UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY APPARATUSIn the present uninterruptible power supply apparatus (U1), in a power failure of a commercial AC power supply (41), a switch (1) is turned off to electrically cut off the commercial AC power supply (41) from an AC input filter (2), and when DC voltage (ΔE=Ep−En) that is the difference between terminal-to-terminal voltages (Ep, En) of first and second capacitors (C1, C2) exceeds a threshold voltage (ETH), first and second IGBT devices (Q1, Q2) or third and fourth IGBT devices (Q3, Q4) included in the converter (3) are turned on and off to reduce DC voltage (ΔE).An uninterruptible power supply apparatus comprising: first to third DC lines;a first capacitor connected between the first and second DC lines;a second capacitor connected between the second and third DC lines;a neutral line connected to a neutral terminal of a three-phase four-wire AC power supply, the second DC line, and a neutral terminal of a three-phase four-wire load;a switch disposed corresponding to each phase of the AC power supply, having one terminal receiving AC voltage of a corresponding phase supplied from the AC power supply, turned on in a sound state of the AC power supply, and turned off in a power failure of the AC power supply;an AC input filter including a third capacitor connected between the other terminal of the switch and the neutral line, and a reactor having one terminal connected to the other terminal of the switch;a converter connected between the other terminal of the reactor and the first to third DC lines, and including a first multi-level circuit that converts AC voltage and first to third DC voltages to each other, the converter being configured to convert AC power from the AC power supply to DC power and supply the DC power to the first to third DC lines in a sound state of the AC power supply;a DC voltage converter connected between a DC power supply source and the first to third DC lines, and including a second multi-level circuit that converts a fourth DC voltage supplied from the DC power supply source and the first to third DC voltages to each other, the DC voltage converter being configured to supply DC power from the DC power supply source to the first to third DC lines in a power failure of the AC power supply;an inverter disposed between the first to third DC lines and the load, and including a third multi-level circuit that converts the first to third DC voltages and AC voltage to each other, the inverter being configured to convert DC power supplied from the converter and the DC voltage converter to AC power and supply the AC power to the load;first and second voltage detectors that detect terminal-to-terminal voltages of the first and second capacitors, respectively;a computing unit that obtains a first voltage that is a sum of the terminal-to-terminal voltages of the first and second capacitors, and a second voltage that is a difference between the terminal-to-terminal voltages of the first and second capacitors, based on detection results of the first and second voltage detectors;a first control unit that controls the converter such that the first voltage becomes a first reference voltage and the second voltage is removed, in a sound state of the AC power supply, stops the converter in a first case where an absolute value of the second voltage is smaller than a first threshold voltage, in a power failure of the AC power supply, and controls the converter to reduce the second voltage in a second case where an absolute value of the second voltage is larger than the first threshold voltage; anda second control unit that controls the DC voltage converter such that the first voltage becomes the first reference voltage and the second voltage is removed, in a power failure of the AC power supply,the first multi-level circuit including a first switching element connected between the first DC line and the other terminal of the reactor,a first rectifying element connected in a forward direction between the other terminal of the reactor and the first DC line,an AC switch connected between the other terminal of the reactor and the second DC line,a second switching element connected between the other terminal of the reactor and the third DC line, anda second rectifying element connected in a forward direction between the third DC line and the other terminal of the reactor, whereinin the second case, the first control unit turns on and off the first switching element to discharge the first capacitor and charge the second capacitor when the terminal-to-terminal voltage of the first capacitor is larger than the terminal-to-terminal voltage of the second capacitor, andturns on and off the second switching element to discharge the second capacitor and charge the first capacitor when the terminal-to-terminal voltage of the second capacitor is larger than the terminal-to-terminal voltage of the first capacitor.
