(57)【要約】【課題】スイッチング電源のような多ノイズ発生環境においても、通信を行うことが可能なシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法を提供する。【解決手段】定期的に雑音信号が発生する回線を使用するシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法であって、雑音信号Ｎ１、Ｎ２’が発生する時間に遅れ時間ａ、ｂを設けて、回線にシリアル信号を送る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定期的に雑音信号が発生する回線を使用するシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法であって、前記雑音信号が発生する時間に遅れ時間を設けて、前記回線にシリアル信号又はパラレル信号を送ることを特徴とするシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法。
【請求項２】
請求項１記載のシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法において、前記回線に前記雑音信号を与える回路は、チョッパー回路であって、スイッチング素子のオンオフのデューティ比が５０％以下の場合は、オンオフ時間の後ろ側半分を、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比が５０％を超える場合は、前記オンオフ時間の前側半分を、前記シリアル信号又は前記パラレル信号の伝送に使用することを特徴とするシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法。
【請求項３】
請求項２記載のシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法において、前記デューティ比は、前記チョッパー回路の出力電圧／入力電圧×１００（％）で計算することを特徴とするシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法。
【請求項４】
請求項１記載のシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法において、前記回線に前記雑音信号を与える回路は、インバータ回路であって、スイッチング素子のオンオフのデューティ比が５０％以下の場合は、オンオフ時間の後ろ側半分を、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比が５０％を超える場合は、前記オンオフ時間の前側半分を、前記シリアル信号又は前記パラレル信号の伝送に使用することを特徴とするシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスイッチング電源（チョッパー回路、インバータ回路、コンバータ回路等）に対して行うシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気通信において、例えば、特許文献１に記載されているように、伝送路に１ビットずつ、逐次的にデータを送るシリアル送受信（通信）が使用され、使用する伝送路が一本又は二本で済むので、パソコンを用いた機器独立型の遠距離及び近距離通信において広く使用されている。
【０００３】
このシリアル通信は、通信伝文フォーマットにチェックサム値を付加し、受信側で演算を行い、通信伝文フォーマットと、チェックサム値が正しければ、通信が正確に行えたとして受信する。チェックサム値に異常があれば、リトライを実施するため、受信側は、送信側に再送要求を行うが、規定されたリトライ回数をオーバーすると通信異常となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２３３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に、スイッチング電源（例えば、インバータ回路、チョッパー回路、コンバータ回路）は、高速に半導体スイッチをオンオフ（ＯＮ／ＯＦＦ）させるため、半導体スイッチが切り替わるタイミングでノイズが周期的（定期的）に発生する。このノイズ発生タイミングとシリアル通信が重なるとデータ化けによる通信異常が発生してしまうという問題がある。通信異常が発生するとリトライを行うが、ノイズ環境の悪い条件下では、リトライを繰り返し行う時間的な余裕が無く、リトライ回数に制限がある条件下で行う場合、通信異常の確率が上がってしまうという問題がある。パラレル通信においても、同様の問題があった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、スイッチング電源のような多ノイズ発生環境においても、通信を行うことが可能なシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信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】
前記目的に沿う第１の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法は、定期的に雑音信号が発生する回線を使用するシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法であって、前記雑音信号が発生する時間に遅れ時間を設けて、前記回線にシリアル信号又はパラレル信号を送る。
