(57)【要約】【課題】簡易的かつ電力消費を増加させることなく負荷運転状態の監視を実現する。【解決手段】商用電源３、分散型電源あるいは蓄電装置から受電する電源電圧を監視する入力電圧監視手段４と、おもに第一の負荷装置２に供給する電源電流を監視する入力電流監視手段５と、電源電圧が所望の電圧よりも高く、電源電流が通電状態にある際に、定格電圧よりも高い、あるいは所望の電圧よりも高い電圧の全部あるいは一部を低下させる変圧器６と、変圧器６により低下させた電圧の全部あるいは一部から、第二負荷装置７に電力を供給する電力供給手段８と、入力電流監視手段５からの信号に応じ、第一の負荷装置２の状態を外部機器へ送出する通信手段９を具備したことを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成するものである。【選択図】図１
2012161173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の負荷装置に供給する電源装置であって、商用電源、分散型電源あるいは蓄電装置から受電する電源電圧を監視する入力電圧監視手段と、
おもに第一の負荷装置に供給する電源電流を監視する入力電流監視手段と、
電源電圧が所望の電圧よりも高く、電源電流が通電状態にある際に、定格電圧よりも高い、あるいは所望の電圧よりも高い電圧の全部あるいは一部を低下させる電圧源生成手段と、
前記電圧源生成手段により低下させた電圧の全部あるいは一部から、第二負荷装置に電力を供給する電力供給手段とから構成される節電装置において、
前記入力電流監視手段からの信号に応じ、第一の負荷装置の状態を外部機器へ送出する通信手段を具備したことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記入力電流監視手段には計時手段を具備し、所定の期間中に第一の負荷装置の電源電流変化を検出し、その状態変化を前記通信手段を介して所定の外部機器へ信号を送信することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記、入力電圧監視手段、入力電流監視手段、電圧源生成手段、電力供給手段および通信手段は一体化されており、商用電源、分散電源、蓄電装置と第一の負荷装置との間に配置、電気接続されることを特徴とする請求項１〜２いずれかに記載の電源装置。
【請求項４】
前記入力電流監視手段は、所定の時間内において負荷電流値と所定の閾値電流値との比較をおこなうことで第一の負荷装置が操作されたと判断することを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項５】
前記通信手段は、前記第二負荷装置に含まれ、前記第一の負荷装置への電源電流が供給された場合に電源が供給されることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷装置に供給する電源装置に適用するものであり、商用電源あるいは分散型電源から受電する電源電圧の過剰電圧分から電圧源を生成して別の負荷装置に供給することで電力消費の抑制に寄与するとともに、負荷装置の使用状態を検出し、通信手段を介して送信することの双方で低消費電力への寄与と負荷装置の使用状態のモニターを同時実現する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の節電電源装置は、直列変圧器、回生インバータ、およびそれらの制御手段、電圧、電流検出手段から構成されている。
【０００３】
特許文献１では、交流電源１００と負荷１０１の間に１次巻線を配した直列変圧器１０２と、出力側が直列変圧器１０２の２次巻き線に接続された回生形インバータ１０３を備えるものであり、回生形インバータ１０３により、直列変圧器１０２から電力を取り出して供給側へ戻すと共に、回生形インバータ１０３の出力の電圧または出力電流の少なくとも一方を制御して、直列変成器１０２の２次巻線に印加する出力電圧を連続的可変でき、交流電源１００などの系統の電源電圧よりも負荷１０１への供給電圧を低減することにより、実質的に負荷での消費電力を低減している。また、同文献１の実施例２１に示されるように、複数の節電装置にそれぞれ通信回線により、集中監視装置と結合する構成も記載されている。
【０００４】
また、特許文献２では特別な人体センサーなどを室内に設置して、人の活動の有無を検出し、所定の通信をおこなうものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３５６３０号公報
【特許文献２】特開２００６−４８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の例では、電子機器の運転中に対する消費抑制の効果を有するものであり、通信機能においても複数台設置された同種の機器間での連携をおこなう集中監視システムを構築するものであり、電源電圧、負荷電流の検出手段を用いて負荷の運転状態検出（たとえば、使用、不使用検出）をすることはできない。また、通信機能にいても、たとえば携帯電話回線やインターネット回線を介して、外部の遠隔地に対して負荷の状態を送受信するものではない。
