JP2000278954A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP2000278954A
JP2000278954A JP11077345A JP7734599A JP2000278954A JP 2000278954 A JP2000278954 A JP 2000278954A JP 11077345 A JP11077345 A JP 11077345A JP 7734599 A JP7734599 A JP 7734599A JP 2000278954 A JP2000278954 A JP 2000278954A
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power supply
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reactor
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聖 東
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter which does not cast a burden upon a system side by charging a battery using energy of both of two capacitors always equally, and also materializes the continuance of stable operation of an inverter by having a battery charge function, and also, having a balance function of two capacitors to unbalanced load, and further is inexpensive by constituting the circuit so as to communize some of these functions. SOLUTION: When a system power source 10 is normal, capacitors 8 and 9 are charged each by the switching of switches 40 and 41, and a battery 11 is charged by a switch 42. When the system power source 10 is abnormal, relays 24 and 48 are switched to charge the capacitors 8 and 9 each by the switching of the switches 40 and 41.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換装置に関
するものであり、特に系統電源に停電が発生したときに
も負荷に電力を供給することができる無停電電源装置で
あって、蓄電手段としてのバッテリの充放電や不平衡負
荷に対応する機能を有する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter, and more particularly to an uninterruptible power supply capable of supplying power to a load even when a power failure occurs in a system power supply. The present invention relates to an apparatus having a function corresponding to charge / discharge of a battery and an unbalanced load.

【0002】[0002]

【従来の技術】図20は例えば平成9年電気学会産業応
用部門全国大会論文誌の149〜152頁、No.6
9、「新回路方式単相UPSの試作」に示された従来の
無停電電源装置の回路図である。図において、1は負
荷、2はコンデンサ、3はリアクトル、4、5はスイッ
チ、6、7は上記スイッチ4、5各々に逆並列接続され
たダイオードであり、上記スイッチ4、5、ダイオード
6、7によりインバータ26を構成する。8、9はコン
デンサ、10は系統電源(交流電源)、11は上記系統
電源10が停電したときに上記負荷1にエネルギーを供
給するためのエネルギー源であるバッテリ、12はリア
クトル、13、14、15はスイッチ、16、17、1
8、19、20、21、22、25はダイオード、23
はリアクトル、24はリレー、26はインバータであ
る。
2. Description of the Related Art FIG. 20 shows, for example, pp. 149-152, No. 9 of the 1997 National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan. 6
FIG. 9 is a circuit diagram of the conventional uninterruptible power supply shown in “Trial production of new circuit type single-phase UPS”. In the figure, 1 is a load, 2 is a capacitor, 3 is a reactor, 4 and 5 are switches, and 6 and 7 are diodes connected in anti-parallel to the switches 4 and 5, respectively. 7 constitute an inverter 26. Reference numerals 8 and 9 denote capacitors, reference numeral 10 denotes a system power supply (AC power supply), reference numeral 11 denotes a battery which is an energy source for supplying energy to the load 1 when the system power supply 10 fails, and reference numeral 12 denotes a reactor. 15 is a switch, 16, 17, 1
8, 19, 20, 21, 22, 25 are diodes, 23
Is a reactor, 24 is a relay, and 26 is an inverter.

【0003】次に上記従来の無停電電源装置の動作につ
いて説明する。まず上記系統電源10が正常であると
き、すなわち停電の発生がないとき、上記リレー24は
図のAに接続される。このとき、上記系統電源10から
上記負荷1に供給するためのエネルギーをえる。このた
めに、上記系統電源10が正の電圧(矢印の向きの電
圧)であるときには、上記スイッチ13をオンオフし、
上記スイッチ13がオンのときに、系統電源10−リレ
ー24−リアクトル12−ダイオード16−スイッチ1
3−系統電源10の経路により、上記リアクトル12に
図中の矢印の向きに電流が蓄積される。次に上記スイッ
チ13をオフすることにより、系統電源10−リレー2
4−リアクトル12−ダイオード20−コンデンサ8−
系統電源10の経路により、上記リアクトル12に蓄積
されていたエネルギーが上記コンデンサ8に移動する。
このようにして上記系統電源10が正の電圧の場合に
は、上記スイッチ13をオンオフすることにより上記コ
ンデンサ8を充電する。
Next, the operation of the conventional uninterruptible power supply will be described. First, when the system power supply 10 is normal, that is, when no power failure occurs, the relay 24 is connected to A in FIG. At this time, energy to be supplied from the system power supply 10 to the load 1 is obtained. For this reason, when the system power supply 10 is at a positive voltage (voltage in the direction of the arrow), the switch 13 is turned on and off,
When the switch 13 is turned on, the system power supply 10-relay 24-reactor 12-diode 16-switch 1
A current is accumulated in the reactor 12 in the direction of the arrow in the figure through the path of the 3-system power supply 10. Next, by turning off the switch 13, the system power supply 10-relay 2
4-Reactor 12-Diode 20-Capacitor 8-
The energy stored in the reactor 12 moves to the capacitor 8 through the path of the system power supply 10.
In this way, when the system power supply 10 has a positive voltage, the capacitor 8 is charged by turning the switch 13 on and off.

【0004】また、上記系統電源10が負の電圧(矢印
の逆向きの電圧)であるときには、上記スイッチ14を
オンオフし、上記スイッチ14がオンのときには、系統
電源10−スイッチ14−ダイオード17−ダイオード
18−リアクトル12−リレー24−系統電源10の経
路により、上記リアクトル12に図中の矢印の逆向きに
電流が蓄積される。次に上記スイッチ14をオフするこ
とにより、系統電源10−コンデンサ9−ダイオード2
5−ダイオード18−リアクトル12−リレー24−系
統電源10の経路により、上記リアクトルに蓄積されて
いたエネルギーが上記コンデンサ9に移動する。このよ
うにして上記系統電源10が負の電圧の場合には、上記
スイッチ14をオンオフすることにより上記コンデンサ
9を充電する。
When the system power supply 10 is at a negative voltage (voltage in the opposite direction of the arrow), the switch 14 is turned on and off. When the switch 14 is on, the system power supply 10-switch 14-diode 17- A current is accumulated in the reactor 12 in a direction opposite to the arrow in the figure through the path of the diode 18, the reactor 12, the relay 24, and the system power supply 10. Next, by turning off the switch 14, the system power supply 10-capacitor 9-diode 2
The energy stored in the reactor moves to the capacitor 9 through the path of 5-diode 18-reactor 12-relay 24-system power supply 10. Thus, when the system power supply 10 has a negative voltage, the switch 9 is turned on and off to charge the capacitor 9.

【0005】上記コンデンサ8及び9に蓄積されたエネ
ルギーは、上記スイッチ4、5、ダイオード6、7によ
るインバータ26により、直流電圧から交流電圧に変換
される。また、上記リアクトル3及び上記コンデンサ2
により上記インバータ26より発生する高周波電圧成分
の除去を行うフィルタを構成し、上記負荷1に印加され
る電圧に高周波成分を含まない正弦波電圧が印加され
る。
The energy stored in the capacitors 8 and 9 is converted from a DC voltage to an AC voltage by an inverter 26 using the switches 4 and 5 and the diodes 6 and 7. Further, the reactor 3 and the capacitor 2
Constitutes a filter for removing high-frequency voltage components generated by the inverter 26, and a sine wave voltage that does not include high-frequency components is applied to the voltage applied to the load 1.

【0006】更に上記スイッチ15がオンすると、2つ
の充電経路によってバッテリー11が充電される。即
ち、系統電源10が正の電圧となっていて、上記コンデ
ンサ8を上記系統電源10から充電する期間において
は、スイッチ15−リアクトル23−バッテリ11−ダ
イオード19−コンデンサ8−ダイオード21−スイッ
チ15の経路により、上記コンデンサ8から上記リアク
トル23に電流が蓄積され上記バッテリー11を充電す
る。上記スイッチ15がオフすると、リアクトル23−
バッテリ11−ダイオード22−リアクトル23の経路
により、引き続きリアクトル23のエネルギーにより上
記バッテリ11を充電する。一方、系統電源10が負の
電圧となっていて、上記コンデンサ9を上記系統電源1
0から充電する期間においては、スイッチ15−リアク
トル23−バッテリ11−ダイオード25−コンデンサ
9−コンデンサ8−ダイオード21−スイッチ15の経
路により、上記コンデンサ8、9から上記リアクトル2
3に電流が蓄積され上記バッテリー11を充電する。な
おダイオード25は逆方向であるが、スイッチ14がオ
フの状態(コンデンサ9を系統電源10から充電する期
間)ではダイオード25は通電可能状態なので上記経路
で電流が流れる。
When the switch 15 is turned on, the battery 11 is charged by two charging paths. That is, when the system power supply 10 has a positive voltage and the capacitor 8 is charged from the system power supply 10, the switch 15-reactor 23-battery 11-diode 19-capacitor 8-diode 21-switch 15 By the path, current is accumulated in the reactor 23 from the capacitor 8 and charges the battery 11. When the switch 15 is turned off, the reactor 23-
The battery 11 is continuously charged by the energy of the reactor 23 through the path of the battery 11-diode 22-reactor 23. On the other hand, when the system power supply 10 has a negative voltage and the capacitor 9 is connected to the system power supply 1
During the period from 0 to charging, the capacitors 8 and 9 pass through the reactor 2 via the path of the switch 15 -reactor 23 -battery 11 -diode 25 -capacitor 9 -capacitor 8 -diode 21 -switch 15.
The current is accumulated in the battery 3 and the battery 11 is charged. Although the diode 25 is in the opposite direction, when the switch 14 is off (a period in which the capacitor 9 is charged from the system power supply 10), the current flows through the above-described path because the diode 25 is in a conductive state.

【0007】次に上記系統電源10に停電が発生したと
きには、上記リレー24は図中Bに接続される。このと
き、上記スイッチ13及び14を同時にオンすると、バ
ッテリ11−リレー24−リアクトル12−ダイオード
16−スイッチ13−スイッチ14−ダイオード17−
バッテリ11の経路により、上記リアクトル12に図中
の矢印の向きに電流が流れ、上記リアクトル12にエネ
ルギーが蓄積される。次に例えばスイッチ14のみをオ
フすると、バッテリ11−リレー24−リアクトル12
−ダイオード16−スイッチ13−コンデンサ9−ダイ
オード25−バッテリ11の経路により、上記リアクト
ル12のエネルギーが上記コンデンサ9に移動して上記
コンデンサ9を充電する。また同様にスイッチ13のみ
をオフすると、バッテリ11−リレー24−リアクトル
12−ダイオード20−コンデンサ8−スイッチ14−
ダイオード17−バッテリ11の経路により、上記リア
クトル12のエネルギーが上記コンデンサ8に移動して
上記コンデンサ8を充電する。
Next, when a power failure occurs in the system power supply 10, the relay 24 is connected to B in the figure. At this time, when the switches 13 and 14 are simultaneously turned on, the battery 11-relay 24-reactor 12-diode 16-switch 13-switch 14-diode 17-
Through the path of the battery 11, a current flows through the reactor 12 in the direction of the arrow in the figure, and energy is stored in the reactor 12. Next, for example, when only the switch 14 is turned off, the battery 11-the relay 24-the reactor 12
The energy of the reactor 12 moves to the capacitor 9 and charges the capacitor 9 through the path of the diode 16, the switch 13, the capacitor 9, the diode 25, and the battery 11. Similarly, when only the switch 13 is turned off, the battery 11-relay 24-reactor 12-diode 20-capacitor 8-switch 14-
The energy of the reactor 12 moves to the capacitor 8 through the path between the diode 17 and the battery 11 to charge the capacitor 8.

【0008】上記コンデンサ8及び9に蓄積されたエネ
ルギーは、上記スイッチ4、5、ダイオード6、7によ
るインバータ26により、直流電圧から交流電圧に変換
される。また、上記リアクトル3及び上記コンデンサ2
により上記インバータ26より発生する高周波電圧成分
の除去を行うフィルタを構成し、上記負荷1に印加され
る電圧に高周波成分を含まない正弦波電圧が印加され
る。
The energy stored in the capacitors 8 and 9 is converted from a DC voltage to an AC voltage by an inverter 26 constituted by the switches 4 and 5 and the diodes 6 and 7. Further, the reactor 3 and the capacitor 2
Constitutes a filter for removing high-frequency voltage components generated by the inverter 26, and a sine wave voltage that does not include high-frequency components is applied to the voltage applied to the load 1.

【0009】このようにして、上記系統電源10に停電
が発生しても上記負荷1に常に電力を供給することがで
きる。またバッテリ11を充電する機能を持っているた
め、系統電源が停電状態から復帰して正常となったあと
にバッテリを再充電することができる。また上記コンデ
ンサ8、9のそれぞれの充電量は、系統電源10が停電
あるいは未停電いずれにおいても、上記スイッチ13、
14のオンオフにより制御することができるため、上記
負荷1が図21(b)に示すようなアンバランス電流を
発生する負荷であっても、上記コンデンサ8、9の電圧
はそれぞれ所望の電圧値に制御することができる。
In this way, even if a power failure occurs in the system power supply 10, power can be constantly supplied to the load 1. Further, since the battery 11 has a function of charging, the battery can be recharged after the system power supply returns from the power failure state and becomes normal. The amount of charge of each of the capacitors 8 and 9 depends on whether the switch 13 or the switch 13
14 can be controlled by turning on and off, even if the load 1 is a load that generates an unbalanced current as shown in FIG. Can be controlled.

