JP5886732B2 - Power switching device - Google Patents
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Description
この発明は電源切換装置に関し、特に、２台の無停電電源装置のうちのいずれか１台の無停電電源装置を負荷に接続する電源切換装置に関する。 The present invention relates to a power supply switching apparatus, and more particularly to a power supply switching apparatus that connects any one of the two uninterruptible power supply apparatuses to a load.
特許文献１には、第１の無停電電源装置と負荷の間に直列接続された第１のサイリスタスイッチおよび第１のリアクトルと、第２の無停電電源装置と負荷の間に直列接続された第２のサイリスタスイッチおよび第２のリアクトルと、第１および第２の無停電電源装置のうちのいずれか１台の無停電原装置と負荷を接続する機械式の開閉器とを備えた電源切換装置が開示されている。
In
第１の無停電電源装置から負荷に電力を供給する場合は、第１のサイリスタスイッチをオンさせるとともに第２のサイリスタスイッチをオフさせ、開閉器によって第１の無停電電源装置と負荷を接続する。また、第２の無停電電源装置から負荷に電力を供給する場合は、第２のサイリスタスイッチをオンさせるとともに第１のサイリスタスイッチをオフさせ、開閉器によって第２の無停電電源装置と負荷を接続する。 When power is supplied from the first uninterruptible power supply to the load, the first thyristor switch is turned on and the second thyristor switch is turned off, and the first uninterruptible power supply and the load are connected by a switch. . When supplying power to the load from the second uninterruptible power supply, the second thyristor switch is turned on and the first thyristor switch is turned off, and the second uninterruptible power supply and the load are connected by a switch. Connecting.
しかし、従来の電源切換装置では、無停電電源装置を切換える時、１つのサイリスタスイッチのみ、あるいは開閉器のみを介して電力供給を行なう期間があったので、１つのサイリスタスイッチまたは開閉器が故障している場合は、負荷への電力供給が瞬間的に停止し、電力供給が不安定になるという問題があった。 However, in the conventional power supply switching device, when switching the uninterruptible power supply device, there is a period in which power is supplied through only one thyristor switch or only the switch, so that one thyristor switch or switch breaks down. In such a case, there is a problem that the power supply to the load stops instantaneously and the power supply becomes unstable.
それゆえに、この発明の主たる目的は、負荷に電力を安定に供給することが可能な電源切換装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a power supply switching apparatus capable of stably supplying power to a load.
この発明に係る電源切換装置は、第１の無停電電源装置と負荷の間に直列接続される第１の半導体スイッチおよび第１のリアクトルと、第２の無停電電源装置と負荷の間に直列接続される第２の半導体スイッチおよび第２のリアクトルと、第１の信号に応答して第１の無停電電源装置および負荷間を接続し、第２の信号に応答して第２の無停電電源装置および負荷間を接続する機械式スイッチと、第１および第２の半導体スイッチと機械式スイッチを制御する制御回路とを備えたものである。機械式スイッチは、第１の無停電電源装置および負荷間を接続している期間は第１のアンサーバック信号を出力し、第２の無停電電源装置および負荷間を接続している期間は第２のアンサーバック信号を出力する。制御回路は、第１の無停電電源装置が負荷に電力を供給する第１の状態から第２の無停電電源装置が負荷に電力を供給する第２の状態に切換える場合は、第１の信号の出力を停止するとともに第２の信号を出力し、第２の半導体スイッチをオンさせた後に、第２のアンサーバック信号に応答して第１の半導体スイッチをオフさせ、第２の状態から第１の状態に切換える場合は、第２の信号の出力を停止するとともに第１の信号を出力し、第１の半導体スイッチをオンさせた後に、第１のアンサーバック信号に応答して第２の半導体スイッチをオフさせる。さらに、機械式スイッチは、第１の信号に応答して第２のアンサーバック信号の出力を停止するまでに第１の時間を要し、第２の信号に応答して第１のアンサーバック信号の出力を停止するまでに第１の時間を要する。制御回路は、第１の状態から第２の状態に切換える場合は、第２の信号を出力してから第１の時間よりも短い第２の時間が経過した後に第２の半導体スイッチをオンさせ、第２の状態から第１の状態に切換える場合は、第１の信号を出力してから第２の時間が経過した後に第１の半導体スイッチをオンさせる。 The power supply switching device according to the present invention includes a first semiconductor switch and a first reactor connected in series between a first uninterruptible power supply and a load, and a second uninterruptible power supply and a load in series. The second semiconductor switch and the second reactor to be connected are connected between the first uninterruptible power supply and the load in response to the first signal, and the second uninterruptible power is responded to the second signal A mechanical switch for connecting between the power supply device and the load, first and second semiconductor switches, and a control circuit for controlling the mechanical switch are provided. The mechanical switch outputs the first answerback signal during the period in which the first uninterruptible power supply and the load are connected, and the first period in the period in which the second uninterruptible power supply and the load are connected. 2 answerback signal is output. When the control circuit switches from the first state in which the first uninterruptible power supply supplies power to the load to the second state in which the second uninterruptible power supply supplies power to the load, the control circuit , The second signal is output and the second semiconductor switch is turned on. Then, the first semiconductor switch is turned off in response to the second answerback signal. In the case of switching to the state of 1, the output of the second signal is stopped and the first signal is output, and after the first semiconductor switch is turned on, the second signal is output in response to the first answer back signal. Turn off the semiconductor switch. Furthermore, the mechanical switch takes a first time to stop outputting the second answerback signal in response to the first signal, and the first answerback signal in response to the second signal. It takes a first time to stop the output. When switching from the first state to the second state, the control circuit turns on the second semiconductor switch after a second time shorter than the first time has elapsed since the second signal was output. When switching from the second state to the first state, the first semiconductor switch is turned on after the second time has elapsed since the first signal was output.
