(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方端子が交流電源に接続され、前記交流電源から交流電力が供給されている通常時はオンし、前記交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時はオフする入力スイッチと、
前記入力スイッチの他方端子に接続され、前記通常時は前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換し、前記停電時は停止するコンバータと、
前記通常時は前記コンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、前記停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータと、
前記入力スイッチの他方端子と前記負荷の間に接続され、前記交流電源から前記負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされるバイパススイッチと、
前記バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器と、
前記停電時に一旦停止した前記コンバータを運転させ、前記電流検出器の検出結果に基づいて前記バイパススイッチが正常か否かを判定する制御回路とを備える、無停電電源装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記バイパススイッチをオンさせて前記コンバータを運転させる、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項３】
一方端子が交流電源に接続され、前記交流電源から交流電力が供給されている通常時はオンし、前記交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時はオフする入力スイッチと、
前記入力スイッチの他方端子に接続され、前記通常時は前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換し、前記停電時は停止するコンバータと、
前記通常時は前記コンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、前記停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータと、
前記入力スイッチの他方端子と前記負荷の間に接続され、前記交流電源から前記負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされるバイパススイッチと、
前記バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器と、
前記通常時に前記入力スイッチをオフさせて擬似的に停電を発生させ、その擬似的な停電時に一旦停止した前記コンバータを運転させ、前記電流検出器の検出結果に基づいて前記バイパススイッチが正常か否かを判定する制御回路とを備える、無停電電源装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記バイパススイッチをオンさせて、一旦停止した前記コンバータを運転させる、請求項３に記載の無停電電源装置。
【請求項５】
交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記交流電源から交流電力が供給されている通常時は前記コンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、前記交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータと、
前記交流電源と前記負荷の間に接続され、前記交流電源から前記負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされるバイパススイッチと、
前記バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器と、
前記通常時に、前記交流電源からの交流電力と同じ第１周波数の正弦波に前記第１周波数よりも高い第２周波数の信号を重畳させた波形の電流が前記交流電源から前記コンバータに流れるように前記コンバータを制御し、前記電流検出器の検出結果に基づいて前記バイパススイッチが正常か否かを判定する制御回路とを備える、無停電電源装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記バイパススイッチをオンさせて、前記第１周波数の正弦波に前記第２周波数の信号が重畳した波形の電流が前記交流電源から前記コンバータに流れるように前記コンバータを制御する、請求項５に記載の無停電電源装置。
【請求項７】
交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記交流電源から交流電力が供給されている通常時は前記コンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、前記交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータと、
前記交流電源と前記負荷の間に接続され、前記交流電源から前記負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされるバイパススイッチと、
前記バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器と、
前記インバータから前記負荷に交流電力が供給されているときに前記インバータの出力電圧を変動させ、前記電流検出器の検出結果に基づいて前記バイパススイッチが正常か否かを判定する制御回路とを備える、無停電電源装置。
【請求項８】
前記制御回路は、前記バイパススイッチをオンさせて前記インバータの出力電圧を変動させる、請求項７に記載の無停電電源装置。
【請求項９】
