JP6938790B1 - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

この無停電電源装置（１）では、入力端子（Ｔ１）とコンバータ（４）の交流ノード（４ａ）との間に入力スイッチ（２）を接続し、第４の動作モードを選択した場合には、入力スイッチをオフさせ、バイパススイッチ（７）をオンさせるとともに、バッテリ（１３）の直流電力を交流電力に変換し、バイパススイッチを介して負荷（１４）に供給するようにコンバータを制御する。インバータ（５）が故障した場合でも、商用交流電源（１２）の停電時に負荷を運転することができる。

Description

この発明は無停電電源装置に関し、特に、常時バイパス給電モードを有する無停電電源装置に関する。

たとえば米国特許第７３７２１７７号明細書（特許文献１）には、交流電源と負荷の間に接続され、交流電源の健全時にオンされ、交流電源の停電時にオフされるバイパススイッチと、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置に蓄える整流器と、交流電源の停電時に、電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータとを備えた無停電電源装置が開示されている。

米国特許第７３７２１７７号明細書

しかし、従来の無停電電源装置では、インバータが故障した場合には、交流電源の停電時に負荷を運転することができないという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、第２の電力変換器が故障した場合でも、交流電源の停電時に負荷を運転することが可能な無停電電源装置を提供することである。

この発明に係る無停電電源装置は、一方端子が交流電源から供給される交流電力を受け、他方端子が交流ノードに接続された第１のスイッチと、一方端子が交流ノードに接続され、他方端子が負荷に接続される第２のスイッチと、交流ノードと電力貯蔵装置との間で電力を授受する第１の電力変換器と、電力貯蔵装置と第２のスイッチの他方端子との間で電力を授受する第２の電力変換器と、第１、第２、および第３の給電モードのうちのいずれかの給電モードを選択し、選択した給電モードを実行する制御装置とを備えたものである。制御装置は、第１の給電モードを選択した場合には、交流電源から供給される交流電力が第１および第２のスイッチを介して負荷に供給されるように第１および第２のスイッチをオンさせるとともに、交流電源から第１のスイッチを介して供給される交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置に蓄えるように第１の電力変換器を制御する。また、制御装置は、第２の給電モードを選択した場合には、第１のスイッチをオフさせるとともに、電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するように第２の電力変換器を制御する。また、制御装置は、第３の給電モードを選択した場合には、第１のスイッチをオフさせ、第２のスイッチをオンさせるとともに、電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換し、第２のスイッチを介して負荷に供給するように第１の電力変換器を制御する。

この発明に係る無停電電源装置では、第３の給電モードを選択した場合には、第１のスイッチをオフさせ、第２のスイッチをオンさせるとともに、電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換し、第２のスイッチを介して負荷に供給するように第１の電力変換器を制御する。したがって、第２の電力変換器が故障した場合には、第３の給電モードを選択することにより、交流電源の停電時に負荷を運転することができる。

実施の形態１による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。 図１に示す無停電電源装置の第１および第２の動作モードを示す回路ブロック図である。 図１に示す無停電電源装置の第３および第４の動作モードを示す回路ブロック図である。 図１に示す無停電電源装置の第５および第６の動作モードを示す回路ブロック図である。 図１に示す無停電電源装置の第７および第８の動作モードを示す回路ブロック図である。 図１に示す無停電電源装置の第９および第１０の動作モードを示す回路ブロック図である。 図１に示す制御装置の構成を示すブロック図である。 図７に示す制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態２による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。

［実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による無停電電源装置１の構成を示す回路ブロック図である。図１において、この無停電電源装置１は、入力端子Ｔ１、バッテリ端子Ｔ２、出力端子Ｔ３、入力スイッチ２、電流検出器３，６、コンバータ４、直流ラインＬ１、インバータ５、バイパススイッチ７、操作部１０、および制御装置１１を備える。

入力端子Ｔ１は、商用交流電源１２から商用周波数の交流電力を受ける。バッテリ端子Ｔ２は、バッテリ（電力貯蔵装置）１３に接続される。バッテリ１３は、直流電力を蓄える。バッテリ１３の代わりにコンデンサが接続されていても構わない。出力端子Ｔ３は、負荷１４に接続される。負荷１４は、交流電力によって駆動される。

入力スイッチ２（第１のスイッチ）の一方端子は入力端子Ｔ１に接続され、その他方端子はコンバータ４の交流ノード４ａに接続される。入力スイッチ２は、互いに逆並列に接続された一対のサイリスタ２ａ，２ｂ（第１および第２のサイリスタ）を含む。サイリスタ２ａのアノードは入力端子Ｔ１に接続され、そのカソードはコンバータ４の交流ノード４ａに接続される。サイリスタ２ｂのアノードはコンバータ４の交流ノード４ａに接続され、そのカソードは入力端子Ｔ１に接続される。入力スイッチ２（すなわちサイリスタ２ａ，２ｂ）のオンおよびオフは制御装置１１によって制御される。

図１に戻って、入力スイッチ２の他方端子に現れる交流入力電圧Ｖｉの瞬時値は、制御装置１１によって検出される。交流入力電圧Ｖｉの瞬時値に基づいて、商用交流電源１２の停電の発生の有無などが判別される。電流検出器３は、入力スイッチ２の他方端子とコンバータ４の交流ノード４ａとの間に流れる交流入力電流Ｉｉを検出し、その検出値を示す信号Ｉｉｆを制御装置１１に与える。

コンバータ４（第１の電力変換器）は、複数のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）および複数のダイオードを含み、制御装置１１によって制御され、交流ノード４ａと直流ノード４ｂとの間で電力を授受する。コンバータ４は、順変換動作時には、交流ノード４ａに与えられる交流電力を直流電力に変換して直流ノード４ｂに出力する。また、コンバータ４は、逆変換動作時には、直流ノード４ｂに与えられる直流電力を商用周波数の交流電力に変換して交流ノード４ａに出力する。

直流ラインＬ１は、コンバータ４の直流ノード４ｂとインバータ５の直流ノード５ａとの間に接続されるとともに、バッテリ端子Ｔ２に接続される。直流ラインＬ１に現れる直流電圧ＶＤＣ（すなわちバッテリ１３の端子間電圧ＶＤＣ）の瞬時値は、制御装置１１によって検出される。

インバータ５（第２の電力変換器）は、複数のＩＧＢＴおよび複数のダイオードを含み、制御装置１１によって制御され、直流ノード５ａと交流ノード５ｂとの間で電力を授受する。インバータ５は、逆変換動作時には、直流ノード５ａに与えられる直流電力を商用周波数の交流電力に変換して交流ノード５ｂに出力する。また、インバータ５は、順変換動作時には、交流ノード５ｂに与えられる交流電力を直流電力に変換して直流ノード５ａに出力する。

インバータ５の交流ノード５ｂは出力端子Ｔ３に接続される。電流検出器６は、インバータ５の交流ノード５ｂと出力端子Ｔ３との間に流れる電流Ｉｏの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号Ｉｏｆを制御装置１１に与える。出力端子Ｔ３に現れる交流出力電圧Ｖｏの瞬時値は、制御装置１１によって検出される。

