直流機器およびＤＣ配電システム
【課題】直流機器への電力供給のオンオフ時に直流供給線路に発生する電圧変動を抑制する。
【解決手段】直流機器１０２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に接続された直流供給線路Ｗｄｃを介してＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から直流電力が供給される。直流機器１０２には直流電力により駆動される主回路１が設けられ、直流機器１０２における主回路１と直流供給線路Ｗｄｃとの間には、主回路１への電力供給のオンオフ時に直流供給線路Ｗｄｃに発生する電圧変動を抑制するローパスフィルタ２が挿入される。
【解決手段】直流機器１０２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に接続された直流供給線路Ｗｄｃを介してＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から直流電力が供給される。直流機器１０２には直流電力により駆動される主回路１が設けられ、直流機器１０２における主回路１と直流供給線路Ｗｄｃとの間には、主回路１への電力供給のオンオフ時に直流供給線路Ｗｄｃに発生する電圧変動を抑制するローパスフィルタ２が挿入される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源に接続された直流供給線路を介して直流電源から複数台の直流機器に直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いられる直流機器およびＤＣ配電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として備える照明器具や、パーソナルコンピュータなど直流電力の供給を受けて動作する直流機器が種々提供されている。この種の直流機器のうち、商用電源等からの交流電力を供給する一般的な交流コンセントに接続して使用されるものは、整流回路を含み交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路を具備（内蔵あるいは外付けのＡＣアダプタに具備）することにより、交流コンセントからの電力供給で動作可能な構成を採用している（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
一方、本願出願人は、たとえば住宅などの分電盤内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータによって商用電源等の交流電源を直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント等の直流アウトレットに対して直流供給線路を介して分電盤から直流電力を配電するＤＣ配電システムを提案している。このＤＣ配電システムにおいて直流機器を使用する場合、直流機器は直流コンセントに接続されることにより交流電力ではなく直流電力が供給されることとなるため、直流機器に上記ＡＣ／ＤＣ変換回路が不要になる。
【特許文献１】特開２００７−５９１５６号公報（第４−５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したＤＣ配電システムにおいて、直流電源（ＡＣ／ＤＣコンバータ）と直流機器との間に挿入されたスイッチや直流機器に設けられた電源スイッチが操作されるなどして、直流機器への電力供給がオンオフされると、直流機器への印加電圧が急変して過渡状態の印加電圧に発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧（たとえば回路のキャパシタンス成分、インダクタンス成分等に起因する）が発生することにより、直流供給線路に前記過渡電圧が重畳され電圧変動が発生することがある（図３（ｂ）参照）。直流供給線路に電圧変動が生じると、この直流供給線路に接続された他の直流機器の誤動作や不動作を生じることがある。また、直流供給線路は直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されることがあるが、この場合には前記電圧変動が通信信号に影響して通信エラーを生じる可能性もある。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができる直流機器およびＤＣ配電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、直流電源に接続された直流供給線路を介して直流電源から複数台の直流機器に直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いられる直流機器であって、直流電力により駆動される主回路と、当該主回路と直流供給線路との間に挿入され、主回路への電力供給のオンオフ時に直流供給線路に発生する電圧変動を抑制するローパスフィルタとを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、主回路と直流供給線路との間にはローパスフィルタが挿入されているから、主回路への電力供給のオンオフ時に主回路への印加電圧が急変しても、過渡状態の印加電圧に発生する発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧はローパスフィルタで抑制され、したがって直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができる。その結果、直流供給線路に接続された他の直流機器の誤動作や不動作、あるいは直流供給線路を通信線として用いる場合の通信エラー等を防止することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ローパスフィルタが、直流供給線路からの直流電力を整流して平滑する整流平滑回路からなることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、ローパスフィルタが整流平滑回路からなるので、比較的簡単な構成で直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記直流電源の出力電圧が５０Ｖ以下であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、直流供給線路からの入力電圧が５０Ｖ以下の比較的狭い範囲に制限されるため、入力電圧が５０Ｖを超える場合に比べて、ローパスフィルタの耐圧を小さく設定することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の直流機器を複数台備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、複数台の直流機器のうち一部の直流機器への電力供給のオンオフ時に発生する発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧がローパスフィルタで抑制され、直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができる。したがって、直流供給線路に接続された他の直流機器の誤動作や不動作、あるいは直流供給線路を通信線として用いる場合の通信エラー等を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の実施形態で説明する直流機器は、図２に示すように、たとえば住宅などの分電盤１１０内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２によって商用電源等の交流電源ＡＣを直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント１３１等の直流アウトレットに対して分電盤１１０から直流電力を配電するＤＣ配電システムに用いられるものである。
