JP2002095183A - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 商用電源から負荷に対して電力供給が行われ
ている間に一時的な過負荷状態が発生しても、継続して
負荷に対する電力供給を行うこと。 【解決手段】 商用電源５が負荷４に電力供給している
間に、負荷４側に一時的過負荷が発生すると、電圧検出
器１６の検出電圧が低下するために停電検出信号１７が
停電検出信号１７を出力し、インバータ制御回路９Ａは
インバータ１を起動する。このとき、電力方向判定回路
３６は、電圧検出器２３及び電流検出器４８からの検出
信号に基づき、電力方向が負荷回生方向ではないことを
示す電力方向判定信号を切換制御回路１５Ａに出力す
る。これにより、切換制御回路１５は接続状態切換手段
６の半導体スイッチ７をオン状態に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源の停電時
に負荷に対して電力供給を行う無停電電源装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の無停電電源装置の構成図で
ある。この図において、電力変換器であるインバータ１
は、バッテリー２を入力電源とし、インバータトランス
３を介して負荷４に電力を供給するようになっている。
なお、インバータ１の入力電源はバッテリー２に限られ
るわけではなく、Ｄ／Ｄコンバータ等の他の直流電圧源
を用いてもよい。

【０００３】負荷４は、常時は、商用電源５からの交流
電力の供給を接続状態切換手段６を介して受けるように
なっている。この接続状態切換手段６は商用電源５と負
荷４との間の電力供給路に配設されており、半導体スイ
ッチ７とこの半導体スイッチ７に並列に接続された接触
器８とを含んで構成されている。半導体スイッチ７に用
いられる半導体素子は、この実施形態ではサイリスタで
あるが、トランジスタやＩＧＢＴ、あるいはトライアッ
ク等の他のスイッチング素子を用いてもよい。なお、接
触器８は、半導体スイッチ７のこれら半導体素子を保護
するためのものである。つまり、接続状態切換手段６と
負荷４との間には電流検出器（図示せず）が設けられ、
この電流検出値が一定以上増大した場合には接触器制御
手段（図示せず）が接触器８を閉じて半導体スイッチ７
を短絡させ、半導体素子を過電流から保護するようにな
っている。

【０００４】インバータ１の制御はインバータ制御回路
９により行われるようになっている。このインバータ制
御回路９は、基準発生回路１０、出力電圧制御回路１
１、ゲート制御回路１２、停電検出回路１３、ＰＬＬ回
路１４、及び切換制御回路１５を有している。商用電源
５と接続状態切換手段６との間には電圧検出器１６が取
り付けられており、この電圧検出器１６からの電圧検出
信号は停電検出回路１３及びＰＬＬ回路１４に入力され
るようになっている。停電検出回路１３は、この入力し
た電圧検出信号が一定レベル以下に低下した場合に、停
電検出信号１７を切換制御回路１５及び基準発生回路１
０に出力するようになっている。切換制御回路１５は、
停電検出信号１７の入力に基づき切換制御信号１８を接
続状態切換手段６に出力するようになっている。また、
ＰＬＬ回路１４は電圧検出器１６からの電圧検出信号の
入力に基づき出力電圧位相基準信号２０を出力電圧制御
回路１１に出力するようになっている。

【０００５】基準発生回路１０は、停電検出回路１３か
らの停電検出信号１７を入力すると出力電圧基準信号１
９を出力電圧制御回路１１に対して出力するようになっ
ている。ここで、インバータトランス３の出力側には電
圧検出器２３が取り付けられており、この電圧検出器２
３からの出力電圧フィードバック信号２４が出力電圧制
御回路１１に入力されるようになっている。そして、出
力電圧制御回路１１は出力電圧基準信号１９、出力電圧
位相基準信号２０、及び出力電圧フィードバック信号２
４を入力し、出力電圧フィードバック信号２４が出力電
圧基準信号１９に一致するように出力電圧指令信号２１
をゲート制御回路１２に対して出力するようになってい
る。ゲート制御回路１２は、この出力電圧指令信号２１
の入力に基づきゲート信号２２を出力し、インバータ１
はこのゲート信号２２の入力に基づき交流電力を、イン
バータトランス３を介して負荷４へ供給するようになっ
ている。

