不間斷供電電源裝置的製作方法
2023-10-09 03:32:04 3
專利名稱：不間斷供電電源裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及不間斷供電電源裝置，特別涉及即使在停電時也能向負載進行供電的不間斷供電電源裝置。
背景技術：
以往，作為用於向計算機系統等重要負載穩定地提供交流電的電源裝置，廣泛使用不間斷供電電源裝置。例如如日本專利特開2001-61238號公報(專利文獻1)所示，不間斷供電電源裝置一般包括變換器，該變換器將來自商用交流電源的第1交流電轉換成直流電；蓄電裝置，該蓄電裝置儲存直流電；以及逆變器，該逆變器將由變換器或蓄電裝置所提供的直流電轉換成商用頻率的第2交流電，並將其提供給負載。
在由商用交流電源提供第1交流電的正常時，變換器將第1交流電轉換成直流電， 一邊對蓄電裝置進行充電，一邊向逆變器提供直流電。逆變器將直流電轉換成第2交流電， 並將其提供給負載。在商用交流電源停電的情況下，由蓄電裝置向逆變器提供直流電，從而逆變器持續向負載提供第2交流電。
專利文獻1 日本專利特開2001-61238號公報發明內容
但是，在現有的不間斷供電電源裝置中，在停電時間較長、蓄電裝置的輸出電壓下降至放電終止電壓的情況下，整個裝置都會停電，從而向負載的供電也會停止。之後，在重新開始由商用交流電源進行供電的情況下，需要通過手動來起動不間斷供電電源裝置，使用的便利性較差。
因此，本發明的主要目的在於，提供一種不間斷供電電源裝置，該不間斷供電電源裝置會在停電後重新開始由商用交流電源進行供電的情況下自動起動。
本發明所涉及的不間斷供電電源裝置包括變換器，該變換器將由商用交流電源所提供的第1交流電轉換成直流電；逆變器，該逆變器將由變換器或蓄電裝置所提供的直流電轉換成商用頻率的第2交流電；直流電源，該直流電源基於第2交流電來生成直流電源電壓；第1開關，該第1開關的一端接受第1交流電，其另一端與負載相連接；第2開關，該第2開關的一端接受第2交流電，其另一端與負載相連接；以及控制電路，該控制電路由直流電源電壓來進行驅動。控制電路具有第1模式，該第1模式使第1開關非導通並使第2 開關導通，使變換器和逆變器運轉而將第2交流電提供給負載；第2模式，該第2模式使第 1開關非導通並使第2開關導通，使變換器停止運轉並使逆變器運轉而將第2交流電提供給負載；第3模式，該第3模式使第1開關和第2開關都非導通以停止向負載供電，使變換器停止運轉並使逆變器運轉而將第2交流電提供給直流電源；以及第4模式，該第4模式使第1 開關導通並使第2開關非導通而將第1交流電提供給負載。在由商用交流電源提供第1交流電的正常時，控制電路執行第1模式，在停止由商用交流電源提供第1交流電的停電時， 控制電路執行第2模式，在停電時蓄電裝置的輸出電壓降低至預先決定的電壓的放電結束時，控制電路執行第3模式，在放電結束時重新開始由商用交流電源提供第1交流電的情況下，控制電路在執行完第4模式後執行第1模式。
優選為控制電路還具有第5模式，該第5模式使第1開關和第2開關導通，使變換器和逆變器運轉而將第1交流電和第2交流電提供給負載，在放電結束時重新開始由商用交流電源提供第1交流電的情況下，控制電路依次執行第4模式、第5模式、以及第1模式。
另外，優選為還包括第3開關，該第3開關的一端接受第1交流電，其另一端與變換器的輸入節點相連接。控制電路在第1模式下使第3開關導通，在第2模式和第3模式下使第3開關非導通。