バイパススイッチ７（第２のスイッチ）は、コンバータ４の交流ノード４ａとインバータ５の交流ノード５ｂとの間に接続されたサイリスタスイッチ８と、サイリスタスイッチ８に並列接続された電磁接触器９とを含む。サイリスタスイッチ８は、入力スイッチ２と同じ構成であり、互いに逆並列に接続された一対のサイリスタ８ａ，８ｂを含む。サイリスタ８ａのアノードおよびカソードはそれぞれ交流ノード４ａ，５ｂに接続され、サイリスタ８ｂのアノードおよびカソードはそれぞれ交流ノード５ｂ，４ａに接続される。ただし、入力スイッチ２と比べて、サイリスタスイッチ８は小型で低価格のサイリスタ８ａ，８ｂで構成されている。

サイリスタスイッチ８および電磁接触器９の各々のオンおよびオフは、制御装置１１によって制御される。バイパススイッチ７をオンさせる場合には、サイリスタスイッチ８を瞬時にオンさせるとともに電磁接触器９をオンさせ、所定時間の経過後にサイリスタスイッチ８をオフさせる。これは、サイリスタスイッチ８が過熱されて破損するのを防止するためである。

操作部１０（選択部）は、無停電電源装置１の使用者によって操作される複数のボタン、種々の情報を表示する画像表示部などを含む。使用者が操作部１０を操作することにより、無停電電源装置１の電源をオンおよびオフしたり、常時バイパス給電モードおよび常時インバータ給電モードのうちのいずれか一方の給電モードを選択することが可能となっている。

制御装置１１は、操作部１０からの信号、交流入力電圧Ｖｉ、交流入力電流Ｉｉ、直流電圧ＶＤＣ、交流出力電流Ｉｏ、交流出力電圧Ｖｏなどに基づいて無停電電源装置１全体を制御する。また、制御装置１１は、交流入力電圧Ｖｉの検出値に基づいて停電が発生したか否かを検出するとともに、コンバータ４、インバータ５などの故障の有無を検出する。さらに、制御装置１１は、操作部１０からの信号、停電の有無、故障の有無に基づいて、第１〜第１０の動作モードのうちのいずれか１つの動作モードを選択し、選択した動作モードを実行する。

図２（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ第１および第２の動作モードを示す回路ブロック図である。常時バイパス給電モードが選択され、コンバータ４、インバータ５などが故障しておらず、かつ商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されている場合（すなわち商用交流電源１２の健全時）には、制御装置１１は第１の動作モードを選択する。第１の動作モードを実行している場合において商用交流電源１２の停電が発生した場合には、制御装置１１は第２の動作モードを選択する。

第１の動作モード（第１の給電モード）を選択した場合には制御装置１１は、図２（Ａ）に示すように、商用交流電源１２から入力スイッチ２およびバイパススイッチ７を介して負荷１４に交流電力が供給されるようにスイッチ２，７をオンさせる。また、制御装置１１は、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３に蓄えるようにコンバータ４を制御する。

この場合は、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流入力電流Ｉｉの大部分は交流出力電流Ｉｏとしてバイパススイッチ７を介して負荷１４に供給され、交流入力電流Ｉｉの一部はコンバータ４によって充電電流Ｉｃに変換されてバッテリ１３に供給される。

第２の動作モード（第２の給電モード）を選択した場合には制御装置１１は、図２（Ｂ）に示すように、入力スイッチ２およびバイパススイッチ７をオフさせるとともに、バッテリ１３の直流電力を交流電力に変換して負荷１４に供給するようにインバータ５を制御する。

また、制御装置１１は、停電発生時に入力スイッチ２を迅速にオフさせるためのアシスト電流Ｉａを入力スイッチ２に供給する。すなわち、停電発生時には制御装置１１は、サイリスタ２ａ，２ｂを点弧させるパルス信号の出力を停止し、点弧しているサイリスタ２ａまたは２ｂの順バイアス方向に流れる交流入力電流Ｉｉと逆極性のアシスト電流Ｉａをサイリスタ２ａまたは２ｂに供給し、サイリスタ２ａまたは２ｂが消弧するようにコンバータ４を制御する。

この場合は、バッテリ１３の放電電流Ｉｄの大部分はインバータ５によって交流出力電流Ｉｏに変換されて負荷１４に供給され、放電電流Ｉｄの一部はコンバータ４によってアシスト電流Ｉａに変換されて入力スイッチ２に供給される。

なお、第２の動作モード時には、バイパススイッチ７をオン状態に維持しても構わない。この場合は、商用交流電源１２が正常に復帰したときに、第１の動作モードに迅速に復帰することができる。

図３（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ第３および第４の動作モードを示す回路ブロック図である。常時バイパス給電モードが選択され、商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されている場合において、インバータ５が故障したときには、制御装置１１は第３の動作モードを選択する。第３の動作モードを実行している場合において商用交流電源１２の停電が発生した場合には、制御装置１１は第４の動作モードを選択する。

第３の動作モードを選択した場合には制御装置１１は、図３（Ａ）に示すように、商用交流電源１２から入力スイッチ２およびバイパススイッチ７を介して負荷１４に交流電力が供給されるようにスイッチ２，７をオンさせる。また、制御装置１１は、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３に蓄えるようにコンバータ４を制御する。

この場合は、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流入力電流Ｉｉの大部分は交流出力電流Ｉｏとしてバイパススイッチ７を介して負荷１４に供給され、交流入力電流Ｉｉの一部はコンバータ４によって充電電流Ｉｃに変換されてバッテリ１３に供給される。

第４の動作モード（第３の給電モード）を選択した場合には制御装置１１は、図３（Ｂ）に示すように、入力スイッチ２をオフさせ、バイパススイッチ７をオン状態に維持するとともに、バッテリ１３の直流電力を交流電力に変換して負荷１４に供給するようにコンバータ４を制御する。また、制御装置１１は、停電発生時に入力スイッチ２を迅速にオフさせるためのアシスト電流Ｉａを入力スイッチ２に供給するとともに、交流出力電流Ｉｏが参照電流Ｉｏｒになるようにコンバータ４を制御する。

この場合は、バッテリ１３の放電電流Ｉｄの大部分はコンバータ４によって交流出力電流Ｉｏに変換されて負荷１４に供給され、放電電流Ｉｄの一部はコンバータ４によってアシスト電流Ｉａに変換されて入力スイッチ２に供給される。

図４（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ第５および第６の動作モードを示す回路ブロック図である。常時バイパス給電モードが選択され、商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されている場合において、コンバータ４が故障したときには、制御装置１１は第５の動作モードを選択する。第５の動作モードを実行している場合において商用交流電源１２の停電が発生した場合には、制御装置１１は第６の動作モードを選択する。