【0010】図22は例えば特開平2−168867号
公報「PWM制御による電源装置」に示された他の従来
の無停電電源装置の回路図である。図において、図20
と同一の符号は同一のものであり、その説明を省略す
る。30、31はスイッチ、32、33は上記スイッチ
30、31にそれぞれ逆並列接続されたダイオードであ
る。
FIG. 22 is a circuit diagram of another conventional uninterruptible power supply disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-16867, entitled "Power Supply by PWM Control". In FIG.
The same reference numerals are used for the same symbols, and the description thereof is omitted. Reference numerals 30 and 31 denote switches, and reference numerals 32 and 33 denote diodes connected in antiparallel to the switches 30 and 31, respectively.

【0011】次に図22に示す上記従来の無停電電源装
置の動作について説明する。まず上記系統電源10が正
常であるとき、すなわち停電の発生がないとき、上記リ
レー24は図中のAに接続される。このとき、上記系統
電源10から上記負荷1に供給するためのエネルギーを
える。このために、上記系統電源10が正の電圧(矢印
の向きの電圧)であるときには、上記スイッチ31をオ
ンオフし、上記スイッチ31をオンのときには、系統電
源10−リレー24−リアクトル12−スイッチ31−
コンデンサ9−系統電源10の経路により、上記リアク
トル12に図中の矢印の向きに電流が蓄積される。次に
上記スイッチ31をオフすることにより、系統電源10
−リレー24−リアクトル12−ダイオード32−コン
デンサ8−系統電源10の経路により、上記リアクトル
12に蓄積されていたエネルギーが上記コンデンサ8に
移動する。このようにして上記系統電源10が正の電圧
の場合には、上記スイッチ31をオンオフすることによ
り上記コンデンサ8を充電する。
Next, the operation of the conventional uninterruptible power supply shown in FIG. 22 will be described. First, when the system power supply 10 is normal, that is, when no power failure occurs, the relay 24 is connected to A in the figure. At this time, energy to be supplied from the system power supply 10 to the load 1 is obtained. Therefore, when the system power supply 10 is at a positive voltage (voltage in the direction of the arrow), the switch 31 is turned on and off. When the switch 31 is on, the system power supply 10-relay 24-reactor 12-switch 31 is turned on. −
A current is accumulated in the reactor 12 in the direction of the arrow in FIG. Next, by turning off the switch 31, the system power supply 10
The energy stored in the reactor 12 moves to the capacitor 8 through the path of the relay 24, the reactor 12, the diode 32, the capacitor 8, and the system power supply 10. Thus, when the system power supply 10 has a positive voltage, the switch 8 is turned on and off to charge the capacitor 8.

【0012】また、上記系統電源10が負の電圧(矢印
の逆向きの電圧)であるときには、上記スイッチ30を
オンオフし、上記スイッチ30がオンのときには、系統
電源10−コンデンサ8−スイッチ30−リアクトル1
2−リレー24−系統電源10の経路により、上記リア
クトル12に図中の矢印の逆向きに電流が蓄積される。
次に上記スイッチ30をオフすることにより、系統電源
10−コンデンサ9−ダイオード33−リアクトル12
−リレー24−系統電源10の経路により、上記リアク
トルに蓄積されていたエネルギーが上記コンデンサ9に
移動する。このようにして上記系統電源10が負の電圧
の場合には、上記スイッチ30をオンオフすることによ
り上記コンデンサ9を充電する。
When the system power supply 10 is at a negative voltage (voltage in the opposite direction of the arrow), the switch 30 is turned on and off. When the switch 30 is on, the system power supply 10-capacitor 8-switch 30- Reactor 1
A current is accumulated in the reactor 12 in a direction opposite to the arrow in the figure through the path of the 2-relay 24 and the system power supply 10.
Next, by turning off the switch 30, the system power supply 10-capacitor 9-diode 33-reactor 12
The energy stored in the reactor moves to the capacitor 9 through the path of the relay 24 and the system power supply 10. Thus, when the system power supply 10 has a negative voltage, the switch 9 is turned on and off to charge the capacitor 9.

【0013】上記コンデンサ8及び9に蓄積されたエネ
ルギーは、上記スイッチ4、5、ダイオード6、7によ
るインバータ26により、直流電圧から交流電圧に変換
される。また、上記リアクトル3及び上記コンデンサ2
により上記インバータより発生する高周波電圧成分の除
去を行うフィルタを構成し、上記負荷1に印加される電
圧に高周波成分を含まない正弦波電圧が印加される。
The energy stored in the capacitors 8 and 9 is converted from a DC voltage to an AC voltage by an inverter 26 by the switches 4 and 5 and the diodes 6 and 7. Further, the reactor 3 and the capacitor 2
Constitutes a filter for removing a high-frequency voltage component generated by the inverter, and a sine wave voltage containing no high-frequency component is applied to the voltage applied to the load 1.

【0014】次に上記系統電源10に停電が発生したと
きには、上記リレー24は図中Bに接続される。このと
き、上記スイッチ31をオンすると、バッテリ11−リ
レー24−リアクトル12−スイッチ31−バッテリ1
1の経路により、上記リアクトル12に図の矢印の向き
に電流が流れ、上記リアクトル12にエネルギーが蓄積
される。次に上記スイッチ31をオフすると、バッテリ
11−リレー24−リアクトル12−ダイオード32−
コンデンサ8−コンデンサ9−バッテリ11の経路によ
り、上記リアクトル12のエネルギーが上記コンデンサ
8及び9に移動して上記コンデンサ8及び9を一括に充
電する。
Next, when a power failure occurs in the system power supply 10, the relay 24 is connected to B in the figure. At this time, when the switch 31 is turned on, the battery 11-relay 24-reactor 12-switch 31-battery 1
Through the first path, a current flows through the reactor 12 in the direction of the arrow in the figure, and energy is stored in the reactor 12. Next, when the switch 31 is turned off, the battery 11-relay 24-reactor 12-diode 32-
The energy of the reactor 12 moves to the capacitors 8 and 9 through the path of the capacitor 8-the capacitor 9-the battery 11 to charge the capacitors 8 and 9 at once.

【0015】上記コンデンサ8及び9に蓄積されたエネ
ルギーは、上記スイッチ4、5、ダイオード6、7によ
るインバータにより、直流電圧から交流電圧に変換され
る。また、上記リアクトル3及び上記コンデンサ2によ
り上記インバータより発生する高周波電圧成分の除去を
行うフィルタを構成し、上記負荷1に印加される電圧に
高周波成分を含まない正弦波電圧が印加される。このよ
うにして、上記系統電源10に停電が発生しても上記負
荷1に常に電力を供給することができる。
The energy stored in the capacitors 8 and 9 is converted from a DC voltage to an AC voltage by an inverter including the switches 4 and 5 and the diodes 6 and 7. The reactor 3 and the capacitor 2 constitute a filter for removing a high-frequency voltage component generated by the inverter, and a sine wave voltage that does not include a high-frequency component is applied to the voltage applied to the load 1. In this manner, power can be constantly supplied to the load 1 even if a power failure occurs in the system power supply 10.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来の無停電電源は以
上のように構成されており、図20に示す無停電電源装
置においては、バッテリ11の充電において、前述した
ように、2つの充電経路が発生する。即ち、系統電源1
0が負の電圧となっていて、コンデンサ9を系統電源1
0から充電する期間においてはダイオード25は開状態
であり、図23に示すように、スイッチ15をオンとし
たとき、スイッチ15−リアクトル23−バッテリ11
−ダイオード25−コンデンサ9−コンデンサ8−ダイ
オード21−スイッチ15の経路によりバッテリ11が
充電される。この時、リアクトル23に流れるバッテリ
11への充電電流i23が、系統電源10−コンデンサ9
−ダイオード25−ダイオード18−リアクトル12−
リレー24−系統電源10の経路により、ダイオード2
5へ流れるコンデンサ9への充電電流i25よりも小さい
場合には、最終的にダイオード25に流れる電流i
25は、i25−i23(>0)となり、充電電流i23が全て
ダイオード25に流れる。従って、コンデンサ8及び9
のエネルギーは全て均等にバッテリー11の充電に使用
される。
The conventional uninterruptible power supply is configured as described above. In the uninterruptible power supply shown in FIG. 20, two charging paths are used for charging the battery 11 as described above. Occurs. That is, system power supply 1
0 is a negative voltage, and the capacitor 9 is connected to the system power supply 1
During the period from 0 to charging, the diode 25 is in an open state, and as shown in FIG. 23, when the switch 15 is turned on, the switch 15 -the reactor 23 -the battery 11
The battery 11 is charged through the path of the diode 25, the capacitor 9, the capacitor 8, the diode 21, and the switch 15. At this time, the charging current i 23 to the battery 11 flowing through the reactor 23 is
-Diode 25-Diode 18-Reactor 12-
Diode 2 is connected by the route of relay 24-system power supply 10.
5 is smaller than the charging current i 25 to the capacitor 9 flowing to the capacitor 5, the current i finally flowing to the diode 25
25 becomes i 25 −i 23 (> 0), and all the charging current i 23 flows to the diode 25. Therefore, capacitors 8 and 9
Is used equally for charging the battery 11.

【0017】一方、リアクトル23に流れるバッテリ1
1への充電電流i23が、ダイオード25へ流れるコンデ
ンサ9への充電電流i25よりも大きい場合には、最終的
にダイオード25に流れる電流i25は、i25−i23(<
0)となり、充電電流i23は一部のみがダイオード25
を流れ、ダイオード25に流れることのできなかった残
りの電流(i23−i25)は、スイッチ15−リアクトル
23−バッテリ11−ダイオード19−コンデンサ8−
ダイオード21−スイッチ15の経路により、ダイオー
ド19を通して流れ、バッテリー11を充電することに
なる。従って、リアクトル23に流れるバッテリ11へ
の充電電流i23の一部はダイオード25を流れ、コンデ
ンサ8及び9のエネルギーが均等にバッテリー11の充
電に使用されるが、残りの電流は、コンデンサ8のエネ
ルギーのみがバッテリー11の充電に使用されることと
なる。
On the other hand, the battery 1 flowing through the reactor 23
Charging current i 23 to 1 is greater than the charging current i 25 to the capacitor 9 to flow to the diode 25, the current i 25 flowing through the final diode 25, i 25 -i 23 (<
0), it is only part of the charge current i 23 diode 25
And the remaining current (i 23 -i 25 ) that could not flow to the diode 25 is changed to the switch 15 -reactor 23 -battery 11 -diode 19 -capacitor 8-
The current flows through the diode 19 through the path of the diode 21 and the switch 15 to charge the battery 11. Thus, some of the charging current i 23 to the battery 11 flowing through the reactor 23 flows through the diode 25, the energy of the capacitor 8 and 9 are used to charge the evenly battery 11, the remaining current of the capacitor 8 Only energy will be used to charge the battery 11.

【0018】また、系統電源10が正の電圧となってい
て、コンデンサ8を系統電源10から充電する期間にお
いては、ダイオード25に流れる電流はゼロであり、ス
イッチ15をオンしたとき、スイッチ15−リアクトル
23−バッテリ11−ダイオード19−コンデンサ8−
ダイオード21−スイッチ15の経路により、充電電流
i23はコンデンサ8を供給源として流れ、コンデンサ
8のエネルギーのみがバッテリー11の充電に使用され
ることとなる。
During the period when the system power supply 10 is at a positive voltage and the capacitor 8 is charged from the system power supply 10, the current flowing through the diode 25 is zero, and when the switch 15 is turned on, the switch 15- Reactor 23-battery 11-diode 19-capacitor 8-
Through the path of the diode 21 and the switch 15, the charging current i23 flows using the capacitor 8 as a supply source, and only the energy of the capacitor 8 is used for charging the battery 11.

【0019】以上のように、図20に示す無停電電源装
置においては、ダイオード25に流れる電流の大きさ如
何によって、ダイオード25を流れる経路とダイオード
19を流れる経路との2つの充電経路が発生し、ダイオ
ード19を通る充電経路の場合にはコンデンサ8のエネ
ルギーのみがバッテリ11の充電に使用される。このと
きコンデンサ8のエネルギーが減少するため、系統電源
10からのエネルギーはコンデンサ8をより充電するよ
うにスイッチ13のオンオフが行われ、例えば負荷1が
無負荷である場合には、結果として図24に示すような
電流が系統に流れることになる。よって負荷1が無負荷
である場合においてもバッテリ11の充電のために図2
4に示したような電流が系統に流れるため、系統側の受
電変圧器に負担をかけ、場合によっては上記変圧器の偏
磁を引き起こし、系統側に過電流を発生させ、系統事故
の誘発になりかねないという問題点があった。
As described above, in the uninterruptible power supply shown in FIG. 20, two charging paths, a path flowing through the diode 25 and a path flowing through the diode 19, occur depending on the magnitude of the current flowing through the diode 25. In the case of the charging path through the diode 19, only the energy of the capacitor 8 is used for charging the battery 11. At this time, since the energy of the capacitor 8 decreases, the switch 13 is turned on and off so that the energy from the system power supply 10 charges the capacitor 8 more. For example, when the load 1 is not loaded, as a result, FIG. A current as shown in FIG. Therefore, even when the load 1 is not loaded, the battery 11 is charged as shown in FIG.
Since the current shown in Fig. 4 flows through the grid, it places a burden on the power receiving transformer on the grid side, and in some cases, causes the transformer to be demagnetized, causing an overcurrent on the grid side and causing a system fault. There was a problem that it could be.

