特許 6441189 無停電電源装置

(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】6441189

(24)【登録日】2018年11月30日

(45)【発行日】2018年12月19日

(54)【発明の名称】無停電電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/06 20060101AFI20181210BHJP

【ＦＩ】

   H02J9/06 120

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-178440(P2015-178440)

(22)【出願日】2015年9月10日

(65)【公開番号】特開2017-55580(P2017-55580A)

(43)【公開日】2017年3月16日

【審査請求日】2017年8月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 明洋

【審査官】 阿部 陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０６７０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３９６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−３０３４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６８６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１９１５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６８４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０３９２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１６９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２３８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６１１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６２０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３５６０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ９／００−１１／００

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／１２；７／３４−７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
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と、
前記コンバータと前記インバータの間に接続され、直流電力を伝達する直流母線と、
それぞれ第１〜第Ｎの電力貯蔵装置を接続するための第１〜第Ｎの直流端子と、
それぞれ前記第１〜第Ｎの電力貯蔵装置に対応して設けられ、各々が、前記直流母線および対応する直流端子間に接続された第１〜第Ｎの双方向チョッパと、
前記第１〜第Ｎの直流端子のうちのｎ個の直流端子に接続されたｎ個の電力貯蔵装置に対応するｎ個の双方向チョッパのうち、ｎ個以下の双方向チョッパを選択可能な選択部とを備え、Ｎは２以上の整数であり、ｎは１以上でＮ以下の整数であり、
前記第１〜第Ｎの電力貯蔵装置の仕様は互いに異なり、
各双方向チョッパは、対応する電力貯蔵装置が前記直流端子に接続された場合に活性化され、前記交流電源から交流電力が供給されている通常時は、前記コンバータによって生成された直流電力を対応する電力貯蔵装置に蓄え、前記交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、対応する電力貯蔵装置の直流電力を前記インバータに供給し、
前記第１〜第Ｎの電力貯蔵装置の定格電圧は互いに異なり、
各双方向チョッパは、前記通常時は、前記直流端子の電圧が対応する電力貯蔵装置の定格電圧に応じた値の目標直流電圧になるように対応する電力貯蔵装置を充電し、前記停電時は、前記直流母線の電圧が特定目標直流電圧になるように対応する電力貯蔵装置を放電させ、
前記選択部によって複数の双方向チョッパが選択されている場合、前記通常時は前記複数の双方向チョッパに対応する複数の電力貯蔵装置がともに充電され、前記停電時は前記複数の電力貯蔵装置がともに放電される、無停電電源装置。

【請求項2】

前記第１〜第Ｎの電力貯蔵装置の各々は、直列接続された複数のセルを含むバッテリであり、
前記第１〜第Ｎの電力貯蔵装置のセルの数は互いに異なる、請求項１に記載の無停電電源装置。

【請求項3】

前記コンバータは、前記通常時は、前記直流母線の電圧が前記特定目標直流電圧になるように直流電力を生成する、請求項１または２に記載の無停電電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は無停電電源装置に関し、特に、停電発生時に電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する無停電電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、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と、交流電源から交流電力が供給されている通常時は、コンバータで生成された直流電力をバッテリに蓄え、交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、バッテリの直流電力をインバータに供給する双方向チョッパとを備えた無停電電源装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１０／１００７３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような無停電電源装置は、電気設備の信頼性を確保するため、運転時間が所定時間（たとえば１５年）に到達すると新品と交換される。新設の無停電電源装置用のバッテリの仕様が既設の無停電電源装置用のバッテリの仕様と異なる場合、無停電電源装置とともにバッテリも新品と交換する必要があり、電気設備がコスト高になるという問題があった。

