(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-09
(45)【発行日】2024-09-18
(54)【発明の名称】無停電電源装置
(51)【国際特許分類】
H02J 9/06 20060101AFI20240910BHJP
【ＦＩ】
H02J9/06 120
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2023563190
(86)(22)【出願日】2023-04-04
(86)【国際出願番号】 JP2023013913
【審査請求日】2023-10-16
(73)【特許権者】
【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】加納 真理
【審査官】辻丸 詔
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２２／１９０６９６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２１／０４４５９９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１８２８７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ９／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無停電電源装置であって、複数のモジュールと、
前記複数のモジュールを制御するメインコントローラと、
各々がプログラマブルデバイスを含み、前記メインコントローラとの通信により前記複数のモジュールをそれぞれ駆動する複数のコントローラと、
前記メインコントローラと前記複数のコントローラとを通信接続するシリアル通信線とを備え、
前記プログラマブルデバイスは、
実行用プログラムとアップデート用プログラムとを記憶するメモリと、
前記実行用プログラムを実行することにより、対応するモジュールを駆動するプロセッサとを含み、
前記メインコントローラは、前記シリアル通信線を介して、前記プログラマブルデバイスに、前記実行用プログラムの実行に使用する実行用データと、前記アップデート用プログラムのアップデートに使用するアップデート用データとのいずれかを、前記実行用プログラムの実行中に送信可能であり、
前記プロセッサは、
前記実行用データを受信した場合、前記実行用データに基づき前記実行用プログラムを進行させ、
前記アップデート用データを受信した場合、前記アップデート用データを前記メモリに書き込んで前記アップデート用プログラムのアップデートを進行させ、
前記アップデート用プログラムのアップデートが完了した後に前記プログラマブルデバイスがリセットされた場合、前記実行用プログラムを終了して前記アップデート用プログラムを前記実行用プログラムとして起動する、無停電電源装置。
【請求項2】
前記メインコントローラは、前記シリアル通信線を介して、前記プログラマブルデバイスに、当該プログラマブルデバイスをリセットするためのリセット指令データを送信可能であり、前記プログラマブルデバイスは、前記リセット指令データを受信した場合に、当該プログラマブルデバイスをリセットする、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項3】
前記プロセッサは、前記アップデート用プログラムのアップデートが完了したときに、プログラムの切り替えを指示する指示情報を前記メモリに記憶させ、
前記プログラマブルデバイスがリセットされ、かつ、前記指示情報が前記メモリに記憶されている場合に、前記実行用プログラムを終了して前記アップデート用プログラムを前記実行用プログラムとして起動する、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項4】
前記メモリは、前記実行用プログラムを記憶する第１の記憶領域と、前記アップデート用プログラムを記憶する第２の記憶領域とを含み、前記プロセッサは、前記プログラマブルデバイスがリセットされた場合、前記第１の記憶領域に記憶された前記実行用プログラムを、前記アップデート用プログラムとして前記第２の記憶領域に記憶させる一方、前記第２の記憶領域に記憶された前記アップデート用プログラムを、前記実行用プログラムとして前記第１の記憶領域に記憶させる、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項5】
前記複数のモジュールは、負荷に対して並列に接続される複数の電力変換モジュールを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無停電電源装置。【請求項6】
前記メインコントローラおよび前記複数のコントローラは、前記シリアル通信線によりデイジーチェーン接続を形成する、請求項５に記載の無停電電源装置。【請求項7】
前記複数のモジュールは、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、
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、
前記コンバータによって生成される直流電力の一部を前記電力貯蔵装置に蓄える充電動作と、前記電力貯蔵装置の直流電力を前記インバータに供給する放電動作とを選択的に実行する双方向チョッパとを含み、
前記複数のコントローラは、前記コンバータ、前記インバータおよび前記双方向チョッパをそれぞれ駆動する複数のゲートドライバを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項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】
特開２０１８－１８２８７２号公報（特許文献１）には、スレーブ制御装置を有する複数の電源装置と、複数の電源装置の各々のスレーブ制御回路に指令を与えるマスタ制御装置とを備える電源システムが開示されている。当該電源システムにおいて、各スレーブ制御装置は、プログラマブルデバイスによって構成されており、マスタ制御装置に接続される高速シリアル通信部を含んでいる。各スレーブ制御装置は、高速シリアル通信部を介して、マスタ制御装置から指令値などを受信するとともに、電源装置の運転状態をマスタ制御装置に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－１８２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記電源システムでは、マスタ制御装置および複数のスレーブ制御装置の間のデータの遣り取りにシリアル通信を採用することにより、マスタ制御装置および複数のスレーブ制御装置の間に接続される配線の数を少なくすることができる。
【0005】
しかしながら、各スレーブ制御装置のプログラマブルデバイスにインストールされたソフトウェア（プログラム）をアップデートする場合には、各スレーブ制御装置にプログラミング用のケーブルを介してコンピュータを接続し、当該コンピュータからプログラマブルデバイスにアップデート用データをダウンロードすることが必要となる。
【0006】
そのため、大規模かつ複雑化した構造を有する電源装置においては、アップデート処理の実行しやすさを考慮して、プログラマブルデバイスが搭載される制御基板の配置を設計する必要が生じる。また、無停電電源装置に搭載される電源装置の数が増えるに従って、アップデート処理に多大な時間および手間がかかることが懸念される。そして、アップデート処理は、電源装置を動作させる通常の通信を切断した状態で行う必要があるため、アップデート処理中は継続的に電源装置を停止させる必要がある。
【0007】
加えて、アップデートの際にリセット操作を必要とするプログラマブルデバイスを使用している場合、各プログラマブルデバイスを人の手で個別にリセット操作する、あるいは、各プログラマブルデバイスに対してリセット信号を送信する送信線を別途設置する必要がある。
【0008】
それゆえ、本開示の主たる目的は、簡素化された構成で、プログラムのアップデートを効率良く実行す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】
【0009】
