基地局装置
【課題】汎用性が高く電力効率の高い、ＵＰＳ機能を備えた基地局装置を提供する。
【解決手段】基地局装置は、第１の経路または第２の経路による電力供給を受ける無線通信部を有し、第１の経路は、商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換する回路と、ＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換してから供給する第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路とを含み、第２の経路は、ＡＣ／ＤＣ変換回路からのＤＣ出力の電圧を、補助電源に適合するように変換してから供給する補助電源用ＤＣ電圧変換回路と、補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を、無線通信部に適合するように変換してから供給する第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含むことを特徴とする。
【解決手段】基地局装置は、第１の経路または第２の経路による電力供給を受ける無線通信部を有し、第１の経路は、商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換する回路と、ＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換してから供給する第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路とを含み、第２の経路は、ＡＣ／ＤＣ変換回路からのＤＣ出力の電圧を、補助電源に適合するように変換してから供給する補助電源用ＤＣ電圧変換回路と、補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を、無線通信部に適合するように変換してから供給する第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置に関するものであり、特に、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply（無停電電源装置））の機能を有する電源装置から電力の供給を受ける基地局装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話のような無線通信端末を用いて、いつでも安定した通信を行うことができるようにするためには、この無線通信端末と通信を行う基地局装置に、常時、電力を供給しなければならない。しかしながら、電力の供給が瞬断したり、あるいは停電が発生したりすると、基地局装置への電力の供給が途絶えてしまい、通信が切断されてしまう。そこで、通信の安定性が重要視される通信システムにおいては、基地局装置にＵＰＳ（無停電電源装置）の機能を設けることにより、電力供給の一時的な断絶に備えている。
【０００３】
ＵＰＳとは、例えば停電などにより入力電源に異常が発生しても、一定時間は停電することなく非常用の電力を供給し続けることができる電源装置である。現在、例えばネットワーク上のサーバなど、安定稼動が求められる種々の機器に対して、様々なＵＰＳが設置されている。一般に、情報通信は、現代生活のライフラインともいえるものであり、特に、携帯電話による通話やデータ通信などにおいては、ユーザの緊急時などに行なわれる通話や通信に備えて、安定性の高い稼動が求められる。したがって、現在、一部の通信システムにおいては、法令上の要請により、ＵＰＳの設置が義務付けられているものもある。
【０００４】
従来のＵＰＳとして、発電機などを内蔵し、比較的長い期間の停電などにも耐え得るものが知られている。その一方で、携帯電話の通信においては、基地局装置を極めて多数設置することが必要であるため、より簡易な構成として、補助電源としてバッテリなどの二次電池を内蔵したＵＰＳが多く使用されている。特に最近では、ＵＰＳを含む電源装置専用の比較的大型のキュービクルを設置するタイプの基地局のみならず、コンクリート柱などに小型の基地局装置を設置し、その近傍に二次電池内蔵の小型のＵＰＳユニットを設置することも多い。このようなＵＰＳは、通常時には二次電池を充電しながら基地局装置に電力供給を行い、入力電源に異常が発生すると、充電した二次電池を用いて電力の供給を継続する。なお、参考までに、このような二次電池によるバックアップ電源を備える基地局装置として、例えば特許文献１に記載のようなものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６６１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、携帯電話のような無線通信端末と通信を行う基地局装置には、大別して、以下のような、ＡＣ出力方式と、ＤＣ出力方式との、２種類のＵＰＳが主に用いられている。以下、これらのような従来のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成について、図面を参照して説明する。なお、以下の図面では、主として電力の供給に係る部分について説明し、データ通信などに係る基地局装置の機能についての説明は省略する。
【０００７】
図４は、従来のＡＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成を示すブロック図である。図４に示す基地局装置１００は、ＵＰＳ機能を有する電源ユニット（以下、「附帯ボックス」という）２００から、ＡＣ１００Ｖ（ボルト）の電力の供給を受けて動作する。
【０００８】
基地局装置１００は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１１０と、ＲＦ部１２０と、ベースバンド部１３０と、を備えている。ＡＣ／ＤＣ変換回路１１０は、附帯ボックス２００から供給されるＡＣ１００Ｖの入力を、ＤＣ出力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換回路１１０により変換されたＤＣ出力のうちＤＣ５０ＶはＲＦ部１２０に供給され、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１３０に供給される。ＲＦ部１２０は、無線通信を行うためのアンテナ１４０を備えている。
【０００９】
附帯ボックス２００は、商用のＡＣ１００Ｖの供給を外部から受けて、基地局装置１００にＡＣ１００Ｖの出力を供給する一方で、外部からの電力供給の一部を用いて、二次電池であるバッテリ５００の充電も行っている。このバッテリ５００を充電するために、附帯ボックス２００は、ＰＦＣ整流器２１０と、充放電制御回路２２０と、インバータ２３０とを備えている。ＰＦＣ（Power Factor Correction：力率改善または力率補正）整流器２１０は、力率改善の機能を有する整流器（高力率整流回路）であり、ＡＣをＤＣに変換する。充放電制御回路２２０は、ＰＦＣ整流器２１０からのＤＣ出力を用いて行うバッテリ５００の充電を制御する。また、充放電制御回路２２０は、バッテリ５００からのＤＣ出力の放電を、インバータ２３０に入力するための制御も行う。インバータ２３０は、バッテリ５００からの放電によるＤＣ入力をＡＣ出力に変換する。
【００１０】
このように、附帯ボックス２００は、商用のＡＣ１００Ｖを利用して、基地局装置１００にＡＣ１００Ｖの出力を供給し、商用のＡＣ１００Ｖの供給が途絶えた場合は、バッテリ５００によるバックアップ（予備）電源からの電力供給に切り替えることができる。このような方式による電力供給は、現行の基地局装置の一部などで採用されている。
【００１１】
一般的に、ＡＣ出力方式のＵＰＳは、ＡＣ１００Ｖの入力を受けてＡＣ１００Ｖを出力するため、ＡＣ出力方式のＵＰＳに用いられる基地局装置は、ＵＰＳ機能のない附帯ボックスにも対応することもできる。また、ＡＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置は、附帯ボックスのＵＰＳの機能が故障した際には、商用のＡＣ１００Ｖの供給を直接受けることもできる。さらに、商用電源から直接電力を入力できるため、ＵＰＳによる電力効率の低下は少ない。
【００１２】
しかしながら、ＡＣ出力方式のＵＰＳは、その回路構成が複雑になるため、それに伴ってコストが増大するという懸念がある。また、基地局装置におけるＡＣ／ＤＣ変換回路を含むＰＳＵ（Power Supply Unit（電源ユニット））は、ＤＣ／ＤＣ変換回路を含むＰＳＵの構成に比べて複雑になるため、その回路規模が大型化したり、またはコストが増大する恐れがある。
【００１３】
図５は、従来のＤＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成を示すブロック図である。図５に示す基地局装置３００は、ＵＰＳ機能を有する電源ユニット（以下、「附帯ボックス」という）４００からＤＣ−４８Ｖの電力の供給を受けて動作する。
【００１４】
基地局装置３００は、図４で説明した基地局装置１００において、ＡＣ／ＤＣ変換回路１１０をＤＣ／ＤＣ変換回路３１０に変更した点を除けば、上述した基地局装置１００と同じ構成である。ＤＣ／ＤＣ変換回路３１０は、附帯ボックス４００から供給されるＤＣ−４８ＶのＤＣ入力の電圧を変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路３１０により電圧を変換されたＤＣ出力のうちＤＣ５０ＶはＲＦ部１２０に供給され、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１３０に供給される。
【００１５】
