JP2015035849A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給時の給電安全性を確保することができる。
【解決手段】電力源２と、コンセント１１に差し込み嵌合する電源プラグ４と、電源プラグ４からコンセント１１への給電を許可するか否かを判定する給電許可判定手段５と、を備える電源装置１であって、給電許可判定手段５は、電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合しているか否かを判断する嵌合判断部５ａと、嵌合判断部５ａでの嵌合判断に基づき、電力供給経路の状況を検査する給電経路状況検査部５ｂと、給電経路状況検査部５ｂでの検査結果に応じて、電源プラグ４からコンセント１１への給電を可とするか否とするかを判断する可否判断部５ｃと、を有し、給電許可判定手段５は、嵌合判断部５ａにて嵌合していると判断し、かつ、可否判断部５ｃにて給電を可と判断したとき、給電を許可する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、電力源と、負荷側コネクタに差し込み嵌合する電源側コネクタと、を備える電源装置に関する。

従来、電源装置としては、電源プラグと壁コンセント（電源プラグの差込口）とを嵌合させる電気コネクタにおいて、その電源プラグの近傍に、電源プラグと壁コンセントとの嵌合状態を検知する検知スイッチ（作動杆）が設けられている。この検出スイッチのオン／オフにより電源プラグと壁コンセントとの嵌合状態を判断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平10-275673号公報

しかしながら、従来の電源装置にあっては、電源プラグの近傍に設けた検出スイッチのオン／オフにより電源プラグと壁コンセントとの嵌合状態のみを判断する構成である。すなわち、その検出スイッチがオンになっていれば、電力供給時に、電力系統に短絡等の異常があっても、この短絡系統等への給電が行われる。このため、電力供給時の給電安全性を確保することができない、という問題が生じていた。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電力供給時の給電安全性を確保することができる電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電源装置は、電力源と、負荷側コネクタに差し込み嵌合する電源側コネクタと、前記電源側コネクタから前記負荷側コネクタへの給電を許可するか否かを判定する給電許可判定手段と、を備えている。
この電源装置において、前記給電許可判定手段は、前記電源側コネクタと前記負荷側コネクタとが嵌合しているか否かを判断する嵌合判断部と、前記嵌合判断部での嵌合判断に基づき、電力供給経路の状況を検査する給電経路状況検査部と、前記給電経路状況検査部での検査結果に応じて、前記電源側コネクタから前記負荷側コネクタへの給電を可とするか否とするかを判断する可否判断部と、を有している。
前記給電許可判定手段は、前記嵌合判断部にて嵌合していると判断し、かつ、前記可否判断部にて給電を可と判断したとき、給電を許可する。

よって、給電許可判定手段において、嵌合判断部にて嵌合していると判断し、かつ、可否判断部にて給電を可と判断したとき、給電が許可される。
すなわち、電源側コネクタと負荷側コネクタとの嵌合が不十分であるとき、嵌合判断部にて嵌合していないと判断される。また、嵌合判断部にて嵌合していると判断されても、給電経路状況検査部の検査結果から電力供給経路に異常が認められるとき、可否判断部にて給電を不可と判断される。このとき、その異常系統等への電力供給が防止される。
この結果、給電許可判定手段において、嵌合判断部と可否判断部との判断結果により、給電の許可が判定されるので、電力供給時の給電安全性を確保することができる。

実施例１の電源装置と受電装置との概略を示す概略図である。 実施例１の電源プラグに設けたセンサの一例であって、接触感知型の近接センサを示す概略図である。 実施例１の電源プラグに設けたセンサの一例であって、非接触振動感知型の近接センサを示す概略図である。 実施例１の電源プラグに設けたセンサの一例であって、非接触光感知型の近接センサを示す概略図である。 実施例１の電源プラグに設けたセンサの一例であって、片電極の電気接触センサを示す概略図である。 実施例１の電源プラグに設けたセンサの一例であって、両電極の電気接触センサを示す概略図である。 実施例１の給電経路状況検査部が電力供給経路の状況を検査する一例であって、電圧測定による検査を示す概略図である。 実施例１の給電経路状況検査部が電力供給経路の状況を検査する一例であって、インピーダンスとその周波数特性との測定による検査を示す概略図である。 実施例１の給電経路状況検査部が電力供給経路の状況を検査する一例であって、有線通信による検査を示す概略図である。 実施例１の給電経路状況検査部が電力供給経路の状況を検査する一例であって、無線通信による検査を示す概略図である。 実施例１の電力変換器の作動及び停止を示すフローチャートである。

