(57)【要約】【課題】商用交流電源が出力する交流電圧が低下した場合であっても、安定した電圧の直流電力を供給でき、商用交流電源が長時間停電した場合であっても、直流電力を負荷に継続して供給すること。【解決手段】第１の整流部２２ａから直流電力が出力される第１の入力側直流電力ライン６１ａと、第１電源１１Ａから出力された交流電力、又は第１の整流部２２ａから出力された直流電力を受けて蓄電するとともに、第１電源１１Ａの出力電圧が低下したとき、蓄電した電力を放電する蓄電器２１と、予備電源としての第２電源１１Ｂからの直流電力が出力される第２の入力側直流電力ライン６１ｂと、第１及び第２の入力側直流電力ライン６１ａ，６１ｂに出力された直流電力の電圧に基づいてライン６１ａ，６１ｂを選択し、選択したライン６１ａ，６１ｂに出力された直流電力を出力ライン５４を介して負荷に供給する電源コントローラ５とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源から出力された交流電力を直流電力に変換する第１の変換部と、
前記第１の変換部から直流電力が出力される第１の電力ラインと、
前記第１の電源から出力された交流電力、又は前記第１の変換部から出力された直流電力を受けて蓄電するとともに、前記第１の電源が低下したとき、前記蓄電した電力を前記第１の変換部の入力側又は前記第１の電力ラインに放電する蓄電部と、
前記第１の電源に対する予備電源としての第２の電源からの直流電力が出力される第２の電力ラインと、
前記第１及び第２の電力ラインに出力された直流電力の電圧に基づいて前記第１又は第２の電力ラインを選択し、選択した前記第１又は第２の電力ラインに出力された直流電力を出力ラインを介して負荷に供給する選択部とを備えた電力供給装置。
【請求項２】
前記第２の電源は、前記第１の電源とは異なる交流電源と、前記交流電源から出力された交流電力を直流電力に変換する第２の変換部とを備えた請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記第２の電源は、前記第１の電源とは異なる直流電源と、前記直流電源から出力された直流電力の電圧を変圧する変圧部とを備えた請求項１記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記選択部から直流電力が出力される前記出力ラインが分岐して前記選択部からそれぞれの負荷に直流電力を供給する複数の分岐ラインと、
前記複数の分岐ラインに設けられ、予め定められた定格電力に基づいて前記分岐ラインの電路を遮断する複数の遮断部とを備えた請求項２又は３記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記選択部は、直流電力を前記出力ラインを介して第１及び第２の負荷に出力し、
前記第１又は第２の負荷の両方又は一方に直流電力を供給するように前記出力ラインの電路を切り替える切替部を備えた請求項２又は３記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
災害や事故によって交流電源（例えば、商用交流電源）が出力した交流電力の電圧が一時的に低下したとき、コンピュータや産業用ロボット等の産業機器の動作が停止することがある。このため、一時的に電圧が低下したときであっても、これらの産業機器に出力する電圧を一定に保ち、動作を維持する機能が求められている。従来、このような機能を有する直流電流用電圧低下保護装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、商用交流電源に接続される入力端子と、入力端子に供給される交流電圧を直流電圧に変換する交流／直流変換手段と、入力端子に供給された電気エネルギーを蓄えるための電解コンデンサと、直流電圧を昇圧又は降圧して電解コンデンサに充電する充電動作、及び蓄えられていた電気エネルギーによる直流電圧を降圧又は昇圧する放電動作を選択的に行う双方向変換手段と、入力端子に供給される交流電圧の低下を検出したとき、双方向変換手段が放電動作を行うように双方向変換手段を制御するスイッチング制御部とを備える直流電流用電圧低下保護装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の直流電流用電圧低下保護装置は、商用交流電源が出力する交流電圧が低下したとき、電解コンデンサが蓄えた電気エネルギーが尽きると電解コンデンサが出力する直流電圧が低下するため、安定した電圧の直流電力を負荷に供給できない。
