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JP2009195058A - Ac power supply device - Google Patents

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JP2009195058A
JP2009195058A JP2008034664A JP2008034664A JP2009195058A JP 2009195058 A JP2009195058 A JP 2009195058A JP 2008034664 A JP2008034664 A JP 2008034664A JP 2008034664 A JP2008034664 A JP 2008034664A JP 2009195058 A JP2009195058 A JP 2009195058A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an AC power supply device such as a single-phase uninterruptible AC power supply device of which the number of components and the power loss are required to be reduced. <P>SOLUTION: A half bridge type AC-DC conversion circuit is formed of first and second switches Q1, Q2, first and second capacitors 7, 8 and a first reactor 6. A power storage battery 12 is connected to the lower end of a serial circuit of the first and second capacitors 7, 8. The serial circuit of third and fourth switches Q3, Q4 for constituting the half bridge type inverter is connected in parallel to the serial circuit of the first and second capacitors 7, 8. First to fifth mode changeover switches 13 to 17 are provided which switch connection relationships among a mutual connection point P1 between the first and second capacitors 7, 8, a mutual connection point P2 between the first and second switches Q1, Q2, an AC power supply 1, a load 2, and the power storage batter 12. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、交流電源電圧に基づいて負荷に所望周波数及び所望電圧値を有する 交流電圧を供給することができる例えば単相交流無停電電源装置等の交流電力供給装置に関する。   The present invention relates to an AC power supply apparatus such as a single-phase AC uninterruptible power supply apparatus that can supply an AC voltage having a desired frequency and a desired voltage value to a load based on the AC power supply voltage.

従来の典型的な単相交流無停電電源装置は、図1に示すように交流電源ACと負荷Rとの間に、入力高周波コンデンサC1と入力リアクトルL1,L2と直流―交流変換器即ちコンバータCONVと蓄電池BTと直流リンクコンデンサC2と交流―直流変換器即ちインバータINVと出力リアクトルL3,L4と出力高周波コンデンサC3と商用トランスTrとを順次に有する。コンバータCONVはIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)で示された第1、第2、第3及び第4のスイッチQ11、Q12,Q13,Q14と第1、第2、第3及び第4のダイオードD11,D12,D13,D14とを備えたフルブリッジ型コンバータである。インバータINVはIGBTで示された第5、第6、第7及び第8のスイッチQ15、Q16,Q17,Q18と第5、第6、第7及び第8のダイオードD15,D16,D17,D18とを備えたフルブリッジ型インバータである。 As shown in FIG. 1, a conventional typical single-phase AC uninterruptible power supply apparatus includes an input high-frequency capacitor C1, input reactors L1 and L2, and a DC-AC converter or converter CONV between an AC power supply AC and a load R. , Storage battery BT, DC link capacitor C2, AC-DC converter, that is, inverter INV, output reactors L3 and L4, output high frequency capacitor C3, and commercial transformer Tr. The converter CONV includes first, second, third, and fourth switches Q11, Q12, Q13, and Q14 and first, second, third, and fourth diodes D11, which are represented by IGBTs (insulated gate bipolar transistors). It is a full bridge type converter provided with D12, D13, D14. The inverter INV includes fifth, sixth, seventh and eighth switches Q15, Q16, Q17 and Q18 indicated by IGBT and fifth, sixth, seventh and eighth diodes D15, D16, D17 and D18. It is a full bridge type inverter provided with.

図1の単相交流無停電電源装置は、入力電圧が歪みを有している場合であっても歪みのない一定振幅の電圧を出力することができという特長、及び入力電流の波形を正弦波に近似させ且つ力率を改善させることができという特長を有する。しかし、図1の単相交流無停電電源装置は、コンバータCONVとインバータINVとを合わせて8個のスイッチQ11〜Q18と8個のダイオードD11〜D18を備え、且つトランスTrを備えているので、大型且つ高価になるという欠点を有する。 The single-phase AC uninterruptible power supply of FIG. 1 has the feature that even if the input voltage has distortion, it can output a voltage with a constant amplitude without distortion, and the waveform of the input current is a sine wave. The power factor can be improved and the power factor can be improved. However, since the single-phase AC uninterruptible power supply apparatus of FIG. 1 includes the converter CONV and the inverter INV, and includes eight switches Q11 to Q18, eight diodes D11 to D18, and a transformer Tr. It has the disadvantage of being large and expensive.

図1の単相交流無停電電源装置の欠点を解決するためにハーフブリッジ型コンバータとハーフブリッジ型インバータとを組み合わせた図2の単相交流無停電電源装置が知られている。この図2の単相交流無停電電源装置は、交流電源ACと、昇圧用リアクトルL11と、ハーフブリッジ型コンバータを構成するトランジスタから成る第1及び第2のスイッチQa,Qbと、ハーフブリッジ型インバータを構成するトランジスタから成る第3及び第4のスイッチQc,Qdと、第1、第2、第3及び第4のダイオードDa,Db,Dc,Ddと、第1及び第2のコンデンサC11,C12と、平滑用リアクトルL12と、蓄電池BTと、負荷Rとから成る。第1のコンデンサC11は第1のダイオードDaを介して充電され、第2のコンデンサC12は第2のダイオードDbを介して充電される。リアクトルL11に対するエネルギーの蓄積は第1及び第2のスイッチQa,Qbによって制御される。リアクトルL11にエネルギーが蓄積されることによって、第1及び第2のコンデンサC11,C12は交流電源ACの電圧とリアクトルL11の電圧とを加算した電圧によって充電され、ハーフブリッジ型インバータの直流電源として機能する。   In order to solve the drawbacks of the single-phase AC uninterruptible power supply of FIG. 1, the single-phase AC uninterruptible power supply of FIG. 2 that combines a half-bridge converter and a half-bridge inverter is known. The single-phase AC uninterruptible power supply device shown in FIG. 2 includes an AC power supply AC, a boosting reactor L11, first and second switches Qa and Qb including transistors constituting a half-bridge converter, and a half-bridge inverter. The third and fourth switches Qc, Qd comprising transistors constituting the first, second, third and fourth diodes Da, Db, Dc, Dd, and the first and second capacitors C11, C12 And a smoothing reactor L12, a storage battery BT, and a load R. The first capacitor C11 is charged via the first diode Da, and the second capacitor C12 is charged via the second diode Db. The accumulation of energy in the reactor L11 is controlled by the first and second switches Qa and Qb. By storing energy in the reactor L11, the first and second capacitors C11 and C12 are charged by a voltage obtained by adding the voltage of the AC power supply AC and the voltage of the reactor L11, and function as a DC power supply for the half-bridge inverter. To do.

図2の単相交流無停電電源装置は、ハーフブリッジ型コンバータとハーフブリッジ型インバータとに基づいて構成されているので、図1の単相交流無停電電源装置に比べて、トランスが不要になり、且つスイッチ、ダイオード及びリアクトルの数が半分になり、小型化且つ低コスト化が可能であるという長所を有する反面、各スイッチQa〜Qdと各ダイオードDa〜Ddとにかかる電圧が第1及び第2のコンデンサC11,C12の電圧の2倍になるため、スイッチングによる損失が大きくなるという欠点を有する。例えば、200V(実効値)の交流電源ACを使用して負荷Rに交流電圧200V(実効値)を供給する場合、図1の方式では最低で282V(ピーク値)の電圧が各スイッチQ11〜Q18と各ダイオードD11〜D18とにかかるが、図2の方式ではその倍の564Vの電圧が各スイッチQa〜Qdと各ダイオードDa〜Ddとにかかり、スイッチング損失が大幅に上昇してしまう。また、各スイッチQa〜Qdを負荷Rが必要とする電流のすべてが流れるため、各スイッチQa〜Qdにおける導通損失が比較的大きくなる。 The single-phase AC uninterruptible power supply device of FIG. 2 is configured based on a half-bridge type converter and a half-bridge type inverter, so that a transformer is not required compared to the single-phase AC uninterruptible power supply device of FIG. In addition, the number of switches, diodes, and reactors is halved, and the size and cost can be reduced. On the other hand, the voltages applied to the switches Qa to Qd and the diodes Da to Dd are first and first. 2 is twice the voltage of the capacitors C11 and C12, so that the loss due to switching increases. For example, when an AC voltage of 200 V (effective value) is supplied to the load R using an AC power source AC of 200 V (effective value), a minimum voltage of 282 V (peak value) is applied to each of the switches Q11 to Q18 in the method of FIG. 2, the voltage of 564V, which is twice that of the diodes D11 to D18, is applied to each of the switches Qa to Qd and each of the diodes Da to Dd, resulting in a significant increase in switching loss. Further, since all of the current required by the load R flows through the switches Qa to Qd, the conduction loss in the switches Qa to Qd becomes relatively large.

図2のハーフブリッジ型コンバータ及びハーフブリッジ型インバータの変形として、負荷Rの一端(左端)を第1及び第2のコンデンサC11,C12の相互接続点に接続する代りに鎖線で示すように交流電源ACの一端に接続する方式が特開平7−337036号公報(特許文献1)に開示されている。この特許文献1の方式では、交流電源ACの電圧にインバータの電圧を加算した電圧が負荷Rに印加される。しかし、特許文献1には図2の蓄電池BTを有さない回路が開示されているのみであり、比較的長い停電に対応することができる無停電電源装置は開示されていない。また、交流電源ACの交流電源の周波数が異常の場合の対処の方法が開示されていない。   As a modification of the half-bridge type converter and the half-bridge type inverter of FIG. 2, an AC power source as shown by a chain line instead of connecting one end (left end) of the load R to the interconnection point of the first and second capacitors C11 and C12. A method of connecting to one end of the AC is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-337036 (Patent Document 1). In the method of Patent Document 1, a voltage obtained by adding the voltage of the inverter to the voltage of the AC power supply AC is applied to the load R. However, Patent Document 1 only discloses a circuit that does not have the storage battery BT of FIG. 2, and does not disclose an uninterruptible power supply that can cope with a relatively long power failure. Further, there is no disclosure of a method for dealing with the case where the frequency of the AC power supply of the AC power supply AC is abnormal.

負荷に安定化された交流電圧を供給するための電圧調整回路として、図3に示す交流チョッパ回路を使用した電圧調整回路が知られている。この電圧調整回路では、交流電源ACの一端と負荷Rの一端との間に交流チョッパ回路が接続され、交流電源ACの他端と負荷Rの他端とが共にグランド端子に接続されている。交流チョッパ回路は第1及び第2のスイッチQ11,Q12の直列回路と、この第1及び第2のスイッチQ11,Q12の直列回路に対して並列に接続された第3及び第4のスイッチQ13,Q14の直列回路と、この第3及び第4のスイッチQ13,Q14の直列回路に対して並列に接続されたコンデンサCs並びに第5及び第6のスイッチQ15,Q16の直列回路とを有する。第1及び第2のスイッチQ11,Q12の相互接続点は入力リアクトルLiを介して交流電源ACの一端に接続されている。第3及び第4のスイッチQ13,Q14の相互接続点は交流電源ACの他端に接続されている。交流電源ACに並列に入力フイルタ用コンデンサCiが接続されている。第5及び第6のスイッチQ15,Q16の相互接続点は出力リアクトルLoを介して負荷Rの一端に接続されている。負荷Rに並列に出力フイルタ用コンデンサCoが接続されている。第1、第2、第3、第4、第5及び第6のスイッチQ11,Q12,Q13,Q14,Q15,Q16には逆方向並列に第1、第2、第3、第4、第5及び第6のダイオードD11,D12,D13,D14,D15,D16が接続されている。 A voltage adjusting circuit using an AC chopper circuit shown in FIG. 3 is known as a voltage adjusting circuit for supplying a stabilized AC voltage to a load. In this voltage adjustment circuit, an AC chopper circuit is connected between one end of the AC power supply AC and one end of the load R, and the other end of the AC power supply AC and the other end of the load R are both connected to the ground terminal. The AC chopper circuit includes a series circuit of first and second switches Q11 and Q12, and third and fourth switches Q13 and Q12 connected in parallel to the series circuit of the first and second switches Q11 and Q12. A series circuit of Q14, a capacitor Cs connected in parallel to the series circuit of the third and fourth switches Q13 and Q14, and a series circuit of fifth and sixth switches Q15 and Q16 are included. The interconnection point of the first and second switches Q11 and Q12 is connected to one end of the AC power supply AC via the input reactor Li. The interconnection point of the third and fourth switches Q13 and Q14 is connected to the other end of the AC power supply AC. An input filter capacitor Ci is connected in parallel with the AC power supply AC. The interconnection point of the fifth and sixth switches Q15 and Q16 is connected to one end of the load R via the output reactor Lo. An output filter capacitor Co is connected in parallel with the load R. The first, second, third, fourth, fifth, and sixth switches Q11, Q12, Q13, Q14, Q15, and Q16 are arranged in parallel in the reverse direction in the first, second, third, fourth, and fifth. The sixth diodes D11, D12, D13, D14, D15, and D16 are connected.

図3に示す交流チョッパ回路を使用した電圧調整回路は、交流電源電圧の振幅変動を補償した出力電圧(負荷電圧)を比較的簡単な回路で得ることができるという特長を有する。しかし、交流電源電圧の周期的変化(例えば50Hz又は60Hzの変化)に応じてグランド(接地)に対するコンデンサCsの一端及び他端の電位が変化する。このため、交流電源電圧の周波数が変動した時に、負荷Rに一定周波数の交流電圧を供給できないという欠点を有する。また、図2の無停電電源装置に比べてスイッチの数及びダイオードの数が2個多くなるという欠点を有する。
特開平7−337036号公報
The voltage adjustment circuit using the AC chopper circuit shown in FIG. 3 has an advantage that an output voltage (load voltage) compensated for the amplitude fluctuation of the AC power supply voltage can be obtained with a relatively simple circuit. However, the potential of one end and the other end of the capacitor Cs with respect to the ground (ground) changes in accordance with a periodic change in the AC power supply voltage (for example, a change of 50 Hz or 60 Hz). For this reason, when the frequency of an alternating current power supply voltage fluctuates, it has the fault that the alternating voltage of a fixed frequency cannot be supplied to the load R. In addition, the number of switches and the number of diodes are increased by two as compared with the uninterruptible power supply of FIG.
JP-A-7-337036

本発明が解決しようとする課題は、小型且つ低コストな例えば無停電電源装置等の交流電力供給装置が要求されていることであり、本発明の目的はこの要求に応えることができる交流電力供給装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that a small and low-cost AC power supply device such as an uninterruptible power supply is required, and the object of the present invention is to supply AC power that can meet this requirement. Is to provide a device.