さらに、前記制御回路によって前記バイパススイッチが正常でないと判定された場合に、その旨を報知する報知装置を備える、請求項１から請求項８までのいずれかに記載の無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は無停電電源装置に関し、特に、コンバータ、インバータ、およびバイパススイッチを備えた無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無停電電源装置は、コンバータ、インバータ、およびバイパススイッチを備えている。コンバータは、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する。インバータは、交流電源から交流電力が供給されている通常時はコンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する。したがって、停電が発生した場合でも、電力貯蔵装置に直流電力が貯えられている期間は、負荷の運転を継続することができる。
【０００３】
また、バイパススイッチは、交流電源から負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされる。たとえば、インバータから負荷に交流電力を供給している場合にインバータが故障したときは、バイパススイッチが瞬時にオンし、交流電源から負荷に交流電力が直接供給される。
【０００４】
また、特許文献１には、バイパススイッチの故障を検出する回路を設けた無停電電源装置が開示されている。この無停電電源装置では、バイパススイッチの端子間電圧を検出する電圧検出器と、バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器とが設けられる。インバータから負荷に電力を供給している場合に、バイパススイッチの端子間電圧が０Ｖになるか、バイパススイッチに電流が流れたとき、バイパススイッチが故障したと判別される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２２２６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の無停電電源装置では、交流電源からの交流電圧とインバータで生成される交流電圧とが一致している場合は、バイパススイッチの端子間電圧が０Ｖになるので、誤判定が発生するという問題があった。また、バイパススイッチがオン状態で固定される故障を検出できるが、バイパススイッチがオフ状態で固定される故障を検出することはできなかった。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、バイパススイッチの故障を正確に検出することが可能な無停電電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る無停電電源装置は、一方端子が交流電源に接続され、交流電源から交流電力が供給されている通常時はオンし、交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時はオフする入力スイッチと、入力スイッチの他方端子に接続され、通常時は交流電源からの交流電力を直流電力に変換し、停電時は停止するコンバータと、通常時はコンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータと、入力スイッチの他方端子と負荷の間に接続され、交流電源から負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされるバイパススイッチと、バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器と、停電時に一旦停止したコンバータを運転させ、電流検出器の検出結果に基づいてバイパススイッチが正常か否かを判定する制御回路とを備えたものである。したがって、電流検出器で電流が検出されないときはバイパススイッチが正常にオフされており、電流検出器で電流が検出されたときはバイパススイッチが故障してオンされていると判別することができる。
【０００９】
好ましくは、制御回路は、バイパススイッチをオンさせてコンバータを運転させる。この場合は、電流検出器で電流が検出されたときはバイパススイッチが正常にオンされており、電流検出器で電流が検出されないときはバイパススイッチが故障してオフされていると判別することができる。
【００１０】
また、この発明に係る他の無停電電源装置は、一方端子が交流電源に接続され、交流電源から交流電力が供給されている通常時はオンし、交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時はオフする入力スイッチと、入力スイッチの他方端子に接続され、通常時は交流電源からの交流電力を直流電力に変換し、停電時は停止するコンバータと、通常時はコンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータと、入力スイッチの他方端子と負荷の間に接続され、交流電源から負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされるバイパススイッチと、バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器と、通常時に入力スイッチをオフさせて擬似的に停電を発生させ、その擬似的な停電時に一旦停止したコンバータを運転させ、電流検出器の検出結果に基づいてバイパススイッチが正常か否かを判定する制御回路とを備えたものである。したがって、電流検出器で電流が検出されないときはバイパススイッチが正常にオフされており、電流検出器で電流が検出されたときはバイパススイッチが故障してオンされていると判別することができる。
【００１１】
好ましくは、制御回路は、バイパススイッチをオンさせて、擬似的な停電時に一旦停止したコンバータを運転させる。この場合は、電流検出器で電流が検出されたときはバイパススイッチが正常にオンされており、電流検出器で電流が検出されないときはバイパススイッチが故障してオフされていると判別することができる。
【００１２】
