JPH0488847A - 交流無停電電源装置 - Google Patents
交流無停電電源装置Info
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- JPH0488847A JPH0488847A JP2200236A JP20023690A JPH0488847A JP H0488847 A JPH0488847 A JP H0488847A JP 2200236 A JP2200236 A JP 2200236A JP 20023690 A JP20023690 A JP 20023690A JP H0488847 A JPH0488847 A JP H0488847A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 54
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、サイリスタを用いて構成される交流スイッチ
回路により商用交流電源とインバータ交流電源の出力を
切り替えて無停電で負荷に交流電力を供給する交流無停
電電源装置に関するものである。
回路により商用交流電源とインバータ交流電源の出力を
切り替えて無停電で負荷に交流電力を供給する交流無停
電電源装置に関するものである。
[従来の技術]
従来、交流無停電電源装置においては、同期した2系統
の電力源を併用して常時は所定の一方の電力源から負荷
に給電し、該電力源が故障した場合は瞬時に他方の電力
源に交流スイッチを切換えて負荷への給電を瞬断するこ
となく続行している。
の電力源を併用して常時は所定の一方の電力源から負荷
に給電し、該電力源が故障した場合は瞬時に他方の電力
源に交流スイッチを切換えて負荷への給電を瞬断するこ
となく続行している。
上記の交流スイッチにはサイリスタが多く用いられるが
、サイリスタは動作特性上、ゲート信号(制御信号)を
オフにしてもサイリスタを流れる電流が保持電流以下に
ならないとサイリスタ自体がオフしないために、下記の
ような問題があった。
、サイリスタは動作特性上、ゲート信号(制御信号)を
オフにしてもサイリスタを流れる電流が保持電流以下に
ならないとサイリスタ自体がオフしないために、下記の
ような問題があった。
(1)給電切換の際に両方の電力源側のサイリスタが一
定期間オンになる可能性があり、この場合側電力源間で
過大な電流が横流となって流れて装置を破壊する。
定期間オンになる可能性があり、この場合側電力源間で
過大な電流が横流となって流れて装置を破壊する。
(2)前項の事故を防止するためには、切換時に一定期
間だけ両電力源側のサイリスタをオフにしなければなら
ず、無瞬断の給電ができない。
間だけ両電力源側のサイリスタをオフにしなければなら
ず、無瞬断の給電ができない。
(3)前証両項の問題を防止するためには、サイリスタ
を適時強制的にオフにする複雑な転流回路を必要とする
。
を適時強制的にオフにする複雑な転流回路を必要とする
。
出願人は、先に特開昭64−8837号(特願昭62−
163649号)において、サイリスタを用いた交流ス
イッチ回路を用いる場合の上記問題点を解決することが
できる交流無停電電源装置を提案した。第3図はこの種
の交流無停電電源装置の概略構成を示す回路図である。
163649号)において、サイリスタを用いた交流ス
イッチ回路を用いる場合の上記問題点を解決することが
できる交流無停電電源装置を提案した。第3図はこの種
の交流無停電電源装置の概略構成を示す回路図である。
同図において、1は商用交流電源、2は公知のインバー
タ交流電源、3は負荷、4は第1の交流スイッチ、5は
第2の交流スイッチ、6は商用電源電圧検出回路、7は
インバータ電圧検出回路、8は変流器、9は電流検出回
路、10はスイッチ制御回路である。
タ交流電源、3は負荷、4は第1の交流スイッチ、5は
第2の交流スイッチ、6は商用電源電圧検出回路、7は
インバータ電圧検出回路、8は変流器、9は電流検出回
路、10はスイッチ制御回路である。
この例で、第1及び第2の交流スイッチ4及び5により
交流スイッチ回路が構成され、商用電源電圧検出回路6
及びインバータ電圧検出回路7によって電源電圧検出器
が構成され、変流器8及び電流検出回路9によって負荷
電流を検出する負荷電流検出器が構成されている。スイ
ッチ制御回路10は、電源電圧検出器(6,7)及び負
荷電流検出器(8,9)からの出力を入力として無停電
で負荷へ交流電力を供給するように交流スイッチ回路(
4,5)のサイリスタA−Dに制御信号(ゲート信号)
を供給する。そしてこのスイッチ制御回路10は、電源
電圧と負荷電流の位相差を判定し、電源電圧と負荷電流
とに位相差があるときには負荷電流に同期した制御信号
を出力し、電源電圧と負荷電流とに位相差が無いか又は
出力電流が流れていないときには電源電圧に同期した制
御信号を発生するように構成されている。
交流スイッチ回路が構成され、商用電源電圧検出回路6
