(57)【要約】【課題】信頼性を高めた直流給電システムにおいて、電源の効率を向上させる技術を提供する。【解決手段】直流給電システムは、直流電力を出力する電源である直流電源と、前記直流電源から出力された前記直流電力を負荷に供給する電源である現用系電源と、前記現用系電源が運転中は該現用系電源が前記負荷に供給する前記直流電力より小さな直流電力を該負荷に供給し、該現用系電源が該負荷に前記直流電力を供給しないとき、前記直流電源から出力された前記直流電力を該負荷に供給する電源である待機系電源と、前記直流電源と前記現用系電源とを接続する第１の電力ケーブルと、前記第１の電力ケーブルより抵抗が高く、前記直流電源と前記待機系電源とを接続する第２の電力ケーブルと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を出力する電源である直流電源と、
前記直流電源から出力された前記直流電力を負荷に供給する電源である現用系電源と、
前記現用系電源が運転中は、該現用系電源が前記負荷に供給する前記直流電力より小さな直流電力を該負荷に供給し、該現用系電源が該負荷に前記直流電力を供給しないとき、前記直流電源から出力された前記直流電力を該負荷に供給する電源である待機系電源と、
前記直流電源と前記現用系電源とを接続する第１の電力ケーブルと、
前記第１の電力ケーブルより抵抗が高く、前記直流電源と前記待機系電源とを接続する第２の電力ケーブルと、
を有する直流給電システム。
【請求項２】
前記待機系電源が許容する入力電圧の最低値は、前記現用系電源が許容する入力電圧の最低値より低い値である、請求項１に記載の直流給電システム。
【請求項３】
前記現用系電源が運転中は前記待機系電源を待機させる、請求項１又は２に記載の直流給電システム。
【請求項４】
前記現用系電源の入力電流又は出力電流の値を検出し、検出した値が所定値以下となったときに、前記待機系電源を運転させる、請求項３に記載の直流給電システム。
【請求項５】
前記待機系電源は、出力電圧カーブにおける所定電圧に対応する負荷電流が、前記現用系電源の出力電圧カーブにおける該所定電圧に対応する負荷電流より低い、出力電圧特性を有する電源である、請求項３に記載の直流給電システム。
【請求項６】
前記第２の電力ケーブルは、前記第１の電力ケーブルと抵抗率が同じで、且つ、前記第１の電力ケーブルより断面積が小さいケーブルである、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の直流給電システム。
【請求項７】
前記直流電源から出力された前記直流電源を複数の前記現用系電源に分配する第１の電流分配装置と、
前記直流電源から出力された前記直流電源を複数の前記待機系電源に分配する第２の電流分配装置と、
前記第１の電流分配装置と複数の前記現用系電源とを接続する第３の電力ケーブルと、
前記第２の電流分配装置と複数の前記待機系電源とを接続する第４の電力ケーブルと、
を更に有し、
前記第１の電力ケーブルは、前記直流電源と前記第１の電流分配装置とを接続し、
前記第２の電力ケーブルは、前記直流電源と前記第２の電流分配装置とを接続する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の直流電力給電システム。
【請求項８】
前記第２の電力ケーブルおよび第４の電力ケーブルの抵抗の合計値は、前記第１の電力ケーブルおよび前記第３の電力ケーブルの抵抗の合計値より高い、請求項７に記載の直流電力給電システム。
【請求項９】
前記負荷は、局用の通信装置の負荷である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の直流給電システム。
【請求項１０】
直流電源が、直流電力を出力し、
現用系電源が、前記直流電源から出力された前記直流電力を負荷に供給し、
待機系電源は、前記現用系電源が運転中は該現用系電源が前記負荷に供給する前記直流電力より小さな直流電力を該負荷に供給し、該現用系電源が該負荷に前記直流電力を供給しないとき、前記直流電源から出力された前記直流電力を該負荷に供給し、
第１の電力ケーブルが、前記直流電源と前記現用系電源とを接続し、
前記第１の電力ケーブルより抵抗が高い第２の電力ケーブルが、前記直流電源と前記待機系電源とを接続する、直流給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に直流電流を供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置に直流電流を供給する直流給電システムにおいては、特に信頼性を向上させたい場合は、特許文献１に記載されているように、通信装置の負荷に直流電流を供給する電源を２台設けて二重化している。このとき、それぞれの電源は、負荷に供給する電力の約半分を分担している。そして、一方の電源が故障したとき、または一方の電源を交換するときには、他方の電源が代わって電力を供給する。従って、それぞれの電源は、負荷の消費電力を単独で供給できるだけの供給能力を備えている必要がある。
