JP2003304641A - 電力品質改善方法および電力品質改善装置 - Google Patents
電力品質改善方法および電力品質改善装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、交流電源の交流電力を効率よ
く負荷機器へ供給すること。交流電源の交流電力よりも
品質の良い交流電力を負荷機器へ供給すること。 【解決手段】 交流電源2の正常時には、交流電源2と
負荷機器3との間の電力供給経路に、トランス12の一
方のコイル13を直列に接続するとともに、トランス1
2の他方のコイル29から交流電力を供給して、負荷機
器3に供給される交流電力の電圧を安定化させる。ま
た、交流電源2の異常時には、交流電源2の替わりに、
一方のコイル13を負荷機器3に接続するとともに、他
方のコイル29から交流電力を供給して、負荷機器3へ
交流電力を供給する。
く負荷機器へ供給すること。交流電源の交流電力よりも
品質の良い交流電力を負荷機器へ供給すること。 【解決手段】 交流電源2の正常時には、交流電源2と
負荷機器3との間の電力供給経路に、トランス12の一
方のコイル13を直列に接続するとともに、トランス1
2の他方のコイル29から交流電力を供給して、負荷機
器3に供給される交流電力の電圧を安定化させる。ま
た、交流電源2の異常時には、交流電源2の替わりに、
一方のコイル13を負荷機器3に接続するとともに、他
方のコイル29から交流電力を供給して、負荷機器3へ
交流電力を供給する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源から負荷
機器への電力供給経路上で、負荷機器に供給される交流
電力の品質を改善する電力品質改善方法および電力品質
改善装置に関するものである。
機器への電力供給経路上で、負荷機器に供給される交流
電力の品質を改善する電力品質改善方法および電力品質
改善装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータなどの電子機器や、
デジタル電話機やモデムなどの通信機器が広く普及して
いる。このような電子機器や通信機器などは、商用の交
流電源に接続されて利用されている。
デジタル電話機やモデムなどの通信機器が広く普及して
いる。このような電子機器や通信機器などは、商用の交
流電源に接続されて利用されている。
【0003】このような電子機器や通信機器などの負荷
機器の増大に伴い、電力需要は増加している。しかも、
このような電力需要の増加によって、商用の交流電源か
ら供給される交流電力の電圧が低下したり、電力需要変
動によって、交流電力の波形が乱れたりする。
機器の増大に伴い、電力需要は増加している。しかも、
このような電力需要の増加によって、商用の交流電源か
ら供給される交流電力の電圧が低下したり、電力需要変
動によって、交流電力の波形が乱れたりする。
【0004】そして、コンピュータなどの電子機器や、
デジタル電話機やモデムなどの通信機器では、たとえ
ば、それに供給される交流電力の電圧が低くなってしま
うと、停止してしまうこともある。
デジタル電話機やモデムなどの通信機器では、たとえ
ば、それに供給される交流電力の電圧が低くなってしま
うと、停止してしまうこともある。
【0005】したがって、今後より一層、交流電力の品
質の維持、改善が求められるようになると予測される。
質の維持、改善が求められるようになると予測される。
【0006】現在、交流電源からの交流電力の電圧品質
を改善する装置として、所謂アクティブフィルタ装置が
ある。また、交流電源の停電時に、負荷機器へ電力を供
給する装置として、所謂無停電電源装置がある。無停電
電源装置には、整流回路、バッテリ、直交変換回路から
なり、交流電源の正常時であっても、交流電源の電力を
一旦変換する常時インバータ給電方式のものと、これら
の回路に対して並列にバイパス配線が接続され、交流電
源の正常時にはこのバイパス配線を用いて、交流電源の
電力を直接に負荷機器へ供給する常時商用給電方式のも
のとがある。
を改善する装置として、所謂アクティブフィルタ装置が
ある。また、交流電源の停電時に、負荷機器へ電力を供
給する装置として、所謂無停電電源装置がある。無停電
電源装置には、整流回路、バッテリ、直交変換回路から
なり、交流電源の正常時であっても、交流電源の電力を
一旦変換する常時インバータ給電方式のものと、これら
の回路に対して並列にバイパス配線が接続され、交流電
源の正常時にはこのバイパス配線を用いて、交流電源の
電力を直接に負荷機器へ供給する常時商用給電方式のも
のとがある。
【0007】特開2000−287447号公報には、
常時商用給電方式の一例として、電圧制御機能付きの常
時商用無停電電源装置が開示されている。図3に、特開
2000−287447号公報にて常時商用無停電伝電
源装置として開示されている従来の電力品質改善装置の
回路構成を示す。
常時商用給電方式の一例として、電圧制御機能付きの常
時商用無停電電源装置が開示されている。図3に、特開
2000−287447号公報にて常時商用無停電伝電
源装置として開示されている従来の電力品質改善装置の
回路構成を示す。
【0008】この電力品質改善装置は、出力電圧安定化
制御モードでは、交流電源80が正常な時には、4つの
スイッチからなるブリッジ回路81を動作させること
で、トランス82の補助巻線83および出力巻線84を
介して、所望の電圧の交流電力を生成し、この交流電力
を負荷機器85へ供給する。また、交流電源80の異常
時には、インバータ86を動作させて、バッテリ87の
電力を用いて交流電力を生成し、この交流電力を負荷機
器85へ供給する。したがって、この電力品質改善装置
では、交流電源80の正常時には、交流電力の電圧を補
償して所望の電圧に安定化させ、且つ、交流電源80の
異常時には、交流電源80に替わって所定の交流電力を
負荷機器85へ供給することができる。
制御モードでは、交流電源80が正常な時には、4つの
スイッチからなるブリッジ回路81を動作させること
で、トランス82の補助巻線83および出力巻線84を
介して、所望の電圧の交流電力を生成し、この交流電力
を負荷機器85へ供給する。また、交流電源80の異常
時には、インバータ86を動作させて、バッテリ87の
電力を用いて交流電力を生成し、この交流電力を負荷機
器85へ供給する。したがって、この電力品質改善装置
では、交流電源80の正常時には、交流電力の電圧を補
償して所望の電圧に安定化させ、且つ、交流電源80の
異常時には、交流電源80に替わって所定の交流電力を
負荷機器85へ供給することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の電力品質改善装置は、その出力電圧一定制御モード
では、交流電源80からの交流電力は、トランス82を
介して負荷機器85へ供給される。トランス82では必
ずロスが生じる。その結果、交流電源80からの交流電
力を効率よく負荷機器85へ供給することができない。
来の電力品質改善装置は、その出力電圧一定制御モード
では、交流電源80からの交流電力は、トランス82を
介して負荷機器85へ供給される。トランス82では必
ずロスが生じる。その結果、交流電源80からの交流電
力を効率よく負荷機器85へ供給することができない。
【0010】また、この従来の電力品質改善装置では、
3巻線の複雑なトランス82を用いる。また、4つのス
イッチからなるブリッジ回路81を構成するために、最
低限、8つのスイッチングトランジスタが必要である。
しかも、各スイッチングトランジスタには、起動時の突
入電流などに耐えられる、電流耐量が高い素子を使用し
なければならない。したがって、特殊な部品を多数組み
合わせなければ、回路を構成することができない。
3巻線の複雑なトランス82を用いる。また、4つのス
イッチからなるブリッジ回路81を構成するために、最
低限、8つのスイッチングトランジスタが必要である。
しかも、各スイッチングトランジスタには、起動時の突
入電流などに耐えられる、電流耐量が高い素子を使用し
なければならない。したがって、特殊な部品を多数組み
合わせなければ、回路を構成することができない。
【0011】さらに、この従来の電力品質改善装置で
は、出力電圧一定制御モードの際の交流電源80の正常
時には、インバータ86を停止させなければならない。
そして、交流電源80の異常を検出したら、インバータ
86を起動させなければならない。そのため、たとえば
100Vの電圧をインバータ86からいきなり出力させ
てしまうと、そのときに流れる突入電流でインバータ8
6内の変換トランジスタなどが破損してしまう恐れがあ
るので、0Vから定格電圧までだんだんと上昇させる、
所謂ソフトスタート処理が必要となる。その結果、瞬時
停電期間(交流電源80の停電発生から所望の交流電力
が供給されるようになるまでの期間)が長期化してしま
う。
