JP2008042999A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源供給装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device.
従来から、住宅の壁面等の造営面に設置される住宅用分電盤や、電源盤等の電源供給装置が提供されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, power distribution devices such as residential distribution boards and power panels installed on construction surfaces such as wall surfaces of houses have been provided.
このような電源供給装置としては、例えば、特許文献１に示すようなものがあり、特許文献１の電源供給装置は、住宅の壁面等に取り付けられる盤体を備え、盤体内には、単相三線用の主開閉器（主幹ブレーカ）と、複数の分岐開閉器（分岐ブレーカ）と、電源手段とを備えている。
As such a power supply device, for example, there is a device as shown in
上記電源手段は、交流−直流変換処理を行うＡＣ／ＤＣコンバータや、電圧を昇圧処理する昇圧コンバータ、電路の停電を検出する停電検出手段、ライトを点灯消灯させるスイッチ等を備える制御回路と、蓄電池とを、合成樹脂製のハウジングに収納することで構成されており、商用交流電源を直流電源に変換して供給できるようになっている。
ところで、近年では直流電源を動作電源として必要とする機器、例えばＬＥＤを用いた照明器具や、情報通信機器、パソコン等の普及に伴って直流電源を供給可能な電力供給装置の需要が高まっている。 By the way, in recent years, demand for power supply devices that can supply DC power is increasing with the spread of equipment that requires DC power as an operating power, such as lighting fixtures using LEDs, information communication equipment, and personal computers. .
特に、サーバ等の情報通信機器は、常時動作を行うことが必要とされるから、商用交流電源の供給が停止した場合でも、動作を継続して行えることが望まれている。 In particular, since information communication devices such as servers are required to always operate, it is desired that the operation can be continued even when the supply of commercial AC power is stopped.
これに対して、上記特許文献１の電源手段は、商用交流電源により充電される蓄電池を備え、これにより商用交流電源の供給が停止された場合でも、蓄電池から電力供給を行うことができるようになっているが、分岐開閉器と同程度の大きさの制約の元では、蓄電池の大きさも限られてしまい、長時間の動作に足る容量を有する蓄電池を用いることができず、結果として、安定した電源供給を行うことができていなかった。
On the other hand, the power supply means of
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、安定した電源供給を行える電源供給装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a power supply device that can perform stable power supply.
上述の課題を解決するために、請求項１の電源供給装置の発明では、直流系機能ユニットと、直流系機能ユニットに電力を供給する直流給電路と、商用交流電源を元に直流電源を生成して直流給電路に供給する電力変換ユニットとを盤体内に収納してなる電源盤と、直流給電路から直流系機能ユニットに供給する電力が不足した際に、不足分を補填するバッテリユニットと、バッテリユニットを充電する発電手段とを備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention of the power supply device according to
請求項２の電源供給装置の発明では、請求項１の構成に加えて、発電手段は、太陽電池を用いたものであって、発電手段の発電電力を直流給電路に供給する制御手段を備え、制御手段は、発電手段の発電電力によって直流給電路に十分な量の直流電源を供給できる場合に、発電手段の余剰な発電電力をバッテリユニットに供給するように構成されていることを特徴とする。
According to the invention of the power supply device of
請求項３の電源供給装置の発明では、請求項２の構成に加えて、制御手段は、発電手段の発電電力により直流給電路に十分な量の直流電源を供給できない場合に、不足分をバッテリユニットより補填するように構成されていることを特徴とする。
In the invention of the power supply device according to
請求項４の電源供給装置の発明では、請求項１の構成に加えて、発電手段は、燃料電池を用いたものであって、発電手段の発電電力を直流給電路に供給する制御手段を備え、制御手段は、発電手段の発電電力によって直流給電路に十分な量の直流電源を供給できる場合に、発電手段の余剰な発電電力をバッテリユニットに供給するように構成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the power generation means uses a fuel cell, and includes control means for supplying the generated power of the power generation means to the DC power supply path. The control means is configured to supply surplus power generated by the power generation means to the battery unit when a sufficient amount of DC power can be supplied to the DC power supply path by the power generated by the power generation means. To do.
請求項５の電源供給装置の発明では、請求項１〜３のいずれか１項の構成に加えて、電力変換ユニットに商用交流電源を供給する交流給電路から電力変換ユニットに入力される電流値には制限値が設けられ、直流給電路に流れる電流値が前記制限値を越える際には、バッテリユニットから電力を供給して不足分を補填する制御手段を備えていることを特徴とする。
In the invention of the power supply device of
請求項６の電源供給装置の発明では、請求項１〜４のいずれか１項の構成に加えて、電力変換ユニットは、電力変換ユニットに商用交流電源を供給する交流給電路から供給された商用交流電源を元に直流電源を生成して直流給電路に供給するコンバータ手段と、バッテリユニット及び発電手段の少なくとも一方の電力を元に商用交流電源と同じ周波数の交流電源を生成して前記交流給電路に供給するインバータ手段とを備えていることを特徴とする。
In the invention of the power supply device of
請求項７の電源供給装置の発明では、請求項１の構成に加えて、バッテリユニットは、インバータ手段を介して電力変換ユニットに商用交流電源を供給する交流給電路に接続され、インバータ手段は、バッテリユニットから供給される電力を元に商用交流電源と同じ周波数の交流電源を生成して交流給電路に供給するように構成されていることを特徴とする。
In the invention of the power supply device of claim 7, in addition to the configuration of
請求項８の電源供給装置の発明では、請求項１又は７の構成に加えて、発電手段は、インバータ手段を介して電力変換ユニットに商用交流電源を供給する交流給電路に接続され、インバータ手段は、バッテリユニットから供給される電力を元に商用交流電源と同じ周波数の交流電源を生成して交流給電路に供給するように構成されていることを特徴とする。
In the invention of the power supply device of claim 8, in addition to the configuration of
請求項１の電源供給装置の発明は、直流給電路から直流系機能ユニットに供給する電力が不足した際に、不足分をバッテリユニットにより補填することができるので、例えば、停電時等の非常時において商用交流電源が停止して、電力変換ユニットから直流給電路に直流電源を供給できなくなった場合でも、直流系機能ユニットへの電力供給を継続でき、これにより安定した電源供給を行えるという効果を奏し、その上、バッテリユニットは、発電手段により充電されるようになっているので、非常時であるか否かに関わらずバッテリユニットの充電を行えるから、長時間の動作を保障できるという効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, when the power supplied from the DC power supply path to the DC function unit is insufficient, the shortage can be compensated by the battery unit. Even if the commercial AC power supply stops and the DC power supply cannot be supplied from the power conversion unit to the DC power supply path, the power supply to the DC functional unit can be continued, thereby enabling stable power supply. In addition, since the battery unit is charged by the power generation means, the battery unit can be charged regardless of whether it is an emergency or not. Play.
請求項２の電源供給装置の発明は、発電手段として太陽電池を用いるので、昼間等、発電手段の発電電力が大きく、直流給電路に十分な量の直流電源を供給できる場合には、電力変換ユニットにおいて商用交流電源を元に直流電源を生成しなくて済み、これにより商用交流電源の使用を抑えることができるという効果を奏し、また、停電等で商用交流電源が供給されなくなったときでも、問題なく直流系機能ユニットへの電力供給を行えるという効果を奏する。しかも、発電手段の余剰な発電電力をバッテリユニットに供給することで、バッテリユニットの充電を行うから、発電電力を効率良く使用できるという効果を奏する。
The invention of the power supply device according to
請求項３の電源供給装置の発明は、夜間等、発電手段の発電電力が低下して直流給電路に十分な量の直流電源を供給できない場合には、バッテリユニットより不足分を補填するようにしているから、天候等によって発電電力が左右されるという太陽電池の欠点を補うことができ、これにより発電手段を用いて安定した電源供給が行えるようになるという効果を奏する。 The invention of the power supply device according to claim 3 compensates for the shortage from the battery unit when the generated power of the power generation means decreases and a sufficient amount of DC power cannot be supplied to the DC power supply path, such as at night. Therefore, it is possible to make up for the disadvantage of the solar cell that the generated power depends on the weather and the like, thereby producing an effect that a stable power supply can be performed using the power generation means.
