(57)【要約】【課題】電力供給線路に接続された機器が受電する電圧の過不足を抑制する。【解決手段】直流電力供給部１０１は直流供給線路Ｗｄｃを通して複数台の直流機器１０２に給電する。直流電力供給部１０１は、直流供給線路Ｗｄｃの線間に印加する出力電圧が可変である電源回路部１０と、直流機器１０１から駆動状態を取得する給電側通信部１２と、給電側通信部１２が取得した駆動状態に応じて直流機器１０２の駆動に必要な最小の電圧が電力供給線路Ｗｄｃに印加されるように電源回路部１０の出力電圧を調節する給電制御部１１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】
出力電圧が可変である電力供給部と、電力供給部から電力供給線路を介して供給される電力により駆動される機器とを有し、機器は、受電電圧を検出する電圧検出部と、受電電圧を機器の動作に必要な動作電圧まで降圧する電圧変換部と、電圧検出部により検出した受電電圧を電力供給部に通知する受電側通信部とを備え、電力供給部は、電力供給線路に電圧を印加する出力電圧が可変である電源回路部と、機器との間で通信し電圧検出部で検出された受電電圧を取得する給電側通信部と、機器ごとの動作電圧を記憶する動作情報記憶部と、給電側通信部が取得した各機器の受電電圧が、動作情報記憶部に記憶されている各機器の動作電圧に電圧変換部で降下する電圧分を加算した電圧値以上になり、かつ各機器における受電電圧と動作電圧との差分の総和を最小化するように電源回路部の出力電圧を調節する給電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】
前記各機器の受電電圧と動作電圧との差分の総和を提示する提示手段が付加された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】
前記電源回路部の出力電圧を監視する電圧監視部と、電圧監視部で検出した出力電圧を提示する提示手段が付加された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４】
前記機器は、前記電力供給線路に複数台接続されており、前記電圧変換部は、前記電力供給線路から受電した電圧を直列制御方式で機器の動作電圧まで降圧することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記電圧検出部で検出された前記機器の受電電圧の大小関係により前記電力供給部から各機器までの並び順を求める順序検出部と、電力供給部に近い並び順である機器が動作電圧のより高い機器となるように機器の望ましい並び順を提示する配置提示部とを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電力供給システムに用いられる電源装置であって、機器が接続された電力供給線路の線間に電圧を印加し出力電圧が可変である電源回路部と、機器との間で通信し機器に設けた電圧検出部で検出された受電電圧を取得する給電側通信部と、機器ごとの動作電圧を記憶する動作情報記憶部と、給電側通信部が取得した各機器の受電電圧が、動作情報記憶部に記憶されている各機器の動作電圧に電圧変換部で降下する電圧分を加算した電圧値以上になり、かつ各機器における受電電圧と動作電圧との差分の総和を最小化するように電源回路部の出力電圧を調節する給電制御部とを備えることを特徴とする電源装置。
【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機器への給電を行う電力供給システムおよびその電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流電力を供給する電力供給部から複数の負荷に給電する給電システムが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された給電システムは、複数の負荷の受電端の電圧を検出し、そのうち最小または最大の電圧をフィードバック電圧として供給する構成を採用している。