は、出力電圧一定制御モードの際の交流電源80の正常
時には、インバータ86を停止させなければならない。
そして、交流電源80の異常を検出したら、インバータ
86を起動させなければならない。そのため、たとえば
100Vの電圧をインバータ86からいきなり出力させ
てしまうと、そのときに流れる突入電流でインバータ8
6内の変換トランジスタなどが破損してしまう恐れがあ
るので、0Vから定格電圧までだんだんと上昇させる、
所謂ソフトスタート処理が必要となる。その結果、瞬時
停電期間(交流電源80の停電発生から所望の交流電力
が供給されるようになるまでの期間)が長期化してしま
う。
【0012】本発明は、以上の問題に鑑みなされたもの
であり、簡単な構成で、交流電源の交流電力を効率よく
負荷機器へ供給し、しかも、この交流電源の交流電力よ
りも品質の良い交流電力を負荷機器へ供給することかで
きる電力品質改善方法および電力品質改善装置を得るこ
とを目的とする。
であり、簡単な構成で、交流電源の交流電力を効率よく
負荷機器へ供給し、しかも、この交流電源の交流電力よ
りも品質の良い交流電力を負荷機器へ供給することかで
きる電力品質改善方法および電力品質改善装置を得るこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電力品質改
善方法は、交流電源から負荷機器への電力供給経路上
で、負荷機器に供給される交流電力の品質を改善する電
力品質改善方法であって、交流電源の正常時には、電力
供給経路にトランスの一方のコイルを直列に接続すると
ともに、トランスの他方のコイルから交流電力を供給し
て、負荷機器に供給される交流電力の電圧を安定化さ
せ、交流電源の異常時には、交流電源の替わりに一方の
コイルを負荷機器に接続するとともに、他方のコイルか
ら交流電力を供給して、負荷機器へ交流電力を供給する
ものである。
善方法は、交流電源から負荷機器への電力供給経路上
で、負荷機器に供給される交流電力の品質を改善する電
力品質改善方法であって、交流電源の正常時には、電力
供給経路にトランスの一方のコイルを直列に接続すると
ともに、トランスの他方のコイルから交流電力を供給し
て、負荷機器に供給される交流電力の電圧を安定化さ
せ、交流電源の異常時には、交流電源の替わりに一方の
コイルを負荷機器に接続するとともに、他方のコイルか
ら交流電力を供給して、負荷機器へ交流電力を供給する
ものである。
【0014】この方法を採用すれば、交流電源の正常時
には、トランスの他方のコイルから供給される交流電力
と、交流電源の交流電力とが負荷機器へ供給される。負
荷機器に供給される交流電力の電圧は、交流電源の電圧
と一方のコイルに誘導される交流電力の電圧との和の電
圧である。したがって、たとえば、交流電源の電圧が目
標交流電圧よりも高い場合には、一方のコイルに、交流
電源とは逆位相で変化する交流電圧を誘導させ、交流電
源電圧が目標交流電圧よりも低い場合には、一方のコイ
ルに、交流電源と同位相で変化する交流電圧を誘導させ
ることで、負荷機器に供給される交流電力の電圧を所望
の目標交流電圧に安定化させることができる。
には、トランスの他方のコイルから供給される交流電力
と、交流電源の交流電力とが負荷機器へ供給される。負
荷機器に供給される交流電力の電圧は、交流電源の電圧
と一方のコイルに誘導される交流電力の電圧との和の電
圧である。したがって、たとえば、交流電源の電圧が目
標交流電圧よりも高い場合には、一方のコイルに、交流
電源とは逆位相で変化する交流電圧を誘導させ、交流電
源電圧が目標交流電圧よりも低い場合には、一方のコイ
ルに、交流電源と同位相で変化する交流電圧を誘導させ
ることで、負荷機器に供給される交流電力の電圧を所望
の目標交流電圧に安定化させることができる。
【0015】また、交流電源の異常時には、交流電源の
替わりに、一方のコイルを負荷機器に接続するととも
に、トランスの他方のコイルから供給される交流電力
を、負荷機器へ供給する。したがって、負荷機器に所定
の交流電力を供給することができる。
替わりに、一方のコイルを負荷機器に接続するととも
に、トランスの他方のコイルから供給される交流電力
を、負荷機器へ供給する。したがって、負荷機器に所定
の交流電力を供給することができる。
【0016】その結果、交流電源の正常状態あるいは異
常状態にかかわらず、負荷機器に対して、交流電源の交
流電力よりも品質が良い交流電力を安定して供給し続け
ることができる。
常状態にかかわらず、負荷機器に対して、交流電源の交
流電力よりも品質が良い交流電力を安定して供給し続け
ることができる。
【0017】しかも、この電力品質改善方法では、トラ
ンスの一方のコイルの電力供給経路に対する接続状態
を、直列と並列との間で切り替えるだけで、交流電源正
常時の電圧安定化と、交流電源異常時の交流電力供給と
を実現することができる。そのため、たとえば、1つの
二入力スイッチのみで、このような交流電力の安定化を
実現することができる。その結果、スイッチングトラン
ジスタなどの素子を最小限に抑えた簡易な構成にて、交
流電源の交流電力よりも品質が良い交流電力を安定して
負荷機器へ供給し続けることができる。
ンスの一方のコイルの電力供給経路に対する接続状態
を、直列と並列との間で切り替えるだけで、交流電源正
常時の電圧安定化と、交流電源異常時の交流電力供給と
を実現することができる。そのため、たとえば、1つの
二入力スイッチのみで、このような交流電力の安定化を
実現することができる。その結果、スイッチングトラン
ジスタなどの素子を最小限に抑えた簡易な構成にて、交
流電源の交流電力よりも品質が良い交流電力を安定して
負荷機器へ供給し続けることができる。
【0018】その上、この電力品質改善方法では、交流
電源正常時には、交流電源と負荷機器との間には、トラ
ンスの一方のコイルが直列に接続されているだけであ
る。そのため、交流電源の交流電力を、ロスを殆ど生じ
ることなく負荷機器へ供給することができる。したがっ
て、トランスの他方のコイルからは、交流電源の交流電
力と、所望の交流電力との差分の電力に相当する交流電
力のみを供給すれば、負荷機器に供給される交流電力の
電圧を安定化させることができる。つまり、交流電源の
正常時に、負荷機器に供給される交流電力の大部分は、
交流電源から供給される交流電力となる。その結果、一
旦、交流電源からの交流電力を整流回路や直交変換回路
などで変換して、交流電源の交流電力を負荷機器へ供給
した場合に比べて、格段に高い電力効率にて、品質の良
い交流電力を供給することができる。
電源正常時には、交流電源と負荷機器との間には、トラ
ンスの一方のコイルが直列に接続されているだけであ
る。そのため、交流電源の交流電力を、ロスを殆ど生じ
ることなく負荷機器へ供給することができる。したがっ
て、トランスの他方のコイルからは、交流電源の交流電
力と、所望の交流電力との差分の電力に相当する交流電
力のみを供給すれば、負荷機器に供給される交流電力の
電圧を安定化させることができる。つまり、交流電源の
正常時に、負荷機器に供給される交流電力の大部分は、
交流電源から供給される交流電力となる。その結果、一
旦、交流電源からの交流電力を整流回路や直交変換回路
などで変換して、交流電源の交流電力を負荷機器へ供給
した場合に比べて、格段に高い電力効率にて、品質の良
い交流電力を供給することができる。
【0019】本発明に係る電力品質改善装置は、交流電
源から負荷機器への電力供給経路上に配設され、負荷機
器に供給される交流電力の品質を改善する電力品質改善
装置であって、交流電源に接続される一対の入力端子
と、負荷機器に接続される一対の出力端子と、入力端子
の一方と出力端子の一方との間に、一方のコイルが直列
に接続されるトランスと、トランスの他方のコイルに交
流電力を供給する電力供給手段と、一対の入力端子の間
の入力電圧あるいは一対の出力端子の間の出力電圧を検
出電圧として検出する検出部材と、検出電圧が所定の目
標電圧と異なる場合には、電力供給手段から他方のコイ
ルへ交流電力を供給させて、出力電圧が目標電圧となる
ように制御する制御手段と、を備えるものである。
源から負荷機器への電力供給経路上に配設され、負荷機
器に供給される交流電力の品質を改善する電力品質改善
装置であって、交流電源に接続される一対の入力端子
と、負荷機器に接続される一対の出力端子と、入力端子
の一方と出力端子の一方との間に、一方のコイルが直列
に接続されるトランスと、トランスの他方のコイルに交
流電力を供給する電力供給手段と、一対の入力端子の間
の入力電圧あるいは一対の出力端子の間の出力電圧を検
出電圧として検出する検出部材と、検出電圧が所定の目
標電圧と異なる場合には、電力供給手段から他方のコイ
ルへ交流電力を供給させて、出力電圧が目標電圧となる
ように制御する制御手段と、を備えるものである。
【0020】この構成を採用すれば、検出電圧が目標電
圧と異なる場合には、電力供給手段から供給された交流
