(57)【要約】【課題】入力電源の電源電圧の大小関係に関係なく、負荷に電力を供給する電源を選択することができる電源切替回路を提供すること。【解決手段】負荷に電力を供給する複数の直流電源を切り替える電源切替回路において、前記複数の直流電源のうちの少なくとも１つからの入力がそれぞれ接続された複数の電力線を、分岐部を介して前記負荷に接続し、前記複数の電力線は、出力電圧の変更が可能なＤＣ／ＤＣコンバータと該ＤＣ／ＤＣコンバータから前記分岐部に電流が流れるように構成した整流素子とをそれぞれ有し、前記複数の電力線のそれぞれに設けられた複数のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を調整することにより、前記負荷に供給する前記直流電源の優先順位を設定する。前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち、優先順位の高い直流電源に接続された電力線に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を他のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高くすることにより、負荷に電力を供給する直流電源を選択する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給する複数の直流電源を切り替える電源切替回路において、
前記負荷に電力を供給する電力線が電源に接続される複数の電力線に分岐される分岐のうち、負荷に直接接続されている電力線が接続されている分岐におけるすべての電源側配線の分岐近傍に、電源から負荷に電流が流れるようにダイオードを配置し、該ダイオードの電源側近傍に出力電圧の変更が可能なＤＣ／ＤＣコンバータを配置し、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を調整することにより、前記負荷に供給する前記直流電源の優先順位を設定することを特徴とする電源切替回路。
【請求項２】
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの少なくとも一つにおいて、複数の直流電源からの電力線がダイオード分岐を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電源切替回路。
【請求項３】
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち、優先順位の高い直流電源に接続された電力線に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を他のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高くすることにより、負荷に電力を供給する直流電源を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の電源切替回路。
【請求項４】
前記整流素子はダイオードであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電源切替回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を供給する電源の切替を行う電源切替回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子機器には、電圧が変動する電力を対象とした電源回路を有するものがあった。このような電子機器には、複数の電源回路から入力が可能な構成とされ、電源電圧に応じて入力電源を切り替える電源切替回路を有しているものがある。例えば、電源電圧に応じて入力電源を切り替える電源切替回路で、主電源ラインと補助電源ラインとダイオードとを備え、電源電圧に応じて電源の供給元である主電源ラインと補助電源ラインとを切り替える電源切替回路が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１２２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような電源切替回路は、電源の供給元が入力電源の電源電圧の大小関係に依存するため、常に電源電圧の高い方が優先的に電源の供給元となり、電源電圧の低い方の入力電源の優先順位を任意につけることが出来なかった。
【０００５】
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、入力電源の電源電圧の大小関係に関係なく、負荷に電力を供給する電源を選択することができる電源切替回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、一実施形態に記載の発明は、負荷に電力を供給する複数の直流電源を切り替える電源切替回路において、前記負荷に電力を供給する電力線が電源に接続される複数の電力線に分岐される分岐のうち、負荷に直接接続されている電力線が接続されている分岐におけるすべての電源側配線の分岐近傍に、電源から負荷に電流が流れるようにダイオードを配置し、該ダイオードの電源側近傍に出力電圧の変更が可能なＤＣ／ＤＣコンバータを配置し、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を調整することにより、前記負荷に供給する前記直流電源の優先順位を設定することを特徴とする電源切替回路である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る電源切替回路の構成を表す回路図である。
【図２】本発明に係る電源切替回路の構成を表す回路図で、第１の実施形態を示す回路図である。
【図３】本発明に係る電源切替回路の構成を表す回路図で、第２の実施形態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【０００９】
