(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  線路（１５）に配置されたダイオード（４）と、
−  前記ダイオード（４）の両端の電圧降下を引き出す電源サブ回路（７）と、
−  前記ダイオード（４）と並列に接続されたさらなるダイオード（５）と、
を備える回路装置（１）において、
−  前記ダイオード（４）の順方向バイアスの方向と前記さらなるダイオード（５）の前記順方向バイアスの方向は、互いに逆並列に方向づけられ、
−  前記回路装置（１）の端子（２、３）の間に直流が流れているとき、前記逆並列ダイオード（４、５）は、電流のフローの方向にかかわらず、前記端子（２、３）の間に小さな電圧降下を許し、前記電圧降下の電圧は現在順方向バイアスされている前記ダイオード（４、５）の順方向電圧に限定されることを特徴とする回路装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の回路装置（１）において、半導体スイッチ（６）は前記ダイオード（４、５）と並列に接続され、かつ前記回路装置（１）の電圧低下サブ回路（１０）によって制御されることを特徴とする回路装置（１）。
【請求項３】
請求項２に記載の回路装置（１）において、前記ダイオード（４）または前記さらなるダイオード（５）は前記半導体スイッチ（６）の固有のフリーホイールダイオードであることを特徴とする回路装置（１）。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の回路装置（１）において、前記電源サブ回路（７）は一時的なエネルギー貯蔵を備えることを特徴とする回路装置（１）。
【請求項５】
請求項４に記載の回路装置（１）において、前記電源サブ回路（７）は前記一時的なエネルギー貯蔵としてＤＣリンクを備え、かつ前記ＤＣリンクに供給するＤＣ／ＤＣコンバータを備えることを特徴とする回路装置（１）。
【請求項６】
請求項５に記載の回路装置（１）において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータはステップアップコンバータであることを特徴とする回路装置（１）。
【請求項７】
請求項５または６に記載の回路装置（１）において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは前記ＤＣリンクを固定された極性で充電することを特徴とする回路装置（１）。
【請求項８】
請求項４乃至７の何れか１項に記載の回路装置（１）において、前記電源サブ回路（７）は前記一時的なエネルギー貯蔵として超コンデンサまたは充電式バッテリを備えることを特徴とする回路装置（１）。
【請求項９】
請求項４乃至８の何れか１項に記載の回路装置（１）において、前記電圧低下サブ回路（１０）は前記一時的なエネルギー貯蔵の充電レベルに従って前記半導体スイッチ（６）を制御することを特徴とする回路装置（１）。
【請求項１０】
請求項２もしくは３またはそれらに従属する請求項４乃至８の何れか１項に記載の回路装置（１）において、前記電圧低下サブ回路（１０）は前記ダイオード（４、５）の両端の電圧降下が線路（１５）内を流れる電流にかかわらず一定値に制御されるように前記半導体スイッチ（６）を制御することを特徴とする回路装置（１）。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の回路装置（１）の使用において、ＤＣ線路（１５）の領域に位置している電気または電子機器（１２）への電圧の直列形供給のためであることを特徴とする使用。
【請求項１２】
請求項１１に記載の回路装置（１）の使用において、前記ＤＣ線路（１５）は太陽光発電装置（１７）の２つの供給線路（１５、１６）のうちの１つであることを特徴とする使用。
【請求項１３】
電気または電子機器（１２）を備え、かつ請求項１乃至１０の何れか１項に記載の回路装置（１）を備えるデバイス（１１）において、端子（１３、１４）はＤＣ線路（１５）に前記回路装置（１）の前記ダイオード（４）を配置するために提供されることを特徴とするデバイス（１１）。