【０００６】図１０は、図９におけるインバータ１の構
成図である。インバータ１の主回路は、Ｕ相アームを形
成するスイッチング素子Ｓ1，Ｓ2、Ｖ相アームを形成す
るスイッチング素子Ｓ3，Ｓ4、及びＷ相アームを形成す
るスイッチング素子Ｓ5，Ｓ6により構成されており、こ
れら各アームを形成するスイッチング素子同士の接続点
がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の出力端子となっている。また、こ
れら各アームの一端側及び他端側は、バッテリー２に並
列接続された直流コンデンサ２６の一端側及び他端側に
接続されている。

【０００７】この実施形態ではスイッチング素子として
ＩＧＢＴが用いられており、各ＩＧＢＴのコレクタ・エ
ミッタ間には逆電圧防止用ダイオードＤが逆並列接続さ
れている。各ＩＧＢＴのゲートにはゲート駆動回路２５
からのゲート駆動信号が入力され、このゲート駆動信号
により各ＩＧＢＴのオンオフ制御が行われるようになっ
ている。そして、このＩＧＢＴのオンオフ制御によりイ
ンバータ１のパルス幅変調（ＰＷＭ）制御が行われ、こ
れによりインバータ１の出力電圧が制御されるようにな
っている。なお、上記の各スイッチング素子Ｓ1〜Ｓ6に
は、スイッチング時のサージ電圧を抑制するためのスナ
バ回路が個別又は一括して設けられているが、その説明
については省略することとする。また、ゲート信号２２
は、上下直列に接続されたスイッチング素子（例えばＳ
1，Ｓ2）が同時にオンするのを防止する期間（デッドタ
イム）を生成し、各スナバ回路の充放電期間を確保でき
るようなものである。

【０００８】図１１は、図９における基準発生回路１０
の構成図である。Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の電圧基準発生部２
７ａ〜２７ｃからは正弦波状の電圧基準信号が出力さ
れ、乗算器２８ａ〜２８ｃによりこれらの電圧基準信号
にソフトスタート回路２９からのソフトスタート信号が
掛け合わされる。そして、乗算器２８ａ〜２８ｃからの
信号が出力電圧基準信号１９として出力電圧制御回路１
１に出力されるようになっている。

【０００９】上記のソフトスタート信号は、インバータ
１の起動時に出力電圧をゼロから徐々に立ち上げるため
の信号であり、起動期間中においてはランプ関数等の暫
時増加関数となっており、起動完了後においては１など
の一定値となっている。このように、起動時に出力電圧
を急激に立ち上げることなく徐々に立ち上げる手法が
「ソフトスタート」と呼ばれている。なお、上記の例で
は乗算器２８ａ〜２８ｃが一定の正弦波状電圧基準信号
を出力する場合につき説明したが、例えばＶＶＶＦ（可
変電圧可変周波数）制御のように信号レベルが時間と共
に変化する電圧基準信号を出力するものであってもかま
わない。

【００１０】図１２は、図９における出力電圧制御回路
１１の構成図である。Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の減算器３０ａ
〜３０ｃは、出力電圧基準信号１９と出力電圧フィード
バック信号２４との差分を取った信号をＰＩ制御回路３
１ａ〜３１ｃに出力する。そして、ＰＩ制御回路３１ａ
〜３１ｃによりＰＩ演算された信号が出力電圧指令信号
２１としてゲート制御回路１２に出力されるようになっ
ている。このＰＩ制御回路３１ａ〜３１ｃの制御により
出力電圧フィードバック信号２４を出力電圧基準信号１
９に追従させることができる。なお、この例ではＰＩ制
御を用いているが、ＰＩＤ制御やＩ−Ｐ制御その他の一
般的な制御手法を用いてもよく、あるいは更に現代制御
理論等の手法を用いることとしてもよい。また、詳しい
説明は省略するが、高速化や安定化を図る意味で、この
出力電圧制御回路１１の後段側又は前段側あるいは並列
に、出力電流についての電流制御を行う回路を付加する
ことも可能である。

【００１１】図１３は、図９におけるゲート制御回路１
２の構成図である。各相の減算器３３ａ〜３３ｃは、出
力電圧制御回路１１からの各相の出力電圧指令信号２１
とキャリア信号発生回路３２からのキャリア信号との差
分を出力する。コンパレータ３４ａ〜３４ｃは、この差
分の入力に基づき信号をゲート信号出力回路３５ａ〜３
５ｃに出力し、ゲート信号出力回路３５ａ〜３５ｃはゲ
ート信号２２をインバータ１に対して出力する。この例
では、所謂三角波比較方式を示したが、ゲートパルスの
発生方式は特に限定されるものではない。