附帯ボックス４００は、ＰＦＣ整流器４１０と、ＤＣ／ＤＣ変換回路４２０と、バッテリ５００とを備えている。ＰＦＣ整流器４１０は、外部から供給される商用のＡＣ１００Ｖの入力をＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路４２０は、ＰＦＣ整流器４１０からのＤＣ出力の電圧をＤＣ−４８Ｖに変換して、基地局装置３００に入力する。また、ＤＣ／ＤＣ変換回路４２０は、ＤＣ−４８Ｖに変換したＤＣ出力を利用することにより、バッテリ５００を充電することができる。
【００１６】
このように、附帯ボックス４００は、商用のＡＣ１００Ｖを利用して、基地局装置３００にＤＣ−４８Ｖの出力を供給し、商用のＡＣ１００Ｖの供給が途絶えた場合は、バッテリ５００によるバックアップ電源からの電力供給に切り替えることができる。このような方式による電力供給は、現行の携帯電話の基地局装置の多くで採用されている。
【００１７】
上述したように、これらの付帯ボックス２００および４００は、通常時には、外部から供給される商用のＡＣ１００Ｖを利用して、基地局装置１００および３００に電力を供給しつつ、必要に応じてバッテリ５００の充電を行うことができる。また、一時的な停電などにより、外部からの商用のＡＣ１００Ｖの供給が途絶えた場合、充電されたバッテリ５００の電力を利用することにより、基地局装置１００および３００に電力を供給し続けることができる。
【００１８】
一般的に、ＤＣ出力方式のＵＰＳは、その回路構成が比較的簡易になり、コストの低廉化も期待できる。また、基地局装置におけるＤＣ／ＤＣ変換回路を含むＰＳＵは、ＡＣ／ＤＣ変換回路を含むＰＳＵの構成に比べて簡易になるため、その回路規模を小型化したり、またはコストダウンも期待できる。
【００１９】
一方、ＤＣ出力方式のＵＰＳは、商用のＡＣ１００Ｖの供給を受けるに際しＰＦＣ整流器が必須となる。また、ＤＣ出力方式のＵＰＳが故障した際は、ＤＣ−４８Ｖの電力を供給することができなくなり、基地局装置の稼動も停止せざるを得なくなる。さらに、ＤＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の電力の変換効率は、ＵＰＳのＰＦＣ整流器の変換効率と、基地局装置のＰＳＵの変換効率とを乗算したものになるため、電力の変換効率が低下するという懸念もある。
【００２０】
上述したように、従来のＡＣ出力方式のＵＰＳを用いた場合も、従来のＤＣ出力方式のＵＰＳを用いた場合も、それぞれに利点と不利な点がある。したがって、通信システムの仕様や、基地局装置を設置する環境における要求事項などに応じて、適切に電力を供給できる基地局装置および附帯ボックスの組み合わせを選定する必要がある。
【００２１】
しかしながら、上述したような従来の基地局装置は、ＡＣ入力に対応した基地局装置にはＡＣ出力方式のＵＰＳを用いなければならず、ＤＣ入力に対応した基地局装置にはＤＣ出力方式のＵＰＳを用いなければならない。したがって、これらの組み合わせを変更して用いることはできない。すなわち、従来の基地局装置は、ＡＣ入力の電源とＤＣ入力の電源との双方に対応することはできない。例えば、すでに設置されている他のシステムの基地局に、新たなシステムの基地局を併設する際、すでにＤＣ−４８Ｖの電源が確保されている場合がある。このような場合に、新たなシステムの基地局がＤＣ入力の電源に対応していないと、新たにＡＣの電源を確保しなければならない。
【００２２】
また、通信システムの仕様によって、ＵＰＳの機能が必要（必須）とされるシステムと、必要とされないシステムがある。しかしながら、ＵＰＳの機能の有無は、附帯ボックスの仕様により決まっているため、附帯ボックスごと変更する以外には、ＵＰＳ機能の有無を変更することはできない。
【００２３】
さらに、従来、バッテリは、基地局装置とは別体の附帯ボックス内に格納されていることが多く、バッテリを充放電する機能を基地局装置から制御することは困難であった。また、このバッテリは、附帯ボックス内に格納されているため、例えばバッテリに不具合が生じた場合などに、当該バッテリのみを交換することは、手間のかかる作業であった。
【００２４】
また、図５に示したような、現行の携帯電話の基地局の多くで採用されているＤＣ出力方式による電力供給は、バッテリ５００によるＤＣ入力の電力供給の際は、ＤＣ／ＤＣ変換回路３１０のブロックを一段介するのみであるため、高効率で電力変換することができる。しかしながら、通常時に商用ＡＣ１００ＶによるＡＣ入力の電力を供給する際には、ＤＣ／ＤＣ変換回路３１０のブロックに至るまでにＤＣ−４８Ｖに変換するため、ＰＦＣ整流器４１０およびＤＣ／ＤＣ変換回路４２０を経なければならない。このように複数段の電力変換を行うと、電力効率が低下するという問題も生じる。
【００２５】
なお、図５に示したようなＤＣ出力方式による電力供給においては、ＰＦＣ整流器４１０が、基地局装置内部のＤＣ／ＤＣ電源ユニットとは別体の構成になる。このため、附帯ボックス４００を含めたトータルのコストを考慮すると、最終的にはコストが増大する恐れがある。
【００２６】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、汎用性が高く電力効率の高い、ＵＰＳ機能を備えた基地局装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、
第１の電力供給経路または第２の電力供給経路による電力の供給を受ける無線通信部を有する基地局装置において、
前記第１の電力供給経路は、
商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、前記ＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含み、
前記第２の電力供給経路は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を補助電源に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記補助電源に供給する補助電源用ＤＣ電圧変換回路と、前記補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含むことを特徴とするものである。
【００２８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基地局装置において、
前記第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、前記補助電源から供給されるＤＣ出力を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路により昇圧されたＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する前記第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含むものである。
【００２９】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の基地局装置において、
前記第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を変換して前記無線通信部に供給する機能とともに、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を変換して前記補助電源に供給する前記補助電源用ＤＣ電圧変換回路の機能を備えるものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の基地局装置によれば、無線通信部に供給する電力を、商用のＡＣ入力をＤＣ出力に変換してから無線通信部に供給する第１の経路、または、商用のＡＣ入力を補助電源用のＤＣ出力に変換し、この補助電源から供給されるＤＣ出力を無線通信部に供給する第２の経路から入力することができる。したがって、本発明の基地局装置は、補助電源としてバッテリを用いれば、このバッテリをＵＰＳの機能のために利用することができるし、バッテリを用いない場合、補助電源として他の供給源からのＤＣ出力を入力することもできる。このため、本発明の基地局装置は、ＡＣ入力にもＤＣ入力にも、種々の電源からの入力に対応することができ、汎用性を著しく高めることができる。また、電力を変換する段数を少なくすることができるため、電力効率を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施の形態に係る基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第２実施の形態に係る基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明による基地局装置の設置態様を説明する図である。
【図４】従来のＡＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】従来のＤＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の本発明による各実施の形態は、携帯電話と無線通信を行う基地局装置を想定して説明する。しかしながら、本発明は、携帯電話と無線通信を行う基地局装置に限定されるものではなく、無線通信部に電力を供給することにより通信を行う基地局装置であれば、任意の基地局装置に適用することができる。また、以下の説明においては、主として電力の供給に係る部分について説明し、データ通信などに係る基地局装置の通信機能についての詳細な説明は省略する。
