(57)【要約】【課題】常時インバータ方式の無停電電源装置において、出力電流が大きい場合に大電流充電時の母線電圧低下による出力電圧波形歪みの抑制および入出力効率を改善する。【解決手段】交流電源１の電力を直流電力に変換するコンバータ部２７と、直流電力から交流電力に変換するインバータ部２４と、コンデンサ２４ａとコンデンサ２４ｂの電圧バランス調整するバランス部２５と、コンデンサ２４ｂの電力を降圧し、蓄電部２３に充電する負極側昇降圧部２６を備え、出力電流センサ６の検出値が一定の値を超えた場合に、超えた電流値に応じて負極側昇降圧部２６が蓄電部２３に充電する電流を抑制し、コンデンサ２４ａ、コンデンサ２４ｂから取り出される電力を抑制する。これにより母線電圧の低下を抑制し、インバータ部２４が生成する出力電圧の歪みをなくすことができる無停電電源装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の電力を第１の電力変換手段で直流電力に変換し、この変換された直流電力をコンデンサを介して第２の電力変換手段が入力して交流に変換して負荷に交流電力を給電すると共に定常時に前記第１の電力変換手段の出力で蓄電部を充電し、前記第１の電力変換手段の直流出力が無くなった場合に前記蓄電部を電源として前記第２の電力変換手段から前記負荷に給電する無停電電源システムにおいて、負荷電流の瞬時値が所定値を超えるかどうかを検出し、前記瞬時値が前記所定値を超えた場合、前記蓄電部の充電電流を減らすことを特徴とする無停電電源システム。
【請求項２】
交流電源の電力により蓄電部の充電を行う充電手段、
前記交流電源の電力を直流電力に変換する第１の電力変換手段、
前記第１の電力変換手段の直流出力を交流電力に変換する第２の電力変換手段、
前記第２の電力変換手段の出力電流を検出する出力電流検手段、
前記交流電源の異常時に前記蓄電部から蓄電エネルギーを放電し、前記第２の電力変換手段に直流電力を供給する第３の電力変換手段、および
前記第２の電力変換手段の正側および負側の２つのコンデンサの間で電荷を移動させる第４の電力変換手段を備え、
前記出力電流検手段の瞬時検出値が一定値以上となった場合に、前記蓄電部を充電する充電電流を抑制することにより、前記２つのコンデンサの電圧低下を抑制することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項３】
前記出力電流が一定値を超えた量の一定割合を前記充電手段による前記充電電流の抑制量とすることを特徴とする請求項２に記載の無停電電源装置。
【請求項４】
前記一定割合が可変であることを特徴とする請求項３に記載の無停電電源装置。
【請求項５】
前記瞬時検出値が一定値以上となった場合、前記充電電流を一定電流分抑制することを特徴とする請求項２に記載の無停電電源装置。
【請求項６】
前記瞬時検出値が一定値以上となった場合、前記充電電流を入力電圧位相が正側の場合のみ一定電流分を抑制することを特徴とする請求項２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、交流電源からの交流電力を負荷に供給すると共に、交流電源の電圧低下時には、蓄電部に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する無停電電源システムおよび無停電電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無停電電源装置の充電電流の制御方法は、蓄電池電圧が低下している際の急速充電において充電電流を検出して定電流となるように制御する。また、装置への入力電流が定格を超えないように制御することを目的として、インバータ部を流れる電流実効値と蓄電部への充電電流実効値を検出して、両電流の合計が定格電流を超えないように充電電流レベルを入力電圧の全位相において充電電流を抑制する無停電電源装置がある。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７０６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の無停電電源装置は、充電電流レベルを入力電圧の全位相において一定値で制御するため、充電時間短縮のために充電電流を大きくすると、負荷電流が大きい場合に、コンバータやインバータ回路のコンデンサの負担が大きくなるため定格が大きい素子を選択する必要があり、電力損失が大きくなる。またインバータ回路のコンデンサ電圧が瞬時的に下がるため出力電圧が歪やすくなるといった問題点があった。