電力によってトランスの一方のコイルに電圧が誘導さ
れ、この誘導電圧で、出力電圧を所望の目標電圧に安定
させることができる。その結果、負荷機器に対して、交
流電源の交流電力よりも電圧が安定した品質の良い交流
電力を、供給することができる。しかも、交流電源と負
荷機器との間には、トランスの一方のコイルが直列に接
続されているだけなので、高い電力効率にて、品質の良
い交流電力を供給することができる。
圧と異なる場合には、電力供給手段から供給された交流
電力によってトランスの一方のコイルに電圧が誘導さ
れ、この誘導電圧で、出力電圧を所望の目標電圧に安定
させることができる。その結果、負荷機器に対して、交
流電源の交流電力よりも電圧が安定した品質の良い交流
電力を、供給することができる。しかも、交流電源と負
荷機器との間には、トランスの一方のコイルが直列に接
続されているだけなので、高い電力効率にて、品質の良
い交流電力を供給することができる。
【0021】本発明に係る電力品質改善装置は、交流電
源から負荷機器への電力供給経路上に配設され、負荷機
器に供給れる交流電力の品質を改善する電力品質改善装
置であって、交流電源に接続される一対の入力端子と、
負荷機器に接続される一対の出力端子と、入力端子の一
方と出力端子の一方との間に、一方のコイルが直列に接
続されるトランスと、トランスの他方のコイルに交流電
力を供給する電力供給手段と、2つの入力接点と1つの
出力接点とを有し、入力接点の一方が入力端子の一方に
接続され、且つ、出力端子が一方のコイルに接続される
二入力スイッチと、一対の入力端子の間の入力電圧を検
出電圧として検出する検出部材と、検出電圧に基づいて
交流電源が異常と判断される場合には、二入力スイッチ
を切り替えて、一方のコイルを出力端子の他方に接続す
るとともに、電力供給手段から所定の交流電力を供給さ
せる制御手段と、を備えるものである。
源から負荷機器への電力供給経路上に配設され、負荷機
器に供給れる交流電力の品質を改善する電力品質改善装
置であって、交流電源に接続される一対の入力端子と、
負荷機器に接続される一対の出力端子と、入力端子の一
方と出力端子の一方との間に、一方のコイルが直列に接
続されるトランスと、トランスの他方のコイルに交流電
力を供給する電力供給手段と、2つの入力接点と1つの
出力接点とを有し、入力接点の一方が入力端子の一方に
接続され、且つ、出力端子が一方のコイルに接続される
二入力スイッチと、一対の入力端子の間の入力電圧を検
出電圧として検出する検出部材と、検出電圧に基づいて
交流電源が異常と判断される場合には、二入力スイッチ
を切り替えて、一方のコイルを出力端子の他方に接続す
るとともに、電力供給手段から所定の交流電力を供給さ
せる制御手段と、を備えるものである。
【0022】この構成を採用すれば、交流電源異常時に
は、トランスの一方のコイルのみを負荷機器に接続して
電力を供給することができる。したがって、交流電源の
正常状態あるいは異常状態にかかわらず、安定した電力
を供給することができる。また、交流電源と負荷機器と
の間にはトランスの一方のコイルが直列に接続されてい
るだけなので、高い電力効率にて交流電力を供給するこ
とができる。しかも、1つの二入力スイッチのみで切り
替えることができるので、スイッチングトランジスタな
どの素子を最小限に抑えることができる。
は、トランスの一方のコイルのみを負荷機器に接続して
電力を供給することができる。したがって、交流電源の
正常状態あるいは異常状態にかかわらず、安定した電力
を供給することができる。また、交流電源と負荷機器と
の間にはトランスの一方のコイルが直列に接続されてい
るだけなので、高い電力効率にて交流電力を供給するこ
とができる。しかも、1つの二入力スイッチのみで切り
替えることができるので、スイッチングトランジスタな
どの素子を最小限に抑えることができる。
【0023】本発明に係る電力品質改善装置は、交流電
源から負荷機器への電力供給経路上に配設され、負荷機
器に供給される交流電力の品質を改善する電力品質改善
装置であって、交流電源に接続される一対の入力端子
と、負荷機器に接続される一対の出力端子と、入力端子
の一方と出力端子の一方との間に、一方のコイルが直列
に接続されるトランスと、トランスの他方のコイルに交
流電力を供給する電力供給手段と、2つの入力接点と1
つの出力接点とを有し、入力接点の一方が入力端子の一
方に接続され、且つ、出力端子が一方のコイルに接続さ
れる二入力スイッチと、一対の入力端子の間の入力電圧
あるいは一対の出力端子の間の出力電圧を検出電圧とし
て検出する検出部材と、検出電圧が所定の目標電圧と異
なる場合には、電力供給手段から他方のコイルへ交流電
力を供給させて、出力電圧が目標電圧となるように制御
し、且つ、検出電圧に基づいて交流電源が異常と判断さ
れる場合には、二入力スイッチを切り替えて、一方のコ
イルを出力端子の他方に接続するとともに、電力供給手
段から所定の交流電力を供給させる制御手段と、を備え
るものである。
源から負荷機器への電力供給経路上に配設され、負荷機
器に供給される交流電力の品質を改善する電力品質改善
装置であって、交流電源に接続される一対の入力端子
と、負荷機器に接続される一対の出力端子と、入力端子
の一方と出力端子の一方との間に、一方のコイルが直列
に接続されるトランスと、トランスの他方のコイルに交
流電力を供給する電力供給手段と、2つの入力接点と1
つの出力接点とを有し、入力接点の一方が入力端子の一
方に接続され、且つ、出力端子が一方のコイルに接続さ
れる二入力スイッチと、一対の入力端子の間の入力電圧
あるいは一対の出力端子の間の出力電圧を検出電圧とし
て検出する検出部材と、検出電圧が所定の目標電圧と異
なる場合には、電力供給手段から他方のコイルへ交流電
力を供給させて、出力電圧が目標電圧となるように制御
し、且つ、検出電圧に基づいて交流電源が異常と判断さ
れる場合には、二入力スイッチを切り替えて、一方のコ
イルを出力端子の他方に接続するとともに、電力供給手
段から所定の交流電力を供給させる制御手段と、を備え
るものである。
【0024】この構成を採用すれば、交流電源正常時に
は、トランスの一方のコイルに誘導させた電圧で、負荷
機器に供給される交流電力の電圧を安定化させることが
でき、交流電源異常時には、トランスの一方のコイルの
みを負荷機器に接続して電力を供給することができる。
したがって、交流電源の正常状態あるいは異常状態にか
かわらず、安定した電力を供給することができる。ま
た、トランスの一方のコイルが直列に接続されているだ
けなので、高い電力効率にて、交流電力を供給すること
ができる。しかも、1つの二入力スイッチのみで切り替
えることができるので、スイッチングトランジスタなど
の素子を最小限に抑えることができる。
は、トランスの一方のコイルに誘導させた電圧で、負荷
機器に供給される交流電力の電圧を安定化させることが
でき、交流電源異常時には、トランスの一方のコイルの
みを負荷機器に接続して電力を供給することができる。
したがって、交流電源の正常状態あるいは異常状態にか
かわらず、安定した電力を供給することができる。ま
た、トランスの一方のコイルが直列に接続されているだ
けなので、高い電力効率にて、交流電力を供給すること
ができる。しかも、1つの二入力スイッチのみで切り替
えることができるので、スイッチングトランジスタなど
の素子を最小限に抑えることができる。
【0025】本発明に係る電力品質改善装置は、さら
に、電力供給手段が、電力を蓄電する蓄電部材と、蓄電
部材の一対の接続端子に接続される一対の直流配線と、
この一対の直流配線から供給される直流電力を用いて交
流電力を生成し、この交流電力を他方のコイルへ供給す
る直交変換回路と、一対の入力端子および一対の直流配
線が接続され、一対の入力端子から入力された電圧を整
流して一対の直流配線へ出力する整流回路と、を備え、
制御手段が、さらに、検出電圧が所定の目標電圧と一致
すると判断される場合であっても、直交変換回路を動作
させるものである。
に、電力供給手段が、電力を蓄電する蓄電部材と、蓄電
部材の一対の接続端子に接続される一対の直流配線と、
この一対の直流配線から供給される直流電力を用いて交
流電力を生成し、この交流電力を他方のコイルへ供給す
る直交変換回路と、一対の入力端子および一対の直流配
線が接続され、一対の入力端子から入力された電圧を整
流して一対の直流配線へ出力する整流回路と、を備え、
制御手段が、さらに、検出電圧が所定の目標電圧と一致
すると判断される場合であっても、直交変換回路を動作
させるものである。
【0026】この構成を採用すれば、検出電圧が所定の
目標電圧と一致すると判断される場合であっても、直交
変換回路を動作させる。これにより、常に、直交変換回
路から負荷機器へ交流電力が供給されている状態に維持
することができる。したがって、交流電源の異常に応じ
て二入力スイッチを切り替えた際に、直交変換回路や負
荷機器に流れる突入電流を抑えることができる。そのた
