特開 2024-168550 無停電電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168550

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】無停電電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/06 20060101AFI20241128BHJP

【ＦＩ】

H02J9/06 120

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085322

(22)【出願日】2023-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】津田 和真

【テーマコード（参考）】

5G015

【Ｆターム（参考）】

5G015GA05

5G015GB01

5G015HA16

5G015JA05

5G015JA09

5G015JA32

5G015JA33

5G015JA52

(57)【要約】

【課題】給電の継続性を向上させることができる無停電電源装置を提供する。
【解決手段】制御基板７１は、インバータ給電の異常を検知した場合、電圧センサ基板５１で検出された電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期しているか否かを判定する。制御基板７１は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していると判定した場合は、スイッチＳ３をオフに制御するとともにスイッチＳ４をオンに制御する。制御基板７１は、所定の条件が成立した場合は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していないと判定された場合であっても、スイッチＳ３をオフに制御するとともにスイッチＳ４をオンに制御する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記コンバータまたは電力貯蔵装置から供給される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、
バイパス入力電源から供給される交流電力を前記負荷に供給するバイパス回路と、
前記インバータおよび前記負荷の間に接続される第１のスイッチと、
前記バイパス入力電源および前記負荷の間に接続される第２のスイッチと、
前記交流電源から供給される交流電力の電圧を第１の電圧として検出するとともに前記バイパス入力電源から供給される交流電力の電圧を第２の電圧として検出する電圧検出回路と、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチとをオンまたはオフに制御するコントローラとを備え、
前記第１のスイッチがオンに制御されると、前記インバータによって生成された交流電力を前記負荷に供給するインバータ給電が行われるように構成され、
前記第２のスイッチがオンに制御されると、前記バイパス入力電源からの電力を前記負荷に供給するバイパス給電が行われるように構成され、
前記コントローラは、
前記インバータ給電の異常を検知した場合、前記電圧検出回路で検出された前記第１の電圧と前記第２の電圧とが同期しているか否かを判定し、
前記第１の電圧と前記第２の電圧とが同期していると判定した場合は、前記第１のスイッチをオフに制御するとともに前記第２のスイッチをオンに制御し、
所定の条件が成立した場合は、前記第１の電圧と前記第２の電圧とが同期していないと判定された場合であっても、前記第１のスイッチをオフに制御するとともに前記第２のスイッチをオンに制御する、無停電電源装置。

【請求項2】

前記バイパス入力電源から供給される交流電力の電圧を第３の電圧として検出する第２の電圧検出回路をさらに備え、
前記コントローラは、前記インバータ給電の異常を検知した場合、前記第１の電圧と前記第３の電圧とが同期しているか否かをさらに判定し、
前記所定の条件は、前記第１の電圧と前記第３の電圧とが同期していると判定した場合に成立する、請求項１に記載の無停電電源装置。

【請求項3】

前記第１のスイッチがオフに制御されるときに、前記第２のスイッチがオンに制御されるように構成された強制切替回路をさらに備え、
前記所定の条件は、前記強制切替回路において前記第１のスイッチをオフに制御する指令を検知した場合に成立する、請求項１に記載の無停電電源装置。

【請求項4】

前記バイパス入力電源から供給される交流電力の電圧を第３の電圧として検出する第２の電圧検出回路と、
前記第１のスイッチがオフに制御されるときに、前記第２のスイッチがオンに制御されるように構成された強制切替回路とをさらに備え、
前記コントローラは、前記インバータ給電の異常を検知した場合、前記第１の電圧と前記第３の電圧とが同期しているか否かをさらに判定し、
前記所定の条件は、前記第１の電圧と前記第３の電圧とが同期していると判定した場合、および、前記強制切替回路において前記第１のスイッチをオフに制御する指令を検知した場合のいずれかにおいて成立する、請求項１に記載の無停電電源装置。

【請求項5】

前記強制切替回路を無効化する第３のスイッチをさらに備える、請求項３または請求項４に記載の無停電電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無停電電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許第５９１７９２１号公報（特許文献１）には、交流電源から供給される交流電力をコンバータにより直流電源に変換した後にさらにインバータによって交流電力に変換して負荷に供給するインバータ給電モードと、交流電力を直接負荷に供給するバイパス給電モードとに切り替え可能な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】特許第５９１７９２１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において、インバータ給電の異常が検知された場合、インバータ給電時に用いられる交流電源から供給される交流電力の電圧と、バイパス給電時に用いられる交流電源（バイパス入力電源）から供給される交流電力の電圧とが同期しているときに、インバータ給電からバイパス給電に切り替えるように構成される場合がある。

【0005】

しかしながら、接地系統からのノイズ流入による影響等によりバイパス入力電源から供給される交流電力の電圧が誤検出されることがあり、上記同期の判定が正しく行われない場合がある。このような場合、実際には両電圧が同期しているにも関わらずバイパス給電に切り替わらないことが原因で給電が途切れ、無停電電源装置による給電の継続性が低下することがあった。

【0006】

それゆえ、本開示の主たる目的は、給電の継続性を向上させることができる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】

【0007】

本開示の無停電電源装置は、コンバータと、インバータと、バイパス回路と、第１のスイッチと、第２のスイッチと、電圧検出回路と、コントローラとを備える。コンバータは、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。インバータは、コンバータまたは電力貯蔵装置から供給される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する。バイパス回路は、バイパス入力電源から供給される交流電力を負荷に供給する。第１のスイッチは、インバータおよび負荷の間に接続される。第２のスイッチは、バイパス入力電源および負荷の間に接続される。電圧検出回路は、交流電源から供給される交流電力の電圧を第１の電圧として検出するとともにバイパス入力電源から供給される交流電力の電圧を第２の電圧として検出する。コントローラは、第１のスイッチと第２のスイッチとをオンまたはオフに制御する。第１のスイッチがオンに制御されると、インバータによって生成された交流電力を負荷に供給するインバータ給電が行われるように構成される。第２のスイッチがオンに制御されると、バイパス入力電源からの電力を負荷に供給するバイパス給電が行われるように構成される。コントローラは、インバータ給電の異常を検知した場合、電圧検出回路で検出された第１の電圧と第２の電圧とが同期しているか否かを判定する。コントローラは、第１の電圧と第２の電圧とが同期していると判定した場合は、第１のスイッチをオフに制御するとともに、第２のスイッチをオンに制御する。コントローラは、所定の条件が成立した場合は、第１の電圧と第２の電圧とが同期していないと判定された場合であっても、第１のスイッチをオフに制御するとともに、第２のスイッチをオンに制御する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、給電の継続性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】従来型の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】インバータ給電の異常発生時の処理の手順を説明するフローチャートである。