무정전 전원 장치이 무정전 전원 장치(U1)에서는, 상용 교류 전원(41)의 정전 시에는, 스위치(1)를 오프시켜 상용 교류 전원(41)과 교류 입력 필터(2)를 전기적으로 분리하고, 제 1 및 제 2 콘덴서(C1, C2)의 단자간 전압(Ep, En)의 차인 직류 전압(ΔE=Ep-En)이 임계값 전압(ETH)을 초과한 경우에는, 컨버터(3)에 포함되는 제 1 및 제 2 IGBT 소자(Q1, Q2) 또는 제 3 및 제 4 IGBT 소자(Q3, Q4)를 온 및 오프시켜 직류 전압(ΔE)을 저감시킨다.제 1∼제 3 직류 라인과, 상기 제 1 및 제 2 직류 라인간에 접속된 제 1 콘덴서와, 상기 제 2 및 제 3 직류 라인간에 접속된 제 2 콘덴서와, 삼상 4선식의 교류 전원의 중성점 단자, 상기 제 2 직류 라인, 및 삼상 4선식의 부하의 중성점 단자에 접속되는 중성점 라인과, 상기 교류 전원의 각 상(相)에 대응하여 마련되고, 한쪽 단자가 상기 교류 전원으로부터 공급되는 대응하는 상의 교류 전압을 받아, 상기 교류 전원의 건전 시에는 온 되고, 상기 교류 전원의 정전 시에는 오프되는 스위치와, 상기 스위치의 다른 쪽 단자와 상기 중성점 라인의 사이에 접속된 제 3 콘덴서, 및 한쪽 단자가 상기 스위치의 다른 쪽 단자에 접속된 리액터를 포함하는 교류 입력 필터와, 상기 리액터의 다른 쪽 단자와 상기 제 1∼제 3 직류 라인의 사이에 접속되고, 교류 전압과 제 1∼제 3 직류 전압을 서로 변환 가능하게 구성된 제 1 멀티 레벨 회로를 포함하고, 상기 교류 전원의 건전 시에, 상기 교류 전원으로부터의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 제 1∼제 3 직류 라인에 공급하는 컨버터와, 직류 전력 공급원과 상기 제 1∼제 3 직류 라인의 사이에 접속되고, 상기 직류 전력 공급원으로부터 공급되는 제 4 직류 전압과 상기 제 1∼제 3 직류 전압을 서로 변환 가능하게 구성된 제 2 멀티 레벨 회로를 포함하고, 상기 교류 전원의 정전 시에, 상기 직류 전력 공급원으로부터의 직류 전력을 상기 제 1∼제 3 직류 라인에 공급하는 직류 전압 변환기와, 상기 제 1∼제 3 직류 라인과 상기 부하의 사이에 마련되고, 상기 제 1∼제 3 직류 전압과 교류 전압을 서로 변환 가능하게 구성된 제 3 멀티 레벨 회로를 포함하고, 상기 컨버터 및 상기 직류 전압 변환기로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 상기 부하에 공급하는 인버터와, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘덴서의 단자간 전압을 검출하는 제 1 및 제 2 전압 검출기와, 상기 제 1 및 제 2 전압 검출기의 검출 결과에 근거하여, 상기 제 1 및 제 2 콘덴서의 단자간 전압의 합인 제 1 전압과 상기 제 1 및 제 2 콘덴서의 단자간 전압의 차인 제 2 전압을 구하는 연산기와, 상기 교류 전원의 건전 시에는, 상기 제 1 전압이 제 1 참조 전압이 되고, 또한 상기 제 2 전압이 없어지도록 상기 컨버터를 제어하고, 상기 교류 전원의 정전 시에는, 상기 제 2 전압의 절대값이 제 1 임계값 전압보다도 작은 제 1 경우는 상기 컨버터를 정지시키고, 상기 제 2 전압의 절대값이 상기 제 1 임계값 전압보다도 큰 제 2 경우는 상기 컨버터를 제어하여 상기 제 2 전압을 저감시키는 제 1 제어부와, 상기 교류 전원의 정전 시에, 상기 제 1 전압이 상기 제 1 참조 전압이 되고, 또한 상기 제 2 전압이 없어지도록 상기 직류 전압 변환기를 제어하는 제 2 제어부를 구비하고, 상기 제 1 멀티 레벨 회로는, 상기 제 1 직류 라인과 상기 리액터의 다른 쪽 단자의 사이에 접속된 제 1 스위칭 소자와, 상기 리액터의 다른 쪽 단자와 상기 제 1 직류 라인의 사이에 순방향으로 접속된 제 1 정류 소자와, 상기 리액터의 다른 쪽 단자와 상기 제 2 직류 라인의 사이에 접속된 교류 스위치와, 상기 리액터의 다른 쪽 단자와 상기 제 3 직류 라인의 사이에 접속된 제 2 스위칭 소자와, 상기 제 3 직류 라인과 상기 리액터의 다른 쪽 단자의 사이에 순방향으로 접속된 제 2 정류 소자를 갖고, 상기 제 2 경우에 있어서 상기 제 1 제어부는, 상기 제 1 콘덴서의 단자간 전압이 상기 제 2 콘덴서의 단자간 전압보다도 클 때에는, 상기 제 1 스위칭 소자를 온 및 오프시키는 것에 의해, 상기 제 1 콘덴서를 방전시킴과 더불어 상기 제 2 콘덴서를 충전하고, 상기 제 2 콘덴서의 단자간 전압이 상기 제 1 콘덴서의 단자간 전압보다도 클 때에는, 상기 제 2 스위칭 소자를 온 및 오프시키는 것에 의해, 상기 제 2 콘덴서를 방전시킴과 더불어 상기 제 1 콘덴서를 충전하는, 무정전 전원 장치.