JP2001008462A - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 起動時に外部負荷に突入電流が流れ込むこと
を防ぐと共に、容量性の外部負荷に、高力率で電力を供
給可能な無停電電源装置を提供する。 【解決手段】 電源装置10は、起動時には、インバー
タ18及びバイパス回路11のうちインバータ18を外
部負荷に接続し、かつ、そのインバータ18を制御回路
19によって出力電圧の実行値が徐々に上昇するように
ソフトスタートさせる。これにより、外部負荷に大きな
突入電流が流れることを防止できる。しかも、インバー
タ18から出力させる交流電圧を台形波にしたから、容
量性の外部負荷が接続されても、無効電流を抑えて力率
を改善することができる。
を防ぐと共に、容量性の外部負荷に、高力率で電力を供
給可能な無停電電源装置を提供する。 【解決手段】 電源装置10は、起動時には、インバー
タ18及びバイパス回路11のうちインバータ18を外
部負荷に接続し、かつ、そのインバータ18を制御回路
19によって出力電圧の実行値が徐々に上昇するように
ソフトスタートさせる。これにより、外部負荷に大きな
突入電流が流れることを防止できる。しかも、インバー
タ18から出力させる交流電圧を台形波にしたから、容
量性の外部負荷が接続されても、無効電流を抑えて力率
を改善することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部交流電源の停
電時にも蓄電池を電源としたインバータにより外部負荷
に連続給電可能な無停電電源装置の改良に関するもので
ある。
電時にも蓄電池を電源としたインバータにより外部負荷
に連続給電可能な無停電電源装置の改良に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の無停電電源装置として、
図6に示した特開平6−105483号公報に掲載され
たものが知られている。同図において、無停電電源装置
は、整流器1、蓄電池2、インバータ3、スイッチ4、
バイパス回路5を備えてなり、無停電電源装置の入力端
子6には商用電源が接続される一方、出力端子7には外
部負荷が接続される。無停電電源装置の起動時には、切
替スイッチ4がバイパス回路5を外部負荷に接続し、商
用電源から出力された交流電圧が直接外部負荷に与えら
れる。そして、インバータ3が正常に立上がりかつ商用
電源と同期状態となってから、スイッチ4が作動して、
バイパス回路5と外部負荷とが切り離されかつインバー
タ3と外部負荷とが接続されて、インバータ3から外部
負荷に電力が供給される。
図6に示した特開平6−105483号公報に掲載され
たものが知られている。同図において、無停電電源装置
は、整流器1、蓄電池2、インバータ3、スイッチ4、
バイパス回路5を備えてなり、無停電電源装置の入力端
子6には商用電源が接続される一方、出力端子7には外
部負荷が接続される。無停電電源装置の起動時には、切
替スイッチ4がバイパス回路5を外部負荷に接続し、商
用電源から出力された交流電圧が直接外部負荷に与えら
れる。そして、インバータ3が正常に立上がりかつ商用
電源と同期状態となってから、スイッチ4が作動して、
バイパス回路5と外部負荷とが切り離されかつインバー
タ3と外部負荷とが接続されて、インバータ3から外部
負荷に電力が供給される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の無停電電源装置では、起動時にバイパス回路5
から外部負荷に大きな突入電流が与えられ得るという問
題があった。また、これとは別の問題として、インバー
タは、出力電圧の波形を正弦波に近づけることを技術課
題として開発されてきたが、容量性の負荷を接続する
と、無効電流が多く流れて力率が低下するという問題が
ある。
た従来の無停電電源装置では、起動時にバイパス回路5
から外部負荷に大きな突入電流が与えられ得るという問
題があった。また、これとは別の問題として、インバー
タは、出力電圧の波形を正弦波に近づけることを技術課
題として開発されてきたが、容量性の負荷を接続する
と、無効電流が多く流れて力率が低下するという問題が
ある。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その第1の目的は、起動時に外部負荷に突入電流が
流れ込むことを防ぐことが可能な無停電電源装置を提供
することであり、第2の目的は、容量性の外部負荷に、
高力率で電力を供給可能な無停電電源装置を提供するこ
とである。
で、その第1の目的は、起動時に外部負荷に突入電流が
流れ込むことを防ぐことが可能な無停電電源装置を提供
することであり、第2の目的は、容量性の外部負荷に、
高力率で電力を供給可能な無停電電源装置を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る無
停電電源装置は、外部交流電源に連なる整流器及び/又
は蓄電池から電力を受けて交流電圧を出力するインバー
タを備えた無停電電源装置において、外部負荷への電力
供給開始時には、インバータから給電すると共に、その
出力電圧の実効値を徐々に上昇させてソフトスタートを
