JP2010252574A - Uninterruptible power supply device, program for uninterruptible power supply device, and method of controlling uninterruptible power supply device - Google Patents
Uninterruptible power supply device, program for uninterruptible power supply device, and method of controlling uninterruptible power supply device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010252574A JP2010252574A JP2009100998A JP2009100998A JP2010252574A JP 2010252574 A JP2010252574 A JP 2010252574A JP 2009100998 A JP2009100998 A JP 2009100998A JP 2009100998 A JP2009100998 A JP 2009100998A JP 2010252574 A JP2010252574 A JP 2010252574A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- power supply
- voltage
- output
- boost chopper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、交流電源電圧が正常な範囲内に回復したときに、直流電圧を供給していた直流電源回路のオフするタイミングを制御することにより内部のコンデンサの容量を可能な限り小さくし、装置の小型化を図った無停電電源装置、無停電電源装置用プログラム及び無停電電源装置の制御方法に関するものである。 The present invention reduces the capacity of an internal capacitor as much as possible by controlling the timing of turning off a DC power supply circuit that has supplied a DC voltage when the AC power supply voltage is restored within a normal range. The present invention relates to an uninterruptible power supply, a program for the uninterruptible power supply, and a control method for the uninterruptible power supply.
本出願人は、図7に示す無停電の安定化電源装置をすでに提案している(特許文献1)。
この図7には、交流入力端子2、3と交流出力端子8、9のそれぞれの一方の端子3、9間を結合して共通ライン16とし、この共通ライン16と他方の入力端子2との間に入力される交流電圧に対して、昇圧チョッパ回路32では制御回路43の制御の下で昇圧チョッピングを行うことで共通ライン16の正側と負側に昇圧した直流電圧を得、この正側と負側でそれぞれ安定化された直流電圧をさらにその後段のハーフブリッジ型DC−ACインバータ37によって交流電圧に変換して出力するようにした電源回路が示されている。
The present applicant has already proposed the uninterruptible stabilized power supply device shown in FIG. 7 (Patent Document 1).
In FIG. 7, the
この電源回路において、昇圧チョッパ回路32は、他方の入力端子2に接続されたリアクトル11と共通ライン16との間に設けられたスイッチング素子23、24と、正側ラインに設けた整流ダイオード27と、負側ラインに設けた整流ダイオード28と、前記正側ラインと共通ライン16との間に設けたコンデンサ29と、前記負側ラインと共通ライン16との間に設けたコンデンサ30とで構成したものである。なお、昇圧チョッパ回路32は、直流出力電圧を位相調整した信号により、入力電流を入力電圧に相似した正弦波状にして力率改善用フィルタとして用いるようにしたものである。
In this power supply circuit, the
また、バッテリ38と逆流阻止スイッチ素子39を直列に接続した直流電源回路を交流入力端子2、3間に設け、商用電源の停電等で正常範囲から外れた時に電力を供給する。すなわち、交流入力電圧が低くなり停電と判断すると逆流阻止スイッチ39がONしてバッテリ38の電圧がスイッチ素子40に加わり、スイッチ素子40、リアクトル11及びダイオード27、28で昇圧チョッパ回路32を形成して、停電時もコンデンサ29、30に昇圧された電圧を蓄え、DC−ACインバータ37によって交流に変換して出力する構成となっている。
In addition, a DC power supply circuit in which a
図7に示す従来回路では、図6に示すように、低下していた交流電圧がt1時に回復したときに、実効値を算出したt2時に回復検出信号を出力し、インバータ回路37への直流電力の供給元を、バッテリ38から交流電源10に接続された昇圧チョッパ回路32側に切り替える。しかし、昇圧チョッパ回路32の出力が所望のレベルになるまでには、ある程度の時間が必要なために、バッテリ38の停止と昇圧チョッパ回路32の起動を同時に行うと、昇圧チョッパ回路32からインバータ回路37に必要な電圧が供給されない期間が生じる。その間、インバータ回路37には、コンデンサ29,30に蓄えられた電荷が供給される必要がある。このコンデンサ29,30の容量が小さいと、図6のt2後の特性線nのように最終目標値を大きく下回ってしまうので回路の誤動作の原因となる。そのため、このコンデンサ29,30は、インバータ回路37に特性線mのように最終目標値まで低下しないような電圧を供給することができるだけの十分な大容量のものを備えていなければならなかった。
In the conventional circuit shown in FIG. 7, as shown in FIG. 6, when the reduced AC voltage recovers at t1, a recovery detection signal is output at t2 when the effective value is calculated, and DC power to the
本発明は、コンデンサの容量を可能な限り小さく抑え、かつ、装置全体が小型で安価なものを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a capacitor whose capacity is as small as possible and whose entire device is small and inexpensive.