本開示の一態様に係る無停電電源装置は、複数のモジュールと、メインコントローラと、複数のコントローラと、シリアル通信線とを備える。メインコントローラは、複数のモジュールを制御する。複数のコントローラは、各々がプログラマブルデバイスを含み、メインコントローラとの通信により複数のモジュールをそれぞれ駆動する。シリアル通信線は、メインコントローラと複数のコントローラとを通信接続する。プログラマブルデバイスは、メモリと、プロセッサとを含む。メモリは、実行用プログラムとアップデート用プログラムとを記憶する。プロセッサは、実行用プログラムを実行することにより、対応するモジュールを駆動する。メインコントローラは、シリアル通信線を介して、プログラマブルデバイスに、実行用データとアップデート用データとのいずれかを、実行用プログラムの実行中に送信可能である。実行用データは、実行用プログラムの実行に使用するデータである。アップデート用データは、アップデート用プログラムのアップデートに使用するデータである。プロセッサは、実行用データを受信した場合、実行用データに基づき実行用プログラムを進行させる。プロセッサは、アップデート用データを受信した場合、アップデート用データをメモリに書き込んでアップデート用プログラムのアップデートを進行させる。プロセッサは、アップデート用プログラムのアップデートが完了した後にプログラマブルデバイスがリセットされた場合、実行用プログラムを終了してアップデート用プログラムを実行用プログラムとして起動する。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、簡素化された構成で、プログラムのアップデートを効率良く実行することが可能な無停電電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】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2】メインコントローラおよびゲートドライバの構成を示すブロック図である。
【図3】リセット時の実行用プログラムの入れ替えを説明する図である。
【図4】ゲートドライバが実行する処理の手順を説明するフローチャートである。
【図5】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】メインコントローラおよびコントローラの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る無停電電源装置１００の構成を示す回路ブロック図である。実施の形態１に係る無停電電源装置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。
図１は、実施の形態１に係る無停電電源装置１００の構成を示す回路ブロック図である。実施の形態１に係る無停電電源装置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。
【0014】
図１を参照して、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。
【0015】
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。
【0016】
無停電電源装置１００は、さらに、電磁接触器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４、電流検出器１２，１３、コンデンサ１，５，１０、リアクトル２，９、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、検出器６０，６２，６４、ゲートドライバ６６，６８，７０、スイッチインターフェイス（Ｉ／Ｆ）７２、操作部２４、およびメインコントローラ２２を備える。
【0017】
電磁接触器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４、電流検出器１２，１３、コンデンサ１，５，１０、リアクトル２，９、コンバータ４、双方向チョッパ７、インバータ８、および半導体スイッチ２０の各々は「モジュール」の一実施例に対応する。検出器６０，６２，６４、ゲートドライバ６６，６８，７０、およびスイッチＩ／Ｆ７２の各々は「コントローラ」の一実施例に対応する。
【0018】
電磁接触器Ｓ１の第１端子は交流入力端子Ｔ１１に接続され、電磁接触器Ｓ１の第２端子（ノードＮ１）はリアクトル２の第１端子に接続される。リアクトル２の第２端子はコンバータ４の交流端子４ａに接続される。コンデンサ１は、ノードＮ１と中性点ＮＰとの間に接続される。中性点ＮＰは、たとえば接地電圧を受ける。電磁接触器Ｓ１は、無停電電源装置１００の使用時にオンされ、例えば無停電電源装置１００のメンテナンス時にオフされる。
【0019】
ノードＮ１に現れる交流入力電圧Ｖｉの瞬時値は、検出器６０によって検出される。電流検出器１２は、ノードＮ１に流れる交流入力電流Ｉｉを検出し、その検出値を示す信号Ｉｉｆを検出器６０に出力する。検出器６０は、通信線１５を介してメインコントローラ２２に接続される。通信線１５は、シリアル通信にて双方向にデータを伝送するように構成されている。通信線１５は「シリアル通信線」の一実施例に対応する。検出器６０は、交流入力電圧Ｖｉの瞬時値の検出値を示す信号および交流入力電流Ｉｉの検出値を示す信号Ｉｉｆを、通信線１５を介してメインコントローラ２２に与える。
【0020】
コンデンサ１およびリアクトル２は、交流フィルタ３を構成し、商用周波数の交流電力を通過させるとともに、コンバータ４で発生するスイッチング周波数の電流が商用交流電源３０に通過することを防止する。
【0021】
コンバータ４は、メインコントローラ２２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。
【0022】
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（ＧＤ）６６が接続される。ゲートドライバ６６は、通信線１５を介してメインコントローラ２２に接続されており、メインコントローラ２２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。
【0023】
コンデンサ５は、直流ライン６に接続され、直流ライン６の電圧を平滑化させる。直流ライン６に現れる直流電圧ＶＤの瞬時値は、検出器６２によって検出される。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電磁接触器Ｓ２を介してバッテリ端子Ｔ１２に接続される。
【0024】
電磁接触器Ｓ２は、無停電電源装置１００の使用時はオンされ、例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に現れるバッテリ３２の端子間電圧ＶＢの瞬時値は、検出器６２によって検出される。検出器６２は、通信線１５を介してメインコントローラ２２に接続される。検出器６２は、直流電圧ＶＤの瞬時値の検出値およびバッテリ３２の端子間電圧ＶＢの瞬時値の検出値を示す信号を、通信線１５を介してメインコントローラ２２に与える。
【0025】
双方向チョッパ７は、メインコントローラ２２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。
【0026】
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ＶＤ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の端子間電圧ＶＢ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。
【0027】
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（ＧＤ）６８が接続される。ゲートドライバ６８は、通信線１５を介してメインコントローラ２２に接続されており、メインコントローラ２２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。
【0028】
インバータ８は、メインコントローラ２２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。
【0029】
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（ＧＤ）７０が接続される。ゲートドライバ７０は、通信線１５を介してメインコントローラ２２に接続されており、メインコントローラ２２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。
【0030】
インバータ８の交流端子８ａはリアクトル９の第１端子に接続され、リアクトル９の第２端子（ノードＮ２）は電磁接触器Ｓ３の第１端子に接続され、電磁接触器Ｓ３の第２端子（ノードＮ３）は交流出力端子Ｔ１３に接続される。コンデンサ１０は、ノードＮ２と中性点ＮＰとの間に接続される。中性点ＮＰは、たとえば接地電圧を受ける。
【0031】
電流検出器１３は、インバータ８の出力電流Ｉｏの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号Ｉｏｆを検出器６４に与える。ノードＮ２に現れる交流出力電圧Ｖｏの瞬時値は、検出器６４によって検出される。
【0032】