【0020】また図22に示す無停電電源装置において
は、バッテリ11の充電機能がないため、別途充電器を
設ける必要がある。また、系統電源10に停電が発生
し、バッテリー11よりコンデンサ8および9を充電す
るときには、コンデンサ8及び9はそれぞれ独立に充電
されるようにはなっていないため、例えば停電発生時の
バッテリ11による運転時に、負荷1が図21に示すよ
うなアンバランス電流を発生する負荷であった場合、コ
ンデンサ8、9の電圧はそれぞれ所望の電圧値に制御す
ることができずに、2つのコンデンサ電圧の不安定を引
き起こし、ひいてはインバータ26による運転継続が不
能となるという問題点があった。こうした問題を解決す
るためには、図25に示すように、スイッチ100、ダ
イオード107、リアクトル106からなるバッテリ充
電装置、及びスイッチ101,102、ダイオード10
3、104、リアクトル105からなるコンデンサ電圧
バランス回路110を別途に接続すればよいが、スイッ
チやリアクトルの数が多くなりコストが上昇するという
問題点があった。
The uninterruptible power supply shown in FIG. 22 does not have a function of charging the battery 11, so that a separate charger must be provided. When a power failure occurs in the system power supply 10 and the capacitors 8 and 9 are charged from the battery 11, the capacitors 8 and 9 are not configured to be charged independently. During operation, if the load 1 generates an unbalanced current as shown in FIG. 21, the voltages of the capacitors 8 and 9 cannot be controlled to desired voltage values, respectively. This causes instability, and consequently, the continuation of operation by the inverter 26 becomes impossible. In order to solve such a problem, as shown in FIG. 25, a battery charger including a switch 100, a diode 107, and a reactor 106, and switches 101 and 102, a diode 10
The capacitor voltage balance circuit 110 including the reactors 3 and 104 and the reactor 105 may be separately connected, but there is a problem that the number of switches and reactors increases and the cost increases.

【0021】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、2つのコンデンサの両方のエネ
ルギーを常に均等に用いて、バッテリを充電することに
より、系統側に負担をかけない電力変換装置を得ること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and does not impose a burden on the system side by charging a battery by always using the energy of both capacitors equally. An object is to obtain a power conversion device.

【0022】また、バッテリの充電機能及び不平衡負荷
に対するコンデンサのバランス機能をもつことにより、
インバータの安定な運転継続を実現すると共に、さらに
これらの機能を一部共有化するように回路を構成するこ
とにより、安価な電力変換装置を得ることを目的とす
る。
Also, by having a battery charging function and a capacitor balancing function for an unbalanced load,
It is an object of the present invention to obtain an inexpensive power converter by realizing stable operation continuation of an inverter and further configuring a circuit to partially share these functions.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成によ
る電力変換装置は、系統電源から交流電力を直流電力に
変換し、上記直流電力を直列接続された2つのコンデン
サに蓄積するコンバータ回路と、上記コンバータ回路に
よって変換された直流電力を交流電力に変換して負荷に
供給するインバータ回路とを備え、上記コンバータ回路
の入力端子の一方と、上記インバータ回路の出力端子の
一方が、上記2つのコンデンサの相互接続点に接続され
た電力変換装置において、上記コンバータ回路は、蓄電
手段と、上記系統電源に電圧異常のない場合に、上記蓄
電手段を上記2つのコンデンサのエネルギーを均等に用
いて蓄電する蓄電制御手段と、上記系統電源に電圧異常
のある場合に、回路を切り替えて上記蓄電手段のエネル
ギーを上記2つのコンデンサに放電する放電制御手段
と、上記系統電源から変換された直流電力を上記2つの
コンデンサへ蓄電する時、および上記蓄電手段のエネル
ギーを上記2つのコンデンサへ放電する時に、上記2つ
のコンデンサの相互接続点における電位を制御する電圧
制御手段とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power converter for converting AC power from a system power supply into DC power and storing the DC power in two capacitors connected in series. And an inverter circuit that converts DC power converted by the converter circuit into AC power and supplies the AC power to a load. One of an input terminal of the converter circuit and one of an output terminal of the inverter circuit are connected to the second terminal. In the power converter connected to the interconnection point of the two capacitors, the converter circuit uses the energy of the two capacitors evenly when the power storage means and the system power supply have no voltage abnormality. A power storage control means for storing power; and a circuit for switching the energy of the power storage means when the voltage of the system power supply is abnormal. A discharge control means for discharging the capacitor and a DC power converted from the system power supply to the two capacitors; and a discharge control means for discharging the energy of the power storage means to the two capacitors. Voltage control means for controlling the potential at the connection point.

【0024】また、本発明の第2の構成による電力変換
装置は、第1の構成において、コンバータ回路は、交流
電源の一端に接続された第1のリアクトル、直流電源と
して機能させるための第1及び第2のコンデンサの直列
回路、第1のリアクトルの出力側端子と第1及び第2の
コンデンサの直列回路の両端との間に各々接続され、上
記交流電源に対して互いに逆の方向性を有する第1及び
第2のダイオード、第1及び第2のダイオードを介して
第1及び第2のコンデンサの直列回路と並列接続され、
同一の方向性を有する第1及び第2のスイッチの直列回
路、第1及び第2のコンデンサの相互接続点と第1及び
第2のスイッチの相互接続点と上記交流電源の他端とを
接続する接続手段、第1及び第2のコンデンサと並列接
続された、第3のスイッチと第2のリアクトルとバッテ
リとの直列回路、第2のリアクトルとバッテリとに並列
接続され、第3のスイッチと逆の方向性を有する第3の
ダイオード、第1のリアクトルの入力側端子を、上記交
流電源の一端と上記バッテリの一端とに切り替えて接続
する第1のリレー、並びに上記バッテリーの他端を、第
1及び第2のコンデンサの直列回路の一端と第1及び第
2のスイッチの直列回路の一端とに切り替えて接続する
第2のリレーより構成され、上記交流電源に電圧異常の
ない場合には第1のリレーを上記交流電源側に、第2の
リレーを第1及び第2のコンデンサの直列回路側に切り
替え、上記交流電源に電圧異常のある場合には第1のリ
レーを上記バッテリ側に、第2のリレーを第1及び第2
のスイッチの直列回路側に切り替えるようにしたもので
ある。
Further, in the power converter according to the second configuration of the present invention, in the first configuration, the converter circuit has a first reactor connected to one end of an AC power supply and a first reactor for functioning as a DC power supply. And a series circuit of a second capacitor, each of which is connected between an output terminal of the first reactor and both ends of the series circuit of the first and second capacitors, and has opposite directions to the AC power supply. A first and a second diode, and a first and a second diode connected in parallel with a series circuit of the first and second capacitors via the first and the second diode;
A series circuit of first and second switches having the same direction, connecting an interconnection point of the first and second capacitors, an interconnection point of the first and second switches, and the other end of the AC power supply. Connection means, a series circuit of a third switch, a second reactor, and a battery connected in parallel with the first and second capacitors, a third switch connected in parallel with the second reactor and the battery, A third diode having an opposite direction, an input terminal of the first reactor, a first relay for switching and connecting to one end of the AC power supply and one end of the battery, and the other end of the battery; A second relay connected to one end of the series circuit of the first and second capacitors and one end of the series circuit of the first and second switches, and when the AC power supply has no abnormal voltage, First The relay is switched to the AC power supply side, the second relay is switched to the series circuit side of the first and second capacitors, and if the AC power supply has a voltage abnormality, the first relay is switched to the battery side and the second relay is switched to the battery side. Relays of the first and second
Is switched to the series circuit side of the switch.

【0025】また、本発明の第3の構成による電力変換
装置は、第1の構成において、コンバータ回路は、交流
電源の一端に接続された第1のリアクトル、直流電源と
して機能させるための第1及び第2のコンデンサの直列
回路、第1のリアクトルの出力側端子と第1及び第2の
コンデンサの直列回路の両端との間に各々接続され、上
記交流電源に対して互いに逆の方向性を有する第1及び
第2のスイッチ、第1及び第2のコンデンサの相互接続
点と上記交流電源の他端とを接続する接続手段、一端が
第1及び第2のコンデンサの直列回路と第1のスイッチ
との間に接続され、他端が第1及び第2のコンデンサの
直列回路と第2のスイッチとの間に接続された、第3の
スイッチと第2のリアクトルとバッテリとの直列回路、
第2のリアクトルとバッテリとに並列接続され、第3の
スイッチと逆の方向性を有する第4のスイッチ、第1の
リアクトルの入力側端子を、上記交流電源の一端と上記
バッテリの一端とに切り替えて接続する第1のリレー、
並びに第2のリアクトルの一端を、上記バッテリの一端
と第1及び第2のコンデンサの相互接続点とに切り替え
て接続する第2のリレーより構成され、上記交流電源に
電圧異常のない場合には第1のリレーを上記交流電源側
に、第2のリレーを上記バッテリ側に切り替え、上記交
流電源に電圧異常のある場合には第1のリレーを上記バ
ッテリ側に、第2のリレーを第1及び第2のコンデンサ
の相互接続点側に切り替えるようにしたものである。
Further, in the power converter according to the third configuration of the present invention, in the first configuration, the converter circuit includes a first reactor connected to one end of an AC power supply and a first reactor for functioning as a DC power supply. And a series circuit of a second capacitor, each of which is connected between an output terminal of the first reactor and both ends of the series circuit of the first and second capacitors, and has opposite directions to the AC power supply. First and second switches, connection means for connecting an interconnection point of the first and second capacitors to the other end of the AC power supply, one end of which is connected to a series circuit of the first and second capacitors and the first switch. A series circuit of a third switch, a second reactor, and a battery, connected between the second switch and the other end, connected between the series circuit of the first and second capacitors and the second switch;
A fourth switch connected in parallel to the second reactor and the battery and having a direction opposite to that of the third switch, and an input terminal of the first reactor connected to one end of the AC power supply and one end of the battery. A first relay to switch and connect,
A second relay configured to switch and connect one end of the second reactor to one end of the battery and an interconnection point of the first and second capacitors, and when there is no voltage abnormality in the AC power supply, The first relay is switched to the AC power supply side, and the second relay is switched to the battery side. If the AC power supply has a voltage abnormality, the first relay is switched to the battery side, and the second relay is switched to the first battery. And switching to the interconnection point side of the second capacitor.

【0026】また、本発明の第4の構成による電力変換
装置は、第3の構成において、電圧制御手段は、系統電
源の電圧が正常の場合において、上記系統電源から変換
された直流電力を2つのコンデンサへ蓄電する時、各コ
ンデンサを各々独立して蓄電する切り替え手段を有する
とともに、上記2つのコンデンサの電圧の和と上記2つ
のコンデンサの相互接続点の電位を検出し、上記電圧の
和と所望の設定値との差分を演算し、上記差分を第1の
制御器にて増幅し、更に上記系統電源の位相と一致した
正弦を乗算した第1の電流指令値と、上記相互接続点の
電位と所望の設定値との差分を演算し、上記差分を第2
の制御器にて増幅し、更に上記系統電源の位相と一致し
た正弦の絶対値を乗算した第2の電流指令値を演算し、
上記第1の電流指令値と上記第2の電流指令値の和を、
上記系統電源に流す電流の指令値とする制御回路を有
し、上記切り替え手段により上記系統電源に流す電流が
上記電流の指令値に追従するようにしたものである。
Further, in the power converter according to the fourth configuration of the present invention, in the third configuration, the voltage control means converts the DC power converted from the system power into two when the voltage of the system power is normal. When storing power in the two capacitors, there is provided switching means for storing each capacitor independently, and the sum of the voltages of the two capacitors and the potential of the interconnection point of the two capacitors are detected. A difference from a desired set value is calculated, the difference is amplified by a first controller, and a first current command value obtained by multiplying a sine coincident with the phase of the system power supply is further calculated. A difference between the potential and a desired set value is calculated, and the difference is calculated as a second
A second current command value is amplified by the controller of the above, and further multiplied by the absolute value of the sine that matches the phase of the system power supply,
The sum of the first current command value and the second current command value,
A control circuit for setting a command value of a current flowing to the system power supply is provided, and a current flowing to the system power supply follows the command value of the current by the switching means.