【図3】スイッチを制御する処理の手順を説明するフローチャートである。

【図4】実施の形態１に係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5】実施の形態１に係るインバータ給電の異常発生時の処理の手順を説明するフローチャートである。

【図6】実施の形態２に係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7】実施の形態２に係るスイッチを制御する処理の手順を説明するフローチャートである。

【図8】実施の形態３に係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】

【0010】

以下に、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

【0011】

［従来型の無停電電源装置］
まず、従来型の無停電電源装置の例について説明する。図１は、従来型の無停電電源装置１００の構成を示す回路ブロック図である。

【0012】

無停電電源装置１００は、商用交流電源３０から供給される三相交流電力を直流電力に一旦変換し、その直流電力を三相交流電力に変換して負荷３１に供給するものである。図１では、図面および説明の簡単化のため、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のうちの一相（たとえばＵ相）に対応する部分の回路のみが示されている。商用交流電源３０は、「交流電源」の一実施例に対応する。

【0013】

無停電電源装置１００は、交流入力端子Ｔ１１、バッテリ端子Ｔ１２、交流出力端子Ｔ１３、およびバイパス入力端子Ｔ１４を備える。交流入力端子Ｔ１１は、商用交流電源３０から商用周波数の交流電力を受ける。バイパス入力端子Ｔ１４は、バイパス交流電源３３から商用周波数の交流電力を受ける。バイパス交流電源３３は、商用交流電源であってもよいし、発電機であっても構わない。バイパス交流電源３３は、「バイパス入力電源」の一実施例に対応する。

【0014】

バッテリ端子Ｔ１２は、バッテリ３２に接続される。バッテリ３２は、直流電力を蓄える。バッテリ３２は「電力貯蔵装置」の一実施例に対応する。バッテリ３２の代わりにコンデンサが接続されていても構わない。交流出力端子Ｔ１３は、負荷３１に接続される。負荷３１は、交流電力によって駆動される。

【0015】

無停電電源装置１００は、さらに、コンバータ４、双方向チョッパ７、インバータ８、半導体スイッチ２０、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ４、電磁コイルＣ３，Ｃ４、ＬＣＤ４１、表示基板４２、電圧センサ基板５１、制御基板７０、盤内リレー基板９１を備える。電圧センサ基板５１は、「電圧検出回路」の一実施例に対応する。制御基板７０に盤内リレー基板９１を加えた構成は、「コントローラ」の一実施例に対応する。

【0016】

スイッチＳ１の第１端子は交流入力端子Ｔ１１に接続され、スイッチＳ１の第２端子はコンバータ４の交流端子４ａに接続される。スイッチＳ１は、無停電電源装置１００の使用時にオンされ、たとえば無停電電源装置１００のメンテナンス時にオフされる。

【0017】

交流入力端子Ｔ１１とスイッチＳ１との間にあるノードＮ２に現れる交流入力電圧（単に「電圧」とも称する）Ｖ２の瞬時値は、電圧センサ基板５１によって検出されるように構成される。電圧センサ基板５１は、信号線を介して制御基板７０に接続される。電圧センサ基板５１は、交流入力電流を検出するようにしてもよい。

【0018】

コンバータ４は、制御基板７０によって制御され、商用交流電源３０から交流電力が供給されている通常時には、交流電力を直流電力に変換して直流ライン６に出力する。商用交流電源３０から交流電力が正常に供給されなくなった場合（商用交流電源３０の停電時）には、コンバータ４の運転は停止される。コンバータ４の出力電圧は、所望の値に制御可能になっている。

【0019】

具体的には、コンバータ４は、図示しない複数のスイッチング素子を有している。複数のスイッチング素子にはゲートドライバ（図示なし）が接続される。ゲートドライバは、通信線を介して制御基板７０に接続されており、制御基板７０から与えられるゲート信号に従って複数のスイッチング素子を駆動する。

【0020】

直流ライン６は双方向チョッパ７の高電圧側ノードに接続され、双方向チョッパ７の低電圧側ノードはスイッチＳ２を介してバッテリ端子Ｔ１２に接続される。

【0021】

スイッチＳ２は、無停電電源装置１００の使用時はオンされ、たとえば無停電電源装置１００およびバッテリ３２のメンテナンス時にオフされる。バッテリ端子Ｔ１２と双方向チョッパ７との間にあるノードＮ３に現れる電圧Ｖ３の瞬時値は、電圧センサ基板５１によって検出されるよう構成される。

【0022】

双方向チョッパ７は、制御基板７０によって制御され、通常時には、コンバータ４によって生成された直流電力をバッテリ３２に蓄え、商用交流電源３０の停電時には、バッテリ３２の直流電力を直流ライン６を介してインバータ８に供給する。

【0023】

双方向チョッパ７は、直流電力をバッテリ３２に蓄える場合には、直流ライン６の直流電圧を降圧してバッテリ３２に与える。また、双方向チョッパ７は、バッテリ３２の直流電力をインバータ８に供給する場合には、バッテリ３２の電圧Ｖ３を昇圧して直流ライン６に出力する。直流ライン６は、インバータ８の入力ノードに接続されている。

【0024】

具体的には、双方向チョッパ７は、図示しない複数のスイッチング素子を有している。複数のスイッチング素子にはゲートドライバ（図示なし）が接続される。ゲートドライバは、通信線を介して制御基板７０に接続されており、制御基板７０から与えられるゲート信号に従って複数のスイッチング素子を駆動する。

【0025】

インバータ８は、制御基板７０によって制御され、コンバータ４または双方向チョッパ７から直流ライン６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出力する。すなわち、インバータ８は、通常時には、コンバータ４から直流ライン６を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、商用交流電源３０の停電時には、バッテリ３２から双方向チョッパ７を介して供給される直流電力を交流電力に変換する。インバータ８の出力電圧は、所望の値に制御可能になっている。

【0026】

具体的には、インバータ８は、図示しない複数のスイッチング素子を有している。複数のスイッチング素子にはゲートドライバが接続される。ゲートドライバは、通信線を介して制御基板７０に接続されており、制御基板７０から与えられるゲート信号に従って複数のスイッチング素子を駆動する。

【0027】

スイッチＳ３は、インバータ８および負荷３１の間に接続される。インバータ８の交流端子８ａはスイッチＳ３の第１端子に接続され、スイッチＳ３の第２端子は交流出力端子Ｔ１３に接続される。スイッチＳ３と交流出力端子Ｔ１３との間にあるノードＮ４に現れる電圧Ｖ４の瞬時値は、電圧センサ基板５１によって検出されるように構成される。