第５の動作モード（第４の給電モード）を選択した場合には制御装置１１は、図４（Ａ）に示すように、商用交流電源１２から入力スイッチ２およびバイパススイッチ７を介して負荷１４に交流電力が供給されるようにスイッチ２，７をオンさせる。また、制御装置１１は、商用交流電源１２からスイッチ２，７を介して供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３に蓄えるようにインバータ５を制御する。

この場合は、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流入力電流Ｉｉの大部分は交流出力電流Ｉｏとしてバイパススイッチ７を介して負荷１４に供給され、交流入力電流Ｉｉの一部はインバータ５によって充電電流Ｉｃに変換されてバッテリ１３に供給される。

第６の動作モード（第５の給電モード）を選択した場合には制御装置１１は、図４（Ｂ）に示すように、入力スイッチ２をオフさせ、バイパススイッチ７をオン状態に維持するとともに、バッテリ１３の直流電力を交流電力に変換して負荷１４に供給するようにインバータ５を制御する。また、制御装置１１は、停電発生時に入力スイッチ２を迅速にオフさせるためのアシスト電流Ｉａを入力スイッチ２に供給するとともに、交流出力電流Ｉｏが参照電流Ｉｏｒになるようにインバータ５を制御する。

この場合は、バッテリ１３の放電電流Ｉｄの大部分はインバータ５によって交流出力電流Ｉｏに変換されて負荷１４に供給され、放電電流Ｉｄの一部はインバータ５によってアシスト電流Ｉａに変換され、バイパススイッチ７を介して入力スイッチ２に供給される。

図５（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ第７および第８の動作モードを示す回路ブロック図である。商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されている場合において、コンバータ４およびインバータ５が故障したときには、制御装置１１は第７の動作モードを選択する。また、商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されている場合において、入力スイッチ２が故障した場合には、制御装置１１は第８の動作モードを選択する。第７および第８の動作モードでは、常時バイパス給電モードおよび常時インバータ給電モードのいずれが選択されているかは問わない。

第７の動作モードを選択した場合には制御装置１１は、図５（Ａ）に示すように、商用交流電源１２から入力スイッチ２およびバイパススイッチ７を介して負荷１４に交流電力が供給されるようにスイッチ２，７をオンさせる。この場合は、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流入力電流Ｉｉの全ては交流出力電流Ｉｏとしてバイパススイッチ７を介して負荷１４に供給される。

第８の動作モードを選択した場合には制御装置１１は、図５（Ｂ）に示すように、バイパススイッチ７をオフさせるとともに、バッテリ１３の直流電力を交流電力に変換して負荷１４に供給するようにインバータ５を制御する。

この場合は、バッテリ１３の放電電流Ｉｄの全てはインバータ５によって交流出力電流Ｉｏに変換されて負荷１４に供給される。なお、第８の動作モード時には、入力スイッチ２が故障してオフ状態になっているので、バイパススイッチ７がオンされていても構わない。

図６（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ第９および第１０の動作モードを示す回路ブロック図である。常時インバータ給電モードが選択され、商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されている場合には、制御装置１１は第９の動作モードを実行する。第９の動作モードを実行している場合において商用交流電源１２の停電が発生した場合には、制御装置１１は第１０の動作モードを選択して実行する。

第９の動作モード（第６の給電モード）を選択した場合には制御装置１１は、図６（Ａ）に示すように、入力スイッチ２をオンさせるとともに、バイパススイッチ７をオフさせる。また、制御装置１１は、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流電力を直流電力に変換してインバータ４に供給するとともにバッテリ１３に蓄えるようにコンバータ４を制御する。さらに、制御装置１１は、コンバータ４から供給される直流電力を交流電力に変換して負荷１４に供給するようにインバータ５を制御する。

この場合は、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流入力電流Ｉｉの大部分はコンバータ４およびインバータ５によって交流出力電流Ｉｏに変換されて負荷１４に供給され、交流入力電流Ｉｉの一部はコンバータ４によって充電電流Ｉｃに変換されてバッテリ１３に供給される。

第１０の動作モード（第７の給電モード）を選択した場合には制御装置１１は、図６（Ｂ）に示すように、入力スイッチ２およびバイパススイッチ７をオフさせるとともに、バッテリ１３の直流電力を交流電力に変換して負荷１４に供給するようにインバータ５を制御する。この場合は、バッテリ１３の放電電流Ｉｄの全てはインバータ５によって交流出力電流Ｉｏに変換されて負荷１４に供給される。

なお、常時インバータ給電モードでは、商用交流電源１２から供給される交流電圧Ｖｉをコンバータ４によって直流電圧ＶＤＣに変換し、その直流電圧ＶＤＣをインバータ５によって交流電圧Ｖｏに変換して負荷１４に供給するので、高品質の交流電圧Ｖｏを負荷１４に供給することができる。しかし、常時インバータ給電モードでは、コンバータ４およびインバータ５において常に電力損失が発生するので、電力損失が大きくなる。

これに対して常時バイパス給電モードでは、商用交流電源１２からの交流電圧をそのまま負荷１４に供給するので、負荷１４に供給される交流電圧Ｖｏの品質が低下する。しかし、常時バイパス給電モードでは、コンバータ４およびインバータ５における電力損失が常時インバータ給電モードに比べて小さくなる。このため、常時バイパス給電モードはエコモードとも呼ばれる。

図７は、制御装置１１の構成を示すブロック図である。図７において、制御装置１１は、停電検出器２１、故障検出器２３、モード選択部２２、制御部２４、および駆動回路２５〜２８を含む。

操作部１０は、常時バイパス給電モードおよび常時インバータ給電モードのうちのいずれの給電モードが選択されたかを示す信号をモード選択部２２に出力する。停電検出器２１は、交流入力電圧Ｖｉを検出し、その検出値が所定のしきい値電圧よりも高い場合には商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されていると判別し、商用交流電源１２が健全であることを示す信号をモード選択部２２に出力する。また、停電検出器２１は、交流入力電圧Ｖｉの検出値が所定のしきい値電圧よりも低い場合には商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されていないと判別し、商用交流電源１２の停電が発生したことを示す信号をモード選択部２２に出力する。

故障検出器２３は、入力スイッチ２、コンバータ４、およびインバータ５の各々が正常であるか否かを検出し、その検出結果を示す信号をモード選択部２２に出力する。故障検出器２３は、たとえば、入力スイッチ２を構成するサイリスタ２ａ，２ｂの各々の端子間電圧、コンバータ４を構成する複数のＩＧＢＴの各々の端子間電圧、インバータ５を構成する複数のＩＧＢＴの各々の端子間電圧を検出し、それらの検出結果に基づいて故障の有無を判別する。

あるいは、故障検出器２３は、たとえば、入力スイッチ２を構成するサイリスタ２ａ，２ｂの各々に流れる電流、コンバータ４を構成する複数のＩＧＢＴの各々に流れる電流、インバータ５を構成する複数のＩＧＢＴの各々に流れる電流を検出し、それらの検出結果に基づいて故障の有無を判別する。