本発明による無停電電源装置は、交流電源から入力された交流電圧を予め設定した出力レベルの直流電圧に変換する昇圧チョッパ回路と、この昇圧チョッパ回路の出力端に接続されて交流電源の低下その他の異常な電圧のときに直流電圧を出力する直流電源回路と、前記昇圧チョッパ回路の出力端にコンデンサを直列に介在して安定化した電圧を出力するDC−ACインバータと、入力電圧検出回路で検出された交流電源の交流電圧が異常か否かの検出信号により昇圧チョッパ回路と直流電源回路を切り替え制御する制御回路とを具備した無停電電源装置において、前記制御回路は、前記入力電圧検出回路の入力検出信号に基づく交流電源を回復させる信号により前記直流電源回路の出力電圧よりも高い電圧を出力レベルとして設定した前記昇圧チョッパ回路の再起動と、この昇圧チョッパ回路の再起動から前記DC−ACインバータのコンデンサの電圧が安定するまでの前記直流電源回路の継続動作とを制御するようにしたことを特徴とする。 An uninterruptible power supply according to the present invention includes a step-up chopper circuit that converts an AC voltage input from an AC power source into a DC voltage having a preset output level, a reduction in the AC power source connected to the output terminal of the boost chopper circuit, and the like. A DC power supply circuit that outputs a DC voltage at an abnormal voltage, a DC-AC inverter that outputs a stabilized voltage by interposing a capacitor in series at the output terminal of the boost chopper circuit, and an input voltage detection circuit An uninterruptible power supply comprising a control circuit for switching and controlling a boost chopper circuit and a DC power supply circuit according to a detection signal as to whether or not the AC voltage of the detected AC power supply is abnormal, the control circuit includes the input voltage detection circuit The voltage higher than the output voltage of the DC power supply circuit is set as the output level by a signal for restoring the AC power supply based on the input detection signal of And restarting pressure chopper circuit, the voltage of the capacitor of the DC-AC inverter from restarting the boost chopper circuit is characterized in that so as to control the continued operation of the DC power supply circuit to stabilize.
制御回路は、入力電圧検出回路の入力検出信号に基づき交流電源電圧の実効値を演算する実効値演算回路と、この実効値演算回路の実効値が設定された設定値内に回復したとき交流電源を回復させるための昇圧チョッパ回路の再起動信号を出力するとともに、昇圧チョッパ回路の再起動からDC−ACインバータのコンデンサの電圧が安定するまで直流電源回路を継続動作させる信号を出力する比較回路と、この比較回路の回復信号により前記直流電源回路の出力電圧よりも高い電圧を出力レベルとして設定した前記昇圧チョッパ回路の再起動を制御する昇圧チョッパ制御回路とを具備したことを特徴とする。 The control circuit includes an effective value calculation circuit that calculates an effective value of the AC power supply voltage based on an input detection signal of the input voltage detection circuit, and an AC power supply when the effective value of the effective value calculation circuit is restored within the set value. A comparison circuit that outputs a restart signal of the boost chopper circuit for recovering the voltage and outputs a signal for continuously operating the DC power supply circuit until the voltage of the capacitor of the DC-AC inverter is stabilized after the restart of the boost chopper circuit And a step-up chopper control circuit for controlling restart of the step-up chopper circuit in which a voltage higher than the output voltage of the DC power supply circuit is set as an output level by the recovery signal of the comparison circuit.
比較回路に入力されて交流電源の実効値と比較するための信号は、昇圧チョッパ回路の動作を停止させ、かつ、直流電源回路の動作を開始させるための予め設定した一定の電圧とする。
また、出力電圧検出回路と出力電流検出回路からの出力電力に基づき状況によって時間毎に変化する電圧とすることもできる。
The signal input to the comparison circuit and compared with the effective value of the AC power supply is set to a predetermined constant voltage for stopping the operation of the boost chopper circuit and starting the operation of the DC power supply circuit.
Moreover, it can also be set as the voltage which changes for every time based on a condition based on the output electric power from an output voltage detection circuit and an output current detection circuit.
請求項1記載の発明によれば、無停電電源装置において、制御回路は、入力電圧検出回路の入力検出信号に基づく交流電源を回復させる信号により直流電源回路の出力電圧よりも高い電圧を出力レベルとして設定した昇圧チョッパ回路が再起動するので、コンデンサの電圧がインバータの必要とする値を下回ることなく、かつ、コンデンサの電圧を上昇させるため、昇圧チョッパ回路を確実に動作させることができ、また、この昇圧チョッパ回路の再起動から前記DC−ACインバータのコンデンサの電圧が安定するまでの前記直流電源回路の継続動作を制御するようにしたので、直流電源回路を停止させてもインバータへの電力供給が遮断せずに継続し、コンデンサの容量、体積を従来の1/2以下に出来るなど、可能な限り小さく抑え、かつ、装置全体が小型で安価なものを提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, in the uninterruptible power supply, the control circuit outputs a voltage higher than the output voltage of the DC power supply circuit by a signal for restoring the AC power supply based on the input detection signal of the input voltage detection circuit. Since the boost chopper circuit set as is restarted, the voltage of the capacitor does not fall below the value required by the inverter and the voltage of the capacitor is raised, so that the boost chopper circuit can be operated reliably. Since the continuous operation of the DC power supply circuit is controlled from the restart of the step-up chopper circuit until the voltage of the capacitor of the DC-AC inverter is stabilized, the power to the inverter is maintained even if the DC power supply circuit is stopped. The supply continues without being cut off, and the capacity and volume of the capacitor can be reduced to 1/2 or less of the conventional one. One can entire device to provide an inexpensive compact.
