JP2004336856A - 無停電電源システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1、第2のインバータ回路に並設された第1、第2のバイパス回路のいずれかの回路に異常発生時、第2のインバータ回路基準電圧を第1のインバータ回路基準電圧と同期するよう回路を選択する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の台数の無停電電源装置で構成された無停電電源システムに係るものであって、特に複数の無停電電源装置を同期させる同期切替え方式を備えた無停電電源システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
無停電電源装置の大容量化や高信頼性の要求が高まるにつれ、複数台のインバータを並列運転し、かつバックアップとして商用交流電源に無瞬断で切替えるための切替回路を備えた無停電電源装置が増加してきている。このような従来のシステムにおける無停電電源装置において、商用同期発振回路の異常時には、各インバータの水晶発振回路による発信器回路システムをそれぞれ設け、出力周波数異常検出回路からの信号により、一方の発振器回路システムから他方の発振器回路に切替える方式が示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開昭62−85639号公報(234頁、第1欄、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献1に示された従来技術による同期電圧切替方式では、異常発生時にそれぞれ個々に設けられた水晶発振器回路に切替えるため、いずれか一方の水晶発振回路が異常となると同期がとれないという問題点がある。
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、例えば2台の無停電電源装置を同期させるのに必要な基準電圧を、いずれか一方の基準電圧が異常となった場合、他の一方を基準電圧とすることで異常発生時の切替えのより高い信頼性を有する無停電電源システムを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の無停電電源装置と、第2の無停電電源装置とを備えた無停電電源システムであって、前記第1の無停電電源装置には第1のインバータ回路とこれに並列の第1のバイパス回路が設けられ、前記第2の無停電電源装置には第2のインバータ回路とこれに並列の第2のバイパス回路が設けられており、通常運転時には前記第1、第2のインバータ回路は、それぞれ前記第1、第2のバイパス回路電圧を基準電圧とするよう回路が選択されており、前記第1または第2のバイパス回路に異常が発生したとき、前記第2のインバータ回路の基準電圧を前記第1のインバータ回路の基準電圧と同期するよう、前記第2の無停電電源装置に設けられたリレーによって接続を切替えるものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。
図1において、無停電電源システム800は、第1の無停電電源装置100と第2の無停電電源装置200で構成されている。第1の無停電電源装置(以下、第1のUPSと称す)100には、第1のインバータ回路11とこれと並列に設けられた第1のバイパス回路12と、前記第1のインバータ回路11の第1の駆動用ゲートドライブ回路13と、前記第1のバイパス回路12の電圧を検知する第1のセンサ基板17とこれにつながる第1のメインボード14と、このメインボード14からの信号を受けて、前記第1のバイパス回路12のバイパス状態を検知するリレー15と、第1のPTボード16が設けられている。また、第2の無停電電源装置(以下、第2のUPSと称す)200には、第2のインバータ回路11aとこれと並列に設けられた第2のバイパス回路12aと、前記第2のインバータ回路11aの第2の駆動用ゲートドライブ回路13aと、第2のメインボード14aにつながる第2のセンサ基板17aと、前記第2のバイパス回路12aに接続された第2のバイパス電圧検知トランス18aと、これにつながる第2の電圧センサリレー19aおよび第2の3接点リレー20aと第2のPTボード16aとが設けられている。
前記第2の3接点リレー20aの2つの接点は、第2のバイパス回路12aに接続された第2のPTボード16aと、前記第1のUPS100の第1のPTボード16に接続されており、残りの1つの接点は第2のセンサ基板17aに接続され第2のインバータ回路12aへの点弧パルスの基準位相を発する第2のメインボート14aを介し、第2のゲートドライブ回路13aを経て第2のインバータ回路11aの基準電圧となるよう接続されている。
【0007】
次に主要動作を説明する。
通常運転時には前記第2の3接点リレー20aがA側を選択しているので、第2のUPS200の第2のインバータ11aの基準電圧は第2のバイパス回路12aの電圧となっている。また第1のUPS100の第1のインバータ11の基準電圧も第1のバイパス回路12の電圧となっており、第1、第2のUPS100、200の出力電圧は同期された電圧となっている。
前記無停電電源システム800の運転中に、例えば第1のバイパス回路12に異常が発生してバイパス電圧が変動した場合、そのバイパス状態を検知したリレー15が動作し、第2のUPS200に設けられた電圧センサリレー19aを介して3接点リレー20aがB側を選択することによって、第1のUPS100に設けられた第1のPT16を経た第1のUPS100の出力電圧が、前記第2のUPSの基準電圧となる。
また通常運転時に、例えば第2のUPS200のバイパス回路12aに異常が発生して電圧が変動した場合、第2の電圧センサリレー19aがB側を選択するとともに、第2の3接点リレー20aもB側を選択することによって、前記第1のインバータ回路11の出力電圧が、前記第2のインバータ回路11aの基準電圧となるため、前記UPS100とUPS200とは同期した電圧を維持することができる。
このように第1、第2のUPS100、200のいずれか一方の基準電圧が、微妙な設定誤差や外乱等により異常となった場合でも、他の一方の基準電圧に切替えることが可能となり信頼性が向上する。なお図1で第1のUPS100をマスタ、第2のUPS200をスレーブと記しているが、必ずしもこれに限られるものでなく、逆であってもよい。
【0008】
実施の形態2.
