特許 5905538 停電発生時における電源系統切替え機能を有する電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5905538

(24)【登録日】2016年3月25日

(45)【発行日】2016年4月20日

(54)【発明の名称】停電発生時における電源系統切替え機能を有する電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/06 20060101AFI20160407BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20160407BHJP

   H02H 9/02 20060101ALI20160407BHJP

【ＦＩ】

   H02J9/06

   H02J3/00 150

   H02H9/02 D

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-158055(P2014-158055)

(22)【出願日】2014年8月1日

(65)【公開番号】特開2016-36216(P2016-36216A)

(43)【公開日】2016年3月17日

【審査請求日】2015年7月15日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】吉田 友和

【審査官】 石川 晃

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５１２９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９４５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３２２１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６４７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０６４９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０７２８４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２１５６４６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ９／０６

Ｈ０２Ｊ ３／００

Ｈ０２Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電源系統に接続され、複数の電源系統のそれぞれの停電状態を検出する停電検出回路と、
複数の電源系統に接続された複数の接点と１つの出力端子を備え、前記停電検出回路が複数の電源系統のうちの少なくとも１つの電源系統の停電を検出した際に、前記停電検出回路の停電検出結果に応じて、停電が検出された電源系統を除いた他の電源系統のうちの１つに接続された接点と前記出力端子とを接続するように切り替える第１切り替え部と、
複数の電源系統からの突入電流を抑制する充電回路を具備し、前記第１切り替え部の出力端子に接続された１つの入力端子を備え、前記第１切り替え部における電源系統の切り替えに同期して、前記入力端子を前記充電回路の入力側の接点に一定の期間接続するように切り替える第２切り替え部と、
前記第２切り替え部の出力端子に接続された電力変換回路と、
を有することを特徴とする電力変換装置。

【請求項2】

前記第２切り替え部は、前記充電回路と並列に接続されている、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記第２切り替え部から前記電力変換回路に流れる電流を検出する電流検出回路をさらに備え、
前記停電検出回路は、前記電流検出回路が検出した電流に基づいて前記第２切り替え部を制御することにより、前記充電回路を接続する前記一定の期間を決定する、請求項１または２に記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置に関し、特に停電発生時に電源系統を切替えて負荷への電力供給を継続させる電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電力変換回路を使用した電源装置で、電源系統と平滑コンデンサに電圧差が生じた場合に発生する平滑コンンサへの突入電流を抑制する方法として、電力変換回路に突入電流が流れないようにバイパスする方法が知られている（例えば、特許文献１）。

【0003】

図１に従来の電力変換装置の構成図を示す。電源系統６０は交流電源であり、リアクトルＬ１及びＬ２を介して電力変換装置４０に交流電力が供給される。電力変換回路４０の出力である直流電力は平滑コンデンサ７０に与えられ、平滑化された電力が負荷５０に与えられる。

【0004】

上記の従来技術では、電源系統６０と平滑コンデンサ７０に電圧差が生じた場合、先ず電力変換回路４０に接続されているスイッチＳＷ１をオフする。そうすると突入電流はダイオードＤ１〜Ｄ４を介して流れるため、突入電流は電力変換回路４０に流れ込むことはない。しかしながら、突入電流に耐えうるダイオードＤ１〜Ｄ４を準備する必要があり、また、電源系統６０が３相交流の場合は、合計６個のダイオードが必要になりコスト及び小型化の点で問題があった。

