JPH06292370A - 無停電電源装置 - Google Patents

無停電電源装置

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JPH06292370A
JPH06292370A JP5100354A JP10035493A JPH06292370A JP H06292370 A JPH06292370 A JP H06292370A JP 5100354 A JP5100354 A JP 5100354A JP 10035493 A JP10035493 A JP 10035493A JP H06292370 A JPH06292370 A JP H06292370A
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JP
Japan
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power supply
inverter
pair
uninterruptible power
converter
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JP5100354A
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Hirotami Nakano
博民 中野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁環境が良好な無停電電源装置を提供する
こと。 【構成】 入力電源Eからの電力を変換するコンバータ
1の出力側に接続されたインバータ2の出力側に直列接
続された2個のコンデンサC3,C4の接続点Mと入力
電源Eに並列に接続されたセンタータップインダクタン
スのセンタータップとを接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,無停電電源装置に関
し,詳しくは,電磁環境が良好な無停電電源装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の無停電電源装置を示す電気
回路図である。図3を参照して,交流電源Eが電源端子
T1,T2に接続される。ブリッジ接続された4つのス
イッチQ1,Q2,Q3,Q4から成るコンバータ1の
一対の交流入力端子は,リアクトルLを介して電源端子
T1,T2に接続される。各スイッチQ1,Q2,Q
3,Q4は,環流ダイオードが内蔵されたパワーMOS
FETで構成される。コンバータ1は,交流電力を直流
電力に変換するものである。コンバータ1は,各スイッ
チQ1〜Q4をオンオフ制御することにより,コンバー
タの出力の直流電圧を制御するものである。コンバータ
1の直流出力端子に接続された一対の電力ライン7,8
間には,平滑コンデンサCとインバータ2と,さらに,
非常用エネルギ供給源、即ち、停電バックアップ用の電
源として蓄電池Bが接続される。通常時は,交流電源E
によって蓄電池Bが充電される。交流電源Eが停電した
際は,蓄電池Bに蓄えられているエネルギがンバータ2
に供給される。インバータ2は、ブリッジ接続された4
つのスイッチS1,S2,S3,S4から成る。各スイ
ッチS1,S2,S3,S4は,環流ダイオードが内蔵
されたパワーMOSFETで構成される。インバータ2
は、スイッチS1−S4をPWM制御することにより,
一定周波数一定電圧の交流電力を出力するものである。
インバータ2の交流出力端子は、リアクトルLFとコン
デンサCFとからなるフィルタ回路を介して負荷端子T
3,T4に接続される。そして、負荷端子T3,T4間
には、負荷3が接続される。
【0003】図2は別の従来の無停電電源装置を示す電
気回路である。この図2に示した従来例は,図3に示し
たリアクトルLを取除くとともに,図3のコンバータ1
に代えてダイオードD1,D2,D3,D4で構成され
たコンバータ1DDを用いたものであり,その他の構成
は図3と同じである。
【0004】ここで,図2、図3に於ける従来の問題点
について説明する。インバータ2のスイッチS1−S4
のスイッチング動作により,電源Eの中性点電位と負荷
端子T3,T4間の中性点電位との間の電圧が激しく大
きく変動していた。この変動のため,負荷3の電磁環境
が極度に悪化していた。更に,この変動が,交流電力ラ
インの漂遊容量CS1,CS2などを介して他の電子装
置に障害ノイズを誘発して電磁環境を汚染していた。
【0005】図4は従来の無停電源装置を示す電気回路
図である。図4を参照して,交流電源Eが無停電電源装
置の電源端子T1,T2に接続される。ブリッジ接続さ
れた4つのスイッチQ1,Q2,Q3,Q4から成るコ
ンバータ1の一対の交流入力端子は,リアクトルLを介
して電源端子T1,T2に接続される。各スイッチQ