め、従来であれば、この突入電流を抑えるために必要で
あったソフトスタート処理を無くしたり、あるいは、そ
のソフトスタート処理のステップ数を削減したりするこ
とができるので、所望の交流電力が供給されるようにな
るまでの期間を短くすることができる。その結果、交流
電源の交流電力を、整流回路や直交変換回路などで変換
することなく、負荷機器へ直接に供給する常時商用給電
方式でありながらも、従来の同方式の無停電交流電源装
置などと比べて、瞬時停電期間(交流電源の停電発生か
ら所望の交流電力が供給されるようになるまでの期間)
を確実に短くすることができる。
目標電圧と一致すると判断される場合であっても、直交
変換回路を動作させる。これにより、常に、直交変換回
路から負荷機器へ交流電力が供給されている状態に維持
することができる。したがって、交流電源の異常に応じ
て二入力スイッチを切り替えた際に、直交変換回路や負
荷機器に流れる突入電流を抑えることができる。そのた
め、従来であれば、この突入電流を抑えるために必要で
あったソフトスタート処理を無くしたり、あるいは、そ
のソフトスタート処理のステップ数を削減したりするこ
とができるので、所望の交流電力が供給されるようにな
るまでの期間を短くすることができる。その結果、交流
電源の交流電力を、整流回路や直交変換回路などで変換
することなく、負荷機器へ直接に供給する常時商用給電
方式でありながらも、従来の同方式の無停電交流電源装
置などと比べて、瞬時停電期間(交流電源の停電発生か
ら所望の交流電力が供給されるようになるまでの期間)
を確実に短くすることができる。
【0027】本発明に係る電力品質改善装置は、さら
に、直交変換回路を、一対の直流配線の間において2つ
のトランジスタが直列に接続された2組のアームで構成
し、それぞれの2つのトランジスタの間を他方のコイル
に接続し、制御手段は、この4つのトランジスタに対し
てオンオフ制御信号を出力することで出力電圧を制御
し、さらに、二入力スイッチおよび一方のコイルの全体
に対して並列にローパスフィルタを接続したものであ
る。
に、直交変換回路を、一対の直流配線の間において2つ
のトランジスタが直列に接続された2組のアームで構成
し、それぞれの2つのトランジスタの間を他方のコイル
に接続し、制御手段は、この4つのトランジスタに対し
てオンオフ制御信号を出力することで出力電圧を制御
し、さらに、二入力スイッチおよび一方のコイルの全体
に対して並列にローパスフィルタを接続したものであ
る。
【0028】この構成を採用すれば、交流電源の異常時
には、ローパスフィルタは、一方のコイルに並列に接続
されない。したがって、制御手段の制御にて一方のコイ
ルに発生させた波形の交流電力を、その波形のまま負荷
機器へ供給することができる。
には、ローパスフィルタは、一方のコイルに並列に接続
されない。したがって、制御手段の制御にて一方のコイ
ルに発生させた波形の交流電力を、その波形のまま負荷
機器へ供給することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態1に係
る電力品質改善方法および電力品質改善装置を、図に基
づいて説明する。なお、電力品質改善方法は、電力品質
改善装置の動作として説明する。
る電力品質改善方法および電力品質改善装置を、図に基
づいて説明する。なお、電力品質改善方法は、電力品質
改善装置の動作として説明する。
【0030】実施の形態1.
【0031】図1は、本発明の実施の形態1に係る電力
品質改善装置を示す回路図である。この電力品質改善装
置1は、交流電源2から負荷機器3への電力供給経路上
に配設されている。
品質改善装置を示す回路図である。この電力品質改善装
置1は、交流電源2から負荷機器3への電力供給経路上
に配設されている。
【0032】電力品質改善装置1は、交流電源2に接続
される一対の入力端子4,5と、負荷機器3に接続され
る一対の出力端子6,7と、一方の入力端子4と一方の
出力端子6とを接続する一方の交流配線8と、他方の入
力端子5と出力端子の他方7とを接続する他方の交流配
線9と、一方の交流配線8と他方の交流配線9との間に
接続されたコンデンサ10と、を備える。
される一対の入力端子4,5と、負荷機器3に接続され
る一対の出力端子6,7と、一方の入力端子4と一方の
出力端子6とを接続する一方の交流配線8と、他方の入
力端子5と出力端子の他方7とを接続する他方の交流配
線9と、一方の交流配線8と他方の交流配線9との間に
接続されたコンデンサ10と、を備える。
【0033】一方の交流配線8上には、一方の入力端子
4側から順番に、二入力スイッチ11と、トランス12
の一方のコイル13とが直列に接続されている。したが
って、一方の入力端子4に接続された二入力スイッチ1
1の一方の入力接点14と、出力接点15とを接続する
ことで、一方の入力端子4と、一方の出力端子6との間
に直列に一方のコイル13を接続することができる。そ
の結果、一対の入力端子4から入力された交流電力を、
一対の出力端子6から、出力電力として、出力すること
ができる。なお、トランス12の一方のコイル13と、
コンデンサ10とでローパスフィルタが構成される。こ
のローパスフィルタで、入力電力に含まれる高周波成分
が除去される。したがって、負荷機器3に供給される交
流電力の電圧波形は、交流電源2の交流電力の電圧波形
よりも改善されている。
4側から順番に、二入力スイッチ11と、トランス12
の一方のコイル13とが直列に接続されている。したが
って、一方の入力端子4に接続された二入力スイッチ1
1の一方の入力接点14と、出力接点15とを接続する
ことで、一方の入力端子4と、一方の出力端子6との間
に直列に一方のコイル13を接続することができる。そ
の結果、一対の入力端子4から入力された交流電力を、
一対の出力端子6から、出力電力として、出力すること
ができる。なお、トランス12の一方のコイル13と、
コンデンサ10とでローパスフィルタが構成される。こ
のローパスフィルタで、入力電力に含まれる高周波成分
が除去される。したがって、負荷機器3に供給される交
流電力の電圧波形は、交流電源2の交流電力の電圧波形
よりも改善されている。
【0034】二入力スイッチ11は、たとえば、図2に
示すように、各入力接点14,16と出力接点15との
間に接続された合計4つのスイッチングトランジスタ1
7,18,19,20と、各スイッチングトランジスタ
17,18,19,20と並列に接続された4つのダイ
オード21,22,23,24と、で構成することがで
きる。
示すように、各入力接点14,16と出力接点15との
間に接続された合計4つのスイッチングトランジスタ1
7,18,19,20と、各スイッチングトランジスタ
17,18,19,20と並列に接続された4つのダイ
オード21,22,23,24と、で構成することがで
きる。
【0035】そして、図2において左上側のスイッチン
グトランジスタ17をオン状態にすると、一方の入力接
点14から出力接点15へ電流が流れ、右上側のスイッ
チングトランジスタ18をオン状態にすると、出力接点
15から一方の入力接点14へ電流が流れる。
グトランジスタ17をオン状態にすると、一方の入力接
点14から出力接点15へ電流が流れ、右上側のスイッ
チングトランジスタ18をオン状態にすると、出力接点
15から一方の入力接点14へ電流が流れる。
【0036】また、図2において左下側のスイッチング
トランジスタ19をオン状態にすると、他方の入力接点
16から出力接点15へ電流が流れ、右下側のスイッチ
ングトランジスタ20をオン状態にすると、出力接点1
5から他方の入力接点16へ電流が流れる。
トランジスタ19をオン状態にすると、他方の入力接点
16から出力接点15へ電流が流れ、右下側のスイッチ
ングトランジスタ20をオン状態にすると、出力接点1
5から他方の入力接点16へ電流が流れる。
【0037】二入力スイッチ11の他方の入力接点16
は、他方の交流配線9に接続されている。したがって、
二入力スイッチ11の他方の入力接点16と、出力接点
15とを接続することで、一対の出力端子6,7の間に
一方のコイル13を接続することができる。これによ
り、一方のコイル13のみを負荷機器3へ接続すること
ができる。なお、このとき、一方の入力端子4は、いず
れの出力端子6,7にも接続されていないので、一対の
入力端子4,5に入力された交流電力が、一対の出力端
子6,7から出力されてしまうことはない。
は、他方の交流配線9に接続されている。したがって、
二入力スイッチ11の他方の入力接点16と、出力接点
15とを接続することで、一対の出力端子6,7の間に
一方のコイル13を接続することができる。これによ
り、一方のコイル13のみを負荷機器3へ接続すること
ができる。なお、このとき、一方の入力端子4は、いず
れの出力端子6,7にも接続されていないので、一対の
入力端子4,5に入力された交流電力が、一対の出力端