この発明に係る電源切換装置では、第１の状態から第２の状態に切換える場合は、第２の半導体スイッチをオンさせ、機械式スイッチからの第２のアンサーバック信号に応答して第１の半導体スイッチをオフさせる。また、第２の状態から第１の状態に切換える場合は、第１の半導体スイッチをオンさせ、機械式スイッチからの第１のアンサーバック信号に応答して第２の半導体スイッチをオフさせる。したがって、少なくとも２つのスイッチを介して負荷に電力を供給するので、１つのスイッチが故障した場合でも負荷に電力を供給することができる。よって、負荷に電力を安定に供給することができる。 In the power supply switching device according to the present invention, when switching from the first state to the second state, the second semiconductor switch is turned on, and the first semiconductor device is turned on in response to the second answerback signal from the mechanical switch. Turn off the semiconductor switch. When switching from the second state to the first state, the first semiconductor switch is turned on, and the second semiconductor switch is turned off in response to the first answerback signal from the mechanical switch. Therefore, since power is supplied to the load via at least two switches, power can be supplied to the load even when one switch fails. Therefore, power can be stably supplied to the load.
[実施の形態１]
本願の実施の形態１による無停電電源システムは、図１に示すように、２台の無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２と電源切換装置１とを備える。無停電電源装置Ｕ１は、商用交流電源(図示せず)からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータで生成された直流電力を蓄えるバッテリと、コンバータで生成された直流電力またはバッテリの直流電力を交流電力に変換するインバータとを含む。この無停電電源装置Ｕ１によれば、停電が発生した場合でも、バッテリに直流電力が貯蔵されている間は、負荷に交流電力の供給を継続することができる。無停電電源装置Ｕ２も無停電電源装置Ｕ１と同じ構成である。
[Embodiment 1]
The uninterruptible power supply system according to the first embodiment of the present application includes two uninterruptible power supply apparatuses U1 and U2 and a power
電源切換装置１は、２台の無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２のうちのいずれか１台の無停電電源装置を負荷５に接続するものである。すなわち、電源切換装置１は、無停電電源装置Ｕ１と負荷５を接続している場合において、無停電電源装置Ｕ１が故障したときと、ユーザによって無停電電源装置Ｕ２への切換を指示されたときは、無停電電源装置Ｕ１と負荷５を切り離すとともに無停電電源装置Ｕ２と負荷５を接続する。
The power
また、電源切換装置１は、無停電電源装置Ｕ２と負荷５を接続している場合において、無停電電源装置Ｕ２が故障したときと、ユーザによって無停電電源装置Ｕ１への切換を指示されたときは、無停電電源装置Ｕ２と負荷５を切り離すとともに無停電電源装置Ｕ１と負荷５を接続する。
Further, when the uninterruptible power supply U2 and the
詳しく説明すると、電源切換装置１は、切換回路２、制御回路３、および操作部４を含む。切換回路２は、図２に示すように、入力端子Ｔ１，Ｔ２、出力端子Ｔ３、サイリスタスイッチ（半導体スイッチ）Ｓ１，Ｓ２、機械式スイッチＳ３、手動式スイッチＳ４〜Ｓ６、およびリアクトルＬ１，Ｌ２を含む。
More specifically, the power
入力端子Ｔ１，Ｔ２は、それぞれ無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２の出力端子に接続される。手動式スイッチＳ４は、入力端子Ｔ１とノードＮ１の間に接続される。手動式スイッチＳ４は、通常はオンされ、無停電電源装置Ｕ１のメンテナンスなどを行なうために無停電電源装置Ｕ１を電源切換装置１から切り離すときにオフされる。
Input terminals T1 and T2 are connected to output terminals of uninterruptible power supply devices U1 and U2, respectively. The manual switch S4 is connected between the input terminal T1 and the node N1. The manual switch S4 is normally turned on and turned off when the uninterruptible power supply U1 is disconnected from the power
手動式スイッチＳ５は、入力端子Ｔ２とノードＮ２の間に接続される。手動式スイッチＳ５は、通常はオンされ、無停電電源装置Ｕ２のメンテナンスなどを行なうために無停電電源装置Ｕ２を電源切換装置１から切り離すときにオフされる。
