(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１系統交流電源を受電する第１絶縁トランスと、前記第１系統交流電源と同一の電圧の第２系統交流電源を受電する第２絶縁トランスと、前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の半分の電圧または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の半分の電圧を出力させ前記第１絶縁トランスの出力または前記第２絶縁トランスの出力のいずれかが停止していれば前記混合トランスの出力電圧と同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする無停止電源装置。
【請求項２】
第１系統交流電源を受電する第１絶縁トランスと、前記第１系統交流電源に対し倍の電圧の第２系統交流電源を受電する第２絶縁トランスと、前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の１／３、半分または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の１／３の電圧を出力させ前記第１絶縁トランスの出力が停止し前記第２絶縁トランスの出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧と半分の電圧を出力させ前記第１絶縁トランスの出力が正常に動作し前記第２絶縁トランスの出力が停止していれば前記混合トランスの出力電圧と同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする無停止電源装置。
【請求項３】
それぞれが電圧は同じであるが異なる系統の交流電源を受電するＮ台の絶縁トランスと、前記Ｎ台の絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の１／Ｎ、１／（Ｎ−１）、１／（Ｎ−２）……２／１または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記Ｎ台の絶縁トランスの全ての出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の１／Ｎの電圧を出力させ１台のみの出力が停止していれば１／（Ｎ−１）の電圧を出力させ２台みのが停止していれば１／（Ｎ−２）の電圧を出力させ……（Ｎ−２）台のみの出力が停止していれば１／２の電圧を出力させ（Ｎ−１）台の出力が停止していれば同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする無停止電源装置。
【請求項４】
それぞれが異なる系統の交流電源を受電する複数の絶縁トランスと、前記複数の絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、前記混合トランスの出力を入力し入力電圧と出力電圧の変圧比を前記複数の絶縁トランスの組み合わせを構成するものの出力電圧の合計と一定の電圧との比のいずれにも変換できる減圧トランスと、前記複数の絶縁トランスの出力が正常に動作しているものの組み合わせに対応する変圧比を選択させて前記減圧トランスの出力を常に一定の電圧とする制御部と含むことを特徴とする無停止電源装置。
【請求項５】
第１系統交流電源を受電し変圧比が１である第１絶縁トランスと、前記第１系統交流電源に対し倍の電圧の第２系統電圧を受電し出力電圧が入力電圧の半分となる変圧比の第２絶縁トランスと、前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の半分の電圧または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の半分の電圧を出力させ前記第１絶縁トランスの出力または前記第２絶縁トランスの出力のいずれかが停止していれば前記混合トランスの出力電圧と同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする無停止電源装置。
【請求項６】
それぞれが受電する異なる系統の交流電源の電圧に対応した変圧比からなり出力が相互に同じ電圧となるＮ台の絶縁トランスと、前記Ｎ台の絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の１／Ｎ、１／（Ｎ−１）、１／（Ｎ−２）……２／１または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記Ｎ台の絶縁トランスの全てが正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の１／Ｎの電圧を出力させ１台のみの出力が停止していれば１／（Ｎ−１）の電圧を出力させ２台みのが停止していれば１／（Ｎ−２）の電圧を出力させ……（Ｎ−２）台のみの出力が停止していれば１／２の電圧を出力させ（Ｎ−１）台の出力が停止していれば同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする無停止電源装置。