モード選択部２２は、操作部１０からの信号、停電検出器２１からの信号、および故障検出器２３からの信号に基づいて、第１〜第１０の動作モードのうちのいずれか１つの動作モードを選択し、選択した動作モードを示す信号ＭＳを制御部２４に出力する。動作モードの選択方法は、図２〜図６で説明した通りである。

制御部２４は、モード選択部２２からの信号ＭＳ、交流入力電圧Ｖｉ、交流入力電流Ｉｉ、直流電圧ＶＤＣ、交流出力電流Ｉｏ、交流出力電圧Ｖｏに基づいて、選択された動作モードを実行するための制御信号ＣＮＴａ〜ＣＮＴｄを生成する。

図８は、制御部２４の構成を示すブロック図である。図８において、制御部２４は、電圧検出器３１〜３３および制御回路３４〜３７を含む。電圧検出器３１は、交流入力電圧Ｖｉの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号を制御回路３４〜３７に出力する。電圧検出器３２は、直流電圧ＶＤＣの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号を制御回路３５，３６に出力する。電圧検出器３３は、交流出力電圧Ｖｏの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号を制御回路３５，３６に出力する。

制御回路３４は、電圧検出器３１の出力信号によって示される交流入力電圧Ｖｉと、モード選択信号ＭＳとに基づいて、入力スイッチ２を制御するための制御信号ＣＮＴａを生成する。制御信号ＣＮＴａは、それぞれサイリスタ２ａ，２ｂを点弧させるためのパルス信号Ｐａ１，Ｐｂ１を含む。

第１、第３、第５、第７、および第９の動作モード時には、図２（Ａ）、図３（Ａ）、図４（Ａ）、図５（Ａ）、図６（Ａ）で示したように、制御回路３４は、入力スイッチ２がオンするように制御信号ＣＮＴａを生成する。すなわち、制御回路３４は、交流入力電圧Ｖｉが正極性になったときにパルス信号Ｐａ１を出力してサイリスタ２ａを点弧させ、交流入力電圧Ｖｉが負極性になったときにパルス信号Ｐｂ１を出力してサイリスタ２ｂを点弧させる。サイリスタ２ａ，２ｂの各々は、順バイアス方向の電流が０Ａになったときに消弧する。

第２、第４、第６、第８、および第１０の動作モード時には、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）で示したように、制御回路３４は、入力スイッチ２がオフするように制御信号ＣＮＴａを生成する。このとき制御回路３４は、パルス信号Ｐａ１，Ｐｂ１を出力せず、サイリスタ２ａ，２ｂを点弧させない。

制御回路３５は、電圧検出器３１〜３３の出力信号によって示される交流入力電圧Ｖｉ、直流電圧ＶＤＣ、および交流出力電圧Ｖｏと、電流検出器３，６の出力信号Ｉｉｆ，Ｉｏｆによって示される交流入力電流Ｉｉおよび交流出力電流Ｉｏと、モード選択信号ＭＳとに基づいて、コンバータ４を制御するための制御信号ＣＮＴｂを生成する。制御信号ＣＮＴｂは、コンバータ４に含まれる複数のＩＧＢＴを制御するための複数のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号ＰＡと、駆動回路２６を活性化または非活性化させるための信号ＥＮＡとを含む。

第１、第３、および第９の動作モード時には制御回路３５は、図２（Ａ）、図３（Ａ）、図６（Ａ）で示したように、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３に蓄えるようにコンバータ４を制御する。

このとき制御回路３５は、参照電圧ＶＤＣｒと直流電圧ＶＤＣの偏差ΔＶＤＣ＝ＶＤＣｒ−ＶＤＣに応じた値の電流指令値Ｉｉｃ１を生成し、その電流指令値Ｉｉｃ１と交流入力電流Ｉｉの偏差ΔＩｉ＝Ｉｉｃ１−Ｉｉと交流入力電圧Ｖｉとに基づいて正弦波状の電圧指令値Ｖｉｃ１を生成し、その電圧指令値Ｖｉｃ１に基づいて複数のＰＷＭ信号ＰＡを生成する。また、制御回路３５は、信号ＥＮＡを活性化レベルの「Ｈ」レベルにして駆動回路２６を活性化させる。これにより、直流電圧ＶＤＣは、参照電圧ＶＤＣｒになるように制御される。

第２の動作モード時には制御回路３５は、図２（Ｂ）で示したように、停電発生時に入力スイッチ２（すなわちサイリスタ２ａ，２ｂ）を迅速にオフさせるためのアシスト電流Ｉａを入力スイッチ２に供給するようにコンバータ４を制御する。

このとき制御回路３５は、入力スイッチ２に流れている交流入力電流Ｉｉと逆極性の電流指令値Ｉｉｃ２＝−Ｉｉを生成し、その電流指令値Ｉｉｃ２に基づいて正弦波状の電圧指令値Ｖｉｃ１を生成し、その電圧指令値Ｖｉｃ１に基づいて複数のＰＷＭ信号ＰＡを生成する。また、制御回路３５は、信号ＥＮＡを活性化レベルの「Ｈ」レベルにして駆動回路２６を活性化させる。これにより、入力スイッチ２に流れている交流入力電流Ｉｉと同じ値で逆極性のアシスト電流Ｉａがコンバータ４から入力スイッチ２に供給され、入力スイッチ２のサイリスタ２ａ，２ｂの順バイアス方向に流れる電流が０Ａにされて入力スイッチ２が迅速にオフする。

第４の動作モード時には制御回路３５は、図３（Ｂ）で示したように、停電発生時に入力スイッチ２（すなわちサイリスタ２ａ，２ｂ）を迅速にオフさせるためのアシスト電流Ｉａを入力スイッチ２に供給するとともに、交流出力電流Ｉｏが参照電流Ｉｏｒになるようにコンバータ４を制御する。

このとき制御回路３５は、入力スイッチ２に流れている交流入力電流Ｉｉと逆極性の電流指令値Ｉｉｃ２＝−Ｉｉを生成するとともに、参照電流Ｉｏｒと交流出力電流Ｉｏの偏差ΔＩｏ＝Ｉｏｒ−Ｉｏに基づいて電流指令値Ｉｏｃ１を生成し、電流指令値Ｉｉｃ２と電流指令値Ｉｏｃ１を加算して電流指令値Ｉｏｃ２を生成する。そして制御回路３５は、その電流指令値Ｉｏｃ２に基づいて正弦波状の電圧指令値Ｖｏｃ１を生成し、その電圧指令値Ｖｏｃ１に基づいて複数のＰＷＭ信号ＰＡを生成する。また、制御回路３５は、信号ＥＮＡを活性化レベルの「Ｈ」レベルにして駆動回路２６を活性化させる。

これにより、入力スイッチ２に流れている交流入力電流Ｉｉと同じ値で逆極性のアシスト電流Ｉａがコンバータ４から入力スイッチ２に供給されて入力スイッチ２が迅速にオフする。また、交流出力電流Ｉｏは参照電流Ｉｏｒになるように制御される。