また、この発明に係るさらに他の無停電電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、交流電源から交流電力が供給されている通常時はコンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータと、交流電源と負荷の間に接続され、交流電源から負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされるバイパススイッチと、バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器と、通常時に、交流電源からの交流電力と同じ第１周波数の正弦波に第１周波数よりも高い第２周波数の信号を重畳させた波形の電流が交流電源からコンバータに流れるようにコンバータを制御し、電流検出器の検出結果に基づいてバイパススイッチが正常か否かを判定する制御回路とを備えたものである。したがって、電流検出器で第２周波数の電流が検出されないときはバイパススイッチが正常にオフされており、電流検出器で第２周波数の電流が検出されたときはバイパススイッチが故障してオンされていると判別することができる。
【００１３】
好ましくは、制御回路は、バイパススイッチをオンさせて、第１周波数の正弦波に第２周波数の信号が重畳した波形の電流が交流電源からコンバータに流れるようにコンバータを制御する。この場合は、電流検出器で第２周波数の電流が検出されたときはバイパススイッチが正常にオンされており、電流検出器で第２周波数の電流が検出されないときはバイパススイッチが故障してオフされていると判別することができる。
【００１４】
また、この発明に係るさらに他の無停電電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、交流電源から交流電力が供給されている通常時はコンバータで生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータと、交流電源と負荷の間に接続され、交流電源から負荷に交流電力を直接供給するバイパス給電時にオンされるバイパススイッチと、バイパススイッチに流れる電流を検出する電流検出器と、インバータから負荷に交流電力が供給されているときにインバータの出力電圧を変動させ、電流検出器の検出結果に基づいてバイパススイッチが正常か否かを判定する制御回路とを備えたものである。したがって、電流検出器で電流の変動が検出されないときはバイパススイッチが正常にオフされており、電流検出器で電流の変動が検出されたときはバイパススイッチが故障してオンされていると判別することができる。
【００１５】
好ましくは、制御回路は、バイパススイッチをオンさせてインバータの出力電圧を変動させる。この場合は、電流検出器で電流の変動が検出されたときはバイパススイッチが正常にオンされており、電流検出器で電流の変動が検出されないときはバイパススイッチが故障してオフされていると判別することができる。
【００１６】
また好ましくは、さらに、制御回路によってバイパススイッチが正常でないと判定された場合に、その旨を報知する報知装置を備える。この場合は、バイパススイッチが故障していることを報知することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、この発明によれば、バイパススイッチの故障を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１によ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２】図１に示した無停電電源装置の正常時の動作を示すタイムチャートである。
【図３】図１に示した無停電電源装置の故障時の動作を示すタイムチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２による無停電電源装置の正常時の動作を示すタイムチャートである。
【図５】図４で説明した無停電電源装置の故障時の動作を示すタイムチャートである。
【図６】この発明の実施の形態３による無停電電源装置の正常時の動作を示すタイムチャートである。
【図７】図６で説明した無停電電源装置の故障時の動作を示すタイムチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４による無停電電源装置の正常時の動作を示すタイムチャートである。
【図９】図８で説明した無停電電源装置の故障時の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態５による無停電電源装置の正常時の動作を示すタイムチャートである。
【図１１】図１０で説明した無停電電源装置の故障時の動作を示すタイムチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態６による無停電電源装置の正常時の動作を示すタイムチャートである。
【図１３】図１２で説明した無停電電源装置の故障時の動作を示すタイムチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態７による無停電電源装置の正常時の動作を示すタイムチャートである。
【図１５】図１４で説明した無停電電源装置の故障時の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態８による無停電電源装置の正常時の動作を示すタイムチャートである。
【図１７】図１６で説明した無停電電源装置の故障時の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［実施の形態１］
本願の実施の形態１による無停電電源装置は、図１に示すように、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、スイッチＳ１，Ｓ２、コンデンサ２，１０，１４、リアクトル３，１２、電流検出器４，１３、バイパススイッチ５、コンバータ６、ＤＣ／ＤＣコンバータ７、バッテリ８、制御回路９、インバータ１１、報知装置１５を備える。
【００２０】
