無停電電源装置
【課題】交流電源の瞬時電圧低下時及び瞬時停電時に電気二重層コンデンサの放電電圧が蓄電池の両端電圧に影響されず電気二重層コンデンサによるバックアップを実行し、蓄電池によるバックアップの長時間化を図る。
【解決手段】ＤＣ／ＡＣコンバータ3はＡＣ／ＤＣコンバータ1、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ5,7から直流リンク部15に供給される直流電力を交流電力に変換し、電圧検出回路13は交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンし交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると検出信号をオフし、コンバータ5は検出信号（オン）によりコンデンサ9を充電から放電に切り替えコンデンサの電力を直流リンク部に供給し、コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号をコンバータ7に送出し、コンバータ7は放電終了前信号により蓄電池11を充電から放電に切り替え蓄電池の電力を直流リンク部に供給する。
【解決手段】ＤＣ／ＡＣコンバータ3はＡＣ／ＤＣコンバータ1、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ5,7から直流リンク部15に供給される直流電力を交流電力に変換し、電圧検出回路13は交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンし交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると検出信号をオフし、コンバータ5は検出信号（オン）によりコンデンサ9を充電から放電に切り替えコンデンサの電力を直流リンク部に供給し、コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号をコンバータ7に送出し、コンバータ7は放電終了前信号により蓄電池11を充電から放電に切り替え蓄電池の電力を直流リンク部に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無停電電源装置（ＵＰＳ）は、交流電源の電圧低下時及び停電時に、無瞬断でバックアップ電源に切り替えることにより、安定した交流電力を負荷に供給するものである。このバックアップ電源である蓄電媒体としては、鉛蓄電池(以下、蓄電池と略称する。)が主に使用されている。蓄電池を用いた場合、蓄電池の容量でバックアップ時間が決まるため、蓄電池セルを直並列に複数個接続して構成した容量の大きい蓄電池を用いることにより、交流電源の電圧低下時及び停電時に、長時間のバックアップが可能である。
【０００３】
しかし、蓄電池は、通常、許容温度は略４０℃であるが、周囲温度の上昇に伴って寿命が短くなる。また、交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下等の場合に頻繁なバックアップを行うと、蓄電池の充放電が繰り返し行われ、蓄電池の寿命が短くなる。
【０００４】
また、蓄電媒体として電気二重層コンデンサを用いた無停電電源装置もある。電気二重層コンデンサは、通常、許容温度が略６０℃であり、短時間で大きな放電電流を流すことができる。また、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合に頻繁に電気二重層コンデンサの充放電を繰り返し行っても、電気二重層コンデンサの寿命に問題はない。
【０００５】
しかし、電気二重層コンデンサは、蓄電容量が蓄電池と比較して非常に小さく、数秒程度のバックアップしかできない。即ち、長時間のバックアップが困難であり、蓄電池に比べて高価である。
【０００６】
そこで、蓄電池と電気二重層コンデンサとを用いた無停電電源装置として、例えば、図８に示す無停電電源装置が知られている(特許文献１)。
【０００７】
この無停電電源装置は、二次電池１０３と電気二重層コンデンサ１０４とを用い、それぞれにダイオード１０７ａ，１０７ｂなどの逆流防止用素子を直列接続した回路を互いに並列接続している。
【０００８】
そして、交流電源の停電時において、まず、電気二重層コンデンサ１０４に蓄積された電力が放電され、次に、二次電池１０３に蓄積された電力が放電され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して負荷に供給される。停電時間が数秒程度の短時間の場合は、電気二重層コンデンサ１０４の電力でまかなう。また、停電時間が長時間、例えば約１０分間の場合には、二次電池１０３の電力でまかなう。
【０００９】
出力切替手段１０５では、ダイオード１０７ａ，１０７ｂによるダイオードＯＲ接続の作用により、電気二重層コンデンサ１０４の放電電圧が二次電池１０３の放電電圧よりも高い間は、ダイオード１０７ａをオン状態にして電気二重層コンデンサ１０４の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して負荷に供給し、電気二重層コンデンサ１０４の放電電圧が二次電池１０３の放電電圧よりも低くなったときは、ダイオード１０７ｂをオン状態にして二次電池１０３の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して負荷に供給する。
【特許文献１】特開２００４−１５９４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の無停電電源装置では、交流電源が瞬時停電の場合及び瞬時電圧低下の場合に、ダイオード１０７ａをオンして電気二重層コンデンサ１０４を用いるため、電気二重層コンデンサ１０４の満充電電圧Ｖ１は、二次電池の満充電電圧Ｖ２より高い電圧値が必要である。
【００１１】
また、電気二重層コンデンサ１０４が数秒間放電し、電気二重層コンデンサ１０４の放電電圧が低下して満充電電圧Ｖ１よりも低い放電電圧Ｖｌｏｗになった時にダイオード１０７ｂをオンして電気二重層コンデンサ１０４から二次電池１０３に切り替えている。このため、切替え時には、放電電圧Ｖｌｏｗは二次電池１０３の満充電電圧Ｖ２と略同一値である。
【００１２】
即ち、ダイオード１０７ｂによる切替動作をさせるためには、二次電池１０３の満充電電圧Ｖ２を放電電圧Ｖｌｏｗと略同一値に設定する必要がある。その結果、二次電池１０３の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の最低入力電圧に達するまでの動作時間が短くなり、二次電池１０３によるバックアップ時間は、例えば、１０分間よりも短くなる。このため、二次電池１０３によるバックアップ時間を１０分以上の長時間化するには、更に大きな二次電池容量が必要になる。
【００１３】
また、電気二重層コンデンサ１０４の満充電電圧Ｖ１を二次電池の満充電電圧Ｖ２よりも高くする必要があることから、二次電池１０３の満充電電圧Ｖ２を高く設定した場合には、電気二重層コンデンサ１０４の放電開始後、すぐに二次電池１０３に切り替わり、電気二重層コンデンサ１０４に蓄積された電力を有効に使用できない。
【００１４】
本発明は、交流電源の瞬時電圧低下時及び瞬時停電時に、電気二重層コンデンサの放電電圧が蓄電池の両端電圧に影響されることなく電気二重層コンデンサによるバックアップを行うことで、蓄電池の寿命を長くし、蓄電池によるバックアップの長時間化を図ることができる無停電電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電池と、前記蓄電池と前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電池と、前記蓄電池と前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に前記電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電停止信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給するとともに、前記蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電信号に基づき前記電気二重層コンデンサを放電して前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電池と、前記交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換して前記蓄電池を充電する充電器と、前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給するスイッチと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記スイッチを介して蓄電池から前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記スイッチに送出し、前記スイッチは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づきオン動作して前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、交流入力端子に供給される交流電源の交流電力を交流出力端子を介して負荷に供給する交流スイッチと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、蓄電池と、前記蓄電池と前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにして送出するとともに前記交流スイッチをオフ状態にし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出するとともに前記交流スイッチをオン状態にする電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電終了前信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記交流出力端子に供給することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、交流入力端子に供給される交流電源の交流電力を交流出力端子を介して負荷に供給する交流スイッチと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、蓄電池と、前記蓄電池と前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにして送出するとともに前記交流スイッチをオフ状態にし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出するとともに前記交流スイッチをオン状態にする電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給し、前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に前記電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電停止信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記交流出力端子に供給するとともに、前記蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電信号に基づき前記電気二重層コンデンサを放電して前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給することを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１又は請求項２記載の無停電電源装置において、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オフ）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電し、前記電気二重層コンデンサの充電が略完了となった時に充電完了信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出することを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項４又は請求項５記載の無停電電源装置において、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オフ）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電し、前記電気二重層コンデンサの充電が略完了となった時に充電完了信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて電気二重層コンデンサに蓄積された電力を直流リンク部に供給し、電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づき蓄電池を充電から放電に切り替えて蓄電池に蓄積された電力を直流リンク部に供給する。