以下、本発明の電源装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１の全体構成を、「全体構成」、「給電許可判定手段の詳細構成」、「給電許可判定手段の制御構成」に分けて説明する。

［全体構成］
図１は、実施例１の電源装置と受電装置との概略を示す。以下、図１に基づいて電源装置の構成を説明する。

実施例１の電源装置１は、例えば、充電スタンドとして適用されるものであり、実施例１の受電装置は、例えば、電気自動車やプラグインハイブリッド車両等に適用されるものである。この場合、電源装置１の電源プラグ４（電源側コネクタ）が受電装置１０のコンセント１１（負荷側コネクタ）に差し込み嵌合され、充電スタンドから供給される電力により、電気自動車やプラグインハイブリッド車両等に搭載されている負荷１２（バッテリ）が充電される。

前記電源装置１は、図１に示すように、電力源２と、電力変換器３と、電源側コネクタとしての電源プラグ４と、給電許可判定手段５と、を備えている。

前記電力源２は、直流電力を供給する直流電力源である。この直流電力源２は、１次電池と、２次電池と、応力、熱、光、磁界または電界のうち少なくとも１つから得られる起電力と、整流回路からの直流電力とのうち、少なくとも１つ以上を電力源２とすることができる。その他、電気自動車の２次電池、及び、発電機能のついたハイブリッド車両の整流回路から出力される電力等も、電力源２の用途として使用することができる。
なお、電力源２は、電源装置１として安定した出力を得るために、出力変動は少ないことが望ましい。

前記電力変換器３は、図１に示すように、電力源２と電源プラグ４との間に設けられ、電力源２が供給する直流電力を交流電力に変換する。例えば、電力変換器３は、インバータまたはコンバータ等である。
この電力変換器３は、負荷１２の要求に応じ、出力電圧と、出力電流と、出力波形と、出力相数と、各相間の位相の少なくとも１つを任意に調整可能である。

前記電源プラグ４は、コンセント１１に差し込み嵌合し、電力変換器３が変換した交流電力を外部、すなわち、受電装置１０へ供給する。
なお、この電源プラグ４の形状は、コンセント１１の形状に合わせて、変更することができる。

前記給電許可判定手段５は、図１に示すように、電力変換器３と電源プラグ４との間に設けられると共に、各々と機械的、電気的、またはこの両方により接続されている。
この給電許可判定手段５は、電源プラグ４からコンセント１１への給電を許可するか否かを判定する。なお、詳細については、「給電許可判定手段の詳細構成」及び「給電許可判定手段の制御構成」にて説明する。

前記受電装置１０は、図１に示すように、負荷側コネクタとしてのコンセント１１と、負荷１２と、を備えている。

前記コンセント１１は、電源プラグ４の差込口であって、電源プラグ４と負荷１２とを導通する。

前記負荷１２は、コンセント１１を介して電源装置１からの電力を受電する。例えば、負荷１２は、バッテリ等であって、電源装置１からの電力を充電する。

［給電許可判定手段の詳細構成］

前記給電許可判定手段５は、嵌合判断部５ａと、給電経路状況検査部５ｂと、可否判断部５ｃと、を有している。
この給電許可判定手段５は、嵌合判断部５ａ及び可否判断部５ｃの判断に基づき、給電を許可するか否かを判定する。

前記嵌合判断部５ａは、電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合しているか否かを判断する機能を有している。

この嵌合判断部５ａは、図２〜図６に示すように、電源プラグ４に設けたセンサ２０からの信号（情報）に応じて嵌合状態を判断する。なお、図２〜図６は、電源プラグ４に設けたセンサの一例であって、コンセント１１へ電源プラグ４が近接したことを検知する近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、コンセント１１と電源プラグ４との各々の電極間の電気的な接合を検知する電気接触センサ２０ｄ、２０ｅとのうち、少なくとも１つのセンサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅが、電源プラグ４に設けられているものとする。

図２は、接触感知型の近接センサを示す。この接触感知型の近接センサ２０ａが、コンセント１１と接触し、外力を受けることにより、このセンサ２０ａがその外力を感知し信号へ変換する。これにより、嵌合を判断することができる。なお、コンセント１１は、センサ２０ａが差し込まれる差込口２１を有している。この差込口２１により、センサ２０ａがコンセント側に近接することができる。差込口２１の大きさは、センサ２０ａの近接程度により適切に変更可能である。

このセンサ２０ａは、構造が単純、かつ、安価であるから、電源装置１のコストを削減することができる。

図３は、非接触振動感知型の近接センサを示す。この非接触振動感知型の近接センサ２０ｂは、内部に、振動を発振する振動発振部と、この振動を受信する受信部とを有している。センサ２０ｂは、その振動発振部からの振動を空気伝播により、コンセント１１表面へ照射し、コンセント１１からの反射波を受信部で受信することにより、コンセント１１が近接しているか否かを判断する。

