(57)【要約】【課題】蓄電池の充電が必要なときにのみ、直流チョッパを充電動作させ、効率的に運用することのできる無停電電源装置を得る。【解決手段】蓄電池８と、直流チョッパ９と、チョッパ制御回路４とを有する無停電電源装置において、商用電源６の出力電圧に基づき、停電時間を算出することにより、満充電までの充電時間を推定し、その充電時間経過後に蓄電池８の充電を抑止する抑止回路３を付加したものである。【選択図】  図１
2006094683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、
前記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、
前記コンバータからの直流電力により充電され、この充電により得られる放電電力に基づき負荷に電力供給可能な電力貯蔵手段と、
前記交流電源が給電可能なとき、前記コンバータからの直流電力に基づく充電電力を前記電力貯蔵手段に対して供給し、前記貯蔵手段が給電不可能なとき、前記負荷に前記電力貯蔵手段から放電電力に基づく電力を供給する直流チョッパと、
前記負荷に前記電力貯蔵手段からの電力を供給する際、及び前記交流電源から前記電力貯蔵手段に対して充電電力を供給する際の電力量を調整するために、前記直流チョッパを制御する制御手段と、
所定の条件に基づいて、前記電力貯蔵手段が満充電状態と予測されるときに、前記直流チョッパに対して充電電力の供給を抑止させる指令を前記制御手段に与える抑止手段と
を有することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項２】
さらに、前記電力貯蔵手段からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を前記負荷に電力を供給するインバータと、前記交流電源による電力供給と前記電力貯蔵手段による電力供給とのいずれか一方を選択して前記負荷へ電力供給する切換手段の少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項３】
前記電力貯蔵手段と、前記直流チョッパは電気的に接離可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無停電電源装置。
【請求項４】
前記抑止手段は、前記電力貯蔵手段が満充電状態と推定される充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
【請求項５】
前記抑止手段は、前記電力貯蔵手段の出力電圧の検出値に基づき、前記電力貯蔵手段の満充電までの充電時間を推定し、その充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止する手段とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
【請求項６】
前記抑止手段は、前記交流電源の出力電圧の検出値に基づき、停電時間を算出することにより、前記電力貯蔵手段の満充電までの充電時間を推定し、その充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止する手段とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
【請求項７】
前記抑止手段は、前記電力貯蔵手段の満充電状態と推定される充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止する手段と、前記電力貯蔵手段の出力電圧の検出値に基づき、前記電力貯蔵手段の満充電までの充電時間を推定し、その充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止する手段と、前記交流電源の出力電圧の検出値に基づき、停電時間を算出することにより、前記電力貯蔵手段の満充電までの充電時間を推定し、その充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止する手段のうちの少なくとも一の手段を備えたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