入力端子Ｔ１は、交流電源１から商用周波数の交流電力を受けるとともに、スイッチＳ１，Ｓ２およびリアクトル３を介してコンバータ６の入力ノードに接続される。スイッチＳ２のリアクトル３側の端子は、コンデンサ２に接続される。電流検出器４は、リアクトル３とコンバータ６の入力ノードとの間に設けられる。
【００２１】
スイッチＳ１は、交流電源１から交流電力が供給されている通常時はオンし、交流電源１からの交流電力の供給が停止された停電時はオフする。スイッチＳ２は、通常はオンされており、コンバータ６とバイパススイッチ５とを切り離すときなどにオフされる。
【００２２】
コンデンサ２およびリアクトル３は、入力フィルタを構成し、交流電源１からの交流電力をコンバータ６に通過させるとともに、コンバータ６で発生する高周波のスイッチングノイズが交流電源１側に漏れるのを防止する。電流検出器４は、コンバータ６の入力ノードに流入する電流Ｉ１を検出し、その検出値を示す信号φＩ１を制御回路９に与える。
【００２３】
コンバータ６の出力ノードは、ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介してバッテリ８に接続されるとともに、コンデンサ１０およびインバータ１１の各々に接続される。コンバータ６は、交流電源１から交流電力が供給されている通常時は、交流電源１からの交流電力を直流電力に変換し、交流電源１からの交流電力の供給が停止された停電時は電力変換動作を停止する。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、交流電源１から交流電力が供給されている通常時は、コンバータ６で生成された直流電力をバッテリ８に与える。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、コンバータ６の出力電圧を所定の直流電圧に変換してバッテリ８に供給する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、停電時は、バッテリ８から直流電力を取り出してインバータ１１に供給する。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、バッテリ８の端子間電圧を所定の直流電圧に変換してインバータ１１に供給する。バッテリ８は、直流電力を貯える。コンデンサ１０は、直流電力を一時的に貯えるとともに、コンバータ６の出力電圧を平滑化させる。
【００２５】
インバータ１１は、交流電源１から交流電力が供給されている通常時は、コンバータ６で生成された直流電力を商用周波数の交流電力に変換し、停電時は、バッテリ８からＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して与えられた直流電力を商用周波数の交流電力に変換する。
【００２６】
インバータ１１の出力ノードは、リアクトル１２を介して出力端子Ｔ２に接続される。出力端子Ｔ２はコンデンサ１４に接続される。リアクトル１２およびコンデンサ１４は、出力フィルタを構成し、インバータ１１で生成された商用周波数の交流電力を負荷１６に通過させるとともに、インバータ１１で発生する高周波のスイッチングノイズが負荷１６側に漏れるのを防止する。電流検出器１３は、リアクトル１２と出力端子Ｔ２の間に設けられる。電流検出器１３は、インバータ１１から負荷１６に流れる電流とインバータ１１からバイパススイッチ５に流れる電流との和の電流Ｉ２を検出し、その検出値を示す信号φＩ２を制御回路９に与える。
【００２７】
バイパススイッチ５の一方端子はスイッチＳ１，Ｓ２間のノードに接続され、バイパススイッチ５の他方端子は電流検出器１３を介して出力端子Ｔ２に接続される。バイパススイッチ５は、たとえば逆並列に接続された２つのサイリスタ５ａ，５ｂを含み、バイパス制御信号ＣＮＴが非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合にオフし、バイパス制御信号ＣＮＴが活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合にオンする。バイパス制御信号ＣＮＴは、制御回路９によって生成される。
【００２８】
バイパススイッチ５は、交流電源１から負荷１６に交流電力を直接供給するバイパス給電モード時にオンされ、インバータ１１で生成された交流電力を負荷１６に供給するインバータ給電モード時はオフされる。また、バイパススイッチ５は、インバータ１１から負荷１６に交流電力を供給している場合においてインバータ１１が故障したときに瞬時にオンし、交流電源１から負荷１６に交流電力を供給させる。
【００２９】
制御回路９は、電流検出器４，１３の検出結果などに基づいて無停電電源装置全体を制御する。特に、制御回路９は、停電時に電流検出器１３の検出結果に基づいて、バイパススイッチ５が正常か否かを判定する。報知装置１５は、制御回路９によってバイパススイッチ５が正常でないと判定された場合は、その旨を無停電電源装置の使用者や作業員に報知する。報知装置１５は、たとえばブザーの音、ランプの光、ディスプレイに表示された画像などによって、バイパススイッチ５が故障したことを報知する。
【００３０】
次に、この無停電電源装置の動作について説明する。図２（ａ）〜（ｆ）は、バイパススイッチ５が正常である場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートである。交流電源１から交流電力が供給されている通常時（時刻ｔ０〜ｔ１）では、入力端子Ｔ１の電圧Ｖ１は正弦波状に変化する交流電圧となっている。入力電圧Ｖ１と同じ位相で同じ電圧値の交流電圧がインバータ１１によって生成され、出力端子Ｔ２の電圧Ｖ２は入力電圧Ｖ１に一致している。
【００３１】
また、コンバータ６に流入する電流Ｉ１は、入力電圧Ｖ１と同じ位相で正弦波状に変化する交流電流となっている。また、インバータ１１の出力電流Ｉ２は、出力電圧Ｖ２と同じ位相で正弦波状に変化する交流電流となっている。また、バッテリ８が十分に充電されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は停止されている。コンバータ６は、運転されており、交流電源１からの交流電力を直流電力に変換する。インバータ給電モードであるので、バイパス制御信号ＣＮＴが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされてバイパススイッチ５はオフされている。