【特許文献１】特開平６−２０９５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電源の効率は負荷の大きさによって変化するが、一般的には、二重化しない状態で使用された場合に損失が抑えられるように、最大負荷時に効率が最大となるようにされる。その場合、特許文献１に記載の構成では、負荷５０％時には電源の効率が最大負荷時に比べて低くなる）。このため、直流給電システムにおいて電源を二重化して信頼性を高めた場合に、二重化しない場合と比較してトータルの電力損失が大きくなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、信頼性を高めた直流給電システムにおいて、電源の効率を向上させる技術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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の直流給電システムは、直流電力を出力する電源である直流電源と、前記直流電源から出力された前記直流電力を負荷に供給する電源である現用系電源と、前記現用系電源が運転中は該現用系電源が前記負荷に供給する前記直流電力より小さな直流電力を該負荷に供給し、該現用系電源が前記負荷に前記直流電力を供給しないとき、前記直流電源から出力された前記直流電力を該負荷に供給する電源である待機系電源と、前記直流電源と前記現用系電源とを接続する第１の電力ケーブルと、前記第１の電力ケーブルより抵抗が高く、前記直流電源と前記待機系電源とを接続する第２の電力ケーブルと、を有する。
【０００６】
また、本発明の直流給電方法は、直流電源が、直流電力を出力し、現用系電源が、前記直流電源から出力された前記直流電力を負荷に常時供給し、待機系電源が、前記現用系電源が運転中に該現用系電源が前記負荷に供給する前記直流電力より小さな直流電力を該負荷に供給し、該現用系電源が前記負荷に前記直流電力を供給しないとき、前記直流電源から出力された前記直流電力を該負荷に供給し、第１の電力ケーブルが、前記直流電源と前記現用系電源とを接続し、前記第１の電力ケーブルより抵抗が高い第２の電力ケーブルが、前記直流電源と前記待機系電源とを接続する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、直流電源と待機系電源とを接続する電力ケーブルの抵抗を直流電源と現用系電源とを接続する電力ケーブルの抵抗より高くする。このため、現用系電源運転時は、直流電源から現用系電源に供給される電力が、待機系電源に供給される電力より大きくなる。また、待機系電源に比べ現用系電源は高負荷であるから、現用系電源の電源効率が上昇する。この結果、システム全体の電力損失も小さくなり、直流給電システム全体の効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
本発明を実施するための第１の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態の直流給電システム１の構成を示すブロック図である。直流給電システム１は、通信機器などの負荷に直流電力を供給するシステムである。同図を参照すると、直流給電システム１は、直流電源１１と、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bと、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bと、０系電源５１及び１系電源５２と、を有する。そして、直流給電システム１は、商用電源ＡＣおよび負荷６１に接続されている。
【００１０】
商用電源ＡＣは、交流電力を直流給電システム１に供給する。例えば、商用電源ＡＣとして、１００Ｖ、５０Ｈｚの交流電源を使用する。
【００１１】
直流電源１１は、商用電源ＡＣから入力された交流電圧を、整流器等により直流電流に変換する。そして、直流電源１１は、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bを介して０系電源５１に直流電流を出力し、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bを介して１系電源５２に直流電流を出力する。例えば、直流電源１１は、４８Ｖの直流電流を出力する。