【0005】

電力変換回路を使用した電源装置で、停電発生時でも負荷への電力供給を継続させるため、メインの電源系統以外に複数の非常用の電源系統を有する装置が知られている。図２に従来の電源装置の構成を示す。電源系統として、第１電源系統６０−１，第２電源系統６０−２，・・・，第ｎ電源系統６０−ｎの合計ｎ個の電源系統が並列に接続されて構成されている。ｎ個の電源系統は、それぞれ停電検出回路１０に接続され、停電検出回路１０はｎ個の電源系統のそれぞれの停電の有無を検出する。また、第１電源系統６０−１，第２電源系統６０−２，・・・，第ｎ電源系統６０−ｎのそれぞれには第１充電回路３０−１，第２充電回路３０−２，・・・，第ｎ充電回路３０−ｎが接続されている。さらに、第１充電回路３０−１，第２充電回路３０−２，・・・，第ｎ充電回路３０−ｎの出力側はそれぞれ電源系統の切替スイッチ２０の接点ｘ，ｙ，・・・，ｚに接続されている。

【0006】

停電検出回路１０は、ｎ個の電源系統の停電の有無を検出し、検出結果に基づいて電源系統の切り替えスイッチ２０を切り替える。例えば、最初に電源系統の切り替えスイッチ２０が入力側の接点ｘと出力側の端子ＯＵＴ₂₀を接続して、第１電源系統６０−１からの電力を電力変換回路４０に供給していたとする。このとき、停電検出回路１０が第１電源系統６０−１に停電が発生したことを検出すると、停電検出回路１０は電源系統の切り替えスイッチ２０を制御して、第２電源系統６０−２から電力を供給するように、入力側の接点ｙと出力側の端子ＯＵＴ₂₀を接続するように切り替える。同様に、停電検出回路１０が第２電源系統６０−２に停電が発生したことを検出すると、停電検出回路１０は電源系統の切り替えスイッチ２０を制御して、第ｎ電源系統６０−ｎ（ｎ≧３）から電力を供給するように、入力側の接点ｚと出力側の端子ＯＵＴ₂₀を接続するように切り替える。

【0007】

図２に示した従来の電源装置では、停電が生じた電源系統から、停電が生じていない健全な電源系統へ切り替える際、電源系統の切り替えスイッチ２０における切り替え動作に遅れがあるため、電力変換回路４０内の平滑コンデンサ４１が放電され、電源系統と平滑コンデンサ４１との間に電位差が生じる場合がある。このとき、電位差が生じた状態で電源系統を切り替えると、平滑コンンサへ突入電流が流れ、電力変換回路４０内のスイッチング素子等を破損させるという問題がある。

【0008】

ここで、電源系統の切り替えに伴って平滑コンデンサに流れる突入電流について図３のタイミングチャートを用いて説明する。図３は、停電の発生に伴う電源系統の切り替え時における平滑コンデンサの電圧と平滑コンデンサへの突入電流の時間的変化を示している。まず、時刻ｔ₁₀に至るまで、第１電源系統６０−１から電力が供給され、電力変換回路４０内の平滑コンデンサ４１は電圧Ｖ₀まで充電されていたとする。次に、時刻ｔ₁₀において停電が発生したとすると、平滑コンデンサ４１に充電された電圧は徐々に放電され平滑コンデンサ４１の電圧が時間と共に低下する。

【0009】

図２に示すように、第１電源系統６０−１に停電が発生すると、停電検出回路１０が停電を検出し、第２電源系統６０−２が選択されるように電源系統の切り替えスイッチ２０を制御する。しかしながら、停電の検出から電源系統の切り替えスイッチ２０のスイッチングまでには所定の時間を要するため、第２電源系統６０−２に切り替わる時点である時刻ｔ₁₁までには平滑コンデンサ４１の電圧はＶ₁まで低下する。時刻ｔ₁₁において電源系統が第１電源系統６０−１から第２電源系統６０−２に切り替わると、平滑コンデンサ４１の電圧の低下分である電位差（＝Ｖ₀−Ｖ₁）の大きさに応じて平滑コンデンサ４１に充電が行われ、平滑コンデンサ４１に突入電流が流れる。この時、平滑コンデンサ４１への充電が時刻ｔ₁₂に完了するとすれば、第２電源系統６０−２に切り替わる時刻ｔ₁₁から時刻ｔ₁₂までの時間が短いほど、平滑コンデンサ４１に大きな突入電流が流れることになる。この突入電流の最大値をＩ_0maxとする。