【０００５】
この発明は、負荷電流が大きい場合においても充電電流を最大化し、短時間での充電を可能とするとともに出力電圧の歪を抑制できる無停電電源装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る無停電電源システムは、交流電源の電力を第１の電力変換手段で直流電力に変換し、この変換された直流電力をコンデンサを介して第２の電力変換手段が入力して交流に変換して負荷に交流電力を給電すると共に定常時に前記第１の電力変換手段の出力で蓄電部を充電し、前記第１の電力変換手段の直流出力が無くなった場合に前記蓄電部を電源として前記第２の電力変換手段から前記負荷に給電する無停電電源システムにおいて、負荷電流の瞬時値が所定値を超えるかどうかを検出し、前記瞬時値が前記所定値を超えた場合、前記蓄電部の充電電流を減らすものである。
また、この発明による無停電電源装置は、交流電源の電力により蓄電部の充電を行う充電手段、
前記交流電源の電力を直流電力に変換する第１の電力変換手段、
前記第１の電力変換手段の直流出力を交流電力に変換する第２の電力変換手段、
前記第２の電力変換手段の出力電流を検出する出力電流検手段、
前記交流電源の異常時に前記蓄電部から蓄電エネルギーを放電し、前記第２の電力変換手段に直流電力を供給する第３の電力変換手段、および
前記第２の電力変換手段の正側および負側の２つのコンデンサの間で電荷を移動させる第４の電力変換手段を備え、
前記出力電流検手段の瞬時検出値が一定値以上となった場合に、前記充電電流を抑制することにより、前記２つのコンデンサの電圧低下を抑制するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、交流電源の電力を第１の電力変換手段で直流電力に変換し、この変換された直流電力をコンデンサを介して第２の電力変換手段が入力して交流に変換して負荷に交流電力を給電すると共に定常時に前記第１の電力変換手段の出力で蓄電部を充電し、前記第１の電力変換手段の直流出力が無くなった場合に前記蓄電部を電源として前記第２の電力変換手段から前記負荷に給電する無停電電源システムにおいて、負荷電流の瞬時値が所定値を超えるかどうかを検出し、前記瞬時値が前記所定値を超えた場合、前記蓄電部の充電電流を減らす無停電電源システムであり、また、交流電源の電力により蓄電部の充電を行う充電手段、前記交流電源の電力を直流電力に変換する第１の電力変換手段、前記第１の電力変換手段の直流出力を交流電力に変換する第２の電力変換手段、前記第２の電力変換手段の出力電流を検出する出力電流検手段、前記交流電源の異常時に前記蓄電部から蓄電エネルギーを放電し、前記第２の電力変換手段に直流電力を供給する第３の電力変換手段、および前記第２の電力変換手段の正側および負側の２つのコンデンサの間で電荷を移動させる第４の電力変換手段を備え、前記出力電流検手段の瞬時検出値が一定値以上となった場合に、前記充電電流を抑制することにより、前記２つのコンデンサの電圧低下を抑制する無停電電源装置であるので、負荷電流が大きい場合においても充電電流を最大化し、短時間での充電を可能とするとともに出力電圧の歪を抑制できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における無停電電源装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における無停電電源装置の交流電源の電圧が正の時の充電時の動作の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１における無停電電源装置の交流電源の電圧が負の時の充電時の動作の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における無停電電源装置の蓄電部を充電する動作の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１における無停電電源装置の蓄電部による充電時の動作の