請求項2記載の発明によれば、制御回路は、入力電圧検出回路の入力検出信号に基づき交流電源の実効値を演算する実効値演算回路と、この実効値演算回路の実効値が設定された設定値内に回復したとき交流電源を回復させるための昇圧チョッパ回路の再起動信号を出力するとともに、昇圧チョッパ回路の再起動からDC−ACインバータのコンデンサの電圧が安定するまで直流電源回路を継続動作させる信号を出力する比較回路と、この比較回路の回復信号により前記直流電源回路の出力電圧よりも高い電圧を出力レベルとして設定した前記昇圧チョッパ回路の再起動を制御する昇圧チョッパ制御回路とを具備したので、単純な回路構成で正確に制御することができる。 According to the second aspect of the present invention, the control circuit has an effective value calculation circuit for calculating an effective value of the AC power supply based on an input detection signal of the input voltage detection circuit, and an effective value of the effective value calculation circuit is set. Outputs the boost chopper circuit restart signal to restore the AC power supply when it recovers within the set value, and continues the DC power supply circuit from the restart of the boost chopper circuit until the voltage of the DC-AC inverter capacitor stabilizes A comparison circuit that outputs a signal to be operated, and a boost chopper control circuit that controls restart of the boost chopper circuit in which a voltage higher than the output voltage of the DC power supply circuit is set as an output level by a recovery signal of the comparison circuit Since it is provided, it can be accurately controlled with a simple circuit configuration.
請求項3記載の発明によれば、昇圧チョッパ回路を構成する部品の定格を下げ、回路の小型化やコスト削減を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to reduce the ratings of the parts constituting the step-up chopper circuit, and to reduce the size and cost of the circuit.
請求項4記載の発明によれば、停電発生してから実効値の算出(最小で半周期)よりも速く昇圧チョッパ回路の動作を停止し、直流電源回路の動作を開始することができ、インバータへの電力供給の遮断時間を最小限に抑え、コンデンサの容量を可能な限り小さくできる。また、過電圧といった交流電源の異常から回路を保護することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the operation of the boost chopper circuit can be stopped and the operation of the DC power supply circuit can be started faster than the calculation of the effective value (minimum half cycle) after the occurrence of a power failure. The interruption time of the power supply to the capacitor can be minimized, and the capacitance of the capacitor can be made as small as possible. In addition, the circuit can be protected from an abnormality of the AC power source such as overvoltage.
請求項5記載の発明によれば、コンピュータを、昇圧チョッパ手段、直流電源切り替え手段、DC−ACインバータ手段、切り替え制御手段として機能させた無停電電源装置用プログラムにおいて、前記切り替え制御手段を、実効値演算手段、比較手段、昇圧チョッパ制御手段として機能させた無停電電源装置用プログラムを得ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, in the uninterruptible power supply program for causing a computer to function as a step-up chopper means, a DC power supply switching means, a DC-AC inverter means, and a switching control means, the switching control means is effective. It is possible to obtain an uninterruptible power supply program that functions as value calculation means, comparison means, and boost chopper control means.
請求項6記載の発明によれば、昇圧チョッパ回路と、直流電源回路と、DC−ACインバータと、切り替え制御回路とを具備した無停電電源装置の制御方法において、実効値演算回路にて交流電源の実効値を演算する工程と、この実効値演算工程による実効値が設定された設定値内に回復したとき交流電源を回復させるための昇圧チョッパ回路の再起動信号を出力する工程と、昇圧チョッパ回路の再起動からDC−ACインバータのコンデンサの電圧が安定するまで直流電源回路を継続動作させる信号を出力する工程と、前記回復信号により前記直流電源回路の出力電圧よりも高い電圧を出力レベルとして設定した前記昇圧チョッパ回路の再起動を制御する工程とにより無停電電源装置の切り替えを制御することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, in the control method for an uninterruptible power supply comprising a step-up chopper circuit, a DC power supply circuit, a DC-AC inverter, and a switching control circuit, an AC power supply is provided by an effective value arithmetic circuit. A step of calculating an effective value of the boost chopper, a step of outputting a restart signal of the boost chopper circuit for recovering the AC power supply when the effective value by the effective value calculation step is restored within the set value, and a boost chopper A step of outputting a signal for continuously operating the DC power supply circuit from the restart of the circuit until the voltage of the capacitor of the DC-AC inverter is stabilized, and a voltage higher than the output voltage of the DC power supply circuit by the recovery signal as an output level The switching of the uninterruptible power supply can be controlled by the set step of controlling the restart of the boost chopper circuit.
