(57)【要約】【課題】瞬停が生じることなく出力の切り替えを行い得る電源装置の制御装置、及び当該制御装置を備えた電源装置を提供する。【解決手段】電源装置１０は、入力された商用交流電圧である第１交流電圧と、インバータ２０により生成された第２交流電圧と、を切り替えて出力する。出力の切り替えは、第１交流電圧をオンオフする第１スイッチＳＷ１と、第２交流電圧をオンオフする第２スイッチＳＷ２とによって行われる。制御装置３０の制御部３４は、インバータ２０の駆動を制御して、第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相を第１交流電圧の電圧値、周波数、及び位相に合わせる。また、制御部３４は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との双方がオン状態となる両接続状態を経てから、出力の切り替えを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧が入力され、入力された交流電圧を第１交流電圧として出力端から出力する第１入力部と、
第１スイッチング素子を有し、当該第１スイッチング素子のオンオフにより駆動されて第２交流電圧を出力端から出力するインバータと、
上記第１交流電圧及び上記第２交流電圧を出力する装置出力部と、を備える電源装置の制御装置であって、
上記装置出力部と上記第１入力部の出力端との間に配置された第１スイッチと、
上記装置出力部と上記インバータの出力端との間に配置された第２スイッチと、
上記第１交流電圧の波形を検出する第１検出部と、
上記第１検出部が検出した波形から、上記第１スイッチング素子をオンオフさせて上記第１交流電圧と同電圧、同周波数、及び同位相の上記第２交流電圧を上記インバータに出力させる第１駆動信号を生成し、さらに上記第１スイッチをオンオフさせる第２駆動信号及び上記第２スイッチをオンオフさせる第３駆動信号を生成する制御部と、を備え、
上記制御部は、上記第２駆動信号及び上記第３駆動信号を出力して上記装置出力部が出力する交流電圧を上記第１交流電圧と上記第２交流電圧との間で切り替えるに際して、上記装置出力部が上記第１入力部と上記インバータとの双方に接続された両接続状態を経て切り替える制御装置。
【請求項２】
上記制御装置は、上記第２交流電圧を検出する第２検出部を備え、
上記制御部は、上記第１検出部及び上記第２検出部が検出した波形の相違に基づいて、上記第１駆動信号を補正する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
上記電源装置は、
直流電圧が入力される第２入力部と、
第２スイッチング素子を有し当該第２スイッチング素子のオンオフにより上記第２入力部に入力された直流電圧を昇圧して上記インバータに入力する昇圧部と、をさらに備え、
上記制御装置は、上記インバータに入力される直流電圧の電圧値を検出する第３検出部を備え、
上記制御部は、上記第３検出部が検出した電圧値に基づいて上記第２スイッチング素子を駆動させる第４駆動信号を生成する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
上記第１入力部に入力される交流電圧の停電を検出する第４検出部を備え、
上記第１スイッチは、ｂ接点であり、
上記第２スイッチは、ａ接点であり、
上記制御部は、上記第４検出部が停電を検出したことを条件に、上記第３駆動信号により、上記第２スイッチを即座にオンさせる請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
上記電源装置は、直流電圧が入力され上記インバータへ出力する第２入力部を備え、
上記制御装置は、上記第２入力部に入力される直流電圧の電圧値を検出する第５検出部と、閾値電圧を記憶するメモリと、を備え、
上記第１スイッチは、ａ接点であり、
上記第２スイッチは、ｂ接点であり、
上記制御部は、上記第５検出部が検出した電圧値が、上記第２交流電圧を生成するのに適さない上記閾値電圧未満になったことを条件に、上記第１スイッチをオンし、上記第２スイッチをオフする請求項１から４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】
上記電源装置は、ユーザの入力を受け付ける操作部を備え、
上記制御装置は、タイマカウンタと、閾値時間を記憶するメモリと、を備え、
上記制御部は、上記操作部による出力切替操作を受け付けたことを条件に、上記第１スイッチと上記第２スイッチとのうちオフ状態の方をオンにするとともに上記タイマカウンタによる計時を開始し、上記タイマカウンタのカウント値が上記閾値時間以上になったことを条件に、上記第１スイッチと上記第２スイッチとのうち、オン状態であった方をオフにする請求項１から５のいずれかに記載の制御装置。
【請求項７】
上記電源装置は、交流電圧が入力され、入力された交流電圧を第３交流電圧として出力端から出力する第３入力部を備え、
上記制御装置は、
上記装置出力部と上記第３入力部の出力端との間に配置された第３スイッチと、
上記第３スイッチをオンオフさせる第５駆動信号を生成する上記制御部と、
上記第３交流電圧の波形を検出する第６検出部と、を備え、
上記制御部は、
上記第２駆動信号、上記第３駆動信号、及び上記第５駆動信号を出力して上記装置出力部が出力する交流電圧を上記第１交流電圧から上記第２交流電圧、上記第２交流電圧から上記第３交流電圧に切り替え、或いは、上記第３交流電圧から上記第２交流電圧、上記第２交流電圧から上記第１交流電圧に切り替えるに際して、上記装置出力部が上記第１入力部或いは上記第３入力部と上記インバータとの双方に接続された両接続状態を経て切り替え、
上記装置出力部が出力する交流電圧を上記第２交流電圧から第１交流電圧または第２交流電圧に切り替えるに際して、上記第１検出部及び第６検出部の検出結果より第１駆動信号を生成し、第２交流電圧の位相を切り替える対象の交流電圧の位相に一致させる請求項１から４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の制御装置と、上記第１入力部と、上記インバータと、上記装置出力部と、を備えた電源装置。
【請求項９】
上記第１入力部に入力された交流電圧を整流する整流回路と、
上記整流回路が出力する直流電流により充電されるバッテリと、を備え、
上記バッテリは、上記制御装置及び上記インバータへ直流電流を供給する請求項８に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の交流電圧を切り替えて出力する電源装置の制御装置及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの交流電圧を切り替えて出力する電源装置が知られている。２つの交流電圧の１つは商用交流電圧であり、１つはインバータにより生成された生成交流電圧である。生成交流電圧は、商用交流電圧と同周波数、同電圧である。
【０００３】
電源装置は、例えば、商用交流電源に接続される電源プラグと、バッテリと、インバータとで構成される。電源装置は、入力された商用交流電圧をそのまま出力し、或いは、バッテリが出力する直流電圧からインバータが交流電圧を生成し、生成した生成交流電圧を出力する。
【０００４】
電源装置は、例えば、無停電電源装置（例えば、特許文献１参照）としてや、太陽光発電システムの一部として使用される。無停電電源装置として使用される場合、電源装置は、商用交流電圧を出力し、商用交流電源が停電すると、生成交流電圧を出力する。太陽光発電システムの一部として使用される場合、電源装置は、太陽光発電システムが充電したバッテリから生成交流電圧を生成して出力し、バッテリの電圧値が低下すると、商用交流電圧を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２１１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
出力を切り替える切替スイッチには、例えば三路スイッチが用いられる。三路スイッチが用いられることにより、電源装置の出力部は、一方の電源から切り離されてから他方の電源に接続され、結果、商用交流電源とインバータとの短絡が防止される。しかしながら、出力の切替時に瞬停が生じてしまうとの問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、瞬停が生じることなく出力の切り替えを行い得る電源装置の制御装置、及び当該制御装置を備えた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】