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１における無停電電源装置の蓄電部による充電時の動作の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１における無停電電源装置のインバータ部第１のコンデンサを充電する動作の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１における無停電電源装置のインバータ部コンデンサとコンバータ部、インバータ部、負極側昇降圧部の電力の入出力の関係を説明するための説明図である。
【図９】従来方式の無停電電源装置の充電電流制御を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における無停電電源装置の負荷電流と充電電流制御の関係を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における無停電電源装置の負荷電流と充電電流制御の関係を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における無停電電源装置の負荷電流と充電電流制御の関係を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態３における負荷電流判定値をゼロとした場合の無停電電源装置の負荷電流と充電電流制御の関係を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
第１図は実施の形態１における無停電電源装置の概略構成を示す図、図２および図３は交流電源１による充電時の動作の説明図、図４は無停電電源装置の蓄電部２３を充電する動作の説明図、図５および図６は無停電電源装置の蓄電部２３による充電時の動作の説明図、図７は無停電電源装置のインバータ部第１のコンデンサ２４ａを充電する動作の説明図である。
【００１０】
図１において、無停電電源装置１０５は、交流電源１の一端と負荷４の一端を接続する共通線と、同極性に直列接続され、この直列接続の接続点が交流電源１の他端に接続された１対の逆流防止用ダイオード２１、２２と、ダイオード２１のカソードに接続され、直流の正極側となる正極側電圧線と、ダイオード２２のアノードに接続され、直流の負極側となる負極側電圧線と、負極側が共通線に接続され、停電時に電力を供給する蓄電部２３と、共通線と正極側電圧線と負極側電圧線とに接続され、直流電力を交流電力に変換するインバータ部２４と、インバータ部２４より交流電源１側で共通線と正極側電圧線と負極側電圧線とに接続され、インバータ部２４の２つのコンデンサ２４ａ、２４ｂの間で電荷を移動させるバランス部２５と、蓄電部２３の正極側と共通線と負極側電圧線とに接続された負極側昇降圧部２６と、交流電源１に並列接続され、交流電源１の交流電力を直流電力に変換するコンバータ部２７と、を有している。
【００１１】
なお、「第１の電力変換手段」はコンバータ部２７、ダイオード２１、２２で、「充電手段」は負極側昇降圧部２６で、「第２の電力変換手段」はインバータ部２４で、「第３の電力変換手段」は負極側昇降圧部２６とコンバータ部２７、ダイオード２１、２２で、「第４の電力変換手段」はバランス部２５である。
【００１２】
交流電源１とコンバータ部２７との間には、交流電源１側に交流電源１と並列接続されるコンデンサ２８と、コンバータ部２７側にコンデンサ２８とフィルタを形成するリアクトル２９と、コンデンサ２８とリアクトル２９の間には交流電源１と蓄電部２３との入力を切換える交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０のａ接点が接続されている。交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０のｂ接点と蓄電部２３の正極の間には、バッテリ運転用スイッチ３１が接続されている。
また、インバータ部２４の出力線には、直列接続されたリアクトル３２と、リアクトル３２の負荷４側には負荷４と並列にコンデンサ３３とが接続されており、リアクトル３２とコンデンサ３３とでフィルタを形成している。
【００１３】