次に、本発明の実施例を示す図面の参照符号を伴って本発明を説明する。なお、特許請求の範囲及びここでの参照符号は本発明の理解を助けるためのものであり、本発明を限定するものではない。
本発明に従う交流電力供給装置は、
交流電源電圧を供給するための第1及び第2の電源端子と、
第1及び第2のコンデンサの直列回路と、
コンバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第1及び第2のスイッチの直列回路と、
インバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第3及び第4のスイッチの直列回路と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第1のモード切換スイッチ手段(13、又はA及びF1)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第2のモード切換スイッチ手段(14、又はB及びF1)と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第3のモード切換スイッチ手段(16、又はD及びF2)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第4のモード切換スイッチ手段(17、又はE及びF2)と、
前記第3及び第4のスイッチの相互接続点と前記第2の電源端子との間に接続された負荷と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の周波数及び電圧値が正常の時に前記第1及び第4のモード切換スイッチ手段をオン制御し且つ前記第2及び第3のモード切換スイッチ手段をオフ制御し、且つ前記交流電源電圧の周波数が異常であり且つ電圧値が正常の時に前記第1及び第4のモード切換スイッチ手段をオフ制御し且つ前記第2及び第3のモード切換スイッチ手段をオン制御するモード切換制御回路と、
前記交流電源電圧を直流電圧に変換するように前記第1及び第2のスイッチを制御するコンバータ制御回路と、
所望周波数及び所望電圧値を有する交流電圧を前記負荷に印加するように前記第3及び第4のスイッチを制御するインバータ制御回路とを備えている。
なお、本願において、負荷に対する電力供給が無視できるほど短い時間(例えば、交流電源電圧VACの1/4サイクル以下)停止した場合も無停電とみなす。
また、本願において、コンバータは交流―直流変換回路又は直流―直流変換回路を意味し、インバータは直流―交流変換回路を意味している。
Next, the present invention will be described with reference numerals in the drawings showing an embodiment of the present invention. It should be noted that the claims and the reference numerals used here are for helping understanding of the present invention, and do not limit the present invention.
An AC power supply apparatus according to the present invention
First and second power supply terminals for supplying an AC power supply voltage;
A series circuit of first and second capacitors;
A series circuit of first and second switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form a converter;
A series circuit of third and fourth switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form an inverter;
First mode changeover switch means (13 or A and F1) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Second mode changeover switch means (14 or B and F1) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Third mode changeover switch means (16 or D and F2) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
Fourth mode changeover switch means (17, or E and F2) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
A load connected between an interconnection point of the third and fourth switches and the second power supply terminal;
When the frequency and voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals are normal, the first and fourth mode changeover switch means are turned on, and the second and third mode changeover switch means When the frequency of the AC power supply voltage is abnormal and the voltage value is normal, the first and fourth mode changeover switch means are turned off and the second and third mode changeover switch means A mode switching control circuit for controlling ON,
A converter control circuit for controlling the first and second switches so as to convert the AC power supply voltage into a DC voltage;
And an inverter control circuit for controlling the third and fourth switches so as to apply an AC voltage having a desired frequency and a desired voltage value to the load.
In the present application, even when the power supply to the load is short enough to be ignored (for example, ¼ cycle or less of the AC power supply voltage V AC ), it is regarded as uninterrupted.
In the present application, the converter means an AC-DC conversion circuit or a DC-DC conversion circuit, and the inverter means a DC-AC conversion circuit.

なお、請求項2に示すように、交流電力供給装置を、
交流電源電圧を供給するための第1及び第2の電源端子と、
第1及び第2のコンデンサの直列回路と、
コンバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第1及び第2のスイッチの直列回路と、
インバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第3及び第4のスイッチの直列回路と、
直流電圧を供給するための一端及び他端を有し、前記一端が前記第1及び第2のコンデンサの直列回路の一端に接続されている蓄電池と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第1のモード切換スイッチ手段(13、又はA及びF1)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第2のモード切換スイッチ手段(14、又はB及びF1)と、
前記蓄電池の他端と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第3のモード切換スイッチ手段(15、又はC及びF2)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第4のモード切換スイッチ手段(17、又はE及びF2)と、
前記第3及び第4のスイッチの相互接続点と前記第2の電源端子との間に接続された負荷と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の周波数及び電圧値が正常の時に前記第1及び第4のモード切換スイッチ手段をオン制御し且つ前記第2及び第3のモード切換スイッチ手段をオフ制御し、且つ前記交流電源電圧の周波数及び電圧値の両方が異常の時に前記第1及び第4のモード切換スイッチ手段をオフ制御し且つ前記第2及び第3のモード切換スイッチ手段をオン制御するモード切換制御回路と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の周波数及び電圧値が正常の時に前記交流電源電圧を直流電圧に変換し、前記交流電源電圧の周波数及び電圧値の両方が異常の時に前記蓄電池の直流電圧を前記第1及び第2のコンデンサの直列回路が要求している直流電圧に変換するように前記第1及び第2のスイッチを制御するコンバータ制御回路と、
所望周波数及び所望電圧値を有する交流電圧を前記負荷に印加するように前記第3及び第4のスイッチを制御するインバータ制御回路とで構成することもできる。
また、請求項3に示すように、交流電力供給装置を、
交流電源電圧を供給するための第1及び第2の電源端子と、
第1及び第2のコンデンサの直列回路と、
コンバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第1及び第2のスイッチの直列回路と、
インバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第3及び第4のスイッチの直列回路と、
直流電圧を供給するための一端及び他端を有し、前記一端が前記第1及び第2のコンデンサの直列回路の一端に接続されている蓄電池と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第1のモード切換スイッチ手段(13、又はA及びF1)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第2のモード切換スイッチ手段(14、又はB及びF1)と、
前記蓄電池の他端と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第3のモード切換スイッチ手段(15、又はC及びF2)と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第4のモード切換スイッチ手段(16、又はD及びF2)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第5のモード切換スイッチ手段(17、又はE及びF2)と、
前記第3及び第4のスイッチの相互接続点と前記第2の電源端子との間に接続された負荷と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の周波数及び電圧値が正常の時に前記第1及び第5のモード切換スイッチ手段をオン制御し且つ前記第2、第3及び第4のモード切換スイッチ手段をオフ制御し、且つ前記交流電源電圧の周波数が異常であり且つ電圧値が正常の時に前記第1、第3及び第5のモード切換スイッチ手段をオフ制御し且つ前記第2及び第4のモード切換スイッチ手段をオン制御するモード切換制御回路と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の電圧値が正常の時に前記交流電源電圧を直流電圧に変換し、前記交流電源電圧の周波数及び電圧値の一方又は両方が異常の時に前記蓄電池の直流電圧を前記第1及び第2のコンデンサの直列回路が要求している直流電圧に変換するように前記第1及び第2のスイッチを制御するコンバータ制御回路と、
所望周波数及び所望電圧値を有する交流電圧を前記負荷に印加するように前記第3及び第4のスイッチを制御するインバータ制御回路とで構成することもできる。
また、請求項4に示すように、更に、前記第1及び第2のスイッチの相互接続点に接続された第1のリアクトル(インダクタンス)と、前記第3及び第4のスイッチの相互接続点に接続された第2のリアクトル(インダクタンス)とを有していることが望ましい。
また、請求項5に示すように、更に、前記蓄電池を充電する充電手段を有していることが望ましい。
In addition, as shown in claim 2, the AC power supply device is
First and second power supply terminals for supplying an AC power supply voltage;
A series circuit of first and second capacitors;
A series circuit of first and second switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form a converter;
A series circuit of third and fourth switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form an inverter;
A storage battery having one end and the other end for supplying a DC voltage, the one end being connected to one end of a series circuit of the first and second capacitors;
First mode changeover switch means (13 or A and F1) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Second mode changeover switch means (14 or B and F1) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Third mode changeover switch means (15, or C and F2) connected between the other end of the storage battery and the interconnection point of the first and second switches;
Fourth mode changeover switch means (17, or E and F2) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
A load connected between an interconnection point of the third and fourth switches and the second power supply terminal;
When the frequency and voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals are normal, the first and fourth mode changeover switch means are turned on, and the second and third mode changeover switch means And the first and fourth mode changeover switch means are turned off and the second and third mode changeover switch means are turned on when both the frequency and voltage value of the AC power supply voltage are abnormal. A mode switching control circuit to control;
The AC power supply voltage is converted to a DC voltage when the frequency and voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals are normal, and the frequency and voltage value of the AC power supply voltage are both abnormal. A converter control circuit for controlling the first and second switches so as to convert a DC voltage of the storage battery into a DC voltage required by a series circuit of the first and second capacitors;
An inverter control circuit that controls the third and fourth switches so as to apply an AC voltage having a desired frequency and a desired voltage value to the load may be used.
Moreover, as shown in claim 3, the AC power supply device is
First and second power supply terminals for supplying an AC power supply voltage;
A series circuit of first and second capacitors;
A series circuit of first and second switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form a converter;
A series circuit of third and fourth switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form an inverter;
A storage battery having one end and the other end for supplying a DC voltage, the one end being connected to one end of a series circuit of the first and second capacitors;
First mode changeover switch means (13 or A and F1) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Second mode changeover switch means (14 or B and F1) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Third mode changeover switch means (15 or C and F2) connected between the other end of the storage battery and the interconnection point of the first and second switches;
A fourth mode changeover switch means (16, or D and F2) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
Fifth mode changeover switch means (17 or E and F2) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
A load connected between an interconnection point of the third and fourth switches and the second power supply terminal;
When the frequency and voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals are normal, the first and fifth mode changeover switch means are controlled to be turned on, and the second, third and fourth modes are controlled. When the changeover switch means is turned off, and when the frequency of the AC power supply voltage is abnormal and the voltage value is normal, the first, third and fifth mode changeover switch means are turned off and the second and second modes A mode switching control circuit for turning on the mode switching switch means;
When the voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals is normal, the AC power supply voltage is converted into a DC voltage, and when one or both of the frequency and voltage value of the AC power supply voltage are abnormal, A converter control circuit for controlling the first and second switches so as to convert a DC voltage of the storage battery into a DC voltage required by a series circuit of the first and second capacitors;
An inverter control circuit that controls the third and fourth switches so as to apply an AC voltage having a desired frequency and a desired voltage value to the load may be used.
Further, as shown in claim 4, the first reactor (inductance) connected to the interconnection point of the first and second switches and the interconnection point of the third and fourth switches It is desirable to have a connected second reactor (inductance).
Moreover, as shown in Claim 5, it is desirable to further have a charging means for charging the storage battery.

各請求項の発明は次の効果を有する。
(1)図1の従来の単相交流無停電電源装置よりも回路構成が簡略化され、小型化及び低コスト化が図られているにも拘わらず、第1〜第4のモード切換スイッチが設けられているので、交流電源電圧の周波数異常が生じても負荷に所望周波数の交流電圧の供給を継続することができる。
(2)交流電源電圧が正常の時には、第1及び第2のスイッチに、入力電流の歪みを補償する電流と直流電圧を一定に維持する電流とが流れるのみであり、負荷のための有効電流は流れない。従って、第1及び第2のスイッチにおける電力損失が低減される。
The invention of each claim has the following effects.
(1) Although the circuit configuration is simplified as compared with the conventional single-phase AC uninterruptible power supply device shown in FIG. 1, the first to fourth mode changeover switches are reduced in size and cost. Since it is provided, supply of an AC voltage having a desired frequency to the load can be continued even if an abnormality occurs in the frequency of the AC power supply voltage.
(2) When the AC power supply voltage is normal, only the current for compensating for distortion of the input current and the current for maintaining the DC voltage constant flow through the first and second switches, and the effective current for the load. Does not flow. Therefore, power loss in the first and second switches is reduced.

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図4に示す本発明の実施例1に従う交流電力供給装置としての単相交流無停電電源装置は、交流発電機又は商用交流電源等から成る交流電源1から負荷2に交流電力を無停電で供給するためのものであって、図2の従来回路と同様に交流―直流変換機能(コンバータ機能)と直流―交流変換機能(インバータ機能)とを有する。しかし、実施例1に従う単相交流無停電電源装置は、図2の従来回路に比べて次の新規な点を有する。
1.負荷2が交流電源1の一端とインバータの出力端子3との間に接続されている。
2.交流電源電圧の振幅変動がインバータで補正される。
3.交流電源電圧の周波数又は電圧値(振幅又は実効値)又はこれらの両方が異常の時に、好ましくは電磁接触器又はメカニカルリレー又は半導体スイッチから成る第1、第2、第3、第4及び第5のモード切換スイッチ手段としての第1、第2、第3、第4及び第5のモード切換スイッチ13,14,15,16、17によって第1、第2、第3及び第4のスイッチQ1、Q2,Q3,Q4による電力変換モードの切換が行われ、負荷2に所望の周波数又は電圧値(振幅又は実効値)を有する交流電圧が供給される。
The single-phase AC uninterruptible power supply as an AC power supply apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. As in the conventional circuit of FIG. 2, it has an AC-DC conversion function (converter function) and a DC-AC conversion function (inverter function). However, the single-phase AC uninterruptible power supply according to the first embodiment has the following new points as compared with the conventional circuit of FIG.
1. A load 2 is connected between one end of the AC power source 1 and the output terminal 3 of the inverter.
2. The amplitude fluctuation of the AC power supply voltage is corrected by the inverter.
3. When the frequency or voltage value (amplitude or effective value) of the AC power supply voltage or both are abnormal, the first, second, third, fourth and fifth, preferably consisting of an electromagnetic contactor or a mechanical relay or a semiconductor switch The first, second, third, fourth, and fourth switches Q1, by the first, second, third, fourth, and fifth mode changeover switches 13, 14, 15, 16, and 17 as the mode changeover switch means. The power conversion mode is switched by Q2, Q3, and Q4, and an alternating voltage having a desired frequency or voltage value (amplitude or effective value) is supplied to the load 2.

次に、図4の単相交流無停電電源装置の各部を詳しく説明する。この単相交流無停電電源装置は、交流電源1と負荷2との間に交流―直流―交流変換回路を有する。この変換回路は第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路と、この第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路に対して並列に接続された第1及び第2のスイッチQ1,Q2の直列回路と、第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路に対して並列に接続された第3及び第4のスイッチQ3,Q4の直列回路と、第1及び第2のリアクトル6、9とで構成されている。 Next, each part of the single-phase alternating current uninterruptible power supply device of FIG. 4 will be described in detail. This single-phase AC uninterruptible power supply device has an AC-DC-AC conversion circuit between an AC power supply 1 and a load 2. The conversion circuit includes a series circuit of first and second capacitors 7 and 8, and first and second switches Q1, 2 connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors 7 and 8. A series circuit of Q2, a series circuit of third and fourth switches Q3 and Q4 connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors 7 and 8, and the first and second reactors 6 , 9.

交流電源1は定格電圧(目標電圧)が例えば100V(実効値)、定格周波数(目標周波数)が50Hzの電源であり、第1及び第2の電源端子1a、1bに接続されている。なお、この実施例では第2の電源端子1bがグランドに接続されている。また、交流電源1の交流電源電圧VACの正方向が第1の電源端子1aから第2の電源端子1bに向う方向に決められている。また、交流電源1は交流電源電圧VACの周波数と電圧値との一方又は両方が変動すること、又は停電することがあり得るものから成る。 The AC power source 1 is a power source having a rated voltage (target voltage) of, for example, 100 V (effective value) and a rated frequency (target frequency) of 50 Hz, and is connected to the first and second power terminals 1a and 1b. In this embodiment, the second power supply terminal 1b is connected to the ground. Further, the positive direction of the AC power supply voltage V AC of the AC power supply 1 is determined to be a direction from the first power supply terminal 1a to the second power supply terminal 1b. In addition, the AC power source 1 is configured such that one or both of the frequency and voltage value of the AC power source voltage V AC may fluctuate or a power failure may occur.