【００１２】
電力ケーブルＫf1a、Ｋf1b、Ｋf2a、およびＫf2bは、直流電流を送電するためのケーブルである。電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bは、直流電源１１と０系電源５１とを接続し、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bは、直流電源１１と１系電源５２とを接続する。そして、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bの抵抗は、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bの抵抗より高い。
【００１３】
電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bは、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bより抵抗の低いケーブルであれば、種類は問わない。通常、抵抗が低いほどケーブルは太くなり、コストが上昇するが、一方で電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bの抵抗を高くし、これらのケーブルを細くするので、トータルのケーブルコストはさほど変わらない。ただし、ケーブルが太すぎると、取り回しや装置との接続が困難となることがある。このため、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bは、０系電源５１および１系電源５２が負荷６１の消費電力の半分ずつを分担する場合と同じ抵抗のケーブルを使用し、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bの抵抗をそれより高くする構成としてもよい。
【００１４】
電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bは、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bより抵抗の高いケーブルであれば、種類は問わない。ただし、電力ケーブルの抵抗を高くしすぎると、０系電源５１から１系電源５２へ切り替えたときの瞬時の電圧降下により、１系電源５２への入力電圧が、その装置の許容する入力電圧の範囲を逸脱する可能性がある。そこで、電圧降下の影響を考慮して電力ケーブルの仕様を決定する。
【００１５】
例えば、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bとして、直径３８ｍｍ、長さ１５ｍ、抵抗０．０１４７３Ωのケーブルを使用し、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bとして、直径１４ｍｍ、長さ１５ｍ、抵抗０．０４０２Ωのケーブルを使用する。電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bは、０系電源５１および１系電源５２が負荷６１の消費電力の半分ずつを分担する場合と同じ仕様のケーブルである。電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bは、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bと抵抗率が同じで、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bより細いケーブルである。電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bは、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bより太いため、図１において電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bを示す線を電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bを示す線より太くしている。
【００１６】
このように、０系電源５１に接続する電力ケーブル（Ｋf1aおよびＫf1b）の抵抗を１系電源５２に接続する電力ケーブル（Ｋf2aおよびＫf2b）より高くすることにより、１系電源５２への供給電力が０系電源５１への供給電力より大きくなる。この結果、０系電源５１の電源効率が上昇する。他方、１系電源５２の電源効率は低下するが、後述するように、０系電源５１を現用系、１系電源５２を待機系とすれば、１系電源５２の効率低下の影響は少なくなり、直流システム１全体の効率が向上する。
