(57)【要約】【課題】直流供給線路に接続された複数台の直流機器について、直流供給線路から印加される電圧を正常に動作可能な許容範囲内に維持できるようにする。【解決手段】それぞれ直流電力により駆動される複数台の直流機器１０２ａ〜１０２ｃに対し直流供給線路Ｗｄｃを介して直流電力を供給する電力供給手段２と、直流供給線路Ｗｄｃにおける電力供給手段２側の端部の電圧を始端電圧として検出する始端電圧検出手段５と、直流供給線路における電力供給手段２と反対側の端部の電圧を参照電圧として検出する参照電圧検出手段６と、電力供給手段２の出力電圧の大きさを制御する制御手段４とが設けられる。制御手段４は、始端電圧と参照電圧との平均値が所定の設定値に維持されるように電力供給手段２の出力電圧を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流供給線路の一端側に接続されて、それぞれ直流電力により駆動される複数台の直流機器に対し直流供給線路を介して直流電力を供給する電力供給手段と、直流供給線路の前記一端から直流供給線路の最も前記一端側に接続された直流機器の接続点までの間の所定位置の直流供給線路の電圧を、始端電圧として検出する始端電圧検出手段と、少なくとも直流供給線路の他端から直流供給線路の最も前記他端側に接続された直流機器の接続点までの間の所定位置の直流供給線路の電圧を、参照電圧として検出する参照電圧検出手段と、電力供給手段の出力電圧の大きさを制御する制御手段とを備え、制御手段は、前記始端電圧と前記参照電圧との平均値が所定の設定値に維持されるように前記出力電圧を制御することを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
前記参照電圧検出手段は、前記直流供給線路の前記他端の電圧を前記参照電圧として検出することを特徴とする請求項１記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記参照電圧検出手段は、前記直流供給線路における複数台の前記直流機器の各接続点の電圧を前記参照電圧として検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直流電源装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の直流電源装置を複数台備え、直流電源装置ごとに別系統の前記直流供給線路を有することを特徴とする直流電源システム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ直流電力により駆動される複数台の直流機器に対し直流供給線路を介して直流電力を供給する直流電源装置および直流電源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として備える照明器具や、パーソナルコンピュータなど直流電力の供給を受けて動作する直流機器が種々提供されている。この種の直流機器のうち、商用電源等からの交流電力を供給する一般的な交流コンセントに接続して使用されるものは、整流回路を含み交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路を具備（内蔵あるいは外付けのＡＣアダプタに具備）することにより、交流コンセントからの電力供給で動作可能な構成を採用している（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
一方、本願出願人は、たとえば住宅などの分電盤内に配設した直流電源装置としてのＡＣ／ＤＣコンバータによって商用電源等の交流電源を直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント等の直流アウトレットに対して直流供給線路を介して分電盤から直流電力を配電するＤＣ配電システムを提案している。このＤＣ配電システムにおいて直流機器を使用する場合、直流機器は直流コンセントに接続されることにより交流電力ではなく直流電力が供給されることとなるため、直流機器に上記ＡＣ／ＤＣ変換回路が不要になる。
【特許文献１】特開２００７−５９１５６号公報（第４−５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したＤＣ配電システムにおいて、直流供給線路から各直流機器に印加される直流電圧は、直流電源装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）から直流供給線路に出力された直流電圧に比べて、直流供給線路での電圧降下分だけ低くなる。したがって、たとえば直流供給線路に接続される直流機器の台数が増えるなどして直流供給線路を流れる電流が増加すると、当該電流増加に伴い直流供給線路の電圧降下が大きくなることにより各直流機器に印加される電圧は低下する。