第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路は正側直流導体(ライン)4と負側直流導体(ライン)5との間に接続されている。第1及び第2のコンデンサ7,8の相互接続点P1は第1のモード切換スイッチ13を介して交流電源1の第1の電源端子1aに接続され且つ第2のモード切換スイッチ14を介して交流電源1の第2の電源端子1bに接続されている。第1及び第2のコンデンサ7,8はハーフブリッジ型コンバータ及びハーフブリッジ型インバータのための直流電圧分割機能を有する。 The series circuit of the first and second capacitors 7 and 8 is connected between the positive side DC conductor (line) 4 and the negative side DC conductor (line) 5. The interconnection point P1 of the first and second capacitors 7 and 8 is connected to the first power supply terminal 1a of the AC power supply 1 via the first mode changeover switch 13 and via the second mode changeover switch 14. The AC power supply 1 is connected to the second power supply terminal 1b. The first and second capacitors 7 and 8 have a DC voltage dividing function for the half-bridge type converter and the half-bridge type inverter.

単相交流無停電電源装置は、交流電源1の停電又は異常をバックアップするための蓄電池12を有する。この蓄電池12の一端(負端子)は負側直流導体(ライン)5に接続されている。蓄電池12の他端(正端子)は第3のモード切換スイッチ15と第1のリアクトル6とを介して第1及び第2のスイッチQ1,Q2の相互接続点P2に接続されている。また、蓄電池12の他端(正端子)は充電手段12aに接続されている。充電手段12aは交流電源1の交流電源電圧VACを直流電圧に変換して蓄電池12を充電する。なお、充電手段12aをスイッチとし、点線12bに示すように蓄電池12を充電手段12aのスイッチを介して正側直流導体(ライン)4に選択的に接続して蓄電池12を充電することができる。蓄電池12の充電はインバータ動作を妨害しない期間に行う。 The single-phase AC uninterruptible power supply has a storage battery 12 for backing up a power failure or abnormality of the AC power supply 1. One end (negative terminal) of the storage battery 12 is connected to the negative DC conductor (line) 5. The other end (positive terminal) of the storage battery 12 is connected to the interconnection point P2 of the first and second switches Q1, Q2 via the third mode changeover switch 15 and the first reactor 6. The other end (positive terminal) of the storage battery 12 is connected to the charging means 12a. The charging means 12 a charges the storage battery 12 by converting the AC power supply voltage V AC of the AC power supply 1 into a DC voltage. In addition, the charging means 12a can be used as a switch, and the storage battery 12 can be charged by selectively connecting the storage battery 12 to the positive DC conductor (line) 4 via the switch of the charging means 12a as shown by a dotted line 12b. The storage battery 12 is charged during a period that does not interfere with the inverter operation.

第1及び第2のスイッチQ1,Q2の直列回路は、第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路に対して並列接続され且つ正側直流導体(ライン)4と負側直流導体(ライン)5との間に接続されている。第1及び第2のスイッチQ1,Q2によってアクティブフイルタ機能を有するハーフブリッジ型コンバータが構成されている。第1及び第2のスイッチQ1,Q2の相互接続点P2は第1のリアクトル6と第4のモード切換スイッチ16とを介して第1の電源端子1aに接続され且つ第1のリアクトル6と第5のモード切換スイッチ17を介して第2の電源端子1bに接続されている。第1のリアクトル6は昇圧型コンバータのための昇圧用インダクタンス及びフイルタとして機能する。 The series circuit of the first and second switches Q1, Q2 is connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors 7, 8, and is connected to the positive side DC conductor (line) 4 and the negative side DC conductor (line). ) 5 is connected. The first and second switches Q1, Q2 constitute a half bridge converter having an active filter function. The interconnection point P2 between the first and second switches Q1, Q2 is connected to the first power supply terminal 1a through the first reactor 6 and the fourth mode changeover switch 16, and the first reactor 6 and the second switch 5 is connected to the second power supply terminal 1b via a mode changeover switch 17. The first reactor 6 functions as a boosting inductance and filter for the boost converter.

第3及び第4のスイッチQ3,Q4の直列回路は、第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路に対して並列接続され且つ正側直流導体(ライン)4と負側直流導体(ライン)5との間に接続されている。第3及び第4のスイッチQ3,Q4によってハーフブリッジ型インバータが構成されている。第3及び第4のスイッチQ3,Q4の相互接続点P3は出力フイルタ用の第2のリアクトル9を介して交流出力端子3に接続されている。 The series circuit of the third and fourth switches Q3, Q4 is connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors 7, 8, and is connected to the positive side DC conductor (line) 4 and the negative side DC conductor (line). ) 5 is connected. The third and fourth switches Q3 and Q4 constitute a half bridge type inverter. The interconnection point P3 of the third and fourth switches Q3 and Q4 is connected to the AC output terminal 3 via the second reactor 9 for the output filter.

第1、第2、第3及び第4のスイッチQ1,Q2、Q3,Q4のそれぞれは絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(FET)からなり、第1、第2、第3及び第4のFETスイッチS1,S2,S3,S4と第1、第2、第3及び第4の寄生ダイオードD1,D2,D3,D4とを有する。第1、第2、第3及び第4のFETスイッチS1,S2,S3,S4はドレイン、ソース及びゲート(制御端子)をそれぞれ有する。第1、第2、第3及び第4の寄生ダイオードD1,D2,D3,D4は第1、第2、第3及び第4のFETスイッチS1,S2,S3,S4に対して逆方向並列に接続されている。第1及び第2の寄生ダイオードD1,D2はコンバータ動作時の整流ダイオードとして機能する。第3及び第4の寄生ダイオードD3,D4はインバータの回生電流又は循環電流を流すために寄与する。なお、第1、第2、第3及び第4の寄生ダイオードD1,D2,D3,D4を個別ダイオードに置き換えることもできる。 Each of the first, second, third and fourth switches Q1, Q2, Q3 and Q4 comprises an insulated gate field effect transistor (FET), and the first, second, third and fourth FET switches S1. , S2, S3, S4 and first, second, third and fourth parasitic diodes D1, D2, D3, D4. The first, second, third and fourth FET switches S1, S2, S3 and S4 each have a drain, a source and a gate (control terminal). The first, second, third and fourth parasitic diodes D1, D2, D3 and D4 are in reverse parallel to the first, second, third and fourth FET switches S1, S2, S3 and S4. It is connected. The first and second parasitic diodes D1 and D2 function as rectifier diodes during converter operation. The third and fourth parasitic diodes D3 and D4 contribute to flow the regenerative current or circulating current of the inverter. The first, second, third and fourth parasitic diodes D1, D2, D3 and D4 can be replaced with individual diodes.

第1及び第2のコンデンサ7,8の相互接続点P1と第1の交流リアクトル6の入力側導体28との間に入力段のフイルタコンデンサ10が接続されている。第3及び第4のスイッチQ3,Q4の相互接続点P3と第2の電源端子1bとの間に第2の交流リアクトル9を介して出力段のフイルタコンデンサ11が接続されている。 An input stage filter capacitor 10 is connected between the interconnection point P1 of the first and second capacitors 7 and 8 and the input side conductor 28 of the first AC reactor 6. An output stage filter capacitor 11 is connected via a second AC reactor 9 between the interconnection point P3 of the third and fourth switches Q3 and Q4 and the second power supply terminal 1b.

負荷2の一端は出力端子3に接続され、他端は第2の電源端子1bに接続されている。負荷2に印加される電圧VABの詳細は後述する。 One end of the load 2 is connected to the output terminal 3, and the other end is connected to the second power supply terminal 1b. Details of the voltage V AB applied to the load 2 will be described later.

第1〜第4のスイッチQ1〜Q4、及び第1〜第5のモード切換スイッチ13〜17を制御するために第1及び第2の電流検出器18,19が設けられ、更に制御回路32が設けられている。第1の電流検出器18は交流入力電流検出信号を得るために第2の電源端子1bと第5のモード切換スイッチ17との間の電源ラインに電磁結合され、第2の電流検出器19は出力電流検出信号を得るために第3及び第4のスイッチQ3、Q4の相互接続点P3と出力端子3との間の電源ラインに電磁結合されている。第1及び第2の電流検出器18,19はライン18a、29によって制御回路32に接続されている。また、第1の電源端子1aの電位を検出するためのライン20、第2の電源端子1bの電位VAを検出すためのライン21、正側直流導体4の電位を検出するためのライン22、負側直流導体5の電位を検出するためのライン23、出力端子3の電位VBを検出するためのライン30、及び負荷2の下端の電位を検出するためのライン31が制御回路32にそれぞれ接続されている。また、第1、第2、第3及び第4のFETスイッチS1,S2,S3,S4のゲートと制御回路32との間がライン24,25,26,27によってそれぞれ接続されている。なお、第1、第2、第3及び第4のFETスイッチS1,S2,S3,S4のゲート制御信号は各ゲート・ソース間に印加される。従って、実際にはゲート制御信号を印加するためにゲートのみならずソースも制御回路32に接続されているが、この接続は図示を簡略化するために省かれている。第1、第2、第3、第4及び第5のモード切換スイッチ13,14,15,16、17の制御端子はライン13a,14a,15a,16a、17aによって制御回路32に接続されている。 First and second current detectors 18 and 19 are provided to control the first to fourth switches Q1 to Q4 and the first to fifth mode changeover switches 13 to 17, and a control circuit 32 is further provided. Is provided. The first current detector 18 is electromagnetically coupled to the power supply line between the second power supply terminal 1b and the fifth mode changeover switch 17 in order to obtain an AC input current detection signal, and the second current detector 19 is In order to obtain an output current detection signal, it is electromagnetically coupled to the power supply line between the interconnection point P3 of the third and fourth switches Q3, Q4 and the output terminal 3. The first and second current detectors 18 and 19 are connected to the control circuit 32 by lines 18a and 29. Also, a line 20 for detecting the potential of the first power supply terminal 1a, a line 21 for detecting the potential VA of the second power supply terminal 1b, and a line 22 for detecting the potential of the positive side DC conductor 4 are shown. The control circuit 32 includes a line 23 for detecting the potential of the negative side DC conductor 5, a line 30 for detecting the potential V B of the output terminal 3, and a line 31 for detecting the potential of the lower end of the load 2. Each is connected. The gates of the first, second, third and fourth FET switches S1, S2, S3 and S4 and the control circuit 32 are connected by lines 24, 25, 26 and 27, respectively. The gate control signals of the first, second, third, and fourth FET switches S1, S2, S3, and S4 are applied between the gates and the sources. Therefore, in practice, not only the gate but also the source is connected to the control circuit 32 in order to apply the gate control signal, but this connection is omitted for the sake of simplicity of illustration. The control terminals of the first, second, third, fourth and fifth mode change-over switches 13, 14, 15, 16, 17 are connected to the control circuit 32 by lines 13a, 14a, 15a, 16a, 17a. .

制御回路32は次の機能を有する。
1.交流電源電圧VACが第1及び第2の電源端子1a,1bに正常に供給されている時には、ハーフブリッジ型コンバータ動作によって交流電源電圧VACを直流電圧に変換するように第1及び第2のスイッチQ1,Q2を制御するための制御信号を形成し、これを第1及び第2のスイッチQ1,Q2のゲートに供給する。また、ハーフブリッジ型インバータ動作によって直流電圧を交流電源電圧VACに同期した交流電圧に変換するための制御信号を形成し、これを第3及び第4のスイッチQ3,Q4のゲートに供給する。また、第1及び第5のモード切換スイッチ13,17をオンに制御する信号、並びに第2、第3及び第4のモード切換スイッチ14,15,16をオフに制御する信号を形成する。また、第1及び第2の電源端子1a,1bを流れる交流入力電流が正弦波になるように第1及び第2のスイッチQ1,Q2を制御する。即ち、アクティブフイルタ動作が生じるように第1及び第2のスイッチQ1,Q2を制御する。また、交流電源電圧VACに対してハーフブリッジ型インバータの出力電圧を重畳した電圧に相当する負荷電圧VABが所望値になるように第3及び第4のスイッチQ3,Q4を制御する。以下、この制御モードを第1の制御モード又は正常制御モードと呼ぶ。図4に第1の制御モードの単相交流無停電電源装置が示されている。
2.第1及び第2の電源端子1a,1b間の交流電源電圧VACの周波数が異常、電圧値(振幅及び実効値)が正常の時には、第2及び第4のモード切換スイッチ14,16をオンに制御する信号、並びに第1、第3及び第5のモード切換スイッチ13,15,17をオフに制御する信号を形成する。また、ハーフブリッジ型コンバータ動作によって交流電源電圧VACを直流電圧に変換するように第1及び第2のスイッチQ1,Q2を制御するための制御信号を形成し、これを第1及び第2のスイッチQ1,Q2のゲートに供給する。また、ハーフブリッジ型インバータ動作によって直流電圧を交流電源電圧VACに対して非同期の交流電圧に変換するための制御信号を形成し、これを第3及び第4のスイッチQ3,Q4のゲートに供給する。この制御モードでは、交流電源電圧VACにインバータ出力電圧を重畳しないで、インバータ出力電圧が負荷電圧VABにする。以下、この制御モードを第2の制御モード、又は周波数異常制御モードと呼ぶ。図5に第2の制御モードの単相交流無停電電源装置が示されている。
3.第1及び第2の電源端子1a,1b間の交流電源電圧VACの周波数と電圧値(振幅及び実効値)との両方が異常又は停電の時には、第2及び第3のモード切換スイッチ14,15をオンに制御する信号、並びに第1、第4及び第5のモード切換スイッチ13,16,17をオフに制御する信号を形成する。また、昇圧コンバータ動作させるように第1及び第2のスイッチQ1,Q2を制御するための制御信号を形成し、これを第1及び第2のスイッチQ1,Q2のゲートに供給する。また、ハーフブリッジ型インバータ動作によって直流電圧を負荷2が要求する周波数と電圧値(振幅及び実効値)の交流電圧に変換するための制御信号を形成し、これを第3及び第4のスイッチQ3,Q4のゲートに供給する。以下、この制御モードを第3の制御モード、又は周波数及び電圧値異常制御モードと呼ぶ。図6に第3の制御モードの単相交流無停電電源装置が示されている。
The control circuit 32 has the following functions.
1. AC power supply voltage V AC is first and second power supply terminal 1a, when being normally supplied to 1b, the first and second to convert an AC power source voltage V AC to a DC voltage by a half-bridge converter operation A control signal for controlling the switches Q1 and Q2 is formed and supplied to the gates of the first and second switches Q1 and Q2. Also, a control signal for converting the DC voltage into an AC voltage synchronized with the AC power supply voltage V AC is generated by the half-bridge inverter operation, and this is supplied to the gates of the third and fourth switches Q3 and Q4. Further, a signal for controlling the first and fifth mode change-over switches 13 and 17 to be turned on and a signal for controlling the second, third and fourth mode change-over switches 14, 15, and 16 to be turned off are formed. Further, the first and second switches Q1, Q2 are controlled so that the AC input current flowing through the first and second power supply terminals 1a, 1b becomes a sine wave. That is, the first and second switches Q1 and Q2 are controlled so that the active filter operation occurs. Further, the third and fourth switches Q3 and Q4 are controlled so that the load voltage V AB corresponding to the voltage obtained by superimposing the output voltage of the half-bridge inverter on the AC power supply voltage V AC becomes a desired value. Hereinafter, this control mode is referred to as a first control mode or a normal control mode. FIG. 4 shows a single-phase AC uninterruptible power supply in the first control mode.
2. When the frequency of the AC power supply voltage V AC between the first and second power supply terminals 1a and 1b is abnormal and the voltage value (amplitude and effective value) is normal, the second and fourth mode changeover switches 14 and 16 are turned on. And a signal for controlling the first, third, and fifth mode change-over switches 13, 15, and 17 to be turned off. Further, a control signal for controlling the first and second switches Q1, Q2 is formed so as to convert the AC power supply voltage V AC into a DC voltage by the half-bridge type converter operation, and this is converted into the first and second signals. Supply to the gates of the switches Q1 and Q2. Also, a control signal for converting the DC voltage into an AC voltage asynchronous with respect to the AC power supply voltage V AC is generated by the half-bridge inverter operation, and this is supplied to the gates of the third and fourth switches Q3 and Q4. To do. In this control mode, the inverter output voltage is set to the load voltage V AB without superimposing the inverter output voltage on the AC power supply voltage V AC . Hereinafter, this control mode is referred to as a second control mode or a frequency abnormality control mode. FIG. 5 shows a single-phase AC uninterruptible power supply device in the second control mode.
3. When both the frequency and voltage value (amplitude and effective value) of the AC power supply voltage V AC between the first and second power supply terminals 1a and 1b are abnormal or a power failure occurs, the second and third mode changeover switches 14, 15 and the first, fourth and fifth mode change-over switches 13, 16, and 17 are turned off. In addition, a control signal for controlling the first and second switches Q1, Q2 is formed so as to operate the boost converter, and this is supplied to the gates of the first and second switches Q1, Q2. Further, a control signal for converting the DC voltage into an AC voltage having a frequency and a voltage value (amplitude and effective value) required by the load 2 is formed by the half-bridge type inverter operation, and this is converted into the third and fourth switches Q3. , Q4 are supplied to the gates. Hereinafter, this control mode is referred to as a third control mode or a frequency and voltage value abnormality control mode. FIG. 6 shows a single-phase AC uninterruptible power supply in the third control mode.

