(57)【要約】  本発明は、供給されるべき負荷に対して、主電源が故障した場合に非常用電力を供給することを可能にする無停電電源装置に関する。  本発明は、より省エネルギーの形で動作でき、非常用電力を高速で安全な形で制御することができる無停電電力供給装置を提供するという目的に基づく。  このために、無停電電源装置（１０）は、高速スイッチング可能で、非常用電力動作中に予備電源（６０）を出力接続端（１００、１０１）に接続するのに用いることができる、パワー・トランジスタ（４２）を有する。出力電流はまた、対応する形で高速スイッチング可能なパワー・トランジスタを駆動することによって動的に制限される。  さらに、ＵＰＳ装置１０の入力端と出力端は、パワー・トランジスタとして動作する電界効果トランジスタ２２によって減結合される。
2007533288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次電源装置（２３０）に接続するための入力接続端（９０、９１）と、
予備電源（６０）を接続するための接続端（１９０、１９１）と、
負荷（２２０）を接続するための第１の出力接続端（１００、１０１）と、
前記一次電源装置（２３０）が故障した場合に、前記入力接続端（９０、９１）を、前記第１の出力接続端（１００、１０１）から減結合するための装置（２０）と、
前記一次電源装置が故障した場合に、前記予備電源（６０）を、前記第１の出力接続端（１００、１０１）に制御された形で接続するための第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）と、
前記第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）に割り当てられた制御装置（３１）とを有する無停電電力供給装置であって、
前記第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）は、高速スイッチング可能なパワー・トランジスタ（４１、４２）を有し、前記高速スイッチング可能なパワー・トランジスタ（４１、４２）を通って流れる出力電流を監視する目的で監視装置（３０）が設けられ、前記制御装置（３１）は前記予備電源（６０）が供給できる電流を制限するために、監視されている電流に基づいて、前記高速パワー・トランジスタ（４１、４２）をパルス幅変調するように設計されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記予備電源（６０）が再充電可能であることを特徴とする請求項１に記載の無停電電力供給装置。
【請求項３】
前記一次電源装置（２３０）によって供給される前記予備電源（６０）への電流を阻止するためのデバイス（７０）が前記高速パワー・トランジスタ（４１、４２）と直列に設けられることを特徴とする請求項２に記載の無停電電力供給装置。
【請求項４】
前記第１の出力接続端（１００、１０１）の間に接続された平滑化コンデンサ（８０）を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の無停電電力供給装置。
【請求項５】
前記制御装置（３１）によって制御することができる充電装置（５０）が、前記充電可能な予備電源（６０）と前記入力接続端（９０、９１）の間に接続されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の無停電電力供給装置。
【請求項６】
ダイオード（２１）と第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）を含む並列回路が前記減結合装置（２０）を形成し、前記監視装置（３０）は入力電圧を監視するように設計され、前記制御装置（３１）は監視されている入力電圧が前記一次電源装置（２３０）の故障を示す場合に前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）を切り離すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無停電電力供給装置。
【請求項７】
前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）がパワー・トランジスタ、特に電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項６に記載の無停電電力供給装置。
【請求項８】
前記第１の出力接続端（１００、１０１）と並列に接続された、電流制限型電源出力端（１３０）を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無停電電力供給装置。
【請求項９】