【0005】

それゆえに、この発明の主たる目的は、電気設備の低コスト化を図ることが可能な無停電電源装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る無停電電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、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と、コンバータとインバータの間に接続され、直流電力を伝達する直流母線と、第１〜第Ｎの電力貯蔵装置のうちのいずれかの電力貯蔵装置を接続するための直流端子と、それぞれ第１〜第Ｎの電力貯蔵装置に対応して設けられ、直流母線および直流端子間に並列接続された第１〜第Ｎの双方向チョッパとを備えたものである。Ｎは２以上の整数である。第１〜第Ｎの電力貯蔵装置の仕様は互いに異なる。各双方向チョッパは、対応する電力貯蔵装置が直流端子に接続された場合に活性化され、交流電源から交流電力が供給されている通常時は、コンバータによって生成された直流電力を対応する電力貯蔵装置に蓄え、交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、対応する電力貯蔵装置の直流電力をインバータに供給する。

【0007】

この発明に係る他の無停電電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、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と、コンバータとインバータの間に接続され、直流電力を伝達する直流母線と、それぞれ第１〜第Ｎの電力貯蔵装置を接続するための第１〜第Ｎの直流端子と、それぞれ第１〜第Ｎの電力貯蔵装置に対応して設けられ、各々が、直流母線および対応する直流端子間に接続された第１〜第Ｎの双方向チョッパとを備えたものである。Ｎは２以上の整数である。第１〜第Ｎの電力貯蔵装置の仕様は互いに異なる。各双方向チョッパは、対応する電力貯蔵装置が対応する直流端子に接続された場合に活性化され、交流電源から交流電力が供給されている通常時は、コンバータによって生成された直流電力を対応する電力貯蔵装置に蓄え、交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、対応する電力貯蔵装置の直流電力をインバータに供給する。

【発明の効果】

【0008】

この発明に係る無停電電源装置では、第１〜第Ｎの電力貯蔵装置のうちのいずれかの電力貯蔵装置を接続するための直流端子と、それぞれ第１〜第Ｎの電力貯蔵装置に対応して設けられた第１〜第Ｎの双方向チョッパとが備えられ、各双方向チョッパは、対応する電力貯蔵装置が直流端子に接続された場合に活性化されて対応する電力貯蔵装置の充放電を行なう。したがって、既設の無停電電源装置を本願発明の無停電電源装置によって置換する場合、既設の無停電電源装置に接続されていた電力貯蔵装置を継続して使用することができ、電気設備の低コスト化を図ることができる。

【0009】

また、この発明に係る他の無停電電源装置では、それぞれ第１〜第Ｎの電力貯蔵装置を接続するための第１〜第Ｎの直流端子と、それぞれ第１〜第Ｎの電力貯蔵装置に対応して設けられた第１〜第Ｎの双方向チョッパとが備えられ、各双方向チョッパは、対応する電力貯蔵装置が対応する直流端子に接続された場合に活性化されて対応する電力貯蔵装置の充放電を行なう。したがって、既設の無停電電源装置を本願発明の無停電電源装置によって置換する場合、既設の無停電電源装置用の電力貯蔵装置を継続して使用することができ、電気設備の低コスト化を図ることができる。さらに、複数の電力貯蔵装置を同時に使用することができるので、停電が発生した場合でも長時間に亘って負荷の運転を継続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の実施の形態１による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。

【図2】この発明の実施の形態２による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。図１において、この無停電電源装置は、入力端子ＴＩ、出力端子ＴＯ、バッテリ端子ＴＢ、コンバータ１、直流母線Ｌ１、コンデンサＣ１、インバータ２、双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２、操作部３、および制御部４を備える。

【0012】

コンバータ１、直流母線Ｌ１、およびインバータ２は、入力端子ＴＩと出力端子ＴＯの間に直列接続される。コンデンサＣ１は、直流母線Ｌ１に接続される。双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２は、直流母線Ｌ１とバッテリ端子ＴＢの間に並列接続される。