【００１６】
ここで、ＤＣ配電システムについて以下に図２を参照して簡単に説明する。
【００１７】
以下の説明では、ＤＣ配電システムを適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、ＤＣ配電システムの技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。
【００１８】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００１９】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００２０】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００２１】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００２２】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００２３】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００２４】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００２５】
上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００２６】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口（給電部）が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００２７】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００２８】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００２９】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００３０】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００３１】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００３２】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００３３】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００３４】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００３５】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００３６】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００３７】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００３８】
分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００３９】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００４０】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００４１】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００４２】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００４３】
この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【００４４】
以下では、上述したＤＣ配電システムにおいて照明システムＫ１０２を構築する照明器具を直流機器１０２の一例として説明するが、本発明はこの種の直流機器１０２以外にも適用することができる。ここで、直流アウトレットから直流機器１０２に印加される直流電圧の大きさは、交流の商用電源に比較して低く（たとえば２４Ｖ、５０Ｖなど）設定されている。
【００４５】
（実施形態）
本実施形態の直流機器１０２は、図１に示すように直流電源としてのＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に対し直流供給線路Ｗｄｃを介して接続され、直流電源からの直流電力の供給を受けて駆動される（つまり光源を点灯させる）ものである。なお、図１では、正極および負極の一対の直流供給線路Ｗｄｃのうち正極の直流供給線路Ｗｄｃのみを示し、負極の直流供給線路Ｗｄｃの図示は省略している。
【００４６】
図示例において、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２は、交流電源ＡＣから交流電力が供給されることによりダイオードＤ１を介して平滑用のコンデンサＣ１の両端に直流電圧を発生するものであって、コンデンサＣ１の両端電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ１に維持するようにコンパレータＣｏｍｐ１の出力を用いてフィードバック制御される。コンデンサＣ１の両端に生じる直流電圧は、直流供給線路Ｗｄｃを介して直流機器１０２に供給される。これにより、正極および負極の一対の直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧Ｖｄｃは、定常時には基準電圧Ｖｒｅｆ１に維持される。なお、図示例では、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と別に示しているが、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に含めてもよい。
【００４７】
ところで、図１ではそれぞれ構成の異なる３台の直流機器１０２ａ〜１０２ｃ（以下、特に区別しないときは単に直流機器１０２という）を示している。以下、各直流機器１０２の構成について説明する。
【００４８】
