(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力を、ＡＣ−ＤＣコンバータにより直流電力に変換してコンデンサに充電し、
そのコンデンサの出力をインバータにより交流電力に変換して負荷へ供給し、
停電時に、蓄電池の出力をＤＣ−ＤＣコンバータを通じて上記コンデンサへ供給する無停電電源装置において、
復電時に、上記コンデンサの電圧を、上記商用電力受電時における上記コンデンサ電圧よりも高い電圧にした後、上記負荷への電力供給を上記蓄電池の電力から商用電力に切替える制御手段が設けられていることを特徴とする無停電電源装置。
【請求項２】
上記蓄電池の電力を供給中は、上記コンデンサの電圧を、商用電力の供給中における上記コンデンサの電圧よりも低く保持する制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、商用電力をＡＣ−ＤＣコンバータにより直流電力に変換してコンデンサに充電し、そのコンデンサの出力をインバータにより交流電力に変換して負荷へ供給し、停電時に蓄電池の出力をＤＣ−ＤＣコンバータを通じて上記コンデンサへ供給する無停電電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の無停電電源装置を図１を参照して説明する。入力端子１１及び１２間に商用電源１３が接続され、入力端子１１及び１２間に入力された商用電力はＡＣ−ＤＣコンバータ１４により直流電力に変換されてコンデンサ１５に対する充電が行われる。このコンデンサ１５に充電された電力はインバータ１６により交流電力に変換されて出力端子１７及び１８を通じて例えばパーソナルコンピュータなどの負荷１９へ供給される。インバータ１６をその出力電圧が一定になるように制御することにより、商用電力が変動しても、一定電圧の電力を負荷１９へ供給することができる。商用電力により充電器２１を通じて蓄電池２２に対して充電が行われる。
【０００３】
商用電力が停電すると、入力端子１１及び１２間に接続された停電復電検出器２３がこれを検出し、その検出出力が制御器２４へ供給され、制御器２４はＡＣ−ＤＣコンバータ１４の動作を停止させると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５を起動し、蓄電池２２の電力をＤＣ−ＤＣコンバータ２５を通じてコンデンサ１５に充電し、この電力がインバータ１６により交流電力とされて負荷１９へ供給される。このようにして商用電力の供給から蓄電池電力の供給へ切替えられる。
商用電力が復電すると、これを停電復電検出器２３が検出し、その検出出力が制御器２４へ入力されて、制御器２４はＤＣ−ＤＣコンバータ２５の動作を停止し、ＡＣ−ＤＣコンバータ１４を起動する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１４及びＤＣ−ＤＣコンバータ２５に対する起動、停止の制御は制御器２４からそれぞれ制御線２６及び２７を通じて行う。
【０００４】
所で停電時にＤＣ−ＤＣコンバータ２５を直ちに起動させるが、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５が正常な動作状態になるのにわずかな時間Ｔ１を必要とし、この間は、コンデンサ１５に充電されている電荷をインバータ１６へ供給して、負荷１９への電力の供給が瞬断されることがないようにされている。また復電時においても、インバータ１６への電力供給をＤＣ−ＤＣコンバータ２５からＡＣ−ＤＣコンバータ１４に切替えて、ＡＣ−ＤＣコンバータ１４が正常な動作状態になるまでのわずかな時間Ｔ２の間、インバータ１６への電力供給が断になる。この間もコンデンサ１５にも充電されている電荷をインバータ１６へ供給して、負荷１９への電力の供給が瞬断されることがないようにされる。これらの点からインバータ１６から例えば１００Ｖ、１０Ａの電力を負荷１９へ供給する場合に、コンデンサ１５の電圧を例えばＶ１＝１９０Ｖ程度にしておき、かつコンデンサ１５の容量もそれ相応のものとしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、復電した直後に再び停電になると、両コンバータ１４，１５から電力供給が断になる時間は、長い場合は復電時の瞬断時間Ｔ２と、停電時の瞬断時間Ｔ１との和の時間Ｔ２＋Ｔ１となる。しかし、従来においては、コンデンサ１５の電圧と容量は停電時の瞬断時間Ｔ１またはＴ２による電力供給の瞬断がないように選定されているため、前述のように瞬断時間がＴ１＋Ｔ２になると、コンデンサ１５からインバータ１６へ十分な電力の供給が行われず、負荷１９への電力供給が瞬断したり、定格以下の電力を供給するおそれがあった。
【０００６】
また、従来においてはコンデンサ１５の電圧を常に一定としていたため、停電時にＤＣ−ＤＣコンバータ２５で多くの電力を消費し、蓄電池からの電力供給時間が短くなるおそれがあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、復電時に、コンデンサの電圧を商用電力受電時におけるコンデンサ電圧よりも高い電圧にした後、負荷への電力供給を蓄電池の電力から、商用電力に切替える制御手段が設けられる。
また、好ましくは、蓄電池の電力を供給中は、コンデンサの電圧を、商用電力の供給中におけるコンデンサの電圧よりも低く保持する制御手段が設けられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態を図１に示す。先に説明した従来技術とは、制御器２４からＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力電圧を制御する制御線３１が設けられている点が異なり、制御器２４の制御動作が異なる。