1,Q2,Q3,Q4は,環流ダイオードが内蔵された
パワーMOSFETで構成される。コンバータ1は,交
流電力を直流電力に変換するものである。コンバータ1
は,各スイッチQ1〜Q4をオンオフ制御することによ
り,コンバータの出力の直流電圧を制御するものであ
る。コンバータ1の直流出力端子に接続された一対の電
力ライン7,8間には,平滑コンデンサCとインバータ
2と停電バックアップ用の電源、即ち、非常用エネルギ
供給源として蓄電池Bが接続される。通常時は,交流電
源Eによって蓄電池Bが充電される。交流電源Eが停電
した際は,蓄電池Bに蓄えられているエネルギがンバー
タ2に供給される。インバータ2は、ブリッジ接続され
た4つのスイッチS1,S2,S3,S4から成る。各
スイッチS1,S2,S3,S4は,環流ダイオードが
内蔵されたパワーMOSFETで構成される。インバー
タ2は、スイッチS1−S4をPWM制御することによ
り,一定周波数一定電圧の流電力を出力するものであ
る。インバータ2の交流出力端子は、リアクトルLFと
コンデンサCFとからなるフィルタ回路及びトランスT
を介して負荷端子T3,T4に接続される。そして、負
荷端子T3,T4間には、負荷3が接続される。更に、
図4では、直送回路4が電源端子T1,T2と負荷端子
T3,T4との間に接続される。この直送回路4は、負
荷3の突入電流や過負荷時等に、負荷3への給電をイン
バータ2側から商用電源E側へ切り換えを行うものであ
る。
【0006】ここで,図4の従来の問題点について説明
する。通常,直送回路4を備えた無停電電源装置では,
その出力部に絶縁トランスが用いられている。この絶縁
トランスにより,無停電電源装置内部の電力用スイッチ
ング素子のスイッチングにより発生する電気的障害ノイ
ズが負荷がわへ悪影響を与えることが効果的に抑制され
る。しかしながら、トランスTの1次と2次巻線間の漂
流容量が存在するため、このトランスTの漂遊容量を介
して、負荷3の電磁環境が悪化していた。更に、この絶
縁トランスTは、高価であり、そして、質量が非常に重
く、損失を発生する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】それ故に,この発明の
主たる目的は,電磁環境が良好な無停電電源装置を提供
することである。更に,この発明の別の目的は,他の電
子装置に電磁干渉ノイズを与えることを抑制し,電気的
障害ノイズの低減化を図ることである。そして、この発
明の他の目的は,インバータのスイッチング動作による
負荷側の電磁環境の悪化を抑制することである。更にま
た、この発明の別の目的は,絶縁トランスに頼ることな
く負荷への電気的障害ノイズの低減化を可能にした無停
電電源装置並びにその給電方法に関するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】負荷に電力を供給する無
停電電源装置であって,インバータの出力側に直列接続
された2個のコンデンサとを具備し,この2個のコンデ
ンサ間の接続点と,電源端子に並列に接続されたタップ
インダクタンスのタップまたは中性点端子とを接続す
る。
【0009】
【作用】電源端子に並列に接続されたタップインダクタ
ンスのタップ,または,中性点端子と,インバータの出
力側に直列接続された2個のコンデンサの接続点とを接
続することにより,インバータのスイッチングによる負
荷の電磁環境への悪影響が効果的に抑制される。
【0010】
【発明の実施例】図1はこの発明の第1の実施例を示す
電気回路図である。図1を参照して,交流電源Eが電源
端子T1,T2に接続される。また,電源端子T1,T
2の間には,センタータップ付きインダクタンスLTが
接続される。このインダクタンスLTの各巻線は互いに
密結合であり,また,交流電源Eの周波数に対してイン
ダクタンスLTは高いインピーダンスをもちインダクタ
ンスLTを流れる励磁電流は小さい。ブリッジ接続され
た4つのダイオードD1,D2,D3,D4から成るコ
ンバータ1DDの一対の交流入力端子は,電源端子T
1,T2に接続される。各スイッチQ1,Q2,Q3,
Q4は,環流ダイオードが内蔵されたパワーMOSFE
Tで構成される。コンバータ1DDは,交流電力を直流
電力に変換するものである。コンバータ1の直流出力端
子に接続された一対の電力ライン7,8間には,平滑コ
ンデンサCが接続される。電力ライン7,8間には,さ
らに,インバータ2と非常用エネルギ供給源、即ち、停
電バックアップ用の電源として蓄電池Bが接続される。
通常時は,交流電源Eによって蓄電池Bが充電される。
交流電源Eが停電した際は,蓄電池Bに蓄えられている
エネルギがンバータ2に供給される。インバータ2はス
イッチS1,S2,S3,S4をブリッジ接続したもの
である。各スイッチS1,S2,S3,S4は,環流ダ
イオードが内蔵されたパワーMOSFETで構成され
