CN102549879A - 不间断供电电源装置 - Google Patents

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Abstract

在不间断供电电源装置(2)中，即使在停电时间较长而停止向负载(15)进行供电后，也使逆变器(3)持续运转，基于逆变器(3)的输出来生成直流电源电压，利用该直流电源电压来驱动控制电路(13)。因而，在停止向负载(15)进行供电期间重新开始由商用交流电源进行供电的情况下，能利用控制电路(13)来自动重新开始向负载(15)进行供电。

Description

不间断供电电源装置
技术领域
本发明涉及不间断供电电源装置，特别涉及即使在停电时也能向负载进行供电的不间断供电电源装置。
背景技术
以往，作为用于向计算机***等重要负载稳定地提供交流电的电源装置，广泛使用不间断供电电源装置。例如如日本专利特开2001-61238号公报(专利文献1)所示，不间断供电电源装置一般包括：变换器，该变换器将来自商用交流电源的第1交流电转换成直流电；蓄电装置，该蓄电装置储存直流电；以及逆变器，该逆变器将由变换器或蓄电装置所提供的直流电转换成商用频率的第2交流电，并将其提供给负载。
在由商用交流电源提供第1交流电的正常时，变换器将第1交流电转换成直流电，一边对蓄电装置进行充电，一边向逆变器提供直流电。逆变器将直流电转换成第2交流电，并将其提供给负载。在商用交流电源停电的情况下，由蓄电装置向逆变器提供直流电，从而逆变器持续向负载提供第2交流电。
专利文献1：日本专利特开2001-61238号公报
发明内容
但是，在现有的不间断供电电源装置中，在停电时间较长、蓄电装置的输出电压下降至放电终止电压的情况下，整个装置都会停电，从而向负载的供电也会停止。之后，在重新开始由商用交流电源进行供电的情况下，需要通过手动来起动不间断供电电源装置，使用的便利性较差。
因此，本发明的主要目的在于，提供一种不间断供电电源装置，该不间断供电电源装置会在停电后重新开始由商用交流电源进行供电的情况下自动起动。
本发明所涉及的不间断供电电源装置包括：变换器，该变换器将由商用交流电源所提供的第1交流电转换成直流电；逆变器，该逆变器将由变换器或蓄电装置所提供的直流电转换成商用频率的第2交流电；直流电源，该直流电源基于第2交流电来生成直流电源电压；第1开关，该第1开关的一端接受第1交流电，其另一端与负载相连接；第2开关，该第2开关的一端接受第2交流电，其另一端与负载相连接；以及控制电路，该控制电路由直流电源电压来进行驱动。控制电路具有：第1模式，该第1模式使第1开关非导通并使第2开关导通，使变换器和逆变器运转而将第2交流电提供给负载；第2模式，该第2模式使第1开关非导通并使第2开关导通，使变换器停止运转并使逆变器运转而将第2交流电提供给负载；第3模式，该第3模式使第1开关和第2开关都非导通以停止向负载供电，使变换器停止运转并使逆变器运转而将第2交流电提供给直流电源；以及第4模式，该第4模式使第1开关导通并使第2开关非导通而将第1交流电提供给负载。在由商用交流电源提供第1交流电的正常时，控制电路执行第1模式，在停止由商用交流电源提供第1交流电的停电时，控制电路执行第2模式，在停电时蓄电装置的输出电压降低至预先决定的电压的放电结束时，控制电路执行第3模式，在放电结束时重新开始由商用交流电源提供第1交流电的情况下，控制电路在执行完第4模式后执行第1模式。
优选为控制电路还具有第5模式，该第5模式使第1开关和第2开关导通，使变换器和逆变器运转而将第1交流电和第2交流电提供给负载，在放电结束时重新开始由商用交流电源提供第1交流电的情况下，控制电路依次执行第4模式、第5模式、以及第1模式。
另外，优选为还包括第3开关，该第3开关的一端接受第1交流电，其另一端与变换器的输入节点相连接。控制电路在第1模式下使第3开关导通，在第2模式和第3模式下使第3开关非导通。
另外，优选为还包括斩波器，该斩波器选择性地进行将变换器的输出电压进行降压并提供给蓄电装置的第1动作、将蓄电装置的输出电压进行升压并提供给逆变器的第2动作、以及使正电流从蓄电装置流入逆变器的第3动作之中的任意动作。在第1模式下，控制电路使斩波器进行第1动作，在第2模式下，控制电路使斩波器进行第2动作，在第3模式下，控制电路使斩波器进行第3动作。
另外，优选为斩波器包括：电容器，该电容器连接于逆变器的正侧电源节点与负侧电源节点之间；第1开关元件和第2开关元件，该第1开关元件和第2开关元件串联连接于逆变器的正侧电源节点与负侧电源节点之间；第1二极管和第2二极管，该第1二极管和第2二极管分别与第1开关元件和第2开关元件进行反向并联连接；第1电感器，该第1电感器连接于第1二极管的阳极与蓄电装置的正极之间；第2电感器，该第2电感器连接于第2二极管的阳极与蓄电装置的负极之间；以及第3二极管，该第3二极管连接于蓄电装置的正极与逆变器的正侧电源节点之间。在第1动作中，将第2开关元件固定为非导通状态，并使第1开关元件导通/非导通。在第2动作中，将第1开关元件固定为非导通状态，并使第2开关元件导通/非导通。在第3动作中，将第1开关元件和第2开关元件都固定为非导通状态。