【0028】

スイッチＳ３は、コントローラ（制御基板７０、盤内リレー基板９１）によって制御される。スイッチＳ３は、インバータ８によって生成された交流電力を負荷３１に供給するインバータ給電時にはオンされ、バイパス交流電源３３からの交流電力を負荷３１に供給するバイパス給電時にはオフされる。スイッチＳ３は、「第１のスイッチ」の一実施例に対応する。

【0029】

半導体スイッチ２０は、互いに逆並列に接続された一対のサイリスタを含み、バイパス入力端子Ｔ１４とノードＮ５との間に接続される。ノードＮ５は、スイッチＳ３の第２端子と交流出力端子Ｔ１３との間にある。ノードＮ４は、ノードＮ５と交流出力端子Ｔ１３との間にある。

【0030】

スイッチＳ４は、バイパス交流電源３３および負荷３１の間に接続される。具体的には、スイッチＳ４は、半導体スイッチ２０に並列接続される。スイッチＳ４は、「第２のスイッチ」の一実施例に対応する。半導体スイッチ２０は、制御基板７０によって制御される。半導体スイッチ２０は、通常はオフに制御され、インバータ８の故障等のインバータ給電の異常発生に基づきオンに制御され、バイパス交流電源３３からの交流電力を負荷３１に供給する（バイパス給電）。

【0031】

本実施の形態では、バイパス回路２１は、半導体スイッチ２０とスイッチＳ４と電磁コイルＣ４とを含む。バイパス回路２１は、バイパス交流電源３３から供給される交流電力を負荷３１に供給可能にする。

【0032】

バイパス入力端子Ｔ１４と半導体スイッチ２０との間にあるノードＮ１に現れる電圧Ｖ１の瞬時値は、電圧センサ基板５１によって検出されるように構成される。

【0033】

スイッチＳ４は、コントローラ（制御基板７０、盤内リレー基板９１）によって制御される。スイッチＳ４は、インバータ給電時にはオフに制御され、バイパス給電時にはオンに制御される。スイッチＳ４は、インバータ８の故障等のインバータ給電の異常発生に基づきオンに制御され、バイパス交流電源３３からの交流電力を負荷３１に供給する。

【0034】

コンタクタ５２Ｃは、スイッチＳ３と電磁コイルＣ３とを含んで構成される。コンタクタ５２Ｓは、スイッチＳ４と電磁コイルＣ４とを含んで構成される。コンタクタ５２ＣのスイッチＳ３およびコンタクタ５２ＳのスイッチＳ４は、制御基板７０からの指令に基づく、盤内リレー基板９１の動作により制御される。具体的には、盤内リレー基板９１は、制御基板７０から与えられるオン指令またはオフ指令に従って、スイッチＳ３，Ｓ４をオンまたはオフに制御する。

【0035】

制御基板７０は、電圧センサ基板５１からの情報、コンバータ４、双方向チョッパ７およびインバータ８とそれぞれ接続されたゲートドライバからの情報等に基づき、無停電電源装置１００全体を制御する。制御基板７０は、交流入力電圧Ｖ２の検出値に基づいて停電が発生したか否かを検出し、交流入力電圧Ｖ２の位相に同期してコンバータ４およびインバータ８を制御する。

【0036】

制御基板７０は、通常時には、直流電圧が所望の目標電圧になるようにコンバータ４を制御し、商用交流電源３０の停電時には、コンバータ４の運転を停止させる。

【0037】

また制御基板７０は、直流電圧およびバッテリ電圧Ｖ３に基づいて双方向チョッパ７を制御する。制御基板７０は、通常時には、バッテリ電圧Ｖ３が所望の目標バッテリ電圧になるように双方向チョッパ７を制御し、商用交流電源３０の停電時には、直流電圧が所望の目標電圧になるように双方向チョッパ７を制御する。また、制御基板７０は、交流出力電圧Ｖ４が所望の目標電圧になるようにインバータ８を制御する。

【0038】

制御基板７０は、少なくとも、ＡＤ変換器８４と、制御用ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）８１と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）８２と、シーケンスＦＰＧＡ８３とを備える。

【0039】

ＡＤ変換器８４は、入力されたアナログ情報をデジタル情報に変換して出力する。具体的には、ＡＤ変換器８４は、電圧センサ基板５１からアナログ情報として電圧Ｖ１～Ｖ４を取得する。ＡＤ変換器８４は、取得した電圧Ｖ１～Ｖ４を、デジタル値に変換して制御用ＦＰＧＡ８１に送信する。なお、ＡＤ変換器８４は、電流値等のアナログ情報を取得してこれをデジタル情報に変換して制御用ＦＰＧＡ８１に送信するようにしてもよい。電圧Ｖ２は、「第１の電圧」の一実施例に対応する。電圧Ｖ１は、「第２の電圧」の一実施例に対応する。

【0040】

制御用ＦＰＧＡ８１は、取得した電圧Ｖ１～Ｖ４等の情報に基づき、ゲートドライバを介してインバータ８、コンバータ４および双方向チョッパ７を制御するとともに、盤内リレー基板９２を介してスイッチＳ３，Ｓ４等を制御する。

【0041】

ＤＳＰ８２は、電圧センサ基板５１から取得した電圧情報に基づき後述する同期検出（同期判定用のデータの検出）および同期判定を行うとともに、スイッチＳ３，Ｓ４を制御する指令を行う。シーケンスＦＰＧＡ８３は、ＤＳＰ８２からの指令に基づき、盤内リレー基板９２を制御する。

【0042】

なお、制御基板７０は、上記構成に限らず、プロセッサ、メモリおよび入出力インターフェイス（ＩＦ）を含むものであればよい。プロセッサ、メモリ、入出力ＩＦは、図示しないバスを経由して相互に信号の授受が可能である。プロセッサは、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＭＰＵ（Micro Processing Unit）、少なくとも１つのＦＰＧＡまたはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0043】

メモリは、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。メモリは、ＳＤカード等を含むものであってもよい。プロセッサは、ＲＯＭからＲＡＭにプログラムを読み出し、各種プログラムを実行することによって無停電電源装置１００の動作を制御する。ＲＡＭは、ワーキングメモリとして機能し、プログラムの実行に必要な各種データを一時的に格納する。入出力ＩＦは、ゲートドライバあるいは電圧センサ基板５１等との間でデータをやり取りするためのインターフェイスである。