請求項４の電源供給装置の発明は、発電手段として燃料電池を用いるので、直流給電路に十分な量の直流電源を供給できる場合には、電力変換ユニットにおいて商用交流電源を元に直流電源を生成しなくて済み、これにより商用交流電源の使用を抑えることができるという効果を奏し、また、停電等で商用交流電源が供給されなくなったときでも、問題なく直流系機能ユニットへの電力供給を行えるという効果を奏する。しかも、発電手段の余剰な発電電力をバッテリユニットに供給することで、バッテリユニットの充電を行うから、発電電力を効率良く使用でき、また、燃料電池からの過剰供給が生じた際に、過剰分をバッテリユニットに供給することができるから、過剰供給によって燃料電池の運転が停止してしまうことを抑制できるという効果を奏する。
The invention of the power supply device according to
請求項５の電源供給装置の発明は、直流給電路に流れる電流値が、交流給電路から電力変換ユニットに入力される電流の制限値を越える際には、バッテリユニットから電力を供給して不足分を補填するようにしているから、交流給電路に流れる電流を制限値までに抑えることができ、これにより交流給電路に流れる電流の平滑化が図れるとともに、交流給電路に過大な電流が流れることによるブレーカのトリップ動作等を防止できるという効果を奏する。
In the power supply device according to
請求項６の電源供給装置の発明は、電力変換ユニットから交流給電路に商用交流電源と等価な交流電源を供給することができ、これにより停電等によって商用交流電源の供給が停止された場合に、電力変換ユニットから交流電源を供給して、商用交流電源により動作されていた機器の動作を継続させることが可能となるという効果を奏する。
The invention of the power supply device according to
請求項７の電源供給装置の発明は、バッテリユニットから交流給電路に商用交流電源と等価な交流電源を供給することができるから、停電等で商用交流電源が供給されなくなった際に、バッテリユニットから交流電源を供給して、商用交流電源により動作されていた機器の動作を継続させることができ、これにより、電力変換ユニットから直流給電路への直流電源の供給を継続できて、直流系機能ユニットに安定した電源供給を行えるという効果を奏する。 In the power supply device according to the seventh aspect of the invention, since the AC power equivalent to the commercial AC power can be supplied from the battery unit to the AC power supply path, when the commercial AC power is not supplied due to a power failure or the like, the battery unit The AC power supply can be supplied from the power supply, and the operation of the equipment operated by the commercial AC power supply can be continued. This enables the DC power supply from the power conversion unit to continue to be supplied to the DC power supply path. There is an effect that a stable power supply can be performed to the unit.
請求項８の電源供給装置の発明は、発電手段から交流給電路に商用交流電源と等価な交流電源を供給することができるから、商用交流電源の使用を抑えることができるという効果を奏し、また、停電等で商用交流電源が供給されなくなったときでも、発電手段から交流電源を供給して、商用交流電源により動作されていた機器の動作を継続させることができ、これにより、電力変換ユニットから直流給電路への直流電源の供給を継続できて、直流系機能ユニットに安定した電源供給を行えるという効果を奏する。 The invention of the power supply device according to claim 8 can supply the AC power equivalent to the commercial AC power from the power generation means to the AC power supply path, and thus has an effect of suppressing the use of the commercial AC power. Even when the commercial AC power is not supplied due to a power failure or the like, the AC power can be supplied from the power generation means, and the operation of the equipment operated by the commercial AC power can be continued. It is possible to continue supplying DC power to the DC power supply path, and to provide stable power supply to the DC function unit.
以下、本発明の電源供給装置の実施形態について図１〜図９を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a power supply device of the present invention will be described with reference to FIGS.
（実施形態１）
本実施形態の電源供給装置は、図１及び図２に示すように、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉ（図２参照）と、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに電力を供給する直流給電路３と、商用交流電源を元に直流電源Ｖ１を生成して直流給電路３に供給する電力変換ユニット４とを盤体（図示せず）内に収納してなる電源盤１と、直流給電路３から直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに供給する電力が不足した際に、不足分を補填するバッテリユニット５と、バッテリユニット５を充電する発電手段６とを備えている。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the power supply device of the present embodiment includes DC system
まず、バッテリユニット５及び発電手段６について図１及び図２を参照して説明する。
First, the
バッテリユニット５は、例えば、住宅の壁面等の造営面に取り付けられる筐体５ａ（図２参照）を備え、筐体内には、１乃至複数の二次電池（蓄電池）からなる二次電池モジュール５０と、複数の二次電池モジュール５０を並列接続可能な充放電路（図示せず）と、二次電池モジュール５０の充放電制御用のスイッチ回路５１と、スイッチ回路５１のオン／オフを行う電池制御部５２と、電力変換ユニット４の後述する通信部４６と通信する通信部５３とを備えている。
The
二次電池モジュール５０は、蓄電池（例えばリチウムイオン電池）を用いて、所定の電圧（例えば５０Ｖ）の直流電源Ｖ３が得られるように構成されたものであって、蓄電池が収納されるハウジング（図示せず）と、ハウジングに設けられる電圧極と接地極の２極の接続端子（図示せず）とを有している。尚、リチウムイオン電池は、自己放電が非常に少なく、メモリー効果がない、小型で大容量、軽量等の様々な利点がある。
The
充放電路は、電圧極用の導電バー（図示せず）と、接地極用の導電バー（図示せず）とで構成され、前記電圧極用の導電バーには、二次電池モジュール５０の電圧極の接続端子にプラグイン方式により接続可能な接続バー（図示せず）が一体に設けられ、接地極用の導電バーには、二次電池モジュール５０の接地極の接続端子にプラグイン方式により接続可能な接続バー（図示せず）が一体に設けられている。
The charging / discharging path is composed of a conductive bar (not shown) for the voltage electrode and a conductive bar (not shown) for the ground electrode, and the conductive bar for the voltage electrode includes the
このような充放電路は、上述したように、複数の二次電池モジュール５０を並列的に接続できるように構成されており、充放電路に接続する二次電池モジュール５０の数によって、バッテリユニット５の容量を増減できるようになっている。つまり、バッテリユニット５では、電源供給装置に接続される機器の総消費電力量に応じて、容量を調整できるようになっている。尚、充放電路の導電バー及び接続バーは、例えば、導電性を有する金属板から曲成することによって得ることができる。また尚、二次電池モジュール５０と充放電路との接続方式は、プラグイン方式に限られるものではなく、ねじ止め等であってもよく、要は電気的に接続可能なものであれば足りるが、プラグイン方式としたほうが、接続が容易となるため好ましい。
As described above, such a charging / discharging path is configured so that a plurality of