【０００６】
また、電解コンデンサが電気エネルギーを蓄える容量には限界があり、商用交流電源が長時間停電した場合は、直流電力を負荷に継続して供給できない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、商用交流電源が出力する交流電圧が低下した場合であっても、安定した電圧の直流電力を供給でき、商用交流電源が長時間停電した場合であっても、直流電力を負荷に継続して供給できる電力供給装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の電源から出力された交流電力を直流電力に変換する第１の変換部と、前記第１の変換部から直流電力が出力される第１の電力ラインと、前記第１の電源から出力された交流電力、又は前記第１の変換部から出力された直流電力を受けて蓄電するとともに、前記第１の電源が低下したとき、前記蓄電した電力を前記第１の変換部の入力側又は前記第１の直流電力ラインに放電する蓄電部と、前記第１の電源に対する予備電源としての第２の電源からの直流電力が出力される第２の電力ラインと、前記第１及び第２の電力ラインに出力された直流電力の電圧に基づいて前記第１又は第２の電力ラインを選択し、選択した前記第１又は第２の電力ラインに出力された直流電力を出力ラインを介して負荷に供給する選択部とを備える電力供給装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、商用交流電源が出力する交流電圧が低下した場合であっても、安定した電圧の直流電力を供給でき、商用交流電源が長時間停電した場合であっても、直流電力を負荷に継続して供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電力システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る電源コントローラの構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る電力システムの一例を示す図である。
【図４】図４は、第２の実施の形態に係る電源コントローラの構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態に係る電源コントローラ及び電力変換部の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電力システムの一例を示す図である。この電力システム１は、交流電力を出力する２つの第１電源１１Ａ及び第２電源１１Ｂと、第１電源１１Ａ及び第２電源１１Ｂから出力された交流電力を直流電力に変換して負荷としてのネットワークシステム３に直流電力を供給する電力供給装置２とを備える。なお、図１中の実線で示す直流電力ライン６は、直流電力用であり、一点鎖線で示す交流電力ライン７は、交流電力用である。以下、それぞれの構成について説明する。
【００１３】
（電力供給装置２の構成）
電力供給装置２は、第１電源１１Ａから交流電力を受けて蓄電する蓄電器２１と、第１電源１１Ａ及び蓄電器２１から出力された交流電力を直流電力に整流して第１の入力側直流電力ライン６１ａに出力する第１の整流器２２ａと、第２電源１１Ｂから出力された交流電力を整流して出力する第２の整流器２２ｂと、電源コントローラ５とを備える。ここで、第１電源１１Ａは、第１の電源の一例であり、本実施の形態では、例えば商用交流電源を用いる。第２電源１１Ｂは、第２の電源の一例であり、本実施の形態では、例えば、発電機を用いる。
【００１４】
蓄電器２１は、第１電源１１Ａから供給された電力を受けて蓄電するとともに、蓄電した電力を第１電源１１Ａの出力電圧が低下したことを図示しない検出部により検出したとき、蓄電した電力を第１の整流器２２ａの入力側に放電する。蓄電器２１は、蓄電部の一例である。
【００１５】
蓄電器２１は、図示しない蓄電池（例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池）を備える。蓄電池を用いることで第１電源１１Ａの出力電圧が例えば、出力電圧が定格電圧の下限値よりも低下しているとき、第１の整流器２２ａに電気エネルギーを放電させ出力電圧を一定時間安定させることができる。
【００１６】