図7に上記第1、第2及び3の制御モードを得るための制御回路32の詳細が示されている。この制御回路32は大別してコンバータ制御回路61と、インバータ制御回路62と、電源電圧検出回路63と、モード切換制御回路64とを有する。 FIG. 7 shows details of the control circuit 32 for obtaining the first, second and third control modes. This control circuit 32 roughly includes a converter control circuit 61, an inverter control circuit 62, a power supply voltage detection circuit 63, and a mode switching control circuit 64.

コンバータ制御回路61は、交流電源電圧VACを直流電圧に変換するように第1及び第2のスイッチQ1,Q2を制御するための信号、又は蓄電池12の直流電圧を昇圧した直流電圧に変換するように第1及び第2のスイッチQ1,Q2を制御するための信号を形成して第1及び第2のスイッチQ1,Q2のゲートに供給するためのものであって、直流電圧を検出するためにライン22、23に接続された直流電圧検出回路41と、直流電圧基準値発生器33と、直流電圧検出回路41の直流電圧検出信号と直流電圧基準値発生器33の直流電圧基準値との差を示す信号を形成する減算器34aと、比例積分回路(PI)34bとを有する。比例積分回路34bはライン22、23間の直流電圧を一定に制御するための直流電圧制御信号を出力する。なお、減算器34aと比例積分回路34bとを一体にして誤差増幅回路とすることもできる。振幅調整回路(G)36は電源電圧検出回路63から得られた電源電圧検出信号の振幅を調整して乗算器35に送る。電源電圧検出回路63はライン20,21の信号に基づいて交流電源電圧VACを示す信号を検出する。乗算器35は振幅調整回路36から得られた正弦波交流信号に比例積分回路34bから得られた直流電圧制御信号を乗算して振幅調整された正弦波交流信号を出力する。乗算器35に接続された減算器37aは乗算器35から得られた正弦波交流信号とライン18aの交流入力電流検出信号との差を示す信号を形成する。比例積分回路(PI)37bは減算器37aの出力を比例積分して正弦波交流信号と交流入力電流検出信号との差を示す信号を出力する。なお、減算器37aと比例積分回路37bとを一体にして誤差増幅回路とすることもできる。比較器38の一方の入力端子は比例積分回路37bに接続され、他方の入力端子は三角波発生回路39に接続されている。従って、比較器38は比例積分回路37bから得られた図9(A)に示す信号V1と三角波発生回路39から得られた交流電源電圧VACよりも十分に高い繰返し周波数を有する三角波電圧(又は鋸波電圧)V2とを比較し、図9(B)に示すPWM信号を出力する。比較器38に入力する信号V1は直流電圧の情報、交流入力電流の振幅及び波形情報を含んでいる。これにより、正側直流導体4と負側直流導体5との間の直流電圧VPNを一定に制御すると共に交流入力電流の波形を正弦波に近似させ且つ力率を1に近づけるための信号が比較器38から出力する。なお、図6に示す第3の制御モードの時には、電源電圧検出回路63の出力が零になり、且つライン18の入力電流検出も零になる。そこで、図7のコンバータ制御回路61に、第3の制御モードの時に比例積分回路34bの出力を比較器38の一方の入力端子に直接に入力させる手段が設けられている。この手段は図7に特別に示されていないが、例えば、第3の制御モードの時に比例積分回路34bの出力を、乗算器35、減算器37a、及び比例積分回路(PI)37bを無調整で通過させて比較器38の一方の入力端子に入力させるように構成されるか、又は比例積分回路34bと比較器38の一方の入力端子との間に第3の制御モードの時にのみオンになるスイッチを設け、第3の制御モードの時に比例積分回路(PI)37bの出力に代わって比例積分回路34bの出力をスイッチを介して比較器38の一方の入力端子に入力させるように構成される。
制御信号形成回路40は比較器38の出力に基づいて図4の第1及び第2のFETスイッチS1、S2を制御するための信号を形成し、これをライン24、25に送出する。ライン24には図9(B)の信号が送られ、ライン25には図9(B)の位相反転信号が送られる。
The converter control circuit 61 converts a signal for controlling the first and second switches Q1 and Q2 so as to convert the AC power supply voltage V AC into a DC voltage, or converts the DC voltage of the storage battery 12 into a boosted DC voltage. In order to form a signal for controlling the first and second switches Q1 and Q2 and supply it to the gates of the first and second switches Q1 and Q2, and to detect a DC voltage DC voltage detection circuit 41 connected to lines 22 and 23, DC voltage reference value generator 33, DC voltage detection signal of DC voltage detection circuit 41 and DC voltage reference value of DC voltage reference value generator 33. It has a subtractor 34a that forms a signal indicating the difference, and a proportional integration circuit (PI) 34b. The proportional integration circuit 34b outputs a DC voltage control signal for controlling the DC voltage between the lines 22 and 23 to be constant. The subtractor 34a and the proportional integration circuit 34b can be integrated into an error amplification circuit. The amplitude adjustment circuit (G) 36 adjusts the amplitude of the power supply voltage detection signal obtained from the power supply voltage detection circuit 63 and sends it to the multiplier 35. The power supply voltage detection circuit 63 detects a signal indicating the AC power supply voltage VAC based on the signals on the lines 20 and 21. The multiplier 35 multiplies the sine wave AC signal obtained from the amplitude adjustment circuit 36 by the DC voltage control signal obtained from the proportional integration circuit 34b, and outputs an amplitude-adjusted sine wave AC signal. A subtractor 37a connected to the multiplier 35 forms a signal indicating the difference between the sinusoidal AC signal obtained from the multiplier 35 and the AC input current detection signal on the line 18a. The proportional integration circuit (PI) 37b proportionally integrates the output of the subtractor 37a and outputs a signal indicating the difference between the sine wave AC signal and the AC input current detection signal. The subtractor 37a and the proportional integration circuit 37b can be integrated into an error amplification circuit. One input terminal of the comparator 38 is connected to the proportional integration circuit 37 b, and the other input terminal is connected to the triangular wave generation circuit 39. Therefore, the comparator 38 has a triangular wave voltage (or a repetition frequency) sufficiently higher than the signal V1 obtained from the proportional integration circuit 37b and the AC power supply voltage V AC obtained from the triangular wave generation circuit 39 shown in FIG. 9 is compared with the sawtooth voltage V2 and the PWM signal shown in FIG. 9B is output. The signal V1 input to the comparator 38 includes DC voltage information, AC input current amplitude, and waveform information. As a result, a signal for controlling the DC voltage V PN between the positive side DC conductor 4 and the negative side DC conductor 5 to be constant and approximating the waveform of the AC input current to a sine wave and bringing the power factor close to 1 is obtained. Output from the comparator 38. In the third control mode shown in FIG. 6, the output of the power supply voltage detection circuit 63 is zero, and the input current detection of the line 18 is also zero. Therefore, the converter control circuit 61 of FIG. 7 is provided with means for directly inputting the output of the proportional integration circuit 34b to one input terminal of the comparator 38 in the third control mode. Although this means is not specifically shown in FIG. 7, for example, the output of the proportional integration circuit 34b is not adjusted in the third control mode, and the multiplier 35, the subtractor 37a, and the proportional integration circuit (PI) 37b are not adjusted. Or is input to one input terminal of the comparator 38, or is turned on only in the third control mode between the proportional integration circuit 34b and one input terminal of the comparator 38. In the third control mode, instead of the output of the proportional integration circuit (PI) 37b, the output of the proportional integration circuit 34b is input to one input terminal of the comparator 38 via the switch. The
The control signal forming circuit 40 forms signals for controlling the first and second FET switches S1 and S2 of FIG. 4 based on the output of the comparator 38, and sends them to the lines 24 and 25. The signal of FIG. 9B is sent to the line 24, and the phase inversion signal of FIG. 9B is sent to the line 25.

図7のインバータ制御回路62は、負荷2が要求する正弦波電圧と同一の周波数の基準正弦波を発生する基準正弦波発生器42を有している。この基準正弦波発生器42と電源電圧検出回路63とに接続された位相同期制御回路43は、交流電源電圧VACの位相と基準正弦波発生器42の基準正弦波の位相とを比較し、基準正弦波発生器42の基準正弦波の位相を交流電源電圧VACの位相に徐々に近づけるように位相シフトした基準正弦波を次段の乗算器44に送る。もし、停電で交流電源電圧VACが発生していない場合には、基準正弦波発生器42の基準正弦波が位相同期制御回路43の出力となる。位相同期制御回路43の出力段の乗算器44は、位相同期制御回路43から出力された基準正弦波に対して基準交流電圧振幅信号発生器45から発生した基準交流電圧の振幅を示す信号を乗算して所望振幅と所望位相及び所望周波数を有する目標交流出力電圧信号を形成する。交流出力電圧検出回路46はライン30、31間に得られる交流出力電圧即ち負荷電圧VABを検出し、負荷電圧VABを示す信号を交流出力電圧検出信号として減算器47aに送る。減算器47aは、乗算器44から得られた目標交流出力電圧信号と交流出力電圧検出回路46から得られた交流出力電圧検出信号との差を示す信号を出力する。比例積分回路47bは減算器47aの出力信号を比例積分して出力電圧指令信号を出力する。なお、減算器47aと比例積分回路47bとを一体化して誤差増幅回路を構成することもできる。比例積分回路47bの出力段の減算器48aは比例積分回路47bの出力からライン29の出力電流検出信号を減算する。比例積分回路48bは減算器48aの出力を比例積分して出力電流によって振幅補正された出力電圧指令信号を出力する。なお、減算器48aと比例積分回路48bとを一体化して誤差増幅器を構成することもできる。また、電流による補正が不要の場合には、減算器48aと比例積分回路48bとを省くこともできる。比例積分回路48bの出力段の比較器49は比例積分回路48bから得られた出力電圧指令信号と三角波発生器50から得られた三角波電圧(又は鋸波電圧)とを比較してPWM信号を形成する。三角波発生器50は交流電源電圧VACよりも十分高い繰返し周波数で三角波(又は鋸波電圧)を発生するものであり、コンバータ制御回路61内の三角波発生回路39と兼用することもできる。比較器49の出力段の制御信号形成回路51は、比較器49の出力に基づいて第3及び第4のFETスイッチS3、S4をオンオフ制御するための信号を形成する。即ち、制御信号形成回路51は、第3及び第4のFETスイッチS3、S4をハーフブリッジ型インバータ動作させるための制御信号を形成する。制御信号形成回路51から導出されたライン26,27には比較器49から得られたPWM制御信号に対応する信号とこの位相反転信号が送出される。 The inverter control circuit 62 in FIG. 7 has a reference sine wave generator 42 that generates a reference sine wave having the same frequency as the sine wave voltage required by the load 2. The phase synchronization control circuit 43 connected to the reference sine wave generator 42 and the power supply voltage detection circuit 63 compares the phase of the AC power supply voltage V AC with the phase of the reference sine wave generator 42. A reference sine wave whose phase is shifted so that the phase of the reference sine wave of the reference sine wave generator 42 gradually approaches the phase of the AC power supply voltage V AC is sent to the multiplier 44 in the next stage. If the AC power supply voltage V AC is not generated due to a power failure, the reference sine wave of the reference sine wave generator 42 becomes the output of the phase synchronization control circuit 43. The output stage multiplier 44 of the phase synchronization control circuit 43 multiplies the reference sine wave output from the phase synchronization control circuit 43 by a signal indicating the amplitude of the reference AC voltage generated from the reference AC voltage amplitude signal generator 45. Thus, a target AC output voltage signal having a desired amplitude, a desired phase, and a desired frequency is formed. The AC output voltage detection circuit 46 detects the AC output voltage, that is, the load voltage V AB obtained between the lines 30 and 31, and sends a signal indicating the load voltage V AB to the subtractor 47a as an AC output voltage detection signal. The subtractor 47 a outputs a signal indicating the difference between the target AC output voltage signal obtained from the multiplier 44 and the AC output voltage detection signal obtained from the AC output voltage detection circuit 46. The proportional integration circuit 47b proportionally integrates the output signal of the subtractor 47a and outputs an output voltage command signal. Note that the error amplifying circuit may be configured by integrating the subtractor 47a and the proportional integration circuit 47b. The subtractor 48a at the output stage of the proportional integration circuit 47b subtracts the output current detection signal of the line 29 from the output of the proportional integration circuit 47b. The proportional integration circuit 48b proportionally integrates the output of the subtractor 48a and outputs an output voltage command signal whose amplitude is corrected by the output current. The subtractor 48a and the proportional integration circuit 48b can be integrated to constitute an error amplifier. Further, when the correction by the current is unnecessary, the subtracter 48a and the proportional integration circuit 48b can be omitted. The comparator 49 at the output stage of the proportional integration circuit 48b compares the output voltage command signal obtained from the proportional integration circuit 48b with the triangular wave voltage (or sawtooth voltage) obtained from the triangular wave generator 50 to form a PWM signal. To do. The triangular wave generator 50 generates a triangular wave (or sawtooth voltage) at a repetition frequency sufficiently higher than the AC power supply voltage V AC , and can also be used as the triangular wave generation circuit 39 in the converter control circuit 61. The control signal formation circuit 51 at the output stage of the comparator 49 forms a signal for on / off control of the third and fourth FET switches S3 and S4 based on the output of the comparator 49. That is, the control signal forming circuit 51 forms a control signal for causing the third and fourth FET switches S3 and S4 to operate as a half bridge inverter. A signal corresponding to the PWM control signal obtained from the comparator 49 and the phase inversion signal are sent to the lines 26 and 27 derived from the control signal forming circuit 51.

