無停電電源装置

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無停電電源装置（むていでんでんげんそうち）は、入力電源に停電などの異常が発生しても一定時間は停電することなく電力を供給し続ける電源装置である。一定時間を超える停電には非常用発電機を併用したり、安全にコンピューターなどを終了させる機能を併用するのが一般的。

一般にUPS (Uninterruptible Power Supply) と呼ばれることが多い。交流出力のものと直流出力のものがある。日本において交流出力のものはCVCF (Constant Voltage Constant Frequency, 定電圧定周波数) 電源と呼ばれることがある。これは無停電電源装置が、かつては交流の安定化電源として利用されることが多かったためと言われる。

[編集] 概要

高い供給信頼性の必要な、交流入力のコンピュータ・通信機器・防災機器・制御機器などに用いられている。短時間の停電補償のためのものであり、30分以上の長時間の停電補償には非常用発電機と組み合わせて使用されるのが一般的である。また、短時間の電力のピークカット用にも使用可能である。

停電時の補助電源として二次電池や電気二重層キャパシタなど電池を使用するものを静止形無停電電源装置といい、フライホイールを用いたものは回転形無停電電源装置という。

大型の集中型の供給信頼性重視の高価で専門家による保守が必要なものと、パーソナルコンピュータや医療用モニタなどの分散設置用の安価で保守の手間の少ないものとがある。

[編集] 回路方式

[編集] 常時インバータ給電方式

[編集] 商用同期

商用電源を整流器で直流に変換し、二次電池をトリクル充電しながら、常時商用電源に同期した交流を定電圧定周波数制御インバータで発生させるものである。

常時、インバータが動作しているためその損失が大きいが、商用電源停止時の切り替え変動が少なく、特に電圧低下や電力波形の乱れの許されない用途に用いられる。また、インバータや二次電池を冗長設置し1台の故障や点検時も正常に給電できるよう考慮されているものが多い。インバータの機能が完全に失われた場合は、商用電源に無瞬断で切り替えることが可能である。

[編集] 商用非同期

商用電源を整流器で直流に変換し、電気二重層コンデンサをトリクル充電しながら、商用電源と無関係に定電圧・定周波数の交流を定電圧定周波数制御インバータで発生させるものである。

常時、インバータが動作しているためその損失が大きく、電気二重層コンデンサの容量が小さいため停電補償時間が短く、インバータの機能停止時のバイパス切り替えで瞬断が発生する。しかし、制御が単純であり寿命の短い部品がなく安価である。パーソナルコンピュータや医療用モニタなどの小型の機器に用いられるようになってきている。

[編集] 常時商用給電方式

[編集] 電圧補償機能付き

商用電源が正常なときは、商用電源を負荷に供給しながら、商用電源を整流器で直流に変換し二次電池や電気二重層コンデンサをトリクル充電しておき、商用電源電圧が乱れたときは電圧補償する。また、商用電源が停止または周波数が乱れたときには、半導体スイッチにより高速に商用電源を切り離しインバータで供給するものである。

常時インバータ給電方式と比較して、商用電源が正常なときはインバータが動作せずその損失が小さくなるが、商用電源停止時の切り替え変動がやや大きくなる。

ラインインタラクティブ方式: 負荷時タップ切り替え機能付き変圧器をバイパス回路に設置するもの。電圧制御が段階的で、質量も大きくなる。
パワーマルチプロセッシング方式: インバータを利用した個別の昇圧回路と降圧回路により電圧補償を行うものである。電圧調整のほか高調波流出・電源ノイズを減らすことが出来る。
デュアルコンバージョン方式: 負荷への供給回路に並列・直列それぞれのコンバータを接続し電圧補償を行うものである。電圧補償範囲を大きくすることができる。