【特許文献１】特開２００６−１７４６５８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、直流機器の動作電圧には種々電圧があり、直流供給線路に動作電圧の異なる複数台の直流機器が接続される場合、各直流機器には直流供給線路から受電した電圧を動作電圧に変換する電圧変換部を設けることが多い。この種の電圧変換部は、通常は、電圧の安定化のために直列制御方式の定電圧電源を用いるから、受電した電圧と動作電圧との電圧差が大きいほど大きな損失が生じる。したがって、損失を低減するには、受電する電圧と動作電圧との電圧差はできるだけ小さくすることが要求される。
【０００４】
また、直流電力供給部から直流供給線路を通して直流機器に給電する間に、直流供給線路において電圧降下が生じるから、直流電力給電部からの距離に応じて直流機器で受電する電圧が変化する。具体的には、直流電力供給部では直流供給線路による電圧降下を見込んで直流供給線路に印加する電圧を決定する必要がある。すなわち、直流電力供給部から直流機器までの距離が大きいほど、直流電力供給部から直流供給線路に印加する電圧を高く設定する必要があり、直流電力供給部からの距離が小さい直流機器では受電する電圧が上昇して多くの損失が発生することになる。
【０００５】
特許文献１に記載の構成では、負荷（直流機器）の受電端の電圧（受電電圧）を監視しているが、各直流機器での電圧変換部での損失分について考慮されておらず、また電圧変換回路での損失分と直流供給線路における電圧降下分との関係についても考慮されていない。
【０００６】
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、直流機器に設けた電圧変換部での電圧降下分および直流供給線路での電圧降下分を考慮してシステム全体としての損失を抑制した電力供給システムおよびその電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、出力電圧が可変である電力供給部と、電力供給部から電力供給線路を介して供給される電力により駆動される機器とを有し、機器は、受電電圧を検出する電圧検出部と、受電電圧を機器の動作に必要な動作電圧まで降圧する電圧変換部と、電圧検出部により検出した受電電圧を電力供給部に通知する受電側通信部とを備え、電力供給部は、電力供給線路に電圧を印加する出力電圧が可変である電源回路部と、機器との間で通信し電圧検出部で検出された受電電圧を取得する給電側通信部と、機器ごとの動作電圧を記憶する動作情報記憶部と、給電側通信部が取得した各機器の受電電圧が、動作情報記憶部に記憶されている各機器の動作電圧に電圧変換部で降下する電圧分を加算した電圧値以上になり、かつ各機器における受電電圧と動作電圧との差分の総和を最小化するように電源回路部の出力電圧を調節する給電制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記各機器の受電電圧と動作電圧との差分の総和を提示する提示手段が付加されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記電源回路部の出力電圧を監視する電圧監視部と、電圧監視部で検出した出力電圧を提示する提示手段が付加されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、
前記機器は、前記電力供給線路に複数台接続されており、前記電圧変換部は、前記電力供給線路から受電した電圧を直列制御方式で機器の動作電圧まで降圧することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【００１１】
請求項５の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記電圧検出部で検出された前記機器の受電電圧の大小関係により前記電力供給部から各機器までの並び順を求める順序検出部と、電力供給部に近い並び順である機器が動作電圧のより高い機器となるように機器の望ましい並び順を提示する配置提示部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明において、前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電力供給システムに用いられる電源装置であって、機器が接続された電力供給線路の線間に電圧を印加し出力電圧が可変である電源回路部と、機器との間で通信し機器に設けた電圧検出部で検出された受電電圧を取得する給電側通信部と、機器ごとの動作電圧を記憶する動作情報記憶部と、給電