少なくとも１つの第３の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）であって、前記第３の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）に割り当てられた第２の出力接続端（１６０、１７０）のそれぞれに接続することができる少なくとも１つの状態表示デバイス（２００、２１０）を接続および切り離すための制御可能型スイッチング・デバイスと、前記電流制限型電源出力端（１３０）から所定の距離に配置され、前記第３の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）に割り当てられた第３の出力接続端（１４０）とを備えることを特徴とする請求項８に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１０】
前記電流制限型電源出力端（１３０）と前記第３の出力接続端（１４０）を短絡するためのあらかじめ規定された接点ブリッジ（１５０）を備えることを特徴とする請求項９に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１１】
前記第３の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）がリレー、特に切替えリレーであることを特徴とする請求項９または１０に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１２】
一次電源装置（２３０）に接続するための入力接続端（９０、９１）と、
予備電源（６０）を接続するための接続端（１９０、１９１）と、
負荷（２２０）を接続するための出力接続端（１００、１０１）と、
前記一次電源装置（２３０）が故障した場合に、前記入力接続端（９０、９１）を、前記出力接続端（１００、１０１）から減結合するための装置（２０）と、
前記一次電源装置（２３０）が故障した場合に、前記予備電源（６０）を、前記出力接続端（１００、１０１）に制御された形で接続するための第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）と、
前記第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）に割り当てられた制御装置（３１）とを有する無停電電力供給装置であって、
ダイオード（２１）と第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）を含む並列回路が前記減結合装置（２０）を形成し、入力電圧を監視する目的で監視装置（３０）が設けられ、前記制御装置（３１）は監視されている入力電圧が前記一次電源装置（２３０）の故障を示す場合に前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）を切り離すことを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）がパワー・トランジスタ、特に電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１２に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１４】
一次電源装置（２３０）に接続するための入力接続端（９０、９１）と、
予備電源（６０）を接続するための接続端（１９０、１９１）と、
負荷（２２０）を接続するための第１の出力接続端（１００、１０１）と、
前記一次電源装置（２３０）が故障した場合に、前記入力接続端（９０、９１）を、前記出力接続端（１００、１０１）から減結合するための装置（２０）と、
前記一次電源装置（２３０）が故障した場合に、前記予備電源（６０）を、前記出力接続端（１００、１０１）に制御された形で接続するための第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）と、
前記第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）に割り当てられた制御装置（３１）とを有する無停電電力供給装置であって、
前記第１の出力接続端（１００、１０１）と並列に接続された電流制限型電源出力端（１３０）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの第２の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）であって、前記第２のスイッチング・デバイス（１２０、１２２）に割り当てられた第２の出力接続端（１６０、１７０）のそれぞれに接続することができる少なくとも１つの状態表示デバイス（２００、２１０）を接続および切り離すための制御可能型スイッチング・デバイスと、前記電流制限型電源出力端（１３０）から所定の距離に配置され、前記第２のスイッチング・デバイス（１２０、１２２）に割り当てられた、少なくとも１つの第３の出力接続端（１４０）とを備えることを特徴とする請求項１４に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１６】
前記電流制限型電源出力端（１３０）と前記少なくとも１つの第３の出力接続端（１４０）を短絡するためのあらかじめ規定された接点ブリッジ（１５０）を備えることを特徴とする請求項１５に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１７】