【請求項１４】
請求項１３に記載のデバイス（１１）において、前記電気または電子機器（１２）は少なくとも１つのセンサ（３０）を備えることを特徴とするデバイス（１１）。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載のデバイス（１１）において、前記電気または電子機器（１２）は通信用インタフェース（２４）を備えることを特徴とするデバイス（１１）。
【請求項１６】
請求項１５に記載のデバイス（１１）において、前記通信用インタフェース（２４）は、前記ＤＣ線路（１５）を通した電力線通信のための変圧器（２５）を備え、前記変圧器の１つの巻線（２６）は前記ダイオード（４）と直列に前記端子（１３、１４）の間に接続されることを特徴とするデバイス（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ線路の領域に位置している電気または電子機器への電圧の直列形供給に適した回路装置に関する。
【０００２】
直列形電圧供給は、回路装置が外部基準電位を使用することなくＤＣ線路から電気エネルギーを引き出すことを意味すると理解されるものとする。電気または電子機器は、例えば、ＤＣ線路の領域で物理値、例えば温度などの値を検出し、より具体的には物理値を測定し遠隔の受信機に物理値を送信するために電気エネルギーを必要とする、センサとすることができる。
【０００３】
本発明による回路装置は、例えば、太陽光発電装置の動作状態を記述する少なくとも１つの物理値を測定するセンサを使用し、監視ユニットに前記値を送信するために、太陽光発電装置の供給線路の領域に位置している電気または電子機器への電圧の直列形供給に特に適しているものとする。
【背景技術】
【０００４】
原則として、ＤＣ線路の領域に位置している電気または電子機器への電圧の直列形供給に対して、電気抵抗を有する電気部品を線路に配置することが可能である。この電気抵抗によって引き起こされる電圧降下は、直列形電圧供給のために直接または昇圧後に使用することができる。
【０００５】
国際公開第２００６／１２５６６４Ａ１号パンフレットは、独立請求項１の前文の機能を有する回路遮断器を開示する。回路遮断器は、複数の太陽電池が直列に接続され、それらのいくつかは正常に動作しており、他方いくつかは陰になって動作している太陽電池モジュールのために意図されている。回路遮断器は、バイパス経路を形成するように複数の太陽電池と並列に接続することができる。ソーラモジュールのこの位置で標準的技法であるバイパスダイオードに加えて、回路遮断器は、バイパスダイオードと並列に接続された半導体スイッチを備え、このスイッチの固有のフリーホイールダイオードはバイパスダイオードと並列に方向づけられる。すなわち、２つのダイオードはバイパス経路に沿って同じ順方向バイアスおよび逆方向バイアスを有する。半導体スイッチは、並列のバイパスダイオードが順方向バイアスの方向に電流を伝導するときバイパスダイオードで起こっている電力散逸および関連発熱を減少させるために開くように駆動される。半導体スイッチに制御電圧を提供する供給回路は、エネルギー貯蔵用の充電回路として設計され、この回路は、半導体スイッチ駆動のためにより高い電圧に陰の間にバイパスダイオードの両端の利用可能な電圧を増大させる。意図は、制御可能なバイパス要素を駆動するだけでなくさらなる回路に供給するために、陰の間にバイパスダイオードの両端の利用可能な供給電圧を使用することが可能であることである。
【０００６】
