(57)【要約】【課題】定期的なメンテナンスを不要とし、しかも、省配線を図ることを目的とする。【解決手段】電源ユニット１〜３と無停電電源ユニット４とを、直流出力側コネクタ１７Ｂ−１、１７Ｂ−２と、直流入力側コネクタ１７Ａ−１、１７Ａ−２とで結合し、無停電電源ユニット４の直流バスラインと電源ユニット１〜３の直流出力バスラインとをワンタッチで接続できるようにし、直流バスラインから供給される直流電力を、電気エネルギーとして電解コンデンサ２６に蓄え、電源バックアップ時には、電解コンデンサ２６に蓄えた電気エネルギーを直流バスラインを介して負荷に供給する。【選択図】    図１
2004153890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源ユニットと、無停電電源ユニットとを備え、
前記電源ユニットは、外部からの交流入力を直流出力に変換する電源回路と、前記電源回路からの直流出力を出力する直流出力バスラインと、前記直流出力バスラインに接続された電源ユニット側コネクタとを有し、
前記無停電電源ユニットは、直流バスラインと、バックアップ用コンデンサと、前記直流バスラインを前記電源ユニット側コネクタに接続する無停電電源ユニット側コネクタとを有し、
電源バックアップ時に、前記バックアップ用コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを放出することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記無停電電源ユニットは、前記直流バスラインに並列な充放電回路を備え、
前記充放電回路は、前記直流バスラインの直流を昇圧して前記バックアップ用コンデンサに充電する昇圧回路と、前記バックアップ用コンデンサの充電電圧を降圧する降圧回路と、前記降圧回路側にアノードが接続された状態で前記降圧回路と前記直流バスラインとの間に接続されたダイオードとを含む請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記電源ユニット側コネクタを、直流出力用電源ユニット側コネクタとするとともに、前記無停電電源ユニット側コネクタを、直流入力用無停電電源ユニット側コネクタとし、
前記電源ユニットは、直流入力用電源ユニット側コネクタを有し、該直流入力用電源ユニット側コネクタは、前記直流出力バスラインを、他の電源ユニットの前記直流出力用電源ユニット側コネクタまたは直流出力用無停電電源ユニット側コネクタに接続するものであり、
前記無停電電源ユニットは、前記直流出力用無停電電源ユニット側コネクタを有し、該直流出力用無停電電源ユニット側コネクタは、前記直流バスラインを、他の無停電電源ユニットの前記直流入力用無停電電源ユニット側コネクタまたは前記直流入力用電源ユニット側コネクタに接続するものである請求項１または２記載の電源装置。
【請求項４】
前記電源ユニットは、前記交流が入力される交流入力バスラインと、該交流入力バスラインに接続された交流用電源ユニット側コネクタとを有し、
前記無停電電源ユニットは、その内蔵する交流バスラインと、該交流バスラインの電圧低下を検出する停電検出回路と、前記交流バスラインを前記交流用電源ユニット側コネクタに接続する交流用無停電電源ユニット側コネクタを有する請求項１〜３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記交流用電源ユニット側コネクタを、交流出力用電源ユニット側コネクタとするとともに、前記交流用無停電電源ユニット側コネクタを、交流入力用無停電電源ユニット側コネクタとし、
前記電源ユニットは、交流入力用電源ユニット側コネクタを有し、該交流入力用電源ユニット側コネクタは、前記交流入力バスラインを、他の電源ユニットの前記交流出力用電源ユニット側コネクタまたは交流出力用無停電電源ユニット側コネクタに接続するものであり、
前記無停電電源ユニットは、交流出力用無停電電源ユニット側コネクタを有し、該交流出力用無停電電源ユニット側コネクタは、前記交流バスラインを、他の無停電電源ユニットの前記交流入力用無停電電源ユニット側コネクタまたは前記交流入力用電源ユニット側コネクタに接続するものである請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
前記電源バックアップ時が、停電時およびピーク負荷時である請求項１〜５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】
電源ユニットの直流出力バスラインに接続された電源ユニット側コネクタに結合する無停電電源ユニット側コネクタを備える無停電電源ユニットであって、
前記無停電電源ユニット側コネクタに接続された直流バスラインと、前記両コネクタを介して与えられる直流を電気エネルギーとして蓄えるバックアップ用コンデンサとを備え、