第１の整流器２２ａは、一端が第１の交流電力ライン７１ａに接続され、他端が第１の入力側直流電力ライン６１ａに接続される。第２の整流器２２ｂは、一端が第２の交流電力ライン７１ｂに接続され、他端が第２の入力側直流電力ライン６１ｂに接続される。第１の整流器２２ａは、第１の変換部の一例であり、第２の整流器２２ｂは、第２の変換部の一例である。ここで、第１の入力側直流電力ライン６１ａは、第１の電力ラインの一例であり、第２の入力側直流電力ライン６１ｂは、第２の電力ラインの一例である。
【００１７】
（電源コントローラ５の構成）
電源コントローラ５は、第１及び第２の入力側直流電力ライン６１ａ，６１ｂを介して入力された直流電力をネットワークシステム３に接続する第１乃至第４の出力側直流電力ライン６２ａ〜６２ｄを介して出力する。
【００１８】
電源コントローラ５は、第１及び第２の整流器２２ａ，２２ｂから出力された直流電力の電圧に基づいて第１又は第２の入力側直流電力ライン６１ａ，６１ｂのどちらかに出力された直流電力を選択し、それをネットワークシステム３への電力供給源とする。
【００１９】
図２は、第１の実施の形態に係る電源コントローラ５の構成の一例を示す図である。
【００２０】
電源コントローラ５は、第１及び第２の入力側直流電力ライン６１ａ，６１ｂから直流電力を入力する入力部５１と、入力部５１から直流電力が出力される出力ライン５４と、出力ライン５４から直流電力を入力して第１乃至第４の出力側直流電力ライン６２ａ〜６２ｄに直流電力を出力する出力部５２と、電源コントローラ５の各部を制御する制御部５３と、電源コントローラ５の各部で使用される電力を生成する内部回路電源５５とを備える。電源コントローラ５は、選択部としても機能する。
【００２１】
入力部５１は、例えば、２つの入力回路５１０を備える。入力回路５１０は、第１又は第２の入力側直流電力ライン６１ａ，６１ｂから直流電力を入力する入力端子５１１と、入力回路５１０の過電流を防止するヒューズ５１２と、抵抗器５１３と、入力回路５１０が入力した直流電力の電圧値及び電流値を測定する測定部５１４と、ダイオード５１５とをそれぞれ備える。
【００２２】
入力端子５１１は、一端が第１又は第２の入力側直流電力ライン６１ａ，６１ｂに接続され、他端がヒューズ５１２に接続される。ヒューズ５１２は、一端が入力端子５１１に接続され、他端が抵抗器５１３に接続される。測定部５１４は、抵抗器５１３の両端に接続される。
【００２３】
ダイオード５１５は、一端が抵抗器５１３に接続され、他端が出力ライン５４に接続される。ダイオード５１５は、複数の入力回路５１０に並列に設けられ、入力した直流電力の電圧が低下していない入力回路５１０を選択する。選択された入力回路５１０は、出力ライン５４に直流電力を出力する。
【００２４】
すなわち、ダイオード５１５は、それぞれのダイオード５１５に印加される直流電力の電圧と、それぞれのダイオード５１５が接続される節点５１５ａとの電位差がダイオード５１５の順方向降下電圧を超えたダイオード５１５が選択されて直流電力が出力される。
【００２５】
出力ライン５４は、一端が入力部５１に接続され、他端が出力部５２に接続され、途中に遮断器５４１を備える。出力ライン５４は、入力部５１から入力した直流電力を出力部５２に出力する。
【００２６】
出力ライン５４の遮断器５４１は、一端が入力部５１に接続され、他端が出力部５２に接続される。遮断器５４１は、出力ライン５４から出力部５２に出力する直流電力の過電流や電力供給装置２の漏電を検出したとき、出力ライン５４の電路を遮断する。
【００２７】
出力部５２は、例えば、４つの出力回路５２０を備える。出力回路５２０は、出力ライン５４が分岐した分岐ラインを構成する。
【００２８】
出力回路５２０は、抵抗器５２１と、出力回路５２０の電圧値及び電流値を測定する測定部５２２と、予め定められた定格電力に基づいて本回路５２０の電路を遮断する遮断器５２３とを備える。遮断器５２３は、遮断部の一例である。
【００２９】
抵抗器５２１は、一端が出力ライン５４に接続され、他端が遮断器５２３に接続される。測定部５２２は、抵抗器５２１の両端に接続される。
【００３０】
遮断器５２３は、一端が抵抗器５２１に接続され、他端が出力端子５２４に接続される。出力端子５２４は、一端が遮断器５２３に接続され、他端が、第１乃至第４の出力側直流電力ライン６２ａ〜６２ｄの何れかに接続される。
【００３１】
制御部５３には、入力部５１の測定部５１４と、出力部５２の測定部５２２と、出力ライン５４の遮断器５４１と、出力部５２の遮断器５２３と、図示しない通信端末に図中の破線で示される通信ケーブル８（例えば、ＬＡＮケーブル）を介して接続される接続部５３１と、第１の表示部５３２及び第２の表示部５３３が接続される。
【００３２】