【００３３】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る基地局装置の概略構成を説明する図である。図１に示す、第１実施の形態に係る基地局装置１０は、商用のＡＣ１００Ｖの供給を外部から受けることにより、通信に係る動作を行う。また、基地局装置１０は、電力の供給が一時的に途絶える場合に備えて、二次電池であるバッテリ５０を接続することができる。
【００３４】
第１実施の形態に係る基地局装置１０は、ＰＦＣ整流器１２と、ＤＣ／ＤＣ変換回路１４と、ＲＦ部１６と、ベースバンド部１８と、アンテナ２０とを備えている。
【００３５】
ＰＦＣ（Power Factor Correction：力率改善または力率補正）整流器１２は、力率改善の機能を有する整流器（高力率整流回路）であり、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力をＤＣ出力に変換する。この時、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力は、ＤＣ３００Ｖ〜４００Ｖ程度のＤＣ出力に変換される。ＤＣ／ＤＣ変換回路１４は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力を、ＤＣ５０Ｖと、ＤＣ５ＶとのＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路１４により変換されたＤＣ出力のうち、ＤＣ５０ＶはＲＦ部１６に入力し、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１８に入力する。ベースバンド部１８は、搬送波（キャリア）を変調することにより、ベースバンド信号を生成する。ＲＦ部１６は、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、このＲＦ信号をアンテナ２０から送信する。なお、本実施の形態では、ＲＦ部１６と、ベースバンド部１８と、アンテナ２０とを含めて、無線通信部を構成している。
【００３６】
本実施の形態においては、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力をＤＣ出力に変換してから無線通信部に供給する上述の電力供給経路を、「第１の電力供給経路」とする。すなわち、第１の電力供給経路は、商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＰＦＣ整流器１２と、ＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、そのＤＣ出力を無線通信部に供給するＤＣ／ＤＣ変換回路１４と、を含んでいる。
【００３７】
また、基地局装置１０は、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２と、昇圧回路２４と、を備えている。充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を変換し、バッテリの充電を行うための充電用電圧に変換する。また、昇圧回路２４は、補助電源からのＤＣ出力を昇圧して、ＤＣ／ＤＣ変換回路１４に入力する。
【００３８】
本実施の形態においては、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力を補助電源用のＤＣ出力に変換する経路と、補助電源からのＤＣ出力を昇圧および電圧変換してから無線通信部に供給する経路とを含めて、「第２の電力供給経路」とする。すなわち、第２の電力供給経路は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を補助電源に適合するように変換し、そのＤＣ出力を補助電源に供給する充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２と、補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、その電圧を変換したＤＣ出力を無線通信部に供給する、昇圧回路２４およびＤＣ／ＤＣ変換回路１４と、を含んでいる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、補助電源用ＤＣ電圧変換回路を構成する。また、第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、補助電源から供給されるＤＣ出力を昇圧する昇圧回路２４と、この昇圧回路２４により昇圧されたＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、そのＤＣ出力を無線通信部に供給する第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路であるＤＣ／ＤＣ変換回路１４と、を含んでいる。
【００４０】
なお、バッテリ５０は、充電時には、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２からのＤＣ出力の供給を受け、放電時には、ＤＣ−４８ＶのＤＣ出力を昇圧回路２４に供給する。したがって、基地局装置１０は、バッテリ５０を用いる構成で使用する場合には、ＵＰＳ機能を備える基地局装置として使用することができる。しかしながら、バッテリ５０は、本実施の形態の必須要素ではない。本実施の形態の基地局装置１０は、バッテリ５０を用いない場合、例えば補助電源用バッテリ接続ポートを経て、外部からのＤＣ−４８ＶのＤＣ入力を受けて動作することもできる。
【００４１】
このように、基地局装置１０は、バッテリ５０を用いない構成で使用する場合には、ＵＰＳ機能を備えない通常電源による基地局装置として利用することができる。この場合、基地局装置１０は、外部からの電力供給を、商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力と、ＤＣ−４８ＶのＤＣ入力とのどちらにも適合させて使用することができる。そのため、すでに設置されているＤＣ−４８Ｖの電源が確保されている他のシステムの基地局に基地局装置１０を併設する場合、新たにＡＣの電源を確保する必要はなく、ＤＣ−４８Ｖの電源に即応することができる。
【００４２】
また、基地局装置１０は、ＰＦＣ整流器１２を内部に含む構成であるため、附帯ボックスのような電源ユニットを用いる場合には、当該附帯ボックスはバッテリ５０のみの構成とすることができる。したがって、バッテリ５０を充放電する機能を基地局装置１０から制御することができ、さらに、バッテリ５０に不具合が生じた場合には、当該バッテリ５０のみを交換する作業で済ませることができる。なお、基地局装置１０は、ＰＦＣ整流器１２を内部に含む構成であるため、ＰＦＣ整流器１２と基地局装置１０内部のＤＣ／ＤＣ電源ユニットとが一体化した構成になる。このため、基地局装置１０の製造にかかるトータルコストの低減が期待できる。
【００４３】
以上のような構成により、基地局装置１０は、通常時に商用ＡＣ１００ＶによるＡＣ入力を受けて使用する際、ＰＦＣ整流器１２を経た後、ＤＣ／ＤＣ変換回路１４のブロックを一段経るのみで電力変換を行う。したがって、本実施の形態による基地局装置１０は、図５で説明したような従来のＤＣ出力方式の附帯ボックスを用いる場合に比べて、電力効率が向上する効果が期待できる。
【００４４】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態に係る放送受信装置を説明する。図２は、本発明の第２実施の形態に係る基地局装置の概略構成を説明する図である。第２実施の形態に係る基地局装置３０は、上述した第１実施の形態による基地局装置１０の内部構成の一部を変更するものである。したがって、第１実施の形態による基地局装置１０と同じ説明は、適宜省略する。
【００４５】
図２に示す、第２実施の形態に係る基地局装置３０は、商用のＡＣ１００Ｖの供給を外部から受けることにより、通信に係る動作を行う。また、上述した第１実施の形態による基地局装置１０と同様に、基地局装置３０は、電力の供給が一時的に途絶える場合に備えて、二次電池であるバッテリ５０を接続することができる。
【００４６】
第２実施の形態に係る基地局装置３０は、上述した第１実施の形態による基地局装置１０と同様に、ＰＦＣ整流器１２と、ＲＦ部１６と、ベースバンド部１８と、アンテナ２０と、を備えている。第２実施の形態に係る基地局装置３０はさらに、ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２と、他のＤＣ／ＤＣ変換回路３４とを備えている。
【００４７】
第２実施の形態に係る基地局装置３０において、ＰＦＣ整流器１２は、力率改善の機能を有する整流器（高力率整流回路）であり、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力をＤＣ３００Ｖ〜４００Ｖ程度のＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力を、ＤＣ５０Ｖと、ＤＣ５ＶとのＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路１４により変換されたＤＣ出力のうち、ＤＣ５０ＶはＲＦ部１６に入力し、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１８に入力する。なお、本実施の形態においても、ＲＦ部１６と、ベースバンド部１８と、アンテナ２０とを含めて、無線通信部を構成している。
【００４８】