行わせるインバータ制御手段とを備えたところに特徴を
有する。
停電電源装置は、外部交流電源に連なる整流器及び/又
は蓄電池から電力を受けて交流電圧を出力するインバー
タを備えた無停電電源装置において、外部負荷への電力
供給開始時には、インバータから給電すると共に、その
出力電圧の実効値を徐々に上昇させてソフトスタートを
行わせるインバータ制御手段とを備えたところに特徴を
有する。
【0006】請求項2の発明は、請求項1記載のものに
おいて、インバータ制御手段は、インバータの出力電圧
波形を、台形波形とするところに特徴を有する。
おいて、インバータ制御手段は、インバータの出力電圧
波形を、台形波形とするところに特徴を有する。
【0007】請求項3の発明に係る無停電電源装置は、
外部交流電源に連なる整流器及び/又は蓄電池から電力
を受けて交流電圧を出力するインバータを備えた無停電
電源装置において、インバータから出力される交流電圧
波形を台形波形にする台形波生成手段を備えたところに
特徴を有する。
外部交流電源に連なる整流器及び/又は蓄電池から電力
を受けて交流電圧を出力するインバータを備えた無停電
電源装置において、インバータから出力される交流電圧
波形を台形波形にする台形波生成手段を備えたところに
特徴を有する。
【0008】請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれ
かに記載のものにおいて、外部交流電源から受けた交流
電圧を直接又は変圧して出力するバイパス回路と、イン
バータの動作に異常が生じた場合にインバータからの給
電を遮断し、バイパス回路から給電するように出力を切
り替える切り替え手段とを備えたところに特徴を有す
る。
かに記載のものにおいて、外部交流電源から受けた交流
電圧を直接又は変圧して出力するバイパス回路と、イン
バータの動作に異常が生じた場合にインバータからの給
電を遮断し、バイパス回路から給電するように出力を切
り替える切り替え手段とを備えたところに特徴を有す
る。
【発明の作用及び効果】請求項1の無停電電源装置は、
起動時には、インバータ及びバイパス回路のうちインバ
ータから外部負荷に給電し、かつ、そのインバータをイ
ンバータ制御手段によって出力電圧の実効値が徐々に上
昇するようにいわゆるソフトスタートさせているから、
外部負荷に突入電流が流れることを防止できる。
起動時には、インバータ及びバイパス回路のうちインバ
ータから外部負荷に給電し、かつ、そのインバータをイ
ンバータ制御手段によって出力電圧の実効値が徐々に上
昇するようにいわゆるソフトスタートさせているから、
外部負荷に突入電流が流れることを防止できる。
【0009】請求項2及び請求項3の構成によれば、イ
ンバータから出力させる交流電圧波形を台形波にしたか
ら、容量性の負荷が接続されても、無効電流を抑えて力
率を改善することができる。また、この無停電電源装置
は、CATV用伝送路上の増幅器用の無停電電源供給器
として特に好ましく、さらには、増幅器が容量性負荷で
ある場合に特に好ましく、無停電電源の間隔を長くする
場合に適している。
ンバータから出力させる交流電圧波形を台形波にしたか
ら、容量性の負荷が接続されても、無効電流を抑えて力
率を改善することができる。また、この無停電電源装置
は、CATV用伝送路上の増幅器用の無停電電源供給器
として特に好ましく、さらには、増幅器が容量性負荷で
ある場合に特に好ましく、無停電電源の間隔を長くする
場合に適している。
【0010】請求項4の構成によれば、インバータが故
障したような場合等でも、バイパス回路から給電が行わ
れるため、電源としての信頼性を向上させることができ
る。また、バイパス回路を設ける場合には、バイパス回
路からの出力とインバータからの出力との位相が常に揃
うようにするのが好ましい。そのようにすれば、切り替
え時に位相ずれが生じなくなり、切り替え時に改めて位
相を揃える必要がなくなる。さらに、バイパス回路から
の出力とインバータからの出力との位相が常に揃うよう
にするには、インバータ出力の位相を外部交流電源の位
相に揃えると共に、バイパス回路出力の位相を、例えば
外部交流電源から受けた交流電圧を直接又は変圧して出
力することで、外部交流電源の位相に揃えればよい。
障したような場合等でも、バイパス回路から給電が行わ
れるため、電源としての信頼性を向上させることができ
る。また、バイパス回路を設ける場合には、バイパス回
路からの出力とインバータからの出力との位相が常に揃
うようにするのが好ましい。そのようにすれば、切り替
え時に位相ずれが生じなくなり、切り替え時に改めて位
相を揃える必要がなくなる。さらに、バイパス回路から
の出力とインバータからの出力との位相が常に揃うよう
にするには、インバータ出力の位相を外部交流電源の位
相に揃えると共に、バイパス回路出力の位相を、例えば
外部交流電源から受けた交流電圧を直接又は変圧して出
力することで、外部交流電源の位相に揃えればよい。
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態を
図1〜図5を参照しながら説明する。本実施形態の無停
電電源装置10(以下、適宜、「電源装置10」とい
