(57)【要約】【課題】  複数のスイッチング電源を用いて電源電圧を供給しつつリップル電圧を低減することができる給電システム、給電制御装置、給電装置、及び給電方法を提供する。【解決手段】  給電制御装置２は、複数の給電装置３における電源電圧をスイッチングするスイッチング素子を、互いに異なるタイミングでオンオフさせるタイミング信号Ｓｔを生成して複数の給電装置３へ送信し、複数の給電装置３は、給電制御装置２から送信されたタイミング信号Ｓｔに応じてスイッチング素子のオンオフタイミングを調整することにより、複数の給電装置３におけるスイッチング素子を、互いに異なるタイミングでオンオフさせるようにした。【選択図】      図５
2006320182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧の供給及び通信に共用される導体線を介して負荷へ前記電源電圧を供給する複数の給電装置と前記複数の給電装置の動作を制御する給電制御装置とを備えた給電システムであって、
前記複数の給電装置は、
外部から供給される電圧を受電する受電部と、
前記受電部により受電された電圧を予め設定された所定の周期でオンオフすることにより前記電源電圧を生成する第１のスイッチ部と、
前記給電制御装置との間で前記導体線を介して通信を行う給電側通信部と、
前記給電側通信部により受信された、前記オンオフするタイミングを示すタイミング情報に応じて前記第１のスイッチ部におけるオンオフのタイミングを調整するスイッチング制御部とを備え、
前記給電制御装置は、
前記導体線を介して前記複数の給電装置との間で通信を行う制御側通信部と、
前記複数の給電装置における第１のスイッチ部を、互いに異なるタイミングでそれぞれオンオフさせるべく前記タイミングを示すタイミング情報を生成するタイミング情報生成部と、
前記タイミング情報生成部により生成されたタイミング情報を前記制御側通信部により送信させるタイミング指示部とを備えたこと
を特徴とする給電システム。
【請求項２】
前記タイミング情報生成部は、前記周期の位相における３６０°を前記複数の給電装置の数の各約数で除して得られた位相だけ前記複数の給電装置におけるオンオフのタイミングが互いに異なるように、前記各給電装置における前記タイミングをそれぞれ決定し、当該決定したタイミングを示すタイミング情報を生成すること
を特徴とする請求項１記載の給電システム。
【請求項３】
前記複数の給電装置は、前記複数の給電装置の数の各約数で除して得られる複数の位相を前記複数の給電装置に割り当てる順番を順序づけする順序情報の設定を受け付ける順序情報設定部をさらに備え、
前記タイミング情報生成部は、前記各給電装置の順序情報設定部に設定された前記順序情報を収集し、収集した順序情報で示される順番で、前記各給電装置におけるタイミング情報を生成すること
を特徴とする請求項２記載の給電システム。
【請求項４】
前記複数の給電装置は、
前記導体線に生じたリップル電圧を検出する給電側検出部と、
前記給電側検出部により検出されたリップル電圧を示す信号を、前記給電側通信部によって前記給電制御装置へ送信させるリップル電圧通知部とをさらに備え、
前記給電制御装置は、
前記タイミング情報を、前記各給電装置に対する前記タイミングの割当てを変えながら複数回、前記制御側通信部により送信させ、当該送信させる都度、前記制御側通信部によって前記複数の給電装置から送信された前記リップル電圧を示す信号を受信させ、前記制御側通信部により受信されたリップル電圧を示す信号から、前記導体線における前記各タイミングの割当てに応じたリップル電圧のレベルを示す情報を取得するリップルレベル取得部をさらに備え、
前記タイミング情報生成部は、前記リップルレベル取得部により取得された前記各タイミングの割当てに応じたリップル電圧のレベルに基づいて、前記タイミング情報を生成すること
を特徴とする請求項１又は２記載の給電システム。
【請求項５】
前記給電制御装置は、
前記導体線に生じたリップル電圧を検出する第１の制御側検出部と、
前記タイミング情報を、前記各給電装置に対する前記タイミングの割当てを変えながら複数回、前記制御側通信部により送信させ、当該送信させる都度、前記第１の制御側検出部によって前記導体線に生じたリップル電圧を検出させ、前記第１の制御側検出部によって検出された前記リップル電圧から、前記導体線における前記各タイミングの割当てに応じたリップル電圧のレベルを示す情報を取得するタイミング割り当て処理を行うリップルレベル取得部と
をさらに備え、
前記タイミング情報生成部は、前記リップルレベル取得部により取得された前記各タイミングの割当てに応じたリップル電圧のレベルに基づいて、前記タイミング情報を生成すること
を特徴とする請求項１又は２記載の給電システム。
【請求項６】
前記リップルレベル取得部は、前記制御側通信部によって前記複数の給電装置へ各給電装置のリップル電圧の上昇を指示するリップル上昇指示を送信させた後、前記タイミング割り当て処理を行うものであり、
前記複数の給電装置は、
前記第１のスイッチ部により生成された前記電源電圧を平滑する平滑部と、
前記給電側通信部により前記リップル上昇指示が受信された場合に、前記平滑部による平滑処理を停止させる平滑制御部とをさらに備えたこと
を特徴とする請求項５記載の給電システム。
【請求項７】
前記タイミング情報生成部は、前記リップルレベル取得部により取得された前記リップル電圧のレベルが、予め設定された基準電圧以下となった場合における前記各タイミングの割当てに応じて、前記タイミング情報を生成すること
を特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の給電システム。
【請求項８】
前記タイミング情報生成部は、前記リップルレベル取得部により取得された前記各タイミングの割当てに応じた前記リップル電圧のレベルのうち、最も低いレベル値を示す信号が受信された際における前記タイミングの割当てに応じて、前記タイミング情報を生成すること
を特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の給電システム。
【請求項９】
外部から供給される電圧を予め設定された所定の周期でオンオフすることにより電源電圧を生成する複数の給電装置との間で前記電源電圧の供給及び通信に共用される導体線を介して通信を行う給電制御装置であって、
前記導体線を介して前記複数の給電装置との間で通信を行う制御側通信部と
前記複数の給電装置を、互いに異なるタイミングでオンオフさせるべく前記オンオフのタイミングを示すタイミング情報を生成するタイミング情報生成部と、
前記タイミング情報生成部により生成されたタイミング情報を前記制御側通信部により送信させるタイミング指示部とを備えること
を特徴とする給電制御装置。
【請求項１０】
電源電圧の供給及び通信に共用される導体線を介して負荷へ前記電源電圧を供給する複数の給電装置と前記複数の給電装置の動作を制御する給電制御装置とを備えた給電システムに用いられる給電装置であって、
外部から供給される電圧を受電する受電部と、
前記受電部により受電された電圧を予め設定された所定の周期でオンオフすることにより前記電源電圧を生成する第１のスイッチ部と、
前記給電制御装置との間で前記導体線を介して通信を行う給電側通信部と、
前記給電側通信部により受信された、前記オンオフのタイミングを示すタイミング情報に応じて前記第１のスイッチ部におけるオンオフのタイミングを調整するスイッチング制御部と
を備えることを特徴とする給電装置。
【請求項１１】
電源電圧の供給及び通信に共用される導体線を介して負荷へ前記電源電圧を供給する複数の給電装置と前記複数の給電装置の動作を制御する給電制御装置とを用いる給電方法であって、
前記給電制御装置が、
前記複数の給電装置における第１のスイッチ部を、互いに異なるタイミングでオンオフさせるべく前記タイミングを示すタイミング情報を生成するステップと、
前記生成されたタイミング情報を前記導体線を介して前記複数の給電装置へ送信するステップとを含み、
前記複数の給電装置が、
外部から供給された電圧を予め設定された所定の周期でオンオフすることにより前記電源電圧を生成するステップと、
前記給電制御装置から前記オンオフするタイミングを示すタイミング情報を受信し、当該受信したタイミング情報に応じて前記オンオフのタイミングを調整するステップとを含むこと