【０００７】
また、特許文献２の例では、人体センサーなどを新たに設置する必要があり、設備の投資あるいは居住上の景観的な違和感を与えるものである。また、人体センサーの検出範囲外での人の活動は検出されない上に、ペットなどの動物を検出する可能性もあるという問題がある。また、一般的に独居老人の活動や人の在、不在検出を行うような場合においては電力系統における電力消費量が少なく、電源電圧が基準値よりも上昇しやすく、消費電力が増加傾向となる。また、本監視システム自体の電力消費もあいまって省電力で人の在、不在検出ができないといった課題を有していた。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題を解決するものであり、簡易的かつ電力消費を増加させることなく負荷運転状態の監視を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明の電源装置は、商用電源、分散型電源あるいは蓄電装置から受電する電源電圧を監視する入力電圧監視手段と、おもに第一の負荷装置に供給する電源電流を監視する入力電流監視手段と、電源電圧が所望の電圧よりも高く、電源電流が通電状態にある際に、定格電圧よりも高い、あるいは所望の電圧よりも高い電圧の全部あるいは一部を低下させる電圧源生成手段と、前記電圧源生成手段により低下させた電圧の全部あるいは一部から、第二負荷装置に電力を供給する電力供給手段と、  前記入力電流監視手段からの信号に応じ、第一の負荷装置の状態を外部機器へ送出する通信手段を具備したことを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、負荷装置に供給する電源装置であって、商用電源、分散型電源あるいは蓄電装置から受電する電源電圧を監視する入力電圧監視手段と、負荷装置に供給する電源電流を監視する入力電流監視手段と、電源電圧が所望の電圧よりも高く、電源電流が通電状態にある際に、定格電圧よりも高い、あるいは所望の電圧よりも高い電圧の全部あるいは一部を低下させる電圧源生成手段と、前記電圧源生成手段により低下させた電圧の全部あるいは一部から、第二負荷装置に電力を供給する電力供給手段を備えた構成にして、商用電源、分散型電源、蓄電装置からの受電電圧の所望の電圧よりも高い電圧部分は、電圧源生成手段により低下し、低下させた電圧より第二負荷装置へ供給する電力を生成するため、負荷装置は所望の電圧で駆動することから所定の能力を発揮することができると同時に、第二負荷装置に対しても電源供給することで総合的な電力消費を低減することができる電源装置を提供することができるので、機器の消費電力を低減することが可能であり、かつ負荷装置の消費電流の変動を検出し、例えば一日のような所定の期間内に機器が操作され、負荷装置の消費電流が所定の閾値電流以上に流れることを検出することで、操作されたと判断し、その所定の信号を送出するものである。一方、所定の期間内に消費電流が所定の閾値電流を越えない場合には、負荷装置が操作されなかったと判断し、その所定の信号を送出するものである。これにより、電子機器などの負荷装置の消費電力を抑えながら、かつ機器の操作状態を的確に検出できる。また、本発明の電源装置を例えば電源コンセントと電源プラグ間に装着できる形態とすることで、特別なシステムを構成することなく、既存の照明器具、空調機器、トイレ便座ヒータなど多くの負荷装置に対しても、後付にて容易に同様の効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１の電源装置１の構成図
【図２】同電力供給手段の構成図
【図３】同制御部のフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２の制御部のフローチャート
【図５】本発明の実施の形態３の構成図
【図６】本発明の実施の形態４の電源装置１ｄの構成図
【図７】本発明の実施の形態５の電源装置１ｅの構成図
【図８】従来の電源装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１記載の電源装置は、負荷装置に供給する電源装置であって、商用電源、分散型電源あるいは蓄電装置から受電する電源電圧を監視する入力電圧監視手段と、おもに第一の負荷装置に供給する電源電流を監視する入力電流監視手段と、電源電圧が所望の電圧よりも高く、電源電流が通電状態にある際に、定格電圧よりも高い、あるいは所望の電圧よりも高い電圧の全部あるいは一部を低下させる電圧源生成手段と、電圧源生成手段により低下させた電圧の全部あるいは一部から、第二負荷装置に電力を供給する電力供給手段と、入力電流監視手段からの信号に応じ、第一の負荷装置の状態を外部機器へ送出する通信手段を具備したことで、負荷装置は所望の電圧で駆動することから所定の能力を発揮することができると同時に、第二負荷装置に対しても電源供給することで総合的な電力消費を低減することができるとともに、第一の負荷装置の入力電流値を監視することにより、負荷装置の運転停止（使用・不使用）を監視でき、さらに通信手段を介して状態を送出できるという効果を奏する。
