(57)【要約】    【課題】  停電直後において、商用電源1からインバータ6による給電に切り換わる際に、インバータ6から負荷8に供給される電圧波形が安定している常時商用給電方式の無停電電源装置を提供する。    【解決手段】  ＵＰＳスイッチ7を切り換えることによって、停電をしていない場合には、商用電源1からの交流電力をそのまま負荷8に供給し、停電時にはインバータ6によって負荷8に交流電力を供給する。停電直後のＵＰＳスイッチ7が商用電源1側からインバータ6側に切り換わるまでの一定の時間は、擬似インバータ回路12による擬似フィードバックによってインバータ6を駆動制御する。そして、ＵＰＳスイッチ7がインバータ6側に切換わった後には、主回路フィードバックによってインバータ6の駆動制御をする。【選択図】          図１
2005312107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
停電をしていない場合には、商用電源からの電力をそのまま負荷に供給し、停電時にはインバータを駆動制御することによって、負荷に交流電力を供給する擬似インバータ回路を用いる常時商用給電方式の無停電電源装置において、
停電直後の一定の時間が経過するまでは、前記擬似インバータ回路による擬似フィードバックによって、前記インバータの駆動制御をし、前記一定の時間が経過した後は、主回路フィードバックによって前記インバータの駆動制御をすることを特徴とする常時商用給電方式の無停電電源装置。
【請求項２】
ＵＰＳスイッチを切り換えることによって、停電をしていない場合には、商用電源からの電力をそのまま負荷に供給し、停電時にはインバータを駆動制御することによって、負荷に交流電力を供給する擬似インバータ回路を用いる常時商用給電方式の無停電電源装置において、
停電直後の前記ＵＰＳスイッチが商用電源側からインバータ側に切り換わるまでの一定の時間が経過するまでは、前記擬似インバータ回路による擬似フィードバックによって前記インバータの駆動制御をし、前記ＵＰＳスイッチが商用電源側からインバータ側に切り換わった後は、主回路フィードバックによって前記インバータの駆動制御をすることを特徴とする常時商用給電方式の無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常時商用給電方式の無停電電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来から使用されている常時商用給電方式の無停電電源装置のブロック図である。すなわち、主に、充電器2、バッテリ4、インバータ6、ＵＰＳスイッチ7、停電検出回路11、疑似インバータ回路12、アナログスイッチ13、比較回路17、インバータの波形を正弦波に保つための制御を行う瞬時制御回路14、電圧検出回路15a,b、基準正弦波回路16、インバータゲート18等により構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
停電をしていない場合には、常時商用給電方式の無停電電源装置では、商用電源1から負荷8に交流電力が供給されている。すなわち、ＵＰＳスイッチ7を商用電源1から負荷8にそのまま給電されるようにセットし、アナログスイッチ13を疑似インバータ回路12からの擬似フィードバック側にセットし、インバータゲート18はＯＦＦとされている。
【０００４】
停電をしていない場合には、基準正弦波回路16からの正弦波は、比較回路17のプラス側に入力される。一方、疑似インバータ回路12からの出力電圧は、電圧検出回路15b、アナログスイッチ13を介して、比較回路17のマイナス側に入力される。これらの２つの波形は、比較回路17で対比されて、瞬時制御回路14によって誤差増幅がされて、疑似インバータ回路12に出力されて、擬似フィードバックがかけられる。なお、図２において、より明確に示すことを目的として、疑似インバータ回路12からのフィードバック出力を擬似フィードバックと記載している。
【０００５】
一方、停電検出回路11は、商用電源1の停電を検出すると、アナログスイッチ13、インバータゲート18、ＵＰＳスイッチ7にその旨を出力する。そして、ＵＰＳスイッチ7をインバータ6側に切り換えるとともに、アナログスイッチ13を擬似インバータ回路側から、インバータ6を有する主回路側に切り換えて、インバータゲート18がＯＮに設定される。