前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）がリレー、特に切替えリレーであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の無停電電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１、１２、および１４の特徴記載部分による、無停電電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主電源が故障した場合でも、たとえば私設コンピュータ・ネットワークなどの電子装置およびシステムの機能を確保するために、いわゆるＵＰＳ（無停電電源）システムが使用される。ＵＰＳシステムは、主電源電圧が故障した場合に、ＵＰＳシステムによって電子装置またはシステムに非常用電力が供給されることを確実にする。言い換えれば、ＵＰＳシステムは主電源供給が故障した場合、システムが主電源動作から非常用電力動作へ切り換わるのを確実にする。主電源供給が動作を再開するとすぐに、ＵＰＳシステムは非常用電力動作から主電源動作に切り替える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、従来のＵＰＳ装置より少ない電力損失で動作できる、無停電電力供給装置を提供するという目的に基づく。本発明の他の態様は、非常用電力動作中の出力電流を制限するための対策にある。本発明の他の態様は、ユーザが他の電気的または電子的構成要素を接続するのを容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、一方においては、請求項１の特徴によって技術的な問題を解決する。
前記請求項によれば、無停電電力供給装置（略してＵＰＳ装置とも呼ばれる。）が提供され、前記装置は、一次電源装置に接続するための入力接続端と、予備電源を接続するための接続端と、負荷を接続するための第１の出力接続端と、一次電源装置が故障した場合に入力接続端を第１の出力接続端から減結合するための装置と、一次電源装置が故障した場合に、制御された形で予備電源を第１の出力接続端に接続するための第１の制御可能型スイッチング・デバイスと、第１の制御可能型スイッチング・デバイスに割り当てられた制御装置とを有する。さらに第１の制御可能型スイッチング・デバイスは、高速スイッチング可能なパワー・トランジスタを有する。高速スイッチング可能なパワー・トランジスタを通って流れる出力電流を監視する目的で監視装置も設けられる。制御装置は、非常用電力動作中に予備電源が供給できる電流を制限するために、監視されている電流に基づいて、高速スイッチング可能なパワー・トランジスタをパルス幅変調するように設計される。
【０００５】
ここで、一次電源装置は、たとえばＤＣ電源、あるいは交流電圧を供給する電源システムでもよい。予備電源は、１つまたは複数の蓄電池を含むことができる。ただし、予備電源は交流電流源を含んでもよい。
【０００６】
主電源動作中に高速スイッチング可能なパワー・トランジスタを通って、電流が予備電源へ流れるのを防止するために、高速パワー・トランジスタと直列にダイオードが接続され、前記ダイオードは非常用電力動作中は順方向で動作し、主電源動作中は逆方向で動作する。
【０００７】
ＵＰＳ装置からの出力電圧を平滑化するために、第１の出力接続端の間にコンデンサが接続される。コンデンサは、特に、非常用電力動作中に、高速スイッチング可能なパワー・トランジスタによって供給されるパルス幅変調された電流を平滑化するために用いられる。コンデンサはさらに、主電源動作から非常用電力動作へ切り換わるとき、その過程で生じるスイッチング遅れが補償されることを確実にする。
【０００８】
一般にＵＰＳ装置の入力端と出力端は、通常のダイオードまたはショットキーダイオードによって減結合される。ダイオードは、主電源動作中に、入力電流をＵＰＳ装置の出力端に送るように接続される。非常用電力動作中は、非常用電流がＵＰＳ装置の入力端へ流れるのを防止する。通常のダイオードまたはショットキーダイオードの不利な点は、主電源動作中に、順方向電圧と電源電流との積から生じる比較的大きな電力損失が、これらダイオードの両端間に発生することである。主電源動作中の減結合装置の電力損失を低減できるようにするために、第２の制御可能型スイッチング・デバイス、好ましくはパワー・トランジスタとして働く電界効果トランジスタが、ダイオードと並列に接続される。オン状態では、このような電界効果トランジスタの両端間に生じる電圧降下は、通常のダイオードより小さく、それにより、ダイオードを用いた場合に比べてずっと小さい電力損失が得られる。減結合装置中の電力損失が低減されることによって、より小さいヒートシンクを用いることができ、ＵＰＳ装置の製造費用が低減される。この場合、監視装置は入力電圧を監視するように設計され、制御装置は、監視されている入力電圧が一次電源装置の故障を示した場合、第２の制御可能型スイッチング・デバイスを切り離す。
【０００９】
ここで、一次電源装置における故障とは、許容できない電圧変動を意味するが、特に一次電源装置の完全な故障を意味するものである。
