JPH07170677A - 無停電電源装置の蓄電池充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】無停電電源装置が負荷へ供給する電流の変動に
対応して、充電器の定格電流の範囲内で蓄電池への充電
電流を大きくできるようにする。 【構成】充電電流制御回路２２からの指令で、インバー
タ電流検出器２１が検出する電流と蓄電池電流検出器１
２が検出する電流との和が充電器３の定格電流を越えな
いように充電器３を制御する。或いは、充電器電流設定
器３１が設定する充電器３の定格電流からインバータ電
流検出器２１が検出する電流を減算器３２で減算した値
を充電電流指令値とし、偏差演算器１３は蓄電池電流検
出器１２が検出する充電電流検出値とこの充電電流指令
値との偏差を演算する。電流調節器１４はこの偏差を入
力して、入力偏差を零にする制御信号を充電器３へ与え
ることで、充電器３の定格電流範囲内で蓄電池５へは大
きな充電電流を与えることを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無停電電源装置を構
成している蓄電池の充電電流を制御する回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は無停電電源装置を構成している蓄
電池の充電回路の従来例を示した回路図である。無停電
電源装置は第１電力変換手段としての充電器３と、第２
電力変換手段としてのインバータ４、及び蓄電池５とで
構成していて、交流電源２からの交流電力を充電器３で
所望電圧の直流電力に変換するが、この直流電力はイン
バータ４で所望の電圧と周波数の交流電力に変換された
後、負荷６へ供給するようにしている。充電器３の直流
側とインバータ４の直流側とを結合している所謂直流中
間回路には蓄電池５を接続する。充電器３はインバータ
４を介して負荷６へ電力を供給すると共に、蓄電池５を
常時充電しているので、交流電源２が停電した場合は、
この蓄電池５が交流電源２の代わりにこれに蓄積した電
力をインバータ４を介して負荷６へ供給するので、この
負荷６は停電すること無く、運転を継続することができ
る。

【０００３】前述したように、充電器３はインバータ４
を介して負荷６へ電力を供給すると共に、蓄電池５へも
充電電力を供給しなければならないので、例えばインバ
ータ４の定格電流を 100Ａとし、蓄電池５を所定の充電
率で充電する際の充電電流が15Ａであったとすると、充
電器３の定格電流はこれら両者の和、即ち 115Ａに選定
する。ここで蓄電池５に15Ａよりも大きい充電電流が流
れている状態でインバータ４に定格電流（即ち 100Ａ）
が流れると、充電器３を流れる電流は定格値の100％を
越える電流が流れる不都合を生じてしまう。そこで蓄電
池５への充電電流を調節して、その値が予め定めた値を
越えないように制御する。そのために予め定めた充電電
流指令値（この場合は15Ａ）を設定する充電電流設定器
１１を設けて、蓄電池電流検出器１２が検出する充電電
流とこの充電電流指令値との偏差を偏差演算器１３で行
わせ、この演算結果を電流調節器１４へ入力させる。電
流調節器１４は入力偏差を零にする制御信号を充電器３
へ出力して、充電器３の出力電圧を制御するので、蓄電
池５への充電電流は常に充電電流指令値に一致するよう
に制御される。従って、充電器３が過電流状態になる恐
れは無い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで図３の従来例
回路では、インバータ４が軽負荷であって充電器３の電
流に余裕があっても、蓄電池５への充電電流は充電電流
設定器１１で設定した指令値のとおりでしか充電できな
い。それ故、蓄電池５が完全に放電してしまっているの
で大きな充電電流を流して急速充電をしたい場合でも、
充電電流が制限されているのでそのようなことができな
い。充電電流設定器１１を操作して充電電流指令値を大
きな値に変更すれば前述した要望に対応できるが、変更
した設定値を元に戻すのを忘れていると、インバータ４
の電流が増加したときに充電器３が過電流状態になる恐
れがあるので、充電電流設定器１１の設定を変更するこ
とは好ましくない。結局、充電器３の電流に余裕があっ
ても蓄電池５は予め定めた充電電流でゆっくり充電せざ
るを得ないことになる。