【０００５】
ここで、電圧降下は直流供給線路の終端（つまり直流電源装置から遠い方の端部）側ほど大きくなるため、直流供給線路の始端（つまり直流電源装置に近い方の端部）側に接続された直流機器においては正常に動作可能な許容範囲内に印加電圧が確保されながらも、直流供給線路の終端側に接続された直流機器においては、印加電圧が大幅に低下し許容範囲を下回ることで正常に動作しないなどの不具合を生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、直流供給線路に接続された複数台の直流機器について、直流供給線路から印加される電圧を正常に動作可能な許容範囲内に維持することができる直流電源装置および直流電源システム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】
請求項１の発明は、直流供給線路の一端側に接続されて、それぞれ直流電力により駆動される複数台の直流機器に対し直流供給線路を介して直流電力を供給する電力供給手段と、直流供給線路の前記一端から直流供給線路の最も前記一端側に接続された直流機器の接続点までの間の所定位置の直流供給線路の電圧を、始端電圧として検出する始端電圧検出手段と、少なくとも直流供給線路の他端から直流供給線路の最も前記他端側に接続された直流機器の接続点までの間の所定位置の直流供給線路の電圧を、参照電圧として検出する参照電圧検出手段と、電力供給手段の出力電圧の大きさを制御する制御手段とを備え、制御手段が、前記始端電圧と前記参照電圧との平均値が所定の設定値に維持されるように前記出力電圧を制御することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、制御手段は、直流供給線路の前記一端から直流供給線路の最も前記一端側に接続された直流機器の接続点までの間の所定位置の直流供給線路の電圧である始端電圧と、少なくとも直流供給線路の他端から直流供給線路の最も前記他端側に接続された直流機器の接続点までの間の所定位置の直流供給線路の電圧である参照電圧との平均値が所定の設定値に維持されるように電力供給手段の出力電圧を制御するので、直流供給線路において前記始端電圧が検出される点と前記参照電圧が検出される点との間の範囲に複数台の直流機器が接続される場合に、これら複数台の直流機器のそれぞれに印加される電圧の平均値を前記設定値に維持することが可能となる。すなわち、直流供給線路の始端（つまり直流電源装置に近い方の端部）寄りに接続された直流機器においては印加される電圧が前記設定値より高くなり、一方、直流供給線路の終端（つまり直流電源装置から遠い方の端部）寄りに接続された直流機器においては印加される電圧が前記設定値より低くなるものの、いずれの直流機器においても印加電圧は前記設定値付近に調整されることとなり、結果的に、直流供給線路に接続された複数台の直流機器について、直流供給線路から印加される電圧を正常に動作可能な許容範囲内に維持することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記参照電圧検出手段が、前記直流供給線路の前記他端の電圧を前記参照電圧として検出することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、制御手段は、直流供給線路における電力供給手段側の端部の電圧と、直流供給線路における電力供給手段と反対側の端部の電圧との平均値を所定の設定値に維持するので、当該直流供給線路に接続された全ての直流機器において直流供給線路からの印加電圧が前記設定値付近に調整されることとなり、結果的に、直流供給線路の始端（つまり直流電源装置に近い方の端部）側の直流機器と終端（つまり直流電源装置から遠い方の端部）側の直流機器との両方について、印加される電圧を正常に動作可能な許容範囲内に維持することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記参照電圧検出手段が、前記直流供給線路における複数台の前記直流機器の各接続点の電圧を前記参照電圧として検出することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、制御手段は、直流供給線路における電力供給手段側の端部の電圧と、直流供給線路における複数台の前記直流機器の各接続点の電圧との平均値を所定の設定値に維持するので、前記複数台の直流機器において直流供給線路からの印加電圧が前記設定値付近に調整されることとなり、したがって、これら複数台の直流機器について、印加される電圧を正常に動作可能な許容範囲内に維持することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