本実施形態の電源切替回路は、負荷に電力を供給する複数の直流電源を切り替える電源切替回路において、前記複数の直流電源のうちの少なくとも１つからの入力がそれぞれ接続された複数の電力線を、分岐部を介して前記負荷に接続し、前記複数の電力線は、出力電圧の変更が可能なＤＣ／ＤＣコンバータと該ＤＣ／ＤＣコンバータから前記分岐部に電流が流れるように構成した整流素子とをそれぞれ有し、前記複数の電力線のそれぞれに設けられた複数のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を調整することにより、負荷に供給する直流電源の優先順位を設定する。複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち、優先順位の高い直流電源に接続された電力線に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を他のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高くすることにより、負荷に電力を供給する電源を選択する。
【００１０】
従来の電源切替回路では、負荷に電力を供給する電力線に電源からの複数の電力線を接続する際に、電源から負荷に向かってのみ電流が流れるようにダイオードを配置し、複数の電源の内、電圧のより高い電源の電力のみを負荷に供給する回路が知られていた。しかし、電源電圧により電力を供給する電源が自動的に決まってしまい、電源電圧にかかわらず希望する電源から電力を供給することができないという問題があった。
【００１１】
本実施形態による電源切替回路においては、負荷に電力を供給する複数の直流電源を切り替える電源切替回路において、負荷に電力を供給する電力線が電源に接続される複数の電力線に分岐される分岐のうち、最も負荷に近い分岐におけるすべての電源側配線の分岐近傍に、電源から負荷に電流が流れるようにダイオードを配置し、更にすべてのダイオードの電源側近傍に出力電圧の変更が可能なＤＣ／ＤＣコンバータを配置する。これにより、電力を供給したい電源に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を他のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高くすることで、電源電圧にかかわらずに負荷に電力を供給する電源を選択することが可能となり、複数の電源が接続された電力系においてより自由に電源を選択することができる。
【００１２】
図１は電源切替回路の回路構成の一例を示す図である。図１において、電源１１、１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、１４と、負荷１５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ側をアノード端子で接続する整流素子１６、１７とを設けて、整流素子１６と整流素子１７とのカソード端子同士を接続して負荷１５に接続して構成されている。この回路において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、１４の出力電圧を任意に設定することで、負荷に供給する電源の優先順位を任意に決めて入力電源を切り替えることができる。なお、入力電源の数は限定しない。
【００１３】
（第１の実施形態）
太陽光発電と蓄電池とＡＣアダプタの３電源を入力電源とした第１の実施形態について説明する。
【００１４】
図２は、第１の実施形態の電源切替回路の回路構成を示す図である。電源切替回路は、太陽光発電２１と、蓄電池２２と、ＡＣアダプタ２３を電源とし、太陽光発電２１に接続したＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、蓄電池２２に接続したＤＣ／ＤＣコンバータ２５と、ＡＣアダプタ２３に接続したＤＣ／ＤＣコンバータ２６と、アノード端子をＤＣ／ＤＣコンバータ２４に接続したダイオード２７と、アノード端子をＤＣ／ＤＣコンバータ２５に接続したダイオード２８と、アノード端子をＤＣ／ＤＣコンバータ２６に接続したダイオード２９と、ダイオード２７、２８、２９のカソード端子同士を負荷２０に接続する構成を備えている。
【００１５】
図２に示す電源切替回路において、太陽光発電２１と蓄電池２２とＡＣアダプタ２３の電源電圧が、それぞれ３０Ｖ、２０Ｖ、１０Ｖ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、２５、２６の出力電圧が、それぞれ１Ｖ、２Ｖ、３Ｖと設定したと仮定する。
【００１６】
上記条件では、入力電源の出力電圧の大きさは、太陽光発電２１の電圧＞蓄電池２２の電圧＞ＡＣアダプタ２３の電圧となっている。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の電圧＞ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の電圧＞ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の電圧であるため、入力電源の電圧の大小に依存せず、常に入力電源の優先順位は、ＡＣアダプタ２３、蓄電池２２、太陽光発電２１の順になる。すなわち、全ての電源から出力されている場合は、その電源の出力電圧の大小にかかわらずＡＣアダプタ２３の出力が最も優先的に負荷２０に接続される。ＡＣアダプタ２３が切断された場合には、蓄電池２２の出力が負荷２０に接続される。さらにＡＣアダプタ２３に加えて蓄電池２２も切断された場合は、太陽光発電２１の出力が負荷２０に接続される。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を調整することによって、入力電圧の大小に依存せず、負荷に接続される入力電源の優先順位を設定することができる。
【００１７】