【００２３】
従って、交流電源の瞬時電圧低下及び瞬時停電時に、電気二重層コンデンサの放電電圧が蓄電池の両端電圧に影響されることなく、電気二重層コンデンサによるバックアップを行うことで、蓄電池は充放電を繰り返すことがなくなり蓄電池の寿命を長くし、蓄電池によるバックアップの長時間化を図ることができる。
【００２４】
また、本発明によれば、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて電気二重層コンデンサに蓄積された電力を直流リンク部に供給し、電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電停止信号に基づき蓄電池を充電から放電に切り替えて蓄電池に蓄積された電力を直流リンク部に供給する。
【００２５】
従って、交流電源の瞬時電圧低下及び瞬時停電時に、電気二重層コンデンサの放電電圧が蓄電池の両端電圧に影響されることなく、電気二重層コンデンサによるバックアップを行うことで、蓄電池は充放電を繰り返すことがなくなり蓄電池の寿命を長くし、蓄電池によるバックアップの長時間化を図ることができる。
【００２６】
さらに、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電信号に基づき電気二重層コンデンサを放電して電気二重層コンデンサに蓄積された電力を直流リンク部に供給することにより、蓄電池によるバックアップ中の過負荷等には、電気二重層コンデンサを放電させることにより過負荷等に対応でき、蓄電池の放電電流が過電流とならないので蓄電池の寿命が短くならない。また、蓄電池容量を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の無停電電源装置の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明の実施例１の無停電電源装置の構成を示す図である。図１に示す無停電電源装置は、常時インバータ給電方式であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１、ＤＣ／ＡＣコンバータ３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５（第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７（第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）、電気二重層コンデンサ９、蓄電池１１及び電圧検出回路１３を有する。蓄電池１１は、鉛蓄電池でも良く、あるいは、リチウムイオン、ニッケル水素などの蓄電池でも良い。
【００２９】
上記したＡＣ／ＤＣコンバータ１、ＤＣ／ＡＣコンバータ３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７及び電圧検出回路１３は、装置全体を制御する制御回路（図示せず）により制御される。
【００３０】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１は、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部１５に供給する。ＤＣ／ＡＣコンバータ３は、直流リンク部１５に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給する。
【００３１】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５，７の各々の一端は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１の直流出力端とＤＣ／ＡＣコンバータ３の直流入力端とを接続する直流リンク部１５に接続されている。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５の他端には電気二重層コンデンサ９が接続され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電気二重層コンデンサ９と直流リンク部１５との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、電気二重層コンデンサ９に対して充電及び放電を行う。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７の他端には蓄電池１１が接続され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、蓄電池１１と直流リンク部１５との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、蓄電池１１に対して充電及び放電を行う。
【００３２】
電圧検出回路１３は、交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンに設定し（例えば、ハイレベル）、交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると検出信号をオフに設定して（例えば、ローレベル）、検出信号をＡＣ／ＤＣコンバータ１及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に送出する。
【００３３】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電気二重層コンデンサ９の両端電圧（放電電圧）が放電終了前の規定値以下になった時に、放電終了前信号Ｓｇ１を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に送出する。
【００３４】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５からの放電終了前信号Ｓｇ１に基づき蓄電池１１を充電から放電に切り替え、蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００３５】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オフ）に基づき、交流電源が復電した場合及び電圧低下が回復した場合には、電気二重層コンデンサ９を放電から充電に切り替えて、電気二重層コンデンサ９の充電が略完了となった時に充電完了信号Ｓｇ２を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に送出する。
【００３６】
次に、このように構成された実施例１の無停電電源装置の動作を図２に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
まず、交流電源が正常である通常時には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１に交流電力（ＡＣ入力）が入力され（ステップＳ１）、ＡＣ／ＤＣコンバータ１により交流電力を直流電力に変換し（ステップＳ３）、その直流電力をＤＣ／ＡＣコンバータ３により所望の交流電力に変換して負荷に供給する。
【００３８】
これと同時に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５，７の各々は充電動作を行い、電気二重層コンデンサ９及び蓄電池１１が充電される（ステップＳ５ａ，Ｓ５ｂ）。
【００３９】
次に、電気二重層コンデンサ９の充電が必要容量完了したかどうかを判定する(ステップＳ６)。電圧検出回路１３は、交流電源が瞬時停電したか、瞬時電圧低下したかどうかの交流電源の異常を判定し（ステップＳ７）、交流電源が瞬時停電となった場合及び瞬時電圧低下となった場合には、検出信号をＡＣ／ＤＣコンバータ１及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に送出する。
【００４０】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電となった場合及び瞬時電圧低下となった場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え（ステップＳ９）、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。これにより、ＤＣ／ＡＣコンバータ３は、負荷に安定した交流電力を供給し続ける。
【００４１】
次に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源の瞬時停電時間が長くなり停電となった場合又は瞬時電圧低下時間が長くなった場合で且つ電気二重層コンデンサ９の両端電圧が放電終了前の規定値以下となった時に（ステップＳ１１）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に放電終了前信号Ｓｇ１を送出する（ステップＳ１３）。
【００４２】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５からの放電終了前信号Ｓｇ１に基づき、蓄電池１１を充電から放電に切り替え（ステップＳ１５）、蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。これにより、ＤＣ／ＡＣコンバータ３は、負荷に安定した交流電力を供給し続ける。
【００４３】
次に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オフ）に基づき、交流電源が復電した場合及び電圧低下が回復した場合には（ステップＳ１７）、電気二重層コンデンサ９を充電させ（ステップＳ１９）、電気二重層コンデンサ９の充電が略完了となった時に充電完了信号Ｓｇ２を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に送出する（ステップＳ２１）。
【００４４】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５からの充電完了信号Ｓｇ２に基づき蓄電池１１を充電する（ステップＳ２３）。
【００４５】
このように、実施例１の無停電電源装置によれば、交流電源の瞬時停電時及び瞬時電圧低下時において、電気二重層コンデンサ９の両端電圧が定められた放電終了電圧以下になるまでは、電気二重層コンデンサ９による放電動作となり、交流電源が停電となった場合及び電圧低下時間が長くなった場合で、かつ電気二重層コンデンサ９の両端電圧が定められた放電終了電圧以下となっている場合には蓄電池１１による放電動作となる。このため、交流電源の頻繁な瞬時停電時及び瞬時電圧低下時でも蓄電池１１は充放電を繰り返すことなく充放電サイクルが少なくなり蓄電池１１の寿命が長くなる。
【００４６】