第５、第６、および第７の動作モード時には、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、および図５（Ａ）で示したようにコンバータ４は故障しているので、制御回路３５は、複数のＰＷＭ信号ＰＡの生成を停止し、信号ＥＮＡを非活性化レベルの「Ｌ」レベルにして駆動回路２６を非活性化させる。この場合は、コンバータ４に含まれる全てのＩＧＢＴがオフ状態になるように、全てのＩＧＢＴのゲートが非活性化レベルの「Ｌ」レベルに維持される。

第８の動作モード時には、図５（Ｂ）で示したように入力スイッチ２が故障しているので、制御回路３５は、複数のＰＷＭ信号ＰＡの生成を停止し、信号ＥＮＡを非活性化レベルの「Ｌ」レベルにして駆動回路２６を非活性化させる。この場合は、コンバータ４に含まれる全てのＩＧＢＴがオフ状態になるように、全てのＩＧＢＴのゲートが非活性化レベルの「Ｌ」レベルに維持される。

第１０の動作モード時には、図６（Ｂ）で示したように商用交流電源１２の停電が発生しているので、制御回路３５は、複数のＰＷＭ信号ＰＡの生成を停止し、信号ＥＮＡを非活性化レベルの「Ｌ」レベルにして駆動回路２６を非活性化させる。この場合は、コンバータ４に含まれる全てのＩＧＢＴがオフ状態になるように、全てのＩＧＢＴのゲートが非活性化レベルの「Ｌ」レベルに維持される。

制御回路３６は、電圧検出器３１〜３３の出力信号によって示される交流入力電圧Ｖｉ、直流電圧ＶＤＣ、および交流出力電圧Ｖｏと、電流検出器３，６の出力信号Ｉｉｆ，Ｉｏｆによって示される交流入力電流Ｉｉおよび交流出力電流Ｉｏと、モード選択信号ＭＳとに基づいて、インバータ５を制御するための制御信号ＣＮＴｃを生成する。制御信号ＣＮＴｃは、インバータ５に含まれる複数のＩＧＢＴを制御するための複数のＰＷＭ信号ＰＢと、駆動回路２７を活性化または非活性化させるための信号ＥＮＢとを含む。

第１の動作モード時には制御回路３６は、図２（Ａ）で示したように、インバータ５が待機状態になるように制御信号ＣＮＴｃを生成する。このとき制御回路３６は、参照電流Ｉｏｒと交流出力電流Ｉｏの偏差ΔＩｏ＝Ｉｏｒ−Ｉｏに基づいて電流指令値Ｉｏｃ１１を生成し、その電流指令値Ｉｏｃ１１に基づいて正弦波状の電圧指令値Ｖｏｃ１１を生成し、その電圧指令値Ｖｏｃ１１に基づいて複数のＰＷＭ信号ＰＢを生成する。また、制御回路３６は、信号ＥＮＡを非活性化レベルの「Ｌ」レベルにして駆動回路２７を非活性化させる。

これにより、インバータ５は、瞬時に起動可能な待機状態にされる。商用交流電源１２の停電が発生したときには、信号ＥＮＡを活性化レベルの「Ｈ」レベルにして駆動回路２７を活性化させるだけでインバータ５を起動させることができ、参照電流Ｉｏｒに応じた値の交流出力電流Ｉｏをインバータ５から負荷１４に迅速に供給することができる。

第２、第８、および第１０の動作モード時には制御回路３６は、図２（Ｂ）、図５（Ｂ）、および図６（Ｂ）で示したように、バッテリ１３の直流電力がインバータ５によって交流電力に変換され、インバータ５から負荷１４に交流電流Ｉｏが供給されるようにインバータ５を制御する。

このとき制御回路３６は、参照電流Ｉｏｒと交流出力電流Ｉｏの偏差ΔＩｏ＝Ｉｏｒ−Ｉｏに基づいて電流指令値Ｉｏｃ１１を生成し、その電流指令値Ｉｏｃ１１に基づいて正弦波状の電圧指令値Ｖｏｃ１１を生成し、その電圧指令値Ｖｏｃ１１に基づいて複数のＰＷＭ信号ＰＢを生成する。また、制御回路３６は、信号ＥＮＡを活性化レベルの「Ｈ」レベルにして駆動回路２７を活性化させる。これにより、インバータ５から負荷１４に参照電流Ｉｏｒに応じた値の交流出力電流Ｉｏが供給され、負荷１４が運転される。

制御回路３６は、バッテリ１３の端子間電圧ＶＤＣが下限電圧ＶＤＣＬよりも低下した場合には、複数のＰＷＭ信号ＰＢの生成を停止するとともに、信号ＥＮＡを非活性化レベルの「Ｌ」レベルにして駆動回路２７を非活性化させる。この場合は、負荷１４の運転は停止される。

第３、第４、および第７の動作モード時には、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、および図５（Ａ）で示したようにインバータ５は故障しているので、制御回路３６は、複数のＰＷＭ信号ＰＢの生成を停止し、信号ＥＮＢを非活性化レベルの「Ｌ」レベルにして駆動回路２７を非活性化させる。この場合は、インバータ５に含まれる全てのＩＧＢＴがオフ状態になるように、全てのＩＧＢＴのゲートが非活性化レベルの「Ｌ」レベルに維持される。

第５の動作モード時には制御回路３６は、図４（Ａ）で示したように、商用交流電源１２から入力スイッチ２およびバイパススイッチ７を介して供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３に蓄えるようにインバータ５を制御する。

このとき制御回路３６は、参照電圧ＶＤＣｒと直流電圧ＶＤＣの偏差ΔＶＤＣ＝ＶＤＣｒ−ＶＤＣに応じた値の電流指令値Ｉｉｃ１１を生成し、その電流指令値Ｉｉｃ１１と交流入力電流Ｉｉの偏差ΔＩｉ＝Ｉｉｃ１１−Ｉｉと交流入力電圧Ｖｉとに基づいて正弦波状の電圧指令値Ｖｉｃ１１を生成し、その電圧指令値Ｖｉｃ１１に基づいて複数のＰＷＭ信号ＰＢを生成する。また、制御回路３５は、信号ＥＮＢを活性化レベルの「Ｈ」レベルにして駆動回路２７を活性化させる。これにより、直流電圧ＶＤＣは、参照電圧ＶＤＣｒになるように制御される。

第６の動作モード時には制御回路３６は、図４（Ｂ）で示したように、停電発生時に入力スイッチ２（すなわちサイリスタ２ａ，２ｂ）を迅速にオフさせるためのアシスト電流Ｉａを入力スイッチ２に供給するとともに、交流出力電流Ｉｏが参照電流Ｉｏｒになるようにインバータ５を制御する。