図中全ての直流機器１０２に共通の構成として、直流機器１０２は、直流電力により駆動され光源（図示せず）を点灯させる主回路１と、直流供給線路Ｗｄｃと主回路１との間に挿入されるローパスフィルタ２とを備えている。詳しくは後述するが、ローパスフィルタ２は主回路１への電力供給のオンオフ時に直流供給線路Ｗｄｃに発生する電圧変動を抑制するように、回路定数が設定されている。
【００４９】
直流機器１０２ａおよび直流機器１０２ｃはそれぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ３を介して直流供給線路Ｗｄｃに接続され、スイッチＳＷ１のオン時に直流機器１０２ａへ電力供給され、スイッチＳＷ３のオン時には直流機器１０２ｃへ電力供給されるように構成されている。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ３は、上記スイッチ１４１のように直流機器１０２と通信を行うものではなく、オン時に直流電力供給部１０１から直流機器１０２へ直流電力を供給しオフ時には前記直流電力を遮断するものである。
【００５０】
一方、直流機器１０２ｂは、主回路１とローパスフィルタ２との間にスイッチＳＷ２を具備するものであって、直流供給線路Ｗｄｃに対して直接接続され、前記スイッチＳＷ２のオン時に主回路１へ電力供給されるように構成されている。
【００５１】
しかして、上記各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオンすれば対応する各直流機器１０２の主回路１へ直流電源（ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２）からの直流電力が供給され（電力供給がオンし）、前記各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフすれば対応する各直流機器１０２の主回路１への前記直流電力の供給が停止する（電力供給がオフする）。そのため、上記ローパスフィルタ２がない従来構成では、図３（ｂ）に示すようにスイッチＳＷ１がオンした時点Ｔｏｎにおいて、直流機器１０２ａへの印加電圧Ｖｉｎが急峻に上昇して直流供給線路Ｗｄｃから直流機器１０２ａへ印加される直流電圧に発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧が重畳することにより、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧Ｖｄｃに前記過渡電圧が重畳されて電圧変動が発生する。同様に、スイッチＳＷ１がオフした時点Ｔｏｆｆにおいて、直流機器１０２ａへの印加電圧Ｖｉｎが急峻に低下して過渡状態の印加電圧Ｖｉｎに前記過渡電圧（発振電圧、サージ電圧等）が重畳されることにより、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧Ｖｄｃに前記過渡電圧が重畳されて電圧変動が発生する。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、主回路１と直流供給線路Ｗｄｃとの間にローパスフィルタ２が介在するので、図３（ａ）に示すようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ２のオンオフに伴う主回路１への電力供給のオンオフ時（図中、時刻Ｔｏｎ，Ｔｏｆｆ）に、主回路１への印加電圧Ｖｉｎが急変しても、このとき発生する高周波成分を含んだ前記過渡電圧はローパスフィルタ２で吸収（抑制）されることとなる。したがって、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧Ｖｄｃに発生する電圧変動を抑制することができる。
【００５３】
以上説明した本実施形態の直流機器１０２によれば、直流機器１０２への電力供給のオン時あるいはオフ時に直流供給線路Ｗｄｃに生じる電圧変動はローパスフィルタ２により抑制されるので、前記電圧変動により直流供給線路Ｗｄｃに接続された他の直流機器１０２の誤動作や不動作を生じることを回避することができる。
【００５４】
また、図１に示すスイッチ１４１のように、直流供給線路Ｗｄｃを通信路に利用して通信を行う通信回路３を有する機器が直流供給線路Ｗｄｃに接続されている場合には、本実施形態の構成によれば、直流供給線路Ｗｄｃに生じる電圧変動が抑制されるから、当該電圧変動が通信信号に影響して生じる通信エラーを防止できるという利点もある。なお、通信回路３を有する直流機器１０２に上記ローパスフィルタ２を設ける場合には、通信回路３が直流供給線路Ｗｄｃとローパスフィルタ２との間に挿入される構成とすることで、通信回路３においてはローパスフィルタ２の影響を受けずに通信できるようにする。
【００５５】
以下に、ローパスフィルタ２の回路構成について図１を参照して説明する。
【００５６】
直流機器１０２ａおよび直流機器１０２ｂにおいては、ローパスフィルタ２は、正極の直流供給線路Ｗｄｃと主回路１との間に挿入された整流ダイオードＤ２と、整流ダイオードＤ２のカソードと回路グランド（ここでは、負極の直流供給線路Ｗｄｃ）との間に接続された平滑コンデンサＣ２とで構成された整流平滑回路からなる。
【００５７】
また、直流機器１０２ｂにおけるローパスフィルタ２は、正極の直流供給線路Ｗｄｃと主回路１との接続点と回路グランド（ここでは、負極の直流供給線路Ｗｄｃ）との間に接続された、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ３の直列回路からなる。
【００５８】
上述したいずれのローパスフィルタ２であっても、主回路１への電力供給のオンオフ時に直流供給線路Ｗｄｃに発生する電圧変動については吸収し、主回路１に供給される直流電力については通過させるように、回路定数の設計によりカットオフ周波数が低く設定される。なお、ここでは、直流アウトレットから直流機器１０２に印加される直流電圧は５０Ｖ以下としており、これにより、ローパスフィルタ２の耐圧を比較的小さく設定することができる。
【００５９】
上記実施形態では、直流機器１０２として照明器具を例示したが、本発明の構成は、照明器具に限らず直流電力により駆動される種々の直流機器１０２に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】同上の直流機器が用いられるＤＣ配電システムを示すシステム構成図である。
【図３】（ａ）は同上の動作説明図、（ｂ）は（ａ）と比較する従来構成の動作説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 主回路
２ ローパスフィルタ
１０２，１０２ａ〜１０２ｃ 直流機器
１１２ ＡＣ／ＤＣコンバータ（直流電源）
Ｗｄｃ 直流供給線路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源に接続された直流供給線路を介して直流電源から複数台の直流機器に直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いられる直流機器およびＤＣ配電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として備える照明器具や、パーソナルコンピュータなど直流電力の供給を受けて動作する直流機器が種々提供されている。この種の直流機器のうち、商用電源等からの交流電力を供給する一般的な交流コンセントに接続して使用されるものは、整流回路を含み交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路を具備（内蔵あるいは外付けのＡＣアダプタに具備）することにより、交流コンセントからの電力供給で動作可能な構成を採用している（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