The manual switch S5 is connected between the input terminal T2 and the node N2. The manual switch S5 is normally turned on and turned off when the uninterruptible power supply U2 is disconnected from the
手動式スイッチＳ６は、出力端子Ｔ３とノードＮ３の間に接続される。手動式スイッチＳ６は、通常はオンされ、負荷５のメンテナンスなどを行なうために負荷５を電源切換装置１から切り離すときにオフされる。
The manual switch S6 is connected between the output terminal T3 and the node N3. The manual switch S6 is normally turned on, and is turned off when the
サイリスタスイッチＳ１およびリアクトルＬ１は、ノードＮ１，Ｎ３間に直列接続される。サイリスタスイッチＳ１は、制御回路３からの制御信号φＳ１が「Ｈ」レベルにされたときはオンし、制御信号φＳ１が「Ｌ」レベルにされたときはオフする。サイリスタスイッチＳ１は、無停電電源装置Ｕ１から負荷５に交流電力を供給するときにオンされる。リアクトルＬ１は、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２間に横流が流れるのを抑制するために設けられている。
Thyristor switch S1 and reactor L1 are connected in series between nodes N1 and N3. The thyristor switch S1 is turned on when the control signal φS1 from the
サイリスタスイッチＳ２およびリアクトルＬ２は、ノードＮ２，Ｎ３間に直列接続される。サイリスタスイッチＳ２は、制御回路３からの制御信号φＳ２が「Ｈ」レベルにされたときはオンし、制御信号φＳ２が「Ｌ」レベルにされたときはオフする。サイリスタスイッチＳ２は、無停電電源装置Ｕ２から負荷５に交流電力を供給するときにオンされる。リアクトルＬ２は、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２間に横流が流れるのを抑制するために設けられている。
Thyristor switch S2 and reactor L2 are connected in series between nodes N2 and N3. The thyristor switch S2 is turned on when the control signal φS2 from the
機械式スイッチＳ３は、共通端子１０、切換端子１１，１２、および可動接点１３を含む。共通端子１０は、ノードＮ３に接続される。切換端子１１，１２は、それぞれノードＮ１，Ｎ２に接続される。無停電電源装置Ｕ１から負荷５に交流電力を供給するときに端子１０，１１間が導通状態にされる。可動接点１３は、制御回路３からの制御信号φＳ１１，φＳ１２がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルにされたことに応じて端子１０，１１間を導通させる。可動接点１３によって端子１０，１１間が導通状態にされると、アンサーバック信号ＡＢ１が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる。アンサーバック信号ＡＢ１は、制御回路３に与えられる。アンサーバック信号ＡＢ１が「Ｈ」レベルに立ち上げられると、制御回路３によってサイリスタスイッチＳ２がオフされる。
The mechanical switch S3 includes a
無停電電源装置Ｕ２から負荷５に交流電力を供給するときに端子１０，１２間が導通状態にされる。可動接点１３は、制御信号φＳ１１，φＳ１２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルにされたことに応じて端子１０，１２間を導通させる。可動接点１３によって端子１０，１２間が導通状態にされると、アンサーバック信号ＡＢ２が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる。アンサーバック信号ＡＢ２は、制御回路３に与えられる。アンサーバック信号ＡＢ２が「Ｈ」レベルに立ち上げられると、制御回路３によってサイリスタスイッチＳ１がオフされる。
When the AC power is supplied from the uninterruptible power supply U2 to the
操作部４は、たとえばタッチパネルを含み、ユーザがタッチパネルを操作して無停電電源装置Ｕ１から負荷５に交流電力を供給することを指令したときは、給電指令信号ＰＳ１を活性化レベルの「Ｈ」レベルに立ち上げる。また、操作部４は、ユーザがタッチパネルを操作して無停電電源装置Ｕ２から負荷５に交流電力を供給することを指令したときは、給電指令信号ＰＳ２を活性化レベルの「Ｈ」レベルに立ち上げる。給電指令信号ＰＳ１，ＰＳ２の一方の信号が「Ｈ」レベルにされたときは他方の信号は「Ｌ」レベルにされる。制御回路３は、操作部４からの給電指令信号ＰＳ１，ＰＳ２と、切換回路２からのアンサーバック信号ＡＢ１，ＡＢ２とに基づいて、制御信号φＳ１，φＳ２，φＳ１１，φＳ１２を生成し、切換回路２を制御する。
The
また、制御回路３は、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２の出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいて、それぞれ無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２が故障したことを示す停電信号Ｆ１，Ｆ２を生成する。停電信号Ｆ１は、無停電電源装置Ｕ１の出力電圧Ｖ１が所定電圧よりも低下したときに「Ｈ」レベルにされ、それ以外の期間は「Ｌ」レベルにされる。停電信号Ｆ２は、無停電電源装置Ｕ２の出力電圧Ｖ２が所定電圧よりも低下したときに「Ｈ」レベルにされ、それ以外の期間は「Ｌ」レベルにされる。制御回路３は、停電信号Ｆ１，Ｆ２に基づいて、制御信号φＳ１，φＳ２，φＳ１１，φＳ１２を生成し、切換回路２を制御する。