【請求項７】
前記減圧トランスの出力を直流に変換するコンバータと、このコンバータの出力を交流に変換するインバータと、前記減圧トランスからの出力が停止した時に前記インバータに直流を供給するバッテリーとを含むことを特徴とする請求項１〜６に記載の無停止電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無停止電源装置に関し、特に複数系統の交流電源を受電する無停電電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電源故障に対する動作継続性を求められるコンピューター装置等では、装置として２系統受電機能を具備して動作継続性を確保したり、一系統受電環境でＵＰＳ装置による電源保護を行ったりしている。
【０００３】
ＵＰＳ装置に代表される無停止電源装置は、電力の供給を受ける商用電源等の瞬時及び短時間の電源異常や停止時に、内蔵のバッテリーから電力を供給し、出力を継続している。また、実開平６−２９３５１には、２系統の商用電源等から電力の供給を受けて出力の停止を防ぐ無停止電源装置が示され、さらに特開平１１−１０３５４０には２系統受電で、しかもバッテリーを内蔵する無停電電源装置が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＵＰＳ装置は、瞬時及び短時間の電源異常や停止時にＡＣ出力の継続性を保つことが可能であるが、内蔵のバッテリーの容量的な制約により５〜１５分程度の一定時間を超える時間の電源停止時にはＡＣ出力が停止させざるをえないという問題がある。２系統受電でも瞬時的且つ同時に発生する２系統の両系の電源異常や停止の場合には、ＡＣ出力が停止し、動作を停止させざるをえないといった問題があった。また、２系統受電でバッテリーを内蔵する無停止電源装置は、交直変換用のインバータのほかに多くのスイッチを必要とし、回路構成が複雑になっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の無停止電源装置は、第１系統交流電源（図１の１０）を受電する第１絶縁トランス（図１の２）と、前記第１系統交流電源と同一の電圧の第２系統交流電源（図１の１１）を受電する第２絶縁トランス（図１の３）と、前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランス（図１の４）と、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の半分の電圧または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランス（図１の５）と、前記減圧トランスに前記第１絶縁トランスの出力（図１の１３）および前記第２絶縁トランスの出力（図１の１４）が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の半分の電圧を出力させ前記第１絶縁トランスの出力または前記第２絶縁トランスの出力のいずれかが停止していれば前記混合トランスの出力電圧と同一の電圧を出力させる制御部（図１の１６）とを含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明の無停止電源装置は、第１系統交流電源を受電する第１絶縁トランスと、前記第１系統交流電源に対し倍の電圧の第２系統交流電源を受電する第２絶縁トランスと、前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の１／３、半分または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の１／３の電圧を出力させ前記第１絶縁トランスの出力が停止し前記第２絶縁トランスの出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧と半分の電圧を出力させ前記第１絶縁トランスの出力が正常に動作し前記第２絶縁トランスの出力が停止していれば前記混合トランスの出力電圧と同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明の無停止電源装置は、それぞれが電圧は同じであるが異なる系統の交流電源を受電するＮ台の絶縁トランスと、前記Ｎ台の絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の１／Ｎ、１／（Ｎ−１）、１／（Ｎ−２）……２／１または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記Ｎ台の絶縁トランスの全ての出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