(57)【要約】【課題】太陽光発電された直流電力を交流電力変換さらに直流電力変換してＬＥＤ照明器具へ供給という無駄な変換がなく、太陽光電力を有効利用でき、太陽光電力だけでは必要なＬＥＤ照明器具の電力を賄えない場合に商用交流電源で不足を補う電源装置を提供する。【解決手段】電源系統装置１００は、太陽電池パネル１１０１から直流電圧を入力して大きさを変換し、変換後の第１直流電圧を出力し、かつ、第１直流電圧の大きさの変更可能な第１直流電源装置１１０と、第１直流電源装置１１０と並列接続され、商用交流電圧を入力して直流電圧に変換し、変換後の第２直流電圧を出力し、かつ、制御により第２直流電圧の大きさの変更可能な第２直流電源装置１２０と、第１直流電源装置１１０と第２直流電源装置１２０とに対する制御を介して第１直流電圧と第２直流電圧との大きさを調整することで第１直流電源装置１１０の出力電力を制御する制御装置１３０とを備えた。【選択図】図１
2011217555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池から出力された直流電圧を入力して前記直流電圧の大きさを変換し、変換後の電圧である第１直流電圧を出力すると共に、制御を受けることによって前記第１直流電圧の大きさの変更可能な第１直流電源装置と、
前記第１直流電源装置と並列接続された第２直流電源装置であって、商用交流電圧を入力して直流電圧に変換し、変換後の電圧である第２直流電圧を出力すると共に、制御を受けることによって前記第２直流電圧の大きさの変更可能な第２直流電源装置と、
前記第１直流電源装置と前記第２直流電源装置とに対する制御を介して前記第１直流電圧と前記第２直流電圧との大きさを調整することで、前記第１直流電源装置の出力する出力電力を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする電源系統装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記第１直流電源装置の出力する出力電力が最大となるように、前記第１直流電圧の大きさと前記第２直流電圧の大きさとのうち、少なくともいずれかの大きさを調整することを特徴とする請求項１記載の電源系統装置。
【請求項３】
前記第１直流電源装置と前記第２直流電源装置との出力部は、
ダイオードオア接続によって並列接続されたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電源系統装置。
【請求項４】
前記電源系統装置は、さらに、
前記第１直流電源装置と前記第２直流電源装置とに並列接続されて前記第１直流電源装置と前記第２直流電源装置とから供給される前記第１直流電圧と前記第２直流電圧とに基づいて定電流を生成し、生成した定電流を出力する定電流回路を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電源系統装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の前記電源系統装置と、
光源が装着され、前記電源系統装置に接続する照明器具と
を備えた照明システム。
【請求項６】
請求項４記載の前記電源系統装置と、
光源が装着され、前記電源系統装置の前記定電流回路から定電流の供給を受けて前記光源が点灯する照明器具と
を備えた照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、照明器具に電力を供給する直流電源装置及び照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では太陽電池パネルからの直流電力はパワーコンディショナーで商用交流電源に変換され、電源系統に連携して電力を送り出す。一方、ＬＥＤ照明システムは商用交流電源を電源とする場合、商用交流電源が直流に変換されてＬＥＤに供給される。この場合、太陽光発電を利用するシステムとＬＥＤ照明システムとはそれぞれ独立で動作している。
【０００３】
太陽光発電で負荷に電力を供給しつつ蓄電池に充電し、太陽光発電で発電できないときに負荷に蓄電池の電力を供給する技術がある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、負荷に電力を供給する側の電圧が商用電源（ＡＣ１００Ｖ以上且つ２４０Ｖ以下）であるか、太陽光発電手段を備えるものであるかを判別する技術がある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０８４２３号公報
【特許文献２】特開２００６−３０３１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