る。インバータ2は無騒音化のために20kHz程度の
可聴周波数以上の動作周波数を持ち,正弦波変調を行い
一定周波数一定電圧の交流電圧を出力するものである。
インバータ2の出力点より出力される交流電力は,負荷
3に供給される。インバータ2の出力点より出力され負
荷3に供給される交流電力は,スイッチングに起因する
不要な高調波成分を含むため,インダクタンスL3,L
4とコンデンサC3、C4とから成るフィルタを介して
負荷3に供給される。図に於て、コンデンサC3,C4
の値は30μF、インダクタンスL3,L4は0.5m
Hである。そして、これらのコンデンサC3とC4との
接続点MはインダクタンスLTのタップに接続される。
【0011】ここで,インダクタンスLTのタップと接
続点Mとを接続することの役割について説明する。接続
点Mとタップとを接続しない場合,インバータ2のスイ
ッチS1,S3がオン,スイッチS2,S4がオフする
と,接続点Mの電位は,ライン7の電位となり,そし
て,スイッチS1,S3がオフ,スイッチS2,S4が
オンすると,接続点Mの電位は,ライン8の電位と等し
くなる。そのため,電源Eの中性点,または,インダク
タンスLTのタップと接続点Mとの間に,高周波の電圧
がインバータ2のスイッチングにより発生する。したが
って,電源E側の中性点と接続点Mとの間の電圧がスイ
ッチングにより激しく変動する。この変動を抑制するた
めに,タップと接続点Mとを接続している。即ち,接続
点Mがタップと接続されているため,インバータ2のス
イッチS1−S4のスイッチング動作により,入力電源
側の中性点と負荷端子T3,T4との間の電圧が激しく
大きく変動しない。更にまた,負荷3の中性点と電源E
側の中性点との間の電圧がインバータ2のスイッチング
により殆ど乱されなくなる。したがって,負荷3側の中
性点と電源E側の中性点との間の電圧は,インバータ2
のスイッチングの影響をほとんど受けない。その結果,
負荷3や他の電子装置への障害ノイズの低減に極めて効
果的に作用する。
【0012】次に,リアクトルL3,L4の役割につい
て説明する。リアクトルL3,L4の一方がない場合,
インバータ2の高周波のスイッチング動作により,イン
ダクタンスLTのタップと接続点Mとを結ぶ結線を介し
て過大な高周波電流が発生する。その結果,スイッチS
1−S4に過大な高周波電流が流れ,これらのスイッチ
S1−S4の破壊につながる。しかし,図1に示したよ
うに,リアクトルL3,L3を電力ラインに接続するこ
とにより,結線を流れる過大な高周波電流はリアクトル
L3,L4により効果的に抑制され,スイッチS1−S
4の破壊が回避される。
【0013】図5は無停電電源装置の第2の実施例を示
す電気回路である。この図5に示した実施例は,図1の
コンバータ1DDに代えてスイッチS1,S2,S3,
S4で構成されたコンバータ1を用いる共に、リアクト
ルL1,L2を電源端子T1,T2とコンバータ1を挿
入したものであり,その他の構成は図1と同じである。
【0014】図6は無停電電源装置の第3の実施例を示
す電気回路である。この図6に示した実施例は,図1に
示したインダクタンスLTを取除くとともに,図1の電
源Eに代えて三線式電源E0の一対の交流電力ラインが
電源端子T1,T2に接続され,また,三線式電源E0
の中性線が無停電電源装置の中性点端子に接続され,更
にその中性点端子Pは結線を介し接続点Mに接続したも
のであり,その他の構成は図1と同じである。
【0015】図7は無停電電源装置の第4の実施例を示
す電気回路である。この図7に示した実施例は,図5に
示したインダクタンスLTを取除くとともに,図5の電
源Eに代えて三線式電源E0の一対の交流電力ラインが
電源端子T1,T2に接続され,また,三線式電源E0
の中性線が無停電電源装置の中性点端子に接続され,更
にその中性点端子Pは結線を介し接続点Mに接続したも
のであり,その他の構成は図5と同じである。
【0016】次に,リアクトルL1,L2の役割につい
て説明する。リアクトルL1,L2は、中性点端子Pと
接続点Mとを結ぶ結線を介して過大な高周波電流が発生
することを効果的に抑制するものである。
【0017】図8は無停電電源装置の第5の実施例を示
す電気回路である。この図8に示した実施例は,図5に
示した実施例に直送回路4を電源端子T1,T2と負荷
端子T3,T4との間に接続したものであり、その他の
構成は図5と同じである。この直送回路4は、負荷3の
突入電流や過負荷時等に、負荷3への給電をインバータ
2側から商用電源E側へ切り換えを行うものである。
【0018】図9は無停電電源装置の第6の実施例を示
す電気回路である。この図9に示した実施例は,図7に
示した実施例に直送回路4を電源端子T1,T2と負荷
端子T3,T4との間に接続したものであり、その他の
構成は図7と同じである。この直送回路4は、負荷3の
突入電流や過負荷時等に、負荷3への給電をインバータ