制御部５３は、選択されている入力部５１の状態及び入力部５１の測定部５１４及び出力部５２の測定部５２２が測定した電圧値、電流値、及び算出した消費電力値を第１の表示部５３２に表示する。制御部５３は、出力ライン５４の遮断器５４１及び出力部５２の遮断器５２３の開閉状態を第１及び第２の表示部５３２、５３３に表示する。また、制御部５３は、電力供給装置２の状態を示す信号を接続部５３１及び通信ケーブル８を介して通信端末に送信する。
【００３３】
第１の表示部５３２は、例えば、液晶画面を備える、第１の表示部５３２は、制御部５３に接続される。第２の表示部５３３は、例えば、ＬＥＤで構成されるＬＥＤ表示盤を備える。第２の表示部５３３は、制御部５３に接続される。
【００３４】
内部回路電源５５は、出力ライン５４に接続される。内部回路電源５５は、出力ライン５４から入力した直流電力の電圧を昇圧又は降圧して図示しない回路配線を介して電源コントローラ５の各部に直流電力を供給する。
【００３５】
（ネットワークシステム３の構成）
図１中のネットワークシステム３は、図示しない上位のネットワークと本ネットワークシステム３との通信の中継をするスイッチングハブ３０と、接続された端末３５との通信の中継をする第１乃至第４の給電スイッチングハブ３１ａ〜３１ｄと、分電器３２と、第１乃至第３の逆変換器３３ａ〜３３ｃとを備える。
【００３６】
スイッチングハブ３０は、第１の出力側直流電力ライン６２ａから直流電力が供給される。スイッチングハブ３０には、第１乃至第４の給電スイッチングハブ３１ａ〜３１ｄ及び２つの端末３６が通信ケーブル８を介して接続される。端末３６は、例えば、コンピュータである。
【００３７】
第１の給電スイッチングハブ３１ａは、第２の出力側直流電力ライン６２ｂから直流電力を入力し、通信ケーブル８を介して端末３５及び第２の給電スイッチングハブ３１ｂに給電する。端末３５は、例えば、電話機やネットワークカメラである。
【００３８】
第２の給電スイッチングハブ３１ｂは、第１の給電スイッチングハブ３１ａから直流電力を入力し、端末３５に給電する。
【００３９】
分電器３２は、第３の出力側直流電力ライン６２ｃに接続される。分電器３２は、第３の出力側直流電力ライン６２ｃから出力された直流電力を分電して第３及び第４の給電スイッチングハブ３１ｃ，３１ｄ、及び第１の逆変換器３３ａに供給する。
【００４０】
第３の給電スイッチングハブ３１ｃは、通信ケーブル８を介して接続された端末３５に給電する。第４の給電スイッチングハブ３１ｄは、端末３５及び第２の逆変換器３３ｂに給電する。
【００４１】
第１の逆変換器３３ａは、分電器３２から入力した直流電力を交流電力に変換して端末３６に供給する。第２の逆変換器３３ｂは、第４の給電スイッチングハブ３１ｄから給電された直流電力を交流電力に変換して端末３６に供給する。
【００４２】
第３の逆変換器３３ｃは、第４の出力側電力供給ライン６２ｄから入力した直流電力を交流電力に変換して交流で動作する機器３７に供給する。機器３７は、例えば、照明機器である。
【００４３】
（電力システム１の動作）
以下、電力システム１の動作の一例について説明する。
【００４４】
（１）正常時の電力システム１の動作
電力供給装置２は、第１電源１１Ａ及び第２電源１１Ｂから交流電力が供給される。
【００４５】
第１電源１１Ａから供給された交流電力の一部は、蓄電器２１が備える蓄電池に電力を蓄電される。第１電源１１Ａから供給された交流電力のうち蓄電されない交流電力は、第１の整流器２２ａに出力される。
【００４６】
蓄電器２１又は第２電源１１Ｂから出力された交流電力は、第１の整流器２２ａ又は第２の整流器２２ｂにより直流電力に整流されて直流電力が電源コントローラ５に出力される。
【００４７】
第１の整流器２２ａ及び第２の整流器２２ｂから出力された直流電力は、電源コントローラ５の２つの入力回路５１０に出力される。この直流電力は、入力回路５１０の測定部５１４により電圧値及び電流値として測定される。
【００４８】
測定部５１４により入力回路５１０に出力された直流電力の電圧値及び電流値が測定されると、制御部５３は、第１の表示部５３２が表示する電圧値、電流値及び算出した消費電力値を更新する。
【００４９】
次に、２つの入力回路５１０が入力した直流電力のうち、電圧が低下していない直流電力がダイオード５１５により選択される。選択された入力回路５１０が入力した直流電力は、分流されて出力部５２の４つの出力回路５２０に出力される。この直流電力は、出力回路５２０の測定部５２２により電圧値及び電流値が測定される。