及びインバータ電圧検出回路7によって電源電圧検出器
が構成され、変流器8及び電流検出回路9によって負荷
電流を検出する負荷電流検出器が構成されている。スイ
ッチ制御回路10は、電源電圧検出器(6,7)及び負
荷電流検出器(8,9)からの出力を入力として無停電
で負荷へ交流電力を供給するように交流スイッチ回路(
4,5)のサイリスタA−Dに制御信号(ゲート信号)
を供給する。そしてこのスイッチ制御回路10は、電源
電圧と負荷電流の位相差を判定し、電源電圧と負荷電流
とに位相差があるときには負荷電流に同期した制御信号
を出力し、電源電圧と負荷電流とに位相差が無いか又は
出力電流が流れていないときには電源電圧に同期した制
御信号を発生するように構成されている。
第4図は負荷がリアクトル等の遅れ負荷の場合における
従来の装置の動作を示すタイミングチャートである。リ
アクトル等の遅れ負荷の場合には、電源電圧VI及びv
2の位相と負荷電流iの位相には差が発生する。このよ
うな場合、スイッチ制御回路10は、負荷電流iに同期
した制御信号を第1及び第2の交流スイッチ4及び5の
サイリスタA−Dに供給する。具体的には、負荷電流i
をゼロクロスコンパレートして電流位相信号■を発生す
る。ここでゼロクロスコンパレートとは、入力波形が一
方の極性にある期間には成るレベルの信号を出力し、入
力波形がゼロ又は他方の極性にある期間には他のレベル
の信号を出力して、入力波形に同期した信号を作る波形
変換方法である。
従来の装置の動作を示すタイミングチャートである。リ
アクトル等の遅れ負荷の場合には、電源電圧VI及びv
2の位相と負荷電流iの位相には差が発生する。このよ
うな場合、スイッチ制御回路10は、負荷電流iに同期
した制御信号を第1及び第2の交流スイッチ4及び5の
サイリスタA−Dに供給する。具体的には、負荷電流i
をゼロクロスコンパレートして電流位相信号■を発生す
る。ここでゼロクロスコンパレートとは、入力波形が一
方の極性にある期間には成るレベルの信号を出力し、入
力波形がゼロ又は他方の極性にある期間には他のレベル
の信号を出力して、入力波形に同期した信号を作る波形
変換方法である。
電流位相信号Iは、通常の負荷(抵抗負荷、単なる誘導
負荷又は容量負荷)の場合には、デユーティ比(Tl
/ (TI +T2 ) )は実質的に50%になる。
負荷又は容量負荷)の場合には、デユーティ比(Tl
/ (TI +T2 ) )は実質的に50%になる。
スイッチ制御回路10は、電流位相信号■に基いて負荷
電流に同期した制御信号を出力する。商用電源電圧V1
が負荷に印加されている場合には、第1の交流スイッチ
4のサイリスタAのゲートに電流位相信号■と同相のゲ
ート信号Saが与えられ、サイリスタBのゲートにはゲ
ート信号Saとは逆相のゲート信号sbが与えられる。
電流に同期した制御信号を出力する。商用電源電圧V1
が負荷に印加されている場合には、第1の交流スイッチ
4のサイリスタAのゲートに電流位相信号■と同相のゲ
ート信号Saが与えられ、サイリスタBのゲートにはゲ
ート信号Saとは逆相のゲート信号sbが与えられる。
電源がインバータ交流電源2に切り替えられると、第1
の交流スイッチ4への制御信号の供給は停止されて、第
2の交流スイッチ5への制御信号の供給が開始される。
の交流スイッチ4への制御信号の供給は停止されて、第
2の交流スイッチ5への制御信号の供給が開始される。
第2の交流スイッチのサイリスタCのゲートには、電流
位相信号工と同相のゲート信号Scが与えられ、サイリ
スタDのゲートにはゲート信号Scとは逆相のゲート信
号Sdが与えられる。
位相信号工と同相のゲート信号Scが与えられ、サイリ
スタDのゲートにはゲート信号Scとは逆相のゲート信
号Sdが与えられる。
ここで時刻t1において商用交流電源の電圧低下を検出
して電源の切換指令が出され、商用交流電源1側からイ
ンバータ交流電源2側に給電切換動作が行われると仮定
する。商用交流電源1側のサイリスタBのゲート信号s
bは時刻t2でオフとなるが、サイリスタBを流れる負
荷電流iが保持電流以下になる時刻t2までの期間T3
の間中サイリスタBはオフしない。そして時刻t1にお
いて、ゲート・信号Sdが発生するために、第2の交流
スイッチ5のサイリスタDが導通してインバータ交流電
源2から負荷3への電力の供給が可能になる。時刻t2
で、サイリスタBを流れる負荷電流iが保持電流以下に
なると、サイリスタBが遮断し、以後第2の交流スイッ
チ5のサイリスタC及びDが負荷電流に同期した制御信
号(S c。
して電源の切換指令が出され、商用交流電源1側からイ
ンバータ交流電源2側に給電切換動作が行われると仮定
する。商用交流電源1側のサイリスタBのゲート信号s
bは時刻t2でオフとなるが、サイリスタBを流れる負
荷電流iが保持電流以下になる時刻t2までの期間T3
の間中サイリスタBはオフしない。そして時刻t1にお
いて、ゲート・信号Sdが発生するために、第2の交流
スイッチ5のサイリスタDが導通してインバータ交流電