子6,7から出力されてしまうことはない。
【0038】また、電力品質改善装置1は、蓄電部材と
してのバッテリ25と、このバッテリ25の2つの接点
に接続された一対の直流配線26,27と、この一対の
直流配線26,27と一対の入力端子4,5との間に接
続された整流回路28と、一対の直流配線26,27と
トランス12の他方のコイル29との間に接続された直
交変換回路30と、を備える。なお、バッテリ25に替
えて、大容量のコンデンサを用いてもよい。ここで、バ
ッテリ25と、一対の直流配線26,27と、整流回路
28と、直交変換回路30とで、電力供給手段を構成し
ている。
してのバッテリ25と、このバッテリ25の2つの接点
に接続された一対の直流配線26,27と、この一対の
直流配線26,27と一対の入力端子4,5との間に接
続された整流回路28と、一対の直流配線26,27と
トランス12の他方のコイル29との間に接続された直
交変換回路30と、を備える。なお、バッテリ25に替
えて、大容量のコンデンサを用いてもよい。ここで、バ
ッテリ25と、一対の直流配線26,27と、整流回路
28と、直交変換回路30とで、電力供給手段を構成し
ている。
【0039】整流回路28は、ダイオードブリッジ回路
31と、ダイオードブリッジ回路31とバッテリ25と
の間に直列に接続される昇圧コイル32と、昇圧コイル
32とバッテリ25との間に接続され、昇圧コイル32
側からバッテリ25側への電流のみを通過させる整流ダ
イオード33と、整流ダイオード33およびバッテリ2
5と並列に接続される昇圧トランジスタ34と、を備え
る。なお、昇圧トランジスタ34には、並列に、逆向き
に保護ダイオード35が接続されている。また、ダイオ
ードブリッジ回路31は、4つのダイオード36,3
7,38,39がブリッジ接続されたものであり、一対
の直流配線26,27と一対の入力端子4,5とが接続
されている。
31と、ダイオードブリッジ回路31とバッテリ25と
の間に直列に接続される昇圧コイル32と、昇圧コイル
32とバッテリ25との間に接続され、昇圧コイル32
側からバッテリ25側への電流のみを通過させる整流ダ
イオード33と、整流ダイオード33およびバッテリ2
5と並列に接続される昇圧トランジスタ34と、を備え
る。なお、昇圧トランジスタ34には、並列に、逆向き
に保護ダイオード35が接続されている。また、ダイオ
ードブリッジ回路31は、4つのダイオード36,3
7,38,39がブリッジ接続されたものであり、一対
の直流配線26,27と一対の入力端子4,5とが接続
されている。
【0040】そして、一対の入力端子4,5から入力さ
れた交流電力を、ダイオードブリッジ回路31で全波整
流する。昇圧トランジスタ34をオンオフ制御すると、
昇圧コイル32に電圧が誘導される。この誘導電圧と全
波整流された電圧との和の電圧が、バッテリ25の充電
電圧と整流ダイオード33のオン電圧との和の電圧より
も高い場合には、整流ダイオード33から一対の直流配
線26,27へ電流が流れる。この一対の直流配線2
6,27へ供給された電流で、バッテリ25は充電され
る。
れた交流電力を、ダイオードブリッジ回路31で全波整
流する。昇圧トランジスタ34をオンオフ制御すると、
昇圧コイル32に電圧が誘導される。この誘導電圧と全
波整流された電圧との和の電圧が、バッテリ25の充電
電圧と整流ダイオード33のオン電圧との和の電圧より
も高い場合には、整流ダイオード33から一対の直流配
線26,27へ電流が流れる。この一対の直流配線2
6,27へ供給された電流で、バッテリ25は充電され
る。
【0041】直交変換回路30は、一対の直流配線2
6,27の間に接続された2組のアーム40,41から
なる。
6,27の間に接続された2組のアーム40,41から
なる。
【0042】図1において左側のアーム40は、一対の
直流配線26,27の間に、互いに直列に接続された2
つの変換トランジスタ42,43と、各変換トランジス
タ42,43と並列に接続された2つの変換ダイオード
44,45と、からなる。また、アーム40は、変換ト
ランジスタ42,43の間で、他方のコイル29に接続
されている。
直流配線26,27の間に、互いに直列に接続された2
つの変換トランジスタ42,43と、各変換トランジス
タ42,43と並列に接続された2つの変換ダイオード
44,45と、からなる。また、アーム40は、変換ト
ランジスタ42,43の間で、他方のコイル29に接続
されている。
【0043】図1において右側のアーム41は、一対の
直流配線26,27の間に、互いに直列に接続された2
つの変換トランジスタ46,47と、各変換トランジス
タ46,47と並列に接続された2つの変換ダイオード
48,49と、からなる。また、アーム41は、変換ト
ランジスタ46,47の間で、他方のコイル29に接続
されている。
直流配線26,27の間に、互いに直列に接続された2
つの変換トランジスタ46,47と、各変換トランジス
タ46,47と並列に接続された2つの変換ダイオード
48,49と、からなる。また、アーム41は、変換ト
ランジスタ46,47の間で、他方のコイル29に接続
されている。
【0044】なお、各変換トランジスタ42,43,4
6,47は、バッテリ25のプラス接点からマイナス接
点へ電流を流す向きに接続されている。各変換ダイオー
ド44,45,48,49は、変換トランジスタ42,
43,46,47とは逆向きの電流を流す向きに接続さ
れている。
6,47は、バッテリ25のプラス接点からマイナス接
点へ電流を流す向きに接続されている。各変換ダイオー
ド44,45,48,49は、変換トランジスタ42,
43,46,47とは逆向きの電流を流す向きに接続さ
れている。
【0045】このような直交変換回路30では、図1に
おいて対角となる2組の変換トランジスタ42,47
(43,46)を、組毎に順番にオン制御することで、
他方のコイル29に交流電力を供給することができる。
そして、この他方のコイル29に供給される交流電力に
基づいて、一方のコイル13には電圧が誘導される。
おいて対角となる2組の変換トランジスタ42,47
(43,46)を、組毎に順番にオン制御することで、
他方のコイル29に交流電力を供給することができる。
そして、この他方のコイル29に供給される交流電力に
基づいて、一方のコイル13には電圧が誘導される。
【0046】また、二入力スイッチ11と一方のコイル
13との全体に対して並列に、抵抗50およびコンデン
サ51からなるローパスフィルタ52が接続されてい
る。
13との全体に対して並列に、抵抗50およびコンデン
サ51からなるローパスフィルタ52が接続されてい
る。
【0047】なお、二入力スイッチ11を他方の入力接
点16に切り替えた場合には、ローパスフィルタ52
は、トランス12と並列に接続されない。したがって、
一方のコイル13に誘導される電圧をそのまま、一対の
出力端子6,7から出力することができる。
点16に切り替えた場合には、ローパスフィルタ52
は、トランス12と並列に接続されない。したがって、
一方のコイル13に誘導される電圧をそのまま、一対の
出力端子6,7から出力することができる。
【0048】さらに、電力品質改善装置1は、入力電圧
を検出する検出部材としての入力電圧検出部材53と、
出力電圧を検出する検出部材としての出力電圧検出部材
54と、これらによって検出された入力の検出電圧およ
び出力の検出電圧に基づいて、二入力スイッチ11、整
流回路28および直交変換回路30に対して切替信号や
オンオフ制御信号を出力する制御手段としてのマイクロ
コンピュータ55と、を備える。
を検出する検出部材としての入力電圧検出部材53と、
出力電圧を検出する検出部材としての出力電圧検出部材
54と、これらによって検出された入力の検出電圧およ
び出力の検出電圧に基づいて、二入力スイッチ11、整
流回路28および直交変換回路30に対して切替信号や
オンオフ制御信号を出力する制御手段としてのマイクロ
コンピュータ55と、を備える。
【0049】次に、このマイクロコンピュータ55の制
御に基づく、電力品質改善装置1の全体の動作について
説明する。
御に基づく、電力品質改善装置1の全体の動作について
説明する。
【0050】図1に示すように、電力品質改善装置1に
は、交流電源2と、負荷機器3とが接続されている。こ
の状態で、電力品質改善装置1が起動されると、マイク
ロコンピュータ55は、入力の検出電圧を調べる。そし
て、交流電源2の交流電力が正常であると判断すると、
切替信号で、二入力スイッチ11を一方の接点14に接
続させる。これにより、一対の入力端子4,5から入力
された交流電力は、一方のコイル13、コンデンサ10
を介して、一対の出力端子6,7から出力される。この
出力電力が、負荷機器3に供給される。したがって、負
荷機器3は、交流電源2の交流電力で動作することがで
きる。
は、交流電源2と、負荷機器3とが接続されている。こ