【0044】

盤内リレー基板９１は、端子Ｔ２１～Ｔ２４、電磁コイルＣ５，Ｃ６およびスイッチＳ５，Ｓ６とを備える。盤内リレー基板９１は、スイッチＳ５と電磁コイルＣ５とを含んだコンタクタおよびスイッチＳ６と電磁コイルＣ６とを含んだコンタクタを制御する。制御基板７１は、端子Ｔ２１を介して電磁コイルＣ５に接続される。制御基板７１は、端子Ｔ２２を介して電磁コイルＣ６に接続される。スイッチＳ５は、端子Ｔ２３を介して電磁コイルＣ３に接続される。スイッチＳ６は、端子Ｔ２４を介して電磁コイルＣ４に接続される。

【0045】

制御基板７０は、スイッチＳ３とスイッチＳ４とに対してオンオフ指令を送信する。これは、ＤＳＰ８２による制御指令あるいは同期判定結果に基づく盤内リレー基板９１に対するスイッチＳ３，Ｓ４の制御指令を、シーケンスＦＰＧＡ８３が送信することで実現される。

【0046】

具体的には、シーケンスＦＰＧＡ８３は、インバータ給電を行う場合、スイッチＳ３（コンタクタ５２Ｃ）に対するオン指令を盤内リレー基板９１に送信する。シーケンスＦＰＧＡ８３がスイッチＳ３（コンタクタ５２Ｃ）に対するオフ指令を盤内リレー基板９１に送信すると、インバータ給電が停止する。

【0047】

盤内リレー基板９１は、スイッチＳ３（コンタクタ５２Ｃ）に対するオン指令に基づき電磁コイルＣ５を通電状態に制御して、この通電状態を維持する一方、スイッチＳ３に対するオフ指令に基づき電磁コイルＣ５を非通電状態に制御して、この非通電状態を維持する。

【0048】

スイッチＳ５は、電磁コイルＣ５が通電状態となることでオン状態となり、電磁コイルＣ５が非通電状態となることでオフ状態となるように構成されている。コンタクタ５２Ｃの電磁コイルＣ３は、スイッチＳ５がオン状態となることで通電状態となり、スイッチＳ５がオフ状態となることで非通電状態となるよう構成されている。電磁コイルＣ３が通電状態となるとスイッチＳ３はオン状態となり、電磁コイルＣ３が非通電状態となるとスイッチＳ３はオフ状態となる。

【0049】

つまり、スイッチＳ３（コンタクタ５２Ｃ）に対するオン指令が送信されると、電磁コイルＣ５が通電状態となることでスイッチＳ５がオン状態となり、これにより、電磁コイルＣ３が通電状態となることでスイッチＳ３がオン状態となり、インバータ給電が可能となる。スイッチＳ３に対するオフ指令が送信されると、インバータ給電が停止する。

【0050】

また、シーケンスＦＰＧＡ８３は、バイパス給電を行う場合、スイッチＳ４（コンタクタ５２Ｓ）に対するオン指令を盤内リレー基板９１に送信する。シーケンスＦＰＧＡ８３がスイッチＳ４（コンタクタ５２Ｓ）に対するオフ指令を盤内リレー基板９１に送信すると、バイパス給電が停止する。

【0051】

盤内リレー基板９１は、スイッチＳ４（コンタクタ５２Ｓ）に対するオン指令に基づき電磁コイルＣ６を通電状態にして、この通電状態を維持する一方、スイッチＳ４に対するオフ指令に基づき電磁コイルＣ６を非通電状態にして、この非通電状態を維持する。

【0052】

スイッチＳ６は、電磁コイルＣ６が通電状態となることでオン状態となり、電磁コイルＣ６が非通電状態となることでオフ状態となるように構成されている。コンタクタ５２Ｓの電磁コイルＣ４は、スイッチＳ６がオン状態となることで通電状態となり、スイッチＳ６がオフ状態となることで非通電状態となるよう構成されている。電磁コイルＣ４が通電状態となるとスイッチＳ４はオン状態となり、電磁コイルＣ４が非通電状態となるとスイッチＳ４はオフ状態となる。

【0053】

つまり、スイッチＳ４（コンタクタ５２Ｓ）に対するオン指令が送信されると、電磁コイルＣ６が通電状態となることでスイッチＳ６がオン状態となり、これにより、電磁コイルＣ４が通電状態となることでスイッチＳ４がオン状態となり、バイパス給電が可能となる。スイッチＳ４に対するオフ指令が送信されると、バイパス給電が停止する。

【0054】

制御基板７０は、表示基板４２を介してＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４１と接続する。ＬＣＤ４１は、無停電電源装置１００に関する各種情報を表示する。表示基板４２は、制御基板７０からの指令に基づき、ＬＣＤ４１の表示を制御する。

【0055】

以下、フローチャートを用いて処理の流れを説明する。図２は、インバータ給電の異常発生時の処理の手順を説明するフローチャートである。たとえば、本処理は、所定周期（たとえば、１０ｍｓｅｃ）ごとに起動するようにすればよい。

【0056】

上述のように、電圧センサ基板５１は、商用交流電源３０から供給される交流電力の電圧を電圧Ｖ２として検出するとともに、バイパス交流電源３３から供給される交流電力の電圧を電圧Ｖ１として検出している。電圧Ｖ１，Ｖ２は、ＡＤ変換器８４にてデジタルデータに変換された上で、制御用ＦＰＧＡで８１で取得され、さらにＤＳＰ８２に送信される。

【0057】

本処理が開始すると、制御基板７０は、Ｓ１０１において、インバータ給電の異常を検知したか否かを判定する。「インバータ給電の異常」とは、たとえば、インバータ８の故障（あるいは、コンバータ４、双方向チョッパ７の故障等）が発生して、インバータ給電ができなくなるような状況を指す。

【0058】

制御基板７０は、インバータ給電の異常を検知したと判定した場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、Ｓ１０２に処理を進める。一方、制御基板７０は、インバータ給電の異常を検知したと判定しなかった場合（Ｓ１０１でＮＯ）、本処理を終了する。

【0059】

制御基板７０（ＤＳＰ８２）は、Ｓ１０２において、電圧センサ基板５１が検出した電圧Ｖ２，Ｖ１を取得する（この処理を「同期検出」と称する）。ここでの電圧Ｖ２，Ｖ１は、ＡＤ変換器８４によって変換されたデジタルデータである。

【0060】

制御基板７０は、Ｓ１０３において、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期しているか否かを判定する（この処理を「同期判定」と称する）。Ｓ１０３では、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とで、電圧、周波数および位相とを比較してこれらが同期しているか否かを判定する。Ｓ１０２においては、同期判定が行える程度の期間の電圧Ｖ２，Ｖ１の時系列データを取得する。