を特徴とする給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源供給及び通信に共用される導体線を介して負荷へ電源電流を供給する給電システム、給電制御装置、給電装置、及び給電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源供給及び通信に共用される導体線に、この導体線を介して電源電圧に通信信号を重畳させることにより互いに通信可能に構成された複数台の通信装置と、その導体線を介して通信装置に電源供給を行う給電装置とを接続した給電システムが用いられている。このような給電システムでは、１台の給電装置で給電を行うと、給電装置に必要とされる電流容量、すなわち給電装置が出力できる出力電力量を増大させる必要があるためコストが増大したり、給電装置が何らかの異常により給電を停止すると導体線に接続されたすべての通信装置が動作を停止したりするため信頼性を損なう、という不都合がある。そこで、電流容量が小さい安価なスイッチング電源を複数並列に接続して導体線に電源電圧を供給するようにした給電装置が知られている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
しかし、スイッチング電源によって供給される電源電圧には、スイッチング周期と同期したリップル電圧が生じやすく、リップル電圧により電源電圧の安定性が損なわれるおそれがある。けれども、スイッチング電源から出力されるリップル電圧を低減させるために、スイッチング電源の電源電圧出力部に設けられた平滑コンデンサの静電容量を増大させると、導体線のインピーダンスが低下して通信が困難になってしまう。
【０００４】
そこで、特許文献２に記載の発明のように、通信装置における入力インピーダンスを増大させる高入力インピーダンス回路を用いてリップル電圧の影響を低減するようにした技術が知られている。
【特許文献１】特開２００１−９５２３２号公報
【特許文献２】特開２００４−１１２５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような高入力インピーダンス回路は、複数のインダクタやコンデンサ、バッファ等の部品を組み合わせて構成されるため、コストが増大してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、複数のスイッチング電源を用いて電源電圧を供給しつつリップル電圧を低減することができる給電システム、給電制御装置、給電装置、及び給電方法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】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る給電システムは、電源電圧の供給及び通信に共用される導体線を介して負荷へ前記電源電圧を供給する複数の給電装置と前記複数の給電装置の動作を制御する給電制御装置とを備えた給電システムであって、前記複数の給電装置は、外部から供給される電圧を受電する受電部と、前記受電部により受電された電圧を予め設定された所定の周期でオンオフすることにより前記電源電圧を生成する第１のスイッチ部と、前記給電制御装置との間で前記導体線を介して通信を行う給電側通信部と、前記給電側通信部により受信された、前記オンオフするタイミングを示すタイミング情報に応じて前記第１のスイッチ部におけるオンオフのタイミングを調整するスイッチング制御部とを備え、前記給電制御装置は、前記導体線を介して前記複数の給電装置との間で通信を行う制御側通信部と、前記複数の給電装置における第１のスイッチ部を、互いに異なるタイミングでそれぞれオンオフさせるべく前記タイミングを示すタイミング情報を生成するタイミング情報生成部と、前記タイミング情報生成部により生成されたタイミング情報を前記制御側通信部により送信させるタイミング指示部とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、上述の給電システムにおいて、前記タイミング情報生成部は、前記周期の位相における３６０°を前記複数の給電装置の数の各約数で除して得られた位相だけ前記複数の給電装置におけるオンオフのタイミングが互いに異なるように、前記各給電装置における前記タイミングをそれぞれ決定し、当該決定したタイミングを示すタイミング情報を生成することを特徴としている。
【０００９】
また、上述の給電システムにおいて、前記複数の給電装置は、前記複数の給電装置の数の各約数で除して得られる複数の位相を前記複数の給電装置に割り当てる順番を順序づけする順序情報の設定を受け付ける順序情報設定部をさらに備え、前記タイミング情報生成部は、前記各給電装置の順序情報設定部に設定された前記順序情報を収集し、収集した順序情報で示される順番で、前記各給電装置におけるタイミング情報を生成することを特徴としている。
【００１０】
また、上述の給電システムにおいて、前記複数の給電装置は、前記導体線に生じたリップル電圧を検出する給電側検出部と、前記給電側検出部により検出されたリップル電圧を示す信号を、前記給電側通信部によって前記給電制御装置へ送信させるリップル電圧通知部とをさらに備え、前記給電制御装置は、前記タイミング情報を、前記各給電装置に対する前記タイミングの割当てを変えながら複数回、前記制御側通信部により送信させ、当該送信させる都度、前記制御側通信部によって前記複数の給電装置から送信された前記リップル電圧を示す信号を受信させ、前記制御側通信部により受信されたリップル電圧を示す信号から、前記導体線における前記各タイミングの割当てに応じたリップル電圧のレベルを示す情報を取得するリップルレベル取得部をさらに備え、前記タイミング情報生成部は、前記リップルレベル取得部により取得された前記各タイミングの割当てに応じたリップル電圧のレベルに基づいて、前記タイミング情報を生成することを特徴としている。
【００１１】
また、上述の給電システムにおいて、前記給電制御装置は、前記導体線に生じたリップル電圧を検出する第１の制御側検出部と、前記タイミング情報を、前記各給電装置に対する前記タイミングの割当てを変えながら複数回、前記制御側通信部により送信させ、当該送信させる都度、前記第１の制御側検出部によって前記導体線に生じたリップル電圧を検出させ、前記第１の制御側検出部によって検出された前記リップル電圧から、前記導体線における前記各タイミングの割当てに応じたリップル電圧のレベルを示す情報を取得するタイミング割り当て処理を行うリップルレベル取得部とをさらに備え、前記タイミング情報生成部は、前記リップルレベル取得部により取得された前記各タイミングの割当てに応じたリップル電圧のレベルに基づいて、前記タイミング情報を生成することを特徴としている。
【００１２】
また、上述の給電システムにおいて、前記リップルレベル取得部は、前記制御側通信部によって前記複数の給電装置へ各給電装置のリップル電圧の上昇を指示するリップル上昇指示を送信させた後、前記タイミング割り当て処理を行うものであり、前記複数の給電装置は、前記第１のスイッチ部により生成された前記電源電圧を平滑する平滑部と、前記給電側通信部により前記リップル上昇指示が受信された場合に、前記平滑部による平滑処理を停止させる平滑制御部とをさらに備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、上述の給電システムにおいて、前記タイミング情報生成部は、前記リップルレベル取得部により取得された前記リップル電圧のレベルが、予め設定された基準電圧以下となった場合における前記各タイミングの割当てに応じて、前記タイミング情報を生成することを特徴としている。
【００１４】
また、上述の給電システムにおいて、前記タイミング情報生成部は、前記リップルレベル取得部により取得された前記各タイミングの割当てに応じた前記リップル電圧のレベルのうち、最も低いレベル値を示す信号が受信された際における前記タイミングの割当てに応じて、前記タイミング情報を生成することを特徴としている。
【００１５】
そして、本発明の第２の手段に係る給電制御装置は、外部から供給される電圧を予め設定された所定の周期でオンオフすることにより電源電圧を生成する複数の給電装置との間で前記電源電圧の供給及び通信に共用される導体線を介して通信を行う給電制御装置であって、前記導体線を介して前記複数の給電装置との間で通信を行う制御側通信部と前記複数の給電装置を、互いに異なるタイミングでオンオフさせるべく前記オンオフのタイミングを示すタイミング情報を生成するタイミング情報生成部と、前記タイミング情報生成部により生成されたタイミング情報を前記制御側通信部により送信させるタイミング指示部とを備えることを特徴としている。