另外，优选为斩波器包括：第1电容器，该第1电容器连接于逆变器的正侧电源节点与中间节点之间；第2电容器，该第2电容器连接于中间节点与逆变器的负侧电源节点之间；第1开关元件和第2开关元件，该第1开关元件和第2开关元件串联连接于逆变器的正侧电源节点与中间节点之间；第3开关元件和第4开关元件，该第3开关元件和第4开关元件串联连接于中间节点与逆变器的负侧电源节点之间；第1二极管～第4二极管，该第1二极管～第4二极管分别与第1开关元件～第4开关元件进行反向并联连接；第1电感器，该第1电感器连接于第1二极管的阳极与蓄电装置的正极之间；以及第2电感器，该第2电感器连接于第3二极管的阳极与蓄电装置的负极之间。在第1动作中，将第2开关元件和第3开关元件固定为非导通状态，并使第1开关元件和第4开关元件交替导通。在第2动作中，将第1开关元件和第4开关元件固定为非导通状态，并使第2开关元件和第3开关元件交替导通。在第3动作中，将第1开关元件～第4开关元件都固定为非导通状态。
在本发明所涉及的不间断供电电源装置中，即使在停电时间较长而停止向负载进行供电后，也使逆变器持续运转，基于逆变器的输出来生成直流电源电压，利用该直流电源电压来驱动控制电路。因而，在停止向负载进行供电期间重新开始由商用交流电源进行供电的情况下，能利用控制电路来自动重新开始向负载进行供电。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的不间断供电电源***的结构的电路框图。
图2是表示图1所示的不间断供电电源装置的主要部分的框图。
图3是表示图2所示的斩波器的结构的电路框图。
图4是表示图1所示的控制电路的变换器/逆变器供电模式的电路框图。
图5是表示图1所示的控制电路的电池/逆变器供电模式的电路框图。
图6是表示图1所示的控制电路的直流电源备份模式的电路框图。
图7是表示图1所示的控制电路的旁路供电模式的电路框图。
图8是表示图1所示的控制电路的重叠供电模式的电路框图。
图9是举例示出图1所示的不间断供电电源装置的动作的时序图。
图10是表示实施方式的变更例的电路框图。
具体实施方式
如图1所示，本申请的不间断供电电源***包括断路器B1～B3、电池1、以及不间断供电电源装置2。不间断供电电源装置2包括旁路输入端子T1、交流输入端子T2、电池端子T3、输出端子T4、开关S1～S3、变换器3、斩波器4、逆变器5、电压传感器6～8、14、旁路停电检测电路9、交流输入停电检测电路10、变压器11、直流电源12、以及控制电路13。输出端子T4与负载15相连接。
断路器B 1的一个端子接受来自商用交流电源的交流电，其另一个端子与旁路输入端子T1相连接。断路器B2的一个端子接受来自商用交流电源的交流电，其另一个端子与旁路输入端子T2相连接。断路器B3的一个端子与电池1的正极相连接，其另一个端子与电池端子T3相连接。这里，将断路器B1～B3设为常闭。
开关S1～S3分别由控制电路13来进行控制。开关S1连接于旁路输入端子T1与输出端子T4之间，在旁路供电模式时和重叠供电模式时闭合。开关S2连接于逆变器5的输出节点与输出端子T4之间，在逆变器供电模式时和重叠供电模式时闭合。开关S3连接于交流输入端子T2与变换器3的输入节点之间，在由商用交流电源提供交流电的正常时闭合，在停止由商用交流电源提供交流电的停电时断开。在图1中，示出了开关S2、S3闭合，开关S1断开的状态。
变换器3、斩波器4、以及逆变器5分别由控制电路13来进行控制。在图1中为了简化附图，用一个模块来表示变换器3和斩波器4，但如图2所示，变换器3和斩波器4是分开设置的。返回图1，开关S3、变换器3、逆变器5、以及开关S2串联连接于交流输入端子T2与输出端子T4之间。变换器3将由商用交流电源经由断路器B2、交流输入端子T2、以及开关S3所提供的交流电转换成直流电。
斩波器4连接于电池端子T3与变换器3的输出节点(即逆变器5的输入节点)之间。在由商用交流电源提供交流电的正常时，斩波器4将变换器3的输出电压进行降压并将其提供给电池1。另外，在停止由商用交流电源提供交流电的停电时，斩波器4将电池1的输出电压进行升压并将其提供给逆变器5。另外，在停电时电池1的输出电压降低至放电终止电压的情况下，斩波器4使正电流从电池1经由二极管流向逆变器5。
若详细说明，则如图3所示，斩波器4包括二极管20～23、电感器24、25、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)26、27、以及电容器28、29。电容器28、29串联连接于逆变器5的正侧电源节点5a与负侧电源节点5b之间。IGBT26、27串联连接于逆变器5的正侧电源节点5a与负侧电源节点5b之间。IGBT26、27分别由控制电路13来进行闭合/断开控制。二极管22、23分别与IGBT26、27进行反向并联连接。电池1的正极经由二极管20与逆变器5的正侧电源节点5a相连接，并经由电感器24与IGBT26的源极相连接。电池1的负极经由二极管21，与电池1的正极相连接，并经由电感器25与逆变器5的负侧电源节点5b相连接。
斩波器4选择性地进行降压动作、升压动作、以及整流动作之中的任意一种动作。在整流动作中，将IGBT26、27固定为断开状态，如图2中的虚线所示，电流从电池1的正极经由二极管20、逆变器5、以及电感器25流向电池1的负极，由电池1向逆变器5提供直流电。
