[发明专利]瞬时电压降低保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及在从商用交流电源向负载提供的交流电力的电压暂时降低的情况下，或者在暂时发生了停电的情况下，作为替代来向负载提供交流电力的瞬时电压降低保护装置。

背景技术

一直以来，在从商用交流电源向负载提供的交流电力的电压短时间降低的情况下或短时间断路的情况下，用于取代其向负载提供交流电力的瞬时电压降低保护装置被广泛利用(例如参照专利文献1～3等)。

图4是现有的瞬时电压降低保护装置的概略构成图。该装置的输入端11与商用交流电源1连接，输出端12与负载2连接。该装置包括：切换部13，其并联连接3种开关，即电磁继电器14、双向可控硅(thyristor)15、及半导体开关16；电解电容器17，其蓄积电压降低保护用的直流电力；逆变器18，其能够进行交流/直流、直流/交流双向的电力转换；滤波器19，其对由该逆变器18所产生的高频的矩形波构成的模拟正弦波交流输出进行滤波；补充电力部20，其主要用于补偿由于电解电容器17的自然放电而导致的电压降低；输入电压检测部21，其检测输入交流电压(例如100V)；补充电力驱动部22，其对补充电力部20进行驱动；逆变器驱动部23，其对逆变器18进行驱动；切换驱动部24，其对切换部13中的各开关的接通/断开进行切换；以及控制部25，其基于由输入电压检测部21得到的电压值，按照规定的算法，分别控制补充电力驱动部22、逆变器驱动部23、切换驱动部24。虽然未图示，但是逆变器18具备将功率FET等半导体开关元件连接成桥状的电路。此外，补充电力部20包括：向1次侧线圈提供输入交流电力的变压器、和与该变压器的2次侧线圈连接的整流电路等。

该瞬时电压降低保护装置的基本工作如下。

控制部25不断监视由输入电压检测部21得到的电压值，在该电压值处于正常的范围内的情况下，使切换部13中的至少一个开关接通，将从商用交流电源1提供的交流电力原样从输出端12输出，并提供给负载2。此外，控制部25经由逆变器驱动部23使逆变器18进行交流/直流转换(在图4中将从右方输入的交流电力转换为直流电力并向左方输出)工作，或者经由补充电力驱动部22使补充电力部20工作，从而对电解电容器17充电至大致充满。另外，关于切换部13中的各开关的分别使用，由于不是本申请的主要内容，所以省略说明(详细情况参照专利文献2)。此外，关于对电解电容器17进行充电时的逆变器18和补充电力部20的分别使用，由于也不是本申请的主要内容，所以省略说明(详细情况参照专利文献1)。

如果来自商用交流电源1的交流电压降低、或者发生短时间停电，从而由输入电压检测部21得到的电压值脱离正常的范围，则控制部25判断为电压值异常降低，并经由切换驱动部24使切换部13的所有开关断开，从而将输出端12从输入端11切断，并且经由逆变器驱动部23使逆变器18执行直流/交流转换(在图4中将从左方输入的直流电力转换为交流电力并向右方输出)工作。由此，将蓄积在电解电容器17中的直流电力转换为交流电力，取代来自商用交流电源1的输入交流电力，从输出端12向负载2提供替代交流电力。此时，从输出端12输出的交流电压的电压值，通过为了驱动逆变器18中的各开关元件而从控制部25向逆变器驱动部23提供的PWM控制信号的脉冲宽度来进行调整。

如果将一般的设备或装置设想为负载2，则大多数情况下，额定输入电压的容许变动下限为-10％左右。因此，在现有的瞬时电压降低保护装置中，典型的情况是按照如下方式规定了装置规格，即，在来自商用交流电源1的输入交流电压比额定输入电压(例如100V)降低10％以上时，开始电压保护工作(即，替代交流电力的提供)，并能够持续1秒左右期间的该电压保护。在通常发生的电压瞬时降低时，电压在1秒以内恢复，并且在发生了1次电压瞬时降低后，在电解电容器17的蓄积直流电力充分恢复之前，再次发生电压瞬时降低的情况较为稀少。因此，至少在日本国内的使用中，大多数情况下，按照上述这样的装置规格不会发生问题。

但是，在现有的瞬时电压降低保护装置中有如下问题。

即，如上所述，虽然在日本国内，商用交流电源的电压的稳定性相当高，但是在一些国家中，来自商用交流电源的交流电压的变动(波动)在日常频繁发生。此外，即使在同一国家中，由于地区/地域的不同，输入交流电压从额定输入电压变动±10％以上的情况以较高的频率发生。