検出器６４は、通信線１５を介してメインコントローラ２２に接続される。検出器６４は、交流出力電圧Ｖｏの瞬時値の検出値を示す信号および出力電流Ｉｏの検出値を示す信号Ｉｏｆを、通信線１５を介してメインコントローラ２２に与える。
【0033】
リアクトル９およびコンデンサ１０は、交流フィルタ１１を構成し、インバータ８で生成される商用周波数の交流電力を交流出力端子Ｔ１３に通過させ、インバータ８で発生するスイッチング周波数の電流が交流出力端子Ｔ１３に通過することを防止する。
【0034】
電磁接触器Ｓ３は、メインコントローラ２２によって制御され、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モード時にはオンされ、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モード時にはオフされる。
【0035】
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Ｎ３との間に接続される。電磁接触器Ｓ４は、半導体スイッチ２０に並列接続される。半導体スイッチ２０は、メインコントローラ２２によって制御され、通常はオフされ、インバータ８が故障した場合には瞬時にオンし、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。半導体スイッチ２０は、オンしてから所定時間経過後にオフする。
【0036】
電磁接触器Ｓ４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モード時にはオフされ、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モード時にはオンされる。
【0037】
また、電磁接触器Ｓ４は、インバータ８が故障した場合にオンし、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。つまり、インバータ８が故障した場合には、半導体スイッチ２０が瞬時に所定時間だけオンするとともに電磁接触器Ｓ４がオンする。これは、半導体スイッチ２０が過熱されて破損するのを防止するためである。
【0038】
具体的には、電磁接触器Ｓ３，Ｓ４および半導体スイッチ２０にはスイッチＩ／Ｆ７２が接続される。スイッチＩ／Ｆ７２は、通信線１５を介してメインコントローラ２２に接続されている。スイッチＩ／Ｆ７２は、メインコントローラ２２から与えられるオン指令またはオフ指令に従って、電磁接触器Ｓ３，Ｓ４および半導体スイッチ２０をオンまたはオフする。
【0039】
操作部２４は、無停電電源装置１００のユーザによって操作される複数のボタン、種々の情報を表示するディスプレイなどを含む。ユーザが操作部２４を操作することにより、無停電電源装置１００の電源をオンおよびオフしたり、バイパス給電モードおよびインバータ給電モードのうちの何れか一方のモードを選択したりすることが可能となっている。
【0040】
また操作部２４は、通信ネットワークＮＷに接続されており、通信ネットワークＮＷを介して無停電電源装置１００の外部機器３５との間でデータを遣り取りすることが可能となっている（図２参照）。外部機器３５は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）またはサーバなどを含む。操作部２４は、ＵＳＢコネクタをさらに有していてもよい。この場合、操作部２４は、ＵＳＢコネクタを介して外部機器３５との間でデータを遣り取りする。
【0041】
ユーザが操作部２４を直接操作することにより、または、ユーザが外部機器３５を用いて操作部２４を遠隔操作することにより、メインコントローラ２２、および検出器６０，６２，６４、ゲートドライバ６６，６８，７０およびスイッチＩ／Ｆ７２の各々にインストールされたプログラムのアップデートの開始指令およびアップデート完了後の各デバイスのリセット指令を実行することが可能となっている。プログラムのアップデート処理の詳細については後述する。
【0042】
メインコントローラ２２は、操作部２４からの信号、および、検出器６０，６２，６４からの信号などに基づいて無停電電源装置１００全体を制御する。すなわち、メインコントローラ２２は、交流入力電圧Ｖｉ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Ｖｉ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。
【0043】
またメインコントローラ２２は、交流入力電圧Ｖｉ、交流入力電流Ｉｉ、および直流電圧ＶＤに基づいてコンバータ４を制御する。メインコントローラ２２は、通常時には、直流電圧ＶＤが所望の目標電圧ＶＤＴ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。
【0044】
またメインコントローラ２２は、直流電圧ＶＤおよびバッテリ電圧ＶＢに基づいて双方向チョッパ７を制御する。メインコントローラ２２は、通常時には、バッテリ電圧ＶＢが所望の目標バッテリ電圧ＶＢＴ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ＶＤが所望の目標電圧ＶＤＴになるように双方向チョッパ７を制御する。
【0045】
またメインコントローラ２２は、交流出力電流Ｉｏおよび交流出力電圧Ｖｏに基づいて、交流出力電圧Ｖｏが所望の目標電圧ＶｏＴになるようにインバータ８を制御する。
【0046】
上述したコンバータ４、双方向チョッパ７およびインバータ８の制御は、メインコントローラ２２ならびに、検出器６０，６２，６４、ゲートドライバ６６，６８，７０およびスイッチＩ／Ｆ７２の各々が、予めインストールされたプログラムを実行し、通信線１５を介してデータを互いに遣り取りすることによって実現される。
【0047】
すなわち、検出器６０，６２，６４、ゲートドライバ６６，６８，７０およびスイッチＩ／Ｆ７２の各々は、無停電電源装置１００全体を制御するメインコントローラ２２による制御の下、無停電電源装置１００の各モジュールの動作を制御する「コントローラ」の一実施例に対応する。本実施の形態では、シリアル通信によって、メインコントローラと各コントローラとの間でデータを遣り取りすることが可能となっている。これにより、モジュールの数が増えてもメインコントローラ２２に接続される配線の数の増加を抑制することができる。
【0048】
次に、メインコントローラ２２、および、検出器６０，６２，６４、ゲートドライバ６６，６８，７０およびスイッチＩ／Ｆ７２の各々の構成について説明する。検出器６０，６２，６４、ゲートドライバ６６，６８，７０およびスイッチＩ／Ｆ７２は基本的な構成が同じであるため、以下の説明では、ゲートドライバ６６の構成を代表的に示す。
【0049】
図２は、メインコントローラ２２およびゲートドライバ６６の構成を示すブロック図である。図２を参照して、メインコントローラ２２およびゲートドライバ６６は、通信線１５によって双方向に通信可能に接続されている。通信線１５は、シリアル通信にて双方向にデータを転送するように構成される。通信線１５は、メインコントローラ２２からゲートドライバ６６へデータを転送するための通信線１５Ａと、ゲートドライバ６６からメインコントローラ２２へデータを転送するための通信線１５Ｂとを含む。
【0050】
メインコントローラ２２およびゲートドライバ６６は、予めメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、互いに協働してコンバータ４を制御する。
【0051】
メインコントローラ２２は、プログラマブルデバイス４０と、シリアル通信Ｉ／Ｆ４６とを含む。
【0052】
プログラマブルデバイス４０は、プロセッサ４００と、メモリ４０２と、入出力（Ｉ／Ｏ）回路４０４と、通信Ｉ／Ｆ４０６とを含む。プロセッサ４００、メモリ４０２、Ｉ／Ｏ回路４０４および通信Ｉ／Ｆ４０６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。プログラマブルデバイス４０は、プロセッサ４００を含む制御基板として実現されてもよい。
【0053】
プロセッサ４００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、例えば、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（Field Programmable Gate Array）またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。
【0054】