【０００６】
基準正弦波回路16からの正弦波形は、比較回路17のプラス側に入力される。一方、インバータ6からの出力電圧波形は、電圧検出回路15a、アナログスイッチ13を介して、比較回路17のマイナス側に入力される。これらの波形は、比較回路17で対比されて、瞬時制御回路14によって誤差増幅がされて、インバータゲート18を介してインバータ6に出力され、インバータ6からの出力電圧がきれいな正弦波になるように駆動制御がされる。なお、図２において、より明確に示すことを目的として、インバータ6からのフィードバック出力を主回路フィードバックと記載している。
【０００７】
すなわち、瞬時制御回路14は、フィードバックされたインバータ6からの正弦波形が、基準正弦波回路16からの出力波形に対して落ち込んだときは、大きな駆動信号をインバータ6に出力する。一方、フィードバックされたインバータ6からの正弦波形が、基準正弦波回路16からの出力波形に対して高くなった場合には、より小さな駆動信号をインバータ6に出力する。これらの駆動制御によって、インバータ6から安定した出力電圧波形を得ることができる。
【０００８】
【特許文献１】特願２００３−０５０１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、ＵＰＳスイッチ7には、通常のリレー回路が使用されている。したがって、停電検出回路11から、ＵＰＳスイッチ7の切換えを指令する信号を受けてから、実際にリレーの切換えが終了するまでには１０〜１５ｍｓｅｃ程度の遅れが生ずる。
【００１０】
ここで、ＵＰＳスイッチ7のリレーが、商用電源1側からインバータ6側に切り換わる途中は、リレーが空中に浮いている状態になる。そして、この状態ではインバータ6からの出力は、電圧検出回路15a、アナログスイッチ13を介して比較回路17に入力されるため、インバータ6からの出力電圧が低い状況にあると判断されることとなる。したがって、この状況が瞬時制御回路14によって誤差増幅がされるために、インバータゲート18を介して、大きな駆動信号がインバータ6に出力されることになる。その結果、インバータ6の出力電圧波形は、図４に示すように停電直後は一時的にハネ上がり、負荷8に過電圧がかかってしまうという問題点があった。
【００１１】
本発明の目的は、停電直後において、商用電源からインバータによる給電に切り換わる際に、インバータから負荷に供給される出力電圧波形が安定している常時商用給電方式の無停電電源装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係わる常時商用給電方式の無停電電源装置は、停電検出回路とアナログスイッチとの間に切換遅延回路を設けることによって、停電直後は擬似インバータ回路からの擬似フィードバックによってインバータの駆動制御をして、インバータから負荷に供給される電圧波形を安定化させるものである。
【００１３】
すなわち、請求項１の発明は、停電をしていない場合には、商用電源からの電力をそのまま負荷に供給し、停電時にはインバータを駆動制御することによって、負荷に交流電力を供給する擬似インバータ回路を用いる常時商用給電方式の無停電電源装置において、
停電直後の一定の時間が経過するまでは、前記擬似インバータ回路による擬似フィードバックによって、前記インバータの駆動制御をし、前記一定の時間が経過した後は、主回路フィードバックによって前記インバータの駆動制御をすることを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は、ＵＰＳスイッチを切り換えることによって、停電をしていない場合には、商用電源からの電力をそのまま負荷に供給し、停電時にはインバータを駆動制御することによって、負荷に交流電力を供給する擬似インバータ回路を用いる常時商用給電方式の無停電電源装置において、停電直後の前記ＵＰＳスイッチが商用電源側からインバータ側に切り換わるまでの一定の時間が経過するまでは、前記擬似インバータ回路による擬似フィードバックによって前記インバータの駆動制御をし、前記ＵＰＳスイッチが商用電源側からインバータ側に切り換わった後は、主回路フィードバックによって前記インバータの駆動制御をすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明を用いると、停電直後においても負荷に供給される電圧波形が安定している常時商用給電方式の無停電電源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】