【００１６】
そして、本発明の第３の手段に係る給電装置は、電源電圧の供給及び通信に共用される導体線を介して負荷へ前記電源電圧を供給する複数の給電装置と前記複数の給電装置の動作を制御する給電制御装置とを備えた給電システムに用いられる給電装置であって、外部から供給される電圧を受電する受電部と、前記受電部により受電された電圧を予め設定された所定の周期でオンオフすることにより前記電源電圧を生成する第１のスイッチ部と、前記給電制御装置との間で前記導体線を介して通信を行う給電側通信部と、前記給電側通信部により受信された、前記オンオフのタイミングを示すタイミング情報に応じて前記第１のスイッチ部におけるオンオフのタイミングを調整するスイッチング制御部とを備えることを特徴としている。
【００１７】
そして、本発明の第４の手段に係る給電方法は、電源電圧の供給及び通信に共用される導体線を介して負荷へ前記電源電圧を供給する複数の給電装置と前記複数の給電装置の動作を制御する給電制御装置とを用いる給電方法であって、前記給電制御装置が、前記複数の給電装置における第１のスイッチ部を、互いに異なるタイミングでオンオフさせるべく前記タイミングを示すタイミング情報を生成するステップと、前記生成されたタイミング情報を前記導体線を介して前記複数の給電装置へ送信するステップとを含み、前記複数の給電装置が、外部から供給された電圧を予め設定された所定の周期でオンオフすることにより前記電源電圧を生成するステップと、前記給電制御装置から前記オンオフするタイミングを示すタイミング情報を受信し、当該受信したタイミング情報に応じて前記オンオフのタイミングを調整するステップとを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
このような構成の給電システム、給電制御装置、給電装置、及び給電方法は、複数の給電装置における第１のスイッチ部を互いに異なるタイミングでオンオフさせるオンオフタイミングを示すタイミング情報が生成される。そして、給電制御装置から送信されたタイミング情報に応じて、複数の給電装置におけるスイッチング制御部によって、第１のスイッチ部が互いに異なるタイミングでオンオフされ、複数の給電装置における第１のスイッチ部がオンオフすることにより生成される電源電圧に重畳されるリップル電圧の位相が互いに異なる結果、リップル電圧が相殺されるので、複数のスイッチング電源を用いて電源電圧を供給しつつリップル電圧を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る給電方法を用いた給電制御装置及び給電装置を備えた給電システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示す給電システム１は、電源供給及び通信に共用される二線で一対の導体線ＬＮに、給電制御装置２と、複数の給電装置３−１，３−２，・・・，３−ｎと、複数の端末装置４（負荷）とが接続されて構成されている。また、複数の給電装置３−１，３−２，・・・，３−ｎには、商用交流電源ＡＣから、二線で一対の電源線ＬＡＣを介して商用交流電源電圧Ｖａｃが供給されている。なお、本明細書において、複数の給電装置３−１，３−２，・・・，３−ｎについて総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００２１】
端末装置４は、例えば、複数の給電装置３によって導体線ＬＮに印加される直流の電源電圧Ｖｏに通信信号を重畳させることにより、他の端末装置４との間で互いに通信可能に構成された電力線搬送通信を行う機器であり、例えば、照明機器、空調装置等の家電機器やセンサ等の通信装置である。そして、端末装置４は、複数の給電装置３から導体線ＬＮを介して供給された直流電源電圧により、動作するようになっている。なお、端末装置４は、複数の給電装置３から導体線ＬＮを介して供給された電力により動作する負荷機器であればよく、必ずしも通信装置でなくてもよい。
【００２２】
図２は、図１に示す給電装置３の構成の一例を示すブロック図である。図２に示す給電装置３は、商用交流電源ＡＣから、電源線ＬＡＣを介して供給された商用交流電源電圧Ｖａｃを受電し、端末装置４の動作用の一定の電圧である電源電圧Ｖｏに変換して導体線ＬＮへ出力する直流定電圧電源装置である。
【００２３】
給電装置３は、例えば、電源入力端子３０１，３０２（受電部）、スイッチング電源部３０３、電源出力端子３０４，３０５、給電側通信部３０６、順序情報設定部３０７、タイミング情報取得部３０８、基準信号取得部３０９（第１の基準信号取得部）、スイッチング制御部３１０、及び生存通知部３１１を備えて構成されている。
【００２４】
電源入力端子３０１，３０２は、二線で一対の電源線ＬＡＣにそれぞれ接続される接続端子で、商用交流電源ＡＣから供給された商用交流電源電圧Ｖａｃを受電する。電源出力端子３０４，３０５は、二線で一対の導体線ＬＮにそれぞれ接続される接続端子で、スイッチング電源部３０３から出力された電源電圧Ｖｏを導体線ＬＮを介して端末装置４へ供給する。
【００２５】
スイッチング電源部３０３は、電源入力端子３０１，３０２により受電された商用交流電源電圧Ｖａｃを直流の電源電圧Ｖｏに変換するスイッチング電源回路である。図３は、スイッチング電源部３０３の構成の一例を示す回路図である。図３に示すスイッチング電源部３０３は、整流回路ＤＢ、スイッチング素子ＳＷ１（第１のスイッチ部）、ダイオードＤ、インダクタＬ、及び平滑コンデンサＣ１（平滑部）を備えて構成されている。整流回路ＤＢは、例えばダイオードブリッジを用いて構成されている。スイッチング素子ＳＷ１は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のトランジスタが用いられ、スイッチング制御部３１０から出力された制御信号Ｓｐｗｍに応じてオンオフする。
【００２６】
そして、商用交流電源電圧Ｖａｃが整流回路ＤＢに印加され、整流回路ＤＢによって商用交流電源電圧Ｖａｃが全波整流されてスイッチング素子ＳＷ１に供給される。そして、スイッチング制御部３１０から出力された制御信号Ｓｐｗｍに応じてスイッチング素子ＳＷ１がオンオフすると、整流回路ＤＢから、ダイオードＤ、インダクタＬ、及び平滑コンデンサＣ１から構成されるフィルタ回路へ供給される電流量が調節され、インダクタＬと平滑コンデンサＣ１とで電圧波形が平滑されることにより、直流の電源電圧Ｖｏが生成されるようになっている。
【００２７】
図２に戻って、給電側通信部３０６は、給電制御装置２により導体線ＬＮにおける電源電圧Ｖｏに重畳された通信信号を受信して、スイッチング制御部３１０や基準信号取得部３０９で処理可能な信号形式に変換して出力したり、順序情報設定部３０７や生存通知部３１１から出力された信号を、導体線ＬＮにおける電源電圧Ｖｏに重畳して給電制御装置２へ送信したりする電力線搬送通信用のインターフェイス回路である。
【００２８】
順序情報設定部３０７は、導体線ＬＮに接続された複数の給電装置３における各スイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミング（位相）を順序づけする順序情報の設定を受け付ける設定部で、例えば１又は複数のディップスイッチや多接点スイッチの一例であるロータリスイッチ等で構成されている。そして、順序情報設定部３０７は、設定された自機の順序情報を、給電側通信部３０６によって給電制御装置２へ送信させる。順序情報は、例えば数字の番号であってもよく、アルファベット等の記号によって順序を表すものであってもよい。
【００２９】
タイミング情報取得部３０８、基準信号取得部３０９、スイッチング制御部３１０、及び生存通知部３１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記憶素子、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の記憶素子、及びその周辺回路等を備えて構成され、所定の制御プログラムを実行することによりタイミング情報取得部３０８、基準信号取得部３０９、スイッチング制御部３１０、及び生存通知部３１１として機能する。
【００３０】