このセンサ２０ｂは、電源プラグ４とコンセント１１との近接している距離を測定することができるので、電源プラグ４とコンセント１１との嵌合量を定量的に把握することができる。この嵌合量に応じて、嵌合しているか否かを判断することができる。なお、嵌合していると判断する嵌合量の閾値は、電力供給に支障が起きない程度の嵌合量等、様々な観点から、予め決定しておく。また、嵌合量を定量的に把握することができるので、電源プラグ４とコンセント１１との嵌合のはずれを、事前に察知し、使用者に知らせることができる。

図４は、非接触光感知型の近接センサを示す。この非接触光感知型の近接センサ２０ｃは、センサ２０ｃの周囲からの入射光によりコンセント１１の近接を判断する入射光感知型と、センサ２０ｃからコンセント１１へ光を照射し、この反射光によりコンセント１１の近接を判断する反射光感知型と、がある。
入射光感知型は、入射光の照度等を測定する受光部を有している。反射光感知型は、光を照射する照射部と、この反射光を受光する受光部を有している。なお、照射部から照射される光は、単色光または可視光に限られない。
反射光感知型は、照射部を有しているため、暗所においても使用することができるので、入射光感知型よりも実用的である。

このセンサ２０ｃは、電源プラグ４とコンセント１１との近接している距離を、入射光または反射光により測定することができるので、電源プラグ４とコンセント１１との嵌合量を定量的に把握することができる。この嵌合量に応じて、嵌合しているか否かを判断することができる。なお、嵌合していると判断する嵌合量の閾値は、電力供給に支障が起きない程度の嵌合量等、様々な観点から、予め決定しておく。また、嵌合量を定量的に把握することができるので、電源プラグ４とコンセント１１との嵌合のはずれを、事前に察知し、使用者に知らせることができる。

図５は、片電極の電気接触センサを示す。この片電極の電気接触センサ２０ｄは、電源プラグ４とコンセント１１との各電極部４ａ、１１ａの電気接触の有無を判断することにより、嵌合を判断することができる。

例えば、電源プラグ４の電極に任意の時間間隔で出力波形を送り、嵌合前後の波形の変化により、嵌合の有無を判断する。すなわち、電源プラグ４は、その電極４ａがコンセント１１の電極１１ａに接触することにより、嵌合前に電源プラグ４が有する既定のインピーダンス成分に、嵌合後はコンセント１１のインピーダンスが追加され、嵌合前後で電気信号の電圧や電流や位相が変化する。この変化により、電源プラグ４とコンセント１１との嵌合を判断する。
なお、このときの電気信号電圧は、電源プラグ４とコンセント１１との各電極部４ａ、１１ａの電気接触の有無を判断することができる程度に微弱な電圧であり、人体に影響がない程度に低いことが望ましい。

図６は、両電極の電気接触センサを示す。この両電極の電気接触センサ２０ｅは、２つの電極間４ａ、１１ａで、電源プラグ４とコンセント１１との各電極部４ａ、１１ａの電気接触の有無を判断することにより、片電極の電気接触センサ２０ｄよりも既定のインピーダンス成分の変化量が増加するので、電気接触の有無の判断精度が向上する。これにより、両電極の電気接触センサ２０ｅの場合は、片電極の電気接触センサ２０ｄの場合よりも、嵌合の判断制度も向上する。
なお、出力相数が３相以上の電源プラグ４についても、複数の各電極間で同様に判断することができる。

前記給電経路状況検査部５ｂは、嵌合判断部５ａでの嵌合判断に基づき、電力供給経路の状況を検査する機能を有している。

この給電経路状況検査部５ｂは、図７〜図１０に示すように、電源プラグ４とコンセント１１との各電極４ａ、１１ａに電気的に接触して、電力供給経路の状況を検査する。なお、図７〜図１０は、給電経路状況検査部５ｂが電力供給経路の状況を検査する一例である。
給電経路状況検査部５ｂは、これらのうち少なくとも１つの情報に応じて、電力供給経路の状況を検査する。

図７は、電圧測定による検査を示す。図７に示すように、電圧測定機能を有する電圧測定器３０を、電源プラグ４の各電極４ａに繋いでいる。電圧測定器３０（例えば、電圧計等）は、コンセント１１側の電極間１１ａの電位、すなわち、嵌合後に電源プラグ４の電極間４ａの電圧を測定する。これにより、負荷側の電圧（Ｖ）を検査することができる。
なお、電圧測定範囲は、240V程度まで測定できることが望ましい。