また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５，７及び電圧検出回路１３を用いたことにより、電気二重層コンデンサ９の放電電圧が蓄電池１１の満充電電圧の影響を受けなくなる。即ち、蓄電池１１の放電電圧範囲を広く利用できる。従って、交流電源の瞬時電圧低下時及び瞬時停電時に、電気二重層コンデンサ９の放電電圧が蓄電池１１の両端電圧に影響されることなく電気二重層コンデンサ９によるバックアップが行われ、蓄電池１１の寿命を長くし、蓄電池１１によるバックアップの長時間化（例えば１０分以上）を図ることができる。
【００４７】
また、短時間バックアップ分を電気二重層コンデンサ９で負担し、長時間バックアップ分を蓄電池１１で負担し、経済的に分担している。また、周囲温度が上昇した場合、蓄電池１１の充電を停止し電気二重層コンデンサ９のみ充電することで周囲温度上昇に対応することが可能である。また、蓄電池の充電不足又は温度異常により先に蓄電池１１が寿命劣化となった場合でも、交流電源の瞬時停電時及び瞬時電圧低下時に対しては、電気二重層コンデンサ９でバックアップが可能である。
【００４８】
また、電気二重層コンデンサ９の放電終了前信号Ｓｇ１を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に送る処理により、交流電源の瞬時停電時及び瞬時電圧低下時における蓄電池１１の放電を防ぎ、また、電気二重層コンデンサ９の放電終了後の蓄電池１１の放電動作を確実にすることができる。
【００４９】
また、交流電源の復電後及び電圧低下の回復後に、先に電気二重層コンデンサ９の充電を行ってから蓄電池１１を充電することにより電気二重層コンデンサ９の充電完了を早くし、続けて起こる瞬時停電及び瞬時電圧低下などに備えることができる。
【実施例２】
【００５０】
図３は本発明の実施例２の無停電電源装置の構成を示す図である。図３に示す実施例２は、図１に示す実施例１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５，７に対して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ，７ａが異なるのみであり、その他の構成は同一構成であるので、同一部分には同一符号を付する。
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００５１】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力が規定値（例えば、満充電電力量の半分）以下になった時に、電気二重層コンデンサ９の放電を停止するとともに、放電停止信号Ｓｇ３を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａに送出する。
【００５２】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａからの放電停止信号Ｓｇ３に基づき、蓄電池１１を充電から放電に切り替え、蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給するとともに、蓄電池１１の放電電流が規定値（例えば、定格放電電流値）を超えている間は放電信号Ｓｇ４を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａに送出する。
【００５３】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａからの放電信号Ｓｇ４に基づき、電気二重層コンデンサ９を放電して電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００５４】
即ち、蓄電池１１によるバックアップ中に、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えるような過負荷等の場合には、直流リンク部１５に蓄電池１１からの電力と電気二重層コンデンサ９からの電力とが同時に供給されることになる。
【００５５】
次にこのように構成された実施例２の無停電電源装置の動作を図４に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００５６】
図４において、ステップＳ１〜Ｓ９までの処理、ステップＳ１７〜Ｓ２３までの処理は、図２に示す実施例１の動作と同様であるので、その説明は省略し、ステップＳ１０〜Ｓ１６ｂまでの処理についてのみ説明する。
【００５７】
まず、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力が規定値以下になったかどうかを判定し（ステップＳ１０）、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力が規定値以下になった時に電気二重層コンデンサ９の放電を停止するとともに、放電停止信号Ｓｇ３を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａに送出する（ステップＳ１１）。
【００５８】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａからの放電停止信号Ｓｇ３に基づき、蓄電池１１を充電から放電に切り替え（ステップＳ１２）、蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給するとともに、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えているかどうかを判定し（ステップＳ１４）、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えている間は放電信号Ｓｇ４を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａに送出する（ステップＳ１６ａ）。
【００５９】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａからの放電信号Ｓｇ４に基づき、電気二重層コンデンサ９を放電して電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００６０】
即ち、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えるような過負荷等の場合には、直流リンク部１５に蓄電池１１からの電力と電気二重層コンデンサ９からの電力とが同時に供給されることになる（ステップＳ１６ｂ）。
【００６１】
一方、ステップＳ１４で蓄電池１１の放電電流が規定値以下の場合には（ステップＳ１４で「ＮＯ」の場合）、当該状態を表す信号Ｓｇ４のＯＦＦ信号を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、電気二重層コンデンサ９からの放電を停止させる。つまり、過負荷の状態が解消されたときには、電気二重層コンデンサ９からの放電を停止させる。
【００６２】
このように実施例２の無停電電源装置によれば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａは、蓄電池１１の放電電流に対して規定値により制限を加え、規定値を越えた場合に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａに放電信号Ｓｇ４を送出し、電気二重層コンデンサ９を放電させるとともに蓄電池１１も放電させることで過負荷時、大電流時に対応でき、蓄電池１１の寿命が長くなる。
【実施例３】
【００６３】
図５は本発明の実施例３の無停電電源装置の構成を示す図である。図５に示す実施例３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１、ＤＣ／ＡＣコンバータ３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５、電気二重層コンデンサ９、蓄電池１１、電圧検出回路１３、サイリスタ等からなるスイッチ１７及び充電器１９を有する。
【００６４】
充電器１９は、交流電源の交流電圧を直流電圧に変換して蓄電池１１を充電する。スイッチ１７の一端は、蓄電池１１と充電器１９の出力端とに接続され、スイッチ１７の他端は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１の直流出力端とＤＣ／ＡＣコンバータ３の直流入力端とを接続する直流リンク部１５に接続されている。
【００６５】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。電気二重層コンデンサ９の両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に、放電終了前信号Ｓｇ１をスイッチ１７に送出する。
【００６６】
スイッチ１７は、放電終了前信号Ｓｇ１に基づきオン動作して蓄電池１１を放電させて蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００６７】
このように実施例３の無停電電源装置によれば、実施例１の無停電電源装置の効果と同様な効果が得られるとともに、蓄電池１１に対する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７を削除できる。この場合、蓄電池１１の充電は小さいため、充電器１９の充電容量を小さくできる。
【実施例４】
【００６８】
図６は本発明の実施例４の無停電電源装置の構成を示す図である。図６に示す無停電電源装置は、交流電源の正常時には交流電源の交流を負荷に供給する常時商用給電方式であり、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３（第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ）、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５（第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ）、電気二重層コンデンサ９、蓄電池１１、電圧検出回路１３及びサイリスタ等からなるスイッチ２１（交流スイッチ）を有する。
【００６９】
スイッチ２１は、交流入力端子（ＡＣ ＩＮ）と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間に設けられ、交流電源が正常である通常時ではオン状態で、電圧検出回路１３からの検出信号に基づき、交流電源が瞬時停電や停電した場合、瞬時電圧低下や電圧低下した場合にはオフ状態となる。
【００７０】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、電気二重層コンデンサ９と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、電気二重層コンデンサ９に対して充電及び放電を行う。
【００７１】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５は、蓄電池１１と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、蓄電池１１に対して充電及び放電を行う。
【００７２】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給する。双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、電気二重層コンデンサ９の両端電圧（放電電圧）が放電終了前の規定値以下になった時に、放電終了前信号Ｓｇ１を双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５に送出する。
【００７３】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５は、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３からの放電終了前信号Ｓｇ１に基づき蓄電池１１を充電から放電に切り替え、蓄電池１１に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給する。