一方、本願出願人は、たとえば住宅などの分電盤内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータによって商用電源等の交流電源を直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント等の直流アウトレットに対して直流供給線路を介して分電盤から直流電力を配電するＤＣ配電システムを提案している。このＤＣ配電システムにおいて直流機器を使用する場合、直流機器は直流コンセントに接続されることにより交流電力ではなく直流電力が供給されることとなるため、直流機器に上記ＡＣ／ＤＣ変換回路が不要になる。
【特許文献１】特開２００７−５９１５６号公報（第４−５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したＤＣ配電システムにおいて、直流電源（ＡＣ／ＤＣコンバータ）と直流機器との間に挿入されたスイッチや直流機器に設けられた電源スイッチが操作されるなどして、直流機器への電力供給がオンオフされると、直流機器への印加電圧が急変して過渡状態の印加電圧に発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧（たとえば回路のキャパシタンス成分、インダクタンス成分等に起因する）が発生することにより、直流供給線路に前記過渡電圧が重畳され電圧変動が発生することがある（図３（ｂ）参照）。直流供給線路に電圧変動が生じると、この直流供給線路に接続された他の直流機器の誤動作や不動作を生じることがある。また、直流供給線路は直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されることがあるが、この場合には前記電圧変動が通信信号に影響して通信エラーを生じる可能性もある。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができる直流機器およびＤＣ配電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、直流電源に接続された直流供給線路を介して直流電源から複数台の直流機器に直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いられる直流機器であって、直流電力により駆動される主回路と、当該主回路と直流供給線路との間に挿入され、主回路への電力供給のオンオフ時に直流供給線路に発生する電圧変動を抑制するローパスフィルタとを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、主回路と直流供給線路との間にはローパスフィルタが挿入されているから、主回路への電力供給のオンオフ時に主回路への印加電圧が急変しても、過渡状態の印加電圧に発生する発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧はローパスフィルタで抑制され、したがって直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができる。その結果、直流供給線路に接続された他の直流機器の誤動作や不動作、あるいは直流供給線路を通信線として用いる場合の通信エラー等を防止することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ローパスフィルタが、直流供給線路からの直流電力を整流して平滑する整流平滑回路からなることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、ローパスフィルタが整流平滑回路からなるので、比較的簡単な構成で直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記直流電源の出力電圧が５０Ｖ以下であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、直流供給線路からの入力電圧が５０Ｖ以下の比較的狭い範囲に制限されるため、入力電圧が５０Ｖを超える場合に比べて、ローパスフィルタの耐圧を小さく設定することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の直流機器を複数台備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、複数台の直流機器のうち一部の直流機器への電力供給のオンオフ時に発生する発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧がローパスフィルタで抑制され、直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができる。したがって、直流供給線路に接続された他の直流機器の誤動作や不動作、あるいは直流供給線路を通信線として用いる場合の通信エラー等を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、直流供給線路に発生する電圧変動を抑制することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の実施形態で説明する直流機器は、図２に示すように、たとえば住宅などの分電盤１１０内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２によって商用電源等の交流電源ＡＣを直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント１３１等の直流アウトレットに対して分電盤１１０から直流電力を配電するＤＣ配電システムに用いられるものである。
【００１６】
ここで、ＤＣ配電システムについて以下に図２を参照して簡単に説明する。
【００１７】
以下の説明では、ＤＣ配電システムを適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、ＤＣ配電システムの技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。
【００１８】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００１９】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００２０】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００２１】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００２２】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００２３】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００２４】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００２５】