側通信部が取得した各機器の受電電圧が、動作情報記憶部に記憶されている各機器の動作電圧に電圧変換部で降下する電圧分を加算した電圧値以上になり、かつ各機器における受電電圧と動作電圧との差分の総和を最小化するように電源回路部の出力電圧を調節する給電制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明の構成によれば、電力供給部が機器との通信により機器の駆動状態を取得し、電力供給線路に接続されている機器の駆動状態に応じて機器の駆動に必要な電圧が電力供給線路に印加されるように電源回路部の出力電圧を調節するから、機器が受電する電圧に過不足が生じない電圧を電力供給線路に印加することができる。とくに、機器の駆動に必要な最小の電圧を電力供給線路に印加するから、機器において駆動に必要な動作電圧に変換する際に発生する損失も小さくなり、結果的に省エネルギにつながる。
【００１５】
請求項２の発明の構成によれば、提示手段により各機器の受電電圧と動作電圧との差分の総和を提示するから、電力供給線路に対する機器の接続位置を変更して差分の総和の変化を提示手段で確認することによって、差分の総和が小さくなる配置を選択することが可能になり、結果的に、システム全体としての損失を少なくすることができる。
【００１６】
請求項３の発明の構成によれば、提示手段により電源回路部の出力電圧を提示するから、電力供給線路に対する機器の接続位置を変更して電源回路部の出力電圧の変化を提示手段で確認することによって、出力電圧が小さくなる配置を選択することが可能になり、結果的に、システム全体としての損失を少なくすることができる。
【００１７】
請求項４の発明の構成によれば、機器に設けている電力変換部が直列制御方式であるから、動作電圧に対して受電電圧として最低限必要な電圧が略一定電圧になるから、各機器に必要な受電電圧を容易に求めることができる。
【００１８】
請求項５の発明の構成によれば、損失が少なくなる機器の配置を配置提示部が示すから、利用者は配置提示部の指示に従って電力供給線路に対する機器の接続位置を変更することにより、定式的作業によって損失の少ない配置を選択することができる。
【００１９】
請求項６の発明の構成によれば、機器が直流機器であるから、電源回路部の構成を種々選択することができる。
【００２０】
請求項７の発明の構成によれば、請求項１と同様の効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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３は本実施形態を適用する電力供給システムの全体構成である。家屋Ｈには、図３に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部（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（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供給線路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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。図１において実線は電力の供給経路を示し、破線は通信経路を示している。上述のように、通信信号は直流電圧に重畳しているが、通信信号を伝送する通信路を直流供給線路Ｗｄｃとは別に設けてもよい。
【００４８】
直流電力供給部１０１は、直流電圧を出力し出力電圧が調節可能な電源回路部１０を備え、電源回路部１０の出力電圧を直流供給線路Ｗｄｃに印加する。さらに、直流電力供給部１０１には、直流機器１０２や他装置との間で通信する給電側通信部１２と、給電側通信部１２により取得した直流機器の駆動状態に応じて電源回路部１０の出力電圧を調節する給電制御部１１とを備える。
【００４９】
一方、直流機器１０２は、直流供給線路Ｗｄｃから受電した直流電圧を、直流機器１０２の主機能部２０の動作に必要な動作電圧に降圧する電圧変換部２１と、直流電力供給部１０１や他装置との間で通信する受電側通信部２２と、直流供給線路Ｗｄｃから受電している電圧を検出する電圧検出部２３とを備える。主機能部２０は、直流機器１０２として要求される機能を奏するように動作する部分であり、たとえば、直流機器１０２が照明機器であれば点灯回路と光源を含み、直流機器１０２が火災感知器であれば煙センサと報知回路を含む。
