JPH0545086Y2

JPH0545086Y2 -

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Publication number: JPH0545086Y2
Application number: JP2365391U
Authority: JP
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1991-04-10
Publication date: 1993-11-17
Anticipated expiration: 2003-11-17
Also published as: JPH0497442U

Description

【考案の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】この考案は電子レジスタ
ー等に用いられる分散配置形の無停電電源装置に
関する。

【0002】

【従来の技術】シヨンピングストア等での販売
管理の合理化によりPOS（販売時点管理システ
ム）の採用が増え、これに伴つて停電対策用小形
無停電電源装置（以下UPSと呼ぶ）の設置が増
加している。このような用途においては、増設の
容易さ、故障の分散、初期投資の低減等の理由で
各レジスターごとに小形UPSを分散配置する方
法が多く用いられる傾向にある。

【0003】従来のUPSを図７のブロツク系統図
及び図８の動作波形図を参照して説明する。商用
電源が正常時には、入力端子１に印加された商用
電力はスイツチ手段２（ａ−ｃ間オン）を介して
出力端子３へ供給される。この間充電器４は商用
電力の一部を整流して蓄電池５を充電する。シヨツピングストアの閉店に伴い時間t₁において
負荷（電子レジスター）がオフにされ（図８Ａ）、
夜間の時間t₂においてはUPSの入力商用電源が強
制的にオフにされる（図８Ｂ）。即ちシヨツピン
グストア等では火災予防を目的として、夜間の電
源幹線は一括して遮断され、冷蔵庫等必要最低限
の負荷を除きこの対象となり、UPSの入力電源
も遮断される。負荷をオフにした時間t₁かあるい
は幹線一括遮断時t₂にUPSのオン／オフスイツチ
もオフにするようにしている。しかしUPSをオ
フにするのを忘れた場合には、時間t₂において入
力電源断が停電検出器６により検出され、停電検
出器６より高レベルの検出信号Ｂが制御回路７に
与えられる（図８Ｂ）。制御回路７はこの検出信
号Ｂを受信すると、制御信号Ｃによりスイツチ手
段２を制御してスイツチを切り換え、ｂ−ｃ間を
オンにする（図８Ｃ）と共に、インバータ８を駆
動する。インバータ８により蓄電池５の電力は交
流電力に変換され（図８Ｄ）、スイツチ手段２を
介して出力端子３に交流電圧が供給される（図８
Ｅ）。

【0004】翌朝、時間t₃において電源幹線がオン
にされると、停電検出器６の出力Ｂは低レベルと
なり、スイツチ手段２は切り換えられてａ−ｃ間
がオンとされ、またインバータ８はオフとされ
る。翌朝の開店の少し前の時間t₄において、負荷（電
子レジスター）はオンとされる。

【0005】時間t₅において停電が発生したとする
と、停電検出器６の出力Ｂは高レベルとされ、ス
イツチ手段２はｂ−ｃ間がオンになるように切り
換えられ、またインバータ８はオンにされ、商用
電源に代わつて交流電力を出力端子３に供給す
る。停電中、時間t₆〜t₇においてUPSが置かれたレジ
が都合により休止になつたとすれば、この間電子
レジスターの電源スイツチはオンにされ、UPS
の電力消費を軽減するようにしている。

【0006】時間t₈において停電が復旧したとすれ
ば、停電検出器６の出力は低レベルとされ、スイ
ツチ手段２はａ−ｃ間がオンに切り換えられ、ま
たインバータ８はオフにされ再び商用電源が出力
端子３に与えられる。

【0007】

【考案が解決しようとする課題】従来のUPS
では閉店後負荷をオフにする時点（t₁）あるいは
幹線一括遮断時点（t₂）において、UPSをオフに
するのを忘れた場合には、幹線が一括遮断される
時間t₂〜t₃にわたつてインバータ８はオンにさ
れ、無負荷運転損失が発生する。無負荷運転損失
とは無負荷時におけるインバータ８内部の主にト
ランス、スイツチングトランジスタ及びフイルタ
で生ずる損失である。このため蓄電池５の電力が
無駄に消費される。いま蓄電池が約30分間の停電
に対して負荷に電力供給できる容量であるとすれ
ば、幹線一括遮断されてより約10時間経過する
と、蓄電池５はほとんど負荷への電力供給能力を
失つてしまう。翌日開店してからまもなく停電が
発生したとすれば蓄電池５は未だ充分充電されて
いないので電圧が回復されておらず、負荷へ電力
を供給できる時間は僅か（例えば10分間）とな
り、30分間の停電にも対処できなくなり、レジの
業務に多大の混乱を招く恐れがある。