【請求項８】
商用電源と、
前記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、
前記コンバータからの直流電力により充電され、この充電により得られる放電電力に基づき負荷に電力供給可能な電力貯蔵手段と、
前記交流電源が給電可能なとき、前記コンバータからの直流電力に基づく充電電力を前記電力貯蔵手段に対して供給し、前記貯蔵手段が給電不可能なとき、前記負荷に前記電力貯蔵手段から放電電力に基づく電力を供給する直流チョッパと、
前記電力貯蔵手段からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を前記負荷に供給するインバータと、
前記負荷と、前記交流電源と、前記インバータの間に電気的に接続され、前記負荷に対して前記交流電源による電力供給と、前記負荷に対して前記インバータによる電力供給とのいずれか一方を選択可能な切換器と、
前記直流チョッパと前記コンバータとの間に電気的に接続され、前記直流チョッパの駆動に供するコンデンサと、
前記交流電源の出力電圧を検出する入力電圧検出器と、
前記電力貯蔵手段の出力電圧を検出する蓄電池電圧検出器と、
前記直流チョッパと前記電力貯蔵手段との間を流れる電流を検出する直流電流検出器と、
前記コンデンサの端子間の電圧を検出する直流電圧検出器と、
前記入力電圧検出器の検出値と、蓄電池電圧検出器の検出値と、直流電流検出器の検出値と、直流電圧検出器の検出値とを入力し、前記負荷に前記電力貯蔵手段からの電力を供給する際、及び前記交流電源から前記電力貯蔵手段に対して充電電力を供給する際の電力量を調整するために、前記直流チョッパを制御するチョッパ制御回路と、
前記電力貯蔵手段が満充電状態と推定されるとき、前記チョッパ制御回路に対して充電を抑止させる指令を与える抑止回路と
を有することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項９】
商用電源と、
前記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、
前記コンバータからの直流電力により充電され、この充電により得られる放電電力に基づき負荷に電力供給可能な電力貯蔵手段と、
前記交流電源が給電可能なとき、前記コンバータからの直流電力に基づく充電電力を前記電力貯蔵手段に対して供給し、前記貯蔵手段が給電不可能なとき、前記負荷に前記電力貯蔵手段から放電電力に基づく電力を供給する直流チョッパと、
前記電力貯蔵手段からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を前記負荷に供給するインバータと、
前記負荷と、前記交流電源と、前記インバータの間に電気的に接続され、前記負荷に対して前記交流電源による電力供給と、前記負荷に対して前記インバータによる電力供給とのいずれか一方を選択可能な切換器と、
前記直流チョッパと前記コンバータとの間に電気的に接続され、前記直流チョッパの駆動に供するコンデンサと、
前記交流電源の出力電圧を検出する入力電圧検出器と、
前記電力貯蔵手段の出力電圧を検出する蓄電池電圧検出器と、
前記直流チョッパと前記電力貯蔵手段との間を流れる電流を検出する直流電流検出器と、
前記コンデンサの端子間の電圧を検出する直流電圧検出器と、
前記入力電圧検出器の検出値と、蓄電池電圧検出器の検出値と、直流電流検出器の検出値と、直流電圧検出器の検出値とを入力し、前記負荷に前記電力貯蔵手段からの電力を供給する際、及び前記交流電源から前記電力貯蔵手段に対して充電電力を供給する際の電力量を調整するために、前記直流チョッパを制御するチョッパ制御回路と、
蓄電池電圧検出器の検出値を入力し、これに基づき前記電力貯蔵手段の満充電までの充電時間を推定し、その充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止する抑止回路と
を有することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項１０】
商用電源と、