タイミング情報取得部３０８は、給電制御装置２から導体線ＬＮを介して給電側通信部３０６で受信されたタイミング信号Ｓｔ１から、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングを示すタイミング情報Ｓｔ２を取得して、スイッチング制御部３１０へ出力する。基準信号取得部３０９は、給電制御装置２から導体線ＬＮを介して給電側通信部３０６で受信された基準信号Ｓｓ１から基準タイミングを取得し、基準タイミングを示す同期信号Ｓｓ２をスイッチング制御部３１０へ出力する。基準信号Ｓｓ１は、オンオフタイミングを調整するための基準となる基準タイミングを示す信号で、例えば予め設定された通信コマンドが用いられる。基準信号Ｓｓ１は、給電制御装置２から各給電装置３へ、例えば一斉同報で送信されるので、各給電装置３において同時に受信され、その受信タイミングによって、各給電装置３における同期信号Ｓｓ２のタイミングが同期されるようになっている。
【００３１】
スイッチング制御部３１０は、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフを制御する制御部で、スイッチング素子ＳＷ１を一定の周波数ｆでオンオフさせ、例えばスイッチング素子ＳＷ１に供給される制御信号Ｓｐｗｍのデュ―ティを制御して、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行うことにより、スイッチング電源部３０３から一定の直流の電源電圧Ｖｏを出力させる。なお、スイッチング素子ＳＷ１のスイッチング周波数ｆは、各給電装置３で同一にされている。
【００３２】
また、スイッチング制御部３１０は、基準信号取得部３０９から出力された同期信号Ｓｓ２のタイミングを基準にタイミング情報取得部３０８から出力されたタイミング情報Ｓｔ２に応じて、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングを調整する。
【００３３】
生存通知部３１１は、自機が生存していること、すなわち導体線ＬＮに電源電圧Ｖｏを出力中であることを示す生存信号を、給電側通信部３０６によって給電制御装置２へ、例えば自機の起動時、あるいは定期的に送信させる。
【００３４】
図４は、図１に示す給電制御装置２の構成の一例を示すブロック図である。図４に示す給電制御装置２は、制御側通信部２０１、タイミング情報生成部２０２、タイミング指示部２０３、装置台数取得部２０４、及び順序情報取得部２０５を備えて構成されている。
【００３５】
制御側通信部２０１は、給電装置３により導体線ＬＮにおける電源電圧Ｖｏに重畳された通信信号を受信して、タイミング情報生成部２０２、装置台数取得部２０４、及び順序情報取得部２０５で処理可能な信号形式に変換して出力したり、タイミング指示部２０３から出力された信号を、導体線ＬＮにおける電源電圧Ｖｏに重畳して給電装置３へ送信したりする電力線搬送通信用のインターフェイス回路である。
【００３６】
タイミング情報生成部２０２、タイミング指示部２０３、装置台数取得部２０４、及び順序情報取得部２０５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記憶素子、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の記憶素子、及びその周辺回路等を備えて構成され、所定の制御プログラムを実行することによりタイミング情報生成部２０２、タイミング指示部２０３、装置台数取得部２０４、及び順序情報取得部２０５として機能する。
【００３７】
装置台数取得部２０４は、各給電装置３から導体線ＬＮを介して制御側通信部２０１で受信された生存信号に基づいて、生存している、すなわち動作可能な状態にある給電装置３を確認し、その台数を示す信号Ｓｎをタイミング情報生成部２０２へ出力する。順序情報取得部２０５は、各給電装置３から導体線ＬＮを介して制御側通信部２０１で受信された順序情報を取得する。
【００３８】
タイミング情報生成部２０２は、複数の給電装置３におけるスイッチング素子ＳＷ１に、互いに異なるタイミングでオンオフさせるべくそのオンオフタイミングを示すタイミング情報を生成し、タイミング指示部２０３へ出力する。
【００３９】
タイミング指示部２０３は、タイミング情報生成部２０２により生成されたタイミング情報を示すタイミング信号Ｓｔ１を制御側通信部２０１により各給電装置３へ送信させる。また、タイミング指示部２０３は、複数の給電装置３におけるスイッチング制御部３１０においてスイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングを調整するための基準となる基準タイミングを示す基準信号Ｓｓ１を制御側通信部２０１により各給電装置３へ送信させる。
【００４０】
次に、上述のように構成された給電システム１の動作について説明する。図５は、給電システム１の動作を説明するための説明図である。なお、以下の記載において、同一の動作については同一のステップ番号を記し、その説明を省略する。
【００４１】
まず、給電システム１における給電制御装置２と各給電装置３とが起動されると、各給電装置３における生存通知部３１１によって、各給電装置３の生存を示す生存信号が、各給電側通信部３０６によって導体線ＬＮを介して給電制御装置２へ送信される（ステップＳ１）。そうすると、給電制御装置２における装置台数取得部２０４によって、各給電装置３から送信された生存信号が受信され、装置台数取得部２０４によって、生存している、すなわち動作可能な状態にある給電装置３の台数が計数され、その台数を示す信号Ｓｎがタイミング情報生成部２０２へ出力される。
【００４２】
次に、各給電装置３における順序情報設定部３０７に設定されている順序情報が、各給電側通信部３０６によって導体線ＬＮを介して給電制御装置２へ送信される（ステップＳ２）。そして、給電制御装置２における順序情報取得部２０５によって、各給電装置３の順序情報が取得される。
【００４３】
図６は、各給電装置３の配置状態の一例を示す説明図である。図６において、給電装置３は、給電装置３−１〜３−６までの６台である例を示している。そして、給電装置３−１と給電装置３−２、給電装置３−３と給電装置３−４、給電装置３−５と給電装置３−６は、それぞれ、例えば同一の配電盤内に配設されていたり、隣接して配設されていたりすることにより近接して配設されている。一方、給電装置３−１と給電装置３−２との組と、給電装置３−３と給電装置３−４との組と、給電装置３−５と給電装置３−６との組とは、互いに距離を離して配設されている。
【００４４】
この場合、ユーザは、例えば、給電装置３−１の順序情報設定部３０７に「１」を設定し、給電装置３−３の順序情報設定部３０７に「２」を設定し、給電装置３−５の順序情報設定部３０７に「３」を設定し、給電装置３−２の順序情報設定部３０７に「４」を設定し、給電装置３−４の順序情報設定部３０７に「５」を設定し、給電装置３−６の順序情報設定部３０７に「６」を設定する。なお、図中では、各給電装置３に設定された順序情報を括弧で示している。
【００４５】
次に、給電制御装置２におけるタイミング指示部２０３によって、制御側通信部２０１から各給電装置３へ、定期的に例えば一斉同報によって基準信号Ｓｓ１が送信される（ステップＳ３）。そして、各給電装置３における給電側通信部３０６によって略同時に基準信号Ｓｓ１が受信され、各基準信号取得部３０９によって、基準信号Ｓｓ１に基づき基準タイミングを示す同期信号Ｓｓ２がスイッチング制御部３１０へ出力される（ステップＳ４）。この場合、各給電装置３において略同時に受信された基準信号Ｓｓ１に基づき同期信号Ｓｓ２が生成されるので、各給電装置３において生成された同期信号Ｓｓ２のタイミングも略同時となり、各給電装置３における基準タイミングが同期される。
【００４６】
なお、制御側通信部２０１から各給電装置３への基準信号Ｓｓ１の送信は、例えばスイッチング素子ＳＷ１のスイッチング周期Ｔ（１／周波数ｆ）の整数倍、例えば２０倍から５０倍程度の周期で行われることが望ましい。これにより、各給電装置３における基準タイミングのずれを定期的に修正できると共に、基準タイミングの修正を各給電装置３におけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチングタイミングと同期して行うことができるので、基準タイミングの修正の際にスイッチング素子ＳＷ１のスイッチング動作が不連続となって、電源電圧Ｖｏにスイッチング素子ＳＷ１のスイッチングノイズが重畳されることが低減される。
【００４７】