電源バックアップ時に、前記バックアップ用コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを放出することを特徴とする無停電電源ユニット。
【請求項８】
前記電源ユニットの交流入力バスラインに接続された交流用電源ユニット側コネクタに結合する交流用無停電電源ユニット側コネクタを備え、
前記交流用無停電電源ユニット側コネクタに接続された交流バスラインと、前記交流バスラインの電圧低下を検出する停電検出回路と、前記直流バスラインに並列な充放電回路を有し、前記充放電回路は、前記直流バスラインの直流を昇圧して前記バックアップ用コンデンサに充電する昇圧回路と、前記バックアップ用コンデンサの充電電圧を降圧する降圧回路と、前記降圧回路側にアノードが接続された状態で前記降圧回路と前記直流バスラインとの間に接続されたダイオードとを含む請求項７記載の無停電電源ユニット。
【請求項９】
前記電源バックアップ時が、停電時およびピーク負荷時である請求項７または８記載の無停電電源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源ユニットとそれをバックアップする無停電電源ユニット（ＵＰＳ）とを備える電源装置および無停電電源ユニットに関し、更に詳しくは、瞬停対策及びピーク負荷対応として好適な電源装置および無停電電源ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統から供給される電力が停電しても、負荷に電力を供給する無停電電源ユニットとして、バッテリーによるバックアップ回路を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−７８４６０号公報（全頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この無停電電源ユニットの場合、バッテリーの寿命が短い。バッテリーの電解液の確認や交換などの定期的なメンテナンスが必要である。電源ユニットのバックアップに、それらの間の外部配線が必要である。その配線に工数がかかる。本発明は、そのような課題の少なくとも１つを解決するためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源装置は、電源ユニットと、無停電電源ユニットとを備える。
【０００６】
前記電源ユニットは、その内蔵する電源回路で外部から入力される交流を直流に変換して出力する直流出力バスラインと、前記直流出力バスラインに接続された電源ユニット側コネクタとを有する。
【０００７】
前記無停電電源ユニットは、直流バスラインと、バックアップ用コンデンサと、前記直流バスラインを前記電源ユニット側コネクタに接続する無停電電源ユニット側コネクタとを有する。
【０００８】
電源バックアップ時には、前記バックアップ用コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを放出するものである。
【０００９】
バックアップ用コンデンサとしては、例えば、電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどがある。
【００１０】
電源ユニット側コネクタおよび無停電電源ユニット側コネクタは、相互に直接結合する構成であってもよく、あるいは、両ユニット間に、別のコネクタを介して結合する構成であってもよい。両ユニットの両コネクタによって相互の直流のバスラインが接続される。
【００１１】
本発明によると、直流バスラインから供給される直流電力を、電気エネルギーとしてバックアップ用コンデンサに蓄え、交流入力の停電時あるいはピーク負荷時といった電源バックアップ時には、バックアップ用コンデンサに蓄えた電気エネルギーを負荷に供給することができる。このようにバックアップ用コンデンサによって電源のバックアップを行なうので、バッテリーを用いたバックアップのように、バッテリーの電解液の確認や交換などといった定期的なメンテナンスが不要となる。また、電源ユニットと無停電電源ユニットとをその電源ユニット側コネクタと無停電電源ユニット側コネクタとで結合して、無停電電源ユニットの直流バスラインと電源ユニットの直流出力バスラインとをワンタッチで接続できるために、電源ユニットと無停電電源ユニットとの間の配線が不要になり、その分、省工数になる。
【００１２】
本発明の一実施態様においては、前記無停電電源ユニットは、前記直流バスラインに並列な充放電回路を備え、前記充放電回路は、前記直流バスラインの直流を昇圧して前記バックアップ用コンデンサに充電する昇圧回路と、前記バックアップ用コンデンサの充電電圧を降圧する降圧回路と、前記降圧回路側にアノードが接続された状態で前記降圧回路と前記直流バスラインとの間に接続されたダイオードとを含んでいる。