源2から負荷3への電力の供給が可能になる。時刻t2
で、サイリスタBを流れる負荷電流iが保持電流以下に
なると、サイリスタBが遮断し、以後第2の交流スイッ
チ5のサイリスタC及びDが負荷電流に同期した制御信
号(S c。
Sd)によって交互に導通して、インバータ交流電源2
から負荷3への電力供給の切換がスムーズに行われる。
から負荷3への電力供給の切換がスムーズに行われる。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら従来の装置において、負荷3として、第5
図に示すようなコンデンサが挿入された整流装置等の整
流負荷が接続されると出力電圧が歪む問題がある。なお
第5図にいおいて、D1〜D5は全波整流回路を構成す
るダイオード、Cはコンデンサ、Rは負荷抵抗である。
図に示すようなコンデンサが挿入された整流装置等の整
流負荷が接続されると出力電圧が歪む問題がある。なお
第5図にいおいて、D1〜D5は全波整流回路を構成す
るダイオード、Cはコンデンサ、Rは負荷抵抗である。
第6図は、整流負荷が接続された場合のタイミングチャ
ートである。第5図に示すような整流負荷が接続された
ときの負荷電流iは、電源電圧の最大値付近に対応する
所定期間のみ電流が流れる不連続な電流となる。そのた
め、電流位相信号rは図示のようにTl くT2となり
、デユーティ比は50%より小さくなる。従来の装置で
は、負荷電流のゼロクロス点を制御信号の立ち上がり又
は立ち下がりの基準点として負荷電流に同期した制御信
号を出力するため、各サイリスタA−Dのゲートに供給
されるゲート信号S a −S dのデユーティ比も電
流位相信号Iのデユーティ比と同様になる。このような
ゲート信号5a−8dにより第1及び第2の交流スイッ
チ4及び5のサイリスタが制御される装置の出力電圧E
即ち負荷3の負荷電圧は、サイリスタのゲート信号と負
荷電流iとが共にオフの期間T4の間は出力されず、出
力電圧Eの波形は図示のように非常に歪んだ波形になる
。このように従来の装置では、整流負荷の場合でも負荷
への給電及び給電切換は行えるものの、装置の出力電圧
Eの歪率が大きくなるという問題が生じる。この歪率が
増大すると、負荷側に接続したトランス、リレー等のコ
イルを有する電子部品の発熱量が増大するという問題が
ある。
ートである。第5図に示すような整流負荷が接続された
ときの負荷電流iは、電源電圧の最大値付近に対応する
所定期間のみ電流が流れる不連続な電流となる。そのた
め、電流位相信号rは図示のようにTl くT2となり
、デユーティ比は50%より小さくなる。従来の装置で
は、負荷電流のゼロクロス点を制御信号の立ち上がり又
は立ち下がりの基準点として負荷電流に同期した制御信
号を出力するため、各サイリスタA−Dのゲートに供給
されるゲート信号S a −S dのデユーティ比も電
流位相信号Iのデユーティ比と同様になる。このような
ゲート信号5a−8dにより第1及び第2の交流スイッ
チ4及び5のサイリスタが制御される装置の出力電圧E
即ち負荷3の負荷電圧は、サイリスタのゲート信号と負
荷電流iとが共にオフの期間T4の間は出力されず、出
力電圧Eの波形は図示のように非常に歪んだ波形になる
。このように従来の装置では、整流負荷の場合でも負荷
への給電及び給電切換は行えるものの、装置の出力電圧
Eの歪率が大きくなるという問題が生じる。この歪率が
増大すると、負荷側に接続したトランス、リレー等のコ
イルを有する電子部品の発熱量が増大するという問題が
ある。
本発明の目的は、負荷への給電電源の切換に当り、電源
間に横流を生ずることがなく給電が無瞬断で続行され、
しかも整流負荷の場合にも出力電圧の波形が歪むことの
ない交流無停電電源装置を提供することにある。
間に横流を生ずることがなく給電が無瞬断で続行され、
しかも整流負荷の場合にも出力電圧の波形が歪むことの
ない交流無停電電源装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明が改良の対象とする交流無停電電源装置は、図面
に示した実施例に見られるように、商用交流電源1及び
インバータ交流電源2と、スイッチング素子としてサイ
リスタ(A−D)を備えてなり商用交流電源1とインバ
ータ交流電源2の出力を切り替えて負荷3へ交流電力を
供給する交流スイッチ回路(4,5)と、商用交流電源
1の出力電圧■1とインバータ交流電源2の出力電圧V
2とを検出する出力電圧検出器(6,7)と、負荷電流
iを検出する負荷電流検出器(8,9)と、出力電圧検
出器及び負荷電流検出器からの出力を入力として無停電
で前記負荷へ交流電力を供給するように交流スイッチ回
路のサイリスタに制御信号(Sa−8d)を供給するス
イッチ制御回路(100,10)とを具備している。そ
してスイッチ制御回路100は、出力電圧V1又はV2
と負荷電流iの位相差を判定する位相差検出回路102
と、位相差検出回路102が位相差を検出すると負荷電
流iに同期した制御信号を出力し位相差検出回路102