う)に備えた電力ラインL1(図1の太線参照)は、入
力側でバイパス回路11と交流生成回路12とに分岐さ
れている。電力ラインL1の入力端子15には、本発明
の外部交流電源としての商用電源(図示せず)が接続さ
れ、これがバイパス回路11と交流生成回路12との分
岐部分に設けた図示しない変圧用コイルにより、AC1
00Vから例えば60Vに降圧されて両回路11,12
に与えられており、バイパス回路11は、この交流電力
をそのまま出力する。
図1〜図5を参照しながら説明する。本実施形態の無停
電電源装置10(以下、適宜、「電源装置10」とい
う)に備えた電力ラインL1(図1の太線参照)は、入
力側でバイパス回路11と交流生成回路12とに分岐さ
れている。電力ラインL1の入力端子15には、本発明
の外部交流電源としての商用電源(図示せず)が接続さ
れ、これがバイパス回路11と交流生成回路12との分
岐部分に設けた図示しない変圧用コイルにより、AC1
00Vから例えば60Vに降圧されて両回路11,12
に与えられており、バイパス回路11は、この交流電力
をそのまま出力する。
【0011】一方、交流生成回路12は、整流器16と
インバータ18と蓄電池17とを備え、インバータ18
が、整流器16と蓄電池17の少なくとも一方から直流
電力を受けて、これを交流電力に変換して出力する。
インバータ18と蓄電池17とを備え、インバータ18
が、整流器16と蓄電池17の少なくとも一方から直流
電力を受けて、これを交流電力に変換して出力する。
【0012】電源装置10の電力ラインL1の出力側に
は、上記インバータ18の出力とバイパス回路11の出
力とを電源装置10の出力端子14に選択的に接続する
出力切替スイッチ13が設けられている。この出力切替
スイッチ13は、常には、インバータ18を出力端子1
4に接続する一方、後述するようにインバータ18に異
常が検出されたときに、バイパス回路11を出力端子1
4に接続する。
は、上記インバータ18の出力とバイパス回路11の出
力とを電源装置10の出力端子14に選択的に接続する
出力切替スイッチ13が設けられている。この出力切替
スイッチ13は、常には、インバータ18を出力端子1
4に接続する一方、後述するようにインバータ18に異
常が検出されたときに、バイパス回路11を出力端子1
4に接続する。
【0013】出力切替スイッチ13とインバータ18と
は、共に電源装置10に備えた制御回路19によって制
御される。制御回路19は、図2に示すように、PWM
信号生成回路22に、三角波生成回路23と基準波生成
回路21とを連ねて備える。
は、共に電源装置10に備えた制御回路19によって制
御される。制御回路19は、図2に示すように、PWM
信号生成回路22に、三角波生成回路23と基準波生成
回路21とを連ねて備える。
【0014】基準波生成回路21は、図3に詳細が示さ
れており、反転増幅器30を構成するオペアンプ30A
のマイナス入力に、計8個の抵抗31を並列接続すると
共に、これら抵抗31をマルチプレクサ32に接続し
て、抵抗31群のいずれかに選択的にバイアス電圧VC1
が印加される構成としてある。抵抗31群は、例えば、
同図において下から3つ目までの各抵抗31の抵抗値は
下から順に大きくなるように異ならせてあり、残りの5
つの各抵抗31は抵抗値を全て同じにしてある。また、
反転増幅器30の後段には、反転スイッチ回路33が備
えられ、さらにその後段には図示しない平滑用のコンデ
ンサが備えられている。そして、マルチプレクサ32
は、CPU24から与えられた同期パルスをカウントす
るカウント回路34からの計数信号にに基づき抵抗31
群のいずれかを有効化する。
れており、反転増幅器30を構成するオペアンプ30A
のマイナス入力に、計8個の抵抗31を並列接続すると
共に、これら抵抗31をマルチプレクサ32に接続し
て、抵抗31群のいずれかに選択的にバイアス電圧VC1
が印加される構成としてある。抵抗31群は、例えば、
同図において下から3つ目までの各抵抗31の抵抗値は
下から順に大きくなるように異ならせてあり、残りの5
つの各抵抗31は抵抗値を全て同じにしてある。また、
反転増幅器30の後段には、反転スイッチ回路33が備
えられ、さらにその後段には図示しない平滑用のコンデ
ンサが備えられている。そして、マルチプレクサ32
は、CPU24から与えられた同期パルスをカウントす
るカウント回路34からの計数信号にに基づき抵抗31
群のいずれかを有効化する。
【0015】上記CPU24には、商用電源の出力とイ
ンバータ18の出力とが、フェイズコンパレータ25
A,25Bを通してパルス信号として入力されている。
また、上記インバータ18の出力電圧は、ノッチフィル
ター27を通して誤差増幅回路26に取り込まれてい
る。誤差増幅回路26は、図4の下段に示されており、
取り込んだインバータ18の出力電圧と基準電圧Vrfと
の誤差電圧を反転増幅して、前記基準波生成回路21の
バイアス電圧VC1として出力している。
ンバータ18の出力とが、フェイズコンパレータ25
A,25Bを通してパルス信号として入力されている。
また、上記インバータ18の出力電圧は、ノッチフィル
ター27を通して誤差増幅回路26に取り込まれてい