この実施形態における制御動作の例を図２に示す。制御器２４においては、今商用電力を受電中であるとする。この状態で停電になったか否かをチェックしている（Ｓ１）。なおこの状態においてはコンデンサ１５の電圧は図３に示すようにＶｃ、例えば１９０ＶになるようにＡＣ−ＤＣコンバータ１４から電力を出力している。
【０００９】
停電が検出されると、ＡＣ−ＤＣコンバータ１４に対し動作停止制御の指示を行い（Ｓ２）、これと共にＤＣ−ＤＣコンバータ２５に対し起動指示を行う（Ｓ３）。またコンデンサ１５の電圧がＶｃより小さいが、インバータ１６から定格の電力を負荷１９に供給できる範囲でなるべく低い電圧Ｖｂ、例えば１７０Ｖになるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力電圧を制御線３１を通じて設定する（Ｓ４）。ＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力電圧を制御する場合に、その目標電圧になるべく円滑に、かつ速くなるように、適当な速度でその目標電圧に近づけるのが一般であるが、この場合も、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力電圧が目標値Ｖｂに徐々に近づける。停電から、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力電圧が目標値Ｖｂになるまでの間、コンデンサ１５の電荷により不足分の補充がインバータ１６に対して行われ、停電になってもインバータ１６から定格の出力を出し続ける。
【００１０】
このようにして蓄電池２２の電力がＤＣ−ＤＣコンバータ２５を通じてインバータ１６へ供給する状態になる。この状態において制御器２４は復電になったかをチェックしている（Ｓ５）。復電になるとＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力電圧、つまりコンデンサ１５の電圧が、商用電力受電中の電圧Ｖｃよりも高い電圧Ｖｉ、例えば２１０Ｖになるように制御線３１を通じて制御する（Ｓ６）。つまりＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力電圧の目標値をＶｉとする。この場合も通常の動作と同様に出力電圧をＶｃからＶｉへ徐々に上げてゆく。この電圧Ｖｉの値は、停電時の瞬断時間Ｔ１と復電時の停電時間Ｔ２との和の時間、両コンバータ１４，２５からの電力供給が停止されても、コンデンサ１５からインバータ１６に電力を供給し、インバータ１６から定格電力を出力できるよう選定される。つまりコンデンサ１５に高い電圧を加えることにより、より多くの電荷を蓄え、Ｔ１よりも長い時間Ｔ１＋Ｔ２程度、コンデンサ１５からの電荷によりインバータ１６が定格電力を出力することができるようにされる。
【００１１】
コンデンサ１５の電圧、つまりＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力電圧がほぼ目標値Ｖｉになると（Ｓ７）、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５の動作停止を指示し（Ｓ８）、その後、ＡＣ−ＤＣコンバータ１４を起動してその出力をコンデンサ１５へ供給してステップＳ１に戻る（Ｓ９）。このコンバータの出力切替えが行われると、ＡＣ−ＤＣコンバータ１４の出力に応じて、コンデンサ１５は電圧Ｖｃに徐々になる。
このように構成されているため、復電が検出された後、直ぐ停電になっても、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力からＡＣ−ＤＣコンバータ１４の出力への切替えはコンデンサ１５の電圧がほぼＶｉになった後に行われるため、つまり、コンデンサ１５への電力供給がほぼＴ１＋Ｔ２の間断になってもコンデンサ１５の電荷によりインバータ１６から定格電力を出力し続けることができ、このＴ１＋Ｔ２の間にＤＣ−ＤＣコンバータ２５から電圧Ｖｂの電力をコンデンサ１５へ供給できるようになり、負荷１９には連続して、定格電力が供給される。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば復電時に、商用電力受電中の電圧Ｖｂより高い電圧ＶｉになってからＡＣ−ＤＣコンバータの出力をコンデンサ１５へ供給するようにしているため、復電後、直ぐに停電になっても、負荷へ定格電力を瞬断なく供給し続けることができる。しかも、このようにすることによりコンデンサ１５として容量が比較的小さい小形で安価なものを使用することができる。
またＤＣ−ＤＣコンバータ２５の出力をコンデンサ１５へ供給中はコンデンサ電圧を商用電力受電中よりも低い値Ｖｂとする場合は、それだけインバータ１６における電力消費が少なく、蓄電池２２が、長い停電に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図。
【図２】この発明の実施形態における制御器２４の動作手順の例を示す流れ図。
【図３】この発明を適用した場合のコンデンサ１５の電圧の変化の様子を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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