メモリ４０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。プロセッサ４００は、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。プロセッサ４００は、ＲＯＭからＲＡＭにプログラムを読み出す。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。Ｉ／Ｏ回路４０４は、操作部２４に接続され、操作部２４との間で信号の授受が可能である。
【0055】
通信Ｉ／Ｆ４０６は、ゲートドライバ６６との間でデータを遣り取りするためのインターフェイスである。
【0056】
プログラマブルデバイス４０は、送信信号（送信データ）Ｔ１を生成し、生成した送信信号Ｔ１をシリアル通信Ｉ／Ｆ４６内のドライバ４６０に出力する。プログラマブルデバイス４０は、パラレルデータである送信信号Ｔ１をシリアルデータに変換するパラレル／シリアル変換器を有している。
【0057】
プログラマブルデバイス４０は、プログラマブルデバイス５０がコンバータ４を駆動するためのデータ（後述する実行用データ）、または、プログラマブルデバイス５０をアップデートするためのデータ（後述するアップデート用データ）をプログラマブルデバイス５０に送信する。これらのデータは、操作部２４からプログラマブルデバイス４０に送信される。なお、プログラマブルデバイス４０とは別に、アップデート用データを送信するための専用のプログラマブルデバイスを設けるようにしてもよい。
【0058】
シリアル通信Ｉ／Ｆ４６は、通信線１５を用いたシリアル通信により、メインコントローラ２２とゲートドライバ６６との間で各種データを遣り取りするための通信インターフェイスである。シリアル通信Ｉ／Ｆ４６は、ドライバ４６０と、レシーバ４６２とを有する。
【0059】
ドライバ４６０には、プログラマブルデバイス４０から出力される送信信号が与えられる。ドライバ４６０は、送信信号に応じたデータを、通信線１５Ａを介してゲートドライバ６６に送信する。
【0060】
レシーバ４６２は、通信線１５Ｂを介してゲートドライバ６６から送信されたデータを受信し、受信信号としてプログラマブルデバイス４０へ出力する。レシーバ４６２は、ゲートドライバ６６からのデータを、受信信号Ｒ１としてプログラマブルデバイス４０へ出力する。
【0061】
プログラマブルデバイス４０は、レシーバ４６２から出力される受信信号Ｒ１を受け、その入力した受信信号Ｒ１に基づいて所定の処理を実行する。プログラマブルデバイス４０は、シリアルデータである受信信号Ｒ１をパラレルデータに変換するシリアル／パラレル変換器を有している。
【0062】
ゲートドライバ６６は、プログラマブルデバイス５０と、シリアル通信Ｉ／Ｆ５６とを含む。プログラマブルデバイス５０は、プロセッサ５００と、メモリ５０２とを含む。メモリ５０２は、実行用プログラム記憶領域５２２と、アップデート用プログラム記憶領域５２１と、指示情報記憶領域５２４とを含む。アップデート用プログラム記憶領域５２１は、「第２の記憶領域」の一実施例に対応する。実行用プログラム記憶領域５２２は、「第１の記憶領域」の一実施例に対応する。
【0063】
実行用プログラム記憶領域５２２は、実行用プログラム（後述する）を記憶する。アップデート用プログラム記憶領域５２１は、アップデート用プログラム（後述する）を記憶する。指示情報記憶領域５２４は、指示情報（後述する）を記憶する。
【0064】
プロセッサ５００とメモリ５０２とは、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。プログラマブルデバイス５０は、プロセッサ５００とメモリ５０２とを含む制御基板として実現されてもよい。
【0065】
プロセッサ５００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、例えば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＭＰＵ、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。
【0066】
プロセッサ５００は、各種プログラムを実行することによって、コンバータ４を構成するスイッチング素子を駆動する。プロセッサ５００は、ＲＯＭに格納されるプログラム（実行用プログラム等）をＲＡＭに展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムには、プロセッサ５００により実行される各種処理が記述されている。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。
【0067】
プログラマブルデバイス５０は、パラレルデータである送信信号Ｔ２をシリアルデータに変換するパラレル／シリアル変換器を有している。
【0068】
プロセッサ５００からの送信信号Ｔ２は、シリアル通信Ｉ／Ｆ５６内のドライバ５６２に出力される。シリアル通信Ｉ／Ｆ５６は、通信線１５を用いたシリアル通信により、ゲートドライバ６６とメインコントローラ２２との間で各種データを遣り取りするための通信インターフェイスである。シリアル通信Ｉ／Ｆ５６は、レシーバ５６０と、ドライバ５６２とを有する。
【0069】
レシーバ５６０は、通信線１５Ａを介してメインコントローラ２２から送信されたデータを受信し、受信信号としてプロセッサ５００へ出力する。レシーバ５６０は、メインコントローラ２２からのデータを、受信信号（受信データ）Ｒ２としてプロセッサ５００へ出力する。
【0070】
プロセッサ５００は、レシーバ５６０から出力される受信信号Ｒ２を受け、その入力した受信信号Ｒ２に基づいて所定の処理を実行する。プロセッサ５００は、シリアルデータである受信信号Ｒ２をパラレルデータに変換するシリアル／パラレル変換器を有している。
【0071】
ドライバ５６２には、プログラマブルデバイス５０から出力される送信信号（送信データ）Ｔ２が与えられる。ドライバ５６２は、送信信号に応じたデータを、通信線１５Ｂを介してメインコントローラ２２に送信する。
【0072】
上述のように、メモリ５０２は、実行用プログラム記憶領域５２２において実行用プログラムと、アップデート用プログラム記憶領域５２１においてアップデート用プログラムとを記憶している。プロセッサ５００は、実行用プログラムを実行することにより、コンバータ４を駆動する。
【0073】
メインコントローラ２２のプログラマブルデバイス４０は、通信線１５を介して、プログラマブルデバイス５０に、受信信号Ｒ２として実行用データとアップデート用データとのいずれかを、実行用プログラムの実行中に送信可能である。実行用データは、実行用プログラムの実行に使用するデータである。プロセッサ５００は、実行用データを受信した場合、実行用データに基づき実行用プログラムを進行させて、コンバータ４を駆動する。実行用データは、実行用プログラムを動作させるための命令、値等を含む。
【0074】
アップデート用データは、アップデート用プログラムのアップデートに使用するデータである。プロセッサ５００は、アップデート用データを受信した場合、アップデート用データをメモリ５０２に書き込んでアップデート用プログラムのアップデートを進行させる。アップデート用データの送信は、ユーザによる操作部２４の操作（アップデートの開始指令）により開始される。
【0075】
たとえば、プログラマブルデバイス４０からプログラマブルデバイス５０へは、所定の周期（たとえば、１０ｍｓｅｃごと）で実行用データが送信されるとする。プログラマブルデバイス４０からプログラマブルデバイス５０へのアップデート用データの送信は、実行用データが送信されていないタイミングで送信するようにすればよい。たとえば、１０ｍｓｅｃのうち、前半５ｍｓｅｃが実行用データの送信に使用され、後半５ｍｓｅｃがアップデート用データの送信に使用されるようにしてもよい。このようにすれば、コンバータ４を駆動させつつプログラムのアップデートも進行する。
【0076】
実行用データおよびアップデート用データは、いずれも通信線１５を用いて送信される。したがって、通信線の数を増やすことなく、メインコントローラ２２によってゲートドライバ６６のプログラマブルデバイス５０をアップデートすることができる。図１に示したように、メインコントローラ２２は、複数のコントローラ（検出器６０，６２，６４、ゲートドライバ６６，６８，７０、およびスイッチＩ／Ｆ７２）と通信線１５によって接続されている。
【0077】
したがって、通信線１５を用いてメインコントローラ２２と各コントローラとの間にアップデート用の通信経路を形成することにより、メインコントローラ２２は、すべてのモジュール（電磁接触器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４、電流検出器１２，１３、コンデンサ１，５，１０、リアクトル２，９、コンバータ４、双方向チョッパ７、インバータ８、および半導体スイッチ２０）を動作させつつも、いずれのコントローラのアップデート処理も進行させることが可能となる。
【0078】