このとき制御回路３６は、入力スイッチ２に流れている交流入力電流Ｉｉと逆極性の電流指令値Ｉｉｃ１２＝−Ｉｉを生成するとともに、参照電流Ｉｏｒと交流出力電流Ｉｏの偏差ΔＩｏ＝Ｉｏｒ−Ｉｏに基づいて電流指令値Ｉｏｃ１１を生成し、電流指令値Ｉｉｃ１２と電流指令値Ｉｏｃ１１を加算して電流指令値Ｉｏｃ１２を生成する。そして制御回路３６は、その電流指令値Ｉｏｃ１２に基づいて正弦波状の電圧指令値Ｖｏｃ１２を生成し、その電圧指令値Ｖｏｃ１２に基づいて複数のＰＷＭ信号ＰＢを生成する。また、制御回路３６は、信号ＥＮＢを活性化レベルの「Ｈ」レベルにして駆動回路２７を活性化させる。

これにより、入力スイッチ２に流れている交流入力電流Ｉｉと同じ値で逆極性のアシスト電流Ｉａがインバータ５から入力スイッチ２に供給されて入力スイッチ２が迅速にオフする。また、交流出力電流Ｉｏは、参照電流Ｉｏｒに応じた値になるように制御される。

第９の動作モード時には制御回路３６は、図６（Ａ）で示したように、コンバータ４によって生成された直流電力がインバータ５によって交流電力に変換され、インバータ５から負荷１４に交流電流Ｉｏが供給されるようにインバータ５を制御する。

このとき制御回路３６は、参照電流Ｉｏｒと交流出力電流Ｉｏの偏差ΔＩｏ＝Ｉｏｒ−Ｉｏに基づいて電流指令値Ｉｏｃ１１を生成し、その電流指令値Ｉｏｃ１１に基づいて正弦波状の電圧指令値Ｖｏｃ１１を生成し、その電圧指令値Ｖｏｃ１１に基づいて複数のＰＷＭ信号ＰＢを生成する。また、制御回路３６は、信号ＥＮＢを活性化レベルの「Ｈ」レベルにして駆動回路２７を活性化させる。これにより、インバータ５から負荷１４に参照電流Ｉｏｒに応じた値の交流出力電流Ｉｏが供給され、負荷１４が運転される。

制御回路３７は、電圧検出器３１の出力信号によって示される交流入力電圧Ｖｉと、モード選択信号ＭＳとに基づいて、バイパススイッチ７を制御するための制御信号ＣＮＴｄを生成する。制御信号ＣＮＴｄは、サイリスタスイッチ８のサイリスタ８ａ，８ｂを点弧させるためのパルス信号Ｐａ２，Ｐｂ２と、電磁接触器９のオンおよびオフを制御するための信号Ｓ１とを含む。

第１、第３、第４、第５、第６、および第７の動作モード時には、図２（Ａ）、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）で示したように、制御回路３７は、バイパススイッチ７がオンするように制御信号ＣＮＴｄを生成する。

このとき制御回路３７は、信号Ｓ１を活性化レベルの「Ｈ」レベルにして電磁接触器９をオンさせる。また、制御回路３７は、バイパススイッチ７を迅速にオンさせる場合には、交流入力電圧Ｖｉが正極性になったときにパルス信号Ｐａ２を出力し、交流入力電圧Ｖｉが負極性になったときにパルス信号Ｐｂ２を出力してサイリスタスイッチ８を所定時間だけオンさせる。

第２、第８、第９、および第１０の動作モード時には、図２（Ｂ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、図６（Ｂ）で示したように、制御回路３７は、バイパススイッチ７がオフするように制御信号ＣＮＴｄを生成する。このとき制御回路３７は、信号Ｓ１を非活性化レベルの「Ｌ」レベルにして電磁接触器９をオフさせる。また、制御回路３７は、パルス信号Ｐａ２，Ｐｂ２を出力せず、サイリスタスイッチ８を点弧させない。

図７に戻って、駆動回路２５は、制御回路３４から出力されるパルス信号Ｐａ１，Ｐｂ１をそれぞれサイリスタ２ａ，２ｂのゲートに与える。サイリスタ２ａ，２ｂのゲートにパルス信号Ｐａ１，Ｐｂ１が与えられると、サイリスタ２ａ，２ｂが点弧し、入力スイッチ２がオンする。

駆動回路２６は、制御回路３５からの信号ＥＮＡが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合に活性化され、制御回路３５からの複数のＰＷＭ信号ＰＡに応答して、コンバータ４に含まれる複数のＩＧＢＴの各々をオンおよびオフさせる。これにより、コンバータ４の順変換動作または逆変換動作が行なわれる。駆動回路２６は、制御回路３５からの信号ＥＮＡが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされた場合に非活性化され、コンバータ４に含まれる複数のＩＧＢＴの各々をオフさせる。これにより、コンバータ４の運転が停止される。

駆動回路２７は、制御回路３６からの信号ＥＮＢが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合に活性化され、制御回路３６からの複数のＰＷＭ信号ＰＢに応答して、インバータ５に含まれる複数のＩＧＢＴの各々をオンおよびオフさせる。これにより、インバータ５の逆変換動作または順変換動作が行なわれる。駆動回路２７は、制御回路３６からの信号ＥＮＢが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされた場合に非活性化され、インバータ５に含まれる複数のＩＧＢＴの各々をオフさせる。これにより、インバータ５は待機状態にされる。

駆動回路２８は、制御回路３７から出力される信号Ｓ１が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合には電磁接触器９をオンさせ、信号Ｓ１が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合には電磁接触器９をオフさせる。また、駆動回路２８は、制御回路３７から出力されるパルス信号Ｐａ２，Ｐｂ２をサイリスタスイッチ８のサイリスタ８ａ，８ｂのゲートに与える。サイリスタ８ａ，８ｂのゲートにパルス信号Ｐａ２，Ｐｂ２が与えられると、サイリスタ８ａ，８ｂが点弧し、サイリスタスイッチ８がオンする。

次に、この無停電電源装置１の動作について説明する。商用交流電源１２から交流電力が正常に供給されている場合（商用交流電源１２の健全時）において、操作部１０（図７）を用いて常時バイパス給電モードが選択されると、モード選択部２２（図７）によって第１の動作モードが選択される。

この場合は図２（Ａ）で示したように、入力スイッチ２およびバイパススイッチ７がオンされ、商用交流電源１２から供給される交流電力がスイッチ２，７を介して負荷１４に供給され、負荷１４が駆動される。

また、商用交流電源１２から供給される交流電力がコンバータ４によって直流電力に変換されてバッテリ１３に蓄えられる。また、制御回路３６（図８）によって複数のＰＷＭ信号ＰＢが生成されるとともに信号ＥＮＢが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、複数のＰＷＭ信号ＰＢが駆動回路２７（図７）によって阻止され、インバータ５が待機状態にされる。

第１の動作モードが選択されている場合において商用交流電源１２からの交流電力の供給が停止されると、停電検出器２１（図７）によって商用交流電源１２の停電が検出され、モード選択部２２（図７）によって第２の動作モードが選択される。

この場合は図２（Ｂ）で示したように、バイパススイッチ７がオフされるとともに、バッテリ１３の直流電力がコンバータ５によって交流電力に変換され、交流入力電流Ｉｉと逆極性のアシスト電流Ｉａがコンバータ４から入力スイッチ２に供給されて入力スイッチ２が迅速にオフされる。