【００１７】
０系電源５１および１系電源５２は、通信装置用の電源ユニットであり、直流電源１１から入力された直流電圧（４８Ｖ）を、ＤＣ−ＤＣコンバータなどにより、負荷６１の許容する所定の直流電圧（例えば、５Ｖ）に変換して出力する。０系電源５１は、常時稼働する現用系の電源であり、１系電源５２は、０系電源が稼働中は待機し、０系電源が故障中または交換中に稼働する、待機系の電源である。
【００１８】
なお、本実施形態では、０系電源５１稼働中において、１系電源５２が待機し、負荷６１に電力供給しない構成としているが、０系電源５１稼働中において、１系電源５２が、待機するのでなく、０系電源５１の供給電力より小さな電力を負荷６１に供給する構成としてもよい。
【００１９】
そして、０系電源５１は最大負荷に近い状態で運転し、その間、１系電源５２は、最小負荷で運転するか、待機状態である。一般に電源は、定格付近で効率が最大となるように設計され、負荷の電流が小さいと効率が落ちる傾向にあるところ、０系電源５１が最大負荷で運転する構成とすれば、この電源の電源効率は高くなる。一方、１系電源５２の電源効率は低下するが、待機状態であるから、電力損失は小さい。
【００２０】
０系電源５１を最大負荷で運転させるには、２台の電源（５１、５２）の負荷電流に対する出力電力特性を変えればよい。具体的には、電源の出力電力は負荷が増大に伴い落ちるところ、図２に示すように、０系電源５１の出力電力カーブＣＶ１に比べて１系電源５２の出力電力カーブＣＶ２を下に設定する。このようにすることで、０系電源５１が負荷６１への電力供給をほぼ負担し、１系電源５２から出力される電力を非常に小さくできる。
【００２１】
負荷６１は、通信装置の負荷である。例えば、負荷６１の消費電力は、１０００Ｗである。負荷６１は、通信装置の以外の装置の負荷であってもよいのは勿論である。
【００２２】
図３を参照して０系電源５１および１系電源５２の仕様について説明する。同図に、０系電源５１および１系電源５２の、入力電圧範囲、出力電力、および電源効率を示す。入力電圧範囲は、電源（５１、５２）が許容する電圧の範囲である。出力電力は、電源（５１、５２）が負荷６１に出力可能な直流電力の最大値である。電源効率は、入力電力の出力電力に対する変換効率である。電源効率は、１００％負荷（定格）の場合と、５０％負荷の場合との値をそれぞれ示す。これらの０系電源５１および１系電源５２の仕様は、直流電源１１からの入力電圧や負荷６１の仕様に基づいて決定される。
【００２３】
ここで、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bの抵抗を電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bより高くした結果、０系電源５１から１系電源５２に切り替えたとき、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bにおける電圧降下が大きくなる。このため、０系電源５１および１系電源５２が負荷６１の消費電力を半分ずつ分担する場合と同じ入力電圧範囲の電源を使用したのでは、入力電圧が許容する範囲を逸脱し、１系電源５２の出力電圧が定格値を維持できない可能性がある。そこで、１系電源５２は、その入力電圧範囲の最低値が、負荷６１の消費電力を半分ずつ分担していたときの１系電源５２の入力電圧範囲の最低値より低いものを使用する。
【００２４】
一方、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bの抵抗を低くした結果、負荷６１の消費電力を半分ずつ分担する場合より電圧降下は小さくなるため、０系電源５１の入力電圧範囲は、負荷６１の消費電力を半分ずつ分担する場合と同様のものでよい。
【００２５】
例えば、０系電源５１として、入力電圧範囲４０．５Ｖ〜５７Ｖ、出力電力１０００Ｗ、１００％負荷時の電源効率０．８、５０％負荷時の電源効率０．６の電源を使用する。この電源の入力電圧範囲は、負荷６１の消費電力を半分ずつ分担する場合と同様である。
【００２６】
一方、１系電源５２として、入力電圧範囲３８Ｖ〜５７Ｖ、出力電力１０００Ｗ、１００％負荷時の電源効率０．８、５０％負荷時の電源効率０．６の電源を使用する。この電源の入力電圧範囲は、負荷６１の消費電力を半分ずつ分担する場合より広くしてある。図１における矢印は、０系電源５１および１系電源５２の入力電圧範囲を示している。同図に示すように、電力ケーブルの抵抗の減少による電圧降下の増大に対応するため、０系電源５１より１系電源５２の入力電圧範囲を広くとっている。