第２実施の形態において、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力をＤＣ出力に変換してから無線通信部に供給する上述の電力供給経路を、「第１の電力供給経路」とする。すなわち、第１の電力供給経路は、商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＰＦＣ整流器１２と、ＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、そのＤＣ出力を無線通信部に供給するＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２と、を含んでいる。
【００４９】
本実施の形態による基地局装置３０において、ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を変換し、バッテリの充電を行うための充電用電圧に変換する。また、ＤＣ／ＤＣ変換回路３４は、補助電源からのＤＣ出力を、ＤＣ５０Ｖと、ＤＣ５ＶとのＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路３４により変換されたＤＣ出力のうち、ＤＣ５０ＶはＲＦ部１６に入力し、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１８に入力する。
【００５０】
第２実施の形態において、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力を補助電源用のＤＣ出力に変換する経路と、補助電源からのＤＣ出力の電圧を変換してから無線通信部に供給する経路とを含めて、「第２の電力供給経路」とする。すなわち、第２の電力供給経路は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を補助電源に適合するように変換し、そのＤＣ出力を補助電源に供給するＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２と、補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、その電圧を変換したＤＣ出力を無線通信部に供給するＤＣ／ＤＣ変換回路３４と、を含んでいる。
【００５１】
なお、第２実施の形態では、ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２は、第１の電力供給経路においてはＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を変換して無線通信部に供給するＡＣ／ＡＣ変換回路を構成する。同時に、ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２は、第２の電力供給経路においては、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を変換して補助電源に供給する、第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路を構成する。
【００５２】
なお、第２実施の形態においても、バッテリ５０は、第１実施の形態の場合と同様に扱うことができる。したがって、基地局装置３０は、バッテリ５０を用いる構成で使用する場合には、ＵＰＳ機能を備える基地局装置として使用することができる。また、バッテリ５０を用いない構成で使用する場合、基地局装置３０は、ＵＰＳ機能を備えない通常電源による基地局装置として利用することができる。この際、基地局装置３０は、外部からの電力供給を、商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力と、ＤＣ−４８ＶのＤＣ入力とのどちらにも適合させて使用することができる。
【００５３】
このように、本実施の形態による基地局装置３０は、極めて簡易な構成により、第１実施の形態による基地局装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
また、基地局装置３０は、通常時に商用ＡＣ１００ＶによるＡＣ入力を受けて使用する際、ＰＦＣ整流器１２を経た後、ＤＣ／ＤＣ変換回路３２のブロックを一段経るのみで電力変換を行うことは第１実施の形態による基地局装置１０と同様である。さらに、基地局装置３０は、補助電源からＤＣ−４８ＶによるＤＣ入力を受けて使用する際にも、ＤＣ／ＤＣ変換回路３４のブロックを一段経るのみで電力変換を行う。このため、第２実施の形態による基地局装置３０は、全体としての電力効率としては、第１実施の形態による基地局装置１０以上の電力効率が向上する効果が期待できる。
【００５５】
以下、上述した第１実施の形態または第２実施の形態による基地局装置を、実際に設置する際の態様について説明する。図３は、上述した第１実施の形態または第２実施の形態による基地局装置の設置態様を説明する図である。
【００５６】
図３に示すように、基地局装置１０または３０は、携帯電話などの端末と無線通信を行う小型の基地局装置として、コンクリート柱７０などに設置することができる。また、基地局装置１０または３０は、携帯電話などの端末と無線通信を行うためのアンテナ２０に接続される。なお、基地局装置１０または３０は、専用線または光ファイバケーブルなどを介して、基地局をつなぐネットワークであるバックホール（Backhaul）と接続されている。このバックホールを経て、基地局装置１０または３０を外部から制御することもできる。
【００５７】
図３（Ａ）は、基地局装置１０または３０を、バッテリ５０と共に設置した場合の様子を概略的に示している。基地局装置１０または３０は、通常の使用時には、外部から商用のＡＣ１００Ｖの電力供給を受けて稼動する。しかしながら、停電などの非常時には、補助電源であるバッテリ５０からＤＣ−４８Ｖの電力供給を受けて稼動を継続することができる。このように、基地局装置１０または３０を稼動させるための非常用の外部の電源装置としては、バッテリ５０のみを用意するだけで済む。したがって、バッテリ５０を内臓するための附帯ボックスのような装置は、簡略化して小型化することができる。このため、設置スペースを節約することもできる。
【００５８】
図３（Ｂ）は、基地局装置１０または３０を、バッテリ５０を用いずに設置した場合の様子を概略的に示している。この場合、停電などの非常時にバッテリ５０からの電力供給を受けて稼動を継続することはできない。しかしながら、この場合、基地局装置１０または３０は、通常の使用時に、外部からの電力供給として、商用のＡＣ１００Ｖにも、ＤＣ−４８Ｖにも対応することができる。したがって、例えば従来の基地局装置で既に使用していたＵＰＳ装置が存在する場合、そのＵＰＳ装置とも接続し、流用することができる。
【００５９】
また、バッテリ５０を接続する場合、基地局内部にバッテリ接続端子を設けるため、バッテリの充放電機能も基地局から行うことができる。また、この場合、補助電源に不具合が生じた場合、バッテリ５０を交換する作業を行うのみで、基地局装置の機能を復旧することができるため、メンテナンスは著しく容易になる。
【００６０】
さらに、最初はバッテリ５０を用いずに基地局装置１０または３０のみを設置して稼動させて、その後非常時の補助電源による稼動が必要になった際、後からバッテリ５０を追加で設置する使用態様も考えられる。このようにすれば、設備投資にかかる費用を分散し、段階的な投資を行うことができる。
【００６１】
なお、本発明は、上述した各実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能である。特に、上述した、発明を実施するための形態の説明においては、基地局装置の電力供給に係る部分について主眼を置いて説明したものであり、それ以外の通信機能に係る構成や設置態様などは、当業者であれば適宜変更を加えて実施することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０，３０，１００，３００ 基地局装置
１２，２１０，４１０ ＰＦＣ整流器
１４，３４，３１０，４２０ ＤＣ／ＤＣ変換回路
１６，１２０ ＲＦ部
１８，１３０ ベースバンド部
２０，１４０ アンテナ
２２ 充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路
２４ 昇圧回路
３２ ＤＣ／ＤＣ変換回路兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路
５０，５００ バッテリ
７０ コンクリート柱
１１０ ＡＣ／ＤＣ変換回路
２００，４００ 附帯ボックス
２２０ 充放電制御回路
２３０ インバータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置に関するものであり、特に、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply（無停電電源装置））の機能を有する電源装置から電力の供給を受ける基地局装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話のような無線通信端末を用いて、いつでも安定した通信を行うことができるようにするためには、この無線通信端末と通信を行う基地局装置に、常時、電力を供給しなければならない。しかしながら、電力の供給が瞬断したり、あるいは停電が発生したりすると、基地局装置への電力の供給が途絶えてしまい、通信が切断されてしまう。そこで、通信の安定性が重要視される通信システムにおいては、基地局装置にＵＰＳ（無停電電源装置）の機能を設けることにより、電力供給の一時的な断絶に備えている。
【０００３】