【００１０】
予備電源が蓄電池である場合は、主電源動作中に予備電源を充電し、制御装置によって制御することができる充電装置が、入力接続端と再充電可能な予備電源の間に接続される。一次電源装置が交流電流を供給する場合は、充電装置には整流器が割り当てられる。整流器は、入力接続端と減結合装置の間に接続することができる。整流器が別の場所に設けられる場合は、第２の制御可能型スイッチング・デバイスは、双方向性スイッチの形をしていることが必要である。
【００１１】
ＵＰＳ装置の性能を高めることができるようにするために、主電源動作中および非常用電力動作中の両方で動作する電流制限型電源出力端が、第１の出力接続端と並列に設けられる。この電源出力端は、電流リミッタを介して第１の出力接続端に接続される。電流リミッタは、入力電圧が交流電圧の場合に接続することができる整流器を有してもよい。電流リミッタはまた、電流を電流制限型電源出力端へ通過させるが、電源出力端から来る電流を阻止するダイオードと直列に接続される。これによってＵＰＳ装置からの帰還が防止される。
【００１２】
顧客の要望に応じて、外部デバイス、たとえば状態表示デバイスを電流制限型電源出力端と併せて動作させることができる。このために、ＵＰＳ装置は、好ましくはリレー、たとえば切替えリレーであり、少なくとも１つの状態表示デバイスに接続または切り離すための、少なくとも１つの第３の制御可能型スイッチング・デバイスを有する。状態表示デバイスは、第３の制御可能型スイッチング・デバイスに割り当てられた第２の出力接続端のそれぞれに接続することができ、第３の制御可能型スイッチング・デバイスに割り当てられた第３の出力接続端は、電流制限型電源出力端から所定の距離に配置される。これによって電流制限型電源出力端を、第３の出力接続端に短絡するために、あらかじめ規定された接点ブリッジを使用することが可能になる。これにより、リレーと状態表示デバイスとを簡単で安全な形で結線することが可能になり、誤結線が防止される。
上述の技術的問題はまた、請求項１２の特徴によって解決される。
【００１３】
前記請求項によれば、特徴記載部分による無停電電力供給装置は、減結合装置となる、ダイオードと第２の制御可能型スイッチング・デバイスを含む並列回路を有する。入力線圧を監視する目的で、監視装置も設けられる。ＵＰＳ装置の制御装置は、監視されている入力電圧が、一次電源装置中の故障を示した場合、第２の制御可能型スイッチング・デバイスを切り離す。
【００１４】
第２の制御可能型スイッチング・デバイスは、パワー・トランジスタ、特に電界効果トランジスタとすることができる。すでに上述したように、ダイオードと並列に接続された電界効果トランジスタを用いることの利点は、主電源動作中に電力損失が低減されることに見出すことができる。
上述の技術的問題は同様に、請求項１４の特徴によって解決される。
【００１５】
前記請求項は、第１の出力接続端と並列に接続された電流制限型電源出力端を有する、無停電電力供給装置について述べている。
【００１６】
これによって、電気的デバイス、たとえば状態表示デバイスを簡単で安全な形で接続することができるので、ＵＰＳ装置の性能を改善することが可能になる。
【００１７】
好ましくは、第２のスイッチング・デバイスに割り当てられた、それぞれの第２の出力接続端に接続することができる少なくとも１つの状態表示デバイスを接続または切り離す目的で、少なくとも１つの第２の制御可能型スイッチング・デバイスが設けられる。第２のスイッチング・デバイスに割り当てられた少なくとも１つの第３の出力接続端はまた、電流制限型電源出力端から所定の距離に配置される。
【００１８】
これにより、あらかじめ規定された接点ブリッジを用いて、電流制限型電源出力端を、少なくとも１つの第３の出力接続端に短絡することが可能になる。電流制限型電源出力端を、第３の出力接続端に対して良く規定された形で配置することにより、第２のスイッチング・デバイスを簡単で安全な形で結線することが可能になる。第２の制御可能型スイッチング・デバイスはリレーであり、好ましくは切替えリレーである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
１つの図が無停電電力供給装置（ＵＰＳ）を示しており、以下では略してＵＰＳ装置と呼ぶ。ＵＰＳ装置全体として、参照記号１０が付されている。入力端側では、ＵＰＳ装置１０は、一次電源装置２３０が接続される２つの入力端子９０、９１を有し、この実施例では前記電源装置はＤＣ電圧ＵＥを供給する。一次電源装置２３０は、２４Ｖ電源ユニット、または２４ボルト電源システムとすることができる。出力端側では、ＵＰＳ装置１０は、供給されるべき負荷２２０が接続される２つの出力端子１００および１０１を有する。減結合装置２０は、入力端子９０と出力端子１００の間に接続される。減結合装置２０は、ダイオードと、パワー・トランジスタとして動作する電界効果トランジスタ２２を含む並列回路を有する。ダイオード２１のカソード接続端は出力端子１００に接続され、アノード接続端は入力接続端９０に接続される。電界効果トランジスタ２２のソース接続端Ｓはダイオード２１のアノード接続端に接続され、電界効果トランジスタ２２のドレイン接続端Ｄはダイオード２１のカソード接続端に接続される。