が位相差を検出しないか又は負荷電流iが流れていない
ときに出力電圧V1又はV2に同期した制御信号を発生
する制御信号発生回路101とを具備している。
に示した実施例に見られるように、商用交流電源1及び
インバータ交流電源2と、スイッチング素子としてサイ
リスタ(A−D)を備えてなり商用交流電源1とインバ
ータ交流電源2の出力を切り替えて負荷3へ交流電力を
供給する交流スイッチ回路(4,5)と、商用交流電源
1の出力電圧■1とインバータ交流電源2の出力電圧V
2とを検出する出力電圧検出器(6,7)と、負荷電流
iを検出する負荷電流検出器(8,9)と、出力電圧検
出器及び負荷電流検出器からの出力を入力として無停電
で前記負荷へ交流電力を供給するように交流スイッチ回
路のサイリスタに制御信号(Sa−8d)を供給するス
イッチ制御回路(100,10)とを具備している。そ
してスイッチ制御回路100は、出力電圧V1又はV2
と負荷電流iの位相差を判定する位相差検出回路102
と、位相差検出回路102が位相差を検出すると負荷電
流iに同期した制御信号を出力し位相差検出回路102
が位相差を検出しないか又は負荷電流iが流れていない
ときに出力電圧V1又はV2に同期した制御信号を発生
する制御信号発生回路101とを具備している。
本発明は、このような交流無停電電源装置において、ス
イッチ制御回路100に負荷電流iが不連続状態にある
か否かを検出する電流状態検出回路104を更に設けた
。そして制御信号発生回路101を位相差検出回路10
2が位相差を検出している場合でも、電流状態検出回路
104が負荷電流iの不連続状態を検出しているときに
は出力電圧v1又はv2に同期した制御信号を出力する
ように構成した。
イッチ制御回路100に負荷電流iが不連続状態にある
か否かを検出する電流状態検出回路104を更に設けた
。そして制御信号発生回路101を位相差検出回路10
2が位相差を検出している場合でも、電流状態検出回路
104が負荷電流iの不連続状態を検出しているときに
は出力電圧v1又はv2に同期した制御信号を出力する
ように構成した。
請求項2の発明では、電流状態検出回路104を、負荷
電流iをゼロクロスコンパレートして得られる信号のデ
ユーティ比が実質的に50%でないときには負荷電流i
が不連続状態にあると判別するように構成する。
電流iをゼロクロスコンパレートして得られる信号のデ
ユーティ比が実質的に50%でないときには負荷電流i
が不連続状態にあると判別するように構成する。
[作用コ
整流負荷が接続された場合の負荷電流iは、位相差検出
回路102で見ると遅れ負荷を接続した場合と同様に、
電源1又は2の出力電圧■1又は■2と位相が異なって
いるものと判断される。しかしながら整流負荷を接続し
たときの負荷電流1のピークは、電源1又は2の出力電
圧V1又はV2のピークとほぼ一致した位相で発生し、
ピークの前後に発生するゼロ期間を172にした部分を
含めて半サイクルとして見ると、この半サイクルの位相
は出力電圧v1又は■2の位相と実質的に同じである。
回路102で見ると遅れ負荷を接続した場合と同様に、
電源1又は2の出力電圧■1又は■2と位相が異なって
いるものと判断される。しかしながら整流負荷を接続し
たときの負荷電流1のピークは、電源1又は2の出力電
圧V1又はV2のピークとほぼ一致した位相で発生し、
ピークの前後に発生するゼロ期間を172にした部分を
含めて半サイクルとして見ると、この半サイクルの位相
は出力電圧v1又は■2の位相と実質的に同じである。
したがって整流負荷が接続された場合には、電圧と電流
に位相差が無いものとして交流スイッチ回路を制御すれ
ば、電源装置の出力電圧Eの歪を無くすことができる。
に位相差が無いものとして交流スイッチ回路を制御すれ
ば、電源装置の出力電圧Eの歪を無くすことができる。
本発明においては、整流負荷が接続された場合には、負
荷電流iが不連続状態になることに着目し、負荷電流i
が不連続状態にあるか否かを検出する電流状態検出回路
(104)を設けて、負荷状態を検出する。そして負荷
電流iが不連続状態にあることを検出すると、電源電圧
に同期した制御信号により交流スイッチ回路(4,5)
のサイリスタ(A−D)を制御すれば、給電切換時に電
力源間に過大な横流が生ずることなく、無瞬断で給電の
切換が行なわれるのみならず、整流負荷の場合でも出力
電圧の波形が歪むことない。
荷電流iが不連続状態になることに着目し、負荷電流i
が不連続状態にあるか否かを検出する電流状態検出回路
(104)を設けて、負荷状態を検出する。そして負荷
電流iが不連続状態にあることを検出すると、電源電圧
に同期した制御信号により交流スイッチ回路(4,5)
のサイリスタ(A−D)を制御すれば、給電切換時に電
力源間に過大な横流が生ずることなく、無瞬断で給電の
切換が行なわれるのみならず、整流負荷の場合でも出力
電圧の波形が歪むことない。
請求項2の発明のように、電流状態検出回路(104)