【００３２】
時刻ｔ１において停電が発生すると、入力電圧Ｖ１は定格電圧よりも十分に低い電圧に低下する。これに応じて図１のスイッチＳ１がオフされ、コンバータ６の運転が停止される。また、バッテリ８の直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ７を介してインバータ１１に供給され、インバータ１１によって交流電力に変換されて負荷１６に供給される。このため、出力電圧Ｖ２および出力電流Ｉ２は、通常時と同じ値および位相に維持される。また、スイッチＳ１がオフされ、コンバータ６の運転が停止されたので、入力電流Ｉ１は０Ａとなる。
【００３３】
時刻ｔ２において、制御回路９はコンバータ６の運転を再開させる。ここでは、バイパススイッチ５は正常にオフしているので、コンバータ６の運転を再開させてもコンバータ６への入力電流Ｉ１は０Ａに維持される。制御回路９は、電流Ｉ１が所定のしきい値電流以下であることを検知し、バイパススイッチ５が正常であると判定する。
【００３４】
図３（ａ）〜（ｆ）は、バイパススイッチ５が正常でない場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図２（ａ）〜（ｆ）と対比される図である。バイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルにされているのに、バイパススイッチ５が正常にオフせず、故障してオンしている場合は、図３（ａ）〜（ｆ）に示すように、時刻ｔ２においてコンバータ６を運転させると、インバータ１１の出力電流の一部がバイパススイッチ５を介してコンバータ６に流入する。これにより、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、電流Ｉ１，Ｉ２の両方が増大する。制御回路９は、電流Ｉ１が所定のしきい値電流を超えたことを検知し、バイパススイッチ５が正常でないと判定する。この判定結果は、報知装置１５によって無停電電源装置の使用者や作業員に報知され、故障したバイパススイッチ５は正常品と交換されるか修理される。
【００３５】
この実施の形態１では、停電時に一旦停止したコンバータ６を運転させ、コンバータ６の入力電流Ｉ１が所定のしきい値電流を超えた場合にバイパススイッチ５が故障してオンしていると判定する。したがって、バイパススイッチ５が正常であるか否かを正確に判定することができる。
【００３６】
なお、この実施の形態１では、電流検出器４の検出結果に基づいてバイパススイッチ５が正常であるか否かを判定したが、これに限るものではなく、停電時に一旦停止したコンバータ６を運転させたときにバイパススイッチ５に電流が流れたか否かに基づいて判定すればよい。たとえば、電流検出器１３の検出結果に基づいて判定してもよいし、電流検出器４，１３の両方に基づいて判定してもよい。
【００３７】
また、この実施の形態１では、電流検出器１３によってインバータ１１から負荷１６に流れる電流とインバータ１１からバイパススイッチ５に流れる電流との和の電流Ｉ２を検出したが、インバータ１１から負荷１６に流れる電流を検出する電流検出器と、インバータ１１からバイパススイッチ５に流れる電流を検出する電流検出器とを別々に設けてもよい。
【００３８】
［実施の形態２］
図４（ａ）〜（ｆ）は、この発明の実施の形態２による無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図２（ａ）〜（ｆ）と対比される図である。図４（ａ）〜（ｆ）を参照して、実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、時刻ｔ２においてバイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる点である。このときバイパススイッチ５が正常にオンすると、インバータ１１の出力電流の一部がバイパススイッチ５を介してコンバータ６に流入する。これにより、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、電流Ｉ１，Ｉ２の両方が増大する。制御回路９は、電流Ｉ１が所定のしきい値電流を超えたことを検知し、バイパススイッチ５が正常にオンしたと判定する。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｆ）は、バイパススイッチ５が正常でない場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図４（ａ）〜（ｆ）と対比される図である。図５（ａ）〜（ｆ）を参照して、時刻ｔ２においてバイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられても、バイパススイッチ５が故障してオンしない場合は、コンバータ６の入力電流Ｉ１が略０Ａのまま変化しない。制御回路９は、電流Ｉ１が所定のしきい値電流以下であることを検知し、バイパススイッチ５が故障してオンしないと判定する。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態２でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００４０】
［実施の形態３］
図６（ａ）〜（ｇ）は、この発明の実施の形態２による無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図２（ａ）〜（ｆ）と対比される図である。図６（ａ）〜（ｇ）を参照して、実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、時刻ｔ１において入力スイッチＳ１がオフされて擬似的に停電される点である。
【００４１】