米国特許出願公開２０１１／０２７９９３７Ａ１号明細書は、フリーホイールダイオードを含むＭＯＳＦＥＴがある回路遮断器を開示する。回路遮断器はＭＯＳＦＥＴを制御するための制御回路を備える。制御回路は、とりわけ、抵抗器、ダイオードおよびコンデンサからなりＭＯＳＦＥＴと並列に接続される直列回路を含む。直列回路のダイオードは、再度コンデンサを放電させることになる、反対方向の電流フローを防止する一方、コンデンサを充電する目的でダイオードの順方向バイアスの方向の電流フローを可能にする。コンデンサの両端の電圧降下は、それにより、制御回路に電圧を供給するための供給電圧を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、生産するのに安く、特定の基本的条件下のみでなくＤＣ線路の領域に位置している電気または電子機器への電圧の直列形供給に使用可能な、独立請求項１の前文による低い電力散逸を有する回路装置を実践することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、独立請求項１の特徴を有する回路装置によって達成される。従属請求項２乃至１０は、このような回路装置の好ましい実施形態を対象とする。請求項１１乃至１２は、本発明による回路装置の使用に関連する。請求項１３乃至１６は、本発明による回路装置に加えて電気的または電子的機器を備えるデバイスを対象とする。
【０００９】
線路に配置されたダイオードを備え、ダイオードの両端の電圧降下を引き出す電源サブ回路、およびダイオードと並列に接続されたさらなるダイオードを備える本発明による回路装置において、ダイオードおよびさらなるダイオードの順方向バイアスの方向は、互いに逆並列に方向づけられる。
【００１０】
逆並列に方向づけられた２つのダイオードは、ＤＣ線路における本発明による回路装置の両端の電圧降下が直流フローの方向にかかわらず小さいままであることを確実にする。これは、ＤＣ線路に回路装置を組み込むための端子に逆極性保護を提供するために本発明による回路装置で使用することができる。しかしながら、どのような場合でも、本発明による回路装置における２つのダイオードは、それらのそれぞれの逆方向バイアスの方向の比較的大きい電圧に対して相互保護を提供する。これは、ＤＣ線路がその方向が一時的に逆になり得る大きな電流を搬送しているときでさえも、低い破壊電圧しか有さないダイオードが回路装置に使用され得ることを意味する。直流のフロー方向のこの種の逆転、すなわち逆方向電流として知られているものの例は、例えば、太陽光発電装置の供給線路で、太陽光発電装置が並列に接続された他の太陽光発電装置と異なり陰になっているときに生じ得る。
【００１１】
ダイオードの両端の電圧降下を引き出す電源サブ回路は、ダイオードの逆並列配置によって比較的大きな電圧に対して同様に保護される。したがってそれは、比較的低コストの設計を有することができる。電源サブ回路は常に本発明による回路装置で提供され、別の電気または電子機器に電圧を供給する機能を有する。
【００１２】
２つの逆並列ダイオードの説明された動作は、ＤＣ線路の２つのダイオードの直接の並列回路に起因する。２つの逆並列ダイオードの何れも、この場合、２つのダイオードの順方向の抵抗より著しく大きく直流のフローを妨げる構成部品と直列にそれらの並列回路内で接続するべきではない。これは、電圧降下を引き出す電源サブ回路が、比較的大きな電圧から保護され、それゆえその構成部品への損傷から保護されることを確実にする。電源サブ回路に対して最も安い可能な構成部品を使用するとき、正常動作におけるダイオードの両端の全体の電圧降下が５Ｖの値を超えない場合、本発明に従って構成部品の損傷を排除することが一般に可能である。具体的には、これは、その順方向バイアスの方向が２つの逆並列ダイオードの１つと直列に接続された電気要素と反対であるコンデンサまたはさらなるダイオードを排除するのに対して、それは、例えば、電流測定に使用される分路抵抗器を原則として排除しない。
【００１３】
他方、ダイオードの両端の電圧降下を引き出す電源サブ回路は、電圧降下に対する最小値を必要とする。少なくとも電源サブ回路の始動の間の限定された期間に、この最小値が存在しない場合  −  何れにしてもこのサブ回路が低コストで利用可能な構成部品を使用して実装される場合  −  電源サブ回路が正確に起動することは保証されない。適当な順方向電圧を有するダイオードが利用可能であるとき、逆並列ダイオードの両端の電圧降下に対する最小値は、各々１つのｐｎ接合を有するちょうど２つのダイオードがＤＣ線路で並列に結合されるときに満たすことさえできる。