る。誤差増幅回路26は、図4の下段に示されており、
取り込んだインバータ18の出力電圧と基準電圧Vrfと
の誤差電圧を反転増幅して、前記基準波生成回路21の
バイアス電圧VC1として出力している。
【0016】さて、上記誤差増幅回路26の出力側に
は、ソフトスタート回路28が接続されている。ソフト
スタート回路28は、図4の上段に示されており、CP
U24からの信号に基づいて作動するCR積分回路35
の出力をオペアンプ37で非反転増幅している。オペア
ンプ37の出力側には、ダイオードD1のカソードが接
続され、そのダイオードD1のアノードは誤差増幅回路
26の出力に接続されている。
は、ソフトスタート回路28が接続されている。ソフト
スタート回路28は、図4の上段に示されており、CP
U24からの信号に基づいて作動するCR積分回路35
の出力をオペアンプ37で非反転増幅している。オペア
ンプ37の出力側には、ダイオードD1のカソードが接
続され、そのダイオードD1のアノードは誤差増幅回路
26の出力に接続されている。
【0017】また、制御回路19には、インバータ18
の出力と前記PWM信号生成回路22の出力とを取り込
んでインバータ18の異常を検出するインバータ異常検
出回路40が設けられている。インバータ異常検出回路
40は、インバータ18の異常を検出したときには、前
記出力切替スイッチ13を駆動させる。
の出力と前記PWM信号生成回路22の出力とを取り込
んでインバータ18の異常を検出するインバータ異常検
出回路40が設けられている。インバータ異常検出回路
40は、インバータ18の異常を検出したときには、前
記出力切替スイッチ13を駆動させる。
【0018】以下、上記構成からなる電源装置10の動
作について説明する。電源装置10の出力端子14に
は、外部負荷として例えばCATV(ケーブルテレビ)
用のケーブルに沿って所定の間隔に配置された中継増幅
器が接続される。この中継増幅器は、例えばAC60V
入力のスイッチング電源を備え、電源側からみて容量性
負荷となる。また、ここで、電源装置10の出力切替ス
イッチ13は、インバータ18の出力を電源装置10の
出力端子14に接続している。
作について説明する。電源装置10の出力端子14に
は、外部負荷として例えばCATV(ケーブルテレビ)
用のケーブルに沿って所定の間隔に配置された中継増幅
器が接続される。この中継増幅器は、例えばAC60V
入力のスイッチング電源を備え、電源側からみて容量性
負荷となる。また、ここで、電源装置10の出力切替ス
イッチ13は、インバータ18の出力を電源装置10の
出力端子14に接続している。
【0019】電源装置10の起動スイッチをオンする
と、制御回路19と整流器16とが立ち上がる。次い
で、制御回路19が、以下のように動作してインバータ
18を立ち上げる。即ち、制御回路19では、CPU2
4から基準波生成回路21に設けたカウンタ回路34に
同期パルスが送られ、同回路34からの例えば3ビット
の計数信号に基づき、マルチプレクサ32が、図3の下
側のから各抵抗31に順次にバイアス電圧VC1を印加す
るように切り替えを行い、上まで行くと今度は下に向か
って順次に切り替えを行う。ここで、同図の下から3つ
目まで各抵抗31の抵抗値は下から順に大きくなるよう
に異ならせてあり、それ以外の各抵抗31は、同じ抵抗
値となっているから、これら各抵抗31が並列接続され
た反転増幅器30の増幅率は、「段階的に大きくな
り」、「一定期間同じ大きさに保持され」、「段階的に
小さくなる」という順序で変化させられる。そして、こ
れがインバータ18が出力すべき交流の半周期毎に繰り
返される。これにより、反転増幅器30から斜辺が段階
状となった複数の台形を連ねたような波形となる脈流電
圧が出力される。また、カウンタ回路34からはインバ
ータ18が出力すべき交流の半周期毎に、反転スイッチ
回路33に信号が送られて、上記した複数の台形を1つ
おきに反転させ、さらに、これを図示しないコンデンサ
で平滑処理する。これにより、基準波生成回路21か
ら、図5に示すような、ゼロクロス位相の前後で傾斜状
に変化し、それ以外の位相では平坦となる台形の交流電
圧が基準波としてPWM信号生成回路22に出力され
る。
と、制御回路19と整流器16とが立ち上がる。次い
で、制御回路19が、以下のように動作してインバータ
18を立ち上げる。即ち、制御回路19では、CPU2
4から基準波生成回路21に設けたカウンタ回路34に
同期パルスが送られ、同回路34からの例えば3ビット
の計数信号に基づき、マルチプレクサ32が、図3の下
側のから各抵抗31に順次にバイアス電圧VC1を印加す
るように切り替えを行い、上まで行くと今度は下に向か
って順次に切り替えを行う。ここで、同図の下から3つ
目まで各抵抗31の抵抗値は下から順に大きくなるよう
に異ならせてあり、それ以外の各抵抗31は、同じ抵抗
値となっているから、これら各抵抗31が並列接続され
た反転増幅器30の増幅率は、「段階的に大きくな
り」、「一定期間同じ大きさに保持され」、「段階的に
小さくなる」という順序で変化させられる。そして、こ
れがインバータ18が出力すべき交流の半周期毎に繰り
返される。これにより、反転増幅器30から斜辺が段階