モード切換制御回路64は、電源電圧検出回路63の出力ライン63aに接続されており、電源電圧検出回路63から得られた電源電圧検出信号に基づいて第1、第2、第3、第4及び第5のモード切換スイッチ13,14,15,16、17を制御するための第1、第2、第3、第4及び第5のモード切換制御信号を形成してライン13a,14a,15a,16a、17aに送出する。   The mode switching control circuit 64 is connected to the output line 63a of the power supply voltage detection circuit 63. Based on the power supply voltage detection signal obtained from the power supply voltage detection circuit 63, the first, second, third, fourth, and The first, second, third, fourth and fifth mode switching control signals for controlling the fifth mode switching switches 13, 14, 15, 16, 17 are formed to generate lines 13a, 14a, 15a, 16a and 17a.

図8に図7のモード切換制御回路64の詳細が示されている。このモード切換制御回路64は、大別して周波数判定手段71と電源電圧値判定手段72と論理回路73とから成る。   FIG. 8 shows details of the mode switching control circuit 64 of FIG. The mode switching control circuit 64 is roughly divided into a frequency determination means 71, a power supply voltage value determination means 72, and a logic circuit 73.

周波数判定手段71は、電源電圧検出回路63の出力ライン63aに接続された周波数検出手段75と、基準周波数発生手段76と、比較手段77とから成る。比較手段77は周波数検出手段75から得られた交流電源電圧VACの周波数を示す信号と基準周波数発生手段76から得られた基準周波数(負荷2が要求する周波数)を示す信号とを比較し、交流電源電圧VACの周波数が基準周波数から所定範囲(例えば+1〜―1%)ずれているか否かを判定し、交流電源電圧VACの周波数が基準周波数から所定範囲よりもずれている時に周波数異常を示す第1の電圧レベルの信号(例えば低レベル即ち論理の0信号)を出力し、交流電源電圧VACの周波数が基準周波数から所定範囲よりもずれていない時(正常時)は第2の電圧レベル信号(例えば高レベル即ち論理の1信号)を出力する。なお、周波数判定手段71は、図8に示す回路に限定されるものではなく、周波数の正常及び異常を判定できるあらゆる回路に置き換えることができる。 The frequency determination unit 71 includes a frequency detection unit 75 connected to the output line 63 a of the power supply voltage detection circuit 63, a reference frequency generation unit 76, and a comparison unit 77. The comparison unit 77 compares the signal indicating the frequency of the AC power supply voltage V AC obtained from the frequency detection unit 75 with the signal indicating the reference frequency (frequency required by the load 2) obtained from the reference frequency generation unit 76, frequency when the frequency of the AC power source voltage V AC is determined whether the deviation predetermined range from the reference frequency (e.g., + 1-1%), the frequency of the AC power supply voltage V AC is deviated from a predetermined range from the reference frequency When a first voltage level signal indicating abnormality (for example, a low level or logic 0 signal) is output and the frequency of the AC power supply voltage V AC is not deviated from the reference frequency within a predetermined range (normal), the second is output. Voltage level signal (for example, a high level or logic 1 signal) is output. The frequency determination means 71 is not limited to the circuit shown in FIG. 8, and can be replaced with any circuit that can determine whether the frequency is normal or abnormal.

電源電圧値判定手段72は、電源電圧検出回路63の出力ライン63aに接続され実効値検出手段78と、基準実効値発生手段79と、比較手段80とから成る。比較手段80は実効値検出手段78から得られた交流電源電圧VACの実効値を示す信号と基準実効値発生手段79から得られた基準実効値(負荷2が要求する実効値)を示す信号とを比較し、交流電源電圧VACの実効値が基準実効値から所定範囲(例えば+20〜―20%)ずれているか否かを判定し、交流電源電圧VACの実効値が基準実効値から所定範囲よりもずれている時に実効値異常(電源電圧値異常)を示す第1の電圧レベルの信号(例えば低レベル即ち論理の0信号)を出力し、交流電源電圧VACの実効値が基準実効値から所定範囲よりもずれていない時は第2の電圧レベル信号(例えば高レベル即ち論理の1信号)を出力する。なお、交流電源電圧VACの実効値Vと最大振幅(ピーク値)VmとはV=Vm/21/2の関係があり、実効値Vは最大振幅(ピーク値)Vmに比例するので、交流電源電圧VACの実効値の正常及び異常を判定する代わりに交流電源電圧VACの最大振幅の正常及び異常を判定するように変形できる。従って、本願における電源電圧値は、交流電源電圧VACの実効値又は最大振幅又は平均値等の電源電圧の大きさを示す値の全てを意味する。また、電源電圧値判定手段72は、図8に示す回路に限定されるものではなく、電源電圧値の正常及び異常を判定できるあらゆる回路に置き換えることができる。 The power supply voltage value determination means 72 is connected to the output line 63 a of the power supply voltage detection circuit 63 and comprises effective value detection means 78, reference effective value generation means 79, and comparison means 80. The comparing means 80 is a signal indicating the effective value of the AC power supply voltage V AC obtained from the effective value detecting means 78 and a signal indicating the reference effective value (effective value required by the load 2) obtained from the reference effective value generating means 79. comparing the door, from the AC power source voltage a predetermined range (e.g., + 20-20%) effective value from the reference effective value of V AC determines whether deviation, the AC power source voltage V AC effective value reference effective value Outputs a first voltage level signal (for example, a low level or logic 0 signal) indicating an abnormal RMS value (abnormal power supply voltage value) when it deviates from a predetermined range, and the effective value of the AC power supply voltage V AC is a reference. When the value does not deviate from the effective range, a second voltage level signal (for example, a high level signal, ie, a logical one signal) is output. Note that the effective value V of the AC power supply voltage V AC and the maximum amplitude (peak value) Vm have a relationship of V = Vm / 2 1/2 and the effective value V is proportional to the maximum amplitude (peak value) Vm. AC power supply can be modified to determine the normal and abnormal maximum amplitude of the AC power supply voltage V AC instead of determining the normal and abnormal voltage V AC rms. Therefore, the power supply voltage value in the present application means all values indicating the magnitude of the power supply voltage such as the effective value or the maximum amplitude or the average value of the AC power supply voltage V AC . Further, the power supply voltage value determination means 72 is not limited to the circuit shown in FIG. 8, and can be replaced with any circuit that can determine whether the power supply voltage value is normal or abnormal.

論理回路73は、周波数判定手段71と電源電圧値判定手段72との出力に基づいて第1、第2、第3、第4及び第5のモード切換スイッチ13,14,15,16、17を選択的に制御するための第1、第2、第3、第4及び第5のモード切換制御信号を形成し、これをライン13a,14a,15a,16a、17aに送出するものであり、第1のAND回路(論理積回路)81と第1のNOT回路(反転回路)82と第2のNOT回路(反転回路)84と第3のNOT回路(反転回路)86と第2のAND回路(論理積回路)87とから成る。第1のAND回路81の一方の入力端子は周波数判定手段71の比較手段77に接続され、他方の入力端子は電源電圧値判定手段72の比較手段80に接続されている。第1のAND回路81の出力端子にライン13a、17aが接続され、且つ第1のNOT回路82を介してライン14aが接続されている。ライン15aは第2のNOT回路84を介して電源電圧値判定手段72の比較手段80に接続されている。第2のAND回路87の一方の入力端子は第3のNOT回路86を介して周波数判定手段71の比較手段77に接続され、他方の入力端子は電源電圧値判定手段72の比較手段80に接続されている。第2のAND回路87の出力端子にライン16aが接続されている。   The logic circuit 73 controls the first, second, third, fourth, and fifth mode change-over switches 13, 14, 15, 16, and 17 based on the outputs of the frequency determination means 71 and the power supply voltage value determination means 72. First, second, third, fourth and fifth mode switching control signals for selective control are formed and sent to lines 13a, 14a, 15a, 16a and 17a. 1 AND circuit (logical product circuit) 81, first NOT circuit (inversion circuit) 82, second NOT circuit (inversion circuit) 84, third NOT circuit (inversion circuit) 86, and second AND circuit ( AND circuit) 87. One input terminal of the first AND circuit 81 is connected to the comparison unit 77 of the frequency determination unit 71, and the other input terminal is connected to the comparison unit 80 of the power supply voltage value determination unit 72. The lines 13 a and 17 a are connected to the output terminal of the first AND circuit 81, and the line 14 a is connected via the first NOT circuit 82. The line 15 a is connected to the comparison unit 80 of the power supply voltage value determination unit 72 through the second NOT circuit 84. One input terminal of the second AND circuit 87 is connected to the comparison means 77 of the frequency determination means 71 via the third NOT circuit 86, and the other input terminal is connected to the comparison means 80 of the power supply voltage value determination means 72. Has been. The line 16 a is connected to the output terminal of the second AND circuit 87.

次に、図4の単相交流無停電電源装置の動作を説明する。
まず、交流電源1の交流電源電圧VACの周波数及び電圧値(振幅又は実効値)の両方が正常の時、即ち、第1の制御モード又は正常制御モード時の単相交流無停電電源装置の動作を説明する。交流電源電圧VACの周波数及び電圧値(振幅又は実効値)の両方が正常の時には、モード切換制御回路64の周波数判定手段71及び電源電圧値判定手段72から正常を示す高レベル信号が出力される。これにより、第1のAND回路81から高レベル信号が出力され、第1及び第5のモード切換スイッチ13、17が図4に示すようにオン状態になる。この時、第1のNOT回路82から低レベル信号がライン14aに出力されるので、第2のモード切換スイッチ14はオフ状態に制御される。また、第2のNOT回路84からライン15aに低レベル信号が出力されるので、第3のモード切換スイッチ15がオフ状態に制御される。また、第3のNOT回路86から低レベル信号が出力されるので、第2のAND回路87からも低レベル信号がライン16aに出力され、第4のモード切換スイッチ16がオフ状態に制御される。
Next, the operation of the single-phase AC uninterruptible power supply device of FIG. 4 will be described.
First, the AC power source voltage V AC frequency and voltage value of the AC power supply 1 when both (amplitude or effective value) is normal, i.e., the first control mode or the single-phase AC uninterruptible power supply in the normal control mode The operation will be described. When both the frequency and voltage value (amplitude or effective value) of the AC power supply voltage V AC are normal, a high level signal indicating normality is output from the frequency determination means 71 and the power supply voltage value determination means 72 of the mode switching control circuit 64. The As a result, a high level signal is output from the first AND circuit 81, and the first and fifth mode changeover switches 13 and 17 are turned on as shown in FIG. At this time, since the low level signal is output from the first NOT circuit 82 to the line 14a, the second mode changeover switch 14 is controlled to be in the OFF state. Further, since the low level signal is output from the second NOT circuit 84 to the line 15a, the third mode changeover switch 15 is controlled to be in the OFF state. Further, since the low level signal is output from the third NOT circuit 86, the low level signal is also output from the second AND circuit 87 to the line 16a, and the fourth mode switch 16 is controlled to be in the OFF state. .

図4に示す正常制御モード期間であり且つ交流電源1から正方向電圧が発生している期間において、第1のFETスイッチS1がオフ制御、第2のFETスイッチS2 が オン制御されている時には、第2のコンデンサ8と交流電源1と第1のモード切換スイッチ13と第5のモード切換スイッチ17と第1のリアクトル6と第2のFETスイッチS2とからなる第1の閉回路が形成され、第2のコンデンサ8の電圧と交流電源電圧VACとの和が第1のリアクトル6に加わり、第1のリアクトル6にエネルギーが蓄積される。次に、交流電源1から正方向電圧が発生している期間において、第1のFETスイッチS1がオン制御され、第2のFETスイッチS2 がオフ制御されると、交流電源1と第5のモード切換スイッチ17と第1のリアクトル6と第1のダイオードD1又は第1のFETスイッチS1と第1のコンデンサ7と第1のモード切換スイッチ13とから成る第2の閉回路で第1のコンデンサ7が交流電源電圧VACより高い値に充電される。 When the first FET switch S1 is turned off and the second FET switch S2 is turned on in the normal control mode period shown in FIG. A first closed circuit including the second capacitor 8, the AC power source 1, the first mode change switch 13, the fifth mode change switch 17, the first reactor 6, and the second FET switch S2 is formed. The sum of the voltage of the second capacitor 8 and the AC power supply voltage V AC is added to the first reactor 6, and energy is accumulated in the first reactor 6. Next, when the first FET switch S1 is ON-controlled and the second FET switch S2 is OFF-controlled during the period in which the positive voltage is generated from the AC power supply 1, the AC power supply 1 and the fifth mode The first capacitor 7 is a second closed circuit composed of a changeover switch 17, a first reactor 6, a first diode D1 or a first FET switch S1, a first capacitor 7, and a first mode changeover switch 13. Is charged to a value higher than the AC power supply voltage V AC .