前記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、
前記コンバータからの直流電力により充電され、この充電により得られる放電電力に基づき負荷に電力供給可能な電力貯蔵手段と、
前記交流電源が給電可能なとき、前記コンバータからの直流電力に基づく充電電力を前記電力貯蔵手段に対して供給し、前記貯蔵手段が給電不可能なとき、前記負荷に前記電力貯蔵手段から放電電力に基づく電力を供給する直流チョッパと、
前記電力貯蔵手段からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を前記負荷に供給するインバータと、
前記負荷と、前記交流電源と、前記インバータの間に電気的に接続され、前記負荷に対して前記交流電源による電力供給と、前記負荷に対して前記インバータによる電力供給とのいずれか一方を選択可能な切換器と、
前記直流チョッパと前記コンバータとの間に電気的に接続され、前記直流チョッパの駆動に供するコンデンサと、
前記交流電源の出力電圧を検出する入力電圧検出器と、
前記電力貯蔵手段の出力電圧を検出する蓄電池電圧検出器と、
前記直流チョッパと前記電力貯蔵手段との間を流れる電流を検出する直流電流検出器と、
前記コンデンサの端子間の電圧を検出する直流電圧検出器と、
前記入力電圧検出器の検出値と、蓄電池電圧検出器の検出値と、直流電流検出器の検出値と、直流電圧検出器の検出値とを入力し、前記負荷に前記電力貯蔵手段からの電力を供給する際、及び前記交流電源から前記電力貯蔵手段に対して充電電力を供給する際の電力量を調整するために、前記直流チョッパを制御するチョッパ制御回路と、
前記蓄電池電圧検出器の検出値を入力し、これに基づき前記電力貯蔵手段の満充電までの充電時間を推定し、その充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止する抑止回路と、
前記入力電圧検出器の検出値を入力し、これに基づき停電時間を算出することにより、前記電力貯蔵手段の満充電までの充電時間を推定し、その充電時間の経過後に前記電力貯蔵手段の充電を抑止する抑止回路と
を有することを特徴とする無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流チョッパを有する無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、無停電電源装置における、直流チョッパは、商用電源が正常のとき（以下「通常時」という）には、蓄電池を充電するために供給される直流電力を降圧し（以下「充電動作」という）、商用電源が停電のとき（以下「停電時」という）は、蓄電池から負荷へ電力供給するために蓄電池から出力される直流電圧を昇圧する（以下「放電動作という」）。
【０００３】
また、直流チョッパを制御するためのチョッパ制御回路は、通常時と停電時に応じて、直流チョッパの充電動作と放電動作とを切り換え、直流電力の適当な電圧や電流を印加する制御を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の無停電電源装置では、例えば蓄電池が満充電状態後も、直流チョッパの充電動作を行っている。しかし、満充電後の充電は、熱的な損失発生や直流チョッパのスイッチングリプルにより直流回路を構成する例えばコンデンサの劣化を引き起こすという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電力貯蔵手段の充電が必要なときにのみ、直流チョッパの充電動作をさせ、効率的に駆動させることのできる無停電電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための、請求項１に対応する発明は、交流電源と、前記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、前記コンバータからの直流電力により充電され、この充電により得られる放電電力に基づき負荷に電力供給可能な電力貯蔵手段と、前記交流電源が給電可能なとき、前記コンバータからの直流電力に基づく充電電力を前記電力貯蔵手段に対して供給し、前記貯