(57)【要約】【課題】必要な電圧が異なる複数種類の直流機器を１つ直流供給線路に接続することを可能にする。【解決手段】直流電力供給装置１０１は、複数種類の出力電圧を時分割で出力する。直流電力供給装置１０１には、直流供給線路Ｗｄｃを介して直流コンセント１３１が接続され、直流コンセント１３１には直流機器１０２が着脱可能に接続される。直流コンセント１３１は、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧を検出する電圧検出部２１と、電圧検出部２１で検出される電圧があらかじめ設定されている受電電圧範囲内である期間に受電を許可する受電判断部２２と、受電判断部２２が受電を許可している期間に直流供給線路Ｗｄｃから受電した直流電力を機器接続口１３１ａから出力する出力制御部２３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の出力電圧を時分割で出力する直流電力供給装置と、直流供給線路を介して直流電力供給装置から直流電力を受電するとともに直流電力により駆動される直流機器が機器接続口に着脱可能に接続されるアウトレットに設けられた受電装置とを備え、受電装置は、直流供給線路の線間電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部で検出される電圧が受電装置にあらかじめ設定されている受電電圧範囲内である期間に受電を許可する受電判断部と、受電判断部が受電を許可している期間に直流供給線路から受電した直流電力を機器接続口から出力する出力制御部とを備えることを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記出力制御部は、前記受電判断部が受電を許可する期間に前記直流供給線路から受電した直流電力を蓄電するとともに蓄電した直流電力を機器接続口に出力する蓄電部を含むことを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記直流機器は駆動に必要な電圧値を受電装置に通知する動作電圧通知部を備え、前記受電判断部は、動作電圧通知部により通知された電圧値により前記受電電圧範囲を設定する受電電圧設定部を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記受電判断部は、受電電圧範囲が固定的に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記アウトレットは前記機器接続口を複数個備え、前記受電判断部は各機器接続口ごとに受電電圧範囲が設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項６】
複数種類の出力電圧を時分割で出力する直流電力供給装置から直流供給線路を介して直流電力を受電するとともに直流電力により駆動される直流機器が着脱可能に接続される機器接続口を備え、直流供給線路の線間電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部で検出される電圧があらかじめ設定されている受電電圧範囲内である期間に受電を許可する受電判断部と、受電判断部が受電を許可している期間に直流供給線路から受電した直流電力を機器接続口から出力する出力制御部とを備えることを特徴とするアウトレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として住宅、店舗、オフィスビルなどの建築物に配置された直流機器への給電を行うに際して、必要な電圧の異なる複数の直流機器に対して直流供給線路を用いて直流電力を供給する電力供給システムと、この電力供給システムで用いるアウトレットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流電力を出力する直流電力供給装置と直流電力により駆動される直流機器とを直流供給線路を介して接続することにより、交流電力を直流電力に変換する電源アダプタを用いることなく直流機器に給電する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術では、直流機器（電気装置）が電力消費の開始前に動作開始を示す信号を送信することにより、電力の流れを適正化することが可能になっている。
【特許文献１】特開２００７−２１５２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１では、配線に過大な電流が流れないようにすることが可能であるが、駆動に必要な電圧の異なる複数種類の直流機器が存在している場合には、異なる直流供給線路に接続することになり、必要な電圧の異なる複数種類の直流機器を混在して用いようとすれば、複数の直流供給線路が必要になって配線が煩雑になるという問題を生じる。
【０００４】