プロセッサ５００は、アップデート用プログラムのアップデートが完了（アップデート用プログラムの書き換えが完了）したときに、プログラムの切り替えを指示する指示情報（フラグ等）をメモリ５０２の指示情報記憶領域５２４に記憶させる。
【0079】
プロセッサ５００は、アップデート用プログラムのアップデートが完了した後にプログラマブルデバイス５０がリセットされた場合、実行用プログラムを終了してアップデート用プログラムを実行用プログラムとして起動する。アップデートが完了したか否かは、操作部２４においてユーザが確認可能である。
【0080】
プログラマブルデバイス４０は、通信線１５を介して、プログラマブルデバイス５０に、プログラマブルデバイス５０をリセットするためのリセット指令データを送信可能である。
【0081】
本実施の形態においては、プログラマブルデバイス５０に設置されたリセットスイッチの操作によりプログラマブルデバイス５０がリセットされる。あるいは、プログラマブルデバイス５０は、リセット指令データを受信した場合にプログラマブルデバイス５０自身をリセットする。リセット指令データは、ユーザによる操作部２４の操作により送信される。
【0082】
図３は、リセット時の実行用プログラムの入れ替えを説明する図である。プロセッサ５００は、プログラマブルデバイス５０がリセットされ、かつ、指示情報がメモリ５０２に記憶されている場合に、実行用プログラムを終了してアップデート用プログラムを実行用プログラムとして起動する。具体的には、図３に示すように、実行用プログラム記憶領域５２２に記憶された実行用プログラムを、アップデート用プログラムとしてアップデート用プログラム記憶領域５２１に記憶させる一方、アップデート用プログラム記憶領域５２１に記憶されたアップデート用プログラムを、実行用プログラムとして実行用プログラム記憶領域５２２に記憶させる。
【0083】
なお、プロセッサ５００は、プログラマブルデバイス５０がリセットされ、かつ、指示情報がメモリ５０２に記憶されている場合に、上記のようにプログラムを互いに入れ替える（書き換える）ことなく、アップデート用プログラム記憶領域５２１に記憶されたプログラムを実行用プログラムとして使用し、実行用プログラム記憶領域５２２に記憶されたプログラムをアップデート用プログラムとして使用する（アップデート対象とする）ようにしてもよい。
【0084】
以下、フローチャートを用いて説明する。図４は、ゲートドライバ６６が実行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、電力が供給されることによりゲートドライバ６６のプログラマブルデバイス５０が起動するとき、あるいは、リセットによりプログラマブルデバイス５０が再起動するときに開始する。
【0085】
プログラマブルデバイス５０のプロセッサ５００は、ステップ（以下、単にステップをＳと表記する）１０１において、指示情報がメモリ５０２の指示情報記憶領域５２４に記憶されているか否かを判定する。
【0086】
プロセッサ５００は、指示情報がメモリ５０２の指示情報記憶領域５２４に記憶されている場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、図３において説明した方法により、実行用プログラム記憶領域５２２に記憶された実行用プログラムと、アップデート用プログラム記憶領域５２１に記憶されたアップデート用プログラムとを入れ替える（Ｓ１０２）。
【0087】
一方、プロセッサ５００は、指示情報がメモリ５０２の指示情報記憶領域５２４に記憶されていない場合（Ｓ１０１でＮＯ）、実行用プログラムおよびアップデート用プログラムの入れ替えは行わない。
【0088】
以降、プログラマブルデバイス５０のリセットあるいはプログラマブルデバイス５０に対する電力供給が遮断されるまで、Ｓ１０３～Ｓ１１１により実行用プログラムが実行される。指示情報が記憶されている場合（アップデートが完了してリセットされた場合）、アップデート後のプログラムが実行されることになる。プロセッサ５００は、Ｓ１０３において、プログラマブルデバイス５０を初期化する処理を実行する。
【0089】
プロセッサ５００は、実行用データを受信した場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、実行用データに基づき実行用プログラムを進行させ（Ｓ１０５）、Ｓ１１０に処理を進める。これにより、コンバータ４を駆動する処理が進行する。
【0090】
プロセッサ５００は、実行用データを受信せず（Ｓ１０４でＮＯ）、アップデート用データを受信した場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、アップデート用データの書き込みにより、アップデート用プログラム記憶領域５２１に記憶されたアップデート用プログラムのアップデートを進行させる（Ｓ１０７）。上述のとおり、ユーザによる操作部２４の操作（アップデートの開始指令）により、アップデート用データの送信が開始される。
【0091】
プロセッサ５００は、アップデート用プログラムのアップデートが完了した場合（Ｓ１０８でＹＥＳ）、メモリ５０２の指示情報記憶領域５２４に指示情報を記憶させて（Ｓ１０９）、Ｓ１１０に処理を進める。
【0092】
プロセッサ５００は、リセット指令データを受信していない場合（Ｓ１１０でＮＯ）、処理をＳ１０４に戻す。これにより、リセット指令データを受信するまでＳ１０４～Ｓ１１０の処理を繰り返すことになる。Ｓ１０４～Ｓ１１０において、実行用データを受信した場合は実行用ブログラムを進行させ、アップデート用データを受信した場合はアップデートを進行させる。
【0093】
アップデートが完了した後、ユーザによる操作部２４の操作に基づき、プログラマブルデバイス５０はリセット指令を受信する。たとえば、プログラマブルデバイス４０は、アップデート完了タイミングで、プログラマブルデバイス５０に対してアップデート完了フラグを送信する。ユーザは、操作部２４においてアップデートの完了（アップデート完了フラグ）を確認することができる。そして、ユーザは、プログラマブルデバイス４０に対して、操作部２４の操作によりリセット指令データを送信する。
【0094】
プロセッサ５００は、リセット指令を受信した場合（Ｓ１１０でＹＥＳ）、プログラマブルデバイス５０のリセットを行い（Ｓ１１１）、本処理が終了する（実行用プログラムが終了する）。そして、プログラマブルデバイス５０のリセットにより、プログラマブルデバイス５０が再起動して、本処理が再実行される。アップデート完了によりリセットされた場合は、アップデートされた実行用プログラムが起動することになる。
【0095】
このように、実施の形態１に係る無停電電源装置１００によれば、複数のモジュール（コンバータ４等）は、商用交流電源３０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４と、コンバータ４またはバッテリ３２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８と、コンバータ４によって生成される直流電力の一部をバッテリ３２に蓄える充電動作と、バッテリ３２の直流電力をインバータ８に供給する放電動作とを選択的に実行する双方向チョッパ７とを含む。複数のコントローラ（ゲートドライバ６６等）は、コンバータ４、インバータ８および双方向チョッパ７をそれぞれ駆動する複数のゲートドライバ（ゲートドライバ６６，６８，７０）を含む。
【0096】
上記構成において、無停電電源装置１００は、複数のモジュール（コンバータ４等）と、メインコントローラ２２と、複数のコントローラ（ゲートドライバ６６等）と、通信線１５とを備える。メインコントローラ２２は、複数のモジュール（コンバータ４等）を制御する。複数のコントローラ（ゲートドライバ６６等）は、各々がプログラマブルデバイス５０を含み、メインコントローラ２２との通信により複数のモジュール（コンバータ４等）をそれぞれ駆動する。通信線１５は、メインコントローラ２２と複数のコントローラ（ゲートドライバ６６等）とを通信接続する。プログラマブルデバイス５０は、メモリ５０２と、プロセッサ５００とを含む。メモリ５０２は、実行用プログラムとアップデート用プログラムとを記憶する。プロセッサ５００は、実行用プログラムを実行することにより、対応するモジュールを駆動する。メインコントローラ２２は、通信線１５を介して、プログラマブルデバイス５０に、実行用データとアップデート用データとのいずれかを、実行用プログラムの実行中に送信可能である。実行用データは、実行用プログラムの実行に使用するデータである。アップデート用データは、アップデート用プログラムのアップデートに使用するデータである。プロセッサ５００は、実行用データを受信した場合、実行用データに基づき実行用プログラムを進行させる。プロセッサ５００は、アップデート用データを受信した場合、アップデート用データをメモリ５０２に書き込んでアップデート用プログラムのアップデートを進行させる。プロセッサ５００は、アップデート用プログラムのアップデートが完了した後にプログラマブルデバイス５０がリセットされた場合、実行用プログラムを終了してアップデート用プログラムを実行用プログラムとして起動する。