の直流電源装置を複数台備え、直流電源装置ごとに別系統の前記直流供給線路を有することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、各系統の直流供給線路ごとに前記設定値を異なる値に設定することにより、正常に動作可能となる印加電圧がそれぞれ異なる複数種類の直流機器であっても、各種の直流機器ごとに別系統の直流供給線路と接続することで、これら複数種類の直流機器を使用可能とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、直流供給線路に接続された複数台の直流機器について、直流供給線路から印加される電圧を正常に動作可能な許容範囲内に維持することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下の各実施形態では、図２に示すように、たとえば住宅などの分電盤１１０内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２によって商用電源等の交流電源ＡＣを直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント１３１等の直流アウトレットに対して分電盤１１０から直流電力を配電するＤＣ配電システムに用いられるＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を本発明の直流電源装置の例として説明する。
【００１７】
ここで、ＤＣ配電システムについて以下に図２を参照して簡単に説明する。
【００１８】
以下の説明では、ＤＣ配電システムを適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、ＤＣ配電システムの技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。
【００１９】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００２０】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００２１】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００２２】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００２３】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００２４】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００２５】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００２６】
上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００２７】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口（給電部）が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００２８】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００２９】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００３０】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００３１】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００３２】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００３３】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００３４】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００３５】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００３６】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００３７】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００３８】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００３９】