図８は、インピーダンスとその周波数特性との測定による検査を示す。図８に示すように、インピーダンス周波数特性測定機能を有するインピーダンス周波数特性測定器３１を、電源プラグ４の各電極４ａに繋いでいる。インピーダンス周波数特性測定器３１（例えば、インピーダンス測定器）は、コンセント１１側の電極１１ａのインピーダンスとその周波数特性（Ｚ（Ｆ））を測定することができる。これにより、負荷側のインピーダンスとその周波数特性を検査することができる。

図９は、有線通信による検査を示す。図９に示すように、電源プラグ４の電極間４ａに有線通信機能を有する電源側有線通信機３２を並列に接合すると共に、コンセント１１の電極間１１ａに有線通信機能を有する負荷側有線通信機３３を並列に接合する。電源側有線通信機３２と負荷側有線通信機３３とは、電力供給経路にて互いに有線信号通信ができるように接続されている。負荷側有線通信機３３は、例えば電圧等を測定する測定器等を有している。

この通信では、負荷側有線通信機３３により負荷側の電圧等が測定され、この測定結果に応じて予め決められた電気信号等が、負荷側有線通信機３３から、電力供給経路を介して、電源側有線通信機３２へ送信される。電源側有線通信機３２側は、送信された信号を受信する。これにより、負荷側での検査結果を電源側で得ることができる。

図１０は、無線通信による検査を示す。図１０に示すように、電源プラグ４の電極間４ａに無線通信機能を有する電源側無線通信機３４を並列に接合すると共に、コンセント１１の電極間１１ａに無線通信機能を有する負荷側無線通信機３５を並列に接合する。電源側無線通信機３４と負荷側無線通信機３５とは、互いに無線信号通信ができるように接続されている。負荷側無線通信機３５は、例えば電圧等を測定する測定器等を有している。

この通信では、負荷側無線通信機３５により負荷側の電圧等が測定され、この測定結果またはこの測定結果に応じて予め決められた電気信号等が、負荷側無線通信機３５から、電源側無線通信機３４へ送信する。電源側無線通信機３４は、送信された測定結果または信号等を受信する。

また、無線通信することができるので、有線通信の場合とは異なり、電源側無線通信機３４と負荷側無線通信機３５との間が断線等により電気的に繋がっていなくても、互いに通信することができる。このため、断線以降の負荷１２の検査結果（状況）を、負荷側無線通信機３５から電源側無線通信機３４へ送信することができる。その他、複数の情報を送受信することができる。
これにより、負荷側での検査結果を電源側で得ることができる。

前記可否判断部５ｃは、給電経路状況検査部５ｂでの検査結果に応じて、電源プラグ４からコンセント１２への給電を可とするか否とするかを判断する。
この可否判断部５ｃは、給電経路状況検査部５ｂによる検査結果を、給電可否の判断閾値である判断基準値と比較し、該判断基準値を満たすとき、給電を可と判断する。
ここで、「給電可否の判断閾値である判断基準値」とは、電圧及び電流等のその他の要素から、電力供給経路における異常の有無を判断するための閾値である判断基準値、すなわち、電力供給経路に給電してよいか否かを判断するための閾値である判断基準値のことをいい、この値は、電圧及び電流等のその他の要素から予め設定されている。

以下、例えば、図７〜図１０における給電経路状況検査部５ｂの検査結果に応じて、電源プラグ４からコンセント１２への給電を可とするか否とするかについて説明する。

図７における負荷側の電圧（Ｖ）の測定結果が、電力供給対象（受電装置１０）としての許容範囲内の電圧か否か等を判断する。すなわち、この測定結果と、判断基準値（許容範囲）とを比較し、測定結果が許容範囲内の場合には、電力供給対象であると判断し、電源プラグ４からコンセント１２への給電を可とすることができる。

図８におけるコンセント１１側の電極１１ａのインピーダンスとその周波数特性（Ｚ（Ｆ））の測定結果から、電力供給対象（受電装置１０）が短絡（ショート）していないか否かを判断することができる。
すなわち、測定結果と、インピーダンスとその周波数特性の判断基準値とを比較し、測定結果が判断基準値を満たさない場合には、電力供給対象が短絡していると判断し、電源プラグ４からコンセント１２への給電を不可とする。
これにより、コンセント１１の電極間１１ａ短絡による電源装置１の出力過剰によって発生する事故や故障等を防止することができる。