を、負荷電流iをゼロクロスコンパレートして得られる
信号のデユーティ比が実質的に50%でないときには負
荷電流iが不連続状態にあると判別するように構成する
と、簡単に負荷電流iの不連続状態又は負荷が整流負荷
であることを検出できる利点がある。
を、負荷電流iをゼロクロスコンパレートして得られる
信号のデユーティ比が実質的に50%でないときには負
荷電流iが不連続状態にあると判別するように構成する
と、簡単に負荷電流iの不連続状態又は負荷が整流負荷
であることを検出できる利点がある。
[実施例コ
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。装置
の基本構成は、第3図に示した交流無停電電源装置と同
じであり、異なる点はスイッチ制御回路100の具体的
な構成である。そこで第1図には、本発明の装置の実施
例のスイッチ制御回路100の構成を示しである。同図
において、101は制御信号発生回路であり、102は
位相差検出回路、103は電源切換判定回路、104は
電流状態検出回路を構成するデユーティ比検出回路であ
る。
の基本構成は、第3図に示した交流無停電電源装置と同
じであり、異なる点はスイッチ制御回路100の具体的
な構成である。そこで第1図には、本発明の装置の実施
例のスイッチ制御回路100の構成を示しである。同図
において、101は制御信号発生回路であり、102は
位相差検出回路、103は電源切換判定回路、104は
電流状態検出回路を構成するデユーティ比検出回路であ
る。
電源切換判定回路103は、第2図の商用電源電圧検出
回路6で検出した商用電源電圧v1又はインバータ電圧
検出回路7で検出したインバータ電源電圧■2から電源
の異常を判定して、電源の切換を判別するとともに、電
源電圧に比例した電圧■を出力する。この電源電圧に比
例した電圧Vは、位相差検出回路102に入力される。
回路6で検出した商用電源電圧v1又はインバータ電圧
検出回路7で検出したインバータ電源電圧■2から電源
の異常を判定して、電源の切換を判別するとともに、電
源電圧に比例した電圧■を出力する。この電源電圧に比
例した電圧Vは、位相差検出回路102に入力される。
位相差検出回路102には第3図の電流検出回路9から
出力された負荷電流iに比例した電流ioが入力される
。位相差検出回路102は、例えば電圧V及び電流lO
のゼロクロス点(極性が変化する点)を検出し、ゼロク
ロス点の不一致から電圧Vと電流ioの位相差を検出す
る。
出力された負荷電流iに比例した電流ioが入力される
。位相差検出回路102は、例えば電圧V及び電流lO
のゼロクロス点(極性が変化する点)を検出し、ゼロク
ロス点の不一致から電圧Vと電流ioの位相差を検出す
る。
第1及び第2のゼロクロスコンパレータ111及び11
2は、電源電圧に比例した電圧■と負荷電流iに比例し
た電流10とを、ゼロクロス点を変化点にして電圧■及
び電流ioをそれぞれ矩形波状の電圧位相信号と電流位
相信号とに変換する。
2は、電源電圧に比例した電圧■と負荷電流iに比例し
た電流10とを、ゼロクロス点を変化点にして電圧■及
び電流ioをそれぞれ矩形波状の電圧位相信号と電流位
相信号とに変換する。
デユーティ比検出回路104は、第2のゼロクロスコン
パレータ104から出力される電流位相信号から出力さ
れる矩形波信号のデユーティ比を検出する。本実施例に
おいては、デユーティ比が実施的に50%以外になると
検出信号を出力する。
パレータ104から出力される電流位相信号から出力さ
れる矩形波信号のデユーティ比を検出する。本実施例に
おいては、デユーティ比が実施的に50%以外になると
検出信号を出力する。
なお実質的に50%とは、完全に50%でなくてもよく
士数%の範囲の許容誤差を有する場合を含むものである
。このようにすればノイズ等の発生で、誤動作すること
を防止できる。デユーティ比が実質的に50%以外にな
っている。
士数%の範囲の許容誤差を有する場合を含むものである
。このようにすればノイズ等の発生で、誤動作すること
を防止できる。デユーティ比が実質的に50%以外にな
っている。
ここでモード切換回路113は、位相差検出回路102
が位相差を検出するまでは、電圧モードをゲート信号発
生回路114に指令し、位相差検出回路102が位相差
を検出すると電流モードをゲート信号発生回路114に
指令する。またデユーティ比検出回路104から検出信
号が出力されると、モード切換回路113は位相差検出
回路102の出力とは無関係に、ゲート信号発生回路1
14に電圧モードを指令する。
が位相差を検出するまでは、電圧モードをゲート信号発
生回路114に指令し、位相差検出回路102が位相差
を検出すると電流モードをゲート信号発生回路114に
指令する。またデユーティ比検出回路104から検出信
号が出力されると、モード切換回路113は位相差検出
回路102の出力とは無関係に、ゲート信号発生回路1
14に電圧モードを指令する。
ゲート信号発生回路114は、第1及び第2のゼロクロ