太陽光発電された電力は、パワーコンディショナーで交流に変換され電源系統に供給されている。ＬＥＤ照明システムは電源系統から商用交流電源の供給を受けて、この交流を直流に変換してＬＥＤを点灯させている。この方式ではＬＥＤ照明システム側は、供給される電力が「太陽光発電された電力」か、「太陽光発電された電力」以外の電力かを区別することなく、供給された交流電源を使用している。従って、同一建物に設置した発電と電力消費が無関係である。
【０００７】
また、最終的にＬＥＤには直流を給電するにもかかわらず、上記の場合、太陽光発電の直流電源は一旦交流に変換され、ＬＥＤ照明器具内で交流から直流に変換されるので、無駄な変換損失を生んでいた。
【０００８】
本発明は、太陽光発電された電力を供給する電源と商用交流電源との両方の供給手段を並列接続する電源系統装置を備えることで、前記の無駄な変換損失なしに太陽光発電を最大限に利用すること、及び太陽光発電だけでは必要とする電力を満足することができない場合に商用電源により不足を補助する電源系統装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の電源系統装置は、
太陽電池から出力された直流電圧を入力して前記直流電圧の大きさを変換し、変換後の電圧である第１直流電圧を出力すると共に、制御を受けることによって前記第１直流電圧の大きさの変更可能な第１直流電源装置と、
前記第１直流電源装置と並列接続された第２直流電源装置であって、商用交流電圧を入力して直流電圧に変換し、変換後の電圧である第２直流電圧を出力すると共に、制御を受けることによって前記第２直流電圧の大きさの変更可能な第２直流電源装置と、
前記第１直流電源装置と前記第２直流電源装置とに対する制御を介して前記第１直流電圧と前記第２直流電圧との大きさを調整することで、前記第１直流電源装置の出力する出力電力を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の電源系統装置によれば、太陽光発電された電力を供給する電源と、商用交流電源を基とする電源との両方を並列接続するので、太陽光発電された電力の無駄な変換損失なしに太陽光発電の電力を最大限に利用できると共に、太陽光発電だけでは必要とする電力を賄うことができない場合には商用交流電源により不足を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１のＬＥＤ照明システム１０１０の構成図。
【図２】実施の形態１の電源系統装置１００の構成図。
【図３】実施の形態１のＬＥＤ照明システム１０２０の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１のＬＥＤ照明システム１０１０の構成図である。ＬＥＤ照明システム１０１０は、照明用集中電源装置１００（以下、電源系統装置１００という。）、ＬＥＤ照明器具２００−１等を備えている。
【００１３】
（電源系統装置１００）
電源系統装置１００は、第１直流電源装置１１０、第２直流電源装置１２０、制御装置１３０を備えている。電源系統装置１００では、第１直流電源装置１１０と、第２直流電源装置１２０とのそれぞれの出力端が、ダイオード２１、ダイオード２２のダイオードオアで並列接続されている。また、電源系統装置１００は、第１直流電源装置１１０、第２直流電源装置１２０の出力電流を検出する電流センサ３１、３２を備え、またコンデンサ４０を備える。
【００１４】
（ＬＥＤ照明器具）
電源系統装置１００の直流出力端子５０には、直流出力端子５０から出力される直流電圧を入力とし、定電流回路２１０−１、２１０−２、２１０−３で、光源であるＬＥＤ２２０−１、２２０−２、２２０−３に定電流を供給して点灯させる照明器具２００−１、２００−２、２００−３が接続されている。
【００１５】
（第１直流電源装置１１０）
第１直流電源装置１１０は、建物に設置されたＬＥＤ照明器具２００−１、２００−２、２００−３と同一の建物に設置された太陽電池パネル１１０１で発電された太陽光発電の直流電力を、ＬＥＤ照明器具にとって適正な直流定電圧に変換して出力する。第１直流電源装置１１０は、出力電圧を変えることができる。
【００１６】
（第２直流電源装置１２０）
第２直流電源装置１２０は、商用交流電源１２０１からの交流電圧を、ＬＥＤ照明器具にとって適正な直流定電圧に変換する。第２直流電源装置１２０は、出力電圧を変えることができる。
【００１７】
（制御装置１３０）
制御装置１３０は、第１直流電源装置１１０及び第２直流電源装置１２０の出力電流及び出力電圧を入力として、第１直流電源装置１１０、第２直流電源装置１２０の出力電圧を制御する。この制御によって、制御装置１３０は、第１直流電源装置１１０からの出力電力が最大となるように制御すると共に、ＬＥＤ照明器具２００−１等に適正な直流電圧を供給する。
【００１８】
図２は、図１に示す各電源装置の詳細を示す回路図である。
【００１９】
（第１直流電源装置１１０）