また、複数の電源導入時の運転モードを任意に設定できるという利点もある。すなわち、入力電源の出力電圧の大きさに依存せずＤＣ／ＤＣコンバータの設定次第で、ＡＣアダプタ＞蓄電池＞太陽光発電の優先順位に設定した商用電源優先モードや、太陽光発電＞ＡＣアダプタ＞蓄電池の優先順位に設定した太陽光優先モード（省エネ）などに設定することができ、複数の電源が分散配置された電力系において、より自由に電源を選択することができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、太陽光発電と蓄電池とＡＣアダプタの３電源を本システムの入力電源とし、外部条件によって電源の供給元が変わることで、任意に設定した優先順位の通りにシステムが運転する構成である。
【００１９】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る実施の形態を示す図である。電源切替回路は、太陽光発電３１と、蓄電池３２と、ＡＣアダプタ３３を電源とし、アノード端子を太陽光発電３１に接続したダイオード３４と、アノード端子をＡＣアダプタ３３に接続したダイオード３５と、ダイオード３４とダイオード３５のカソード端子を接続したＤＣ／ＤＣコンバータ３６と、蓄電池３２に接続したＤＣ／ＤＣコンバータ３７と、アノード端子をＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力に接続したダイオード３８と、アノード端子をＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力に接続したダイオード３９と、ダイオード３８と３９のカソード端子を負荷３０に接続して構成される。図３に示す電源切替回路を用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を任意に設定することで以下の条件の動作を行うことができる。
【００２０】
（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力電圧よりも高い場合
（１−１）太陽光発電３１の電源電圧がＡＣアダプタ３３の電源電圧より高いとき：
太陽光発電３１の電源電圧がＡＣアダプタ３３の電源電圧より高いので、ダイオード３４の出力がダイオード３５の出力よりも優先される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力電圧よりも高いのでダイオード３８の出力がダイオード３９の出力より優先されるため、太陽光発電３１が負荷３０の消費電力を賄うこととなる。
【００２１】
（１−２）太陽光発電３１の電源電圧とＡＣアダプタ３３の電源電圧とが等しいとき：
太陽光発電３１の電源電圧とＡＣアダプタ３３の電源電圧が等しいので、ダイオード３４の出力とダイオード３５の出力との両方が出力される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力電圧よりも高いのでダイオード３８の出力がダイオード３９の出力より優先されるため、太陽光発電３１およびＡＣアダプタ３３が負荷３０の消費電力を賄うこととなる。
【００２２】
（１−３）ＡＣアダプタ３３の電源電圧が太陽光発電３１の電源電圧より高いとき：
ＡＣアダプタ３３の電源電圧が太陽光発電３１の電源電圧より高いので、ダイオード３５の出力がダイオード３４の出力よりも優先される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力電圧よりも高いのでダイオード３８の出力がダイオード３９の出力より優先されるため、ＡＣアダプタ３３が負荷３０の消費電力を賄うこととなる。
【００２３】
（１−４）太陽光発電３１が遮断され、かつＡＣアダプタ３３からは出力されているとき：
ＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力電圧よりも高いのでダイオード３８の出力がダイオード３９の出力より優先されるため、ＡＣアダプタ３３が負荷３０の消費電力を賄うこととなる。
【００２４】
ＡＣアダプタ３３が遮断され、かつ太陽光発電３１からは出力されているとき：
ＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力電圧よりも高いのでダイオード３８の出力がダイオード３９の出力より優先されるため、太陽光発電３１が負荷３０の消費電力を賄うこととなる。
【００２５】
（２）ＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧よりも高い場合
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３７の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧よりも高いのでダイオード３９の出力がダイオード３８の出力より優先されるため、蓄電池３２が負荷３０の消費電力を賄うこととなる。
【００２７】
したがって、第２の実施形態により、供給電源の優先順位を高い方から順にＡＣアダプタ、太陽光発電、蓄電池となる系を実現することができ、負荷に供給する電源の優先順位を任意に設定できる。
【００２８】
本発明の電源切替回路は、本実施例に限定されることなく、さらに複数の電源を追加しても同様の切替機能を実現することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１１、１２  電源
１３、１４、２４、２５、２６、３６、３７  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５、２０、３０  負荷
１６、１７        整流素子
２１、３１        太陽光発電
２２、３２        蓄電池
２３、３３        ＡＣアダプタ
２７、２８、２９、３４、３５、３８、３９  ダイオード
【図１】
2015023766.tif 000003
【図２】
2015023766.tif 000004
【図３】
2015023766.tif 000005