另外，優選為還包括斬波器，該斬波器選擇性地進行將變換器的輸出電壓進行降壓並提供給蓄電裝置的第ι動作、將蓄電裝置的輸出電壓進行升壓並提供給逆變器的第2 動作、以及使正電流從蓄電裝置流入逆變器的第3動作之中的任意動作。在第1模式下，控制電路使斬波器進行第1動作，在第2模式下，控制電路使斬波器進行第2動作，在第3模式下，控制電路使斬波器進行第3動作。
另外，優選為斬波器包括電容器，該電容器連接於逆變器的正側電源節點與負側電源節點之間；第1開關元件和第2開關元件，該第1開關元件和第2開關元件串聯連接於逆變器的正側電源節點與負側電源節點之間；第1 二極體和第2 二極體，該第1 二極體和第 2二極體分別與第1開關元件和第2開關元件進行反向並聯連接；第1電感器，該第1電感器連接於第1 二極體的陽極與蓄電裝置的正極之間；第2電感器，該第2電感器連接於第2 二極體的陽極與蓄電裝置的負極之間；以及第3 二極體，該第3 二極體連接於蓄電裝置的正極與逆變器的正側電源節點之間。在第1動作中，將第2開關元件固定為非導通狀態，並使第1開關元件導通/非導通。在第2動作中，將第1開關元件固定為非導通狀態，並使第2 開關元件導通/非導通。在第3動作中，將第1開關元件和第2開關元件都固定為非導通狀態。
另外，優選為斬波器包括第1電容器，該第1電容器連接於逆變器的正側電源節點與中間節點之間；第2電容器，該第2電容器連接於中間節點與逆變器的負側電源節點之間；第1開關元件和第2開關元件，該第1開關元件和第2開關元件串聯連接於逆變器的正側電源節點與中間節點之間；第3開關元件和第4開關元件，該第3開關元件和第4開關元件串聯連接於中間節點與逆變器的負側電源節點之間；第1 二極體 第4二極體，該第1 二極體 第4 二極體分別與第1開關元件 第4開關元件進行反向並聯連接；第1電感器，該第1電感器連接於第1 二極體的陽極與蓄電裝置的正極之間；以及第2電感器，該第2電感器連接於第3 二極體的陽極與蓄電裝置的負極之間。在第1動作中，將第2開關元件和第3 開關元件固定為非導通狀態，並使第1開關元件和第4開關元件交替導通。在第2動作中， 將第1開關元件和第4開關元件固定為非導通狀態，並使第2開關元件和第3開關元件交替導通。在第3動作中，將第1開關元件 第4開關元件都固定為非導通狀態。
在本發明所涉及的不間斷供電電源裝置中，即使在停電時間較長而停止向負載進行供電後，也使逆變器持續運轉，基於逆變器的輸出來生成直流電源電壓，利用該直流電源電壓來驅動控制電路。因而，在停止向負載進行供電期間重新開始由商用交流電源進行供電的情況下，能利用控制電路來自動重新開始向負載進行供電。
圖1是表示本發明的一個實施方式的不間斷供電電源系統的結構的電路框圖。
圖2是表示圖1所示的不間斷供電電源裝置的主要部分的框圖。
圖3是表示圖2所示的斬波器的結構的電路框圖。
圖4是表示圖1所示的控制電路的變換器/逆變器供電模式的電路框圖。
圖5是表示圖1所示的控制電路的電池/逆變器供電模式的電路框圖。
圖6是表示圖1所示的控制電路的直流電源備份模式的電路框圖。
圖7是表示圖1所示的控制電路的旁路供電模式的電路框圖。
圖8是表示圖1所示的控制電路的重疊供電模式的電路框圖。
圖9是舉例示出圖1所示的不間斷供電電源裝置的動作的時序圖。
圖10是表示實施方式的變更例的電路框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本申請的不間斷供電電源系統包括斷路器Bl B3、電池1、以及不間斷供電電源裝置2。不間斷供電電源裝置2包括旁路輸入端子T1、交流輸入端子T2、電池端子T3、輸出端子T4、開關Sl S3、變換器3、斬波器4、逆變器5、電壓傳感器6 8、14、旁路停電檢測電路9、交流輸入停電檢測電路10、變壓器11、直流電源12、以及控制電路13。輸出端子T4與負載15相連接。