実施の形態2では、並列に設けられた無停電電源装置と同期切替え装置で構成されるサブ無停電電源システムが複数備えられた無停電電源システムの電圧同期について説明する。
図2において、無停電電源システム810は、第1のサブ無停電電源システム800aと、第2の無停電電源システム800bとで構成されている。前記第1のサブ無停電電源システム800aは、第1のマスタUPS100aと第1のスレーブUPS200aと第1のスレーブ同期切替え装置200とを備え、同様に第2のサブ無停電電源システム800bは、第2のマスタUPS100bと第2のスレーブUPS200bと第2のマスタ同期切替え装置300aを備えている。
なお、第1、第2のサブ無停電電源システム800a、800bの第1のマスタのUPS100aと第2のマスタUPS100bの内部構成、および第1のスレーブUPS200aと第2のスレーブUPS200bの内部構成は同一である。また、第2のマスタ同期切替え装置300aはOR回路である。
【0009】
第1のマスタUPS100aには、第1のインバータ回路11と並列に設けられた第1のバイパス回路12と、第1の駆動用ゲートドライブ回路13と第1のメインボード14と、第1のPTボード16とこれにつながり基準電圧を切替える第1の3接点リレー20と第1のバイパス電圧を検知トランス18と電圧リレー19と第1の切替え判定回路21が設けられている。
第1のスレーブUPS200aには、第2のインバータ回路11aと並列に設けられた第2のバイパス回路12aと、駆動用ゲートドライブ回路13aと、第2のメインボード14aにつながる第2のセンサ基板17aと、第2のバイパス電圧検知トランス18aと第2の電圧リレー19aおよび第2の切替え判定回路21aと、第2の3接点リレー20aおよび第3の3接点リレー20bとこの第3の3接点リレー20bにつながる接点22が設けられている。
【0010】
第1のスレーブ同期切替え装置300は、前記第1のスレーブUPS200aの基準電圧切替え回路23と、第1のマスタUPS100aの基準電圧切替え回路27と、第1、第2のリレー24、25とインタロック回路26、第1のマスタUPS100a用基準電圧切替えリレー28および第1のスレーブUPS200a用基準電圧切替えリレー28aを有し、前記インタロック回路26は、第1のスレーブUPS200aの出力電圧30と第2のマスタ同期切替え装置300aの出力電圧31を入力している。また前記第1のマスタUPS100a用基準電圧切替え回路27は第1のマスタUPS100aの出力電圧29と第2のマスタ同期切替え装置300aの出力電圧31を入力している。なお、第2のマスタUPS100bには第3のインバータ回路11bと第3のバイパス回路12b、第2のスレーブUPS200bには第4のインバータ回路11cと第4のバイパス回路12cとが設けられている。その他の構成機器の説明は省略する。
【0011】
次に動作について述べる。通常運転時は、前記実施の形態1で説明した動作と同様であるので省略する。
この無停電電源システム810は、前記第1のマスタUPS100a、第1のスレーブUPS200aの基準電圧が何らかの原因によって異常となった場合、誤認の発生をなくする構成を有している。すなわち、第1のスレーブ同期切替え装置300内の第1のスレーブUPS200a用基準電圧切替え回路23のインタロック回路26により、前記第1のスレーブUPS200aへの基準電圧を、前記第1のスレーブUPS200aの出力電圧30と前記第2のサブ無停電電源システム800bに設けられた第2のマスタ同期切替え装置300aからの出力電圧31とを同時に選択することなく、いずれか一方を選択できる構成としているので、第1のスレーブUPS200aへの基準電圧の誤認はない。また、第1のマスタUPS100aの基準電圧も前記第1のマスタUPS100aの基準電圧切替え回路27により、前記第1のマスタUPS100aの出力電圧29と第2のマスタ同期切替え装置300aからの出力電圧31を同時に選択することなく、いずれか一方を選択でき、第1のマスタUPS100aへの基準電圧の誤認による不具合を無くすことができる。
なお、前記図2に示した実施の形態2では、第2のサブ無停電電源システム800bを1式設ける例を示したが、これに限らず複数のサブ無停電電源システムを設けたものであってもよい。
【0012】
実施の形態3.