【００５０】
電圧変換部２１は、直列制御方式の安定化電源であり、受電した電圧を主機能部２０の動作電圧まで降圧する機能を有している。電圧変換部２１は、受電した直流電圧を動作電圧まで降圧するものであればチョッパ式のスイッチング電源などを用いることも可能であるが、出力電圧に高い安定度が要求される場合には、直列制御方式の電源回路を用いる。また、直流機器１０２において電圧変換部２１は必須ではなく、たとえば照明機器のように印加電圧の許容範囲が大きい直流機器１０２であれば電圧変換部２１を省略することが可能である。
【００５１】
受電側通信部２２は、直流機器１０２のアドレスとともに直流機器１０２の種類（機能）の情報を保持しており、直流機器１０２の動作電圧も情報として保持している。また、受電側通信部２２は、主機能部２０が運転中か停止中かの駆動状態を給電側通信部１２に通知する機能も備える。主機能部２０が運転中において複数種類の動作を行う場合であって、各動作ごとに動作電圧が変化する場合（たとえば、省電力モードが選択できるマイクロコンピュータを用いている場合）には、動作の種類も駆動状態として給電側通信部１２に通知する。さらに、受電側通信部２２は、電圧検出部２３で検出されている受電電圧も駆動状態として給電側通信部１２に通知する。
【００５２】
直流電力供給部１０１は、給電側通信部１２において各直流機器１０２の駆動状態を取得すると、給電制御部１１において駆動状態を用いて直流機器１０２の駆動に必要な最小の電圧が電力供給線路Ｗｄｃに印加されるように電源回路部１０の出力電圧を調節する。
【００５３】
直流供給線路Ｗｄｃに直流機器１０２が１台だけ接続されている場合には、直流機器１０２の動作電圧を確保するのに必要な最低限の電圧を、その直流機器１０２が受電できるように電源回路部１０の出力電圧が調節される。たとえば、電圧変換部２１の入力電圧として出力電圧Ｖｏよりもαだけ高い電圧（Ｖｏ＋α）が要求されているとすれば、その直流機器１０２の受電電圧が少なくとも（Ｖｏ＋α）となるように、電源回路部１０の出力電圧が調節される。なお、電圧変換部２１に直列制御方式の安定化電源を用いているから、電圧変換部２１で降下分として必要な最小の電圧αは略一定であり、たとえば、２〜３Ｖ程度を見込んでおけばよい。
【００５４】
また、直流供給線路Ｗｄｃに複数台の直流機器１０２が接続されている場合には、各直流機器１０２のうち動作電圧のもっとも高い直流機器１０２において動作電圧が確保できるように（つまり、電圧変換部２１の出力電圧がその直流機器１０２の動作電圧となるように）、電源回路部１０の出力電圧が調節される。
【００５５】
いま、３台の直流機器１０２の動作電圧が、図２に示すように、それぞれ３．３Ｖ、５Ｖ、１２Ｖであるものとする。ここで、動作電圧が１２Ｖである直流機器１０２は、電圧変換部２１を持たずに受電電圧が動作電圧と等しければ動作するものとする。このような条件下において、電源回路部１０の出力電圧が２４Ｖであるときに、各直流機器１０２での受電電圧が、それぞれ２０Ｖ、１８Ｖ、１６Ｖであったとすると、動作電圧がもっとも高い直流機器（動作電圧が１２Ｖの直流機器）１０２では、受電している電圧が過剰であるといえる。
【００５６】
そこで、他の直流機器１０２の動作も考慮して、この直流機器１０２における動作電圧を確保できるように、電源回路部１０の出力電圧を２０Ｖに引き下げる。このように電源回路部１０の出力電圧を変更すると、各直流機器１０２で受電する電圧は、それぞれ１６Ｖ、１４Ｖ、１２Ｖになり、各直流機器１０２に要求される受電電圧を満足しながらも電圧変換部２１の入力電圧と出力電圧との差を小さくすることができ、結果的に電圧変換部での損失を低減することが可能になる。言い換えると、損失が低減されたことにより省エネルギにつながる。直流機器１０２の動作電圧が変化する場合には、給電側通信部１２においてその情報を駆動情報として取得することができるから、動作電圧が一定である場合と同様に、動作電圧に合わせて電源回路部１０の出力電圧を調節する。
【００５７】