斷路器B 1的一個端子接受來自商用交流電源的交流電，其另一個端子與旁路輸入端子Tl相連接。斷路器B2的一個端子接受來自商用交流電源的交流電，其另一個端子與旁路輸入端子T2相連接。斷路器B3的一個端子與電池1的正極相連接，其另一個端子與電池端子T3相連接。這裡，將斷路器Bl B3設為常閉。
開關Sl S3分別由控制電路13來進行控制。開關Sl連接於旁路輸入端子Tl與輸出端子T4之間，在旁路供電模式時和重疊供電模式時閉合。開關S2連接於逆變器5的輸出節點與輸出端子"Γ4之間，在逆變器供電模式時和重疊供電模式時閉合。開關S3連接於交流輸入端子T2與變換器3的輸入節點之間，在由商用交流電源提供交流電的正常時閉合，在停止由商用交流電源提供交流電的停電時斷開。在圖1中，示出了開關S2、S3閉合， 開關Sl斷開的狀態。
變換器3、斬波器4、以及逆變器5分別由控制電路13來進行控制。在圖1中為了簡化附圖，用一個模塊來表示變換器3和斬波器4，但如圖2所示，變換器3和斬波器4是分開設置的。返回圖1，開關S3、變換器3、逆變器5、以及開關S2串聯連接於交流輸入端子T2 與輸出端子T4之間。變換器3將由商用交流電源經由斷路器B2、交流輸入端子T2、以及開關S3所提供的交流電轉換成直流電。
斬波器4連接於電池端子T3與變換器3的輸出節點(即逆變器5的輸入節點) 之間。在由商用交流電源提供交流電的正常時，斬波器4將變換器3的輸出電壓進行降壓並將其提供給電池1。另外，在停止由商用交流電源提供交流電的停電時，斬波器4將電池 1的輸出電壓進行升壓並將其提供給逆變器5。另外，在停電時電池1的輸出電壓降低至放電終止電壓的情況下，斬波器4使正電流從電池1經由二極體流向逆變器5。
若詳細說明，則如圖3所示，斬波器4包括二極體20 23、電感器對、25、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor 絕緣柵雙極型電晶體)26、27、以及電容器 28,29.電容器觀、29串聯連接於逆變器5的正側電源節點如與負側電源節點恥之間。 IGBT26、27串聯連接於逆變器5的正側電源節點fe與負側電源節點恥之間。IGBT26、27 分別由控制電路13來進行閉合/斷開控制。二極體22、23分別與IGBT26、27進行反向並聯連接。電池1的正極經由二極體20與逆變器5的正側電源節點fe相連接，並經由電感器對與IGBD6的源極相連接。電池1的負極經由二極體21，與電池1的正極相連接，並經由電感器25與逆變器5的負側電源節點恥相連接。
斬波器4選擇性地進行降壓動作、升壓動作、以及整流動作之中的任意一種動作。 在整流動作中，將IGBT26、27固定為斷開狀態，如圖2中的虛線所示，電流從電池1的正極經由二極體20、逆變器5、以及電感器25流向電池1的負極，由電池1向逆變器5提供直流 H1^ ο
在升壓動作中，將IGBD6固定為斷開狀態，並使IGBT27閉合/斷開。若使IGBT27 閉合，則電流從電池1的正極經由電感器M、IGBT27、以及電感器25流向電池1的負極，將電磁能儲存於電感器對、25。若使IGBT27斷開，則電流從電池1的正極經由電感器M、二極體22、逆變器5、以及電感器25流向電池1的負極，將電感器M、25的電磁能釋放出來。 此時，在逆變器5的電源節點5ajb之間，施加有比電池1的端子間電壓要高的電壓。