電界効果トランジスタ２２のゲート接続端Ｇは、制御および監視装置３０、３１に接続される。制御および監視装置３０、３１は、主電源動作中はゲート接続端Ｇを介して電界効果トランジスタ２２をスイッチ・オンにし、非常用電力動作中はそれをスイッチ・オフにするように設計される。入力端側では、ＵＰＳ装置１０の入力電圧を監視し判断できるようにするために、制御および監視装置３０、３１は、電界効果トランジスタ２２のソース接続端Ｓおよびドレイン接続端Ｄに接続される。制御および監視装置３０、３１は、主電源動作中の電力損失を低減するために、監視されている入力電圧に基づいて電界効果トランジスタ２２のゲート接続端Ｇを駆動する。このために、主電源動作中は電界効果トランジスタ２２は、制御および監視装置３０、３１によってスイッチ・オンされ、それによってダイオード２１を橋絡する。
【００２０】
ＵＰＳ装置１０はまた、予備電源（６０）が接続される２つの入力端子１９０および１９１を有する。この実施例のように、予備電源６０は蓄電池でよい。この場合、主電源動作中に蓄電池６０を充電する充電ユニット５０が、入力端子９０と接続端子１９０の間に接続される。充電ユニット５０は、それ自体は知られているデバイスであり、蓄電池６０が充電されると自動的に検出する。充電装置５０は同様に、非常用電力動作中には蓄電池６０が充電されないように、制御および監視装置３０、３１によって駆動される。ここで、充電装置５０は複数の機能をもたらす。すなわちこれはまず第一に、蓄電池６０の充電電流を制限するために用いられる。これはまた充電中に、充電電圧を、蓄電池６０の要件に適合させる。充電はたとえば、一次電源装置２３０が最大負荷電流を供給しなければならないとき、終了される。電池の充電は同様に、蓄電池６０が充電されるとスイッチ・オフされる。
【００２１】
もう１つのスイッチング・デバイス４０は、接続端子１９０と出力端子１００の間に、ダイオード７０と直列に接続される。スイッチング・デバイス４０は、高速スイッチング可能であり、製造の際に作り込まれる逆ダイオード４１と共に示されている電界効果トランジスタ４２の形であるパワー・トランジスタ４２を含む。この実施形態の変形では、高速スイッチング可能な電界効果トランジスタ４２のドレイン接続端Ｄは接続端子１９０に接続され、ソース接続端Ｓはダイオード７０のアノード接続端に接続される。ダイオード７０のカソード接続端は、出力端子１００に接続される。高速スイッチング可能な電界効果トランジスタ４２のゲート接続端Ｇは、制御および監視装置３０、３１の出力端に接続される。ダイオード７０は、非常用電力動作中は順方向バイアスされ、主電源動作中は逆方向バイアスされ、それにより、主電源動作中に蓄電池６０がスイッチング・デバイス４０によって充電されるのを防止する。特に非常用電力動作中に蓄電池６０から供給される電圧を平滑化するコンデンサ８０は、出力端子１００と１０１の間に接続される。ダイオード７０と共にスイッチング・デバイス４０は、蓄電池６０を出力端子１００および１０１から減結合するためだけでなく、非常用電力動作中の非常用電流を制限するためにも用いられる。このために、非常用電流、すなわち電界効果トランジスタ４２を通って流れる非常用電力動作の電流は、制御および監視装置３０、３１によって監視され判断される。高速スイッチング可能な電界効果トランジスタ４２は、測定された非常用電流に応じてゲート接続端Ｇによってパルス幅変調され、それにより、電流を低減させることが可能になる。
【００２２】
ここで、等価的に予備電圧源とも呼ぶことができる予備電源６０が、ＵＰＳ装置１０の内部にあるものか、図に示されているように外部的に接続できるかは、本発明に関しては重要でないことが指摘されるべきである。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、電流制限型電源出力端１３０が、出力端子１００および１０１と並列に設けられる。電源出力端１３０は、ダイオード１８０と電流リミッタ１１０と介して出力端子１００に接続される。ダイオード１８０のカソード接続端は電源出力端１３０に接続され、ダイオード１８０のアノード接続端は電流リミッタ１１０の出力端に接続される。これにより、電源出力端１３０を介したＵＰＳ装置１０からの帰還を防止する。
【００２４】
好ましくはＵＰＳ装置１０はまた、その励磁回路が記号的に示され参照記号１２０が付された切替えリレーを有し、切替えリレーの出力回路は参照記号１２２によって示される。出力側では切替えリレーの励磁回路１２０は、制御および監視装置３０、３１に接続される。この実施例においては、出力回路１２２は、３つの接続端１４０、１６０、および１７０を有する。ＵＰＳ装置１０の状態を表示するために、発光ダイオード２００および２１０を、それぞれ接続端１６０および１７０に接続することができる。たとえば、発光ダイオード２００によってＵＰＳ装置１０が主電源動作で動作していることを表示し、発光ダイオード２１０の発光によってＵＰＳ装置１０が非常用電力動作で動作していることを表示することができる。出力回路１２２のもう１つの接続接点１４０は、電源出力端１３０から明確に規定された距離に配置される。それに対応して規定された差込み式ジャンパ１５０を用いて、電源出力端１３０を、出力回路１２２の出力端子１４０に短絡することができる。これにより、欠陥が無く安全な形で、主電源動作中は入力電圧ＵＥを、あるいは非常用電力動作中は蓄電池６０を介して、切替えリレーの出力回路１２２に供給することが可能になる。切替えリレーの動作方法は一般に知られており、詳細な説明は省くことができる。