第１直流電源装置１１０は、太陽電池パネル１１０１の直流電圧を入力するフライバック形の電圧変換回路である。第１直流電源装置１１０は、図２に示すように、スイッチング素子１１３、スイッチング素子１１３を駆動するドライブ回路１１２、トランス１１４、ダイオード１１５及びコンデンサ１１６を備える。第１直流電源装置１１０は、制御装置１３０からの信号でスイッチング素子１１３のオンデューティを可変することで、出力電圧（第１直流電圧）を変化させることができる。
【００２０】
（第２直流電源装置１２０）
第２直流電源装置１２０の昇圧チョッパ回路１２１は、商用交流電源１２０１を整流する整流回路１２１−１、インダクタ１２１−２、スイッチング素子１２１−３、商用交流電源１２０１からの入力電流が正弦波となるようにスイッチング素子１２１−３のスイッチングを制御するＰＦＣ制御ＩＣ１２１−４、ダイオード１２１−５、電解コンデンサ１２１−６を備え、整流回路１２１−１によって整流された直流電圧を所定の直流電圧に昇圧すると共にコンデンサ１２１−６で平滑する。昇圧チョッパ回路１２１により昇圧された直流電圧は、第１直流電源装置１１０と同一の構成を有するフライバック形の電圧変換回路で所定の直流電圧（第２直流電圧）に変換される。
【００２１】
第１直流電源装置１１０及び第２直流電源装置１２０の出力端の「＋端子」には、ダイオード２１、２２を順方向に接続し、互いのカソード側を共通にしている。即ち第１直流電源装置１１０及び第２直流電源装置１２０の出力は、ダイオード２１、２２とによるダイオードオアで並列接続されている。
【００２２】
（制御装置１３０）
制御装置は、分圧回路１３１等、電圧変換回路１３４等及び制御回路１３６を備えている。制御装置１３０には第１直流電源装置１１０及び第２直流電源装置１２０の出力電圧、出力電流が、それぞれ分圧回路１３１、１３２、１３３（出力電圧）及び電圧変換回路１３４，１３５（出力電流）を介して入力される。制御回路１３６は、第１直流電源装置１１０、第２直流電源装置１２０のそれぞれから入力された電流と電圧とに基づいて、第１直流電源装置１１０及び第２直流電源装置１２０のスイッチング素子１１３，１２３のオンデューティを制御して、第１直流電源装置１１０及び第２直流電源装置１２０の出力電圧を制御する。この制御では、第１直流電源装置１１０からの出力電力が最大になるように制御する。
【００２３】
即ち、電源系統装置１００は制御装置１３０による制御によって、太陽電池パネル１１０１の発生した電力を最大限に利用し、商用電源１２０１からの電力をその不足分の補助として使用することができる。一方、夜間になり太陽電池パネル１１０１からの発電がなくなると、商用交流電源１２０１からの第２直流電源装置１２０のみで必要な出力電力をまかなう。太陽電池パネル１１０１によって発電されている状態では、その発電量に応じて最大電力が負荷側に出力されるように制御されるので商用電源１２０１からの電力はその不足分のみとなる。
【００２４】
（定電流回路２１０）
電源系統装置１００の出力端に接続されたＬＥＤ照明器具２００は、電源系統装置１００から供給される電圧に基づき定電流回路２１０によって定電流を生成し、この定電流でＬＥＤ２２０を点灯する。定電流回路２１０は、ほぼ定電圧で出力された電圧を逆接続のされたときの故障を防止するダイオード２２２と平滑用電解コンデンサ２２１及びスイッチング素子２１８とインダクタ２１６、ダイオード２１７、電解コンデンサ２１５、スイッチング素子２１８を駆動するドライブ回路２１９を有する降圧形のチョッパ回路を備えている。また、この降圧形のチョッパ回路は、電流検出抵抗２１３を備えている。作動増幅回路２１２は電流検出抵抗２１３から検出されるＬＥＤ電流に相当するで電圧と、基準電圧Ｖとの差分を制御回路２１１に出力する。制御回路２１１は作動増幅回路２１２からの入力に応じて、ドライブ回路２１９を制御する。このフィードバック制御によって定電流を得ることができる。このように、ＬＥＤ照明器具２００等は、負荷としてＬＥＤ２２０等を接続し、ＬＥＤ２２０等に流れるＬＥＤ電流を検出抵抗２１３で検出し、フィードバック制御によりＬＥＤ２２０等に定電流を供給する。
なお、定電流回路に代えて定電力回路など、直流電源を入力して動作する他の回路方式を用いてもよく、ＬＥＤの他、有機ＥＬや蛍光灯などの光源を用いるものに適した回路方式を用いることもできる。
【００２５】
図３は、実施の形態１のＬＥＤ照明システム１０２０の構成図である。ＬＥＤ照明システム１０２０の電源系統装置１００は、第１直流電源装置１１０及び第２直流電源装置１２０の出力端を並列接続した電圧を入力とする定電流回路５０１−１、５０１−２を備え、定電流回路５０１−１、５０１−２の出力端に、それぞれＬＥＤ照明器具１０−１等、ＬＥＤ照明器具２０−１等を直列接続している。
【符号の説明】
【００２６】
１００  電源系統装置、１１０  第１直流電源装置、１２０  第２直流電源装置、１３０  制御装置、５０１−１，５０１−２  定電流回路、１０１０，１０２０  ＬＥＤ照明システム。
【図１】
2011217555.tif 000003
【図２】
2011217555.tif 000004
【図３】
2011217555.tif 000005