【0013】

入力端子ＴＩは、商用交流電源３１から供給される商用周波数の交流電力を受ける。出力端子ＴＯは、負荷３２に接続される。負荷３２は、無停電電源装置から供給される交流電力によって駆動される。バッテリ端子（直流端子）ＴＢには、バッテリ（電力貯蔵装置）Ｂ１またはＢ２が接続される。バッテリＢ１，Ｂ２の各々は、直流電力を蓄える。バッテリの代わりに、コンデンサが接続されても構わない。

【0014】

バッテリＢ１の仕様は、バッテリＢ２の仕様と異なる。バッテリは、直列接続された複数のセルを含む。近年、バッテリの低コスト化を図るため、バッテリのセル数の低減化が進められている。このため、旧型の無停電電源装置ではバッテリＢ１が使用されていたが、新型の無停電電源装置ではバッテリＢ２が使用されるものとする。

【0015】

たとえば、バッテリＢ１のセル数は１８０個であり、バッテリＢ２のセル数は１５０個であるものとする。１個のセルの定格電圧を２Ｖとすると、バッテリＢ１の定格電圧ＶＲ１は２Ｖ×１８０個＝３６０Ｖとなり、バッテリＢ２の定格電圧ＶＲ２は２Ｖ×１５０個＝３００Ｖとなる。バッテリＢ１とＢ２の定格容量は同じ値である場合、バッテリＢ１，Ｂ２の定格電流ＩＲ１，ＩＲ２の比ＩＲ１／ＩＲ２は、ＶＲ２／ＶＲ１となる。

【0016】

コンバータ１は、制御部４によって制御され、商用交流電源３１から交流電力が供給されている通常時は、商用交流電源３１からの交流電力を直流電力に変換する。商用交流電源３１からの交流電力の供給が停止された停電時は、コンバータ１の運転は停止される。コンデンサＣ１は、直流母線Ｌ１の直流電圧ＶＤＣを平滑化および安定化させる。コンバータ１によって生成された直流電力は、直流母線Ｌ１を介してインバータ２に供給されるとともに、双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２に供給される。

【0017】

インバータ２は、制御部４によって制御され、通常時は、コンバータ１によって生成された直流電力を商用周波数の交流電力に変換して負荷３２に供給し、停電時は、バッテリＢ１またはＢ２から双方向チョッパＣＰ１またはＣＰ２を介して供給される直流電力を商用周波数の交流電力に変換して負荷３２に供給する。

【0018】

双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２は、それぞれバッテリＢ１，Ｂ２に対応して設けられている。双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２の仕様は、それぞれバッテリＢ１，Ｂ２の仕様に応じて設定されている。上述の通り、バッテリＢ２の定格電流ＩＲ２はバッテリＢ１の定格電流ＩＲ１よりも大きいので、双方向チョッパＣＰ２の電流駆動能力は双方向チョッパＣＰ１の電流駆動能力よりも大きな値に設定され、双方向チョッパＣＰ２は双方向チョッパＣＰ１よりも大容量の電気素子（トランジスタ、ダイオード、リアクトル）で構成される。

【0019】

操作部３は、複数のスイッチ、複数のボタン、液晶表示画面などを含み、双方向チョッパＣＰ１またはＣＰ２を選択したり、無停電電源装置を手動運転または自動運転させたりするために操作される。操作部３は、無停電電源装置の使用者によって操作され、操作結果に応じた指令信号を制御部４に出力する。

【0020】

無停電電源装置の使用者は、バッテリ端子ＴＢにバッテリＢ１を接続した場合は、操作部３（選択部）を用いて双方向チョッパＣＰ１を選択し、バッテリ端子ＴＢ２にバッテリＢ２を接続した場合は、操作部３（選択部）を用いて双方向チョッパＣＰ２を選択する。制御部４は、操作部３によって選択された方の双方向チョッパＣＰ１またはＣＰ２を制御する。

【0021】

操作部３によって選択された双方向チョッパＣＰ１またはＣＰ２は、制御部４によって制御され、商用交流電源３１から交流電力が供給されている通常時は、コンバータ１によって生成された直流電力をバッテリ端子ＴＢに接続されたバッテリＢ１またはＢ２に蓄え、商用交流電源３１からの交流電力の供給が停止された停電時は、バッテリＢ１またはＢ２の直流電力をインバータ２に供給する。