蔵手段が給電不可能なとき、前記負荷に前記電力貯蔵手段から放電電力に基づく電力を供給する直流チョッパと、前記負荷に前記電力貯蔵手段からの電力を供給する際、及び前記交流電源から前記電力貯蔵手段に対して充電電力を供給する際の電力量を調整するために、前記直流チョッパを制御する制御手段と、所定の条件に基づいて、前記電力貯蔵手段が満充電状態と予測されるときに、前記直流チョッパに対して充電電力の供給を抑止させる指令を前記制御手段に与える抑止手段とを備えた無停電電源装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、無停電電源装置において、電力貯蔵手段の不要な充電動作を軽減することができ、装置運転効率がよく、長寿命な装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
（無停電電源装置の説明）
図１は本実施形態に関する無停電電源装置を説明するための図である。
【００１０】
無停電電源装置は、インバータ１と、切換器２と、コンバータ７と、電力貯蔵手段例えば蓄電池８と、直流チョッパ９と、コンデンサ１０と、チョッパ制御回路４と、抑止回路３とを有する。また、外部の機器として、交流電源例えば商用電源６を設置しており、交流負荷５へ電力供給を行っている。
【００１１】
商用電源６の通常時には、商用電源６は、切換器２を通じて負荷５へ電力供給を行うとともに、コンバータ７と直流チョッパ９とを順次に介して蓄電池８を充電する。
【００１２】
商用電源６の停電時には、蓄電池８は、直流チョッパ９とインバータ１と切換器２とを通じて負荷５へ電力供給を行っている。
【００１３】
インバータ１は、コンバータ７からの直流電力を交流電力に変換し、直流チョッパ９からの直流電力を交流電力に変換する。
【００１４】
切換器２は、負荷５と商用電源６とインバータ１の間に電気的に接続され、商用電源６からの電力供給とインバータ１からの電力供給の切換を行う。
【００１５】
コンバータ７は、商用電源６の交流電力を交流フィルタに介して直流電力に変換し、インバータ１と直流チョッパ９とに接続する。
【００１６】
蓄電池８は、通常時は充電し、停電時は負荷５へ電力供給する。
【００１７】
直流チョッパ９は、蓄電池８の充電時にはコンバータ７の出力電圧を降圧し、蓄電池８の放電時には蓄電池８の出力電圧を昇圧することにより、蓄電池８の充電と放電との切り換えを行う。
【００１８】
コンデンサ１０は、コンバータ７と直流チョッパ９の間に電気的に接続され、コンバータ７と直流チョッパ９の出力を平滑化する。また、コンデンサ１０は、直流チョッパ９の駆動においても利用される。
【００１９】
商用電源６の出力電圧値は、入力電圧検出器１２で検出され、この入力電圧検出信号Ｓ１は、抑止回路３とチョッパ制御回路４に入力される。
【００２０】
蓄電池８と直流チョッパ９との間の電流値は、直流電流検出器１４で検出され、この直流電流検出信号Ｓ２は、抑止回路３とチョッパ制御回路４に入力される。
【００２１】
コンデンサ１０の電圧値は、直流電圧検出器１６で検出され、この直流電圧検出信号Ｓ３は、抑止回路３とチョッパ制御回路４に入力される。
【００２２】
蓄電池８の出力電圧値は、蓄電池電圧検出器１８で検出され、この蓄電池電圧検出信号Ｓ４は、抑止回路３とチョッパ制御回路４に入力される。
【００２３】
チョッパ制御回路４は、入力電圧検出器１２により検出された商用電源６の出力電圧値と、直流電流検出器１４により検出された蓄電池８と直流チョッパ９との間の電流値と、直流電圧検出器１６により検出されたコンデンサ１０の電圧値と、蓄電池電圧検出器１８により検出された蓄電池８の出力電圧値とを入力し、蓄電池８の充電に際しては、蓄電池８へ適当な電力量を印加し、蓄電池８の放電に際しては、直流チョッパ９の出力となる直流電力を調節するなどの制御を行う。
【００２４】
抑止回路３は、入力電圧検出器１２により検出された商用電源６の出力電圧値と、蓄電池電圧検出器１８により検出された蓄電池８の出力電圧値とを入力し、蓄電池８への充電の必要性を判定し、チョッパ制御回路４に出力する。  以下、図２から図１３を参照して、無停電電源装置の各回路を説明する。
【００２５】