【００１２】次に、図９の動作につき説明する。常時
は、接続状態切換手段６の半導体スイッチ７はオン状
態、接触器８はオフ状態となっており、負荷４は商用電
源５から交流電力の供給を受けている。このときインバ
ータ１の運転は行われていない。このように、負荷４が
商用電源５から電力供給を受けている間に、電圧検出器
１６の電圧検出信号が一定レベル以下に低下すると、停
電検出回路１３は停電検出信号１７を出力する。切換制
御回路１５は、この停電検出信号１７を入力すると切換
制御信号１８を接続状態切換手段６に出力し、半導体ス
イッチ７をオフ状態に切り換え、商用電源５から負荷４
への電力供給を停止させる。

【００１３】また、基準発生回路１０は停電検出回路１
３からの停電検出信号１７を入力すると、出力電圧基準
信号１９を出力電圧制御回路１１に出力する。出力電圧
制御回路１１は、この出力電圧基準信号１９と共に、Ｐ
ＬＬ回路１４からの出力電圧位相基準信号２０、及び電
圧検出器２３からの出力電圧フィードバック信号２４を
入力し、これらの信号の入力に基づき出力電圧指令信号
２１をゲート制御回路１２に出力する。ゲート制御回路
１２は、この出力電圧指令信号２１の入力に基づきゲー
ト信号２２をインバータ１に出力する。インバータ１
は、このゲート信号２２の入力に基づき、インバータト
ランス３を介して交流電力を負荷４に出力する。このと
き、上記したように、半導体スイッチ７はオフ状態とな
っているので、商用電源５側の停電が短絡事故等に起因
するものであっても、無停電電源装置は商用電源５側と
絶縁されており、安全な状態になっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、通常時
は商用電源５からの交流電力が負荷４に対して供給さ
れ、商用電源５側に停電が発生した場合には直ちにイン
バータ１から交流電力が負荷４に対して供給されるよう
になっている。ところが、停電検出回路１３は電圧検出
器１６の電圧検出に基づき商用電源５側の停電状態を検
出するようになっているため、負荷４側で一時的な過負
荷状態が発生した場合には、実際に停電が発生していな
いにもかかわらず停電検出回路１３が停電発生を検出し
てしまうことがあった。

【００１５】例えば、負荷４側において大容量のモータ
を起動した場合、あるいは大容量の変圧器を投入した場
合等は、定常時の４〜５倍の電力を必要とする過負荷状
態となるため、所謂ラッシュ電流が負荷４に流れ込み、
商用電源５側の電圧が大きく低下することになる。停電
検出回路１３は、このような電圧低下を停電発生と判別
し、停電検出信号１７を出力する。これにより、半導体
スイッチ７がオン状態からオフ状態に切り換えられ、商
用電源５からの電力供給が停止されると共に、インバー
タ１からの交流電力が負荷４に供給される。

【００１６】しかし、インバータ１は定格以上の電力を
負荷４に対して供給することはできず、上記のように負
荷４側において大容量のモータを起動した場合等にはイ
ンバータ１の過電流保護機能が働いてしまうことにな
る。そのため、インバータ１の運転が停止され、負荷４
に対して継続的に電力供給を行うことができなかった。

【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、商用電源から負荷に対して電力供給が行われてい
る間に一時的な過負荷状態が発生しても、継続して負荷
に対する電力供給を行うことが可能な無停電電源装置を
提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、常時は商用電源
から電力供給を受ける負荷に対して電力供給を行うこと
が可能な電力変換器と、前記商用電源と前記負荷との間
の電力供給路に配設されると共に半導体スイッチを含ん
で構成され、この半導体スイッチのオンオフ制御により
前記商用電源と前記負荷及び前記電力変換器との間の接
続状態を切り換える接続状態切換手段と、前記接続状態
切換手段の切換動作を制御し、前記商用電源が停電状態
にあることを示す電圧低下を検出した場合に前記電力変
換器に前記負荷への電力供給を行わせる変換器制御回路
と、を備えた無停電電源装置において、前記変換器制御
回路は、前記商用電源と前記負荷との間で授受される電
力の方向を判定する電力方向判定回路を有しており、前
記商用電源の停電検出時の電力方向が負荷回生方向でな
い場合には、前記接続状態切換手段を供給路遮断状態と
することなく、前記電力変換器に前記負荷への電力供給
を行わせるものである、ことを特徴とする。