の１／Ｎの電圧を出力させ１台のみの出力が停止していれば１／（Ｎ−１）の電圧を出力させ２台みのが停止していれば１／（Ｎ−２）の電圧を出力させ……（Ｎ−２）台のみの出力が停止していれば１／２の電圧を出力させ（Ｎ−１）台の出力が停止していれば同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の無停止電源装置は、それぞれが異なる系統の交流電源を受電する複数の絶縁トランスと、前記複数の絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、前記混合トランスの出力を入力し入力電圧と出力電圧の変圧比を前記複数の絶縁トランスの組み合わせを構成するものの出力電圧の合計と一定の電圧との比のいずれにも変換できる減圧トランスと、前記複数の絶縁トランスの出力が正常に動作しているものの組み合わせに対応する変圧比を選択させて前記減圧トランスの出力を常に一定の電圧とする制御部と含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の無停止電源装置は、第１系統交流電源を受電し変圧比が１である第１絶縁トランスと、前記第１系統交流電源に対し倍の電圧の第２系統電圧を受電し出力電圧が入力電圧の半分となる変圧比の第２絶縁トランスと、前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の半分の電圧または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記第１絶縁トランスの出力および前記第２絶縁トランスの出力が正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の半分の電圧を出力させ前記第１絶縁トランスの出力または前記第２絶縁トランスの出力のいずれかが停止していれば前記混合トランスの出力電圧と同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の無停止電源装置は、それぞれが受電する異なる系統の交流電源の電圧に対応した変圧比からなり出力が相互に同じ電圧となるＮ台の絶縁トランスと、前記Ｎ台の絶縁トランスの出力を入力しこれら入力の電圧を足し合わせた電圧を出力する混合トランスと、この混合トランスの出力を入力し入力の電圧の１／Ｎ、１／（Ｎ−１）、１／（Ｎ−２）……２／１または同じ電圧のいずれかを出力する減圧トランスと、前記減圧トランスに前記Ｎ台の絶縁トランスの全てが正常に動作していれば前記混合トランスの出力電圧の１／Ｎの電圧を出力させ１台のみの出力が停止していれば１／（Ｎ−１）の電圧を出力させ２台みのが停止していれば１／（Ｎ−２）の電圧を出力させ……（Ｎ−２）台のみの出力が停止していれば１／２の電圧を出力させ（Ｎ−１）台の出力が停止していれば同一の電圧を出力させる制御部とを含むことを特徴とする。
【００１１】
上述の無停止電源装置は、望ましくは、前記減圧トランスの出力を直流に変換するコンバータ（図１の６）と、このコンバータの出力を交流に変換するインバータ（図１の９）と、前記減圧トランスからの出力が停止した時に前記インバータに直流を供給するバッテリー（図１の７）とを含めるようにする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の２系統受電無停止電源装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように本実施の形態の２系統受電無停止電源装置１は、絶縁トランス２と絶縁トランス３を経由した２系統の入力ＡＣ（交流電源）１０及び１１を足し合わした倍の出力電圧を得る混合トランス４と、この混合トランス４の出力１５の電圧を調整する減圧トランス５と、減圧トランス５の出力をＤＣ（直流）変換するコンバータ６と、このコンバータ６の出力側に停電時に電力を供給するバッテリー７及びバッテリー７をＤＣ結合するダイオード８と、コンバータ６が出力するＤＣからＡＣ出力を得るインバータ９で構成され、制御部１６で制御をおこなう。
【００１４】
減圧トランス５は、動作時には混合トランス４の出力を半分に減圧して出力し、動作の停止時には、混合トランス４の出力を迂回させてそのままの電圧で出力する。混合トランス４の出力を減圧トランス５を通か迂回させるかを切り替えるスイッチを制御部１６で制御する。
【００１５】
次に、本実施の形態の２系統受電無停止電源装置１の動作について図１を参照して説明する。
【００１６】
無停止電源装置１は、２系統受電の１００ボルトＡＣ入力１０及び１００ボルトＡＣ入力１１からの入力を絶縁トランス２及び絶縁トランス３を経由し、フローティング出力として混合トランス４に入力し、混合トランス４は２系統の入力を足し合わせ、ＡＣ入力１０及び１１に対し倍の電圧である２００ボルトのトランス出力１５を出力する。
【００１７】