【0008】幹線一括遮断される時間が長時間（例
えば15時間）に及ぶ場合には、この間蓄電池５は
無負荷運転されて過放電となり、その寿命を著し
く低下させる。負荷（電子レジスター）をオフにすると、UPS
もオフとなるようにできれば問題はないが、しか
し電子レジスターは既設のものでサービスに供さ
れているものであり、その製造メーカも種々あ
り、新しくUPSを設置するからといつて電子レ
ジスターを改造することは許されない場合が多
く、従つて上記の問題が生ずる。

【0009】このような問題をなくすために、停電
時または幹線一括遮断時において、負荷電流の有
無を調べ、負荷電流が検出できない場合は、負荷
が接続されていないと判定してインバータ８を動
作させないようにすることが考えられる。このよ
うにすると、停電中にインバータ８を動作させ、
インバータ８の出力を負荷に供給して負荷を動作
させている状態から、一度負荷の動作を停止し、
負荷を切り離し、その後、その停電中に負荷を再
び接続して負荷を動作させようとしても負荷電流
が流れないため、インバータを自動的に動作させ
ることができないという問題が生じる。

【0010】

【課題を解決するための手段】この考案によれ
ば、負荷に流れる交流電流を検出して負荷の有無
を検出する負荷電流検出器と、蓄電池の電圧が基
準値以上であるか否かを判別する比較器と、停電
時に負荷電流検出器により負荷が存在しているこ
とが検出され、かつ蓄電池の電圧が基準値以上で
ある場合に、商用電源周波数を持つ交流電力を負
荷に連続的に供給するようにインバータを駆動
し、停電時に、負荷電流検出器により負荷の存在
が検出されず、かつ蓄電池の電圧が基準値以上で
ある場合に、商用電源周波数を持つ交流電力を負
荷に間欠的に短時間供給するようにインバータを
駆動する制御回路とが設けられる。

【0011】

【実施例】この考案の実施例を図１の回路系統
図及び図２の各部の動作波形図を参照して説明す
る。図７と対応する部分には同じ符号を付して重
複説明は省略する。スイツチ手段２と出力端子３
との間に負荷の有無を検出する負荷検出手段９が
設けられる。また蓄電池５の電圧が比較器１０に
与えられ、基準電圧E_rと比較され、基準電圧を越
えているか否かが判別される。負荷検出手段９及
び比較器１０の出力は共に制御回路７に与えられ
る。

【0012】従来例と同様に、閉店に伴い時間t₁に
おいて負荷がオフとされ（図２Ａ）、夜間の時間
t₂において幹線が一括遮断されるものとする。一
般的にこの時間t₁あるいはt₂においてUPSもオフ
とするが、もしオフとするのを忘れたものとしよ
う。負荷検出手段９においてはスイツチ手段２より出
力端子３に至る系路にCT（カレントトランス）９
ａが挿入され、負荷電流に比例した電圧が取り出
されて負荷電流検出器９ｂに与えられる。負荷電
流検出器９ｂではこの電圧が基準値と比較され
る。基準値以上または以下であれば、それぞれ負
荷電流が存在するまたは存在しないと判定して、
それぞれ高レベルまたは低レベルの検出信号Ｄが
オフデイレー回路９ｃに与えられる。オフデセイ
レー回路９ｃは高レベルの検出信号Ｄを受信する
と直ちに高レベルの信号Ｅを出力するが、検出信
号Ｄが低レベルに立下つてもその出力Ｅは直ちに
立下らず遅延時間Δ（例えば１秒）をもつて立下
る回路である。

【0013】時間t₁において負荷電流検出器９ｂの
出力Ｄが立下る（図２Ｄ）とオフデイレー回路９
ｃの出力はΔ時間後に立下る（図２Ｅ）。制御回路７においてアンド回路７ｃは停電検出器
６の検出信号Ｂと比較器１０の出力信号とのアン
ドをとり、アンドがとれた場合に高レベルの出力
信号Ｆがインバータ駆動回路７ｄに与えられる。
またオフデイレー回路９ｃの出力Ｅが直接インバ
ータ駆動回路７ｄのセレクト端子へ直接供給され
る。インバータ駆動回路７ｄはアンド回路７ｃの
出力Ｆが高レベルのときインバータ８を駆動する
が、その際、オフデイレー回路９ｃの出力Ｅが高
レベルであれば連続駆動、低レベルであれば間欠
駆動を行う。

【0014】つまり停電が検出され停電になる直前
に負荷電流が存在し、かつ蓄電池５の電圧が基準
値以上である場合にインバータ駆動回路７ｄはオ
ンとされるが、時間t₂においてはその直前に負荷
電流が存在せず、オフデイレー回路９ｃの出力Ｅ
は低レベル（図２Ｅ）、アンド回路７ｃの出力Ｆ
は高レベルで（図２Ｆ）あり、インバータ駆動回
路７ｄは間欠駆動をし（図２F′）、インバータ８
は間欠駆動される（図２Ｇ）。制御回路７にはバ
ツフア回路７ａが設けられる。バツフア回路７ａ
は、時間t₂において停電検出器６より高レベルの
検出信号Ｂを受信すると、制御信号をスイツチ手
段２に与えて可動接片ｃを固定接片ａより固定接
片ｂ側に切り換える。しかしインバータ８は上述
のように間欠駆動されるので交流電力がわずかず
つ間欠的に出力端子３に供給されるだけである
（図２Ｊ）。