在降壓動作中，將IGBT27固定為斷開狀態，並使IGBD6閉合/斷開。利用變換器 3的輸出電壓對電容器觀、四進行充電。若將IGBT26閉合，則電流從電容器28的正極沿 IGBT26、電感器24、電池1、電感器25、以及電容器四的負極的路徑流動，對電池1進行充電，並將電磁能儲存於電感器M、25。若將IGBD6斷開，則電流沿電感器24、電池1、電感器 25、以及二極體23的路徑流動，對電池1進行充電，並將電感器M、25的電磁能釋放出來。 此時，在電池1的端子間，施加有比電容器觀、29的端子間電壓要低的電壓。
在由商用交流電源提供交流電的正常時，控制電路13使斬波器4進行降壓動作， 在停止由商用交流電源提供交流電的停電時，控制電路13使斬波器4進行升壓動作，在停電時電池1的輸出電壓降低至放電終止電壓的情況下，控制電路13使斬波器4進行整流動作。
返回圖1，在由商用交流電源提供交流電的正常時，逆變器5將由變換器3所生成的直流電轉換成商用頻率的交流電。另外，在停電時，逆變器5將由電池1經由斬波器4所提供的直流電轉換成商用頻率的交流電。將由逆變器5所生成的交流電經由開關S2和輸出端子T4提供給負載15，並將其經由變壓器11，提供給直流電源12。
另外，雖未圖示，但輸入端子T1、T2分別與直流電源12相連接。即，將變壓器11的輸出電壓、旁路輸入端子Tl的電壓、以及交流輸入端子Τ2的電壓並聯提供給直流電源12。 直流電源12基於經由變壓器11和輸入端子Τ1、Τ2所提供的交流電，來生成直流電源電壓。 控制電路13由直流電源12所生成的直流電源電壓來進行驅動，對整個不間斷供電電源裝置進行控制。
電壓傳感器6檢測偏置輸入端子Tl的電壓，將表示檢測值的信號提供給旁路停電檢測電路9和控制電路13。旁路停電檢測電路9基於電壓傳感器6的輸出信號，對是否發生了停電、即是否停止由商用交流電源提供交流電進行判斷，並將表示判斷結果的信號提供給控制電路13。
電壓傳感器7檢測交流輸入端子T2的電壓，將表示檢測值的信號提供給交流輸入停電檢測電路10和控制電路13。交流輸入停電檢測電路10基於電壓傳感器7的輸出信號，對是否發生了停電、即是否停止由商用交流電源提供交流電進行判斷，並將表示判斷結果的信號提供給控制電路13。
電壓傳感器8檢測電池1的輸出電壓，將表示檢測值的信號提供給控制電路13。 電壓傳感器14檢測逆變器5的輸出電壓，將表示檢測值的信號提供給控制電路13。控制電路13基於電壓傳感器6 8、14、旁路停電檢測電路9、以及交流輸入停電檢測電路10的輸出信號，對整個不間斷供電電源裝置進行控制。
S卩，控制電路13具有變換器/逆變器供電模式、電池/逆變器供電模式、直流電源備份模式、旁路供電模式、以及重疊運轉模式。在變換器/逆變器供電模式下，如圖4所示， 控制電路13將開關Sl斷開並將開關S2、S3閉合，使變換器3運轉而生成直流電，使斬波器 4進行降壓動作而對電池1進行充電，使逆變器5運轉而生成交流電，並將該交流電提供給負載15。
此時，控制電路13將由電壓傳感器6、7所檢測出的輸入交流電壓與由電壓傳感器 14所檢測到的輸出交流電壓進行比較，以對變換器3和逆變器5進行控制，使得輸入交流電壓與輸出交流電壓的電壓值相一致，並使得輸入交流電壓與輸出交流電壓的相位相一致。
另外，在電池/逆變器供電模式下，如圖5所示，控制電路13將開關S1、S3斷開並將開關S2閉合，使變換器3停止運轉，使斬波器4進行升壓動作而由電池1向逆變器5提供直流電，使逆變器5運轉而生成交流電，並將該交流電提供給負載15。
另外，在直流電源備份模式下，如圖6所示，控制電路13將開關Sl S3都斷開， 以停止向負載15進行供電，使變換器3停止運轉，使斬波器4進行整流動作而由電池1向逆變器1提供直流電，使逆變器5運轉而生成交流電，並將該交流電提供給直流電源12。