の状態で、電力品質改善装置1が起動されると、マイク
ロコンピュータ55は、入力の検出電圧を調べる。そし
て、交流電源2の交流電力が正常であると判断すると、
切替信号で、二入力スイッチ11を一方の接点14に接
続させる。これにより、一対の入力端子4,5から入力
された交流電力は、一方のコイル13、コンデンサ10
を介して、一対の出力端子6,7から出力される。この
出力電力が、負荷機器3に供給される。したがって、負
荷機器3は、交流電源2の交流電力で動作することがで
きる。
【0051】このような負荷機器3への電力供給を行う
と共に、マイクロコンピュータ55は、出力電圧検出部
材54によって検出される出力の検出電圧が所定の目標
電圧に一致しているか否かを判断する。この目標電圧
は、負荷機器3がその入力電圧として許容できる電圧で
ある。たとえば、負荷機器3が100V(ボルト)プラ
スマイナス10%の電圧範囲を動作可能な入力電圧とす
るときには、その範囲内の電圧が設定される。
と共に、マイクロコンピュータ55は、出力電圧検出部
材54によって検出される出力の検出電圧が所定の目標
電圧に一致しているか否かを判断する。この目標電圧
は、負荷機器3がその入力電圧として許容できる電圧で
ある。たとえば、負荷機器3が100V(ボルト)プラ
スマイナス10%の電圧範囲を動作可能な入力電圧とす
るときには、その範囲内の電圧が設定される。
【0052】そして、出力の検出電圧が目標電圧に一致
していない場合には、各組の変換トランジスタ42,4
7(43,46)へオンオフ制御信号を出力する。これ
により、トランス12の他方のコイル29に交流電力が
供給される。また、この他方のコイル29での電圧変化
に応じて、一方のコイル13に交流電力が誘導される。
していない場合には、各組の変換トランジスタ42,4
7(43,46)へオンオフ制御信号を出力する。これ
により、トランス12の他方のコイル29に交流電力が
供給される。また、この他方のコイル29での電圧変化
に応じて、一方のコイル13に交流電力が誘導される。
【0053】したがって、一対の出力端子6,7から
は、交流電源2からの交流電力の電圧と、一方のコイル
13に誘導される交流電力の電圧とが加算された和電圧
が、出力電圧として出力される。また、交流電源2の交
流電力と、一方のコイル13に誘導される交流電力とが
負荷機器3に供給される。
は、交流電源2からの交流電力の電圧と、一方のコイル
13に誘導される交流電力の電圧とが加算された和電圧
が、出力電圧として出力される。また、交流電源2の交
流電力と、一方のコイル13に誘導される交流電力とが
負荷機器3に供給される。
【0054】なお、マイクロコンピュータ55は、出力
電圧が目標電圧よりも低い場合には、一方のコイル13
に、交流電源2の交流電力と同位相の交流電力を誘導さ
せる。逆に、出力電圧が目標電圧よりも高い場合には、
一方のコイル13に、交流電源2の交流電力とは逆位相
の交流電力を誘導させる。これにより、負荷機器3へ供
給される交流電力は、交流電源2の交流電力よりも高く
制御されたり低く制御されたりすることで、その電圧が
目標電圧に近くなるように制御される。その結果、出力
端子6,7における出力電圧は、目標電圧に安定化され
る。
電圧が目標電圧よりも低い場合には、一方のコイル13
に、交流電源2の交流電力と同位相の交流電力を誘導さ
せる。逆に、出力電圧が目標電圧よりも高い場合には、
一方のコイル13に、交流電源2の交流電力とは逆位相
の交流電力を誘導させる。これにより、負荷機器3へ供
給される交流電力は、交流電源2の交流電力よりも高く
制御されたり低く制御されたりすることで、その電圧が
目標電圧に近くなるように制御される。その結果、出力
端子6,7における出力電圧は、目標電圧に安定化され
る。
【0055】また、このように交流電源2の交流電力を
負荷機器3へ供給している状況下で、一方のコイル13
に交流電力を誘導させた場合、その一方のコイル13に
誘導される電力は、一般的に、とても小さいものにな
る。したがって、各組の変換トランジスタ42,47
(43,46)のオン期間(デューティ)も小さくなっ
てしまう。そこで、この実施の形態1では、一方のコイ
ル13にローパスフィルタ52を並列に接続している。
これにより、仮に、ローパスフィルタ52が並列に接続
されていなかった場合には、上記デューティにしたがっ
て、一方のコイル13に、インパルス的に変化する電圧
波形の交流電力が発生されてしまうような制御状況であ
ったとしても、これをローパスフィルタ52でなまらせ
た、なだらかな電圧変化を有する交流電力を、一方のコ
イル13に誘導させることができる。
負荷機器3へ供給している状況下で、一方のコイル13
に交流電力を誘導させた場合、その一方のコイル13に
誘導される電力は、一般的に、とても小さいものにな
る。したがって、各組の変換トランジスタ42,47
(43,46)のオン期間(デューティ)も小さくなっ
てしまう。そこで、この実施の形態1では、一方のコイ
ル13にローパスフィルタ52を並列に接続している。
これにより、仮に、ローパスフィルタ52が並列に接続
されていなかった場合には、上記デューティにしたがっ
て、一方のコイル13に、インパルス的に変化する電圧
波形の交流電力が発生されてしまうような制御状況であ
ったとしても、これをローパスフィルタ52でなまらせ
た、なだらかな電圧変化を有する交流電力を、一方のコ
イル13に誘導させることができる。
【0056】その結果、交流電源2の交流電力の電圧波
形よりも波形品質が改善された電圧波形の交流電力を出
力電力として負荷機器3へ供給することができる。
形よりも波形品質が改善された電圧波形の交流電力を出
力電力として負荷機器3へ供給することができる。
【0057】これらの電力供給制御を実施する一方で、
マイクロコンピュータ55は、昇圧トランジスタ34の
ゲートにオンオフ制御信号を供給する。昇圧トランジス
タ34がオン状態になると、ダイオードブリッジ回路3
1から昇圧コイル32に電流が流れ、昇圧トランジスタ
34がオフ状態になると、昇圧コイル32に電圧が発生
する。そして、この昇圧コイル32に発生した電圧とダ
イオードブリッジ回路31の電圧との和の電圧が、バッ
テリ25の充電電圧と整流ダイオード33のオン電圧と
の和の電圧よりも高いと、この電圧でバッテリ25は充
電される。なお、整流ダイオード33があるため、バッ
テリ25から昇圧コイル32側へ電力が逆流してしまう
ことはない。
マイクロコンピュータ55は、昇圧トランジスタ34の
ゲートにオンオフ制御信号を供給する。昇圧トランジス
タ34がオン状態になると、ダイオードブリッジ回路3
1から昇圧コイル32に電流が流れ、昇圧トランジスタ
34がオフ状態になると、昇圧コイル32に電圧が発生
する。そして、この昇圧コイル32に発生した電圧とダ
イオードブリッジ回路31の電圧との和の電圧が、バッ
テリ25の充電電圧と整流ダイオード33のオン電圧と
の和の電圧よりも高いと、この電圧でバッテリ25は充
電される。なお、整流ダイオード33があるため、バッ
テリ25から昇圧コイル32側へ電力が逆流してしまう
ことはない。
【0058】したがって、交流電源2の正常時に昇圧ト
ランジスタ34をオンオフ制御することで、バッテリ2
5を充電しつつ、負荷機器3へ供給される交流電力の電
圧および電圧波形を改善することができる。しかも、出
力電圧は目標電圧に安定化される。
ランジスタ34をオンオフ制御することで、バッテリ2
5を充電しつつ、負荷機器3へ供給される交流電力の電
圧および電圧波形を改善することができる。しかも、出
力電圧は目標電圧に安定化される。
【0059】また、マイクロコンピュータ55が、入力
電圧検出部材53によって検出された入力電圧に基づい
て、交流電源2の交流電力が異常であると判断すると、
二入力スイッチ11を他方の入力接点16に接続させ
る。これにより、一方の入力端子4が負荷機器3から切
り離されて、交流電源2による負荷機器3への電力供給
が断たれる。すなわち、一方のコイル13のみが、一対
の出力端子6,7を介して、負荷機器3に接続される。
電圧検出部材53によって検出された入力電圧に基づい
て、交流電源2の交流電力が異常であると判断すると、
二入力スイッチ11を他方の入力接点16に接続させ
る。これにより、一方の入力端子4が負荷機器3から切
り離されて、交流電源2による負荷機器3への電力供給
が断たれる。すなわち、一方のコイル13のみが、一対
の出力端子6,7を介して、負荷機器3に接続される。
【0060】このような接続状態で、マイクロコンピュ
ータ55は、出力電圧検出部材54によって検出される
出力の検出電圧が所定の目標電圧に一致しているか否か
を判断する。そして、商用電源2が切り離されているの
で、当然に、出力の検出電圧は目標電圧に一致しない。
そのため、各組の変換トランジスタ42,47(43,
46)へオンオフ制御信号を出力する。これにより、ト
ランス12の他方のコイル29に交流電力が供給され