【００１６】
１．本発明に係わる無停電電源装置の概要
図１は、本発明に係わる常時商用給電方式の無停電電源装置のブロック図である。停電をしていない場合には、商用電源1からの交流電力をそのまま負荷8に供給し、停電時にはインバータ6を駆動することによって、負荷8に交流電力を供給する擬似インバータ回路12を用いる常時商用給電方式の無停電電源装置である。すなわち、主に、充電器2、バッテリ4、インバータ6、ＵＰＳスイッチ7、停電検出回路11、疑似インバータ回路12、アナログスイッチ13、比較回路17、インバータの波形を正弦波に保つための制御を行う瞬時制御回路14、電圧検出回路15a,b、基準正弦波回路16、インバータゲート18及び切換遅延回路19等により構成されている。
【００１７】
上述したように、停電をしていない場合には、常時商用給電方式の無停電電源装置では、商用電源1から負荷8に交流電力が供給されている。そして、ＵＰＳスイッチ7のリレーを、商用電源1から負荷8にそのまま交流電力が給電されるようにセットし、アナログスイッチ13を疑似インバータ回路12による擬似フィードバック側にセットし、インバータゲート18はＯＦＦの状態とされている。
【００１８】
また、停電をしていない場合には、基準正弦波回路16からの正弦波は、比較回路17のプラス側に入力される。一方、疑似インバータ回路12からの出力電圧は、電圧検出回路15b、アナログスイッチ13を介して、比較回路17のマイナス側に入力される。これらの２つの波形は、比較回路17で対比されて、瞬時制御回路14によって誤差増幅がされて、疑似インバータ回路12に出力されて、擬似フィードバックがかけられる、いわゆる待機運転をしている。
【００１９】
また、インバータ6からの出力電圧の電圧検出回路15aと、疑似インバータ回路12からの電圧検出回路15bの電圧レベルは、同一レベルになるように定数をあらかじめ設定しておく。すなわち、疑似インバータ回路12からのフィードバックされた電圧によっても、インバータゲート18がＯＮとなった場合には、インバータ6から、ほぼ１００Ｖｒｍｓの正弦波形が得られるようにされている。なお、図１において、フィードバック部分をより明確に示すことを目的として、疑似インバータ回路12からのフィードバックされた電圧を、擬似フィードバックと記載している。
２．本発明に係わる無停電電源装置の停電時の初期作動状況
図１において、停電検出回路11は、商用電源1の停電を検出すると、切換遅延回路19、インバータゲート18、ＵＰＳスイッチ7にその旨の信号を出力する。なお、停電検出回路11は、３６００Ｈｚ（２７７μｓｅｃ）で商用電源1を常にサンプリングしており、内蔵する回路の基準正弦波形と比較をする。そして、サンプリングされた商用電源1の電圧波形が、基準正弦波形よりも低い現象が３回連続した場合には停電と判断するようにした。そして、停電検出回路11は、ＵＰＳスイッチ7をインバータ6側に切り換える指令、インバータゲート18がONとなる指令、及び、切換遅延回路19を通してアナログスイッチ13を擬似インバータ回路側から、インバータ6を有する主回路側に切り換える指令を出すようにした。
【００２０】
ここで、本発明に係わる無停電電源装置では、停電検出回路11とアナログスイッチ13との間に、切換遅延回路19を有することを特徴とする。そして、停電検出回路11で商用電源1の停電を検出すると、後述する一定の時間が経過するまではアナログスイッチ13は疑似インバータ回路側のままに保持することができるようにした。すなわち、瞬時制御回路14は、後述する一定の時間が経過するまでは、疑似インバータ回路12からの出力を安定に保つように制御する。なお、前記したように、停電検出回路11からの信号によって、インバータゲート18はすでにＯＮされている。したがって、後述する一定の時間が経過するまでは疑似インバータ回路12からの擬似フィードバックを用いた瞬時制御回路14からの駆動信号によって、インバータゲート18を介してインバータ6を駆動制御することになる（図１、図３）。
【００２１】
なお、上記したように、疑似インバータ回路12のフィードバックされた電圧波形と、インバータ6のフィードバックされた電圧波形とは同じレベルになるように、予め電圧検出回路15a,bの定数を設定してある。したがって、瞬時制御回路14から１００Ｖｒｍｓに相当する駆動信号を、インバータゲート18を介してインバータ6に出力をすれば、インバータ6から１００Ｖｒｍｓの交流電力が負荷8に供給されることになる。