【０００５】そこでこの発明の目的は、無停電電源装置
が負荷へ供給する電流の変動に対応して、充電器の定格
電流の範囲内で蓄電池への充電電流を大きくできるよう
にすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めにこの発明の無停電電源装置の蓄電池充電回路は、交
流を直流に変換する第１電力変換手段と、直流を交流に
変換する第２電力変換手段と、これら第１電力変換手段
の直流側と第２電力変換手段の直流側とを結合している
直流中間回路に接続した蓄電池とで構成している無停電
電源装置において、前記第２電力変換手段を流れる電流
の変動に対応して、この第２電力変換手段通流電流と前
記蓄電池の充電電流との合計値が、前記第１電力変換手
段の定格電流以下となるように前記充電電流を制御する
充電電流制御手段を、当該無停電電源装置に備えるもの
とする。

【０００７】

【作用】この発明は、インバータを流れる電流と蓄電池
への充電電流とを別個に検出して、両電流の和が充電器
の定格電流を越えないように、当該充電器の出力電圧を
制御する。即ちインバータ電流が少なければ充電器の電
流を増加させるように充電器の出力電圧を上昇させ、イ
ンバータ電流が増加すれば充電器の出力電流を低下させ
て蓄電池への充電電流を減少させることにより、充電器
電流がその定格値を越えない範囲内で蓄電池への電流を
可能な限り大きくする。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を表した回路図で
あるが、これに図示している交流電源２，第１電力変換
手段としての充電器３，第２電力変換手段としてのイン
バータ４，蓄電池５，負荷６，及び蓄電池電流検出器１
２の名称・用途・機能は図３で既述の従来例回路の場合
と同じであるから、これらの説明は省略する。

【０００９】この図１の第１実施例回路では、インバー
タ電流検出器２１が検出するインバータ４の電流と、蓄
電池電流検出器１２が検出する蓄電池５への充電電流と
を充電電流制御回路２２へ入力し、両電流の和に対応し
て充電器３の出力電圧を変化させている。例えばインバ
ータ４が軽負荷の場合は、このインバータ４を流れる電
流はその定格値よりも少ないから、インバータ電流検出
器２１の検出電流と蓄電池電流検出器１２の検出電流と
の和は充電器３の定格電流よりも小さい。そこで充電電
流制御回路２２は充電器３へその直流出力電圧を上昇さ
せる指令を与える。直流中間回路電圧が上昇すると蓄電
池５の充電電流は増加するが、インバータ４から負荷６
への電流は不変である。従ってインバータ電流検出器２
１の検出電流は殆ど変化しない。即ち、直流中間回路電
圧が上昇すると蓄電池５への充電電流のみが増加して充
電器３の出力電流はその定格値に近づく。即ちインバー
タ４が軽負荷ならば充電器３の出力電流に余力を生じ、
この余力を蓄電池５の充電に振り向けることができ、当
該蓄電池５の急速充電が可能になる。

【００１０】図２は本発明の第２実施例を表した回路図
であるが、これに図示している交流電源２，第１電力変
換手段としての充電器３，第２電力変換手段としてのイ
ンバータ４，蓄電池５，負荷６，蓄電池電流検出器１
２，偏差演算器１３，及び電流調節器１４の名称・用途
・機能は図３で既述の従来例回路の場合と同じであるか
ら、これらの説明は省略する。