インバータ部２４は、共通線と正極側電圧線との間に接続されるインバータ部第１のコンデンサ２４ａと、共通線と負極側電圧線との間に接続されるインバータ部第２のコンデンサ２４ｂと、コレクタが正極側電圧線に接続されたインバータ部第１の半導体スイッチ２４ｃと、半導体スイッチ２４ｃと逆並列接続されるダイオード２４ｄと、コレクタがインバータ部第１の半導体スイッチ２４ｃのエミッタに接続され、エミッタが負極側電圧線に接続されたインバータ部第２の半導体スイッチ２４ｅと、半導体スイッチ２４ｅと逆並列接続されるダイオード２４ｆとを有している。半導体スイッチ２４ｃと、ダイオード２４ｄと、半導体スイッチ２４ｅと、ダイオード２４ｆとで、第１のコンデンサ２４ａおよび第２のコンデンサ２４ｂからなる直流電源から直流電力を交流電力に変換するインバータを構成する。
【００１４】
バランス部２５は、コレクタが正極側電圧線に接続されたバランス部第１の半導体スイッチ２５ａと、バランス部半導体スイッチ２５ａと逆並列接続されるダイオード２５ｂと、コレクタがバランス部第１の半導体スイッチ２５ａのエミッタに接続され、エミッタが負極側電圧線に接続されたバランス部第２の半導体スイッチ２５ｃと、バランス部半導体スイッチ２５ｃと逆並列接続されるダイオード２５ｄと、一端がバランス部半導体スイッチ２５ａのエミッタおよび半導体スイッチ２５ｃのコレクタに接続され、他端が共通線に接続されるバランス部リアクトル２５ｅとから構成される。
【００１５】
負極側昇降圧部２６は、コレクタが蓄電部２３の正極側に接続された負極側昇降圧部第１の半導体スイッチ２６ａと、負極側昇降圧部半導体スイッチ２６ａと逆並列接続されるダイオード２６ｂと、コレクタが負極側昇降圧部第１の半導体スイッチ２６ａのエミッタに接続され、エミッタが負極側電圧線に接続された負極側昇降圧部第２の半導体スイッチ２６ｄと、負極側昇降圧部半導体スイッチ２６ｄと逆並列接続されるダイオード２６ｅと、一端が負極側昇降圧部半導体スイッチ２６ａのエミッタおよび半導体スイッチ２６ｄのコレクタに接続され、他端が共通線に接続される負極側昇降圧部リアクトル２６ｃとから構成される。
【００１６】
コンバータ部２７は、ダイオードブリッジ２７ａを構成するダイオード２７ａ１、２７ａ２、２７ａ３、２７ａ４と、このダイオードブリッジ２７ａと並列接続されるコンバータ部半導体スイッチ２７ｂとから構成される。
また、無停電電源装置１０５は、インバータ部第１のコンデンサ２４ａの電圧およびインバータ部第２のコンデンサ２４ｂの電圧を検出する電圧検出器３４と、交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０、バッテリ運転用スイッチ３１、コンバータ部半導体スイッチ２７ｂ、インバータ部第１の半導体スイッチ２４ｃ、インバータ部第２の半導体スイッチ２４ｅ、バランス部第１の半導体スイッチ２５ａ、バランス部第２の半導体スイッチ２５ｃ、負極側昇降圧部第１の半導体スイッチ２６ａ、負極側昇降圧部第２の半導体スイッチ２６ｄを制御する制御回路３５と、を備えている。
【００１７】
次に基本動作について説明する。
無停電電源装置１０５は、通常運転時は交流電源１により、停電時には蓄電部２３によりインバータ部第１のコンデンサ２４ａおよびインバータ部第２のコンデンサ２４ｂを充電し、インバータ部第１の半導体スイッチ２４ｃ、ダイオード２４ｄ、インバータ部第２の半導体スイッチ２４ｅ、ダイオード２４ｆからなるインバータで、第１のコンデンサ２４ａ、第２のコンデンサ２４ｂからなる直流電源の直流電力を交流電力に変換し、負荷４に交流電力を供給する。
【００１８】
図２および図３により無停電電源装置における通常運転時のインバータ部コンデンサの充電動作を説明する。
交流電源１の電圧が正の場合、図２（ａ）に示すように、コンバータ部半導体スイッチ２７ｂをオンして、交流電源１→交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０→リアクトル２９→ダイオードブリッジ２７ａのダイオード２７ａ１→コンバータ部半導体スイッチ２７ｂ→ダイオードブリッジ２７ａのダイオード２７ａ４→交流電源１というルートで、リアクトル２９にエネルギーを貯める。