３．本発明に係わる無停電電源装置の停電時の一定時間経過後の作動状況
上述したように、ＵＰＳスイッチ7は、機械的な構造のリレーで構成されているので、商用電源1側からインバータ6側に切り換わる際には、１０〜１５ｍｓｅｃ程度の一定の時間が必要となる。すなわち、停電検出回路11からＵＰＳスイッチ7に停電を伝える信号が入力されても、１０〜１５ｍｓｅｃ程度の一定の時間内では、商用電源1側からインバータ6側へのリレーの切換えが終了しない。
【００２２】
そこで、本発明に係わる無停電電源装置では、停電検出回路11によって停電を検出しても、切換遅延回路19によって、一定の時間として約１５ｍｓｅｃを経過するまでは、アナログスイッチ13を疑似インバータ側から主回路側に切換わらないようにした（図３）。
【００２３】
そして、本発明に係わる無停電電源装置では、停電直後の約１５ｍｓｅｃの間は疑似インバータ回路12による駆動信号でインバータ6が駆動制御され、その後は、インバータ6からのフィードバック信号（主回路フィードバック）を用いて駆動制御がされるようにした。すなわち、停電検出回路11からの信号がＵＰＳスイッチ7に入力してから、一定の時間として約１５ｍｓｅｃの経過をしていれば、ＵＰＳスイッチ7のリレーは商用電源側からインバータ6側に切り換わっているので、主回路フィードバック信号によってインバータ6の駆動制御をすることができるためである。
【００２４】
上述した一定の時間として約１５ｍｓｅｃの経過後は、従来と同様のインバータ6の駆動制御が行われる。すなわち、基準正弦波回路16からの正弦波は、比較回路17のプラス側に入力される。一方、インバータ6からの出力電圧は、電圧検出回路15a、アナログスイッチ13を介して、比較回路17のマイナス側に入力される。これらの波形は、比較回路17で対比されて、瞬時制御回路14によって誤差増幅がされて、インバータゲート18を介してインバータ6に出力され、インバータ6からの出力電圧が正弦波になるように駆動制御される。なお、図１において、このフィードバック部分をより明確に示すことを目的として、インバータ6からのフィードバックを主回路フィードバックと記載している。
【００２５】
フィードバックされたインバータ6からの正弦波形が、基準正弦波回路16からの出力波形に対して落ち込んだときは、瞬時制御回路14は大きな駆動信号をインバータ6に出力する。一方、フィードバックされたインバータ6からの正弦波形が、基準正弦波回路16からの出力波形に対して高くなった場合には、瞬時制御回路14はより小さな駆動信号をインバータ6に出力する。
【００２６】
本発明に係わる常時商用給電方式の無停電電源装置を用いると、図３に示すように、停電直後のＵＰＳスイッチ7が商用電源1側からインバータ6側に切り換わるまでの時間においても、インバータ6からの出力電圧波形の一時的なハネ上がりを除去することができる。したがって、負荷8に対して、過電圧の交流電力を供給することもない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、常時商用給電方式の無停電電源装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係わる常時商用給電方式の無停電電源装置のブロック図である。
【図２】従来の常時商用給電方式の無停電電源装置のブロック図である。
【図３】本発明に係わる無停電電源装置の出力電圧波形の概略図である。
【図４】従来の無停電電源装置の出力電圧波形の概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：商用電源、２：充電器、４：バッテリ、６：インバータ、７：ＵＰＳスイッチ、
８：負荷、１１：停電検出回路、１２：擬似インバータ回路、１３：アナログスイッチ、
１４：瞬時制御回路、１５ａ，ｂ：電圧検出回路、１６：基準正弦波回路、
１７：比較回路、１８：インバータゲート、１９：切換遅延回路
【図１】
2005312107.tif 000003
【図２】
2005312107.tif 000004
【図３】
2005312107.tif 000005
【図４】
2005312107.tif 000006