スイッチ回路５１は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を用いて構成されたものであり、電池制御部５２により動作（オンオフ）が制御される。さらに詳しく説明すると、スイッチ回路５１は、電圧側の入力端と出力端との間にのみ、電池制御部５２によりオンオフ制御される半導体スイッチング素子（図示せず）が設けられ、接地側の入力端と出力端との間は、常に導通した状態となるように構成されている。そして、このスイッチ回路５１の電圧側の入力端には、充放電路の電圧極用の導電バーが、接地側の入力端には、充放電路の接地極用の導電バーがそれぞれ接続されている。
The
加えて、スイッチ回路５１の電圧側の出力端は、逆流防止用のダイオードＤを介してバッテリユニット５の接続部材の電圧極の導電バー（図示せず）に接続されており、これにより後述する太陽電池６０の発電電力を用いてバッテリユニット５の二次電池モジュール５０の充電を行えるようにしている。尚、逆流防止用のダイオードＤは、バッテリユニット５の筐体５ａ内に設けられている。
In addition, the output terminal on the voltage side of the
電池制御部５２は、通信部５３を介して電力変換ユニット４の後述する制御部４５と通信し、制御部４５が通信部５３に伝送する制御信号の内容に応じてスイッチ回路５１のオンオフを制御するように構成されている。また、電池制御部５２は、二次電池モジュール５０の電池状態、例えば残量を監視しており、放電により二次電池モジュール５０の残量が少なくなり、所定の閾値以下（例えば、残量が５０％であることを示す閾値）になった際に、通信部５３から電力変換ユニット４の通信部４６に、残量減少信号を出力するように構成されている。尚、上記の閾値は、使用者の嗜好に合わせて適宜変更するようにしてもよい。
The
発電手段６は、図１に示すように、前述の太陽電池６０と、太陽電池６０の発電電力（出力電圧）を元に所定の電圧（例えば５０Ｖ）の直流電源Ｖ２を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ６１と、電力変換ユニット４と通信を行うための通信部６２とを備えている。
As shown in FIG. 1, the power generation means 6 is a DC / DC converter that generates a DC power source V2 having a predetermined voltage (for example, 50V) based on the above-described
ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、上述したように太陽電池６０の発電電力を元に直流電源を生成する機能を有している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、太陽電池６０の出力電圧を監視しており、太陽電池６０の出力電圧が低下して上記所定の電圧の直流電源Ｖ２を生成できなくなった際に（例えば、直流電源Ｖ２の電圧が、後述する電力変換ユニット４のＡＣ／ＤＣコンバータ４０が供給する直流電源Ｖ４の電圧値以下となるような場合に）、通信部６２から電力変換ユニット４の通信部４６に電力低下信号を伝送するように構成されている。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、太陽電池６０の出力電圧が上昇して上記所定の電圧の直流電源Ｖ２を生成できるようになった際には、通信部６２から電力変換ユニット４の通信部４６に電力復帰信号を伝送するように構成されている。
The DC /
尚、太陽電池６０、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１の回路構成は、従来周知のものを用いることができるから説明を省略する。
The circuit configurations of the
次に、電源盤１について図１〜図３を参照して説明する。電源盤１は、図２に示すように、例えば屋内配線の分岐に用いられる住宅用分電盤を利用して構成されているものであり、住宅の壁面等の造営面に取り付けられる盤体（図示せず）と、交流供給ブロック１０と、直流供給ブロック１１とを備えている。この盤体は、壁面等の造営面に取り付けられる前面が開口した箱状のボックス（図示せず）、及びボックスの前面に開閉自在に取り付けられるカバー（図示せず）等を備えているものであって、盤体内には、系統側となる交流供給ブロック１０、及び直流供給ブロック１１を収納するためのスペースが設けられている。
Next, the
交流供給ブロック１０は、盤体内に引き込まれた低圧側配電線（例えば、単相三線の低圧配電線）が接続されるリミッタ１０ａと、リミッタ１０ａが入力側（電源側端子）に接続される主幹ブレーカ１０ｂと、主幹ブレーカ１０ｂの出力側（負荷側端子）に接続される主幹路１０ｃと、主幹路１０ｃから分岐する分岐路１０ｄと、分岐路１０ｄに接続される分岐ブレーカ１０ｅとを備えている。
The
リミッタ１０ａは、低圧側配電線から主幹ブレーカ１０ｂに、各家庭における電力会社との契約内容に応じた電流を供給するとともに、契約時の電流値以上の電流が流れると主幹ブレーカ１０ｂへの給電路を遮断するように構成されている。
The
主幹ブレーカ１０ｂは、リミッタ１０ａに接続される電源側端子（図示せず）と、電源側端子に接続される負荷側端子（図示せず）と、電源側端子と負荷側端子とが通電している際にはオン側に位置する操作ハンドル（図示せず）と、電源側端子と負荷側端子との間に過電流が生じた際にはこれら端子間を遮断する（トリップ動作を行う）とともに、操作ハンドルをオフ側に位置させる回路遮断機構（図示せず）とを備えている。
The
分岐ブレーカ１０ｅは、分岐路１０ｄをそれぞれ接続可能な分岐路用端子部（図示せず）と、負荷側の電源線（図示せず）を電気的に接続するための電源線用端子部（図示せず）と、通常時はオン側に位置する操作ハンドル（図示せず）と、分岐路用端子部と電源線用端子部との間に過電流が生じた際にこれら端子部間を遮断するとともに、操作ハンドルをオフ側に位置させる回路遮断機構（図示せず）とを備えている。
The
主幹路１０ｃは、電圧極用の導電バーＬ１，Ｌ２及び中性極用の導電バーＮを有しており、これら導電バーＬ１，Ｌ２，Ｎは、いずれも導電性を有する金属板を用いて長尺の矩形板状に形成されており、その幅、厚み等は、主幹ブレーカ１０ｂの最大定格電流に合わせた最大電流容量を有するように設定されている。また、分岐路１０ｄは、主幹路１０ｃの各導電バーＬ１，Ｌ２，Ｎに一体に設けられており、その幅、厚み等は、主幹ブレーカ１０ｂの最大定格電流に合わせた最大電流容量を有するように設定されている。
The
尚、リミッタ１０ａと、主幹ブレーカ１０ｂと、分岐ブレーカ１０ｅとは、従来周知のものを採用することができるから、詳細な説明は省略する。また尚、主幹ブレーカ１０ａ及び分岐ブレーカ１０ｅの各回路遮断機構は、過電流だけではなく、短絡電流の発生に対しても回路を遮断するように構成してもよい。さらに、交流供給ブロック１０の構成も上記の例に限られるものではなく、ユーザの嗜好に合わせて適宜変更してもよい。
The
直流供給ブロック１１は、上述した直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉと、直流給電路３と、電力変換ユニット４とを備えている。
The
まず、直流給電路３について説明する。直流給電路３は、図３に示すように、導電性を有する金属板を用いて長尺の矩形板状に形成された電圧側導電バー３０及び接地側導電バー３１からなり、各導電バー３０，３１には、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉを接続するための接続バー３０ａ，３１ａが複数設けられている。尚、各導電バー３０，３１及び接続バー３０ａ，３１ａの幅や、厚み等は、主幹ブレーカ１０ｂの最大定格電流に合わせた最大電流容量を有するように設定されている。
First, the DC
直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉは、直流給電路３に接続されて直流給電路３から直流電源を供給されるものであって、直流給電路３に接続するための電源端子部２０，２１を本体部２３にそれぞれ備えている。
The DC system
ここで、電源端子部２０，２１について図３を参照して説明する。尚、電源端子部２０，２１は、上述したように各直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに共通するものであるから、以下の説明では、直流系機能ユニット２Ａを例に挙げて説明し、他の直流系機能ユニット２Ｂ〜２Ｉの電源端子部の説明は省略する。
Here, the power
電源端子部２０，２１は、図３に示すように、直流系機能ユニット２Ａの合成樹脂製の本体部２３の一側面に設けられ、直流給電路３の電圧側導電バー３０の接続バー３０ａ及び接地側導電バー３１の接続バー３１ａをそれぞれ差し込み可能な開口２１ａ，２２ａと、開口２１ａ，２２ａ内に差し込まれた接続バー３０ａ，３１ａをその差込方向と直交する方向（図３に示す例では接続バー３０ａ，３１ａの厚み方向）で狭持する接続端子２１ｂ，２２ｂとで構成された、所謂プラグイン方式のものである。
As shown in FIG. 3, the
したがって、電源端子部２０，２１に、直流給電路３の各導電バー３０，３１の接続バー３０ａ，３１ａを差し込むだけで直流系機能ユニット２Ａを直流給電路３に電気的且つ機械的に接続することができるようになっている。
Therefore, the DC
以下に、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉについてさらに詳細に説明する。
Below, it demonstrates still in detail about DC system
直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｃ，２Ｇは、例えば、ＬＡＮケーブル接続用モジュラジャック（図示せず）や、同軸ケーブル接続用コネクタ（図示せず）、光ファイバケーブル接続用コネクタ（図示せず）等の各種通信ケーブルを接続するケーブル接続部（図示せず）と、直流給電路３を伝送路として通信を行う電力線通信手段（例えば、ＰＬＣ等の交流信号を利用したもの）と、ケーブル接続部に接続されているＬＡＮケーブル等の通信ケーブル用の信号を電力線通信手段用の交流信号に変換する、或いは電力線通信手段用の交流信号を通信ケーブル用の信号に変換するメディアコンバータからなる信号変換手段（図示せず）とを備える通信ユニットである。