【００１３】
また、請求項２記載の電源装置は、計時手段により計測される所定期間に現出される第一の負荷装置の電源電流変化を検出し、前記通信手段を介して、その状態変化を所定の外部機器へ所定の信号を送信することにより、例えば負荷装置に該当する家電機器が毎日繰り返し使用されたことを外部から監視することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、請求項３記載の電源装置は、入力電圧監視手段、入力電流監視手段、電圧源生成手段、電力供給手段および通信手段などの主要手段が一体化されており、商用電源（コンセント）と負荷装置に該当する家電機器の電源プラグとの間に配置、接続されることができ、後付けにより簡易により安価な構成とすることができるという効果を奏する。
【００１５】
また、請求項４記載の電源装置は、入力電流監視手段は、所定の時間内において負荷電流値と所定の閾値電流値との比較をおこなうことで第一の負荷装置が操作されたと判断する通信手段を具備することで遠隔地からも、負荷機器の操作状況、動作状況を監視することができるといった効果を奏する。
【００１６】
また、請求項５記載の電源装置は、前記通信手段は、前記第二負荷装置に含まれ、前記第一の負荷装置への電源電流が供給された場合に電源を供給することにより、通信手段への電力供給を必要最小限とし、消費電力の低減を図ることができるといった効果を奏する。
【００１７】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１について、図１を参照しながら電源装置１の構成について説明する。図１に示すように、電源装置１は、負荷装置２が商用電源３から受電する電源電圧を監視する入力電圧監視手段４と、負荷装置２に供給する電源電流を監視する入力電流監視手段５と、電源電圧が所望の電圧よりも高く、電源電流が通電状態にある際に、定格電圧よりも高い、あるいは所望の電圧よりも高い電圧の全部あるいは一部を低下させる電圧源生成手段としての変圧器６と、変圧器６により低下させた電圧の全部あるいは一部から、第二負荷装置７に電力を供給する電力供給手段８を備えている。通信手段９は、電力供給手段８からのコマンドを受けて所定の外部機器への通信を成立させる。たとえば、入力電流監視手段５で検出した電流値の変化を一定期間ごとに監視し、入力電流の通信手段９により送信するものである。また、電源電圧が所望の電圧以下である際に、第二負荷装置７に電力を供給する補助供給手段１０を備えている。
【００１８】
次に、電力供給手段８の構成について、図２を参照しながら説明する。図２に示すように、電力供給手段８は、二次巻線６ｂの両端を短絡あるいは開放する短絡リレー部８ａと、短絡リレー部８ａと並列に配したコンデンサ８ｂと、二次巻線６ｂに直列に一方を接続したリアクトル８ｃと、リアクトル８ｃの他方を接続したコンバータ部８ｄと、二次巻線６ｂの両端電圧を検出する二次巻線電圧検出部８ｅと、電源電圧と検出した二次巻線６ｂの両端電圧の情報から短絡リレー部８ａとコンバータ部８ｄを制御する制御部８ｆを備えている。コンバータ部８ｄは、スイッチ部８ｇ〜８ｊと平滑コンデンサ８ｋを備えている。
【００１９】
次に制御部８ｆのフローチャートについて、図３を参照しながら説明する。図３に示すように、制御部８ｆは、入力電流監視手段５より入力電流検出値を入力する。入力した電流検出値が所定の電流値（例えば１Ａ）を超えていた場合、負荷装置２が動作状態にあると判断し、次のステップに移行する。また、所定の電流値を下回っている場合には、負荷装置２は停止状態にあると判断して処理を抜ける。この処理を抜けるステップにより、電力供給手段８は非稼動状態となり、結果的に補助供給手段１０からの電力供給のみとなる。所定の電流値を上回っている場合の次のステップでは、入力電圧監視手段４により検出した電源電圧の実効値を入力し、所望の電圧値（例えば１００Ｖ）を超えていた場合、消費電力を下げる余地があると判断して、次のステップへ移行する処理を行なう。また、所定の電圧値以下であれば、消費電力の低下余地がないと判断して、電力供給手段８を停止させて、処理を抜ける。同様に、本ステップにより処理を抜けることで、電力供給手段８は非稼動状態となることから、結果的に補助供給手段１０からの電力供給のみとなる。次に、補助供給手段１０は、負荷装置２が動作状態にあれば、第二負荷装置７に供給する電圧は、通常動作する電圧（例えば１２Ｖ）に出力電圧目標値が設定され、動作状態になければ、待機状態に対応する出力電圧目標値（例えば３Ｖ）に設定する。この処理により、負荷装置２が待機状態あるいは動作状態のどちらの状態にあるかに応じて、出力電圧目標値が設定されることとなる。