実施の形態3を図3に基づいて説明する。
この実施の形態3の無停電電源システム810aを構成する第1のサブ無停電電源システム800cおよび第2のサブ無停電電源システム800d内の主要構成機器は、前述した実施の形態2と以下の点を除いて同じである。すなわち図3に示すように、第1のサブ無停電電源システム800cを構成する第1のスレーブ同期切替え装置300bには、第1の信号一括回路32と、第2の信号一括回路33とが設けられている。前記第1の信号一括回路32は、第1のマスタUPS100a内の第1の3接点リレー20の出力と、第1のスレーブ同期切替え装置300b内の第1のマスタUPSの基準電圧切替え回路27の出力とを接続するものである。
また、前記第2の信号一括回路33は、第1のスレーブUPS200a内の第2の3接点リレー20aおよび第3の3接点リレー20bの出力と、第1のスレーブ同期切替え装置300b内の第1、第2のリレー24、25の出力を接続するものである。このような実施の形態3の無停電電源システム810aでは、前記実施の形態2の効果に加え、第1のスレーブUPS200aへの同期電圧送信回路を簡素化でき、かつ第1のマスタUPS100aと第1のスレーブUPS200aの同期電圧送信回路が同一の構成となり、標準化がはかれるという効果もある。
【0013】
実施の形態4.
実施の形態4を図4に基づいて説明する。
この実施の形態4の無停電電源システム810bを構成する第1のサブ無停電電源システム800eおよび第2のサブ無停電電源システム800f内の主要構成機器は、前述した実施の形態2と以下の点を除いて同じである。
すなわち図4に示すように、第1のサブ無停電電源システム800eを構成する第1のスレーブ同期切替え装置300cには、バイパス電圧受信回路34が設けられている。前記バイパス電圧受信回路34の出力は第1のマスタUPS100a内の第1の切替え判定回路21と、第1のスレーブUPS200a内の第2の切替え判定回路21aに接続されており、さらに第2のサブ無停電電源システム800fの第2のマスタ同期切替え装置300d内に設けられたバイパス電圧異常受信回路35の出力を入力している。なお、前記バイパス電圧異常受信回路35は、第2のマスタUPS100bと第2のスレーブUPS200bのバイパス電圧異常状態を入力するものである。このように、バイパス電圧異常受信回路35とバイパス電圧受信回路34を設けているので、第2のサブ無停電電源システム800f内の第3または第4のバイパス電圧異常発生を第1のマスタUPS100aと第1のスレーブUPS200aに同時に送信することができ、第1のマスタUPS100aと第1のスレーブUPS200aの切替え条件が不一致となることがない。
また、バイパス電圧受信回路34が動作した場合、第1のマスタUPS100a内の第1の3接点リレー20と第1のスレーブ200a内の第2の3接点リレー20aの回路は、接点B側を選択し、第1のスレーブ同期切替え装置300cからの基準電圧を有効とし、かつ第1のマスタUPS100aと第1のスレーブUPS200aの基準電圧は、第1のスレーブ同期切替え装置300cからの電圧に選択できるという効果がある。
【0014】
実施の形態5.