另外，在旁路供電模式下，如圖7所示，控制電路13將開關S1、S3閉合併將開關S2 斷開，以將來自商用交流電源的交流電直接提供給負載15 ；另一方面，使變換器3運轉而生成直流電，使斬波器4進行降壓動作而對電池1進行充電，使逆變器5運轉而生成交流電。
另外，在重疊運轉模式下，控制電路13使逆變器供電模式和旁路供電模式並列運轉。即，在重疊運轉模式下，如圖8所示，控制電路13將開關Sl S3都閉合，以將來自商用交流電源的交流電直接提供給負載15，並使變換器3運轉而生成直流電，使斬波器4進行降壓動作而對電池1進行充電，使逆變器5運轉而生成交流電，並將該交流電提供給負載 15。
控制電路13基於停電檢測電路9、10的輸出信號來判斷是否發生了停電，並基於電壓傳感器8的輸出信號來判斷電池1的輸出電壓是否已下降至放電終止電壓。在未發生停電的正常時，控制電路13執行圖4的變換器/逆變器供電模式。在發生了停電的情況下， 控制電路13首先執行圖5的電池/逆變器供電模式，在電池1的輸出電壓下降至放電終止電壓時，執行圖6的直流電源備份模式。另外，在直流電源備份模式時重新開始由商用交流電源提供交流電的情況下，控制電路13依次執行圖7的旁路供電模式、圖8的重疊運轉模式、以及圖4的變換器/逆變器供電模式。
圖9是舉例示出不間斷供電電源裝置2的動作的時序圖。在圖9中，在初始狀態下，假設由商用交流電源正常地提供交流電。在這種情況下，利用控制電路13來執行變換器/逆變器供電模式，如圖4所示，將開關Sl斷開並將開關S2、S3閉合，使變換器3運轉而生成直流電，使逆變器5運轉而生成交流電，並將該交流電提供給負載15。在圖9中，由於電池1的輸出電壓VB達到目標電壓VT，因此，斬波器4停止。此時，在圖3所示的斬波器4 中，二極體20處於反偏狀態，二極體20中沒有電流流過。
若在t0時刻發生停電，則利用控制電路13來執行電池/逆變器供電模式，如圖5 所示，將開關S1、S3斷開並將開關S2閉合，使變換器3停止運轉，利用斬波器4來進行升壓動作，以由電池1向逆變器5提供直流電，使逆變器5運轉而生成交流電，並將該交流電提供給負載15。若由電池1向逆變器5提供直流電，則電池1的輸出電壓VB以規定速度下降。
在該不間斷供電電源系統中，從發生停電起到電池1的輸出電壓VB下降至放電終止電壓VE為止，能向負載15提供交流電而使負載15持續運轉。此外，在電池1的輸出電壓VB下降至放電終止電壓VE前停電結束的情況下，從電池/逆變器供電模式轉移至變換器/逆變器供電模式。
若在tl時刻電池1的輸出電壓VB下降至放電終止電壓VE，則利用控制電路13來執行直流電源備份模式，如圖6所示，將開關Sl S3斷開以停止向負載15進行供電。另外，停止變換器3的運轉，利用斬波器4來進行整流動作，由電池1向逆變器1提供直流電， 使逆變器5運轉而生成交流電，並將該交流電提供給直流電源12。因而，停電後控制電路13 也能繼續動作。此外，若停止向負載15進行供電，則由於電池1的輸出電流下降，由電池1 的內部電阻導致的電壓降降低，因此，在tl時刻電池1的輸出電壓VB會稍微上升。
若在t2時刻重新開始由商用交流電源提供交流電，則利用控制電路13開始旁路供電模式，如圖7所示，將開關S1、S3閉合併將開關S2斷開，以將來自商用交流電源的交流電直接提供給負載15。另外，在緊接t2時刻的t3時刻，使變換器3重新開始運轉而生成直流電，利用斬波器4來進行降壓動作而開始對電池1進行充電，並使逆變器5運轉而生成交流電。