（直流チョッパ）
図２は、本実施形態の直流チョッパ９を説明するための図である。
【００２６】
直流チョッパ９は、ゲート駆動回路９０と、スイッチング素子９２ａ，９２ｂと、ダイオード９３ａ，９３ｂと、直流リアクトル９１とを有する。
【００２７】
スイッチング素子９２ａ，９２ｂは直列に接続している。また、スイッチング素子９２ａのコレクタには、直流電圧部の正側とコンデンサ１０の端子とを接続している。一方、スイッチング素子９２ｂのエミッタには、直流電圧部の負側とコンデンサ１０のもう一つの端子とを接続している。これらのスイッチング素子９２ａ，９２ｂには、それぞれ逆並列にダイオード９３ａ，９３ｂを接続している。
【００２８】
ゲート駆動回路９０は、チョッパゲート信号Ｓ５により、スイッチング素子９２ａ，９２ｂのオンとオフの制御を行う。また、ゲート駆動回路９０は、スイッチング素子９２ａ，９２ｂを同時にオンすること防止するデッドタイムを生成する機能を有する。
【００２９】
直流リアクトル９１は、蓄電池８を充放電するために用いられる。
【００３０】
以上により、直流チョッパ９は、パルス幅変調（ＰＷＭ）により直流コンデンサ１０の直流電圧及び蓄電池８に印加する電圧を制御することにより、蓄電池８の充放電制御を行う。
【００３１】
（チョッパ制御回路）
図３は、本実施形態のチョッパ制御回路４を説明するための図である。
【００３２】
チョッパ制御回路４は、停電検出回路４０と、直流電圧制御回路４１と、直流電流制御回路４２と、ゲート制御回路４３とを有する。
【００３３】
以下、チョッパ制御回路４内の各回路の実施形態を説明する。
【００３４】
（停電検出回路）
停電検出回路４０は、図４に示すように、入力電圧検出信号Ｓ１を入力し、商用電源６の停電を検出した場合、停電検出信号Ｓ６を直流電圧制御回路４１に出力する。
【００３５】
（直流電圧制御回路）
図４は、本実施形態の直流電圧制御回路４１を説明するための図である。
【００３６】
直流電圧制御回路４１は、直流電圧検出信号Ｓ３と、蓄電池電圧検出信号Ｓ４と、停電検出信号Ｓ６と、チョッパ操作信号Ｓ１２とを入力し、蓄電池電圧指令信号Ｓ１０と、直流電圧指令信号Ｓ９とを用いて、直流電流基準信号Ｓ７を直流電流制御回路４２に出力する。
【００３７】
蓄電池電圧指令信号Ｓ１０は、浮動充電電圧や定格充電電流に基づいた値である。
【００３８】
直流電圧指令信号Ｓ９は、一定に制御しようとする直流電圧に基づいた値である。
【００３９】
直流電圧制御回路４１は、商用電源６の通常時と停電時との回路の切り換えを、停電検出信号Ｓ６により、充放電切換回路４１１ａと充放電切換回路４１１ｂとが連動して切り換わることで行う。
【００４０】
商用電源６が正常な場合は、直流電圧制御回路４１は蓄電池８を充電するために直流チョッパ９を降圧動作させ、蓄電池電圧を指令値に合わせ込む制御を行う。具体的には、直流電圧制御回路４１は、直流電圧基準信号Ｓ１１を蓄電池電圧指令信号Ｓ１０とし、蓄電池電圧検出信号Ｓ４との差分をとり、ＰＩ制御回路４１０に入力し、ＰＩ制御回路４１０から出力された直流電流基準信号Ｓ７を直流電流制御回路４２へ出力する。
【００４１】
また、蓄電池８の充電が必要ない場合は、後述する抑止回路３から出力されるチョッパ操作信号Ｓ１２により、操作出力切換回路１１ａと操作出力切換回路１１ｂとが切り換わり、さらに、ＰＩ制御回路４１０の演算をリセットして、直流電流基準信号Ｓ７の出力をロックする。
【００４２】
一方、商用電源６が停電の場合は、直流電圧制御回路４１は蓄電池８を放電運転させるために直流チョッパ９を昇圧動作させ、直流電圧を指令値に基づいて一定に保つために制御を行う。具体的には、直流電圧制御回路４１は、直流電圧基準信号Ｓ１１を直流電圧指令信号Ｓ９とし、直流電圧検出信号Ｓ３との差分をとり、ＰＩ制御回路４１０に入力し、出力された直流電流基準信号Ｓ７を直流電流制御回路４２へ出力する。
【００４３】
（直流電流制御回路）
図５は、本実施形態の直流電流制御回路４２を説明するための図である。
【００４４】
直流電流制御回路４２は、Ｐ制御回路４２０を有する。
【００４５】
直流電流制御回路４２は、直流電流基準信号Ｓ７と、直流電流検出信号Ｓ２とを入力し、チョッパ制御指令信号Ｓ８をゲート制御回路４３に出力する。