在升压动作中，将IGBT26固定为断开状态，并使IGBT27闭合/断开。若使IGBT27闭合，则电流从电池1的正极经由电感器24、IGBT27、以及电感器25流向电池1的负极，将电磁能储存于电感器24、25。若使IGBT27断开，则电流从电池1的正极经由电感器24、二极管22、逆变器5、以及电感器25流向电池1的负极，将电感器24、25的电磁能释放出来。此时，在逆变器5的电源节点5a、5b之间，施加有比电池1的端子间电压要高的电压。
在降压动作中，将IGBT27固定为断开状态，并使IGBT26闭合/断开。利用变换器3的输出电压对电容器28、29进行充电。若将IGBT26闭合，则电流从电容器28的正极沿IGBT26、电感器24、电池1、电感器25、以及电容器29的负极的路径流动，对电池1进行充电，并将电磁能储存于电感器24、25。若将IGBT26断开，则电流沿电感器24、电池1、电感器25、以及二极管23的路径流动，对电池1进行充电，并将电感器24、25的电磁能释放出来。此时，在电池1的端子间，施加有比电容器28、29的端子间电压要低的电压。
在由商用交流电源提供交流电的正常时，控制电路13使斩波器4进行降压动作，在停止由商用交流电源提供交流电的停电时，控制电路13使斩波器4进行升压动作，在停电时电池1的输出电压降低至放电终止电压的情况下，控制电路13使斩波器4进行整流动作。
返回图1，在由商用交流电源提供交流电的正常时，逆变器5将由变换器3所生成的直流电转换成商用频率的交流电。另外，在停电时，逆变器5将由电池1经由斩波器4所提供的直流电转换成商用频率的交流电。将由逆变器5所生成的交流电经由开关S2和输出端子T4提供给负载15，并将其经由变压器11，提供给直流电源12。
另外，虽未图示，但输入端子T1、T2分别与直流电源12相连接。即，将变压器11的输出电压、旁路输入端子T1的电压、以及交流输入端子T2的电压并联提供给直流电源12。直流电源12基于经由变压器11和输入端子T1、T2所提供的交流电，来生成直流电源电压。控制电路13由直流电源12所生成的直流电源电压来进行驱动，对整个不间断供电电源装置进行控制。
电压传感器6检测偏置输入端子T1的电压，将表示检测值的信号提供给旁路停电检测电路9和控制电路13。旁路停电检测电路9基于电压传感器6的输出信号，对是否发生了停电、即是否停止由商用交流电源提供交流电进行判断，并将表示判断结果的信号提供给控制电路13。
电压传感器7检测交流输入端子T2的电压，将表示检测值的信号提供给交流输入停电检测电路10和控制电路13。交流输入停电检测电路10基于电压传感器7的输出信号，对是否发生了停电、即是否停止由商用交流电源提供交流电进行判断，并将表示判断结果的信号提供给控制电路13。
电压传感器8检测电池1的输出电压，将表示检测值的信号提供给控制电路13。电压传感器14检测逆变器5的输出电压，将表示检测值的信号提供给控制电路13。控制电路13基于电压传感器6～8、14、旁路停电检测电路9、以及交流输入停电检测电路10的输出信号，对整个不间断供电电源装置进行控制。
即，控制电路13具有变换器/逆变器供电模式、电池/逆变器供电模式、直流电源备份模式、旁路供电模式、以及重叠运转模式。在变换器/逆变器供电模式下，如图4所示，控制电路13将开关S1断开并将开关S2、S3闭合，使变换器3运转而生成直流电，使斩波器4进行降压动作而对电池1进行充电，使逆变器5运转而生成交流电，并将该交流电提供给负载15。
此时，控制电路13将由电压传感器6、7所检测出的输入交流电压与由电压传感器14所检测到的输出交流电压进行比较，以对变换器3和逆变器5进行控制，使得输入交流电压与输出交流电压的电压值相一致，并使得输入交流电压与输出交流电压的相位相一致。
另外，在电池/逆变器供电模式下，如图5所示，控制电路13将开关S1、S3断开并将开关S2闭合，使变换器3停止运转，使斩波器4进行升压动作而由电池1向逆变器5提供直流电，使逆变器5运转而生成交流电，并将该交流电提供给负载15。
另外，在直流电源备份模式下，如图6所示，控制电路13将开关S1～S3都断开，以停止向负载15进行供电，使变换器3停止运转，使斩波器4进行整流动作而由电池1向逆变器1提供直流电，使逆变器5运转而生成交流电，并将该交流电提供给直流电源12。
另外，在旁路供电模式下，如图7所示，控制电路13将开关S1、S3闭合并将开关S2断开，以将来自商用交流电源的交流电直接提供给负载15；另一方面，使变换器3运转而生成直流电，使斩波器4进行降压动作而对电池1进行充电，使逆变器5运转而生成交流电。
另外，在重叠运转模式下，控制电路13使逆变器供电模式和旁路供电模式并列运转。即，在重叠运转模式下，如图8所示，控制电路13将开关S1～S3都闭合，以将来自商用交流电源的交流电直接提供给负载15，并使变换器3运转而生成直流电，使斩波器4进行降压动作而对电池1进行充电，使逆变器5运转而生成交流电，并将该交流电提供给负载15。
控制电路13基于停电检测电路9、10的输出信号来判断是否发生了停电，并基于电压传感器8的输出信号来判断电池1的输出电压是否已下降至放电终止电压。在未发生停电的正常时，控制电路13执行图4的变换器/逆变器供电模式。在发生了停电的情况下，控制电路13首先执行图5的电池/逆变器供电模式，在电池1的输出电压下降至放电终止电压时，执行图6的直流电源备份模式。另外，在直流电源备份模式时重新开始由商用交流电源提供交流电的情况下，控制电路13依次执行图7的旁路供电模式、图8的重叠运转模式、以及图4的变换器/逆变器供电模式。