次に、交流電源1から負方向電圧が発生している期間に、第1のFETスイッチS1が オン制御、第2のFETスイッチS2がオフ制御された時には、交流電源1と第1のモード切換スイッチ13と第1のコンデンサ7と第1のFETスイッチS1 と第1のリアクトル6と第5のモード切換スイッチ17とから成る第3の閉回路が形成され、交流電源電圧VACと第1のコンデンサ7の電圧との和の電圧が第1のリアクトル6に加わり、この第1のリアクトル6にエネルギーが蓄積される。次に、交流電源1から負方向電圧が発生している期間において、第2のFET スイッチS2がオン制御、第1のFETスイッチS1がオフ制御されると、交流電源1と第1のモード切換スイッチ13と第2のコンデンサ8と第2のダイオードD2又は第2のFET スイッチS2と第1のリアクトル6と第5のモード切換スイッチ17とから成る第4の閉回路が形成され、第1のリアクトル6の蓄積エネルギーと交流電源1との両方によって第2のコンデンサ8が交流電源電圧VACよりも高い値に充電される。
交流電源電圧VACが例えば100V(実効値)であるとすれば、正側直流導体4と負側直流導体5との間の直流電圧VPNは、例えば、交流電源電圧VACのピーク値(141V)の2倍に相当する282Vに制御される。
第1及び第2のFETスイッチS1、S2が、図7のコンバータ制御回路61によってオンオフ制御されるために、直流電圧VPNは一定値になり、且つ交流入力電流の波形は正弦波に近似する。これにより、インバータの直流電源電圧としての直流電圧VPNが安定化され、且つ力率改善が達成される。なお、第1及び第2のスイッチQ1,Q2には入力電流の歪みを補償するための電流(正弦波にするための電流)と直流電圧VPNを一定値に維持するための電流が流れるのみであり、負荷2のための電流は流れない。従って、第1及び第2のスイッチQ1,Q2における電力損失は図2の従来回路の第1及び第2のスイッチQa,Qb、第1及び第2のダイオードDa、Dbにおける電力損失よりも小さい。
Next, when the first FET switch S1 is turned on and the second FET switch S2 is turned off during the period in which the negative voltage is generated from the AC power supply 1, the AC power supply 1 and the first mode switching are performed. A third closed circuit including the switch 13, the first capacitor 7, the first FET switch S1, the first reactor 6, and the fifth mode change switch 17 is formed, and the AC power supply voltage V AC and the first A voltage summed with the voltage of the capacitor 7 is applied to the first reactor 6, and energy is accumulated in the first reactor 6. Next, when the second FET switch S2 is turned on and the first FET switch S1 is turned off during a period in which a negative voltage is generated from the AC power supply 1, the AC power supply 1 and the first mode switching are performed. A fourth closed circuit composed of the switch 13, the second capacitor 8, the second diode D2 or the second FET switch S2, the first reactor 6, and the fifth mode change switch 17 is formed. The second capacitor 8 is charged to a value higher than the AC power supply voltage V AC by both the stored energy of the reactor 6 and the AC power supply 1.
If the AC power supply voltage V AC is, for example, 100 V (effective value), the DC voltage V PN between the positive DC conductor 4 and the negative DC conductor 5 is, for example, the peak value of the AC power supply voltage V AC ( 141V), which is equivalent to twice 282V.
Since the first and second FET switches S1 and S2 are ON / OFF controlled by the converter control circuit 61 of FIG. 7, the DC voltage V PN becomes a constant value, and the waveform of the AC input current approximates a sine wave. . As a result, the DC voltage V PN as the DC power supply voltage of the inverter is stabilized and power factor improvement is achieved. The first and second switches Q1 and Q2 only carry a current for compensating for distortion of the input current (current for making a sine wave) and a current for maintaining the DC voltage V PN at a constant value. And no current flows for the load 2. Therefore, the power loss in the first and second switches Q1 and Q2 is smaller than the power loss in the first and second switches Qa and Qb and the first and second diodes Da and Db of the conventional circuit of FIG.

図4に示す正常制御モード期間においては、図7のインバータ制御回路62の出力で第3及び第4のスイッチQ3,Q4がオンオフ制御される。この時の第3及び第4のスイッチQ3,Q4のオンオフ動作はハーフブリッジ型インバータ動作である。本実施例では、交流電源電圧VACにインバータの出力電圧が重畳(加算又は減算)されたものが負荷2に印加される。更に詳しく説明すると、第3のFETスイッチS3のオン期間には、第1のコンデンサ7と第3のFETスイッチS3(又は第3のダイオードD3)と第2のリアクトル9と負荷2と第5のモード切換スイッチ17と交流電源1と第1のモード切換スイッチ13との閉回路が形成され、また、第4のFETスイッチS4のオン期間には、第2のコンデンサ8と第1のモード切換スイッチ13と交流電源1と第5のモード切換スイッチ17と負荷2と第2のリアクトル9と第4のFETスイッチS4(又は第4のダイオードD4)との閉回路が形成される。負荷2が電位VAの第2の電源端子1bと電位VBの出力端子3との間に接続されているために、負荷2の電圧VABは第2の電源端子1bと出力端子3との間の電圧となる。ここで、第1及び第2のコンデンサ7、8の相互接続点P1と出力端子3との間の電圧(インバータ出力電圧)をVBCとすれば、負荷電圧VABと交流電源電圧VACとインバータ出力電圧VBCとの関係を次式で示すことができる。
AB=VAC―VBC
もし、図10(A)に示すように正弦波からなる交流電源電圧VACの最大振幅がその定格電圧Vnよりも電圧ΔVだけ低い時には、図10(B)に示すように図10(A)の交流電源電圧VACに対して逆相であり且つΔVの最大振幅を有する正弦波からなるインバータ出力電圧VBCが形成され、これが交流電源電圧VACに重畳され、負荷電圧VABの最大振幅は図10(C)に示すように定格電圧Vnになる。
In the normal control mode period shown in FIG. 4, the third and fourth switches Q3 and Q4 are on / off controlled by the output of the inverter control circuit 62 of FIG. The on / off operation of the third and fourth switches Q3 and Q4 at this time is a half-bridge inverter operation. In the present embodiment, the load 2 is applied with the output voltage of the inverter superimposed (added or subtracted) on the AC power supply voltage VAC. More specifically, during the ON period of the third FET switch S3, the first capacitor 7, the third FET switch S3 (or the third diode D3), the second reactor 9, the load 2, the fifth A closed circuit of the mode changeover switch 17, the AC power source 1 and the first mode changeover switch 13 is formed, and the second capacitor 8 and the first mode changeover switch are in the ON period of the fourth FET switch S4. 13, an AC power supply 1, a fifth mode changeover switch 17, a load 2, a second reactor 9, and a fourth FET switch S <b> 4 (or a fourth diode D <b> 4) are formed. To load 2 is connected between a second power supply terminal 1b and an output terminal 3 of the potential V B at the potential V A, the voltage V AB of the load 2 and the output terminal 3 and the second power supply terminal 1b It becomes the voltage between. Here, if the voltage (inverter output voltage) between the interconnection point P1 of the first and second capacitors 7 and 8 and the output terminal 3 is V BC , the load voltage V AB and the AC power supply voltage V AC The relationship with the inverter output voltage V BC can be expressed by the following equation.
V AB = V AC -V BC
If the maximum amplitude of the AC power supply voltage V AC consisting of a sine wave is lower than the rated voltage Vn by a voltage ΔV as shown in FIG. 10A, as shown in FIG. 10B, FIG. An inverter output voltage V BC composed of a sine wave having a maximum amplitude of ΔV and having a reverse phase with respect to the AC power supply voltage V AC is formed, and this is superimposed on the AC power supply voltage V AC and the maximum amplitude of the load voltage V AB Becomes the rated voltage Vn as shown in FIG.

逆に、図11(A)に示すように交流電源電圧VACの最大振幅がその定格電圧VnよりもΔVだけ高い時には、図11(B)に示すように図11(A)の交流電源電圧VACに対して同相であり且つΔVの最大振幅を有するインバータ出力電圧VBCが形成され、これが交流電源電圧VACに重畳され、負荷電圧VABの最大振幅は図11(C)に示すように定格電圧Vnになる。即ち、交流電源電圧VACが定格電圧Vnよりも低い時には、交流電源電圧VACから逆相のインバータ出力電圧―VBCが減算され、VAB=VAC−(−VBC)=VAC+VBCの式に従って、交流電源電圧VACよりも高い所望の負荷電圧VABが得られる。また、交流電源電圧VACが定格電圧Vnよりも高い時には、交流電源電圧VACから同相のインバータ出力電圧VBCが減算され、VAB=VAC−VBCの式に従って、交流電源電圧VACよりも低い所望の負荷電圧VABが得られる。これにより、交流電源電圧VACの変動にかかわらず、負荷電圧VABを所望の一定値(例えば100V)に保つことができる。交流電源電圧VACが所望の負荷電圧VABと同一の時は、インバータ出力電圧VBCが零になるように第3及び第4のスイッチQ3,Q4を制御する。なお、交流電源電圧VACに波形歪みがある場合には、たとえ実効値又は最大振幅(ピ−ク値)において交流電源電圧VACが所望負荷電圧VABと同一であっても、正弦波の負荷電圧VABが得られるように第3及び第4のスイッチQ3,Q4が制御される。 Conversely, when the maximum amplitude of the AC power supply voltage V AC is higher than the rated voltage Vn by ΔV as shown in FIG. 11 (A), the AC power supply voltage shown in FIG. 11 (A) is shown in FIG. 11 (B). An inverter output voltage V BC that is in phase with V AC and has a maximum amplitude of ΔV is formed, which is superimposed on the AC power supply voltage V AC, and the maximum amplitude of the load voltage V AB is as shown in FIG. Becomes the rated voltage Vn. That is, when the AC power supply voltage V AC is lower than the rated voltage Vn, the inverter output voltage −V BC of the opposite phase is subtracted from the AC power supply voltage V AC , and V AB = V AC − (− V BC ) = V AC + V According to the BC equation, a desired load voltage V AB higher than the AC power supply voltage V AC is obtained. Further, when the AC power supply voltage V AC is higher than the rated voltage Vn, the inverter output voltage V BC-phase from the AC power source voltage V AC is subtraction, according to the formula V AB = V AC -V BC, AC power supply voltage V AC A lower desired load voltage V AB is obtained. Thereby, the load voltage V AB can be maintained at a desired constant value (for example, 100 V) regardless of the fluctuation of the AC power supply voltage V AC . When the AC power supply voltage V AC is the same as the desired load voltage V AB , the third and fourth switches Q3 and Q4 are controlled so that the inverter output voltage V BC becomes zero. When the AC power supply voltage V AC has a waveform distortion, even if the AC power supply voltage V AC is the same as the desired load voltage V AB at the effective value or the maximum amplitude (peak value), a sine wave The third and fourth switches Q3 and Q4 are controlled so that the load voltage V AB is obtained.

第2の制御モード即ち周波数異常制御モード時には、周波数判定手段71から周波数異常を示す低レベル信号が出力され、電源電圧値判定手段72から電源電圧値正常を示す高レベル信号が出力される。これにより、第1のAND回路81から低レベル信号が出力され、第1のNOT回路82から高レベル信号が出力される。また、第3のNOT回路86から高レベル信号が出力され、第2のAND回路87からも高レベル信号が出力される。この結果、ライン14a,16aから高レベル信号が第2及び第4のモード切換スイッチ14,16に供給され、図5に示すように第2及び第4のモード切換スイッチ14,16がオン状態になる。また、ライン13a、15a、17aは低レベルになるので、第1、第3及び第5のモード切換スイッチ13、15、17は図5に示すようにオフ状態になる。図5に示す第2の制御モード即ち周波数異常制御モード時には、交流電源電圧VACにインバータ出力電圧VBCを重畳する動作を伴わない交流―直流―交流(AC−DC−AC)変換動作によって負荷2に交流電圧が供給される。即ち、第1及び第2のスイッチQ1,Q2に基づくハーフブリッジ型コンバータ動作で交流電源電圧VACが直流電圧に変換され、第3及び第4のスイッチQ3,Q4に基づくハーフブリッジ型インバータ動作で直流電圧が交流電圧に変換され、負荷2にハーフブリッジ型インバータの出力電圧が印加される。 In the second control mode, that is, the frequency abnormality control mode, a low level signal indicating a frequency abnormality is output from the frequency determination means 71, and a high level signal indicating a power supply voltage value normal is output from the power supply voltage value determination means 72. As a result, a low level signal is output from the first AND circuit 81 and a high level signal is output from the first NOT circuit 82. Further, a high level signal is output from the third NOT circuit 86, and a high level signal is also output from the second AND circuit 87. As a result, a high level signal is supplied from the lines 14a and 16a to the second and fourth mode changeover switches 14 and 16, and the second and fourth mode changeover switches 14 and 16 are turned on as shown in FIG. Become. Since the lines 13a, 15a, and 17a are at a low level, the first, third, and fifth mode change-over switches 13, 15, and 17 are turned off as shown in FIG. In the second control mode, that is, the frequency abnormality control mode shown in FIG. 5, the load is generated by an AC-DC-AC (AC-DC-AC) conversion operation without an operation of superimposing the inverter output voltage VBC on the AC power supply voltage V AC AC voltage is supplied to 2. That is, the AC power supply voltage V AC is converted into a DC voltage by the half-bridge type converter operation based on the first and second switches Q1 and Q2, and the half-bridge type inverter operation based on the third and fourth switches Q3 and Q4. The DC voltage is converted into an AC voltage, and the output voltage of the half bridge inverter is applied to the load 2.

図5に示す第2の制御モード即ち周波数異常制御モード時の交流―直流―交流(AC−DC−AC)変換動作を更に詳しく説明する。交流電源1から正方向電圧が発生している期間において、第1のFETスイッチS1がオン制御、第2のFETスイッチS2 が オフ制御された時には、交流電源1と第2のモード切換スイッチ14と第1のコンデンサ7と第1のFETスイッチS1と第1のリアクトル6と第4のモード切換スイッチ16とからなる閉回路が形成され、第1のコンデンサ7の電圧と交流電源電圧VACとの和が第1のリアクトル6に加わり、この第1のリアクトル6にエネルギーが蓄積される。次に、交流電源1から正方向電圧が発生している期間において、第1のFETスイッチS1がオフ制御され、第2のFETスイッチS2 がオン制御されると、第1のリアクトル6と第4のモード切換スイッチ16と交流電源1と第2のモード切換スイッチ14と第2のコンデンサ8と第2のダイオードD2又は第2のFETスイッチS2とから成る閉回路で第2のコンデンサ8が交流電源電圧VACより高い値に充電される。
次に、交流電源1から負方向電圧が発生している期間において、第2のFETスイッチS2が オン制御、第1のFETスイッチS1がオフ制御された時には、第2のコンデンサ8と第2のモード切換スイッチ14と交流電源1と第4のモード切換スイッチ16と第1のリアクトル6と第2のFETスイッチS2とから成る閉回路が形成され、交流電源電圧VACと第2のコンデンサ8の電圧との和の電圧が第1のリアクトル6に加わり、この第1のリアクトル6にエネルギーが蓄積される。
次に、交流電源1から負方向電圧が発生している期間において、第2のFET スイッチS2がオフ制御、第1のFETスイッチS1がオン制御されると、交流電源1と第4のモード切換スイッチ16と第1のリアクトル6と第1のFETスイッチS1又は第1のダイオードD1と第1のコンデンサ7と第2のモード切換スイッチ14とから成る閉回路で第1のコンデンサ7が交流電源電圧VACより高い値に充電される。
The AC-DC-AC (AC-DC-AC) conversion operation in the second control mode, that is, the frequency abnormality control mode shown in FIG. When the first FET switch S1 is on-controlled and the second FET switch S2 is off-controlled while the positive voltage is generated from the AC power source 1, the AC power source 1 and the second mode switch 14 A closed circuit comprising the first capacitor 7, the first FET switch S1, the first reactor 6, and the fourth mode change switch 16 is formed, and the voltage of the first capacitor 7 and the AC power supply voltage V AC are The sum is added to the first reactor 6, and energy is accumulated in the first reactor 6. Next, when the first FET switch S1 is turned off and the second FET switch S2 is turned on during the period in which the positive voltage is generated from the AC power supply 1, the first reactor 6 and the fourth The second capacitor 8 is an AC power source in a closed circuit comprising the mode change switch 16, the AC power supply 1, the second mode change switch 14, the second capacitor 8 and the second diode D 2 or the second FET switch S 2. Charged to a value higher than voltage V AC .
Next, when the second FET switch S2 is on-controlled and the first FET switch S1 is off-controlled while the negative voltage is generated from the AC power supply 1, the second capacitor 8 and the second capacitor 8 A closed circuit composed of the mode change switch 14, the AC power supply 1, the fourth mode change switch 16, the first reactor 6, and the second FET switch S 2 is formed, and the AC power supply voltage V AC and the second capacitor 8 are A voltage summed with the voltage is applied to the first reactor 6, and energy is accumulated in the first reactor 6.
Next, when the second FET switch S2 is turned off and the first FET switch S1 is turned on during the period in which the negative voltage is generated from the AC power supply 1, the AC power supply 1 and the fourth mode switching are performed. In the closed circuit comprising the switch 16, the first reactor 6, the first FET switch S1 or the first diode D1, the first capacitor 7, and the second mode switch 14, the first capacitor 7 is the AC power supply voltage. Charged to a value higher than V AC .