The
図３は、制御回路３のうちの信号発生回路２０の構成を示す回路ブロック図である。図３において、信号発生回路２０は、ＯＲゲート２１，２２，２７，３１，３２，３７、フリップフロップ２３，３３、ＡＮＤゲート２４，３４、遅延回路２５，３５、およびゲート回路２６，３６を含む。
FIG. 3 is a circuit block diagram showing a configuration of the
ＯＲゲート２１は、給電指令信号ＰＳ１と停電信号Ｆ２との論理和信号φ２１を出力する。ＯＲゲート２２は、給電指令信号ＰＳ２と停電信号Ｆ１との論理和信号φ２２を出力する。フリップフロップ２３は、信号φ２１が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられたときにセットされて制御信号φＳ１１を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げる。また、フリップフロップ２３は、信号φ２２が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられたときにリセットされて制御信号φＳ１１を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに立ち下げる。
The
ＡＮＤゲート２４は、制御信号φＳ１１と停電信号Ｆ２との論理積信号φ２４を出力する。遅延回路２５は、制御信号φＳ１１の立ち上りエッジを所定時間Ｔｄ１だけ遅延させる。ゲート回路２６は、遅延回路２５の出力信号とアンサーバック信号ＡＢ２の反転信号との論理和信号φ２６を生成する。ＯＲゲート２７は、信号φ２４，φ２６の論理和信号を制御信号φＳ１として出力する。
The AND
ＯＲゲート３１は、給電指令信号ＰＳ２と停電信号Ｆ１との論理和信号φ３１を出力する。ＯＲゲート３２は、給電指令信号ＰＳ１と停電信号Ｆ２との論理和信号φ３２を出力する。フリップフロップ３３は、信号φ３１が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられたときにセットされて制御信号φＳ１２を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げる。また、フリップフロップ３３は、信号φ３２が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられたときにリセットされて制御信号φＳ１２を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに立ち下げる。
The OR gate 31 outputs a logical sum signal φ31 of the power supply command signal PS2 and the power failure signal F1. The
ＡＮＤゲート３４は、制御信号φＳ１２と停電信号Ｆ１との論理積信号φ３４を出力する。遅延回路３５は、制御信号φＳ１２の立ち上りエッジを所定時間Ｔｄ１だけ遅延させる。ゲート回路３６は、遅延回路３５の出力信号とアンサーバック信号ＡＢ１の反転信号との論理和信号φ３６を生成する。ＯＲゲート３７は、信号φ３４，φ３６の論理和信号を制御信号φＳ２として出力する。
The AND
次に、この信号発生回路２０の動作について説明する。給電指令信号ＰＳ１，ＰＳ２がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルにされて無停電電源装置Ｕ１から負荷５に正常に電力供給されている場合は、停電信号Ｆ１，Ｆ２がともに「Ｌ」レベルにされている。この場合は、信号φ２１，φ２２がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルになり、制御信号φＳ１１が「Ｈ」レベルになって機械式スイッチＳ３の端子１０，１１間が導通している。また、信号φ２６が「Ｈ」レベルになり、サイリスタスイッチＳ１がオンしている。
Next, the operation of the
また、信号φ３１，φ３２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルになり、制御信号φＳ１２が「Ｌ」レベルになって機械式スイッチＳ３の端子１０，１２間が非導通になっている。また、信号φ３６が「Ｌ」レベルになり、サイリスタスイッチＳ２がオフしている。
Further, the signals φ31 and φ32 become “L” level and “H” level, respectively, and the control signal φS12 becomes “L” level, and the
無停電電源装置Ｕ１から負荷５に正常に電力供給されている場合において無停電電源装置Ｕ１が故障したときは、停電信号Ｆ１が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる。これにより、信号φ３１が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられてフリップフロップ３３がセットされ、制御信号φＳ１２が「Ｈ」レベルにされ、信号φ３４，φＳ２が「Ｈ」レベルにされてサイリスタスイッチＳ２がオンされるとともに、所定の応答時間の経過後に機械式スイッチＳ３の端子１０，１２間が導通状態にされる。
When power is normally supplied from the uninterruptible power supply U1 to the
また、信号φ２２が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられてフリップフロップ２３がリセットされ、制御信号φＳ１１が「Ｌ」レベルにされ、所定の応答時間の経過後に機械式スイッチＳ３の端子１０，１１間が非導通状態にされる。また、機械式スイッチＳ３の端子１０，１２間が導通してアンサーバック信号ＡＢ２が「Ｈ」レベルにされると、信号φ２６，φＳ１が「Ｌ」レベルにされてサイリスタスイッチＳ１がオフされる。