【００１３】
本発明によると、充放電回路は、直流バスラインに並列に接続されているので、この直流バスラインを介してバックアップ用コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを負荷に供給できることになる。この直流バスラインは、無停電電源ユニット側コネクタおよび電源ユニット側コネクタを介して電源ユニットの直流出力バスラインに接続されるので、電源ユニットの直流出力バスラインに接続されている負荷に対して電気エネルギーを供給することができる。また、前記直流バスラインが相互に接続される無停電電源ユニットの台数を増やすことにより、バックアップ時間を長くすることができる。
【００１４】
さらに、昇圧回路で昇圧してバックアップ用コンデンサに電気エネルギーを蓄積するので、少ない実装面積で高密度の電気エネルギーを蓄積できることになり、また、降圧回路で所要の電圧に降圧して、電源バックアップ時にはその電圧を負荷に供給することができる。
【００１５】
さらに、降圧回路の後段には、ダイオードを接続しているので、降圧回路の出力電圧が直流バスラインの電圧よりもダイオードによる電圧降下分だけ低くなり、バックアップ用コンデンサに蓄積された電気エネルギーが直流バスラインに放出されることがなく、また、バックアップ時に直流バスラインの電圧が低下すると、自動的にバックアップ用コンデンサに蓄積された電気エネルギーが直流バスラインに放出されることになる。なお、ダイオード以外の素子、例えば、トランジスタ等を用いてもよい。
【００１６】
本発明の他の実施態様においては、前記電源ユニット側コネクタを、直流出力用電源ユニット側コネクタとするとともに、前記無停電電源ユニット側コネクタを、直流入力用無停電電源ユニット側コネクタとし、前記電源ユニットは、直流入力用電源ユニット側コネクタを有し、該直流入力用電源ユニット側コネクタは、前記直流出力バスラインを、他の電源ユニットの前記直流出力用電源ユニット側コネクタまたは直流出力用無停電電源ユニット側コネクタに接続するものであり、前記無停電電源ユニットは、前記直流出力用無停電電源ユニット側コネクタを有し、該直流出力用無停電電源ユニット側コネクタは、前記直流バスラインを、他の無停電電源ユニットの前記直流入力用無停電電源ユニット側コネクタまたは前記直流入力用電源ユニット側コネクタに接続するものである。
【００１７】
本発明によると、電源ユニットおよび無停電電源ユニットは、直流のバスラインを接続する直流入力用および直流出力用のコネクタをそれぞれ有し、直流入力用のコネクタには、他のユニットの直流出力用のコネクタを接続できるので、電源ユニットおよび無停電電源ユニットを、配線することなく、ワンタッチで増設できることになる。
【００１８】
本発明の好ましい実施態様においては、前記電源ユニットは、前記交流が入力される交流入力バスラインと、該交流入力バスラインに接続された交流用電源ユニット側コネクタとを有し、前記無停電電源ユニットは、その内蔵する交流バスラインと、該交流バスラインの電圧低下を検出する停電検出回路と、前記交流バスラインを前記交流用電源ユニット側コネクタに接続する交流用無停電電源ユニット側コネクタを有するものである。
【００１９】
ここで、交流用無停電電源ユニット側コネクタおよび交流用電源ユニット側コネクタは、相互に直接結合する構成であってもよく、あるいは、両ユニット間に、別のコネクタを介して結合する構成であってもよい。両ユニットの両コネクタによって相互の交流のバスラインが接続される。
【００２０】
本発明によると、無停電電源ユニットでは、電源ユニットの交流入力バスラインに接続される交流バスラインの電圧低下を検出して停電を検出し、それに基づいて所要の動作、例えば、昇圧回路によるバックアップ用コンデンサへの充電を停止させてバックアップ用コンデンサによるバックアップを行なうことが可能となる。また、電源ユニットと無停電電源ユニットとをその交流用電源ユニット側コネクタと交流用無停電電源ユニット側コネクタとで結合して、無停電電源ユニットの交流バスラインと電源ユニットの交流入力バスラインとをワンタッチで接続することができる。
【００２１】
なお、本発明の他の実施態様として、停電を検出したときには、前記昇圧回路の昇圧動作を停止させるのが好ましい。これによって、バックアップ用コンデンサから放出された電気エネルギーが直流バスラインを介して再び昇圧回路に戻ってもバックアップ用コンデンサに充電されることがない。
【００２２】