【００２７】
次に、図４〜図６を参照して、本実施形態の直流給電システム１の電力効率について説明する。図４は、０系電源５１および１系電源５２における電力損失の計算結果の一例である。同図を参照すると、１００％負荷（定格）の場合における０系電源の電源効率は０．８であり、負荷６１への出力電力は１０００（Ｗ）である。そこで、直流電源１１は、出力電力１０００（Ｗ）を電源効率０．８で除算した１２５０（Ｗ）を０系電源５１に入力電力Ｐinとして供給する。そして、下記（２）より電力損失が求められる。
Ｗ１＝Ｐin―Ｐout・・・（１）
ここで、Ｗ１は電力損失（Ｗ）、Ｐinは入力電力、Ｐoutは出力電力である。上記（１）式に入力電力Ｐin（１２５０Ｗ）および出力電力Ｐout（１０００Ｗ）を代入することにより、０系電源５１の電力損失Ｗ１として２５０Ｗが算出される。
【００２８】
一方、待機系電源５２は、待機しているため、電源内部の固定損失のみが電力損失となる。この固定損失は１００Ｗである。
【００２９】
図５は、電力ケーブルにおける電力損失の計算結果の一例である。まず、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bにおける損失を求めるため、０系電源５１の入力電圧を算出する。０系電源５１および１系電源５２の入力電圧は、電力ケーブルにおける電圧降下に基づいて下記（２）式により求めることができる。
Ｖ＝（Ｅ＋ｓｑｒｔ（Ｅ2―４×Ｒ×Ｐin））／２・・・（２）
ここで、Ｖは０系電源５１または１系電源５２の入力電圧（Ｖ）、Ｅは直流電源１１の出力電圧（Ｖ）、Ｒは電力ケーブルの抵抗（Ω）、Ｐinは０系電源５１または１系電源５２の入力電力（Ｗ）である。
【００３０】
直流電源１１の出力電圧Ｅ＝４８（Ｖ）、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bの合計抵抗Ｒ＝０．０２９４６（Ω）、入力電力Ｐin＝１２５０（Ｗ）を上記（２）式に代入することにより、０系電源５１の入力電圧Ｖとして４７．２（Ｖ）が算出される。この入力電圧（４７．２Ｖ）で入力電力Ｐin（１２５０Ｗ）を除算することにより、電力ケーブルＫf1aの通過電流として２６．５（Ａ）が算出される。そして、電力ケーブルにおける損失は、下記（３）式により求められる。
Ｗ２＝ｉ2×Ｒ・・・（３）
ここで、Ｗ２は電力ケーブルにおける電力損失（Ｗ）、ｉは電力ケーブルの通過電流（Ａ）、Ｒは電力ケーブルの抵抗（Ω）である。電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bの通過電流（２６．５Ａ）と合計抵抗（０．０２９４６Ω）とを上記（３）式に代入することにより、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bにおける損失として２０．６（Ｗ）が算出される。
【００３１】
一方、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bについては、直流電源１１の出力電圧Ｅ＝４８（Ｖ）、電力ケーブルの合計抵抗Ｒ＝０．０８０４（Ω）、入力電力Ｐin＝１００（Ｗ）を上記（２）式に代入することにより、０系電源５１の入力電圧Ｖとして４７．９（Ｖ）が算出される。この入力電圧（４７．９Ｖ）で入力電力Ｐin（１００Ｗ）を除算することにより、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bの通過電流として２．１（Ａ）が算出される。求めた通過電流（２．１Ａ）と合計抵抗（０．０８０４Ω）とを上記（３）式に代入することにより、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bにおける損失として０．３（Ｗ）が算出される。
【００３２】
図６は、直流給電システム１の電力損失の計算結果の一例を示した図である。各系統の上記（１）式および（３）式で求めた電力損失Ｗ１およびＷ２を合計することにより、直流給電システム１全体の電力損失として、３７０．６（Ｗ）が算出される。
【００３３】
次に、比較のために、電力ケーブルＫf1a、Ｋf1b、Ｋf1a、およびＫf1bの種類と太さを同一にし、０系電源５１および１系電源５２が負荷６１への供給電力を約半分（５００Ｗ）ずつ分担する構成における電力損失を算出する。図７〜図９に、この比較例の電力損失の計算結果の一例を示す。図７は、比較例における装置用の電源（５１、５２）の電力損失の計算結果である。同図を参照すると、０系電源５１および１系電源５２のそれぞれの出力電力は、５００（Ｗ）である。５０％負荷では、電源（５１、５２）の電源効率は１００％負荷の場合よりも低下し、図３で示したように０．６となる。このため、出力電力を電源効率で除算した８３３．３（Ｗ）が入力電力として供給される。そして、（１）式より、０系、１系とも電力損失Ｗ１として３３３．３（ｗ）が算出される。