【０００８】
(1)  本発明に係る制御装置は、第１入力部と、インバータと、装置出力部と、を備える電源装置に用いられる。上記第１入力部は、 交流電圧が入力され、入力された交流電圧を第１交流電圧として出力端から出力する。上記インバータは、第１スイッチング素子を有し、当該第１スイッチング素子のオンオフにより駆動されて第２交流電圧を出力端から出力する。上記装置出力部は、上記第１交流電圧及び上記第２交流電圧を出力する。本発明に係る制御装置は、第１スイッチと、第２スイッチと、第１検出部と、制御部と、を備える。上記第１スイッチは、上記装置出力部と上記第１入力部の出力端との間に配置される。上記第２スイッチは、上記装置出力部と上記インバータの出力端との間に配置される。上記第１検出部は、上記第１交流電圧の波形を検出する。上記制御部は、上記第１検出部が検出した波形から、上記第１スイッチング素子をオンオフさせて上記第１交流電圧と同電圧、同周波数、及び同位相の上記第２交流電圧を上記インバータに出力させる第１駆動信号を生成し、さらに上記第１スイッチをオンオフさせる第２駆動信号及び上記第２スイッチをオンオフさせる第３駆動信号を生成する。上記制御部は、上記第２駆動信号及び上記第３駆動信号を出力して上記装置出力部が出力する交流電圧を上記第１交流電圧と上記第２交流電圧との間で切り替えるに際して、上記装置出力部が上記第１入力部と上記インバータとの双方に接続された両接続状態を経て切り替える。
【０００９】
制御部は、第１交流電圧と第２交流電圧との間で出力する電圧を切り替える際、装置出力部が第１入力部とインバータとの双方に接続された両接続状態を経て切り替える。したがって、出力を切り替える際に瞬停が生じない。
【００１０】
また、制御部は、生成した第１駆動信号により第１スイッチング素子をオンオフさせ、第１交流電圧と同電圧、同周波数、及び同位相の第２交流電圧をインバータに出力させる。したがって、両接続状態において、第１入力部とインバータとの間に電位差が生じない。電位差が生じないから、当該電位差によってインバータ等が破壊されることがない。また、第１スイッチ及び第２スイッチがリレーである場合、接点におけるアーク放電が抑制され、第１スイッチ及び第２スイッチの破損が防止されるとともに、耐久性が向上する。
【００１１】
(2)  本発明に係る制御装置は、上記第２交流電圧を検出する第２検出部を備えていてもよい。上記制御部は、上記第１検出部及び上記第２検出部が検出した波形の相違に基づいて、上記第１駆動信号を補正する。
【００１２】
制御部は、第１検出部及び第２検出部が検出した波形の相違に基づいて第１駆動信号を補正する、いわゆるフィードバック制御を行ってもよい。第１検出部及び第２検出部が検出した波形の相違に基づいて第１駆動信号が補正されるから、両接続状態における第１入力部とインバータとの間の電位差がより低減される。
【００１３】
(3)  上記電源装置は、直流電圧が入力される第２入力部と、第２スイッチング素子を有し当該第２スイッチング素子のオンオフにより上記第２入力部に入力された直流電圧を昇圧して上記インバータに入力する昇圧部と、を備える。本発明に係る制御装置は、上記インバータに入力される直流電圧の電圧値を検出する第３検出部を備えていてもよい。上記制御部は、上記第３検出部が検出した電圧値に基づいて上記第２スイッチング素子を駆動させる第４駆動信号を生成する。
【００１４】
昇圧部は、例えば、第２スイッチング素子を有する昇圧チョッパやＤＣ−ＤＣコンバータである。制御部は、例えば、第４駆動信号の周波数やパルス幅のデューティ比を制御（いわゆるＰＷＭ制御）することによって、インバータが第２交流電圧を出力するのに適した電圧値の直流電圧を昇圧部に出力させる。
【００１５】
(4)  本発明に係る制御装置は、上記第１入力部に入力される交流電圧の停電を検出する第４検出部を備えていてもよい。上記第１スイッチは、ｂ接点であり、上記第２スイッチは、ａ接点である。上記制御部は、上記第４検出部が停電を検出したことを条件に、上記第３駆動信号により、上記第２スイッチを即座にオンさせる。
【００１６】
第１スイッチはｂ接点であり常閉である。第２スイッチはａ接点であり常開である。すなわち、電源装置は、通常、第１交流電圧を出力する。停電が発生すると、第２スイッチが即座にオンされ、第２交流電圧が電源装置から出力される。
【００１７】
第２交流電圧は、第１交流電圧と同電圧、同周波数、及び同位相であるから、停電が生じたときに即座に第２スイッチをオンにしても、第１入力部とインバータとの間に電位差が生じることがない。その結果、インバータ等が破壊されることがない。
【００１８】
(5)  上記電源装置は、直流電圧が入力され上記インバータへ出力する第２入力部を備える。本発明に係る制御装置は、上記第２入力部に入力される直流電圧の電圧値を検出する第３検出部と、閾値電圧を記憶するメモリと、を備えていてもよい。上記第１スイッチは、ａ接点であり、上記第２スイッチは、ｂ接点である。上記制御部は、上記第３検出部が検出した電圧値が、上記第２交流電圧を生成するのに適さない上記閾値電圧未満になったことを条件に、上記第１スイッチをオンし、上記第２スイッチをオフする。
【００１９】
第１スイッチはａ接点であり常開である。第２スイッチはｂ接点であり常閉である。すなわち、電源装置は、通常、第２交流電圧を出力する。バッテリの出力電圧値が低下し、第２入力部に入力される直流電圧の電圧値が閾値電圧よりも低下すると、制御部は、第１スイッチをオンし、第２スイッチをオフし、第２交流電圧から第１交流電圧に出力を切り替える。
【００２０】
(6)  上記電源装置は、ユーザの入力を受け付ける操作部を備える。本発明に係る制御装置は、タイマカウンタと、閾値時間を記憶するメモリと、を備えていてもよい。上記制御部は、上記操作部による出力切替操作を受け付けたことを条件に、上記第１スイッチと上記第２スイッチとのうちオフ状態の方をオンにするとともに上記タイマカウンタによる計時を開始し、上記タイマカウンタのカウント値が上記閾値時間以上になったことを条件に、上記第１スイッチと上記第２スイッチとのうち、オン状態であった方をオフにする。
【００２１】
第１スイッチと第２スイッチとが共にオンした状態である両接続状態の時間をメモリに記憶された閾値時間により設定することができる。したがって、両接続状態を確実に実現できる。その結果、瞬停を確実に防止できる。
【００２２】
(7)  上記電源装置は、交流電圧が入力され、入力された交流電圧を第３交流電圧として出力端から出力する第２入力部を備える。本発明に係る制御装置は、上記装置出力部と上記第３入力部の出力端との間に配置された第３スイッチと、上記第３スイッチをオンオフさせる第５駆動信号を生成する上記制御部と、上記第３交流電圧の波形を検出する第６検出部と、を備える。上記制御部は、上記第２駆動信号、上記第３駆動信号、及び上記第５駆動信号を出力して上記装置出力部が出力する交流電圧を上記第１交流電圧から上記第２交流電圧、上記第２交流電圧から上記第３交流電圧に切り替え、或いは、上記第３交流電圧から上記第２交流電圧、上記第２交流電圧から上記第１交流電圧に切り替えるに際して、上記装置出力部が上記第１入力部或いは上記第３入力部と上記インバータとの双方に接続された両接続状態を経て切り替える。また、上記制御部は、上記装置出力部が出力する交流電圧を上記第２交流電圧から第１交流電圧または第２交流電圧に切り替えるに際して、上記第１検出部及び第６検出部の検出結果より第１駆動信号を生成し、第２交流電圧の位相を切り替える対象の交流電圧の位相に一致させる。
【００２３】
装置出力部の出力する交流電圧が第１交流電圧から第３交流電圧に切り替えられる際には、第２交流電圧を経てから切り替えられる。すなわち、装置出力部は、第１交流電圧から第２交流電圧に出力を切替え、次いで、第２交流電圧から第３交流電圧に出力を切り替える。同様に、装置出力部の出力する交流電圧が第３交流電圧から第１交流電圧に切り替えられる際には、第２交流電圧を経てから切り替えられる。すなわち、装置出力部は、第３交流電圧から第２交流電圧に出力を切替え、次いで、第２交流電圧から第１交流電圧に出力を切り替える。第１交流電圧から第２交流電圧、第２交流電圧から第３交流電圧、第３交流電圧から第２交流電圧、及び第２交流電圧から第１交流電圧への出力の切り替えは、両接続状態を経てから行われる。したがって、第１交流電圧から第３交流電圧、または第３交流電圧から第１交流電圧への出力の切り替えに際して、瞬停が生じない。