【００１９】上記構成によれば、電力方向の判定によ
り、商用電源側の電圧低下が商用電源側の短絡事故に起
因するのか、負荷側の一時的過負荷によるものなのか判
別することができる。そして、一時的過負荷の場合に
は、接続状態切換手段が遮断状態とされることなく電力
変換器から負荷への電力供給が行われるので、負荷は、
商用電源及び電力変換器からの双方から電力供給を受け
ることになる。したがって、一時的な過負荷状態となっ
ても充分な電力供給能力を確保することができ、継続し
て安定な電力供給を行うことが可能になる。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記電力方向判定回路は、前記商用電源と
前記接続状態切換手段との間の電力供給路における電圧
及び電流の検出に基づき電力方向の判定を行うものであ
る、ことを特徴とする。

【００２１】上記構成によれば、電力方向の判定が商用
電源側近くの電圧及び電流の検出に基づき行われるの
で、負荷側近くの電圧及び電流の検出に基づき判定を行
いにくい条件の場合には有効なものとなる。

【００２２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記変換器制御回路は、前記電力変
換器の出力電流検出値が一定以上となった場合に、前記
電力変換器の出力電流を減少させる過電流制御回路を有
するものである、ことを特徴とする。

【００２３】上記構成によれば、電力変換器の出力電流
が増大した場合にも、変換器の出力制御により出力電流
を減少させることができる。したがって、電力変換器自
体の過電流保護機能を働かせることなく、継続して負荷
に対する電力供給を行うことができる。

【００２４】請求項４記載の発明は、常時は商用電源か
ら電力供給を受ける負荷に対して電力供給を行うことが
可能な電力変換器と、前記商用電源と前記負荷との間の
電力供給路に配設されると共に半導体スイッチを含んで
構成され、この半導体スイッチのオンオフ制御により前
記商用電源と前記負荷及び前記電力変換器との間の接続
状態を切り換える接続状態切換手段と、前記接続状態切
換手段の切換動作を制御し、前記商用電源が停電状態に
あることを示す電圧低下を検出した場合に前記電力変換
器に前記負荷への電力供給を行わせる変換器制御回路
と、を備えた無停電電源装置において、前記変換器制御
回路は、前記接続状態切換手段の切換動作についての制
御を手動により行うための手動操作回路を有するもので
ある、ことを特徴とする。

【００２５】上記構成によれば、予め一時的過負荷状態
になるタイミングが分かるような場合には、前もって手
動により接続状態切換手段６の接続状態を切り換えてお
くことができる。したがって、電力方向判定機能を付加
せず簡単な構成によって、充分な電力供給能力を確保す
ることができる。

【００２６】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、前記変換器制御回路は、前記電力変換器の
出力電流検出値が一定以上となった場合に、前記電力変
換器の出力電流を減少させる過電流制御回路を有するも
のである、ことを特徴とする。

【００２７】上記構成によれば、請求項３記載の発明と
同様に、電力変換器自体の過電流保護機能を働かせるこ
となく、継続して負荷に対する電力供給を行うことがで
きる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づき説明する。但し、図９乃至図１３において説明した
のと同様の構成要素には同一又は類似の符号を付して重
複した説明を省略することとする。

【００２９】図１は、本発明の第１の実施形態の構成図
である。図１が図９と異なる点は、インバータ制御回路
９がインバータ制御回路９Ａに代わり、接続状態切換手
段６と負荷４との間に電流検出器４８が付加されている
点である。インバータ制御回路９Ａがインバータ制御回
路９と異なる点は、電力方向判定回路３６が付加されて
おり、また、切換制御回路１５Ａが切換制御回路１５と
は異なる機能を有している点である。