图9是举例示出不间断供电电源装置2的动作的时序图。在图9中，在初始状态下，假设由商用交流电源正常地提供交流电。在这种情况下，利用控制电路13来执行变换器/逆变器供电模式，如图4所示，将开关S1断开并将开关S2、S3闭合，使变换器3运转而生成直流电，使逆变器5运转而生成交流电，并将该交流电提供给负载15。在图9中，由于电池1的输出电压VB达到目标电压VT，因此，斩波器4停止。此时，在图3所示的斩波器4中，二极管20处于反偏状态，二极管20中没有电流流过。
若在t0时刻发生停电，则利用控制电路13来执行电池/逆变器供电模式，如图5所示，将开关S1、S3断开并将开关S2闭合，使变换器3停止运转，利用斩波器4来进行升压动作，以由电池1向逆变器5提供直流电，使逆变器5运转而生成交流电，并将该交流电提供给负载15。若由电池1向逆变器5提供直流电，则电池1的输出电压VB以规定速度下降。
在该不间断供电电源***中，从发生停电起到电池1的输出电压VB下降至放电终止电压VE为止，能向负载15提供交流电而使负载15持续运转。此外，在电池1的输出电压VB下降至放电终止电压VE前停电结束的情况下，从电池/逆变器供电模式转移至变换器/逆变器供电模式。
若在t1时刻电池1的输出电压VB下降至放电终止电压VE，则利用控制电路13来执行直流电源备份模式，如图6所示，将开关S1～S3断开以停止向负载15进行供电。另外，停止变换器3的运转，利用斩波器4来进行整流动作，由电池1向逆变器1提供直流电，使逆变器5运转而生成交流电，并将该交流电提供给直流电源12。因而，停电后控制电路13也能继续动作。此外，若停止向负载15进行供电，则由于电池1的输出电流下降，由电池1的内部电阻导致的电压降降低，因此，在t1时刻电池1的输出电压VB会稍微上升。
若在t2时刻重新开始由商用交流电源提供交流电，则利用控制电路13开始旁路供电模式，如图7所示，将开关S1、S3闭合并将开关S2断开，以将来自商用交流电源的交流电直接提供给负载15。另外，在紧接t2时刻的t3时刻，使变换器3重新开始运转而生成直流电，利用斩波器4来进行降压动作而开始对电池1进行充电，并使逆变器5运转而生成交流电。
在t4时刻，利用控制电路13来执行重叠运转模式，如图7和图8所示，除了旁路供电模式以外，还使开关S2闭合。在t5时刻，利用控制电路13来执行变换器/逆变器供电模式，如图4和图8所示，使在重叠运转模式下被闭合的开关S1断开。在t6时刻，若电池1的输出电压VB达到目标电压VT，则斩波器4停止，返回初始状态。此外，在电池1的输出电压下降至比放电终止电压VE要低的运转停止电压的情况下，逆变器5的运转也停止，不间断供电电源装置2停止。
在本实施方式中，在停电时间较长而停止向负载15进行供电后，逆变器5也能持续运转，从而能将逆变器5的输出提供给直流电源12，利用直流电源12来驱动控制电路13。因而，在停止向负载15进行供电期间重新开始由商用交流电源进行供电的情况下，能利用控制电路13来起动不间断供电电源装置2，从而自动重新开始向负载15进行供电。
图10是表示本实施方式的变更例的电路图，是与图3进行对比的图。在图10中，在该变更例中，用斩波器30来替换斩波器4。斩波器30包括电感器31、33、IGBT33～36、二极管37～40、以及电容器41、42。IGBT33～36串联连接于逆变器5的正侧电源节点5a与负侧电源节点5b之间。二极管37～40分别与IGBT33～36进行反向并联连接。电感器31连接于电池1的正极与IGBT33的源极之间。电感器32连接于电池1的负极与IGBT39的源极之间。电容器41、42串联连接于逆变器5的正侧电源节点5a与负侧电源节点5b之间。电容器41、42之间的中间节点N41与IGBT34的源极相连接。
斩波器30选择性地进行降压动作、升压动作、以及整流动作之中的任意一种动作。在整流动作中，将IGBT33～36固定为断开状态，如图10中的虚线所示，使电流从电池1的正极经由电感器31、二极管37、逆变器5、二极管40、以及电感器32流向电池1的负极，由电池1向逆变器5提供直流电。
在升压动作中，使IGBT34、35交替闭合。若使IGBT34闭合并使IGBT33、35、36断开，则电流沿从电池1的正极经由电感器31、IGBT34、电容器42、二极管40、以及电感器32到电池1的负极的路径流动，以对电容器42进行充电。若使IGBT33、34、36断开并使IGBT35闭合，则电流沿从电池1的正极经由电感器31、二极管37、电容器41、IGBT35、以及电感器32到电池1的负极的路径流动，以对电容器41进行充电。此时，在逆变器5的电源节点5a、5b之间，施加有比电池1的端子间电压要高的电压。
在降压动作中，使IGBT33、36交替闭合。若使IGBT33闭合并使IGBT34～36断开，则电流沿从电容器41的正极(节点5a)经由IGBT33、电感器31、电池1、电感器32、以及二极管39到电容器41的负极(节点N41)的路径流动，以对电池1进行充电。若使IGBT36闭合并使IGBT33～35断开，则电流沿从电容器42的正极(节点N41)经由二极管38、电感器31、电池1、电感器32、以及IGBT36到电容器42的负极(节点5b)的路径流动，以对电池1进行充电。此时，在电池1的端子间，施加有比电容器41的正极与电容器42的负极之间的电压要低的电压。该变形例也能获得与实施方式相同的效果。