【００２５】
すでに述べたように、電界効果トランジスタ４２はまた、非常用電力動作中の負荷電流を制限するために用いることができる。制御および監視装置３０、３１が電界効果トランジスタ４２を通る電流が大きくなり過ぎることを検出した場合は、パワー・スイッチ４０はスイッチ・オフされる。短い休止の後、電界効果トランジスタ４２は再びスイッチ・オンされる。スイッチ・オンおよびスイッチ・オフのサイクルは、制御および監視装置３０、３１によって監視され判断される、電界効果トランジスタ４２のドレイン・ソース間経路を通る監視電流の大きさに依存する。制御および監視装置３０、３１は、電界効果トランジスタ４２と連動して、非常用電力動作中の大きな短絡電流を、たとえばリレーを用いた場合よりもずっと高速でより信頼性の高い形で制限できることを確実にする。主電源動作中に蓄電池６０が充電されるのを防止するために、ダイオード７０が設けられる。電界効果トランジスタが、逆ダイオード４１によって記号的に示されるように、逆電圧を阻止できないからである。制御および監視装置３０、３１と電界効果トランジスタ４２を用いた動的電流制限のために、ＵＰＳ装置１０の出力特性曲線を従来の電源出力特性曲線に適合させることができ、ピーク電流を早期に確実に制限することができる。
【００２６】
ＵＰＳ装置１０の動作の方法を、以下に簡単に説明する。
説明を簡単にするために、ＤＣ電圧ＵＥ、たとえばＤＣ電圧２４Ｖが入力端子９０および９１に印加されるものとする。入力電圧は、電界効果トランジスタ２２のソース接続端Ｓおよびドレイン接続端Ｄにおいて、タップによって取り出され、制御および監視装置３０、３１によって監視され判断される。入力電圧ＵＥが、規定された許容範囲内にある限り、ＵＰＳ装置１０は主電源動作で動作する。これは、電界効果トランジスタ２２がゲート接続端Ｇによってオン状態に保たれることを意味する。蓄電池６０が完全に充電されていなかった場合は、蓄電池６０を充電するために充電装置５０が用いられる。主電源動作中は、電流制限のために必要な電界効果トランジスタ４２は、制御および監視装置３０、３１によってオフ状態に保たれる。電界効果トランジスタ４２と直列に接続されたダイオード７０は、電界効果トランジスタ４２を介した蓄電池６０への望ましくない電流の流れを防止する。制御および監視装置３０、３１が、入力電圧ＵＥの擾乱（これは望ましくない電圧変動の場合もあり、一次電源装置２３０の完全な故障の場合もある。）を検出するとすぐに、電界効果トランジスタ２２はゲート接続端Ｇによってスイッチ・オフされ、それにより、入力端子９０、９１と、出力端子７０、１００、および１０１は減結合される。同時に、電界効果トランジスタ４２が制御および監視装置３０、３１によってスイッチ・オンされ、それにより、出力端子１００および１０１に接続された負荷２２０に、蓄電池６０によって非常用電力が供給される。非常用電力動作中は、制御および監視装置３０、３１は、必要な場合に電界効果トランジスタ４２を通って流れる電流を制限するために、その電流を監視する。すでに述べたように、電界効果トランジスタ４２の出力電流は、ゲート接続端Ｇによって出力電流をパルス幅変調することにより、制御および監視装置３０、３１によって制限される。すなわち、電界効果トランジスタ４２のスイッチ・オンおよびスイッチ・オフ・サイクルによって、その出力電流が決まる。
【００２７】
すでに述べたように、制御および監視装置３０、３１は、切替えリレーの励磁回路１２０に、主電源動作から非常用電力動作への変化を通知し、それにより、それぞれの状態が発光ダイオード２００または２１０によってユーザに表示される。
ここで、制御および監視装置３０、３１に、追加のリレーあるいは切替えリレーを接続できることが指摘されるべきである。それぞれの出力回路の対応する出力接続端は、簡単で欠陥に対して保護された形でリレーまたはリレーの出力回路を、差込み式ジャンパ１５０によって並列に接続することを可能にするために、電源出力端１４０から規定された距離に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の無停電電力供給装置を示す図。
【図１】
2007533288.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月22日(2006.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無停電電力供給装置であって、
一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）に接続するための入力接続端（９０、９１）と、
予備電源（６０）を接続するための接続端（１９０、１９１）と、