【0061】

制御基板７０は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していると判定した場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、Ｓ１０４に処理を進める。一方、制御基板７０は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していると判定しなかった場合（Ｓ１０３でＮＯ）、本処理を終了する。

【0062】

制御基板７０は、Ｓ１０４において、スイッチＳ３に対するオフ指令を送信する。制御基板７０は、Ｓ１０５において、スイッチＳ４に対するオン指令を送信する。

【0063】

このように、制御基板７１は、インバータ給電の異常を検知した場合、電圧センサ基板５１で検出された電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期しているか否かを判定する。制御基板７１は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していると判定した場合は、スイッチＳ３に対するオフ指令を送信するとともに、スイッチＳ４に対するオン指令を送信する。これにより、上述したように、インバータ給電が停止するとともにバイパス給電が開始する。

【0064】

図３は、スイッチを制御する処理の手順を説明するフローチャートである。本処理は、上述した盤内リレー基板９１により実現される処理である。本処理は、ソフトウェア、ハードウェアまたはこれらの組合せにより実現可能である。本処理をソフトウェアで実現する場合、所定周期（たとえば、１０ｍｓｅｃ）ごとに起動するようにすればよい。

【0065】

本処理が開始すると、盤内リレー基板９１は、スイッチＳ３に対するオン指令を受信した場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、電磁コイルＣ５を導電状態にして、スイッチＳ５をオンに制御する（Ｓ２０２）。制御基板７０は、スイッチＳ３に対するオフ指令を受信した場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、電磁コイルＣ５を非導電状態にして、スイッチＳ５をオフに制御する（Ｓ２０４）。その結果、スイッチＳ３に対するオン指令に基づきスイッチＳ３がオンになるとインバータ給電が行われ、スイッチＳ３に対するオフ指令によりインバータ給電が停止する。

【0066】

制御基板７０は、スイッチＳ４に対するオン指令を受信した場合（Ｓ２０５でＹＥＳ）、電磁コイルＣ６を導電状態にして、スイッチＳ６をオンに制御する（Ｓ２０６）。制御基板７０は、スイッチＳ４に対するオン指令を受信した場合（Ｓ２０７でＹＥＳ）、電磁コイルＣ６を非導電状態にして、スイッチＳ６をオフに制御する（Ｓ２０８）。その結果、スイッチＳ４に対するオン指令に基づきスイッチＳ４がオンになるとバイパス給電が行われ、スイッチＳ４に対するオフ指令によりバイパス給電が停止する。

【0067】

このように、制御基板７０と盤内リレー基板９１とで構成されるコントローラは、制御基板７０がスイッチＳ３とスイッチＳ４とに対して送信するオンオフ指令と、盤内リレー基板９１の動作に基づき、スイッチＳ３とスイッチＳ４とをオンまたはオフに制御している。

【0068】

また、無停電電源装置１００において、インバータ給電の異常を検知した場合に、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していると判定した場合、インバータ給電からバイパス給電に切り替えを行っている（この動作を「保護連動動作」と称する）。このように、無停電電源装置１００では、インバータ給電およびバイパス給電のいずれかを行うことで、負荷３１に対する給電を継続している。

【0069】

上記において、ノイズの影響により電圧Ｖ１が誤検出され、実際には電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期しているにも関わらず、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していないと判定されることがある。この場合、電圧Ｖ１が正常であったとしても、バイパス給電に切り替わらない。この場合において、たとえば、インバータ８等の故障により物理的にインバータ給電が停止してしまった場合は、バイパス給電が可能であるにも関わらず、バイパス給電に切り替わることができない。この場合、負荷３１に対する給電が行われないために、無停電電源装置１００の給電の継続性を低下させてしまうことになる。このような給電の継続性の低下を防止するために、無停電電源装置を以下で説明するように構成する。

【0070】

［実施の形態１］
以下、実施の形態１に係る無停電電源装置１０１の構成について説明する。図４は、実施の形態１に係る無停電電源装置１０１の構成を示す回路ブロック図である。以下では、図１～図３を用いて説明した従来型の無停電電源装置１００と相違する構成について説明し、無停電電源装置１００と構成が同じ箇所は説明を省略する。

【0071】

図１に示した従来型の無停電電源装置１００と、図４に示す無停電電源装置１０１との違いは、バイパス電圧の検出および同期判定の機能が２重化された点である。

【0072】

具体的には、図１に示した無停電電源装置１００では、電圧センサ基板５１およびＡＤ変換器８４を備え、ＤＳＰ８２において、電圧センサ基板５１から取得した電圧Ｖ１，Ｖ２に基づき同期判定を行っている。

【0073】

これに対して、図４に示す無停電電源装置１０１では、２つの電圧センサ基板５１，５２および２つのＡＤ変換器８４，８５を備え、ＤＳＰ８２において２重に同期判定を行っている。以下、詳細に説明する。

【0074】

図４に示すように、無停電電源装置１０１は、電圧センサ基板５１，５２を備える。制御基板７１は、ＡＤ変換器８４，８５を備える。電圧センサ基板５２は、「第２の電圧検出回路」の一実施例に対応する。制御基板７１に盤内リレー基板９１を加えた構成は、「コントローラ」の一実施例に対応する。

【0075】

無停電電源装置１００と同様に、電圧センサ基板５１は、電圧Ｖ１～Ｖ４を取得する。ＡＤ変換器８４は、電圧Ｖ１～Ｖ４をデジタル情報に変換して制御用ＦＰＧＡ８１に送信する。ＤＳＰ８２は、制御用ＦＰＧＡ８１から電圧Ｖ１，Ｖ２を取得し（同期検出）、電圧Ｖ１，Ｖ２に基づき同期判定を行う。以上の処理は、原則的に無停電電源装置１００での処理と同様である。

【0076】

無停電電源装置１０１では、電圧センサ基板５１に入力される電圧Ｖ１の信号線を分岐させて、電圧センサ基板５２にも電圧Ｖ１が入力されるよう構成している。これにより、電圧センサ基板５２においても、電圧Ｖ１が取得可能である。

【0077】

さらに、ＡＤ変換器８５は、電圧センサ基板５２から電圧Ｖ１を取得する。ここで、電圧センサ基板５１から取得される電圧Ｖ１は「電圧Ｖ１」と表記するが、電圧センサ基板５２から取得される電圧Ｖ１は「電圧Ｖ１ａ」と表記する。電圧Ｖ１ａは、「第３の電圧」の一実施例に対応する。