ＵＰＳとは、例えば停電などにより入力電源に異常が発生しても、一定時間は停電することなく非常用の電力を供給し続けることができる電源装置である。現在、例えばネットワーク上のサーバなど、安定稼動が求められる種々の機器に対して、様々なＵＰＳが設置されている。一般に、情報通信は、現代生活のライフラインともいえるものであり、特に、携帯電話による通話やデータ通信などにおいては、ユーザの緊急時などに行なわれる通話や通信に備えて、安定性の高い稼動が求められる。したがって、現在、一部の通信システムにおいては、法令上の要請により、ＵＰＳの設置が義務付けられているものもある。
【０００４】
従来のＵＰＳとして、発電機などを内蔵し、比較的長い期間の停電などにも耐え得るものが知られている。その一方で、携帯電話の通信においては、基地局装置を極めて多数設置することが必要であるため、より簡易な構成として、補助電源としてバッテリなどの二次電池を内蔵したＵＰＳが多く使用されている。特に最近では、ＵＰＳを含む電源装置専用の比較的大型のキュービクルを設置するタイプの基地局のみならず、コンクリート柱などに小型の基地局装置を設置し、その近傍に二次電池内蔵の小型のＵＰＳユニットを設置することも多い。このようなＵＰＳは、通常時には二次電池を充電しながら基地局装置に電力供給を行い、入力電源に異常が発生すると、充電した二次電池を用いて電力の供給を継続する。なお、参考までに、このような二次電池によるバックアップ電源を備える基地局装置として、例えば特許文献１に記載のようなものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６６１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、携帯電話のような無線通信端末と通信を行う基地局装置には、大別して、以下のような、ＡＣ出力方式と、ＤＣ出力方式との、２種類のＵＰＳが主に用いられている。以下、これらのような従来のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成について、図面を参照して説明する。なお、以下の図面では、主として電力の供給に係る部分について説明し、データ通信などに係る基地局装置の機能についての説明は省略する。
【０００７】
図４は、従来のＡＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成を示すブロック図である。図４に示す基地局装置１００は、ＵＰＳ機能を有する電源ユニット（以下、「附帯ボックス」という）２００から、ＡＣ１００Ｖ（ボルト）の電力の供給を受けて動作する。
【０００８】
基地局装置１００は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１１０と、ＲＦ部１２０と、ベースバンド部１３０と、を備えている。ＡＣ／ＤＣ変換回路１１０は、附帯ボックス２００から供給されるＡＣ１００Ｖの入力を、ＤＣ出力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換回路１１０により変換されたＤＣ出力のうちＤＣ５０ＶはＲＦ部１２０に供給され、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１３０に供給される。ＲＦ部１２０は、無線通信を行うためのアンテナ１４０を備えている。
【０００９】
附帯ボックス２００は、商用のＡＣ１００Ｖの供給を外部から受けて、基地局装置１００にＡＣ１００Ｖの出力を供給する一方で、外部からの電力供給の一部を用いて、二次電池であるバッテリ５００の充電も行っている。このバッテリ５００を充電するために、附帯ボックス２００は、ＰＦＣ整流器２１０と、充放電制御回路２２０と、インバータ２３０とを備えている。ＰＦＣ（Power Factor Correction：力率改善または力率補正）整流器２１０は、力率改善の機能を有する整流器（高力率整流回路）であり、ＡＣをＤＣに変換する。充放電制御回路２２０は、ＰＦＣ整流器２１０からのＤＣ出力を用いて行うバッテリ５００の充電を制御する。また、充放電制御回路２２０は、バッテリ５００からのＤＣ出力の放電を、インバータ２３０に入力するための制御も行う。インバータ２３０は、バッテリ５００からの放電によるＤＣ入力をＡＣ出力に変換する。
【００１０】
このように、附帯ボックス２００は、商用のＡＣ１００Ｖを利用して、基地局装置１００にＡＣ１００Ｖの出力を供給し、商用のＡＣ１００Ｖの供給が途絶えた場合は、バッテリ５００によるバックアップ（予備）電源からの電力供給に切り替えることができる。このような方式による電力供給は、現行の基地局装置の一部などで採用されている。
【００１１】
一般的に、ＡＣ出力方式のＵＰＳは、ＡＣ１００Ｖの入力を受けてＡＣ１００Ｖを出力するため、ＡＣ出力方式のＵＰＳに用いられる基地局装置は、ＵＰＳ機能のない附帯ボックスにも対応することもできる。また、ＡＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置は、附帯ボックスのＵＰＳの機能が故障した際には、商用のＡＣ１００Ｖの供給を直接受けることもできる。さらに、商用電源から直接電力を入力できるため、ＵＰＳによる電力効率の低下は少ない。
【００１２】
しかしながら、ＡＣ出力方式のＵＰＳは、その回路構成が複雑になるため、それに伴ってコストが増大するという懸念がある。また、基地局装置におけるＡＣ／ＤＣ変換回路を含むＰＳＵ（Power Supply Unit（電源ユニット））は、ＤＣ／ＤＣ変換回路を含むＰＳＵの構成に比べて複雑になるため、その回路規模が大型化したり、またはコストが増大する恐れがある。
【００１３】
図５は、従来のＤＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成を示すブロック図である。図５に示す基地局装置３００は、ＵＰＳ機能を有する電源ユニット（以下、「附帯ボックス」という）４００からＤＣ−４８Ｖの電力の供給を受けて動作する。
【００１４】
基地局装置３００は、図４で説明した基地局装置１００において、ＡＣ／ＤＣ変換回路１１０をＤＣ／ＤＣ変換回路３１０に変更した点を除けば、上述した基地局装置１００と同じ構成である。ＤＣ／ＤＣ変換回路３１０は、附帯ボックス４００から供給されるＤＣ−４８ＶのＤＣ入力の電圧を変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路３１０により電圧を変換されたＤＣ出力のうちＤＣ５０ＶはＲＦ部１２０に供給され、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１３０に供給される。
【００１５】
附帯ボックス４００は、ＰＦＣ整流器４１０と、ＤＣ／ＤＣ変換回路４２０と、バッテリ５００とを備えている。ＰＦＣ整流器４１０は、外部から供給される商用のＡＣ１００Ｖの入力をＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路４２０は、ＰＦＣ整流器４１０からのＤＣ出力の電圧をＤＣ−４８Ｖに変換して、基地局装置３００に入力する。また、ＤＣ／ＤＣ変換回路４２０は、ＤＣ−４８Ｖに変換したＤＣ出力を利用することにより、バッテリ５００を充電することができる。
【００１６】
このように、附帯ボックス４００は、商用のＡＣ１００Ｖを利用して、基地局装置３００にＤＣ−４８Ｖの出力を供給し、商用のＡＣ１００Ｖの供給が途絶えた場合は、バッテリ５００によるバックアップ電源からの電力供給に切り替えることができる。このような方式による電力供給は、現行の携帯電話の基地局装置の多くで採用されている。
【００１７】
上述したように、これらの付帯ボックス２００および４００は、通常時には、外部から供給される商用のＡＣ１００Ｖを利用して、基地局装置１００および３００に電力を供給しつつ、必要に応じてバッテリ５００の充電を行うことができる。また、一時的な停電などにより、外部からの商用のＡＣ１００Ｖの供給が途絶えた場合、充電されたバッテリ５００の電力を利用することにより、基地局装置１００および３００に電力を供給し続けることができる。
【００１８】
一般的に、ＤＣ出力方式のＵＰＳは、その回路構成が比較的簡易になり、コストの低廉化も期待できる。また、基地局装置におけるＤＣ／ＤＣ変換回路を含むＰＳＵは、ＡＣ／ＤＣ変換回路を含むＰＳＵの構成に比べて簡易になるため、その回路規模を小型化したり、またはコストダウンも期待できる。
【００１９】
一方、ＤＣ出力方式のＵＰＳは、商用のＡＣ１００Ｖの供給を受けるに際しＰＦＣ整流器が必須となる。また、ＤＣ出力方式のＵＰＳが故障した際は、ＤＣ−４８Ｖの電力を供給することができなくなり、基地局装置の稼動も停止せざるを得なくなる。さらに、ＤＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の電力の変換効率は、ＵＰＳのＰＦＣ整流器の変換効率と、基地局装置のＰＳＵの変換効率とを乗算したものになるため、電力の変換効率が低下するという懸念もある。
【００２０】
上述したように、従来のＡＣ出力方式のＵＰＳを用いた場合も、従来のＤＣ出力方式のＵＰＳを用いた場合も、それぞれに利点と不利な点がある。したがって、通信システムの仕様や、基地局装置を設置する環境における要求事項などに応じて、適切に電力を供給できる基地局装置および附帯ボックスの組み合わせを選定する必要がある。
【００２１】
しかしながら、上述したような従来の基地局装置は、ＡＣ入力に対応した基地局装置にはＡＣ出力方式のＵＰＳを用いなければならず、ＤＣ入力に対応した基地局装置にはＤＣ出力方式のＵＰＳを用いなければならない。したがって、これらの組み合わせを変更して用いることはできない。すなわち、従来の基地局装置は、ＡＣ入力の電源とＤＣ入力の電源との双方に対応することはできない。例えば、すでに設置されている他のシステムの基地局に、新たなシステムの基地局を併設する際、すでにＤＣ−４８Ｖの電源が確保されている場合がある。このような場合に、新たなシステムの基地局がＤＣ入力の電源に対応していないと、新たにＡＣの電源を確保しなければならない。
