(57)【要約】【課題】直流電源を利用しつつ、配線数が少なく高度な制御を実現することができる直流配電システムを提供する。【解決手段】直流配電システム１は、照明４０Ａ，４０Ｂと、検出部３０と、出力制御部２０と、を具備する。照明４０Ａ，４０Ｂは、直流電源１０と電源線ＰＬによって接続され、当該電源線ＰＬを介して直流電源１０から電力の供給を受けて点灯する。検出部３０は、照明４０Ａ，４０Ｂによって照射される領域の明るさを検出し、検出した明るさに関する情報を、電源線ＰＬを介して直流電源１０側に送る。出力制御部２０は、明るさに関する情報に基づいて直流電源１０から出力された出力電圧を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と電源線によって接続され、当該電源線を介して前記直流電源から電力の供給を受けて点灯する照明部と；
前記照明部によって照射される領域の明るさを検出し、検出した明るさに関する情報を、前記電源線を介して前記直流電源側に送る検出部と；
前記明るさに関する情報に基づいて前記直流電源から出力された出力電圧を制御する出力制御部と；
を具備する直流配電システム。
【請求項２】
前記検出部は、検出した明るさに応じて前記電源線を流れる消費電流を変化させることを特徴とする請求項１に記載の直流配電システム。
【請求項３】
前記検出部は、検出した明るさに応じて前記電源線に一定周波数の交流を発生させることを特徴とする請求項１または２に記載の直流配電システム。
【請求項４】
前記出力制御部は、バンドパス特性を有するフィルタを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の直流配電システム。
【請求項５】
前記出力制御部は、
一定周波数に設定され、前記検出部が発生させた前記一定周波数の交流を検出するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタが検出した交流に基づいて、前記明るさに関する情報を検出する制御部と、
前記制御部が検出した明るさに関する情報に基づいて、前記直流電源からの出力電圧を制御する電圧制御部と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の直流配電システム。
【請求項６】
前記照明部は、前記直流電源からの出力電圧に応じて明るさが変化することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の直流配電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、直流配電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーや快適な照明環境を実現するために、照明光の強度等を制御するシステムが開発されている。たとえば、所定のエリアの明るさを一定または特定のパターンに維持する照明制御システムが知られている。この照明制御システムは、光センサにより特定の照明装置の照明エリアの明暗度を検出し、検出した明暗度と、当該照明エリアの目標の明るさとが略一致するように、調光制御信号を生成する。これにより、所定のエリアの明るさを一定または特定のパターンに維持している。
【０００３】
また、近年、直流電源を利用した技術が見直されている。現在、一般家庭への送電は通常、交流電流によって行われている。多くの電子機器は、交流電流を整流して直流電流に変換した上で、内部の電子回路を動作させている。たとえば、従来、交流電源からの出力電圧を平滑化直流電圧に変換して出力する直流電源装置を備える照明制御装置が知られている。また、たとえば太陽光発電では取り出せる電力が直流のため、通常、利用前に交流に変換している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１００４７０号公報
【特許文献２】特開平８−６９８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、室内の明るさを感知するためのセンサを設ける場合、照明装置に電力を供給するための電源線のほかに、センサによる明るさの感知結果を情報として伝達するための制御線を設ける。電源線と別個に制御線を設けるには、そのための工事をおこなうことになる。また、配線が複雑になり、コストも増加する。工事の手間を省くために無線を利用するシステムを採用した場合には、やはり価格が高くなり、また、設置環境によっては電波等が届かない場合がある。
【０００６】