本発明の他の実施態様においては、前記交流用電源ユニット側コネクタを、交流出力用電源ユニット側コネクタとするとともに、前記交流用無停電電源ユニット側コネクタを、交流入力用無停電電源ユニット側コネクタとし、前記電源ユニットは、交流入力用電源ユニット側コネクタを有し、該交流入力用電源ユニット側コネクタは、前記交流入力バスラインを、他の電源ユニットの前記交流出力用電源ユニット側コネクタまたは交流出力用無停電電源ユニット側コネクタに接続するものであり、前記無停電電源ユニットは、交流出力用無停電電源ユニット側コネクタを有し、該交流出力用無停電電源ユニット側コネクタは、前記交流バスラインを、他の無停電電源ユニットの前記交流入力用無停電電源ユニット側コネクタまたは前記交流入力用電源ユニット側コネクタに接続するものである。
【００２３】
本発明によると、電源ユニットおよび無停電電源ユニットは、交流のバスラインを接続する交流入力用および交流出力用のコネクタをそれぞれ有し、交流入力用のコネクタには、他のユニットの交流出力用のコネクタを接続できるので、電源ユニットおよび無停電電源ユニットを、配線することなく、ワンタッチで増設できることになる。
【００２４】
本発明の無停電電源ユニットは、電源ユニットの直流出力バスラインに接続された電源ユニット側コネクタに結合する無停電電源ユニット側コネクタを備える無停電電源ユニットであって、前記無停電電源ユニット側コネクタに接続された直流バスラインと、前記両コネクタを介して与えられる直流を電気エネルギーとして蓄えるバックアップ用コンデンサとを備え、電源バックアップ時に、前記バックアップ用コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを放出するものである。
【００２５】
本発明によると、直流バスラインから供給される直流電力を、電気エネルギーとしてバックアップ用コンデンサに蓄え、交流入力の停電時あるいはピーク負荷時といった電源バックアップ時には、バックアップ用コンデンサに蓄えた電気エネルギーを負荷に供給するので、バッテリーを用いたバックアップのように、定期的なメンテナンスが不要となる。また、電源ユニットと無停電電源ユニットとをその電源ユニット側コネクタと無停電電源ユニット側コネクタとで結合して、無停電電源ユニットの直流バスラインと電源ユニットの直流出力バスラインとをワンタッチで接続できるために、電源ユニットと無停電電源ユニットとの間の配線が不要になり、その分、省工数になる。
【００２６】
本発明の一実施態様においては、前記電源ユニットの交流入力バスラインに接続された交流用電源ユニット側コネクタに結合する交流用無停電電源ユニット側コネクタを備え、前記交流用無停電電源ユニット側コネクタに接続された交流バスラインと、前記交流バスラインの電圧低下を検出する停電検出回路と、前記直流バスラインに並列な充放電回路を有し、前記充放電回路は、前記直流バスラインの直流を昇圧して前記バックアップ用コンデンサに充電する昇圧回路と、前記バックアップ用コンデンサの充電電圧を降圧する降圧回路と、前記降圧回路側にアノードが接続された状態で前記降圧回路と前記直流バスラインとの間に接続されたダイオードとを含んでいる。
【００２７】
本発明によると、充放電回路は、直流バスラインに並列に接続されているので、この直流バスラインを介してバックアップ用コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを負荷に供給できることになり、この直流バスラインは、無停電電源ユニット側コネクタおよび電源ユニット側コネクタを介して電源ユニットの直流出力バスラインに接続されるので、電源ユニットの直流出力バスラインに接続されている負荷に対して電気エネルギーを供給することができる。また、前記直流バスラインが相互に接続される無停電電源ユニットの台数を増やすことにより、バックアップ時間を長くすることができる。
【００２８】
また、電源ユニットの交流入力バスラインに接続される交流バスラインの電圧低下を検出して停電を検出し、それに基づいて所要の動作、例えば、昇圧回路によるバックアップ用コンデンサへの充電を停止させてバックアップ用コンデンサによるバックアップを行なうことが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る電源装置の実施の形態の構成説明図、図２は同電源装置における電源ユニットの電源回路の構成説明図である。
【００３１】
これらの図において、１は第１の電源ユニット、２は第２の電源ユニット、３は第３の電源ユニット、４は無停電電源ユニット（ＵＰＳ）を示す。
【００３２】
第１ないし第３の電源ユニット１ないし３は、それぞれ、内部にバスラインを備える。第１ないし第３の電源ユニット１ないし３は、互いのバスラインがコネクタで接続されることによりモジュール電源を構成している。このモジュール電源を構成する電源ユニットの数は本実施形態に限定されない。
【００３３】
第１の電源ユニット１は、正面パネル形状が縦長の長方形状をなした直方体形状のケーシング（図示せず）に所要の電源回路用部品を内蔵した、例えば、１００〜２４０ＶＡＣ入力、２４ＶＤＣ出力、２．５Ａ、６０Ｗ出力用のスイッチング電源である。
【００３４】