る。また、この他方のコイル29での電圧変化に応じ
て、一方のコイル13に交流電力が誘導される。
ータ55は、出力電圧検出部材54によって検出される
出力の検出電圧が所定の目標電圧に一致しているか否か
を判断する。そして、商用電源2が切り離されているの
で、当然に、出力の検出電圧は目標電圧に一致しない。
そのため、各組の変換トランジスタ42,47(43,
46)へオンオフ制御信号を出力する。これにより、ト
ランス12の他方のコイル29に交流電力が供給され
る。また、この他方のコイル29での電圧変化に応じ
て、一方のコイル13に交流電力が誘導される。
【0061】したがって、一対の出力端子6,7から
は、一方のコイル13に誘導された交流電力の電圧が、
出力電圧として出力される。また、一方のコイル13に
誘導された交流電力が負荷機器3へ供給される。
は、一方のコイル13に誘導された交流電力の電圧が、
出力電圧として出力される。また、一方のコイル13に
誘導された交流電力が負荷機器3へ供給される。
【0062】なお、二入力スイッチ11を他方の入力接
点16に接続しているので、ローパスフィルタ52は、
一方のコイル13と並列に接続されていない。したがっ
て、一方のコイル13に誘導させた交流電力を、そのま
まの電圧および電圧波形で、負荷機器3へ供給すること
ができる。
点16に接続しているので、ローパスフィルタ52は、
一方のコイル13と並列に接続されていない。したがっ
て、一方のコイル13に誘導させた交流電力を、そのま
まの電圧および電圧波形で、負荷機器3へ供給すること
ができる。
【0063】以上のように、この実施の形態1では、交
流電源2の正常時には、交流電源2の交流電力よりも電
圧が安定し且つ電圧波形が改善された交流電力を負荷機
器3へ供給することができる。また、交流電源2の異常
時には、バッテリ25からの所定の電圧および電圧波形
の交流電力を負荷機器3へ供給することができる。
流電源2の正常時には、交流電源2の交流電力よりも電
圧が安定し且つ電圧波形が改善された交流電力を負荷機
器3へ供給することができる。また、交流電源2の異常
時には、バッテリ25からの所定の電圧および電圧波形
の交流電力を負荷機器3へ供給することができる。
【0064】その結果、交流電源2の正常状態あるいは
異常状態にかかわらず、負荷機器3に対して、交流電源
2の交流電力よりも品質が良い交流電力を安定して供給
し続けることができる。
異常状態にかかわらず、負荷機器3に対して、交流電源
2の交流電力よりも品質が良い交流電力を安定して供給
し続けることができる。
【0065】しかも、この実施の形態1では、1つの二
入力スイッチ11のみで、このような交流電力の安定化
を実現しているので、スイッチングトランジスタ17,
18,19,20を4つに抑えた簡易な構成にて、交流
電源2の交流電力よりも品質が良い交流電力を安定して
負荷機器3へ供給し続けることができる。また、巻線数
が2つの一般的なトランス12を用いて構成することが
できる。
入力スイッチ11のみで、このような交流電力の安定化
を実現しているので、スイッチングトランジスタ17,
18,19,20を4つに抑えた簡易な構成にて、交流
電源2の交流電力よりも品質が良い交流電力を安定して
負荷機器3へ供給し続けることができる。また、巻線数
が2つの一般的なトランス12を用いて構成することが
できる。
【0066】さらに、この実施の形態1では、交流電源
2の正常時には、交流電源2と負荷機器3との間には、
トランス12の一方のコイル13が直列に接続されてい
るだけなので、交流電源2の交流電力を、ロスを殆ど生
じることなく負荷機器3へ供給することができる。その
結果、一旦、交流電源2からの交流電力を、整流回路2
8や直交変換回路30などで変換して、負荷機器3へ供
給した場合に比べて、格段に高い電力効率にて、品質の
良い交流電力を供給することができる。
2の正常時には、交流電源2と負荷機器3との間には、
トランス12の一方のコイル13が直列に接続されてい
るだけなので、交流電源2の交流電力を、ロスを殆ど生
じることなく負荷機器3へ供給することができる。その
結果、一旦、交流電源2からの交流電力を、整流回路2
8や直交変換回路30などで変換して、負荷機器3へ供
給した場合に比べて、格段に高い電力効率にて、品質の
良い交流電力を供給することができる。
【0067】以上のように、上記実施の形態1は、本発
明の好適な実施の形態であるが、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲にて、適宜変更可能である。
明の好適な実施の形態であるが、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲にて、適宜変更可能である。
【0068】たとえば、上記実施の形態1では、マイク
ロコンピュータ55は、出力電圧検出部材54の検出電
圧が目標電圧と一致しない場合や、入力電圧検出部材5
3の検出電圧が異常と判断された場合(この場合も一種
の目標電圧と一致しない場合に相当する)にのみ、変換
トランジスタ42,43,46,47に対してオンオフ
制御信号を出力しているが、検出電圧が目標電圧と一致
する場合であっても、変換トランジスタ42,43,4
6,47に対してオンオフ制御信号を出力させるように
してもよい。
ロコンピュータ55は、出力電圧検出部材54の検出電
圧が目標電圧と一致しない場合や、入力電圧検出部材5
3の検出電圧が異常と判断された場合(この場合も一種
の目標電圧と一致しない場合に相当する)にのみ、変換
トランジスタ42,43,46,47に対してオンオフ
制御信号を出力しているが、検出電圧が目標電圧と一致
する場合であっても、変換トランジスタ42,43,4
6,47に対してオンオフ制御信号を出力させるように
してもよい。
【0069】このように、常に、変換トランジスタ4
2,43,46,47に対してオンオフ制御信号を出力
することで、検出電圧が所定の目標電圧と一致すると判
断される場合であっても、変換トランジスタ42,4
3,46,47に電流が流れている状態に維持すること
ができる。したがって、交流電源の異常検出に応じて二
入力スイッチ11を切り替えた際に、これら変換トラン
ジスタ42,43,46,47に流れる突入電流を抑え
ることができる。
2,43,46,47に対してオンオフ制御信号を出力
することで、検出電圧が所定の目標電圧と一致すると判
断される場合であっても、変換トランジスタ42,4
3,46,47に電流が流れている状態に維持すること
ができる。したがって、交流電源の異常検出に応じて二
入力スイッチ11を切り替えた際に、これら変換トラン
ジスタ42,43,46,47に流れる突入電流を抑え
ることができる。
【0070】そのため、従来であれば、この突入電流を
抑えるために必要であったソフトスタート処理を無くし
たり、あるいは、そのソフトスタート処理のステップ数
を削減したりすることができる。
抑えるために必要であったソフトスタート処理を無くし
たり、あるいは、そのソフトスタート処理のステップ数
を削減したりすることができる。
【0071】その結果、交流電源2の交流電力を、整流
回路28や直交変換回路30などで変換することなく、
負荷機器3へ直接に供給する常時商用給電方式でありな
がらも、従来の同方式の無停電交流電源装置などと比べ
て、瞬時停電期間(交流電源の停電発生から所望の交流
電力が供給されるようになるまでの期間)を確実に短く
することができる。
回路28や直交変換回路30などで変換することなく、
負荷機器3へ直接に供給する常時商用給電方式でありな
がらも、従来の同方式の無停電交流電源装置などと比べ
て、瞬時停電期間(交流電源の停電発生から所望の交流
電力が供給されるようになるまでの期間)を確実に短く
することができる。
【0072】
【発明の効果】本発明では、簡単な構成で、交流電源の
交流電力を効率よく負荷機器へ供給することができる。
本発明では、さらに、この交流電源の交流電力よりも品
質の良い交流電力を負荷機器へ供給することかできる。
交流電力を効率よく負荷機器へ供給することができる。
本発明では、さらに、この交流電源の交流電力よりも品
質の良い交流電力を負荷機器へ供給することかできる。
【図1】 本発明の実施の形態1に係る電力品質改善装
置を示す回路図である。
置を示す回路図である。
【図2】 図1中の二入力スイッチの構成を示す回路図
である。
である。
【図3】 従来の電力品質改善装置を示す回路図であ
る。
る。
1 電力品質改善装置
2 交流電源
3 負荷機器
4 一方の入力端子(入力端子)
5 他方の入力端子(入力端子)
6 一方の出力端子(出力端子)
7 出力端子の他方(出力端子)
8 一方の交流配線(交流配線)
9 他方の交流配線(交流配線)
11 二入力スイッチ
12 トランス
13 一方のコイル
14 一方の入力接点(入力接点)
15 出力接点
16 他方の入力接点(入力接点)