【0097】
このように、共通化された通信線１５を用いて、実行用データによりコンバータ４（モジュール）の制御（実行用プログラムの実行）を継続しつつも、並行して、アップデート用プログラムによりアップデート用プログラムのアップデートを実行することができる。アップデートの完了後のプログラマブルデバイス５０のリセットによりこれらのプログラムを入れ替えて起動する。アップデート中は無停電電源装置１００の動作を停止させる（バイパス給電モードに切り替える）必要がないため、無停電電源装置１００の動作を停止させる期間を短縮することができる。
【0098】
特に、通信線１５を介して、すべてのプログラマブルデバイス５０のプログラムを書き換えた後、ユーザ操作によりすべてのプログラマブルデバイス５０を同時にリセットすれば、無停電電源装置１００の動作を停止させる期間をさらに短縮することができる。従来、プログラムのアップデートおよびリセットのために無停電電源装置１００の動作を長時間（たとえば、数十分）停止していたような場合であっても、リセットのために無停電電源装置１００の動作を短時間（たとえば、数十秒）停止させればよくなる。これにより、簡素化された構成で、すべてのコントローラを効率的にアップデートすることが可能となる。
【0099】
また、メインコントローラ２２は、通信線１５を介して、プログラマブルデバイス５０に、プログラマブルデバイス５０をリセットするためのリセット指令データを送信可能である。プログラマブルデバイス５０は、リセット指令データを受信した場合に、プログラマブルデバイス５０をリセットする。
【0100】
プログラマブルデバイス５０のアップデートの際にリセット操作が必要となる構成であっても、通信線１５を介したリセット指令データの送信によりリセットを可能にすることで、人の手によるリセット操作あるいはリセット信号を送信するための送信線を別途設置する必要がない。これにより、簡素化された構成で、すべてのコントローラを効率的にアップデートすることが可能となる。
【0101】
また、プロセッサ５００は、アップデート用プログラムのアップデートが完了したときに、プログラムの切り替えを指示する指示情報をメモリ５０２に記憶させる。プロセッサ５００は、プログラマブルデバイス５０がリセットされ、かつ、指示情報がメモリ５０２に記憶されている場合に、実行用プログラムを終了してアップデート用プログラムを実行用プログラムとして起動する。これにより、アップデート完了後のリセットにより、アップデートされたプログラムに切り替えることができる。
【0102】
また、メモリ５０２は、実行用プログラム記憶領域５２２とアップデート用プログラム記憶領域５２１とを含む。実行用プログラム記憶領域５２２は、実行用プログラムを記憶する。アップデート用プログラム記憶領域５２１は、アップデート用プログラムを記憶する。プロセッサ５００は、プログラマブルデバイス５０がリセットされた場合、実行用プログラム記憶領域５２２に記憶された実行用プログラムを、アップデート用プログラムとしてアップデート用プログラム記憶領域５２１に記憶させる一方、アップデート用プログラム記憶領域５２１に記憶されたアップデート用プログラムを、実行用プログラムとして実行用プログラム記憶領域５２２に記憶させる。モジュールを動作させるためのプログラム専用の記憶領域と、アップデート用のプログラム専用の記憶領域とを別々に設けることで、ソフトウェアの管理を容易にしつつ、簡素化された構成で、すべてのコントローラを効率的にアップデートすることが可能となる。
【0103】
［実施の形態２］
図５は、実施の形態２に係る無停電電源装置１１０の構成を示す回路ブロック図である。図５を参照して、実施の形態２に係る無停電電源装置１１０は、バイパスモジュールＢ０と、複数のパワーモジュールＰ１～Ｐｎ（ｎは２以上の整数）と、バッテリ３２と、通信線１５とを備える。バイパスモジュールＢ０およびパワーモジュールＰ１～Ｐｎは、通信線１５によって互いに接続されている。通信線１５は、シリアル通信にて双方向にデータを伝送するように構成されている。
図５は、実施の形態２に係る無停電電源装置１１０の構成を示す回路ブロック図である。図５を参照して、実施の形態２に係る無停電電源装置１１０は、バイパスモジュールＢ０と、複数のパワーモジュールＰ１～Ｐｎ（ｎは２以上の整数）と、バッテリ３２と、通信線１５とを備える。バイパスモジュールＢ０およびパワーモジュールＰ１～Ｐｎは、通信線１５によって互いに接続されている。通信線１５は、シリアル通信にて双方向にデータを伝送するように構成されている。
【0104】
バイパスモジュールＢ０は、交流入力端子Ｔ２１と、交流出力端子Ｔ２２と、交流入力端子Ｔ２１および交流出力端子Ｔ２２の間に接続されるスイッチ（図示せず）とを有する。
【0105】
パワーモジュールＰ１～Ｐｎの各々は、コンバータおよびインバータを有する電力変換モジュールである。以下の説明では、パワーモジュールＰ１～Ｐｎを包括的に「パワーモジュールＰ」と称する場合がある。パワーモジュールＰは、交流入力端子Ｔ１１と、バッテリ端子Ｔ１２と、交流出力端子Ｔ１３とを有する。
【0106】
バイパスモジュールＢ０の交流入力端子Ｔ２１および各パワーモジュールＰの交流入力端子Ｔ１１はともに商用交流電源３０に接続される。交流入力端子Ｔ２１および各交流入力端子Ｔ１１は、商用交流電源３０から供給される商用周波数の交流電圧Ｖｉを受ける。
【0107】
各パワーモジュールＰのバッテリ端子Ｔ１２はともにバッテリ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の代わりにコンデンサが接続されていてもよい。
【0108】
バイパスモジュールＢ０の交流出力端子Ｔ２２および各パワーモジュールＰの交流出力端子Ｔ１３はともに負荷３１に接続される。すなわち、バイパスモジュールＢ０およびパワーモジュールＰ１～Ｐｎは、商用交流電源３０と負荷３１との間に互いに並列に接続されている。負荷３１は、バイパスモジュールＢ０またはパワーモジュールＰから供給される交流電力によって駆動される。
【0109】
このような無停電電源装置は「モジュール型無停電電源装置」と称される。モジュール型無停電電源装置は、無停電電源装置の容量に応じた台数のパワーモジュールの並列回路を内部に構築している。本実施の形態では、たとえば、無停電電源装置による電源供給に（Ｎ－１）台のパワーモジュールが必要な場合に、Ｎ台のパワーモジュールを実装して冗長化を図っている。これにより、電源品質を向上させることができる。このように単一の無停電電源装置においてモジュール単位で冗長化を図る方式は「ホットスワップ方式」とも称される。ホットスワップ方式とは、無停電電源装置の運用中にパワーモジュールを停止し、当該パワーモジュールを引出および挿入可能な構造を意味する。これによると、パワーモジュールの故障や点検時に無停電電源装置による給電を継続した状態でパワーモジュールＰを交換することができる。さらに、後述するように、パワーモジュールＰを１つずつリセットすることで、無停電電源装置による給電を停止させることなくソフトウェアのアップデートを完了させることができる。
【0110】
無停電電源装置１１０は、インバータ給電モードと、バイパス給電モードとを有する。インバータ給電モードは、パワーモジュールＰから負荷３１に交流電力が供給されるモードである。インバータ給電モードでは、商用交流電源３０から供給される交流電力がパワーモジュールＰのコンバータによって直流電力に変換され、その直流電力がインバータによって交流電力に変換されて負荷３１に供給される。バイパス給電モードは、商用交流電源３０からバイパスモジュールＢ０を介して負荷３１に交流電力が供給されるモードである。バイパス給電モードでは、商用交流電源３０から供給される交流電力が、パワーモジュールＰを通さずに負荷３１に供給される。
【0111】
図６は、図５に示したバイパスモジュールＢ０およびパワーモジュールＰの構成を示す回路ブロック図である。無停電電源装置１１０は、商用交流電源３０からの三相交流電力を直流電力に変換し、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。図７では、図面および説明の簡単化のため、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のうちの一相に対応する部分の回路のみが示されている。
【0112】
図６に示すように、バイパスモジュールＢ０は、半導体スイッチ２０と、メインコントローラ８０と、操作部２４とを含む。半導体スイッチ２０は、交流入力端子Ｔ２１と交流出力端子Ｔ２２との間に接続される。半導体スイッチ２０は、例えば、逆並列に接続された一対のサイリスタを有するサイリスタスイッチである。半導体スイッチ２０は、メインコントローラ８０によって制御される。半導体スイッチ２０は、インバータ給電モード時にオフされ、バイパス給電モード時にオンされる。