第１ないし第３の電源ユニット１ないし３は、それぞれ、電源回路９と、交流入力端子５−１，５−２と、直流出力端子６−１，６−２と、交流入力バスライン（Ｖｉｎ＋）、（Ｖｉｎ−）と、直流出力バスライン（Ｖｏ＋）（Ｖｏ−）とを有する。
【００３５】
交流入力端子５−１，５−２は、不図示の正面パネルの上部に配設されて１００〜２４０ＶＡＣの外部商用交流を電源回路９に導く。一方の交流入力端子５−１は、一方の交流入力バスライン（Ｖｉｎ＋）に、また、他方の交流入力端子５−２は、他方の交流入力バスライン（Ｖｉｎ−）に接続されている。直流出力端子６−１，６−２は、正面パネル下部に配設されて２４ＶＤＣを出力する。一方の直流出力端子６−１は、プラス側（＋）に、また、他方の直流出力端子６−２はマイナス側（−）として、一対の直流出力端子構成になっている。
【００３６】
一方の直流出力端子６−１は一方の直流出力バスライン（Ｖｏ＋）に、また、他方の直流出力端子６−２は他方の直流出力バスライン（Ｖｏ−）に接続されている。
【００３７】
電源回路９は、交流入力端子５−１，５−２を介して外部入力される１００〜２４０ＶＡＣの交流を安定化した２４ＶＤＣの出力電圧に変換し、その変換した出力電圧を直流出力端子６−１，６−２に外部出力する。電源回路９は、図２で示すように一例としてスイッチング電源回路の構成を有する。このスイッチング電源回路は、入力電圧整流回路７と入力平滑コンデンサ８Ａとにより外部商用交流を整流して直流電圧を得て、この直流電圧をスイッチング素子１３でスイッチングして高周波パルスに変換し、この高周波パルスを高周波トランス１０で変圧し、高周波整流回路１１及び出力平滑コンデンサ８Ｂで直流に戻して出力電圧として出力する。このスイッチング電源回路はまた、この出力電圧に変動があった場合、制御回路１２で、スイッチング素子１３がスイッチングするときのパルス幅またはスイッチング周波数を変えて定電圧制御を行う。
【００３８】
電源回路９の入力側は交流入力バスライン（Ｖｉｎ＋）、（Ｖｉｎ−）に接続されている。電源回路９の出力側は直流出力バスライン（Ｖｏ＋）（Ｖｏ−）に接続されている。
【００３９】
図１に戻って、第１ないし第３の電源ユニット１ないし３は、一方の側面パネルに、交流入力用電源ユニット側コネクタである交流入力側コネクタ１６Ａ−１、１６Ａ−２と、直流入力用電源ユニット側コネクタである直流入力側コネクタ１７Ａ−１、１７Ａ−２とを有する。第１ないし第３の電源ユニット１ないし３はまた、他方の側面パネルに、交流出力用の電源ユニット側コネクタである交流出力側コネクタ１６Ｂ−１、１６Ｂ−２と、直流出力用の電源ユニット側コネクタである直流出力側コネクタ１７Ｂ−１、１７Ｂ−２とを有する。
【００４０】
交流入力側コネクタ１６Ａ−１、１６Ａ−２と交流出力側コネクタ１６Ｂ−１、１６Ｂ−２とは、互いに、交流入力バスライン（Ｖｉｎ＋）、（Ｖｉｎ−）を介して接続されている。直流入力側コネクタ１７Ａ−１、１７Ａ−２と直流出力側コネクタ１７Ｂ−１、１７Ｂ−２とは、互いに、直流出力バスライン（Ｖｏ＋）（Ｖｏ−）を介して接続されている。
【００４１】
無停電電源ユニット（ＵＰＳ）４は、バックアップ回路２０と、交流入力端子２１−１，２１−２と、直流出力端子２２−１，２２−２と、直流入力用無停電電源ユニット側コネクタである直流入力側コネクタ２３Ａ−１，２３Ａ−２と、直流出力用無停電電源ユニット側コネクタである直流出力側コネクタ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２と、交流入力用無停電電源側コネクタである交流入力側コネクタ２４Ａ−１，２４Ａ−２と、交流出力用無停電電源側コネクタである交流出力側コネクタ２４Ｂ−１，２４Ｂ−２とを備える。
【００４２】
交流入力側コネクタ２４Ａ−１、２４Ａ−２は、第１ないし第３の電源ユニット１ないし３の一対の交流出力側コネクタ１６Ｂ−１、１６Ｂ−２に個別に接続されるとともに、交流出力側コネクタ２４Ｂ−１、２４Ｂ−２に対しては、内蔵する一対の交流バスラインを介して互いに接続されている。
【００４３】
直流入力側コネクタ２３Ａ−１、２３Ａ−２は、第１ないし第３の電源ユニット１ないし３の一対の直流出力側コネクタ１７Ｂ−１、１７Ｂ−２に個別に接続されるととともに、直流出力側コネクタ２３Ｂ−１、２３Ｂ−２に対しては、内蔵する一対の直流バスラインを介して互いに接続されている。
【００４４】
交流入力端子２１−１，２１−２は、内蔵する前記一対の交流バスラインに個別に接続されている。直流出力端子２２−１，２２−２は、内蔵する前記一対の直流バスラインに個別に接続され、負荷２５が接続されている。これによって、直流出力端子２２−１（プラス側＋）は、直流出力バスライン（Ｖｏ＋）に、直流出力端子２２−２（マイナス側−）は直流出力バスライン（Ｖｏ−）に接続されている。
【００４５】
