disables the output terminal Tout2 and the input terminal Tin1.
  • control circuit 15 sends and receives communication frames using the input terminal Tin2 and the output terminal Tout1 in each control cycle Ta after time t5.
  • the control circuit 15 outputs the communication frame F2 to the first communication path CH2 through the output terminal Tout1. Thereby, the communication frame F2 is transmitted to the UPS module U5.
  • the control circuit 15 upon receiving the communication frame F2 from the UPS module U5 through the input terminal Tin2 at time t6, the control circuit 15 reads out the signals ⁇ Io1, ⁇ Io2, and ⁇ Io5 from the communication frame F2 for a certain period of time Tb, and also outputs the signals Write ⁇ Io4 to communication frame F2. The control circuit 15 transmits this communication frame F2 to the UPS module U5 through the output terminal Tout1.
  • each of the UPS modules U2 and U4 transmits the communication frame received from one of the communication paths CH1 and CH2 to the other communication path. According to this, after the UPS module U3 fails, the first communication path CH1 and the second communication circuit CH2 are unified, and a daisy chain is established between the other UPS modules U1, U2, U4, and U5. A new communication path for connection will be created.
  • communication frames are transmitted in the order of UPS module U1 - UPS module U2 - UPS module U1 - UPS module U5 - UPS module U4 - UPS module U5 - UPS module U1.
  • the communication frame that goes around this communication path and returns to each UPS module U includes the latest value of the AC output current Io detected by the current detectors 13 of the UPS modules U1, U2, U4, and U5. .
  • each control circuit 15 of the UPS modules U1, U2, U4, and U5 can obtain the latest value of the AC output current Io of each other UPS module U in each control cycle, so that the load current IL Based on this, it becomes possible to accurately determine the shared current Is. As a result, even if the UPS module U3 fails, it is possible to continue the operation of the load 73 by the uninterruptible power supply 100.

Landscapes

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Abstract

第１および第２の通信線（Ｌ１，Ｌ２）は、複数のＵＰＳモジュール（Ｕ１～Ｕ５）にそれぞれ対応する複数の制御回路をデイジーチェーンで接続する。第２の通信線（Ｌ２）におけるデータの伝送方向は、第１の通信線（Ｌ１）におけるデータの伝送方向と逆向きである。各ＵＰＳモジュールの第１の通信端子（Ｔｉｎ１，Ｔｏｕｔ１）は第１の通信線（Ｌ１）を経由して、他の各ＵＰＳモジュールの交流出力電流の検出値を受信し、自己の交流出力電流の検出値を他の各制御回路に送信する。第２の通信端子（Ｔｉｎ２，Ｔｏｕｔ２）は第２の通信線（Ｌ２）を経由して、他の各ＵＰＳモジュールの交流出力電流の検出値を受信し、自己の交流出力電流の検出値を他の各制御回路に送信する。各制御回路は、自己の交流出力電流の検出値と、第１および第２の通信端子の少なくとも一方が受信した他の各ＵＰＳモジュールの交流出力電流の検出値とに基づいて電流指令値を生成する。

Description

無停電電源装置
　本開示は、無停電電源装置に関し、特に、負荷に対して並列接続される複数の無停電電源モジュールを備えた無停電電源装置に関する。
　特開２０１５－１９８４５８号公報（特許文献１）には、複数のインバータを並列同期運転させるインバータシステムが開示されている。特許文献１では、複数のインバータは、１台のマスタインバータと、複数台のスレーブインバータとにより構成されている。１台のマスタインバータおよび複数台のスレーブインバータは、デイジーチェーン接続されており、ループ状のルートを経由してマスタ－スレーブ型のシリアル通信を行う。デイジーチェーン接続を経由してマスタインバータから送信されるデータフレームには、全てのスレーブインバータに対する電流指令値が含まれている。
特開２０１５－１９８４５８号公報
　中小容量の無停電電源装置に、モジュール単位で冗長化を図るモジュール型無停電電源装置を採用する構成が提案されている。モジュール型無停電電源装置は、負荷に対して並列接続された複数の無停電電源モジュールを有している。負荷への電力供給にＮ台の無停電電源モジュールが必要な場合には、（Ｎ＋１）台の無停電電源モジュールを実装して冗長化を図ることにより、電源品質を向上させることができる。
　モジュール型無停電電源装置は、ホットスワップ機能を有している。ホットスワップとは、無停電電源装置の運用中に、他の無停電電源モジュールを運転しながら、故障した無停電電源モジュールを修理したり、新しい無停電電源モジュールと交換することが可能なことを意味する。したがって、無停電電源装置による負荷の運転を継続させながら、故障した無停電電源モジュールの修理または交換を行うことができる。
　モジュール型無停電電源装置において、複数の無停電電源モジュールは、その位相および振幅が互い等しい交流電流を出力することが求められる。複数の無停電電源モジュールの出力電流にばらつきが生じると、複数の無停電電源モジュール間で電力が流れ込む現象（横流）が発生するおそれがあるためである。複数の無停電電源モジュールを並列同期運転させるためには、複数の無停電電源モジュールの間でデータを遣り取りするときの通信速度を高速化させる必要がある。特許文献１には、デイジーチェーン接続された複数のインバータ間のデータの遣り取りに高速シリアル通信を採用することが記載されている。
　しかしながら、モジュール型無停電電源装置の運用時に、デイジーチェーン接続された複数の無停電電源モジュールが高速シリアル通信を行なっている状況下で、故障した無停電電源モジュールの運転を停止して当該無停電電源モジュールの修理または交換が行われると、他の無停電電源モジュール間の通信接続が断絶されてしまう。他の無停電電源モジュールの並列同期運転を継続させることができなくなるため、無停電電源装置による負荷の運転を継続させることが困難となることが懸念される。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、並列接続された複数の無停電電源モジュールを備えた無停電電源装置において、ホットスワップ機能を維持しながら複数の無停電電源モジュール間の高速通信を実現することである。