【００３０】電力方向判定回路３６は、乗算器３７及び
判定手段３８を有している。乗算器３７は、電流検出器
４８からの電流検出信号、及び電圧検出器２３からの電
圧検出信号を入力し、これらを掛け合わせて生成した信
号を判定手段３８に出力するようになっている。判定手
段３８は、乗算器３７からの信号を入力し、商用電源５
と負荷４との間で授受される電力の方向、及び電力量が
一定以上あることを判定し、電力方向判定信号３９を切
換制御回路１５Ａに出力するようになっている。切換制
御回路１５Ａは、停電検出回路１３からの停電検出信号
１７と、この判定手段３８からの電力方向判定信号３９
からの電力方向判定信号３９との２つの信号に基づき切
換制御信号１８を接続状態切換手段６の半導体スイッチ
７に出力するようになっている。なお、判定手段３８
は、ソフトウエアによる構成、あるいはコンパレータ等
のハードウエアによる構成のいずれのものであってもよ
い。

【００３１】図２は、図１における切換制御回路１５Ａ
の要部構成図である。この図に示すように、切換制御回
路１５Ａは、停電検出信号１７及び電力方向判定信号３
９の入力に基づき切換信号を出力するホールド回路４０
と、このホールド回路４０からの切換信号により接点が
制御される各相の切換スイッチ４１ａ〜４１ｃを有して
いる。切換スイッチ４１ａ〜４１ｃの接点がオン指令側
になっているときは各相の半導体スイッチ７ａ〜７ｃは
オン状態となっており、商用電源５から負荷４に対して
電力供給が可能な状態になっている。また、切換スイッ
チ４１ａ〜４１ｃの接点がオフ指令側になっているとき
は各相の半導体スイッチ７ａ〜７ｃはオフ状態となって
おり、商用電源５から負荷４に対して電力供給が遮断さ
れた状態になっている。

【００３２】商用電源５から負荷４に対して電力供給が
行われているときに、ホールド回路４０が、停電検出信
号１７と負荷回生方向を示す電力方向判定信号３９とを
入力した場合（すなわち短絡による停電事故が発生した
場合）、ホールド回路４０はそれまでオン指令側になっ
ていた切換スイッチ４１ａ〜４１ｃの各接点をオフ指令
側に切り換えるようになっている。これにより商用電源
５から負荷４に対しての電力供給が遮断される。一方、
ホールド回路４０が、停電検出信号１７と負荷回生方向
と反対側の方向であることを示す電力方向判定信号３９
とを入力した場合（すなわち一時的過負荷により商用電
源５側の電圧が低下した場合）、ホールド回路４０は切
換スイッチ４１ａ〜４１ｃの各接点をオン状態に維持す
るようになっている。したがって、停電検出信号１７の
入力にかかわらず商用電源５から負荷４に対しての電力
供給は続行されることになる。

【００３３】次に、図１の動作につき説明する。いま、
半導体スイッチ７がオン状態となっており、負荷４が商
用電源５から電力供給を受けている状態であるとする
（このときインバータ１の運転は行われていない）。こ
の状態において商用電源５側に短絡事故が発生すると、
電圧検出器１６からの電圧検出信号が一定レベル以下に
低下するため、停電検出回路１３は停電検出信号１７を
出力する。このとき、電力方向判定回路３６は、電圧検
出器２３及び電流検出器４８からの検出信号の入力に基
づき、商用電源５と負荷４との間で授受される電力の方
向が負荷回生方向であることを判定し、その電力方向判
定信号３９を切換制御回路１５Ａに出力する。

【００３４】切換制御回路１５Ａは、停電検出信号１７
と、負荷回生方向であることを示す電力方向判定信号３
９とを入力すると、上述したホールド回路４０及び切換
スイッチ４１ａ〜４１ｃの機能により半導体スイッチ７
の接続状態をオン状態からオフ状態に切り換える。これ
により、商用電源５から負荷４への電力供給が遮断され
る。そして、基準発生回路１０は、停電検出回路１３か
ら停電検出信号１７を入力すると出力電圧基準信号１９
を出力電圧制御回路１１に出力し、出力電圧制御回路１
１は、出力電圧基準信号１９、出力電圧位相基準信号２
０、及び出力電圧フィードバック信号２４の入力に基づ
き出力電圧指令信号２１をゲート制御回路１２に出力す
る。ゲート制御回路１２は、この出力電圧指令信号２１
の入力に基づきゲート信号２２をインバータ１に出力す
る。インバータ１は、この出力電圧指令信号２１の入力
に基づき、インバータトランス３を介して負荷４への電
力供給を行うことになる。