【００２４】
また、制御部は、第１交流電圧から第２交流電圧に出力を切り替える際、第２交流電圧の電圧、周波数、及び位相を第１交流電圧の電圧、周波数、及び位相に合致させ、第２交流電圧から第３交流電圧に出力を切り替える際、第２交流電圧の電圧、周波数、及び位相を第３交流電圧の電圧、周波数、及び位相に合致させる。同様に、制御部は、第３交流電圧から第２交流電圧に出力を切り替える際、第２交流電圧の電圧、周波数、及び位相を第３交流電圧の電圧、周波数、及び位相に合致させ、第２交流電圧から第１交流電圧に出力を切り替える際、第２交流電圧の電圧、周波数、及び位相を第１交流電圧の電圧、周波数、及び位相に合致させる。したがって、両接続状態において、第１入力部とインバータとの間に電位差が生じない。電位差が生じないから、当該電位差によってインバータ等が破壊されることがない。また、第１スイッチ及び第２スイッチがリレーである場合、接点におけるアーク放電が抑制され、第１スイッチ及び第２スイッチの破損が防止されるとともに、耐久性が向上する。
【００２５】
(8)  本発明の電源装置は、上述の制御装置と、上記第１入力部と、上記インバータと、上記装置出力部と、を備える。
【００２６】
本発明は、上述の制御装置を備えた電源装置として捉えることもできる。
【００２７】
(9)  本発明に係る電源装置は、上記第１入力部に入力された交流電圧を整流する整流回路と、上記整流回路が出力する直流電流により充電されるバッテリと、を備えていてもよい。上記バッテリは、上記制御装置及び上記インバータへ直流電流を供給する。
【００２８】
バッテリは、商用交流電圧により充電される。バッテリに充電された直流電流により、制御装置及びインバータが動作する。したがって、商用交流電圧における停電が生じても、制御装置及び電源装置は動作することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、瞬停が生じることなく出力の切替を行い得る電源装置の制御装置、及び当該制御装置を備えた電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、第１実施形態の電源装置１０の機能ブロック図である。
【図２】図２は、昇圧部１８の回路図の一例である。
【図３】図３は、インバータ２０の回路図の一例である。
【図４】図４は、第２実施形態の電源装置４０の機能ブロック図である。
【図５】図５は、第３実施形態の電源装置４１の機能ブロック図である。
【図６】図６は、第３実施形態のインバータ２２の回路図の一例である。
【図７】図７は、第４実施形態の電源装置４２の機能ブロック図である。
【図８】図８は、第１交流電圧と第２交流電圧とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、以下の説明において、「接続される」とは、リード線やケーブルや基板のパターンなどによって電気的に接続されることを意味する。
【００３２】
[第１実施形態]
【００３３】
第１実施形態では、図１に示される電源装置１０が説明される。電源装置１０は、商用交流電圧を入力され、通常、商用交流電圧を第１交流電圧としてそのまま出力する。電源装置１０は、停電等が生じると、商用交流電圧と同電圧及び同周波数の第２交流電圧を出力する。すなわち、電源装置１０は、いわゆる無停電電源装置である。
【００３４】
電源装置１０は、操作部１１、第１入力部１２、差込プラグ１３、装置出力部１５、整流回路１６、バッテリ１７、昇圧部１８、インバータ２０、及び制御装置３０を備える。以下、各部について説明がされる。
【００３５】
操作部１１は、電源装置１０に電源を投入する主電源スイッチや、出力切替スイッチや、表示用の液晶パネルなどを有する。出力切替スイッチは、電源装置１０の出力を第１交流電圧と第２交流電圧との間で切り替えるユーザの出力切替操作を受け付けるスイッチである。詳しくは後述される。
【００３６】
第１入力部１２は、差込プラグ１３と接続されている。差込プラグ１３は、商用交流電源１４のプラグ受けに差し込まれる。すなわち、第１入力部１２は、商用交流電源１４から商用交流電圧を入力される。商用交流電圧の電圧値は、例えば、１００Ｖ、１１０Ｖ、１２０Ｖ、２００Ｖ、２２０Ｖ、２３０Ｖ、２４０Ｖである。商用交流電圧の周波数は、例えば、５０Ｈｚ、６０Ｈｚである。
【００３７】
装置出力部１５は、例えば、プラグが差し込まれるプラグ受けであり、負荷（機器）が接続される。装置出力部１５は、第１入力部１２の出力端と後述の第１スイッチＳＷ１を介して接続されている。したがって、電源装置１０は、第１スイッチＳＷ１がオンであるとき、商用交流電圧を第１交流電圧としてそのまま装置出力部１５から出力することができる。
【００３８】
整流回路１６は、第１入力部１２の出力端と接続されている。したがって、整流回路１６は、第１交流電圧を入力される。整流回路１６は、例えば、ダイオードブリッジ及び平滑コンデンサにより構成される。ダイオードブリッジは、交流電圧を脈流にする。当該脈流は平滑コンデンサにより平滑される。すなわち、整流回路は、第１交流電圧を整流して直流電圧を出力する。出力された直流電圧は、バッテリ１７を充電する。
【００３９】
バッテリ１７は、直流電流を放電する。放電された直流電流は、制御装置３０及び昇圧部１８に供給される。制御装置３０は、バッテリ１７から供給された直流電圧を所定の定電圧に変換する不図示の定電圧回路を備える。定電圧回路は、スイッチング電源ＩＣやツェナーダイオードなどにより構成される。定電圧回路は、制御装置３０の各部に駆動電力を供給する。
【００４０】
昇圧部１８は、例えば図２に示される昇圧チョッパである。なお、昇圧部１８として使用し得る回路は、図２に示されるものに限らない。例えば、絶縁が必要な場合などは、トランスを用いたＤＣ−ＤＣコンバータなどを用いることができる。
【００４１】
昇圧部１８は、インダクタＬ１と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１と、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である第２スイッチング素子Ｑ２とを備える。
【００４２】
インダクタＬ１の一端は、昇圧部１８の入力端であり、バッテリ１７の出力端と接続される。インダクタＬ１の他端は、第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン及びダイオードＤ１のアノードと接続される。ダイオードＤ１のカソードはコンデンサＣ１の一端（出力端）と接続される。コンデンサＣ１の他端及び第２スイッチング素子Ｑ２のソースは接地される。
【００４３】
第２スイッチング素子Ｑ２のゲートは、制御装置３０から第４駆動信号を入力される。すなわち、第２スイッチング素子Ｑ２は、制御装置３０によって駆動（オンオフ）される。第２スイッチング素子Ｑ２が駆動されることにより、昇圧部１８は、入力される直流電圧を昇圧して出力する。なお、第２スイッチング素子Ｑ２は、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）などの電界効果トランジスタの他、バイポーラトランジスタや、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）など、駆動信号によって駆動（オンオフ）を制御できるスイッチング素子を使用することができる。
【００４４】
昇圧部１８が昇圧して出力した直流電圧は、インバータ２０に入力される。インバータ２０は、例えば図３に示される回路のものを使用することができる。なお、インバータ２０として使用し得るものは、図３に示されるものに限らない。
【００４５】