【００２０】
以上のように、電源装置１は、入力電圧監視手段４と、入力電流監視手段５と、変圧器６と、電力供給手段８と、補助供給手段１０を備え、電力供給手段８に備えた制御部８ｆによって、スイッチ部８ｇ〜８ｊを制御し、電力源からの受電電圧の所望の電圧よりも高い電圧部分は、電圧源生成手段により低下し、低下させた電圧より第二負荷装置へ供給する電力を生成するため、負荷装置は所望の電圧で駆動することから所定の能力を発揮することができると同時に、第二負荷装置に対しても電源供給することで総合的な電力消費を低減することができる。
【００２１】
なお、負荷装置は単一の負荷として記載したが、複数の負荷装置の電力源として電源装置を駆動する構成であっても良い。
【００２２】
また、入力する電源は、商用電源としたが、太陽電池などの分散型電源や蓄電池システムを電力源であっても良い。
【００２３】
また、通信手段９の構成および使用回線は、無線方式、有線方式、公衆回線、宅内回線などどの既知の方式であっても良い。具体的には、直接的に外部機器への情報送信を行うのでれば携帯電話回線を使用するのがシステム構築上容易である。インターネットなどの既存回線が敷設済みであればその回生利用でも同様の効果を得ることが可能である。
【００２４】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２について、図４のフローチャートを参照しながらおもに通信と入力電流監視との関係を説明する。第一の実施例と同一の構成に関しては説明を略する。本実施例において、所定の時間をタイマー割込み機能を用いており、タイマー割込み処理でのサブ処理において、負荷電流データを取り込み所定のメモリにストアするとともに、ＦＬＡＧセット、タイマー再起動をおこなう。タイマーがカウントＵＰするごとに、前記割り込み処理がなされ、メイン処理でこのＦＬＡＧの有無を判断し、通信手段９からのデータ送出処理がなされるものである。通信手段９は、所定のレジスタに該当のデータを書き込むことにより、自動的に予め設定された送信先にデータを送出するものである。
【００２５】
なお、本実施例においては、所謂マイクロプロセッサを用いたために、このような処理形態となっているが、他の処理手段もしくは他のアルゴリズムで実施しても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３について、図５を参照しながら構成について説明する。
【００２７】
図５において、１１は電燈装置であり、本願における第一の負荷装置に該当する。
【００２８】
また、１２はアダプタＢＯＸであり、入力電圧監視手段４、入力電流監視手段５、電力供給手段８および通信手段９などから構成され、通信手段９の無線通信アンテナ１３などから構成される機能回路であり、各構成要素の作用は、前記第一および第二の実施例と同一であるので詳細な説明は略する。さらに、アダプタＢＯＸ１２は壁コンセント１４に挿入される電源プラグ１５をもつとともに、電燈装置１１の電源プラグ１６が挿入されるコンセント１２を具備している。
【００２９】
すなわち、これらの接続をおこなうことにより、電燈装置１１の点灯時には壁コンセント電圧が適正に調整されることにより、必要以上の消費電力を低減することが可能となるばかりでなく、入力電流監視手段５による電流値の変化を通信手段９およびアンテナ１３を介して送出することにより、電燈装置１１が点灯されたことを遠隔的に検出可能となり、不要な電力消費がさらに低減化できるものである。また、アダプタＢＯＸ１２は、電燈装置１１とは分割されているために、他の機器との使いまわしが容易である。
【００３０】
なお、本実施例においては、電燈装置１１を用いて説明したが、他の機器に使用しても同様の効果を得ることが可能である。
【００３１】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４について、図６を参照しながら電源装置１ｄの構成について説明する。すなわち、本実施例においては、入力電流監視手段５において、外部からの操作スイッチ（図示せず）により電流閾値を設定可能とし、さらに同じく操作スイッチ（図示せず）により、所定のタイマー期間を設定することで、所定の期間内に第一の負荷装置が操作されたと判断する。
【００３２】
図６において、スイッチにより設置された閾値電流および所定期間をデータとして取り込み、ＦＬＡＧをＣＬＥＡＲするとともにタイマーを起動する。入力電流監視手段５より、負荷電流データを取り込みながら、閾値電流を越えるとＦＬＡＧをセットする。一方タイマーがＵＰするまでは本処理を繰り返すが、ＵＰ後はＦＬＡＧの有無により、通信手段９を介して、「異常コマンド」「正常コマンド」を判定、送出する。例えば、閾値電流の設定は負荷となる機器の運転電流に応じて設定し、タイマー期間はデータのサンプリング周期に応じて設定する。