状となった複数の台形を連ねたような波形となる脈流電
圧が出力される。また、カウンタ回路34からはインバ
ータ18が出力すべき交流の半周期毎に、反転スイッチ
回路33に信号が送られて、上記した複数の台形を1つ
おきに反転させ、さらに、これを図示しないコンデンサ
で平滑処理する。これにより、基準波生成回路21か
ら、図5に示すような、ゼロクロス位相の前後で傾斜状
に変化し、それ以外の位相では平坦となる台形の交流電
圧が基準波としてPWM信号生成回路22に出力され
る。
【0020】PWM信号生成回路22は、前記基準波と
三角波生成回路23から出力された例えば20KHzの
三角波とから、通常の技術として知られているようにパ
ルス幅変調したドライブ信号を生成し、このドライブ信
号に基づいてインバータ18の主回路に備えたスイッチ
群がオンオフされる。これにより、インバータ18は、
PWM制御され、基準波に対応したPWM波を出力す
る。ここで、このPWM波の実効値は基準波の波高に対
応しており、この基準波の波高は、基準波生成回路21
に印加されるバイアス電圧VC1に対応している。
三角波生成回路23から出力された例えば20KHzの
三角波とから、通常の技術として知られているようにパ
ルス幅変調したドライブ信号を生成し、このドライブ信
号に基づいてインバータ18の主回路に備えたスイッチ
群がオンオフされる。これにより、インバータ18は、
PWM制御され、基準波に対応したPWM波を出力す
る。ここで、このPWM波の実効値は基準波の波高に対
応しており、この基準波の波高は、基準波生成回路21
に印加されるバイアス電圧VC1に対応している。
【0021】さて、本実施形態では、基準波生成回路2
1のバイアス電圧VC1の入力ラインには、図2及び図4
に示すように、ソフトスタート回路28と誤差増幅回路
26と出力ラインを共通に接続されており、以下に詳説
するように、電源装置10の起動時には基準波生成回路
21のバイアス電圧VC1が徐々に昇圧され、定常運転と
なってからは、インバータ18の出力電圧(これに対応
する検出電圧)が基準電圧Vrfと一致するようにバイア
ス電圧VC1がフィードバック制御される。
1のバイアス電圧VC1の入力ラインには、図2及び図4
に示すように、ソフトスタート回路28と誤差増幅回路
26と出力ラインを共通に接続されており、以下に詳説
するように、電源装置10の起動時には基準波生成回路
21のバイアス電圧VC1が徐々に昇圧され、定常運転と
なってからは、インバータ18の出力電圧(これに対応
する検出電圧)が基準電圧Vrfと一致するようにバイア
ス電圧VC1がフィードバック制御される。
【0022】以下、これを電源装置10の起動時から順
に説明する。まず、電源装置10の起動直後には、ソフ
トスタート回路28に設けたトランジスタ36はCPU
24からの信号を受けてオンしている。従って、ソフト
スタート回路28のオペアンプ37の非反転入力端子に
は、電源電圧VCCを抵抗R1,R2で分圧した値が印加
されている。
に説明する。まず、電源装置10の起動直後には、ソフ
トスタート回路28に設けたトランジスタ36はCPU
24からの信号を受けてオンしている。従って、ソフト
スタート回路28のオペアンプ37の非反転入力端子に
は、電源電圧VCCを抵抗R1,R2で分圧した値が印加
されている。
【0023】一方、電源装置10の起動直後はインバー
タ18は動作していないから、誤差増幅回路26の出力
は最大値に向かおうとする。ところが、上記ソフトスタ
ート回路28のオペアンプ37の出力レベルはその最大
値よりも低くなるように抵抗R1,R2等が設定されて
いるから、ダイオードD1が順バイアス状態となってオ
ンし、誤差増幅回路26の出力電圧はソフトスタート回
路28のオペアンプ37の出力電圧にほぼ等しくなるよ
うに抑えられる。したがって、基準波生成回路21に
は、ソフトスタート回路28の抵抗R1,R2で決まる
初期電圧がバイアス電圧VC1として与えられている。
タ18は動作していないから、誤差増幅回路26の出力
は最大値に向かおうとする。ところが、上記ソフトスタ
ート回路28のオペアンプ37の出力レベルはその最大
値よりも低くなるように抵抗R1,R2等が設定されて
いるから、ダイオードD1が順バイアス状態となってオ
ンし、誤差増幅回路26の出力電圧はソフトスタート回
路28のオペアンプ37の出力電圧にほぼ等しくなるよ
うに抑えられる。したがって、基準波生成回路21に
は、ソフトスタート回路28の抵抗R1,R2で決まる
初期電圧がバイアス電圧VC1として与えられている。
【0024】この後、負荷への電力供給開始操作がされ
たとする。すると、CPU24から同期パルスが出力さ
れてPWM信号の生成が開始されてインバータ18が動
作を始めるとともに、CPU24からの信号によってト
ランジスタ36がオフされる。この時点で、基準波生成
回路21に与えられているバイアス電圧VC1は初期電圧
であって低いから、PWM信号発生回路22に与えられ
る基準波としては、例えば図5の波形図aに示すような
波高値が低い台形波となっており、したがってインバー
タ18が出力する交流電圧の実効値は低いものとなる。
たとする。すると、CPU24から同期パルスが出力さ