スコンパレータ111及び112からの出力を入力信号
とし、モード切換回路113から電圧モードが指令され
ると、第1のゼロクロスコンパレータ112から出力さ
れた電圧位相信号に同期したゲート信号を発生し、また
モード切換回路113から電流モードが指令されると、
第2のゼロクロスコンパレータ111から出力された電
流位相信号に同期したゲート信号を発生する。スイッチ
切換回路115は、電源切換判定回路103が異常状態
を検出すると、第1の交流スイッチ4(第3図)のサイ
リスタA及びBに出力していたゲート信号を第2の交流
スイッチ5のサイリスタC及びDに切り換えて出力する
。
スコンパレータ111及び112からの出力を入力信号
とし、モード切換回路113から電圧モードが指令され
ると、第1のゼロクロスコンパレータ112から出力さ
れた電圧位相信号に同期したゲート信号を発生し、また
モード切換回路113から電流モードが指令されると、
第2のゼロクロスコンパレータ111から出力された電
流位相信号に同期したゲート信号を発生する。スイッチ
切換回路115は、電源切換判定回路103が異常状態
を検出すると、第1の交流スイッチ4(第3図)のサイ
リスタA及びBに出力していたゲート信号を第2の交流
スイッチ5のサイリスタC及びDに切り換えて出力する
。
次に本実施例において整流負荷を接続した場合の動作を
第3図のタイミングチャートを用いて説明する。整流負
荷を接続した場合には、負荷電流iは図示の通り、電源
電圧v1又は■2のピークに対応した位置にピークが発
生し、その前後ではゼロとなる。そのため位相差検出回
路102は、電圧Vと電流ioとの間に位相差があると
判断する。しかしながらこのときにはデユーティ比[T
1/ (Tl +72 )]が50%より小さいため、
デユーティ比検出回路104からの検出信号によって、
モード切換回路は電圧モードをゲート信号発生回路に出
力し続ける。そのためtlにおいて電源切換判定回路1
03から電源切換指令が出力されて第1の交流スイッチ
4から第2の交流スイッチ5への切換えが行われると、
サイリスタA。
第3図のタイミングチャートを用いて説明する。整流負
荷を接続した場合には、負荷電流iは図示の通り、電源
電圧v1又は■2のピークに対応した位置にピークが発
生し、その前後ではゼロとなる。そのため位相差検出回
路102は、電圧Vと電流ioとの間に位相差があると
判断する。しかしながらこのときにはデユーティ比[T
1/ (Tl +72 )]が50%より小さいため、
デユーティ比検出回路104からの検出信号によって、
モード切換回路は電圧モードをゲート信号発生回路に出
力し続ける。そのためtlにおいて電源切換判定回路1
03から電源切換指令が出力されて第1の交流スイッチ
4から第2の交流スイッチ5への切換えが行われると、
サイリスタA。
Bの各ゲート信号は時刻11でオフする状態となるが、
このときサイリスタAには電流が流れており、この電流
が保持電流以下になるまでの期間T4中サイリスタAは
オフしない。また、時刻t1で第2の交流スイッチ5の
サイリスタCがオンすることになる。即ち、期間T4中
は商用電源1側のサイリスタAとインバータ交流電源2
側のサイリスタCの2つが同時にオンしていることにな
るが、互いに反対のサイリスタB、 Dがオフしてい
るので、商用交流電源1とインバータ交流電源2の間で
不都合な横流を生ずることはない。次に、負荷電流iが
サイリスタの保持電流以下になる時刻t2でサイリスタ
Aがオフするので、この時点より完全にインバータ交流
電源2側から給電が行われる。本実施例によれば、交流
スイッチ4及び5のサイリスタA−Dを電源電圧の電圧
位相信号に同期したゲート信号5a−3dにより制御す
るため、出力電圧Eの波形は第6図の場合と異なり歪む
ことがない。
このときサイリスタAには電流が流れており、この電流
が保持電流以下になるまでの期間T4中サイリスタAは
オフしない。また、時刻t1で第2の交流スイッチ5の
サイリスタCがオンすることになる。即ち、期間T4中
は商用電源1側のサイリスタAとインバータ交流電源2
側のサイリスタCの2つが同時にオンしていることにな
るが、互いに反対のサイリスタB、 Dがオフしてい
るので、商用交流電源1とインバータ交流電源2の間で
不都合な横流を生ずることはない。次に、負荷電流iが
サイリスタの保持電流以下になる時刻t2でサイリスタ
Aがオフするので、この時点より完全にインバータ交流
電源2側から給電が行われる。本実施例によれば、交流
スイッチ4及び5のサイリスタA−Dを電源電圧の電圧
位相信号に同期したゲート信号5a−3dにより制御す
るため、出力電圧Eの波形は第6図の場合と異なり歪む
ことがない。
なお本実施例において抵抗負荷や遅れ負荷に給電する場
合の動作は、従来と同じである。
合の動作は、従来と同じである。
上記実施例は、常時は商用交流電源から負荷へ給電し、
異常時にインバータ交流電源から負荷へ給電する装置に
本発明を適用した例であるが、常時はインバータ交流電