インバータ２０は、一対の第１スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２と、出力リアクトルＬ２とを備える。一対の第１スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２には、耐圧を考慮してＩＧＢＴが用いられている。一方の第１スイッチング素子Ｑ１１のコレクタは、昇圧部１８の出力端と接続されており、エミッタは、他方の第１スイッチング素子Ｑ１２のコレクタと接続されている。他方の第１スイッチング素子Ｑ１２のエミッタは接地されている。第１スイッチング素子Ｑ１１のエミッタと第１スイッチング素子Ｑ１２のコレクタとの接続点には、出力リアクトルＬ２の一端が接続されている。出力リアクトルＬ２の他端がインバータ２０の出力端である。なお、第１スイッチング素子Ｑ１（Ｑ２）には、逆流防止用の保護ダイオードＤ２（Ｄ３）が接続されている。
【００４６】
一対の第１スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２のゲートには、制御装置３０から第１駆動信号が入力される。すなわち、第１スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２は、制御装置３０により駆動が制御される。第１スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２がオンオフされることにより、インバータ２０は、出力端から第２交流電圧を出力する。なお、以下では、一対の第１スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２は、まとめて第１スイッチング素子Ｑ１とされる。
【００４７】
図１に示されるように、インバータ２０の出力端は、第２スイッチＳＷ２を介して装置出力部１５と接続されている。すなわち、電源装置１０は、第２交流電圧を出力することができる。
【００４８】
電源装置１０の出力は、制御装置３０により制御される。以下、制御装置３０について詳しく説明がされる。
【００４９】
制御装置３０は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第１検出部３１と、第２検出部３２と、第３検出部３３と、制御部３４と、メモリ３５と、タイマカウンタ３６とを備える。制御部３４及びメモリ３５には、例えば、マイクロコンピュータが用いられる。この場合、制御部３４はマイクロコンピュータのＣＰＵに相当し、メモリ３５はマイクロコンピュータのＲＡＭやＲＯＭに相当する。
【００５０】
第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、制御部３４からの駆動信号によりオンオフされる電磁リレーやスイッチング素子である。スイッチング素子は、バイポーラトランジスタや、電界効果トランジスタなどである。
【００５１】
第１スイッチＳＷ１は、第１入力部１２と装置出力部１５との間に配置されている。第２スイッチＳＷ２は、インバータ２０と装置出力部１５との間に配置されている。第１スイッチＳＷ１は、ｂ接点であり、常閉である。第２スイッチＳＷ２は、ａ接点であり、常開である。すなわち、電源装置１０は、通常、商用交流電圧である第１交流電圧を出力する。
【００５２】
第１検出部３１、第２検出部３２、及び第３検出部３３は、後述する各部の電圧を検出する電圧検出回路である。第１検出部３１、第２検出部３２、及び第３検出部３３は、例えば、直列接続された２個の分圧抵抗と、２個の分圧抵抗の接続点から出力された分圧電圧をデジタル信号電圧に変換する変換回路とにより構成される。
【００５３】
第１検出部３１は、第１入力部１２の出力端と接続されている。すなわち、第１検出部３１は、第１交流電圧を検出する。第１交流電圧の検出には、周波数、電圧値、位相が含まれる。
【００５４】
また、第１検出部３１は、商用交流電源１４の停電も検出する。すなわち、第１検出部３１は、本発明の第１検出部及び第４検出部に相当する。なお、第１検出部３１とは別に、停電を検出する第４検出部が設けられてもよい。
【００５５】
第２検出部３２は、インバータ２０の出力側と接続されている。すなわち、第２検出部３２は、インバータ２０が出力する第２交流電圧を検出する。第２交流電圧の検出には、周波数、電圧値、位相が含まれる。
【００５６】
第３検出部３３は、昇圧部１８の出力端と接続されている。すなわち、第３検出部３３は、昇圧部１８が出力する直流電圧の電圧値を検出する。
【００５７】
メモリ３５は、閾値時間を予め記憶する。タイマカウンタ３６は、クロック周波数の波数をカウントすることにより、計時を行う。
【００５８】
制御部３４は、第１検出部３１、第２検出部３２、及び第３検出部３３の検出値と、操作部１１が出力する操作信号とを入力される。制御部３４は、入力された検出値及び操作信号と、メモリ３５に記憶された閾値時間とに基づいて、第１駆動信号、第２駆動信号、第３駆動信号、及び第４駆動信号を生成し、第１スイッチング素子Ｑ１、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、及び第２スイッチング素子Ｑ２を駆動させる。以下、詳しく説明がされる。
【００５９】
制御部３４は、第１検出部３１が検出した検出値に基づいて、第１駆動信号を生成して第１スイッチング素子Ｑ１を駆動させ、図８に示されるように、第１交流電圧と同電圧、同周波数、及び同位相の第２交流電圧をインバータ２０に出力させる。具体的に説明すると、第１検出部３１は、第１交流電圧を検出し、検出値として出力する。制御部３４は、入力された検出値から、第１交流電圧の電圧値（最大値または実効値）、周波数、及び位相を特定する。制御部３４は、インバータ２０が出力する第２交流電圧が、特定した電圧値、周波数、及び位相と同じ電圧値、周波数、位相となるように、第１スイッチング素子Ｑ１を駆動させる。制御部３４は、例えば、発振器によって生成されたパルス信号のパルス幅をＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御によって変調して第１駆動信号とする。制御部３４は、パルス幅の変調の度合を第１検出部３１の検出値に基づいて決定する。その結果、第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相が、第１交流電圧の電圧値、周波数、及び位相と同一となる。なお、第１交流電圧と第２交流電圧との瞬間的な差を低減するため、第１駆動信号は、数ｋＨｚ以上の高周波とされることが望ましい。
【００６０】
制御部３４は、第２検出部３２が検出した検出値に基づいて、第１駆動信号を補正する。具体的に説明する。第１検出部３１は、第１交流電圧を検出する。第２検出部３２は、第２交流電圧を検出する。制御部３４は、第１検出部３１の検出値と第２検出部３２の検出値との差に基づいて、当該差が減少するように、第１駆動信号のパルス幅の変調の度合を補正する。
【００６１】
制御部３４は、第１検出部３１が検出した検出値に基づいて第２駆動信号及び第３駆動信号を生成し、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンオフさせる。具体的に説明すると、第１スイッチＳＷ１はｂ接点（常閉）であり、第２スイッチＳＷ２はａ接点（常開）であるから、電源装置１０は、通常、第１交流電圧を出力する。第１検出部３１が商用交流電源１４の停電を検出すると、制御部３４は、第３駆動信号を生成し、第２スイッチＳＷ２を即座にオンにする。ここにおいて、「即座に」とは、第２スイッチＳＷ２をオンにするタイミングを意図して遅らせることなく、商用交流電源１４の停電が検出されると、可能な範囲ですばやく第２スイッチＳＷ２をオンにすることを意味する。なお、第１スイッチＳＷ１は、第１検出部３１が停電を検出すると即座にオフされてもよいし、後述の両接続状態を経てからオフされてもよい。また、制御部３４は、バッテリ１７から電力の供給を受けるので、停電が生じても動作可能である。
【００６２】
制御部３４は、第２スイッチＳＷ２をオンにした後、所定時間が経過すると、第２駆動信号を生成し、第１スイッチＳＷ１をオフにする。当該所定時間は、メモリ３５に記憶された閾値時間によって決まる。具体的に説明すると、制御部３４は、第２スイッチＳＷ２をオンにした時に、タイマカウンタ３６による計時を開始する。制御部３４は、タイマカウンタ３６のカウント値を監視し、当該カウント値がメモリ３５に記憶された閾値時間以上になると、第２駆動信号を生成し、第１スイッチＳＷ１をオフにする。すなわち、制御部３４は、第２交流電圧へ出力を切り替える際に、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が共にオン状態となる両接続状態を経てから、出力を切り替える。