【００３３】
これにより、独居老人の活動をある特定機器の操作の有無により検出し、監視することが可能となる。たとえば、毎日必ず操作する機器、例えば電気ポット、空調機、照明装置、トイレ便座などを負荷装置として選択し、前記実施例３におけるアダプタＢＯＸ１２を介して、電源コンセントに接続することにより、特別な設備がなくても遠隔モニターを実現できる。電流閾値は通常操作時に超える電流値を選択し、タイマー期間はその機器に応じて、例えば１回／２４時間ごとにサンプリング結果を送出するように設定することにより、容易に遠隔地より、独居老人などの活動を確認できる。
【００３４】
なお、本実施例においては、アダプタＢＯＸ１２を用いた場合について説明を行ったが、本機能を機器に組み込んでも同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、集合住宅、寮などにおいて、各居室スペースにおける機器のきり忘れモニター、人の在、不在モニターを行うことが可能である。
【００３６】
また、本実施例においては、入力電流監視手段からの電流値を予め設定した閾値電流との比較をおこない、その結果に基づいて送出するようにしたが、電流値データを随時送出することにより、遠隔電流モニターもしくはそれらの消費電流を随時観測することによりデマンドコントロールを容易に実現することも可能である。
【００３７】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５について、図７を参照しながら電源装置１ｅの構成について説明する。すなわち、本実施例においては、通信手段９は、第二負荷装置７ｂに含まれ、負荷装置２への電源電流が供給された場合に電源を供給する。
【００３８】
図７において、通信手段９への電源は負荷装置２への電源電流が供給された際に、変圧器６の二次巻線６ｂからコンバータ部８ｄを介して供給する。
【００３９】
これにより、特定機器の操作の有無により通信手段９に電源が供給あるいは遮断することが可能となる。たとえば、毎日必ず操作する機器、例えば電気ポット、空調機、照明装置、トイレ便座などを負荷装置として選択し、前記実施例３におけるアダプタＢＯＸ１２を介して、電源コンセントに接続することにより、特別な設備がなくても遠隔モニターを実現でき、また、遠隔モニターの通信は特定機器の操作があった際にのみ開始され、容易に遠隔地より、独居老人などの活動を確認できる。
【００４０】
なお、本実施例においては、補助供給手段１０を介して補助的な電源供給も含んでいるが、負荷装置２の使用電圧が低圧である、あるいは通信手段９の消費電力が少ない場合であれば、補助供給手段１０を含まない構成としても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、特定機器の操作のあった場合に信号伝送を行なう構成であるが、信号伝送がない場合は受信側で操作なしの識別を行なうことで、例えば独居老人などの活動を確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明にかかる電源装置は、商用電源、分散型電源あるいは蓄電装置から受電する電源電圧を監視する入力電圧監視手段と、電源電圧が所望の電圧よりも高い際に、定格電圧よりも高い、あるいは所望の電圧よりも高い電圧の全部あるいは一部を低下させる電圧源生成手段と、電圧源生成手段により低下させた電圧の全部あるいは一部から、第二負荷装置に電力を供給する電力供給手段を備えた構成にして、負荷装置は所望の電圧で駆動することから所定の能力を発揮することができると同時に、第二負荷装置に対しても負荷装置への電源電圧の余剰部分を活用するため、一般にいわれる待機電力の削減のみならず、運転電力を低減することができるとともに、負荷装置の運転状況を適切に検出し、送出することが可能となり、人在検出機能を容易に実現することが可能となり有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１    電源装置
１ｄ  電源装置
１ｅ  電源装置
２    負荷装置
３    商用電源
４    入力電圧監視手段
５    入力電流監視手段
６    変圧器
６ａ  一次巻線
６ｂ  二次巻線
７    第二負荷装置
７ｂ  第二負荷装置
８    電力供給手段
９    通信手段
１０  補助供給手段
【図１】
2012161173.tif 000003
【図２】
2012161173.tif 000004
【図３】
2012161173.tif 000005
【図４】
2012161173.tif 000006
【図５】
2012161173.tif 000007
【図６】
2012161173.tif 000008
【図７】
2012161173.tif 000009
【図８】
2012161173.tif 000010