次に、各給電装置３から給電制御装置２へ、同期処理が完了したことを示す同期完了通知が送信される（ステップＳ５）。そして、給電制御装置２によって、各給電装置３からの同期完了通知が受信されると（ステップＳ６）、タイミング情報生成部２０２によって、各給電装置３に対するタイミング情報が生成され、タイミング指示部２０３へ出力される（ステップＳ７）。具体的には、タイミング情報生成部２０２は、順序情報取得部２０５により取得された順序情報で示される順番で、各給電装置３におけるスイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングを、３６０°を給電装置３の数で除して得られた位相だけ順次異ならせることにより決定し、当該決定したオンオフタイミングを示すタイミング情報を生成する。
【００４８】
例えば、図６に示すように、給電装置３が６台の場合、各給電装置３におけるオンオフタイミングを６０°ずつシフトさせる。そして、各給電装置３の順序情報に従い、順序情報（１）の給電装置３−１は位相０°、順序情報（２）の給電装置３−３は位相６０°、順序情報（３）の給電装置３−５は位相１２０°、順序情報（４）の給電装置３−２は位相１８０°、順序情報（５）の給電装置３−４は位相２４０°、順序情報（６）の給電装置３−６は位相３００°というように、タイミング情報が生成され、タイミング指示部２０３へ出力される。
【００４９】
なお、タイミング情報生成部２０２は、各給電装置３におけるスイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングを、給電装置３の数である６の各約数である２、３、及び６で３６０°を除して得られた位相、すなわち１８０°、１２０°、及び６０°だけ順次異ならせることにより決定するようにしてもよい。
【００５０】
なお、給電制御装置２は、ステップＳ１において生存信号を受信することにより、給電装置３の台数を取得する例に限られず、例えばステップＳ５において受信した同期完了通知を生存信号として用いて、給電装置３の台数を取得する構成としてもよい。
【００５１】
次に、タイミング指示部２０３によって、給電装置３−１へ位相０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３−２へ位相１８０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３−３へ位相６０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３−４へ位相２４０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３−５へ位相１２０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３−６へ位相３００°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信される（ステップＳ８）。
【００５２】
そして、各給電装置３における給電側通信部３０６によって、それぞれタイミング信号Ｓｔ１が受信され、タイミング情報取得部３０８によってタイミング信号Ｓｔ１からタイミング情報Ｓｔ２が取得され、スイッチング制御部３１０へ出力される。さらに、スイッチング制御部３１０によって、基準信号取得部３０９から出力された同期信号Ｓｓ２のタイミングを基準にタイミング情報取得部３０８から出力されたタイミング情報Ｓｔ２に応じて、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングが調整される（ステップＳ９）。
【００５３】
図７は、給電装置３−１〜給電装置３−６から出力される電源電圧Ｖｏに重畳されるリップル電圧の一例を示す信号波形図である。図７に示すように、給電制御装置２から、給電装置３−１へは位相０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３−１に近接して配設されている給電装置３−２へは位相１８０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信されるので、給電装置３−１におけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチングタイミングと給電装置３−２におけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチングタイミングとは、１８０°異なるタイミングとなる結果、リップル電圧の位相もまた１８０°異なる。そうすると、給電装置３−１から出力されるリップル電圧と給電装置３−２から出力されるリップル電圧とは、導体線ＬＮ上で相殺され、導体線ＬＮ上のリップル電圧が低減される。この場合、給電装置３−１と給電装置３−２とは近接配置されているので、リップル電圧を効率よく相殺することができ、導体線ＬＮ上のリップル電圧低減効果を向上させることができる。
【００５４】
同様に、給電装置３−１から出力されるリップル電圧に対して、給電装置３−３から出力されるリップル電圧は６０°遅れ、給電装置３−４から出力されるリップル電圧は２４０°遅れるので、給電装置３−３から出力されるリップル電圧と給電装置３−２から出力されるリップル電圧とは位相が１８０°異なり、導体線ＬＮ上で相殺される結果、導体線ＬＮ上のリップル電圧が低減される。この場合、給電装置３−３と給電装置３−４とは近接配置されているので、リップル電圧を効率よく相殺することができ、導体線ＬＮ上のリップル電圧低減効果を向上させることができる。
【００５５】
また、給電装置３−１から出力されるリップル電圧に対して、給電装置３−５から出力されるリップル電圧は１２０°遅れ、給電装置３−６から出力されるリップル電圧は３００°遅れるので、給電装置３−５から出力されるリップル電圧と給電装置３−６から出力されるリップル電圧とは位相が１８０°異なり、導体線ＬＮ上で相殺される結果、導体線ＬＮ上のリップル電圧が低減される。この場合、給電装置３−５と給電装置３−６とは近接配置されているので、リップル電圧を効率よく相殺することができ、導体線ＬＮ上のリップル電圧低減効果を向上させることができる。
【００５６】
なお、タイミング情報生成部２０２は、順序情報取得部２０５により取得された順序情報で示される順番で各給電装置３におけるスイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングを、３６０°を給電装置３の数で除して得られた位相だけ順次異ならせることにより決定する例を示したが、各給電装置３におけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチングタイミングを異ならせることにより、リップル電圧の位相をずらして互いに相殺することができればよく、例えば順序情報を用いずに給電装置３−１〜給電装置３−６へ順に６０°ずつ位相が異なるスイッチングタイミングを設定してもよい。また、例えば、各給電装置３の通信アドレスを順序情報として用いてもよい。
【００５７】
また、例えば図８に示すように基準信号取得部３０９の代わりに基準信号取得部３０９ａ（第２の基準信号取得部）を備え、基準信号取得部３０９ａは、電源入力端子３０１，３０２間に印加された商用交流電圧波形から基準タイミングを取得し、図９に示すように給電制御装置２は、ステップＳ３及びステップＳ４における基準信号Ｓｓ１の送信処理を行わない構成とし、基準信号取得部３０９ａで得られた基準タイミングから同期信号Ｓｓ２を生成することにより基準タイミングを同期させる（ステップＳ４ａ）ようにしてもよい。基準信号取得部３０９ａとしては、例えば、商用交流電圧が０Ｖと交差するゼロクロスタイミングを検出するゼロクロス回路を用いることができる。
【００５８】
この場合、同じ商用交流電圧が各給電装置３ａへ供給されているので、各給電装置３ａ間において基準タイミングを同期することができる。また、給電制御装置２は、基準信号Ｓｓ１の送信処理を行う必要がないので、給電制御装置２における処理を簡素化することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る給電制御装置及び給電装置を用いた給電システムについて説明する。本実施形態に係る給電システム１ａ（図略）は、図１に示す給電システム１とは、給電制御装置２の代わりに給電制御装置２ａが用いられ、給電装置３の代わりに給電装置３ｂが用いられる点で異なる。給電システム１ａは、図１に示す給電システム１のように、順序情報を用いて各給電装置３ｂのスイッチングタイミングを示す位相を割り当てるのではなく、給電制御装置２ａによってリップル電圧を低減できる位相の割当てを探索し、各給電装置３ｂのスイッチングタイミングを設定する。