　本開示の一態様に係る無停電電源装置は、負荷に対して並列接続される複数の無停電電源モジュールと、複数の無停電電源モジュール間を通信接続する第１の通信線と、複数の無停電電源モジュール間を通信接続する第２の通信線とを備える。各無停電電源モジュールは、負荷に供給する電流を生成する電力変換器と、電力変換器の出力電流を検出する電流検出器と、出力電流が電流指令値と一致するように電力変換器を制御する制御回路とを含む。第１の通信線は、複数の制御回路をデイジーチェーンで接続する。第２の通信線は、複数の制御回路をデイジーチェーンで接続する。第２の通信線におけるデータの伝送方向は、第１の通信線におけるデータの伝送方向と逆向きである。各無停電電源モジュールは、第１の通信端子と、第２の通信端子とをさらに含む。第１の通信端子は、第１の通信線に接続され、第１の通信線を経由して、他の各無停電電源モジュールの電流検出器の検出値を受信するとともに、自己の電流検出器の検出値を他の各無停電電源モジュールの制御回路に送信する。第２の通信端子は、第２の通信線に接続され、第２の通信線を経由して、他の各無停電電源モジュールの電流検出器の検出値を受信するとともに、自己の電流検出器の検出値を他の各無停電電源モジュールの制御回路に送信する。各制御回路は、自己の電流検出器の検出値と、第１の通信端子および第２の通信端子の少なくとも一方が受信した他の各無停電電源モジュールの電流検出器の検出値とに基づいて、電流指令値を生成する。
　本開示によれば、並列接続された複数の無停電電源モジュールを備えた無停電電源装置において、ホットスワップ機能を維持しながら複数の無停電電源モジュール間の高速通信を実現することができる。
実施の形態に係る無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。 無停電電源装置における通信接続を説明する図である。 ＵＰＳモジュールの構成を示す回路ブロック図である。 ＵＰＳモジュール間のデータの遣り取りを説明するための図である。 図３に示した制御回路の一部分を示すブロック図である。 １台のＵＰＳモジュールが故障した場合における他のＵＰＳモジュール間の通信接続を説明するための図である。 ＵＰＳモジュールＵ２の制御回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 ＵＰＳモジュールＵ４の制御回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
　以下に、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰り返さないものとする。
　図１は、本開示の実施の形態に係る無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。図１に示すように、無停電電源装置１００は、Ｎ台の無停電電源（ＵＰＳ：Uninterruptible　Power　Supply）モジュールＵ１～ＵＮと、Ｎ個の遮断器Ｂ１と、Ｎ個の遮断器Ｂ２と、Ｎ個の遮断器Ｂ３とを備える。Ｎは２以上の自然数である。図１ではＮ＝５の場合が示されている。
　各ＵＰＳモジュールＵは、入力端子Ｔ１、直流端子Ｔ２および出力端子Ｔ３を含む。本明細書では、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５を総称してＵＰＳモジュールＵと呼ぶ場合がある。５個の遮断器Ｂ１、５個の遮断器Ｂ２および５個の遮断器Ｂ３は、５台のＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５にそれぞれ対応して設けられている。
　各ＵＰＳモジュールＵの入力端子Ｔ１は、対応する遮断器Ｂ１を介して商用交流電源７１に接続される。商用交流電源７１は、商用周波数の交流電力を無停電電源装置１００に供給する。
　各ＵＰＳモジュールＵの直流端子Ｔ２は、対応する遮断器Ｂ２を介してバッテリ７２に接続される。バッテリ７２は直流電力を蓄える。バッテリ７２の代わりにコンデンサが接続されていても構わない。各ＵＰＳモジュールＵの出力端子Ｔ３は、対応する遮断器Ｂ３を介して負荷７３に接続される。負荷７３は、無停電電源装置１００から供給される交流電力によって駆動される。
　各ＵＰＳモジュールＵに対応する遮断器Ｂ１～Ｂ３は、対応するＵＰＳモジュールＵを使用する場合にオンされ、対応するＵＰＳモジュールＵを他のＵＰＳモジュールＵから電気的に切り離す場合にオフされる。例えば、ＵＰＳモジュールＵ５が故障した場合には、それに対応する遮断器Ｂ１～Ｂ３をオフさせて、ＵＰＳモジュールＵ５を他のＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ４から電気的に切り離す。
　これにより、他のＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ４を運転しながら、故障したＵＰＳモジュールＵ５を修理したり、新しいＵＰＳモジュールと交換することが可能となっている。このような機能は、「ホットスワップ機能」と呼ばれる。なお、遮断器Ｂ１～Ｂ３の各々の代わりに差し込みプラグおよびコンセントを使用しても構わない。
　ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、通信線（図示せず）によって互いに接続されている。ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、通信線を介して種々のデータを遣り取りする。図２は、無停電電源装置１００における通信接続を説明する図である。
　図２に示すように、各ＵＰＳモジュールＵは、通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｉｎ２，Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２を含む。通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｉｎ２は、他のＵＰＳモジュールＵから送信されたデータを受信するための入力端子である。通信端子Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ１は、他のＵＰＳモジュールＵへデータを送信するための出力端子である。以下の説明では、通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｉｎ２を「入力端子Ｔｉｎ１，Ｔｉｎ２」と称し、通信端子Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２を「出力端子Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２」と称する。
　各ＵＰＳモジュールＵの入力端子Ｔｉｎ１は、通信線Ｌ１を介して、他のＵＰＳモジュールＵの出力端子Ｔｏｕｔ１に接続される。各ＵＰＳモジュールＵの入力端子Ｔｉｎ２は、通信線Ｌ２を介して、他のＵＰＳモジュールＵの出力端子Ｔｏｕｔ２に接続される。
　ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、通信線Ｌ１によってデイジーチェーンで接続されている。通信線Ｌ１は、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５の間に「第１の通信経路ＣＨ１」を形成する。通信線Ｌ１は「第１の通信線」の一実施例に対応する。
　具体的には、ＵＰＳモジュールＵ２の入力端子Ｔｉｎ１は、通信線Ｌ１を介してＵＰＳモジュールＵ１の出力端子Ｔｏｕｔ１に接続される。ＵＰＳモジュールＵ３の入力端子Ｔｉｎ１は、通信線Ｌ１を介してＵＰＳモジュールＵ２の出力端子Ｔｏｕｔ１に接続される。ＵＰＳモジュールＵ４の入力端子Ｔｉｎ１は、通信線Ｌ１を介してＵＰＳモジュールＵ３の出力端子Ｔｏｕｔ１に接続される。ＵＰＳモジュールＵ５の入力端子Ｔｉｎ１は、通信線Ｌ１を介してＵＰＳモジュールＵ４の出力端子Ｔｏｕｔ１に接続される。ＵＰＳモジュールＵ１の入力端子Ｔｉｎ１は、通信線Ｌ１を介してＵＰＳモジュールＵ５の出力端子Ｔｏｕｔ１に接続される。
　第１の通信経路ＣＨ１では、ＵＰＳモジュールＵ１～ＵＰＳモジュールＵ２～ＵＰＳモジュールＵ３～ＵＰＳモジュールＵ４～ＵＰＳモジュールＵ５～ＵＰＳモジュールＵ１の順にデータが伝送される。第１の通信経路ＣＨ１において、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、数百Ｍｂｐ程度の高速シリアル通信を用いてデータを遣り取りする。高速シリアル通信は、例えば、ＬＶＤＳ（Low　Voltage　Differential　Signaling）、ＰＣＩ（Peripheral　Component　Interconnect　）　Ｅｘｐｒｅｓｓ、およびＳＡＴＡ（Serial　Advanced　Technology　Attachment）などの規格に従うものである。
　ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、通信線Ｌ２によってデイジーチェーンで接続される。通信線Ｌ２は、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５の間に「第２の通信経路ＣＨ１」を形成する。通信線Ｌ２は「第２の通信線」の一実施例に対応する。
　具体的には、ＵＰＳモジュールＵ１の入力端子Ｔｉｎ２は、通信線Ｌ２を介してＵＰＳモジュールＵ２の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続される。ＵＰＳモジュールＵ２の入力端子Ｔｉｎ２は、通信線Ｌ２を介してＵＰＳモジュールＵ３の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続される。ＵＰＳモジュールＵ３の入力端子Ｔｉｎ２は、通信線Ｌ２を介してＵＰＳモジュールＵ４の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続される。ＵＰＳモジュールＵ４の入力端子Ｔｉｎ２は、通信線Ｌ２を介してＵＰＳモジュールＵ５の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続される。ＵＰＳモジュールＵ５の入力端子Ｔｉｎ２は、通信線Ｌ２を介してＵＰＳモジュールＵ１の出力端子Ｔｏｕｔ２に接続される。
　第２の通信経路ＣＨ２では、ＵＰＳモジュールＵ５～ＵＰＳモジュールＵ４～ＵＰＳモジュールＵ３～ＵＰＳモジュールＵ２～ＵＰＳモジュールＵ１～ＵＰＳモジュールＵ５の順にデータが伝送される。すなわち、第２の通信経路ＣＨ２におけるデータの伝送方向は、第１の通信経路ＣＨ１におけるデータの伝送方向と逆向きである。第２の通信経路ＣＨ２においても、第１の通信経路ＣＨ１と同様に、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、数百Ｍｂｐ程度の高速シリアル通信を用いてデータを遣り取りする。
　このように本実施の形態に係る無停電電源装置１００では、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５の間でデータを遣り取りするための通信経路が二重化されている。ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、通信経路ＣＨ１，ＣＨ２を同時に使用してデータを遣り取りする。
　図３は、ＵＰＳモジュールＵ１の構成を示す回路ブロック図である。図３に示すように、ＵＰＳモジュールＵ１は、スイッチＳ１～Ｓ３、コンデンサ２，７，１１、リアクトル３，１０、コンバータ５、直流ライン６、双方向チョッパ８、インバータ９、電流検出器１３、操作部１４、および制御回路１５を備える。
　スイッチＳ１およびリアクトル３は、入力端子Ｔ１とコンバータ５の交流ノードとの間に直列接続される。コンデンサ２は、スイッチＳ１およびリアクトル３の間のノードＮ１に接続される。スイッチＳ１は、ＵＰＳモジュールＵの運転時にオンされ、停止時にオフされる。入力端子Ｔ１に現れる交流入力電圧ＶＩの瞬時値は、制御回路１５によって検出される。交流入力電圧ＶＩの瞬時値に基づいて、停電の発生の有無などが判別される。
　コンデンサ２およびリアクトル３は、交流フィルタ４を構成する。交流フィルタ４は、低域通過フィルタであり、商用交流電源７１からコンバータ５に商用周波数の交流電力を通過させ、コンバータ５で発生するスイッチング周波数の信号が商用交流電源７１に通過することを防止する。換言すると、交流フィルタ４は、コンバータ５の交流ノードから出力される電圧パルス列を正弦波状の交流電圧に変換してノードＮ1に出力する。
　コンバータ５は、制御回路１５によって制御される。ＵＰＳモジュールＵ１の運転時において、商用交流電源７１の健全時には、コンバータ５は、商用交流電源７１から供給される交流電力を直流電力に変換して直流ライン６に出力する。ＵＰＳモジュールＵ１の運転時において商用交流電源７１の停電時には、コンバータ５の運転は停止される。
　コンデンサ７は、直流ライン６に接続され、直流ライン６の電圧ＶＤを平滑化させる。直流ライン６に現れる直流電圧ＶＤの瞬時値は、制御回路１５によって検出される。直流ライン６は双方向チョッパ８の高電圧側ノードに接続され、双方向チョッパ８の低電圧側ノードはスイッチＳ２を介して直流端子Ｔ２に接続される。
　スイッチＳ２は、ＵＰＳモジュールＵ１の運転時にオンされ、停止時にはオフされる。直流端子Ｔ２に現れるバッテリ７２の端子間電圧（バッテリ電圧）ＶＢの瞬時値は、制御回路１５によって検出される。
　双方向チョッパ８は、制御回路１５によって制御される。ＵＰＳモジュールＵ１の運転時において商用交流電源７１の健全時には、双方向チョッパ８は、コンバータ５から直流ライン６を介して供給される直流電力をバッテリ７２に蓄える。ＵＰＳモジュールＵ１の運転時において商用交流電源７１の停電時には、双方向チョッパ８は、バッテリ７２の直流電力を直流ライン６を介してインバータ９に供給する。
　インバータ９は、制御回路１５によって制御され、ＵＰＳモジュールＵ１の運転時において商用交流電源７１の健全時には、インバータ９は、コンバータ５から直流ライン６を介して供給される直流電力を交流電力に変換する。ＵＰＳモジュールＵ１の運転時において商用交流電源７１の停電時には、インバータ９は、バッテリ７２から双方向チョッパ８を介して供給される直流電力を交流電力に変換する。コンバータ５、双方向チョッパ８、およびインバータ９は「電力変換器」の一実施例に対応する。
　インバータ９の交流ノードは、リアクトル１０の第１端子に接続され、リアクトル１０の第２端子（ノードＮ２）はスイッチＳ３を介して出力端子Ｔ３に接続される。コンデンサ１１はノードＮ２に接続される。リアクトル１０およびコンデンサ１１は、交流フィルタ１２を構成する。
　交流フィルタ１２は、低域通過フィルタであり、インバータ９で生成された商用周波数の交流電力を出力端子Ｔ３に通過させ、インバータ９で発生するスイッチング周波数の信号が出力端子Ｔ３に通過することを防止する。換言すると、交流フィルタ１２は、インバータ９の交流ノードから出力される電圧パルス列を正弦波状の交流電圧ＶＯに変換してノードＮ２に出力する。
　スイッチＳ３は、制御回路１５によって、ＵＰＳモジュールＵ１の運転時にオンされ、停止時にオフされる。ノードＮ２に現れる交流出力電圧ＶＯの瞬時値は、制御回路１５によって検出される。電流検出器１３は、ノードＮ２からスイッチＳ３を介して出力端子Ｔ３（すなわち負荷７３）に流れる電流（交流出力電流）Ｉｏの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号Ｉｏｆを制御回路１５に与える。電流検出器１３は「電流検出器」の一実施例に対応する。
　操作部１４は、無停電電源装置１００の使用者によって操作される複数のボタン、および種々の情報を示すディスプレイなどを含む。使用者は、操作部１４を操作することにより、各ＵＰＳモジュールＵを手動で運転または停止させることができる。
　制御回路１５は、操作部１４からの信号、交流入力電圧ＶＩ、直流電圧ＶＤ、バッテリ電圧ＶＢ、交流出力電圧ＶＯ、および交流出力電流Ｉｏなどに基づいて、対応するＵＰＳモジュールＵ１を制御する。
　また制御回路１５は、他の各ＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５と通信線Ｌ１，Ｌ２によって互いに通信接続され、通信線Ｌ１，Ｌ２を介して他の各ＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５の制御回路１５と種々のデータを遣り取りする。制御回路１５は、そのデータなどに基づいて、対応するＵＰＳモジュールＵ１を制御する。制御回路１５は「制御回路」の一実施例に対応する。
　制御回路１５は、例えば、マイクロコンピュータなどで構成することが可能である。一例として、制御回路１５は、プロセッサ４０、メモリ４２および通信ＩＦ（インターフェイス）４４を内蔵しており、予めメモリ４２に格納されたプログラムをプロセッサ４０が実行するソフトウェア処理によって、後述する制御動作を実行することができる。あるいは、当該制御動作の一部または全部について、ソフトウェア処理に代えて、内蔵された専用の電子回路などを用いたハードウェア処理によって実現することも可能である。
　通信ＩＦ４４は、通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｏｕｔ１を通じて、第１の通信経路ＣＨ１からデータを受け取るともに、第１の通信経路ＣＨ１に対してデータを出力する。通信ＩＦ４４は、通信端子Ｔｉｎ２，Ｔｏｕｔ２を通じて、第２の通信経路ＣＨ２からデータを受け取るとともに、第２の通信経路ＣＨ２に対してデータを出力する。
　出力端子Ｔｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２を通じて制御回路１５から出力されるデータには、ＵＰＳモジュールＵ１の電流検出器１３の検出値を示す信号Ｉｏｆが含まれている。出力端子Ｔｉｎ１，Ｔｉｎ２を通じて制御回路１５に入力されるデータには、他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５の電流検出器１３の検出値を示す信号Ｉｏｆが含まれている。
　ＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５の各々は、ＵＰＳモジュールＵ１と同様の構成を有するため、その説明は繰り返さない。
　図４は、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５間のデータの遣り取りを説明するための図である。
　図４を参照して、第１の通信経路ＣＨ１には、通信フレームＦ１が伝送される。図２に示したように、第１の通信経路ＣＨ１において、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、通信線Ｌ１を介してデイジーチェーンで順次接続されている。通信フレームＦ１は、制御回路１５の制御周期に同期した通信周期でサイクリックにＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５を一巡する。通信フレームＦ１は「第１のデータ」の一実施例に対応する。
　通信フレームＦ１には、ＵＰＳモジュールＵ毎にデータ領域が割り当てられている。図４の例では、通信フレームＦ１のデータ領域は、５つのデータ領域に分割されており、当該５つのデータ領域がＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５にそれぞれ割り当てられている。
　図４に示すように、ＵＰＳモジュールＵ１は、入力端子Ｔｉｎ１を通じて、ＵＰＳモジュールＵ５からの通信フレームＦ１を受信する。ＵＰＳモジュールＵ１は、通信フレームＦ１内のＵＰＳモジュールＵ１に割り当てられたデータ領域に、ＵＰＳモジュールＵ１の交流出力電流Ｉｏを示す信号φＩｏ１を書き込む。信号φＩｏ１は、後述するように、ＵＰＳモジュールＵ１の電流検出器１３の出力信号Ｉｏｆに基づいて生成される。
　また、ＵＰＳモジュールＵ１は、他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５に割り当てられたデータ領域から、ＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５の交流出力電流Ｉｏを示す信号φＩｏ２～φＩｏ５を読み出す。信号φＩｏ２は、ＵＰＳモジュールＵ２の交流出力電流Ｉｏを示す信号である。信号φＩｏ３は、ＵＰＳモジュールＵ３の交流出力電流Ｉｏを示す信号である。信号φＩｏ４は、ＵＰＳモジュールＵ４の交流出力電流Ｉｏを示す信号である。信号φＩｏ５は、ＵＰＳモジュールＵ５の交流出力電流Ｉｏを示す信号である。信号φＩｏ２～φＩｏ５は、それぞれ、ＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５の電流検出器１３の出力信号Ｉｏｆに基づいて生成される。
　その後、ＵＰＳモジュールＵ１は、出力端子Ｔｏｕｔ１を通じて、通信フレームＦ１をＵＰＳモジュールＵ２に送出する。図示は省略するが、ＵＰＳモジュールＵ２は、入力端子Ｔｉｎ１を通じて通信フレームＦ１を受信すると、通信フレームＦ１内のＵＰＳモジュールＵ２に割り当てられたデータ領域に信号φＩｏ２を書き込む。また、ＵＰＳモジュールＵ２は、他のＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ３～Ｕ５に割り当てられたデータ領域から信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５を読み出す。その後、ＵＰＳモジュールＵ２は、出力端子Ｔｏｕｔ１を通じて、通信フレームＦ１をＵＰＳモジュールＵ３に送出する。
　このように第１の通信経路ＣＨ１では、各ＵＰＳモジュールＵは、交流出力電流Ｉｏの現在値を示す信号φＩｏを通信フレームＦ１に書き込む。これにより、第１の通信経路ＣＨ１を一巡して各ＵＰＳモジュールＵに戻る通信フレームＦ１には、各ＵＰＳモジュールＵの電流検出器１３により検出された最新の交流出力電流Ｉｏの値が含まれることになる。したがって、各ＵＰＳモジュールＵは、通信フレームＦ１から他の各ＵＰＳモジュールＵの信号φＩｏを読み出すことにより、他の各ＵＰＳモジュールＵの交流出力電流Ｉｏの最新の値を取得することができる。
　第２の通信経路ＣＨ２には、通信フレームＦ２が伝送される。図２に示したように、第２の通信経路ＣＨ２において、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５は、通信線Ｌ２を介してデイジーチェーンで順次接続されている。通信フレームＦ２は、制御回路１５の制御周期に同期した通信周期でサイクリックにＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５を一巡する。ただし、通信フレームＦ２が伝送される方向は、通信フレームＦ１が伝送される方向とは逆向きである。通信フレームＦ２は「第２のデータ」の一実施例に対応する。
　通信フレームＦ２は、通信フレームＦ１と同一の構成を有している。すなわち、通信フレームＦ２のデータ領域は、５つのデータ領域に分割されており、当該５つのデータ領域がＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５にそれぞれ割り当てられている。
　図４に示すように、ＵＰＳモジュールＵ１は、入力端子Ｔｉｎ２を通じて、ＵＰＳモジュールＵ２からの通信フレームＦ２を受信すると、通信フレームＦ２内のＵＰＳモジュールＵ１に割り当てられたデータ領域に信号φＩｏ１を書き込む。また、ＵＰＳモジュールＵ１は、他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５に割り当てられたデータ領域から信号φＩｏ２～φＩｏ５を読み出す。その後、ＵＰＳモジュールＵ１は、出力端子Ｔｏｕｔ２を通じて、通信フレームＦ２をＵＰＳモジュールＵ５に送出する。
　図示は省略するが、ＵＰＳモジュールＵ５は、入力端子Ｔｉｎ２を通じて通信フレームＦ２を受信すると、通信フレームＦ２内のＵＰＳモジュールＵ５に割り当てられたデータ領域に信号φＩｏ５を書き込む。また、ＵＰＳモジュールＵ５は、他のＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ４に割り当てられたデータ領域から信号φＩｏ１～φＩｏ４を読み出す。その後、ＵＰＳモジュールＵ５は、出力端子Ｔｏｕｔ２を通じて、通信フレームＦ２をＵＰＳモジュールＵ４に送出する。
　このように第２の通信経路ＣＨ２では、各ＵＰＳモジュールＵは、交流出力電流Ｉｏの現在値を示す信号φＩｏを通信フレームＦ２に書き込む。したがって、第２の通信経路ＣＨ２を一巡して各ＵＰＳモジュールＵに戻る通信フレームＦ２には、各ＵＰＳモジュールＵの電流検出器１３により検出された最新の交流出力電流Ｉｏの値が含まれることになる。したがって、各ＵＰＳモジュールＵは、他の各ＵＰＳモジュールＵの交流出力電流Ｉｏの最新の値を取得することができる。
　図５は、図３に示した制御回路１５の一部分を示すブロック図である。図５に示すように、制御回路１５は、送信部２１、受信部２２、故障検出部２３、負荷電流演算部２４、分担電流演算部２５、停電検出器３０、制御部３２、および報知部３３を含む。
　電流検出器１３は、出力端子Ｔ３に流れる交流出力電流Ｉｏの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号Ｉｏｆを送信部２１および制御部３２に与える。
　送信部２１は、電流検出器１３から与えられた信号Ｉｏｆに基づいて、信号φＩｏ１を生成する。信号φＩｏ１は、ＵＰＳモジュールＵ１の交流出力電流Ｉｏを示す信号である。送信部２１は、生成した信号φＩｏ１を通信フレームＦ１内のＵＰＳモジュールＵ１に割り当てられたデータ領域に書き込み、この通信フレームＦ１を、出力端子Ｔｏｕ１を通じてＵＰＳモジュールＵ２に送出する。また、送信部２１は、生成した信号φＩｏ１を通信フレームＦ２のＵＰＳモジュールＵ１に割り当てられたデータ領域に書き込み、この通信フレームＦ２を、出力端子Ｔｏｕｔ２を通じてＵＰＳモジュールＵ５に送出する。
　受信部２２は、入力端子Ｔｉｎ１を通じて、ＵＰＳモジュールＵ５から通信フレームＦ１を受信すると、通信フレームＦ１から他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５の信号φＩｏ２～φＩｏ５を読み出す。受信部２２は、読み出した信号φＩｏ２～φＩｏ５を負荷電流演算部２４に与える。また、受信部２２は、入力端子Ｔｉｎ２を通じて、ＵＰＳモジュールＵ２から通信フレームＦ２を受信すると、通信フレームＦ２から他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５の信号φＩｏ２～φＩｏ５を読み出す。受信部２２は、読み出した信号φＩｏ２～φＩｏ５を負荷電流演算部２４に与える。