【0010】

図２に示すように、一般的には電源系統６０−１，６０−２，・・・，６０−ｎに直列に充電回路３０−１，３０−２，・・・，３０−ｎを設け、電源系統の切り替えの際の突入電流を抑制する方法が知られている。しかしながら、複数の電源系統のそれぞれに充電回路が必要になり、コスト及び小型化の点で問題があった。

【0011】

また、図４に示すように、電源系統が、停電した第１電源系統６０−１から停電が発生していない健全な第２電源系統６０−２へ切り替わり、第２充電回路３０−２にて平滑コンデンサへの突入電流を抑制した後も、継続的に充電回路を介して電力が供給される為、充電回路を構成する限流抵抗やインダクタンス等の部品によって電源系統の電圧降下が生じ、電力変換効率が悪くなるという問題がある。さら、部品自体が発熱するため、素子の寿命や周囲の回路へ影響を及ぼすという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０１１−１３５７５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明の目的は、部品点数の増加や電源系統の電圧降下、電力変換装置の発熱の増加を回避しながら、停電発生時の電源系統の切り替えを安定的に行うことが可能な電力変換装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一実施形態に係る電力変換装置は、複数の電源系統に接続され、複数の電源系統のそれぞれの停電状態を検出する停電検出回路と、複数の電源系統に接続された複数の接点と１つの出力端子を備え、停電検出回路が複数の電源系統のうちの少なくとも１つの電源系統の停電を検出した際に、停電検出回路の停電検出結果に応じて、停電が検出された電源系統を除いた他の電源系統のうちの１つに接続された接点と出力端子とを接続するように切り替える第１切り替え部と、複数の電源系統からの突入電流を抑制する充電回路を具備し、第１切り替え部の出力端子に接続された１つの入力端子を備え、第１切り替え部における電源系統の切り替えに同期して、入力端子を充電回路の入力側の接点に一定の期間接続するように切り替える第２切り替え部と、第２切り替え部の出力端子に接続された電力変換回路と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一実施形態に係る電力変換装置によれば、部品点数の増加や電源系統の電圧降下、電力変換装置の発熱の増加を回避しながら、停電発生時の電源系統の切り替えを安定的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】従来の電力変換装置の構成図である。

【図2】充電回路を備えた従来の電力変換装置の構成図である。

【図3】従来の電力変換装置における平滑コンデンサの電圧及び突入電流のタイミングチャートである。

【図4】充電回路を備えた従来の電力変換装置の構成図である。

【図5】本発明の実施例１に係る電力変換装置の構成図である。

【図6】本発明の実施例１に係る電力変換装置における平滑コンデンサの電圧及び突入電流並びに充電回路切替信号のタイミングチャートである。

【図7】本発明の実施例１に係る電力変換装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。

【図8】本発明の実施例２に係る電力変換装置の構成図である。

【図9】本発明の実施例２に係る電力変換装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本発明に係る電力変換装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0018】

［実施例１］
まず、本発明の実施例１に係る電力変換装置について図面を用いて説明する。図５は、本発明の実施例１に係る電力変換装置の構成図である。本発明の実施例１に係る電力変換装置は、複数の電源系統６０−１，６０−２，・・・，６０−ｎに接続され、複数の電源系統のそれぞれの停電状態を検出する停電検出回路１と、複数の電源系統に接続された複数の接点ａ，ｂ，・・・，ｃと１つの出力端子ＯＵＴ₂を備え、停電検出回路１が複数の電源系統のうちの少なくとも１つの電源系統の停電を検出した際に、停電検出回路１の停電検出結果に応じて、停電が検出された電源系統を除いた他の電源系統のうちの１つに接続された接点と出力端子ＯＵＴ₂とを接続するように切り替える第１切り替え部２と、複数の電源系統からの突入電流を抑制する充電回路３１を具備し、第１切り替え部２の出力端子ＯＵＴ₂に接続された１つの入力端子ＩＮ₃を備え、第１切り替え部２における電源系統の切り替えに同期して、入力端子ＩＮ₃を充電回路の入力側の接点「ｅ」に一定の期間接続するように切り替える第２切り替え部３と、第２切り替え部３の出力端子に接続された電力変換回路４と、を有することを特徴とする。