【００６０】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る給電装置３ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１０に示す給電装置３ｂは、図２に示す給電装置３とは、リップル検出部３１２をさらに備える点で異なる。リップル検出部３１２は、導体線ＬＮに生じたリップル電圧を検出し、そのリップル電圧を示すリップル電圧信号Ｓｐを、給電側通信部３０６によって給電制御装置２ａへ送信させるもので、給電側検出部及びリップル電圧通知部の一例に相当している。
【００６１】
リップル検出部３１２は、例えば電源出力端子３０４，３０５間の電圧から交流成分を抽出するフィルタ回路と、フィルタ回路によって抽出された交流成分電圧、すなわちリップル電圧を検出するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器により検出されたリップル電圧のピーク値を検出し、リップル電圧信号Ｓｐとして給電側通信部３０６によって給電制御装置２ａへ送信させる制御回路とを備えている。
【００６２】
図１１は、給電制御装置２ａの構成の一例を示すブロック図である。図１１に示す給電制御装置２ａは、図４に示す給電制御装置２とは、タイミング情報生成部２０２ａの動作、及びリップルレベル取得部２０６をさらに備える点で異なる。
【００６３】
リップル検出部３１２における制御回路と、リップルレベル取得部２０６とは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶素子、及びＲＯＭ等の不揮発性の記憶素子、及びその周辺回路等を備えて構成され、所定の制御プログラムを実行することによりリップル検出部３１２における制御回路、及びリップルレベル取得部２０６として機能する。
【００６４】
その他の構成及び動作は図２に示す給電装置３、及び図４に示す給電制御装置２と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な動作について説明する。図１２は、給電制御装置２ａ及び給電装置３ｂの動作を説明するための説明図である。また、図１３は、給電制御装置２ａの動作の一例を示すフローチャートである。まず、図５に示すステップＳ１、Ｓ３〜Ｓ６と同様の動作により、各給電装置３ｂにおけるスイッチングの基準タイミングが同期される。この動作については図１２、図１３における記載を省略している。
【００６５】
次に、図１３を参照して、まず、タイミング情報生成部２０２ａによって、各給電装置３ｂへスイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングを割り当てた位相パターン情報が生成される（ステップＳ１１）。図１４は、給電装置３ｂが４台（給電装置３ｂ−１〜３ｂ−４）の場合における位相パターン情報２１の一例を示す説明図である。
【００６６】
図１４に示すように、タイミング情報生成部２０２ａによって、例えば、３６０°を４分割して各給電装置３ｂにおけるスイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミングの位相を０°、９０°、１８０°、２７０°とし、さらに各給電装置３ｂにおける位相の割り当ての組み合わせを変えた複数のタイミング情報である位相設定パターンＡ，Ｂ，Ｃが、位相パターン情報２１として生成される。位相の割り当ての組み合わせは、給電装置３ｂ相互間の位相差が、０°、９０°、１８０°、２７０°のすべての組み合わせを含むように設定される。
【００６７】
なお、タイミング情報生成部２０２ａが図１４に示す位相パターン情報２１を生成する例を示したが、例えば、予め位相設定パターンを複数、データテーブルとして不揮発性メモリ等の記憶部に記憶させておき、タイミング情報生成部２０２ａは、予め記憶されているデータテーブルを参照することによって、位相設定パターンを生成する構成であってもよい。
【００６８】
次に、リップルレベル取得部２０６によって、位相パターン情報２１のうちの一パターン、例えば位相設定パターンＡで示されるタイミング情報が、タイミング指示部２０３へ出力され、タイミング指示部２０３によって、位相設定パターンＡで示されるタイミング情報に基づいて、給電装置３ｂ−１へ位相０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３ｂ−２へ位相９０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３ｂ−３へ位相１８０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信され、給電装置３ｂ−４へ位相２７０°を示すタイミング信号Ｓｔ１が送信される（ステップＳ１２）。
【００６９】
そして、各給電装置３ｂにおいて、図５に示すステップＳ９と同様の動作により、各給電装置３ｂにおけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチングタイミングが調整される（ステップＳ９）。さらに、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフタイミング調整が完了したことを示す位相設定完了応答が、各給電装置３ｂにおける給電側通信部３０６から給電制御装置２ａへ送信される（ステップＳ１３）。
【００７０】
次に、給電制御装置２ａにおけるリップルレベル取得部２０６によって、各給電装置３ｂにおけるリップル電圧を示すリップル電圧情報が、取得される（ステップＳ１４）。具体的には、リップルレベル取得部２０６からの制御信号に応じて制御側通信部２０１から各給電装置３ｂへ、リップル電圧情報の送信を要求するリップル電圧情報要求が送信され（ステップＳ１５）、各給電装置３ｂにおけるリップル検出部３１２によって、各スイッチング電源部３０３から出力されたリップル電圧が検出され（ステップＳ１６）、給電側通信部３０６から給電制御装置２ａへリップル検出部３１２により検出されたリップル電圧を示すリップル電圧信号Ｓｐが送信される（ステップＳ１７）。そして、給電制御装置２ａにおける制御側通信部２０１によって、各給電装置３ｂから送信されたリップル電圧信号Ｓｐが受信され、そのリップル電圧信号Ｓｐからリップルレベル取得部２０６によって、各給電装置３ｂにおけるリップル電圧が取得される（ステップＳ１４）。
【００７１】
次に、タイミング情報生成部２０２ａによって、リップルレベル取得部２０６により取得された各給電装置３ｂにおけるリップル電圧が予め設定された基準電圧と比較され、各給電装置３ｂにおけるリップル電圧が全て基準電圧以下であれば（ステップＳ１８でＹＥＳ）、スイッチングタイミングの設定処理を終了する一方、リップル電圧が基準電圧を超えるものがあれば（ステップＳ１９でＮＯ）他の位相設定パターンを選択するべくステップＳ１９へ移行する。この場合、基準電圧としては、例えば給電制御装置２ａ、給電装置３ｂ、端末装置４相互間で導体線ＬＮを介した通信に支障がないリップル電圧が設定される。
【００７２】
これにより、各給電装置３ｂにおけるリップル電圧が予め設定された基準電圧以下になれば、ステップＳ１９以降の処理を行うことなくスイッチングタイミングの設定処理を終了することができるので、スイッチングタイミングの設定処理の処理時間を短縮することができる。
【００７３】
次に、ステップＳ１９において、リップルレベル取得部２０６によって、位相パターン情報２１におけるまだ設定されていない位相設定パターンが選択され、その位相設定パターンに基づき各給電装置３ｂにおけるスイッチングタイミングを設定すると共にリップル電圧を確認するべくステップＳ１２へ移行し、新たな位相設定パターンに基づきステップＳ１２〜Ｓ１９の処理が繰り返される（ステップＳ１９でＹＥＳ）。
【００７４】
一方、リップルレベル取得部２０６によって、位相パターン情報２１におけるすべての位相設定パターンについて、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理が実行済みであると判断された場合（ステップＳ１９でＮＯ）、タイミング情報生成部２０２ａによって、位相パターン情報２１における全ての位相設定パターンのうち各給電装置３ｂのリップル電圧が最低となった位相設定パターンが選択され（ステップＳ２０）、その位相設定パターンに基づき各給電装置３ｂへタイミング信号Ｓｔ１が送信されて（ステップＳ２１）、各給電装置３ｂにおけるスイッチングタイミングが設定される（ステップＳ９）。