【0113】
操作部２４は、無停電電源装置１１０のユーザによって操作される複数のボタン、種々の情報を表示するディスプレイなどを含む。ユーザが操作部２４を操作することにより、無停電電源装置１１０の電源をオンおよびオフしたり、バイパス給電モードおよびインバータ給電モードのうちの何れか一方のモードを選択したりすることが可能となっている。
【0114】
また操作部２４は、通信ネットワークＮＷに接続されており、通信ネットワークＮＷを介して無停電電源装置１１０の外部機器３５との間でデータを遣り取りすることが可能となっている（図７参照）。外部機器３５は、例えば、ＰＣまたはサーバなどを含む。操作部２４は、ＵＳＢコネクタをさらに有していてもよい。この場合、操作部２４は、ＵＳＢコネクタを介して外部機器３５との間でデータを遣り取りする。
【0115】
実施の形態１に係る無停電電源装置１００（図１参照）と同様に、無停電電源装置１１０においても、ユーザが操作部２４を直接操作することにより、または、ユーザが外部機器３５を用いて操作部２４を遠隔操作することにより、パワーモジュールＰのコントローラ８２の各々にインストールされたプログラムのアップデートの開始指令およびアップデート完了後のコントローラ８２のリセット指令を実行することが可能となっている。
【0116】
パワーモジュールＰは、電磁接触器Ｓ１～Ｓ３、コンデンサ１，５，１０、リアクトル２，９、コンバータ４、直流ライン６、双方向チョッパ７、インバータ８、電流検出器１３、およびコントローラ８２を備える。
【0117】
電磁接触器Ｓ１およびリアクトル２は、交流入力端子Ｔ１１とコンバータ４の入力ノードとの間に直列接続される。コンデンサ１は、電磁接触器Ｓ１とリアクトル２との間のノードＮ１に接続される。電磁接触器Ｓ１は、対応するパワーモジュールＰが運転状態にされた場合にオンされ、対応するパワーモジュールＰが停止状態にされた場合にオフされる。ノードＮ１に現れる交流入力電圧Ｖｉの瞬時値は、コントローラ８２によって検出される。交流入力電圧Ｖｉの瞬時値に基づいて、停電の発生の有無などが判別される。
【0118】
コンデンサ１およびリアクトル２は、交流フィルタ３を構成する。交流フィルタ３は、低域通過フィルタであり、商用交流電源３０からコンバータ４に商用周波数の交流電力を通過させ、コンバータ４で発生するスイッチング周波数の信号が商用交流電源３０に通過することを防止する。
【0119】
コンバータ４は、コントローラ８２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の停電時には、コンバータ４の運転は停止される。
【0120】
コンデンサ５は、直流ライン６に接続され、直流ライン６の電圧を平滑化させる。直流ライン６に現れる直流電圧ＶＤの瞬時値は、コントローラ８２によって検出される。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電磁接触器Ｓ２を介してバッテリ端子Ｔ１２に接続される。
【0121】
電磁接触器Ｓ２は、対応するパワーモジュールＰの使用時はオンされ、対応するパワーモジュールＰおよび対応するバッテリ３２のメンテナンス時にオフされる。バッテリ端子Ｔ１２に現れるバッテリ３２の端子間電圧ＶＢの瞬時値は、コントローラ８２によって検出される。
【0122】
双方向チョッパ７は、コントローラ８２によって制御され、通常時は、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。
【0123】
双方向チョッパ７は、直流電力をバッテリ３２に蓄える場合は、直流ライン６の直流電圧ＶＤ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に供給する場合は、バッテリ３２の端子間電圧ＶＢ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。
【0124】
インバータ８の出力ノードはリアクトル９の第１の端子に接続され、リアクトル９の第２の端子（ノードＮ２）は電磁接触器Ｓ３を介して交流出力端子Ｔ１３に接続される。コンデンサ１０は、ノードＮ２に接続される。ノードＮ２に現れる交流出力電圧Ｖｏの瞬時値は、コントローラ８２によって検出される。電流検出器１３は、ノードＮ２から電磁接触器Ｓ３を介して交流出力端子Ｔ１３（すなわち負荷３１）に流れる電流Ｉｏの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号Ｉｏｆをコントローラ８２に与える。
【0125】
リアクトル９およびコンデンサ１０は、交流フィルタ１１を構成する。交流フィルタ１１は、低域通過フィルタであり、インバータ８で生成された商用周波数の交流電力を交流出力端子Ｔ１３に通過させ、インバータ８で発生するスイッチング周波数の信号が交流出力端子Ｔ１３に通過することを防止する。電磁接触器Ｓ３は、コントローラ８２によって制御され、対応するパワーモジュールＰが運転状態にされた場合にオンされ、対応するパワーモジュールＰが停止状態にされた場合にオフされる。
【0126】
コントローラ８２は、交流入力電圧Ｖｉ、直流電圧ＶＤ、バッテリ３２の端子間電圧ＶＢ、交流出力電流Ｉｏ、および交流出力電圧Ｖｏなどに基づいて、対応するパワーモジュールＰ全体を制御する。すなわち、コントローラ８２は、交流入力電圧Ｖｉ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Ｖｉ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。
【0127】
また、コントローラ８２は、通常時は、直流電圧ＶＤが所望の目標電圧ＶＤＴになるようにコンバータ４を制御し、商用交流電源３０の停電時は、コンバータ４の運転を停止させる。
【0128】
さらに、コントローラ８２は、通常時は、バッテリ３２の端子間電圧ＶＢが所望の目標バッテリ電圧ＶＢＴ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の停電時は、直流電圧ＶＤが所望の目標電圧ＶＤＴになるように双方向チョッパ７を制御する。
【0129】
また、コントローラ８２は、メインコントローラ８０および他のパワーモジュールＰのコントローラ８２と通信線１５によって互いに接続され、通信線１５を介してメインコントローラ８０および他のコントローラ８２と情報の授受を行う。メインコントローラ８０および各コントローラ８２間の通信方式として、シリアル通信方式が適用される。コントローラ８２は、複数のパワーモジュールＰの分担電流が等しくなるように、コンバータ４およびインバータ８を制御する。
【0130】
メインコントローラ８０は、複数のパワーモジュールＰからの信号などに基づいて、無停電電源装置１１０全体を制御する。各コントローラ８２は、メインコントローラ８０から与えられる制御指令に従って、対応するパワーモジュールＰを制御する。
【0131】
具体的には、メインコントローラ８０は、複数の電流検出器１３の出力信号Ｉｏｆに基づいて、複数のパワーモジュールＰの出力電流Ｉｏの和の電流すなわち負荷電流ＩＬを求め、その負荷電流ＩＬを供給するために必要なパワーモジュールＰの適正運転台数を求める。さらに、メインコントローラ８０は、求めた適正運転台数と現在の運転台数とを比較し、その比較結果に基づいて、各パワーモジュールＰを運転状態にさせるか停止状態にさせるかを判別する。メインコントローラ８０は、判別結果を示す信号を、通信線１５を介して各コントローラ８２に対して送信する。
【0132】
コントローラ８２は、対応するパワーモジュールＰを停止状態にさせる場合には、対応する電磁接触器Ｓ１，Ｓ３をオフさせるとともに、対応するコンバータ４、双方向チョッパ７およびインバータ８の運転を停止させる。またコントローラ８２は、対応するパワーモジュールＰを運転状態にさせる場合には、対応する電磁接触器Ｓ１，Ｓ３をオン状態に維持させるとともに、対応するコンバータ４、双方向チョッパ７およびインバータ８の運転を継続させる。
【0133】
図７は、メインコントローラ８０およびコントローラ８２の構成を示すブロック図である。図７を参照して、メインコントローラ８０および複数のコントローラ８２は、通信線１５によって双方向に通信可能に接続されている。通信線１５は、シリアル通信にて双方向にデータを転送するように構成される。図７の例では、メインコントローラ８０および複数のコントローラ８２は、デイジーチェーンで接続されている。なお、メインコントローラ８０および複数のコントローラ８２の接続態様はデイジーチェーンに限定されない。
【0134】
メインコントローラ８０は、図２に示したメインコントローラ２２と基本的構成が同じである。すなわち、メインコントローラ８０は、プログラマブルデバイス４０および通信Ｉ／Ｆ４６を含む。