　負荷電流演算部２４は、送信部２１により生成された信号φＩｏ１と、受信部２２によって受信された信号φＩｏ２～φＩｏ５とを受ける。負荷電流演算部２４は、信号φＩｏ１～φＩｏ５に基づいて、現在のＵＰＳモジュールＵの運転台数Ｎを求める。また、負荷電流演算部２４は、信号φＩｏ１～φＩｏ５によって示されるＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５の交流出力電流Ｉｏを加算して負荷電流ＩＬを求める。負荷電流演算部２４は、負荷電流ＩＬを示す信号φＩＬ、およびＵＰＳモジュールＵの運転台数Ｎを示す信号φＮを出力する。
　なお、負荷電流演算部２４には、制御周期毎に、第１の通信経路ＣＨ１を伝送する通信フレームＦ１から読み出された信号φＩｏ２～φＩｏ５と、第２の通信経路ＣＨ２を伝送する通信フレームＦ２から読み出された信号φＩｏ２～φＩｏ５とが入力される。負荷電流演算部２４は、制御周期毎に、これら二組の信号φＩｏ２～φＩｏ５のうち入力タイミングが速い方の組の信号φＩｏ２～φＩｏ５を用いて、負荷電流ＩＬおよびＵＰＳモジュールＵの運転台数Ｎを求める。
　あるいは、負荷電流演算部２４は、制御周期毎に、これら二組の信号φＩｏ２～φＩｏ５を用いて、負荷電流ＩＬおよび運転台数Ｎを求める構成としてもよい。例えば、二組の信号φＩｏ２～φＩｏ５を互いに比較し、両者が一致していることを確認したうえで、負荷電流ＩＬおよびＵＰＳモジュールＵの運転台数Ｎを求めてもよい。
　分担電流演算部２５は、制御周期毎に、信号φＩＬによって示される負荷電流ＩＬを、信号φＮによって示される現在の運転台数Ｎで除算することにより、ＵＰＳモジュールＵ１の分担電流Ｉｓ＝ＩＬ／Ｎを求める。分担電流演算部２５は、分担電流Ｉｓを示す信号φＩｓを制御部３２に出力する。分担電流Ｉｓは、ＵＰＳモジュールＵ１の交流出力電流Ｉｏの目標値を示す「電流指令値」に相当する。
　故障検出部２３は、受信部２２における通信フレームＦ１，Ｆ２の受信エラーを監視することにより、他のＵＰＳモジュールＵの故障を検出する。具体的には、故障検出部２３は、第１の通信経路ＣＨ１の通信周期毎に、ＵＰＳモジュールＵ５から通信フレームＦ１を受信したか否かを確認する。通信フレームＦ１の受信が途絶えた場合には、故障検出部２３は、ＵＰＳモジュールＵ５が故障したと判別し、故障検出信号φＤ５を生成する。故障検出信号φＤ５は、ＵＰＳモジュールＵ５が故障していないと判別された場合には非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、ＵＰＳモジュールＵ５が故障していると判別された場合には活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる信号である。
　また、故障検出部２３は、第２の通信経路ＣＨ２の通信周期毎に、ＵＰＳモジュールＵ２から通信フレームＦ２を受信したか否かを確認する。通信フレームＦ２の受信が途絶えた場合には、故障検出部２３は、ＵＰＳモジュールＵ２が故障したと判別し、故障検出信号φＤ２を生成する。故障検出信号φＤ２は、ＵＰＳモジュールＵ２が故障していないと判別された場合には非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、ＵＰＳモジュールＵ２が故障していると判別された場合には活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる信号である。
　故障検出信号φＤ２，φＤ５は、送信部２１および受信部２２に与えられる。送信部２１は、故障検出信号φＤ２が「Ｈ」レベルである場合、すなわち、ＵＰＳモジュールＵ２が故障している場合には、出力端子Ｔｏｕｔ１を無効にすることにより、ＵＰＳモジュールＵ２への通信フレームＦ１の送信を停止する。
　送信部２１は、故障検出信号φＤ５が「Ｈ」レベルである場合、すなわち、ＵＰＳモジュールＵ５が故障している場合には、出力端子Ｔｏｕｔ２を無効にすることにより、ＵＰＳモジュールＵ５への通信フレームＦ２の送信を停止する。
　受信部２２は、故障検出信号φＤ２が「Ｈ」レベルである場合、すなわち、ＵＰＳモジュールＵ２が故障している場合には、入力端子Ｔｉｎ２を無効にすることにより、ＵＰＳモジュールＵ２からの通信フレームＦ２の受信を停止する。
　受信部２２は、故障検出信号φＤ５が「Ｈ」レベルである場合、すなわち、ＵＰＳモジュールＵ５が故障している場合には、入力端子Ｔｉｎ１を無効にすることにより、ＵＰＳモジュールＵ５からの通信フレームＦ１の受信を停止する。
　すなわち、故障検出信号φＤ２が「Ｈ」レベルである場合、すなわち、ＵＰＳモジュールＵ２が故障している場合には、ＵＰＳモジュールＵ１の出力端子Ｔｏｕｔ１および入力端子Ｔｉｎ２が無効にされる。これにより、ＵＰＳモジュールＵ１とＵＰＳモジュールＵ２との通信接続が遮断される。これ以降、ＵＰＳモジュールＵ１は、入力端子Ｔｉｎ１および出力端子Ｔｏｕｔ２を用いて、他のＵＰＳモジュールＵ３～Ｕ５とデータの遣り取りを行う。具体的には、受信部２２は、入力端子Ｔｉｎ１を通じて、ＵＰＳモジュールＵ５から通信フレームＦ１を受信すると、通信フレームＦ１から他のＵＰＳモジュールＵ３～Ｕ５の信号φＩｏ３～φＩｏ５を読み出す。送信部２１は、信号φＩｏ１を通信フレームＦ１に書き込み、この通信フレームＦ１を、出力端子Ｔｏｕ２を通じてＵＰＳモジュールＵ５に送出する。
　これに対して、故障検出信号φＤ５が「Ｈ」レベルである場合、すなわち、ＵＰＳモジュールＵ５が故障している場合には、ＵＰＳモジュールＵ１の出力端子Ｔｏｕｔ２および入力端子Ｔｉｎ１が無効にされる。これにより、ＵＰＳモジュールＵ１とＵＰＳモジュールＵ５との通信接続が遮断される。これ以降、ＵＰＳモジュールＵ１は、入力端子Ｔｉｎ２および出力端子Ｔｏｕｔ１を用いて、他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ４とデータの遣り取りを行う。具体的には、受信部２２は、入力端子Ｔｉｎ２を通じて、ＵＰＳモジュールＵ２から通信フレームＦ２を受信すると、通信フレームＦ２から他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ４の信号φＩｏ２～φＩｏ４を読み出す。送信部２１は、信号φＩｏ１を通信フレームＦ２に書き込み、この通信フレームＦ２を、出力端子Ｔｏｕ１を通じてＵＰＳモジュールＵ２に送出する。
　停電検出器３０は、交流入力電圧ＶＩに基づいて商用交流電源７１の停電が発生したか否かを検出し、検出結果を示す信号φ３０を出力する。例えば、停電検出器３０は、交流入力電圧ＶＩが下限値よりも高い場合には、商用交流電源７１は健全であると判別し、交流入力電圧ＶＩが下限値よりも低下した場合には商用交流電源７１の停電が発生したと判別する。
　商用交流電源７１が健全である場合には、停電検出信号φ３０は非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。商用交流電源７１の停電が発生した場合には、停電検出信号φ３０は活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。
　制御部３２は、停電検出信号φ３０，交流入力電圧ＶＩ、交流出力電圧ＶＯ、直流電圧ＶＤ、バッテリ電圧ＶＢ、電流検出器１３の出力信号Ｉｏｆ、および分担電流演算部２５の出力信号φＩｓに基づいて、ＵＰＳモジュールＵ１のスイッチＳ１～Ｓ３、コンバータ５，双方向チョッパ８、およびインバータ９を制御する。
　具体的には、ＵＰＳモジュールＵ１の運転時において、停電検出信号φ３０が「Ｈ」レベルである場合（商用交流電源７１の健全時）には、スイッチＳ１～Ｓ３をオンさせるとともに、コンバータ５、双方向チョッパ８、およびインバータ９を運転する。
　スイッチＳ１～Ｓ３がオン状態にされると、商用交流電源７１からスイッチＳ１および交流フィルタ４を介してコンバータ５に交流電力が供給される。双方向チョッパ８の低電圧側ノードがスイッチＳ２を介してバッテリ７２に接続される。インバータ９が交流フィルタ１２およびスイッチＳ３を介して負荷７３に接続される。
　コンバータ５は、商用交流電源７１からスイッチＳ１および交流フィルタ４を介して供給される交流電力を直流電力に変換して直流ライン６に出力する。双方向チョッパ８は、コンバータ５から直流ライン６を介して供給される直流デンリョクをスイッチＳ２を介してバッテリ７２に蓄える。インバータ９は、コンバータ５から直流ライン６を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、交流フィルタ１２およびスイッチＳ３を介して負荷７３に供給する。
　このとき、制御部３２は、直流ライン６の直流電圧ＶＤが所望の目標電圧ＶＤＴになるようにコンバータ５を制御する。制御部３２は、バッテリ電圧ＶＢが所望の目標バッテリ電圧ＶＢＴになるように双方向チョッパ８を制御する。制御部３２は、交流出力電流Ｉｏが分担電流Ｉｓ（電流指令値）になるようにインバータ９を制御する。
　運転時において停電検出信号φ３０が「Ｌ」レベルにされると、すなわち商用交流電源７１の停電が発生すると、制御部３２は、スイッチＳ１をオフさせるとともに、コンバータ５の運転を停止する。これにより、商用交流電源７１と直流ライン６とが電気的に切り離される。