【００６３】
商用交流電源１４の停電が解消されたことを第１検出部３１が検出すると、制御部３４は、第２交流電圧から第１交流電圧へ出力を切り替える。この出力切替について説明すると、まず、制御部３４は、第２交流電圧の周波数を所定の範囲（例えば、±２％以内）で変更することにより、第２交流電圧の位相を第１交流電圧の位相に一致させる。具体的には、制御部３４は、第１検出部３１の検出結果に応じてスイッチング素子Ｑ１に入力させる第１駆動信号のデューティー比を変調させる。その結果、第２交流電圧の位相が第１交流電圧の位相に合わせられる。なお、第２交流電圧の電圧値及び周波数も、第１交流電圧の電圧値及び周波数と一致している。
【００６４】
次に、制御部３４は、第１スイッチＳＷ１をオンにし、第２スイッチＳＷ２をオフにして出力を切り替える。具体的には、制御部３４は、第２駆動信号を生成し、第１スイッチＳＷ１をオンにすると共に、タイマカウンタ３６に計時を開始させる。制御部３４は、タイマカウンタ３６のカウント値を監視し、当該カウント値がメモリ３５に記憶された閾値時間以上になると、第３駆動信号を生成し、第２スイッチＳＷ２をオフにする。すなわち、制御部３４は、第２交流電圧から第１交流電圧へ出力を切り替える際に、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が共にオン状態となる両接続状態を経てから、出力を切り替える。
【００６５】
次に、昇圧部１８が定電圧を出力する駆動制御について説明がされる。制御部３４は、第３検出部３３が検出した検出値に基づいて第４駆動信号を生成し、昇圧部１８の第２スイッチング素子Ｑ２を駆動させる。具体的に説明すると、バッテリ１７が放電する直流電圧の電圧値は、バッテリ１７の充電具合や、バッテリ１７の劣化具合や気温などにより変動するから、昇圧部１８に入力される直流電圧の電圧値は一定ではない。制御部３４は、昇圧部１８が一定の電圧値の直流電圧を出力するように、第３検出部３３の検出値に基づいて第４駆動信号を生成する。制御部３４は、例えば、発振器によって生成されたパルス信号のデューディー比を第３検出部３３の検出値によって増減させ、第４駆動信号とする。その結果、昇圧部１８は、一定の電圧値の直流電圧を出力する。
【００６６】
次に、ユーザによる手動切替について説明がされる。制御部３４は、ユーザが操作部１１の出力切替スイッチを操作して、第１交流電圧から第２交流電圧への出力切替を指示されると、第２駆動信号及び第３駆動信号を生成し、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチの状態を切り替える。具体的に説明すると、まず、制御部３４は、第３駆動信号を生成し、第２スイッチＳＷ２をオンさせるとともに、タイマカウンタ３６に計時を開始させる。次に、制御部３４は、タイマカウンタ３６のカウント値を監視し、当該カウント値がメモリ３５に記憶された閾値時間以上になると、第２駆動信号を生成し、第１スイッチＳＷ１をオフにする。すなわち、制御部３４は、第１交流電圧から第２交流電圧へ出力を切り替える際に、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が共にオン状態となる両接続状態を経てから、出力を切り替える。
【００６７】
制御部３４は、ユーザが操作部１１の出力切替スイッチを操作して、第２交流電圧から第１交流電圧への出力の切替を指示されると、第２駆動信号を生成し、第１スイッチＳＷ２をオンさせるとともに、タイマカウンタ３６に計時を開始させる。次に、制御部３４は、タイマカウンタ３６のカウント値を監視し、当該カウント値がメモリ３５に記憶された閾値時間以上になると、第３駆動信号を生成し、第２スイッチＳＷ１をオフにする。すなわち、制御部３４は、第２交流電圧から第１交流電圧へ出力を切り替える際に、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が共にオン状態となる両接続状態を経てから、出力を切り替える。
【００６８】
ユーザによる第２交流電圧から第１交流電圧への手動切替についても、上述と同様に、第２交流電圧及び第１交流電圧の電圧値、周波数、及び位相が合わせられた後、両接続状態を経てから出力の切り替えが行われる。
【００６９】
[動作]
【００７０】
電源装置１０の操作部１１の主電源スイッチがオンされると、バッテリ１７が充電されると共に、商用交流電圧である第１交流電圧が出力される。また、インバータ２０が第２交流電圧を生成する。ここにおいて、第２スイッチＳＷ２はａ接点（常開）であるから、インバータ２０の出力端は装置出力部１５から切り離されている。したがって、インバータ２０には、負荷電流が流れない。
【００７１】
停電が生じたり、操作部１１の出力切替スイッチが操作されると、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が共にオン状態である両接続常態を経てから、第１交流電圧から第２交流電圧へ、或いは第２交流電圧から第１交流電圧へ出力が切り替えられる。また、停電が解消されたり出力切替スイッチが再度操作されると、上述の両接続常態を経てから、第２交流電圧から第１交流電圧へ出力が切り替えられる。ここにおいて、上述したように、インバータ２０が出力する第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相は、第１交流電圧の電圧値、周波数、及び位相と同一である（図８）。したがって、上述の両接続状態において、第１入力部１２の出力端と、インバータ２０の出力端との間に電位差が生じない。電位差が生じないから、第１入力部１２とインバータ２０との間において電流は流れない。
【００７２】
[作用効果]
【００７３】
第１実施形態では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が共にオン状態となる両接続状態を経てから出力を切り替える。したがって、第１交流電圧と第２交流電圧との間で出力を切り替える際に、瞬停が生じない。
【００７４】
また、上述のように、両接続状態において第１入力部１２とインバータ２０との間で電流は流れないから、出力の切替時におけるインバータ２０等の破損が生じない。
【００７５】
また、インバータ２０は、第１交流電圧が出力されている間も駆動されるが、負荷電流が流れないため、不要な電力消費及びインバータ２０のスイッチング素子Ｑ１の損耗が抑えられる。
【００７６】
また、第２検出部３２が検出した第２交流電圧によってインバータ２０の駆動が補正されるから、両接続状態における第１交流電圧と第２交流電圧との電位差が、より低減される。
【００７７】
また、第３検出部３３が検出したバッテリ１７の電圧値に基づいて昇圧部１８が駆動され、バッテリ１７の電圧値に拠らず昇圧部１８から一定の電圧値の直流電圧が出力されるから、両接続状態における第１交流電圧と第２交流電圧との電位差が、より低減される。
【００７８】
[第２実施形態]
【００７９】
第２実施形態では、図４に示される電源装置４０が説明される。電源装置４０は、例えば、太陽光発電システムの電源装置として用いられる。具体的に説明すると、電源装置４０は、通常、太陽光発電システムが発電した直流電流を電源として第２交流電圧を生成し、出力する。電源装置４０は、太陽光発電システムのバッテリ２１の直流電圧の電圧値が低下すると、商用交流電圧である第１交流電圧を出力する。以下、詳しく説明がされる。なお、第１実施形態と同じ構成には第１実施形態と同一の符号が付され、説明が省略される。
【００８０】
電源装置４０は、操作部１１、第１入力部１２、第２入力部１９、昇圧部１８、インバータ２０、装置出力部１５、及び制御装置５０を備える。
【００８１】
第２入力部１９は、太陽光発電システムのバッテリ２１と接続される。バッテリ２１は、太陽光により発電された直流電流によって充電される。バッテリ２１が放電する直流電流は、第２入力部１９に入力される。
【００８２】
第２入力部１９に入力された直流電圧は、昇圧部１８に入力され、昇圧される。昇圧された直流電圧は、インバータ２０に入力される。インバータ２０は、入力された直流電圧から第２交流電圧を生成する。