Further, the signal φ22 is raised from the “L” level to the “H” level, the flip-
無停電電源装置Ｕ１から負荷５に正常に電力供給されている場合において、無停電電源装置Ｕ１から無停電電源装置Ｕ２への切換が指示されたときは、給電指令信号ＰＳ１，ＰＳ２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルにされる。これにより、信号φ３１，φ３２がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルにされてフリップフロップ３３がセットされ、制御信号φＳ１２が「Ｈ」レベルにされ、所定の応答時間の経過後に機械式スイッチＳ３の端子１０，１２間が導通状態にされる。また、制御信号φＳ１２が「Ｈ」レベルにされてから所定時間Ｔｄ１の経過後に制御信号φＳ２が「Ｈ」レベルにされてサイリスタスイッチＳ２がオンされる。
When power is normally supplied from the uninterruptible power supply U1 to the
また、信号φ２１，信号φ２２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルにされてフリップフロップ２３がリセットされ、制御信号φＳ１１が「Ｌ」レベルにされ、所定の応答時間の経過後に機械式スイッチＳ３の端子１０，１１間が非導通状態にされる。また、機械式スイッチＳ３の端子１０，１２間が導通してアンサーバック信号ＡＢ２が「Ｈ」レベルにされると、信号φ２６，φＳ１が「Ｌ」レベルにされてサイリスタスイッチＳ１がオフされる。
Further, the signals φ21 and φ22 are set to the “L” level and the “H” level, respectively, to reset the flip-
無停電電源装置Ｕ２から負荷５に正常に電力供給されている場合において、無停電電源装置Ｕ２が故障したときと、無停電電源装置Ｕ２から無停電電源装置Ｕ１への切換が指示されたときは同様であるので、その説明は繰り返さない。
When power is normally supplied from the uninterruptible power supply U2 to the
図４（ａ）〜（ｌ）は、電源切換装置１の動作を示すタイムチャートである。初期状態では、給電指令信号ＰＳ１が「Ｌ」レベルにされており、無停電電源装置Ｕ２から負荷５に交流電力が供給されているものとする。この場合、制御信号φＳ１，φＳ２はそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルにされており、サイリスタスイッチＳ１がオフし、サイリスタスイッチＳ２がオンしている。また、制御信号φＳ１１，φＳ１２はそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルにされており、機械式スイッチＳ３の端子１０，１１間が非導通になり、端子１０，１２間が導通している。また、アンサーバック信号ＡＢ１,ＡＢ２はそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルにされている。初期状態では、無停電電源装置Ｕ２からサイリスタスイッチＳ２および機械式スイッチＳ３の端子１０，１２を介して負荷５に交流電力が供給されている。
4A to 4L are time charts showing the operation of the power
ある時刻ｔ０において、ユーザーによって無停電電源装置Ｕ２から無停電電源装置Ｕ１への切換が指示されると、給電指令信号ＰＳ１が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる。これにより、フリップフロップ２３がセットされて制御信号φＳ１１が「Ｈ」レベルにされるとともに、フリップフロップ３３がリセットされて制御信号φＳ１２が「Ｌ」レベルにされ、機械式スイッチＳ３の切換が指令される。機械式スイッチＳ３の切換には、所定の応答時間（Ｔｒ１＋Ｔｒ２）が必要である。
At a certain time t0, when the user instructs switching from the uninterruptible power supply U2 to the uninterruptible power supply U1, the power supply command signal PS1 is raised from the “L” level to the “H” level. As a result, flip-
機械式スイッチＳ３が切換指令に応答する前において、すなわち時刻ｔ０から所定の遅延時間Ｔｄ１（ただし、Ｔｄ１＜Ｔｒ１である）の経過後の時刻ｔ１において、制御信号φＳ１が「Ｈ」レベルに立ち上げられ、サイリスタスイッチＳ１がオンされる。これにより、無停電電源装置Ｕ１からサイリスタスイッチＳ１を介して負荷５に交流電力が供給されるとともに、無停電電源装置Ｕ２からサイリスタスイッチＳ２および機械式スイッチＳ３の端子１０，１２を介して負荷５に交流電力が供給される（期間Ｔ１）。
Before mechanical switch S3 responds to the switching command, that is, at time t1 after the elapse of a predetermined delay time Td1 (where Td1 <Tr1) from time t0, control signal φS1 rises to the “H” level. The thyristor switch S1 is turned on. Thereby, AC power is supplied from the uninterruptible power supply U1 to the
サイリスタスイッチＳ１をオンさせるのを所定の遅延時間Ｔｄ１だけ遅延させるのは、２台の無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２が負荷５に接続されるラップ時間（時刻ｔ１〜ｔ３）を短くするためである。遅延時間Ｔｄ１を応答時間Ｔｒ１に近付けることにより、ラップ時間をさらに短くすることができる。