続いて、図２（ｂ）に示すように、コンバータ部半導体スイッチ２７ｂをオフして、リアクトル２９→逆流阻止用第１のダイオード２１→インバータ部第１のコンデンサ２４ａ→交流電源１→交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０→リアクトル２９というルートで、リアクトル２９に貯められたエネルギーをコンバータ部第１のコンデンサ２４ａに充電し、共通線に対し正極側電圧線Ｐを形成する。
【００１９】
交流電源１が負の場合、図３（ａ）に示すように、コンバータ部半導体スイッチ２７ｂをオンして、交流電源１→ダイオードブリッジ２７ａのダイオード２７ａ２→コンバータ部半導体スイッチ２７ｂ→ダイオードブリッジ２７ａのダイオード２７ａ３→リアクトル２９→交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０→交流電源１というルートで、リアクトル２９にエネルギーを貯める。続いて、図３（ｂ）に示すように、コンバータ部半導体スイッチ２７ｂをオフして、リアクトル２９→交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０→交流電源１→インバータ部第２のコンデンサ２４ｂ→逆流阻止用第２のダイオード２２→リアクトル２９というルートで、リアクトル２９に貯められたエネルギーをインバータ部第２のコンデンサ２４ｂに充電し、共通線に対し負極側電圧線Ｎを形成する。
【００２０】
通常運転時における蓄電部の充電動作を図４により説明する。
図４（ａ）に示すように、負極側昇降圧部第２の半導体スイッチ２６ｄをオンして、インバータ部第２のコンデンサ２４ｂ→負極側昇降圧部リアクトル２６ｃ→負極側昇降圧部第２の半導体スイッチ２６ｄ→インバータ部第２のコンデンサ２４ｂというルートで負極側昇降圧部リアクトル２６ｃにエネルギーを貯める。続いて、図４（ｂ）に示すように、負極側昇降圧部第２の半導体スイッチ２６ｄをオフして、負極側昇降圧部リアクトル２６ｃ→負極側昇降圧部第１のダイオード２６ｂ→蓄電部２３→負極側昇降圧部リアクトル２６ｃというルートで、負極側昇降圧部リアクトル２６ｃに貯められたエネルギーを蓄電部２３に充電する。
【００２１】
停電時の蓄電部２３によるインバータ部コンデンサの充電動作を図５、図６により説明する。
停電時は、交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０を接点ｂ側に切換え、バッテリ運転用スイッチ３１を短絡する。
図５（ａ）に示すように、コンバータ部半導体スイッチ２７ｂをオンして、蓄電部２３→バッテリ運転用スイッチ３１→交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０→リアクトル２９→ダイオードブリッジ２７ａのダイオード２７ａ１→コンバータ部半導体スイッチ２７ｂ→ダイオードブリッジ２７ａのダイオード２７ａ４→蓄電部２３というルートでリアクトル２９にエネルギーを貯める。
【００２２】
続いて、図５（ｂ）に示すように、コンバータ部半導体スイッチ２７ｂをオフして、リアクトル２９→逆流阻止用第１のダイオード２１→インバータ部第１のコンデンサ２４ａ→蓄電部２３→バッテリ運転用スイッチ３１→交流電源／バッテリ切換えスイッチ３０→リアクトル２９というルートで、リアクトル２９に貯められたエネルギーを第１のコンデンサ２４ａに充電する。
【００２３】
また、第６図（ａ）に示すように、負極側昇降圧部第１の半導体スイッチ２６ａをオンして、蓄電部２３→負極側昇降圧部第１の半導体スイッチ２６ａ→負極側昇降圧部リアクトル２６ｃ→蓄電部２３というルートで負極側昇降圧部リアクトル２６ｃにエネルギーを貯める。続いて、図６（ｂ）に示すように、負極側昇降圧部第１の半導体スイッチ２６ａをオフして、負極側昇降圧部リアクトル２６ｃ→インバータ部第２のコンデンサ２４ｂ→負極側昇降圧部第２のダイオード２６ｅ→負極側昇降圧部リアクトル２６ｃというルートで、負極側昇降圧部リアクトル２６ｃに貯められたエネルギーをインバータ部第２のコンデンサ２４ｂに充電する。  
【００２４】