図９における負荷側有線通信機３３から電源側有線通信機３２への電気信号等から、電力供給対経路が断線しているか否かを判断することができる。
すなわち、測定結果に応じて予め決められた電気信号が断線を示すものか否かを判断する。
電気信号が断線を示すものである場合には、電力供給対経路が断線していると判断し、電源プラグ４からコンセント１２への給電を不可とする。また、負荷側有線通信機３３からの信号を電源側有線通信機３２が受信することができない場合、すなわち、電力供給経路を介して信号を送受信することができない場合であるから、電源装置１と受電装置１０との間が断線していると判断し、この場合も電源プラグ４からコンセント１２への給電を不可とする。
これにより、電源供給前に、電力供給対経路の異常を確認することができる。

図１０における負荷側無線通信機３５から電源側無線通信機３４への測定結果または電気信号等から、電力供給対経路が断線しているか否かを判断することができる。この場合には、上記の図９における有線通信の場合と同様に、すなわち、測定結果に応じて予め決められた電気信号が断線を示すものか否かを判断する。なお、測定結果そのものを直接に送受信する場合には、上記の図７における負荷側の電圧を測定する場合と同様に、測定結果と、判断基準値（許容範囲）とを比較し、測定結果が許容範囲内の場合には、電力供給対象であると判断し、電源プラグ４からコンセント１２への給電を可とすることができる。

また、無線通信機の３４、３５の場合には、断線以降の負荷１２の検査結果（状況）から、負荷１２に異常があるか否かも判断することができる。すなわち、負荷１２の異常を示す検査結果の場合には、電源プラグ４からコンセント１２への給電を不可とする。その他、複数の情報と、これに対応する判断基準値と比較し、電源プラグ４からコンセント１２への給電を可とするか否とするかを判断することができる。
これにより、負荷１２の異常も正確に把握され、電力供給による事故や故障等を未然に防止することができる。

［給電許可判定手段の制御構成］
図１１は、実施例１の電力変換器の作動及び停止を示すフローチャートである。
以下、図１１の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、電源プラグ４をコンセント１１に差し込み嵌合し、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１での電源プラグ４をコンセント１１に差し込み嵌合したのに続き、この嵌合状態を判断し、ＯＫ（嵌合していると判断）の場合にはステップＳ３へ進み、ＮＧ（嵌合していないと判断）の場合にはステップＳ６へ進む。
なお、ステップＳ２は、嵌合判断部５ａに相当する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合しているとの判断（嵌合判断）に続き、電力供給経路の状況を検査し、ステップＳ４へ進む。
なお、ステップＳ３は、給電経路状況検査部５ｂに相当する。

ステップＳ４では、ステップＳ３での電力供給経路の状況の検査結果に応じて、電源プラグ４からコンセント１２への給電を可とするか否とするかを判断し、ＯＫ（給電可）の場合にはステップＳ５へ進み、ＮＧ（給電不可）の場合にはステップＳ６へ進む。
なお、ステップＳ４は、可否判断部５ｃに相当する。

ステップＳ５では、ステップＳ４での電源プラグ４からコンセント１２への給電を可とする判断に続き、給電許可判定手段５から電力変換器３へ作動許可信号を出力し、電力変換器３を作動する。
なお、電力変換器３は、作動許可がない限りは停止している。

ステップＳ６では、ステップＳ２での電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合していないとの判断、或いは、ステップＳ４での電源プラグ４からコンセント１２への給電を不可とする判断に続き、電力変換器３を停止する。

次に、作用を説明する。
実施例１における作用を、図１１に示すフローチャートを用いて、「給電許可判定手段の作用」を説明する。

電源プラグ４をコンセント１１に差し込み嵌合し、最終的に電源プラグ４からコンセント１２への給電が可と判断されるときには、図１１のフローチャートにおいて、ＳＴＡＲＴ→ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ＥＮＤへと進む。すなわち、ステップＳ２において、電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合していると判断され、ステップＳ４において、電源プラグ４からコンセント１２への給電を可と判断されたとき、給電許可判定手段５から電力変換器３へ作動許可信号が出力され、電力変換器３の作動が許可される。これにより、電源装置１から受電装置１０へ給電される。

また、電源プラグ４をコンセント１１に差し込み嵌合しても、電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合していないと判断されるときには、図１１のフローチャートにおいて、ＳＴＡＲＴ→ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ６→ＥＮＤへと進む。すなわち、ステップＳ２において、電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合していないと判断されたとき、電力変換器３が停止される。