【0022】

換言すると、双方向チョッパＣＰ１は、対応するバッテリＢ１がバッテリ端子ＴＢに接続された場合に活性化され、通常時は、コンバータ１によって生成された直流電力をバッテリＢ１に蓄え、停電時は、バッテリＢ１の直流電力をインバータ２に供給する。双方向チョッパＣＰ２は、対応するバッテリＢ２がバッテリ端子ＴＢに接続された場合に活性化され、通常時は、コンバータ１によって生成された直流電力をバッテリＢ２に蓄え、停電時は、バッテリＢ２の直流電力をインバータ２に供給する。

【0023】

制御部４は、操作部３からの指令信号、入力端子ＴＩの交流電圧ＶＩ（すなわち商用交流電源３１から供給される交流電圧）の瞬時値、直流母線Ｌ１の直流電圧ＶＤＣの瞬時値、バッテリ端子ＴＢの直流電圧ＶＢ（バッテリＢ１またはＢ２の端子間電圧）の瞬時値、出力端子ＴＯの交流電圧ＶＯの瞬時値などに基づいて、コンバータ１、インバータ２、および双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２を制御する。

【0024】

特に、制御部４は、入力端子ＴＩの交流電圧ＶＩの瞬時値に基づいて、停電が発生しているか否かを判別し、判別結果に基づいて、コンバータ１および双方向チョッパＣＰ１またはＣＰ２を制御する。交流電圧ＶＩの振幅値が下限値よりも小さい場合は停電が発生したと判別され、交流電圧ＶＩの振幅値が下限値よりも大きい場合は停電は発生していないと判別される。

【0025】

制御部４は、入力端子ＴＩの交流電圧ＶＩの位相に同期してコンバータ１を制御し、直流母線Ｌ１の直流電圧ＶＤＣが目標直流電圧ＶＤＣＴに一致するようにコンバータ１を制御する。制御部４は、入力端子ＴＩの交流電圧ＶＩの位相に同期してインバータ２を制御し、出力端子ＴＯの交流電圧ＶＯが目標出力電圧ＶＯＴに一致するようにインバータ２を制御する。

【0026】

制御部４は、操作部３からの指令信号に応答して、双方向チョッパＣＰ１またはＣＰ２を制御する。制御部４は、操作部３によって双方向チョッパＣＰ１が選択された場合、商用交流電源３１から交流電力が供給されている通常時は、バッテリ端子ＴＢの直流電圧ＶＢがバッテリＢ１の定格電圧ＶＲ１に応じた値の目標直流電圧ＶＢＴ１に一致するように双方向チョッパＣＰ１を制御する。制御部４は、商用交流電源３１からの交流電力の供給が停止された停電時は、直流母線Ｌ１の直流電圧ＶＤＣが目標直流電圧ＶＤＣＴに一致するように双方向チョッパＣＰ１を制御する。

【0027】

制御部４は、操作部３によって双方向チョッパＣＰ２が選択された場合、通常時は、バッテリ端子ＴＢの直流電圧ＶＢがバッテリＢ２の定格電圧ＶＲ２に応じた値の目標直流電圧ＶＢＴ２に一致するように双方向チョッパＣＰ２を制御する。制御部４は、停電時は、直流母線Ｌ１の直流電圧ＶＤＣが目標直流電圧ＶＤＣＴに一致するように双方向チョッパＣＰ２を制御する。

【0028】

次に、この無停電電源装置の使用方法および動作について説明する。既設の無停電電源装置に代えて、この無停電電源装置を新設する場合において、既設の無停電電源装置用のバッテリＢ１がまだ新しく、使用可能であるときは、そのバッテリＢ１をバッテリ端子ＴＢに接続する。無停電電源装置の使用者は、操作部３を用いて、バッテリＢ１用の双方向チョッパＣＰ１を選択する。