本発明は、交流電源から入力された交流電圧を予め設定した出力レベルの直流電圧に変換する昇圧チョッパ回路と、この昇圧チョッパ回路の出力端に接続されて交流電源の低下、上昇などの異常な電圧のときに直流電圧を出力する直流電源回路と、前記昇圧チョッパ回路の出力端にコンデンサを直列に介在して安定化した電圧を出力するDC−ACインバータと、入力電圧検出回路で検出された交流電源の交流電圧が異常か否かの検出信号により昇圧チョッパ回路と直流電源回路を切り替え制御する制御回路とを具備した無停電電源装置に採用される。
この無停電電源装置において、前記制御回路は、前記入力電圧検出回路の入力検出信号に基づく交流電源を回復させる信号により前記直流電源回路の出力電圧よりも高い電圧を出力レベルとして設定した前記昇圧チョッパ回路の再起動と、この昇圧チョッパ回路の再起動から前記DC−ACインバータのコンデンサの電圧が安定するまでの前記直流電源回路の継続動作とを制御する。
The present invention relates to a boost chopper circuit that converts an AC voltage input from an AC power source into a DC voltage of a preset output level, and is connected to the output terminal of the boost chopper circuit to detect abnormalities such as a decrease or an increase in the AC power source. Detected by a DC power supply circuit that outputs a DC voltage at the time of voltage, a DC-AC inverter that outputs a stabilized voltage by interposing a capacitor in series at the output terminal of the boost chopper circuit, and an input voltage detection circuit The present invention is applied to an uninterruptible power supply apparatus including a boost chopper circuit and a control circuit that switches and controls a DC power supply circuit based on a detection signal indicating whether or not the AC voltage of the AC power supply is abnormal.
In this uninterruptible power supply, the control circuit includes the boost chopper in which a voltage higher than an output voltage of the DC power supply circuit is set as an output level by a signal for recovering an AC power supply based on an input detection signal of the input voltage detection circuit. The restart of the circuit and the continuous operation of the DC power supply circuit from the restart of the step-up chopper circuit until the voltage of the capacitor of the DC-AC inverter is stabilized are controlled.
前記制御回路は、より具体的には、入力電圧検出回路の入力検出信号に基づき交流電源の実効値を演算する実効値演算回路と、この実効値演算回路の実効値が設定された設定値内に回復したとき交流電源を回復させるための昇圧チョッパ回路の再起動信号を出力するとともに、昇圧チョッパ回路の再起動からDC−ACインバータのコンデンサの電圧が安定するまで直流電源回路を継続動作させる信号を出力する比較回路と、この比較回路の回復信号により前記直流電源回路の出力電圧よりも高い電圧を出力レベルとして設定した前記昇圧チョッパ回路の再起動を制御する昇圧チョッパ制御回路とを具備して構成する。 More specifically, the control circuit includes an effective value calculation circuit for calculating an effective value of the AC power source based on an input detection signal of the input voltage detection circuit, and a set value in which the effective value of the effective value calculation circuit is set. A signal for outputting a restart signal for the boost chopper circuit for recovering the AC power supply when the power is restored to a level, and a signal for continuously operating the DC power supply circuit from the restart of the boost chopper circuit until the voltage of the capacitor of the DC-AC inverter is stabilized. And a boost chopper control circuit that controls restart of the boost chopper circuit in which a voltage higher than the output voltage of the DC power supply circuit is set as an output level by a recovery signal of the comparison circuit. Constitute.
比較回路に入力されて交流電源の実効値と比較するための信号は、昇圧チョッパ回路の動作を停止させ、かつ、直流電源回路の動作を開始させるための予め設定した一定の電圧としてもよいし、また、出力電圧検出回路と出力電流検出回路からの出力電力に基づき状況によって時間毎に変化する電圧とすることもできる。 The signal input to the comparison circuit for comparison with the effective value of the AC power supply may be a predetermined constant voltage for stopping the operation of the boost chopper circuit and starting the operation of the DC power supply circuit. Also, the voltage can be changed every time based on the output power from the output voltage detection circuit and the output current detection circuit.