The
したがって、このような直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｃ，２Ｇには、インターネット接続用のＬＡＮケーブルや、情報コンセント、ドアホン親機、ドアホン子機、情報処理用の端末器Ｔ１〜Ｔ３等が接続される。そして、これら直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｃ，２Ｇは、直流給電路３を介して相互に通信可能であるから、例えば、直流系機能ユニット２Ｇに接続されている端末器Ｔ１〜Ｔ３は、直流系機能ユニット２Ｇ、直流給電路３、及び直流系機能ユニット２Ａを介してインターネットに接続できることとなる。
Therefore, such DC system
直流系機能ユニット２Ｄは、例えば、ドアセンサや、窓センサ、人感センサ等の防犯センサ（図示せず）を接続する防犯ユニットである。このような直流系機能ユニット２Ｄは、直流給電路３を伝送路として通信を行う電力線通信手段（図示せず）と、電線を介して接続された防犯センサに直流給電路３から直流電源を供給するとともに、防犯センサに直流電源を供給する電線に交流信号を重畳させることで防犯センサと通信を行い、防犯センサより異常検出信号を受信すると、直流給電路３に異常検出信号を出力するセンサ制御手段（図示せず）とを備えている。
The
直流系機能ユニット２Ｅは、例えば、煙センサや、ガスセンサ、火災センサ等の防災センサＳ１，Ｓ２を接続する防災ユニットである。このような直流系機能ユニット２Ｅは、直流給電路３を伝送路として通信を行う電力線通信手段（図示せず）と、電線を介して接続された防災センサＳ１，Ｓ２に直流電源を供給するとともに、防災センサＳ１，Ｓ２に直流電源を供給する電線に交流信号を重畳させることで防災センサＳ１，Ｓ２と通信を行い、防災センサＳ１，Ｓ２より異常検出信号を受信すると、直流給電路３に異常検出信号を出力するセンサ制御手段（図示せず）とを備えている。
The DC system
直流系機能ユニット２Ｆは、例えば、直流給電路３から供給される直流電源を、直流電源により動作する直流負荷に供給するための端子台である。このような直流系機能ユニット２Ｆは、直流負荷の一対の電源線（電圧側配線及び接地側配線）が個別に接続される負荷端子部（図示せず）と、負荷端子部を個別に電源端子部２０，２１に接続する回路部（図示せず）とを備えている。尚、上記回路部としては、所定以上の電流が流れた際に、回路を遮断するブレーカとしての機能を持たせたものや、直流給電路３の直流電源の電圧を変圧する機能を持たせたもの等であってもよい。
The
直流系機能ユニット２Ｈは、例えば、ＬＥＤ照明器具等の照明器具Ｆ１〜Ｆ３を接続する照明ユニットである。このような直流系機能ユニット２Ｈは、直流給電路３を伝送路として通信を行う電力線通信手段（図示せず）と、電線を介して接続された照明器具Ｆ１〜Ｆ３に直流電源を供給するとともに、照明器具Ｆ１〜Ｆ３に直流電源を供給する電線に交流信号を重畳させることで照明器具Ｆ１〜Ｆ３と通信し、照明器具Ｆ１〜Ｆ３の制御（調光制御等）を行う照明制御手段（図示せず）とを備えている。
DC system
直流系機能ユニット２Ｉは、例えば、直流給電路３に接続されている他の直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｈの制御を行う電源マネージメントユニットである。このような直流系機能ユニット２Ｉは、直流給電路３を伝送路として通信を行う電力線通信手段（図示せず）と、予め設定された制御内容に基づいて各機能ユニットの動作を制御する制御手段（図示せず）とを備えている。
The DC function unit 2I is a power management unit that controls the other
尚、本実施形態の電源供給装置では、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉを備えているが、直流系機能ユニットとしては、上記の構成のものに限られるものではない。
Note that the power supply device of the present embodiment includes the DC system
電力変換ユニット４は、図１に示すように、交流供給ブロック１０の主幹路１０ｃに接続され、該主幹路１０ｃから供給される商用交流電源を元に、発電手段６が供給する直流電源Ｖ２及びバッテリユニット５が供給する直流電源Ｖ３より低い電圧の直流電源（例えば４８Ｖの直流電源）Ｖ４を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ４０を備えている。
As shown in FIG. 1, the
また、電力変換ユニット４は、電圧側線路４２ａ及び接地側線路４２ｂからなる電源路４２を介してＡＣ／ＤＣコンバータ４０に接続される前述のＤＣ／ＤＣコンバータ４１を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、電源路４２より供給される直流電源を降圧して、所定の電圧（例えば２０Ｖ）の直流電源Ｖ１を生成し、この直流電源Ｖ１を直流給電路３に供給するように構成されている。
The
ところで、電源路４２には、上述したバッテリユニット５及び発電手段６が次のようにして接続されている。すなわち、バッテリユニット５は、スイッチ回路５１の電圧側の出力端（図示せず）及び接地側の出力端（図示せず）を、電圧側線路４２ａ及び接地側線路４２ｂにそれぞれ電気的に接続することによって、電源路４２に接続されている。
By the way, the
一方、発電手段６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１の電圧側の出力端（図示せず）を電圧側線路４２ａにおけるＤＣ／ＤＣコンバータ４１との接続点とバッテリユニット５との接続点との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１の接地側の出力端（図示せず）を接地側線路４２ｂにおけるＤＣ／ＤＣコンバータ４１との接続点とバッテリユニット５との接続点との間に、それぞれ電気的に接続することによって、電源路４２に接続されている。
On the other hand, the power generation means 6 has a voltage-side output terminal (not shown) of the DC /
さらに、電力変換ユニット４は、電圧側線路４２ａにおけるＡＣ／ＤＣコンバータ４０との接続点とバッテリユニット５との接続点との間に流れる電流を計測するカレントトランス等の電流センサＣＴを有する電流検出回路４３と、電圧側線路４２ａと接地側線路４２ｂとの間の電位差を計測するための抵抗Ｒを有する電圧検出回路４４と、前述の制御部４５と、バッテリユニット５の通信部５３及び発電手段６の通信部６２と通信するための前述の通信部４６とを備えている。
Further, the
尚、電力変換ユニット４のＡＣ／ＤＣコンバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１、電流検出回路４３、及び電圧検出回路４４の回路構成は、従来周知のものを採用することができるから、詳細な説明は省略する。
The circuit configurations of the AC /
制御部４５は、例えばマイコン等であって、主にＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、バッテリユニット５の動作を制御するように構成されており、以下に、制御部４５の制御動作について詳細に説明する。
The
制御部４５は、発電手段６の通信部６２から電力低下信号を受信していない通常状態では、電源路４２より得られる直流電源を元にして直流給電路３に供給する直流電源を生成するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４１を制御するとともに、スイッチ回路５１をオフさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されている。
In a normal state where the power lowering signal is not received from the
この場合、発電手段６からは５０Ｖの直流電源Ｖ２が電源路４２に供給されているため、この直流電源Ｖ２より電圧が低いＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４は、電源路４２には供給されず、これによりＤＣ／ＤＣコンバータ４１では、発電手段６の直流電源Ｖ２を元に２０Ｖの直流電源Ｖ１の生成が行われ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１で生成された直流電源Ｖ１は直流給電路３に供給される。
In this case, since the 50 V DC power supply V2 is supplied from the power generation means 6 to the
また、制御部４５の制御信号によってバッテリユニット５のスイッチ回路５１がオフとなっているため、二次電池モジュール５０から電源路４２には電力供給が行われず、このとき二次電池モジュール５０は、発電手段６が出力する直流電源Ｖ２によって充電される。
Further, since the
すなわち、制御部４５は、発電手段６の発電電力によって直流給電路３に十分な量の直流電源を供給できる場合に、発電手段６の余剰な発電電力をバッテリユニット５に供給するように構成されている。
That is, the
一方、制御部４５は、発電手段６の通信部６２から電力低下信号を受信した場合、スイッチ回路５１をオンさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されている。