この種の問題を解決するには、直流供給線路に印加する電圧を、各直流機器の駆動に必要な電圧のうちもっとも高い電圧としておき、受電側において降圧する電圧変換を行うことが考えられるが、降圧に用いるＤＣ／ＤＣコンバータなどにより電圧変換に伴う損失が発生するから電力の利用効率が低下し、消費電力が大きく成るという問題を生じる。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、駆動に必要な電圧が異なる複数種類の直流機器を１つの直流供給線路に接続することを可能にし、かつ受電側における電圧変換を不要にして電圧変換に伴う損失を防止した電力供給システムを提供し、さらにこの電力供給システムで用いるアウトレットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、電力供給システムであって、複数種類の出力電圧を時分割で出力する直流電力供給装置と、直流供給線路を介して直流電力供給装置から直流電力を受電するとともに直流電力により駆動される直流機器が機器接続口に着脱可能に接続されるアウトレットに設けられた受電装置とを備え、受電装置は、直流供給線路の線間電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部で検出される電圧が受電装置にあらかじめ設定されている受電電圧範囲内である期間に受電を許可する受電判断部と、受電判断部が受電を許可している期間に直流供給線路から受電した直流電力を機器接続口から出力する出力制御部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記出力制御部は、前記受電判断部が受電を許可する期間に前記直流供給線路から受電した直流電力を蓄電するとともに蓄電した直流電力を機器接続口に出力する蓄電部を含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、前記直流機器は駆動に必要な電圧値を受電装置に通知する動作電圧通知部を備え、前記受電判断部は、動作電圧通知部により通知された電圧値により前記受電電圧範囲を設定する受電電圧設定部を含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、前記受電判断部は、受電電圧範囲が固定的に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記アウトレットは前記機器接続口を複数個備え、前記受電判断部は各機器接続口ごとに受電電圧範囲が設定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、アウトレットであって、複数種類の出力電圧を時分割で出力する直流電力供給装置から直流供給線路を介して直流電力を受電するとともに直流電力により駆動される直流機器が着脱可能に接続される機器接続口を備え、直流供給線路の線間電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部で検出される電圧があらかじめ設定されている受電電圧範囲内である期間に受電を許可する受電判断部と、受電判断部が受電を許可している期間に直流供給線路から受電した直流電力を機器接続口から出力する出力制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１、６の発明の構成によれば、直流電力供給装置が複数種類の出力電圧を時分割で直流供給線路に印加し、アウトレットでは直流供給線路の線間電圧が受電電圧範囲内であれば受電して機器接続口から出力するから、直流供給線路に複数種類の直流電圧を異なるタイミングで印加することによって、駆動に必要な電圧が異なる複数種類の直流機器を１つの直流供給線路に接続することが可能になる。また、アウトレットにおいて、直流供給線路の線間電圧が受電電圧範囲内か否かを判断しているから、直流電力供給装置とアウトレットとの間で通信することなく、直流電力供給装置は適宜のタイミングで出力電圧を切り換えることが可能であって、直流電力供給装置の構成が簡単になる。しかも、直流電力供給装置は、直流機器が必要とする出力電圧を直流供給線路に印加するから、直流供給線路から受電した後に直流機器に直流電力を供給するまでの間に、ＤＣ／ＤＣ変換回路による電圧変換が不要であり、電圧変換に伴う損失が生じることがなく高効率である。
【００１３】
請求項２の発明の構成によれば、直流電力供給装置から時分割で複数種類の出力電圧を印加していることにより直流機器の動作期間に直流供給線路から連続して受電することができない場合であっても、アウトレットに設けた出力制御部が蓄電部を含んでいることにより直流機器に連続して給電することができる。
【００１４】
請求項３の発明の構成によれば、アウトレットに接続される直流機器が必要とする電圧値に応じて受電電圧範囲を柔軟に設定することができるから、駆動に必要な電圧が異なる種々の直流機器をアウトレットに接続して使用することができる。
【００１５】
請求項４の発明の構成によれば、アウトレットごとに受電電圧範囲が固定的に設定されるから、駆動に必要な電圧に応じて直流機器をアウトレットに接続することができ、直流機器ごとにアウトレットを専用化して用いることができる。
【００１６】
請求項５の発明の構成によれば、アウトレットに複数個の機器接続口を設けて、各機器接続口ごとに受電電圧範囲を設定しているから、互いに関連して動作する複数台の直流機器への電源供給を１箇所でまとめて行うことが可能になる。ここに、アウトレットに接続する複数台の直流機器の駆動に必要な電圧が等しい場合には受電電圧範囲を等しく設定すればよく、異なる場合には受電電圧範囲を異なるように設定すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（基本構成）