【００５０】
出力回路５２０から出力された直流電力は、スイッチングハブ３０、第１の給電スイッチングハブ３１ａ、分電器３２又は第３の逆変換器３３ｃの何れかに出力される。
【００５１】
第１の給電スイッチングハブ３１ａに出力された直流電力は、複数の端末３５及び第２の給電スイッチングハブ３１ｂに給電される。
【００５２】
第２の給電スイッチングハブ３１ｂに出力された直流電力は、２つの端末３５に給電される。
【００５３】
分電器３２に出力された直流電力は、第３及び第４の給電スイッチングハブ３１ｃ，３１ｄ及び第１の逆変換器３３ａに供給される。
【００５４】
第３の給電スイッチングハブ３１ｃに供給された直流電力は、複数の端末３５に給電される。
【００５５】
第４の給電スイッチングハブ３１ｄに供給された直流電力は、端末３５及び第２の逆変換器３３ｂに給電される。第２の逆変換器３３ｂに給電された直流電力は、交流電力に変換されて端末３６に供給される。
【００５６】
第１の逆変換器３３ａに供給された直流電力は、交流電力に変換されて端末３６に給電される。
【００５７】
第３の逆変換器３３ｃに出力された直流電力は、交流電力に変換されて機器３７に給電される。
【００５８】
スイッチングハブ３０は、通信ケーブル８を介して接続された端末３６及び第１乃至第４の給電スイッチングハブ３１ａ〜３１ｄと、図示しない上位のネットワークとの通信を中継する。
【００５９】
第１乃至第４の給電スイッチングハブ３１ａ〜３１ｄは、通信ケーブル８を介して接続された端末３５と、スイッチングハブ３０との通信を中継する。
【００６０】
（２）異常時の電力システム１の動作
第１電源１１Ａが出力する交流電力の電圧が低下した場合、この交流電力の電圧低下を蓄電器２１の図示しない検出部により検出し、蓄電器２１の蓄電池が蓄電した電力を第１の整流器２２ａに放電して負荷に出力する電圧を一定に保つ。
【００６１】
蓄電器２１が蓄電した電力が尽きると、電源コントローラ５は、入力回路５１０のダイオード５１５により電圧が低下していない第２電源１１Ｂを電力供給源として選択し、第２電源１１Ｂが出力した交流電力を変換した直流電流をスイッチングハブ３０等に供給する。
【００６２】
入力部５１が出力部５２に出力する直流電力の過電流や電力供給装置２の漏電が発生した場合、出力ライン５４の遮断器５４１は、この過電流や漏電を検出して出力ライン５４の電路を遮断する。
【００６３】
出力ライン５４の遮断器５４１の開閉動作によって出力ライン５４の通電状態が変化したとき、制御部５３は、第１及び第２の表示部５３２，５３３が表示する電路の通電状態を更新する。
【００６４】
出力回路５２０からスイッチングハブ３０等に供給される直流電流が予め定められた定格電圧を越えている場合は、出力回路５２０の遮断器５２３は、出力回路５２０の電路を遮断する。
【００６５】
（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によると、以下の効果を奏する。
【００６６】
（ａ）災害や事故による第１電源１１Ａが出力する交流電力の電圧が低下したとき、電源コントローラ５は、出力された直流電力の電圧が低下していない第１又は第２の入力側直流電力ライン６１ａ，６１ｂを瞬断することなく電力供給源として選択することができる。このため、電圧が安定した直流電力を負荷に供給することができる。
【００６７】
（ｂ）第１電源１１Ａの予備電源として蓄電器２１の他に第２電源１１Ｂを接続することで、電力供給装置２は、蓄電器２１が蓄電した電力が尽きたとしても、第２電源１１Ｂからの直流電力を負荷に供給できる。このことから、第１電源１１Ａが長時間停電したとしても、継続して直流電力を負荷に供給することができる。
【００６８】
（ｃ）電源コントローラ５のそれぞれの出力回路５２０が遮断器５２３を備えることにより、何れかの出力回路５２０が出力する直流電力が予め定めた定格電力を超えたとき、定格電力を超えている出力回路５２０の電路のみを遮断することができる。この結果、負荷全体に出力する直流電力が停止することを防止できる。
【００６９】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る電力システムの構成の一例を示す図である。
【００７０】
第１の実施の形態では、電力システム１は、第１電源１１Ａ及び第２電源１１Ｂが電力供給装置２に交流電力を出力していたが、本実施の形態に係る電力システム１Ａは、４つの第１、第２、第３及び第４電源１２Ａ〜１２Ｄが交流電力を、第５の電源１２Ｅが直流電力を電力供給装置２Ａに供給する点で異なる。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００７１】