在t4時刻，利用控制電路13來執行重疊運轉模式，如圖7和圖8所示，除了旁路供電模式以外，還使開關S2閉合。在t5時刻，利用控制電路13來執行變換器/逆變器供電模式，如圖4和圖8所示，使在重疊運轉模式下被閉合的開關Sl斷開。在t6時刻，若電池1的輸出電壓VB達到目標電壓VT，則斬波器4停止，返回初始狀態。此外，在電池1的輸出電壓下降至比放電終止電壓VE要低的運轉停止電壓的情況下，逆變器5的運轉也停止， 不間斷供電電源裝置2停止。
在本實施方式中，在停電時間較長而停止向負載15進行供電後，逆變器5也能持續運轉，從而能將逆變器5的輸出提供給直流電源12，利用直流電源12來驅動控制電路 13。因而，在停止向負載15進行供電期間重新開始由商用交流電源進行供電的情況下，能利用控制電路13來起動不間斷供電電源裝置2，從而自動重新開始向負載15進行供電。
圖10是表示本實施方式的變更例的電路圖，是與圖3進行對比的圖。在圖10中， 在該變更例中，用斬波器30來替換斬波器4。斬波器30包括電感器31、33、IGBT33 36、 二極體37 40、以及電容器41、42。IGBT33 36串聯連接於逆變器5的正側電源節點fe 與負側電源節點恥之間。二極體37 40分別與IGBT33 36進行反向並聯連接。電感器 31連接於電池1的正極與IGBT33的源極之間。電感器32連接於電池1的負極與IGBT39的源極之間。電容器41、42串聯連接於逆變器5的正側電源節點fe與負側電源節點恥之間。電容器41,42之間的中間節點N41與IGBT34的源極相連接。
斬波器30選擇性地進行降壓動作、升壓動作、以及整流動作之中的任意一種動作。在整流動作中，將IGBT33 36固定為斷開狀態，如圖10中的虛線所示，使電流從電池 1的正極經由電感器31、二極體37、逆變器5、二極體40、以及電感器32流向電池1的負極， 由電池1向逆變器5提供直流電。
在升壓動作中，使IGBT34、35交替閉合。若使IGBT34閉合併使IGBT33、35、36斷開，則電流沿從電池1的正極經由電感器31、IGBT34、電容器42、二極體40、以及電感器32 到電池1的負極的路徑流動，以對電容器42進行充電。若使IGBT33、34、36斷開並使IGBT35 閉合，則電流沿從電池1的正極經由電感器31、二極體37、電容器41、IGBT35、以及電感器 32到電池1的負極的路徑流動，以對電容器41進行充電。此時，在逆變器5的電源節點5a、 恥之間，施加有比電池1的端子間電壓要高的電壓。
在降壓動作中，使IGBT33、36交替閉合。若使IGBT33閉合併使IGBT34 36斷開， 則電流沿從電容器41的正極(節點5a)經由IGBT33、電感器31、電池1、電感器32、以及二極體39到電容器41的負極(節點N41)的路徑流動，以對電池1進行充電。若使IGBT36 閉合併使IGBT33 ；35斷開，則電流沿從電容器42的正極(節點N41)經由二極體38、電感器31、電池1、電感器32、以及IGBT36到電容器42的負極(節點5b)的路徑流動，以對電池 1進行充電。此時，在電池1的端子間，施加有比電容器41的正極與電容器42的負極之間的電壓要低的電壓。該變形例也能獲得與實施方式相同的效果。
應該認為這裡所揭示的實施方式在所有方面都是舉例示出，而不是限制性的。可以認為本發明的範圍並不是由上述說明來示出，而是由權利要求的範圍來示出，且包含與權利要求的範圍同等的含義及範圍內的所有變更。
標號說明
Bl B3斷路器
Tl T4端子
Sl S3開關
1電池
2不間斷供電電源裝置
3變換器
4、30斬波器
5逆變器
6 8、14電壓傳感器
9旁路停電檢測電路
10交流輸入停電檢測電路
11變壓器
12直流電源
13控制電路