負荷（２２０）を接続するための第１の出力接続端（１００、１０１）と、
前記一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）が故障した場合に、前記入力接続端（９０、９１）を、前記第１の出力接続端（１００、１０１）から減結合するための装置（２０）と、
前記一次ＤＣ電圧供給装置が故障した場合に、前記予備電源（６０）を、前記第１の出力接続端（１００、１０１）に制御された形で接続するための第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）と、
前記第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）に割り当てられた制御装置（３１）とを有し、
前記第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）は、高速スイッチング可能なパワー・トランジスタ（４１、４２）を有し、前記高速スイッチング可能なパワー・トランジスタ（４１、４２）を通って流れる出力電流を監視する目的で監視装置（３０）が設けられ、前記制御装置（３１）は前記予備電源（６０）が供給できる電流を制限するために、監視されている電流に基づいて、前記高速パワー・トランジスタ（４１、４２）をパルス幅変調するように設計される装置。
【請求項２】
前記予備電源（６０）が再充電可能であることを特徴とする請求項１に記載の無停電電力供給装置。
【請求項３】
前記一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）によって供給される前記予備電源（６０）への電流を阻止するためのデバイス（７０）が前記高速パワー・トランジスタ（４１、４２）と直列に設けられることを特徴とする請求項２に記載の無停電電力供給装置。
【請求項４】
前記第１の出力接続端（１００、１０１）の間に接続された平滑化コンデンサ（８０）を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の無停電電力供給装置。
【請求項５】
前記制御装置（３１）によって制御することができる充電装置（５０）が、前記充電可能な予備電源（６０）と前記入力接続端（９０、９１）の間に接続されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の無停電電力供給装置。
【請求項６】
ダイオード（２１）と第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）を含む並列回路が前記減結合装置（２０）を形成し、前記監視装置（３０）は入力電圧を監視するように設計され、前記制御装置（３１）は監視されている入力電圧が前記一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）の故障を示す場合に前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）を切り離すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無停電電力供給装置。
【請求項７】
前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）がパワー・トランジスタ、特に電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項６に記載の無停電電力供給装置。
【請求項８】
前記第１の出力接続端（１００、１０１）と並列に接続された、電流制限型電源出力端（１３０）を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無停電電力供給装置。
【請求項９】
少なくとも１つの第３の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）であって、前記第３の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）に割り当てられた第２の出力接続端（１６０、１７０）のそれぞれに接続することができる少なくとも１つの状態表示デバイス（２００、２１０）を接続および切り離すための制御可能型スイッチング・デバイスと、前記電流制限型電源出力端（１３０）から所定の距離に配置され、前記第３の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）に割り当てられた第３の出力接続端（１４０）とを備えることを特徴とする請求項８に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１０】
前記電流制限型電源出力端（１３０）と前記第３の出力接続端（１４０）を短絡するためのあらかじめ規定された接点ブリッジ（１５０）を備えることを特徴とする請求項９に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１１】