ここで、第１電源１２Ａは、第１の電源の一例であり、本実施の形態では、商用交流電源を用いる。第５電源１２Ｅは、第２の電源の一例であり、本実施の形態では、例えば、太陽光パネルを用いる。第２の電源１２Ｂは、例えば、内燃機関を搭載した発電機であり、第３電源１２Ｃは、例えば、風力発電機であり、第４電源１２Ｄは、例えば、水力発電機である。
【００７２】
本実施の形態に係る電力供給装置２Ａは、第１の整流器２２ａと、第２の整流器２２ｂと、第３電源１２Ｃから出力された交流電力を直流電力に整流して第３の入力側直流電力ライン６１ｃに出力する第３の整流器２２ｃと、第４電源１２Ｄから出力された交流電力を整流して第４の入力側直流電力ライン６１ｄに出力する第４の整流器２２ｄと、第５電源１２Ｅから出力された直流電力を昇圧又は降圧して第５の入力側直流電力ライン６１ｅに出力する直流変圧器２３と、電源コントローラ５Ａとを備える。直流変圧器２３は、変圧部の一例である。
【００７３】
第３の整流器２２ｃは、一端が第３の交流電力ライン７１ｃに接続され、他端が第３の入力側直流電力ライン６１ｃに接続される。第４の整流器２２ｄは、一端が第４の交流電力ライン７１ｄに接続され、他端が第４の入力側直流電力ライン６１ｄに接続される。
【００７４】
直流変圧器２３は、第５電源１２Ｅから直流電力が出力され、直流電流を昇圧又は降圧して第５の入力側直流電力ライン６１ｅに出力する。
【００７５】
電源コントローラ５Ａは、第１乃至第４の整流器２２ａ〜２２ｄ及び直流変圧器２３から出力された直流電流の電圧に基づいて第１乃至第５の入力側直流電力ライン６１ａ〜６１ｅを電力供給源として選択してネットワークシステム３に直流電力を供給する。
【００７６】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電源コントローラ５Ａの構成の一例を示す図である。
【００７７】
電源コントローラ５Ａの入力部５１は、例えば５つの入力回路５１０を備える。入力回路５１０は、第１乃至第５の入力側直流電力ライン６１ａ〜６１ｅの何れかと接続されて直流電力を入力する。
【００７８】
ダイオード５１５は、複数の入力回路５１０に並列に設けられ、第１乃至第５の入力側直流電力ライン６１ａ〜６１ｅから入力した直流電力の電圧が低下していない入力回路５１０を電力供給源として選択する。選択された入力回路５１０は、出力ライン５４に直流電力を出力する。
【００７９】
（電力供給装置２Ａの動作）
以下、本実施の形態に係る電力供給装置２Ａの動作について第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００８０】
電力供給装置２Ａは、第１、第２、第３、第４電源１２Ａ〜１２Ｄから交流電力が供給され、第５電源１２Ｅから直流電力が供給される。
【００８１】
次に、第３電源１２Ｃ又は第４電源１２Ｄから供給された交流電力は、第３の整流器２２ｃ又は第４の整流器２２ｄにより直流電力に整流されて電源コントローラ５Ａに出力される。第５電源１２Ｅから供給された直流電力は、直流変圧器２３により直流電力の電圧が昇圧又は降圧されて電源コントローラ５Ａに出力される。
【００８２】
第１乃至第４の整流器２２ａ〜２２ｄから出力された直流電力、及び直流変圧器２３から出力された直流電力は、５つの入力回路５１０のそれぞれに出力される。
【００８３】
次に、５つの入力回路５１０に出力された直流電力のうち、電圧が低下していない直流電力がダイオード５１により選択される。選択された入力回路５１０が入力した直流電力は、分流されて出力部５２の４つの出力回路５２０に出力される。
【００８４】
出力回路５２０から出力された直流電力は、各出力回路５２０に接続されたスイッチングハブ３０、第１の給電スイッチングハブ３１ａ、分電器３２及び第３の逆変換器３３ｃに出力される。
【００８５】
（第２の実施の形態の効果）
（ａ）本発明の第２の実施の形態によれば、直流電源から出力された直流電力を変換することなく負荷に供給することが可能であることから、直流電源から出力された直流電力が負荷に供給されたときは、変換損失を低減させることができる。この結果、電力供給装置２Ａの電力損失を低下させることが可能である。
【００８６】