また、送電網から供給される交流電流を、各機器において逐一直流電流に変換した上で利用した場合、交流電流から直流電流への変換時に一定の損失が発生する。さらに、各機器にＡＣ／ＤＣ変換器を設けた場合、機器が大きくなりコストがかかる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、直流電源を利用しつつ、配線数が少なく高度な制御を実現することができる直流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】
【０００８】
実施形態の直流配電システムは、直流電源と電源線によって接続され、当該電源線を介して直流電源から電力の供給を受けて点灯する照明部と、照明部によって照射される領域の明るさを検出し、検出した明るさに関する情報を、電源線を介して直流電源側に送る検出部と、明るさに関する情報に基づいて直流電源から出力された出力電圧を制御する出力制御部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる直流配電システムは、直流電源を利用しつつ、配線数が少なく高度な制御を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の１実施形態に係る直流配電システムの一例の概要を示す図である。
【図２】図２は、本発明の１実施形態に係る検出部の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の１実施形態に係る制御部による処理の流れの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の１実施形態に係る、センサが検出した明るさのレベルと、電流制限部のスイッチの開閉動作との対応の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の１実施形態に係る出力制御部の構成の一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の１実施形態に係る直流配電システムにおける処理の流れの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態の直流配電システムは、直流電源と電源線によって接続され、当該電源線を介して直流電源から電力の供給を受けて点灯する照明部と、照明部によって照射される領域の明るさを検出し、検出した明るさに関する情報を、電源線を介して直流電源側に送る検出部と、明るさに関する情報に基づいて直流電源から出力された出力電圧を制御する出力制御部と、を具備する。
【００１２】
また、実施形態の直流配電システムが具備する検出部は、検出した明るさに応じて電源線を流れる消費電流を変化させてもよい。
【００１３】
また、実施形態の直流配電システムが具備する検出部は、検出した明るさに応じて電源線に一定周波数の交流を発生させてもよい。
【００１４】
また、実施形態の直流配電システムが具備する出力制御部は、バンドパス特性を有するフィルタを有してもよい。
【００１５】
また、実施形態の直流配電システムが具備する出力制御部は、一定周波数に設定され、検出部が発生させた一定周波数の交流を検出するバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタが検出した交流に基づいて、明るさに関する情報を検出する制御部と、制御部が検出した明るさに関する情報に基づいて、直流電源からの出力電圧を制御する電圧制御部と、を具備してもよい。
【００１６】
また、実施形態の直流配電システムが具備する照明部は、直流電源からの出力電圧に応じて明るさが変化してもよい。
【００１７】
以下に、本発明にかかる直流配電システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
［直流配電システムの概略構成］
図１は、本発明の１実施形態に係る直流配電システム１の一例の概要を示す図である。図１に示すように、直流配電システム１は、直流電源１０と、出力制御部２０と、検出部３０と、照明４０Ａ，４０Ｂと、を具備する。直流電源１０と、出力制御部２０と、検出部３０と、照明４０Ａ，４０Ｂとは、電源線ＰＬ（Power Lineの略称、以下同様）によって相互に接続される。なお、図１には、２つの照明４０Ａ，４０Ｂを示すが、照明の数は２つに限定されず、任意の数の照明を接続することができる。
【００１９】
直流電源１０は、直流の電力を供給する電源である。たとえば、外部送電網から交流電流の供給を受けて、ＡＣ／ＤＣ変換器によって直流電流に変換したものを直流電源１０として供給すればよい。また、直流電源１０は、太陽光発電や風力発電により取り出した電力を供給してもよいし、蓄電池に蓄積した電力を供給してもよい。