【0029】

既設の無停電電源装置に代えて、この無停電電源装置を新設する場合において、既設の無停電電源装置用のバッテリＢ１が劣化している場合は、セル数が小さく、低コストの新型のバッテリＢ２をバッテリ端子ＴＢに接続する。無停電電源装置の使用者は、操作部３を用いて、バッテリＢ２用の双方向チョッパＣＰ２を選択する。

【0030】

商用交流電源３１から交流電力が供給されている通常時は、商用交流電源３１からの交流電力がコンバータ１によって直流電力に変換され、その直流電力が双方向チョッパＣＰ１（またはＣＰ２）を介してバッテリＢ１（またはＢ２）に蓄えられるとともに、インバータ２によって交流電力に変換されて負荷３２に供給される。

【0031】

商用交流電源３１からの交流電力の供給が停止された停電時は、コンバータ１の運転が停止され、バッテリＢ１（またはＢ２）の直流電力が双方向チョッパＣＰ１（またはＣＰ２）を介してインバータ２に供給され、インバータ２によって交流電力に変換されて負荷３２に供給される。したがって、バッテリＢ１（またはＢ２）に直流電力が蓄えられている期間は、負荷３２の運転を継続することができる。

【0032】

この実施の形態１では、互いに仕様が異なる旧型のバッテリＢ１と新型のバッテリＢ２のうちのいずれかのバッテリが接続されるバッテリ端子ＴＢと、それぞれバッテリＢ１，Ｂ２に対応して設けられた双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２とが備えられ、操作部３によって選択された双方向チョッパＣＰ１またはＣＰ２がバッテリ端子ＴＢに接続されたバッテリＢ１またはＢ２の充放電を行なう。したがって、既設の無停電電源装置を本実施の形態１の無停電電源装置によって置換する場合、既設の無停電電源装置に接続されていたバッテリＢ１を継続して使用することができ、電気設備の低コスト化を図ることができる。

【0033】

すなわち従来は、旧型の無停電電源装置には旧型のバッテリＢ１用の双方向チョッパＣＰ１のみが設けられ、新型の無停電電源装置には新型のバッテリＢ２用の双方向チョッパＣＰ２のみが設けられていた。旧型の無停電電源装置を新型の無停電電源装置によって置換する場合は、旧型のバッテリＢ１がまだ使用可能であっても旧型のバッテリＢ１を廃棄処分して新型のバッテリＢ２を使用する必要があった。このため、旧型のバッテリＢ１が無駄になり、電気設備がコスト高になるという問題があった。

【0034】

これに対して本実施の形態１の無停電電源装置では、旧型のバッテリＢ１用の双方向チョッパＣＰ１と、新型のバッテリＢ２用の双方向チョッパＣＰ２との両方が設けられている。旧型の無停電電源装置を本実施の形態１の無停電電源装置によって置換する場合は、旧型のバッテリＢ１がまだ使用可能であるときは旧型のバッテリＢ１を継続して使用し、旧型のバッテリＢ１が使用可能でないときは新型のバッテリＢ２を使用する。このため、旧型のバッテリＢ１を有効に使用することができ、電気設備の低コスト化を図ることができる。

【0035】

なお、この実施の形態１では、２つのバッテリＢ１，Ｂ２に対応する２つの双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２を設けたが、これに限るものではなく、３つ以上のバッテリに対応する３つ以上の双方向チョッパを設けても構わない。すなわち、Ｎ個（ただし、Ｎは２以上の整数である）のバッテリに対応するＮ個の双方向チョッパを設け、バッテリ端子ＴＢに接続されたバッテリに対応する双方向チョッパによってバッテリの充放電を行なってもよい。