れてPWM信号の生成が開始されてインバータ18が動
作を始めるとともに、CPU24からの信号によってト
ランジスタ36がオフされる。この時点で、基準波生成
回路21に与えられているバイアス電圧VC1は初期電圧
であって低いから、PWM信号発生回路22に与えられ
る基準波としては、例えば図5の波形図aに示すような
波高値が低い台形波となっており、したがってインバー
タ18が出力する交流電圧の実効値は低いものとなる。
【0025】また、トランジスタ36がオンした後は、
コンデンサC1が電源電圧VCCに向かって充電されて端
子電圧を上昇させることになるから、ソフトスタート回
路28のオペアンプ37の出力電圧も徐々に上昇する。
このため、基準波生成回路21に与えられるバイアス電
圧VC1も徐々に上昇し、これにより、基準波生成回路2
1から出力される基準波の波高値も徐々に高くなってイ
ンバータ18の出力電圧の実効値が徐々に上昇する。
コンデンサC1が電源電圧VCCに向かって充電されて端
子電圧を上昇させることになるから、ソフトスタート回
路28のオペアンプ37の出力電圧も徐々に上昇する。
このため、基準波生成回路21に与えられるバイアス電
圧VC1も徐々に上昇し、これにより、基準波生成回路2
1から出力される基準波の波高値も徐々に高くなってイ
ンバータ18の出力電圧の実効値が徐々に上昇する。
【0026】ソフトスタート回路28のオペアンプ37
の出力電圧がさらに上昇して、ある値を越えると、ダイ
オードD1が逆バイアス状態となってオフする。この状
態では、誤差増幅回路26の出力電圧が、そのままバイ
アス電圧VC1として基準波生成回路21に与えられ、イ
ンバータ18のソフトスタートが完了して定常運転とな
る。
の出力電圧がさらに上昇して、ある値を越えると、ダイ
オードD1が逆バイアス状態となってオフする。この状
態では、誤差増幅回路26の出力電圧が、そのままバイ
アス電圧VC1として基準波生成回路21に与えられ、イ
ンバータ18のソフトスタートが完了して定常運転とな
る。
【0027】定常運転になると、前述したように、イン
バータ18の出力電圧と基準電圧Vrfとの誤差に基づい
て、バイアス電圧VC1がフィードバック制御される。具
体的には、例えばインバータ18の出力電圧の実効が目
標の値より低下したときには、これが誤差増幅回路26
で反転増幅されて、バイアス電圧VC1が引き上げられ、
インバータ18の出力電圧の実効値が目標の値まで上昇
される。
バータ18の出力電圧と基準電圧Vrfとの誤差に基づい
て、バイアス電圧VC1がフィードバック制御される。具
体的には、例えばインバータ18の出力電圧の実効が目
標の値より低下したときには、これが誤差増幅回路26
で反転増幅されて、バイアス電圧VC1が引き上げられ、
インバータ18の出力電圧の実効値が目標の値まで上昇
される。
【0028】一方、インバータ18の出力は、フェイズ
コンパレータ25Bを通してパルス信号としてCPU2
4に取り込まれる。CPU24は、やはりフェイズコン
パレータ25Aを通してパルス信号として取り込んだ商
用電源の出力と、前記インバータの出力とに位相差が生
じないように、前記基準波生成回路21のマルチプレク
サ32に同期パルスを出力する。これにより、商用電源
と同期した基準波が基準波生成回路21から出力され
て、インバータ18の出力電圧が商用電源電圧と同位相
となる。
コンパレータ25Bを通してパルス信号としてCPU2
4に取り込まれる。CPU24は、やはりフェイズコン
パレータ25Aを通してパルス信号として取り込んだ商
用電源の出力と、前記インバータの出力とに位相差が生
じないように、前記基準波生成回路21のマルチプレク
サ32に同期パルスを出力する。これにより、商用電源
と同期した基準波が基準波生成回路21から出力され
て、インバータ18の出力電圧が商用電源電圧と同位相
となる。
【0029】ところで、本実施形態の電源装置10は、
通常は、整流器16からの電力で蓄電池17を充電しつ
つ、インバータ18を運転して負荷であるCATV用の
中継増幅器に電力を供給する。ここで、本実施形態で
は、上記したようにインバータ18から出力させる交流
電圧波形が台形波となるように制御しているから、負荷
が容量性であるという事情があっても、無効電流を抑え
て力率を改善することができる。
通常は、整流器16からの電力で蓄電池17を充電しつ
つ、インバータ18を運転して負荷であるCATV用の
中継増幅器に電力を供給する。ここで、本実施形態で
は、上記したようにインバータ18から出力させる交流
電圧波形が台形波となるように制御しているから、負荷
が容量性であるという事情があっても、無効電流を抑え
て力率を改善することができる。
【0030】インバータ18に異常が発生した場合、制
御回路19に備えたインバータ異常検出回路40がイン
バータ18の出力電圧の変化から異常を検出し、出力切
替スイッチ13を駆動させて、インバータ18を中継増
幅器から切り離し、かつ、バイパス回路11を中継増幅
器に接続する。このとき、インバータ18は商用電源に
同期させてあるから、突入電流が流れ込むことなく切り
替え動作が行われる。
御回路19に備えたインバータ異常検出回路40がイン