应该认为这里所揭示的实施方式在所有方面都是举例示出，而不是限制性的。可以认为本发明的范围并不是由上述说明来示出，而是由权利要求的范围来示出，且包含与权利要求的范围同等的含义及范围内的所有变更。
标号说明
B1～B3断路器
T1～T4端子
S1～S3开关
1电池
2不间断供电电源装置
3变换器
4、30斩波器
5逆变器
6～8、14电压传感器
9旁路停电检测电路
10交流输入停电检测电路
11变压器
12直流电源
13控制电路
15负载
20～23、37～40二极管
24、25、31、32电感器
26、27、33～36IGBT
28、29、41、42电容器

Claims (6)

1.一种不间断供电电源装置，其特征在于，包括：
变换器(3)，该变换器(3)将由商用交流电源所提供的第1交流电转换成直流电；
逆变器(5)，该逆变器(5)将由所述变换器(3)或蓄电装置(1)所提供的直流电转换成商用频率的第2交流电；
直流电源(12)，该直流电源(12)基于所述第2交流电来生成直流电源电压；
第1开关(S1)，该第1开关(S1)的一端接受所述第1交流电，其另一端与负载(15)相连接；
第2开关(S2)，该第2开关(S2)的一端接受所述第2交流电，其另一端与所述负载(15)相连接；以及
控制电路(13)，该控制电路(13)由所述直流电源电压来进行驱动，
所述控制电路(13)具有：
第1模式，该第1模式使所述第1开关(S1)非导通并使所述第2开关(S2)导通，使所述变换器(3)和所述逆变器(5)运转而将所述第2交流电提供给所述负载(15)；
第2模式，该第2模式使所述第1开关(S1)非导通并使所述第2开关(S2)导通，使所述变换器(3)停止运转并使所述逆变器(5)运转而将所述第2交流电提供给所述负载(15)；
第3模式，该第3模式使所述第1开关和第2开关(S1、S2)非导通以停止向所述负载(15)供电，使所述变换器(3)停止运转并使所述逆变器(5)运转而将所述第2交流电提供给所述直流电源(12)；以及
第4模式，该第4模式使所述第1开关(S1)导通并使所述第2开关(S2)非导通而将所述第1交流电提供给所述负载，
在由所述商用交流电源提供所述第1交流电的正常时，所述控制电路(13)执行所述第1模式，
在停止由所述商用交流电源提供所述第1交流电的停电时，所述控制电路(13)执行所述第2模式，
在所述停电时所述蓄电装置(1)的输出电压降低至预先决定的电压的放电结束时，所述控制电路(13)执行所述第3模式，
在所述放电结束时重新开始由所述商用交流电源提供所述第1交流电的情况下，所述控制电路(13)在执行完所述第4模式后执行所述第1模式。
2.如权利要求1所述的不间断供电电源装置，其特征在于，
所述控制电路(13)
还具有第5模式，该第5模式使所述第1开关和所述第2开关(S1、S2)导通，使所述变换器(3)和所述逆变器(5)运转而将所述第1交流电和所述第2交流电提供给所述负载(15)，
在所述放电结束时重新开始由所述商用交流电源提供所述第1交流电的情况下，依次执行所述第4模式、所述第5模式、以及所述第1模式。
3.如权利要求1所述的不间断供电电源装置，其特征在于，
所述不间断供电电源装置还包括第3开关(S3)，该第3开关(S3)的一端接受所述第1交流电，其另一端与所述变换器(3)的输入节点相连接，
所述控制电路(13)在所述第1模式下使所述第3开关(S3)导通，在所述第2模式和第3模式下使所述第3开关(S3)非导通。
4.如权利要求1所述的不间断供电电源装置，其特征在于，
所述不间断供电电源装置还包括斩波器(4或30)，该斩波器(4或30)选择性地进行将所述变换器(3)的输出电压进行降压并提供给所述蓄电装置(1)的第1动作、将所述蓄电装置(1)的输出电压进行升压并提供给所述逆变器(5)的第2动作、以及使正电流从所述蓄电装置(1)流入所述逆变器(5)的第3动作之中的任意动作，
在所述第1模式下，所述控制电路(13)使所述斩波器(4或30)进行所述第1动作，在所述第2模式下，所述控制电路(13)使所述斩波器(4或30)进行所述第2动作，在所述第3模式下，所述控制电路(13)使所述斩波器(4或30)进行所述第3动作。
5.如权利要求4所述的不间断供电电源装置，其特征在于，
所述斩波器(4)包括：
电容器(28、29)，该电容器(28、29)连接于所述逆变器(5)的正侧电源节点(5a)与负侧电源节点(5b)之间；
第1开关元件和第2开关元件(26、27)，该第1开关元件和第2开关元件(26、27)串联连接于所述逆变器(5)的正侧电源节点(5a)与负侧电源节点(5b)之间；
第1二极管和第2二极管(22、23)，该第1二极管和第2二极管(22、23)分别与所述第1开关元件和第2开关元件(26、27)进行反向并联连接；
第1电感器(24)，该第1电感器(24)连接于所述第1二极管(22)的阳极与所述蓄电装置(1)的正极之间；
第2电感器(25)，该第2电感器(25)连接于所述第2二极管(23)的阳极与所述蓄电装置(1)的负极之间；以及