制御部１６では、絶縁トランス２及び３の出力を、トランス入力１３及びトランス入力１４として観測する。また、混合トランス４の出力をトランス出力１５として観測する。
【００１８】
無停止電源装置１への２系統のＡＣ入力１０及び１１が正常な場合は、混合トランス４の出力はＡＣ入力１０及び１１の倍の電圧であるため、制御部１６によって減圧トランス５を動作させＡＣ入力１０及び１１と同じ電圧にまで減圧する。無停止電源装置１への２系統のＡＣ入力１０及び１１のうち片方が停止した場合は、混合トランス４の出力はＡＣ入力１０及び１１と同じ電圧に変化するため、制御部１６によって減圧トランス５の動作を停止させ、減圧トランス５の出力をＡＣ入力１０及び１１と同じ電圧を保つ。この動作により、２系統のＡＣ入力１０及び１１の内の片側が停止した場合でもコンバータ６への入力電圧は一定に保たれる。
【００１９】
この切り替え動作時には、瞬時的にコンバータ６への入力電圧が正常時の半分に落ち込み、結果としてコンバータ６からのＤＣ出力が落ち込むが、この瞬間は、バッテリー７からの出力をダイオード８を通して結合することで無瞬断でＤＣ電圧を一定に保ち、インバータ９を安定して動作させ、無停止電源装置１は無瞬断でＡＣ出力１２を供給し続ける。
【００２０】
また、２系統のＡＣ入力１０及び１１の両方で短時間の電源異常やＡＣ入力１０及び１１の停止が発生した場合も、同様にコンバータ６からのＤＣ出力が落ち込むが、バッテリー７からの出力をダイオード８を通して結合することで無瞬断でＤＣ電圧を一定に保ち、インバータ９を安定して動作させ、無停止電源装置１は無瞬断でＡＣ出力１２を供給し続ける。このＡＣ入力１０及び１１の両系異常時の時間的耐力は実装するバッテリー７の容量により決まる。
【００２１】
制御部１６は、例えばトランス入力１３及び１４それぞれについて、正常な時に論理値１を出力し、停止時に論理値０を出力する２つの回路を設け、これらの回路の出力の論理積が１の時に減圧トランス５を動作させ、これらの排他的論理和が１の時に減圧トランス５を停止させるようにして構成できる。
【００２２】
また、ＡＣ入力が３系統以上の場合でも本発明を適用できる。例えば、ＡＣ入力が３系統の場合は、これらＡＣ入力を３つの絶縁トランスを介して混合トランスに入力し、３系統のＡＣ入力を足し合わせた出力を得、これを減圧トランスで調整する。すなわち、ＡＣ入力が３系統とも正常であれば減圧トランスで１／３に減圧し、２系統が正常であれば１／２に減圧し、１系統が正常であれば減圧しない。減圧トランス５の出力側にコンバータ６わ接続し、さらにダイオード８及びバッテリー７並びにインバータ９を接続するのは図１と同じである。
【００２３】
また、ＡＣ１００ボルト／ＡＣ２００ボルト環境の切り替え機能を具備した２系統受電無停止電源装置を実現することもできる。
【００２４】
例えば、図１でＡＣ入力１０が２００ボルトで、ＡＣ入力１１が１００ボルトとした場合に、減圧トランス５は、ＡＣ入力１０及び１１がともに正常であれば、混合トランス４の出力を１／３に減圧し、ＡＣ入力１０のみが正常であれば１／２に減圧し、ＡＣ入力１１のみが正常であれば減圧しないようにする。
【００２５】
以上の例においては、絶縁トランスは変圧比が１として説明したが、図１でＡＣ入力１０が２００ボルトで、ＡＣ入力１１が１００ボルトとした場合に、絶縁トランス１０でＡＣ入力１０を１／２に減圧し、絶縁トランス３では変圧比を１としておけば、減圧トランス５は、ＡＣ入力１０及び１１がともに正常であれば、混合トランス４の出力を１／２に減圧し、ＡＣ入力１０または１１のいずれかが正常であれば減圧しないようにしてもよい。
【００２６】
なお、バッテリー７に大容量のものを具備することで、２系統ＡＣ入力１０及び１１の両系の電源異常や停止時に、長時間稼働可能な無停止電源装置を実現することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の無停止電源装置は、供給元の異なる複数系統からＡＣ入力を受電することによって、ＡＣ入力それぞれの電源異常や停止に対してＡＣ出力の継続性を保つという効果がある。
【００２８】
また、本発明の無停止電源装置は、短時間であれば複数系統の全ての系統のＡＣ入力の電源異常や停止に対してもＡＣ出力の継続性を保つことができる効果がある。
【００２９】
また、複数系統のＡＣ入力をトランスを用いて混合、減圧することにより、回路構成を簡略にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の無停止電源装置のブロック図である。
【符号の説明】
１    無停止電源装置
２    絶縁トランス
３    絶縁トランス
４    混合トランス
５    減圧トランス
６    コンバータ
７    バッテリー
８    ダイオード
９    インバータ
１０    ＡＣ入力
１１    ＡＣ入力
１２    ＡＣ出力
１３    トランス入力
１４    トランス入力
１５    トランス出力
１６    制御部
【図１】
0003707452.tif 000002