以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建築物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明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。図４は本実施形態を適用する電源システムの全体構成である。家屋Ｈには、図４に示すように、直流電力を出力する直流電力供給装置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、直流電力供給装置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。直流電力供給装置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供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給装置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。
【００１８】
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。
【００１９】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給装置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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
ところで、直流電力供給装置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。
【００３７】
直流電力供給装置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。
【００３８】
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、直流電力供給装置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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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１０２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。
【００４２】
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。
【００４３】
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装置１０１を設けることができるから、直流電力供給装置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。
【００４４】
（実施形態１）
以下では、図１を参照して本実施形態の要部について説明する。直流電力供給装置１０１は、協調制御部１１３においてＤＣ／ＤＣコンバータからなる電源回路部１０を備えている。電源回路部１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３から得られる直流電力の電圧を調節して直流供給線路Ｗｄｃの線間に印加する。
【００４５】
電源回路部１０は複数種類の出力電圧を時分割で出力する。具体的には、電源回路部１０を構成するＤＣ／ＤＣコンバータに設けたスイッチング素子のオンデューティを制御するＰＷＭ制御を行うことにより、電源回路部１０の出力電圧を調節する。電源回路部１０は、出力電圧の異なる複数個の電源回路と、直流供給線路Ｗｄｃに接続する電源回路を択一的に選択する選択スイッチとで構成してもよい。ただし、後者の構成を採用する場合には、選択スイッチで選択されていない電源回路の動作を停止するのが望ましい。また、後者の構成を採用すると出力電圧は複数段階に変化することになるが、前者の構成を採用すれば、電源回路部１０の出力電圧を複数種類から選択しながらも、出力電圧の微調整が可能になる。
【００４６】
電源回路部１０の出力電圧は、図２（ａ）あるいは図３（ａ）のように、あらかじめ定めた変化パターンとなるように電圧制御部１１により制御される。
【００４７】
図２（ａ）に示す変化パターンでは、複数種類（図示例はＡ，Ｂ，Ｃの３種類）の電圧をそれぞれ定めた給電期間だけ出力しており、各電圧の給電時間はそれぞれ適宜に設定されている。各電圧の給電期間は直流供給線路Ｗｄｃから直流電力が供給される直流機器１０２において必要な電力に応じてあらかじめ設定される。また、電源回路部１０は、すべての電圧をそれぞれの給電期間だけ出力するのに必要になる時間を１周期とし、１周期において高電圧から順に低電圧に変化するように、各電圧を繰り返し出力している。