　双方向チョッパ８は、バッテリ７２からスイッチＳ２を介して供給される直流電力を直流ライン６を介してインバータ９に供給する。インバータ９は、バッテリ７２からスイッチＳ２、双方向チョッパ８および直流ライン６を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、交流フィルタ１２およびスイッチＳ３を介して負荷７３に供給する。
　このとき、制御部３２は、直流ライン６の直流電圧ＶＤが所望の目標電圧ＶＤＴになるように双方向チョッパ８を制御する。制御部３２は、交流出力電流Ｉｏが分担電流Ｉｓ（電流指令値）になるようにインバータ９を制御する。
　運転時において直流電圧ＶＤ、交流出力電圧ＶＯ、交流出力電流Ｉｏなどが異常値になった場合には、制御部３２は、ＵＰＳモジュールＵ１が故障したと判別し、故障検出信号φＦを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げる。さらに、制御部３２は、スイッチＳ１～Ｓ３をオフさせるとともに、コンバータ５、双方向チョッパ８およびインバータ９の運転を停止する。
　送信部２１および受信部２２は、故障検出信号φＦが「Ｈ」レベルにされたことに応じて、通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｏｕｔ１，Ｔｉｎ２，Ｔｏｕｔ２を無効にすることにより、他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５との通信を停止する。
　故障検出信号φＦが「Ｈ」レベルにされると、報知部３３は、ＵＰＳモジュールＵ１が故障している旨を、音、光、文字などを用いて無停電電源装置１００の使用者に報知する。使用者は、ＵＰＳモジュールＵ１に対応する遮断器Ｂ１～Ｂ３をオフさせて他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５から電気的に切り離す。これにより、他のＵＰＳモジュールＵ２～Ｕ５を運転しながら、故障したＵＰＳモジュールＵ１を修理したり、新しいＵＰＳモジュールと交換することができる。なお、使用者は、ＵＰＳモジュールＵ１の修理または交換を終えた後、遮断器Ｂ１～Ｂ３をオンさせる。これにより、ＵＰＳモジュールＵ１は再び無停電電源装置１００に組み込まれる。
　以上説明したように、各ＵＰＳモジュールＵは、高速シリアル通信を利用して、電流検出器１３による交流出力電流Ｉｏの検出値を示す信号φＩｏを他の各ＵＰＳモジュールＵへ送信するとともに、他の各ＵＰＳモジュールＵからの信号φＩｏを受信するように構成されている。このような構成とすることにより、各ＵＰＳモジュールＵの制御回路１５は、その制御周期に同期した通信周期で、他の各ＵＰＳモジュールＵの最新の交流出力電流Ｉｏの値を取得することができる。したがって、制御回路１５は、制御周期毎に、取得した最新の交流出力電流Ｉｏの値に基づいて、負荷電流ＩＬを正確に求めることができる。これによると、各ＵＰＳモジュールＵの分担電流Ｉｓを正確に求めることができるため、各ＵＰＳモジュールＵの交流出力電流Ｉｏを均一化させることが可能となる。
　さらに、上記構成によれば、各ＵＰＳモジュールＵが負荷電流ＩＬを正確に求めることができるため、負荷電流ＩＬの瞬時値を検出するための電流検出器を設置することが不要となる。また、当該電流検出器の検出値を示す信号を各ＵＰＳモジュールＵの制御回路１５に伝送するための信号線の設置が不要となる。
　しかしながら、その一方で、デイジーチェーンで接続されるＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５のうちの何れか１つが故障した場合には、故障したＵＰＳモジュールＵの通信が停止されるため、通信経路ＣＨ１，ＣＨ２の各々において高速シリアル通信が断絶されてしまうことになる。その結果、他のＵＰＳモジュールＵの間でデータを遣り取りすることが不可能となるため、各ＵＰＳモジュールＵの制御回路１５は、負荷電流ＩＬを求めることも分担電流Ｉｓを求めることもできなくなってしまう。そのため、無停電電源装置１００による負荷７３の運転を継続させることが困難となることが懸念される。
　そこで、本実施の形態では、ＵＰＳモジュールＵ１～Ｕ５のうちの何れか１つが故障した場合には、他のＵＰＳモジュールをデイジーチェーンで接続するように通信経路を切り換えることによって、他のＵＰＳモジュールＵの間の高速シリアル通信を維持する。
　図６は、１台のＵＰＳモジュールが故障した場合における他のＵＰＳモジュール間の通信接続を説明するための図である。図６は、ＵＰＳモジュールＵ３が故障した場合を想定している。
　ＵＰＳモジュールＵ３において、運転時に直流電圧ＶＤ、交流出力電圧ＶＯ、交流出力電流Ｉｏなどが異常値になった場合には、制御部３２（図５参照）は、ＵＰＳモジュールＵ３が故障したと判別する。制御部３２は、ＵＰＳモジュールＵ３のスイッチＳ１～Ｓ３をオフさせるとともに、コンバータ５、双方向チョッパ８およびインバータ９の運転を停止する。報知部３３は、ＵＰＳモジュールＵ３が故障している旨を使用者に報知する。
　ＵＰＳモジュールＵ３の送信部２１および受信部２２は、故障検出信号φＦが「Ｈ」レベルにされたことに応じて、通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｏｕｔ１，Ｔｉｎ２，Ｔｏｕｔ２を無効にすることにより、他のＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２，Ｕ４，Ｕ５との通信を停止する。
　これにより、図６に示すように、第１の通信経路ＣＨ１では、ＵＰＳモジュールＵ３からＵＰＳモジュールＵ４への通信フレームＦ１の送信が遮断されることになる。同時に、第２の通信経路ＣＨ２では、ＵＰＳモジュールＵ３からＵＰＳモジュールＵ２への通信フレームＦ２の送信が遮断されることになる。
　ＵＰＳモジュールＵ４において、故障検出部２３は、第１の通信経路ＣＨ１の通信周期毎にＵＰＳモジュールＵ３からの通信フレームＦ１を受信したか否かを確認する。通信フレームＦ１の受信が途絶えた場合には、故障検出部２３は、ＵＰＳモジュールＵ３が故障したと判別し、故障検出信号φＤ３を生成する。故障検出信号φＤ３は、ＵＰＳモジュールＵ３が故障していないと判別された場合には非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、ＵＰＳモジュールＵ３が故障していると判別された場合には活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる信号である。
　ＵＰＳモジュールＵ４の送信部２１は、故障検出信号φＤ３が「Ｈ」レベルである場合には、出力端子Ｔｏｕｔ２を無効にすることにより、ＵＰＳモジュールＵ３への通信フレームＦ２の送信を停止する。受信部２２は、故障検出信号φＤ３が「Ｈ」レベルである場合には、入力端子Ｔｉｎ１を無効にすることにより、ＵＰＳモジュールＵ３からの通信フレームＦ１の受信を停止する。
　これにより、ＵＰＳモジュールＵ４は、入力端子Ｔｉｎ２および出力端子Ｔｏｕｔ１を用いて、他のＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２，Ｕ５とデータの遣り取りを行う。具体的には、受信部２２は、入力端子Ｔｉｎ２を通じて、ＵＰＳモジュールＵ５から通信フレームＦ２を受信すると、通信フレームＦ２から他のＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２，Ｕ５の信号φＩｏ１，φＩｏ２，φＩｏ５を読み出す。送信部２１は、信号φＩｏ４を通信フレームＦ２に書き込み、この通信フレームＦ２を、出力端子Ｔｏｕ１を通じてＵＰＳモジュールＵ５に送出する。
　ＵＰＳモジュールＵ２において、故障検出部２３は、第２の通信経路ＣＨ２の通信周期毎にＵＰＳモジュールＵ３からの通信フレームＦ２を受信したか否かを確認する。通信フレームＦ２の受信が途絶えた場合には、故障検出部２３は、ＵＰＳモジュールＵ３が故障したと判別し、故障検出信号φＤ３を生成する。
　ＵＰＳモジュールＵ２の送信部２１は、故障検出信号φＤ３が「Ｈ」レベルである場合には、出力端子Ｔｏｕｔ１を無効にすることにより、ＵＰＳモジュールＵ３への通信フレームＦ１の送信を停止する。受信部２２は、故障検出信号φＤ３が「Ｈ」レベルである場合には、入力端子Ｔｉｎ２を無効にすることにより、ＵＰＳモジュールＵ３からの通信フレームＦ２の受信を停止する。
　これにより、ＵＰＳモジュールＵ２は、入力端子Ｔｉｎ１および出力端子Ｔｏｕｔ２を用いて、他のＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ４，Ｕ５とデータの遣り取りを行う。具体的には、受信部２２は、入力端子Ｔｉｎ１を通じて、ＵＰＳモジュールＵ１から通信フレームＦ１を受信すると、通信フレームＦ１から他のＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ４，Ｕ５の信号φＩｏ１，φＩｏ４，φＩｏ５を読み出す。送信部２１は、信号φＩｏ２を通信フレームＦ１に書き込み、この通信フレームＦ１を、出力端子Ｔｏｕ２を通じてＵＰＳモジュールＵ１に送出する。
