JP4966321B2 - 電源供給装置 - Google Patents
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Description
以下に説明する形態は、本発明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、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。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。
ところで、実施形態1における第2の電源機器4b〜4dのように、出力電流−出力電圧特性をシフトすることによって第2の電源機器4b〜4dの出力電流Iob,Ioc,Iodの大きさを制御するだけでは、定電圧制御の第1の電源機器4aの出力電圧Voaがばらついて誤差を生じている場合や、制御部7からの指示値を出力電圧V6の電圧値に換算するときに換算誤差が生じている場合、第2の電源機器4b〜4dの実際の出力電流Iob,Ioc,Iodが制御部7からの指示値にならないことがある。このため、第2の電源機器4b〜4dに対して、出力電流Iob,Ioc,Iodの精度を高めたいという要望がある。
ところで、実施形態1において、負荷電流が小さくなると、第2の電源機器4b〜4dの出力電流Iob,Ioc,Iodが小さくなり、出力電圧Vob,Voc,Vodが大きくなってしまうため、負荷である直流機器102に高電圧が印加される場合がある。
ところで、実施形態3において、負荷電流が急に小さくなった場合に、各第2の電源機器4b〜4dの出力電流−出力電圧特性をシフトさせているが、シフトが完了するまでの間に出力電圧Vob,Voc,Vodが一時的に上昇してしまうことがある。
実施形態5では、太陽電池161を有効利用するための構成について説明する。図12に示すように、第1の電源機器として、商用電源ACに接続されるACDCコンバータ4aが設けられ、第2の電源機器として、太陽電池161に接続されるPVコンバータ(太陽電池用電源機器)4bと、二次電池162に接続されるBATコンバータ(二次電池用電源機器)4cとが設けられている。
実施形態6では、第2の電源機器4b〜4dが、図14に示すように、可変電圧モードと定電圧モードとを切り替えるための切替スイッチ644を調整手段64に備えている点で、実施形態1の第2の電源機器4b〜4d(図4参照)と相違している。可変電圧モードとは、出力電流Iout(Iob,Ioc,Iod)が大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧Vout(Vob,Voc,Vod)とするモードである。定電圧モードとは、出力電流Iob,Ioc,Iodの大きさに関わらず定電圧となる直流電圧を出力電圧Vob,Voc,Vodとするモードである。なお、定電圧モードであるときの出力電圧Vob,Voc,Vodは、第1の電源機器4aの出力電圧Voaと同じ大きさにしてもよい。これにより、出力電圧Voutが定電圧である機器が第1の電源機器4aから第2の電源機器4b〜4dに切り替わっても、直流機器102への供給電圧の大きさが切替前後で変動しないので、直流機器102に対して安定供給を行うことができる。また、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態7では、第2の電源機器4b〜4dが、図17に示すように、自己に接続されている電源の電源供給可能量を検出する検出部66を備えている点で、実施形態6の第2の電源機器4b〜4d(図15参照)と相違している。なお、第2の電源機器4b〜4dは、実施形態6と同様に、可変電圧モードから定電圧モードに切り替える順番が予め設定されている。また、実施形態6と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態8では、第1の電源機器4aが、図18に示すように、全ての電源機器4a〜4dの電源供給可能量の情報を定期的に取得して記憶する記憶部55を備えている点で、実施形態7の第1の電源機器4a(図17参照)と相違している。なお、実施形態7と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
3 電源供給装置
4 電源機器
4a 第1の電源機器
4b〜4d 第2の電源機器
60 電流検出手段
61 電圧検出手段
62 スイッチング制御手段
63 DC−DCコンバータ
630 スイッチング素子
64 調整手段
AC 商用電源
Iout 出力電流
Vout 出力電圧
Claims (8)
- 並列運転して直流電力を負荷機器に供給する複数台の電源機器を備える電源供給装置であって、
前記複数台の電源機器は、出力電流の大きさに関わらず定電圧となる直流電圧を出力電圧とする1台の第1の電源機器と、出力電流が大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧とする第2の電源機器とで構成され、
前記第2の電源機器は、前記負荷機器への電力供給時に当該第2の電源機器からの出力電圧を定電圧に保つように、出力電流と出力電圧の関係を示す出力電流−出力電圧特性をシフトする調整手段を備え、
前記調整手段は、前記出力電流−出力電圧特性のうち、出力電圧の高い領域を当該出力電流−出力電圧特性よりも傾きの小さい特性で制限する
ことを特徴とする電源供給装置。 - 前記調整手段は、前記出力電流の大きさを指示するための指示値が入力され、前記出力電流が前記指示値になるように前記出力電流−出力電圧特性をシフトすることを特徴とする請求項1記載の電源供給装置。
- 前記調整手段は、シフト後の出力電流−出力電圧特性において前記第2の電源機器の出力電圧が前記第1の電源機器の出力電圧に合わせ込まれたときに前記第2の電源機器の出力電流が前記指示値になるように、シフト前の前記第2の電源機器の出力電圧に所定電圧を加算又は減算することを特徴とする請求項2記載の電源供給装置。
- 前記第1の電源機器には、商用電源からの電源電圧が入力されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電源供給装置。
- 前記第2の電源機器は、
出力電流を検出する電流検出手段と、
出力電圧を検出する電圧検出手段と、
スイッチング素子を有し当該スイッチング素子のオンオフ動作により電力変換を行うDC−DCコンバータと、
前記電流検出手段の検出結果と前記電圧検出手段の検出結果とに基づいて前記出力電流−出力電圧特性になるように前記スイッチング素子のオンオフ動作を制御するためのパルス幅変調信号を当該スイッチング素子に出力するスイッチング制御手段と
を備えることを特徴とする請求項2又は3記載の電源供給装置。 - 前記調整手段は、前記指示値が入力され当該指示値に応じた値と前記電流検出手段の検出結果との差分値を算出し、当該差分値を前記スイッチング制御手段に出力し、
前記スイッチング制御手段は、前記電圧検出手段の検出結果と前記差分値とに応じて前記パルス幅変調信号のオンデューティ幅を変更する
ことを特徴とする請求項5記載の電源供給装置。 - 前記調整手段は、前記電流検出手段の検出結果と前記指示値との誤差を算出し、当該誤差を低減するように前記出力電流−出力電圧特性のシフトを補正することを特徴とする請求項2又は3記載の電源供給装置。
- 前記第2の電源機器として、太陽電池に接続される太陽電池用電源機器と、二次電池に接続される二次電池用電源機器とがあり、
前記太陽電池用電源機器は、前記太陽電池の供給能力範囲内で当該太陽電池が最大出力電力となるように当該太陽電池用電源機器の出力電流−出力電圧特性をシフトして、当該太陽電池用電源機器の出力電流を前記負荷機器に供給し、当該太陽電池用電源機器の出力電流が当該負荷電流より大きい場合、当該太陽電池用電源機器の残りの出力電流によって前記二次電池を充電させ、
前記二次電池用電源機器は、前記負荷電流が前記太陽電池用電源機器の出力電流より大きい場合、当該二次電池用電源機器の出力電流を当該負荷機器に供給するように、当該二次電池用電源機器の出力電流−出力電圧特性をシフトし、
前記第1の電源機器は、前記負荷電流が前記太陽電池用電源機器の出力電流と前記二次電池用電源機器の出力電流との総和より大きい場合、当該第1の電源機器の出力電流を当該負荷機器に供給する
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の電源供給装置。
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