時刻ｔ１において入力スイッチＳ１がオフされると、コンバータ６の運転が一旦停止され、コンバータ６の入力電流Ｉ１は０Ａになる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の放電動作が開始され、バッテリ８の直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ７を介してインバータ１１に供給され、交流電力に変換されて負荷１６に供給される。このため、入力端子Ｔ１の電圧Ｖ１、出力端子Ｔ２の電圧Ｖ２、およびインバータ１１の出力電流Ｉ２は、擬似停電の発生前後で変化しない。
【００４２】
次に時刻ｔ２において、制御回路９はコンバータ６の運転を再開させる。ここでは、バイパススイッチ５は正常にオフしているので、コンバータ６の運転を再開させてもコンバータ６への入力電流Ｉ１は０Ａに維持される。制御回路９は、電流Ｉ１が所定のしきい値電流以下であることを検知し、バイパススイッチ５が正常であると判定する。
【００４３】
図７（ａ）〜（ｇ）は、バイパススイッチ５が正常でない場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図６（ａ）〜（ｇ）と対比される図である。バイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルにされているのに、バイパススイッチ５が正常にオフせず、故障してオンしている場合は、図７（ａ）〜（ｇ）に示すように、時刻ｔ２においてコンバータ６を運転させると、インバータ１１の出力電流の一部がバイパススイッチ５を介してコンバータ６に流入する。これにより、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、電流Ｉ１，Ｉ２の両方が増大する。制御回路９は、電流Ｉ１が所定のしきい値電流を超えたことを検知し、バイパススイッチ５が正常でないと判定する。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。
【００４４】
この実施の形態３では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、実際に停電が発生していない場合でも、擬似的に停電を発生させてバイパススイッチ５が正常か否かを判定することができる。
【００４５】
［実施の形態４］
図８（ａ）〜（ｇ）は、この発明の実施の形態４による無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図６（ａ）〜（ｇ）と対比される図である。図８（ａ）〜（ｇ）を参照して、実施の形態４が実施の形態３と異なる点は、時刻ｔ１においてバイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる点である。このときバイパススイッチ５が正常にオンすると、インバータ１１の出力電流の一部がバイパススイッチ５を介してコンバータ６に流入する。これにより、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、電流Ｉ１，Ｉ２の両方が増大する。制御回路９は、電流Ｉ１が所定のしきい値電流を超えたことを検知し、バイパススイッチ５が正常にオンしたと判定する。
【００４６】
図９（ａ）〜（ｇ）は、バイパススイッチ５が正常でない場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図８（ａ）〜（ｇ）と対比される図である。図９（ａ）〜（ｇ）を参照して、時刻ｔ２においてバイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられても、バイパススイッチ５が故障してオンしない場合は、コンバータ６の入力電流Ｉ１が略０Ａのまま変化しない。制御回路９は、電流Ｉ１が所定のしきい値電流以下であることを検知し、バイパススイッチ５が故障してオンしないと判定する。他の構成および動作は、実施の形態３と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態４でも、実施の形態３と同じ効果が得られる。
【００４７】
［実施の形態５］
図１０（ａ）〜（ｄ）は、この発明の実施の形態５による無停電電源装置の動作を示すタイムチャートである。図１０（ａ）〜（ｄ）は、バイパススイッチ５が正常である場合における無停電電源装置の動作を示している。時刻ｔ０〜ｔ１において、交流電源１から無停電電源装置に交流電力が正常に供給されており、入力端子Ｔ１の電圧Ｖ１は正弦波状に変化する交流電圧となっている。入力電圧Ｖ１と同じ位相で同じ電圧値の交流電圧がインバータ１１によって生成され、出力端子Ｔ２の電圧Ｖ２は入力電圧Ｖ１に一致している。
【００４８】
また、コンバータ６に流入する電流Ｉ１は、入力電圧Ｖ１と同じ位相で正弦波状に変化する交流電流となっている。また、インバータ１１の出力電流Ｉ２は、出力電圧Ｖ２と同じ位相で正弦波状に変化する交流電流となっている。また、バッテリ８が十分に充電されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は停止されている。コンバータ６は、運転されており、交流電源１からの交流電力を直流電力に変換する。インバータ給電モードであるので、バイパス制御信号ＣＮＴが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされてバイパススイッチ５はオフされている。
【００４９】
時刻ｔ１において、バイパススイッチ５が正常か否かを判定するテストが開始される。時刻ｔ１において制御回路９は、コンバータ６の電流指令値に交流電源１からの交流電力よりも高い周波数のテスト信号を重畳させる。換言すると、制御回路９は、交流電源１からの交流電力と同じ商用周波数（第１周波数）の正弦波に商用周波数よりも高い第２周波数のテスト信号を重畳させた波形の電流Ｉ１が交流電源１からコンバータ６に流れるようにコンバータ６を制御する。テスト信号を重畳させる時間は、バイパススイッチ５が正常か否かを判定するのに必要な短い時間に制限される。
【００５０】