2側から商用電源E側へ切り換えを行うものである。
【0019】本発明は図1、図5〜図9の特定の実施例
に限定されるものではなく幾多の変形や修正が可能であ
る。すなわち,技術に精通した当業者なら,他のより複
雑な,あるいは,より簡単な構造の無停電電源装置を用
いてこの発明思想の精神及び範囲から逸脱することなく
種々の別の実施様態を実現できる。例えば、入力電源も
単相電源に限定されるものでなく,三相電源,特に四線
式三相電源にも容易に適用される。さらに,インバータ
やコンバータも例示された実施例に限定されるものでは
なく,他の構造のインバータやコンバータを用いて既述
の発明を実施できる。
【0020】
【発明の効果】以上のように,本発明は,タップインダ
クタンスのタップまたは,中性点端子を用いることによ
り,インバータの出力交流ラインが安定となる。それに
より負荷側の電磁環境が効果的に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示した回路図。
【図2】 従来例を示した回路図。
【図3】 従来例を示した回路図。
【図4】 従来例を示した回路図。
【図5】 本発明の第2の実施例を示した回路図。
【図6】 本発明の第3の実施例を示した回路図。
【図7】 本発明の第4の実施例を示した回路図。
【図8】 本発明の第5の実施例を示した回路図。
【図9】 本発明の第6の実施例を示した回路図。
【符号の説明】
1,1DD コンバータ 2 インバータ 3 負荷 E,E0 電源 LT センタータップ付きインダクタンス

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力を負荷に供給する無停電電源装置で
    あって, 一対の電源端子と, 前記一対の電源端子間に並列に接続されたタップ付きイ
    ンダクタンスと, 一対の入力端子が前記一対の電源端子に接続されたコン
    バータと, 前記コンバータの出力側に接続されインバータとを具備
    し, 前記インバータの出力側に接続された2個のコンデンサ
    間の接続点と,前記タップ付きインダクタンスのタップ
    とを接続することを特徴とする無停電電源装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に従属する無停電電源装置であ
    って,さらに前記2個のコンデンサ間の前記接続点と,
    前記タップ付きインダクタンスの前記タップとを接続す
    る接続線に高周波電流が流れることを抑制する一対のリ
    アクトル備えたことを特徴とする無停電電源装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に従属する無停電電源装置であ
    って, 前記一対のリアクトルは、前記インバータと前記2個の
    コンデンサからなる直列回路との間に接続される。
  4. 【請求項4】 電力を負荷に供給する無停電電源装置で
    あって, 一対の電源端子と, 中性点端子と, 一対の入力端子が前記一対の電源端子に接続されたコン
    バータと, 前記コンバータの出力側に接続されインバータとを具備
    し, 前記インバータの出力側に接続された2個のコンデンサ
    間の接続点と前記中性点端子とを接続したことを特徴と
    する無停電電源装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に従属する無停電電源装置であ
    って,さらに前記2個のコンデンサ間の前記接続点と,
    前記中性点端子とを接続する接続線に高周波電流が流れ
    ることを抑制する一対のリアクトル備えたことを特徴と
    する無停電電源装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に従属する無停電電源装置であ
    って, 前記一対のリアクトルは、前記インバータと前記2個の
    コンデンサからなる直列回路との間に接続される。
  7. 【請求項7】 請求項5に従属する無停電電源装置であ
    って, 前記一対のリアクトルは、前記電源端子と前記コンバー
    タとの間に接続される。
JP5100354A 1993-04-03 1993-04-03 無停電電源装置 Pending JPH06292370A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148204A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010148204A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換装置

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