【００４８】
図３（ａ）に示す変化パターンでは、複数段階（図示例は（１）〜（５）の５段階）の電圧を一定の給電期間ずつ順に出力しており、変化パターンは階段状になっている。電源回路部１０は、すべての電圧を高電圧側から順にそれぞれ一定の給電期間ずつ出力するとともに給電期間と同じ時間だけ電圧を出力しない休止期間を設け、すべての電圧を出力するのに要する時間と休止期間とを加えた時間を１周期としている。図２（ａ）の変化パターンでは１周期内において、電圧を切り換える間に直流供給線路Ｗｄｃに電圧を印加しない休止期間が存在しているが、図３（ａ）の変化パターンでは１周期内において、電圧を切り換える間には休止期間を設けていない。
【００４９】
図３（ａ）に示す変化パターンでは、直流電力供給装置１０１の出力電圧を時間経過に伴って順に引き下げているから、時間軸方向において隣り合う電圧の差は比較的小さい。したがって、電圧変化に伴うリンギング（電圧の振動）はほとんど生じることがない。リンギングの発生をさらに低減しようとすれば、電圧を徐々に上昇させた後に徐々に下降させる変化パターンを採用して、電圧差の大きい電圧変化が生じないようにするのが望ましい。
【００５０】
上述のように、電源回路部１０の出力電圧は時間経過に伴って変化し、電源回路部１０の出力電圧が印加される２線もしくは３線の１つの直流供給線路Ｗｄｃが設けられているから、電源回路部１０の出力電圧を選択することにより直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が変化する。ここに、直流供給線路Ｗｄｃを図示例のように２線式とする場合には、一方を基準電位（０Ｖ）とし、他方に基準電位に対して高電位または低電位となる電圧を印加すればよく、直流供給線路Ｗｄｃを３線式とする場合には、１本を基準電位（０Ｖ）とし、残りの線の一方に基準電位に対して高電位となる電圧を印加し、他方に基準電位に対して低電位となる電圧を印加する。
【００５１】
直流供給線路Ｗｄｃには、直流アウトレット（アウトレット）を介して直流機器１０２が接続される。図１には直流機器１０２を接続する直流アウトレットとして直流コンセント１３１を示しているが、引掛シーリング１３２を直流アウトレットとして用いることも可能である。直流コンセント１３１の器体には、直流機器１０２に設けたプラグや直流機器１０２に設けた引掛栓刃のような接続子が着脱可能に接続される機器接続口１３１ａと、直流供給線路Ｗｄｃに直流コンセント１３１を接続するための電源接続端子１３１ｂとが設けられる。機器接続口１３１ａは接続子を差込接続する構造が望ましい。
【００５２】
上述したように、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧は時間経過に伴って変化しているから、直流コンセント１３１では直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が直流機器１０２の駆動に必要な電圧である期間に受電する。すなわち、直流供給線路Ｗｄｃから受電する期間を制御する受電装置１０３を直流コンセント１３１に設けている。
【００５３】
受電装置１０３は、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が機器接続口１３１ａに接続された直流機器１０２の駆動に必要な電圧である期間に、電線接続口１３１ｂを通して直流供給線路Ｗｄｃから直流電力を受電する。直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が機器接続口１３１ａに接続された直流機器１０２の駆動に必要な電圧であるか否かを判断するために、受電装置１０３には電線接続口１３１ｂに印加されている直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧を検出する電圧検出部２１と、電圧検出部２１で検出された電圧が受電装置１０３にあらかじめ設定されている受電電圧範囲内である期間に受電を許可する受電判断部２２とを備える。
【００５４】
受電判断部２２には、直流機器１０２の駆動に必要な電圧が設定される電圧設定部２２ａが設けられる。電圧設定部２２ａには、ディップスイッチあるいは書換可能な不揮発性の半導体メモリを用いる。受電判断部２２では、受電設定部２２ａに設定された電圧に対して直流機器１０２に供給可能な許容範囲を受電電圧範囲とし、電圧検出部２１で検出された電圧が受電電圧範囲内であるか否かを判断する。
【００５５】
直流コンセント１３１の機器接続口１３１ａと電線接続口１３１ｂとの間には電路を開閉するスイッチ要素（電磁リレーあるいは半導体リレーを用いるのが望ましい）ＳＷを備えた出力制御部２３が設けられる。出力制御部２３は、電圧検出部２１で検出された直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が受電判断部２２に設定されている受電電圧範囲内であるときにスイッチ要素ＳＷをオンにし、受電電圧範囲外であるときにスイッチ要素ＳＷをオフにする。
【００５６】