【００２２】
また、通信システムの仕様によって、ＵＰＳの機能が必要（必須）とされるシステムと、必要とされないシステムがある。しかしながら、ＵＰＳの機能の有無は、附帯ボックスの仕様により決まっているため、附帯ボックスごと変更する以外には、ＵＰＳ機能の有無を変更することはできない。
【００２３】
さらに、従来、バッテリは、基地局装置とは別体の附帯ボックス内に格納されていることが多く、バッテリを充放電する機能を基地局装置から制御することは困難であった。また、このバッテリは、附帯ボックス内に格納されているため、例えばバッテリに不具合が生じた場合などに、当該バッテリのみを交換することは、手間のかかる作業であった。
【００２４】
また、図５に示したような、現行の携帯電話の基地局の多くで採用されているＤＣ出力方式による電力供給は、バッテリ５００によるＤＣ入力の電力供給の際は、ＤＣ／ＤＣ変換回路３１０のブロックを一段介するのみであるため、高効率で電力変換することができる。しかしながら、通常時に商用ＡＣ１００ＶによるＡＣ入力の電力を供給する際には、ＤＣ／ＤＣ変換回路３１０のブロックに至るまでにＤＣ−４８Ｖに変換するため、ＰＦＣ整流器４１０およびＤＣ／ＤＣ変換回路４２０を経なければならない。このように複数段の電力変換を行うと、電力効率が低下するという問題も生じる。
【００２５】
なお、図５に示したようなＤＣ出力方式による電力供給においては、ＰＦＣ整流器４１０が、基地局装置内部のＤＣ／ＤＣ電源ユニットとは別体の構成になる。このため、附帯ボックス４００を含めたトータルのコストを考慮すると、最終的にはコストが増大する恐れがある。
【００２６】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、汎用性が高く電力効率の高い、ＵＰＳ機能を備えた基地局装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、
第１の電力供給経路または第２の電力供給経路による電力の供給を受ける無線通信部を有する基地局装置において、
前記第１の電力供給経路は、
商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、前記ＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含み、
前記第２の電力供給経路は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を補助電源に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記補助電源に供給する補助電源用ＤＣ電圧変換回路と、前記補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含むことを特徴とするものである。
【００２８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基地局装置において、
前記第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、前記補助電源から供給されるＤＣ出力を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路により昇圧されたＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する前記第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含むものである。
【００２９】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の基地局装置において、
前記第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を変換して前記無線通信部に供給する機能とともに、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を変換して前記補助電源に供給する前記補助電源用ＤＣ電圧変換回路の機能を備えるものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の基地局装置によれば、無線通信部に供給する電力を、商用のＡＣ入力をＤＣ出力に変換してから無線通信部に供給する第１の経路、または、商用のＡＣ入力を補助電源用のＤＣ出力に変換し、この補助電源から供給されるＤＣ出力を無線通信部に供給する第２の経路から入力することができる。したがって、本発明の基地局装置は、補助電源としてバッテリを用いれば、このバッテリをＵＰＳの機能のために利用することができるし、バッテリを用いない場合、補助電源として他の供給源からのＤＣ出力を入力することもできる。このため、本発明の基地局装置は、ＡＣ入力にもＤＣ入力にも、種々の電源からの入力に対応することができ、汎用性を著しく高めることができる。また、電力を変換する段数を少なくすることができるため、電力効率を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施の形態に係る基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第２実施の形態に係る基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明による基地局装置の設置態様を説明する図である。
【図４】従来のＡＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】従来のＤＣ出力方式のＵＰＳを用いた基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の本発明による各実施の形態は、携帯電話と無線通信を行う基地局装置を想定して説明する。しかしながら、本発明は、携帯電話と無線通信を行う基地局装置に限定されるものではなく、無線通信部に電力を供給することにより通信を行う基地局装置であれば、任意の基地局装置に適用することができる。また、以下の説明においては、主として電力の供給に係る部分について説明し、データ通信などに係る基地局装置の通信機能についての詳細な説明は省略する。
【００３３】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る基地局装置の概略構成を説明する図である。図１に示す、第１実施の形態に係る基地局装置１０は、商用のＡＣ１００Ｖの供給を外部から受けることにより、通信に係る動作を行う。また、基地局装置１０は、電力の供給が一時的に途絶える場合に備えて、二次電池であるバッテリ５０を接続することができる。
【００３４】
第１実施の形態に係る基地局装置１０は、ＰＦＣ整流器１２と、ＤＣ／ＤＣ変換回路１４と、ＲＦ部１６と、ベースバンド部１８と、アンテナ２０とを備えている。
【００３５】
ＰＦＣ（Power Factor Correction：力率改善または力率補正）整流器１２は、力率改善の機能を有する整流器（高力率整流回路）であり、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力をＤＣ出力に変換する。この時、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力は、ＤＣ３００Ｖ〜４００Ｖ程度のＤＣ出力に変換される。ＤＣ／ＤＣ変換回路１４は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力を、ＤＣ５０Ｖと、ＤＣ５ＶとのＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路１４により変換されたＤＣ出力のうち、ＤＣ５０ＶはＲＦ部１６に入力し、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１８に入力する。ベースバンド部１８は、搬送波（キャリア）を変調することにより、ベースバンド信号を生成する。ＲＦ部１６は、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、このＲＦ信号をアンテナ２０から送信する。なお、本実施の形態では、ＲＦ部１６と、ベースバンド部１８と、アンテナ２０とを含めて、無線通信部を構成している。
【００３６】
本実施の形態においては、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力をＤＣ出力に変換してから無線通信部に供給する上述の電力供給経路を、「第１の電力供給経路」とする。すなわち、第１の電力供給経路は、商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＰＦＣ整流器１２と、ＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、そのＤＣ出力を無線通信部に供給するＤＣ／ＤＣ変換回路１４と、を含んでいる。
【００３７】
また、基地局装置１０は、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２と、昇圧回路２４と、を備えている。充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を変換し、バッテリの充電を行うための充電用電圧に変換する。また、昇圧回路２４は、補助電源からのＤＣ出力を昇圧して、ＤＣ／ＤＣ変換回路１４に入力する。
【００３８】