25 バッテリ(蓄電部材)
26 一方の直流配線(直流配線)
27 他方の直流配線(直流配線)
28 整流回路
29 他方のコイル
30 直交変換回路
40 アーム(左側のアーム)
41 アーム(右側のアーム)
42,43,46,47 変換トランジスタ
44,45,48,49 変換ダイオード
52 ローパスフィルタ
53 入力電圧検出部材(検出部材)
54 出力電圧検出部材(検出部材)
55 マイクロコンピュータ(制御手段)
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 5G066 DA07 JA02 JB03
5H007 AA06 BB05 CA01 CB02 CB05
CC06 CC07 CC13 CC32 CC33
DC05 GA02 GA03
Claims (6)
- 【請求項1】 交流電源から負荷機器への電力供給経路
上で、上記負荷機器に供給される交流電力の品質を改善
する電力品質改善方法であって、 上記交流電源の正常時には、上記電力供給経路にトラン
スの一方のコイルを直列に接続するとともに、上記トラ
ンスの他方のコイルから交流電力を供給して、上記負荷
機器に供給される交流電力の電圧を安定化させ、 上記交流電源の異常時には、上記交流電源の替わりに上
記一方のコイルを上記負荷機器に接続するとともに、上
記他方のコイルから交流電力を供給して、上記負荷機器
へ交流電力を供給することを特徴とする電力品質改善方
法。 - 【請求項2】 交流電源から負荷機器への電力供給経路
上に配設され、上記負荷機器に供給される交流電力の品
質を改善する電力品質改善装置であって、 上記交流電源に接続される一対の入力端子と、 上記負荷機器に接続される一対の出力端子と、 上記入力端子の一方と上記出力端子の一方との間に、一
方のコイルが直列に接続されるトランスと、 上記トランスの他方のコイルに交流電力を供給する電力
供給手段と、 上記一対の入力端子の間の入力電圧あるいは上記一対の
出力端子の間の出力電圧を検出電圧として検出する検出
部材と、 上記検出電圧が所定の目標電圧と異なる場合には、上記
電力供給手段から上記他方のコイルへ交流電力を供給さ
せて、上記出力電圧が上記目標電圧となるように制御す
る制御手段と、を備えることを特徴とする電力品質改善
装置。 - 【請求項3】 交流電源から負荷機器への電力供給経路
上に配設され、上記負荷機器に供給れる交流電力の品質
を改善する電力品質改善装置であって、 上記交流電源に接続される一対の入力端子と、 上記負荷機器に接続される一対の出力端子と、 上記入力端子の一方と上記出力端子の一方との間に、一
方のコイルが直列に接続されるトランスと、 上記トランスの他方のコイルに交流電力を供給する電力
供給手段と、 2つの入力接点と1つの出力接点とを有し、上記入力接
点の一方が上記入力端子の一方に接続され、且つ、上記
出力端子が上記一方のコイルに接続される二入力スイッ
チと、 上記一対の入力端子の間の入力電圧を検出電圧として検
出する検出部材と、 上記検出電圧に基づいて交流電源が異常と判断される場
合には、上記二入力スイッチを切り替えて、上記一方の
コイルを上記出力端子の他方に接続するとともに、上記
電力供給手段から所定の交流電力を供給させる制御手段
と、を備えることを特徴とする電力品質改善装置。 - 【請求項4】 交流電源から負荷機器への電力供給経路
上に配設され、上記負荷機器に供給される交流電力の品
質を改善する電力品質改善装置であって、 上記交流電源に接続される一対の入力端子と、 上記負荷機器に接続される一対の出力端子と、 上記入力端子の一方と上記出力端子の一方との間に、一
方のコイルが直列に接続されるトランスと、 上記トランスの他方のコイルに交流電力を供給する電力
供給手段と、 2つの入力接点と1つの出力接点とを有し、上記入力接
点の一方が上記入力端子の一方に接続され、且つ、上記
出力端子が上記一方のコイルに接続される二入力スイッ
チと、 上記一対の入力端子の間の入力電圧あるいは上記一対の
出力端子の間の出力電圧を検出電圧として検出する検出
部材と、 上記検出電圧が所定の目標電圧と異なる場合には、上記
電力供給手段から上記他方のコイルへ交流電力を供給さ
せて、上記出力電圧が上記目標電圧となるように制御
し、且つ、 上記検出電圧に基づいて交流電源が異常と判断される場
合には、上記二入力スイッチを切り替えて、上記一方の
コイルを上記出力端子の他方に接続するとともに、上記
電力供給手段から所定の交流電力を供給させる制御手段
と、を備えることを特徴とする電力品質改善装置。 - 【請求項5】 前記電力供給手段は、 電力を蓄電する蓄電部材と、 上記蓄電部材の一対の接続端子に接続される一対の直流
配線と、 上記一対の直流配線から供給される直流電力を用いて交
流電力を生成し、この交流電力を前記他方のコイルへ供
給する直交変換回路と、 前記一対の入力端子および上記一対の直流配線が接続さ
れ、前記一対の入力端子から入力された電圧を整流して
上記一対の直流配線へ出力する整流回路と、を備え、 前記制御手段は、さらに、前記検出電圧が前記所定の目
標電圧と一致すると判断される場合であっても、上記直
交変換回路を動作させることを特徴とする請求項4記載
の電力品質改善装置。 - 【請求項6】 前記直交変換回路を、前記一対の直流配
線の間において2つのトランジスタが直列に接続された
2組のアームで構成し、それぞれの上記2つのトランジ
スタの間を前記他方のコイルに接続し、前記制御手段
は、この4つのトランジスタに対してオンオフ制御信号
を出力することで前記出力電圧を制御し、さらに、前記
二入力スイッチおよび前記一方のコイルの全体に対して
並列にローパスフィルタを接続したことを特徴とする請
求項5記載の電力品質改善装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002103325A JP2003304641A (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 電力品質改善方法および電力品質改善装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002103325A JP2003304641A (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 電力品質改善方法および電力品質改善装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003304641A true JP2003304641A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29389223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002103325A Pending JP2003304641A (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 電力品質改善方法および電力品質改善装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003304641A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012085510A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-04-26 | Valeo Systemes De Controle Moteur | 蓄電手段に対する充電装置 |
JP2013165624A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Panasonic Corp | 蓄電装置用パワーコンディショナ、蓄電装置 |
-
2002
- 2002-04-05 JP JP2002103325A patent/JP2003304641A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012085510A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-04-26 | Valeo Systemes De Controle Moteur | 蓄電手段に対する充電装置 |
JP2013165624A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Panasonic Corp | 蓄電装置用パワーコンディショナ、蓄電装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070220 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070626 |