【0027】また、本発明の第5の構成による電力変換
装置は、第4の構成において、電圧制御手段は、系統電
源の電圧が異常の場合において、蓄電手段のエネルギー
を2つのコンデンサへ放電する時に、各コンデンサを各
々独立して放電する切り替え手段を有するとともに、2
つのコンデンサの相互接続点における電位が所望の設定
値となるように、上記切り替え手段により、上記2つの
コンデンサのうちいずれか一方のコンデンサの電圧を制
御する制御回路を有するものである。
[0027] In the power converter according to the fifth configuration of the present invention, in the fourth configuration, the voltage control means discharges energy of the power storage means to the two capacitors when the voltage of the system power supply is abnormal. Sometimes it has switching means for discharging each capacitor independently,
A control circuit for controlling the voltage of one of the two capacitors by the switching means so that the potential at the interconnection point of the two capacitors becomes a desired set value.

【0028】また、本発明の第6の構成による電力変換
装置は、第4の構成において、電圧制御手段は、系統電
源の電圧が異常の場合において、蓄電手段のエネルギー
を2つのコンデンサへ放電する時に、各コンデンサを各
々独立して放電する切り替え手段を有するとともに、上
記2つのコンデンサの相互接続点における電位が所望の
設定値となるように、負荷に流れる負荷電流を検出し
て、上記切り替え手段により上記負荷電流と一致した電
流が上記2つのコンデンサに流れるように制御する制御
回路を有するものである。
In the power converter according to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the voltage control means discharges energy of the power storage means to the two capacitors when the voltage of the system power supply is abnormal. A switching means for discharging each capacitor independently, and detecting a load current flowing through a load so that a potential at an interconnection point of the two capacitors becomes a desired set value. And a control circuit for controlling a current corresponding to the load current to flow through the two capacitors.

【0029】また、本発明の第7の構成による電力変換
装置は、第4の構成において、電圧制御手段は、系統電
源の電圧が異常の場合において、蓄電手段のエネルギー
を2つのコンデンサへ放電する時に、各コンデンサを各
々独立して放電する切り替え手段を有するとともに、上
記2つのコンデンサの相互接続点における電位が所望の
設定値となるように、負荷に流れる負荷電流を検出し
て、上記切り替え手段により、上記負荷電流に含まれる
直流分の電流が上記2つのコンデンサに流れるように制
御する制御回路を有するものである。
Further, in the power converter according to the seventh configuration of the present invention, in the fourth configuration, the voltage control means discharges energy of the power storage means to the two capacitors when the voltage of the system power supply is abnormal. A switching means for discharging each capacitor independently, and detecting a load current flowing through a load so that a potential at an interconnection point of the two capacitors becomes a desired set value. And a control circuit for controlling a DC current included in the load current to flow through the two capacitors.

【0030】また、本発明の第8の構成による電力変換
装置は、第1ないし第7のいずれかの構成において、電
力変換装置を使用せずに保存するときは、蓄電手段によ
りコンデンサが充電されないように回路を切り替えるよ
うにしたものである。
Further, in the power converter according to the eighth configuration of the present invention, in any of the first to seventh configurations, when storing without using the power converter, the capacitor is not charged by the power storage means. The circuit is switched as described above.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、本発明の実
施の形態1を図を用いて説明する。図1はこの発明の実
施の形態1による電力変換装置を示す回路図であり、従
来装置と同一の記号は同一のものであり、その説明を省
略する。40〜42はスイッチ、43〜47はダイオー
ド、48はリレー、49はリアクトルである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention. The same reference numerals as those in the conventional device denote the same components, and a description thereof will be omitted. 40 to 42 are switches, 43 to 47 are diodes, 48 is a relay, and 49 is a reactor.

【0032】次に図1の装置の動作について説明する。
まず系統電源10が正常であるとき、すなわち停電の発
生がないとき、リレー24及びリレー48は図のAに接
続される。このときに、上記系統電源10から負荷1に
供給するためのエネルギーを得る。このために、上記系
統電源10の電圧V1が正の電圧(矢印の向きの電圧)
であるときには、上記スイッチ40をオンオフし、上記
スイッチ40がオンのときには、系統電源10−リレー
24−リアクトル12−ダイオード44−スイッチ40
−系統電源10の経路により、上記リアクトル12に図
の向きに電流i Lが蓄積される。次に上記スイッチ40
をオフすることにより、系統電源10−リレー24−リ
アクトル12−ダイオード44−ダイオード46−コン
デンサ8−系統電源10の経路により、上記リアクトル
12に蓄積されていたエネルギーは上記コンデンサ8に
移動する。このようにして上記系統電源10が正の電圧
の場合には、上記スイッチ40をオンオフすることによ
り上記コンデンサ8への充電が実施される。
Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described.
First, when the system power supply 10 is normal, that is, when a power failure occurs.
When there is no life, relays 24 and 48 are connected to A in the figure.
Continued. At this time, from the system power supply 10 to the load 1
Get the energy to supply. For this purpose, the above system
Voltage of the power supply 101Is a positive voltage (voltage in the direction of the arrow)
, The switch 40 is turned on and off, and
When the switch 40 is on, the system power supply 10-relay
24-reactor 12-diode 44-switch 40
-Diagram of the reactor 12 through the path of the system power supply 10
Current i in the direction of LIs accumulated. Next, switch 40
Is turned off, the system power supply 10-relay 24-relay
Actor 12-diode 44-diode 46-con
The above-mentioned reactor is provided by the path of the
The energy stored in 12 is stored in the capacitor 8
Moving. In this manner, the system power supply 10
In this case, the switch 40 is turned on and off.
Then, the capacitor 8 is charged.

【0033】また、上記系統電源10の電圧V1が負の
電圧(矢印の逆向きの電圧)であるときには、上記スイ
ッチ41をオンオフし、上記スイッチ41がオンのとき
には、系統電源10−スイッチ41−ダイオード43−
リアクトル12−リレー24−系統電源10の経路によ
り、上記リアクトル12に図の矢印の逆向きの電流i L
が蓄積される。次に上記スイッチ41をオフすることに
より、系統電源10−コンデンサ9−ダイオード47−
ダイオード43−リアクトル12−リレー24−系統電
源10の経路により、上記リアクトル12に蓄積されて
いたエネルギーは上記コンデンサ9に移動する。このよ
うにして上記系統電源10の電圧V1が負の電圧の場合
には、上記スイッチ41をオンオフすることにより上記
コンデンサ9の充電を行う。またこのときの系統電源1
0の電圧V1と電流iLの波形例を図2に示す。(a)は
電圧V1の波形、(b)は電流iLの波形である。電流i
Lには上記スイッチ40及び41のスイッチング動作に
伴うリプル電流が重畳する。このリプル電流は系統側に
挿入された図示しないフィルタにより除去される。また
図に示すように、電流iLは電圧V1と同相となるように
高力率制御されることにより、系統電源10に流れ出る
高調波電流が抑制される。
The voltage V of the system power supply 101Is negative
When the voltage (voltage in the direction opposite to the arrow) is
Switch 41 is turned on and off, and the switch 41 is turned on.
Has a system power supply 10-switch 41-diode 43-
According to the route of reactor 12-relay 24-system power supply 10.
Thus, a current i in the direction opposite to the arrow shown in FIG. L
Is accumulated. Next, turn off the switch 41
From the system power supply 10-capacitor 9-diode 47-
Diode 43-reactor 12-relay 24-grid power
Accumulated in the reactor 12 by the path of the source 10
The energy transferred to the capacitor 9. This
The voltage V of the system power supply 101Is negative voltage
By turning the switch 41 on and off,
The capacitor 9 is charged. In addition, the system power supply 1 at this time
Voltage V of 01And current iL2 is shown in FIG. (A)
Voltage V1(B) shows the current iLIt is a waveform of. Current i
LIn the switching operation of the switches 40 and 41
The accompanying ripple current is superimposed. This ripple current is
It is removed by an inserted filter (not shown). Also
As shown, the current iLIs the voltage V1To be in phase with
Flow out to the system power supply 10 by high power factor control
Harmonic current is suppressed.

【0034】以上のように、上記コンデンサ8及び9に
蓄積されたエネルギーは、上記スイッチ4、5、ダイオ
ード6、7からなるインバータ26により、直流電圧か
ら交流電圧に変換される。また図3に示すように、上記
インバータ26より発生する高周波電圧成分を含んだ電
圧(a)は、上記リアクトル3及び上記コンデンサ2に
より構成されるフィルタを通過し、結果として上記コン
デンサ2の電圧VCの波形が(b)のように整形される
ため、上記負荷1に印加される電圧に高周波成分を含ま
ない正弦波電圧を印加することができる。
As described above, the energy stored in the capacitors 8 and 9 is converted from a DC voltage to an AC voltage by the inverter 26 including the switches 4 and 5 and the diodes 6 and 7. As shown in FIG. 3, the voltage (a) including the high-frequency voltage component generated by the inverter 26 passes through a filter constituted by the reactor 3 and the capacitor 2, and as a result, the voltage V of the capacitor 2 Since the waveform of C is shaped as shown in (b), a sine wave voltage containing no high-frequency component can be applied to the voltage applied to the load 1.

【0035】同様に系統電源10が正常であるとき、す
なわち停電の発生がないときのバッテリ11の充電動作
につき説明する。このときの充電回路を図4に示す。上
記バッテリ11の充電電圧は、上記コンデンサ8及び9
の電圧よりも小さい値となるように設定されているもの
とする。上記スイッチ42がオンすると、上記コンデン
サ8、9から上記リアクトル49に電流IBが蓄積さ
れ、同時に上記バッテリー11を充電する。次に上記ス
イッチ42がオフすると、リアクトル49−バッテリ1
1−ダイオード45の経路により、引き続きリアクトル
49のエネルギーにより上記バッテリ11を充電する。
よって、上記スイッチ42のオンオフを適切に制御する
ことにより、上記バッテリ11の電圧を所望の値に充電
することができる。
Similarly, the charging operation of the battery 11 when the system power supply 10 is normal, that is, when no power failure occurs, will be described. FIG. 4 shows the charging circuit at this time. The charging voltage of the battery 11 is controlled by the capacitors 8 and 9
Is set to a value smaller than the voltage of When the switch 42 is turned on, the current I B in the reactor 49 from the capacitor 8 and 9 are accumulated simultaneously charge the battery 11. Next, when the switch 42 is turned off, the reactor 49-the battery 1
The battery 11 is subsequently charged with the energy of the reactor 49 through the path of 1-diode 45.
Therefore, by appropriately controlling the on / off of the switch 42, the voltage of the battery 11 can be charged to a desired value.

【0036】次に上記系統電源10に停電が発生したと
きには、上記リレー24及びリレー48は図1のBに接
続される。このとき、上記スイッチ40及び41を同時
にオンすると、バッテリ11−リレー24−リアクトル
12−ダイオード44−スイッチ40−スイッチ41−
リレー48−バッテリ11の経路により、上記リアクト
ル12に図の矢印の向きに電流iLが流れ、上記リアク
トル12にエネルギーが蓄積される。次に例えばスイッ
チ41のみをオフすると、バッテリ11−リレー24−
リアクトル12−ダイオード44−スイッチ40−コン
デンサ9−ダイオード47−リレー48−バッテリ11
の経路により、上記リアクトル12のエネルギーが上記
コンデンサ9に移動して上記コンデンサ9を充電する。
また同様にスイッチ40のみをオフすると、バッテリ1
1−リレー24−リアクトル12−ダイオード44−ダ
イオード46−コンデンサ8−スイッチ41−リレー4
8−バッテリ11の経路により、上記リアクトル12の
エネルギーが上記コンデンサ8に移動して上記コンデン
サ8を充電する。
Next, when a power failure occurs in the system power supply 10, the relays 24 and 48 are connected to B in FIG. At this time, when the switches 40 and 41 are simultaneously turned on, the battery 11-relay 24-reactor 12-diode 44-switch 40-switch 41-
Through the path from the relay 48 to the battery 11, a current i L flows in the reactor 12 in the direction of the arrow in the figure, and energy is stored in the reactor 12. Next, for example, when only the switch 41 is turned off, the battery 11-relay 24-
Reactor 12-diode 44-switch 40-capacitor 9-diode 47-relay 48-battery 11
The energy of the reactor 12 moves to the capacitor 9 to charge the capacitor 9 through the path.
Similarly, when only the switch 40 is turned off, the battery 1
1-relay 24-reactor 12-diode 44-diode 46-capacitor 8-switch 41-relay 4
The energy of the reactor 12 moves to the capacitor 8 through the path of the battery 11 to charge the capacitor 8.

【0037】以上のようにして上記コンデンサ8及びコ
ンデンサ9に蓄積されたエネルギーは、上記スイッチ
4、5、ダイオード6、7からなるインバータ26によ
り、直流電圧から交流電圧に変換される。また図3に示
すように、上記インバータ26より発生する高周波電圧
成分を含んだ電圧(a)は、上記リアクトル3及び上記
コンデンサ2により構成されるフィルタを通過し、結果
として上記コンデンサ2の電圧VCの波形が図3(b)
のように整形されるため、上記負荷1に印加される電圧
に高周波成分を含まない正弦波電圧を印加することがで
きる。
The energy stored in the capacitors 8 and 9 as described above is converted from a DC voltage to an AC voltage by the inverter 26 including the switches 4 and 5 and the diodes 6 and 7. As shown in FIG. 3, the voltage (a) including the high-frequency voltage component generated by the inverter 26 passes through a filter constituted by the reactor 3 and the capacitor 2, and as a result, the voltage V of the capacitor 2 The waveform of C is shown in FIG.
Therefore, a sine wave voltage that does not include a high-frequency component can be applied to the voltage applied to the load 1.