【００１１】この図２の第２実施例回路では、充電器電
流設定器３１は充電器３が出力可能な電流値、例えば定
格電流値を設定する。減算器３２は充電器電流設定器３
１が設定した充電器３の定格電流値からインバータ電流
検出器２１が検出する電流値を差し引く演算をするの
で、減算器３２の演算結果は蓄電池５の充電に振り向け
ることが可能な電流値である。そこで減算器３２の演算
結果を充電電流指令値とし、この充電電流指令値と蓄電
池電流検出器１２が検出する充電電流検出値との偏差を
偏差演算器１３で演算し、この演算結果を電流調節器１
４へ入力させることにより、電流調節器１４は入力偏差
を零にする制御信号を充電器３へ出力する。例えば、偏
差演算器１３の演算結果が正極性（これは充電電流検出
値よりも充電電流指令値のほうが大、即ち充電器３の出
力電流に余力があることを意味する）のときは充電器３
の出力電圧を、電流調節器１４への入力偏差が零になる
時点まで上昇させる。これとは逆に偏差演算器１３の演
算結果が負極性の場合は、充電器３の出力電流が定格値
を越えているので、電流調節器１４は充電器３の出力電
圧を低下させる制御信号を出力する。その結果直流中間
回路電圧が低下して蓄電池５への充電電流が減少して充
電器３の当初の過電流は解消する。

【００１２】前述の図１に図示の第１実施例回路、或い
は図２に図示の第２実施例回路において、インバータ電
流検出器２１は説明を簡単にするためにインバータ４の
直流側電流を検出する位置に設置しているが、インバー
タ４の交流側電流を検出する位置に設置しても差し支え
が無いことは勿論である。

【００１３】

【発明の効果】従来の無停電電源装置は、第１電力変換
手段（充電器）が過電流にならないように、予め蓄電池
への充電電流の量を決めておいて、この量を越えないよ
うに充電電流を制御していたので、第１電力変換手段の
出力に余力があっても充電電流を増やせない不都合があ
った。これに対して本発明では、蓄電池への充電電流と
第２電力変換手段を流れる電流との和が第１電力変換手
段の定格値よりも少ない場合、即ち第１電力変換手段の
出力電流に余裕がある場合ば、蓄電池への充電電流を増
加させるように当該第１電力変換手段の出力電圧を制御
する。よって従来よりも蓄電池充電電流を大きくできる
機会が増加し、蓄電池の充電時間も短縮される。その結
果電源が停電したときに蓄電池の充電が不十分なために
負荷の運転を継続できなくなる不都合を回避できる効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を表した回路図

【図２】本発明の第２実施例を表した回路図

【図３】無停電電源装置を構成している蓄電池の充電回
路の従来例を示した回路図

【符号の説明】

２ 交流電源 ３ 第１電力変換手段としての充電器 ４ 第２電力変換手段としてのインバータ ５ 蓄電池 ６ 負荷 １１ 充電電流設定器 １２ 蓄電池電流検出器 １３ 偏差演算器 １４ 電流調節器 ２１ インバータ電流検出器 ２２ 充電電流制御回路 ３１ 充電器電流設定器 ３２ 減算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流を直流に変換する第１電力変換手段
   と、直流を交流に変換する第２電力変換手段と、これら
   第１電力変換手段の直流側と第２電力変換手段の直流側
   とを結合している直流中間回路に接続した蓄電池とで構
   成している無停電電源装置において、 前記第２電力変換手段を流れる電流の変動に対応して、
   この第２電力変換手段の通流電流と前記蓄電池の充電電
   流との合計値が、前記第１電力変換手段の定格電流以下
   となるように前記充電電流を制御する充電電流制御手段
   を、当該無停電電源装置に備えていることを特徴とする
   無停電電源装置の蓄電池充電回路。
2. 【請求項２】請求項１に記載の無停電電源装置の蓄電池
   充電回路において、前記充電電流制御手段は、前記第２
   電力変換手段から検出される電流実際値を前記第１電力
   変換手段の電流定格値から減算する減算手段と、前記蓄
   電池の充電電流実際値を前記減算手段の演算結果に一致
   させる充電電流調節手段とで構成し、この充電電流調節
   手段の出力信号に従って前記第１電力変換手段を制御す
   ることを特徴とする無停電電源装置の蓄電池充電回路。