【００７４】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、電圧検出回路１３からの検出信号（オフ）に基づき、交流電源が復電した場合及び電圧低下が回復した場合には、電気二重層コンデンサ９を放電から充電に切り替えて、電気二重層コンデンサ９の充電が略完了となった時に充電完了信号Ｓｇ２を双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５に送出する。
【００７５】
従って、実施例４の常時商用給電方式であっても、実施例１の効果と同様な効果が得られる。
【実施例５】
【００７６】
図７は本発明の実施例５の無停電電源装置の構成を示す図である。図７に示す実施例５は、図６に示す実施例４の構成に対して、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａ、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａのみが異なる。
【００７７】
その他の構成は同一構成であるので、同一部分には同一符号を付する。
【００７８】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａは、電気二重層コンデンサ９と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、電気二重層コンデンサ９に対して充電及び放電を行う。
【００７９】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａは、蓄電池１１と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、蓄電池１１に対して充電及び放電を行う。
【００８０】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａは、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給する。
【００８１】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａは、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力が規定値（例えば、満充電電力量の半分）以下になった時に、電気二重層コンデンサ９の放電を停止するとともに、放電停止信号Ｓｇ３を双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａに送出する。
【００８２】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａは、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａからの放電停止信号Ｓｇ３に基づき、蓄電池１１を充電から放電に切り替え、蓄電池１１に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給するとともに、蓄電池１１の放電電流が規定値（例えば、定格放電電流値）を超えている間は放電信号Ｓｇ４を双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａに送出する。
【００８３】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａは、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａからの放電信号Ｓｇ４に基づき、電気二重層コンデンサ９を放電して電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給する。
【００８４】
即ち、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えるような過負荷等の場合には、交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に蓄電池１１からの電力と電気二重層コンデンサ９からの電力とが交流電力に変換されて同時に供給されることになる。
【００８５】
従って、実施例５の常時商用給電方式であっても、実施例２の効果と同様な効果が得られる。
【００８６】
なお、本発明は、上述した実施例１乃至５に限定されるものではない。本発明は、瞬時停電時及び瞬時電圧低下時のみ、電気二重層コンデンサ９による放電動作とするのではなく、過負荷等に大電流が流れたときに電気二重層コンデンサ９及び蓄電池１１を放電させ、この時の入力容量を抑えるようなエネルギー貯蔵装置としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施例１の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例２の無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例３の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例４の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例５の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図８】従来の無停電電源装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３ ＤＣ／ＡＣコンバータ
５，５ａ，７，７ａ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
９ 電気二重層コンデンサ
１１ 蓄電池
１３ 電圧検出回路
１５ 直流リンク部
１７，２１ スイッチ
１９ 充電器
２３，２３ａ，２５，２５ａ 双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無停電電源装置（ＵＰＳ）は、交流電源の電圧低下時及び停電時に、無瞬断でバックアップ電源に切り替えることにより、安定した交流電力を負荷に供給するものである。このバックアップ電源である蓄電媒体としては、鉛蓄電池(以下、蓄電池と略称する。)が主に使用されている。蓄電池を用いた場合、蓄電池の容量でバックアップ時間が決まるため、蓄電池セルを直並列に複数個接続して構成した容量の大きい蓄電池を用いることにより、交流電源の電圧低下時及び停電時に、長時間のバックアップが可能である。
【０００３】
しかし、蓄電池は、通常、許容温度は略４０℃であるが、周囲温度の上昇に伴って寿命が短くなる。また、交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下等の場合に頻繁なバックアップを行うと、蓄電池の充放電が繰り返し行われ、蓄電池の寿命が短くなる。
【０００４】
また、蓄電媒体として電気二重層コンデンサを用いた無停電電源装置もある。電気二重層コンデンサは、通常、許容温度が略６０℃であり、短時間で大きな放電電流を流すことができる。また、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合に頻繁に電気二重層コンデンサの充放電を繰り返し行っても、電気二重層コンデンサの寿命に問題はない。
【０００５】
しかし、電気二重層コンデンサは、蓄電容量が蓄電池と比較して非常に小さく、数秒程度のバックアップしかできない。即ち、長時間のバックアップが困難であり、蓄電池に比べて高価である。
【０００６】
そこで、蓄電池と電気二重層コンデンサとを用いた無停電電源装置として、例えば、図８に示す無停電電源装置が知られている(特許文献１)。
【０００７】
この無停電電源装置は、二次電池１０３と電気二重層コンデンサ１０４とを用い、それぞれにダイオード１０７ａ，１０７ｂなどの逆流防止用素子を直列接続した回路を互いに並列接続している。
【０００８】
そして、交流電源の停電時において、まず、電気二重層コンデンサ１０４に蓄積された電力が放電され、次に、二次電池１０３に蓄積された電力が放電され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して負荷に供給される。停電時間が数秒程度の短時間の場合は、電気二重層コンデンサ１０４の電力でまかなう。また、停電時間が長時間、例えば約１０分間の場合には、二次電池１０３の電力でまかなう。
【０００９】
出力切替手段１０５では、ダイオード１０７ａ，１０７ｂによるダイオードＯＲ接続の作用により、電気二重層コンデンサ１０４の放電電圧が二次電池１０３の放電電圧よりも高い間は、ダイオード１０７ａをオン状態にして電気二重層コンデンサ１０４の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して負荷に供給し、電気二重層コンデンサ１０４の放電電圧が二次電池１０３の放電電圧よりも低くなったときは、ダイオード１０７ｂをオン状態にして二次電池１０３の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して負荷に供給する。
【特許文献１】特開２００４−１５９４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の無停電電源装置では、交流電源が瞬時停電の場合及び瞬時電圧低下の場合に、ダイオード１０７ａをオンして電気二重層コンデンサ１０４を用いるため、電気二重層コンデンサ１０４の満充電電圧Ｖ１は、二次電池の満充電電圧Ｖ２より高い電圧値が必要である。
【００１１】
また、電気二重層コンデンサ１０４が数秒間放電し、電気二重層コンデンサ１０４の放電電圧が低下して満充電電圧Ｖ１よりも低い放電電圧Ｖｌｏｗになった時にダイオード１０７ｂをオンして電気二重層コンデンサ１０４から二次電池１０３に切り替えている。このため、切替え時には、放電電圧Ｖｌｏｗは二次電池１０３の満充電電圧Ｖ２と略同一値である。
【００１２】
即ち、ダイオード１０７ｂによる切替動作をさせるためには、二次電池１０３の満充電電圧Ｖ２を放電電圧Ｖｌｏｗと略同一値に設定する必要がある。その結果、二次電池１０３の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の最低入力電圧に達するまでの動作時間が短くなり、二次電池１０３によるバックアップ時間は、例えば、１０分間よりも短くなる。このため、二次電池１０３によるバックアップ時間を１０分以上の長時間化するには、更に大きな二次電池容量が必要になる。
【００１３】
また、電気二重層コンデンサ１０４の満充電電圧Ｖ１を二次電池の満充電電圧Ｖ２よりも高くする必要があることから、二次電池１０３の満充電電圧Ｖ２を高く設定した場合には、電気二重層コンデンサ１０４の放電開始後、すぐに二次電池１０３に切り替わり、電気二重層コンデンサ１０４に蓄積された電力を有効に使用できない。
【００１４】