図5に示す第2の制御モード即ち周波数異常制御モード時のハーフブリッジ型インバータは次のように形成される。第3のFETスイッチS3がオンの期間には、第1のコンデンサ7と第3のFETスイッチS3と第2のリアクトル9と負荷2と第2のモード切換スイッチ14とから成る閉回路で負荷2に正方向電圧が印加される。第4のFETスイッチS4がオンの期間には、第2のコンデンサ8と第2のモード切換スイッチ14と負荷2と第2のリアクトル9と第4のFETスイッチS4とから成る閉回路で負荷2に負方向電圧が印加される。 The half-bridge type inverter in the second control mode, that is, the frequency abnormality control mode shown in FIG. 5 is formed as follows. During the period when the third FET switch S3 is ON, the load 2 is a closed circuit comprising the first capacitor 7, the third FET switch S3, the second reactor 9, the load 2, and the second mode changeover switch 14. A positive direction voltage is applied to. During the period when the fourth FET switch S4 is on, the load 2 is a closed circuit composed of the second capacitor 8, the second mode changeover switch 14, the load 2, the second reactor 9, and the fourth FET switch S4. A negative direction voltage is applied to.

図6に示す第3の制御モード即ち周波数及び電圧値異常制御モードの時には、周波数判定手段71から周波数異常を示す低レベル信号が出力され、電源電圧値判定手段72からも電源電圧値異常を示す低レベル信号が出力される。この結果、論理回路73から導出されているライン14a,15aが高レベル、ライン13a,16a,17aが低レベルになり、図6に示すように第2及び第3のモード切換スイッチ14,15がオン、第1、第4及び第5のモード切換スイッチ13,16,17がオフになる。これにより、交流電源1は第1〜第4のスイッチQ1~Q4及び負荷2から切り離される。図6において、蓄電池12と第3のモード切換スイッチ15と第1のリアクトル6と第1のダイオードD1と第1及び第2のコンデンサ7,8とから成る閉回路が形成され、蓄電池12の直流電圧が第1及び第2のコンデンサ7,8に印加される。また、第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路の直流電圧VPNが所望値よりも低い時には、第2のFETスイッチS2のオンオフによる周知の昇圧コンバータ動作が生じ、第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路の直流電圧VPNが所望値に制御される。
ハーフブリッジ型インバータ動作させるために第3のFETスイッチS3がオン制御されると、第1のコンデンサ7と第3のFETスイッチS3と第2のリアクトル9と負荷2と第2のモード切換スイッチ14とから成る閉回路が形成され、負荷2に正方向電圧が印加され、第4のFETスイッチS4がオン制御されると、第2のコンデンサ8と第2のモード切換スイッチ14と負荷2と第2のリアクトル9と第4のFETスイッチS4とから成る閉回路が形成され、負荷2に負方向電圧が印加される。第3及び第4のスイッチQ3,Q4から成るハーフブリッジ型インバータは交流電源1の異常に無関係に負荷2が要求する電圧値(振幅及び実効値)と周波数を有する交流電圧を出力する。これにより、無停電で負荷2に所望の交流電圧を供給することができる。
In the third control mode shown in FIG. 6, that is, in the frequency and voltage value abnormality control mode, a low level signal indicating a frequency abnormality is output from the frequency determination means 71, and the power supply voltage value determination means 72 also indicates a power supply voltage value abnormality. A low level signal is output. As a result, the lines 14a and 15a derived from the logic circuit 73 are at a high level, the lines 13a, 16a and 17a are at a low level, and the second and third mode changeover switches 14 and 15 are turned on as shown in FIG. On, the first, fourth, and fifth mode selector switches 13, 16, and 17 are turned off. As a result, the AC power supply 1 is disconnected from the first to fourth switches Q1 to Q4 and the load 2. In FIG. 6, a closed circuit including a storage battery 12, a third mode changeover switch 15, a first reactor 6, a first diode D 1, and first and second capacitors 7 and 8 is formed. A voltage is applied to the first and second capacitors 7, 8. Further, when the DC voltage V PN of the series circuit of the first and second capacitors 7 and 8 is lower than a desired value, a known boost converter operation is caused by turning on and off the second FET switch S2, and the first and second The DC voltage V PN of the series circuit of the capacitors 7 and 8 is controlled to a desired value.
When the third FET switch S3 is turned on to operate as a half-bridge inverter, the first capacitor 7, the third FET switch S3, the second reactor 9, the load 2, and the second mode changeover switch 14 are operated. When a forward voltage is applied to the load 2 and the fourth FET switch S4 is turned on, the second capacitor 8, the second mode change switch 14, the load 2 and the second A closed circuit comprising two reactors 9 and a fourth FET switch S4 is formed, and a negative voltage is applied to the load 2. The half-bridge inverter composed of the third and fourth switches Q3 and Q4 outputs an AC voltage having a voltage value (amplitude and effective value) and frequency required by the load 2 regardless of the abnormality of the AC power source 1. Thereby, a desired alternating voltage can be supplied to the load 2 without a power failure.

本実施例は次の効果を有する。
(1)図4の単相交流無停電電源装置は図1の従来の単相交流無停電電源装置よりも回路構成が簡略化され、小型化及び低コスト化が図られているにも拘わらず、第1〜第5のモード切換スイッチ13〜17が設けられているので、交流電源電圧VACの周波数異常が生じても負荷2に所望周波数の交流電圧の供給することができる。
(2)交流電源電圧VACが正常の時には、第1及び第2のスイッチQ1,Q2に入力電流の歪みを補償する電流と直流電圧を一定に維持する電流が流れるのみであり、負荷2のための有効電流は流れない。従って、第1及び第2のスイッチQ1,Q2における電力損失が低減される。
(3)第1〜第5のモード切換スイッチ13〜17のオンオフによって図4の第1の制御モード(正常制御モード)と、図5の第2の制御モード(周波数異常制御モード)と図6の第3の制御モード(周波数及び電圧値異常制御モード)を選択的に設定することができ、交流電源1のあらゆる状態に適した電力供給が可能になる。
This embodiment has the following effects.
(1) Although the circuit configuration of the single-phase AC uninterruptible power supply device of FIG. 4 is simplified compared to the conventional single-phase AC uninterruptible power supply device of FIG. 1, the circuit configuration is reduced and the cost is reduced. Since the first to fifth mode changeover switches 13 to 17 are provided, an AC voltage having a desired frequency can be supplied to the load 2 even if the frequency abnormality of the AC power supply voltage V AC occurs.
(2) When the AC power supply voltage V AC is normal, only the current for compensating the distortion of the input current and the current for maintaining the DC voltage constant flow through the first and second switches Q1 and Q2. For this reason, no effective current flows. Therefore, the power loss in the first and second switches Q1, Q2 is reduced.
(3) The first control mode (normal control mode) shown in FIG. 4, the second control mode (frequency abnormality control mode) shown in FIG. The third control mode (frequency and voltage value abnormality control mode) can be selectively set, and power supply suitable for all states of the AC power supply 1 can be achieved.

図12に実施例2に従う単相交流無停電電源装置が示されている。図12の単相交流無停電電源装置は、図4の第1〜第5のモード切換スイッチ13〜17の代わりに第1及び第2の切換器91,92を設け、この他は図4と同一に構成したものである。従って、図12において図4と同一の部分に図4と同一の参照符号を付し、この説明を省略する。   FIG. 12 shows a single-phase AC uninterruptible power supply device according to the second embodiment. The single-phase AC uninterruptible power supply device of FIG. 12 is provided with first and second switchers 91 and 92 instead of the first to fifth mode change-over switches 13 to 17 of FIG. The same configuration. Therefore, in FIG. 12, the same reference numerals as those in FIG.

第1の切換器91は、第1及び第2の接点(固定接点)A,Bと第1の共通接点(可動接点)F1とを有し、制御回路32から導出されたライン13a,14aの制御信号に応答して動作する。即ち、ライン13aが高レベルの時に、第1の接点Aと第1の共通接点F1とが電気的に接続され、ライン14aが高レベルの時に、第2の接点Bと第1の共通接点F1とが電気的に接続される。第1の接点Aは第1の電源端子1aに接続され、第2の接点bは第2の電源端子1bに接続され、第1の共通接点F1は第1及び第2のコンデンサ7,8の相互接続点P1に接続されている。第1の接点Aと第1の共通接点F1との組み合わせは、図4の第1のモード切換スイッチ13と等価な機能を有する。従って、第1の接点Aと第1の共通接点F1との組み合わせを第1のモード切換スイッチ手段と呼ぶこともできる。また、第2の接点Bと第1の共通接点F1との組み合わせは、図4の第2のモード切換スイッチ14と等価な機能を有する。従って、第2の接点Bと第1の共通接点F1との組み合わせを第2のモード切換スイッチ手段と呼ぶこともできる。 The first switch 91 has first and second contacts (fixed contacts) A and B and a first common contact (movable contact) F1, and is connected to lines 13a and 14a derived from the control circuit 32. Operates in response to control signals. That is, when the line 13a is at a high level, the first contact A and the first common contact F1 are electrically connected, and when the line 14a is at a high level, the second contact B and the first common contact F1. Are electrically connected. The first contact A is connected to the first power supply terminal 1a, the second contact b is connected to the second power supply terminal 1b, and the first common contact F1 is connected to the first and second capacitors 7 and 8. It is connected to the interconnection point P1. The combination of the first contact A and the first common contact F1 has a function equivalent to that of the first mode switch 13 in FIG. Therefore, the combination of the first contact A and the first common contact F1 can also be called the first mode changeover switch means. The combination of the second contact B and the first common contact F1 has a function equivalent to that of the second mode changeover switch 14 of FIG. Therefore, the combination of the second contact B and the first common contact F1 can also be referred to as second mode changeover switch means.

第2の切換器92は、第3、第4及び第5の接点(固定接点)C,D,Eと第2の共通接点(可動接点)F2とを有し、制御回路32から導出されたライン15a,16a、17aの制御信号に応答して動作する。即ち、ライン15aが高レベルの時に、第3の接点Cと第2の共通接点F2とが電気的に接続され、ライン16aが高レベルの時に、第4の接点Dと第2の共通接点F2とが電気的に接続され、ライン17aが高レベルの時に、第5の接点Eと第2の共通接点F2とが電気的に接続される。第3の接点Cは蓄電池12の正側端子に接続され、第4の接点Dは第1の電源端子1aに接続され、第5の接点Eは第2の電源端子1bに接続され、第2の共通接点F2は第1リアクトル6を介して第1及び第2のスイッチQ1,Q2の相互接続点P2に接続されている。第3の接点Cと第2の共通接点F2との組み合わせは、図4の第3のモード切換スイッチ15と等価な機能を有する。従って、第3の接点Cと第2の共通接点F2との組み合わせを第3のモード切換スイッチ手段と呼ぶこともできる。また、第4の接点Dと第2の共通接点F2との組み合わせは、図4の第4のモード切換スイッチ16と等価な機能を有する。従って、第4の接点Dと第2の共通接点F2との組み合わせを第4のモード切換スイッチ手段と呼ぶこともできる。また、第5の接点Eと第2の共通接点F2との組み合わせは、図4の第5のモード切換スイッチ17と等価な機能を有する。従って、第5の接点Eと第2の共通接点F2との組み合わせを第5のモード切換スイッチ手段と呼ぶこともできる。 The second switch 92 has third, fourth and fifth contacts (fixed contacts) C, D, E and a second common contact (movable contact) F2, and is derived from the control circuit 32. Operates in response to control signals on lines 15a, 16a, 17a. That is, when the line 15a is at a high level, the third contact C and the second common contact F2 are electrically connected, and when the line 16a is at a high level, the fourth contact D and the second common contact F2 are connected. Are electrically connected, and the fifth contact E and the second common contact F2 are electrically connected when the line 17a is at a high level. The third contact C is connected to the positive terminal of the storage battery 12, the fourth contact D is connected to the first power supply terminal 1a, the fifth contact E is connected to the second power supply terminal 1b, and the second The common contact F2 is connected to the interconnection point P2 of the first and second switches Q1, Q2 via the first reactor 6. The combination of the third contact C and the second common contact F2 has a function equivalent to that of the third mode switch 15 in FIG. Therefore, the combination of the third contact C and the second common contact F2 can also be called third mode changeover switch means. Moreover, the combination of the 4th contact D and the 2nd common contact F2 has a function equivalent to the 4th mode switch 16 of FIG. Therefore, the combination of the fourth contact D and the second common contact F2 can also be called fourth mode changeover switch means. Further, the combination of the fifth contact E and the second common contact F2 has a function equivalent to that of the fifth mode switch 17 in FIG. Therefore, the combination of the fifth contact E and the second common contact F2 can also be referred to as fifth mode changeover switch means.

図12の第1〜第5の接点A〜Eのオンオフは、図4の第1〜第5のモード切換スイッチ13〜17のオンオフと同様に生じるので、図12の実施例2よっても図4の実施例1と同一の効果を得ることができる。 Since the first to fifth contacts A to E in FIG. 12 are turned on and off in the same manner as the first to fifth mode selector switches 13 to 17 in FIG. 4, the second embodiment shown in FIG. The same effects as those of the first embodiment can be obtained.