以下、本発明の実施例1を図面に基づき説明する。従来回路と同一部分には同一符号を付する。
図1において、2、3は、それぞれ交流電源10の交流入力端子であり、8、9は、それぞれ安定化後の交流出力端子である。これらの入出力端子のうち一方の交流入力端子3と一方の交流出力端子9との間を共通ライン16で接続し、また、他方の交流入力端子2と他方の交流出力端子9との間を直送ライン1と切替回路14を介して接続することで直送回路を構成している。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those in the conventional circuit are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 1, 2 and 3 are AC input terminals of the
前記交流入力端子2、3の間には、交流電源10の入力電圧を検出する入力電圧検出回路15が接続され、また、前記交流入力端子2の側には、交流電源10の異常を前記入力電圧検出回路15で検出したときに後述する制御回路62からの指令で交流電源10を切断するスイッチ回路60が挿入され、前記交流入力端子3の側には、カレントトランスや抵抗からなる力率改善のための入力電流検出回路17が挿入されている。
これら入力電圧検出回路15、スイッチ回路60、カレントトランス17の後段には、昇圧チョッパ回路(兼力率改善用フィルタ)32、DC−ACインバータ37、フィルタ回路96、出力電圧検出回路12、カレントトランスからなる出力電流検出回路13が順次接続されている。
An input
The input
これらのうち、昇圧チョッパ回路32、DC−ACインバータ37、フィルタ回路96、出力電流検出回路13は、図7におけるスイッチング素子40を省いた従来回路と同様の回路構成である。さらに詳しくは、前記昇圧チョッパ回路32は、入力端子2に接続されたリアクトル11と、このリアクトル11の出力側と共通ライン16との間に設けられた互いに逆向きでかつ直列に接続されたフライホイールダイオード入りのMOSFETからなるスイッチング素子23、24と、前記リアクトル11の出力側から分岐した正側ラインに設けた整流ダイオード27と、前記リアクトル11の出力側から分岐した負側ラインに設けた整流ダイオード28と、前記正側ラインと共通ライン16との間に設けたコンデンサ29と、前記負側ラインと共通ライン16との間に設けたコンデンサ30とで構成されている。
Among these, the
この昇圧チョッパ回路32は、共通ライン16に対して正側と負側の両方において共通に使用される構成部分であり、正側と負側のそれぞれで昇圧を行う。これらのうち、スイッチング素子23、24のゲートは、後述する制御回路62に接続されている。また、コンデンサ29、30には、フローティングされた正側の検出回路19と負側の検出回路20とがそれぞれ接続されており、これらの検出回路19、20の検出結果は、後述する制御回路62に入力される。なお、この昇圧チョッパ回路32の出力レベルは、効率を上げるため、昇圧率をむやみに高くせず、定常時は、入力電圧に比例した値に設定されている。
The step-up
前記DC−ACインバータ37は、IGBTからなるスイッチング素子33、34と、コンデンサ29、30とからなるハーフブリッジ型で構成されている。このコンデンサ29、30は、前記昇圧チョッパ回路32の構成部品と共用している。これらのうち、スイッチング素子33、34のゲートは、後述する制御回路62に接続されている。このDC−ACインバータ37によって直流を交流に変換し、さらに後段のリアクトル35とコンデンサ36とからなるフィルタ回路96によって、変換後の交流電圧の高調波成分を圧縮して出力する構成となっている。
The DC-
61は、直流電源回路で、この直流電源回路61は、図2に示すように、バッテリ38と、トランス63と、このトランス63の1次側に接続されたMOSFETなどのスイッチング素子64、65と、前記トランス63の2次側に接続されたスイッチング素子としての整流ダイオード66、67、68、69と、リアクトル70、71とからなり、出力端子72は、正側ラインの前記整流ダイオード27のカソード側に接続され、出力端子73は、負側ラインの整流ダイオード28のアノード側に接続され、アース端子74は、前記共通ライン16に接続されている。
そして、これらの素子でDC−DCコンバータを構成している。
As shown in FIG. 2, the DC
These elements constitute a DC-DC converter.
前記制御回路62は、図3に示すように、入力電圧検出回路15で検出した交流電源10の入力電圧の少なくとも1サイクルに基づき交流回復時の実効値aを演算する実効値演算回路76と、この実効値演算回路76からの交流回復時の実効値aと入力電圧検出回路15からの交流異常時の瞬時値bと設定値入力端子80の設定値との比較信号により、スイッチ回路60と直流電源制御回路81を制御する比較回路75と、カレントトランス17からの出力に基づき力率改善の信号を出力する力率改善回路79と、前記比較回路75と力率改善回路79の信号に基づき昇圧チョッパ回路32のスイッチング素子23、24の制御信号を出力する昇圧チョッパ制御回路77と、出力電圧検出回路12と出力電流検出回路13と正側の検出回路19と負側の検出回路20との信号に基づきDC−ACインバータ37のスイッチング素子33、34の制御信号を出力するインバータ制御回路78とを具備している。前記直流電源制御回路81は、その出力で前記直流電源回路61のスイッチング素子64、65の開閉を制御する。
なお、比較回路75で実効値と比較する値は、設定値入力端子80の設定値に代えて出力電圧検出回路12と出力電流検出回路13の電力から状況によって時間毎に変化させた値とすることができる。
As shown in FIG. 3, the
Note that the value to be compared with the effective value by the
次に以上のように構成された無停電電源装置の作用を説明する。
(1)交流電源10が正常電圧のとき
昇圧チョッパ回路32は、正側と負側で共通して作用するものであり、交流電源10からの交流入力の正負によって動作する素子が若干異なるが、基本的には同じ原理に基づくものであるため、交流入力が正の場合について主に説明を行う。
制御回路62の比較回路75に接続された設定値入力端子80には、交流電源10の入力した実効値が異常か否かを検出するために、昇圧チョッパ回路32の動作を停止させ、直流電源回路61の動作を開始させる電圧下限値として一定値の設定信号を入力しておく。
Next, the operation of the uninterruptible power supply configured as described above will be described.