ここでは、バイパススイッチ５は正常にオフしているので、コンバータ６の入力電流Ｉ１の波形が正弦波にテスト信号を重畳させた波形になっても、インバータ１１の出力電流Ｉ２は変化せず、商用周波数の正弦波に維持される。制御回路９は、電流Ｉ２にテスト信号が重畳されていないことを検知し、バイパススイッチ５が正常であると判定する。
【００５１】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、バイパススイッチ５が正常でない場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図１０（ａ）〜（ｄ）と対比される図である。バイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルにされているのに、バイパススイッチ５が正常にオフせず、故障してオンしている場合は、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、時刻ｔ１においてコンバータ６の入力電流Ｉ１の波形が正弦波にテスト信号を重畳させた波形になると、インバータ１１の出力電流Ｉ２も電流Ｉ１と同様に変化する。換言すると、インバータ１１からバイパススイッチ５を介してコンバータ６に第２周波数の電流が供給される。制御回路９は、電流Ｉ２にテスト信号が重畳されていることを検知し、バイパススイッチ５が正常でないと判定する。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。
【００５２】
この実施の形態５では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、停電が発生していない場合でもバイパススイッチ５が正常か否かを判定することができる。
【００５３】
［実施の形態６］
図１２（ａ）〜（ｄ）は、この発明の実施の形態６による無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図１１（ａ）〜（ｄ）と対比される図である。図１２（ａ）〜（ｄ）を参照して、実施の形態６が実施の形態５と異なる点は、時刻ｔ１においてバイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる点である。このときバイパススイッチ５が正常にオンすると、インバータ１１の出力電流の一部がバイパススイッチ５を介してコンバータ６に流入する。これにより、図１２（ｂ）（ｃ）に示すように、電流Ｉ１，Ｉ２の各々に商用周波数よりも高い周波数のテスト信号成分が現れる。制御回路９は、制御回路９は、電流Ｉ２にテスト信号が重畳されていることを検知し、バイパススイッチ５が正常であると判定する。
【００５４】
図１３（ａ）〜（ｄ）は、バイパススイッチ５が正常でない場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図１２（ａ）〜（ｄ）と対比される図である。図１３（ａ）〜（ｄ）を参照して、時刻ｔ２においてバイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられても、バイパススイッチ５が故障してオンしない場合は、インバータ１１の出力電流Ｉ２は正弦波のまま変化しない。制御回路９は、電流Ｉ２にテスト信号が重畳されていないことを検知し、バイパススイッチ５が故障してオンしないと判定する。他の構成および動作は、実施の形態５と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態６でも、実施の形態５と同じ効果が得られる。
【００５５】
［実施の形態７］
図１４（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態７による無停電電源装置の動作を示すタイムチャートである。図１４（ａ）〜（ｃ）は、バイパススイッチ５が正常である場合における無停電電源装置の動作を示している。時刻ｔ０〜ｔ１において、交流電源１から無停電電源装置に交流電力が正常に供給されており、入力端子Ｔ１の電圧Ｖ１は正弦波状に変化する交流電圧となっている。入力電圧Ｖ１と同じ位相で同じ電圧値の交流電圧がインバータ１１によって生成され、出力端子Ｔ２の電圧Ｖ２は入力電圧Ｖ１に一致している。
【００５６】
また、インバータ１１の出力電流Ｉ２は、出力電圧Ｖ２と同じ位相で正弦波状に変化する交流電流となっている。また、バッテリ８が十分に充電されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は停止されている。コンバータ６は、運転されており、交流電源１からの交流電力を直流電力に変換する。インバータ給電モードであるので、バイパス制御信号ＣＮＴが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされてバイパススイッチ５はオフされている。
【００５７】
時刻ｔ１において、バイパススイッチ５が正常か否かを判定するテストが開始される。時刻ｔ１〜ｔ２において制御回路９は、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を増大させる。ここでは、バイパススイッチ５は正常にオフしているので、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を増大させても、インバータ１１の出力電流Ｉ２はほとんど変化しない。制御回路９は、時刻ｔ１の前後で電流Ｉ２がほとんど変化しないことを検知し、バイパススイッチ５が正常であると判定する。
【００５８】
また、時刻ｔ２〜ｔ３において制御回路９は、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を低減させる。ここでは、バイパススイッチ５は正常にオフしているので、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を低減させても、インバータ１１の出力電流Ｉ２はほとんど変化しない。制御回路９は、時刻ｔ２の前後で電流Ｉ２がほとんど変化しないことを検知し、バイパススイッチ５が正常であると判定する。
【００５９】