バータ18の出力電圧の変化から異常を検出し、出力切
替スイッチ13を駆動させて、インバータ18を中継増
幅器から切り離し、かつ、バイパス回路11を中継増幅
器に接続する。このとき、インバータ18は商用電源に
同期させてあるから、突入電流が流れ込むことなく切り
替え動作が行われる。
【0031】このように本実施形態の電源装置10で
は、起動時には、インバータ18及びバイパス回路11
のうちインバータ18を外部負荷(CATV用の中継増
幅器)に接続し、かつ、インバータ18を制御回路19
によって出力電圧の実効値が徐々に上昇するようにいわ
ゆるソフトスタートされるから、大きな突入電流が流れ
ることを防止できる。しかも、インバータ18から出力
させる交流電圧を台形波としたから、CATVの中継増
幅器のような容量性の負荷を接続した場合でも、無効電
流を抑えることができ、交流電圧を正弦波にして電力供
給するものに比べて力率を改善できる。
は、起動時には、インバータ18及びバイパス回路11
のうちインバータ18を外部負荷(CATV用の中継増
幅器)に接続し、かつ、インバータ18を制御回路19
によって出力電圧の実効値が徐々に上昇するようにいわ
ゆるソフトスタートされるから、大きな突入電流が流れ
ることを防止できる。しかも、インバータ18から出力
させる交流電圧を台形波としたから、CATVの中継増
幅器のような容量性の負荷を接続した場合でも、無効電
流を抑えることができ、交流電圧を正弦波にして電力供
給するものに比べて力率を改善できる。
【0032】<他の実施形態>本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。
【0033】(1)前記実施形態の基準波生成回路21
では、マルチプレクサ32のスイッチ動作で台形波を生
成していたが、例えば、まず正弦波を生成して、そのピ
ーク部分をツェナダイオードを用いたリミッタ回路でカ
ットすることで、ピーク部分が平坦となった台形波を生
成してもよい。
では、マルチプレクサ32のスイッチ動作で台形波を生
成していたが、例えば、まず正弦波を生成して、そのピ
ーク部分をツェナダイオードを用いたリミッタ回路でカ
ットすることで、ピーク部分が平坦となった台形波を生
成してもよい。
【0034】(2)前記実施形態のPWM信号生成回路
22は、アナログ処理にてインバータ18に与えるドラ
イブ信号を生成していたが、例えば、ROMからデジタ
ルデータを受け取り、これをデジタル処理してドライブ
信号を生成する構成としてもよい。
22は、アナログ処理にてインバータ18に与えるドラ
イブ信号を生成していたが、例えば、ROMからデジタ
ルデータを受け取り、これをデジタル処理してドライブ
信号を生成する構成としてもよい。
【0035】(3)前記実施形態のマルチプレクサ32
に連なる計8個の抵抗31は、互いに抵抗値が異なるも
のとしてもよく、この場合、マルチプレクサ32の切り
替えタイミングの長さを異ならせることで、台形の波形
を生成すればよい。
に連なる計8個の抵抗31は、互いに抵抗値が異なるも
のとしてもよく、この場合、マルチプレクサ32の切り
替えタイミングの長さを異ならせることで、台形の波形
を生成すればよい。
【図1】本発明の一実施形態に係る無停電電源装置の全
体構成を示すブロック図
体構成を示すブロック図
【図2】無停電電源装置に備えた制御部の構成を示すブ
ロック図
ロック図
【図3】基準電圧生成回路の回路図
【図4】ソフトスタート回路と誤差増幅回路の回路図
【図5】基準波を示すグラフ
【図6】従来の無停電電源装置の構成を示すブロック図
10…無停電電源装置 11…バイパス回路 13…出力切替スイッチ 16…整流器 17…蓄電池 18…インバータ 19…制御回路(インバータ制御手段) 21…基準波生成回路(台形波生成手段) 28…ソフトスタート回路 24…CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長浜 利幸 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 ジーエス・イーイー株式会社内 Fターム(参考) 5G015 FA02 GA04 GA07 HA04 HA15 JA05 JA23 JA24 JA33 JA34 5H007 AA02 AA17 BB05 CC03 CC09 DA06 DB01 DB12 EA02 EA15 GA02 GA03
Claims (4)
- 【請求項1】 外部交流電源に連なる整流器及び/又は
蓄電池から電力を受けて交流電圧を出力するインバータ
を備えた無停電電源装置において、 外部負荷への電力供給開始時には、前記インバータから
給電すると共に、その出力電圧の実効値を徐々に上昇さ
せてソフトスタートを行わせるインバータ制御手段とを
備えたことを特徴とする無停電電源装置。 - 【請求項2】 前記インバータ制御手段は、前記インバ
ータの出力電圧波形を、台形波形とすることを特徴とす
る請求項1記載の無停電電源装置。 - 【請求項3】 外部交流電源に連なる整流器及び/又は
蓄電池から電力を受けて交流電圧を出力するインバータ
を備えた無停電電源装置において、 前記インバータから出力される交流電圧波形を台形波形