前記第３の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）がリレー、特に切替えリレーであることを特徴とする請求項９または１０に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１２】
無停電電力供給装置であって、
一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）に接続するための入力接続端（９０、９１）と、
予備電源（６０）を接続するための接続端（１９０、１９１）と、
負荷（２２０）を接続するための出力接続端（１００、１０１）と、
前記一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）が故障した場合に、前記入力接続端（９０、９１）を、前記出力接続端（１００、１０１）から減結合するための装置（２０）と、
前記一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）が故障した場合に、前記予備電源（６０）を、前記出力接続端（１００、１０１）に制御された形で接続するための第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）と、
前記第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）に割り当てられた制御装置（３１）とを有し、
ダイオード（２１）及び第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）を含む並列回路が前記減結合装置（２０）を形成し、入力電圧を監視する目的で監視装置（３０）が設けられ、前記制御装置（３１）は監視されている入力電圧が前記一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）の故障を示す場合に前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）を切り離す装置。
【請求項１３】
前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（２２）がパワー・トランジスタ、特に電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１２に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１４】
一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）に接続するための入力接続端（９０、９１）と、
予備電源（６０）を接続するための接続端（１９０、１９１）と、
負荷（２２０）を接続するための第１の出力接続端（１００、１０１）と、
前記一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）が故障した場合に、前記入力接続端（９０、９１）を、前記出力接続端（１００、１０１）から減結合するための装置（２０）と、
前記一次ＤＣ電圧供給装置（２３０）が故障した場合に、前記予備電源（６０）を、前記出力接続端（１００、１０１）に制御された形で接続するための第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）と、
前記第１の制御可能型スイッチング・デバイス（４０）に割り当てられた制御装置（３１）と
前記第１の出力接続端（１００、１０１）と並列に接続され、電流リミッタ（１１０）によってその電流が制限される電源出力端（１３０）とを有する無停電電力供給装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの第２の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）であって、前記第２のスイッチング・デバイス（１２０、１２２）に割り当てられた第２の出力接続端（１６０、１７０）のそれぞれに接続することができる少なくとも１つの状態表示デバイス（２００、２１０）を接続および切り離すための制御可能型スイッチング・デバイスと、前記電流制限型電源出力端（１３０）から所定の距離に配置され、前記第２のスイッチング・デバイス（１２０、１２２）に割り当てられた、少なくとも１つの第３の出力接続端（１４０）とを備えることを特徴とする請求項１４に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１６】
前記電流制限型電源出力端（１３０）と前記少なくとも１つの第３の出力接続端（１４０）を短絡するためのあらかじめ規定された接点ブリッジ（１５０）を備えることを特徴とする請求項１５に記載の無停電電力供給装置。
【請求項１７】
前記第２の制御可能型スイッチング・デバイス（１２０）がリレー、特に切替えリレーであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の無停電電力供給装置。
【国際調査報告】
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