電源回路部１０の出力電圧を調節する技術についてさらに具体的に説明する。すべての直流機器１０２が動作するように電圧回路部１１の出力電圧を設定する条件は、すべての直流機器１０２において、電圧変換部２１での電圧降下分を動作電圧に加算した電圧以上の電圧が受電電圧が得られることである。一方、電圧変換部２１で生じる損失をシステム全体で最小化するには、各直流機器１０２の動作電圧と受電電圧との差分を直流機器１０２ごとに求め、すべての直流機器１０２について求めた差分の総和を最小化すればよい。両方を満たすように電源回路部１０の出力電圧を設定すれば、各直流機器１０２を動作させ、かつシステム全体での損失を低減できると言える。
【００５８】
直流電力供給部１０１において、各直流機器１０２が動作可能な受電電圧を得ているか否かを判断するには、各直流機器１０２の動作電圧と受電電圧とを知る必要がある。動作電圧については、各直流機器１０２の動作電圧を記憶する動作情報記憶部（図示していないが、宅内サーバ１１６もしくは直流電力供給部１０１に設ける）を参照することによって求める。受電電圧は、各直流機器１０２に設けた電圧検出部２３で検出した受電電圧を通信により取得する。
【００５９】
直流電力供給部１０１に設けた給電制御部１１では、電圧変換部２１の入力電圧と出力電圧との差として最小限必要な電圧を閾値とし、各直流機器１０２において、受電電圧と動作電圧との差が閾値以上であれば、当該直流機器１０２は動作するのに必要な受電電圧が得られていると判断される。
【００６０】
さらに、給電制御部１１では、上述の条件（すべての直流機器１０２で動作電圧が確保される受電電圧を与えること）が満たされる範囲で、各直流機器１０２における受電電圧と動作電圧との差分の総和を最小化するように電源回路部１０の出力電圧を調節する。このことによって、電源回路部１０の出力電圧を、すべての直流機器１０２で動作電圧を確保できる範囲の中で最低の電圧に落とし込むことができるから、結果的に、システム全体としては、すべての直流機器１０２が動作できる条件において、電圧変換部２１で生じる損失を最小にすることができる。
【００６１】
上述の動作例では、各直流機器１０２の受電電圧と動作電圧との関係に着目しているが、運転していない直流機器１０２には電源を供給する必要がない。したがって、給電側通信部１２において取得する駆動状態として駆動中の直流機器１０２の動作電圧を用いることにより、停止している直流機器１０２を除外し、駆動中の直流機器１０２に対して過不足なく直流電力を供給することが可能になる。言い換えると、停止している直流機器１０２の動作電圧を考慮しないことにより、必要以上に高い電圧を電力供給線路Ｗｄｃに印加する必要がなくなる。その結果、駆動中の直流機器１０２において受電した電圧を動作電圧まで引き下げる際に生じる損失を抑制することができる。
【００６２】
ところで、上述の動作例は、直流供給線路Ｗｄｃにすでに接続してある直流機器１０２に給電する際にシステム全体としての損失を最小化するように電源回路部１１の出力電圧を設定する技術について説明したが、以下では、直流供給線路Ｗｄｃに対する直流機器１０２の接続位置を変更可能な場合に、システム全体としての損失をさらに低減する技術について説明する。
【００６３】
以下に説明する技術は、基本的には、電源回路部１１から各直流機器１０２までの距離の大きさの順序を考慮し、距離が近いほど動作電圧の高い直流機器１０２が接続されるように直流機器１０２の配置を調節すると、システム全体の損失が最小になるという知見に基づいている。
【００６４】
すなわち、電源回路部１０２から直流機器１０２までの距離の大きさの順序がわかるか、あるいはシステム全体の損失の目安となる情報が利用者に提示されると、システム全体の損失を低減できると言える。
【００６５】
直流機器１０２までの距離は、配線施工に用いる配線図を入力することによって知ることが可能である。配線図の情報がある場合には、先行配線により施工される直流供給線路Ｗｄｃに対して接続される直流機器１０２の種類と位置とを配線図から抽出することができる。したがって、システム全体として損失を低減できる直流機器１０２の位置を自動的に求め、これを利用者に提示することが可能になる。提示の手段としては、表示器１１７あるいは宅内網に接続した他の通信端末を用いることができる。
【００６６】
また、給電制御部１１では、各直流機器１０２の受電電圧と動作電圧との差分の総和を求めているから、これを提示手段（表示器１１７や宅内網に接続した通信端末）に示すと、利用者は直流機器１０２の接続位置を適宜に変更し、提示されている差分の総和の変化を見ることにより、損失を低減できる配置を選択することが可能になる。