【００３５】一方、負荷４が商用電源５のみから電力供
給を受けている状態において負荷４側に一時的過負荷状
態が発生すると、電圧検出器１６からの電圧検出信号が
一定レベル以下に低下するため、停電検出回路１３は停
電検出信号１７を出力する。このとき、電力方向判定回
路３６は、電圧検出器２３及び電流検出器４８からの検
出信号の入力に基づき、商用電源５と負荷４との間で授
受される電力の方向が負荷回生方向とは反対側の方向で
あることを判定し、その電力方向判定信号３９を切換制
御回路１５Ａに出力する。

【００３６】切換制御回路１５Ａは、停電検出信号１７
と、負荷回生方向とは反対側の方向であることを示す電
力方向判定信号３９とを入力すると、上述したホールド
回路４０及び切換スイッチ４１ａ〜４１ｃの機能により
半導体スイッチ７の接続状態をオン状態に維持する。し
たがって、商用電源５から負荷４への電力供給が続行さ
れる。また、インバータ１はインバータ制御回路９Ａの
制御によって起動され、インバータトランス３を介して
負荷４への電力供給を行う。すなわち、負荷４は商用電
源５及びインバータ１の双方から電力供給を受けること
になる。そのため、負荷４への電力供給量は充分なもの
となり、従来のようにインバータ１の過電流保護機能が
働いてしまうことにより、負荷４への電力供給を継続で
きなくなる事態を回避することができる。なお、詳しい
説明は省略するが、一時的過負荷状態を脱した後はイン
バータ１の運転を停止し、再び商用電源５のみにより負
荷４に対する電力供給を行わせる構成とすることも可能
である。

【００３７】図３は、本発明の第２の実施形態の構成図
である。図３が図１と異なる点は、電流検出器４８が商
用電源５と接続状態切換手段６との間に設けられてお
り、電力方向判定回路３６の乗算器３７は、電圧検出器
１６及び電流検出器４８からの検出信号を入力するよう
になっている点である。その他の点については、図１と
同様であるため重複した説明を省略する。

【００３８】本実施形態の構成は、負荷４側付近の電圧
検出及び電流検出によっては電力量及び電力方向の判定
を行い難い場合等に有効な構成である。例えば、負荷４
に限流リアクトルが接続される場合があるが、このよう
な場合には、商用電源５側で発生した短絡事故の影響が
負荷側においては緩衝されるため、負荷４側付近の電圧
検出値及び電流検出値は正確なものとならない虞があ
る。よって、このような場合も考慮して、本実施形態で
は、商用電源５側の電圧検出値及び電流検出値により電
力量及び電力方向の判定を行うようにしている。

【００３９】図４は、本発明の第３の実施形態の構成図
である。図４が図１と異なる点は、インバータ１とイン
バータトランス３との間に電流検出器４２が付加されて
おり、更に、この電流検出器４２からの電流検出信号の
入力に基づきゲート制御回路１２Ａに対して過電流制御
信号４４を出力する過電流制御回路４３がインバータ制
御回路９Ｃに付加されている点である。その他の点につ
いては、図１と同様であるため重複した説明を省略す
る。

【００４０】図５は、図４におけるゲート制御回路１２
Ａの構成図である。図５のゲート制御回路１２Ａが図１
３に示した従来のゲート制御回路１２と異なる点は、ゲ
ート信号出力回路３５ａ〜３５ｃの出力側に、過電流制
御信号４４によって接点の切換動作を行う切換スイッチ
４５ａ〜４５ｃが設けられている点である。

【００４１】次に、この第３の実施形態における過電流
制御回路４３の動作につき説明する。過電流制御回路４
３は、電流検出器４２からの電流検出信号を常時入力し
ており、この電流検出信号が一定レベル（インバータ１
自体の過電流保護機能において設定された過電流レベル
よりも低いレベルである）以上になるとゲート制御回路
１２Ａに対して過電流制御信号４４を出力する。ゲート
制御回路１２Ａは、この過電流制御信号４４を入力する
と、それまでオン状態になっていた切換スイッチ４５ａ
〜４５ｃをオフ状態に切り換え、ゲート信号出力回路３
５ａ〜３５ｃからのゲート信号２２の出力を停止する。
これにより、インバータ１から出力される電流量は速や
かに減少する。そして、電流検出器４２からの電流検出
信号が一定レベルを下回ると、過電流制御回路４３から
ゲート制御回路１２Ａへの過電流制御信号４４の出力は
停止される。したがって、切換スイッチ４５ａ〜４５ｃ
は、オフ状態からオン状態に復帰し、再びゲート信号出
力回路３５ａ〜３５ｃからゲート信号２２が出力される
ことになる。