【００３４】
図８に、比較例における電力ケーブルの電力損失の計算結果を示す。同図を参照すると、直流電源１１の出力電圧Ｅ＝４８（Ｖ）と、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bの合計の抵抗Ｒ＝０．０２９４６（Ω）と、入力電力Ｐin＝３３３．３（Ｗ）と、を上記（２）式に代入することにより、０系電源５１の入力電圧として４７．６（Ｖ）が算出される。入力電力Ｐin（３３３．３Ｗ）、入力電力（４７．５Ｖ）を上記（３）式に代入することにより、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bの電力損失Ｗ２として９．１（Ｗ）が算出される。一方、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bの電力損失Ｗ２も同様に９．１（Ｗ）が算出される。
【００３５】
図９に、比較例における直流給電システム１全体の電力損失の計算結果を示す。同図を参照すると、０系、１系の電力損失Ｗ１およびＷ２を合計することにより、直流給電システム１全体の電力損失として、６８４．８（Ｗ）が算出される。
【００３６】
また、図１０〜図１２は、５０％負荷の場合の電源（５１および５２）の電源効率が０．７であったときにおける、電力損失の計算結果の一例である。図１０を参照すると、電源効率が０．７であるから、入力電力を７１４．３（Ｗ）とし、その結果、電力損失Ｗ１として０系、１系とも２１４．３（Ｗ）が算出される。図１１を参照すると、入力電力は７１４．３であるから（２）式より入力電圧として４７．５（ｖ）が算出され、その結果、電力損失Ｗ２として０系、１系とも６．６（Ｗ）が算出される。図１２を参照すると、電力損失は合計で４４０．９（Ｗ）となる。
【００３７】
このように、本実施形態の直流給電システム１における電力損失（３７１．６Ｗ）は、比較例の電力システムにおける電力損失（６８４．８Ｗまたは４４１．９Ｗ）より小さくなる。比較例では、０系電源５１は負荷６１への供給電力の半分しか分担せず、５０％負荷で運転する結果、その電源効率が低いのに対し、本実施形態では、０系電源５１が負荷６１への供給電力を単独で負担し、最大負荷で運転する結果、その電源効率が高くなるためである。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、直流電源１１と１系電源５２とを接続する電力ケーブル（Ｋf2aおよびＫf2b）の抵抗を直流電源１１と０系電源５１とを接続する電力ケーブル（Ｋf1aおよびＫf1b）の抵抗より高くする。このため、０系電源５１運転時は、直流電源１１から０系電源５１に供給される電力（１２５０Ｗ）が、１系電源５２に供給される電力（１００Ｗ）より大きくなる。また、１系電源５２に比べ０系電源５１は高負荷（１０００Ｗ）であるから、０系電源５１の電源効率が上昇する。この結果、システム全体の電力損失も小さくなり、直流給電システム１全体の効率が向上する。従って、電力料金を削減でき、環境への負担も少なくできる。
【００３９】
また、１系電源５２の入力電圧範囲の最低値を、０系電源５１が負荷６１への供給電力の半分を負担する場合の０系電源５１の入力電圧範囲の最低値より低くすれば、０系電源５１から１系電源５２へ切り替わったとき、電力ケーブルの抵抗の減少による電圧降下の増大に対応することができる。
【００４０】
０系電源５１運転時は１系電源５２を待機させるので、０系電源５１を最大負荷で運転させることができ、０系電源５１の電源効率が最適な値となる。
【００４１】
０系電源５１の出力電圧特性を１系電源５２の出力電圧特性より良好なものとすることで、０系電源５１起動時に１系電源５２を待機させることができる。
【００４２】
電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bの断面積を電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bより小さくするので、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bのケーブルコストを低減でき、これらのケーブルの敷設が容易となる。
【００４３】