【0135】
複数のコントローラ８２の各々は、図２に示したゲートドライバ６６と基本的構成が同じである。すなわち、コントローラ８２は、プログラマブルデバイス５０および通信Ｉ／Ｆ５６を含む。
【0136】
メインコントローラ８０および各コントローラ８２は、予めメモリに記憶されたプログラム（実行用プログラム）を実行することによって、互いに協働して対応するパワーモジュールＰを制御する。
【0137】
メインコントローラ８０は、送信信号Ｔ１を通信線１５を介して各コントローラ８２へ送信する。各コントローラ８２は、送信信号Ｔ２を通信線１５を介してメインコントローラ８０へ送信する。無停電電源装置１１０の運用中、当該通信経路を用いてプログラマブルデバイス４０とプログラマブルデバイス５０との間で互いに実行用データを遣り取りすることにより、各パワーモジュールＰを制御することができる。同様に、メインコントローラ８０とプログラマブルデバイス５０とは、通信線１５を介して、プログラマブルデバイス５０のアップデートのためのアップデート用データを遣り取りする。たとえば、パワーモジュールＰ１のプログラマブルデバイス５０がアップデートされる場合は、パワーモジュールＰ１に対してアップデート用データが送信され、パワーモジュールＰ２のプログラマブルデバイス５０がアップデートされる場合は、パワーモジュールＰ２に対してアップデート用データが送信される。
【0138】
図２，図３を用いて説明したように、メモリ５０２は、実行用プログラム記憶領域５２２において実行用プログラムと、アップデート用プログラム記憶領域５２１においてアップデート用プログラムとを記憶している。プロセッサ５００は、通信線１５を介して実行用データを受信した場合、実行用データに基づき実行用プログラムを進行させる。プロセッサ５００は、通信線１５を介してアップデート用データを受信した場合、アップデート用データをメモリ５０２に書き込んでアップデート用プログラムのアップデートを進行させる。プロセッサ５００は、アップデート用データのアップデートが完了した（指示情報が記憶された）後にプログラマブルデバイス５０がリセットされた場合、実行用プログラムとアップデート用プログラムとを入れ替えて起動する。
【0139】
このように、実施の形態２に係るモジュール型無停電電源装置１１０において、無停電電源装置１１０は、複数のモジュール（パワーモジュールＰ）と、メインコントローラ８０と、複数のコントローラ８２と、通信線１５とを備える。複数のモジュールは、負荷３１に対して並列に接続される複数の電力変換モジュール（パワーモジュールＰ）を含む。メインコントローラ８０および複数のコントローラ８２は、通信線１５によりデイジーチェーン接続を形成する。
【0140】
上記構成において、メインコントローラ８０は、複数のパワーモジュールＰを制御する。複数のコントローラ８２は、各々がプログラマブルデバイス５０を含み、メインコントローラ８０との通信により複数のパワーモジュールＰをそれぞれ駆動する。通信線１５は、メインコントローラ８０と複数のコントローラ８２とを通信接続する。プログラマブルデバイス５０は、メモリ５０２と、プロセッサ５００とを含む。メモリ５０２は、実行用プログラムとアップデート用プログラムとを記憶する。プロセッサ５００は、実行用プログラムを実行することにより、対応するパワーモジュールＰを駆動する。メインコントローラ８０は、通信線１５を介して、プログラマブルデバイス５０に、実行用データとアップデート用データとのいずれかを、実行用プログラムの実行中に送信可能である。実行用データは、実行用プログラムの実行に使用するデータである。アップデート用データは、アップデート用プログラムのアップデートに使用するデータである。プロセッサ５００は、実行用データを受信した場合、実行用データに基づき実行用プログラムを進行させる。プロセッサ５００は、アップデート用データを受信した場合、アップデート用データをメモリ５０２に書き込んでアップデート用プログラムのアップデートを進行させる。プロセッサ５００は、アップデート用プログラムのアップデートが完了した後にプログラマブルデバイス５０がリセットされた場合、実行用プログラムを終了してアップデート用プログラムを実行用プログラムとして起動する。
【0141】
実施の形態２に係るモジュール型の無停電電源装置１１０においても、上述した実施の形態１に係る無停電電源装置１００と同様の効果を得ることができる。すなわち、共通化された通信線１５を用いて、実行用データによりパワーモジュールＰの制御（実行用プログラムの実行）を継続しつつも、並行して、アップデート用プログラムによりアップデート用プログラムのアップデートを実行することができる。アップデートの完了後にこれらのプログラムを入れ替えて起動する。これにより、無停電電源装置１１０の動作を停止させる期間を短縮することができる。特に、通信線１５を介してすべてのプログラマブルデバイス５０のプログラムを書き換えた後、ユーザ操作によりすべてのプログラマブルデバイス５０を同時にリセットすれば、無停電電源装置１００の動作を停止させる期間をさらに短縮することができる。これにより、簡素化された構成で、すべてのコントローラを効率的にアップデートすることが可能となる。
【0142】
加えて、モジュール型の無停電電源装置１１０による電源供給に（ｎ－１）台のパワーモジュールが必要である場合に、ｎ台のパワーモジュール（パワーモジュールＰ１～Ｐｎ）を実装するなどして、冗長化を図っている場合、無停電電源装置１１０の動作を停止させることなく、すべてのアップデートおよびリセットを完了させることができる。たとえば、通信線１５を介してすべてのプログラマブルデバイス５０を書き換えた後、まず、パワーモジュールＰ１以外のパワーモジュールＰ２～Ｐｎにより電源供給を行いながら、パワーモジュールＰ１のプログラマブルデバイス５０をリセットする。次に、パワーモジュールＰ２以外のパワーモジュールＰ１，Ｐ３～Ｐｎによる電源供給に切り替えて、パワーモジュールＰ２のプログラマブルデバイス５０をリセットする。同様にして、以降、パワーモジュールＰ３～Ｐｎのプログラマブルデバイス５０を順次リセットしていく。このようにすれば、無停電電源装置１１０の動作を停止させる必要がなくなる。
【0143】
また、プログラマブルデバイス５０のアップデートの際にリセット操作が必要となる場合であっても、通信線１５を介してリセット指令データを送信することでプログラマブルデバイス５０をリセット可能に構成することで、人の手によるリセット操作あるいはリセット信号を送信するための送信線を別途設置する必要がない。これにより、簡素化された構成で、すべてのコントローラを効率的にアップデートすることが可能となる。
【0144】
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請求の範囲によって示され、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】
【0145】
１，５，１０ コンデンサ、２，９ リアクトル、３，１１ 交流フィルタ、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、１２，１３ 電流検出器、８２ コントローラ、２２，８０ メインコントローラ、１５ 通信線、２０ 半導体スイッチ、２４ 操作部、３０ 商用交流電源、３１ 負荷、３２ バッテリ、３３ バイパス交流電源、３５ 外部機器、４０，５０ プログラマブルデバイス、４６，５６ シリアル通信Ｉ／Ｆ、６０，６２，６４ 検出器、６６，６８，７０ ゲートドライバ、７２ スイッチＩ／Ｆ、１００，１１０ 無停電電源装置、４００，５００ プロセッサ、４０２ メモリ、４６０，５６２ ドライバ、４０６ 通信Ｉ／Ｆ、４０４ Ｉ／Ｏ回路、４６２，５６０ レシーバ、５０２ メモリ、５２０ プログラム記憶領域、５２１ アップデート用プログラム記憶領域、５２２ 実行用プログラム記憶領域、５２４ 指示情報記憶領域、Ｂ０ バイパスモジュール、Ｐ１～Ｐｎ パワーモジュール、Ｓ１～Ｓ４ 電磁接触器、Ｆｕ アップデートモード移行フラグ、Ｔ１１，Ｔ２１ 交流入力端子、Ｔ１２ バッテリ端子、Ｔ１３，Ｔ２２ 交流出力端子、ＮＷ 通信ネットワーク。
【要約】
プロセッサ（５００）は、実行用データを受信した場合、実行用データに基づき実行用プログラムを進行させる。プロセッサ（５００）は、アップデート用データを受信した場合、アップデート用データをメモリ（５０２）に書き込んでアップデート用プログラムのアップデートを進行させる。プロセッサ（５００）は、アップデート用プログラムのアップデートが完了した後にプログラマブルデバイス（５０）がリセットされた場合、実行用プログラムを終了してアップデート用プログラムを実行用プログラムとして起動する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】