そして、電源プラグ４をコンセント１１に差し込み嵌合し、電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合していると判断されても、電源プラグ４からコンセント１２への給電が不可と判断されるときには、図１１のフローチャートにおいて、ＳＴＡＲＴ→ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６→ＥＮＤへと進む。すなわち、ステップＳ２において、電源プラグ４とコンセント１１とが嵌合していると判断されても、ステップＳ４において、電源プラグ４からコンセント１２への給電を不可と判断されたとき、電力変換器３が停止される。すなわち、電源プラグ４からコンセント１１への給電を許可しないとの判定に相当する。

図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５、ステップＳ２→ステップＳ６、または、ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６が、給電許可判定手段５に相当する。給電許可判定手段５は、これらの制御に基づいて、機械的、電気的、またはこの両方により、電力変換器３を作動または停止させる。

例えば、電源プラグと壁コンセント（電源プラグの差込口）とを嵌合させる電気コネクタにおいて、その電源プラグの近傍に、電源プラグと壁コンセントとの嵌合状態を検知する検知スイッチ（作動杆）が設けられている電源装置を比較例とする。
この比較例の電源装置によれば、この検出スイッチのオン／オフにより電源プラグと壁コンセントとの嵌合状態が判断されている。

しかし、この電源装置は、電源プラグの近傍に設けた検出スイッチのオン／オフにより電源プラグと壁コンセントとの嵌合状態のみを判断する構成である。すなわち、その検出スイッチがオンになっていれば、電力供給時に、電力系統に短絡等の異常があっても、この短絡系統等への給電が行われる。
このため、電力供給時の給電安全性を確保することができない。

このように、電力供給時の給電安全性を確保することができない、という課題があった。

これに対し、実施例１では、給電許可判定手段５において、嵌合判断部５ａにて嵌合していると判断され、かつ、可否判断部５ｃにて給電を可と判断されたとき、給電が許可される。
すなわち、電源側コネクタと負荷側コネクタとの嵌合が不十分であるとき、嵌合判断部にて嵌合していないと判断される。また、嵌合判断部にて嵌合していると判断されても、給電経路状況検査部の検査結果から電力供給経路に短絡または断線等の異常が認められるとき、可否判断部にて給電を不可と判断される。このとき、その異常系統等への給電が防止される。

この結果、給電許可判定手段５において、嵌合判断部５ａと可否判断部５ｃとの判断結果により、給電の許可が判定されるので、電力供給時の給電安全性を確保することができる。

また、嵌合判断部５ａでは、電源プラグ４に設けた種々のセンサ２０からの信号（情報）に応じて嵌合状態を判断するので、誤作動なく嵌合状態を判断することができる。
例えば、電源プラグ４をコンセント１１に差し込んでも、簡単に電源プラグ４とコンセント１１とが外れてしまうような嵌合が不十分であるとき、嵌合判断部５ａにて嵌合していないと判断される。

さらに、給電経路状況検査部５ｂでは、種々の検査により、電力供給前に電力供給経路の短絡、断線や回路異常等の状況を精度よく検査することができる。

加えて、可否判断部５ｃでは、給電経路状況検査部５ｂでの検査結果に応じて、給電可否の判断閾値である判断基準値と比較し、電源プラグ４からコンセント１２への給電を可とするか否とするかを判断することができる。すなわち、電力供給対象（受電装置１０）が短絡（ショート）していないか、電力供給対経路が断線していないか等、電力供給前に電力供給経路の異常が正確に把握される。
このため、検査結果と判断基準値とに基づき、給電の可否を判断することにより、電力供給による事故や故障等を未然に防止することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の電源装置１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 電力源２と、負荷側コネクタ（コンセント１１）に差し込み嵌合する電源側コネクタ（電源プラグ４）と、前記電源側コネクタ（電源プラグ４）から前記負荷側コネクタ（コンセント１１）への給電を許可するか否かを判定する給電許可判定手段５と、を備える電源装置１であって、前記給電許可判定手段５は、前記電源側コネクタ（電源プラグ４）と前記負荷側コネクタ（コンセント１１）とが嵌合しているか否かを判断する嵌合判断部５ａと、前記嵌合判断部５ａでの嵌合判断に基づき、電力供給経路の状況を検査する給電経路状況検査部５ｂと、前記給電経路状況検査部５ｂでの検査結果に応じて、前記電源側コネクタ（電源プラグ４）から前記負荷側コネクタ（コンセント１１）への給電を可とするか否とするかを判断する可否判断部５ｃと、を有し、前記給電許可判定手段５は、前記嵌合判断部５ａにて嵌合していると判断し、かつ、前記可否判断部５ｃにて給電を可と判断したとき、給電を許可する。
このため、給電許可判定手段５において、嵌合判断部５ａと可否判断部５ｃとの判断結果により、給電の許可が判定されるので、電力供給時の給電安全性を確保することができる。