On the other hand, the
この場合、スイッチ回路５１がオンとなって二次電池モジュール５０が電源路４２に接続されて、電源路４２には、直流電源Ｖ３が供給される。そのため、この直流電源Ｖ３より電圧が低いＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４は、電源路４２には供給されず、これによりＤＣ／ＤＣコンバータ４１では、発電手段６の直流電源Ｖ２及びバッテリユニット５の直流電源Ｖ３を元に２０Ｖの直流電源Ｖ１の生成が行われ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１で生成された直流電源Ｖ１は直流給電路３に供給される。
In this case, the
すなわち、制御手段４５は、発電手段６の発電電力により直流給電路３に十分な量の直流電源Ｖ１を供給できない場合に、不足分をバッテリユニット５の二次電池モジュール５０より補填するように構成されている。
That is, the
この後に、電力復帰信号を受信した場合、制御部４５は、スイッチ回路５１をオフさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されており、これにより、バッテリユニット５の二次電池モジュール５０の充電を行わせるようになっている。
Thereafter, when the power return signal is received, the
また、制御部４５は、電力低下信号を受信した後に、バッテリユニット５から残量減少信号を受信すると、スイッチ回路５１をオフさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されている。
Further, the
この場合、スイッチ回路５１がオフとなって二次電池モジュール５０と電源路４２との間が遮断されて、バッテリユニット５の直流電源Ｖ３は電源路４２に供給されなくなる。そして、このような状態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０が供給する直流電源Ｖ４の電圧が、電源路４２において最も高い電圧となるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４を元に直流電源Ｖ１の生成が行われ、この直流電源Ｖ１が直流給電路３に供給される。
In this case, the
尚、この状態において発電手段６の発電電力が復帰して、発電手段６の直流電源Ｖ２の電圧が５０Ｖになった際には、自動的に上述した通常状態の動作が行われることになる。 In this state, when the power generated by the power generation means 6 is restored and the voltage of the DC power source V2 of the power generation means 6 reaches 50V, the above-described normal state operation is automatically performed.
ところで、制御部４５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４によって直流給電路３に供給する直流電源Ｖ１が生成されている場合、電流検出回路４３及び電圧検出回路４４の検出出力に基づいて、バッテリユニット５の動作を制御するように構成されている。
By the way, when the DC power supply V1 supplied to the DC
すなわち、制御部４５は、電流検出回路４３で検出する電圧側線路４２の電流が所定の制限値（交流供給ブロック１０の主幹ブレーカ１０ｃがトリップ動作するような電流値を元に設定された値）を越えた際に、スイッチ回路５１をオンさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されており、これにより、バッテリユニット５の直流電源Ｖ３を電源路４２に供給して、制限値を越えた分の電流をバッテリユニット５から補填する。言い換えれば、制御部４５は、直流給電路３に流れる電流値が前記制限値を越える際には、バッテリユニット５から電力を供給して不足分を補填するのである。
That is, the
また、制御部４５は、電圧検出回路４４で検出する電源路４２の電圧側配線４２ａと接地側配線４２ｂとの電位差が、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０が供給する直流電源Ｖ４の電圧値以下になり、且つ電流検出回路４３により電流が検出されなくなった場合は、停電や、主幹ブレーカ１０ｂのトリップ動作時等の非常時によって商用交流電源の供給が停止されたと判断し、スイッチ回路５１をオンさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されている。
Further, the
すなわち、制御部４５は、非常時には、バッテリユニット５の直流電源Ｖ３を電源路４２に供給し、これによりＤＣ／ＤＣコンバータ４１に直流電源Ｖ３を元にして直流電源Ｖ１を生成させ、この直流電源Ｖ１を直流給電路３に供給させる。
That is, the
したがって、以上述べた本実施形態の電源供給装置によれば、直流給電路３から直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに供給する電力が不足した際に、不足分をバッテリユニット５により補填することができるので、例えば、停電時等の非常時において商用交流電源が停止して、電力変換ユニット４から直流給電路３に直流電源を供給できなくなった場合でも、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉへの電力供給を継続でき、これにより安定した電源供給を行えるという効果を奏する。その上、バッテリユニット５は、発電手段６により充電されるようになっているので、非常時であるか否かに関わらずバッテリユニット５の充電を行えるから、長時間の動作を保障できるという効果を奏する。
Therefore, according to the power supply device of the present embodiment described above, when the power supplied from the DC
また、発電手段６では、太陽電池６０を用いているので、昼間等、発電手段６の発電電力が大きく、直流給電路３に十分な量の直流電源を供給できる場合には、電力変換ユニット４において商用交流電源を元に直流電源を生成しなくて済み、これにより商用交流電源の使用を抑えることができるという効果を奏する。また、停電等で商用交流電源が供給されなくなったときでも、問題なく直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉへの電力供給を行えるという効果を奏する。しかも、発電手段６の余剰な発電電力をバッテリユニット５に供給することで、バッテリユニット５の充電を行うから、発電電力を効率良く使用できるという効果を奏する。
In addition, since the power generation means 6 uses the
その上、夜間等、発電手段６の発電電力が低下して直流給電路３に十分な量の直流電源を供給できない場合には、バッテリユニット５より不足分を補填するようにしているから、天候（日照状態）等によって発電電力が左右されるという太陽電池の欠点を補うことができ、これにより発電手段６を用いて安定した電源供給が行えるようになるという効果を奏する。
In addition, when the power generated by the power generation means 6 decreases and a sufficient amount of DC power cannot be supplied to the DC
しかも、直流給電路３に流れる電流値が、交流給電路である主幹路１０ｃから電力変換ユニット４に入力される電流の制限値を越える際には、バッテリユニット５から電力を供給して不足分を補填するようにしているから、主幹路１０ｃに流れる電流を制限値までに抑えることができ、これにより主幹路１０ｃに流れる電流の平滑化が図れるとともに、主幹路１０ｃに過大な電流が流れることによる主幹ブレーカ１０ｂのトリップ動作等を防止できるという効果を奏する。
Moreover, when the value of the current flowing through the DC
ところで、図１に示す例では、発電手段６にＤＣ／ＤＣコンバータ６１を設けて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１を電力変換ユニット４に外付けするようにしているが、このようなＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、図４に示すように電力変換ユニット４に設けるようにしてもよい。このようにすれば、電力変換ユニット４内でＤＣ／ＤＣコンバータ６１と制御部４５の通信が行えるようになるから、図１に示す例のように発電手段６に通信部６２を設けなくて済み、これにより構成を簡略化して、低コスト化を図ることができるようになる。
By the way, in the example shown in FIG. 1, the DC /
（実施形態２）
本実施形態の電源供給装置は、図５に示すように、主に発電手段６Ａ及び電力変換ユニット４Ａの構成が実施形態１と異なっている。尚、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 5, the power supply device of the present embodiment is mainly different from the first embodiment in the configuration of the power generation means 6 </ b> A and the