直流給電システム１を通信装置の給電に用いることで、局用の通信装置で構成される公衆網のように高信頼性が要求される通信システムにおいて、信頼性を維持しつつ、効率を向上させることができる。
（第２の実施形態）
図１３を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。同図は、第２の実施形態の直流給電システム２の構成を示すブロック図である。同図を参照すると、直流電源１１は整流器１１１および蓄電池１１３を有する。また、直流給電システム２は、更に電流分配装置２１および２２と電力ケーブルＫc1〜Ｋc4とを有し、０系電源５１に加え０系電源５３を有し、１系電源５２に加え１系電源５４を有し、制御装置Ｃ１を有し、負荷６１に加え負荷６２に接続されている。本実施形態の直流給電システム２は、２つの通信装置に直流電流を給電する点で、第１の実施形態の直流給電システム１と異なる。
【００４４】
整流器１１１は、交流電源ＡＣからの交流電圧を直流電流に変換する。蓄電池１１３は、商用電源ＡＣが停電したときに、直流給電システム１に直流電流を供給する。
【００４５】
電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bは直流電源１１と電流分配装置２１とを接続し、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bは直流電源１１と電流分配装置２２とを接続する。図１３においては、電力ケーブルＫf1aおよびＫf1bをまとめて一本の電力ケーブルＫf1として図示し、電力ケーブルＫf2aおよびＫf2bをまとめて一本の電力ケーブルＫf1として図示している。また、電力ケーブルＫc1〜Ｋc4も２本のケーブルをまとめて１本のケーブルとして図示したものである。
【００４６】
電流分配装置２１は、０系電源５１および５３に直流電流を分配する。また、電流分配装置２１は、ヒューズＦ１およびＦ２を有する。ヒューズＦ１は、過電流が生じたときに０系電源５１への直流電流を遮断し、ヒューズＦ２は、過電流が生じたときに０系電源５３への直流電流を遮断する。ヒューズＦ１の一端は、電力ケーブルＫf1に接続され、他端は、電力ケーブルＫc1に接続される。ヒューズＦ２の一端は、電力ケーブルＫf1に接続され、他端は、電力ケーブルＫc2に接続される。
【００４７】
電流分配装置２２は、１系電源５２および５４に直流電流を分配する。また、電流分配装置２２は、ヒューズＦ３およびＦ４を有する。ヒューズＦ３は、過電流が生じたときに１系電源５２への直流電流を遮断し、ヒューズＦ４は、過電流が生じたときに１系電源５４への直流電流を遮断する。ヒューズＦ３の一端は、電力ケーブルＫf2に接続され、他端は、電力５ーブルＫc3に接続される。ヒューズＦ４の一端は、電力ケーブルＫf2に接続され、他端は、電力ケーブルＫc4に接続される。
【００４８】
なお、ヒューズに限らず、電気回路を保護するための部品としてバリスタやブレーカなどを用いてもよいし、これらを組み合わせてもよい。
【００４９】
電力ケーブルＫc1は、電流分配装置２１と０系電源５１とを接続し、電力ケーブルＫc2は、電流分配装置２１と０系電源５３とを接続する。電力ケーブルＫc3は、電流分配装置２１２と１系電源５２とを接続し、電力ケーブルＫc3は、電流分配装置２２と１系電源５４とを接続する。そして、電力ケーブルＫf2、Ｋc3、およびＫc4のトータルの抵抗を電力ケーブルＫf1、Ｋc1、およびＫc2のトータルの抵抗より高くする。
【００５０】
なお、電流分配装置に限らず、分電盤などにより直流電流を分配してもよい。
【００５１】
また、電力ケーブルＫf2、Ｋc3、およびＫc4のトータルの抵抗が電力ケーブルＫf1、Ｋc1、およびＫc2のトータルの抵抗より高くなるのであれば、必ずしも電力ケーブルＫf2、Ｋc3、およびＫc4のそれぞれの抵抗が、全て電力ケーブルＫf1、Ｋc1、およびＫc2のそれぞれの抵抗より高いものでなくともよい。例えば、電力ケーブルＫf2の抵抗のみが、電力ケーブルＫf1の抵抗より高く、これら以外のケーブルの抵抗は全て同じとしてもよい。
【００５２】
０系電源５３および１系電源５４は、０系電源５１および１系電源５２と別の通信装置に直流電力を供給する。負荷６２は、負荷６１とは別の通信装置の負荷である。
【００５３】
直流電源１１と１系電源５２とを接続する電力ケーブル（Ｋf1、Ｋc2、およびＫc1）の抵抗を直流電源１１と０系電源５１とを接続する電力ケーブル（Ｋf2、Ｋc1、およびＫc2）の抵抗を高くしたため、直流電源１１から０系電源５１および５３に供給される電力が、直流電源から１系電源５２および５４に供給される電力より大きくなり、０系電源５１および５３の電源効率が上昇し、システム全体の電力損失も小さくなる。