第3二极管(20)，该第3二极管(20)连接于所述蓄电装置(1)的正极与所述逆变器(5)的正侧电源节点(5a)之间，
在所述第1动作中，将所述第2开关元件(27)固定为非导通状态，并使所述第1开关元件(26)导通/非导通，
在所述第2动作中，将所述第1开关元件(26)固定为非导通状态，并使所述第2开关元件(27)导通/非导通，
在所述第3动作中，将所述第1开关元件和第2开关元件(26、27)都固定为非导通状态。
6.如权利要求4所述的不间断供电电源装置，其特征在于，
所述斩波器(30)包括：
第1电容器(41)，该第1电容器(41)连接于所述逆变器(5)的正侧电源节点(5a)与中间节点(N41)之间；
第2电容器(42)，该第2电容器(42)连接于所述中间节点(N41)与所述逆变器(5)的负侧电源节点(5b)之间；
第1开关元件和第2开关元件(33、34)，该第1开关元件和第2开关元件(33、34)串联连接于所述逆变器(5)的正侧电源节点(5a)与所述中间节点(N41)之间；
第3开关元件和第4开关元件(35、36)，该第3开关元件和第4开关元件(35、36)串联连接于所述中间节点(N41)与所述逆变器(5)的负侧电源节点(5b)之间；
第1二极管～第4二极管(37～40)，该第1二极管～第4二极管(37～40)分别与所述第1开关元件～第4开关元件(33～36)进行反向并联连接；
第1电感器(31)，该第1电感器(31)连接于所述第1二极管(37)的阳极与所述蓄电装置(1)的正极之间；以及
第2电感器(32)，该第2电感器(32)连接于所述第3二极管(23)的阳极与所述蓄电装置(1)的负极之间，
在所述第1动作中，将所述第2开关元件和第3开关元件(34、35)固定为非导通状态，并使所述第1开关元件和第4开关元件(33、36)交替导通，
在所述第2动作中，将所述第1开关元件和第4开关元件(33、36)固定为非导通状态，并使所述第2开关元件和第3开关元件(34、35)交替导通，
在所述第3动作中，将所述第1开关元件～第4开关元件(33～36)都固定为非导通状态。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106464003A (zh) * 2014-04-04 2017-02-22 施耐德电气It公司 用于快速功率输送模式改变的***和方法
CN107404785A (zh) * 2016-04-27 2017-11-28 松下知识产权经营株式会社 信号发送和接收装置、点亮***、照明器具和照明***
CN111133667A (zh) * 2017-09-27 2020-05-08 东芝三菱电机产业***株式会社 电源装置

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5436537B2 (ja) 2009-03-18 2014-03-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
DE102010003797A1 (de) * 2010-04-09 2011-10-13 Tridonic Ag Modulares LED-Beleuchtungssystem mit Notlichtfunktion
US20120068541A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-22 Eaton Corporation Power supply systems and methods employing a ups interfaced generator
US8896152B2 (en) * 2011-06-30 2014-11-25 Schneider Electric It Corporation Systems and methods for operating an uninterruptible power supply
JP5661576B2 (ja) * 2011-08-09 2015-01-28 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源システム
JP2013061918A (ja) * 2011-09-15 2013-04-04 Renesas Electronics Corp 半導体装置
CN104025402B (zh) * 2012-10-31 2017-03-29 松下知识产权经营株式会社 分电盘以及蓄电池组
KR101418182B1 (ko) * 2012-12-21 2014-07-09 넥스콘 테크놀러지 주식회사 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법
DK3005512T3 (da) 2013-05-29 2019-11-11 Schneider Electric It Corp LPS-arkitektur til UPS-systemer
KR101476337B1 (ko) * 2013-06-21 2014-12-24 강종표 에너지 저장 시스템 및 그 제어 방법
WO2015076819A1 (en) 2013-11-22 2015-05-28 Schneider Electric It Corporation Lps architecture for ups systems