The reason for delaying turning on the thyristor switch S1 by a predetermined delay time Td1 is to shorten the lap time (time t1 to t3) in which the two uninterruptible power supply devices U1 and U2 are connected to the
機械式スイッチＳ３の切換が指令されてから所定の応答時間Ｔｒ１の経過後の時刻ｔ２において、機械式スイッチＳ３の可動接点１３が端子１１から離れ、アンサーバック信号ＡＢ２が「Ｌ」レベルに立ち下げられる。これにより、無停電電源装置Ｕ１からサイリスタスイッチＳ１を介して負荷５に交流電力が供給されるとともに、無停電電源装置Ｕ２からサイリスタスイッチＳ２を介して負荷５に交流電力が供給される（期間Ｔ２）。
At time t2 after a predetermined response time Tr1 has elapsed since the switching of the mechanical switch S3 was commanded, the
時刻ｔ２から所定の応答時間Ｔｒ２の経過後の時刻ｔ３において、スイッチＳ３の可動接点１３が端子１２に接触し、アンサーバック信号ＡＢ１が「Ｈ」レベルに立ち上げられ、制御信号φＳ２が「Ｌ」レベルに立ち下げられ、サイリスタスイッチＳ２がオフする。これにより、無停電電源装置Ｕ１からサイリスタスイッチＳ１および機械式スイッチＳ３の端子１０，１１を介して負荷５に交流電力が供給される。なお、無停電電源装置Ｕ１から無停電電源装置Ｕ２に切換える際も同様であるので、その説明は繰り返さない。
At time t3 after elapse of a predetermined response time Tr2 from time t2, the
この実施の形態１では、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２の一方から他方に切換える際、３つのスイッチＳ１〜Ｓ３のうちの少なくとも２つのスイッチを介して電力供給がされるので、３つのスイッチＳ１〜Ｓ３のうちの１つのスイッチが故障した場合でも、安定に電力を供給することができる。 In the first embodiment, when switching from one of the uninterruptible power supply devices U1 and U2 to the other, power is supplied through at least two of the three switches S1 to S3. Even when one of the switches in S3 fails, power can be supplied stably.
図５（ａ）〜（ｌ）は、実施の形態１の比較例を示すタイムチャートであって、図４（ａ）〜（ｌ）と対比される図である。図５（ａ）〜（ｌ）を参照して、比較例が実施の形態１と異なる点は、アンサーバック信号ＡＢ１と関係なく、給電指令信号ＰＳ１の立ち上りエッジに応答して制御信号φＳ２を「Ｌ」レベルに立ち下げる点である。 FIGS. 5A to 5L are time charts showing a comparative example of the first embodiment, and are compared with FIGS. 4A to 4L. Referring to FIGS. 5A to 5L, the comparative example is different from the first embodiment in that the control signal φS2 is set in response to the rising edge of the power feed command signal PS1 regardless of the answer back signal AB1. The point is to fall to “L” level.
時刻ｔ０において制御信号φＳ２が「Ｌ」レベルに立ち下げられると、サイリスタスイッチＳ２が瞬時にオフする。時刻ｔ０〜ｔ１の期間Ｔ３では、無停電電源装置Ｕ２から機械式スイッチＳ３の端子１０，１２のみを介して負荷５に電力供給を行なうので、機械式スイッチＳ３が故障している場合は電力供給が遮断される。また、時刻ｔ２〜ｔ３の期間Ｔ４では、無停電電源装置Ｕ１からサイリスタスイッチＳ１のみを介して負荷５に電力供給を行なうので、サイリスタスイッチＳ１が故障している場合は電力供給が遮断される。
When control signal φS2 falls to “L” level at time t0, thyristor switch S2 is instantaneously turned off. In the period T3 from time t0 to t1, power is supplied from the uninterruptible power supply U2 to the
この比較例では、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２の一方から他方に切換える際、３つのスイッチＳ１〜Ｓ３のうちの１つのスイッチを介して電力供給がされるので、３つのスイッチＳ１〜Ｓ３のうちの１つのスイッチが故障した場合は、安定に電力を供給することができない。 In this comparative example, when switching from one of the uninterruptible power supply devices U1 and U2 to the other, power is supplied through one of the three switches S1 to S3. If one of the switches fails, power cannot be supplied stably.