しかしながら、望ましい順方向電圧を有するダイオードが利用できない、または高いコストでのみ利用可能な場合、原則として、逆並列に配置された２つのダイオードの１つまたは各々は、同じ順方向バイアスの方向を有し各々１つのｐｎ接合を有する２つ以上のサブダイオードの直列回路から同様になることができる。これは、現在順方向にバイアスされているダイオードの両端の電圧降下をサブダイオードの順方向電圧の合計まで上昇させる。これは、低コストでそれでもなお十分に正確な、必要とされる電圧降下の調整を可能とする。片方または両方のサブダイオードの直列回路内のサブダイオードを、対応する順方向バイアスされたサブダイオードと同等の電圧降下を動作中に引き起こす別の電気部品と交換することは同様に可能である。
【００１４】
本発明による回路装置は、好ましくは、ダイオードと並列に接続され電圧低下サブ回路によって制御される半導体スイッチを同様に備える。この半導体スイッチは、ダイオードの逆並列配置によって比較的大きな電圧に対して同様に保護される。したがって、それは線路を流れる直流用に設計されなくてはならないが、同様に同時に高い破壊電圧を有するように設計される必要はないため、それは比較的低コストを有することができる。この半導体スイッチを使用して、順方向バイアスされたダイオードで起こっている電力散逸を減少させるために、現在順方向にバイアスされているダイオードの順方向電圧に等しい、逆並列ダイオードの両端の電圧降下をさらに減少させることができる。スイッチはこの目的で電圧低下サブ回路によって制御される。電圧低下サブ回路が電源サブ回路によって供給される唯一の電気または電子機器でないことは理解されるべきであるが、電圧低下サブ回路は、電源サブ回路によって供給される。
【００１５】
電圧低下サブ回路は、特に電源サブ回路がダイオードの両端のより低い電圧降下で間に合わせることになるときに電圧を減少させるために半導体スイッチを制御する。したがって、電圧低下サブ回路で半導体スイッチを制御することによって、この電圧を電気または電子機器によって必要とされる電力に従って非常に小さく保つことができる。２つのダイオードの位置で放散される熱はしたがって最小化され得る。
【００１６】
本発明による回路装置のダイオードまたはさらなるダイオードは、半導体スイッチの、ボディダイオードとしても知られている、固有のフリーホイールダイオードとすることができる。しかしながら、たとえ前記スイッチがボディダイオードを備えるとしても、例えばダイオードの特性およびさらなるダイオードの特性を指定するために、半導体スイッチに加えてダイオードおよびさらなるダイオードを提供することが同様に可能である。半導体スイッチは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ半導体スイッチとすることができる。
【００１７】
将来的に、半導体スイッチおよび前記スイッチを制御する電圧低下サブ回路とともに、逆並列に接続されたダイオードの代わりにバリスタまたはサプレッサダイオードを使用することが可能となり得る。しかしながら、現在利用可能なバリスタおよびサプレッサダイオードは、ダイオードの順方向電圧と比較して比較的高い閾値電圧または破壊電圧を有し、それゆえ、より高い電力損失と同様に、並列に接続された構成部品の相応により高い電圧負荷を伴うため、この状況では不適当または不利となる傾向がある。したがって、並列接続半導体スイッチは、より高い電圧値用に同様に設計されなければならないことになり、それは、今度はこの構成部品を同様により高価にすることになり、全体的に効果がないことになる。
【００１８】
本発明による回路装置の電源サブ回路は、電気エネルギーに対する一時的なエネルギー貯蔵を備えることができる。これは電源サブ回路のＤＣ／ＤＣコンバータによって給電されるＤＣリンクとすることができる。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータは、ダイオードの両端の電圧降下をＤＣリンクの必要とされる供給電圧に増大させるステップアップコンバータとすることができる。存在する場合、電圧低下サブ回路と、何れにしても電気または電子機器とは、したがってＤＣリンクから電気エネルギーを供給され得る。