【００７５】
以上、ステップＳ１１〜Ｓ２１の処理により、各給電装置３ｂにおけるリップル電圧が予め設定された基準電圧以下になるか、あるいはリップル電圧が基準電圧以下にならなくてもリップル電圧が最低となる位相設定パターンが探索され、各給電装置３ｂのスイッチングタイミングが割り当てられるので、例えばユーザが給電装置３ｂの配置状態を考慮して順序情報を設定する必要がなく、自動的に最適なスイッチングタイミングを割り当てることができる。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る給電制御装置及び給電装置を用いた給電システムについて説明する。本実施形態に係る給電システム１ｂ（図略）は、図１に示す給電システム１とは、給電制御装置２の代わりに給電制御装置２ｂが用いられ、給電装置３の代わりに給電装置３ｃが用いられる点で異なる。給電システム１ｂは、第２の実施形態に係る給電システム１ａとは、給電装置３ｃではなく給電制御装置２ｂによってリップル電圧が検出される点で異なる。
【００７７】
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る給電制御装置２ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１５に示す給電制御装置２ｂは、図４に示す給電制御装置２とは、タイミング情報生成部２０２ｂの動作と、リップル検出部２０７（第１及び第２の制御側検出部）をさらに備える点とで異なる。リップル検出部２０７は、例えば一対の導体線ＬＮ間の電圧から交流成分を抽出するフィルタ回路と、フィルタ回路によって抽出された交流成分電圧、すなわちリップル電圧を検出するＡＤ変換器とを備え、ＡＤ変換器により検出されたリップル電圧を示すリップル電圧信号Ｓｒを、タイミング情報生成部２０２ｂ及びリップルレベル取得部２０６へ出力する。
【００７８】
図１６は、本発明の第３の実施形態に係る給電装置３ｃの構成の一例を示すブロック図である。図１６に示す給電装置３ｃは、図２に示す給電装置３とは、スイッチング電源部３０３ａがスイッチＳＷ２（平滑制御部）を備える点と、スイッチング制御部３１０ａの動作とが異なる。
【００７９】
図１７は、スイッチング電源部３０３ａの構成の一例を示す回路図である。図１７に示すスイッチング電源部３０３ａは、図３に示すスイッチング電源部３０３とは、平滑コンデンサＣ２と、スイッチＳＷ２とをさらに備える点で異なる。平滑コンデンサＣ２は、平滑コンデンサＣ１よりも静電容量が小さいコンデンサである。
【００８０】
スイッチＳＷ２は、例えば、トランジスタやリレースイッチ等のスイッチング素子を用いて構成されており、スイッチング制御部３１０ａからの平滑制御信号Ｓｃに応じてインダクタＬと、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２との間の接続を切り替えることにより、電源電圧の平滑に用いられる静電容量を変化させる。
【００８１】
その他の構成及び動作は図２に示す給電装置３、及び図４に示す給電制御装置２と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な動作について説明する。図１８は、給電制御装置２ｂ及び給電装置３ｃの動作を説明するための説明図である。まず、給電制御装置２ｂ及び給電装置３ｃが起動されると、給電装置３ｃのうちの一台、例えば給電装置３ｃ−１のみにおいてスイッチング電源部３０３ａが動作を開始して電源電圧Ｖｏを導体線ＬＮへ供給し、他の給電装置３ｃはスイッチング電源部３０３ａの動作を停止させた状態にされる。この場合、例えば各給電装置３ｃに、最初から電源電圧Ｖｏの供給を開始する給電装置３ｃを設定するための設定スイッチを設け、ユーザが１台だけ最初から電源電圧Ｖｏの供給を開始するように、設定スイッチを設定するようにしてもよい。
【００８２】
次に、給電制御装置２ｂから給電装置３ｃ−１へ、給電装置３ｃ−１におけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチング周期Ｔ（１／スイッチング周波数ｆ）を要求する動作情報要求が送信され（ステップＳ３１）、給電装置３ｃ−１から給電制御装置２ｂへ、給電装置３ｃ−１におけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチング周期Ｔを示す動作情報が送信され、給電制御装置２ｂによって、給電装置３ｃ−１におけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチング周期Ｔを示す情報が取得される（ステップＳ３２）。
【００８３】
次に、給電装置３ｃ−１において、スイッチング制御部３１０ａからの平滑制御信号Ｓｃに応じて、スイッチＳＷ２が平滑コンデンサＣ１から平滑コンデンサＣ２へ切り替えられ、電源電圧の平滑用静電容量が予め設定された所定の時間、例えば１秒間だけ小さくされる（ステップＳ３３）。これにより、給電装置３ｃ−１から導体線ＬＮへ出力されるリップル電圧が増大され、給電制御装置２ｂのリップル検出部２０７におけるリップル電圧の検出が容易にされる。
【００８４】
次に、給電制御装置２ｂにおいて、リップル検出部２０７によって、導体線ＬＮからリップル電圧が検出され、リップル電圧信号Ｓｒがタイミング情報生成部２０２ｂへ出力される。そして、タイミング情報生成部２０２ｂによって、リップル電圧信号Ｓｒに基づき給電装置３ｃ−１から出力されるリップル電圧の位相０°のタイミングが、基準タイミングとして取得され、この基準タイミングを示す基準信号Ｓｓ１が生成される（ステップＳ３４）。
【００８５】
そして、タイミング指示部２０３によって、制御側通信部２０１から各給電装置３ｃへ、定期的に例えば一斉同報によって基準信号Ｓｓ１が送信される（ステップＳ３５）。この場合、基準信号Ｓｓ１は、ステップＳ３２において給電装置３ｃ−１から取得されたスイッチング素子ＳＷ１のスイッチング周期Ｔ（１／周波数ｆ）の整数倍、例えば２０倍から５０倍程度の周期で送信される。これにより、例えば各給電装置３ｃがすべて交換されて、スイッチング周期Ｔが変化した場合であっても、交換された新たな給電装置３ｃのスイッチング周期Ｔを取得することができるので、基準タイミングの修正を各給電装置３ｃにおけるスイッチング素子ＳＷ１のスイッチングタイミングと同期して行うことができ、基準タイミングの修正の際にスイッチング素子ＳＷ１のスイッチング動作が不連続となって、電源電圧Ｖｏにスイッチング素子ＳＷ１のスイッチングノイズが重畳されることが低減される。
【００８６】
そして、各給電装置３ｃにおける給電側通信部３０６によって略同時に基準信号Ｓｓ１が受信され、各基準信号取得部３０９によって、基準信号Ｓｓ１に基づき基準タイミングを示す同期信号Ｓｓ２がスイッチング制御部３１０ａへ出力される（ステップＳ４）。この場合、各給電装置３ｃにおいて略同時に受信された基準信号Ｓｓ１に基づき同期信号Ｓｓ２が生成されるので、各給電装置３ｃにおいて生成された同期信号Ｓｓ２のタイミングも略同時となり、各給電装置３ｃにおける基準タイミングが同期される。
【００８７】
なお、ステップＳ３２において、給電制御装置２ｂは、給電装置３ｃ−１から通信によってスイッチング周期Ｔを取得する例を示したが、例えば、タイミング情報生成部２０２ｂによって、リップル電圧信号Ｓｒの周期に基づきスイッチング周期Ｔが取得される構成としてもよい。この場合、タイミング情報生成部２０２ｂは、周期取得部の一例に相当している。
【００８８】
以下、ステップＳ４〜Ｓ６の処理は、図５に示すステップＳ４〜Ｓ６と同様であるのでその説明を省略する。
【００８９】
図１９は、給電制御装置２ｂ及び給電装置３ｃによるスイッチングタイミングの調整動作を説明するための説明図である。また、図２０は、給電制御装置２ｂによるスイッチングタイミングの調整動作の一例を示すフローチャートである。
【００９０】