【００４２】このように、本実施形態では過電流制御回
路４３がゲート制御回路１２Ａからのゲート信号２２の
出力を制御することによってインバータ１の出力を制御
し、インバータ１自体が持っている過電流保護機能が働
くのを防止している。したがって、インバータ１を商用
電源５と連係させて運転している最中に、突然位相差や
電圧差が発生しても、インバータ１はそれ自体の過電流
保護機能によって運転が停止することはなく、継続して
負荷４に対する電力供給を行うことが可能になる。

【００４３】図６は、本発明の第４の実施形態の構成図
である。図６が図４と異なる点は、図３と同様に、電流
検出器４８が商用電源５と接続状態切換手段６との間に
設けられており、電力方向判定回路３６の乗算器３７
は、電圧検出器１６及び電流検出器４８からの検出信号
を入力するようになっている点である。その他の点につ
いては、図４と同様であるため重複した説明を省略す
る。

【００４４】図７は、本発明の第５の実施形態の構成図
である。図７が図１と異なる点は、図１における電流検
出器４８及び電力方向判定回路３６が削除され、代わり
にインバータ制御回路９Ｅ内に手動操作回路４６が付加
されている点である。この手動操作回路４６は、オペレ
ータの操作に基づく手動操作信号４７を切換制御回路１
５に出力し、半導体スイッチ７の切換をオペレータの意
思により制御できるようにしたものである。

【００４５】本実施形態の構成によれば、負荷４側にお
いて大容量のモータを起動したり、大容量の変圧器を投
入するタイミングすなわち一時的過負荷が発生するタイ
ミングが分かっている場合に、予め手動操作回路４６か
らの手動操作信号４７を切換制御回路１５に入力させて
おくことができる。これにより、切換制御回路１５は停
電検出回路１３からの停電検出信号１７を入力しても、
半導体スイッチ７をそのままオン状態に維持しておくこ
とができる。したがって、本実施形態によれば、手動操
作回路４６を付加しただけの簡単な構成により第１及び
第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００４６】図８は、本発明の第６の実施形態の構成図
である。図８が図７と異なる点は、電流検出器４２及び
過電流制御回路４３が付加されている点であり、その他
の点は図７と同様である。その他の点については、図７
と同様であるため重複した説明を省略する。そして、本
実施形態によれば、手動操作回路４６を付加しただけの
簡単な構成により第３及び第４の実施形態と同様の効果
を得ることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、商用電
源から負荷に対して電力供給が行われている間に一時的
な過負荷状態が発生しても、継続して負荷に対する電力
供給を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の構成図。