【００１９】
本発明による回路装置のＤＣ／ＤＣコンバータがダイオードの両端の電圧降下の極性にかかわらず固定された極性でＤＣリンクを充電する場合、本発明による回路装置はＤＣ線路において任意の指定方向に配置することができ、換言すれば、それは線路を通る直流のフローの方向に変化があるときでも機能し続ける。
【００２０】
本発明による回路装置の電源サブ回路は、他のまたは追加の一時的なエネルギー貯蔵を備えることができる。したがって、例えば、上述のＤＣリンクに加えて、同じＤＣ／ＤＣコンバータによって供給される追加の一時的なエネルギー貯蔵が提供され得る。追加のエネルギー貯蔵は、例えば、超コンデンサ（電気二重層コンデンサ、疑似コンデンサまたはハイブリッドコンデンサ）または充電式バッテリとすることができる。追加の一時的エネルギー貯蔵は、ＤＣ線路を通る電流フローの長期不在下でさえ電源サブ回路が供給を提供し続けるという利点がある。追加の一時的エネルギー貯蔵は、電流フローの再開で再び充電することができる。充電式の追加の一時的エネルギー貯蔵に加えてまたはこれに代わる選択肢として、充電式でない、すなわち非充電式バッテリ形式の追加のエネルギー貯蔵を使用することが同様に可能である。これは、例えば、該当する場合センサデータに対するタイムスタンプを生成するために、時計用のバッテリの予備を提供し得る。非充電式の追加のエネルギー貯蔵が使用されるとき、それはＤＣ／ＤＣコンバータによって供給されず、放電したときに交換されなければならない。
【００２１】
本発明による回路装置の電圧低下サブ回路は一時的なエネルギー貯蔵の充電レベルに従って半導体スイッチを制御することができる。具体的には、電圧低下サブ回路は、例えば、ＤＣリンクが規定のＤＣリンク電圧に充電されたとき半導体スイッチが少なくとも部分的に閉じるように設計することができる。この規定のＤＣリンク電圧は、十分な電気エネルギーが一時的なエネルギー貯蔵としてＤＣリンクで利用可能であることを示す。逆に、電圧低下サブ回路は、ＤＣリンクがより低い規定のＤＣリンク電圧に放電したとき少なくとも部分的に半導体スイッチを再び開くように設計することができる。
【００２２】
あるいは、本発明による回路装置の電圧低下サブ回路は、ダイオードの両端の電圧降下が線路内を流れる電流にかかわらずダイオードの順方向電圧を下回る一定値に制御されるように、半導体スイッチを同様に制御することができる。
【００２３】
本発明による回路装置は、具体的には、ＤＣ線路の領域に位置している電気または電子機器への電圧の直列形供給のために提供される。前記電流通過線路は、具体的には、その線路を通して比較的大きな電流が流れ、それを通して逆方向電流が同様に生じ得る、太陽光発電装置の２つの供給線路のうちの１つとすることができる。
【００２４】
本発明による電気または電子機器および回路装置を備える本発明によるデバイスで、本発明による回路装置は、ＤＣ線路に回路装置のダイオードを配置するための端子を備える。ダイオード、さらなるダイオードおよび半導体スイッチは、並列に接続されるため、したがって、それらは同様に本質的に電流通過線路にある。
【００２５】
本発明によるデバイスの電気または電子機器は、具体的には少なくとも１つのセンサ、例えば温度センサ、光強度を検出するセンサ（光センサ）、風の強さを決定するセンサなどを備えることができる。したがって、それはセンサボックスとも呼ばれる。
【００２６】
さらに、本発明によるデバイスの電気または電子機器は、それを介して電気または電子機器が遠隔に位置する機器、例えばセンサによって測定された値を解析する機器と通信する、通信用インタフェースを備えることができる。
【００２７】
通信用インタフェースは、例えば、ＤＣ線路上の電力線通信のための変圧器を備えることができ、その変圧器の１つの巻線はダイオードと直列に端子間に接続される。変圧器の前記１つの巻線はそれゆえ、ダイオードと並列に配置される、さらなるダイオードおよび半導体スイッチと直列に同様に接続される。
【００２８】