本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、例えば次の変形が可能なものである。
(1)第1〜第4のスイッチQ1〜Q4を、図1のIGBTから成る第1〜第4のスイッチQ11〜Q14と第1〜第4のダイオードD11〜D14との組み合わせと同様なものに置き換えることができる。また、第1〜第4のスイッチQ1〜Q4を、図2の接合型トランジスタから成る第1〜第4のスイッチQa〜Qdと第1〜第4のダイオードDa〜Ddとの組み合わせと同様なものに置き換えることができる。
(2)交流電源1と第1及び第2のスイッチQ1、Q2との間のライン、又は交流電源1と第1及び第2のコンデンサ7,8との間のラインがインダクタンスを有する場合には第1のリアクトル6を省くことができる。また、第3及び第4のスイッチQ3、Q4から成るインバータの出力ラインがインダクタンスを有する場合、又は負荷2がインダクタンスを有する場合には、第2のリアクトル9を省くことができる。
(3)図4の第1の制御モード(正常制御モード)と図5の第2の制御モード(周波数異常制御モード)とのみが要求され、図6の第3の制御モード(周波数及び電圧値異常制御モード)が要求されていない場合は、蓄電池12及び第3のモード切換スイッチ15を省くことができる。この変形例に対応する請求項1の場合において、図4及び図5の第4のモード切換スイッチ16が第3のモード切換スイッチ手段と呼ばれ、第5のモード切換スイッチ17が第4のモード切換スイッチ手段と呼ばれている。また、この変形例に第1及び第2のコンデンサ7,8の直列回路に並列に蓄電池を接続することができる。
(4)図4の第1の制御モード(正常制御モード)と図6の第3の制御モード(周波数及び電圧値異常制御モード)のみが要求され、図5の第2の制御モード(周波数異常制御モード)が要求されていない場合は、第4のモード切換スイッチ16を省くことができる。この変形例に対応する請求項2の場合において、図4及び図6の第5のモード切換スイッチ17が第4のモード切換スイッチ手段と呼ばれている。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are possible.
(1) The first to fourth switches Q1 to Q4 are made the same as the combination of the first to fourth switches Q11 to Q14 and the first to fourth diodes D11 to D14 made of the IGBT of FIG. Can be replaced. Further, the first to fourth switches Q1 to Q4 are similar to the combination of the first to fourth switches Qa to Qd and the first to fourth diodes Da to Dd made of the junction type transistors of FIG. Can be replaced.
(2) When the line between the AC power source 1 and the first and second switches Q1, Q2 or the line between the AC power source 1 and the first and second capacitors 7, 8 has an inductance The first reactor 6 can be omitted. Further, when the output line of the inverter including the third and fourth switches Q3 and Q4 has an inductance, or when the load 2 has an inductance, the second reactor 9 can be omitted.
(3) Only the first control mode (normal control mode) in FIG. 4 and the second control mode (frequency abnormal control mode) in FIG. 5 are required, and the third control mode (frequency and voltage value) in FIG. When the abnormal control mode) is not required, the storage battery 12 and the third mode switch 15 can be omitted. In the case of claim 1 corresponding to this modification, the fourth mode changeover switch 16 in FIGS. 4 and 5 is called third mode changeover switch means, and the fifth mode changeover switch 17 is in the fourth mode. This is called changeover switch means. In addition, a storage battery can be connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors 7 and 8 in this modification.
(4) Only the first control mode (normal control mode) in FIG. 4 and the third control mode (frequency and voltage value abnormal control mode) in FIG. 6 are required, and the second control mode (frequency abnormal in FIG. 5) is required. If the control mode is not required, the fourth mode changeover switch 16 can be omitted. In the case of claim 2 corresponding to this modification, the fifth mode changeover switch 17 of FIGS. 4 and 6 is called fourth mode changeover switch means.

従来の単相交流無停電電源装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional single phase alternating current uninterruptible power supply. 従来の別の単相交流無停電電源装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another conventional single phase alternating current uninterruptible power supply. 従来の別の単相交流電力変換装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another conventional single phase alternating current power converter device. 本発明の実施例1に従う単相交流無停電電源装置を正常制御モードで示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the single phase alternating current uninterruptible power supply according to Example 1 of this invention in a normal control mode. 本発明の実施例1に従う単相交流無停電電源装置を周波数異常制御モードで示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the single phase alternating current uninterruptible power supply device according to Example 1 of this invention in a frequency abnormality control mode. 本発明の実施例1に従う単相交流無停電電源装置を周波数及び電圧値異常制御モードで示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the single phase alternating current uninterruptible power supply device according to Example 1 of this invention in a frequency and voltage value abnormality control mode. 図4の制御回路を詳しく示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the control circuit of FIG. 4 in detail. 図7のモード切換制御回路を詳しく示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the mode switching control circuit of FIG. 7 in detail. 図7の各部の状態を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the state of each part of FIG. 交流電源電圧が低い時における図4の各部の状態を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the state of each part of FIG. 4 when an alternating current power supply voltage is low. 交流電源電圧が高い時における図4の各部の状態を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the state of each part of FIG. 4 when an alternating current power supply voltage is high. 本発明の実施例2に従う単相交流無停電電源装置を正常制御モードで示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the single phase alternating current uninterruptible power supply device according to Example 2 of this invention in a normal control mode.

符号の説明Explanation of symbols

1 交流電源
2 負荷
13〜17 第1〜第5のモード切換スイッチ
Q1〜Q4 第1〜第4のスイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Loads 13-17 1st-5th mode switch Q1-Q4 1st-4th switch

Claims (5)

交流電源電圧を供給するための第1及び第2の電源端子と、
第1及び第2のコンデンサの直列回路と、
コンバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第1及び第2のスイッチの直列回路と、
インバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第3及び第4のスイッチの直列回路と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第1のモード切換スイッチ手段(13、又はA及びF1)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第2のモード切換スイッチ手段(14、又はB及びF1)と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第3のモード切換スイッチ手段(16、又はD及びF2)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第4のモード切換スイッチ手段(17、又はE及びF2)と、
前記第3及び第4のスイッチの相互接続点と前記第2の電源端子との間に接続された負荷と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の周波数及び電圧値が正常の時に前記第1及び第4のモード切換スイッチ手段をオン制御し且つ前記第2及び第3のモード切換スイッチ手段をオフ制御し、且つ前記交流電源電圧の周波数が異常であり且つ電圧値が正常の時に前記第1及び第4のモード切換スイッチ手段をオフ制御し且つ前記第2及び第3のモード切換スイッチ手段をオン制御するモード切換制御回路と、
前記交流電源電圧を直流電圧に変換するように前記第1及び第2のスイッチを制御するコンバータ制御回路と、
所望周波数及び所望電圧値を有する交流電圧を前記負荷に印加するように前記第3及び第4のスイッチを制御するインバータ制御回路と
を備えた交流電力供給装置。
First and second power supply terminals for supplying an AC power supply voltage;
A series circuit of first and second capacitors;
A series circuit of first and second switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form a converter;
A series circuit of third and fourth switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form an inverter;
First mode changeover switch means (13 or A and F1) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Second mode changeover switch means (14 or B and F1) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Third mode changeover switch means (16 or D and F2) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
Fourth mode changeover switch means (17, or E and F2) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
A load connected between an interconnection point of the third and fourth switches and the second power supply terminal;
When the frequency and voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals are normal, the first and fourth mode changeover switch means are turned on, and the second and third mode changeover switch means When the frequency of the AC power supply voltage is abnormal and the voltage value is normal, the first and fourth mode changeover switch means are turned off and the second and third mode changeover switch means A mode switching control circuit for controlling ON,
A converter control circuit for controlling the first and second switches so as to convert the AC power supply voltage into a DC voltage;
An AC power supply apparatus comprising: an inverter control circuit that controls the third and fourth switches so as to apply an AC voltage having a desired frequency and a desired voltage value to the load.
交流電源電圧を供給するための第1及び第2の電源端子と、
第1及び第2のコンデンサの直列回路と、
コンバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第1及び第2のスイッチの直列回路と、
インバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第3及び第4のスイッチの直列回路と、
直流電圧を供給するための一端及び他端を有し、前記一端が前記第1及び第2のコンデンサの直列回路の一端に接続されている蓄電池と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第1のモード切換スイッチ手段(13、又はA及びF1)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第2のモード切換スイッチ手段(14、又はB及びF1)と、
前記蓄電池の他端と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第3のモード切換スイッチ手段(15、又はC及びF2)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第4のモード切換スイッチ手段(17、又はE及びF2)と、
前記第3及び第4のスイッチの相互接続点と前記第2の電源端子との間に接続された負荷と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の周波数及び電圧値が正常の時に前記第1及び第4のモード切換スイッチ手段をオン制御し且つ前記第2及び第3のモード切換スイッチ手段をオフ制御し、且つ前記交流電源電圧の周波数及び電圧値の両方が異常の時に前記第1及び第4のモード切換スイッチ手段をオフ制御し且つ前記第2及び第3のモード切換スイッチ手段をオン制御するモード切換制御回路と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の周波数及び電圧値が正常の時に前記交流電源電圧を直流電圧に変換し、前記交流電源電圧の周波数及び電圧値の両方が異常の時に前記蓄電池の直流電圧を前記第1及び第2のコンデンサの直列回路が要求している直流電圧に変換するように前記第1及び第2のスイッチを制御するコンバータ制御回路と、
所望周波数及び所望電圧値を有する交流電圧を前記負荷に印加するように前記第3及び第4のスイッチを制御するインバータ制御回路と
を備えた交流電力供給装置。
First and second power supply terminals for supplying an AC power supply voltage;
A series circuit of first and second capacitors;
A series circuit of first and second switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form a converter;
A series circuit of third and fourth switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form an inverter;
A storage battery having one end and the other end for supplying a DC voltage, the one end being connected to one end of a series circuit of the first and second capacitors;
First mode changeover switch means (13 or A and F1) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Second mode changeover switch means (14 or B and F1) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Third mode changeover switch means (15, or C and F2) connected between the other end of the storage battery and the interconnection point of the first and second switches;
Fourth mode changeover switch means (17, or E and F2) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
A load connected between an interconnection point of the third and fourth switches and the second power supply terminal;
When the frequency and voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals are normal, the first and fourth mode changeover switch means are turned on, and the second and third mode changeover switch means And the first and fourth mode changeover switch means are turned off and the second and third mode changeover switch means are turned on when both the frequency and voltage value of the AC power supply voltage are abnormal. A mode switching control circuit to control;
The AC power supply voltage is converted to a DC voltage when the frequency and voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals are normal, and the frequency and voltage value of the AC power supply voltage are both abnormal. A converter control circuit for controlling the first and second switches so as to convert a DC voltage of the storage battery into a DC voltage required by a series circuit of the first and second capacitors;
An AC power supply apparatus comprising: an inverter control circuit that controls the third and fourth switches so as to apply an AC voltage having a desired frequency and a desired voltage value to the load.
交流電源電圧を供給するための第1及び第2の電源端子と、
第1及び第2のコンデンサの直列回路と、
コンバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第1及び第2のスイッチの直列回路と、
インバータを構成するために前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に対して並列に接続された第3及び第4のスイッチの直列回路と、
直流電圧を供給するための一端及び他端を有し、前記一端が前記第1及び第2のコンデンサの直列回路の一端に接続されている蓄電池と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第1のモード切換スイッチ手段(13、又はA及びF1)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のコンデンサの相互接続点との間に接続された第2のモード切換スイッチ手段(14、又はB及びF1)と、
前記蓄電池の他端と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第3のモード切換スイッチ手段(15、又はC及びF2)と、
前記第1の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第4のモード切換スイッチ手段(16、又はD及びF2)と、
前記第2の電源端子と前記第1及び第2のスイッチの相互接続点との間に接続された第5のモード切換スイッチ手段(17、又はE及びF2)と、
前記第3及び第4のスイッチの相互接続点と前記第2の電源端子との間に接続された負荷と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の周波数及び電圧値が正常の時に前記第1及び第5のモード切換スイッチ手段をオン制御し且つ前記第2、第3及び第4のモード切換スイッチ手段をオフ制御し、且つ前記交流電源電圧の周波数が異常であり且つ電圧値が正常の時に前記第1、第3及び第5のモード切換スイッチ手段をオフ制御し且つ前記第2及び第4のモード切換スイッチ手段をオン制御するモード切換制御回路と、
前記第1及び第2の電源端子間の交流電源電圧の電圧値が正常の時に前記交流電源電圧を直流電圧に変換し、前記交流電源電圧の周波数及び電圧値の一方又は両方が異常の時に前記蓄電池の直流電圧を前記第1及び第2のコンデンサの直列回路が要求している直流電圧に変換するように前記第1及び第2のスイッチを制御するコンバータ制御回路と、
所望周波数及び所望電圧値を有する交流電圧を前記負荷に印加するように前記第3及び第4のスイッチを制御するインバータ制御回路と
を備えた交流電力供給装置。
First and second power supply terminals for supplying an AC power supply voltage;
A series circuit of first and second capacitors;
A series circuit of first and second switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form a converter;
A series circuit of third and fourth switches connected in parallel to the series circuit of the first and second capacitors to form an inverter;
A storage battery having one end and the other end for supplying a DC voltage, the one end being connected to one end of a series circuit of the first and second capacitors;
First mode changeover switch means (13 or A and F1) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Second mode changeover switch means (14 or B and F1) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second capacitors;
Third mode changeover switch means (15 or C and F2) connected between the other end of the storage battery and the interconnection point of the first and second switches;
A fourth mode changeover switch means (16, or D and F2) connected between the first power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
Fifth mode changeover switch means (17 or E and F2) connected between the second power supply terminal and the interconnection point of the first and second switches;
A load connected between an interconnection point of the third and fourth switches and the second power supply terminal;
When the frequency and voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals are normal, the first and fifth mode changeover switch means are controlled to be turned on, and the second, third and fourth modes are controlled. When the changeover switch means is turned off, and when the frequency of the AC power supply voltage is abnormal and the voltage value is normal, the first, third and fifth mode changeover switch means are turned off and the second and second modes A mode switching control circuit for turning on the mode switching switch means;
When the voltage value of the AC power supply voltage between the first and second power supply terminals is normal, the AC power supply voltage is converted into a DC voltage, and when one or both of the frequency and voltage value of the AC power supply voltage are abnormal, A converter control circuit for controlling the first and second switches so as to convert a DC voltage of the storage battery into a DC voltage required by a series circuit of the first and second capacitors;
An AC power supply apparatus comprising: an inverter control circuit that controls the third and fourth switches so as to apply an AC voltage having a desired frequency and a desired voltage value to the load.
更に、前記第1及び第2のスイッチの相互接続点に接続された第1のリアクトルと、前記第3及び第4のスイッチの相互接続点に接続された第2のリアクトルとを有していることを特徴とする請求項1又は2又は3記載の交流電力供給装置。 Furthermore, it has the 1st reactor connected to the interconnection point of the said 1st and 2nd switch, and the 2nd reactor connected to the interconnection point of the said 3rd and 4th switch. The AC power supply device according to claim 1, 2, or 3. 更に、前記蓄電池を充電する充電手段を有していることを特徴とする請求項2又は3記載の交流電力供給装置。   4. The AC power supply apparatus according to claim 2, further comprising a charging unit that charges the storage battery.
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