【0078】

ＡＤ変換器８５は、電圧Ｖ１ａをデジタル情報に変換して制御用ＦＰＧＡ８１に送信する。ＤＳＰ８２は、制御用ＦＰＧＡ８１から電圧Ｖ１ａ，Ｖ２を取得し（同期検出）、電圧Ｖ１ａ，Ｖ２に基づき同期判定を行う。なお、電圧センサ基板５２において電圧Ｖ１，Ｖ２を取得可能に構成し、電圧センサ基板５２から取得した電圧Ｖ１，Ｖ２を用いて同期判定を行うようにしてもよい。

【0079】

制御基板７１と盤内リレー基板９１とで構成されるコントローラは、制御基板７１がスイッチＳ３とスイッチＳ４とに対して送信するオンオフ指令と、盤内リレー基板９１の動作に基づき、スイッチＳ３とスイッチＳ４とをオンまたはオフに制御している。以下、フローチャートを用いて説明する。

【0080】

図５は、実施の形態１に係るインバータ給電の異常発生時の処理の手順を説明するフローチャートである。図５のフローチャートは、バイパス電圧の検出および同期判定の機能が２重化されている点で、図２のフローチャートと処理が異なる。制御基板７１は、インバータ給電の異常が発生した場合、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１ａとが同期しているか否かをさらに判定するように構成される。

【0081】

上述のように、電圧センサ基板５１は、商用交流電源３０から供給される交流電力の電圧を電圧Ｖ２として検出するとともに、バイパス交流電源３３から供給される交流電力の電圧を電圧Ｖ１として検出している。さらに、電圧センサ基板５２は、バイパス交流電源３３から供給される交流電力の電圧を電圧Ｖ１ａとして検出する。電圧Ｖ１，Ｖ２はＡＤ変換器８４で、電圧Ｖ１ａはＡＤ変換器８５で、それぞれデジタルデータに変換された上で、制御用ＦＰＧＡで８１で取得され、さらにＤＳＰ８２に送信される。

【0082】

本処理が開始すると、制御基板７１は、Ｓ３０１において、インバータ給電の異常を検知したか否かを判定する。制御基板７１は、インバータ給電の異常を検知したと判定した場合（Ｓ３０１でＹＥＳ）、Ｓ３０２に処理を進める。一方、制御基板７１は、インバータ給電の異常を検知したと判定しなかった場合（Ｓ３０１でＮＯ）、本処理を終了する。

【0083】

制御基板７１は、Ｓ３０２において、電圧センサ基板５１が検出した電圧Ｖ２，Ｖ１を取得する（同期検出）。制御基板７１は、Ｓ３０３において、電圧センサ基板５２が検出した電圧Ｖ１ａを取得する（同期検出）。

【0084】

制御基板７１は、Ｓ３０４において、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期しているか否かを判定する（同期判定）。ここでは、電圧センサ基板５１が検出した電圧Ｖ１を用いて同期判定を行っている。

【0085】

制御基板７１は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していると判定した場合（Ｓ３０４でＹＥＳ）、処理をＳ３０６に進める。一方、制御基板７１は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していると判定しなかった場合（Ｓ３０４でＮＯ）、Ｓ３０５に処理を進める。

【0086】

制御基板７１は、Ｓ３０５において、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１ａとが同期しているか否かを判定する（同期判定）。ここでは、電圧センサ基板５２が検出した電圧Ｖ１ａを用いて同期判定を行っている。

【0087】

制御基板７１は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１ａとが同期していると判定した場合（Ｓ３０５でＹＥＳ）、処理をＳ３０６に進める。一方、制御基板７１は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１ａとが同期していると判定しなかった場合（Ｓ３０５でＮＯ）、本処理を終了する。

【0088】

制御基板７１は、Ｓ３０６において、スイッチＳ３に対するオフ指令を送信する。制御基板７１は、Ｓ３０９において、スイッチＳ４に対するオン指令を送信して、本処理を終了する。

【0089】

つまり、電圧Ｖ２との比較において、電圧センサ基板５１が検出した電圧Ｖ１および電圧センサ基板５２が検出した電圧Ｖ１ａのいずれか一方が同期すれば、インバータ給電を停止して、バイパス給電を開始するように構成されている。

【0090】

なお、実施の形態１に係るスイッチを制御する処理の手順は、図３で示したフローチャートによる処理手順と同じである。

【0091】

図１に示した無停電電源装置１００において、たとえば、制御基板７１等に電力を供給する電源の接地系統から電圧センサ基板５１あるいは制御基板７１のＡＤ変換器８４等にノイズが流入することがあり得る。そして、このノイズの影響により、制御基板７１のメモリ内の電圧Ｖ１が瞬間的に不正な値に置き換わってしまう場合がある。

【0092】

上記対策として、無停電電源装置１０１では、バイパス電圧の検出および同期判定の機能を２重化している。このようにすることで、電圧センサ基板５１またはＡＤ変換器８４がノイズの影響を受けて電圧Ｖ１が正しく検出されず、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していると判定されなかった場合であっても、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１ａとにより正しく同期判定を行うことができる。一方、電圧センサ基板５２またはＡＤ変換器８５がノイズの影響を受けて電圧Ｖ１ａが正しく検出されず、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１ａとが同期していると判定されなかった場合であっても、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とにより正しく同期判定を行うことができる。

【0093】

このように、２重化によりノイズの影響を除去しつつ同期判定を行うことができる。そして、いずれか一方の同期判定において電圧が同期している場合は、バイパス給電に切り替える。いずれの同期判定においても電圧が同期していない場合は、バイパス系統に異常が発生しているものと判断して、バイパス給電に切り替えない。

【0094】

従来型の無停電電源装置１００において、制御基板７０は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していないと判定された場合、スイッチＳ４に対するオン指令を送信しない。つまり、盤内リレー基板９１は、スイッチＳ４をオンに制御しない。これに対して、実施の形態１に係る無停電電源装置１０１では、制御基板７１は、所定の条件が成立した場合は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していないと判定された場合であっても、スイッチＳ４に対するオン指令を送信する。つまり、盤内リレー基板９１は、所定の条件が成立した場合は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していないと判定された場合であっても、スイッチＳ４をオンに制御する。所定の条件は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１ａとが同期していると判定した場合に成立する。これにより、電圧Ｖ２および電圧Ｖ１が同期している場合および電圧Ｖ２および電圧Ｖ１ａが同期している場合のいずれかであれば、バイパス給電が開始されることになる。

【0095】

以上のようにバイパス電圧の検出および同期判定の機能を２重化することで、ノイズによる同期の誤判定を防止することができるため、同期判定機能の信頼性を向上させることができる。そして、ノイズによる同期の誤判定を防止することで、給電の継続性を向上させることができる。