特許請求の範囲、本明細書および図面は本発明の有利な展開を含む。特徴および特徴の組合せに関連した、本明細書で述べられた利点はただ例としてであり、利点は、必ずしも本発明による実施形態によって達成されることなく、代替的または累積的方法でもたらされてもよい。次の記述は、付随する特許請求の範囲の主題を修正することなく、元の出願書類および特許の開示に適用され、さらなる特徴は、図面で、具体的には複数の構成部品の描写された相対的な配置および作動的な接続から、見出され得る。本発明の異なる実施形態の特徴または異なる特許請求の範囲の特徴は、特許請求の範囲の選択された依存関係の参照とは異なって組み合わせることが同様にでき、この組合せは本明細書に示唆される。これは、別個の図面で描写されるまたは前記図面の説明で言及されるそれらの特徴に同様に適用される。これらの特徴は、異なる特許請求の範囲の特徴と、同様に組み合わせることができる。同様に、特許請求の範囲で提示された特徴は、本発明の他の実施形態のために省略されてもよい。
【００２９】
それらの数に関して、特許請求の範囲および本明細書で言及される特徴は、「少なくとも」という副詞が明示的に使用される必要がなく、正確にこの数でまたは指定された数より大きい数で存在するべきであることは理解されるべきである。例えば、要素が言及される場合、これは、１つの要素があるまたは２つ以上の要素があることを意味すると理解されるべきである。さらなる特徴をこれらの特徴に付加することができ、またはこれらの特徴は関係する製品を構成する唯一の特徴とすることができる。
【００３０】
特許請求の範囲に含まれる参照符号は、特許請求の範囲によって保護される主題の適用範囲を限定せず、特許請求の範囲の理解をより容易にする目的のみで使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明のさらなる解説および説明が、図に示された好ましい実施形態を参照して以下になされる。
【００３２】
【図１】図１は、本発明による回路装置を示す。
【図２】図２は、太陽光発電設備で使用されている本発明による回路装置を備える本発明によるデバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１に示された回路装置１は、ＤＣ線路に回路装置１を配置するために２つの端子２および３を備える。ダイオード４、さらなるダイオード５、半導体スイッチ６および電源サブ回路７への入力は、端子２と端子３との間で並列に接続される。端子２と端子３との間のダイオード４および５は、互いに反対の順方向バイアスの方向を有する。この配置は、本明細書で逆並列とも呼ばれる。端子２と端子３との間に直流が流れているとき、逆並列ダイオード４および５は、前記電流のフローの方向にかかわらず、端子２と端子３との間に小さな電圧降下を許し、その電圧は現在順方向にバイアスされているダイオード４または５の順方向電圧に等しい。この電圧は、２つの出力端子８と端子９との間に供給電圧をそれから生成するために、電源サブ回路７によって引き出される。出力端子８と出力端子９との間の出力電圧は、通常、端子２と端子３との間の電圧降下より高い。さらに、電源サブ回路７は、一般に、一時的なエネルギー貯蔵（ここでは図示せず）を備える。この一時的なエネルギー貯蔵が充電された状態であるとき、端子２と端子３との間の電圧降下はもはや必要とされず、それが維持された場合、回路装置１で不必要な電力散逸をそれに応じてもたらすことになる。この電力散逸を減少させるために、ここではＭＯＳＦＥＴ形式である、半導体スイッチ６が提供される。半導体スイッチ６は、電源サブ回路７によって供給され電源サブ回路７の一時的なエネルギー貯蔵が十分に充電されているとき少なくとも部分的に半導体スイッチ６を閉じる、電圧低下サブ回路１０を割り当てられる。対応する方法で、電圧低下サブ回路１０は、電源サブ回路７の一時的なエネルギー貯蔵の充電レベルがある一定の最小値より低く下がった場合、少なくとも部分的に半導体スイッチ６を再び開く。