【0038】このようにして、上記系統電源10に停電
が発生しても上記負荷1に常に電力を供給することがで
きる。またバッテリ11を充電する機能を持っているた
め、系統電源が停電状態から復帰して正常となったあと
にバッテリを再充電することができる。また、系統電源
が正常時においても異常時においても、上記コンデンサ
8、9のそれぞれの充電量は上記スイッチ40、41の
オンオフにより制御することができるため、上記負荷1
が図21に示すようなアンバランス電流を発生する負荷
であっても、上記コンデンサ8、9の電圧はそれぞれ所
望の電圧値に制御することができる。また、バッテリ1
1の充電経路は図4の回路にて上記コンデンサ8及び9
のエネルギーを均等に用いて充電するため、バッテリ1
1の充電によるコンデンサ8及び9の電圧減少はそれぞ
れ同量となり、これを補充するための系統から供給する
エネルギーとして、図24で示したような電流を流すこ
とがなく、正負対象の電流波形となるため、系統側の変
圧器などに負担をかけることなく、安定した電力供給を
行うことができる。
In this manner, power can be constantly supplied to the load 1 even when a power failure occurs in the system power supply 10. Further, since the battery 11 has a function of charging, the battery can be recharged after the system power supply returns from the power failure state and becomes normal. Also, whether the system power supply is normal or abnormal, the amount of charge of each of the capacitors 8 and 9 can be controlled by turning on and off the switches 40 and 41.
However, even if the load generates an unbalanced current as shown in FIG. 21, the voltages of the capacitors 8 and 9 can be controlled to desired voltage values. Also, battery 1
The charging path of No. 1 corresponds to the capacitors 8 and 9 in the circuit of FIG.
Battery 1 to charge the battery evenly
The voltage decrease of the capacitors 8 and 9 due to the charging of 1 is equal to each other, and as the energy supplied from the system for replenishment, the current shown in FIG. Therefore, stable power supply can be performed without imposing a load on a transformer or the like on the system side.

【0039】また、図1に示した回路の他の構成方法を
図5に示す。図において、90、91はダイオードであ
る。図1では(a)の構成としたが、(b)の構成とし
ても同様の回路動作を実現することができる。更に、図
5(b)の構成では、系統電源10が正常時に系統電源
のエネルギーをコンデンサ8、9に蓄積させるが、この
とき、(a)の構成と比較して、蓄積のための経路にダ
イオード1個分の導通ロスが低減できるため、より変換
効率の高い電力変換装置を得ることができる。
FIG. 5 shows another configuration method of the circuit shown in FIG. In the figure, 90 and 91 are diodes. Although the configuration shown in FIG. 1A is used, the same circuit operation can be realized with the configuration shown in FIG. Further, in the configuration of FIG. 5B, when the system power supply 10 is normal, the energy of the system power supply is stored in the capacitors 8 and 9, but at this time, compared to the configuration of FIG. Since the conduction loss of one diode can be reduced, a power conversion device with higher conversion efficiency can be obtained.

【0040】実施の形態2.図6に本発明の実施の形態
2による電力変換装置を示す回路図である。図におい
て、従来例及び実施の形態1と同一の記号は同一のもの
であり、その説明を省略する。50、51はスイッチ、
52、53はダイオード、54はリレー、55はリアク
トルである。
Embodiment 2 FIG. 6 is a circuit diagram showing a power converter according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same symbols as those in the conventional example and the first embodiment are the same, and the description thereof is omitted. 50 and 51 are switches,
52 and 53 are diodes, 54 is a relay, and 55 is a reactor.

【0041】次に図6の回路の動作について説明する。
まず系統電源10が正常であるとき、すなわち停電の発
生がないとき、リレー24及びリレー54は図のAに接
続される。このために、上記系統電源10が正の電圧
(矢印の向きの電圧)であるときには、上記スイッチ3
1をオンオフし、上記スイッチ31がオンのときには、
系統電源10−リレー24−リアクトル12−スイッチ
31−コンデンサ9−系統電源10の経路により、上記
リアクトル12に図の向きに電流ILが蓄積される。次
に上記スイッチ31をオフすることにより、系統電源1
0−リレー24−リアクトル12−ダイオード32−コ
ンデンサ8−系統電源10の経路により、上記リアクト
ル12に蓄積されていたエネルギーが上記コンデンサ8
に移動する。このようにして上記系統電源10が正の電
圧の場合には、上記スイッチ31をオンオフすることに
より上記コンデンサ8を充電する。
Next, the operation of the circuit of FIG. 6 will be described.
First, when the system power supply 10 is normal, that is, when no power failure occurs, the relays 24 and 54 are connected to A in FIG. For this reason, when the system power supply 10 is at a positive voltage (voltage in the direction of the arrow), the switch 3
1 when the switch 31 is on,
A current IL is accumulated in the reactor 12 in the direction shown in the figure through the path of the system power supply 10-relay 24-reactor 12-switch 31-capacitor 9-system power supply 10. Next, by turning off the switch 31, the system power supply 1
The energy stored in the reactor 12 is transferred to the capacitor 8 through a path of 0-relay 24-reactor 12-diode 32-capacitor 8-system power supply 10.
Go to Thus, when the system power supply 10 has a positive voltage, the switch 8 is turned on and off to charge the capacitor 8.

【0042】また、上記系統電源10が負の電圧(矢印
の逆向きの電圧)であるときには、上記スイッチ30を
オンオフし、上記スイッチ30がオンのときには、系統
電源10−コンデンサ8−スイッチ30−リアクトル1
2−リレー24−系統電源10の経路により、上記リア
クトル12に図の逆向きに電流が蓄積される。次に上記
スイッチ30をオフすることにより、系統電源10−コ
ンデンサ9−ダイオード33−リアクトル12−リレー
24−系統電源10の経路により、上記リアクトルに蓄
積されていたエネルギーが上記コンデンサ9に移動す
る。このようにして上記系統電源10が負の電圧の場合
には、上記スイッチ30をオンオフすることにより上記
コンデンサ9を充電する。
When the system power supply 10 is at a negative voltage (voltage in the opposite direction of the arrow), the switch 30 is turned on and off. When the switch 30 is on, the system power supply 10-capacitor 8-switch 30- Reactor 1
A current is accumulated in the reactor 12 in a direction opposite to the direction shown in FIG. Next, when the switch 30 is turned off, the energy stored in the reactor moves to the capacitor 9 through the path of the system power supply 10-the capacitor 9-the diode 33-the reactor 12-the relay 24-the system power supply 10. Thus, when the system power supply 10 has a negative voltage, the switch 9 is turned on and off to charge the capacitor 9.

【0043】上記のように上記コンデンサ8及び9に蓄
積されたエネルギーは、上記スイッチ4、5、ダイオー
ド6、7によるインバータにより、直流電圧から交流電
圧に変換される。また、上記リアクトル3及び上記コン
デンサ2により上記インバータより発生する高周波電圧
成分の除去を行うフィルタを構成し、上記負荷1に印加
される電圧に高周波成分を含まない正弦波電圧が印加さ
れる。
As described above, the energy stored in the capacitors 8 and 9 is converted from a DC voltage to an AC voltage by the inverter using the switches 4 and 5 and the diodes 6 and 7. The reactor 3 and the capacitor 2 constitute a filter for removing a high-frequency voltage component generated by the inverter, and a sine wave voltage that does not include a high-frequency component is applied to the voltage applied to the load 1.

【0044】さらに上記系統電源10が正常であるとき
には、図7に示すような回路により上記バッテリ11を
充電する。すなわち、上記リレー54は図のAに接続さ
れており、このとき上記スイッチ50をオンすると、ス
イッチ50−リアクトル55−リレー54−バッテリ1
1−コンデンサ9−コンデンサ8−スイッチ50の経路
により、コンデンサ8及び9のエネルギーを均等に用い
て上記バッテリ11を充電し、電流IBが流れる。次に
上記スイッチ50をオフすると、電流IBはリアクトル
55−リレー54−バッテリ11−ダイオード53−リ
アクトル55の経路により、電流IBが流れて上記バッ
テリ11を充電する。
Further, when the system power supply 10 is normal, the battery 11 is charged by a circuit as shown in FIG. That is, the relay 54 is connected to A in the figure. At this time, when the switch 50 is turned on, the switch 50-the reactor 55-the relay 54-the battery 1
The path of the 1-capacitor 9 capacitor 8 switch 50 to charge the battery 11 with equally energy of the capacitor 8 and 9, a current flows I B. Turning off the switch 50, the current I B is the route of the reactor 55 - Relay 54-battery 11 diodes 53- reactor 55, and the current I B flows to charge the battery 11.

【0045】さらに上記系統電源10が正常であると
き、図8に示すように上記負荷1が不平衡なために
(b)のような電流IOUTが流れる場合には、コンデン
サ8、9の電圧をそれぞれ所望の電圧値になるように制
御する。即ち、図8(b)の電流が流れるときは、コン
デンサ8の放電がコンデンサ9の放電よりも多くなり、
コンデンサ8の電圧VC1とコンデンサ9の電圧VC2との
間に電圧差が発生するため、制御回路を設けて、上記電
圧差を検出し、結果として上記コンデンサ8をより充電
するように働くように系統電源10の電流が(c)に示
すような電流波形となるように制御する。図9に具体的
な制御回路の例を示す。図において、56、57は加算
器、58、59は減算器、60、61はPI制御器に代
表されるような制御器、62、63は乗算器、64は絶
対値演算回路である。まず2つのコンデンサ電圧VC1
C2の和が上記加算器56にて加算され、VC1とVC2
和の電圧の指令値である直流電圧指令値VD *と比較する
ために、上記減算器58にて減算される。上記減算の結
果は誤差信号として上記制御器60に入力され、上記制
御器60は上記誤差信号に応じた信号I*を出力する。
Further, if the system power supply 10 is normal,
And the load 1 is unbalanced as shown in FIG.
The current I as in (b)OUTIs flowing,
The voltages of the capacitors 8 and 9 are controlled so as to have respective desired voltage values.
Control. That is, when the current shown in FIG.
The discharge of the capacitor 8 is greater than the discharge of the capacitor 9,
Voltage V of capacitor 8C1And the voltage V of the capacitor 9C2With
Since a voltage difference is generated between them, a control circuit is provided to
The pressure difference is detected, and as a result, the capacitor 8 is more charged.
The current of the system power supply 10 is shown in FIG.
Control is performed so as to obtain such a current waveform. Specifically in FIG.
An example of a simple control circuit is shown. In the figure, 56 and 57 are additions
, 58 and 59 are subtractors, and 60 and 61 are PI controllers.
Controllers as represented, 62 and 63 are multipliers, 64 is absolute
It is a logarithmic operation circuit. First, two capacitor voltages VC1,
V C2Are added by the adder 56, and VC1And VC2of
DC voltage command value V which is the command value of the sum voltageD *Compare with
Therefore, the subtractor 58 performs the subtraction. The result of the above subtraction
The result is input to the controller 60 as an error signal,
The controller 60 outputs a signal I corresponding to the error signal.*Is output.

【0046】制御回路は、上記系統電源10の位相の正
弦値sinθを図示しない検出装置で検出し、上記乗算
器62により上記信号I*とsinθとの乗算を実行す
る。上記乗算の結果、系統電源10の電圧位相と合致し
た正弦波状の信号I1 *を得る。
The control circuit detects the sine value sinθ of the phase of the system power supply 10 by a detector (not shown), and executes the multiplication of the signal I * and sinθ by the multiplier 62. As a result of the above multiplication, a sinusoidal signal I 1 * matching the voltage phase of the system power supply 10 is obtained.

【0047】また、上記減算器59により上記コンデン
サ8及び9の差電圧を検出し、上記制御器61に入力す
る。上記制御器61は上記差電圧に応じた信号II*
出力する。また、上記信号sinθは上記絶対値回路6
4に入力され、上記乗算器63により、上記信号sin
θの絶対値と上記信号II*の乗算を実行する。上記乗
算の結果、信号I2 *を得る。上記信号I1 *及びI2 *の和
を上記加算器57により得て、これを上記リアクトル1
2の電流指令IL *とし、IL *に追従するようにスイッチ
30、31をスイッチングさせる。波形結果例を図10
に示す。図10において、(a)は系統電源10の電圧
1の波形、(b)は上記信号I1 *の波形、(c)は上
記信号I2 *の波形、(d)は上記信号IL *の波形であ
り、上記系統電源10の電流ILはIL *に追従するよう
に動作する。よって上記コンデンサ8をより多く充電す
るように働くため、結果的にVC1とVC2の電圧がバラン
スする。
The difference voltage between the capacitors 8 and 9 is detected by the subtracter 59 and is input to the controller 61. The controller 61 outputs a signal II * according to the difference voltage. Further, the signal sinθ is calculated by the absolute value circuit 6.
4 and the above signal sin by the multiplier 63
The signal II * is multiplied by the absolute value of θ. As a result of the above multiplication, a signal I 2 * is obtained. The sum of the signals I 1 * and I 2 * is obtained by the adder 57, and the sum is obtained by the reactor 1.
2 of a current command I L *, thereby switching the switch 30 and 31 so as to follow the I L *. FIG. 10 shows an example of a waveform result.
Shown in In FIG. 10, (a) the voltage V 1 of the waveform of the system power supply 10, (b) is the signal I 1 * waveform, (c) is the signal I 2 * waveform, (d) is the signal I L * a waveform, the current I L of the system power source 10 is operated to follow the I L *. Therefore, the capacitor 8 functions to charge the capacitor 8 more, and as a result, the voltages V C1 and V C2 are balanced.