バックアップ回路２０は、前記一対の直流バスラインからの直流を昇圧する昇圧回路２７と、この昇圧回路２７出力を充電するバックアップ用コンデンサである電解コンデンサ２６と、電解コンデンサ２６の充電電圧を降圧する降圧回路２９と、降圧回路２９出力を直流バスラインに出力するダイオード２８とを備える。
【００４６】
第１ないし第３の電源ユニット１ないし３と、無停電電源ユニット（ＵＰＳ）４とは、支持レールである不図示のディンレールなどに装着されていて、例えば、この順序に並列接続されている。
【００４７】
具体的には、第１の電源ユニット１の右隣に第２の電源ユニット２が、第２の電源ユニット２の右隣に第３の電源ユニット３が、第３の電源ユニット３の右隣に無停電電源ユニット（ＵＰＳ）４が配置されている。これによって、第１ないし第３の電源ユニット１ないし３は、それぞれの交流入力側コネクタ１６Ａ−１、１６Ａ−２、交流出力側コネクタ１６Ｂ−１、１６Ｂ−２、直流入力側コネクタ１７Ａ−１、１７Ａ−２  直流出力側コネクタ１７Ｂ−１、１７Ｂ−２を介して互いに接続されている。
【００４８】
第３の電源ユニット３の交流出力側コネクタ１６Ｂ−１、１６Ｂ−２と直流出力側コネクタ１７Ｂ−１、１７Ｂ−２は、それぞれ、無停電電源ユニット（ＵＰＳ）４の交流入力側コネクタ２４Ａ−１、２４Ａ−２、直流入力側コネクタ２３Ａ−１、２３Ａ−２に接続されている。
【００４９】
このようにして第１ないし第３の電源ユニット１ないし３と無停電電源ユニット４それぞれの交流入力バスライン（Ｖｉｎ＋）、（Ｖｉｎ−）と直流出力バスライン（Ｖｏ＋）、（Ｖｏ−）は、上記接続に従い一体化されている。
【００５０】
第１の電源ユニット１の交流入力端子５−１、５−２には外部商用交流電源３９が接続されている。無停電電源ユニット（ＵＰＳ）４の直流出力端子２２−１、２２−２には、負荷２５が接続されている。
【００５１】
図３を参照して無停電電源ユニット４のバックアップ回路２０を説明する。図３において、図１に対応する部分には、同一の参照符号が付されている。
【００５２】
無停電電源ユニット４は、内蔵の直流バスラインＶｏに並列に接続された充放電回路４１を備えている。
【００５３】
充放電回路４１は、第１ないし第３の電源ユニット１ないし３から供給されてくる直流の出力電圧に対して所要のフィルタリング処理をする入力フィルタ３０と、入力フィルタ３０でフィルタリング処理された直流の出力電圧を昇圧する昇圧回路２７と、昇圧回路２７出力を充電する電解コンデンサ２６と、電解コンデンサ２６の充電電圧を降圧する降圧回路（降圧チョッパ）２９と、降圧回路２９出力に対して所要のフィルタリング処理をする出力フィルタ３１と、出力フィルタ３１でフィルタリング処理された直流の出力電圧を直流バスラインＶｏに出力するダイオード２８とを備えている。
【００５４】
入力フィルタ３０の入力側は、電源ユニット１〜３の直流出力バスラインに接続されている直流入力側コネクタ２３Ａ−１、２３Ａ−２に接続されている。出力フィルタ３１の出力側は、ダイオード２８を介して直流バスラインＶｏに接続されている。直流バスラインＶｏは、直流出力側コネクタ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２と直流出力端子２２−１，２２−２それぞれに接続されている。
【００５５】
無停電電源ユニット４はさらに、交流入力の停電を検出して昇圧回路２７の動作を停止させる停電検出手段３２と、電解コンデンサ２６の充電電圧を検出して所定の充電電圧になったときには、昇圧回路２７の動作を停止させて無駄な電力消費を抑制するとともに、充電表示素子３９への表示出力および図示しない出力端子へ信号出力を行なう充電電圧検出回路３３と、過電流から無停電電源ユニット４を保護する過電流保護回路３４と、バックアップ運転が開始された後に、必要な処理が終了してバックアップが不要になったとき、及び、ピーク負荷対応をしない場合に、降圧回路２９の動作を停止させてバックアップを強制的に停止させるバックアップＯＮ／ＯＦＦ回路３８と、入力フィルタ３０から２４ＶＤＣを、ツェナーダイオード５１およびトランジスタ５２によって電圧降下させてＩＣ等の各部に電源を供給するドロッパ回路５０とを備えている。このドロッパ回路５０は、瞬停時等において、数秒間は、各部に電源を供給することができる。
【００５６】
昇圧回路２７は、トランス２７１と、このトランス２７１の一次コイルに直列に接続されたスイッチ素子２７２と、トランス２７１の二次コイルに直列に接続されたダイオード２７３とを備え、スイッチ素子２７２の制御により出力電圧の昇圧を行うものであり、例えば、直流の出力電圧２４Ｖを、直流の出力電圧３００〜４００Ｖに昇圧する。
【００５７】