したがって、図１は、供給および一時的なエネルギー貯蔵の充電レベルについての情報のために提供される、電圧低下サブ回路１０と電源サブ回路７との間の２つの接続を示すために異なる矢印を使用する。少なくとも部分的に閉じられた半導体スイッチ６は、その経路を介して、より低い抵抗および相応により低い電力散逸で電流が端子２と端子３との間に流れることができる、逆並列ダイオード４および５へのバイパス経路を提供する。逆並列ダイオード４および５は、端子２と端子３との間の比較的大きな電圧から、半導体スイッチ６だけでなくそれら自体も保護する。端子２と端子３との間に大きな電流が流れることができることを確実にするために、全体的にこの大きな電流のためにすべての半導体構成部品４〜６を設計することは十分である。しかしながら、ダイオードの逆並列接続は大きな電圧が起こり得ないことを意味するため、これらの構成部品が逆方向の比較的大きな電圧のための並行設計を同様に有する必要はない。それは、電源サブ回路７の入力の両端のダイオード４および５の順方向電圧より大きい電圧が決して存在しないことを持続する。全体の回路装置１はしたがって、低い電圧クラスのみを有しそれゆえ相応に低いコストで利用可能な半導体構成部品から作ることができる。
【００３４】
図２は、回路装置１および回路装置１によって電圧、すなわち電気エネルギーを供給される電子機器１２を備えるデバイス１１を示す。デバイス１１は、ＤＣ線路１５に端子１３および１４を介して配置される。線路１５は、複数の直列接続された太陽電池モジュール１８を備える太陽光発電装置１７の２つの供給線路１５および１６のうちの１つである。太陽光発電装置１７は、供給線路１５および１６を介してインバータ１９に接続される。インバータ１９は、太陽光発電装置１７からＡＣ送電網２１へ電気エネルギーを送り込むために使用されるＤＣ／ＡＣコンバータ２０を備える。インバータ１９は、デバイス１１との、具体的には前記デバイスの電子機器１２との電力線通信（ＰＬＣ）のために通信用インタフェース２３を備える。電子機器１２は、通信用インタフェース２３に対応する通信用インタフェース２４を備える。通信用インタフェース２４は、その１つの巻線２６が回路装置１と直列に端子１３と端子１４との間で接続されている変圧器２５を備える。より正確には、巻線２６はコンデンサ２７と直列に接続され、この直列回路はインダクタ２８と並列に接続され、この並列回路が今度は端子１３と端子１４との間の回路装置１と直列に接続される。この回路形式は、インダクタ２６およびコンデンサ２７を介して無線周波数ＰＬＣ信号のための経路を、そしてインダクタ２８を介して直流のための追加の経路を提供する。それゆえ、元のＤＣ線路はＲＦ経路およびＤＣ経路に効果的に分離される。これにより、変圧器２５に対する小さく低コストの設計が可能となる。追加のコンデンサは、任意選択でインダクタ２８と並列に配置することができる。このコンデンサはそれから、ＰＬＣ周波数の信号を選択的に迂回させることができるようにＰＬＣ周波数の信号に対して設計することができる、バンドパスフィルタとしてインダクタ２８とともに役割を果たす。通信用インタフェース２４は変圧器２５なしで同様に組み立てることができ、その場合、ＰＬＣ信号はそれからコンデンサ２７の両端で直接それぞれ引き出され用いられる。
【００３５】
電源サブ回路７は通信用インタフェース２４に電気エネルギーを供給し、それは本明細書では単に矢印によって示される。双方向通信の目的で、通信用インタフェース２４は、センサ３０から今度は測定値２２を受信するマイクロプロセッサ２９に接続されている。電源サブ回路７はマイクロプロセッサ２９およびセンサ３０に電気エネルギーを同様に供給する。マイクロプロセッサ２９は、センサ３０からの測定値２２を処理し、通信用インタフェース２４、線路１５および通信用インタフェース２３を介してインバータ１９にそれらを伝達する。描写された電力線通信ユニット形式の通信用インタフェース２４、より詳細には説明されないセンサ３０、およびマイクロプロセッサ２９は、単に、線路１５を流れる直流から取得した電気エネルギーを電源サブ回路７によって供給される電子機器１２の実施例である。