【００８３】
制御装置５０は、第１検出部３１、第２検出部３２、第３検出部３３、第５検出部３７、制御部３４、メモリ３５、タイマカウンタ３６、第１スイッチＳＷ３、及び第２スイッチＳＷ４を備える。
【００８４】
第５検出部３７は、第２入力部１９の入力端に接続されている。したがって、第５検出部３７は、バッテリ２１が放電する直流電流の電圧値に相当する電圧を検出する。
【００８５】
第１スイッチＳＷ３は、第１スイッチＳＷ１に代えて配置される。第２スイッチＳＷ４は、第２スイッチＳＷ２に代えて配置される。第１スイッチＳＷ３は、ａ接点であり、常開である。第２スイッチＳＷ４は、ｂ接点であり、常閉である。すなわち、電源装置４０は、通常、インバータ２０が生成した第２交流電圧を出力する。
【００８６】
メモリ３５は、上述の閾値時間の他、閾値電圧を記憶する。閾値電圧は、制御部３４による第２交流電圧から第１交流電圧への出力の切り替えに用いられる。詳しく説明する。
【００８７】
制御部３４は、第５検出部３７の検出値を監視する。当該検出値は、バッテリ２１が放電する直流電流の電圧値に相当する。制御部３４は、第５検出部３７の検出値が閾値電圧未満となったと判断すると、第１スイッチＳＷ３をオンにする第２駆動信号、及び第２スイッチＳＷ４をオフにする第３駆動信号を生成し、第２交流電圧から第１交流電圧への出力の切り替えを行う。出力の切り替えは、第１実施形態と同様に、第１スイッチＳＷ３及び第２スイッチＳＷ４が共にオンとなる両接続状態を経てから行われる。
【００８８】
閾値電圧は、インバータ２０が、第１交流電圧と同電圧の第２交流電圧を生成することができなくなる電圧に対応させて設定される。すなわち、第３検出部３３の検出値が閾値電圧未満になることは、インバータ２０が第２交流電圧を出力できなくなることを意味する。
【００８９】
例えば、天候によりバッテリ２１が十分充電されなかったり、使用電力量が多いと、第３検出部３３の検出値が閾値電圧未満になる。
【００９０】
ユーザにより操作部１１の出力切替スイッチが操作された場合の制御部３４における第１スイッチＳＷ３及び第２スイッチＳＷ４の制御や、インバータ２０の第１スイッチング素子Ｑ１の制御や、昇圧部１８の第２スイッチング素子Ｑ２の制御は、上述の第１実施形態と同様である。
【００９１】
[作用効果]
【００９２】
第２実施形態においても、両接続状態を経てから出力の切り替えが行われるから、瞬停が生じない。また、インバータ２０が出力する第２交流電圧と商用交流電圧である第１交流電圧とは、同電圧、同周波数、及び同位相であるから、出力の切り替え時においてインバータ２０等が破損することがない。
【００９３】
[第３実施形態]
【００９４】
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、単相交流を出力する電源装置１０、４０が説明された。第３実施形態では、３相交流を出力する電源装置４１が説明される。なお、第１実施形態と同じ構成には同一の符号が付され、説明が省略される。
【００９５】
図５に示される商用交流電源１４は、３相交流電圧を出力する。すなわち、第１入力部１２には、３相交流電圧が入力される。以下では、各相をＲ相、Ｓ相、Ｔ相と記載して説明がされる。
【００９６】
電源装置４１は、操作部１１、第１入力部１２、整流回路１６、バッテリ１７、昇圧部１８、インバータ２２、装置出力部１５、及び制御装置５１を備える。
【００９７】
第１入力部１２及び装置出力部１５は、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相の入出力端をそれぞれ備える。第１入力部１２は、商用交流電源１４から入力されたＲ相、Ｓ相、及びＴ相の３相の商用交流電圧をＲ相、Ｓ相、及びＴ相の３相の第１交流電圧として出力する。
【００９８】
整流回路１６は、第１入力部１２の３相の出力端の内の１つ（図示例ではＴ相の出力端）に接続されている。整流回路１６は、入力された交流電圧を整流して出力する。整流回路１６が出力する直流電圧は、バッテリ１７を充電する。バッテリ１７が放電する直流電流は、制御装置５１及び昇圧部１８に供給される。制御装置５１は、供給された直流電流により動作する。昇圧部１８は、入力された直流電圧を昇圧してインバータ２２に供給する。
【００９９】
インバータ２２の構成の一例が図６に示される。インバータ２２は、第１実施形態のインバータ２０とそれぞれ同構成である第１インバータ２３、第２インバータ２４、及び第３インバータ２５を備える。第１インバータ２３は、一対の第１スイッチング素子Ｑ１１Ａ、Ｑ１２Ａと、出力リアクトルＬ２１とを備える。第２インバータ２４は、一対の第１スイッチング素子Ｑ１１Ｂ、Ｑ１２Ｂと、出力リアクトルＬ２２とを備える。第３インバータ２５は、一対の第１スイッチング素子Ｑ１１Ｃ、Ｑ１２Ｃと、出力リアクトルＬ２３とを備える。
【０１００】
第１スイッチング素子Ｑ１１Ａ、Ｑ１１Ｂ、Ｑ１１Ｃのコレクタは、入力端とそれぞれ接続されている。すなわち、第１インバータ２３、第２インバータ２４、及び第３インバータ２５には、昇圧部１８からそれぞれ直流電圧を入力される。
【０１０１】
一対の第１スイッチング素子Ｑ１１Ａ、Ｑ１２Ａと、一対の第１スイッチング素子Ｑ１１Ｂ、Ｑ１２Ｂと、一対の第１スイッチング素子Ｑ１１Ｃ、Ｑ１２Ｃとには、制御部３４から駆動信号をそれぞれ入力される。
【０１０２】
第１スイッチング素子Ｑ１１Ａ、Ｑ１２Ａに駆動信号が入力されることにより、第１インバータ２３は、Ｒ相の第２交流電圧を出力する。第１スイッチング素子Ｑ１１Ｂ、Ｑ１２Ｂに駆動信号が入力されることにより、第２インバータ２４は、Ｓ相の第２交流電圧を出力する。第１スイッチング素子Ｑ１１Ｃ、Ｑ１２Ｃに駆動信号が入力されることにより、第１インバータ２３は、Ｒ相の第２交流電圧を出力する。
【０１０３】
制御装置５１は、図５に示されるように、第１検出部３１と、第２検出部３２と、第３検出部３３と、制御部３４と、メモリ３５と、タイマカウンタ３６と、第１スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３と、第２スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３とを備える。
【０１０４】
第１スイッチＳＷ１１は、第１入力部１２のＲ相の出力端と、装置出力部１５のＲ相の入力端との間に配置されている。第１スイッチＳＷ１２は、第１入力部１２のＳ相の出力端と、装置出力部１５のＳ相の入力端との間に配置されている。第１スイッチＳＷ１３は、第１入力部１２のＴ相の出力端と、装置出力部１５のＴ相の入力端との間に配置されている。
【０１０５】
第２スイッチＳＷ２１は、インバータ２２のＲ相の出力端と、装置出力部１５のＲ相の入力端との間に配置されている。第２スイッチＳＷ２２は、インバータ２２のＳ相の出力端と、装置出力部１５のＳ相の入力端との間に配置されている。第２スイッチＳＷ２３は、インバータ２２のＴ相の出力端と、装置出力部１５のＴ相の入力端との間に配置されている。
【０１０６】
第１スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３は、ｂ接点であり、常閉である。第１スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３は、制御部３４から同一の駆動信号を入力され、同一の動作を行う。すなわち、第１スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３は、同時にオンされ、または同時にオフされる。
【０１０７】
第２スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３は、ａ接点であり、常開である。第２スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３は、制御部３４から同一の駆動信号を入力され、同一の動作を行う。すなわち、。第２スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３は、同時にオンされ、または同時にオフされる。
【０１０８】