【００４６】
直流電流検出信号Ｓ２は、蓄電池８と直流チョッパ９の間を流れる電流値が含まれている。
【００４７】
Ｐ制御回路４２０は、直流電流検出信号Ｓ２の電流値が、直流電流基準信号Ｓ７に追従するように制御を行うために、チョッパ制御指令信号Ｓ８を出力する。即ち、直流電流制御回路４２は、直流電流基準信号Ｓ７と直流電流検出信号Ｓ２との差分をＰ制御回路４２０に入力し、Ｐ制御回路４２０から出力されたチョッパ制御指令信号Ｓ８をゲート制御回路４３へ出力する。
【００４８】
（ゲート制御回路）
図６は、本実施形態のゲート制御回路４３を説明するための図である。
【００４９】
ゲート制御回路４３は、ゲート信号出力回路４３０を有する。
【００５０】
ゲート制御回路４３は、入力されたチョッパ制御指令信号Ｓ８とキャリア発生回路４２との差分をコンパレータ４３２に入力する。
【００５１】
コンパレータ４３２の出力は、ゲート信号出力回路４３０に入力する。
【００５２】
ゲート制御回路４３は、ゲート信号出力回路４３０から出力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）をチョッパゲート信号Ｓ５として出力することにより、直流チョッパ９を制御する。
【００５３】
また、蓄電池８の充電が必要ない場合は、後述する抑止回路３から出力されるチョッパ操作信号Ｓ１２により、操作出力切換回路１１ｃが切り換わり、チョッパゲート信号Ｓ５の出力をロックする。
【００５４】
以上により、チョッパ制御回路４は、コンデンサ１０の電圧と蓄電池８の電圧とを制御するためのチョッパゲート信号Ｓ５を出力し、蓄電池８の充電が必要ない場合は、チョッパゲート信号Ｓ５をロックすることができる。
【００５５】
（抑止回路）
図７は、本実施形態の抑止回路３を説明するための図である。
【００５６】
抑止回路３は、タイマー回路３０と、蓄電池電圧判定回路３１と、放電運転判定回路３２と、演算部３３とを有する。
【００５７】
抑止回路３は、蓄電池電圧検出信号Ｓ４と、入力電圧検出信号Ｓ１とを入力し、チョッパ操作信号Ｓ１２をチョッパ制御回路４に出力する。
【００５８】
演算部３３は、タイマー回路３０、蓄電池電圧判定回路３１、放電運転判定回路３２から各々出力されたタイマー信号Ｓ１３、蓄電池電圧検出信号Ｓ１４、放電運転判定信号Ｓ１５を論理演算することにより、充電時間を決定し、チョッパ操作信号Ｓ１２をチョッパ制御回路４に出力する。例えば、論理演算は論理和である。
【００５９】
ここで、抑止回路３内の各回路の実施形態を説明する。
【００６０】
（タイマー回路）
図８及び図９は、本実施形態のタイマー回路３０を説明するための図である。
【００６１】
タイマー回路３０は、図８で示すように、判定部３００と、メモリ３０１と、ホールド回路３０２とを有する。
【００６２】
判定部３００は、メモリ３０１の有するデータの中から予めされている設定に従ってデータを選んで読み込む。
【００６３】
メモリ３０１は、通常時に本実施形態による装置を運転した場合に、直流チョッパ９内部での損失、インバータ運転による放電量、及びその他通常運転における蓄電池の放電となる要因に基づいて、充電が必要となる間隔時間と充電時間を設定したデータを有する。
【００６４】
ホールド回路３０２は、メモリ３０１において設定した時間に基づくタイマー信号Ｓ１３を出力する。
【００６５】
具体例としては、通常時に本実施形態による装置を２時間運転した場合に、１０分の充電時間分の電力量を消費するような装置の運用状態となっていたときは、予め装置にて２時間ごとに１０分間充電をする設定をする。判定部３００では、装置にされた設定に従って、メモリ３０１のデータから該当するデータ、即ち、２時間ごとに１０分間の充電をするデータを読み込む。ホールド回路３０１では、判定部３００で読み込んだデータに基づいて、タイマー信号Ｓ１３を２時間ごとに１０分間出力する。
【００６６】
（蓄電池電圧判定回路）
図１０及び図１１は、本実施形態の蓄電池電圧判定回路３１を説明するための図である。
【００６７】
図１０に示すように、蓄電池電圧判定回路３１は、判定部３１０と、メモリ３１１と、ホールド回路３１２とを有する。