【0048】次に上記系統電源10に停電が発生したと
きには、上記リレー24及びリレー54は図のBに接続
される。上記リレー24により、図11に示すように上
記バッテリ11から上記インバータ26へのエネルギー
供給経路を得る。以下具体的な動作について説明する。
上記スイッチ31をオンすると、図12に示すように、
バッテリ11−リレー24−リアクトル12−スイッチ
31−バッテリ11の経路により、電流ILが上記リア
クトル12に蓄積する。次に上記スイッチ31をオフす
ると、図13に示すように、バッテリ11−リレー24
−リアクトル12−ダイオード32−コンデンサ8−コ
ンデンサ9−バッテリ11の経路により、上記リアクト
ル12に蓄積されたエネルギーが上記コンデンサ8及び
9に移動してこれらに蓄積される。このようにして上記
スイッチ31をオンオフすることにより、上記バッテリ
11のエネルギーを上記コンデンサ8、9に移動し、上
記インバータ26及び負荷1にエネルギーを供給し、上
記コンデンサ8の電圧VC1と上記コンデンサ9の電圧V
C2の和電圧を所望の値に制御する。
Next, when a power failure occurs in the system power supply 10, the relays 24 and 54 are connected to B in FIG. The energy supply path from the battery 11 to the inverter 26 is obtained by the relay 24 as shown in FIG. Hereinafter, a specific operation will be described.
When the switch 31 is turned on, as shown in FIG.
The path of the battery 11 and the relay 24 reactor 12 switches 31- battery 11, current I L is accumulated in the reactor 12. Next, when the switch 31 is turned off, as shown in FIG.
The energy stored in the reactor 12 moves to the capacitors 8 and 9 and is stored therein by the route of the reactor 12, the diode 32, the capacitor 8, the capacitor 9, and the battery 11. By turning on and off the switch 31 in this manner, the energy of the battery 11 is transferred to the capacitors 8 and 9 and energy is supplied to the inverter 26 and the load 1, and the voltage V C1 of the capacitor 8 and the capacitor 9 voltage V
The sum voltage of C2 is controlled to a desired value.

【0049】また、上記負荷1が図8を用いて説明した
ような不平衡な負荷特性を持つ場合にも上記インバータ
26を安定に動作させるために、図14に示すように上
記リレー54、及びスイッチ50、51を用い、さらに
図15に示す制御回路を用いて、上記コンデンサ8及び
9の電圧が安定となるように制御する。即ち、バッテリ
11のエネルギーはスイッチ31及びダイオード32に
よりリアクトル12及びリレー24を介して、上記コン
デンサ8及びコンデンサ9を同時に同じエネルギーで充
電するため、負荷1が不平衡な負荷特性を持つ場合に
は、上記コンデンサ8及び上記コンデンサ9の電圧がア
ンバランスとなり安定しない。従って制御回路によりス
イッチ50、51を制御して、上記コンデンサ8及び9
の電圧が安定となるように制御する。具体的な制御回路
を図15に示す。図15において、70及び72は減算
器、71及び73は例えばPI制御器に代表される制御
器、74は比較器、75は三角波信号、76はNOT回
路であり、上記制御回路は上記コンデンサ9の電圧VC2
を指令値VC2 *となるように制御するものである。図に
おいて、上記減算器70にて電圧VC2の指令値との誤差
を演算し上記制御器71に上記誤差が入力される。上記
制御器は上記誤差に応じた信号IBAL *を出力し、図14
に示した電流IBALが上記信号IBAL *に等しくなるよう
に、まず上記減算器72にて上記電流IBALの指令値に
対する誤差を演算し、上記制御器73に上記誤差が入力
される。上記制御器73は上記誤差に応じた電圧指令V
BAL *を出力し、上記比較器74にて上記三角波信号と比
較し、その結果を上記スイッチ50のオン信号SW50
とし、上記NOT回路76にて反転された結果を上記ス
イッチ51のオン信号SW51とする。このように制御
回路を構成することにより上記電圧VC2はその指令値V
C2 *と一致するように制御され、電圧VC2が安定とな
り、電圧VC1とVC2の和電圧が図11の回路により所望
の値に制御されているため、結果として電圧VC1も安定
となる。
In order to stably operate the inverter 26 even when the load 1 has an unbalanced load characteristic as described with reference to FIG. 8, the relay 54, as shown in FIG. The switches 50 and 51 are used and the control circuit shown in FIG. 15 is used to control the voltages of the capacitors 8 and 9 to be stable. That is, the energy of the battery 11 is charged simultaneously with the same energy by the switch 31 and the diode 32 via the reactor 12 and the relay 24 with the same energy. Therefore, when the load 1 has an unbalanced load characteristic, The voltages of the capacitor 8 and the capacitor 9 become unbalanced and are not stable. Therefore, the switches 50 and 51 are controlled by the control circuit, and the capacitors 8 and 9 are controlled.
Is controlled to be stable. FIG. 15 shows a specific control circuit. 15, 70 and 72 are subtracters, 71 and 73 are controllers represented by, for example, a PI controller, 74 is a comparator, 75 is a triangular wave signal, 76 is a NOT circuit, and the control circuit is the capacitor 9. Voltage V C2
Is controlled to be the command value V C2 * . In the figure, the subtractor 70 calculates an error from the command value of the voltage V C2 , and the error is input to the controller 71. The controller outputs a signal I BAL * corresponding to the error, and FIG.
Is calculated by the subtracter 72 with respect to the command value of the current IBAL so that the current IBAL is equal to the signal IBAL * . The controller 73 outputs a voltage command V according to the error.
BAL * is output, the comparator 74 compares the signal with the triangular wave signal, and compares the result with the ON signal SW50 of the switch 50.
The result inverted by the NOT circuit 76 is used as the ON signal SW51 of the switch 51. By configuring the control circuit in this manner, the voltage V C2 becomes equal to the command value V
C2 * and is controlled so as to match, it becomes a stable voltage V C2, since the sum voltage of the voltage V C1 and V C2 are controlled to a desired value by the circuit of FIG. 11, as a result the voltage V C1 is also stable Become.

【0050】このように、上記系統電源10に停電が発
生しても上記負荷1に常に電力を供給することができ
る。またバッテリ11を充電する機能を持っているた
め、系統電源が停電状態から復帰して正常となったあと
にバッテリを再充電することができる。また上記コンデ
ンサ8、9のそれぞれの充電量は、上記系統電源10に
異常の無いときは上記スイッチ30、31のオンオフに
より、上記系統電源10に停電が発生しているときは上
記スイッチ50、51のオンオフにより制御することが
できるため、上記負荷1が図21に示すようなアンバラ
ンス電流を発生する負荷であっても、上記コンデンサ
8、9の電圧はそれぞれ所望の電圧値に制御することが
でき、インバータ26を安定に動作させることができ
る。また、バッテリ11への充電経路は図7の回路にて
上記コンデンサ8及び9のエネルギーを均等に用いて充
電するため、バッテリ11への充電によるコンデンサ8
及び9の電圧減少はそれぞれ同量となり、これを補充す
るための系統から供給するエネルギーとして、図24で
示したような電流を流すことがなく、正負対象の電流波
形となるため、系統側の変圧器などに負担をかけること
なく、安定した電力供給を行うことができる。
As described above, even if a power failure occurs in the system power supply 10, power can be constantly supplied to the load 1. Further, since the battery 11 has a function of charging, the battery can be recharged after the system power supply returns from the power failure state and becomes normal. The charge amounts of the capacitors 8 and 9 are determined by turning on and off the switches 30 and 31 when there is no abnormality in the system power supply 10 and the switches 50 and 51 when a power failure occurs in the system power supply 10. , The voltage of the capacitors 8 and 9 can be controlled to desired voltage values even if the load 1 is a load that generates an unbalanced current as shown in FIG. As a result, the inverter 26 can be operated stably. In addition, since the charging path to the battery 11 is charged by using the energy of the capacitors 8 and 9 equally in the circuit of FIG.
24 and 9 have the same amount, and the energy supplied from the system for replenishing this does not flow the current as shown in FIG. 24, and has a positive / negative target current waveform. A stable power supply can be performed without imposing a load on a transformer or the like.

【0051】実施の形態3.次に、上記電圧VC1とVC2
が安定となるように制御する他の制御回路の例を図16
に示す。図16において、92は減算器であり、他は前
述の実施の形態2と同様である。ここでは上記負荷1の
電流IOUTを検出し、上記電流IOUTと上記電流IBAL
一致するように制御器73を動作させることにより、上
記電圧VC1及びVC2の電圧が安定となる。
Embodiment 3 FIG. Next, the voltages V C1 and V C2
FIG. 16 shows an example of another control circuit for controlling the voltage to be stable.
Shown in In FIG. 16, reference numeral 92 denotes a subtractor, and the other components are the same as those in the second embodiment. Here, by detecting the current I OUT of the load 1 and operating the controller 73 so that the current I OUT matches the current I BAL , the voltages V C1 and V C2 are stabilized.

【0052】具体的には、図6において、例えば電流I
OUTが図中の向き(正の向き)であるとき、上記電流I
OUTの成分は上記スイッチ4がオンのタイミングでは上
記コンデンサ8のみを放電し、次に上記スイッチ4がオ
フのタイミングではコンデンサ9のみを充電するように
流れる。上記インバータ26のスイッチ4及び5はパル
ス幅変調により交互にオンオフするように動作している
ため、必ず上記のような動作を伴う。上記負荷1が不平
衡な負荷特性を持っており、上記電流IOUTが正の向き
にしか流れないときには、上記コンデンサ8の放電及び
上記コンデンサ9の充電が続き、結果として上記電圧V
C1及びVC2の電圧が安定に保たれない。これを補償する
ために、図16に示した制御回路により、上記スイッチ
50及び51を互いにオンオフさせながら、上記リアク
トル55に上記IOUTと同じ電流IBALを流すことによ
り、上記電流IOUTが正の向きの場合には上記電流IBAL
も図14で示す矢印の向きに流れ、上記スイッチ50が
オンのときには上記コンデンサ8を充電、オフのときに
は上記コンデンサ9を放電し、結果として各々のコンデ
ンサにおける充放電量が等しくなり、上記電圧VC1及び
C2は所定の電圧の範囲に安定する。また、負荷へ供給
されるエネルギーは上記バッテリ11から上記コンデン
サ8および9を一括に充電するため、バッテリ11から
の充電により上記電圧VC1及びVC2が不安定になること
はない。
More specifically, in FIG.
When OUT is in the direction shown in the figure (positive direction), the current I
The OUT component flows so that only the capacitor 8 is discharged when the switch 4 is turned on, and then only the capacitor 9 is charged when the switch 4 is turned off. Since the switches 4 and 5 of the inverter 26 are operated so as to be alternately turned on and off by pulse width modulation, the operations described above always accompany. When the load 1 has an unbalanced load characteristic and the current I OUT flows only in a positive direction, the discharging of the capacitor 8 and the charging of the capacitor 9 continue, and as a result, the voltage V OUT
The voltage of C1 and V C2 is not kept stable. To compensate for this, the control circuit shown in FIG. 16, while off each other the switches 50 and 51, by passing the same current I BAL and the I OUT to the reactor 55, the current I OUT positive The current I BAL
14 also flows in the direction of the arrow shown in FIG. 14. When the switch 50 is on, the capacitor 8 is charged. When the switch 50 is off, the capacitor 9 is discharged. As a result, the charge and discharge amount of each capacitor becomes equal, and the voltage V C1 and V C2 stabilize within a predetermined voltage range. Further, the energy supplied to the load collectively charges the capacitors 8 and 9 from the battery 11, so that the voltages V C1 and V C2 do not become unstable due to the charging from the battery 11.

【0053】実施の形態4.更に、上記電圧VC1とVC2
を安定となるように制御する他の制御方法につき説明す
る。図14の回路にて、図17に示すようにスイッチ5
0及び51をそれぞれ等しいオン幅で互いにスイッチン
グさせるとする。このとき電圧VC1が電圧V C2よりも大
きいと、上記リアクトル55に流れる電流IBALが図1
4中の矢印の逆向きに流れるように上記リアクトル55
に平均電圧が印加される。逆に電圧V C1とVC2が等しい
ときには、上記リアクトル55にかかる平均電圧はゼロ
となり、上記電流IBALは流れない。
Embodiment 4 Further, the voltage VC1And VC2
Other control methods for controlling the
You. In the circuit of FIG. 14, as shown in FIG.
Switch 0 and 51 to each other with equal ON width
And let At this time, the voltage VC1Is the voltage V C2Greater than
The current I flowing through the reactor 55BALFigure 1
The above-mentioned reactor 55 flows in the opposite direction of the arrow in FIG.
Is applied with an average voltage. Conversely, voltage V C1And VC2Are equal
Sometimes, the average voltage applied to the reactor 55 is zero.
And the current IBALDoes not flow.