【図２】図１における切換制御回路１５Ａの要部構成
図。

【図３】本発明の第２の実施形態の構成図。

【図４】本発明の第３の実施形態の構成図。

【図５】図４におけるゲート制御回路１２Ａの構成図。

【図６】本発明の第４の実施形態の構成図。

【図７】本発明の第５の実施形態の構成図。

【図８】本発明の第６の実施形態の構成図。

【図９】従来装置の構成図。

【図１０】図９におけるインバータ１の構成図。

【図１１】図９における基準発生回路１０の構成図。

【図１２】図９における出力電圧制御回路１１の構成
図。

【図１３】図９におけるゲート制御回路１２の構成図。

【符号の説明】

１ インバータ（電力変換器） ２ バッテリー ３ インバータトランス ４ 負荷 ５ 商用電源 ６ 接続状態切換手段 ７，７Ａ〜７Ｃ 半導体スイッチ ８ 接触器 ９，９Ａ〜９Ｆ インバータ制御回路（変換器制御回
路） １０ 基準発生回路 １１ 出力電圧制御回路 １２，１２Ａ ゲート制御回路 １３ 停電検出回路 １４ ＰＬＬ回路 １５，１５Ａ 切換制御回路 １６ 電圧検出器 １７ 停電検出信号 １８ 切換制御信号 １９ 出力電圧基準信号 ２０ 出力電圧位相基準信号 ２１ 出力電圧指令信号 ２２ ゲート信号 ２３ 電圧検出器 ２４ 出力電圧フィードバック信号 ２５ ゲート駆動回路 ２６ 直流コンデンサ ２７ａ〜２７ｃ 電圧基準発生部 ２８ａ〜２８ｃ 乗算器 ２９ ソフトスタート回路 ３０ａ〜３０ｃ 減算器 ３１ａ〜３１ｃ ＰＩ制御回路 ３２ キャリア信号発生回路 ３３ａ〜３３ｃ 減算器 ３４ａ〜３４ｃ コンパレータ ３５ａ〜３５ｃ ゲート信号出力回路 ３６ 電力方向判定回路 ３７ 乗算器 ３８ 判定手段 ３９ 電力方向判定信号 ４０ ホールド回路 ４１ａ〜４１ｃ 切換スイッチ ４２ 電流検出器 ４３ 過電流制御回路 ４４ 過電流制御信号 ４５ａ〜４５ｃ 切換スイッチ ４６ 手動操作回路 ４７ 手動操作信号 ４８ 電流検出器 Ｓ1〜Ｓ6 スイッチング素子 Ｄ 逆電圧防止用ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 DA07 DA18 GA01 GA02 GB06 5G015 FA16 GA06 JA10 JA11 JA32 JA34 JA35 JA52 5H007 BB05 CA01 CA03 CC01 CC32 DA06 DB01 DC02 DC05 EA13 FA02 FA03 GA02 GA09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】常時は商用電源から電力供給を受ける負荷
   に対して電力供給を行うことが可能な電力変換器と、 前記商用電源と前記負荷との間の電力供給路に配設され
   ると共に半導体スイッチを含んで構成され、この半導体
   スイッチのオンオフ制御により前記商用電源と前記負荷
   及び前記電力変換器との間の接続状態を切り換える接続
   状態切換手段と、 前記接続状態切換手段の切換動作を制御し、前記商用電
   源が停電状態にあることを示す電圧低下を検出した場合
   に前記電力変換器に前記負荷への電力供給を行わせる変
   換器制御回路と、 を備えた無停電電源装置において、 前記変換器制御回路は、前記商用電源と前記負荷との間
   で授受される電力の方向を判定する電力方向判定回路を
   有しており、前記商用電源の停電検出時の電力方向が負
   荷回生方向でない場合には、前記接続状態切換手段を供
   給路遮断状態とすることなく、前記電力変換器に前記負
   荷への電力供給を行わせるものである、 ことを特徴とする無停電電源装置。
2. 【請求項２】前記電力方向判定回路は、前記商用電源と
   前記接続状態切換手段との間の電力供給路における電圧
   及び電流の検出に基づき電力方向の判定を行うものであ
   る、 ことを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
3. 【請求項３】前記変換器制御回路は、前記電力変換器の
   出力電流検出値が一定以上となった場合に、前記電力変
   換器の出力電流を減少させる過電流制御回路を有するも
   のである、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の無停電電源装
   置。
4. 【請求項４】常時は商用電源から電力供給を受ける負荷
   に対して電力供給を行うことが可能な電力変換器と、 前記商用電源と前記負荷との間の電力供給路に配設され
   ると共に半導体スイッチを含んで構成され、この半導体
   スイッチのオンオフ制御により前記商用電源と前記負荷
   及び前記電力変換器との間の接続状態を切り換える接続
   状態切換手段と、 前記接続状態切換手段の切換動作を制御し、前記商用電
   源が停電状態にあることを示す電圧低下を検出した場合
   に前記電力変換器に前記負荷への電力供給を行わせる変
   換器制御回路と、 を備えた無停電電源装置において、 前記変換器制御回路は、前記接続状態切換手段の切換動
   作についての制御を手動により行うための手動操作回路
   を有するものである、 ことを特徴とする無停電電源装置。
5. 【請求項５】前記変換器制御回路は、前記電力変換器の
   出力電流検出値が一定以上となった場合に、前記電力変
   換器の出力電流を減少させる過電流制御回路を有するも
   のである、 ことを特徴とする請求項４記載の無停電電源装置。