【0015】翌朝、時間t₂において幹線電源がオン
にされると、停電検出器６の出力Ｂは低レベルと
なり（図２Ｂ）、スイツチ手段２の可動接片ｃは
固定接片ａ側に切り換えられ（図２Ｃ）、出力端
子３には商用電源が与えられる（図２Ｊ）。閉店に先立つ時間t₄において負荷がオンにされる
と（図２Ａ）、負荷電流検出器９ｂの出力Ｄは高
レベルとなり（図２Ｄ）、オフデイレー回路９ｃ
の出力Ｅも高レベルとなる（図２Ｅ）。しかし停
電検出器６の出力Ｂは低レベルのままであるから
（図２Ｂ）、アンド回路７ｃの出力Ｆも低レベルの
ままであり（図２Ｆ）、インバータ８は駆動され
ない（図２Ｇ）。

【0016】開店直後、時間t₅において停電が発生
したとすれば停電検出器６の出力Ｂは高レベルと
なり（図２Ｂ）、スイツチ手段２の可動接片ｃは
固定接片ｂ側に切り換えられる（図２Ｃ）。また
負荷電流検出器９ｂの出力Ｄは低レベルに立下
る。しかしオフデイレー回路９ｃは立下り遅延時
間Δを有するので、その出力は直ちに立下ること
はなく、高レベルを維持する。幹線一括遮断期間
t₂〜t₃においてインバータ８に駆動されず蓄電池
５は電力を消費されないので、時間t₅においては
一般に過放電判定基準電圧E_r以上であり、停電検
出器６の出力も高レベルであり、従つてアンド回
路７ｃの出力Ｆは高レベルとなり、またオフデイ
レー回路９ｃの出力Ｅも高レベルであるからイン
バータ駆動回路７ｄは連続駆動を行い（図２F′）
インバータ８は連続動作し（図２Ｇ）、出力端子
３にはインバータ８の交流電圧が供給される（図
２Ｊ）。これにより負荷電流検出器９ｂの出力Ｄ
は再び高レベルに戻され（図２Ｄ）、オフデイレ
ー回路９ｃの出力は高レベルを継続する（図２
Ｅ）。

【0017】停電中、このUPSの置かれたレジが
休止にされるような場合（勿論他の幾つかのレジ
は稼動している）、UPS（蓄電池）の無駄な電力
消費を防ぐために、負荷（電子レジスター）は時
間t₆においてオフにされる（図２Ａ）。負荷電流
検出器９ｂの出力Ｄは低レベルとなり、オフデイ
レー回路９ｃの出力ＥはΔ時間後低レベルとなる
（図２Ｅ）。これによりアンド回路７ｃの出力Ｆは
高レベルだが、オフデイレー回路９ｃは低レベル
の状態となり、インバータ駆動回路７ｄは間欠駆
動の状態となり、周期Ｔ（例えば２〜３秒）の間
欠パルスａ，ｂ，ｃ，ｄがインバータ駆動回路７
ｄより出力され（図２F′）、インバータ８が駆動
され、対応したパルス電圧a′，b′，c′，d′を出力
する（図２Ｇ）。パルス電圧a′，b′，c′によつては
負荷がオフであるので対応した負荷電流は流れ
ず、負荷電流検出器９ｂの出力Ｄは低レベルであ
る。時間t₇において負荷がオンとなると（図２
Ａ）直後のパルス電圧d′により負荷電流が流れ、
負荷電流検出器９ｂの出力Ｄ、従つてオフデイレ
ー回路９ｃの出力Ｅが高レベルとなり、インバー
タ駆動回路７ｄは連続駆動を行う。

【0018】インバータ駆動回路７ｄの一例を図３
に示す。この回路の動作を図４の動作波形図を参
照して説明する。クロツク発生器３０で発生され
たクロツクパルス（図４Ｃ）は、分周器３１で
１／ｎに分周され（図４Ｄ）、この分周波が立上
り微分回路３２及び立下り微分回路３３に与えら
れ、それぞれの微分出力（図４Ｅ及びＦ）がスイ
ツチ回路３４に与えられる。