【0054】ところで、図14の回路においては、上記
リアクトル55と上記コンデンサ8及び9によりLC共
振する経路をもつことになる。従って電圧VC1が電圧V
C2よりも大きいときを動作の開始点とすると、図18に
示すように、電流IBALは直流オフセット電流IOSと上
記共振により発生する電流成分の和となる。上記電流I
OSは上記電圧VC1及びVC2のアンバランスにより起因す
る電流である。上記負荷1がアンバランスであれば、こ
のアンバランス電流の成分としてIOSが現れることにな
る。またこのような共振電流はそのピーク値が高く、上
記スイッチ50、51、上記ダイオード52、53など
に電流ストレスをもたらすために電流容量の大きい素子
が必要となるという問題点がある。こうした問題を解決
するために、上記共振成分電流のみをゼロとするように
上記IBALを制御し、上記リアクトル55にアンバラン
ス負荷に起因するIOSのみを流すようにするのが望まし
い。
Incidentally, the circuit of FIG. 14 has a path for LC resonance by the reactor 55 and the capacitors 8 and 9. Therefore, the voltage V C1 becomes the voltage V
Assuming that the operation start point is greater than C2 , the current IBAL is the sum of the DC offset current IOS and the current component generated by the resonance as shown in FIG. The above current I
OS is a current caused by the imbalance between the voltages V C1 and V C2 . If the load 1 is unbalanced, so that the I OS appears as a component of the unbalanced current. Further, such a resonance current has a high peak value, and there is a problem that an element having a large current capacity is required to cause current stress on the switches 50 and 51 and the diodes 52 and 53. To solve these problems, only the resonance component current controls the I BAL to zero, to to flow only I OS caused by unbalanced loads on the reactor 55 is desired.

【0055】図19に上記制御方法を実現するための制
御回路を示す。図において、77はPI制御器などに代
表される制御器、78はハイパスフィルタ、79は減算
器である。まず検出された電流IBALを上記ハイパスフ
ィルタ78により共振電流成分のみ抽出する。制御回路
が上記共振電流成分をゼロとするように動作するため
に、まず上記減算器79により指令値(ゼロ)との減算
を行い、減算結果を誤差信号として上記制御器77に入
力する。上記制御器77は上記誤差に応じた電圧指令V
BAL *を出力し、上記比較器74にて三角波信号と比較
し、その結果を上記スイッチ50のオン信号SW50と
し、上記NOT回路76にて反転された結果を上記スイ
ッチ51のオン信号SW51とする。結果として上記電
流IBALは概ねアンバランス負荷に対応した直流電流成
分のみとなり、図18に示したような共振電流が抑制さ
れる。このようにして上記電圧VC1及びVC2の電圧が安
定となる。
FIG. 19 shows a control circuit for realizing the above control method. In the figure, 77 is a controller typified by a PI controller or the like, 78 is a high-pass filter, and 79 is a subtractor. First, only the resonance current component of the detected current I BAL is extracted by the high-pass filter 78. In order for the control circuit to operate so that the resonance current component becomes zero, first, the subtractor 79 subtracts from the command value (zero), and the subtraction result is input to the controller 77 as an error signal. The controller 77 supplies a voltage command V according to the error.
BAL * is output and compared with the triangular wave signal by the comparator 74, the result is used as the ON signal SW50 of the switch 50, and the result inverted by the NOT circuit 76 is used as the ON signal SW51 of the switch 51. . As a result, the current I BAL is substantially only a DC current component corresponding to the unbalanced load, and the resonance current as shown in FIG. 18 is suppressed. Thus, the voltages V C1 and V C2 are stabilized.

【0056】実施の形態5.実施の形態1及び2に示す
ような無停電電源装置では、ユーザーが長期間使用しな
いで装置を保存する場合、安全性の上から、コンデンサ
8及び9のエネルギーを放電するために、例えば図示し
ない抵抗を上記コンデンサ8及び9に並列に接続する。
上記の使用しない期間において、バッテリ11が上記コ
ンデンサ8及び9を充電しないように回路を構成してお
くと、上記抵抗による上記バッテリ11の無駄な放電を
抑制することができる。すなわち、図1の回路において
はリレー24を図のAに接続するようにする。また図6
の回路においてはリレー24を図のAに接続し、かつリ
レー54を図のBに接続するようにする。このようにし
て、バッテリ11から上記コンデンサ8及び9への放電
経路を断つことができるため、装置を使用しないときの
上記バッテリ11の無駄な放電を抑制することができ、
効率のよい装置を得ることができる。
Embodiment 5 In the uninterruptible power supply device according to the first and second embodiments, when the user stores the device without using it for a long period of time, in order to discharge the energy of the capacitors 8 and 9 from the viewpoint of safety, for example, it is not illustrated. A resistor is connected in parallel with the capacitors 8 and 9.
If a circuit is configured so that the battery 11 does not charge the capacitors 8 and 9 during the unused period, useless discharge of the battery 11 due to the resistor can be suppressed. That is, in the circuit of FIG. 1, the relay 24 is connected to A in the figure. FIG.
In this circuit, the relay 24 is connected to A in the figure, and the relay 54 is connected to B in the figure. In this way, since the discharge path from the battery 11 to the capacitors 8 and 9 can be cut off, it is possible to suppress unnecessary discharge of the battery 11 when the device is not used,
An efficient device can be obtained.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上のように、この発明の第1の構成に
よれば、2つのコンデンサの両方のエネルギーを常に均
等に用いて、バッテリを充電することができ、系統側に
負担をかけない電力変換装置を得ることができる。ま
た、バッテリの充電機能及び不平衡負荷に対するコンデ
ンサのバランス機能を有するため、インバータの安定な
運転継続が実現できる。
As described above, according to the first configuration of the present invention, the battery can be charged using the energy of both capacitors at all times evenly, and no burden is imposed on the system side. A power converter can be obtained. In addition, since the battery has a function of charging the battery and a function of balancing the capacitor with respect to an unbalanced load, stable operation of the inverter can be continued.

【0058】また、この発明の第2及び第3の構成によ
れば、上記効果に加え、上記バッテリの充電機能及び不
平衡負荷に対するコンデンサのバランス機能を一部共有
化するように回路を構成したため、安価な電力変換装置
を得ることができる。
According to the second and third configurations of the present invention, in addition to the above-described effects, the circuit is configured so as to partially share the function of charging the battery and the function of balancing the capacitor against an unbalanced load. Thus, an inexpensive power converter can be obtained.

【0059】また、この発明の第4の構成によれば、上
記系統電源から変換された直流電力を2つのコンデンサ
へ蓄電する際に、2つのコンデンサの相互接続点におけ
る電位が安定化し、インバータの安定な運転継続が実現
できる。
According to the fourth configuration of the present invention, when the DC power converted from the system power supply is stored in the two capacitors, the potential at the interconnection point of the two capacitors is stabilized, and Stable operation continuation can be realized.

【0060】また、この発明の第5ないし第7の構成に
よれば、蓄電手段のエネルギーを2つのコンデンサへ放
電する際に、2つのコンデンサの相互接続点における電
位が安定化し、インバータの安定な運転継続が実現でき
る。
According to the fifth to seventh configurations of the present invention, when the energy of the power storage means is discharged to the two capacitors, the potential at the interconnection point of the two capacitors is stabilized, and the stable operation of the inverter is achieved. Operation continuation can be realized.

【0061】また、この発明の第8の構成によれば、上
記各構成の電力変換装置において、装置を使用しなとき
のバッテリの無駄な放電を抑制することができるため、
効率のよい装置を得ることができる。
Further, according to the eighth configuration of the present invention, in the power converter of each of the above configurations, it is possible to suppress useless discharge of the battery when the device is not used.
An efficient device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による電力変換装置
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a power converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による電力変換装置
における系統電源の電圧波形と電流波形を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a voltage waveform and a current waveform of a system power supply in the power converter according to Embodiment 1 of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1による電力変換装置
におけるインバータの出力電圧とコンデンサの電圧波形
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an output voltage of an inverter and a voltage waveform of a capacitor in the power converter according to Embodiment 1 of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1による電力変換装置
におけるバッテリの充電動作を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a charging operation of a battery in the power converter according to Embodiment 1 of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態1による他の電力変換
装置の一部分を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a part of another power converter according to Embodiment 1 of the present invention;

【図6】 この発明の実施の形態2による電力変換装置
を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a power conversion device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態2による電力変換装置
におけるバッテリの充電動作を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a charging operation of a battery in the power converter according to Embodiment 2 of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態2による電力変換装置
における不平衡負荷時の波形を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing waveforms at the time of an unbalanced load in the power converter according to Embodiment 2 of the present invention.

【図9】 図8の電流ILを実現するための制御回路を
示す図である。
9 is a diagram showing a control circuit for implementing the current I L in FIG.

【図10】 図9の制御回路における電圧電流波形を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing voltage and current waveforms in the control circuit of FIG. 9;

【図11】 この発明の実施の形態2による電力変換装
置におけるバッテリの放電動作を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a discharging operation of a battery in a power converter according to Embodiment 2 of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態2による電力変換装
置におけるバッテリの放電動作を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a discharging operation of a battery in a power conversion device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態2による電力変換装
置におけるバッテリの放電動作を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a discharging operation of a battery in the power converter according to Embodiment 2 of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態2による電力変換装
置における放電時のコンデンサ電圧制御の動作を説明す
る図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an operation of capacitor voltage control at the time of discharging in a power converter according to a second embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態2による電力変換装
置における放電時のコンデンサ電圧制御のための制御回
路を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a control circuit for controlling the capacitor voltage at the time of discharging in the power converter according to Embodiment 2 of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態3による電力変換装
置における放電時のコンデンサ電圧制御のための制御回
路を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a control circuit for controlling a capacitor voltage at the time of discharging in a power converter according to Embodiment 3 of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態4による電力変換装
置における放電時のコンデンサ電圧制御の動作を説明す
る図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating an operation of controlling the capacitor voltage at the time of discharging in the power converter according to Embodiment 4 of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態4による電力変換装
置における放電時のコンデンサ電圧制御の動作を説明す
る図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating operation of capacitor voltage control at the time of discharging in a power converter according to Embodiment 4 of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態4による電力変換装
置における放電時のコンデンサ電圧制御のための制御回
路を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a control circuit for controlling a capacitor voltage at the time of discharging in a power converter according to Embodiment 4 of the present invention.

【図20】 従来の電力変換装置を示す回路図である。FIG. 20 is a circuit diagram showing a conventional power converter.

【図21】 不平衡負荷時の波形を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a waveform at the time of an unbalanced load.

【図22】 従来の他の電力変換装置を示す回路図であ
る。
FIG. 22 is a circuit diagram showing another conventional power converter.

【図23】 従来の電力変換装置におけるバッテリの充
電動作を説明する図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating a charging operation of a battery in a conventional power converter.

【図24】 従来の電力変換装置におけるバッテリの充
電動作時の波形を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing waveforms during a battery charging operation in a conventional power converter.

【図25】 図22に示す従来の電力変換装置に対して
バッテリ充電装置及びコンデンサバランス回路を設置し
た装置を示す回路図である。
FIG. 25 is a circuit diagram showing a device in which a battery charger and a capacitor balance circuit are installed in the conventional power converter shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 負荷、2,8,9 コンデンサ、3,12,23,
49,55 リアクトル、4,5,13〜15,30,
31,40〜42,50,51 スイッチ、6,7,1
6〜22,25,32,33,43〜47,52,5
3,90,91 ダイオード、10 系統電源、11
バッテリ、24,48,54 リレー、26インバー
タ、56,57 加算器、58,59,70,72,7
9,92 減算器、60,61,73,77 制御器、
62,63 乗算器、74 比較器、75 三角波、7
6 反転器、78 ハイパスフィルタ。
1 load, 2,8,9 capacitor, 3,12,23,
49,55 reactor, 4,5,13-15,30,
31, 40-42, 50, 51 switches, 6, 7, 1
6 to 22, 25, 32, 33, 43 to 47, 52, 5
3, 90, 91 diode, 10 system power supply, 11
Battery, 24, 48, 54 relay, 26 inverter, 56, 57 adder, 58, 59, 70, 72, 7
9,92 subtractor, 60,61,73,77 controller,
62, 63 multiplier, 74 comparator, 75 triangular wave, 7
6 inverter, 78 high-pass filter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02M 5/453 H02M 5/453 5H750 7/48 7/48 N 7/5387 7/5387 A Fターム(参考) 5G015 GA03 GA06 HA15 JA05 JA22 JA52 5G066 JA02 JB03 5H006 AA02 CA02 CA07 CB04 CB08 CB09 CC01 CC02 CC08 DA02 DB02 DC02 DC05 5H007 AA02 AA08 BB05 BB11 CA01 CB02 CB04 CB12 CB22 CC03 CC12 DB01 EA02 5H410 BB02 BB07 CC03 DD03 DD06 EA10 EA35 EB09 EB38 EB39 FF03 FF05 FF08 FF22 FF25 LL20 5H750 BA01 BA07 CC02 CC06 CC08 CC14 CC16 DD01 DD25 FF05──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02M 5/453 H02M 5/453 5H750 7/48 7/48 N 7/5387 7/5387 A F term (reference 5G015 GA03 GA06 HA15 JA05 JA22 JA52 5G066 JA02 JB03 5H006 AA02 CA02 CA07 CB04 CB08 CB09 CC01 CC02 CC08 DA02 DB02 DC02 DC05 5H007 AA02 AA08 BB05 BB11 CA01 CB02 CB04 CB12 CB22 CC03 CC07 DB01 EB02 DD07 FF03 FF05 FF08 FF22 FF25 LL20 5H750 BA01 BA07 CC02 CC06 CC08 CC14 CC16 DD01 DD25 FF05