分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００４０】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００４１】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００４２】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００４３】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００４４】
この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【００４５】
以下では、上述したＤＣ配電システムのＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を直流電源装置の一例として説明するが、本発明はこの種の直流電源装置以外にも適用することができる。ここで、直流アウトレットから直流機器１０２に印加される直流電圧の大きさは、交流の商用電源に比較して低く（たとえば２４Ｖ、５０Ｖなど）設定されている。
【００４６】
（実施形態１）
本実施形態の直流電源装置１は、図１に示すように、直流供給線路Ｗｄｃに接続される複数台（ここでは３台）の直流機器１０２ａ〜１０２ｃ（以下、特に区別しないときは単に直流機器１０２という）に対して直流電力を供給する電力供給手段２を備えている。なお、図１では、正極および負極の一対の直流供給線路Ｗｄｃのうち正極の直流供給線路Ｗｄｃのみを示し、負極の直流供給線路Ｗｄｃの図示は省略している。
【００４７】
図示例において、電力供給手段２は、交流電源ＡＣから供給される交流電圧をスイッチングにより任意の電圧に降圧制御するスイッチング電源からなる主回路３と、主回路３の出力を整流するダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１とで構成され、交流電源ＡＣから交流電力が供給されることによりダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ１の両端に直流電圧を発生する。この電力供給手段２は、後述の制御手段４で主回路３のスイッチング周波数やオンデューティを制御することによって、平滑コンデンサＣ１の両端に生じる出力電圧の大きさが制御される。
【００４８】
ここで、電力供給手段２の出力端となる平滑コンデンサＣ１の両端には正極および負極の一対の直流供給線路Ｗｄｃが接続され、電力供給手段２から出力される直流電力は、直流供給線路Ｗｄｃを介して当該直流供給線路Ｗｄｃに接続されている直流機器１０２に供給される。
【００４９】
ところで、本実施形態の直流電源装置１は、直流供給線路Ｗｄｃの始端（電力供給手段２側の端部）から直流供給線路Ｗｄｃの最も前記始端側に接続された直流機器１０２の接続点までの間の所定位置の直流供給線路Ｗｄｃの電圧を、始端電圧として検出する始端電圧検出手段５と、少なくとも直流供給線路Ｗｄｃの終端（電力供給手段２と反対側の端部）から直流供給線路Ｗｄｃの最も前記終端側に接続された直流機器１０２の接続点までの間の所定位置（以下、参照点という）の直流供給線路Ｗｄｃの電圧を、参照電圧として検出する参照電圧検出手段６とを備えている。
【００５０】
本実施形態では、始端電圧検出手段５は、直流供給線路Ｗｄｃの始端の電圧、つまり電力供給手段２の出力電圧である平滑コンデンサＣ１の両端電圧を前記始端電圧として検出するものとする。また、前記参照点を直流供給線路Ｗｄｃの終端としており、したがって、参照電圧検出手段６は直流供給線路Ｗｄｃの終端電圧を参照電圧として検出することになる。ここにおいて、上記参照電圧は、通信信号を直流電圧に重畳することで直流供給線路Ｗｄｃを通信として兼用する電力線搬送技術と類似した技術を用いて、直流供給線路Ｗｄｃの終端に設けられている終端端末（図示せず）内の通信回路から参照電圧検出手段６に伝送されるものとするが、この構成に限らず、直流供給線路Ｗｄｃと別に設けた信号線を介して参照電圧検出手段６に参照電圧が伝送される構成としてもよい。
【００５１】
一方、電力供給手段２の出力電圧を制御する制御手段４は、始端電圧検出手段５で検出された始端電圧と、参照電圧検出電圧６で検出された参照電圧との平均値を求め、当該平均値が所定の設定値に維持されるように電力供給手段２の主回路３の動作を制御する。前記設定値は、直流供給線路Ｗｄｃに接続される直流機器１０２に印加されたときに当該直流機器１０２が正常に動作可能となる電圧（以下、動作可能電圧ともいう）の範囲内に設定されるものであって、本実施形態では、直流供給線路Ｗｄｃに接続される直流機器１０２の動作可能電圧の上限値Ｖ３と下限値Ｖ１の中央値に設定されている。
【００５２】