本発明は、交流電源の瞬時電圧低下時及び瞬時停電時に、電気二重層コンデンサの放電電圧が蓄電池の両端電圧に影響されることなく電気二重層コンデンサによるバックアップを行うことで、蓄電池の寿命を長くし、蓄電池によるバックアップの長時間化を図ることができる無停電電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電池と、前記蓄電池と前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電池と、前記蓄電池と前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に前記電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電停止信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給するとともに、前記蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電信号に基づき前記電気二重層コンデンサを放電して前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電池と、前記交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換して前記蓄電池を充電する充電器と、前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給するスイッチと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記スイッチを介して蓄電池から前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記スイッチに送出し、前記スイッチは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づきオン動作して前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、交流入力端子に供給される交流電源の交流電力を交流出力端子を介して負荷に供給する交流スイッチと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、蓄電池と、前記蓄電池と前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにして送出するとともに前記交流スイッチをオフ状態にし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出するとともに前記交流スイッチをオン状態にする電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電終了前信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記交流出力端子に供給することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、交流入力端子に供給される交流電源の交流電力を交流出力端子を介して負荷に供給する交流スイッチと、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサと前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、蓄電池と、前記蓄電池と前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにして送出するとともに前記交流スイッチをオフ状態にし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出するとともに前記交流スイッチをオン状態にする電圧検出回路とを備え、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給し、前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に前記電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電停止信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記交流出力端子に供給するとともに、前記蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電信号に基づき前記電気二重層コンデンサを放電して前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給することを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１又は請求項２記載の無停電電源装置において、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オフ）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電し、前記電気二重層コンデンサの充電が略完了となった時に充電完了信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出することを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項４又は請求項５記載の無停電電源装置において、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オフ）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電し、前記電気二重層コンデンサの充電が略完了となった時に充電完了信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて電気二重層コンデンサに蓄積された電力を直流リンク部に供給し、電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づき蓄電池を充電から放電に切り替えて蓄電池に蓄積された電力を直流リンク部に供給する。
【００２３】
従って、交流電源の瞬時電圧低下及び瞬時停電時に、電気二重層コンデンサの放電電圧が蓄電池の両端電圧に影響されることなく、電気二重層コンデンサによるバックアップを行うことで、蓄電池は充放電を繰り返すことがなくなり蓄電池の寿命を長くし、蓄電池によるバックアップの長時間化を図ることができる。
【００２４】
また、本発明によれば、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて電気二重層コンデンサに蓄積された電力を直流リンク部に供給し、電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電停止信号に基づき蓄電池を充電から放電に切り替えて蓄電池に蓄積された電力を直流リンク部に供給する。
【００２５】
従って、交流電源の瞬時電圧低下及び瞬時停電時に、電気二重層コンデンサの放電電圧が蓄電池の両端電圧に影響されることなく、電気二重層コンデンサによるバックアップを行うことで、蓄電池は充放電を繰り返すことがなくなり蓄電池の寿命を長くし、蓄電池によるバックアップの長時間化を図ることができる。
【００２６】
さらに、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電信号に基づき電気二重層コンデンサを放電して電気二重層コンデンサに蓄積された電力を直流リンク部に供給することにより、蓄電池によるバックアップ中の過負荷等には、電気二重層コンデンサを放電させることにより過負荷等に対応でき、蓄電池の放電電流が過電流とならないので蓄電池の寿命が短くならない。また、蓄電池容量を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の無停電電源装置の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明の実施例１の無停電電源装置の構成を示す図である。図１に示す無停電電源装置は、常時インバータ給電方式であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１、ＤＣ／ＡＣコンバータ３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５（第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７（第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）、電気二重層コンデンサ９、蓄電池１１及び電圧検出回路１３を有する。蓄電池１１は、鉛蓄電池でも良く、あるいは、リチウムイオン、ニッケル水素などの蓄電池でも良い。
【００２９】
上記したＡＣ／ＤＣコンバータ１、ＤＣ／ＡＣコンバータ３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７及び電圧検出回路１３は、装置全体を制御する制御回路（図示せず）により制御される。
【００３０】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１は、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部１５に供給する。ＤＣ／ＡＣコンバータ３は、直流リンク部１５に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給する。
【００３１】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５，７の各々の一端は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１の直流出力端とＤＣ／ＡＣコンバータ３の直流入力端とを接続する直流リンク部１５に接続されている。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５の他端には電気二重層コンデンサ９が接続され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電気二重層コンデンサ９と直流リンク部１５との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、電気二重層コンデンサ９に対して充電及び放電を行う。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７の他端には蓄電池１１が接続され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、蓄電池１１と直流リンク部１５との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、蓄電池１１に対して充電及び放電を行う。
【００３２】
電圧検出回路１３は、交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンに設定し（例えば、ハイレベル）、交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると検出信号をオフに設定して（例えば、ローレベル）、検出信号をＡＣ／ＤＣコンバータ１及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に送出する。
【００３３】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電気二重層コンデンサ９の両端電圧（放電電圧）が放電終了前の規定値以下になった時に、放電終了前信号Ｓｇ１を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に送出する。
【００３４】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５からの放電終了前信号Ｓｇ１に基づき蓄電池１１を充電から放電に切り替え、蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００３５】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オフ）に基づき、交流電源が復電した場合及び電圧低下が回復した場合には、電気二重層コンデンサ９を放電から充電に切り替えて、電気二重層コンデンサ９の充電が略完了となった時に充電完了信号Ｓｇ２を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に送出する。
【００３６】
次に、このように構成された実施例１の無停電電源装置の動作を図２に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