【００６８】
メモリ３１１は、自然放電による電圧レベル、インバータ運転による放電後の電圧レベル、及びその他状態に応じた電圧レベルなどに関するデータを格納している。
【００６９】
蓄電池電圧判定回路３１は、蓄電池電圧検出信号Ｓ４を判定部３１０に入力する。
【００７０】
判定部３１０は、入力された蓄電池電圧検出信号Ｓ１４と、メモリ３１１に格納されたデータとに基づいて、蓄電池８が所定の電力蓄積量に回復するまでの直流チョッパ９の充電時間を判定する。例えば、蓄電池電圧の低下レベルから蓄電池９の蓄積量、及び低減量などを算定し、直流チョッパ９の充電時間を判定する。
【００７１】
ホールド回路３１２は、判定部３１０で判定した充電時間に基づく蓄電池電圧判定信号Ｓ１４を出力する。
【００７２】
具体例としては、蓄電池８の満充電状態のときに蓄電池電圧値が１００Ｖである場合に、現在の蓄電池電圧が６０Ｖであるとき、図１１に示すように、判定部３１０にて充電時間が２時間必要であると判定し、ホールド回路３１２から、蓄電池電圧判定信号Ｓ１４を２時間出力する。
【００７３】
（放電運転判定回路）
図１２及び図１３は、本実施形態の放電運転判定回路３２を説明するための図である。
【００７４】
図１２に示すように、放電運転判定回路３２は、停電検出回路３２１と、判定部３２０と、メモリ３２２と、ホールド回路３２３とを有する。
【００７５】
放電運転判定回路３２は、入力電圧検出信号Ｓ１を停電検出回路３２１に入力する。
【００７６】
停電検出回路３２１は、入力された入力電圧検出信号Ｓ１により、商用電源６の停電を検出する。
【００７７】
停電検出回路３２１は、停電を検出すると、判定部３２０に停電検出信号Ｓ３２１を送る。
【００７８】
判定部３２０は、停電検出信号Ｓ３２１を受信した場合、メモリ３２２に格納されている停電時間をカウントする。
【００７９】
判定部３２０は、メモリ３２２に格納されている、停電時間と負荷率とに基づき、蓄電池８の蓄積量及び低減量とを算定し、直流チョッパ９の充電時間を判定する。
【００８０】
ホールド回路３２３は、判定部３２０で判定した充電時間に基づく放電運転判定信号Ｓ１５を出力する。
【００８１】
例えば、図１３に示すように、メモリ３２２のデータが、停電時間の合計が１時間で、負荷率が６０％となっていた場合に、判定部３２０にて、負荷率６０％で停電時間が１時間だった場合の放電した電力量や蓄電池８の残存している電力量を算定し、これをもとに最適な蓄電池８の充電時間を計算し、ホールド回路３２３から出力する。
【００８２】
以上により、抑止回路３は、直流チョッパ９の最適な充電時間を判定し、直流チョッパ９を駆動させることが必要なときのみに、チョッパ操作信号Ｓ１２をチョッパ制御回路４内の直流電圧制御回路４１と、直流電流制御回路４２とに出力することにより、それ以外のときの直流チョッパの制御を止めることができる。
【００８３】
以上本実施形態の無停電電源装置であれば、蓄電池８の充電が必要とするときだけ充電動作することにより、蓄電池８は、満充電後に充電することが減るため、熱的な損失の発生を減らすことができる。また、直流チョッパ９は、効率よく駆動でき、不要な動作が軽減され、スイッチングリプルの発生回数を減少させるため、直流回路を構成するコンデンサ１０などの劣化を抑えることができる。
【００８４】
従って、本実施形態の装置であれば、運用コストの少ない、蓄電池８は長寿命で、これに伴った全体の装置も長寿命となる。
【００８５】
本発明は、以上述べた実施形態にされず、種々変形して実施することができる。
【００８６】
（１）電力貯蔵手段として蓄電池８を例に挙げたが、電気二重層キャパシタ、及び燃料電池などでもよいし、電力を貯蔵できる装置であれば他でもよい。
【００８７】
（２）蓄電池８は、無停電電源装置に含まれる構成としたが、外部の機器として設置する構成としてもよい。この場合、電力供給のバイパス的な役割を装置として、運用することのできる装置となる。また、蓄電池８は、並列にスイッチングリプルを除去するためのコンデンサを接続してもよい。
【００８８】
（３）インバータ１は、インバータ制御回路が組み込まれていてもよい。
【００８９】