【０００８】
第２の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法は、第１の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法において、前記回線に前記雑音信号を与える回路は、チョッパー回路であって、スイッチング素子のオンオフのデューティ比が５０％以下の場合は、オンオフ時間の後ろ側半分を、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比が５０％を超える場合は、前記オンオフ時間の前側半分を、前記シリアル信号又は前記パラレル信号の伝送に使用する。
【０００９】
第３の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法は、第２の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法において、前記デューテイ比は、前記チョッパー回路の出力電圧／入力電圧×１００（％）で計算する。
【００１０】
第４の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法は、第１の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法において、前記回線に前記雑音信号を与える回路は、インバータ回路であって、スイッチング素子のオンオフのデューティ比が５０％以下の場合は、オンオフ時間の後ろ側半分を、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比が５０％を超える場合は、前記オンオフ時間の前側半分を、前記シリアル信号又は前記パラレル信号の伝送に使用する。
【発明の効果】
【００１１】
第１〜第４の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法は、定期的に発生する雑音信号（ノイズ）を避けてシリアル信号又はパラレル信号を送っているので、ノイズによる異常通信を避けることができると共に、より多くの情報を送ることができる。
特に、第２〜第４の発明に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法においては、スイッチング電源の特性を利用し、ノイズ発生部分を避けたタイミングで、より長い時間を選択してシリアル信号又はパラレル信号を送っているので、ノイズによる影響が無くなる他、より長期の時間をシリアル信号又はパラレル信号の送受信に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法を適用した充放電電源装置のブロック図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は同充放電電源装置の動作説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の他の実施の形態に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法を適用した充放電電源装置（スイッチング電源の一例）１０は、直流電源１１及び充放電電池１２に接続されるスイッチング回路１３と、スイッチング回路１３のスイッチング素子の一例であるパワー素子（ＳＷ１、ＳＷ２）１４、１５を制御するパワーコントローラ１６と、パワーコントローラ１６を制御する上位コントローラ１７とを有している。なお、１８はアース（−）端子を示す。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１４】
スイッチング回路１３は直列接続されたパワー素子１４、１５を有し、パワー素子１４、１５はゲート１９、１９ａにパワーコントローラ１６からの信号Ｖｇａ、Ｖｇｂを加えることによって、オンオフされる。この実施の形態の場合は、充放電電源装置１０がチョッパー回路として働くので、信号Ｖｇａ、Ｖｇｂのタイミング制御を行い、１）直流電源１１をチョッパー制御して低圧に変換して充放電電池１２を充電し、２）充放電電池１２に溜まっている電力を昇圧して直流電源１１に返す放電制御を行っている。
【００１５】
なお、信号Ｖｇａ、Ｖｇｂはパワー素子１４、１５を動作させるゲート信号であり、パワーコントローラ１６によってプログラム制御されるが、原則以下のように動作する。
１）ＶｇａをＨｉ出力にすると、パワー素子１４がオンし、ＶｇａをＬｏ出力にするとパワー素子１４がオフになる。
２）ＶｇｂをＨｉ出力にすると、パワー素子１５がオンし、ＶｇｂをＬｏ出力にするとパワー素子１５がオフになる。
３）ＶｇａとＶｇｂは、同時にオンすることがないように、パワーコントローラ１６が制御し、パワー素子１４、１５は交互にオンとオフを繰り返す。
【００１６】
これらの制御は、パワーコントローラ１６からパワー素子１４、１５に供給する信号Ｖｇａ、Ｖｇｂのタイミングを変えることによって行うが、パワー素子１４、１５は必ず大電流（充電電流又は放電電流）をオンオフするので、そのときにノイズ（雑音信号）を発生することになる。このノイズは定期的に発生することになる。なお、図１において、２０はリアクトルを、２１はコンデンサを示す。