交流入力の停電を検出する停電検出手段３２は、電源ユニット１〜３の交流入力バスラインに接続されている。停電検出手段３２は、ダイオードブリッジ３５１およびフォトカプラ３５２を備える整流・絶縁回路３５と、整流・絶縁回路３５の出力の低下に基づいて停電を検出する停電検出回路３６と、停電検出回路３６の出力を遅延させて昇圧回路２７に出力する遅延回路３７とを備えている。停電検出手段３２は、交流入力の電圧低下を検出したときには、昇圧回路２７の昇圧動作を停止させる。遅延回路３７は、交流入力の停電・復帰が極めて短いサイクルで繰り返したときに、充放電を頻繁に繰り返すのを阻止して部品の劣化を防止するものであり、所定時間よりも短い交流入力の停電・復帰には、追従しないようにしている。整流・絶縁回路３５は、交流入力があるときには、ＡＣ表示素子４０に対して表示出力を行なうとともに、図示しない出力端子に信号出力を行なう。
【００５８】
降圧回路２９は、リアクトル２９１と、スイッチ素子２９２と、ダイオード２９３とを備え、電解コンデンサ２６の充電電圧を所要の電圧として、例えば、２４ＶＤＣに降圧する。
【００５９】
上記した電源装置の作動を説明する。
【００６０】
第１の電源ユニット１の交流入力端子５−１、５−２から入力された交流は、電源回路９で直流に変換されたうえで、第２の電源ユニット１から第３の電源ユニット３に供給される。その結果、第１ないし電源ユニット１ないし３それぞれの直流出力端子６−１、６−２からは直流の電圧が個別に出力されるとともに、第１ないし第３の電源ユニット１ないし３それぞれの直流出力端子６−１、６−２に負荷２５が接続されたときは、負荷２５に直流の電圧が供給される。
【００６１】
第１の電源ユニット１の電源回路９により交流から変換された直流は、第２の電源ユニット２および第３の電源ユニット３それぞれの直流出力バスライン（Ｖｏ＋）、（Ｖｏ−）を通じて無停電電源ユニット（ＵＰＳ）４の直流入力側コネクタ２３Ａ−１、２３Ａ−２に供給されたうえで、無停電電源ユニット（ＵＰＳ）４内のバックアップ回路２０に供給される。
【００６２】
通常は、無停電電源ユニット（ＵＰＳ）４において直流入力側コネクタ２３Ａ−１、２３Ａ−２に供給された直流の電圧は、直流バスラインＶｏを経て直流出力端子２２−１、２２−２から負荷２５に供給される。一方、直流入力側コネクタ２３Ａ−１、２３Ａ−２に供給された直流の電圧は、入力フィルタ３０を介して昇圧回路２７で昇圧され、電解コンデンサ２６に電気エネルギーとして蓄えられる。
【００６３】
この場合、本実施の形態では、充電電圧検出回路３３を備えており、この充電電圧検出回路３３における検出電圧を、例えば、３００ＶＤＣに設定すると、電解コンデンサ２６の充電電圧が３００ＶＤＣになったときに、この充電電圧検出回路３３は、昇圧回路２７の動作を停止させ、無駄な電力消費を抑制するとともに、上述のように充電表示素子３９への表示出力および図示しない出力端子への信号出力を行なう。
【００６４】
次に、停電（瞬停）した場合は、交流の入力電圧が低下する。この電圧の低下は、停電検出回路３２により検出され、この停電検出回路３２が昇圧回路２７を停止状態にし、また、直流バスラインＶｏの入力電圧が低下する。これによって、降圧回路２９から電気エネルギーが放出され、停電（瞬停）時に対処することができる。
【００６５】
上述のように停電時は、昇圧回路２７の動作は、停止しているので、直流バスラインＶｏに出力された電解コンデンサ２６からの電気エネルギーが直流バスラインＶｏを介して再び昇圧回路２７で昇圧されて電解コンデンサ２６に充電されるといったことがない。
【００６６】
また、電源システムの定格負荷を超えるピーク負荷が発生した場合には、電源ユニットの過電流保護がかかることにより直流バスラインＶｏの入力電圧が低下する。これによって、降圧回路２９から電気エネルギーが放出され、ピーク負荷発生時に対処することができる。
【００６７】
なお、停電によってバックアップ運転が開始され、負荷２５で必要な処理が終了してバックアップが不要になった場合、及び、ピーク負荷対応をしない場合には、上述のバックアップＯＮ／ＯＦＦ回路３８の図示しない一対のバックアップ端子間を、リレーやトランジスタでオープンにすることによってバックアップを強制的に停止できるようになっている。すなわち、バックアップＯＮ／ＯＦＦ回路３８は、前記バックアップ端子間がオープンになると、降圧回路２９の動作を停止させてバックアップを強制的に停止するものである。
【００６８】
このように直流バスラインＶｏに、電解コンデンサ２６に蓄積された電気エネルギーが、降圧回路２９で降圧されて出力されるので、図１のように無停電電源ユニット４に接続されている負荷に限らず、例えば、図４に示されるように、電源ユニット２に接続されている負荷２５に対して直流出力バスライン（Ｖｏ＋）、（Ｖｏ−）を介して供給することができる。
【００６９】
さらに、図５に示されるように、無停電電源ユニット４の台数を増やすことによって、例えば、無停電電源ユニット４を２台にしてバックアップ時間、例えば、０．５ｓｅｃ／２．５Ａを、２倍の１ｓｅｃ／２．５Ａにするといったようにバックアップ時間を容易に長くすることができる。