(1) When the
The set
図1において、交流入力端子2、3の間に交流電源10が印加されると、入力電圧検出回路15によって入力電圧が検出されて制御回路62の実効値演算回路76に検出結果が送られ、実効値aが演算されて比較回路75に送られる。また、比較回路75には、入力電圧検出回路15からの瞬時値bも送られている。この比較回路75では、設定値入力端子80の設定値と比較し、設定値の範囲内(正常範囲)であれば、スイッチ回路60をオンし、かつ、昇圧チョッパ制御回路77を介してスイッチング素子23、24のゲートをオン、オフさせる。ここでのゲートの開閉には20kHzの高周波が用いられる。
ここで、交流入力が正側であった場合において、スイッチング素子23、24がオン状態となると、交流電源10からスイッチ回路60、リアクトル11、スイッチング素子23、24、交流電源10というループによって電流が流れ、リアクトル11にエネルギが蓄えられる。
なお、比較回路75が設定値の範囲内であれば、直流電源制御回路81からの出力がなく、直流電源回路61のスイッチング素子64、65へは信号が送られない。
In FIG. 1, when the
Here, when the AC input is on the positive side, when the switching
If the
次に、スイッチング素子23、24がオフ状態になると、リアクトル11に蓄えられたエネルギが放出され、交流電源10からスイッチ回路60、リアクトル11、ダイオード27、コンデンサ29、交流電源10という経路で電流が流れて、昇圧された電圧がコンデンサ29に蓄えられる。このようにしてコンデンサ29に蓄えられた直流電圧は、DC−ACインバータ37のスイッチング素子33のスイッチング動作によってパルス幅変調され、これに対してフィルタ回路96によって高調波成分の圧縮を行ったものが、正側の交流電圧として交流出力端子8、9から出力される。
Next, when the switching
交流電源10からの交流入力が負側の場合についても同様に、スイッチング素子23、24がオン状態となると、交流電源10、スイッチング素子24、23、リアクトル11、スイッチ回路60、交流電源10というループによって電流が流れ、リアクトル11にエネルギが蓄えられ、スイッチング素子23、24がオフ状態となると、リアクトル11に蓄えられたエネルギが放出され、交流電源10、コンデンサ30、ダイオード28、リアクトル11、スイッチ回路60、交流電源10という経路で電流が流れて、昇圧された電圧がコンデンサ30に蓄えられ、このコンデンサ30に蓄えられた直流電圧は、DC−ACインバータ37のスイッチング素子34のスイッチング動作、及び、フィルタ回路96の高調波成分の圧縮によって、負側の交流電圧として交流出力端子8、9から出力される。
以上の動作を繰り返して交流電源10からの電力に基づき交流出力端子8、9から所望の交流電圧が出力される。
Similarly, when the AC input from the
By repeating the above operation, a desired AC voltage is output from the
(2)交流電源10の電圧が下限値を下回るなど正常範囲から外れたとき
入力電圧検出回路15からの瞬時値bが下限値を下回ると、比較回路75からの信号でスイッチ回路60をオフし、かつ、昇圧チョッパ制御回路77を介してスイッチング素子23、24をオフさせる。
同時に、比較回路75からの信号で前記直流電源制御回路81を動作させ、この直流電源制御回路81の出力で直流電源回路61のスイッチング素子64、65を交互にオン、オフする。すると、トランス63、整流ダイオード66〜69、リアクトル70、71からなるDC−DCコンバータにより出力端子72とアース端子74間、アース端子74と出力端子73間に正負の交流出力が生じて昇圧チョッパ回路32の正側のコンデンサ29と、負側のコンデンサ30に交互に電荷が蓄えられる。
(2) When the instantaneous value b from the input
At the same time, the DC power
正側では、コンデンサ29に蓄えられた直流電圧は、DC−ACインバータ37のスイッチング素子33のスイッチング動作によってパルス幅変調され、フィルタ回路96によって高調波成分の圧縮を行ったものが、正側の交流電圧として交流出力端子8、9から出力される。
負側では、コンデンサ30に蓄えられた直流電圧は、DC−ACインバータ37のスイッチング素子34のスイッチング動作、及び、フィルタ回路96の高調波成分の圧縮によって、負側の交流電圧として交流出力端子8、9から出力される。
On the positive side, the DC voltage stored in the
On the negative side, the DC voltage stored in the
前記実施例では、交流電源10の電圧の瞬時値bが下限値を下回ったときについて説明したが、交流電源10の電圧の瞬時値bが上限値を上回ったときについても同様にして制御することができる。
In the above embodiment, the case where the instantaneous value b of the voltage of the
(3)本発明の最も特徴的な作用として、交流電源10の電圧が下限値を下回るか又は上限値を上回るかにより正常範囲を外れると、交流電源10が切断され、直流電源回路61から直流電源が供給されていた状態から代わって交流電源10が回復したときの作用を説明する。
交流電源10の電圧は、常時入力電圧検出回路15で検出され、図4(a)におけるt1時に実際に交流電源10の電圧が回復したものとする。しかし、制御回路62の比較回路75では、実際に回復してから実効値演算のための少なくとも1サイクル後のt2時に実効値演算回路76の実効値が設定値入力端子80の設定値よりも高くなると、交流電源10の電圧が回復したものと判断され、比較回路75から(b)に示すように回復検出信号が出力する。
(3) As the most characteristic action of the present invention, when the voltage of the
It is assumed that the voltage of the
この回復検出信号によりスイッチ回路60がオンし、かつ、昇圧チョッパ制御回路77を介して昇圧チョッパ回路32のスイッチング素子23、24へ信号を送り、昇圧チョッパ回路32がスイッチング動作を開始する。このt2時に、本発明の無停電電源装置では、直流電源回路61が即座に遮断することはなく、図4(d)のように、動作が安定すると考えられる予め設定された一定時間だけ直流電源回路61の動作を継続し電力を供給し続ける。
このとき、直流電源回路61の出力電圧の目標値を、交流電源10の回復を検出する直前(t2時)のコンデンサ29、30の電圧より高めに設定する。すると、コンデンサ29、30に、直流電源回路61から電力を供給し続けつつ、交流電源10から電力が供給され始めるので、図5のように、t2時からt3時にかけて交流出力端子8、9間の電圧値が直流電源回路61の出力電圧値よりやや上昇する。t3時に図4(c)のように昇圧チョッパ回路32の動作が安定した後の設定されたt4時に図4(d)のように比較回路75からの指令により直流電源制御回路81の出力がなくなり、直流電源回路61のスイッチング素子64、65のスイッチング制御動作を停止し、このt4時から図5に示すように、直流出力電圧の目標値を通常時の値となるまで漸減して、昇圧チョッパ回路32を安定に動作させたまま切り替え処理を完了する。
The
At this time, the target value of the output voltage of the DC
以上のように、本発明の無停電電源装置は、交流電源10から入力される交流電圧の異常からの回復を受け、直流電源回路61を動作させつつ同時に昇圧チョッパ回路32を動作させるので、コンデンサ29、30を小容量とすることができ、装置の小型化ができる。
As described above, the uninterruptible power supply device of the present invention receives recovery from the abnormality of the AC voltage input from the
前記比較回路75では、設定値入力端子80で設定した設定値と実効値・瞬時値を比較するようにしたが、これに代えて、出力電圧検出回路12と出力電流検出回路13からの出力電力に基づき状況によって時間毎に変化する値と実効値・瞬時値を比較して切り替えの制御をするようにしてもよい。
In the
前記実施例において、スイッチング素子23、24は、フライホイールダイオード内蔵のMOSFETで構成したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、フライホイールダイオードを内蔵しないMOSFETのみで構成してもよいし、また、これ以外の素子としてバイポーラトランジスタ、IGBT等のスイッチング素子で構成してもよく、このバイポーラトランジスタ、IGBT等のスイッチング素子の場合にはフライホイールダイオード内蔵のものが望ましい。さらに、スイッチング素子33、34も、IGBTに限られるものではなく、バイポーラトランジスタ等のスイッチング素子を用いてもよい。
In the above embodiment, the switching