JP6381272B2 (ja) * 2014-05-01 2018-08-29 アズビル株式会社 無停電電源システム及びインタフェース変換装置
JP5905538B2 (ja) * 2014-08-01 2016-04-20 ファナック株式会社 停電発生時における電源系統切替え機能を有する電力変換装置
WO2016103378A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源システム
EP3240139A4 (en) * 2014-12-25 2018-08-15 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Uninterruptible power supply device
JP6585833B2 (ja) * 2016-04-27 2019-10-02 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
DE102017108025A1 (de) * 2016-04-27 2017-11-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Signalsendevorrichtung, Signalempfangsvorrichtung, Leuchtsystem, Beleuchtungseinrichtung, und Beleuchtungssystem
KR102606225B1 (ko) * 2016-07-18 2023-11-23 삼성전자주식회사 전원 공급 시스템
KR102294554B1 (ko) * 2017-05-18 2021-08-26 삼성전자주식회사 무정전 전원 공급 시스템 및 방법
US11309787B2 (en) * 2017-09-26 2022-04-19 MitsubishiI Electric Corporation Power conversion device
TWI658678B (zh) * 2017-12-25 2019-05-01 台達電子工業股份有限公司 不斷電電源供應裝置
KR102587873B1 (ko) * 2018-03-12 2023-10-12 한국전자통신연구원 무순단 전력 공급 장치 및 방법
TWI692184B (zh) * 2019-01-25 2020-04-21 美律實業股份有限公司 電源供應裝置及電源供應方法
JP7278800B2 (ja) * 2019-02-28 2023-05-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力供給システム
CN110994772A (zh) * 2019-06-11 2020-04-10 联正电子(深圳)有限公司 配电***及其控制方法
KR102572374B1 (ko) * 2019-06-25 2023-08-29 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무정전 전원 장치
JP7249561B2 (ja) * 2019-11-21 2023-03-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電システム
GB202002212D0 (en) * 2020-02-18 2020-04-01 Amp Procurement Ltd Actuator and power supply
CN114069817A (zh) * 2020-07-31 2022-02-18 华为数字能源技术有限公司 一种不间断电源、通断控制模块、控制方法及***
CN114069819A (zh) * 2020-08-07 2022-02-18 台达电子工业股份有限公司 具有三阶层切换电路的转换装置及三阶层切换电路的操作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6212338A (ja) * 1985-07-08 1987-01-21 富士電機株式会社 無停電電源装置
CN1273705A (zh) * 1998-08-07 2000-11-15 松下电器产业株式会社 不间断电源装置
JP2008295228A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 昇圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路及びそれを用いたｄｃ−ｄｃコンバータ回路
JP2009124836A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Fuji Electric Systems Co Ltd 無停電電源システムの制御装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02280640A (ja) * 1989-04-20 1990-11-16 Toshiba Corp 無停電電源装置の制御電源回路