15負載
20 23、37 40 二極體
24,25、31>32電感器
26、27、33 36IGBT
28、29、41>42電容器
權利要求
1.一種不間斷供電電源裝置，其特徵在於，包括變換器(3)，該變換器C3)將由商用交流電源所提供的第1交流電轉換成直流電； 逆變器(5)，該逆變器( 將由所述變換器C3)或蓄電裝置(1)所提供的直流電轉換成商用頻率的第2交流電；直流電源(12)，該直流電源(1 基於所述第2交流電來生成直流電源電壓； 第1開關(Si)，該第1開關(Si)的一端接受所述第1交流電，其另一端與負載(15)相連接；第2開關(S2)，該第2開關(S》的一端接受所述第2交流電，其另一端與所述負載 (15)相連接；以及控制電路(13)，該控制電路(1 由所述直流電源電壓來進行驅動， 所述控制電路(1 具有第1模式，該第1模式使所述第1開關(Si)非導通並使所述第2開關(S2)導通，使所述變換器( 和所述逆變器( 運轉而將所述第2交流電提供給所述負載(15)；第2模式，該第2模式使所述第1開關(Si)非導通並使所述第2開關(S2)導通，使所述變換器C3)停止運轉並使所述逆變器( 運轉而將所述第2交流電提供給所述負載 (15)；第3模式，該第3模式使所述第1開關和第2開關(Si、S2)非導通以停止向所述負載 (15)供電，使所述變換器C3)停止運轉並使所述逆變器( 運轉而將所述第2交流電提供給所述直流電源(12)；以及第4模式，該第4模式使所述第1開關(Si)導通並使所述第2開關(S2)非導通而將所述第1交流電提供給所述負載，在由所述商用交流電源提供所述第1交流電的正常時，所述控制電路(1 執行所述第 1模式，在停止由所述商用交流電源提供所述第1交流電的停電時，所述控制電路(1 執行所述第2模式，在所述停電時所述蓄電裝置(1)的輸出電壓降低至預先決定的電壓的放電結束時，所述控制電路(1 執行所述第3模式，在所述放電結束時重新開始由所述商用交流電源提供所述第1交流電的情況下，所述控制電路(1 在執行完所述第4模式後執行所述第1模式。
2.如權利要求1所述的不間斷供電電源裝置，其特徵在於， 所述控制電路(13)還具有第5模式，該第5模式使所述第1開關和所述第2開關(Si、S2)導通，使所述變換器( 和所述逆變器( 運轉而將所述第1交流電和所述第2交流電提供給所述負載 (15)，在所述放電結束時重新開始由所述商用交流電源提供所述第1交流電的情況下，依次執行所述第4模式、所述第5模式、以及所述第1模式。
3.如權利要求1所述的不間斷供電電源裝置，其特徵在於，所述不間斷供電電源裝置還包括第3開關(S3)，該第3開關(S3)的一端接受所述第1 交流電，其另一端與所述變換器(3)的輸入節點相連接，所述控制電路(1 在所述第1模式下使所述第3開關(S； )導通，在所述第2模式和第3模式下使所述第3開關(S； )非導通。
4.如權利要求1所述的不間斷供電電源裝置，其特徵在於，所述不間斷供電電源裝置還包括斬波器G或30)，該斬波器G或30)選擇性地進行將所述變換器(3)的輸出電壓進行降壓並提供給所述蓄電裝置(1)的第1動作、將所述蓄電裝置(1)的輸出電壓進行升壓並提供給所述逆變器(5)的第2動作、以及使正電流從所述蓄電裝置(1)流入所述逆變器(5)的第3動作之中的任意動作，在所述第1模式下，所述控制電路(1 使所述斬波器G或30)進行所述第1動作，在所述第2模式下，所述控制電路(1 使所述斬波器G或30)進行所述第2動作，在所述第 3模式下，所述控制電路(1 使所述斬波器G或30)進行所述第3動作。