本実施の形態においては、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力を補助電源用のＤＣ出力に変換する経路と、補助電源からのＤＣ出力を昇圧および電圧変換してから無線通信部に供給する経路とを含めて、「第２の電力供給経路」とする。すなわち、第２の電力供給経路は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を補助電源に適合するように変換し、そのＤＣ出力を補助電源に供給する充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２と、補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、その電圧を変換したＤＣ出力を無線通信部に供給する、昇圧回路２４およびＤＣ／ＤＣ変換回路１４と、を含んでいる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、補助電源用ＤＣ電圧変換回路を構成する。また、第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、補助電源から供給されるＤＣ出力を昇圧する昇圧回路２４と、この昇圧回路２４により昇圧されたＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、そのＤＣ出力を無線通信部に供給する第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路であるＤＣ／ＤＣ変換回路１４と、を含んでいる。
【００４０】
なお、バッテリ５０は、充電時には、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２２からのＤＣ出力の供給を受け、放電時には、ＤＣ−４８ＶのＤＣ出力を昇圧回路２４に供給する。したがって、基地局装置１０は、バッテリ５０を用いる構成で使用する場合には、ＵＰＳ機能を備える基地局装置として使用することができる。しかしながら、バッテリ５０は、本実施の形態の必須要素ではない。本実施の形態の基地局装置１０は、バッテリ５０を用いない場合、例えば補助電源用バッテリ接続ポートを経て、外部からのＤＣ−４８ＶのＤＣ入力を受けて動作することもできる。
【００４１】
このように、基地局装置１０は、バッテリ５０を用いない構成で使用する場合には、ＵＰＳ機能を備えない通常電源による基地局装置として利用することができる。この場合、基地局装置１０は、外部からの電力供給を、商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力と、ＤＣ−４８ＶのＤＣ入力とのどちらにも適合させて使用することができる。そのため、すでに設置されているＤＣ−４８Ｖの電源が確保されている他のシステムの基地局に基地局装置１０を併設する場合、新たにＡＣの電源を確保する必要はなく、ＤＣ−４８Ｖの電源に即応することができる。
【００４２】
また、基地局装置１０は、ＰＦＣ整流器１２を内部に含む構成であるため、附帯ボックスのような電源ユニットを用いる場合には、当該附帯ボックスはバッテリ５０のみの構成とすることができる。したがって、バッテリ５０を充放電する機能を基地局装置１０から制御することができ、さらに、バッテリ５０に不具合が生じた場合には、当該バッテリ５０のみを交換する作業で済ませることができる。なお、基地局装置１０は、ＰＦＣ整流器１２を内部に含む構成であるため、ＰＦＣ整流器１２と基地局装置１０内部のＤＣ／ＤＣ電源ユニットとが一体化した構成になる。このため、基地局装置１０の製造にかかるトータルコストの低減が期待できる。
【００４３】
以上のような構成により、基地局装置１０は、通常時に商用ＡＣ１００ＶによるＡＣ入力を受けて使用する際、ＰＦＣ整流器１２を経た後、ＤＣ／ＤＣ変換回路１４のブロックを一段経るのみで電力変換を行う。したがって、本実施の形態による基地局装置１０は、図５で説明したような従来のＤＣ出力方式の附帯ボックスを用いる場合に比べて、電力効率が向上する効果が期待できる。
【００４４】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態に係る放送受信装置を説明する。図２は、本発明の第２実施の形態に係る基地局装置の概略構成を説明する図である。第２実施の形態に係る基地局装置３０は、上述した第１実施の形態による基地局装置１０の内部構成の一部を変更するものである。したがって、第１実施の形態による基地局装置１０と同じ説明は、適宜省略する。
【００４５】
図２に示す、第２実施の形態に係る基地局装置３０は、商用のＡＣ１００Ｖの供給を外部から受けることにより、通信に係る動作を行う。また、上述した第１実施の形態による基地局装置１０と同様に、基地局装置３０は、電力の供給が一時的に途絶える場合に備えて、二次電池であるバッテリ５０を接続することができる。
【００４６】
第２実施の形態に係る基地局装置３０は、上述した第１実施の形態による基地局装置１０と同様に、ＰＦＣ整流器１２と、ＲＦ部１６と、ベースバンド部１８と、アンテナ２０と、を備えている。第２実施の形態に係る基地局装置３０はさらに、ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２と、他のＤＣ／ＤＣ変換回路３４とを備えている。
【００４７】
第２実施の形態に係る基地局装置３０において、ＰＦＣ整流器１２は、力率改善の機能を有する整流器（高力率整流回路）であり、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力をＤＣ３００Ｖ〜４００Ｖ程度のＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力を、ＤＣ５０Ｖと、ＤＣ５ＶとのＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路１４により変換されたＤＣ出力のうち、ＤＣ５０ＶはＲＦ部１６に入力し、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１８に入力する。なお、本実施の形態においても、ＲＦ部１６と、ベースバンド部１８と、アンテナ２０とを含めて、無線通信部を構成している。
【００４８】
第２実施の形態において、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力をＤＣ出力に変換してから無線通信部に供給する上述の電力供給経路を、「第１の電力供給経路」とする。すなわち、第１の電力供給経路は、商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＰＦＣ整流器１２と、ＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、そのＤＣ出力を無線通信部に供給するＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２と、を含んでいる。
【００４９】
本実施の形態による基地局装置３０において、ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を変換し、バッテリの充電を行うための充電用電圧に変換する。また、ＤＣ／ＤＣ変換回路３４は、補助電源からのＤＣ出力を、ＤＣ５０Ｖと、ＤＣ５ＶとのＤＣ出力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路３４により変換されたＤＣ出力のうち、ＤＣ５０ＶはＲＦ部１６に入力し、ＤＣ５Ｖはベースバンド部１８に入力する。
【００５０】
第２実施の形態において、外部からの商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力を補助電源用のＤＣ出力に変換する経路と、補助電源からのＤＣ出力の電圧を変換してから無線通信部に供給する経路とを含めて、「第２の電力供給経路」とする。すなわち、第２の電力供給経路は、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を補助電源に適合するように変換し、そのＤＣ出力を補助電源に供給するＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２と、補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を無線通信部に適合するように変換し、その電圧を変換したＤＣ出力を無線通信部に供給するＤＣ／ＤＣ変換回路３４と、を含んでいる。
【００５１】
なお、第２実施の形態では、ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２は、第１の電力供給経路においてはＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を変換して無線通信部に供給するＡＣ／ＡＣ変換回路を構成する。同時に、ＤＣ／ＤＣ変換回路（兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路）３２は、第２の電力供給経路においては、ＰＦＣ整流器１２からのＤＣ出力の電圧を変換して補助電源に供給する、第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路を構成する。
【００５２】
なお、第２実施の形態においても、バッテリ５０は、第１実施の形態の場合と同様に扱うことができる。したがって、基地局装置３０は、バッテリ５０を用いる構成で使用する場合には、ＵＰＳ機能を備える基地局装置として使用することができる。また、バッテリ５０を用いない構成で使用する場合、基地局装置３０は、ＵＰＳ機能を備えない通常電源による基地局装置として利用することができる。この際、基地局装置３０は、外部からの電力供給を、商用のＡＣ１００ＶのＡＣ入力と、ＤＣ−４８ＶのＤＣ入力とのどちらにも適合させて使用することができる。