実施の形態5を図5に基づいて説明する。
この実施の形態5の無停電電源システム810cを構成する第1のサブ無停電電源システム800gおよび第2のサブ無停電電源システム800f内の主要構成機器は、前述した実施の形態4と以下の点を除いて同じである。
すなわち図5に示すように、第1のスレーブ同期切替え装置300eには、基準電圧切替え信号受信リレー回路36が設けられている。前記リレー回路36は、第1のマスタUPS100a、第1のスレーブUPS200aの第1、第2の切替え判定回路21、21aおよび第1のマスタUPS100a、第2のスレーブUPS200aの基準電圧切替えリレー28、28aに接続されている。
このように基準電圧切替え信号受信リレー回路36を設けているので、第1の切替え判定回路21と第2の切替え判定回路21aの判定回路のいずれか一方が有効となれば、第1のマスタUPS100a用基準電圧切替えリレー28と、第1のスレーブUPS200a用基準電圧切替えリレー28aが同時にB側を選択し、第1のマスタUPS100aと第1のスレーブUPS200aが基準電圧がともに同一の第2のサブ無停電電源システム800fの出力電圧31を選択することが可能となり、基準電圧が不一致となることがなくなり、一層信頼性の向上した同期切替え方法を備えた無停電電源システムとなる。
【0015】
実施の形態6.
実施の形態6を図6に基づいて説明する。
この実施の形態6の無停電電源システム810dを構成する第1のサブ無停電電源システム800hおよび第2のサブ無停電電源システム800i内の主要構成機器は、前述した実施の形態5と以下の点を除いて同じである。
すなわち図6に示すように、第1のスレーブ同期切替え装置300fには、スレーブ選択判定回路37が設けられている。前記スレーブ選択判定回路37は、第1のマスタUPS100a、第1のスレーブUPS200aの第1、第2の切替え判定回路21、21aおよび基準電圧切替え受信リレー回路36に接続され、第1のスレーブ同期切替え装置300fがスレーブ選択で有効となる信号38、または第2のマスタ同期切替え装置300gがスレーブ選択で有効となる信号39を出力する。
このようにスレーブ選択判定回路37を設け、それを手動または自動によって操作することによって、第1のスレーブ同期切替え装置300fと第2のマスタ同期切替え装置300gとの機能を任意に交代させることが可能となり、第1、第2のバイパス回路12、12aに異常が発生したときには、第1、第2のバイパス回路12、12aの基準電圧を第3、第4のインバータ回路11b、11cの基準電圧と同期するように、または第3、4のバイパス回路12b、12cに異常が生じたときには、第3、第4のバイパス回路12b、12cの基準電圧を第1、第2のインバータ回路11、11aの基準電圧と同期するよう柔軟な無停電電源システムの運用ができるとともに、サブ無停電電源システムの回路の標準化が可能となる。
【0016】
【発明の効果】
この発明は、以上述べたような構成の無停電電源システムであるので、以下のような効果がある。
すなわち、第1の無停電電源装置と、第2の無停電電源装置とを備え、第1の無停電電源装置には第1のインバータ回路とこれに並列の第1のバイパス回路が設けられ、第2の無停電電源装置には第2のインバータ回路とこれに並列の第2のバイパス回路が設けられており、通常運転時には第1、第2のインバータ回路は、それぞれ第1、第2のバイパス回路電圧を基準電圧とするよう回路が選択されており、第1または第2のバイパス回路に異常が発生したとき、第2のインバータ回路の基準電圧を第1のインバータ回路の基準電圧と同期するよう、第2の無停電電源装置に設けられたリレーによって回路が選択される構成の無停電電源システムであるので、第1、第2の無停電電源装置のいずれか一方の基準電圧が異常となっても、他の一方の基準電圧に切替えることができ、より信頼性の高い無停電電源システムとなるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による無停電電源システムを示す回路図である。
【図2】この発明の実施の形態2による無停電電源システムを示す回路図である。
【図3】この発明の実施の形態3による無停電電源システムを示す回路図である。