第１スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３がｂ接点であり、第２スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３がａ接点であるから、電源装置４１は、通常、３相の第１交流電圧を出力する。
【０１０９】
第１検出部３１及び第２検出部３２は、各相において、それぞれ電圧値、周波数、及び位相を検出する。第１検出部３１の検出値及び第２検出部３２の検出値は、制御部３４に入力される。
【０１１０】
制御部３４は、入力された検出値に基づいてインバータ２２を動作させる。具体的には、制御部３４は、第２交流電圧のＲ相、Ｓ相、及びＴ相の電圧値、周波数、及び位相が、第１交流電圧のＲ相、Ｓ相、及びＴ相の電圧値、周波数、及び位相と同じになるように第１駆動信号を生成し、インバータ２２を駆動させる。なお、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相は、それぞれ位相が１２０°異なる。
【０１１１】
[動作]
【０１１２】
電源装置１０の操作部１１の主電源スイッチがオンされると、バッテリ１７が充電されると共に、３相の第１交流電圧が出力される。また、インバータ２０が３相の第２交流電圧を生成する。
【０１１３】
停電が生じたり、操作部１１の出力切替スイッチが操作されると、第１スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３及び第２スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３が共にオン状態である両接続常態を経てから、３相の第１交流電圧から３相の第２交流電圧へ出力が切り替えられる。また、停電が解消されたり出力切替スイッチが再度操作されると、上述の両接続常態を経てから、３相の第２交流電圧から３相の第１交流電圧へ出力が切り替えられる。ここにおいて、上述したように、インバータ２０が出力するＲ相の第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相は、Ｒ相の第１交流電圧の電圧値、周波数、及び位相と同一であり、Ｓ相の第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相は、Ｓ相の第１交流電圧の電圧値、周波数、及び位相と同一であり、Ｔ相の第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相は、Ｔ相の第１交流電圧の電圧値、周波数、及び位相と同一である。したがって、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相において、第１入力部１２の出力端とインバータ２２の出力端との間に電位差が生じない。
【０１１４】
[作用効果]
【０１１５】
第３実施形態においても、両接続状態を経てから出力の切り替えが行われるから、瞬停が生じない。また、両接続状態において、第１入力部１２の３相の出力端とインバータ２２の３相の出力端との間に電位差が生じないから、出力の切り替え時においてインバータ２０等が破損することがない。
【０１１６】
第３実施形態では、第１検出部３１及び第２検出部３２が、各相においてそれぞれ電圧値、周波数、及び位相を検出する例が説明された。しかしならが、各相の電圧値及び周波数を同一とし、各相の位相差が１２０°であるとして、一の相のみが第１検出部３１及び第２検出部３２により検出されてもよい。
【０１１７】
[第４実施形態]
【０１１８】
第４実施形態では、図７に示されるように、複数（図示例では２つ）の交流電源１４、６４からそれぞれ交流電圧を入力され、入力された交流電圧またはインバータ２０で生成した交流電圧を出力する電源装置４２が説明される。なお、第１実施形態と同じ構成には同一の符号が付され、説明が省略される。
【０１１９】
電源装置４２は、操作部１１、第１入力部１２、第３入力部６２、装置出力部１５、第４スイッチＳＷ６、整流回路１６、バッテリ１７、昇圧部１８、インバータ２０、及び制御装置５２を備える。
【０１２０】
第１入力部１２の構成は、第１実施形態と同様である。第３入力部６２は、差込プラグ６３と接続されている。差込プラグ６３は、交流電源６４のプラグ受けに差し込まれる。第３入力部６２は、交流電源６４から交流電圧を入力され、入力された交流電圧を第３交流電圧として出力する。交流電源６４は、例えば、バッテリが放電した直流電流から交流電圧を生成する他の電源装置である。すなわち、交流電源６４は、商用交流電源１４とは相違する電源である。具体的には、交流電源６４と商用交流電源１４とは、電圧値及び周波数はほぼ同じであるが、誤差の分だけ相違する。また、交流電源６４と商用交流電源１４とは、位相が相違する。
【０１２１】
第４スイッチＳＷ６は、整流回路１６を第１入力部１２または第３入力部６２と接続するｃ接点の切替スイッチである。第４スイッチＳＷ６は、例えば、制御装置５２からの第６駆動信号によって接点が切り替えられる電磁リレーである。第４スイッチＳＷ６は、第１交流電圧または第３交流電圧を整流回路１６に入力する。
【０１２２】
整流回路１６、バッテリ１７、昇圧部１８、及びインバータ２０の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１２３】
装置出力部１５は、第１スイッチＳＷ１を介して第１入力部１２と接続され、第２スイッチＳＷ２を介してインバータ２０と接続され、第３スイッチＳＷ５を介して第３入力部６２と接続されている。すなわち、装置出力部１５は、第１入力部１２から入力される第１交流電圧、インバータ２０から入力される第２交流電圧、及び第３入力部６２から入力される第３交流電圧を出力することができる。出力の切り替えは、操作部１１によって手動で行われ、或いは制御装置５２によって自動で行われる。以下、具体的に説明がされる。
【０１２４】
操作部１１は、不図示の出力切替スイッチを備える。出力切替スイッチは、装置出力部１５が出力する交流電圧を、第１交流電圧、第２交流電圧、及び第３交流電圧のうちのいずれか１つに設定するための手動スイッチである。出力切替スイッチが出力する切替信号は、制御装置５２の制御部３４に入力される。
【０１２５】
制御装置５２は、制御部３４、第１検出部３１、第２検出部３２、第３検出部３３、第６検出部６６、メモリ３５、タイマカウンタ３６、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、及び第３スイッチＳＷ５を備える。メモリ３５及びタイマカウンタ３６の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１２６】
第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の構成は、第１実施形態と同様である。第３スイッチＳＷ５は、第３入力部６２と装置出力部１５との間に配置されている。第１スイッチＳＷ１は、ｂ接点であって、常閉である。第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチは、ａ接点であって、常開である。したがって、電源装置４２は、通常、第１交流電圧を出力する。
【０１２７】
第１検出部３１、第２検出部３２、及び第３検出部３３の構成は、第１実施形態と同様である。第６検出部６６は、他の検出部と同様に電圧を検出する回路である。第６検出部６６は、例えば、他の検出部と同様に、直列接続された２個の分圧抵抗によって構成される。第６検出部６６は、第３入力部６２の出力端と接続されている。すなわち、第６検出部６６は、第３交流電圧の波形を検出する。第６検出部６６の出力側は、制御部３４に接続されている。すなわち、第６検出部６６が検出した第４交流電圧の波形は、制御部３４に入力される。
【０１２８】
制御部３４は、各検出部３１、３２、３３、６６から入力された検出信号に基づいて、第１〜第６駆動信号を生成し、昇圧部１８、インバータ２０、及び第１〜第４スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ５、ＳＷ６の駆動を制御する。以下、詳しく説明がされる。
【０１２９】
制御部３４による昇圧部１８の駆動制御は、第１実施形態と同様である。
【０１３０】