上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００２６】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口（給電部）が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００２７】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００２８】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００２９】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００３０】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００３１】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００３２】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００３３】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００３４】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００３５】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００３６】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００３７】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００３８】
分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００３９】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００４０】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００４１】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００４２】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００４３】
この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【００４４】
以下では、上述したＤＣ配電システムにおいて照明システムＫ１０２を構築する照明器具を直流機器１０２の一例として説明するが、本発明はこの種の直流機器１０２以外にも適用することができる。ここで、直流アウトレットから直流機器１０２に印加される直流電圧の大きさは、交流の商用電源に比較して低く（たとえば２４Ｖ、５０Ｖなど）設定されている。
【００４５】
（実施形態）
本実施形態の直流機器１０２は、図１に示すように直流電源としてのＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に対し直流供給線路Ｗｄｃを介して接続され、直流電源からの直流電力の供給を受けて駆動される（つまり光源を点灯させる）ものである。なお、図１では、正極および負極の一対の直流供給線路Ｗｄｃのうち正極の直流供給線路Ｗｄｃのみを示し、負極の直流供給線路Ｗｄｃの図示は省略している。
【００４６】
図示例において、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２は、交流電源ＡＣから交流電力が供給されることによりダイオードＤ１を介して平滑用のコンデンサＣ１の両端に直流電圧を発生するものであって、コンデンサＣ１の両端電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ１に維持するようにコンパレータＣｏｍｐ１の出力を用いてフィードバック制御される。コンデンサＣ１の両端に生じる直流電圧は、直流供給線路Ｗｄｃを介して直流機器１０２に供給される。これにより、正極および負極の一対の直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧Ｖｄｃは、定常時には基準電圧Ｖｒｅｆ１に維持される。なお、図示例では、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と別に示しているが、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に含めてもよい。
【００４７】
ところで、図１ではそれぞれ構成の異なる３台の直流機器１０２ａ〜１０２ｃ（以下、特に区別しないときは単に直流機器１０２という）を示している。以下、各直流機器１０２の構成について説明する。
【００４８】
図中全ての直流機器１０２に共通の構成として、直流機器１０２は、直流電力により駆動され光源（図示せず）を点灯させる主回路１と、直流供給線路Ｗｄｃと主回路１との間に挿入されるローパスフィルタ２とを備えている。詳しくは後述するが、ローパスフィルタ２は主回路１への電力供給のオンオフ時に直流供給線路Ｗｄｃに発生する電圧変動を抑制するように、回路定数が設定されている。
【００４９】
直流機器１０２ａおよび直流機器１０２ｃはそれぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ３を介して直流供給線路Ｗｄｃに接続され、スイッチＳＷ１のオン時に直流機器１０２ａへ電力供給され、スイッチＳＷ３のオン時には直流機器１０２ｃへ電力供給されるように構成されている。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ３は、上記スイッチ１４１のように直流機器１０２と通信を行うものではなく、オン時に直流電力供給部１０１から直流機器１０２へ直流電力を供給しオフ時には前記直流電力を遮断するものである。
【００５０】
一方、直流機器１０２ｂは、主回路１とローパスフィルタ２との間にスイッチＳＷ２を具備するものであって、直流供給線路Ｗｄｃに対して直接接続され、前記スイッチＳＷ２のオン時に主回路１へ電力供給されるように構成されている。
【００５１】