【図4】この発明の実施の形態4による無停電電源システムを示す回路図である。
【図5】この発明の実施の形態5による無停電電源システムを示す回路図である。
【図6】この発明の実施の形態6による無停電電源システムを示す回路図である。
【符号の説明】
11 第1のインバータ回路、11a 第2のインバータ回路、
11b 第3のインバータ回路、11c 第4のインバータ回路、
12 第1のバイパス回路、12a 第2のバイパス回路、
12b 第3のバイパス回路、12c 第4のバイパス回路、
13 バイパス状態検知リレー、19,19a 電圧センサリレー、
20a 第2の3接点リレー、100 第1のUPS、
100a 第1のマスタUPS、100b 第2のマスタUPS、
200 第2のUPS、200a 第1のスレーブUPS、
200b 第2のスレーブUPS、
300,300b,300c,300e,300f 第1のスレーブ同期切替え装置、
300a,300d,300g 第2のマスタ同期切替え装置、
800,810,810a,810b,810c,810d 無停電電源システム、
800a,800c,800e,800h 第1のサブ無停電電源システム、
800b,800d,800f,800i 第2のサブ無停電電源システム。
Claims (5)
- 第1の無停電電源装置と、第2の無停電電源装置とを備えた無停電電源システムであって、前記第1の無停電電源装置には第1のインバータ回路とこれに並列の第1のバイパス回路が設けられ、前記第2の無停電電源装置には第2のインバータ回路とこれに並列の第2のバイパス回路が設けられており、通常運転時には前記第1、第2のインバータ回路は、それぞれ前記第1、第2のバイパス回路電圧を基準電圧とするよう回路が選択されており、前記第1または第2のバイパス回路に異常が発生したとき、前記第2のインバータ回路の基準電圧を前記第1のインバータ回路の基準電圧と同期するよう、前記第2の無停電電源装置に設けられたリレーによって回路が選択されることを特徴とする無停電電源システム。
- 第1の無停電電源装置と、第2の無停電電源装置とを備えた無停電電源システムであって、前記第1の無停電電源装置に設けられた第1のインバータ回路と並列の第1のバイパス回路の発する第1のバイパス電圧出力信号とバイパス状態検知リレーの信号とが前記第2の無停電電源装置に出力されており、前記第2の無停電電源装置に設けられた第2のインバータ回路と並列の第2のバイパス回路の発する第2のバイパス電圧出力信号が電圧センサリレーに出力されるとともに、前記電圧センサリレーは3接点リレーおよび前記第1の無停電電源装置に設けられた前記バイパス状態検知リレーに接続されており、前記3接点リレーは前記第1、第2のバイパス電圧と、前記第2の無停電電源装置の第2のインバータ回路の点弧パルス基準位相を発するメインボードにつながっており、前記第1の無停電電源装置の前記第1のバイパス回路が異常となったとき、前記バイパス状態検知リレー、電圧センサリレーを介して、あるいは前記第2の無停電電源装置の第2のバイパス回路が異常となったとき、前記電圧センサリレーを介して、前記第2のインバータ回路の基準電圧を前記第1のインバータ回路の基準電圧と同期するよう、前記3接点リレーによって回路が選択されることを特徴とする無停電電源システム。
- 第1のサブ無停電電源システムと第2のサブ無停電電源システムとを具備した無停電電源システムであって、前記第1のサブ無停電電源システムには並列に設けられた第1のマスタ無停電電源装置と第1のスレーブ無停電電源装置とにつながる第1のスレーブ同期切替え装置とが備えられており、前記第2のサブ無停電電源システムには並列に設けられた第2のマスタ無停電電源装置と第2のスレーブ無停電電源装置とにつながる第2のマスタ同期切替え装置とが備えられており、前記第1のマスタ無停電電源装置には、第1のインバータ回路とこれに並列に第1のバイパス回路とが設けられており、前記第1のスレーブ無停電電源装置には、第2のインバータ回路とこれに並列の第2のバイパス回路とが設けられており、前記無停電電源システムの通常運転時には前記第1、第2のインバータ回路は、それぞれ前記第1、第2のバイパス回路の電圧が基準電圧となるよう前記第1のマスタおよび第1のスレーブ無停電電源装置内に設けられた回路が選択されており、前記第1または第2のバイパス回路のいずれかに異常が発生したとき、前記第1、第2のインバータ回路の基準電圧を前記第2のサブ無停電電源システムの前記第2のマスタ同期切替え装置の出力する電圧と同期するよう、前記第1のサブ無停電電源システムの前記第1のスレーブ同期切替え装置内に設けられた回路が選択されることを特徴とする無停電電源システム。