また、上述にように充電されたインバータ部第１のコンデンサ２４ａとインバータ部第２のコンデンサ２４ｂの電力を使用して、インバータ部で直流電力から交流電力に変換し、負荷４に交流電力を供給するが、負荷４の不平衡などにより、インバータ部第１のコンデンサ２４ａの電圧とインバータ部第２のコンデンサ２４ｂの電圧とが不平衡になることがある。例えば、インバータ部第２のコンデンサ２４ｂの電圧が高くなった場合には、図７（ａ）に示すように、バランス部第２の半導体スイッチ２５ｃをオンして、インバータ部第２のコンデンサ２４ｂ→バランス部リアクトル２５ｅ→バランス部第２の半導体スイッチ２５ｃ→インバータ部第２のコンデンサ２４ｂというルートでバランス部リアクトル２５ｅにエネルギーを貯める。続いて、図７（ｂ）に示すように、バランス部第２の半導体スイッチ２５ｃをオフして、バランス部リアクトル２５ｅ→バランス部第１のダイオード２５ｂ→インバータ部第１のコンデンサ２４ａ→バランス部リアクトル２５ｅというルートで、バランス部リアクトル２５ｅに貯められたエネルギーをインバータ部第１のコンデンサ２４ａに充電し、両コンデンサ２４ａ、２４ｂの電圧をバランスさせる。
【００２５】
図１、図２〜７、図８〜１０用い、出力電流センサ６の検出値が大きい場合は、２６負極側昇降圧部のスイッチング動作を制御し、図９のように出力電流の超過分に応じてピーク付近の充電を抑制する動作について説明する。
【００２６】
図１０は実施の形態１における充電電流制御を図示したものである。
出力電流センサ６により負荷電流瞬時値をサンプリングし、判定値を超えた場合に以下の算式により負極側昇降圧部２６に対して指示し充電電流を抑制するように制御する。
充電電流指示＝充電電流指示値（一定）−（負荷電流瞬時値−判定値）×比率Ａ
比率Ａは０％〜１００％までの可変値であり、出力電圧センサ１２の検出値や蓄電電圧センサ８ｂの検出値に応じて値を変更できるものとする。
負荷電流瞬時値には、１回のサンプリング値以外にも、過去数回の単純平均値や移動平均値を使用することも可能である。
（実施の形態１の効果）
負荷電流瞬時値が超えた分に応じて充電電流を抑制する機能を設けたことにより、コンデンサ２４ａ、２４ｂからインバータおよび負極側昇降圧部２６に出力される電力の合計値をより一定に制御できるため、コンデンサ２４ａ、２４ｂの電圧を一定に保つことができ出力電圧波形の歪を改善できる。
出力電圧センサ１２と蓄電電圧センサ８ｂを設けたことにより、出力電圧センサ１２の検出値のピークが低い場合や蓄電電圧センサ８bの検出値が低い場合はコンデンサ２４ａ、２４ｂの負担が大きいと判断できるため比率Ａを大きくして充電電流を小さく制御しコンデンサ２４ａ、２４ｂの電圧を維持することにより出力電圧波形の歪を改善できる。
【００２７】
実施の形態２．
図１１は実施の形態２における充電電流制御を図示したものである。
出力電流センサ６により負荷電流瞬時値をサンプリングし、判定値を超えた場合に以下の算式により負極側昇降圧部２６に対して指示し充電電流を抑制するように制御する。
充電電流指示＝充電電流指示値（一定）−  充電電流抑制値（一定）
実施の形態１では、負荷電流瞬時値に追従させて充電電流を制御するが負荷電流が不規則かつ急峻に変化した場合に充電電流制御の応答が困難になるために、充電電流抑制値を一定として充電制御を安定させるものである。
（実施の形態２の効果）
一定値で充電電流を抑制する機能を設けることにより、負荷電流が不規則かつ急峻に変化した場合にも一定の充電電流を制御するため、充電スイッチングが間欠動作となることにより周波数が低下して可聴音発生となることを防止することが可能となる。
【００２８】
実施の形態３．
図１２は実施の形態３における充電電流制御を図示したものである。
図８に示すように蓄電部８への充電はインバータ部コンデンサ２４ｂから電力を供給するため入力電圧位相が正側の場合、まずコンバータ部２７からインバータ部コンデンサ２４ａへ電力供給され、インバータ部コンデンサ２４ａからバランス部によりインバータ部コンデンサ２４ｂへ電力供給されるため、複数の電力変換損失が発生し、電力損失が大きくなる。そのため、図１２のように実施の形態２で説明した充電電流の抑制制御を入力電圧位相が正側の場合のみとすることで実施の形態２の効果に加え電力変換損失を低減できる。
【００２９】
図１３は実施の形態３における負荷電流判定値をゼロとした場合の充電電流制御を図示したものである。この場合負荷電流によらず入力電圧位相が正側の全領域において充電電流を抑制するため大きな充電電流が必要な場合に充電電力変換損失を低減する手段として有効である。
（実施の形態３の効果）