【0019】

第１電源系統６０−１で停電が生じ、停電検出回路１によって停電が検出された場合、第１切り替え部２の出力端子ＯＵＴ₂に接続される接点を接点「ａ」から接点「ｂ」へと切り替える。これと同期して、第２切り替え部３の入力端子ＩＮ₃に接続される接点を接点「ｄ」から接点「ｅ」へと切り替えて、充電回路３１を有効にする。即ち、電源系統と電力変換回路４との間に充電回路３１が接続された状態とする。第１切り替え部２の切り替えにて第１電源系統６０−１から第２電源系統６０−２へ切り替わる際に動作遅れ時間が生じると、平滑コンデンサ４１の電荷が減少し、平滑コンデンサ４１の両端電圧が低下する。これにより、第２電源系統６０−２と平滑コンデンサ４１の両端電圧に電位差が生じるが、充電回路３１が有効になっている為、平滑コンデンサ４１へ大きな突入電流が流れることはなく、平滑コンデンサ４１を第２電源系統６０−２の電位まで安全に充電することができる。ここで、充電回路３１を抵抗（充電抵抗）を用いて構成することができる。

【0020】

一定の期間、第２切り替え部３にて充電回路３１を有効にした後は、第２切り替え部３の入力端子ＩＮ₃に接続される接点を接点「ｅ」から接点「ｄ」へと切り替えて充電回路３１を無効にする。即ち、電源系統と電力変換回路４との間に充電回路を介在させることなく、直接接続されるようにする。これにより充電回路３１による電圧降下や充電回路自体の発熱を防止することができる。

【0021】

さらに、第２電源系統６０−２においても停電が生じた場合は、上記手順により第２電源系統６０−２から第ｎ電源系統６０−ｎ（ｍ≧３）へ切り替える。これにより、１つの充電回路３１を複数の電源系統に接続することができ、少ない部品で平滑コンデンサへの突入電流を抑制することができる。

【0022】

各電源系統の停電状態を監視している停電検出回路１は、電力変換装置１０１の外部にあってもよく、例えば汎用の停電検出器等の信号を電力変換装置に入力して第１切り替え部２、及び第２切り替え部３を制御してもよい。

【0023】

電源系統は単相交流電源や３相交流電源、または直流電源、電気二重層コンデンサを代表とするエネルギー蓄積要素でもよい。

【0024】

第２切り替え部３を、充電回路３１と並列に接続することによって、充電回路の有効／無効を１回のスイッチングで行えるため、切り替えの回数を減らすことができ、スイッチングノイズを防ぐことが可能である。

【0025】

上記のように、本発明の実施例１に係る電力変換装置においては、一定の期間において充電回路を通して電源系統から電力変換回路に電力を供給するようにしている。次に、充電回路を接続する「一定の期間」について説明する。図６に本発明の実施例１に係る電力変換装置における平滑コンデンサの電圧及び平滑コンデンサへの突入電流並びに充電回路切替信号のタイミングチャートを示す。ここで、充電回路切替信号とは、停電検出回路１から第２切り替え部３に対して、充電回路３１の接続を切り替えるために、入力端子ＩＮ₃と接点「ｄ」または「ｅ」との接続を切り替えるために配線１２に送出される信号である。

【0026】

まず、時刻ｔ₀に至るまで、第１電源系統６０−１から電力が供給され、電力変換回路４内の平滑コンデンサ４１は電圧Ｖ₀まで充電されていたとする。次に、時刻ｔ₀において停電が発生したとすると、平滑コンデンサ４１に充電された電圧は徐々に放電され平滑コンデンサ４１の電圧が時間と共に低下する。