【0036】

[実施の形態２]
図２は、この発明の実施の形態２による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図２を参照して、この無停電電源装置が図１の無停電電源装置と異なる点は、旧型のバッテリＢ１を接続するためのバッテリ端子ＴＢ１と、新型のバッテリＢ２を接続するためのバッテリ端子ＴＢ２とが別々に設けられている点である。双方向チョッパＣＰ１は直流母線Ｌ１とバッテリ端子ＴＢ１の間に接続され、双方向チョッパＣＰ２は直流母線Ｌ１とバッテリ端子ＴＢ２の間に接続されている。

【0037】

この無停電電源装置では、バッテリＢ１のみを使用する第１のモードと、バッテリＢ２のみを使用する第２のモードと、バッテリＢ１，Ｂ２の両方を使用する第３のモードのうちの所望のモードを選択することが可能となっている。第１のモードではバッテリＢ１がバッテリ端子ＴＢ１に接続され、第２のモードではバッテリＢ２がバッテリ端子ＴＢ２に接続され、第３のモードではバッテリＢ１，Ｂ２がそれぞれバッテリ端子ＴＢ１，ＴＢ２に接続される。

【0038】

無停電電源装置の使用者は、第１のモードを選択した場合は、操作部３を用いて双方向チョッパＣＰ１を選択し、第２のモードを選択した場合は、操作部３を用いて双方向チョッパＣＰ２を選択し、第３のモードを選択した場合は、操作部３を用いて双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２を選択する。制御部４は、操作部３によって選択された双方向チョッパＣＰ１、またはＣＰ２、またはＣＰ１，ＣＰ２を制御する。

【0039】

操作部３によって選択された双方向チョッパＣＰ１（またはＣＰ２）は、制御部４によって制御され、商用交流電源３１から交流電力が供給されている通常時は、コンバータ１によって生成された直流電力をバッテリ端子ＴＢ１（またはＴＢ２）に接続されたバッテリＢ１（またはＢ２）に蓄え、商用交流電源３１からの交流電力の供給が停止された停電時は、バッテリＢ１（またはＢ２）の直流電力をインバータ２に供給する。

【0040】

操作部３によって双方向チョッパＣＰ１が選択された場合、制御部４は、通常時は、バッテリ端子ＴＢ１の直流電圧ＶＢ１がバッテリＢ１の定格電圧ＶＲ１に応じた値の目標直流電圧ＶＢＴ１に一致するように双方向チョッパＣＰ１を制御し、停電時は、直流母線Ｌ１の直流電圧ＶＤＣが目標直流電圧ＶＤＣＴに一致するように双方向チョッパＣＰ１を制御する。

【0041】

操作部３によって双方向チョッパＣＰ２が選択された場合、制御部４は、通常時は、バッテリ端子ＴＢ２の直流電圧ＶＢ２がバッテリＢ２の定格電圧ＶＲ２に応じた値の目標直流電圧ＶＢＴ２に一致するように双方向チョッパＣＰ２を制御し、停電時は、直流母線Ｌ１の直流電圧ＶＤＣが目標直流電圧ＶＤＣＴに一致するように双方向チョッパＣＰ２を制御する。

【0042】

換言すると、双方向チョッパＣＰ１は、対応するバッテリＢ１が対応するバッテリ端子ＴＢ１に接続された場合に活性化され、通常時は、コンバータ１によって生成された直流電力をバッテリＢ１に蓄え、停電時は、バッテリＢ１の直流電力をインバータ２に供給する。双方向チョッパＣＰ２は、対応するバッテリＢ２が対応するバッテリ端子ＴＢ２に接続された場合に活性化され、通常時は、コンバータ１によって生成された直流電力をバッテリＢ２に蓄え、停電時は、バッテリＢ２の直流電力をインバータ２に供給する。

【0043】

次に、この無停電電源装置の使用方法および動作について説明する。既設の無停電電源装置に代えて、この無停電電源装置を新設する場合において、既設の無停電電源装置用のバッテリＢ１がまだ新しく、使用可能であるときは、そのバッテリＢ１をバッテリ端子ＴＢ１に接続する。無停電電源装置の使用者は、操作部３を用いて、バッテリＢ１用の双方向チョッパＣＰ１を選択する。