本実施形態の発電手段６Ａは、図５に示すように、燃料電池６３と、燃料電池６３の発電電力（出力電圧）を元に所定の電圧（例えば５０Ｖ）の直流電源Ｖ２を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、電力変換ユニット４と通信を行うための通信部６２とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、上述したように燃料電池６３の発電電力を元に直流電源を生成する機能を有している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、燃料電池６３の出力電圧を監視しており、燃料電池６３の運転が停止されたことを検出した際には、通信部６２から電力変換ユニット４Ａの通信部４６に停止信号を伝送するように構成されている。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、燃料電池６３の運転が再開されたことを検出した際には、通信部６２から電力変換ユニット４の通信部４６に再開信号を伝送するように構成されている。
As shown in FIG. 5, the power generation means 6A of the present embodiment is a DC / DC that generates a DC power source V2 having a predetermined voltage (for example, 50V) based on the
ところで、このような燃料電池６３は、天候（日照状態）等によって出力電圧が変動する太陽電池とは異なり、運転中は常時一定した発電を行うものであるから、運転中であれば、直流給電路３に直流電源Ｖ１を供給するのに必要な電力を燃料電池６３から得続けることができる。
By the way, such a
しかしながら、燃料電池６３は、それ自体の出力電圧の制御が困難で、過剰供給となった際には、動作が停止してしまうという特性がある。
However, it is difficult to control the output voltage of the
そこで、本実施形態の電源供給装置では、発電手段６Ａが供給する直流電源Ｖ２をバッテリユニット５の二次電池モジュール５０で吸収するようにしてある。
Therefore, in the power supply device of the present embodiment, the DC power source V2 supplied by the power generation means 6A is absorbed by the
つまり、燃料電池６３から過剰に供給される発電電力を用いてバッテリユニット５の二次電池モジュール５０を充電することで、過剰供給によって燃料電池６３が停止してしまうことを防止している。
In other words, the
電力変換ユニット４Ａは、図５に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、電源路４２と、電流検出回路４３と、電圧検出回路４４と、制御部４５Ａと、通信部４６とを備えている。尚、発電手段６ＡのＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、上記実施形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ６１と同様にして電源路４２に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 5, the
制御部４５Ａは、例えばマイコン等であって、主にＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、バッテリユニット５の動作を制御するように構成されており、以下に、制御部４５Ａの制御動作について詳細に説明する。
The
制御部４５Ａは、発電手段６Ａの通信部６２から停止信号を受信していない通常状態では、電源路４２より得られる直流電源を元にして直流給電路３に供給する直流電源Ｖ１を生成するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４１を制御するとともに、スイッチ回路５１をオフさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されている。
The
この場合、発電手段６Ａからは５０Ｖの直流電源Ｖ２が電源路４２に供給されているため、この直流電源Ｖ２より電圧が低いＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４は、電源路４２には供給されず、これによりＤＣ／ＤＣコンバータ４１では、発電手段６Ａの直流電源Ｖ２を元に２０Ｖの直流電源Ｖ１の生成が行われ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１で生成された直流電源Ｖ１は直流給電路３に供給される。
In this case, since the DC power supply V2 of 50V is supplied from the power generation means 6A to the
また、制御部４５Ａの制御信号によってバッテリユニット５のスイッチ回路５１がオフとなっているため、二次電池モジュール５０から電源路４２には電力供給が行われず、このとき二次電池モジュール５０は、発電手段６Ａが出力する直流電源Ｖ２によって充電される。
Further, since the
すなわち、制御部４５は、発電手段６Ａの発電電力によって直流給電路３に十分な量の直流電源を供給できる場合に、発電手段６Ａの余剰な発電電力をバッテリユニット５に供給するように構成されている。
That is, the
ところで、燃料電池６３が運転している状態では、二次電池モジュール５０は常に充電され、やがて満充電状態となり、この場合は、燃料電池６３からの過剰供給を吸収できなくなって、燃料電池６３が停止される。このとき、発電手段６ＡのＤＣ／ＤＣコンバータ６４からは通信部６２を介して停止信号が出力される。
By the way, when the
そして、制御部４５Ａは、発電手段６Ａの通信部６２から停止信号を受信した場合、スイッチ回路５１をオンさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されている。
And 45 A of control parts are comprised so that the control signal for turning ON the
この場合、燃料電池６３の運転が停止しているので、電源路４２には直流電源Ｖ２が供給されていないが、スイッチ回路５１がオンとなって二次電池モジュール５０が電源路４２に接続されることによって、電源路４２には直流電源Ｖ３が供給される。そのため、この直流電源Ｖ３より電圧が低いＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４は、電源路４２には供給されず、これによりＤＣ／ＤＣコンバータ４１では、バッテリユニット５の直流電源Ｖ３を元に２０Ｖの直流電源Ｖ１の生成が行われ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１で生成された直流電源Ｖ１は直流給電路３に供給される。
In this case, since the operation of the
すなわち、制御手段４５Ａは、発電手段６Ａの燃料電池６３の運転が停止した際には、バッテリユニット５の二次電池モジュール５０より電力を供給するように構成されている。
That is, the
この後に、通信部６２から再開信号を受信した場合、制御部４５Ａは、スイッチ回路５１をオフさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されており、これにより、バッテリユニット５の二次電池モジュール５０の充電を行わせるようになっている。
Thereafter, when a restart signal is received from the
また、制御部４５Ａは、停止信号を受信した後に、バッテリユニット５の通信部５３から残量減少信号を受信すると、スイッチ回路５１をオフさせるための制御信号をバッテリユニット５に出力するように構成されている。
Further, the
この場合、スイッチ回路５１がオフとなって二次電池モジュール５０と電源路４２との間が遮断されて、バッテリユニット５の直流電源Ｖ３は電源路４２に供給されなくなる。そして、このような状態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０が供給する直流電源Ｖ４の電圧が、電源路４２において最も高い電圧となるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４を元に直流電源Ｖ１の生成が行われ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１で生成された直流電源Ｖ１は直流給電路３に供給される。
In this case, the
また、制御部４５Ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４によって直流給電路３に供給する直流電源Ｖ１が生成されている場合、電流検出回路４３及び電圧検出回路４４の検出出力に基づいて、バッテリユニット５の動作を制御するように構成されている。この点は、上記実施形態１で述べた通りであるから説明を省略する。
When the DC power supply V1 supplied to the DC
尚、バッテリユニット５から残量減少信号が出力された際には、バッテリユニット５の二次電池モジュール５０によって燃料電池６３の過剰電力を吸収可能となっているので、発電手段６Ａの燃料電池６３の運転を再開するようにしてもよい。このようにすれば、商用交流電源を使用することなく直流給電路３に直流電源Ｖ１の供給を行うことが可能となる。
In addition, when the remaining amount decrease signal is output from the