【００５３】
このように、本実施の形態による基地局装置３０は、極めて簡易な構成により、第１実施の形態による基地局装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
また、基地局装置３０は、通常時に商用ＡＣ１００ＶによるＡＣ入力を受けて使用する際、ＰＦＣ整流器１２を経た後、ＤＣ／ＤＣ変換回路３２のブロックを一段経るのみで電力変換を行うことは第１実施の形態による基地局装置１０と同様である。さらに、基地局装置３０は、補助電源からＤＣ−４８ＶによるＤＣ入力を受けて使用する際にも、ＤＣ／ＤＣ変換回路３４のブロックを一段経るのみで電力変換を行う。このため、第２実施の形態による基地局装置３０は、全体としての電力効率としては、第１実施の形態による基地局装置１０以上の電力効率が向上する効果が期待できる。
【００５５】
以下、上述した第１実施の形態または第２実施の形態による基地局装置を、実際に設置する際の態様について説明する。図３は、上述した第１実施の形態または第２実施の形態による基地局装置の設置態様を説明する図である。
【００５６】
図３に示すように、基地局装置１０または３０は、携帯電話などの端末と無線通信を行う小型の基地局装置として、コンクリート柱７０などに設置することができる。また、基地局装置１０または３０は、携帯電話などの端末と無線通信を行うためのアンテナ２０に接続される。なお、基地局装置１０または３０は、専用線または光ファイバケーブルなどを介して、基地局をつなぐネットワークであるバックホール（Backhaul）と接続されている。このバックホールを経て、基地局装置１０または３０を外部から制御することもできる。
【００５７】
図３（Ａ）は、基地局装置１０または３０を、バッテリ５０と共に設置した場合の様子を概略的に示している。基地局装置１０または３０は、通常の使用時には、外部から商用のＡＣ１００Ｖの電力供給を受けて稼動する。しかしながら、停電などの非常時には、補助電源であるバッテリ５０からＤＣ−４８Ｖの電力供給を受けて稼動を継続することができる。このように、基地局装置１０または３０を稼動させるための非常用の外部の電源装置としては、バッテリ５０のみを用意するだけで済む。したがって、バッテリ５０を内臓するための附帯ボックスのような装置は、簡略化して小型化することができる。このため、設置スペースを節約することもできる。
【００５８】
図３（Ｂ）は、基地局装置１０または３０を、バッテリ５０を用いずに設置した場合の様子を概略的に示している。この場合、停電などの非常時にバッテリ５０からの電力供給を受けて稼動を継続することはできない。しかしながら、この場合、基地局装置１０または３０は、通常の使用時に、外部からの電力供給として、商用のＡＣ１００Ｖにも、ＤＣ−４８Ｖにも対応することができる。したがって、例えば従来の基地局装置で既に使用していたＵＰＳ装置が存在する場合、そのＵＰＳ装置とも接続し、流用することができる。
【００５９】
また、バッテリ５０を接続する場合、基地局内部にバッテリ接続端子を設けるため、バッテリの充放電機能も基地局から行うことができる。また、この場合、補助電源に不具合が生じた場合、バッテリ５０を交換する作業を行うのみで、基地局装置の機能を復旧することができるため、メンテナンスは著しく容易になる。
【００６０】
さらに、最初はバッテリ５０を用いずに基地局装置１０または３０のみを設置して稼動させて、その後非常時の補助電源による稼動が必要になった際、後からバッテリ５０を追加で設置する使用態様も考えられる。このようにすれば、設備投資にかかる費用を分散し、段階的な投資を行うことができる。
【００６１】
なお、本発明は、上述した各実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能である。特に、上述した、発明を実施するための形態の説明においては、基地局装置の電力供給に係る部分について主眼を置いて説明したものであり、それ以外の通信機能に係る構成や設置態様などは、当業者であれば適宜変更を加えて実施することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０，３０，１００，３００ 基地局装置
１２，２１０，４１０ ＰＦＣ整流器
１４，３４，３１０，４２０ ＤＣ／ＤＣ変換回路
１６，１２０ ＲＦ部
１８，１３０ ベースバンド部
２０，１４０ アンテナ
２２ 充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路
２４ 昇圧回路
３２ ＤＣ／ＤＣ変換回路兼充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路
５０，５００ バッテリ
７０ コンクリート柱
１１０ ＡＣ／ＤＣ変換回路
２００，４００ 附帯ボックス
２２０ 充放電制御回路
２３０ インバータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電力供給経路または第２の電力供給経路による電力の供給を受ける無線通信部を有する基地局装置において、
前記第１の電力供給経路は、
商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、前記ＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含み、
前記第２の電力供給経路は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を補助電源に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記補助電源に供給する補助電源用ＤＣ電圧変換回路と、前記補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含むことを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、前記補助電源から供給されるＤＣ出力を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路により昇圧されたＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する前記第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含む、請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を変換して前記無線通信部に供給する機能とともに、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を変換して前記補助電源に供給する前記補助電源用ＤＣ電圧変換回路の機能を備える、請求項１に記載の基地局装置。
【請求項１】
第１の電力供給経路または第２の電力供給経路による電力の供給を受ける無線通信部を有する基地局装置において、
前記第１の電力供給経路は、
商用電源からのＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、前記ＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含み、
前記第２の電力供給経路は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を補助電源に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記補助電源に供給する補助電源用ＤＣ電圧変換回路と、前記補助電源から供給されるＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含むことを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記第２の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、前記補助電源から供給されるＤＣ出力を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路により昇圧されたＤＣ出力の電圧を前記無線通信部に適合するように変換し、当該電圧を変換したＤＣ出力を前記無線通信部に供給する前記第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路と、を含む、請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記第１の無線通信部用ＤＣ電圧変換回路は、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を変換して前記無線通信部に供給する機能とともに、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの前記ＤＣ出力の電圧を変換して前記補助電源に供給する前記補助電源用ＤＣ電圧変換回路の機能を備える、請求項１に記載の基地局装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１７８４７９（Ｐ２０１０−１７８４７９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７２９１（Ｐ２００９−１７２９１）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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