図１５（ａ）〜（ｃ）は、バイパススイッチ５が正常でない場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図１４（ａ）〜（ｃ）と対比される図である。バイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルにされているのに、バイパススイッチ５が正常にオフせず、故障してオンしている場合は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、時刻ｔ１においてインバータ１１の出力電圧Ｖ２を増大させると、インバータ１１からバイパススイッチ５を介して交流電源１に電流が流れ、インバータ１１の出力電流Ｉ２が増大する。制御回路９は、時刻ｔ１の前後でインバータ１１の出力電流Ｉ２が増大したことを検知し、バイパススイッチ５が正常でないと判定する。
【００６０】
また、時刻ｔ２〜ｔ３において制御回路９は、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を低減させる。ここでは、バイパススイッチ５は正常にオフせず、故障してオンしているので、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を低減させると、インバータ１１から負荷１６に電流が流れるとともに、交流電源１からバイパススイッチ５を介して負荷１６に電流が流れる。図１で示した電流検出器１３は、インバータ１１から負荷１６に電流と、交流電源１からバイパススイッチ５を介して負荷１６に電流との差の電流を検出するので、電流Ｉ２の検出値が明らかに減少する。制御回路９は、時刻ｔ２の前後で電流Ｉ２が大きく減少したことを検知し、バイパススイッチ５が正常でないと判定する。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。
【００６１】
この実施の形態７では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、停電が発生していない場合でもバイパススイッチ５が正常か否かを判定することができる。
【００６２】
［実施の形態８］
図１６（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態８による無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図１４（ａ）〜（ｃ）と対比される図である。図１６（ａ）〜（ｃ）を参照して、実施の形態８が実施の形態７と異なる点は、時刻ｔ１においてバイパス制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる点である。
【００６３】
ここではバイパススイッチ５が正常にオンするので、インバータ１１の出力電流の一部がバイパススイッチ５を介してコンバータ６に流入する。これにより、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、時刻ｔ１においてインバータ１１の出力電圧Ｖ２を増大させると、インバータ１１からバイパススイッチ５を介して交流電源１に電流が流れ、インバータ１１の出力電流Ｉ２が増大する。制御回路９は、時刻ｔ１の前後でインバータ１１の出力電流Ｉ２が増大したことを検知し、バイパススイッチ５が正常であると判定する。
【００６４】
また、時刻ｔ２〜ｔ３において制御回路９は、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を低減させる。ここでは、バイパススイッチ５は正常にオンしているので、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を低減させると、インバータ１１から負荷１６に電流が流れるとともに、交流電源１からバイパススイッチ５を介して負荷１６に電流が流れる。図１で示した電流検出器１３は、インバータ１１から負荷１６に電流と、交流電源１からバイパススイッチ５を介して負荷１６に電流との差の電流を検出するので、電流Ｉ２の検出値が明らかに減少する。制御回路９は、時刻ｔ２の前後で電流Ｉ２が大きく減少したことを検知し、バイパススイッチ５が正常であると判定する。
【００６５】
図１７（ａ）〜（ｃ）は、バイパススイッチ５が正常でない場合における無停電電源装置の動作を示すタイムチャートであって、図１６（ａ）〜（ｃ）と対比される図である。図１７（ａ）〜（ｃ）を参照して、時刻ｔ１においてインバータ１１の出力電圧Ｖ２を増大させても、バイパススイッチ５が故障してオンしない場合は、インバータ１１の出力電流Ｉ２は変化しない。制御回路９は、時刻ｔ１の前後でインバータ１１の出力電流Ｉ２が変化しないことを検知し、バイパススイッチ５が正常でないと判定する。
【００６６】
また、時刻ｔ２〜ｔ３において制御回路９は、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を低減させる。ここでは、バイパススイッチ５は正常にオンしないので、インバータ１１の出力電圧Ｖ２を低減させても、インバータ１１の出力電流Ｉ２はほとんど変化しない。制御回路９は、時刻ｔ２の前後で電流Ｉ２が変化しないことを検知し、バイパススイッチ５が故障してオンしないと判定する。他の構成および動作は、実施の形態７と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態８でも、実施の形態７と同じ効果が得られる。
【００６７】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【００６８】
１  交流電源、２，１０，１４  コンデンサ、３，１２  リアクトル、３  リアクトル、４，１３  電流検出器、５  バイパススイッチ、５ａ，５ｂ  サイリスタ、６  コンバータ、７  ＤＣ／ＤＣコンバータ、８  バッテリ、９  制御回路、１１  インバータ、１５  報知装置、１６  負荷、Ｓ１  入力スイッチ、Ｓ２  スイッチ、Ｔ１  入力端子、Ｔ２  出力端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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