制御部３４は、第４スイッチＳＷ６の接点を切り替える第６駆動信号を生成する。制御部３４は、第６駆動信号により、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ５と連動して第４スイッチＳＷ６の接点を切り替える。具体的に説明すると、制御部３４は、第１スイッチＳＷ１がオンであり第２スイッチＳＷ２がオフである場合、整流回路１６と第１入力部１２とが接続するように第４スイッチＳＷ６の接点を制御する。一方、制御部３４は、第１スイッチＳＷ１がオフであり第２スイッチＳＷ２がオンである場合、整流回路１６と第２入力部６２とが接続するように第４スイッチＳＷ６の接点を制御する。すなわち、制御部３４は、装置出力部１５が出力する方の交流電圧を整流回路１６に入力する。したがって、商用交流電源１４或いは交流電源６４が停電しても、整流回路１６に交流電圧が供給され続ける。
【０１３１】
整流回路１６は、入力された交流電圧を整流し、直流電圧をバッテリ１７に入力する。バッテリ１７は、入力された直流電圧により充電される。充電されたバッテリ１７は、直流電流を放電する。放電された直流電流は、昇圧部１８に入力される。昇圧部１８は、入力された直流電圧を昇圧して出力する。制御部３４による昇圧部１８の駆動制御は、第１実施形態と同様である。
【０１３２】
昇圧部１８が出力した直流電圧は、インバータ２０に入力される。インバータ２０は、入力された直流電圧から、第２交流電圧を生成し、出力する。第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相は、第１交流電圧の電圧値、周波数、及び位相と合わせられる。第２交流電圧における電圧値、周波数、及び位相の同調は、第１実施形態と同様にして行われる。すなわち、制御部３４は、第１検出部３１の検出結果から第１駆動信号を生成し、さらに、第２検出部３２の検出結果から第１駆動信号を補正する。
【０１３３】
次に、操作部１１の出力切替スイッチが操作され、装置出力部１５の出力が第１交流電圧から第３交流電圧に切り替えられる際の制御について説明がされる。
【０１３４】
制御部３４は、操作部１１の出力切替スイッチが操作され、装置出力部１５の出力が第１交流電圧から第３交流電圧に切り替える操作がされると、第２交流電圧を介して出力を切り替える。具体的に説明すると、制御部３４は、まず、第１実施形態と同様に両接続状態を経てから、第１交流電圧から第２交流電圧に出力を切り替える。次に、制御部３４は、第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相を、第３交流電圧の電圧値、周波数、及び位相に合わせる。
【０１３５】
制御部３４は、例えば、第２交流電圧の周波数を所定の範囲（例えば、±２％以内）で変更することにより、第２交流電圧の位相を第３交流電圧の位相に一致させる。具体的には、制御部３４は、第６検出部６６の検出結果に応じてスイッチング素子Ｑ１に入力させる第１駆動信号のデューティー比を変調させる。なお、第２交流電圧の電圧値及び周波数を第３交流電圧の電圧値及び周波数に合わせる制御については、第１実施形態と同様にして行われる。なお、第２交流電圧の周波数を所定の範囲で変更するのは、装置出力部１５に接続された機器の誤動作を防止するためである。
【０１３６】
制御部３４は、第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相が第３交流電圧の電圧値、周波数、及び位相に合致したと判断すると、第５駆動信号を出力して第３スイッチＳＷ５をオンにするとともにタイマカウンタ３６による計時を開始する。制御部３４は、タイマカウンタ３６のカウント値が、メモリ３５に記憶された閾値時間以上になったと判断すると、第３駆動信号を出力して第２スイッチＳＷ２をオフにする。すなわち、制御部３４は、出力を第２交流電圧から第３交流電圧に切り替えるに際して、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ５が共にオンとなる両接続状態を経てから、第２スイッチＳＷ２をオフにする。上述のように、第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相は、第３交流電圧の電圧値、周波数、及び位相と同じであるから、両接続状態において、インバータ２０の出力端と、第３入力部６２の出力端との間に電位差は生じない。
【０１３７】
操作部１１の出力切替スイッチが操作され、装置出力部１５の出力が第１交流電圧から第２交流電圧に切り替えられる際の制御は、第１実施形態と同様にして行われる。
【０１３８】
また、商用交流電源１４及び交流電源６４の両方に停電が生じた際における第１交流電圧から第２交流電圧への出力の切り替えの制御も、第１実施形態と同様にして行われる。なお、商用交流電源１４及び交流電源６４の両方が停電したことは、第１検出部３１及び第６検出部６６によって検出される。
【０１３９】
次に、第１商用交流電源１４のみが停電した場合の制御が説明される。制御部３４は、第１検出部３１及び第６検出部６６の検出結果から、第１商用交流電源１４のみが停電したと判断した場合は、第３交流電圧に出力を切り替える。具体的には、制御部３４は、まず、即座に第２スイッチＳＷ２をオンにして第２交流電圧に出力を切り替える。次いで、制御部３４は、第２交流電電圧の電圧値、周波数、及び位相を、第３交流電圧の電圧値、周波数、及び位相に一致させる。その後、制御部３４は、第３スイッチＳＷ５をオンにし、両接続状態を経てから第２スイッチＳＷ２をオフにして、第３交流電圧に出力を切り替える。
【０１４０】
[作用効果]
【０１４１】
本実施形態では、両接続状態を経てから出力を切り替えるから、出力を切り替える際に、瞬停が生じない。
【０１４２】
また、本実施形態では、第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相が、第１交流電圧や第２交流電圧の電圧値、周波数、及び位相と一致させられるから、両接続状態において、インバータ２０の出力端と、第１入力部３１の出力端との間、及びインバータ２０の出力端と第３入力部６２の出力端との間に電位差が生じない。したがって、出力の切替時において、インバータ２０等の破損が生じない。
【０１４３】
本実施形態では、第１スイッチＳＷ１がｂ接点であり、第３スイッチＳＷ５がａ接点であって、電源装置４２が、通常、第１交流電圧を出力する例が説明された。しかしながら、第１スイッチＳＷ１がａ接点であり、第３スイッチＳＷ５がｂ接点であって、電源装置４２が、通常、第３交流電圧を出力してもよい。
【０１４４】
また、本実施形態では、商用交流電圧が入力される２つの入力部３２、６２が設けられた例が説明された。しかしながら、交流電圧が入力される３つ以上の入力部が電源装置４２に設けられてもよい。
【０１４５】
上述の実施形態では、制御部３４がマイクロコンピュータである例が説明された。しかしならが、制御部３４は、抵抗やコンデンサやダイオードやオペアンプなどによってアナログ回路として構成されてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１０、４０、４１、４２・・・電源装置
１２・・・第１入力部
１５・・・装置出力部
１６・・・整流回路
１７・・・バッテリ
１８・・・昇圧部
１９・・・第２入力部
２０、２２・・・インバータ
３０、５０、５１、５２・・・制御装置
３１・・・第１検出部（第１検出部及び第４検出部）
３２・・・第２検出部
３３・・・第３検出部
３４・・・制御部
３５・・・メモリ
３６・・・タイマカウンタ
６２・・・第３入力部
６４・・・交流電源
６６・・・第６検出部
ＳＷ１、ＳＷ３・・・第１スイッチ
ＳＷ２、ＳＷ４・・・第２スイッチ
ＳＷ５・・・第３スイッチ
ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３・・・第１スイッチ
ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３・・・第２スイッチ
Ｑ１１、Ｑ１２・・・第１スイッチング素子
Ｑ２・・・第２スイッチング素子
Ｑ１１Ａ、Ｑ１１Ｂ、Ｑ１１Ｃ・・・第１スイッチング素子
Ｑ１２Ａ、Ｑ１２Ｂ、Ｑ１２Ｃ・・・第２スイッチング素子
【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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