【0096】

［実施の形態２］
図６は、実施の形態２に係る無停電電源装置１０２の構成を示す回路ブロック図である。以下では、図１～図３を用いて説明した従来型の無停電電源装置１００と相違する構成について説明し、無停電電源装置１００と構成が同じ箇所は説明を省略する。

【0097】

図１に示した従来型の無停電電源装置１００と、図６に示す無停電電源装置１０２との違いは、バイパス給電への強制切替機能が付加されている点である。

【0098】

具体的には、無停電電源装置１０２における盤内リレー基板９０は、図１に示した盤内リレー基板９１に加えて、強制切替回路９５をさらに備えたものである。制御基板７０に盤内リレー基板９０を加えた構成は、「コントローラ」の一実施例に対応する。強制切替回路９５は、スイッチＳ７，Ｓ８および電磁コイルＣ７を備える。無停電電源装置１０２は、さらにＥＰＯスイッチ６１を備える。ＥＰＯスイッチ６１は、端子Ｔ１５を介して電磁コイルＣ７に接続される。ＥＰＯスイッチ６１は、「第３のスイッチ」の一実施例に対応する。

【0099】

無停電電源装置１００において、スイッチＳ３（コンタクタ５２Ｃ）に対するオン指令が送信されると、電磁コイルＣ５が通電状態となることでスイッチＳ５がオン状態となり、これにより、電磁コイルＣ３が通電状態となることでスイッチＳ３がオン状態となり、インバータ給電が可能となる。スイッチＳ３に対するオフ指令が送信されると、インバータ給電が停止するように構成されている。さらに、無停電電源装置１００において、スイッチＳ４（コンタクタ５２Ｓ）に対するオン指令が送信されると、電磁コイルＣ６が通電状態となることでスイッチＳ６がオン状態となり、これにより、電磁コイルＣ４が通電状態となることでスイッチＳ４がオン状態となり、バイパス給電が可能となる。スイッチＳ４に対するオフ指令が送信されると、バイパス給電が停止する。

【0100】

これに対して、無停電電源装置１０２において、スイッチＳ４（コンタクタ５２Ｓ）に対するオン指令が送信されなかったとしても、スイッチＳ３（コンタクタ５２Ｃ）に対するオン指令の送信により、強制切替回路９５によって強制的にスイッチＳ４をオン状態に制御するように構成している。

【0101】

具体的には、スイッチＳ６の第１端子側のノードＮ６とスイッチＳ６の第２端子側のノードＮ７との間を、強制切替回路９５により接続する。強制切替回路９５において、スイッチＳ８（ｂ接点）は、電磁コイルＣ７が通電状態となることでオフ状態となり、電磁コイルＣ７が非通電状態となることでオン状態となるように構成されている。ＥＰＯスイッチ６１がオン状態であるときに電磁コイルＣ７が通電状態となり、ＥＰＯスイッチ６１がオフ状態であるときに電磁コイルＣ７が非通電状態となる。また、スイッチＳ７（ｂ接点）は、電磁コイルＣ５が非通電状態となることでオン状態となり、電磁コイルＣ５が通電状態となることでオフ状態となるように補助接点として構成されている。

【0102】

すなわち、スイッチＳ３（コンタクタ５２Ｃ）に対するオフ指令が送信されると、電磁コイルＣ５が非通電状態となることでスイッチＳ５がオフ状態となるとともにスイッチＳ７がオン状態となる。この場合、ＥＰＯスイッチ６１がオフ状態（スイッチＳ８がオン状態）である場合に、電磁コイルＣ４が通電状態となることでスイッチＳ４がオン状態となり、バイパス給電が可能となる。一方、スイッチＳ３に対するオン指令が送信されると、バイパス給電が停止する。

【0103】

このように、スイッチＳ３に対するオフ指令が送信された場合、強制切替回路９５の強制切替機能によって、強制的にスイッチＳ４がオン状態となり、バイパス給電が可能となる。ただし、ＥＰＯスイッチ６１がオン状態であれば、強制切替回路９５の強制切替機能は無効となる。つまり、強制切替機能を無効化させたい場合（強制的に切り替えられたバイパス給電を停止させたい場合）に、ＥＰＯスイッチ６１をオンにすればよい。また、ＥＰＯスイッチ６１によって、強制切替機能を使用するか否かをユーザが自由に選択することができる。

【0104】

制御基板７０と盤内リレー基板９０とで構成されるコントローラは、制御基板７０がスイッチＳ３とスイッチＳ４とに対して送信するオンオフ指令と、盤内リレー基板９０の動作に基づき、スイッチＳ３とスイッチＳ４とをオンまたはオフに制御している。

【0105】

図７は、実施の形態２に係るスイッチを制御する処理の手順を説明するフローチャートである。図７のフローチャートは、盤内リレー基板においてバイパス給電への強制切替機能が付加されている点で、図３のフローチャートと処理が異なる。

【0106】

本処理が開始すると、盤内リレー基板９０は、スイッチＳ３に対するオン指令を受信した場合（Ｓ４０１でＹＥＳ）、電磁コイルＣ５を導電状態にして、スイッチＳ５をオンに制御し（Ｓ４０２）、スイッチＳ７をオフに制御する（Ｓ４０３）。盤内リレー基板９０は、スイッチＳ３に対するオフ指令を受信した場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、電磁コイルＣ５を非導電状態にして、スイッチＳ５をオフに制御し（Ｓ４０５）、スイッチＳ７をオンに制御する（Ｓ４０６）。

【0107】

Ｓ２０１～Ｓ２０４の処理において、スイッチＳ３に対するオン指令によりインバータ給電が開始し、スイッチＳ３に対するオフ指令によりインバータ給電が停止している。一方、Ｓ４０１～Ｓ４０６の処理において、スイッチＳ３に対するオン指令によりインバータ給電が開始するとともにバイパス給電が強制的に停止し、スイッチＳ３に対するオフ指令によりインバータ給電が停止するとともにバイパス給電が強制的に開始する。Ｓ４０３，Ｓ４０５の処理は、強制切替回路９５により実現される。

【0108】

盤内リレー基板９０は、スイッチＳ４に対するオン指令を受信した場合（Ｓ４０７でＹＥＳ）、電磁コイルＣ６を導電状態にして、スイッチＳ６をオンに制御する（Ｓ４０８）。盤内リレー基板９０は、電磁コイルＣ６を非導電状態にして、スイッチＳ４に対するオン指令を受信した場合（Ｓ４０９でＹＥＳ）、スイッチＳ６をオフに制御する（Ｓ４１０）。これらの処理は、Ｓ２０５～Ｓ２０８の処理と同じであり、スイッチＳ４に対するオン指令によりバイパス給電が開始し、スイッチＳ４に対するオフ指令によりバイパス給電が停止する。