まず、交流電源が正常である通常時には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１に交流電力（ＡＣ入力）が入力され（ステップＳ１）、ＡＣ／ＤＣコンバータ１により交流電力を直流電力に変換し（ステップＳ３）、その直流電力をＤＣ／ＡＣコンバータ３により所望の交流電力に変換して負荷に供給する。
【００３８】
これと同時に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５，７の各々は充電動作を行い、電気二重層コンデンサ９及び蓄電池１１が充電される（ステップＳ５ａ，Ｓ５ｂ）。
【００３９】
次に、電気二重層コンデンサ９の充電が必要容量完了したかどうかを判定する(ステップＳ６)。電圧検出回路１３は、交流電源が瞬時停電したか、瞬時電圧低下したかどうかの交流電源の異常を判定し（ステップＳ７）、交流電源が瞬時停電となった場合及び瞬時電圧低下となった場合には、検出信号をＡＣ／ＤＣコンバータ１及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に送出する。
【００４０】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電となった場合及び瞬時電圧低下となった場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え（ステップＳ９）、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。これにより、ＤＣ／ＡＣコンバータ３は、負荷に安定した交流電力を供給し続ける。
【００４１】
次に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源の瞬時停電時間が長くなり停電となった場合又は瞬時電圧低下時間が長くなった場合で且つ電気二重層コンデンサ９の両端電圧が放電終了前の規定値以下となった時に（ステップＳ１１）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に放電終了前信号Ｓｇ１を送出する（ステップＳ１３）。
【００４２】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５からの放電終了前信号Ｓｇ１に基づき、蓄電池１１を充電から放電に切り替え（ステップＳ１５）、蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。これにより、ＤＣ／ＡＣコンバータ３は、負荷に安定した交流電力を供給し続ける。
【００４３】
次に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オフ）に基づき、交流電源が復電した場合及び電圧低下が回復した場合には（ステップＳ１７）、電気二重層コンデンサ９を充電させ（ステップＳ１９）、電気二重層コンデンサ９の充電が略完了となった時に充電完了信号Ｓｇ２を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に送出する（ステップＳ２１）。
【００４４】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５からの充電完了信号Ｓｇ２に基づき蓄電池１１を充電する（ステップＳ２３）。
【００４５】
このように、実施例１の無停電電源装置によれば、交流電源の瞬時停電時及び瞬時電圧低下時において、電気二重層コンデンサ９の両端電圧が定められた放電終了電圧以下になるまでは、電気二重層コンデンサ９による放電動作となり、交流電源が停電となった場合及び電圧低下時間が長くなった場合で、かつ電気二重層コンデンサ９の両端電圧が定められた放電終了電圧以下となっている場合には蓄電池１１による放電動作となる。このため、交流電源の頻繁な瞬時停電時及び瞬時電圧低下時でも蓄電池１１は充放電を繰り返すことなく充放電サイクルが少なくなり蓄電池１１の寿命が長くなる。
【００４６】
また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５，７及び電圧検出回路１３を用いたことにより、電気二重層コンデンサ９の放電電圧が蓄電池１１の満充電電圧の影響を受けなくなる。即ち、蓄電池１１の放電電圧範囲を広く利用できる。従って、交流電源の瞬時電圧低下時及び瞬時停電時に、電気二重層コンデンサ９の放電電圧が蓄電池１１の両端電圧に影響されることなく電気二重層コンデンサ９によるバックアップが行われ、蓄電池１１の寿命を長くし、蓄電池１１によるバックアップの長時間化（例えば１０分以上）を図ることができる。
【００４７】
また、短時間バックアップ分を電気二重層コンデンサ９で負担し、長時間バックアップ分を蓄電池１１で負担し、経済的に分担している。また、周囲温度が上昇した場合、蓄電池１１の充電を停止し電気二重層コンデンサ９のみ充電することで周囲温度上昇に対応することが可能である。また、蓄電池の充電不足又は温度異常により先に蓄電池１１が寿命劣化となった場合でも、交流電源の瞬時停電時及び瞬時電圧低下時に対しては、電気二重層コンデンサ９でバックアップが可能である。
【００４８】
また、電気二重層コンデンサ９の放電終了前信号Ｓｇ１を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７に送る処理により、交流電源の瞬時停電時及び瞬時電圧低下時における蓄電池１１の放電を防ぎ、また、電気二重層コンデンサ９の放電終了後の蓄電池１１の放電動作を確実にすることができる。
【００４９】
また、交流電源の復電後及び電圧低下の回復後に、先に電気二重層コンデンサ９の充電を行ってから蓄電池１１を充電することにより電気二重層コンデンサ９の充電完了を早くし、続けて起こる瞬時停電及び瞬時電圧低下などに備えることができる。
【実施例２】
【００５０】
図３は本発明の実施例２の無停電電源装置の構成を示す図である。図３に示す実施例２は、図１に示す実施例１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５，７に対して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ，７ａが異なるのみであり、その他の構成は同一構成であるので、同一部分には同一符号を付する。
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００５１】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力が規定値（例えば、満充電電力量の半分）以下になった時に、電気二重層コンデンサ９の放電を停止するとともに、放電停止信号Ｓｇ３を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａに送出する。
【００５２】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａからの放電停止信号Ｓｇ３に基づき、蓄電池１１を充電から放電に切り替え、蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給するとともに、蓄電池１１の放電電流が規定値（例えば、定格放電電流値）を超えている間は放電信号Ｓｇ４を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａに送出する。
【００５３】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａからの放電信号Ｓｇ４に基づき、電気二重層コンデンサ９を放電して電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００５４】
即ち、蓄電池１１によるバックアップ中に、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えるような過負荷等の場合には、直流リンク部１５に蓄電池１１からの電力と電気二重層コンデンサ９からの電力とが同時に供給されることになる。
【００５５】
次にこのように構成された実施例２の無停電電源装置の動作を図４に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００５６】
図４において、ステップＳ１〜Ｓ９までの処理、ステップＳ１７〜Ｓ２３までの処理は、図２に示す実施例１の動作と同様であるので、その説明は省略し、ステップＳ１０〜Ｓ１６ｂまでの処理についてのみ説明する。
【００５７】
まず、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力が規定値以下になったかどうかを判定し（ステップＳ１０）、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力が規定値以下になった時に電気二重層コンデンサ９の放電を停止するとともに、放電停止信号Ｓｇ３を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａに送出する（ステップＳ１１）。
【００５８】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａからの放電停止信号Ｓｇ３に基づき、蓄電池１１を充電から放電に切り替え（ステップＳ１２）、蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給するとともに、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えているかどうかを判定し（ステップＳ１４）、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えている間は放電信号Ｓｇ４を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａに送出する（ステップＳ１６ａ）。
【００５９】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａからの放電信号Ｓｇ４に基づき、電気二重層コンデンサ９を放電して電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００６０】
即ち、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えるような過負荷等の場合には、直流リンク部１５に蓄電池１１からの電力と電気二重層コンデンサ９からの電力とが同時に供給されることになる（ステップＳ１６ｂ）。
【００６１】
一方、ステップＳ１４で蓄電池１１の放電電流が規定値以下の場合には（ステップＳ１４で「ＮＯ」の場合）、当該状態を表す信号Ｓｇ４のＯＦＦ信号を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、電気二重層コンデンサ９からの放電を停止させる。つまり、過負荷の状態が解消されたときには、電気二重層コンデンサ９からの放電を停止させる。
【００６２】
このように実施例２の無停電電源装置によれば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７ａは、蓄電池１１の放電電流に対して規定値により制限を加え、規定値を越えた場合に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５ａに放電信号Ｓｇ４を送出し、電気二重層コンデンサ９を放電させるとともに蓄電池１１も放電させることで過負荷時、大電流時に対応でき、蓄電池１１の寿命が長くなる。
【実施例３】
【００６３】
図５は本発明の実施例３の無停電電源装置の構成を示す図である。図５に示す実施例３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１、ＤＣ／ＡＣコンバータ３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５、電気二重層コンデンサ９、蓄電池１１、電圧検出回路１３、サイリスタ等からなるスイッチ１７及び充電器１９を有する。
【００６４】
