JP5486604B2 - 無停電電源装置 - Google Patents
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- 商用交流電源から供給される第1の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータまたは電力貯蔵装置から供給される直流電力を商用周波数の第2の交流電力に変換するインバータと、
前記第2の交流電力に基づいて直流電源電圧を生成する直流電源と、
一方端子が前記第1の交流電力を受け、他方端子が負荷に接続される第1のスイッチと、
一方端子が前記第2の交流電力を受け、他方端子が前記負荷に接続される第2のスイッチと、
前記直流電源電圧によって駆動される制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記第1のスイッチを非導通にするとともに前記第2のスイッチを導通させ、前記コンバータおよび前記インバータを運転して前記第2の交流電力を前記負荷に供給する第1のモードと、
前記第1のスイッチを非導通にするとともに前記第2のスイッチを導通させ、前記コンバータの運転を停止するとともに前記インバータを運転して前記第2の交流電力を前記負荷に供給する第2のモードと、
前記第1および第2のスイッチを非導通にして前記負荷への電力供給を停止し、前記コンバータの運転を停止するとともに前記インバータを運転して前記第2の交流電力を前記直流電源に供給する第3のモードと、
前記第1のスイッチを導通させるとともに前記第2のスイッチを非導通にして前記第1の交流電力を前記負荷に供給する第4のモードとを有し、
前記商用交流電源から前記第1の交流電力が供給されている正常時は前記第1のモードを実行し、
前記商用交流電源からの前記第1の交流電力の供給が停止された停電時は前記第2のモードを実行し、
前記停電時に前記電力貯蔵装置の出力電圧が予め定められた第1の電圧に低下した放電終止時は前記第3のモードを実行し、
前記放電終止時に前記商用交流電源からの前記第1の交流電力の供給が再開された場合は、前記第4のモードを実行した後に前記第1のモードを実行する、無停電電源装置。 - 前記制御回路は、
さらに、前記第1および第2のスイッチを導通させ、前記コンバータおよび前記インバータを運転して前記第1および第2の交流電力を前記負荷に供給する第5のモードを有し、
前記放電終止時に前記商用交流電源からの前記第1の交流電力の供給が再開された場合、前記第4のモード、前記第5のモード、および前記第1のモードを順次実行する、請求項1に記載の無停電電源装置。 - さらに、一方端子が前記第1の交流電力を受け、他方端子が前記コンバータの入力ノードに接続された第3のスイッチを備え、
前記制御回路は、前記第1のモードでは前記第3のスイッチを導通させ、前記第2および第3のモードでは前記第3のスイッチを非導通にする、請求項1に記載の無停電電源装置。 - さらに、前記コンバータの出力電圧を降圧して前記電力貯蔵装置に与える第1の動作と、前記電力貯蔵装置の出力電圧を昇圧して前記インバータに与える第2の動作と、前記電力貯蔵装置から前記インバータに正電流を流す第3の動作とのうちのいずれかの動作を選択的に行なうチョッパを備え、
前記制御回路は、前記第1のモードでは前記チョッパに前記第1の動作を行なわせ、前記第2のモードでは前記チョッパに前記第2の動作を行なわせ、前記第3のモードでは前記チョッパに前記第3の動作を行なわせる、請求項1に記載の無停電電源装置。 - 前記チョッパは、
前記インバータの正側電源ノードおよび負側電源ノード間に接続されたコンデンサと、
前記インバータの正側電源ノードおよび負側電源ノード間に直列接続された第1および第2のスイッチング素子と、
それぞれ前記第1および第2のスイッチング素子に逆並列に接続された第1および第2のダイオードと、
前記第1のダイオードのアノードと前記電力貯蔵装置の正極との間に接続された第1のインダクタと、
前記第2のダイオードのアノードと前記電力貯蔵装置の負極との間に接続された第2のインダクタと、
前記電力貯蔵装置の正極と前記インバータの正側電源ノードとの間に接続された第3のダイオードとを含み、
前記第1の動作では、前記第2のスイッチング素子が非導通状態に固定されるとともに前記第1のスイッチング素子が導通/非導通にされ、
前記第2の動作では、前記第1のスイッチング素子が非導通状態に固定されるとともに前記第2のスイッチング素子が導通/非導通にされ、
前記第3の動作では、前記第1および第2のスイッチング素子が非導通状態に固定される、請求項4に記載の無停電電源装置。 - 前記チョッパは、
前記インバータの正側電源ノードと中間ノードとの間に接続された第1のコンデンサと、
前記中間ノードと前記インバータの負側電源ノードとの間に接続された第2のコンデンサと、
前記インバータの正側電源ノードと前記中間ノードとの間に直列接続された第1および第2のスイッチング素子と、
前記中間ノードと前記インバータの負側電源ノードとの間に直列接続された第3および第4のスイッチング素子と、
それぞれ前記第1〜第4のスイッチング素子に逆並列に接続された第1〜第4のダイオードと、
前記第1のダイオードのアノードと前記電力貯蔵装置の正極との間に接続された第1のインダクタと、
前記第3のダイオードのアノードと前記電力貯蔵装置の負極との間に接続された第2のインダクタとを含み、
前記第1の動作では、前記第2および第3のスイッチング素子が非導通状態に固定されるとともに前記第1および第4のスイッチング素子が交互に導通され、
前記第2の動作では、前記第1および第4のスイッチング素子が非導通状態に固定されるとともに前記第2および第3のスイッチング素子が交互に導通にされ、
前記第3の動作では、前記第1〜第4のスイッチング素子が非導通状態に固定される、請求項4に記載の無停電電源装置。 - 前記第3のモードの実行中に前記電力貯蔵装置の出力電圧が前記予め定められた第1の電圧よりも低い第2の電圧に低下した場合は前記インバータの運転を停止させる、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の無停電電源装置。
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