[実施の形態２]
図６は、本発明の実施の形態２による無停電電源システムの要部を示す回路図であって、図２と対比される図である。図６を参照して、実施の形態２の無停電電源システムが実施の形態１の無停電電源システムと異なる点は、切換回路２が切換回路４０で置換されている点である。切換回路４０は、切換回路２の機械式スイッチＳ３を機械式スイッチＳ７で置換したものである。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a circuit diagram showing a main part of the uninterruptible power supply system according to the second embodiment of the present invention, which is compared with FIG. Referring to FIG. 6, the uninterruptible power supply system of the second embodiment is different from the uninterruptible power supply system of the first embodiment in that
機械式スイッチＳ７は、端子４１〜４４および可動接点４５，４６を含む。端子４１，４３は、それぞれノードＮ１，Ｎ２に接続される。端子４２，４４は、ともにノードＮ３に接続される。無停電電源装置Ｕ１から負荷５に交流電力を供給するときに端子４１，４２間が可動接点４５によって導通状態にされる。可動接点４５は、制御回路３からの制御信号φＳ１１，φＳ１２がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルにされたことに応じて端子４１，４２間を導通させる。可動接点４５が端子４１に接触すると、アンサーバック信号ＡＢ１が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる。アンサーバック信号ＡＢ１は、制御回路３に与えられる。アンサーバック信号ＡＢ１が「Ｈ」レベルに立ち上げられと、制御回路３によってサイリスタスイッチＳ２がオフされる。
The mechanical switch S7 includes
無停電電源装置Ｕ２から負荷５に交流電力を供給するときに端子４３，４４間が可動接点４６によって導通状態にされる。可動接点４６は、制御信号φＳ１１，φＳ１２がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルにされたことに応じて端子４３，４４間を導通させる。可動接点４６が端子４３に接触すると、アンサーバック信号ＡＢ２が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられる。アンサーバック信号ＡＢ２は、制御回路３に与えられる。アンサーバック信号ＡＢ２が「Ｈ」レベルに立ち上げられと、制御回路３によってサイリスタスイッチＳ１がオフされる。
When AC power is supplied from the uninterruptible power supply U2 to the
他の構成および動作は実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態２でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。 Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof will not be repeated. Also in this second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
Ｕ１，Ｕ２ 無停電電源装置、１ 電源切換装置、２ 切換回路、３ 制御回路、４ 操作部、５ 負荷、Ｓ１，Ｓ２ サイリスタスイッチ、Ｓ３，Ｓ７ 機械式スイッチ、Ｓ４〜Ｓ６ 手動式スイッチ、Ｔ１〜Ｔ３，１０〜１２，４１〜４４ 端子、１３，４５，４６ 可動接点、Ｌ１，Ｌ２ リアクトル、２０ 信号発生回路、２１，２２，２７，３１，３２，３７ ＯＲゲート、２３，３３ フリップフロップ、２４，３４ ＡＮＤゲート、２５，３５ 遅延回路、２６，３６ ゲート回路。 U1, U2 uninterruptible power supply, 1 power supply switching device, 2 switching circuit, 3 control circuit, 4 operation section, 5 load, S1, S2 thyristor switch, S3, S7 mechanical switch, S4 to S6 manual switch, T1 T3, 10-12, 41-44 terminal, 13, 45, 46 movable contact, L1, L2 reactor, 20 signal generation circuit, 21, 22, 27, 31, 32, 37 OR gate, 23, 33 flip-flop, 24 , 34 AND gate, 25, 35 delay circuit, 26, 36 gate circuit.