【００５４】
制御装置Ｃ１は、０系電源５１および１系電源５２の運転を制御するコントローラである。第１の実施形態では、０系電源５１および１系電源５２の出力電圧特性を調整することにより、０系電源５１および１系電源５２の運転を制御していたが、本実施形態では、所定のシーケンスを組むことにより、これらの電源（５１および５２）の運転を制御する。制御装置Ｃ１は、直流電源１１の電源投入時は０系電源５１を運転させ、１系電源５２は待機させる。そして、０系電源５１の出力電流が所定の閾値以下となったとき、１系電源５２を起動させる。
【００５５】
図１４に、制御装置Ｃ１による切替処理のフローチャートを示す。切替処理は、０系電源５１から１系電源５２に使用する電源を切り替えるための処理である。切替処理は、０系電源５１が起動したとき、開始する。同図を参照すると、制御装置Ｃ１は、０系電源５１の出力電流を検出する（ステップＳ１）。そして、制御装置Ｃ１は、０系電源５１の出力電流が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。出力電流が所定の閾値以下である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御装置Ｃ１は、１系電源５２を運転させる（ステップＳ５）。出力電流が所定の閾値以下でない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、またはステップＳ３の後、制御装置Ｃ１は、切替処理を終了する。
【００５６】
なお、制御装置Ｃ１は、図１４に示した切替処理において、入力電流を監視し、入力電流が閾値以下となったとき、１系電源５２を運転させてもよい。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、電流分配装置２１および２２により直流電流を分配しているので、２台の通信装置を二重化し、信頼性を高めるとともに効率を上昇させることができる。
【００５８】
また、０系電源５１の出力電流が閾値以下となったときに、制御装置Ｃ１が１系電源５２を運転させるので、確実に切替が行われ、システム全体の信頼性が向上する。
【００５９】
なお、図１５に示すように、電流分配装置２１および２２が、それぞれ３台以上の通信装置に電流を分配し、３台以上の通信装置を二重化するとともに、システムの効率の向上を図ることもできる。
【００６０】
また、図１６に示すように、電流分配装置を３台以上設け、各通信装置の電源を３重化以上に多重化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施形態の直流給電システムの全体図である。
【図２】第１の実施形態の０系電源および１系電源の出力電圧特性を示す図である。
【図３】第１の実施形態の装置用電源の仕様を示す図である。
【図４】第１の実施形態の装置用電源における損失の計算結果を示す図である。
【図５】第１の実施形態の電力ケーブルにおける損失の計算結果を示す図である。
【図６】第１の実施形態の直流給電システムにおける損失の計算結果を示す図である。
【図７】比較例の装置用電源における損失の計算結果を示す図である。
【図８】比較例の電力ケーブルにおける損失の計算結果を示す図である。
【図９】比較例の直流給電システムにおける損失の計算結果を示す図である。
【図１０】比較例の装置用電源における損失の計算結果を示す図である。
【図１１】比較例の電力ケーブルにおける損失の計算結果を示す図である。
【図１２】比較例の直流給電システムにおける損失の計算結果を示す図である。
【図１３】第２の実施形態の直流給電システムの全体図である。
【図１４】第２の実施形態の切替処理を示すフローチャートである。
【図１５】変形例の直流給電システムの全体図である。
【図１６】変形例の直流給電システムの全体図である。
【符号の説明】
【００６２】
１、２    直流給電システム
１１    直流電源
２１、２２    電流分配装置
５１、５３    ０系電源
５２、５４    １系電源
６１、６２    負荷
１１１    整流器
１１３    蓄電池
Ｃ１    制御装置
ＣＶ１、ＣＶ２    出力電力カーブ
Ｆ１〜Ｆ４    ヒューズ
Ｋf1a、Ｋf1b、Ｋf2a、Ｋf2b、Ｋf1、Ｋf2、Ｋc1、Ｋc2、Ｋc3、Ｋc4    電力ケーブル
Ｓ１〜Ｓ３    ステップ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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