以下に、上記構成の直流電源装置１の動作について図３を参照して説明する。なお、図３においては、横軸に時間、縦軸に電圧をとり、始端電圧検出手段５にて検出される始端電圧Ｖｉｎを一点鎖線、参照電圧検出手段６にて検出される参照電圧Ｖｒｅｆを二点鎖線、制御手段４で求まる始端電圧Ｖｉｎおよび参照電圧Ｖｒｅｆの平均値Ｖａｖを実線で表している。
【００５３】
図３の例では、直流供給線路Ｗｄｃに１台の直流機器１０２ａのみが接続されている期間（時刻ｔ０〜ｔ１）において、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下により始端電圧Ｖｉｎと参照電圧Ｖｒｅｆとの間に差分を生じることで、始端電圧Ｖｉｎは設定値Ｖ２よりもやや高い値となり、参照電圧Ｖｒｅｆは設定値Ｖ２よりもやや低い値となるものの、両者の平均値Ｖａｖが設定値Ｖ２に維持されることにより、始端電圧Ｖｉｎおよび参照電圧Ｖｒｅｆはいずれも設定値Ｖ２付近に維持される。
【００５４】
時刻ｔ１において、直流機器１０２ａに加えて直流機器１０２ｂが直流供給線路Ｗｄｃに接続されると、直流供給線路Ｗｄｃを流れる電流が増加し直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下が大きくなるため、直流供給線路Ｗｄｃの終端電圧である参照電圧Ｖｒｅｆは低下する。このとき、制御手段４は、始端電圧Ｖｉｎと参照電圧Ｖｒｅｆとの平均値Ｖａｖが設定値Ｖ２に維持されるように電力供給手段２の出力電圧を上昇させ、これに伴い始端電圧Ｖｉｎが上昇する。したがって、時刻ｔ１以降においても、始端電圧Ｖｉｎは設定値Ｖ２よりもやや高い値となり、参照電圧Ｖｒｅｆは設定値Ｖ２よりもやや低い値となるものの、両者の平均値Ｖａｖが設定値Ｖ２に維持されることにより、始端電圧Ｖｉｎおよび参照電圧Ｖｒｅｆはいずれも設定値Ｖ２付近に維持される。
【００５５】
また、時刻ｔ２において、直流機器１０２ａ，１０２ｂに加えて直流機器１０２ｃが直流供給線路Ｗｄｃに接続されると、直流供給線路Ｗｄｃを流れる電流がさらに増加し直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下が一層大きくなるため、直流供給線路Ｗｄｃの終端電圧である参照電圧Ｖｒｅｆは低下する。このとき、制御手段４は、前記平均値Ｖａｖが設定値Ｖ２に維持されるように電力供給手段２の出力電圧を上昇させ、これに伴い始端電圧Ｖｉｎが上昇する。したがって、時刻ｔ２以降においても、始端電圧Ｖｉｎおよび参照電圧Ｖｒｅｆの平均値Ｖａｖが設定値Ｖ２に維持されることにより、始端電圧Ｖｉｎおよび参照電圧Ｖｒｅｆはいずれも設定値Ｖ２付近に維持される。
【００５６】
以上説明した構成の直流電源装置１によれば、制御手段４が電力供給手段２の出力電圧を制御することにより、直流供給線路Ｗｄｃ上の始端電圧Ｖｉｎと参照電圧（終端電圧）Ｖｒｅｆとの平均値Ｖａｖが所定の設定値Ｖ２に維持されるので、直流供給線路Ｗｄｃにおいて始端と終端との間に接続された直流機器１０２（つまり、当該直流供給線路Ｗｄｃに接続された全ての直流機器１０２）のそれぞれに印加される電圧の平均値を前記設定値Ｖ２に維持することができる。すなわち、直流供給線路Ｗｄｃに接続された複数台の直流機器１０２において、直流供給線路Ｗｄｃからの印加電圧が設定値Ｖ２付近に調整されることとなり、その結果、直流供給線路Ｗｄｃの始端側の直流機器１０２ａと終端側の直流機器１０２ｃとの両方について、印加される電圧をそれぞれが正常に動作可能な許容範囲（図３では上限値Ｖ３と下限値Ｖ１との間の範囲）内に維持することができ、これらの直流機器１０２に正常な動作をさせることができる。
【００５７】
なお、直流供給線路Ｗｄｃの始端の電圧を始端電圧として検出し終端の電圧を参照電圧として検出する上記実施形態の構成は一例に過ぎず、始端電圧検出手段５は、直流供給線路Ｗｄｃにおける始端から最も当該始端寄りの直流機器１０２の接続点までの間の所定位置の電圧を始端電圧として検出するものであればよく、また、参照電圧検出手段６は、少なくとも直流供給線路Ｗｄｃにおける終端から最も当該終端寄りの直流機器１０２の接続点までの間の所定位置の電圧を参照電圧として検出するものであればよい。
【００５８】
（実施形態２）
本実施形態の直流電源装置１は、参照電圧検出手段６によって参照電圧が検出される参照点を、直流供給線路Ｗｄｃの終端に代えて、直流供給線路Ｗｄｃにおける複数台（ここでは３台）の直流機器１０２の各接続点とした点が実施形態１の直流電源装置１と相違する。
【００５９】