【0027】

図５に示すように、第１電源系統６０−１に停電が発生すると、停電検出回路１が停電を検出し、第２電源系統６０−２が選択されるように電源系統の切り替えスイッチ２を制御する。しかしながら、停電の検出から電源系統の切り替えスイッチ２０のスイッチングまでには所定の時間を要するため、第２電源系統６０−２に切り替わる時点である時刻ｔ₁までには平滑コンデンサ４１の電圧はＶ₁まで低下する。時刻ｔ₁において第２電源系統６０−２に切り替わると、平滑コンデンサ４１の電圧の低下分である電位差（＝Ｖ₀−Ｖ₁）の大きさに応じて平滑コンデンサ４１に充電が行われ、平滑コンデンサ４１に突入電流が流れる。この時、平滑コンデンサ４１への充電が時刻ｔ₂に完了するとすれば、第２電源系統６０−２に切り替わる時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの期間に、平滑コンデンサ４１に突入電流が流れる。この突入電流の最大値をＩ_maxとする。

【0028】

本発明の実施例１に係る電力変換装置においては、一定の期間において充電回路３１を介して電源系統から電力変換回路４に電流が流れるようにしている。即ち、第１電源系統６０−１から第２電源系統６０−２へ切り替わった時刻ｔ₁から、平滑コンデンサ４１への充電が完了する時刻ｔ₂までの期間において、停電検出回路１から第２切り替え部３へ送信する充電回路切替信号をＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルとする。その結果、時刻ｔ₁からｔ₂までの期間において、充電回路３１にて電流を消費することができるため、過大な突入電流の抑制が可能となる。即ち、充電回路３１を介して電力変換回路４内の平滑コンデンサ４１に流れる電流Ｉ_maxは、充電回路を介さない場合に流れる電流Ｉ_0max（図３参照）に比べて小さくすることができる。ここで、「一定の期間」を時刻ｔ_１からｔ_２までの期間とすることができる。また、時刻ｔ_１からｔ_２までの期間は、電源系統切り替え時の遅れ時間と平滑コンデンサの容量から計算することができる。

【0029】

さらに、本発明の実施例１に係る電力変換装置においては、平滑コンデンサ４１への充電が完了した時刻ｔ₂において充電回路３１の接続を解除するように、充電回路切替信号をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切り替える。即ち、停電検出回路１から配線１２を介して第２切り替え部３に対して送出された充電回路切替信号によって入力端子ＩＮ₃と接点「ｅ」との接続を入力端子ＩＮ₃と接点「ｄ」との接続へ切り替える。その結果、平滑コンデンサ４１への充電が完了した後は、電源系統から電力変換回路４へ流れる電流は充電回路３１を経由しないため、充電回路３１によって生じる定常的な電圧降下や発熱の発生を回避することができる。

【0030】

次に、本発明の実施例１に係る電力変換装置の動作手順について、図７に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１０１において、停電検出回路１が第１電源系統６０−１において停電が発生しているか否かを判断する。停電が検出されなかった場合は、ステップＳ１０１に戻って停電の検出を継続して行う。

【0031】

一方、停電検出回路１が第１電源系統６０−１において停電が発生したことを検出した場合は、ステップＳ１０２において、電源系統を第２電源系統６０−２に切り替える。具体的には、図５に示すように、停電検出回路１から配線１１を介して第１切り替え部２に信号を送信して、出力端子ＯＵＴ₂に接続される接点を接点「ａ」から接点「ｂ」に切り替える。なお、第２電源系統６０−２も停電する場合も想定されるが、その場合は第ｎ電源系統６０−ｎ（ｎ≧３）に切り替えればよい。

【0032】

次に、ステップＳ１０３において、第２電源系統６０−２に充電回路３１を接続するように、停電検出回路１が第２切り替え部３を制御する。具体的には、図５に示すように、停電検出回路１から配線１２を介して第２切り替え部３に対して入力端子ＩＮ₃と接続される接点を接点「ｄ」から接点「ｅ」に切り替える。