(2) 前記電源側コネクタ（電源プラグ４）に、前記負荷側コネクタ（コンセント１１）へ前記電源側コネクタ（電源プラグ４）が近接したことを検知する近接センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、前記負荷側コネクタ（コンセント１１）と前記電源側コネクタ（電源プラグ４）とのそれぞれの電極間の電気的な接合を検知する電気接触センサ２０ｄ，２０ｅとのうち、少なくとも１つのセンサ２０を設け、前記嵌合判断部５ａは、前記電源側コネクタ（電源プラグ４）に設けたセンサ２０からの情報に応じて、嵌合しているか否かを判断する。
このため、(1)の効果に加え、嵌合判断部５ａでは、電源プラグ４に設けた種々のセンサ２０からの信号（情報）に応じて嵌合状態を判断するので、誤作動なく嵌合状態を判断することができる。

(3) 前記給電経路状況検査部５ｂは、前記負荷側コネクタ（コンセント１１）側の電極間１１ａの電位と、前記負荷側コネクタ（コンセント１１）側の電極のインピーダンスとその周波数特性と、前記負荷側コネクタ（コンセント１１）側からの無線または有線の信号とのうち、少なくとも１つの情報に応じて、電力供給経路の状況を検査する。
このため、(1)〜(2)の効果に加え、電力供給前に電力供給経路の短絡、断線や回路異常等の状況を精度よく検査することができる。

(4) 前記可否判断部５ｃは、前記給電経路状況検査部５ｂによる検査結果を、給電可否の判断閾値である判断基準値と比較し、該判断基準値を満たすとき、給電を可と判断する。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、検査結果と判断基準値とに基づき、給電の可否を判断することにより、電力供給による事故や故障等を未然に防止することができる。

(5) 前記電力源２は、直流電力源２であり、前記直流電力源２は、１次電池と、２次電池と、応力、熱、光、磁界または電界のうち少なくとも１つから得られる起電力と、整流回路からの直流電力とのうち、少なくとも１つである。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、種々の電力源２から選択して、１つ以上の電力源２を使用することができる。

(6) 前記電力源２と前記電源側コネクタ（電源プラグ４）との間に電力変換器３を設け、前記電力変換器３は、出力電圧と、出力電流と、出力波形と、出力相数と、各相間の位相の少なくとも１つを任意に調整可能である。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、日本国内の一般家庭へのAC100V電源として使用することや、電力仕様が異なる用途やその他の国または地域でも利用することができる。

以上、本発明の電源装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、電力源２を直流電力源とした。しかしながら、電力源４はこれに限られるものではない。すなわち、受電装置１０の負荷に合った電力源４であればよい。例えば、交流電力源としてもよいし、直流電力と交流電力とを切り替え可能にしてもよい。

実施例１では、電力交換器３を電力源２が供給する直流電力を交流電力に変換する構成とした。しかしながら、直流電力を交流電力に変換する構成に限られるものではない。すなわち、電力変換器３は、交流電力を直流電力に変換するものでもよいし、交流電力と直流電力とを相互に変換することができるものでもよい。

実施例１では、電力交換器３を電源装置１に備える構成とした。しかしながら、この構成に限られるものではない。すなわち、電力変換器３は、受電装置１０にのみ備えられていてもよいし、電源装置１及び受電装置１０の両方に備えられていてもよい。また、電源装置１から受電装置１への供給を直接行うことができる場合には、電力変換器３を省略してもよい。
ただし、受電装置１０のみが電力変換器３を備えている場合または電力変換器３を省略する場合には、給電許可判定手段５を、電力源２または電源プラグ４等と接続して、接続先へ給電の許可信号を出力する。

実施例１では、給電許可判定手段５を電力交換機３に接続する構成とした。しかしながら、この構成に限られるものではない。すなわち、給電許可判定手段５を、電力源２または電源プラグ４等と接続して、接続先へ給電の許可信号を出力する。

実施例１では、電源側に電源プラグ４を備え、受電側（負荷側）に電源プラグ４を差し込み嵌合するコンセントを備える構成とした。しかしながら、この構成に限られるものではない。すなわち、プラグとコンセントとを反対とする構成にしてもよい。

実施例１では、給電経路状況検査部５ｂにより電圧またはインピーダンス等を測定した。しかしながら、電力供給経路の測定に限られるものではない。すなわち、負荷１２内部の回路故障等を検査してもよい。例えば、負荷１２内部の抵抗値等を測定する。ただし、この場合には、可否判断部５ｃにて、抵抗値等から負荷１２の劣化具合を判断する。すなわち、抵抗値等から発熱量を求め、この発熱量と判断基準値とを比較し、該判断基準値を満たすとき、給電を可と判断する。