【００１７】
パワーコントローラ１６と上位コントローラ１７は以下に示す複数の信号線（回線の一例）２３によって連結されている。ここで、ＣＳ、ＳＤＩ、ＳＣＫ、ＳＤＯ、許可ビットは、ＳＰＩ（Serial  Peripheral  Interface)通信に用いられ、１）ＣＳ：複数台電源が連なる時、上位コントローラ１７が、下位の電源を選択するビット、２）ＳＤＯ：上位コントローラ１７が、パワーコントローラ１６に送信するデータ、３）ＳＣＫ：上位コントローラ１７から出力するクロック信号、４）ＳＤＩ：下位のパワーコントローラ１６が上位コントローラ１７に送信するデータ、５）許可ビット：下位のパワーコントローラ１６が、上位コントローラ１７に対して、通信の許可タイミングを知らせるビットを意味する。
【００１８】
これらの信号線２３に信号を送るタイミングを図２に示す。（Ａ）は負荷に流れる電流Ｉを、（Ｂ）はパワー素子１４のゲート信号Ｖｇａを、（Ｃ）はパワー素子１５のゲート信号Ｖｇｂを、（Ｄ）は許可ビットを、（Ｅ）はシリアル信号を示す。
図２（Ａ）に示すように、パワー素子１４、１５のオンオフの切り換え時には、必ずノイズＮ１、Ｎ１’、Ｎ２、Ｎ２’が発生するので、遅れて発生するノイズＮ１、Ｎ２’の後に遅れ時間ａ、ｂを設けて、信号線２３を介してシリアル通信を行う。遅れ時間ａ、ｂはパワー素子１４、１５がオン（又はオフ）をする時間Ｔの０．０５〜０．１倍とするのが好ましい。これによって、ノイズＮ１、Ｎ１’、Ｎ２、Ｎ２’に影響されずにシリアル信号を送ることができるが、本発明の目的は、あくまでノイズの発生しないところでの通信を実現することにあるので、時間Ｔは調整要素であり、本発明はこの数値に限定されない。
【００１９】
次に、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す本発明の他の実施の形態に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法について説明する。この実施の形態では、充放電電源装置１０をチョッパー回路として使用し、先にオンするパワー素子１４に供給するゲート信号Ｖｇａより遅れてオンとなるパワー素子１５のゲート信号Ｖｇｂの方がオン時間が長い。この場合のデューテイ比は、｛Ｖｇａ／（Ｖｇａ＋Ｖｇｂ）｝×１００（％）となる。なお、前記式において、Ｖｇａ、Ｖｇｂはパワー素子１４、１５のオン時間を示す。パワー素子１４のオンオフの切り換え時にＮ５、Ｎ４のノイズが、パワー素子１５のオンオフの切り換え時にＮ３、Ｎ６のノイズが発生する。
【００２０】
従って、この実施の形態に係るシリアル又はパラレル通信を用いた設定データ送受信方法が適用される充放電電源装置１０においては、パワー素子１４のオン時間Ｔ３より、パワー素子１５のオン時間Ｔ４の方が長いので、パワー素子１５のオンしている時間中にシリアル信号の送信を行う。この場合、パワー素子１５がオンになった後、遅れ時間ｃ（例えば、０．０５Ｔ４〜０．１Ｔ４）を取ってシリアル通信を行う。これによって、よりノイズに邪魔されにくいシリアル通信を行うことができる。
【００２１】
なお、パワー素子１４、１５のオン時間を計測して、シリアル通信のタイミングを決めるには、パワーコントローラ１６からゲート信号Ｖｇａ、Ｖｇｂの出力を得る必要があるが、直流電源１１の入力電圧をＶｉｎとし、出力電圧をＶｏｕｔとした場合、Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ×１００（％）がデューティ比γとなると推定できる。ここで、デューティ比γが０．５を超える場合は、シリアル通信可能な無ノイズ時間が、パワー素子１４、１５の１周期の前側半分にあるとし、デューティ比γが０．５以下である場合は、シリアル通信可能な無ノイズ時間が、パワー素子１４、１５の１周期の後ろ側半分にあると判断することもできる。これにより、ノイズ発生間隔の短い領域を避けることが可能であるので、ノイズに邪魔されにくいシリアル通信を行うことができる。
【００２２】
前記実施の形態においては、直流電源から充放電電池に充電する場合のチョッパー回路について説明したが、充放電電池からチョッパー回路を使用して昇圧し、直流電源に電力を返す放電制御を行う場合であってもよく、また、前記実施の形態においては、充放電電源装置はチョッパー回路であったが、定期的にノイズ（雑音信号）を発生するインバータ回路又は上記以外のコンバータ回路等の半導体素子を高速にオンオフさせる電力変換回路であっても、本発明は適用される。
更に、前記実施の形態においては、シリアル通信を用いた設定データの送受信方法について説明したが、パラレル通信を用いた設定データであっても利用できる。即ち、ノイズが発生するタイミングを予測して、ノイズが発生しない期間にパラレル信号を送信することになる。
【符号の説明】
【００２３】
１０：充放電電源装置、１１：直流電源、１２：充放電電池、１３：スイッチング回路、１４：パワー素子（ＳＷ１）、１５：パワー素子（ＳＷ２）、１６：パワーコントローラ、１７：上位コントローラ、１８：アース（−）端子、１９、１９ａ：ゲート、２０：リアクトル、２１：コンデンサ、２３：信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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