1…直送ライン、2、3…交流入力端子、8、9…交流出力端子、10…交流電源、11…リアクトル、12…出力電圧検出回路、13…出力電流検出回路、14…切換回路、15…入力電圧検出回路、16…共通ライン、17…カレントトランス、19…正側の検出回路、20…負側の検出回路、23、24…スイッチング素子、27、28…整流ダイオード、29、30…コンデンサ、32…昇圧チョッパ回路(兼力率改善用フィルタ)、33、34…スイッチング素子、35…リアクトル、36…コンデンサ、37…DC−ACインバータ、38…バッテリ、39…逆流阻止スイッチ素子、40…スイッチング素子、43…制御回路、60…スイッチ回路、61…直流電源回路、62…制御回路、63…トランス、64、65…スイッチング素子、66、67、68、69…整流ダイオード、70、71…リアクトル、72…、73…出力端子、74…アース端子、75…比較回路、76…実効値演算回路、77…昇圧チョッパ制御回路、78…インバータ制御回路、79…力率改善回路、80…設定値入力端子、81…直流電源制御回路、96…フィルタ回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Direct transmission line, 2, 3 ... AC input terminal, 8, 9 ... AC output terminal, 10 ... AC power supply, 11 ... Reactor, 12 ... Output voltage detection circuit, 13 ... Output current detection circuit, 14 ... Switching circuit, 15 ... Input voltage detection circuit, 16 ... Common line, 17 ... Current transformer, 19 ... Positive side detection circuit, 20 ... Negative side detection circuit, 23, 24 ... Switching element, 27,28 ... Rectifier diode, 29,30 ... Capacitor, 32 ... Boost chopper circuit (filter for improving power factor), 33, 34 ... Switching element, 35 ... Reactor, 36 ... Capacitor, 37 ... DC-AC inverter, 38 ... Battery, 39 ... Backflow prevention switch element, 40 ... switching element, 43 ... control circuit, 60 ... switch circuit, 61 ... DC power supply circuit, 62 ... control circuit, 63 ... transformer, 64, 65 ... switch , Rectifier diode, 70, 71 ... Reactor, 72 ..., 73 ... Output terminal, 74 ... Earth terminal, 75 ... Comparison circuit, 76 ... RMS value calculation circuit, 77 ... Boost chopper control Reference numeral 78: Inverter control circuit, 79: Power factor correction circuit, 80: Set value input terminal, 81: DC power supply control circuit, 96: Filter circuit
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009100998A JP2010252574A (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Uninterruptible power supply device, program for uninterruptible power supply device, and method of controlling uninterruptible power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009100998A JP2010252574A (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Uninterruptible power supply device, program for uninterruptible power supply device, and method of controlling uninterruptible power supply device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010252574A true JP2010252574A (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=43314260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009100998A Pending JP2010252574A (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Uninterruptible power supply device, program for uninterruptible power supply device, and method of controlling uninterruptible power supply device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010252574A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013102650A (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-23 | Brother Ind Ltd | Power supply system, image forming apparatus with the power supply system, and power supply system control method |
JP2014192963A (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Uninterruptible power supply |
US9209621B2 (en) | 2013-02-01 | 2015-12-08 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system |
US9214835B2 (en) | 2013-01-31 | 2015-12-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system, image forming apparatus having the power supply system, and control method of the power supply system |
JP2016514946A (en) * | 2013-04-12 | 2016-05-23 | 劉昇▲皓▼ | Circuit system and control method for electronic converter |
US9473015B2 (en) | 2013-02-06 | 2016-10-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system |
US9509219B2 (en) | 2013-02-18 | 2016-11-29 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system, image forming apparatus having the power supply system, and control method of the power supply system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11127578A (en) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Tdk Corp | Switching power supply |
JP2001186689A (en) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Mitsubishi Electric Corp | Uninterruptible power supply device |
JP2002078233A (en) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Sharp Corp | Device for dealing with power failure |