（ｂ）電力供給装置２Ａに電力を供給する予備電源を複数備え、商用交流電源の電圧低下時又は停電時に、電源コントローラ５Ａにより複数の予備電源から負荷に供給する電力を選択することで、それぞれの予備電源の電圧低下及び出力停止を補完することができる。これにより、電圧低下及び停電に対して強固な電力システム１Ａを構築できる。
【００８７】
［第３の実施の形態］
【００８８】
図５は、第３の実施の形態に係る電源コントローラ及び電力変換部の構成の一例を示す図である。
【００８９】
第２の実施の形態では、電源コントローラ５Ａは、出力部５２から負荷であるネットワークシステム３に直流電力を供給していたが、本実施の形態に係る電源コントローラ５Ｂは、出力部５２及び第２の出力部５７から直流電力を出力する電路を切替器５６により切り替え、負荷であるネットワークシステム３及び電力変換部９の両方又は一方に直流電力を出力する点で異なる。以下、第１及び第２の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００９０】
電源コントローラ５Ｂの第２の出力部５７は、抵抗器５７１と、電圧値、電流値を測定する測定部５７２と、第５の出力側直流電力ライン６２ｅに直流電力を出力する出力端子５７３とを備える。
【００９１】
第２の出力部５７は、一端が遮断器５４１と切替器５６との間の接点に接続され、他端が第５の出力側直流電力ライン６２ｅに接続される。第２の出力部５７は、出力ライン５４から直流電力を入力し、第５の出力側直流電力ライン６２ｅに直流電力を出力する。
【００９２】
切替器５６は、例えば、スイッチや電磁開閉器である。切替器５６は、一端が遮断器５４１に接続し、他端が出力部５２に接続する。切替器５６は、入力部５１及び出力部５２の電路を遮断する接点５６１を備える。切替器は、切替部の一例である。
【００９３】
切替器５６の接点５６１がオン状態（通電状態）のとき、入力部５１と、出力部５２及び第２の出力部５７が通電する。このとき、電源コントローラ５Ｂは、第１乃至第５の出力側直流電力ライン６２ａ〜６２ｅに直流電力を出力する。第５の出力側直流電力ライン６２ｅは、電力変換部９に直流電力を供給する。
【００９４】
一方、接点５６１がオフ状態（遮断状態）のとき、入力部５１と、第２の出力部５７が通電する。このとき、電源コントローラ５Ｂは、第５の出力側直流電力ライン６２ｅに直流電力を出力する。
【００９５】
電力変換部９は、逆変換器９１と、分電盤９２を備える。逆変換器９１は、第５の出力側直流電力ライン６２ｅから入力した直流電力を交流電力に変換して分電盤９２に出力する。
【００９６】
分電盤９２は、逆変換器９１から入力した交流電力を、図示しない交流電力で動作する機器に供給する。ここで、ネットワークシステム３は、第１の負荷の一例であり、電力変換部９及び図示しない交流電力で動作する機器は、第２の負荷の一例である。
【００９７】
（電源コントローラ５Ｂ及び電力変換部９の動作）
以下、本実施の形態に係る電源コントローラ５及び電力変換部９の切替器５６の切り替え動作について第１及び第２の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００９８】
（１）切替器５６の接点５６１がオン状態（通電状態）の場合の動作
電源コントローラ５Ｂの入力部５１が入力した直流電力は、出力部５２及び第２の出力部５７に出力される。
【００９９】
出力部５２から出力された直流電力は、スイッチングハブ３０等のネットワークシステム３を構成する機器に供給される。
【０１００】
第２の出力部５７から出力された直流電力は、電力変換部９の逆変換器９１により交流電力に変換されて分電盤９２に出力される。
【０１０１】
分電盤９２に出力された交流電力は、図示しない交流電力で動作する機器に供給される。
【０１０２】
切替器５６は、例えば、電源コントローラ５Ｂから出力している直流電力が予め定められた定格電力を越えているとき、制御部５３や電力供給装置２の使用者により切り替えられる。
【０１０３】
（２）切替器５６の接点５６１が遮断されている場合の動作
電源コントローラ５Ｂの入力部５１が入力した直流電力は、第２の出力部５７に出力される。
【０１０４】
第２の出力部５７から出力された直流電力は、電力変換部９の逆変換器９１により交流電力に変換されて分電盤９２に出力される。
【０１０５】
（第３の実施の形態の効果）
上記した第３の実施の形態によると、以下の効果を奏する。
【０１０６】