【００２０】
出力制御部２０は、直流電源１０の出力側に配置され、直流電源１０から供給される電力の電圧を調整する。具体的には、出力制御部２０は、電源線ＰＬを介して送られる、検出部３０（後述）において検出された明るさの情報を検出する。そして、出力制御部２０は、検出した明るさの情報に基づいて、直流電源１０から出力される電力の電圧を変動させる。出力制御部２０の詳細については後述する。
【００２１】
検出部３０は、電源線ＰＬによって、直流電源１０および出力制御部２０と接続される。検出部３０は、明るさを検出し、検出した明るさに応じた波形を有する電流を生成し、電源線ＰＬを介して出力制御部２０に送る。検出部３０の詳細についても後述する。
【００２２】
照明４０Ａ，４０Ｂは、直流電源１０からの電力の供給を受けて点灯する照明器具である。たとえば、白熱灯やＬＥＤ（Light Emitting Diode）電球、蛍光灯等、直流電源で点灯し、供給される電力の電圧に応じて明るさが変化する任意の照明器具を、照明４０Ａ，４０Ｂとして適用することができる。照明４０Ａ，４０Ｂは、直流電源１０と検出部３０との間に並列接続され、出力制御部２０により制御された電圧が照明４０Ａ，４０Ｂに供給される。照明４０Ａ，４０Ｂが生成する照明光の明るさは、検出部３０により検出される。
【００２３】
［検出部３０の構成の一例］
次に図２を参照して、検出部３０の構成の一例を説明する。図２は、１実施形態に係る検出部３０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、検出部３０は、制御部３１と、制御電源部３２と、を有する。
【００２４】
制御部３１は、検出部３０における明るさ検出や、検出した明るさに応じた電流生成を制御する。制御電源部３２は、電源線ＰＬと接続され、検出部３０内の各部に電力を供給する。制御部３１は、センサ３３と、処理部３４と、電流制御部３５と、電流制限部３６と、を有する。
【００２５】
センサ３３は、照明４０Ａ，４０Ｂが生成する照明光の明るさを感知する明るさセンサである。センサ３３は、照明光の明るさを感知できるものであれば特に限定されず、任意のセンサを適用することができる。センサ３３は、検出した明るさの情報を処理部３４に送る。
【００２６】
処理部３４は、マイクロプロセッサ等で構成される。処理部３４は、センサ３３が検出した明るさの情報に基づいて、照明４０Ａ，４０Ｂの明るさを調節するための信号を電流制御部３５に送る。たとえば、処理部３４は、センサ３３が検出した明るさの情報を数値（検出レベル）に置き換え、当該数値を指示する信号を生成し、電流制御部３５に送る。
【００２７】
電流制御部３５は、処理部３４から送られる信号に基づき、所望の交流信号（交流電流）を生成するよう電流制限部３６を制御する。すなわち、電流制御部３５は、処理部３４から送られる信号に基づき、検出レベルに応じた制御信号を生成する。電流制御部３５は、生成した制御信号を電流制限部３６に送る。
【００２８】
電流制限部３６は、スイッチＳＷを備える。電流制限部３６は、電流制御部３５から送られる制御信号に基づき、スイッチＳＷを連続的に開閉する。スイッチＳＷの連続的な開閉動作によって、電源線ＰＬに流れる直流電流に、交流信号が重畳される。
【００２９】
［制御部３１による処理の流れ］
次に、図３および図４を参照し、制御部３１による処理の流れを説明する。図３は、制御部３１による処理の流れの一例を説明するための図である。図４は、センサ３３が検出した明るさのレベルと、電流制限部３６のスイッチＳＷの開閉動作との対応の一例を示す図である。
【００３０】
まず、センサ３３が明るさを検出し、検出した明るさの情報を処理部３４に送る（ステップＳ３１）。処理部３４は、受け取った明るさの情報に基づき、電流制限部３６におけるスイッチ開閉動作の態様を決定する（ステップＳ３２）。たとえば、処理部３４は、図４に示すように予め定められた、明るさレベルとスイッチ開閉動作との対応付けに基づき、スイッチ開閉動作の態様を決定する。図４に示す例においては、センサ３３は、明るさを５段階レベルで検出するものとしている。そして、明るさレベル「１」の場合には、スイッチ開閉動作を「１回／秒」、明るさレベル「２」の場合には、スイッチ開閉動作を「２回／秒」等と設定している。図４の例では、明るさレベルが１から５になるにつれて、照度が高くなるものとする。処理部３４は、予め、センサ３３から受け取った明るさの情報に応じて、スイッチＳＷの開閉数を指示する信号を生成するように構成され、生成した信号を電流制御部３５に送る。電流制御部３５は、処理部３４から送られる信号に基づき、電流制限部３６においてスイッチＳＷを開閉するよう制御する（ステップＳ３３）。電流制限部３６は、電流制御部３５による制御のもと、スイッチＳＷを開閉することで、交流信号（交流電流）を生成する（ステップＳ３４）。検出部３０におけるこのような処理の結果、電源線ＰＬを流れる直流電流に交流信号が重畳される。