代替的におよび／または累積的に、電源サブ回路７は描写された以外の電子機器１２に同様に供給することができる。例えば、無線伝送に基づいて情報を伝達する通信用インタフェース２４は、電力線通信ユニット形式の描写された通信用インタフェース２４に代わる選択肢として同様に可能である。電圧低下サブ回路１０に対して、このサブ回路は、電源サブ回路７の一時的なエネルギー貯蔵の充電レベルに従って、さらにはそれとは関係なく、半導体スイッチ６を制御することによって、現在順方向バイアスされているダイオードの順方向電圧より低い特定の値にこの電圧を調整するために、直接逆並列ダイオード４および５の両端の電圧降下を同様に引き出すことが、図２に示される。順方向電圧を減少させるために、半導体スイッチ６を、例えば、経時的に一定で、順方向バイアスされたダイオードの順方向電圧より小さい電圧降下に、制御することができる。一定の電圧降下は、一時的なエネルギー貯蔵へのエネルギーの十分なフローがそれでもまだ可能であるように選択され得る。一時的なエネルギー貯蔵に利用可能な十分なエネルギーがあるとき、少なくとも一時的にダイオードでの電力散逸を最小値に減少させるために、少なくとも一時的に半導体スイッチ６を完全にオンに切り替えることが可能である。半導体スイッチ６が完全にオンに切り替えられている期間に、一時的なエネルギー貯蔵を再び充電することはできない。電子機器１２に供給するために必要とされる電力が一時的なエネルギー貯蔵から流れ出る結果として、一時的なエネルギー貯蔵は、半導体スイッチ６が完全にオンに切り替えられている期間に放電する。これにより一時的なエネルギー貯蔵の充電レベルは変化する。一時的なエネルギー貯蔵の充電レベルが制御システム用の入力変数として使用されるような閉ループ制御の下で半導体スイッチ６を同様に駆動することができ、それによって、一時的なエネルギー貯蔵を規定のレベルに保つことができる。この規定のレベルは、経時的に一定値であってもよいが、それは同様に、下方および上方の許容限界の形式で値の対からなってもよい。後者の場合、一時的なエネルギー貯蔵の充電レベルの実効値は、上下の許容値の間で変化する。半導体スイッチ６に関して、図２は、さらなるダイオード５が前記スイッチの固有のフリーホイールダイオードまたはボディダイオードの形式であることを示す。ダイオード４はここで、線路１５を通る直流のフローの通常の方向に方向づけられる。
【００３６】
デバイス１１は、大きな複雑さなく線路１５に沿った任意のポイントで線路１５に組み込むことができ、具体的には、インバータ１９からさらに離れて、すなわち、太陽光発電装置１７の近くに配置することができる。計画された設置場所の近くにプラグ／ソケット接続が既に存在する場合、デバイス１１の取り付けは特に容易である。これは、容易に接続を切り、そしてデバイス１１の両側と接続することができる。デバイス１１は、線路１５を通って流れる電流から直列形で、すなわち追加の外部基準電位または太陽光発電装置１７の他の供給線路１６への接続なしで、供給される。電力は、電流が現在流れているダイオード４、５または電流が流れている半導体スイッチ６で散逸するが、この電力散逸は、半導体スイッチ６の適切な制御により逆並列ダイオード４および５の両端の電圧降下を最小化することによって、電子機器１２に供給するために必要とされるレベルに限定される。
【符号の説明】
【００３７】
１  回路装置
２  端子
３  端子
４  ダイオード
５  ダイオード
６  半導体スイッチ
７  電源サブ回路
８  出力端子
９  出力端子
１０  電圧低下サブ回路
１１  デバイス
１２  電子機器
１３  端子
１４  端子
１５  線路
１６  供給線路
１７  太陽光発電装置
１８  太陽電池モジュール
１９  インバータ
２０  ＤＣ／ＡＣコンバータ
２１  ＡＣ送電網
２２  測定値
２３  通信用インタフェース
２４  通信用インタフェース
２５  変圧器
２６  巻線
２７  コンデンサ
２８  インダクタ
２９  マイクロプロセッサ
３０  センサ
【図１】
0006348175.tif 000002
【図２】
0006348175.tif 000003