また、制御回路３６（図８）によって信号ＥＮＢが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、駆動回路２７によってインバータ５が駆動され、バッテリ１３の直流電力がインバータ５によって交流電力に変換されて負荷１４に供給される。したがって、バッテリ１３に直流電力が蓄えられている期間は、負荷１４の運転を継続することができる。

また、第１の動作モードが選択されている場合においてインバータ５が故障した場合には、インバータ５の故障が故障検出器２３（図７）によって検出され、モード選択部２２によって第３の動作モードが選択される。

この場合は図３（Ａ）で示したように、入力スイッチ２およびバイパススイッチ７がオン状態に維持され、商用交流電源１２から供給される交流電力がスイッチ２，７を介して負荷１４に供給され、負荷１４の運転が継続される。

また、商用交流電源１２から供給される交流電力がコンバータ４によって直流電力に変換されてバッテリ１３に蓄えられる。また、制御回路３６（図８）によって複数のＰＷＭ信号ＰＢの生成が停止されるとともに信号ＥＮＢが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、駆動回路２７によってインバータ５に含まれる全てのＩＧＢＴがオフ状態になるように制御される。

第３の動作モードが選択されている場合において商用交流電源１２の停電が発生すると、停電検出器２１（図７）によって商用交流電源１２の停電が検出され、モード選択部２２（図７）によって第４の動作モードが選択される。

この場合は図３（Ｂ）で示したように、バッテリ１３の直流電力がコンバータ４によって交流電力に変換され、交流入力電流Ｉｉと逆極性のアシスト電流Ｉａがコンバータ４から入力スイッチ２に供給されて入力スイッチ２が迅速にオフされる。また、バッテリ１３の直流電力がコンバータ４によって交流電力に変換され、バイパススイッチ７を介して負荷１４に供給される。したがって、バッテリ１３に直流電力が蓄えられている期間は、負荷１４の運転を継続することができる。

また、第１の動作モードが選択されている場合においてコンバータ４が故障した場合には、コンバータ４の故障が故障検出器２３（図７）によって検出され、モード選択部２２によって第５の動作モードが選択される。

この場合は図４（Ａ）で示したように、入力スイッチ２およびバイパススイッチ７がオン状態に維持され、商用交流電源１２から供給される交流電力がスイッチ２，７を介して負荷１４に供給され、負荷１４の運転が継続される。

また、商用交流電源１２からスイッチ２，７を介して供給される交流電力がインバータ５によって直流電力に変換されてバッテリ１３に蓄えられる。また、制御回路３５（図８）によって複数のＰＷＭ信号ＰＡの生成が停止されるとともに信号ＥＮＡが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、駆動回路２６によってコンバータ４に含まれる全てのＩＧＢＴがオフ状態になるように制御される。

第５の動作モードが選択されている場合において商用交流電源１２の停電が発生すると、停電検出器２１（図７）によって商用交流電源１２の停電が検出され、モード選択部２２（図７）によって第６の動作モードが選択される。

この場合は図４（Ｂ）で示したように、バッテリ１３の直流電力がインバータ５によって交流電力に変換され、交流入力電流Ｉｉと逆極性のアシスト電流Ｉａがインバータ５からバイパススイッチ７を介して入力スイッチ２に供給され、入力スイッチ２が迅速にオフされる。また、バッテリ１３の直流電力がインバータ５によって交流電力に変換されて負荷１４に供給される。したがって、バッテリ１３に直流電力が蓄えられている期間は、負荷１４の運転を継続することができる。

また、第１の動作モードが選択されている場合においてコンバータ４およびインバータ５が故障した場合には、コンバータ４およびインバータ５の故障が故障検出器２３（図７）によって検出され、モード選択部２２によって第７の動作モードが選択される。

この場合は図５（Ａ）で示したように、入力スイッチ２およびバイパススイッチ７がオン状態に維持され、商用交流電源１２から供給される交流電力がスイッチ２，７を介して負荷１４に供給され、負荷１４の運転が継続される。

また、制御回路３５（図８）によって複数のＰＷＭ信号ＰＡの生成が停止されるとともに信号ＥＮＡが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、駆動回路２６によってコンバータ４に含まれる全てのＩＧＢＴがオフ状態になるように制御される。また、制御回路３６（図８）によって複数のＰＷＭ信号ＰＢの生成が停止されるとともに信号ＥＮＢが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、駆動回路２７によってインバータ５に含まれる全てのＩＧＢＴがオフ状態になるように制御される。

また、第１の動作モードが選択されている場合において入力スイッチ２が故障した場合には、入力スイッチ２の故障が故障検出器２３（図７）によって検出され、モード選択部２２によって第８の動作モードが選択される。

この場合は図５（Ｂ）で示したように、バッテリ１３の直流電力がインバータ５によって交流電力に変換されて負荷１４に供給される。したがって、バッテリ１３に直流電力が蓄えられている期間は、負荷１４の運転を継続することができる。また、制御回路３４（図８）によってパルス信号Ｐａ１，Ｐｂ１の生成が停止され、入力スイッチ２はオフ状態にされる。制御回路３７（図８）によって信号Ｓ１が非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、バイパススイッチ７はオフ状態にされる。

また、商用交流電源１２の健全時において、操作部１０（図７）を用いて常時インバータ給電モードが選択されると、モード選択部２２（図７）によって第９の動作モードが選択される。

この場合は図６（Ａ）で示したように、入力スイッチ２がオンされ、バイパススイッチ７がオフされ、商用交流電源１２から入力スイッチ２を介して供給される交流電力がコンバータ４によって直流電力に変換される。コンバータ４によって生成された直流電力は、バッテリ１３に蓄えられるとともに、インバータ５によって交流電力に変換されて負荷１４に供給され、負荷１４が駆動される。

第９の動作モードが選択されている場合において商用交流電源１２からの交流電力の供給が停止されると、停電検出器２１（図７）によって商用交流電源１２の停電が検出され、モード選択部２２（図７）によって第１０の動作モードが選択される。

この場合は図６（Ｂ）で示したように、入力スイッチ２がオフされるとともに、バッテリ１３の直流電力がインバータ５によって交流電力に変換されて負荷１４に供給される。したがって、バッテリ１３に直流電力が蓄えられている期間は、負荷１４の運転を継続することができる。

以上のように、この実施の形態１では、入力端子Ｔ１とコンバータ４の交流ノード４ａとの間に入力スイッチ２を接続し、第４の動作モードを選択した場合には、入力スイッチ２をオフさせ、バイパススイッチ７をオンさせるとともに、バッテリ１３の直流電力を交流電力に変換し、バイパススイッチ７を介して負荷１４に供給するようにコンバータ４を制御する。したがって、インバータ５が故障した場合には、第４の動作モードを選択することにより、商用交流電源１２の停電時に負荷１４を運転することができる。