【００６７】
もちろん、直流機器１０２は、直流供給線路Ｗｄｃのどの位置にでも配置できるというわけではなく、直流機器１０２のレイアウトなどによって選択できない位置もあるが、複数の位置が選択可能である直流機器１０２については、接続位置を変更してみることにより、損失を低減できる接続位置を見つけることが可能になる。なお、提示手段に差分の総和を提示する際には、直流機器１０２の動作条件を等しくしておく必要があるから、通常は接続しているすべての直流機器１０２を動作させた状態で、提示手段に情報を提示させる。
【００６８】
提示手段に提示する情報としては、差分の総和ではなく、電源回路部１０の出力電圧を用いてもよい。つまり、上述したように、電源回路部１０の出力電圧は、システム全体としての損失を最小にするように決定されるから、出力電圧が小さくなるほどシステム全体としての損失は少なくなると言える。したがって、電源回路部１０の出力電圧を監視する電圧監視部（図示せず）を設け、電圧監視部で検出した電源回路部１０の出力電圧を提示手段に提示することによっても、差分の総和を提示する場合と同様に、システム全体としての損失を低減できるように直流機器１０２の配置を調節することが可能になる。
【００６９】
上述の構成例では、利用者が直流機器１０２の配置を変更してみなければ、損失を低減できるか否かがわからない。変更すべき位置を示唆するには、以下の技術を採用することが可能である。
【００７０】
すなわち、給電制御部１１は、各直流機器１０２での受電電圧を取得しており、受電電圧の大きさの順は、直流供給線路Ｗｄｃ上での電源回路部１０から各直流機器１０２までの距離の大きさの順に対応している。要するに、電源回路部１０からの距離が近いほど各直流機器１０２での受電電圧は高くなる。給電制御部１１には、このことを利用して電源回路部１０から各直流機器１０２までの並び順を求める順序検出部（図示せず）を設けることができる。
【００７１】
さらに、上述したように、電源回路部１１からの距離が大きいほど動作電圧の低い直流機器１０２を接続するように配置すると、システム全体としての損失を低減することができるから、動作情報記憶部から取得した各直流機器１０２の動作電圧と、順序検出部で求めた各直流機器１０２の並び順とを用いることにより、各直流機器１０２ごとに距離順で隣接する他の直流機器１０２と入れ換えたときに、システム全体としての損失が増加するか減少するかを知ることが可能である。
【００７２】
そこで、この情報を用いて距離順で隣接する直流機器１０２と配置を入れ換えたときに損失の減少する場合について、どの直流機器１０２と入れ換えると損失が低減するかを示唆する配置提示部（図示せず）を設ける。配置提示部は、表示器１１７や宅内網に接続される通信端末により実現することができるが、各直流機器１０２に表示手段を設け、当該表示手段に入れ換えを示唆する提示を行ってもよい。
【００７３】
どの直流機器１０２と配置を入れ換えたときにシステム全体としての損失が低減するかを示すと、利用者は入れ換え可能な直流機器１０２であるときには配置を変更することができる。もちろん、入れ換えができない場合には、そのままの配置で利用すればよい。このように、利用者は配置提示部の指示に従って電力供給線路に対する機器の接続位置を変更するように定式的作業を行えばよいから、損失の少ない配置を簡単に選択することができる。
【００７４】
なお、上述した実施形態では、電力供給部として直流電力供給部１０１を例示したが、交流電力供給部を用いることも可能である。この場合、直流機器１０２に代えて機器として交流機器を用いることになる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】同上の全体構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  電源回路部
１１  給電制御部
１２  給電側通信部
２１  電圧変換部
２２  受電側通信部
１０１  直流電力供給部（電力供給部）
１０２  直流機器（機器）
Ｗｄｃ  直流供給線路（電力供給線路）
【図１】
2009159693.tif 000003
【図２】
2009159693.tif 000004
【図３】
2009159693.tif 000005