しかして、上記各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオンすれば対応する各直流機器１０２の主回路１へ直流電源（ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２）からの直流電力が供給され（電力供給がオンし）、前記各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフすれば対応する各直流機器１０２の主回路１への前記直流電力の供給が停止する（電力供給がオフする）。そのため、上記ローパスフィルタ２がない従来構成では、図３（ｂ）に示すようにスイッチＳＷ１がオンした時点Ｔｏｎにおいて、直流機器１０２ａへの印加電圧Ｖｉｎが急峻に上昇して直流供給線路Ｗｄｃから直流機器１０２ａへ印加される直流電圧に発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧が重畳することにより、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧Ｖｄｃに前記過渡電圧が重畳されて電圧変動が発生する。同様に、スイッチＳＷ１がオフした時点Ｔｏｆｆにおいて、直流機器１０２ａへの印加電圧Ｖｉｎが急峻に低下して過渡状態の印加電圧Ｖｉｎに前記過渡電圧（発振電圧、サージ電圧等）が重畳されることにより、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧Ｖｄｃに前記過渡電圧が重畳されて電圧変動が発生する。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、主回路１と直流供給線路Ｗｄｃとの間にローパスフィルタ２が介在するので、図３（ａ）に示すようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ２のオンオフに伴う主回路１への電力供給のオンオフ時（図中、時刻Ｔｏｎ，Ｔｏｆｆ）に、主回路１への印加電圧Ｖｉｎが急変しても、このとき発生する高周波成分を含んだ前記過渡電圧はローパスフィルタ２で吸収（抑制）されることとなる。したがって、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧Ｖｄｃに発生する電圧変動を抑制することができる。
【００５３】
以上説明した本実施形態の直流機器１０２によれば、直流機器１０２への電力供給のオン時あるいはオフ時に直流供給線路Ｗｄｃに生じる電圧変動はローパスフィルタ２により抑制されるので、前記電圧変動により直流供給線路Ｗｄｃに接続された他の直流機器１０２の誤動作や不動作を生じることを回避することができる。
【００５４】
また、図１に示すスイッチ１４１のように、直流供給線路Ｗｄｃを通信路に利用して通信を行う通信回路３を有する機器が直流供給線路Ｗｄｃに接続されている場合には、本実施形態の構成によれば、直流供給線路Ｗｄｃに生じる電圧変動が抑制されるから、当該電圧変動が通信信号に影響して生じる通信エラーを防止できるという利点もある。なお、通信回路３を有する直流機器１０２に上記ローパスフィルタ２を設ける場合には、通信回路３が直流供給線路Ｗｄｃとローパスフィルタ２との間に挿入される構成とすることで、通信回路３においてはローパスフィルタ２の影響を受けずに通信できるようにする。
【００５５】
以下に、ローパスフィルタ２の回路構成について図１を参照して説明する。
【００５６】
直流機器１０２ａおよび直流機器１０２ｂにおいては、ローパスフィルタ２は、正極の直流供給線路Ｗｄｃと主回路１との間に挿入された整流ダイオードＤ２と、整流ダイオードＤ２のカソードと回路グランド（ここでは、負極の直流供給線路Ｗｄｃ）との間に接続された平滑コンデンサＣ２とで構成された整流平滑回路からなる。
【００５７】
また、直流機器１０２ｂにおけるローパスフィルタ２は、正極の直流供給線路Ｗｄｃと主回路１との接続点と回路グランド（ここでは、負極の直流供給線路Ｗｄｃ）との間に接続された、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ３の直列回路からなる。
【００５８】
上述したいずれのローパスフィルタ２であっても、主回路１への電力供給のオンオフ時に直流供給線路Ｗｄｃに発生する電圧変動については吸収し、主回路１に供給される直流電力については通過させるように、回路定数の設計によりカットオフ周波数が低く設定される。なお、ここでは、直流アウトレットから直流機器１０２に印加される直流電圧は５０Ｖ以下としており、これにより、ローパスフィルタ２の耐圧を比較的小さく設定することができる。
【００５９】
上記実施形態では、直流機器１０２として照明器具を例示したが、本発明の構成は、照明器具に限らず直流電力により駆動される種々の直流機器１０２に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】同上の直流機器が用いられるＤＣ配電システムを示すシステム構成図である。
【図３】（ａ）は同上の動作説明図、（ｂ）は（ａ）と比較する従来構成の動作説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 主回路
２ ローパスフィルタ
１０２，１０２ａ〜１０２ｃ 直流機器
１１２ ＡＣ／ＤＣコンバータ（直流電源）
Ｗｄｃ 直流供給線路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に接続された直流供給線路を介して直流電源から複数台の直流機器に直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いられる直流機器であって、直流電力により駆動される主回路と、当該主回路と直流供給線路との間に挿入され、主回路への電力供給のオンオフ時に直流供給線路に発生する電圧変動を抑制するローパスフィルタとを備えることを特徴とする直流機器。
【請求項２】
前記ローパスフィルタは、直流供給線路からの直流電力を整流して平滑する整流平滑回路からなることを特徴とする請求項１記載の直流機器。
【請求項３】
前記直流電源の出力電圧は５０Ｖ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直流機器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の直流機器を複数台備えることを特徴とするＤＣ配電システム。
【請求項１】
直流電源に接続された直流供給線路を介して直流電源から複数台の直流機器に直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いられる直流機器であって、直流電力により駆動される主回路と、当該主回路と直流供給線路との間に挿入され、主回路への電力供給のオンオフ時に直流供給線路に発生する電圧変動を抑制するローパスフィルタとを備えることを特徴とする直流機器。
【請求項２】
前記ローパスフィルタは、直流供給線路からの直流電力を整流して平滑する整流平滑回路からなることを特徴とする請求項１記載の直流機器。
【請求項３】
前記直流電源の出力電圧は５０Ｖ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直流機器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の直流機器を複数台備えることを特徴とするＤＣ配電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１５９６５４（Ｐ２００９−１５９６５４Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３１４５９（Ｐ２００７−３３１４５９）
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]