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 系統電源から交流電力を直流電力に変換
し、上記直流電力を直列接続された2つのコンデンサに
蓄積するコンバータ回路と、上記コンバータ回路によっ
て変換された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給
するインバータ回路とを備え、上記コンバータ回路の入
力端子の一方と、上記インバータ回路の出力端子の一方
が、上記2つのコンデンサの相互接続点に接続された電
力変換装置において、上記コンバータ回路は、蓄電手段
と、上記系統電源に電圧異常のない場合に、上記蓄電手
段を上記2つのコンデンサのエネルギーを均等に用いて
蓄電する蓄電制御手段と、上記系統電源に電圧異常のあ
る場合に、回路を切り替えて上記蓄電手段のエネルギー
を上記2つのコンデンサに放電する放電制御手段と、上
記系統電源から変換された直流電力を上記2つのコンデ
ンサへ蓄電する時、および上記蓄電手段のエネルギーを
上記2つのコンデンサへ放電する時に、上記2つのコン
デンサの相互接続点における電位を制御する電圧制御手
段とを備えたことを特徴とする電力変換装置。
1. A converter circuit for converting AC power from a system power supply into DC power, storing the DC power in two capacitors connected in series, and converting the DC power converted by the converter circuit into AC power. An inverter circuit for supplying the load to the load, wherein one of the input terminals of the converter circuit and one of the output terminals of the inverter circuit are connected to an interconnection point of the two capacitors. The circuit includes: a power storage unit; a power storage control unit configured to store the power using the energy of the two capacitors evenly when there is no voltage abnormality in the system power supply; and a power storage control unit configured to store a voltage abnormality in the system power supply. Discharging control means for switching the circuit to discharge the energy of the power storage means to the two capacitors, and converting from the system power supply Voltage control means for controlling a potential at an interconnection point of the two capacitors when the stored DC power is stored in the two capacitors and when the energy of the power storage means is discharged to the two capacitors. A power converter characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 コンバータ回路は、交流電源の一端に接
続された第1のリアクトル、直流電源として機能させる
ための第1及び第2のコンデンサの直列回路、第1のリ
アクトルの出力側端子と第1及び第2のコンデンサの直
列回路の両端との間に各々接続され、上記交流電源に対
して互いに逆の方向性を有する第1及び第2のダイオー
ド、第1及び第2のダイオードを介して第1及び第2の
コンデンサの直列回路と並列接続され、同一の方向性を
有する第1及び第2のスイッチの直列回路、第1及び第
2のコンデンサの相互接続点と第1及び第2のスイッチ
の相互接続点と上記交流電源の他端とを接続する接続手
段、第1及び第2のコンデンサと並列接続された、第3
のスイッチと第2のリアクトルとバッテリとの直列回
路、第2のリアクトルとバッテリとに並列接続され、第
3のスイッチと逆の方向性を有する第3のダイオード、
第1のリアクトルの入力側端子を、上記交流電源の一端
と上記バッテリの一端とに切り替えて接続する第1のリ
レー、並びに上記バッテリーの他端を、第1及び第2の
コンデンサの直列回路の一端と第1及び第2のスイッチ
の直列回路の一端とに切り替えて接続する第2のリレー
より構成され、上記交流電源に電圧異常のない場合には
第1のリレーを上記交流電源側に、第2のリレーを第1
及び第2のコンデンサの直列回路側に切り替え、上記交
流電源に電圧異常のある場合には第1のリレーを上記バ
ッテリ側に、第2のリレーを第1及び第2のスイッチの
直列回路側に切り替えるようにしたことを特徴とする請
求項1記載の電力変換装置。
2. A converter circuit comprising: a first reactor connected to one end of an AC power supply; a series circuit of first and second capacitors for functioning as a DC power supply; an output terminal of the first reactor; Via a first and a second diode, and a first and a second diode respectively connected between both ends of a series circuit of the first and second capacitors and having directions opposite to each other with respect to the AC power supply. A series circuit of first and second switches connected in parallel with a series circuit of first and second capacitors and having the same directionality, an interconnection point of the first and second capacitors, and a first and second capacitor; Connecting means for connecting an interconnection point of the switch and the other end of the AC power source; a third means connected in parallel with the first and second capacitors;
A series circuit of a switch, a second reactor and a battery, a third diode connected in parallel to the second reactor and the battery and having a direction opposite to that of the third switch,
A first relay for connecting the input terminal of the first reactor to one end of the AC power supply and one end of the battery, and connecting the other end of the battery to a series circuit of first and second capacitors; A second relay connected to one end and connected to one end of a series circuit of the first and second switches. When the AC power supply has no voltage abnormality, the first relay is connected to the AC power supply side. The second relay is the first
And switching to the series circuit side of the second capacitor, and when the AC power supply has a voltage abnormality, the first relay is connected to the battery side, and the second relay is connected to the series circuit side of the first and second switches. The power converter according to claim 1, wherein the power converter is switched.
【請求項3】 コンバータ回路は、交流電源の一端に接
続された第1のリアクトル、直流電源として機能させる
ための第1及び第2のコンデンサの直列回路、第1のリ
アクトルの出力側端子と第1及び第2のコンデンサの直
列回路の両端との間に各々接続され、上記交流電源に対
して互いに逆の方向性を有する第1及び第2のスイッ
チ、第1及び第2のコンデンサの相互接続点と上記交流
電源の他端とを接続する接続手段、一端が第1及び第2
のコンデンサの直列回路と第1のスイッチとの間に接続
され、他端が第1及び第2のコンデンサの直列回路と第
2のスイッチとの間に接続された、第3のスイッチと第
2のリアクトルとバッテリとの直列回路、第2のリアク
トルとバッテリとに並列接続され、第3のスイッチと逆
の方向性を有する第4のスイッチ、第1のリアクトルの
入力側端子を、上記交流電源の一端と上記バッテリの一
端とに切り替えて接続する第1のリレー、並びに第2の
リアクトルの一端を、上記バッテリの一端と第1及び第
2のコンデンサの相互接続点とに切り替えて接続する第
2のリレーより構成され、上記交流電源に電圧異常のな
い場合には第1のリレーを上記交流電源側に、第2のリ
レーを上記バッテリ側に切り替え、上記交流電源に電圧
異常のある場合には第1のリレーを上記バッテリ側に、
第2のリレーを第1及び第2のコンデンサの相互接続点
側に切り替えるようにしたことを特徴とする請求項1記
載の電力変換装置。
3. A converter circuit comprising: a first reactor connected to one end of an AC power supply; a series circuit of first and second capacitors for functioning as a DC power supply; an output terminal of the first reactor; First and second switches connected between both ends of a series circuit of the first and second capacitors and having directions opposite to each other with respect to the AC power supply, and interconnection of the first and second capacitors. Connecting means for connecting a point to the other end of the AC power source, one end of which is a first and a second.
A third switch and a second switch, which are connected between the series circuit of the capacitors of the first and second switches and the other end are connected between the series circuit of the first and second capacitors and the second switch. A series circuit of a reactor and a battery, a fourth switch connected in parallel to the second reactor and the battery and having a direction opposite to that of the third switch, and an input terminal of the first reactor connected to the AC power supply. And a first relay for switching and connecting to one end of the battery and one end of the battery, and a first relay for switching and connecting one end of the second reactor to one end of the battery and an interconnection point of the first and second capacitors. When the AC power supply has no voltage abnormality, the first relay is switched to the AC power supply side, and the second relay is switched to the battery side. The first relay to the battery side,
2. The power converter according to claim 1, wherein the second relay is switched to an interconnecting point between the first and second capacitors.
【請求項4】 電圧制御手段は、系統電源の電圧が正常
の場合において、上記系統電源から変換された直流電力
を2つのコンデンサへ蓄電する時、各コンデンサを各々
独立して蓄電する切り替え手段を有するとともに、上記
2つのコンデンサの電圧の和と上記2つのコンデンサの
相互接続点の電位を検出し、上記電圧の和と所望の設定
値との差分を演算し、上記差分を第1の制御器にて増幅
し、更に上記系統電源の位相と一致した正弦を乗算した
第1の電流指令値と、上記相互接続点の電位と所望の設
定値との差分を演算し、上記差分を第2の制御器にて増
幅し、更に上記系統電源の位相と一致した正弦の絶対値
を乗算した第2の電流指令値を演算し、上記第1の電流
指令値と上記第2の電流指令値の和を、上記系統電源に
流す電流の指令値とする制御回路を有し、上記切り替え
手段により上記系統電源に流す電流が上記電流の指令値
に追従するようにしたことを特徴とする請求項3記載の
電力変換装置。
4. The voltage control means, wherein when the voltage of the system power supply is normal, when the DC power converted from the system power supply is stored in two capacitors, the switching means for storing each capacitor independently. And detecting the sum of the voltages of the two capacitors and the potential of the interconnection point of the two capacitors, calculating the difference between the sum of the voltages and a desired set value, and calculating the difference by a first controller. And a difference between a first current command value multiplied by a sine that matches the phase of the system power supply, a potential at the interconnection point and a desired set value, and the difference is calculated as a second A second current command value is amplified by a controller and further multiplied by an absolute value of a sine that matches the phase of the system power supply, and the sum of the first current command value and the second current command value is calculated. And the command value of the current flowing to the system power supply 4. The power conversion device according to claim 3, further comprising a control circuit for controlling the power supply, wherein a current flowing to the system power supply by the switching means follows a command value of the current.
【請求項5】 電圧制御手段は、系統電源の電圧が異常
の場合において、蓄電手段のエネルギーを2つのコンデ
ンサへ放電する時に、各コンデンサを各々独立して放電
する切り替え手段を有するとともに、2つのコンデンサ
の相互接続点における電位が所望の設定値となるよう
に、上記切り替え手段により、上記2つのコンデンサの
うちいずれか一方のコンデンサの電圧を制御する制御回
路を有することを特徴とする請求項4記載の電力変換装
置。
The voltage control means includes switching means for discharging each capacitor independently when discharging the energy of the power storage means to the two capacitors when the voltage of the system power supply is abnormal. 5. A control circuit for controlling a voltage of one of the two capacitors by the switching means so that a potential at an interconnection point of the capacitors has a desired set value. The power converter according to any one of the preceding claims.
【請求項6】 電圧制御手段は、系統電源の電圧が異常
の場合において、蓄電手段のエネルギーを2つのコンデ
ンサへ放電する時に、各コンデンサを各々独立して放電
する切り替え手段を有するとともに、上記2つのコンデ
ンサの相互接続点における電位が所望の設定値となるよ
うに、負荷に流れる負荷電流を検出して、上記切り替え
手段により上記負荷電流と一致した電流が上記2つのコ
ンデンサに流れるように制御する制御回路を有すること
を特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
6. The voltage control means includes switching means for independently discharging each capacitor when discharging the energy of the power storage means to two capacitors when the voltage of the system power supply is abnormal. A load current flowing through the load is detected so that the potential at the interconnection point of the two capacitors becomes a desired set value, and the switching means controls the current that matches the load current to flow through the two capacitors. The power converter according to claim 4, further comprising a control circuit.
【請求項7】 電圧制御手段は、系統電源の電圧が異常
の場合において、蓄電手段のエネルギーを2つのコンデ
ンサへ放電する時に、各コンデンサを各々独立して放電
する切り替え手段を有するとともに、上記2つのコンデ
ンサの相互接続点における電位が所望の設定値となるよ
うに、負荷に流れる負荷電流を検出して、上記切り替え
手段により、上記負荷電流に含まれる直流分の電流が上
記2つのコンデンサに流れるように制御する制御回路を
有することを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
7. The voltage control means includes switching means for independently discharging each of the capacitors when discharging the energy of the power storage means to the two capacitors when the voltage of the system power supply is abnormal. A load current flowing through a load is detected so that a potential at an interconnection point of the two capacitors becomes a desired set value, and a DC component included in the load current flows through the two capacitors by the switching means. 5. The power converter according to claim 4, further comprising a control circuit for controlling the power converter.
【請求項8】 電力変換装置を使用せずに保存するとき
は、蓄電手段によりコンデンサが充電されないように回
路を切り替えるようにしたことを特徴とする請求項1な
いし7のいずれかに記載の電力変換装置。
8. The power supply according to claim 1, wherein when storing without using the power converter, the circuit is switched so that the capacitor is not charged by the power storage means. Conversion device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002330586A (en) * 2001-05-08 2002-11-15 Fuji Electric Co Ltd Single-phase rectifier circuit
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