5.如權利要求4所述的不間斷供電電源裝置，其特徵在於， 所述斬波器(4)包括電容器Q8J9)，該電容器(觀、29)連接於所述逆變器(5)的正側電源節點(5a)與負側電源節點(5b)之間；第1開關元件和第2開關元件06、27)，該第1開關元件和第2開關元件06、27)串聯連接於所述逆變器(5)的正側電源節點(5a)與負側電源節點(5b)之間；第1 二極體和第2 二極體02、23)，該第1 二極體和第2 二極體(22、2；3)分別與所述第 1開關元件和第2開關元件(沈、27)進行反向並聯連接；第1電感器(M)，該第1電感器04)連接於所述第1 二極體0 的陽極與所述蓄電裝置(1)的正極之間；第2電感器(25)，該第2電感器0 連接於所述第2 二極體的陽極與所述蓄電裝置(1)的負極之間；以及第3 二極體(20)，該第3 二極體OO)連接於所述蓄電裝置(1)的正極與所述逆變器 (5)的正側電源節點(5a)之間，在所述第1動作中，將所述第2開關元件(27)固定為非導通狀態，並使所述第1開關元件06)導通/非導通，在所述第2動作中，將所述第1開關元件06)固定為非導通狀態，並使所述第2開關元件、2Τ)導通/非導通，在所述第3動作中，將所述第1開關元件和第2開關元件(沈、27)都固定為非導通狀態。
6.如權利要求4所述的不間斷供電電源裝置，其特徵在於， 所述斬波器(30)包括第1電容器(41)，該第1電容器Gl)連接於所述逆變器(5)的正側電源節點(5a)與中間節點(N41)之間；第2電容器(42)，該第2電容器02)連接於所述中間節點(N41)與所述逆變器(5)的負側電源節點(5b)之間；第1開關元件和第2開關元件(33、34)，該第1開關元件和第2開關元件(33、34)串聯連接於所述逆變器(5)的正側電源節點(5a)與所述中間節點(N41)之間；第3開關元件和第4開關元件(35、36)，該第3開關元件和第4開關元件(35、36)串聯CN 102549879 A連接於所述中間節點(N41)與所述逆變器(5)的負側電源節點(5b)之間；第1 二極體 第4 二極體(37 40)，該第1 二極體 第4 二極體(37 40)分別與所述第1開關元件 第4開關元件(33 36)進行反向並聯連接；第1電感器(31)，該第1電感器(31)連接於所述第1 二極體(37)的陽極與所述蓄電裝置(1)的正極之間；以及第2電感器(32)，該第2電感器(3 連接於所述第3 二極體的陽極與所述蓄電裝置(1)的負極之間，在所述第1動作中，將所述第2開關元件和第3開關元件(34、35)固定為非導通狀態， 並使所述第1開關元件和第4開關元件(33、36)交替導通，在所述第2動作中，將所述第1開關元件和第4開關元件(33、36)固定為非導通狀態， 並使所述第2開關元件和第3開關元件(34、35)交替導通，在所述第3動作中，將所述第1開關元件 第4開關元件(33 36)都固定為非導通狀態。
全文摘要
在不間斷供電電源裝置(2)中，即使在停電時間較長而停止向負載(15)進行供電後，也使逆變器(3)持續運轉，基於逆變器(3)的輸出來生成直流電源電壓，利用該直流電源電壓來驅動控制電路(13)。因而，在停止向負載(15)進行供電期間重新開始由商用交流電源進行供電的情況下，能利用控制電路(13)來自動重新開始向負載(15)進行供電。
文檔編號H02J9/06GK102549879SQ20098016168
公開日2012年7月4日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者佐藤愛德華多和秀, 安保達明, 山本融真, 木下雅博 申請人:東芝三菱電機產業系統株式會社