源から負荷へ給電し、インバータが故障した場合には商
用交流電源から負荷へ電力を供給する装置に本発明を適
用できるのは勿論である。
異常時にインバータ交流電源から負荷へ給電する装置に
本発明を適用した例であるが、常時はインバータ交流電
源から負荷へ給電し、インバータが故障した場合には商
用交流電源から負荷へ電力を供給する装置に本発明を適
用できるのは勿論である。
また第1図の回路の構成は一例であり、他の回路構成に
よって本発明を実施することができるのも勿論である。
よって本発明を実施することができるのも勿論である。
特に上記実施例では、デューティ比検出回路104によ
り電流状態検出回路を構成しているが、電流状態検出回
路は整流負荷が接続されて負荷電流が不連続状態になっ
たことを検出できるものであればいかなる回路構成でも
よい。
り電流状態検出回路を構成しているが、電流状態検出回
路は整流負荷が接続されて負荷電流が不連続状態になっ
たことを検出できるものであればいかなる回路構成でも
よい。
例えば負荷電流にゼロ期間が所定期間以上現れるか否か
を検出する回路を用いて電流状態検出回路を構成するこ
ともできる。
を検出する回路を用いて電流状態検出回路を構成するこ
ともできる。
[発明の効果コ
本発明よれば、整流負荷が接続された場合には、負荷電
流が不連続状態になることに着目し、負荷電流が不連続
状態にあるか否かを検出する電流状態検出回路を設けて
負荷状態を検出し、負荷電流が不連続状態にあることを
検出すると電源電圧に同期した制御信号により交流スイ
ッチ回路のサイリスタを制御するようにしたので、整流
負荷に給電を行う場合でも出力電圧の波形が歪むことな
い。
流が不連続状態になることに着目し、負荷電流が不連続
状態にあるか否かを検出する電流状態検出回路を設けて
負荷状態を検出し、負荷電流が不連続状態にあることを
検出すると電源電圧に同期した制御信号により交流スイ
ッチ回路のサイリスタを制御するようにしたので、整流
負荷に給電を行う場合でも出力電圧の波形が歪むことな
い。
請求項2の発明によれば、負荷電流をゼロクロスコンパ
レートして得られる信号のデユーティ比が実質的に50
%でないときに負荷電流が不連続状態にあると判別する
ように電流状態検出回路を構成したので、簡単に負荷電
流iの不連続状態又は負荷が整流負荷であることを検出
できる利点がある。
レートして得られる信号のデユーティ比が実質的に50
%でないときに負荷電流が不連続状態にあると判別する
ように電流状態検出回路を構成したので、簡単に負荷電
流iの不連続状態又は負荷が整流負荷であることを検出
できる利点がある。
第1図は本発明の実施例の要部の構成を示すブロック図
、第2図は第1図の実施例で整流負荷に給電するの場合
の動作を説明するタイミングチャート、第3図は本発明
の改良の対象となる交流無停電電源装置の基本構成を示
す回路図、第4図は負荷が遅れ負荷の場合の動作を説明
するタイミングチャート、第5図は整流負荷の一例を示
す回路図、第6図は整流負荷に電力を供給する場合の従
来の装置の動作を説明するタイミングチャートである。 1・・・商用交流電源、2・・・インバータ交流、3・
・・負荷、4.5・・・交流スイッチ、A−D・・・サ
イリスタ、6・・・商用電源電圧検出回路、7・・・イ
ンバータ電圧検出回路、9・・・電流検出回路、10,
100・・・スイッチ制御回路、101・・・制御信号
発生回路であり、102・・・位相差検出回路、103
・・・電源切換判定回路、104・・・デユーティ比検
出回路(電流状態検出回路)、111,112・・・ゼ
ロクロスコンパレータ、113・・・モード切換回路、
114・・・ゲート信号発生回路、115・・・スイッ
チ切換回路。 ア、−
1(外1名)− 第1図 A l:l(、; l) 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 峙冒
、第2図は第1図の実施例で整流負荷に給電するの場合
の動作を説明するタイミングチャート、第3図は本発明
の改良の対象となる交流無停電電源装置の基本構成を示
す回路図、第4図は負荷が遅れ負荷の場合の動作を説明
するタイミングチャート、第5図は整流負荷の一例を示
す回路図、第6図は整流負荷に電力を供給する場合の従
来の装置の動作を説明するタイミングチャートである。 1・・・商用交流電源、2・・・インバータ交流、3・
・・負荷、4.5・・・交流スイッチ、A−D・・・サ
イリスタ、6・・・商用電源電圧検出回路、7・・・イ
ンバータ電圧検出回路、9・・・電流検出回路、10,
100・・・スイッチ制御回路、101・・・制御信号
発生回路であり、102・・・位相差検出回路、103
・・・電源切換判定回路、104・・・デユーティ比検
出回路(電流状態検出回路)、111,112・・・ゼ
ロクロスコンパレータ、113・・・モード切換回路、
114・・・ゲート信号発生回路、115・・・スイッ
チ切換回路。 ア、−