【0044】

既設の無停電電源装置用のバッテリＢ１が劣化している場合は、セル数が小さく、低コストの新型のバッテリＢ２をバッテリ端子ＴＢ２に接続する。無停電電源装置の使用者は、操作部３を用いて、バッテリＢ２用の双方向チョッパＣＰ２を選択する。

【0045】

既設の無停電電源装置用のバッテリＢ１と新型のバッテリＢ２の両方が使用可能である場合は、バッテリＢ１，Ｂ２をそれぞれバッテリ端子ＴＢ１，ＴＢ２に接続する。無停電電源装置の使用者は、操作部３を用いて、バッテリＢ１，Ｂ２用の双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２を選択する。

【0046】

商用交流電源３１から交流電力が供給されている通常時は、商用交流電源３１からの交流電力がコンバータ１によって直流電力に変換され、その直流電力が双方向チョッパＣＰ１（またはＣＰ２、またはＣＰ１，ＣＰ２）を介してバッテリＢ１（またはＢ２、またはＢ１，Ｂ２）に蓄えられるとともに、インバータ２によって交流電力に変換されて負荷３２に供給される。

【0047】

商用交流電源３１からの交流電力の供給が停止された停電時は、コンバータ１の運転が停止され、バッテリＢ１（またはＢ２、またはＢ１，Ｂ２）の直流電力が双方向チョッパＣＰ１（またはＣＰ２、またはＣＰ１，ＣＰ２）を介してインバータ２に供給され、インバータ２によって交流電力に変換されて負荷３２に供給される。したがって、バッテリＢ１（またはＢ２、またはＢ１，Ｂ２）に直流電力が蓄えられている期間は、負荷３２の運転を継続することができる。

【0048】

この実施の形態２では、旧型のバッテリＢ１用のバッテリ端子ＴＢ１と、新型のバッテリＢ２用のバッテリ端子ＴＢ２と、それぞれバッテリＢ１，Ｂ２に対応して設けられた双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２とが備えられ、操作部３によって選択された双方向チョッパＣＰ１（またはＣＰ２、またはＣＰ１，ＣＰ２）がバッテリ端子ＴＢ１（またはＴＢ２、またはＴＢ１，ＴＢ２）に接続されたバッテリＢ１（またはＢ２、またはＢ１，Ｂ２）の充放電を行なう。したがって、既設の無停電電源装置を本実施の形態２の無停電電源装置によって置換する場合、既設の無停電電源装置に接続されていたバッテリＢ１を継続して使用することができ、電気設備の低コスト化を図ることができる。

【0049】

さらに、バッテリＢ１，Ｂ２の両方を使用することができるので、停電が長時間に亘って発生した場合でも、負荷３２の運転を継続することができる。

【0050】

なお、この実施の形態２では、２個のバッテリＢ１，Ｂ２に対応する２個の双方向チョッパＣＰ１，ＣＰ２を設け、１個または２個の双方向チョッパを選択したが、これに限るものではなく、３個以上のバッテリに対応する３個以上の双方向チョッパを設け、１個または２個以上の双方向チョッパを選択しても構わない。

【0051】

すなわち、Ｎ個（ただし、Ｎは２以上の整数である）のバッテリに対応するＮ個の双方向チョッパを設け、ｎ個（ただし、ｎは１以上でＮ以下の整数である）のバッテリをｎ個のバッテリ端子に接続し、ｎ個の双方向チョッパによってｎ個のバッテリの充放電を行なってもよい。

【0052】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0053】

ＴＩ 入力端子、ＴＯ 出力端子、ＴＢ，ＴＢ１，ＴＢ２ バッテリ端子、１ コンバータ、Ｌ１ 直流母線、Ｃ１ コンデンサ、２ インバータ、ＣＰ１，ＣＰ２ 双方向チョッパ、３ 操作部、４ 制御部。

【図1】

【図2】