まず、ステップＳ１１〜Ｓ１３の動作は、図１２に示すステップＳ１１〜Ｓ１３と同様であるので、その説明を省略する。次に、給電制御装置２ｂから各給電装置３ｃへ、電源電圧の平滑処理を停止させる平滑処理停止要求が送信される（ステップＳ４１）。そうすると、各給電装置３ｃにおいて、スイッチング制御部３１０ａからの平滑制御信号Ｓｃに応じて、スイッチＳＷ２が平滑コンデンサＣ１から平滑コンデンサＣ２へ切り替えられ、電源電圧の平滑用静電容量が予め設定された所定の時間、例えば１秒間だけ小さくされる（ステップＳ３３）。これにより、給電装置３ｃ−１から導体線ＬＮへ出力されるリップル電圧が増大され、給電制御装置２ｂのリップル検出部２０７におけるリップル電圧の検出が容易にされる。
【００９１】
次に、給電制御装置２ｂにおいて、リップル検出部２０７によって、導体線ＬＮからリップル電圧が検出され、リップル電圧信号Ｓｒがリップルレベル取得部２０６へ出力される（ステップＳ４２）。そして、リップルレベル取得部２０６によって、リップル電圧信号Ｓｒにより示されるリップル電圧が予め設定された基準電圧と比較され、給電制御装置２ｂにおいて検出されたリップル電圧が基準電圧以下であれば、スイッチングタイミングの設定処理を終了する（ステップＳ１８でＹＥＳ）一方、リップル電圧が基準電圧を超えるものがあれば（ステップＳ１９でＮＯ）他の位相設定パターンを選択するべくステップＳ１９へ移行する。
【００９２】
この場合、基準電圧としては、例えば、各給電装置３ｃにおいて平滑処理を停止した場合におけるリップル検出部２０７で検出されるリップル電圧において、給電システム１ｂに誤動作が生じることが予め確認されている電圧レベルに一定の余裕を設けた電圧レベルが用いられる。
【００９３】
これにより、給電制御装置２ｂにおいて検出されたリップル電圧が予め設定された基準電圧以下になれば、ステップＳ１９以降の処理を行うことなくスイッチングタイミングの設定処理を終了することができるので、スイッチングタイミングの設定処理の処理時間を短縮することができる。
【００９４】
以下、ステップＳ１９〜Ｓ２１の動作は、図１３におけるステップＳ１９〜Ｓ２１と同様であるのでその説明を省略する。
【００９５】
以上、ステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ１８〜Ｓ２１の処理により、給電制御装置２ｂにおいて検出されたリップル電圧が予め設定された基準電圧以下になるか、あるいはリップル電圧が基準電圧以下にならなくてもリップル電圧が最低となる位相設定パターンが探索され、各給電装置３ｃのスイッチングタイミングが割り当てられるので、例えばユーザが給電装置３ｃの配置状態を考慮して順序情報を設定する必要がなく、自動的に最適なスイッチングタイミングを割り当てることができる。
【００９６】
また、給電システム１ｂにおいて複数台設けられる給電装置３ｃには、フィルタ回路やＡＤ変換器等から構成されるため高コストであるリップル検出部を備える必要がなく、給電システム１ｂにおいて１台設けられる給電制御装置２ｂがリップル検出部２０７を備えるだけでよいので、給電システム１ｂ全体としてコストを低減することができる。
【００９７】
また、上述の給電システムにおいて、前記複数の給電装置は、自機の生存を示す生存信号を、前記給電側通信部によって前記給電制御装置へ送信させる生存通知部をさらに備え、前記制御側通信部は、前記複数の給電装置から前記生存信号を受信するものであり、前記給電制御装置は、前記制御側通信部により受信された生存信号に基づいて、前記複数の給電装置の数を取得する装置台数取得部をさらに備えてもよい。
【００９８】
また、上述の給電システムにおいて、前記給電制御装置は、前記導体線に生じたリップル電圧を検出する第２の制御側検出部と、前記第２の制御側検出部により検出されたリップル電圧から、前記周期を取得する周期取得部とをさらに備え、前記タイミング指示部は、前記周期取得部で取得された周期の整数倍の周期で、前記タイミング情報を前記制御側通信部により送信させるようにしてもよい。
【００９９】
また、上述の給電システムにおいて、前記タイミング指示部は、前記複数の給電装置におけるスイッチング制御部において前記タイミングを調整するための基準となる基準タイミングを示す基準信号を前記制御側通信部により送信させ、前記給電側通信部は、前記基準信号を受信し、前記複数の給電装置は、前記給電側通信部により受信された基準信号から、前記基準タイミングを取得する第１の基準信号取得部をさらに備え、前記スイッチング制御部は、前記第１の基準信号取得部により取得された基準タイミングを基準にして、前記給電側通信部により受信されたタイミング情報に応じて前記タイミングを調整するようにしてもよい。
【０１００】
また、上述の給電システムにおいて、前記受電部により外部から受電される電圧は交流電圧であり、前記受電部により受電された電圧の波形から、前記基準タイミングを取得する第２の基準信号取得部をさらに備え、前記スイッチング制御部は、前記第２の基準信号取得部により取得された基準タイミングを基準にして、前記給電側通信部により受信されたタイミング情報に応じて前記タイミングを調整するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る給電制御装置及び給電装置を用いた給電システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す給電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図２に示すスイッチング電源部の構成の一例を示す回路図である。
【図４】図１に示す給電制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図１に示す給電システムの動作を説明するための説明図である。
【図６】図１に示す給電装置の配置状態を示す説明図である。
【図７】リップル電圧の一例を示す波形図である。
【図８】図１に示す給電装置の変形例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す給電装置を用いた給電システムの動作を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る給電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る給電制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る給電システムの動作を説明するための説明図である。
【図１３】図１１に示す給電制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】位相パターン情報の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る給電制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る給電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示すスイッチング電源部の構成の一例を示す回路図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る給電システムの動作を説明するための説明図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る給電システムの動作を説明するための説明図である。
【図２０】図１５に示す給電制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１ａ，１ｂ  給電システム
２，２ａ，２ｂ，２ｃ  給電制御装置
３，３ａ，３ｂ，３ｃ  給電装置
４    端末装置
２０１  制御側通信部
２０２，２０２ａ，２０２ｂ  タイミング情報生成部
２０３  タイミング指示部
２０４  装置台数取得部
２０５  順序情報取得部
２０６  リップルレベル取得部
２０７  リップル検出部
３０１，３０２  電源入力端子
３０３，３０３ａ  スイッチング電源部
３０４，３０５  電源出力端子
３０６  給電側通信部
３０７  順序情報設定部
３０８  タイミング情報取得部
３０９，３０９ａ  基準信号取得部
３１０，３１０ａ  スイッチング制御部
３１１  生存通知部
３１２  リップル検出部
Ｃ    平滑コンデンサ
ＬＮ  導体線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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