　このように、ＵＰＳモジュールＵ３が故障した場合には、ＵＰＳモジュールＵ３に接続されるＵＰＳモジュールＵ２，Ｕ４の各々は、ＵＰＳモジュールＵ３との通信接続を遮断するとともに、通信経路ＣＨ１，ＣＨ２の一方の通信経路から受信した通信フレームを他方の通信経路へと送信する。
　次に、図６に示した通信経路を形成するための処理手順について説明する。
　図７は、ＵＰＳモジュールＵ２の制御回路１５の動作を説明するためのタイミングチャートである。図７には、入力端子Ｔｉｎ１へのデータの入力タイミング、出力端子Ｔｏｕｔ１からのデータの出力タイミング、入力端子Ｔｉｎ２へのデータの入力タイミング、および、出力端子Ｔｏｕｔ２へのデータの出力タイミングが示されている。
　図７に示すように、通信周期毎に、通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｏｕｔ１を通じて第１の通信経路ＣＨ１を伝送する通信フレームＦ１に対するデータの授受が行われる。通信周期は、制御回路１５の制御周期Ｔａに同期している。時刻ｔ０にて入力端子Ｔｉｎ１を通じてＵＰＳモジュールＵ１からの通信フレームＦ１を受信すると、制御回路１５は、一定時間Ｔｂにおいて、通信フレームＦ１から信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５を読み出すとともに、信号φＩｏ２を通信フレームＦ１に書き込む。制御回路１５は、出力端子Ｔｏｕｔ１を通じてＵＰＳモジュールＵ３へ通信フレームＦ１を送信する。
　この通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｏｕｔ１におけるデータの授受に並行して、通信端子Ｔｉｎ２，Ｔｏｕｔ２を通じて、通信周期毎に、第２の通信経路ＣＨ２を伝送する通信フレームF２に対するデータの授受が行われる。時刻ｔ１にて入力端子Ｔｉｎ２を通じてＵＰＳモジュールＵ３からの通信フレームＦ２を受信すると、制御回路１５は、一定時間Ｔｂにおいて、通信フレームＦ２から信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５を読み出すとともに、信号φＩｏ２を通信フレームＦ２に書き込む。制御回路１５は、出力端子Ｔｏｕｔ２を通じてＵＰＳモジュールＵ１へ通信フレームＦ２を送信する。
　制御回路１５は、各制御周期Ｔａにおいて、時間Ｔｂを除いた残りの時間を用いて、信号φＩｏ１～φＩｏ５を用いて分担電流Ｉｓを求めるとともに、交流出力電流Ｉｏが分担電流Ｉｓになるようにインバータ９を制御する。なお、図７の例では、各制御周期Ｔａにおいて、入力端子Ｔｉｎ１への入力タイミング（時刻ｔ０）が入力端子Ｔｉｎ２への入力タイミング（時刻ｔ１）よりも速いため、制御回路１５は、分担電流Ｉｓを求めるために、通信フレームＦ１から読み出した信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５を用いる。
　ただし、これに限定されず、制御回路１５は、通信フレームＦ１から読み出した信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５と、通信フレームＦ２から読み出した信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５とを用いて、分担電流Ｉｓを求める構成としてもよい。例えば、通信フレームＦ１から読み出した信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５と、通信フレームＦ２から読み出した信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５とをそれぞれ比較し、比較結果に応じて少なくとも一方を用いる構成としてもよい。
　さらに、制御回路１５は、インバータ９の運転中の電流検出器１３の出力信号φＩｏｆを用いて、次の制御周期Ｔａにて通信フレームＦ１，Ｆ２に書き込む信号φＩｏ２を生成する。
　ここで、時刻ｔ４～ｔ６までの制御周期Ｔａ中の時刻ｔ５にてＵＰＳモジュールＵ３が故障した場合を想定する。この場合、ＵＰＳモジュールＵ３では、コンバータ５、双方向チョッパ８およびインバータ９の運転が停止されるとともに、ＵＰＳモジュールＵ２，Ｕ４との通信接続が断絶される。そのため、時刻ｔ５以降、入力端子Ｔｉｎ２における通信フレームＦ２の受信が途絶える。
　ＵＰＳモジュールＵ２の制御回路１５は、通信フレームＦ２の受信が途絶えた場合には、ＵＰＳモジュールＵ３が故障したものと判別する。この場合、制御回路１５は、出力端子Ｔｏｕ１および入力端子Ｔｉｎ２を無効にする。
　次いで、制御回路１５は、時刻ｔ６以降の各制御周期Ｔａにおいて、入力端子Ｔｉｎ１と出力端子Ｔｏｕｔ２とを用いて、通信フレームの授受を行う。時刻ｔ６にて、入力端子Ｔｉｎ１を通じてＵＰＳモジュールＵ１から通信フレームＦ１を受信すると、制御回路１５は、出力端子Ｔｏｕｔ２を通じて第２の通信経路ＣＨ２へ通信フレームＦ１を出力する。これにより、通信フレームＦ１は、ＵＰＳモジュールＵ１へ送信される。
　具体的には、時刻ｔ６にて入力端子Ｔｉｎ１を通じてＵＰＳモジュールＵ１からの通信フレームＦ１を受信すると、制御回路１５は、一定時間Ｔｂにおいて、通信フレームＦ１から信号φＩｏ１，φＩｏ３～φＩｏ５を読み出すとともに、信号φＩｏ２を通信フレームＦ１に書き込む。制御回路１５は、この通信フレームＦ１を、出力端子Ｔｏｕｔ２を通じてＵＰＳモジュールＵ１へ送信する。
　図８は、ＵＰＳモジュールＵ４の制御回路１５の動作を説明するためのタイミングチャートである。図８には、入力端子Ｔｉｎ１へのデータの入力タイミング、出力端子Ｔｏｕｔ１からのデータの出力タイミング、入力端子Ｔｉｎ２へのデータの入力タイミング、および、出力端子Ｔｏｕｔ２へのデータの出力タイミングが示されている。
　図８に示すように、通信周期毎に、通信端子Ｔｉｎ２，Ｔｏｕｔ２を通じて第２の通信経路ＣＨ２を伝送する通信フレームＦ２に対するデータの授受が行われる。通信周期は、制御回路１５の制御周期Ｔａに同期している。時刻ｔ０にて入力端子Ｔｉｎ２を通じてＵＰＳモジュールＵ５からの通信フレームＦ２を受信すると、制御回路１５は、一定時間Ｔｂにおいて、通信フレームＦ２から信号φＩｏ１～φＩｏ３，φＩｏ５を読み出すとともに、信号φＩｏ４を通信フレームＦ２に書き込む。制御回路１５は、出力端子Ｔｏｕｔ２を通じてＵＰＳモジュールＵ３へ通信フレームＦ２を送信する。
　この通信端子Ｔｉｎ２，Ｔｏｕｔ２におけるデータの授受に並行して、通信端子Ｔｉｎ１，Ｔｏｕｔ１を通じて、通信周期毎に、第１の通信経路ＣＨ１を伝送する通信フレームＦ１に対するデータの授受が行われる。時刻ｔ１にて入力端子Ｔｉｎ１を通じてＵＰＳモジュールＵ３からの通信フレームＦ１を受信すると、制御回路１５は、一定時間Ｔｂにおいて、通信フレームＦ１から信号φＩｏ１～φＩｏ３，φＩｏ５を読み出すとともに、信号φＩｏ４を通信フレームＦ１に書き込む。制御回路１５は、出力端子Ｔｏｕｔ１を通じてＵＰＳモジュールＵ５へ通信フレームＦ１を送信する。
　制御回路１５は、各制御周期Ｔａにおいて、時間Ｔｂを除いた残りの時間を用いて、信号φＩｏ１～φＩｏ５を用いて分担電流Ｉｓを求めるとともに、交流出力電流Ｉｏが分担電流Ｉｓになるようにインバータ９を制御する。なお、図８の例では、各制御周期Ｔａにおいて、入力端子Ｔｉｎ２への入力タイミング（時刻ｔ０）が入力端子Ｔｉｎ１への入力タイミング（時刻ｔ１）よりも速いため、制御回路１５は、分担電流Ｉｓを求めるために、通信フレームＦ２から読み出した信号φＩｏ１～φＩｏ３，φＩｏ５を用いる。
　さらに、制御回路１５は、インバータ９の運転中の電流検出器１３の出力信号φＩｏｆを用いて、次の制御周期Ｔａにて通信フレームＦ１，Ｆ２に書き込む信号φＩｏ４を生成する。
　時刻ｔ４～ｔ６までの制御周期Ｔａ中の時刻ｔ５にてＵＰＳモジュールＵ３が故障した場合、ＵＰＳモジュールＵ３とＵＰＳモジュールＵ２，Ｕ４との通信接続が断絶される。そのため、時刻ｔ５以降、入力端子Ｔｉｎ１における通信フレームＦ１の受信が途絶える。
　ＵＰＳモジュールＵ４の制御回路１５は、通信フレームＦ１の受信が途絶えた場合には、ＵＰＳモジュールＵ３が故障したものと判別する。この場合、制御回路１５は、出力端子Ｔｏｕｔ２および入力端子Ｔｉｎ１を無効にする。
　次いで、制御回路１５は、時刻ｔ５以降の各制御周期Ｔａにおいて、入力端子Ｔｉｎ２と出力端子Ｔｏｕｔ１とを用いて、通信フレームの授受を行う。時刻ｔ６にて、入力端子Ｔｉｎ２を通じてＵＰＳモジュールＵ５から通信フレームＦ２を受信すると、制御回路１５は、出力端子Ｔｏｕｔ１を通じて第１の通信経路ＣＨ２へ通信フレームＦ２を出力する。これにより、通信フレームＦ２は、ＵＰＳモジュールＵ５へ送信される。
　具体的には、時刻ｔ６にて入力端子Ｔｉｎ２を通じてＵＰＳモジュールＵ５からの通信フレームＦ２を受信すると、制御回路１５は、一定時間Ｔｂにおいて、通信フレームＦ２から信号φＩｏ１，φＩｏ２，φＩｏ５を読み出すとともに、信号φＩｏ４を通信フレームＦ２に書き込む。制御回路１５は、この通信フレームＦ２を、出力端子Ｔｏｕｔ１を通じてＵＰＳモジュールＵ５へ送信する。