【００３１】
［出力制御部２０の構成の一例］
次に、図５を参照し、図１に示す出力制御部２０の構成の一例について説明する。図５は、本発明の１実施形態に係る出力制御部２０の構成の一例を示す図である。図５に示すように、出力制御部２０は、抵抗Ｒと、バンドパスフィルタ２１と、制御部２２と、電圧制御部２３と、を備える。
【００３２】
図５において、直流電源１０から電流が流れる方向を矢印Ｉで示す。出力制御部２０は、直流電源１０の出力側に配置される。また、出力制御部２０は、直流電源１０と、照明４０Ａ，４０Ｂおよび検出部３０との間に配置される。
【００３３】
バンドパスフィルタ２１は、検出部３０の電流制限部３６が生成する交流信号に合わせた周波数を通すフィルタ特性を有する。バンドパスフィルタ２１は、電源線ＰＬを介して検出部３０から送られる交流信号を取り出す。電源線ＰＬは、直流電源１０からの電力を供給する配線であるが、それとともに、検出部３０が生成した交流信号を送る。バンドパスフィルタ２１は、電源線ＰＬが送信する電力から交流信号のみを取り出すことで、検出部３０が検出した明るさの情報を取り出す役割をする。
【００３４】
制御部２２は、マイクロプロセッサ等で構成される。制御部２２は、バンドパスフィルタ２１が取り出した交流信号すなわち明るさの情報に基づき、電源線ＰＬを流れる電圧を制御する。制御部２２は、明るさのレベルに応じて、電源線ＰＬを流れる電圧を制御するよう予め構成される。たとえば、制御部２２は、予め達成すべき照明４０Ａ，４０Ｂの照度にあわせて、電源線ＰＬを流れる電圧値を制御するよう設定しておく。たとえば、照明４０Ａ，４０Ｂが達成すべき明るさレベルが「３」であるとする（図４参照）。この場合、制御部２２は、交流信号が示す明るさレベルが「１」であれば、照度を上げる、すなわち、電圧値を上げるように電圧制御部２３に指示する。また、制御部２２は、交流信号が示す明るさレベルが「５」であれば、照度を下げる、すなわち、電圧値を下げるように電圧制御部２３に指示する。
【００３５】
電圧制御部２３は、制御部２２からの指示に応じて、電源線ＰＬを流れる電圧を増減させる。電圧制御部２３の構成は特に限定されない。
【００３６】
［直流配電システム１における処理の流れの一例］
次に、図６を参照し、直流配電システム１における処理の流れの一例を説明する。図６は、本発明の１実施形態に係る直流配電システム１における処理の流れの一例を説明するための図である。
【００３７】
まず、直流電源１０から電源線ＰＬを介した電力の供給が開始される（ステップＳ６１）。すると、供給される電圧に応じた明るさで照明４０Ａ，４０Ｂが点灯する（ステップＳ６２）。検出部３０は、センサ３３により、点灯した照明４０Ａ，４０Ｂの明るさを検出し、電流制限部３６の動作により明るさ情報を電源線ＰＬに流す（ステップＳ６３）。出力制御部２０は、電源線ＰＬを介して送られる明るさ情報（交流信号）を検出し、検出した明るさ情報に応じて、電源線ＰＬを流れる電圧を調整する（ステップＳ６４）。電源線ＰＬを流れる電圧が調整される結果、照明４０Ａ，４０Ｂの生成する照明光の明るさが調整される（ステップＳ６５）。そして、さらに検出部３０による明るさ検出が継続して行われ（ステップＳ６３）、継続的に照明４０Ａ，４０Ｂの明るさが調整される。
【００３８】
［実施形態の効果］
このように、本実施形態に係る直流配電システム１は、直流電源１０と電源線ＰＬによって接続され、当該電源線ＰＬを介して直流電源１０から電力の供給を受けて点灯する照明４０Ａ，４０Ｂと、照明４０Ａ，４０Ｂによって照射される領域の明るさを検出し、検出した明るさの情報を、電源線ＰＬを介して直流電源１０側に送る検出部３０と、明るさの情報に基づいて直流電源１０から出力された出力電圧を制御する出力制御部２０と、を具備する。このため、本実施形態に係る直流配電システム１は、明るさの情報を、電源線ＰＬを介して、出力制御部２０に送り、照明４０Ａ，４０Ｂの明るさを調整するために電源線ＰＬを流れる電圧を制御することができる。したがって、電源線ＰＬと別に明るさの情報を送るための配線を設ける必要がなく、配線構造を簡素化することができ、システムを設置するコストを低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る直流配電システム１は、検出部３０において、検出した明るさに応じて電源線ＰＬを流れる消費電流を変化させる。