【0033】

次に、ステップＳ１０４において、停電検出回路１が、電源系統を第１電源系統６０−１から第２電源系統６０−２に切り替えてから、充電回路３１を第２電源系統６０−２と電力変換回路４との間に介在させる「一定の期間」が経過したか否かを判断する。ここで、「一定の期間」は停電検出回路１に設けた記憶部（図示せず）に予め記憶するようにしてもよい。なお、上述したように、充電回路を接続する「一定の期間」とは平滑コンデンサ４１に定常状態に比べて大きな電流が流れる期間である。

【0034】

ステップＳ１０４において、停電検出回路１が一定の期間が経過していないと判断した場合には、ステップＳ１０４に戻って、一定の期間が経過したか否かの判断を継続して行う。

【0035】

一方、ステップＳ１０４において、停電検出回路１が一定の期間が経過したと判断した場合には、ステップＳ１０５において、停電検出回路１は、第２電源系統６０−２と充電回路３１との接続を解除する。具体的には、図５に示すように、停電検出回路１から配線１２を介して第２切り替え部３に対して入力端子ＩＮ₃と接続される接点を接点「ｅ」から接点「ｄ」に切り替える。

【0036】

以上のように、本発明の実施例１に係る電力変換装置は、従来のように電源系統毎に充電回路を設けるのではなく、１つの充電回路のみを設けている。さらに、停電した電源系統から、停電していない健全な電源系統へ切り替えることによって流れる平滑コンデンサへの突入電流を抑制する為に、一定の期間充電回路を有効にした後は充電回路を無効にする、即ち充電回路の接続を解除することで充電回路での電圧降下や充電回路自体の発熱を防止することができる。

【0037】

［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係る電力変換装置について説明する。図８に本発明の実施例２に係る電力変換装置の構成図を示す。本発明の実施例２に係る電力変換装置１０２が実施例１に係る電力変換装置１０１と異なっている点は、第２切り替え部３から電力変換回路４に流れる電流を検出する電流検出回路５をさらに備え、停電検出回路１は、電流検出回路５が検出した電流に基づいて第２切り替え部３を制御することにより、充電回路３１を接続する一定の期間を決定する点である。実施例２に係る電力変換装置１０２のその他の構成は、実施例１に係る電力変換装置１０１の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

【0038】

実施例１に係る電力変換装置１０１においては、平滑コンデンサ４１に定常状態よりも大きな電流が流れる一定の期間において、電源系統と電力変換回路４との間に充電回路３１を接続して大きな突入電流が平滑コンデンサ４１に流れることを抑制し、この一定の期間は停電検出回路１が予め記憶していた。一方、本発明の実施例２に係る電力変換装置１０２においては、第２切り替え部３から電力変換回路４に流れる電流を検出するために、第２切り替え部３と電力変換回路４との間に電流検出回路５を設けている。電流検出回路５が検出した電流に関するデータは停電検出回路１に送信され、停電検出回路１は、電流検出回路５が検出した電流に基づいて第２切り替え部３を制御し、第２切り替え部３における入力端子ＩＮ₃と接点「ｄ」または接点「ｅ」との接続を切り替えている。

【0039】

例えば、第１電源系統６０−１において停電が検出された場合、停電検出回路１は第１切り替え部２に出力端子ＯＵＴ₂に接続される接点を接点「ａ」から接点「ｂ」に切り替えることによって、電源系統を第１電源系統６０−１から第２電源系統６０−２に切り替える。これと同時に、停電検出回路１は第２切り替え部３に配線１２を介して充電回路切替信号を送信して入力端子ＩＮ₃と接続する接点を接点「ｄ」から接点「ｅ」に切り替える。この時点が、充電回路３１が接続される一定の期間の開始時点である。