1(外1名)− 第1図 A l:l(、; l) 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 峙冒
Claims (2)
- (1)商用交流電源及びインバータ交流電源と、スイッ
チング素子としてサイリスタを備えてなり前記商用交流
電源とインバータ交流電源の出力を切り替えて負荷へ交
流電力を供給する交流スイッチ回路と、 前記商用交流電源の電源電圧と前記インバータ交流電源
の電源電圧とを検出する電源電圧検出器と、 前記負荷電流を検出する負荷電流検出器と、前記電源電
圧検出器及び前記負荷電流検出器からの出力を入力とし
て無停電で前記負荷へ交流電力を供給するように前記交
流スイッチ回路の前記サイリスタに制御信号を供給する
スイッチ制御回路とを具備し、 前記スイッチ制御回路が、前記電源電圧と負荷電流の位
相差を判定する位相差検出回路と、前記位相差検出回路
が位相差を検出すると前記負荷電流に同期した前記制御
信号を出力し、前記位相差検出回路が位相差を検出しな
いか又は前記負荷電流が流れていないときに前記電源電
圧に同期した前記制御信号を発生する制御信号発生回路
とを具備してなる交流無停電電源装置において、 前記スイッチ制御回路には前記負荷電流が不連続状態に
あるか否かを検出する電流状態検出回路が設けられ、 前記制御信号発生回路は前記位相差検出回路が位相差を
検出している場合でも、前記電流状態検出回路が前記負
荷電流の不連続状態を検出しているときには前記電源電
圧に同期した前記制御信号を出力することを特徴とする
交流無停電電源装置。 - (2)前記電流状態検出回路は、前記負荷電流をゼロク
ロスコンパレートして得られる信号のデューティ比が実
質的に50%でないときに前記負荷電流が不連続状態に
あると判別するように構成されている請求項1に記載の
交流無停電電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2200236A JPH0488847A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 交流無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2200236A JPH0488847A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 交流無停電電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0488847A true JPH0488847A (ja) | 1992-03-23 |
Family
ID=16421077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2200236A Pending JPH0488847A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 交流無停電電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0488847A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007214634A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Sanken Electric Co Ltd | 交流スイッチ |
JP2010035364A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 無停電電源システム |
CN103066688A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-04-24 | 天津市百利电气有限公司 | 两路电源可短时同时闭合的自动转换装置及控制方法 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP2200236A patent/JPH0488847A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007214634A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Sanken Electric Co Ltd | 交流スイッチ |
JP2010035364A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 無停電電源システム |
CN103066688A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-04-24 | 天津市百利电气有限公司 | 两路电源可短时同时闭合的自动转换装置及控制方法 |
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