ところで、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が図２（ａ）の変化パターンで変化しているときに、受電装置１０３において電圧Ｂを受電するように受電電圧範囲が設定されていると、スイッチ要素ＳＷにおける機器接続口１３１ａ側の電圧は図２（ｂ）のようになる。また、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が図３（ａ）の変化パターンで変化しているときに、受電装置１０３において電圧（３）を受電するように受電電圧範囲が設定されていると、スイッチ要素ＳＷにおける機器接続口１３１ａ側の電圧は図３（ｂ）のようになる。このように、いずれの場合も間欠的に受電することになる。
【００５７】
直流機器１０２が間欠的な給電を許容している場合には、スイッチ要素ＳＷを機器接続口１３１ａに直結してもよいが、直流機器１０２において連続的に給電する必要があるときには、スイッチ要素ＳＷと機器接続口１３１ａとの間に蓄電部２４を設けるのが望ましい。蓄電部２４は、二次電池あるいはコンデンサを備え、受電判断部２２が受電を許可している期間（つまり、スイッチ要素ＳＷがオンである期間）に蓄電され、蓄電した直流電力を機器接続口１３１ａを通して直流機器１０２に出力することができる。したがって、直流供給線路Ｗｄｃからは間欠的に受電しているにも関わらず、蓄電部２４を設けることによって、直流機器１０２には連続的に給電することが可能になる。なお、蓄電部２４に蓄電する容量を大きくするために大型の二次電池を用いる場合には、蓄電部２４を直流コンセント１３１の器体の外部に設けることも可能である。
【００５８】
蓄電部２２に蓄電される直流電力の電力量は、受電制御部２１が直流供給線路Ｗｄｃから受電した電力量により決まるから、受電制御部２１において受電する電力量は直流機器１０２の駆動に必要な電力量によって決まる。また、蓄電部２２の出力電圧は直流供給線路Ｗｄｃから受電した電圧と同電圧になる。
【００５９】
蓄電部２２に蓄電する期間は、直流機器１０２を駆動している期間のみの場合と、直流機器１０２の動作に関わらず常時とする場合とのどちらを選択してもよい。直流機器１０２の消費電力が少ない場合には前者の構成を採用することにより節電につながり、直流機器１０２の消費電力が多い場合には後者の構成を採用することにより、電力不足を生じることなく直流機器１０２に給電することが可能になる。
【００６０】
なお、直流コンセント１３１の設置後に機器接続口１３１ａから取り出す電圧の変更を要しない場合、あるいは直流コンセント１３１が特定の直流機器１０２で専用に用いられる場合には、電圧設定部２２ａによる電圧は固定的に設定すればよいから、施工時あるいは直流機器１０２の接続時に、ディップスイッチあるいは半導体メモリの設定を行えばよい。あるいはまた、電圧設定部２２ａでは電圧の変更ができないように電圧を固定しておいてもよい。この場合、直流コンセント１３１として機器接続部１３１ａから取り出す電圧の異なる複数種類の仕様のものを用意しておけばよい。
【００６１】
以上説明したように、直流電力供給装置１０１が複数種類の出力電圧を時分割で直流供給線路Ｗｄｃに印加し、直流コンセント１３１では直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が受電電圧範囲内であれば受電して機器接続口１３１ａから出力するから、駆動に必要な電圧が異なる複数種類の直流機器１０２に対して２線の直流供給線路Ｗｄｃのみで給電することが可能になる。しかも、直流電力供給装置１０１は、直流機器１０２が必要とする出力電圧を直流供給線路Ｗｄｃに印加しているから、直流コンセント１３１において電圧変換を行う必要がなく損失が少なく高効率に給電することができる。また、直流コンセント１３１で直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が受電電圧範囲内か否かを判断しているので、直流電力供給装置１０１と直流コンセント１３１との間で通信する必要がなく、直流電力供給装置１０１の構成が簡単になる。
【００６２】
（実施形態２）
実施形態１では、受電判断部２２に設けた受電電圧設定部２２ａにおける電圧の設定を、ディップスイッチの操作あるいは半導体メモリへの書込によって手動で行っているが、本実施形態では、直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２に応じて受電電圧設定部２２ａの電圧を自動的に設定するものである。すなわち、直流コンセント１３１において直流機器１０２の駆動に必要な電圧を自動的に取得し、受電判断部２２の受電電圧範囲を自動的に設定するようにしてある。
【００６３】
この動作を可能にするために、図５に示すように、直流機器１０２には駆動に必要な電圧を直流コンセント１３１（受電装置１０３）に通知する動作電圧通知部２５を設け、直流コンセント１３１（受電装置１０３）には動作電圧通知部２５により通知された電圧値を取得する動作電圧取得部２６を設けている。受電判断部２２の受電電圧設定部２２ａでは動作電圧取得部２６で取得した電圧値を記憶する。したがって、本実施形態の受電電圧設定部２２ａには、書換可能な不揮発性の半導体メモリを用いる。
【００６４】