- 第1のサブ無停電電源システムと第2のサブ無停電電源システムとを具備した無停電電源システムであって、前記第1のサブ無停電電源システムには並列に設けられた第1のマスタ無停電電源装置と第1のスレーブ無停電電源装置とにつながる第1のスレーブ同期切替え装置とが備えられており、前記第2のサブ無停電電源システムには、並列に設けられた第2のマスタ無停電電源装置と第2のスレーブ無停電電源装置とにつながる第2のマスタ同期切替え装置とが備えられており、前記第1のマスタ無停電電源装置には、第1のインバータ回路とこれに並列に第1のバイパス回路とが設けられており、前記第1のスレーブ無停電電源装置には、第2のインバータ回路とこれに並列に第2のバイパス回路とが設けられており、前記第2のマスタ無停電電源装置には第3のインバータ回路とこれに並列に第3のバイパス回路とが設けられており、前記第2のスレーブ無停電電源装置には、第4のインバータ回路とこれに並列に第4のバイパス回路とが設けられており、通常運転時には前記第1〜第4のインバータ回路はそれぞれ第1〜第4のバイパス回路の電圧が基準電圧となるよう前記第1、第2のマスタおよび第1、第2のスレーブ無停電電源装置内に設けられた回路が選択されており、前記第2のサブ無停電電源システムの第3または第4のバイパス回路のいずれかに異常が発生したとき、前記第3、第4のインバータ回路の基準電圧を、前記第1のサブ無停電電源システムの第1および第2のインバータ回路の基準電圧と同期するよう、前記第1のサブ無停電電源システムの前記第1のスレーブ同期切替え装置内に設けられた回路が選択されることを特徴とする無停電電源システム。
- 第1のサブ無停電電源システムと第2のサブ無停電電源システムとを具備した無停電電源システムであって、前記第1のサブ無停電電源システムには、並列に設けられた第1のマスタ無停電電源装置と第1のスレーブ無停電電源装置とにつながる第1のスレーブ同期切替え装置とが備えられており、前記第2のサブ無停電電源システムには、並列に設けられた第2のマスタ無停電電源装置と第2のスレーブ無停電電源装置とにつながる第2のマスタ同期切替え装置とが備えられており、前記第1のマスタ無停電電源装置には、第1のインバータ回路とこれに並列に第1のバイパス回路とが設けられており、前記第1のスレーブ無停電電源装置には、第2のインバータ回路とこれに並列に第2のバイパス回路とが設けられており、前記第2のマスタ無停電電源装置には第3のインバータ回路とこれに並列に第3のバイパス回路とが設けられており、前記第2のスレーブ無停電電源装置には、第4のインバータ回路とこれに並列に第4のバイパス回路とが設けられており、前記無停電電源システムの通常運転時には前記第1〜第4のインバータ回路はそれぞれ第1〜第4のバイパス回路の電圧が基準電圧となるよう、前記第1、第2のマスタおよび第1、第2のスレーブ無停電電源装置内に設けられた回路が選択されているとともに、前記第1のスレーブ同期切替え装置にはスレーブ選択判定回路が設けられており、前記スレーブ選択判定回路の選択により、前記第1のスレーブ同期切替え装置と第2のマスタ同期切替え装置の機能を交代させるとともに、前記第1、第2のバイパス回路に異常が発生したとき、前記第1、第2のバイパス回路の基準電圧を前記第3、第4のインバータ回路の基準電圧を同期するよう、または第3、第4のバイパス回路に異常が発生したとき、前記第3、第4のバイパス回路の基準電圧を前記第1、第2のインバータ回路の基準電圧と同期するよう、前記第1のサブ無停電電源システムの前記第1のスレーブ同期切替え装置内に設けられた回路が選択されることを特徴とする無停電電源システム。
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