JP2002176782A (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-21 | Lecip Corp | Uninterruptible power supply unit |
-
2009
- 2009-04-17 JP JP2009100998A patent/JP2010252574A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11127578A (en) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Tdk Corp | Switching power supply |
JP2001186689A (en) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Mitsubishi Electric Corp | Uninterruptible power supply device |
JP2002078233A (en) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Sharp Corp | Device for dealing with power failure |
JP2002176782A (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-21 | Lecip Corp | Uninterruptible power supply unit |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013102650A (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-23 | Brother Ind Ltd | Power supply system, image forming apparatus with the power supply system, and power supply system control method |
US9318964B2 (en) | 2011-11-09 | 2016-04-19 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system, image forming apparatus having the same, and control method of the same |
US9214835B2 (en) | 2013-01-31 | 2015-12-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system, image forming apparatus having the power supply system, and control method of the power supply system |
US9209621B2 (en) | 2013-02-01 | 2015-12-08 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system |
US9473015B2 (en) | 2013-02-06 | 2016-10-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system |
US9509219B2 (en) | 2013-02-18 | 2016-11-29 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply system, image forming apparatus having the power supply system, and control method of the power supply system |
JP2014192963A (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Uninterruptible power supply |
JP2016514946A (en) * | 2013-04-12 | 2016-05-23 | 劉昇▲皓▼ | Circuit system and control method for electronic converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101308783B1 (en) | Uninterruptible power-supply system | |
JP2010252574A (en) | Uninterruptible power supply device, program for uninterruptible power supply device, and method of controlling uninterruptible power supply device | |
TWI472269B (en) | Direct current power supply device, and method for controlling direct current power supply device | |
JP5348028B2 (en) | Fault detection device for chopper circuit | |
US20220094262A1 (en) | Bootstrap pre-charge circuit in totem-pole power factor correction converter | |
JP2003224968A (en) | Switching power circuit | |
JPWO2019077958A1 (en) | Power supply device, power control device, power supply device relay determination method | |
JP2011101452A (en) | Dc-dc converter | |
JP2004187362A (en) | Grid-connected inverter arrangement | |
JP2017011929A (en) | System interconnection inverter device and system interconnection operation starting method of system interconnection inverter device | |
JPWO2018043226A1 (en) | Switching power supply device and semiconductor device | |
JP2005102476A (en) | Activation method for power conversion device | |
JP2009284652A (en) | Energy-saving power supply apparatus | |
WO2003075430A1 (en) | Uninterruptible power supply | |
JP2007151231A (en) | Uninterruptible power unit | |
JP5331399B2 (en) | Power supply | |
JP2007257989A (en) | High-pressure discharge lamp lighting device | |
TWI510746B (en) | Cooling system of server with ac and dc power sources and method of operating the same | |
CN117081366A (en) | Lighting drive start-up delay circuit | |
JP5071209B2 (en) | Uninterruptible power system | |
JP2010252596A (en) | System linkage inverter device | |
JP2010161840A (en) | Switching power supply device, power supply system, and electronic device | |
JP5332621B2 (en) | Uninterruptible power system | |
JP2006311726A (en) | Instantaneous voltage drop compensator | |
JP4138497B2 (en) | Power factor improvement method for power supply system, power supply system, switching power supply device and uninterruptible power supply device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110303 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121211 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130409 |