（４）切換器２は、図１４に示すように、接触器２０と半導体スイッチ２１とで構成されていてもよいし、いずれか一方だけでもよい。また、接触器２０をインバータ１及び商用電源６とに各々設けてもよい。
【００９０】
（５）抑止回路３は、図７及びこれを説明する実施形態では、タイマ回路３０と、蓄電池電圧判定回路３１と、放電運転判定回路３２の全てを有した構成としたが、用途等によっては、このうちの少なくとも１つを有した構成であってもよい。また、演算部は、論理和としたが、論理演算子が少なくとも１つからなる論理演算式であってもよいし、論理演算の対象となる信号は、同じ信号を複数回演算に使用してもよい。
【００９１】
（６）コンバータ７は、商用電源６の交流を整流し直流に変換することが目的であるため、コンバータ７はダイオード整流回路のみでもよい。また、コンバータ７は、コンバータ制御回路が組み込まれていてもよい。
【００９２】
（７）チョッパ制御回路４と抑止回路３とが同一のハードウェア上により実現されていてもよい。この場合、停電検出回路を共有することで、ハードウェア資源やソフトウェアのステップ数を削減することができる。
【００９３】
（８）放電運転判定回路３２は、判定条件として、インバータの運転時間、インバータ電流、直流電流、及び出力電流を加えて、充電時間を増減させてもよい。より最適な直流チョッパ９の充電時間を決定することができる。
【００９４】
（９）スイッチング素子９２ａ，９２ｂはサージ電圧抑制用のスナバ回路を個別に、或いは一括で有していてもよい。さらに、ゲート駆動回路９０において、スイッチング素子９２ａ，９２ｂの各スナバ回路を充放電する期間を確保する機能を有していてもよい。
【００９５】
（１０）直流電圧制御回路４１は、蓄電池８の特性に合わせて、充電電流を一定に保つ制御、及び各種基準電圧を設定する回路を設けていてもよい。また、直流電圧制御回路４１は、本実施形態では、電圧制御としてＰＩ制御を用いたが、ＰＩＤ制御やＩ−Ｐ制御その他の一般的な制御手法や現代制御理論などを用いた制御回路でもよい。さらに、直流電圧制御回路４１は、充放電による切換時積分動作を保持したり、切り換えたりする回路を設けていてもよい。
【００９６】
（１１）直流電流制御回路４２は、本実施形態では、電流制御としてＰ制御を用いたが、ＰＩＤ制御やＩ−Ｐ制御その他の一般的な制御手法や現代制御理論などを用いた制御回路でもよい。特に、高速化や安定化を図る意味で入力電流の後段または前段あるいは並列に、直流電圧などのオフセットを付加してもよい。
【００９７】
（１２）ゲート制御回路４３において、ゲートパルスの発生手法は、説明のために一般的に言われる三角波比較方式としたが他の方式でもよい。
【００９８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態に関する装置の構成を説明するためのブロック図。
【図２】図１の直流チョッパを説明するための図。
【図３】図１のチョッパ制御回路を説明するためのブロック図。
【図４】図３の直流電圧制御回路を説明するための図。
【図５】図３の直流電流制御回路を説明するための図。
【図６】図３のゲート制御回路を説明するための図。
【図７】図１の抑止回路を説明するためのブロック図。
【図８】図７のタイマー回路を説明するための図。
【図９】図８のタイマー回路のメモリを説明するための図。
【図１０】図７の蓄電池電圧判定回路を説明するための図。
【図１１】図１０の蓄電池電圧判定回路のメモリを説明するための図。
【図１２】図７の放電運転判定回路を説明するための図。
【図１３】図１２の放電運転判定回路のメモリを説明するための図。
【図１４】図１の切換器を説明するための図。
【符号の説明】
【０１００】
１…インバータ、２…切換器、３…抑止回路、４…チョッパ制御回路、５…負荷、
６…商用電源、７…コンバータ、８…蓄電池、９…直流チョッパ、
１０…コンデンサ、１２…交流電圧検出器、１４…直流電流検出器、
１６…直流電圧検出器、１８…蓄電池電圧検出器。
【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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