にする台形波生成手段を備えたことを特徴とする無停電
電源装置。 - 【請求項4】 前記外部交流電源から受けた交流電圧を
直接又は変圧して出力するバイパス回路と、前記インバ
ータの動作に異常が生じた場合に前記インバータからの
給電を遮断し、前記バイパス回路から給電するように出
力を切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の無停電電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11170190A JP2001008462A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11170190A JP2001008462A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 無停電電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001008462A true JP2001008462A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=15900357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11170190A Pending JP2001008462A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001008462A (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002218737A (ja) * | 2001-01-18 | 2002-08-02 | Hitachi Ltd | スイッチング電源のソフトスタート回路 |
JP2003079161A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-14 | Densei Lambda Kk | 電力供給方法およびこれを用いた無停電電源装置 |
JP2006197660A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Meidensha Corp | 無停電電源装置の起動方法とその装置 |
US7233081B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-06-19 | Fuji Electric Systems Co., Ltd. | Power-supply device |
JP2008299554A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | 電圧補償装置 |
JP2010279214A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置 |
JP2012029422A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Hitachi Ltd | 無停電電源装置 |
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CN102497009A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-06-13 | 广东易事特电源股份有限公司 | 一种不间断电源的母线软启动电路及方法 |
JP2014239564A (ja) * | 2013-06-06 | 2014-12-18 | 三菱電機株式会社 | 無停電電源装置 |
JP2017011899A (ja) * | 2015-06-23 | 2017-01-12 | 株式会社沖データ | 電源装置および画像形成装置 |
EP3232532A4 (en) * | 2014-12-08 | 2018-08-15 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Uninterruptible power supply device |
JP2019198203A (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | ニチコン株式会社 | 全負荷対応型分電盤および全負荷対応型分電盤に対応した蓄電システム |
CN114123351A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-01 | 锦浪科技股份有限公司 | 可并机的离并网储能逆变器关键负载的离并网控制方法 |
-
1999
- 1999-06-16 JP JP11170190A patent/JP2001008462A/ja active Pending
Cited By (15)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20051213 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060112 |