【００７０】
以上のように電解コンデンサ２６によって、バックアップを行なうので、バッテリーでバックアップを行なう場合のように、バッテリーの電解液の確認や交換などの定期的なメンテナンスが不要となる。
【００７１】
また、電解コンデンサ２６に蓄積した電気エネルギーを、直流バスラインを介して負荷２５に供給するので、直流のバスラインが相互に接続されている電源ユニット１〜３の負荷２５あるいは無停電電源ユニット４の負荷２５に供給することができる。
【００７２】
さらに、電源ユニット１〜３と無停電電源ユニット４とは、電源ユニット側コネクタ１６Ｂ−１，１６Ｂ−２、１７Ｂ−１，１７Ｂ−２と無停電電源ユニット側コネクタ２４Ａ−１，２４Ａ−２、２３Ａ−１，２３Ａ−２とで結合して、バスラインをワンタッチで接続できるために、電源ユニット１〜３と無停電電源ユニット４との間の配線が不要になり、その分省工数になる。また、電源ユニット１〜３および無停電電源ユニット４の増設も簡単に行なえる。
【００７３】
（その他の実施の形態）
本発明の他の実施の形態として、図６に示されるように、無停電電源ユニット４に、出力電圧切換えスイッチ４２を設け、降圧回路２９の動作を切換えることにより、降圧回路２９から出力される電圧を、例えば、５Ｖ、１２Ｖあるいは２４Ｖのいずれかに切換えるようにしてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、バックアップ用コンデンサによって電源のバックアップを行なうので、バッテリーを用いたバックアップのように、バッテリーの電解液の確認や交換などの定期的なメンテナンスが不要となる。また、電源ユニットと無停電電源ユニットとをその電源ユニット側コネクタと無停電電源ユニット側コネクタとで結合して、無停電電源ユニットの直流バスラインと電源ユニットの直流出力バスラインとをワンタッチで接続できるために、電源ユニットと無停電電源ユニットとの間の配線が不要になり、その分、省工数になる。
【００７５】
また、直流バスラインを介してバックアップ用コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを負荷に供給できるので、電源ユニットの直流出力バスラインに接続されている負荷に対して電気エネルギーを供給することができる。また、直流バスラインが相互に接続される無停電電源ユニットの台数を増やすことにより、バックアップ時間を長くすることができる。また、直流バスラインの電圧が低下すると、自動的にバックアップ用コンデンサに蓄積された電気エネルギーが直流バスラインに放出されるため、ピーク負荷にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る電源装置の構成図である。
【図２】図１の電源ユニットの構成図である。
【図３】図１の無停電電源ユニットのブロック図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の電源装置の構成図である。
【図５】本発明の更に他の実施の形態の電源装置の構成図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の無停電電源ユニットのブロック図である。
【符号の説明】
１〜３                    電源ユニット
４                        無停電電源ユニット
５−１，５−２            交流入力端子
６−１，６−２            直流出力端子
１６Ａ−１，１６Ａ−２    交流入力側コネクタ
１６Ｂ−１，１６Ｂ−２    交流出力側コネクタ
１７Ａ−１，１７Ａ−２    直流入力側コネクタ
１７Ｂ−１，１７Ｂ−２    直流出力側コネクタ
２０                      バックアップ回路
２３Ａ−１、２３Ａ−２    直流入力側コネクタ
２３Ｂ−１、２３Ｂ−２    直流出力側コネクタ
２４Ａ−１、２４Ａ−２    交流入力側コネクタ
２４Ｂ−１、２４Ｂ−２    交流出力側コネクタ
２６                      電解コンデンサ
２７                      昇圧回路
２８                      ダイオード
２９                      降圧回路
３２                      停電検出回路
４１                      充放電回路
【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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