［実施の形態２］
図９は、この発明の実施の形態２による無停電電源装置４０の構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図９を参照して、この無停電電源装置４０が図１の無停電電源装置１と異なる点は、バイパススイッチ７がバイパススイッチ４１で置換され、制御装置１１が制御装置４２と置換されている点である。

バイパススイッチ４１は、入力スイッチ２と同様に、互いに逆並列に接続された一対のサイリスタ４１ａ，４１ｂを含む。サイリスタ４１ａのアノードおよびカソードはそれぞれ交流ノード４ａ，５ｂに接続され、サイリスタ４１ｂのアノードおよびカソードはそれぞれ交流ノード５ｂ，４ａに接続される。バイパススイッチ４１のサイリスタ４１ａ，４１ｂは、入力スイッチ２のサイリスタ２ａ，２ｂと同じサイズである。

制御装置４２は、制御装置１１と同様に動作する。ただし、制御装置４２は、バイパススイッチ４１をオンさせるときには、商用交流電源１２、コンバータ４、またはインバータ５から供給される交流電圧に同期してパルス信号Ｐａ３，Ｐｂ３を生成し、生成したパルス信号Ｐａ３，Ｐｂ３をそれぞれサイリスタ４１ａ，４１ｂのゲートに与えてサイリスタ４１ａ，４１ｂを点弧させる。また、制御装置４２は、バイパススイッチ４１をオフさせるときには、パルス信号Ｐａ３，Ｐｂ３の生成を停止してサイリスタ４１ａ，４１ｂを消弧させる。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。

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。本発明は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。

１，４０ 無停電電源装置、Ｔ１ 入力端子、Ｔ２ バッテリ端子、Ｔ３ 出力端子、２ 入力スイッチ、２ａ，２ｂ，８ａ，８ｂ，４１ａ，４１ｂ サイリスタ、３，６ 電流検出器、４ コンバータ、Ｌ１ 直流ライン、５ インバータ、７，４１ バイパススイッチ、１０ 操作部、１１，４２ 制御装置、１２ 商用交流電源、１３ バッテリ、１４ 負荷、２１ 停電検出器、２２ 故障検出器、２３ モード選択部、２４ 制御部、２５〜２８ 駆動回路、３１〜３３ 電圧検出器、３４〜３７ 制御回路。

Claims (8)

1. 一方端子が交流電源から供給される交流電力を受け、他方端子が交流ノードに接続された第１のスイッチと、
   一方端子が前記交流ノードに接続され、他方端子が負荷に接続される第２のスイッチと、
   前記交流ノードと電力貯蔵装置との間で電力を授受する第１の電力変換器と、
   前記電力貯蔵装置と前記第２のスイッチの他方端子との間で電力を授受する第２の電力変換器と、
   第１、第２、および第３の給電モードのうちのいずれかの給電モードを選択し、選択した給電モードを実行する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記第１の給電モードを選択した場合には、前記交流電源から供給される交流電力が前記第１および第２のスイッチを介して前記負荷に供給されるように前記第１および第２のスイッチをオンさせるとともに、前記交流電源から前記第１のスイッチを介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に蓄えるように前記第１の電力変換器を制御し、
   前記第２の給電モードを選択した場合には、前記第１のスイッチをオフさせるとともに、前記電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するように前記第２の電力変換器を制御し、
   前記第３の給電モードを選択した場合には、前記第１のスイッチをオフさせ、前記第２のスイッチをオンさせるとともに、前記電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換し、前記第２のスイッチを介して前記負荷に供給するように前記第１の電力変換器を制御し、
   前記第１のスイッチは、互いに逆並列に接続された第１および第２のサイリスタを含み、
   前記制御装置は、前記第２および第３の給電モードを選択した場合には、さらに、前記第１のスイッチをオフさせるためのアシスト電流を前記第１のスイッチに供給するように前記第１の電力変換器を制御する、無停電電源装置。
2. 前記制御装置は、
   前記第１および第２の電力変換器が正常である場合において前記交流電源の健全時には前記第１の給電モードを選択し、
   前記第１および第２の電力変換器が正常である場合において前記交流電源の停電時には前記第２の給電モードを選択し、
   前記第２の電力変換器が故障した場合において前記交流電源の停電時には前記第３の給電モードを選択する、請求項１に記載の無停電電源装置。
3. 前記制御装置は、
   前記第１〜第３の給電モードと第４および第５の給電モードとのうちのいずれかの給電モードを選択し、
   前記第４の給電モードを選択した場合には、前記交流電源から供給される交流電力が前記第１および第２のスイッチを介して前記負荷に供給されるように前記第１および第２のスイッチをオンさせるとともに、前記交流電源から前記第１および第２のスイッチを介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に蓄えるように前記第２の電力変換器を制御し、
   前記第５の給電モードを選択した場合には、前記第１のスイッチをオフさせるとともに、前記電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するように前記第２の電力変換器を制御する、請求項１に記載の無停電電源装置。
4. 前記制御装置は、
   前記第１の電力変換器が故障した場合において前記交流電源の健全時には前記第４の給電モードを選択し、
   前記第１の電力変換器が故障した場合において前記交流電源の停電時には前記第５の給電モードを選択する、請求項３に記載の無停電電源装置。
5. 前記制御装置は、前記第５の給電モードを選択した場合には、さらに、前記第２のスイッチをオンさせるとともに、前記第１のスイッチをオフさせるためのアシスト電流を前記第２のスイッチを介して前記第１のスイッチに供給するように前記第２の電力変換器を制御する、請求項３に記載の無停電電源装置。
6. 前記制御装置は、
   前記第１〜第５の給電モードと第６および第７の給電モードとのうちのいずれかの給電モードを選択し、
   前記第６の給電モードを選択した場合には、前記第１のスイッチをオンさせ、前記第２のスイッチをオフさせ、前記交流電源から前記第１のスイッチを介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記第２の電力変換器に供給するとともに前記電力貯蔵装置に蓄えるように前記第１の電力変換器を制御し、前記第１の電力変換器から供給される直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するように前記第２の電力変換器を制御し、
   前記第７の給電モードを選択した場合には、前記第１のスイッチをオフさせるとともに、前記電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するように前記第２の電力変換器を制御する、請求項３に記載の無停電電源装置。
7. さらに、常時バイパス給電モードおよび常時インバータ給電モードのうちのいずれかの給電モードを選択する選択部を備え、
   前記制御装置は、
   前記選択部によって前記常時バイパス給電モードが選択された場合には、前記第１〜第５の給電モードのうちのいずれかの給電モードを選択し、
   前記選択部によって前記常時インバータ給電モードが選択された場合には、前記第６および第７の給電モードのうちのいずれかの給電モードを選択する、請求項６に記載の無停電電源装置。
8. 前記制御装置は、
   前記第１および第２の電力変換器が正常である場合において前記交流電源の健全時には前記第６の給電モードを選択し、
   前記第１および第２の電力変換器が正常である場合において前記交流電源の停電時には前記第７の給電モードを選択する、請求項７に記載の無停電電源装置。

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