JPH02280540A (ja) 1989-04-21 1990-11-16 Sony Corp 変調回路
JPH08154349A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Japan Storage Battery Co Ltd 交流無停電電源装置
JPH11285167A (ja) * 1998-03-27 1999-10-15 Canon Inc 半導体デバイス等の製造装置と製造方法、ならびに電力供給システム
JP2001061238A (ja) 1999-06-15 2001-03-06 Tokyo Gas Co Ltd 電力供給システム
KR20030094496A (ko) * 2002-06-04 2003-12-12 (주)이안테크놀로지 에너지 절약을 위한 오프라인 무정전전원장치
US7456518B2 (en) * 2004-08-31 2008-11-25 American Power Conversion Corporation Method and apparatus for providing uninterruptible power
JP4406655B2 (ja) * 2007-06-28 2010-02-03 日本電信電話株式会社 電源システム
JP5254337B2 (ja) 2008-07-30 2013-08-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
WO2010013322A1 (ja) 2008-07-30 2010-02-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
WO2010021052A1 (ja) 2008-08-22 2010-02-25 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
CA2740765C (en) 2008-10-16 2014-12-30 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion device
JP5248615B2 (ja) * 2009-03-05 2013-07-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
JP5436537B2 (ja) 2009-03-18 2014-03-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
US9013063B2 (en) 2009-04-17 2015-04-21 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Uninterruptible power supply system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6212338A (ja) * 1985-07-08 1987-01-21 富士電機株式会社 無停電電源装置
CN1273705A (zh) * 1998-08-07 2000-11-15 松下电器产业株式会社 不间断电源装置
JP2008295228A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 昇圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路及びそれを用いたｄｃ−ｄｃコンバータ回路
JP2009124836A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Fuji Electric Systems Co Ltd 無停電電源システムの制御装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106464003A (zh) * 2014-04-04 2017-02-22 施耐德电气It公司 用于快速功率输送模式改变的***和方法
CN107404785A (zh) * 2016-04-27 2017-11-28 松下知识产权经营株式会社 信号发送和接收装置、点亮***、照明器具和照明***
CN107404785B (zh) * 2016-04-27 2020-07-24 松下知识产权经营株式会社 信号发送和接收装置、点亮***、照明器具和照明***
CN111133667A (zh) * 2017-09-27 2020-05-08 东芝三菱电机产业***株式会社 电源装置
CN111133667B (zh) * 2017-09-27 2022-08-02 东芝三菱电机产业***株式会社 电源装置

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JP5486604B2 (ja) 2014-05-07
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