すなわち、本実施形態では、図４に示すように参照電圧検出手段６は各直流機器１０２から各々の入力電圧を参照電圧としてそれぞれ検出するように構成される。ここにおいて、上記参照電圧は、通信信号を直流電圧に重畳することで直流供給線路Ｗｄｃを通信として兼用する電力線搬送技術と類似した技術を用いて、各直流機器１０２内の通信回路から参照電圧検出手段６に伝送されるものとするが、この構成に限らず、直流供給線路Ｗｄｃと別に設けた信号線を介して参照電圧検出手段６に参照電圧が伝送される構成としてもよい。
【００６０】
しかして、始端電圧検出手段５は、直流供給線路Ｗｄｃの始端の電圧を始端電圧として検出し、参照電圧検出手段６は、直流供給線路Ｗｄｃにおける直流機器１０２ａの接続点の電圧と、直流機器１０２ｂの接続点の電圧と、直流機器１０２ｃの接続点の電圧とをそれぞれ参照電圧として検出する。制御手段４は、これら１種類の始端電圧および３種類の参照電圧の合計４種類の電圧の平均値を求め、当該平均値が所定の設定値に維持されるように電力供給手段２の出力電圧を制御する。
【００６１】
以下に、本実施形態の動作例について図４を参照して説明する。
【００６２】
ここでは、直流供給線路Ｗｄｃに接続される複数台の直流機器１０２ａ〜１０２ｃにおいて、それぞれが正常に動作可能となる入力電圧の許容範囲が２０〜２８Ｖ（２４±４Ｖ）であるものとし、設定値は前記許容範囲の上限値（２８Ｖ）と下限値（２０Ｖ）との平均値である２４Ｖに設定される。
【００６３】
この場合、制御手段４は、直流供給線路Ｗｄｃにおける始端電圧と、直流機器１０２ａ〜１０２ｃの各接続点の電圧である参照電圧との平均値が２４Ｖになるように電力供給手段２の出力電圧を制御する。たとえば、始端電圧が２７Ｖ、直流機器１０２ａへの印加電圧が２４Ｖ、直流機器１０２ｂへの印加電圧が２３Ｖ、直流機器１０２ｃへの印加電圧が２２Ｖのときに、これらの電圧の平均値は（２７＋２４＋２３＋２２）／４により２４Ｖとなるので、制御手段４は、電力供給手段２の出力電圧が２７Ｖとなるように電力供給手段２の出力を制御する。その結果、直流供給線路Ｗｄｃに接続された直流機器１０２ａ〜１０２ｃの全てについて、印加される電圧をそれぞれが正常に動作可能な許容範囲（２０〜２８Ｖ）内に維持することができ、これらの直流機器１０２に正常な動作をさせることができる。
【００６４】
本実施形態の構成によれば、直流機器１０２の通信機能を利用して各参照電圧を参照電圧検出手段６で検出できるようにしているから、直流供給線路Ｗｄｃに終端端末を接続することなく、複数台の直流機器１０２について印加される電圧を正常に動作可能な許容範囲内に維持することができるという利点がある。
【００６５】
なお、参照電圧検出手段６は、上述のように直流供給線路Ｗｄｃにおける複数台の直流機器１０２の各接続点の電圧に加え、実施形態１で説明した直流供給線路Ｗｄｃの終端電圧をそれぞれ参照電圧として検出する構成としてもよく、この場合に制御手段４は、直流供給線路Ｗｄｃにおける始端電圧と、各直流機器１０２の接続点の電圧と、終端電圧との平均値が設定値に維持されるように電力供給手段２の出力を制御する。
【００６６】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００６７】
ところで、上記各実施形態で説明した直流電源装置１を複数台設け、直流電源装置１ごとに別系統の直流供給線路Ｗｄｃを接続すれば、直流供給線路Ｗｄｃに接続される直流機器１０２に対して大きさの異なる複数種類の電圧を供給可能な直流電源システムを構築することも可能である。すなわち、各系統の直流供給線路Ｗｄｃごとに前記設定値を異なる値に設定することにより、正常に動作可能となる印加電圧がそれぞれ異なる複数種類の直流機器１０２であっても、各種の直流機器１０２ごとに別系統の直流供給線路Ｗｄｃと接続することで、これら複数種類の直流機器１０２が使用可能となる。このように構成される直流電源システムを上記ＤＣ配電システムに適用することにより、たとえばサブシステムごとに別系統の直流供給線路Ｗｄｃを配線しておけば、サブシステムごとに大きさの異なる直流電圧を供給可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す概略図である。
【図２】同上の直流電源装置が用いられるＤＣ配電システムを示すシステム構成図である。
【図３】同上の直流電源装置の動作説明図である。
【図４】本発明の実施形態２の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  直流電源装置
２  電力供給手段
４  制御手段
５  始端電圧検出手段
６  参照電圧検出手段
１０２，１０２ａ〜１０２ｃ  直流機器
Ｖ２  設定値
Ｖａｖ  平均値
Ｖｉｎ  始端電圧
Ｖｒｅｆ  参照電圧
Ｗｄｃ  直流供給線路
【図１】
2009159652.tif 000003
【図２】
2009159652.tif 000004
【図３】
2009159652.tif 000005
【図４】
2009159652.tif 000006