本発明の第３の実施の形態によれば、電力供給装置２が負荷に出力する電力が増大したとき、切替器５６により電力を出力する電路を切り替えることで電力供給装置２から出力する電力を低減することができ、第２の出力部５７から電力変換部９に継続して直流電力を供給することができる。このことから、電力供給装置２から出力される電力が急激に増大した場合であっても、切替器５６が電路を切り替えることにより電力供給装置２から電力が供給される負荷全体の停電を回避できる。
【０１０７】
［変形例］
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記第１乃至第３の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の対応において実施することが可能である。例えば、本発明では、電力供給装置２は、産業用ロボット等の産業機器に電力を供給する構成や、災害時等の緊急用電源として防災無線機器等の防災機器に電力を供給する構成としてもよい。
【０１０８】
また、蓄電器２１は、第１電源１１Ａと第１の整流器２２ａの間に設けられるものとして説明したが、蓄電器２１は、第１の整流器２２ａから直流電力を入力し、第１の入力側直流電力ライン６１ａに直流電力を出力する構成としてもよい。
【０１０９】
また、本発明では、電源コントローラ５が有する選択機能を並列に設けられたダイオード５１５によって実現するものとして説明したが、例えば、半導体スイッチ等によって選択機能を実現する構成としてもよい。
【０１１０】
また、電源コントローラ５は、複数の直流電力ライン６に直流電力を出力するものとして説明したが、１つの出力側電力供給ライン６２に電力を供給する構成としてもよい。また、実施の形態よりも電力を出力する直流電力ライン６の数を増やす構成としてもよい。
【０１１１】
また、第３の実施の形態において、第２の出力部５７を複数備え、出力部５２及び複数の第２の出力部５７、又は複数の第２の出力部５７から負荷に電力を出力するように電源コントローラ５Ｂの電路を切り替える構成としてもよい。
なお、本発明の実施の形態は、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施が可能である。
【０１１２】
また、本発明の要旨を変更しない範囲内で上記実施の形態の構成要素のうち一部を除くことも可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１…電力システム、１Ａ…電力システム、２…電力供給装置、２Ａ…電力供給装置、３…ネットワークシステム、５…電源コントローラ、５Ａ…電源コントローラ、５Ｂ…電源コントローラ、６…直流電力ライン、７…交流電力ライン、８…通信ケーブル、９…電力変換部、１１Ａ…第１電源、１１Ｂ…第２電源、１２Ａ…第１電源、１２Ｂ…第２電源、１２Ｃ…第３電源、１２Ｄ…第４電源、１２Ｅ…第５電源、２１…蓄電器、２２ａ…第１の整流器、２２ｂ…第２の整流器、２２ｃ…第３の整流器、２２ｄ…第４の整流器、２３…直流変圧器、３０…スイッチングハブ、３１ａ…第１の給電スイッチングハブ、３１ｂ…第２の給電スイッチングハブ、３１ｃ…第３の給電スイッチングハブ、３１ｄ…第４の給電スイッチングハブ、３２…分電器、３３ａ…第１の逆変換器、３３ｂ…第２の逆変換器、３３ｃ…第３の逆変換器、３５…端末、３６…端末、３７…機器、５１…入力部、５２出力部、５３…制御部、５４…出力ライン、５５…内部回路電源、５６…切替器、５７…第２の出力部、６１ａ…第１の入力側直流電力ライン、６１ｂ…第２の入力側直流電力ライン、６１ｃ…第３の入力側直流電力ライン、６１ｄ…第４の入力側直流電力ライン、６１ｅ…第５の入力側直流電力ライン、６２ａ…第１の出力側直流電力ライン、６２ｂ…第２の出力側直流電力ライン、６２ｃ…第３の出力側電力供給ライン、６２ｄ…第４の出力側電力供給ライン、６２ｅ…第５の出力側直流電力ライン、７１ａ…第１の交流電力ライン、７１ｂ…第２の交流電力ライン、７１ｃ…第３の交流電力ライン、７１ｄ…第４の交流電力ライン、９１…逆変換器、９２…分電盤、５１０…入力回路、５１１…入力端子、５１２…ヒューズ、５１３…抵抗器、５１４…測定部、５１５…ダイオード、５１５ａ…節点、５２０…出力回路、５２１…抵抗器、５２２…測定部、５２３…遮断器、５２４…出力端子、５３１…接続部、５３２…第１の表示部、５３３…第２の表示部、５４１…遮断器、５６１…接点、５７１…抵抗器、５７２…測定部、５７３…出力端子
【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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