このため、検出した明るさの情報を消費電流の変化によって詳細に伝達することができ、高度な制御を達成することができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る直流配電システム１は、検出部３０において、検出した明るさに応じて電源線ＰＬに一定周波数の交流を発生させる。このため、検出した明るさの情報を交流信号にして電源線ＰＬを介して容易に送ることができる。また、交流信号を、電源線ＰＬを介して送られる電力から容易に取り出して、明るさ情報を検出することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る直流配電システム１は、出力制御部２０が、バンドパス特性を有するフィルタを有する。このため、フィルタのバンドパス特性を、検出部３０が生成する交流信号と適合させておくことで、容易に明るさ情報を取り出すことができる。
【００４２】
また、本実施形態に係る直流配電システム１において、出力制御部２０は、一定周波数に設定され、前記検出部が発生させた一定周波数の交流を検出するバンドパスフィルタ２１と、バンドパスフィルタ２１が検出した交流に基づいて、検出部３０が検出した明るさを検出する制御部２２と、制御部２２が検出した明るさに基づいて、直流電源１０からの出力電圧を制御する電圧制御部２３と、を備える。このため、検出部３０が検出した明るさ情報を容易に取り出した上で、電源線ＰＬを流れる電圧を高度に制御することができる。
【００４３】
［変形例］
上記１実施形態においては、検出部３０は１つのセンサ３３を備えるものとした。しかし、検出部３０が備えるセンサ３３の数は特に限定されず、たとえば、部屋全体の明るさを調整したい場合などは、部屋の中央に１つ、部屋の４隅に１つずつ、計５つのセンサを設けておき、たとえば、各センサが検出した明るさの平均値、最大値または最小値等を算出して明るさ情報としてもよい。そして、当該明るさ情報に応じた交流信号を、スイッチ開閉動作により生成するものとしてもよい。
【００４４】
また、本実施形態の直流配電システム１は、たとえば、屋外から外部送電網の供給を受けて屋内の家電製品等に適した電圧に調整するために一般に使用されているパワーコンディショナー等に組み入れることができる。
【００４５】
また、上記１実施形態においては、検出部３０はセンサ３３が検出した明るさの情報を直流電源１０側に送り、出力制御部２０において、検出した明るさの情報に応じた制御を行うものとした。すなわち、電源線ＰＬを介して送られる情報は、センサ３３が検出した明るさを示す情報とし、出力制御部２０が、センサ３３が検出した明るさが所望の明るさより暗い場合には、電圧値を上げるための制御を行い、センサ３３が検出した明るさが所望の明るさより明るい場合には、電圧値を下げるための制御を行うものとした。しかし、これに限られず、検出部３０側で、出力制御部２０による制御内容を決定して、電源線ＰＬを介して送るものとしてもよい。たとえば、センサ３３が検出した明るさレベルが「５」の場合には、処理部３４において所定値だけ電圧値を下げるよう指示する信号を生成し、電流制御部３５は、当該信号に応じた開閉動作を電流制限部３６に実行させる制御信号を生成する。スイッチＳＷは、所定値だけ電圧値を下げるよう指示する交流信号を生成して、電源線ＰＬを介して直流電源１０側に送る。出力制御部２０の制御部２２は、交流信号の波形等に応じた指示内容を検出して、電圧制御部２３が所定値だけ電圧値を下げるよう制御を行う。
【００４６】
このように、電源線ＰＬを介して送られる情報は、センサ３３が検知した明るさのレベルを示すものであってもよいし、出力制御部２０における電圧値の制御内容であってもよい。すなわち、所定値だけ電圧値を上げる、所定値だけ電圧値を下げる、または、電圧値を変化させずに維持する等の、電圧制御部２３が実行する制御内容を指示する信号を、検出部３０において生成して、出力制御部２０に送るように構成してもよい。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１  直流配電システム
１０  直流電源
２０  出力制御部
２１  バンドパスフィルタ
２２  制御部
２３  電圧制御部
３０  検出部
３１  制御部
３２  制御電源部
３３  センサ
３４  処理部
３５  電流制御部
３６  電流制限部
４０Ａ，４０Ｂ  照明
ＰＬ  電源線
Ｒ  抵抗
ＳＷ  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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