　このようにＵＰＳモジュールＵ３が故障した場合には、ＵＰＳモジュールＵ２，Ｕ４の各々は、通信経路ＣＨ１，ＣＨ２の一方の通信経路から受信した通信フレームを他方の通信経路へと送信する。これによると、ＵＰＳモジュールＵ３が故障した後は、第１の通信経路ＣＨ１および第２の通信回路ＣＨ２が一本化されて、他のＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２，Ｕ４，Ｕ５の間をデイジーチェーンで接続するための通信経路が新たに形成されることになる。
　この新たな通信経路では、ＵＰＳモジュールＵ１～ＵＰＳモジュールＵ２～ＵＰＳモジュールＵ１～ＵＰＳモジュールＵ５～ＵＰＳモジュールＵ４～ＵＰＳモジュールＵ５～ＵＰＳモジュールＵ１の順に通信フレームが伝送される。この通信経路を一巡して各ＵＰＳモジュールＵに戻る通信フレームには、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２，Ｕ４，Ｕ５の電流検出器１３により検出された最新の交流出力電流Ｉｏの値が含まれることになる。
　したがって、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２，Ｕ４，Ｕ５の各々の制御回路１５は、制御周期毎に、他の各ＵＰＳモジュールＵの交流出力電流Ｉｏの最新の値を取得することができるため、負荷電流ＩＬおよびこれに基づく分担電流Ｉｓを正確に求めることが可能となる。その結果、ＵＰＳモジュールＵ３が故障した場合においても、無停電電源装置１００による負荷７３の運転を継続させることが可能となる。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　２，７，１１　コンデンサ、３，１０　リアクトル、４，１２　交流フィルタ、５　コンバータ、６　直流ライン、８　双方向チョッパ、９　インバータ、１３　電流検出器、１４　操作部、１５　制御回路、２１　送信部、２２　受信部、２３　故障検出部、２４　負荷電流演算部、２５　分担電流演算部、３０　停電検出器、３２　制御部、３３　報知部、４０　プロセッサ、４２　メモリ、４４　通信ＩＦ、７１　商用交流電源、７２　バッテリ、７３　負荷、１００　無停電電源装置、Ｕ１～Ｕ５，Ｕ　ＵＰＳモジュール、Ｂ１～Ｂ３　遮断器、Ｔ１　入力端子、Ｔ２　直流端子、Ｔ３　出力端子、Ｓ１～Ｓ３　スイッチ、Ｌ１，Ｌ２　通信線、ＣＨ１　第１の通信経路、ＣＨ２　第２の通信経路、Ｆ１，Ｆ２　通信フレーム。

Claims (7)

  1. 　負荷に対して並列接続される複数の無停電電源モジュールと、
    　前記複数の無停電電源モジュール間を通信接続する第１の通信線と、
    　前記複数の無停電電源モジュール間を通信接続する第２の通信線とを備え、
    　各無停電電源モジュールは、
    　前記負荷に供給する電流を生成する電力変換器と、
    　前記電力変換器の出力電流を検出する電流検出器と、
    　前記出力電流が電流指令値と一致するように前記電力変換器を制御する制御回路とを含み、
    　前記第１の通信線は、複数の制御回路をデイジーチェーンで接続し、
    　前記第２の通信線は、前記複数の制御回路をデイジーチェーンで接続し、前記第２の通信線におけるデータの伝送方向は、前記第１の通信線におけるデータの伝送方向と逆向きであり、
    　各無停電電源モジュールは、
    　前記第１の通信線に接続され、前記第１の通信線を経由して、他の各無停電電源モジュールの前記電流検出器の検出値を受信するとともに、自己の前記電流検出器の検出値を前記他の各無停電電源モジュールの前記制御回路に送信するための第１の通信端子と、
    　前記第２の通信線に接続され、前記第２の通信線を経由して、前記他の各無停電電源モジュールの前記電流検出器の検出値を受信するとともに、自己の前記電流検出器の検出値を前記他の各無停電電源モジュールの前記制御回路に送信するための第２の通信端子とをさらに含み、
    　各制御回路は、前記自己の前記電流検出器の検出値と、前記第１の通信端子および前記第２の通信端子の少なくとも一方が受信した前記他の各無停電電源モジュールの前記電流検出器の検出値とに基づいて、前記電流指令値を生成する、無停電電源装置。
  2. 　前記複数の無停電電源モジュールは、第１から第３の無停電電源モジュールを含み、
    　前記複数の制御回路は、前記第１から第３の無停電電源モジュールにそれぞれ対応する第１から第３の制御回路を含み、前記第１から第３の制御回路は、前記第１および第２の通信線によってこの順に接続され、
    　前記第２の制御回路は、
    　制御周期毎に、前記第１の通信端子にて前記第１の制御回路から第１のデータを受信し、前記第１のデータを前記第１の通信端子から前記第３の制御回路へ送信し、
    　前記制御周期毎に、前記第２の通信端子にて前記第３の制御回路から第２のデータを受信し、前記第２のデータを前記第２の通信端子から前記第１の制御回路へ送信し、
    　前記第１および第２のデータの各々は、前記各無停電電源モジュールの前記電流検出器の検出値を含み、
    　前記制御周期において、前記第１のデータを受信する一方で、前記第２のデータが受信されない場合には、前記第２の制御回路は、
    　前記第１の通信端子から前記第３の制御回路への前記第１のデータの送信を停止し、
    　前記第２の通信端子から前記第１の制御回路へ前記第１のデータを送信する、請求項１に記載の無停電電源装置。
  3. 　前記制御周期において、前記第２のデータを受信する一方で、前記第１のデータが受信されない場合には、前記第２の制御回路は、
    　前記第２の通信端子から前記第１の制御回路への前記第２のデータの送信を停止し、
    　前記第１の通信端子から前記第３の制御回路へ前記第２のデータを送信する、請求項２に記載の無停電電源装置。
  4. 　各制御回路は、
    　前記自己の前記電流検出器の検出値と、前記他の各無停電電源モジュールの前記電流検出器の検出値との合計から負荷電流を求め、
    　前記負荷電流を無停電電源モジュールの運転台数で除算することにより、前記電流指令値を生成する、請求項１から３のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
  5. 　前記第１の通信線および前記第２の通信線の各々は、シリアル通信により、前記各無停電電源モジュールの前記電流検出器の検出値を伝送する、請求項１から４のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
  6. 　前記各無停電電源モジュールは、運転時に当該無停電電源モジュールが故障した場合には、前記電力変換器の運転を停止するとともに、前記第１および第２の通信端子を無効にする、請求項１から５のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
  7. 　前記複数の無停電電源モジュールから前記負荷に電力を供給しながら、故障した無停電電源モジュールを新しい無停電電源モジュールと交換するためのホットスワップ機能を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148163A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電源装置
WO2011039865A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換システム
WO2015136682A1 (ja) * 2014-03-14 2015-09-17 株式会社日立製作所 蓄電システム
JP2015220495A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
US20200119564A1 (en) * 2018-10-11 2020-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus with battery management

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148163A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電源装置
WO2011039865A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換システム
WO2015136682A1 (ja) * 2014-03-14 2015-09-17 株式会社日立製作所 蓄電システム
JP2015220495A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
US20200119564A1 (en) * 2018-10-11 2020-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus with battery management

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