したがって、以上述べた本実施形態の電源供給装置によれば、直流給電路３から直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに供給する電力が不足した際に、不足分をバッテリユニット５により補填することができるので、例えば、停電時等の非常時において商用交流電源が停止して、電力変換ユニット４から直流給電路３に直流電源を供給できなくなった場合でも、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉへの電力供給を継続でき、これにより安定した電源供給を行えるという効果を奏する。その上、バッテリユニット５は、発電手段６Ａにより充電されるようになっているので、非常時であるか否かに関わらずバッテリユニット５の充電を行えるから、長時間の動作を保障できるという効果を奏する。
Therefore, according to the power supply device of the present embodiment described above, when the power supplied from the DC
また、発電手段６Ａとして燃料電池を用いるので、直流給電路３に十分な量の直流電源を供給できる場合には、電力変換ユニット４において商用交流電源を元に直流電源を生成しなくて済み、これにより商用交流電源の使用を抑えることができるという効果を奏する。また、停電等で商用交流電源が供給されなくなったときでも、問題なく直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉへの電力供給を行えるという効果を奏する。
In addition, since a fuel cell is used as the power generation means 6A, when a sufficient amount of DC power can be supplied to the DC
しかも、発電手段６Ａの余剰な発電電力をバッテリユニット５に供給することで、バッテリユニット５の充電を行うから、発電電力を効率良く使用でき、また、燃料電池６３からの過剰供給が生じた際に、過剰分をバッテリユニット５に供給することができるから、過剰供給によって燃料電池６３の運転が停止してしまうことを抑制できるという効果を奏する。
Moreover, since the
さらに、直流給電路３に流れる電流値が、交流給電路である主幹路１０ｃから電力変換ユニット４に入力される電流の制限値を越える際には、バッテリユニット５から電力を供給して不足分を補填するようにしているから、主幹路１０ｃに流れる電流を制限値までに抑えることができ、これにより主幹路１０ｃに流れる電流の平滑化が図れるとともに、主幹路１０ｃに過大な電流が流れることによる主幹ブレーカ１０ｂのトリップ動作等を防止できるという効果を奏する。
Further, when the value of the current flowing through the DC
尚、本実施形態においても、発電手段６ＡにＤＣ／ＤＣコンバータ６４を設けて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を電力変換ユニット４Ａに外付けするようにしているが、このようなＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、電力変換ユニット４Ａに設けるようにしてもよい。このようにすれば、電力変換ユニット４Ａ内でＤＣ／ＤＣコンバータ６４と制御部４５Ａの通信が行えるようになるから、発電手段６Ａに通信部６２を設けなくて済み、これにより構成を簡略化して、低コスト化を図ることができるようになる。
In this embodiment as well, the DC /
（実施形態３）
本実施形態の電源供給装置は、電力変換ユニット４Ｂの構成に特徴があり、その他の構成については、上記実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
The power supply device according to the present embodiment is characterized by the configuration of the
本実施形態の電力変換ユニット４Ｂは、図６に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、電源路４２と、電流検出回路４３と、電圧検出回路４４と、制御部４５と、通信部４６とに加えて、インバータ回路４７を備えている。
As shown in FIG. 6, the
このインバータ回路４７は、交流供給ブロック１０において、停電や、主幹ブレーカ１０ｂのトリップ動作時等の非常時によって商用交流電源の供給が停止されたときに、交流供給ブロック１０に商用交流電源に相当する交流電源を供給するために用いられるものであって、電源路４２と主幹路１０ｃとの間に接続されるとともに、電源路４２から供給される直流電源を元にして、商用交流電源と同じ周波数の交流電源を生成するように構成されている。尚、このようなインバータ回路４７の回路構成は、従来周知のものを採用できるから、詳細な説明は省略する。
The
つまり、主幹路１０ｃに商用交流電源が供給されている場合は、インバータ回路４７からは交流電源が出力されないが、主幹路１０ｃに商用交流電源が供給されていない場合は、インバータ回路４７から交流電源が供給され、交流供給ブロック１０において、インバータ回路４７が供給する交流電源が商用交流電源の代わりに用いられる。
That is, when commercial AC power is supplied to the
ここで、インバータ回路４７では、発電手段６が電源路４２に供給する直流電源Ｖ２とバッテリユニット５が電源路４２に供給する直流電源Ｖ３の少なくとも一方を用いて交流電源の生成が行われることになる。
Here, in the
すなわち、本実施形態の電力変換ユニット４Ｂは、電力変換ユニット４Ｂに商用交流電源を供給する交流給電路である主幹路１０ｃから供給された商用交流電源を元に直流電源Ｖ２を生成して直流給電路３に供給するＡＣ／ＤＣコンバータ４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ４１からなるコンバータ手段と、バッテリユニット５及び発電手段６の少なくとも一方の電力を元に商用交流電源と同じ周波数の交流電源を生成して主幹路１０ｃに供給するインバータ回路４７からなるインバータ手段とを備えている。
That is, the
したがって、本実施形態の電源供給装置によれば、電力変換ユニット４Ｂから交流給電路である主幹路１０ｃに商用交流電源と等価な交流電源を供給することができ、これにより停電等によって商用交流電源の供給が停止された場合に、電力変換ユニット４から交流電源を供給して、商用交流電源により動作されていた機器の動作を継続させることが可能になるという効果を奏する。
Therefore, according to the power supply device of the present embodiment, the AC power equivalent to the commercial AC power can be supplied from the
（実施形態４）
本実施形態の電源供給装置は、図７に示すように、電力変換ユニット４Ｃと、バッテリユニット５Ｃと、発電手段６Ｃとの構成に特徴があり、その他の構成は、上記実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 7, the power supply device of the present embodiment is characterized by the configuration of the power conversion unit 4C, the battery unit 5C, and the power generation means 6C, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
バッテリユニット５Ｃは、例えば、住宅の壁面等の造営面に取り付けられる筐体（図示せず）を備え、筐体内には、図７に示すように、二次電池モジュール５０が収納されている。そして、バッテリユニット５Ｃは、インバータ部８０を介して、電力変換ユニット４Ｃに商用交流電源を供給する交流給電路である主幹路１０ｃの電圧極用の導電バーＬ１，Ｌ２に接続されている。
The battery unit 5C includes a housing (not shown) attached to a construction surface such as a wall surface of a house, for example, and a
インバータ部８０は、バッテリユニット５Ｃの出力電圧を元に、商用交流電源と同じ周波数の交流電源を生成して主幹路１０ｃに供給するインバータ回路８０ａと、電力変換ユニット４Ｃと通信するための通信部８０ｂとを備えている。また、インバータ回路８０ａの動作は、電力変換ユニット４Ｃの制御部４５Ｃが出力する制御信号により制御されるようになっている。
The
発電手段６Ｃは、例えば、太陽電池６０を備えているものであって、インバータ回路８１を介して、主幹路１０ｃの電圧極用の導電バーＬ１，Ｌ２に接続されている。
The power generation means 6C includes, for example, a
インバータ回路８１は、発電手段６Ｃの発電電力を元に、商用交流電源と同じ周波数の交流電源を生成して主幹路１０ｃに供給するように構成されている。また、インバータ回路８１は、発電手段６Ｃの発電電力を整流、昇圧して直流電源を生成し、この直流電源を、逆流防止用のダイオードＤを介して二次電池モジュール５０に供給するように構成されている。つまり、発電手段６Ｃから商用交流電源と同じ周波数の交流電源を生成するに足る電力が得られている間は、インバータ回路８１から主幹路１０ｃには交流電源が供給される状態となっており、停電や、主幹ブレーカ１０ｂのトリップ動作時等の非常時によって商用交流電源の供給が停止された際には、発電手段６Ｃにより交流電源が供給されることになる。
The
電力変換ユニット４Ｃは、図７に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、電源路４２と、電流検出回路４３と、電圧検出回路４４と、制御部４５Ｃと、通信部４６とを備えている。