入力電圧位相が正のときに充電電流を一定値抑制し、負のときに充電電流を負側の数倍の一定値に制御する機能を設けることで、入力電圧位相が正のときにコンデンサ２４ｂから出力される電力が減り、コンデンサ２４ｂの電圧が維持されるためバランス部２５の電力変換が少なくでき、損失を低減できる。また、バランス部２５の電力変換が少なくできるためバランス部のスイッチング素子の定格が小さいものが使用可能となり、放熱フィンなどの放熱部品の小型化が可能となる。
【００３０】
本実施の形態１，２，３は、前述の記載から明白なように、次のような特徴を有している。
特徴１：交流電源の電力により蓄電部の充電を行う「充電手段」と、
前記交流電源の電力を直流電力に変換する「第１の電力変換手段」と、
前記「第１の電力変換手段」の出力を交流電力に変換する「第２の電力変換手段」と、
前記「第２の電力変換手段」の出力電圧を検出する「出力電圧検手段」と、
前記「第２の電力変換手段」の出力電流を検出する「出力電流検手段」と、
前記交流電源の異常時に前期蓄電部からエネルギーを放電し、前期「第２の電力変換手段」に直流電力を供給する「第３の電力変換手段」と、
前記「第２の電力変換手段」の正側・負側の２つのコンデンサ間で電荷を移動させる「第４の電力変換手段」とを備え、
前期「出力電流検手段」の瞬時検出値が一定値以上となった場合に、出力電流が一定値を超えた量の一定割合を前期「充電手段」による充電電流を抑制することにより
充電電流が大きい場合においても前記「第２の電力変換手段」の正側・負側の２つのコンデンサの電圧低下を抑制する無停電電源装置である。
特徴２：前記特徴１において、充電電流を抑制する一定割合が可変である特徴１の無停電電源装置である。
特徴３：前記特徴１において、前記「出力電流検手段」の瞬時検出値が一定値以上となった場合に、出力電流が一定値超えた量にかかわらず「充電手段」による充電電流を一定電流分を抑制することにより前記「第２の電力変換手段」の正側・負側の２つのコンデンサの電圧低下を抑制する無停電電源装置である。
特徴４：前記特徴１において、前記「出力電流検手段」の瞬時検出値が一定値以上となった場合に、出力電流が一定値超えた量にかかわらず「充電手段」による充電電流を入力電圧位相が正側の場合のみを一定電流分を抑制することにより前記「第２の電力変換手段」の正側・負側の２つのコンデンサの電圧低下を抑制するとともに前記「第４の電力変換手段」に発生する充電電力変換損失を低減する無停電電源装置である。
特徴５：コンバータ部と、インバータ部と、コンデンサの電圧バランス調整するバランス部と負極側昇降圧部（充電部）を備え、負荷電流の瞬時値が一定以上大きい場合は充電電流を減らし負荷電流と充電電流の瞬時値の合計を抑制するように充電電流を制御する無停電電源装置である。
特徴６：負荷電流と充電電流の瞬時値の合計を抑制する制御とすることでコンデンサから出力電流および出力電力のピークが抑制できるためコンデンサを充電するコンバータの電力ロスが低減できるとともにコンデンサ電圧の瞬時的な低下も抑制できるためインバータ出力波形の歪を低減することが可能な無停電電源装置を提供するものである。
【００３１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１  交流電源、  ４  負荷、  ６  出力電流センサ、
８  蓄電部、  ８ａ  蓄電電流センサ、  ８ｂ  蓄電電圧センサ、
１１  入力電圧センサ、  １２  出力電圧センサ、
２１，２２  逆流防止用ダイオード、  ２４  インバータ部、
２４ａ，２４ｂ  インバータ部コンデンサ、  ２４ｃ  インバータ部第１のスイッチ、
２４ｅ  インバータ部第２のスイッチ、  ２５  バランス部（第４の電力変換手段）、
２５ａ  バランス部第１の半導体スイッチ、
２５ｂ バランス部第２の半導体スイッチ、
２６  負極側昇降圧部（充電手段）、２６ａ 負極側昇降圧部第１の半導体スイッチ、
２６ｄ  負極側昇降圧部第２の半導体スイッチ、
２７  コンバータ部（第１の電力変換手段）、２７ｂ  コンバータ部半導体スイッチ、
３４    電圧検出器、  ３５    制御回路、  １０５    無停電電源装置。
【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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