Claims (3)
第２の無停電電源装置と前記負荷の間に直列接続される第２の半導体スイッチおよび第２のリアクトルと、
第１の信号に応答して前記第１の無停電電源装置および前記負荷間を接続し、第２の信号に応答して前記第２の無停電電源装置および前記負荷間を接続する機械式スイッチと、
前記第１および第２の半導体スイッチと前記機械式スイッチを制御する制御回路とを備え、
前記機械式スイッチは、前記第１の無停電電源装置および前記負荷間を接続している期間は第１のアンサーバック信号を出力し、前記第２の無停電電源装置および前記負荷間を接続している期間は第２のアンサーバック信号を出力し、
前記制御回路は、
前記第１の無停電電源装置が前記負荷に電力を供給する第１の状態から前記第２の無停電電源装置が前記負荷に電力を供給する第２の状態に切換える場合は、前記第１の信号の出力を停止するとともに前記第２の信号を出力し、前記第２の半導体スイッチをオンさせた後に、前記第２のアンサーバック信号に応答して前記第１の半導体スイッチをオフさせ、
前記第２の状態から前記第１の状態に切換える場合は、前記第２の信号の出力を停止するとともに前記第１の信号を出力し、前記第１の半導体スイッチをオンさせた後に、前記第１のアンサーバック信号に応答して前記第２の半導体スイッチをオフさせ、
さらに、前記機械式スイッチは、前記第１の信号に応答して前記第２のアンサーバック信号の出力を停止するまでに第１の時間を要し、前記第２の信号に応答して前記第１のアンサーバック信号の出力を停止するまでに前記第１の時間を要し、
前記制御回路は、前記第１の状態から前記第２の状態に切換える場合は、前記第２の信号を出力してから前記第１の時間よりも短い第２の時間が経過した後に前記第２の半導体スイッチをオンさせ、前記第２の状態から前記第１の状態に切換える場合は、前記第１の信号を出力してから前記第２の時間が経過した後に前記第１の半導体スイッチをオンさせる、電源切換装置。 A first semiconductor switch and a first reactor connected in series between the first uninterruptible power supply and the load;
A second semiconductor switch and a second reactor connected in series between a second uninterruptible power supply and the load;
A mechanical switch that connects between the first uninterruptible power supply and the load in response to a first signal, and connects between the second uninterruptible power supply and the load in response to a second signal When,
A control circuit for controlling the first and second semiconductor switches and the mechanical switch;
The mechanical switch outputs a first answerback signal during a period in which the first uninterruptible power supply and the load are connected, and connects the second uninterruptible power supply and the load. The second answer back signal is output during
The control circuit includes:
When switching from the first state in which the first uninterruptible power supply supplies power to the load to the second state in which the second uninterruptible power supply supplies power to the load, the first After stopping the output of the signal and outputting the second signal, turning on the second semiconductor switch, turning off the first semiconductor switch in response to the second answerback signal,
When switching from the second state to the first state, the output of the second signal is stopped, the first signal is output, and the first semiconductor switch is turned on. In response to the answerback signal of 1, turning off the second semiconductor switch ;
Further, the mechanical switch takes a first time to stop outputting the second answerback signal in response to the first signal, and the mechanical switch responds to the second signal. It takes the first time to stop the output of one answerback signal,
When switching from the first state to the second state, the control circuit outputs the second signal and then outputs the second signal after a second time shorter than the first time has elapsed. When the semiconductor switch is turned on and switched from the second state to the first state, the first semiconductor switch is turned on after the second time has elapsed since the output of the first signal. It is not Ru, power switching device.
それぞれ前記第１および第２の無停電電源装置の出力を受ける第１および第２の端子と、
前記負荷に接続される第３の端子と、
前記第１の信号に応答して前記第１および第３の端子間を接続し、前記第２の信号に応答して前記第２および第３の端子間を接続する可動接点とを含み、
前記可動接点によって前記第１および第３の端子間が導通状態にされたときに前記第１のアンサーバック信号を出力し、前記可動接点によって前記第２および第３の端子間が導通状態にされたときに前記第２のアンサーバック信号を出力する、請求項１に記載の電源切換装置。 The mechanical switch is
First and second terminals for receiving outputs of the first and second uninterruptible power supplies, respectively;
A third terminal connected to the load;
A movable contact that connects between the first and third terminals in response to the first signal and that connects between the second and third terminals in response to the second signal;
The first answer back signal is output when the first contact and the third terminal are made conductive by the movable contact, and the second and third terminals are made conductive by the movable contact. The power supply switching device according to claim 1, wherein the second answerback signal is output when the power is turned off.
前記第１の無停電電源装置の出力を受ける第１の端子と、
前記負荷に接続される第２の端子と、
前記第１の信号に応答して前記第１および第２の端子間を接続する第１の可動接点と、
前記第２の無停電電源装置の出力を受ける第３の端子と、
前記負荷に接続される第４の端子と、
前記第２の信号に応答して前記第３および第４の端子間を接続する第２の可動接点とを含み、
前記第１の可動接点によって前記第１および第２の端子間が導通状態にされたときに前記第１のアンサーバック信号を出力し、前記第２の可動接点によって前記第３および第４の端子間が導通状態にされたときに前記第２のアンサーバック信号を出力する、請求項１に記載の電源切換装置。 The mechanical switch is
A first terminal for receiving an output of the first uninterruptible power supply;
A second terminal connected to the load;
A first movable contact that connects between the first and second terminals in response to the first signal;
A third terminal for receiving the output of the second uninterruptible power supply;
A fourth terminal connected to the load;
A second movable contact connecting between the third and fourth terminals in response to the second signal;
The first answer back signal is output when the first movable contact is brought into conduction between the first and second terminals, and the third and fourth terminals are output by the second movable contact. The power supply switching device according to claim 1, wherein the second answer back signal is output when the interval is made conductive.
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