充電器１９は、交流電源の交流電圧を直流電圧に変換して蓄電池１１を充電する。スイッチ１７の一端は、蓄電池１１と充電器１９の出力端とに接続され、スイッチ１７の他端は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１の直流出力端とＤＣ／ＡＣコンバータ３の直流入力端とを接続する直流リンク部１５に接続されている。
【００６５】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。電気二重層コンデンサ９の両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に、放電終了前信号Ｓｇ１をスイッチ１７に送出する。
【００６６】
スイッチ１７は、放電終了前信号Ｓｇ１に基づきオン動作して蓄電池１１を放電させて蓄電池１１に蓄積された電力を直流リンク部１５に供給する。
【００６７】
このように実施例３の無停電電源装置によれば、実施例１の無停電電源装置の効果と同様な効果が得られるとともに、蓄電池１１に対する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７を削除できる。この場合、蓄電池１１の充電は小さいため、充電器１９の充電容量を小さくできる。
【実施例４】
【００６８】
図６は本発明の実施例４の無停電電源装置の構成を示す図である。図６に示す無停電電源装置は、交流電源の正常時には交流電源の交流を負荷に供給する常時商用給電方式であり、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３（第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ）、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５（第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ）、電気二重層コンデンサ９、蓄電池１１、電圧検出回路１３及びサイリスタ等からなるスイッチ２１（交流スイッチ）を有する。
【００６９】
スイッチ２１は、交流入力端子（ＡＣ ＩＮ）と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間に設けられ、交流電源が正常である通常時ではオン状態で、電圧検出回路１３からの検出信号に基づき、交流電源が瞬時停電や停電した場合、瞬時電圧低下や電圧低下した場合にはオフ状態となる。
【００７０】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、電気二重層コンデンサ９と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、電気二重層コンデンサ９に対して充電及び放電を行う。
【００７１】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５は、蓄電池１１と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、蓄電池１１に対して充電及び放電を行う。
【００７２】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給する。双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、電気二重層コンデンサ９の両端電圧（放電電圧）が放電終了前の規定値以下になった時に、放電終了前信号Ｓｇ１を双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５に送出する。
【００７３】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５は、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３からの放電終了前信号Ｓｇ１に基づき蓄電池１１を充電から放電に切り替え、蓄電池１１に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給する。
【００７４】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、電圧検出回路１３からの検出信号（オフ）に基づき、交流電源が復電した場合及び電圧低下が回復した場合には、電気二重層コンデンサ９を放電から充電に切り替えて、電気二重層コンデンサ９の充電が略完了となった時に充電完了信号Ｓｇ２を双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５に送出する。
【００７５】
従って、実施例４の常時商用給電方式であっても、実施例１の効果と同様な効果が得られる。
【実施例５】
【００７６】
図７は本発明の実施例５の無停電電源装置の構成を示す図である。図７に示す実施例５は、図６に示す実施例４の構成に対して、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａ、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａのみが異なる。
【００７７】
その他の構成は同一構成であるので、同一部分には同一符号を付する。
【００７８】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａは、電気二重層コンデンサ９と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、電気二重層コンデンサ９に対して充電及び放電を行う。
【００７９】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａは、蓄電池１１と交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）との間で双方向に電力を供給するための機能を有し、蓄電池１１に対して充電及び放電を行う。
【００８０】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａは、電圧検出回路１３からの検出信号（オン）に基づき、交流電源が瞬時停電した場合及び瞬時電圧低下した場合には、電気二重層コンデンサ９を充電から放電に切り替え電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給する。
【００８１】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａは、電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力が規定値（例えば、満充電電力量の半分）以下になった時に、電気二重層コンデンサ９の放電を停止するとともに、放電停止信号Ｓｇ３を双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａに送出する。
【００８２】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａは、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａからの放電停止信号Ｓｇ３に基づき、蓄電池１１を充電から放電に切り替え、蓄電池１１に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給するとともに、蓄電池１１の放電電流が規定値（例えば、定格放電電流値）を超えている間は放電信号Ｓｇ４を双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａに送出する。
【００８３】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２３ａは、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ２５ａからの放電信号Ｓｇ４に基づき、電気二重層コンデンサ９を放電して電気二重層コンデンサ９に蓄積された電力を交流電力に変換して交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に供給する。
【００８４】
即ち、蓄電池１１の放電電流が規定値を超えるような過負荷等の場合には、交流出力端子（ＡＣ ＯＵＴ）に蓄電池１１からの電力と電気二重層コンデンサ９からの電力とが交流電力に変換されて同時に供給されることになる。
【００８５】
従って、実施例５の常時商用給電方式であっても、実施例２の効果と同様な効果が得られる。
【００８６】
なお、本発明は、上述した実施例１乃至５に限定されるものではない。本発明は、瞬時停電時及び瞬時電圧低下時のみ、電気二重層コンデンサ９による放電動作とするのではなく、過負荷等に大電流が流れたときに電気二重層コンデンサ９及び蓄電池１１を放電させ、この時の入力容量を抑えるようなエネルギー貯蔵装置としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施例１の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例２の無停電電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例３の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例４の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例５の無停電電源装置の構成を示す図である。
【図８】従来の無停電電源装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３ ＤＣ／ＡＣコンバータ
５，５ａ，７，７ａ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
９ 電気二重層コンデンサ
１１ 蓄電池
１３ 電圧検出回路
１５ 直流リンク部
１７，２１ スイッチ
１９ 充電器
２３，２３ａ，２５，２５ａ 双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ
【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して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、
前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項２】
交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に前記電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、
前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電停止信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給するとともに、前記蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電信号に基づき前記電気二重層コンデンサを放電して前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項３】
交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
蓄電池と、
前記交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換して前記蓄電池を充電する充電器と、
前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給するスイッチと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記スイッチを介して蓄電池から前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記スイッチに送出し、