【0019】一方クロツクパネルはＴ型フリツプフ
ロツプ３５にも与えられ、クロツクパルスの立上
りエツジで極性が反転するＱ出力がスイツチ回路
３４に与えられる（図４Ｉ）。一方スイツチ回路
３４はRSフリツプフロツプ回路３６のＱ出力で
制御される。そのRSフリツプフロツプ回路３６
はオフデイレー回路９ｃの出力Ｅによりリセツト
され、また出力Ｅの反転信号と、立上り微分回路
３２の出力及び立下り微分回路３３の出力のオア
を取つた信号とのアンドを取つた信号でセツトさ
れる（図４Ｇ）。フリツプフロツプ３６は時間t₆
＋Δ後、最初のセツトパルスでセツトされ、高レ
ベルの出力をスイツチ回路３４に与えスイツチを
図のａ側へ切り換える（図４Ｈ）。スイツチ回路
３４の出力はアンド回路７ｃの出力Ｆと共にアン
ド回路３７，３８に与えられ、アンド回路３７，
３８の出力はそれぞれドライバー３９，４０に与
えられ、ドライバー３９，４０の出力（図４Ｊ，
Ｋ）F′，F″がインバータ８に供給される。

【0020】図５は、商用電源が正常時商用電源を
充電器４で整流し、その整流出力で蓄電池５を充
電すると共に、蓄電池５の電力をインバータ８で
交流電力に変換して負荷へ供給し、停電時には蓄
電池５の電力をインバータで交流電力に変換して
負荷へ供給する方式をとつたUPSにこの考案を
適用した場合の実施例を示したものである。

【0021】図６は、商用電源が正常時これを負荷
へ供給すると共にインバータ８で整流して蓄電池
５を充電し、停電時にはスイツチ手段２をオフに
すると共に、蓄電池５の電力をインバータ８で交
流電力に変換して負荷に供給する方式をとつた
UPSにこの考案を適用した場合の実施例を示し
たものである。図５及び図６の実施例はいずれも図１の実施例と
同様であるので説明は省略する。

【0022】

【考案の効果】この考案によれば閉店に伴い負
荷（電子レジスター）をオフにする際または夜
間、電源幹線を一括遮断する際にUPSをオフに
するのを忘れたとしても、その電源幹線が遮断さ
れている間にUPSのインバータはオフとされる
かあるいは間欠運転されるため、無負荷運転損失
がゼロかまたは極めて小さくなり、よつて従来の
ように蓄電池の電力がほとんど無駄に消費される
ことがなくなり、翌朝開店直後に停電が発生した
場合にも充分対処することができる。また夜間の
幹線一括遮断期間に蓄電池が過放電にされ蓄電池
の寿命を短くする恐れもない。

【0023】停電中、負荷をオフとした期間におい
ても、インバータは間欠運転されるので、同様に
蓄電池の電力が無駄に消費されることはほとんど
無くそれだけ長時間の停電に対処できる。またUPSの補償時間以上停電が継続し、蓄電池
の電圧が基準値以下に下がつた場合にはインバー
タの駆動を停止するので、蓄電池が過放電とな
り、その寿命を低下する恐れもない。

【0024】しかも、停電中で無負荷の場合でも、
インバータは間欠運転されているので、負荷を接
続すると、負荷電流が流れ、負荷電流検出器がそ
の接続を検出してインバータを連続駆動状態にし
て自動的に負荷が動作状態になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示すブロツク系統
図。

【図２】図１の動作を説明するための動作波形
図。

【図３】インバータ駆動回路の一例を示す回路
図。

【図４】図３の動作を説明するための動作波形
図。

【図５】この考案の他の実施例を示すブロツク系
統図。

【図６】この考案の更に他の実施例を示すブロツ
ク系統図。

【図７】従来の無停電電源装置を示すブロツク系
統図。

【図８】図７の動作を説明するための動作波形
図。

【符号の説明】

１……入力端子２……スイツチ手段３……出力端子４……充電器５……蓄電池６……停電検出器７……制御回路８……インバータ９……負荷検出手段１０……比較器１１……負荷。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】商用電源の停電を検出すると蓄電
池の電力をインバータで交流電力に変換して負荷
に供給する無停電電源装置において、上記負荷に流れる交流電流を検出して、負荷の有
無を検出する負荷電流検出器と、上記蓄電池の電圧を基準値と比較し、基準値以上
であるか否かを判別する比較器と、停電時に、上記負荷電流検出器により負荷の存在
が検出され、かつ上記蓄電池の電圧が基準値以上
である場合に、商用電源周波数を持つ交流電力を
負荷に連続的に供給するように上記インバータを
駆動し、停電時に、上記負荷電流検出器により負
荷の存在が検出されず、かつ上記蓄電池の電圧が
基準値以上である場合に、商用電源周波数を持つ
交流電力を上記負荷に間欠的に短時間供給するよ
うに上記インバータを駆動する制御回路とを具備
することを特徴とする無停電電源装置。