動作電圧通知部２５と動作電圧取得部２６とは、通信機能によって電圧値の通知を実現する構成を採用することができる。動作電圧通知部２５と動作電圧取得部２６との間の通信には、機器接続口１３１ａに接続される接続線を通して直流機器１０２に供給される直流電圧に重畳して伝送される高周波の通信信号を用いることができる。この場合、有線での通信を行いながらも直流電力を供給する接続線のほかに通信線が不要であるから、直流コンセント１３１への直流機器１０２の接続作業が増加することはない。
【００６５】
なお、通信にあたって無線の伝送路を利用することも可能である。たとえば、受電電圧通知部２５に赤外線発光素子を設けるとともに、動作電圧取得部２６に赤外線受光素子を設けておき、受電電圧通知部２５から動作電圧取得部２６に対して赤外線を媒体とする通信路を形成して、直流機器１０２の駆動に必要な電圧を通知するようにしてもよい。
【００６６】
あるいはまた、受電電圧通知部２５として一次元バーコードあるいは二次元バーコードを用いて電圧を表記した光学的読取が可能な媒体を設け、動作電圧取得部２６ではＣＣＤイメージセンサのような撮像素子を用いて媒体に記録された情報を読み取るようにしてもよい。
【００６７】
本実施形態の他の構成および動作は実施形態１と同様であり、本実施形態では、機器接続口１３１ａに接続される直流機器１０２から通知される電圧に基づいて、受電判断部２２での受電電圧範囲を決めるから、受電電圧範囲を直流機器１０２に応じて柔軟に設定することができる。また、直流コンセント１３１に接続する直流機器１０２を変更したときに、その直流機器１０２に会わせて受電電圧範囲が自動的に設定されるから、利用者は直流機器１０２の駆動に必要な電圧を意識することなく、直流コンセント１３１に接続することができ、使い勝手のよい直流コンセント１３１を提供することができる。なお、図５では蓄電部２４を省略しているが、必要に応じて蓄電部２４を設けることができる。
【００６８】
（実施形態３）
上述した実施形態では、直流コンセント１３１が１個の機器接続口１３１ａを備える例を示したが、図６に示すように、直流コンセント１３１に複数個（図示例では３個）の機器接続口１３１ａを設けてもよい。各機器接続口１３１ａと電線接続口１３１ｂとの間には、それぞれスイッチ要素ＳＷ１、ＳＷ２，ＳＷ３が挿入される。受電判断部２２では、各スイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をオンにする受電電圧範囲を個別に設定することができ、受電判断部２２から出力される３個の開閉信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３により各スイッチ要素ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３の開閉が個々に制御される。
【００６９】
したがって、１台の直流コンセント１３１に複数台の直流機器１０２を接続することができるとともに、各直流機器１０２の駆動に必要な電圧が異なる場合でも１台の直流コンセント１３１からまとめて給電することができる。たとえば、互いに関連して利用される複数台の直流機器１０２を１箇所にまとめて配置する場合（一例を挙げれば、光ケーブルを利用するブロードバンドモデムと電話用アダプタと無線ルータとを１箇所にまとめて配置する場合）には、各直流機器１０２の駆動に必要な電圧が異なっていても１個の直流コンセント１３１から給電することができる。もちろん、各直流機器１０２の駆動に必要な電圧が等しい場合には、各機器接続口１３１ａに対応する受電電圧範囲を同じに設定しておけばよい。
【００７０】
本実施形態の他の構成および動作は実施形態１または実施形態２と同様であり、実施形態１において説明した蓄電部２４を各機器接続口１３１ａに対応付けて必要に応じて設けることが可能であり、また、実施形態２において説明した動作電圧通知部２４および動作電圧取得部２５を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態１を示す要部ブロック図である。
【図２】同上の動作例を示す動作説明図である。
【図３】同上の他の動作例を示す動作説明図である。
【図４】同上の全体構成を示す構成図である。
【図５】実施形態２に用いる直流コンセントを示すブロック図である。
【図６】実施形態３に用いる直流コンセントを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  電源回路部
１１  電圧制御部
２１  電圧検出部
２２  受電判断部
２２ａ  受電電圧設定部
２３  出力制御部
２４  蓄電部
２５  動作電圧通知部
２６  動作電圧取得部
１０１  直流電力供給装置
１０２  直流機器
１０３  受電装置
１３１  直流コンセント（アウトレット）
１３１ａ  機器接続口
１３１ｂ  電線接続口
１３２  引掛シーリング（アウトレット）
Ｈ  家屋（建築物）
Ｗｄｃ  直流供給線路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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