実施例１では、給電経路状況検査部５ｂにより受電側（負荷側）の電力供給経路の状況を検査した。しかしながら、受電側（負荷側）の電力供給経路の状況を検査に限られるものではない。すなわち、電力側を検査してもよいし、電力側及び負荷側の両方を検査してもよい。ただし、この場合には、電力源２から負荷側へ給電されないためのスイッチ等を設け、このスイッチにより給電を不可としてもよい。

実施例１では、給電経路状況検査部５ｂが電力供給経路の状況を検査する一例として、無線通信による一例を示した。しかしながら、無線通信では、電力供給前の検査に限られるものではない。すなわち、給電経路状況検査部５ｂでは、電力供給中においても経路等を検査し、可否判断部５ｃでは、給電中における給電の可否を判断してもよい。

１ 電源装置
２ 電力源（直流電力源）
３ 電力変換器（インバータ、コンバータ）
４ 電源プラグ（電源側コネクタ）
４ａ 電源プラグの電極
５ 給電許可判定手段
５ａ 嵌合判断部
５ｂ 給電経路状況検査部
５ｃ 可否判断部
１０ 受電装置
１１ コンセント（負荷側コネクタ）
１１ａ コンセントの電極
１２ 負荷（バッテリ）
２０ センサ
２０ａ 接触感知型の近接センサ
２０ｂ 非接触振動感知型の近接センサ
２０ｃ 非接触光感知型の近接センサ
２０ｄ 片電極の電気接触センサ
２０ｅ 両電極の電気接触センサ
３０ 電圧測定器（電圧計）
３１ インピーダンス周波数特性測定器（インピーダンス測定器）
３２ 電源側有線通信機
３３ 負荷側有線通信機
３４ 電源側無線通信機
３５ 負荷側無線通信機

Claims (6)

1. 電力源と、負荷側コネクタに差し込み嵌合する電源側コネクタと、前記電源側コネクタから前記負荷側コネクタへの給電を許可するか否かを判定する給電許可判定手段と、を備える電源装置であって、
   前記給電許可判定手段は、
   前記電源側コネクタと前記負荷側コネクタとが嵌合しているか否かを判断する嵌合判断部と、
   前記嵌合判断部での嵌合判断に基づき、電力供給経路の状況を検査する給電経路状況検査部と、
   前記給電経路状況検査部での検査結果に応じて、前記電源側コネクタから前記負荷側コネクタへの給電を可とするか否とするかを判断する可否判断部と、
   を有し、
   前記給電許可判定手段は、前記嵌合判断部にて嵌合していると判断し、かつ、前記可否判断部にて給電を可と判断したとき、給電を許可する
   ことを特徴とする電源装置。
2. 請求項１に記載された電源装置において、
   前記電源側コネクタに、前記負荷側コネクタへ前記電源側コネクタが近接したことを検知する近接センサと、前記負荷側コネクタと前記電源側コネクタとのそれぞれの電極間の電気的な接合を検知する電気接触センサとのうち、少なくとも１つのセンサを設け、
   前記嵌合判断部は、前記電源側コネクタに設けたセンサからの情報に応じて、嵌合しているか否かを判断する
   ことを特徴とする電源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された電源装置において、
   前記給電経路状況検査部は、前記負荷側コネクタ側の電極間の電位と、前記負荷側コネクタ側の電極のインピーダンスとその周波数特性と、前記負荷側コネクタ側からの無線または有線の信号とのうち、少なくとも１つの情報に応じて、電力供給経路の状況を検査する
   ことを特徴とする電源装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずか一項に記載された電源装置において、
   前記可否判断部は、前記給電経路状況検査部による検査結果を、給電可否の判断閾値である判断基準値と比較し、該判断基準値を満たすとき、給電を可と判断する
   ことを特徴とする電源装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずか一項に記載された電源装置において、
   前記電力源は、直流電力源であり、
   前記直流電力源は、１次電池と、２次電池と、応力、熱、光、磁界または電界のうち少なくとも１つから得られる起電力と、整流回路からの直流電力とのうち、少なくとも１つである
   ことを特徴とする電源装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずか一項に記載された電源装置において、
   前記電力源と前記電源側コネクタとの間に電力変換器を設け、
   前記電力変換器は、出力電圧と、出力電流と、出力波形と、出力相数と、各相間の位相の少なくとも１つを任意に調整可能である
   ことを特徴とする電源装置。