前記スイッチは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づきオン動作して前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項４】
交流入力端子に供給される交流電源の交流電力を交流出力端子を介して負荷に供給する交流スイッチと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにして送出するとともに前記交流スイッチをオフ状態にし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出するとともに前記交流スイッチをオン状態にする電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、
前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電終了前信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記交流出力端子に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項５】
交流入力端子に供給される交流電源の交流電力を交流出力端子を介して負荷に供給する交流スイッチと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにして送出するとともに前記交流スイッチをオフ状態にし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出するとともに前記交流スイッチをオン状態にする電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給し、前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に前記電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、
前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電停止信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記交流出力端子に供給するとともに、前記蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、
前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電信号に基づき前記電気二重層コンデンサを放電して前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項６】
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オフ）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電し、前記電気二重層コンデンサの充電が略完了となった時に充電完了信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無停電電源装置。
【請求項７】
前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オフ）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電し、前記電気二重層コンデンサの充電が略完了となった時に充電完了信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の無停電電源装置。
【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して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、
前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項２】
交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に前記電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、
前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電停止信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給するとともに、前記蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出し、
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電信号に基づき前記電気二重層コンデンサを放電して前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項３】
交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部に供給するＡＣ／ＤＣコンバータと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記直流リンク部との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
蓄電池と、
前記交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換して前記蓄電池を充電する充電器と、
前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給するスイッチと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記スイッチを介して蓄電池から前記直流リンク部に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷に供給するＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出する電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記直流リンク部に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記スイッチに送出し、
前記スイッチは、前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからの放電終了前信号に基づきオン動作して前記蓄電池に蓄積された電力を前記直流リンク部に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項４】
交流入力端子に供給される交流電源の交流電力を交流出力端子を介して負荷に供給する交流スイッチと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにして送出するとともに前記交流スイッチをオフ状態にし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出するとともに前記交流スイッチをオン状態にする電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給し、前記電気二重層コンデンサの両端電圧が放電終了前の規定値以下になった時に放電終了前信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、
前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電終了前信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記交流出力端子に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項５】
交流入力端子に供給される交流電源の交流電力を交流出力端子を介して負荷に供給する交流スイッチと、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサと前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記交流出力端子との間で双方向に電力を供給する第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記交流電源の瞬時停電及び瞬時電圧低下を検出すると検出信号をオンにして送出するとともに前記交流スイッチをオフ状態にし、前記交流電源の復電及び電圧低下からの回復を検出すると前記検出信号をオフにして送出するとともに前記交流スイッチをオン状態にする電圧検出回路とを備え、
前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オン）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電から放電に切り替えて前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給し、前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力が規定値以下になった時に前記電気二重層コンデンサの放電を停止するとともに、放電停止信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、
前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電停止信号に基づき前記蓄電池を充電から放電に切り替えて前記蓄電池に蓄積された電力を前記交流出力端子に供給するとともに、前記蓄電池の放電電流が規定値を超えている間は放電信号を前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出し、
前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからの放電信号に基づき前記電気二重層コンデンサを放電して前記電気二重層コンデンサに蓄積された電力を前記交流出力端子に供給することを特徴とする無停電電源装置。
【請求項６】
前記第１双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オフ）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電し、前記電気二重層コンデンサの充電が略完了となった時に充電完了信号を前記第２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに送出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無停電電源装置。
【請求項７】
前記第１双方向ＤＣ／ＡＣコンバータは、前記電圧検出回路からの検出信号（オフ）に基づき前記電気二重層コンデンサを充電し、前記電気二重層コンデンサの充電が略完了となった時に充電完了信号を前記第２双方向ＤＣ／ＡＣコンバータに送出することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の無停電電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６９９６（Ｐ２０１０−１６９９６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７５０７８（Ｐ２００８−１７５０７８）
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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