【0109】

なお、実施の形態２に係るインバータ給電の異常発生時の処理の手順は、図２で示したフローチャートによる処理手順と同じである。

【0110】

従来型の無停電電源装置１００は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していないと判定された場合、スイッチＳ４をオンに制御しない。これに対して、実施の形態２に係る無停電電源装置１０２は、所定の条件が成立した場合は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１とが同期していないと判定された場合であっても、スイッチＳ４をオンに制御している。

【0111】

所定の条件は、強制切替回路９５においてスイッチＳ３をオフに制御する指令を検知した場合に成立する。この場合、強制切替回路９５は、スイッチＳ３がオフに制御されたときに、スイッチＳ４がオンに制御されるように構成している。これにより、電圧Ｖ２および電圧Ｖ１が同期しているか否かに関わらず、バイパス給電が開始されることになる。

【0112】

無停電電源装置１０２においては、スイッチＳ５をオフに制御する際に、スイッチＳ７を強制的にオンに制御している。そうすることで、無停電電源装置１０２での故障の発生によりインバータ給電が不能となってスイッチＳ３がオフに制御され、かつ、バイパス系統に異常が生じた場合（たとえば、電圧Ｖ１が数％～２０％程度小さく、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とが同期していないと判定されるようなケースが想定される）であっても、コンタクタ５２Ｓを駆動できる電圧駆動領域であれば、電磁コイルＣ４を励磁してバイパス給電へ切換えることができる。実施の形態２に係る無停電電源装置１０１では、バイパス系統に異常が生じた場合はバイパス給電へ切換えることができない。これに対して、無停電電源装置１０２では、バイパス系統に異常が生じた場合であっても強制的にバイパス給電へ切換えることで、給電の継続性をさらに向上させることができる。

【0113】

［実施の形態３］
図８は、実施の形態３に係る無停電電源装置１０３の構成を示す回路ブロック図である。図１に示した従来型の無停電電源装置１００と、図８に示す無停電電源装置１０３との違いは、バイパス電圧の検出および同期判定の機能が２重化された点およびバイパス給電への強制切替機能が付加された点である。

【0114】

図８に示す無停電電源装置１０３における、上記２重化された機能は図４で示した無停電電源装置１０１の機能（実施の形態１）と同じであり、上記強制切替機能は図６で示した無停電電源装置１０２の機能（実施の形態２）と同じである。

【0115】

無停電電源装置１０３は、電圧センサ基板５１，５２とＡＤ変換器８４，８５を含む制御基板７１を備える。さらに、無停電電源装置１０３は、ＥＰＯスイッチ６１および強制切替回路９５を含む盤内リレー基板９０を備える。制御基板７１に盤内リレー基板９０を加えた構成は、「コントローラ」の一実施例に対応する。

【0116】

制御基板７１と盤内リレー基板９０とで構成されるコントローラは、制御基板７１がスイッチＳ３とスイッチＳ４とに対して送信するオンオフ指令と、盤内リレー基板９０の動作に基づき、スイッチＳ３とスイッチＳ４とをオンまたはオフに制御している。

【0117】

実施の形態３に係るインバータ給電の異常発生時の処理の手順は、図５で示したフローチャートによる処理手順と同じである。実施の形態３に係るスイッチを制御する処理の手順は、図７で示したフローチャートによる処理手順と同じである。

【0118】

このように、無停電電源装置１０３においては、一方の同期検出機能において異常が発生しても、もう一方の同期検出機能で正常な電圧が検出できていれば、正常な電圧の検出値を用いて、同期判定を行う。これにより、ノイズによる同期の誤判定を防止することができる。

【0119】

２つの同期判定においていずれも電圧が同期しないと判定された場合、バイパス電圧の誤検出ではなく、バイパス系統自体の異常とみなす。そして、バイパス系統に異常が生じた場合でも、コンタクタ５２Ｃ（スイッチＳ３）をオフに制御した際に、コンタクタを駆動できる電圧駆動領域であれば、強制的にコンタクタ５２Ｓ（スイッチＳ４）をオンに制御して、バイパス給電へ切換えることができる。このように、無停電電源装置１０３において、給電の継続性を向上させることができる。

【0120】

たとえば、実施の形態２において、ノイズによる電圧Ｖ１の誤検出があり、かつ、何らかのインバータ給電の異常がコントローラにより検出された後、物理的にインバータ給電が停止したような場面が想定され得る。この場合、インバータ給電の異常が検出されたタイミングでは、電圧Ｖ２と電圧Ｖ１が同期しないため（図２のＳ１０３でＮＯ）、バイパス給電に切り替わらない（Ｓ１０４，Ｓ１０５の処理が実行されない）。その後、電圧が検知されずに物理的にインバータ給電が停止した場合、電磁コイルＣ３が励磁されなくなくなってスイッチＳ３がオフ状態に変化する。この場合、インバータ給電の停止により強制切替機能が動作するため、２重化された同期判定機能がなくても、バイパス給電に切替えは行われる。ただし、この場合、インバータ給電停止からバイパス給電開始までの間に若干のタイムラグが発生するため、その間、負荷３１に対する給電が停止することになる。一方で、実施の形態３では、２重化された同期判定機能により、インバータ給電の異常が検出されたタイミング（図５のＳ３０１）で、バイパス給電に切り替わる（Ｓ３０４～Ｓ３０７）ため、上記のような給電の停止が発生しない（切り替え処理が高速化できる）。このため、実施の形態２よりも実施の形態３の方が、より給電の継続性を向上させることができる。

【0121】

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】

【0122】

４ コンバータ、６ 直流ライン、７ 双方向チョッパ、８ インバータ、２０ 半導体スイッチ、２１ バイパス回路、３０ 商用交流電源、３１ 負荷、３２ バッテリ、３３ バイパス交流電源、４１ ＬＣＤ、４２ 表示基板、５１，５２ 電圧センサ基板、６１ ＥＰＯスイッチ、７０，７１ 制御基板、８１ 制御用ＦＰＧＡ、８２ ＤＳＰ、８３ シーケンスＦＰＧＡ、８４，８５ ＡＤ変換器、９１，９２ 盤内リレー基板、９５ 強制切替回路、１００～１０３ 無停電電源装置、Ｃ４～Ｃ８ 電磁コイル、Ｓ１～Ｓ８ スイッチ、Ｔ１１ 交流入力端子、Ｔ１２ バッテリ端子、Ｔ１３ 交流出力端子、Ｔ１５，Ｔ２１～Ｔ２４ 端子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】