【0040】

電源系統が、停電が発生した第１電源系統６０−１から停電が発生していない第２電源系統６０−２に切り替えられると、電力変換回路４内の平滑コンデンサ４１には平滑コンデンサ４１を充電するために定常状態よりも大きな電流が流れるが、平滑コンデンサ４１の充電が完了すると、電流の値は定常状態に戻る。電流検出回路５は、平滑コンデンサ４１に流れる電流を監視しており、検出した電流に関するデータを停電検出回路１に送信する。停電検出回路１は、電流の大きさが定常状態よりも大きな状態から定常状態に戻ったことを検出すると、停電検出回路１は第２切り替え部３に配線１２を介して充電回路切替信号を送信して入力端子ＩＮ₃と接続する接点を接点「ｅ」から接点「ｄ」に切り替える。この時点が、充電回路３１が接続される一定の期間の終了時点である。

【0041】

次に、本発明の実施例２に係る電力変換装置の動作手順について、図９に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ２０１において、停電検出回路１が第１電源系統６０−１において停電が発生しているか否かを判断する。停電が検出されなかった場合は、ステップＳ２０１に戻って停電の検出を継続して行う。

【0042】

一方、停電検出回路１が第１電源系統６０−１において停電が発生したことを検出した場合は、ステップＳ２０２において、電源系統を第１電源系統６０−１から第２電源系統６０−２に切り替える。具体的には、図７に示すように、停電検出回路１から配線１１を介して第１切り替え部２に信号を送信して、出力端子ＯＵＴ₂に接続される接点を接点「ａ」から接点「ｂ」に切り替える。なお、第２電源系統６０−２も停電する場合も想定されるが、その場合は第ｎ電源系統６０−ｎ（ｎ≧３）に切り替えればよい。

【0043】

次に、ステップＳ２０３において、停電検出回路１が第２電源系統６０−２に充電回路３１を接続するように、第２切り替え部３を制御する。具体的には、図７に示すように、停電検出回路１から配線１２を介して第２切り替え部３に対して入力端子ＩＮ₃と接続される接点を接点「ｄ」から接点「ｅ」に切り替える。

【0044】

次に、ステップＳ２０４において、停電検出回路１が、電流検出回路５が検出した電流の値に基づいて、電力変換回路４内の平滑コンデンサ４１への電流が閾値以下となっているか否かを判断する。ここで、閾値は平滑コンデンサ４１に流れる定常状態の電流の値とすることができる。

【0045】

ステップＳ２０４において、平滑コンデンサ４１への電流が閾値以下となっていないと判断した場合には、ステップＳ２０４に戻って、平滑コンデンサ４１への電流が閾値以下となっているか否かの判断を継続して行う。

【0046】

一方、ステップＳ２０４において、停電検出回路１が、平滑コンデンサ４１への電流が閾値以下となっていると判断した場合には、ステップＳ２０５において、停電検出回路１は、第２電源系統６０−２と充電回路３１との接続を解除する。具体的には、図７に示すように、停電検出回路１から配線１２を介して第２切り替え部３に対して入力端子ＩＮ₃と接続される接点を接点「ｅ」から接点「ｄ」に切り替える。

【0047】

以上のように、本発明の実施例２に係る電力変換装置においては、平滑コンデンサ４１に流れる電流を直接検出しているので、平滑コンデンサ４１に定常状態よりも大きな電流が流れる期間において、確実に充電回路３１を介在させることができるので平滑コンデンサ４１に流れる電流を抑制することができる。これと同時に、平滑コンデンサ４１に流れる電流が定常状態に戻った後は充電回路３１を介在させないようにしているため、充電回路３１における発熱等を回避することができる。

【符号の説明】

【0048】

１ 停電検出回路
２ 第１切り替え部
３ 第２切り替え部
４ 電力変換回路
５ 電流検出回路
３１ 充電回路
４１ 平滑コンデンサ
５０ 負荷
６０−１ 第１電源系統
６０−２ 第２電源系統
６０−ｎ 第ｎ電源系統

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】