As shown in FIG. 7, the power conversion unit 4C includes an AC /
制御部４５Ｃは、例えばマイコン等であって、主にＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、インバータ部８０の動作を制御するように構成されており、以下に、制御部４５Ｃの制御動作について詳細に説明する。
The control unit 45C is, for example, a microcomputer, and is configured to mainly control the operation of the DC /
制御部４５Ｃは、常時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１を制御して、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０の直流電源Ｖ４によって直流給電路３に供給する直流電源Ｖ１を生成させるように構成されている。また、制御部４５Ｃは、電流検出回路４３及び電圧検出回路４４の検出出力に基づいて、バッテリユニット５の動作を制御するように構成されている。
The controller 45C is configured to control the DC /
すなわち、制御部４５Ｃは、電流検出回路４３で検出する電圧側線路４２の電流が所定の制限値（交流供給ブロック１０の主幹ブレーカ１０ｃがトリップ動作するような電流値を元に設定された値）を越えた際に、インバータ回路８０ａを動作させるための制御信号をインバータ部８０の通信部８０ｂに出力するように構成されており、これにより、インバータ部８０のインバータ回路８０ａを動作させて主幹路１０ｃにインバータ部８０より交流電源を供給して、制限値を越えた分の電流をバッテリユニット５Ｃから補填する。言い換えれば、制御部４５Ｃは、直流給電路３に流れる電流値が前記制限値を越える際には、バッテリユニット５Ｃから電力を供給して不足分を補填するのである。
That is, the control unit 45C determines that the current of the
また、制御部４５Ｃは、電圧検出回路４４で検出する電源路４２の電圧側配線４２ａと接地側配線４２ｂとの電位差が、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０が供給する直流電源Ｖ４の電圧値以下になった場合は、停電や、主幹ブレーカ１０ｂのトリップ動作時等の非常時によって商用交流電源の供給が停止され、且つ、発電手段６Ｃから主幹路１０ｃへの交流電源の供給が不足していると判断して、インバータ回路８０ａを動作させるための制御信号をインバータ部８０の通信部８０ｂに出力するように構成されている。ここで、インバータ部８０のインバータ回路８０ａが動作して、主幹路１０ｃにインバータ部８０より交流電源が供給された際には、電力変換ユニット４Ｃにおいてこの交流電源を元にして直流電源Ｖ１の生成が行われて、この直流電源Ｖ１が直流供給路３に供給されることになる。
Further, in the control unit 45C, the potential difference between the
したがって、本実施形態の電源供給装置によれば、バッテリユニット５Ｃから交流給電路である主幹路１０ｃに商用交流電源と等価な交流電源を供給することができるから、停電等で商用交流電源が供給されなくなった際に、バッテリユニット５Ｃから交流電源を供給して、商用交流電源により動作されていた機器の動作を継続させることができ、これにより、電力変換ユニット４Ｃから直流給電路３への直流電源の供給を継続できて、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに安定した電源供給を行えるという効果を奏する。
Therefore, according to the power supply device of the present embodiment, the AC power equivalent to the commercial AC power can be supplied from the battery unit 5C to the
加えて、発電手段６Ｃから交流給電路に商用交流電源と等価な交流電源を供給することができるから、商用交流電源の使用を抑えることができるという効果を奏し、また、停電等で商用交流電源が供給されなくなったときでも、発電手段６Ｃから交流電源を供給して、商用交流電源により動作されていた機器の動作を継続させることができ、これにより、電力変換ユニット４Ｃから直流給電路３への直流電源の供給を継続できて、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに安定した電源供給を行えるという効果を奏する。
In addition, since AC power equivalent to commercial AC power can be supplied from the power generation means 6C to the AC power supply path, it is possible to suppress the use of commercial AC power. Even when no power is supplied, it is possible to supply the AC power from the power generation means 6C and continue the operation of the equipment operated by the commercial AC power, and thereby, from the power conversion unit 4C to the DC
（実施形態５）
ところで、上記実施形態１の電源供給装置は、住宅用分電盤を利用することで、図２に示すように、交流供給ブロック１０と、直流供給ブロック１１とを一の盤体内に収納するようにしているが、本実施形態の電源供給装置では、交流供給ブロックと直流供給ブロックとを別々の盤体内に設けるようにしている。尚、上記実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 5)
By the way, as shown in FIG. 2, the power supply device of the first embodiment uses the residential distribution board so that the
すなわち、本実施形態の電源供給装置は、図８に示すように、リミッタ１０ａと、主幹ブレーカ１０ｂと、主幹路１０ｃと、分岐路１０ｄと、分岐ブレーカ１０ｅとが盤体（図示せず）内に収納されてなる住宅用分電盤１２の分岐ブレーカ１０ｅに接続されるものであって、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉと、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに電力を供給する直流給電路３と、商用交流電源を元に直流電源Ｖ１を生成して直流給電路３に供給する電力変換ユニット４とを盤体（図示せず）内に収納してなる電源盤１３と、直流給電路３から直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに供給する電力が不足した際に、不足分を補填するバッテリユニット５と、バッテリユニット５を充電する発電手段６とを備えている。
That is, as shown in FIG. 8, in the power supply device of this embodiment, a
このようにすれば、住宅に既設の住宅用分電盤１２を用いて、電源供給装置を後付けすることが可能となるという効果が得られる。
If it does in this way, the effect that it will become possible to retrofit a power supply device using the
また、本実施形態の電源供給装置は、図９に示すように、住宅用分電盤１２の分岐ブレーカ１０ｅに接続されるものであって、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉと、直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに電力を供給する直流給電路３と、商用交流電源を元に直流電源Ｖ１を生成して直流給電路３に供給する電力変換ユニット４と、直流給電路３から直流系機能ユニット２Ａ〜２Ｉに供給する電力が不足した際に、不足分を補填するバッテリユニット５とを盤体（図示せず）内に収納してなる電源盤１４と、バッテリユニット５を充電する発電手段６とを備えるものであってもよい。
Moreover, as shown in FIG. 9, the power supply apparatus of this embodiment is connected to the
つまり、バッテリユニット５を電源盤１４の盤体内に収納するようにしてもよく、このようにすれば、住宅に既設の住宅用分電盤１２を用いて、電源供給装置を後付けすることが可能となるという効果が得られるだけでなく、バッテリユニット５と電源盤１４との間の配線の引き回し等が不要になり、取り付け作業が簡単になるという効果が得られる。
That is, the
尚、本実施形態の構成は、上記実施形態２〜４の電源供給装置にも応用することができることはいうまでもない。 Needless to say, the configuration of the present embodiment can also be applied to the power supply apparatuses of the second to fourth embodiments.
３ 直流給電路
４ 電力変換ユニット
５ バッテリユニット
６ 発電手段
3 DC
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